WO2022024872A1

WO2022024872A1 - ヘルム装置

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Publication number: WO2022024872A1
Application number: PCT/JP2021/027123
Authority: WO
Inventors: 大輔五十嵐
Original assignee: 日本発條株式会社
Priority date: 2020-07-30
Filing date: 2021-07-20
Publication date: 2022-02-03
Also published as: US20230166822A1; US11794870B2; JP2022025881A; EP4190684A4; EP4190684A1; JP7203327B2

Abstract

一実施形態に係るヘルム装置は、第１方向に延びるステアリングシャフトと、ステアリングシャフトの一部を収容するハウジングと、船体に取り付けられるチルトベースと、第２方向と平行なチルト軸を中心としてハウジングがチルトベースに対し回動可能となるようにハウジングを支持する一対のチルト機構と、各チルト機構によるハウジングの回動を制止することにより、チルトベースに対するステアリングシャフトの角度を固定するロック機構と、を備える。各チルト機構は、チルト軸と交差するハウジングの側部から突出する軸部材と、チルトベースに設けられ軸部材が回動可能に挿入された孔部を有するブラケットと、軸部材の外周面と孔部の内周面との間に配置されるブッシュと、を備える。

Description

ヘルム装置

　本発明は、船舶の操舵に使用されるヘルム装置に関する。

　従来、船外機の舵角を変えるための操舵装置として、舵輪（ヘルム）に連結されたステアリングシャフトの回動を油圧配管やプッシュプルケーブルにより船外機のアクチュエータに伝えるものが知られている。また、ステアリングシャフトの回動をセンサにより検出し、当該センサが出力する電気信号に基づいて船外機のアクチュエータを駆動する電動式の操舵装置も存在する。

　一般に、ステアリングシャフトは水平方向に対して所定のチルト角で傾けられている。操船者に応じた快適な操作性を実現するためには、ステアリングシャフトを含むヘルム装置のチルト角を調整できることが好ましい。例えば、このような調整を可能とする先行技術としては、特許文献１に開示された操舵装置が知られている。

米国特許第１０，０１１，３４０号明細書

　上記特許文献１に記載の構造を含め、ステアリングシャフトのチルト角を調整可能な従来のヘルム装置に関しては、機能性や操作性の面で種々の改善の余地がある。そこで、本発明は、ステアリングシャフトのチルト角を調整可能であるとともに、機能性や操作性に優れたヘルム装置を提供することを目的の一つとする。

　一実施形態に係るヘルム装置は、第１方向に延びるステアリングシャフトと、前記ステアリングシャフトの一部を収容するハウジングと、船体に取り付けられるチルトベースと、前記第１方向と交差する第２方向と平行なチルト軸を中心として前記ハウジングが前記チルトベースに対し回動可能となるように前記ハウジングを支持する一対のチルト機構と、前記一対のチルト機構による前記ハウジングの回動を制止することにより、前記チルトベースに対する前記ステアリングシャフトの角度を固定するロック機構と、を備えている。前記一対のチルト機構の各々は、前記チルト軸と交差する前記ハウジングの側部から突出する軸部材と、前記チルトベースに設けられ、前記軸部材が回動可能に挿入された孔部を有するブラケットと、前記軸部材の外周面と前記孔部の内周面との間に配置されるブッシュと、を備えている。

　前記チルトベースは、開口を有し、前記ハウジングは、前記開口に通され、前記ブラケットは、前記チルトベースから前記ステアリングシャフトの先端部側に突出し、前記チルト軸は、前記第１方向において前記チルトベースと前記ステアリングシャフトの前記先端部との間に位置していてもよい。

　前記一対のチルト機構の各々は、前記チルト軸を中心とした所定の回動方向に前記ハウジングを付勢する第１付勢部材をさらに備えてもよい。この場合において、前記第１付勢部材は、前記軸部材が通されたコイル部と、前記コイル部から延出し前記チルトベースに支持された固定点側のアームと、前記コイル部から延出し前記ハウジングに支持された作用点側のアームと、を有してもよい。

　前記ロック機構は、前記ハウジングの外面において前記チルト軸を中心とした円周方向に並ぶ複数のスロットと、前記複数のスロットに挿入可能なラッチを有するレバーと、を備えてもよい。この場合において、前記複数のスロットのいずれかに前記ラッチを挿入することにより前記一対のチルト機構による前記ハウジングの回動が制止されてもよい。

　前記ロック機構は、前記レバーを前記チルトベースに対して前記チルト軸と平行な軸を中心として回動可能に連結するピンと、前記ラッチが前記複数のスロットに押し当てられるように前記レバーを付勢する第２付勢部材と、をさらに備えてもよい。この場合において、前記第２付勢部材は、前記ピンが通されたコイル部と、前記コイル部から延出し前記チルトベースによって支持された固定点側のアームと、前記コイル部から延出し前記レバーによって支持された作用点側のアームと、を有してもよい。

　前記一対のチルト機構の各々は、前記軸部材の周囲において前記ハウジングに設けられ、前記チルト軸を中心とした円周方向に並ぶ第１制止部および第２制止部と、前記ブラケットに設けられ、前記第１制止部および前記第２制止部と同心円上に並ぶ第３制止部および第４制止部と、をさらに備えてもよい。さらに、前記チルト軸を中心とした第１回動方向に前記ハウジングを回動させることにより前記ステアリングシャフトの傾きが第１限界角度に達した場合、前記第１制止部と前記第３制止部が接触して前記ハウジングの前記第１回動方向へのさらなる回動が制止され、前記第１回動方向と反対の第２回動方向に前記ハウジングを回動させることにより前記ステアリングシャフトの傾きが第２限界角度に達した場合、前記第２制止部と前記第４制止部が接触して前記ハウジングの前記第２回動方向へのさらなる回動が制止されてもよい。

　前記ロック機構は、前記チルト軸を中心とした円周方向において前記複数のスロットの両端に位置する第５制止部および第６制止部をさらに備えてもよい。さらに、前記複数のスロットから前記ラッチを退避させた状態において、前記チルト軸を中心とした第１回動方向に前記ハウジングを回動させることにより前記ステアリングシャフトの傾きが第１限界角度に達した場合、前記第５制止部と前記ラッチが接触して前記ハウジングの前記第１回動方向へのさらなる回動が制止され、前記複数のスロットから前記ラッチを退避させた状態において、前記第１回動方向と反対の第２回動方向に前記ハウジングを回動させることにより前記ステアリングシャフトの傾きが第２限界角度に達した場合、前記第６制止部と前記ラッチが接触して前記ハウジングの前記第２回動方向へのさらなる回動が制止されてもよい。

　前記チルト軸と平行な方向において、前記ハウジングの内部に位置する前記ステアリングシャフトの端部が前記軸部材と重なってもよい。

　前記ヘルム装置は、前記ハウジングに収容され、前記ステアリングシャフトに対して抵抗力を与える電磁ブレーキをさらに備えてもよい。

　前記ハウジングは、前記ステアリングシャフトが延出する先端部と、前記第１方向において前記先端部の反対側に位置する後端部と、を有してもよい。さらに、前記第１方向において、前記軸部材は、前記電磁ブレーキよりも前記後端部側に位置してもよい。

　前記ヘルム装置は、前記ステアリングシャフトの回動を検出するセンサが実装された第１回路基板と、前記第１回路基板に電力を供給する電源回路が実装された第２回路基板と、をさらに備えてもよい。さらに、前記第２方向において、前記第１回路基板が前記軸部材と重なり、前記第１方向において、前記第２回路基板が前記第１回路基板と前記後端部の間に位置してもよい。

　前記ハウジングは、前記第１方向における第１端部と、前記第１端部の反対側の第２端部と、前記一対のチルト機構の前記軸部材と、を有するハウジングベースと、前記ハウジングベースの前記第１端部に連結され、前記ステアリングシャフトを通す開口が設けられたハウジングトップと、前記ハウジングベースの前記第２端部に連結されたカバーと、を備えてもよい。この場合において、前記ハウジングベースと前記ハウジングトップは、前記ステアリングシャフトの一部および前記電磁ブレーキを収容する第１チャンバを形成し、前記ハウジングベースと前記カバーは、前記第１回路基板および前記第２回路基板を収容する第２チャンバを形成し、前記第２方向において、前記第２チャンバが前記軸部材と重なってもよい。

　本発明によれば、ステアリングシャフトのチルト角を調整可能であるとともに、機能性や操作性に優れたヘルム装置を提供することができる。

図１は、一実施形態に係る操舵装置を搭載した船舶の概略的な側面図である。図２は、図１に示す船舶の概略的な平面図である。図３は、一実施形態に係るヘルム装置の概略的な斜視図である。図４は、図３に示すチルト機構を分解した状態のヘルム装置の概略的な斜視図である。図５は、図３におけるＶ－Ｖ線に沿うヘルム装置の概略的な部分断面図である。図６は、図３におけるＶＩ－ＶＩ線に沿うヘルム装置の概略的な断面図である。図７は、図６に示すヘルム装置においてハウジングを分解した状態の概略的な断面図である。図８は、図３に示すヘルム装置の概略的な側面図である。図９は、変形例に係るヘルム装置の概略的な側面図である。

　本発明の一実施形態につき、図面を参照しながら説明する。
　図１は、本実施形態に係る操舵装置を搭載した船舶Ｖの概略的な側面図である。図２は、図１に示す船舶Ｖの概略的な平面図である。船舶Ｖは、操舵装置１００と、船体１１０と、船外機１２０とを備えている。

　操舵装置１００は、舵輪Ｗおよび舵輪Ｗの回動量（舵角）を検出するためのセンサＳを有するヘルム装置１と、船外機１２０の舵角を変える電動式のアクチュエータ１３０と、船外機１２０の舵角を検出する舵角センサ１４０と、制御部１５０とを備えている。制御部１５０は、ヘルム装置１、アクチュエータ１３０および舵角センサ１４０と電気的に接続されている。船外機１２０は、船舶Ｖに推進力を与えるスクリューを備え、例えば船体１１０の後部壁１１０ａに取り付けられている。

　舵輪Ｗを回動させると、舵輪Ｗの回動量がヘルム装置１のセンサＳによって検出され、舵角の方向と舵角量に関する電気信号が制御部１５０に送られる。制御部１５０は、センサＳから得られた情報に基づき設定される目標舵角と、舵角センサ１４０によって検出される船外機１２０の実際の舵角とが一致するようにアクチュエータ１３０を駆動する。

　図３は、ヘルム装置１の概略的な斜視図である。ヘルム装置１は、ステアリングシャフト２と、ハウジング３と、チルトベース４と、一対のチルト機構５Ｒ，５Ｌと、ロック機構６とを備えている。

　ステアリングシャフト２は、第１方向Ｘに沿う長尺な形状であり、舵輪Ｗが取り付けられる取付部２０を先端部２ａの近傍に有している。ステアリングシャフト２の一部は、ハウジング３に収容されている。ステアリングシャフト２は、第１方向Ｘと平行なシャフト軸ＳＸを中心に回動可能である。

　ハウジング３は、第１方向Ｘにおける先端部３ａと、その反対側の後端部３ｂとを有している。ステアリングシャフト２は、先端部３ａから延出している。本実施形態においては、ハウジングベース３０と、先端部３ａを含むハウジングトップ３１と、後端部３ｂを含むカバー３２とでハウジング３が構成されている。例えばハウジングベース３０とハウジングトップ３１は金属材料で形成され、カバー３２は樹脂材料で形成されている。

　ハウジングベース３０は、例えば円筒形状であり、第１方向Ｘにおける第１端部３０ａと、第１端部３０ａの反対側の第２端部３０ｂとを有している。ハウジングトップ３１は、例えばボルトである複数の連結部材３３によって第１端部３０ａに連結されている。同様に、カバー３２は、例えばボルトである複数の連結部材によって第２端部３０ｂに連結されている。

　ハウジングトップ３１は、先端部３ａにステアリングシャフト２を通すための開口３１ａを有している。開口３１ａの内壁とステアリングシャフト２の隙間は、蓋材３１ｂによって塞がれている。

　チルトベース４は、第１方向Ｘにおける第１側面４ａと、第１側面４ａの反対側の第２側面４ｂと、第１側面４ａから第２側面４ｂに至る開口４ｃとを有している。図３の例においては、ハウジング３が開口４ｃに通されている。ハウジング３の大部分は、第１側面４ａよりもステアリングシャフト２の先端部２ａ側に位置している。チルトベース４は、例えば船体１１０におけるヘルム装置１の取り付け位置に第２側面４ｂを接触させた状態で、ボルトによる締結などの適宜の手段により当該取り付け位置に固定される。

　チルト機構５Ｒ，５Ｌは、第１方向Ｘと交差する第２方向Ｙと平行なチルト軸ＴＸを中心として、ハウジング３がチルトベース４に対し回動可能となるようにハウジング３を支持している。本実施形態においては、第１方向Ｘと第２方向Ｙが直交している。

　図４は、チルト機構５Ｒを分解した状態のヘルム装置１の概略的な斜視図である。チルト機構５Ｒは、軸部材５０と、ブラケット５１と、ブッシュ５２と、第１付勢部材５３とを備えている。

　軸部材５０は、チルト軸ＴＸと交差するハウジング３の側部（ハウジングベース３０の側部）に設けられている。図４の例において、軸部材５０は、チルト軸ＴＸを中心とした円筒状の第１部分５０ａと、チルト軸ＴＸを中心とした円形の第２部分５０ｂとを有している。第２部分５０ｂの外周面の直径は、第１部分５０ａの外周面の直径よりも大きい。第２部分５０ｂは、第１部分５０ａとハウジングベース３０の間に位置している。本実施形態において、第１部分５０ａおよび第２部分５０ｂは、ハウジングベース３０と一体的に形成されている。ただし、第１部分５０ａおよび第２部分５０ｂは、ハウジングベース３０に対してねじ止めなどの適宜の手段で連結されてもよい。

　ブラケット５１は、チルトベース４側の取付面５１ａと、チルト軸ＴＸを中心とした円形の孔部５１ｂとを有している。図４の例においては、孔部５１ｂがブラケット５１を第２方向Ｙに貫通する開口であるが、孔部５１ｂは有底の窪みであってもよい。孔部５１ｂの内径は、軸部材５０の第１部分５０ａの外径よりも大きい。

　チルトベース４は、第１側面４ａ側に台座部４１を有している。台座部４１には、第２側面４ｂまで貫通する一対の取付孔４１ａが設けられている。ブラケット５１の取付面５１ａには、これら取付孔４１ａと向かい合う位置に雌ねじ５１ｃが設けられている。取付面５１ａを台座部４１に接触させ、各取付孔４１ａを通じて雌ねじ５１ｃにそれぞれボルトをねじ込むことにより、ブラケット５１がチルトベース４に連結される。

　ブッシュ５２は、チルト軸ＴＸを中心とした円筒状の第１部分５２ａと、同じくチルト軸ＴＸを中心とした円筒状の第２部分５２ｂとを有している。第１部分５２ａの内径は軸部材５０の第１部分５０ａの外径よりも大きく、第１部分５２ａの外径はブラケット５１の孔部５１ｂの内径よりも小さい。第２部分５２ｂの外径は、孔部５１ｂの内径よりも大きい。

　軸部材５０の周囲において、ハウジングベース３０の外面には、第２方向Ｙに突出した第１制止部５４ａおよび第２制止部５４ｂが設けられている。第１制止部５４ａおよび第２制止部５４ｂは、チルト軸ＴＸを中心とした円周方向に並んでいる。第１制止部５４ａおよび第２制止部５４ｂと、軸部材５０の第２部分５０ｂとの間には、隙間が設けられている。

　ブラケット５１のハウジングベース３０と対向する面には、第２方向Ｙに突出した第３制止部５４ｃおよび第４制止部５４ｄが設けられている。チルト機構５Ｒを組み立てた状態においては、第３制止部５４ｃおよび第４制止部５４ｄが第１制止部５４ａおよび第２制止部５４ｂと同心円上に並ぶ。

　第１付勢部材５３は、例えばねじりばねであり、線材が螺旋状に巻かれたコイル部５３ａと、コイル部５３ａから延出する一対のアーム５３ｂ，５３ｃとを有している。コイル部５３ａには、軸部材５０が通されている。コイル部５３ａは、第２部分５０ｂと制止部５４ａ，５４ｂとの間に位置している。

　アーム５３ｂは、チルトベース４に設けられた保持部４２によって保持されている。アーム５３ｃは、第１制止部５４ａの下面（軸部材５０側の面）に接触している。アーム５３ｂのうち保持部４２によって保持された部分は、第１付勢部材５３の固定点に相当する。アーム５３ｃのうち第１制止部５４ａに接触する部分は、第１付勢部材５３の作用点に相当する。

　図３に示すようにチルト機構５Ｒを組み立てた状態においては、軸部材５０の第１部分５０ａがブッシュ５２に挿入され、ブッシュ５２の第１部分５２ａがブラケット５１の孔部５１ｂに挿入される。このとき、チルト軸ＴＸを中心とした半径方向において、ブッシュ５２の第１部分５２ａが軸部材５０の第１部分５０ａと孔部５１ｂの内壁との間に介在する。さらに、第２方向Ｙにおいて、ブッシュ５２の第２部分５２ｂが軸部材５０の第２部分５０ｂとブラケット５１の孔部５１ｂの周縁部との間に介在する。

　チルト機構５Ｌは、チルト機構５Ｒと同様の構造を有している。これにより、ハウジング３は、チルト機構５Ｒ，５Ｌによって支持されるとともに、チルト軸ＴＸを中心としてチルトベース４に対し回動可能となる。

　チルト機構５Ｒ，５Ｌが図３に示すように組み立てられた状態においては、各ブラケット５１がチルトベース４からステアリングシャフト２の先端部２ａ側に突出している。第１方向Ｘにおいて、チルト軸ＴＸは、チルトベース４とステアリングシャフト２の先端部２ａとの間に位置している。

　チルト機構５Ｒ，５Ｌによって支持された、ステアリングシャフト２およびハウジング３を含むヘルム装置１の本体の重心は、チルト軸ＴＸよりもステアリングシャフト２の先端部２ａ側に位置している。そのため、後述のロック機構６によるハウジング３の固定が解除された状態においては、シャフト軸ＳＸが図３および図４中の下方を向くようにハウジング３が回動し得る。第１付勢部材５３は、このような回動を抑制する役割を担う。すなわち、第１付勢部材５３は、シャフト軸ＳＸが図３および図４中の上方を向くようにハウジング３を付勢する。

　図５は、図３におけるＶ－Ｖ線に沿うヘルム装置１の概略的な部分断面図である。以下、図３および図５を参照してロック機構６の構成について説明する。

　図３に示すように、ロック機構６は、ハウジング３の下部に設けられた円弧部６０と、レバー６１と、ピン６２と、第２付勢部材６３とを備えている。

　円弧部６０は、例えばハウジングベース３０と一体的に形成されており、チルト軸ＴＸを中心とした円弧状の外周面を有している。この外周面には、複数のスロット６４（溝）が設けられている。スロット６４は、チルト軸ＴＸと平行に延びるとともに、チルト軸ＴＸを中心とした円周方向に一定の間隔を空けて並んでいる。図３の例においては円弧部６０が５つのスロット６４を有しているが、スロット６４の数は４つ以下であってもよいし、６つ以上であってもよい。

　チルトベース４は、レバー６１を保持するための一対の保持部６５Ｒ，６５Ｌを有している。保持部６５Ｒは図３に示され、保持部６５Ｌは図５に示されている。これら保持部６５Ｒ，６５Ｌの形状は同様であり、いずれもチルトベース４の下部における第１側面４ａから突出している。

　レバー６１は、例えば金属製であり、保持部６５Ｒ，６５Ｌの間に位置している。ピン６２は、チルト軸ＴＸと平行であり、保持部６５Ｒ，６５Ｌおよびレバー６１に設けられた孔にそれぞれ通されている。これにより、レバー６１は、チルト軸ＴＸと平行な軸を中心としてチルトベース４に対し回動可能に連結される。

　図５に示すように、レバー６１は、ピン６２の近傍から下方に延びる操作部６１ａと、ピン６２の近傍から円弧部６０に向けて延びる作用部６１ｂとを有している。操作部６１ａと作用部６１ｂは、略Ｌ字型を成している。操作部６１ａは、ユーザが手で操作する（押す）ための部分である。作用部６１ｂの先端には、スロット６４に対して挿脱可能なラッチ６１ｃが設けられている。操作部６１ａは、例えば樹脂やゴムで形成されたカバーによって覆われてもよい。このようなカバーは、操作部６１ａに対して着脱自在であってもよい。

　第２付勢部材６３は、例えばねじりばねであり、線材が螺旋状に巻かれた一対のコイル部６３Ｒａ，６３Ｌａと、コイル部６３Ｒａ，６３Ｌａから延出しこれらコイル部６３Ｒａ，６３Ｌａを接続するアーム６３ｂと、コイル部６３Ｒａ，６３Ｌａのそれぞれから延出するアーム６３ｃとを有している。コイル部６３Ｒａは図３に示され、コイル部６３Ｌａは図５に示されている。コイル部６３Ｒａ，６３Ｌａには、ピン６２が通されている。

　アーム６３ｂは、チルトベース４に設けられた支持部４３によって支持されている。コイル部６３Ｒａ，６３Ｌａのそれぞれから延出するアーム６３ｃは、操作部６１ａの裏面に接触している。アーム６３ｂのうち支持部４３によって支持された部分は、第２付勢部材６３の固定点に相当する。各アーム６３ｃのうち操作部６１ａの裏面に接触する部分は、第２付勢部材６３の作用点に相当する。

　第２付勢部材６３は、ラッチ６１ｃが円弧部６０に押し当てられるようにレバー６１を常に付勢する。これにより、操作部６１ａが押されていないときには、図５に示すようにラッチ６１ｃがスロット６４に挿入された状態が維持される。このとき、チルト機構５Ｒ，５Ｌによるハウジング３の回動が防がれる。

　例えば図５に示す状態で操作部６１ａが第２付勢部材６３の付勢力に抗して図中右方に押されると、ピン６２を中心にレバー６１が回動してラッチ６１ｃがスロット６４から抜け出る。このとき、ハウジング３はチルト軸ＴＸを中心に回動可能となる。

　図６は、図３におけるＶＩ－ＶＩ線に沿うヘルム装置１の概略的な断面図である。図７は、図６に示すヘルム装置１において、ハウジング３を分解した状態の概略的な断面図である。

　図６に示すように、ハウジングベース３０の第１端部３０ａは、ハウジングトップ３１の内側に挿入されている。また、ハウジングベース３０の第２端部３０ｂの内側にカバー３２の一部が挿入されている。

　ハウジングベース３０は、仕切部３４を内部に有している。この仕切部３４により、ハウジング３の内部が第１チャンバＣ１および第２チャンバＣ２に分けられている。第１チャンバＣ１は、ハウジングベース３０とハウジングトップ３１により形成される空間である。第２チャンバＣ２は、ハウジングベース３０とカバー３２により形成される空間である。

　仕切部３４は、開口３４ａを有している。ステアリングシャフト２は、ハウジングトップ３１の開口３１ａおよび仕切部３４の開口３４ａに通されている。ハウジング３の内部に位置するステアリングシャフト２の後端部２ｂには、磁石２１が設けられている。後端部２ｂおよび磁石２１は、カバー２２で覆われている。カバー２２は、例えばねじである複数の連結部材２３によって仕切部３４に連結されている。

　ステアリングシャフト２は、開口３１ａに設けられた軸受部材２４および開口３４ａに設けられた軸受部材２５によって回動可能に支持されている。第１チャンバＣ１には、例えば皿ばねである弾性部材２６が配置されている。ステアリングシャフト２は、この弾性部材２６によってハウジング３から突き出る方向（図６および図７における左方）に付勢されている。弾性部材２６は、ステアリングシャフト２の軸線に沿う方向の荷重を受けたときに撓むため、当該方向への振動を吸収する機能も兼ねている。

　例えば、第１チャンバＣ１にはオイルが収容されるとともに、電磁ブレーキ７が配置されている。電磁ブレーキ７は、回動部材７０と、電磁石７１と、アーマチュア７２と、ディスク群７３とを備えている。

　回動部材７０は、ステアリングシャフト２に固定されており、ステアリングシャフト２とともに回動する。電磁石７１は、ステアリングシャフト２の周囲において、ハウジングベース３０の内部に固定されている。アーマチュア７２は、ハウジングトップ３１の内部において、ステアリングシャフト２の周囲に配置されている。アーマチュア７２は、ステアリングシャフト２に対し第１方向Ｘに移動可能である。電磁石７１とアーマチュア７２は、第１方向Ｘにおいて対向している。

　ディスク群７３は、複数の回動側ディスクと、複数の固定側ディスクとを含む。回動側ディスクの内周部には歯部が形成され、当該歯部が回動部材７０の外周面に形成されたスプラインと嵌合している。これにより、回動側ディスクは、回動部材７０によって第１方向Ｘに移動可能に保持されるとともに、回動部材７０とともに回動する。固定側ディスクの外周部には歯部が形成され、当該歯部が電磁石７１のヨークに設けられたスプラインと嵌合している。これにより、固定側ディスクは、第１方向Ｘに移動可能かつハウジングトップ３１に対し回動不可能となるようにヨークによって保持される。回動側ディスクと固定側ディスクは、電磁石７１とアーマチュア７２の間において、第１方向Ｘに沿って交互に並んでいる。

　電磁石７１は、上記ヨークおよびコイルを含む。このコイルに電力が供給された際に生じる磁力によってアーマチュア７２がヨークに引き寄せられ、ディスク群７３が押される。このとき、ディスク群７３においては回動側ディスクと固定側ディスクが互いに押し付けられ、ステアリングシャフト２を回動させる際の摩擦力が増大する。

　このような電磁ブレーキ７により、ステアリングシャフト２および舵輪Ｗを操作する際の抵抗力（操舵力）を調整することができる。例えば抵抗力は、操船者の希望や操船状況に応じて制御部１５０により設定される。抵抗力を大きくしたい場合には電磁石７１のコイルに供給する電力を高め、抵抗力を小さくしたい場合には当該電力を下げればよい。

　制御部１５０は、舵輪Ｗが中立位置から最大舵角まで回動したときに、舵輪Ｗがそれ以上回動しないように、ステアリングシャフト２をロックする機能を有してもよい。すなわち、舵輪Ｗを面舵側あるいは取り舵側に最大の舵輪回転数まで回動させると、制御部１５０が電磁石７１に供給する電力を最大化する。これにより、電磁石７１の磁力が最大化され、ディスク群７３における回動側ディスクと固定側ディスクが互いにロックされる。

　第２チャンバＣ２には、第１方向Ｘと直交する平板状の第１回路基板８１および第２回路基板８２が配置されている。第１回路基板８１は、仕切部３４に設けられた複数のボス部３５に対して、例えばねじである連結部材３６により固定されている。第２回路基板８２は、カバー３２に設けられた複数のボス部３７に対して、例えばねじである連結部材３８により固定されている。

　第１回路基板８１と第２回路基板８２は、第１方向Ｘにおいて間隔を空けて対向している。第１回路基板８１には、上述のセンサＳが実装されている。センサＳは、磁石２１が発する磁気に基づきステアリングシャフト２の回動を検出する。

　第２回路基板８２には、第１回路基板８１、電磁ブレーキ７およびセンサＳ等のヘルム装置１が備える電気的要素に電力を供給する電源回路８３が実装されている。電磁ブレーキ７と電源回路８３や、第１回路基板８１と第２回路基板８２は、図示せぬ配線によって接続されている。また、第１回路基板８１や第２回路基板８２には、ハウジング３の外部に配置された制御部１５０やバッテリ等の機器との接続用の図示せぬ配線が接続されている。

　このように２つの回路基板８１，８２をハウジング３内に配置することにより、センサＳや電源回路８３を含む各種のＩＣや電子部品を実装するためのスペースを広く確保できる。しかも、これら回路基板８１，８２が第１方向Ｘに並んでいれば、回路基板８１，８２、第２チャンバＣ２およびハウジング３等の第２方向Ｙにおける幅を小さくすることができる。

　図６および図７の例では、第２方向Ｙにおいて、チルト軸ＴＸがハウジング３の先端部３ａよりも後端部３ｂに近い位置に配置されている。第２方向Ｙにおいて、ハウジング３の内部に位置するステアリングシャフト２の後端部２ｂが各軸部材５０と重なっている。また、第２チャンバＣ２や第１回路基板８１も第２方向Ｙにおいて各軸部材５０と重なっている。チルト軸ＴＸは、第１回路基板８１と仕切部３４の間を通っている。センサＳおよび磁石２１は、概ねチルト軸ＴＸ上に位置している。第１チャンバＣ１は、チルト軸ＴＸよりもハウジング３の先端部３ａ側に位置している。

　第１方向Ｘにおいて、各軸部材５０は、電磁ブレーキ７よりもハウジング３の後端部３ｂ側に位置している。第２回路基板８２は、第２方向Ｙにおいて各軸部材５０と重なっておらず、第１回路基板８１よりも後端部３ｂ側に位置している。

　概して、本実施形態によれば、ステアリングシャフト２のチルト角を調整可能であるとともに、機能性や操作性に優れたヘルム装置１を提供することができる。以下、ヘルム装置１の具体的な作用および効果を例示する。

　図８は、ヘルム装置１の概略的な側面図である。以下、ロック機構６が備える５つのスロット６４を、図８に示すようにスロット６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ，６４ｅと呼ぶ。

　図８の例においては、中央のスロット６４ｃにラッチ６１ｃが挿入されている。レバー６１を操作してラッチ６１ｃとスロット６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ，６４ｅとの係合を解除した状態においては、チルト機構５Ｒ，５Ｌによりチルト軸ＴＸを中心にステアリングシャフト２およびハウジング３を第１回動方向Ｒ１およびその反対の第２回動方向Ｒ２に回動させることができる。さらに、いずれかのスロット６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ，６４ｅにラッチ６１ｃを挿入することで、チルト機構５Ｒ，５Ｌによる回動をロックすることができる。以下、スロット６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ，６４ｅにそれぞれラッチ６１ｃが挿入されたときのシャフト軸ＳＸを、シャフト軸ＳＸａ，ＳＸｂ，ＳＸｃ，ＳＸｄ，ＳＸｅと呼ぶ。

　シャフト軸ＳＸｃをステアリングシャフト２の基準位置と定義する。さらに、シャフト軸ＳＸａ，ＳＸｂ，ＳＸｄ，ＳＸｅがシャフト軸ＳＸｃに対して成す角度をチルト角と定義する。チルト角は、ステアリングシャフト２の傾きに相当する。シャフト軸ＳＸａのチルト角は第１回動方向Ｒ１において設定し得る第１限界角度に相当し、シャフト軸ＳＸｅのチルト角は第２回動方向Ｒ２において設定し得る第２限界角度に相当する。

　一例として、シャフト軸ＳＸａのチルト角は＋２４°であり、シャフト軸ＳＸｂのチルト角は＋１２°であり、シャフト軸ＳＸｄのチルト角は－１２°であり、シャフト軸ＳＸｅのチルト角は－２４°である。ただし、各シャフト軸ＳＸａ，ＳＸｂ，ＳＸｄ，ＳＸｅのチルト角はこの例に限られない。また、チルト角は必ずしも等角度（上記例では１２°）で調整可能である必要はない。

　レバー６１を操作してラッチ６１ｃとスロット６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ，６４ｅとの係合を解除した状態において、第１回動方向Ｒ１にハウジング３を回動させることによりチルト角がスロット６４ａに対応する＋２４°（第１限界角度）に達した場合、第１制止部５４ａと第３制止部５４ｃが接触する。これにより、ハウジング３の第１回動方向Ｒ１へのさらなる回動が制止される。

　また、第２回動方向Ｒ２にハウジング３を回動させることによりチルト角がスロット６４ｅに対応する－２４°（第２限界角度）に達した場合、第２制止部５４ｂと第４制止部５４ｄが接触する。これにより、ハウジング３の第２回動方向Ｒ２へのさらなる回動が制止される。なお、少なくともチルト角が第１限界角度から第２限界角度の範囲にある状態においては、ハウジング３がチルトベース４に接触しない。

　このように、スロット６４ａ，６４ｅに対応する位置でハウジング３の回動が制止されることにより、操船者はチルト角調整の限界を容易に知ることができる。また、第１限界角度または第２限界角度を超えてハウジング３が回動されることがないので、チルトベース４や船体とハウジング３との衝突を防ぐことができる。

　第１制止部５４ａは、第１限界角度においてハウジング３の第１回動方向Ｒ１へのさらなる回動を制止する役割だけでなく、第１付勢部材５３のアーム５３ｃを受ける役割も担う。これにより、ヘルム装置１の構成要素を減らすことができ、ヘルム装置１の組み立ても容易化される。

　図６に示す構造のヘルム装置１においては、チルト軸ＴＸよりもハウジング３の先端部３ａ側に多くの部材が配置されているため、上述のようにヘルム装置１の重心はチルト軸ＴＸよりも先端部３ａ側に位置する。この場合であっても、上述の第１付勢部材５３により、ロック機構６によるハウジング３の固定が解除された状態においてハウジング３等の自重によりステアリングシャフト２が下方へ傾斜することが防がれる。

　チルト軸ＴＸは、第１方向Ｘにおいてチルトベース４とステアリングシャフト２の先端部２ａとの間に位置している。さらに、チルト軸ＴＸは、第１方向Ｘにおいてハウジング３の先端部３ａよりも後端部３ｂに近い位置にある。これらにより、チルトベース４よりも後方へのハウジング３の突出量が低減され、チルトベース４が固定される船体の構造の自由度が高まる。
　以上の他にも、本実施形態からは種々の好適な効果を得ることができる。

　本実施形態は、本発明の範囲を当該実施形態にて開示した構成に限定するものではない。本発明は、本実施形態にて開示した構成を種々の態様に変形して実施することができる。

　例えば、第１限界角度および第２限界角度にてハウジング３の回動を制止するための手段（制止構造）は、制止部５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄに限られない。
　図９は、変形例に係るヘルム装置１の概略的な側面図である。この図の例においては、ロック機構６が第５制止部６６ａおよび第６制止部６６ｂを備えている。ヘルム装置１は、これら第５制止部６６ａおよび第６制止部６６ｂに加え、上述の制止部５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄをさらに備えてもよい。

　第５制止部６６ａおよび第６制止部６６ｂは、チルト軸ＴＸを中心とした円周方向において、スロット６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ，６４ｅの両端にそれぞれ位置している。第５制止部６６ａおよび第６制止部６６ｂは、円弧部６０のうちスロット６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ，６４ｅの間の部分よりも下方に十分長く突出している。一例として、第５制止部６６ａおよび第６制止部６６ｂは、レバー６１を押してラッチ６１ｃを円弧部６０から最大限に離した状態でも、チルト軸ＴＸを中心にハウジング３を回動させた際にラッチ６１ｃと接触する長さを有している。

　レバー６１を操作してラッチ６１ｃとスロット６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ，６４ｅとの係合を解除した状態において、第１回動方向Ｒ１にハウジング３を回動させることによりチルト角がスロット６４ａに対応する＋２４°（第１限界角度）に達した場合、第５制止部６６ａとラッチ６１ｃが接触する。これにより、ハウジング３の第１回動方向Ｒ１へのさらなる回動が制止される。

　また、第２回動方向Ｒ２にハウジング３を回動させることによりチルト角がスロット６４ｅに対応する－２４°（第２限界角度）に達した場合、第６制止部６６ｂとラッチ６１ｃが接触する。これにより、ハウジング３の第２回動方向Ｒ２へのさらなる回動が制止される。

　このような第５制止部６６ａおよび第６制止部６６ｂによっても、第１限界角度および第２限界角度を超えたハウジング３の回動を抑制できる。

　１…ヘルム装置、２…ステアリングシャフト、３…ハウジング、４…チルトベース、５Ｒ，５Ｌ…チルト機構、６…ロック機構、７…電磁ブレーキ、３０…ハウジングベース、３１…ハウジングトップ、３２…カバー、５０…軸部材、５１…ブラケット、５２…ブッシュ、５３…第１付勢部材、５４ａ…第１制止部、５４ｂ…第２制止部、５４ｃ…第３制止部、５４ｄ…第４制止部、６０…円弧部、６１…レバー、６１ｃ…ラッチ、６２…ピン、６３…第２付勢部材、６４…スロット、８１…第１回路基板、８２…第２回路基板、１００…操舵装置、Ｗ…舵輪、Ｓ…センサ、ＴＸ…チルト軸、ＳＸ…シャフト軸、Ｘ…第１方向、Ｙ…第２方向。

Claims

　第１方向に延びるステアリングシャフトと、
　前記ステアリングシャフトの一部を収容するハウジングと、
　船体に取り付けられるチルトベースと、
　前記第１方向と交差する第２方向と平行なチルト軸を中心として前記ハウジングが前記チルトベースに対し回動可能となるように前記ハウジングを支持する一対のチルト機構と、
　前記一対のチルト機構による前記ハウジングの回動を制止することにより、前記チルトベースに対する前記ステアリングシャフトの角度を固定するロック機構と、を備え、
　前記一対のチルト機構の各々は、
　　前記チルト軸と交差する前記ハウジングの側部から突出する軸部材と、
　　前記チルトベースに設けられ、前記軸部材が回動可能に挿入された孔部を有するブラケットと、
　　前記軸部材の外周面と前記孔部の内周面との間に配置されるブッシュと、
　を備える船舶のヘルム装置。
　前記チルトベースは、開口を有し、
　前記ハウジングは、前記開口に通され、
　前記ブラケットは、前記チルトベースから前記ステアリングシャフトの先端部側に突出し、
　前記チルト軸は、前記第１方向において前記チルトベースと前記ステアリングシャフトの前記先端部との間に位置している、
　請求項１に記載のヘルム装置。
　前記一対のチルト機構の各々は、前記チルト軸を中心とした所定の回動方向に前記ハウジングを付勢する第１付勢部材をさらに備え、
　前記第１付勢部材は、前記軸部材が通されたコイル部と、前記コイル部から延出し前記チルトベースに支持された固定点側のアームと、前記コイル部から延出し前記ハウジングに支持された作用点側のアームと、を有する、
　請求項１に記載のヘルム装置。
　前記ロック機構は、
　　前記ハウジングの外面において前記チルト軸を中心とした円周方向に並ぶ複数のスロットと、
　　前記複数のスロットに挿入可能なラッチを有するレバーと、
　を備え、
　前記複数のスロットのいずれかに前記ラッチを挿入することにより前記一対のチルト機構による前記ハウジングの回動が制止される、
　請求項１に記載のヘルム装置。
　前記ロック機構は、
　　前記レバーを前記チルトベースに対して前記チルト軸と平行な軸を中心として回動可能に連結するピンと、
　　前記ラッチが前記複数のスロットに押し当てられるように前記レバーを付勢する第２付勢部材と、
　をさらに備え、
　前記第２付勢部材は、前記ピンが通されたコイル部と、前記コイル部から延出し前記チルトベースによって支持された固定点側のアームと、前記コイル部から延出し前記レバーによって支持された作用点側のアームと、を有する、
　請求項４に記載のヘルム装置。
　前記一対のチルト機構の各々は、
　　前記軸部材の周囲において前記ハウジングに設けられ、前記チルト軸を中心とした円周方向に並ぶ第１制止部および第２制止部と、
　　前記ブラケットに設けられ、前記第１制止部および前記第２制止部と同心円上に並ぶ第３制止部および第４制止部と、
　をさらに備え、
　前記チルト軸を中心とした第１回動方向に前記ハウジングを回動させることにより前記ステアリングシャフトの傾きが第１限界角度に達した場合、前記第１制止部と前記第３制止部が接触して前記ハウジングの前記第１回動方向へのさらなる回動が制止され、
　前記第１回動方向と反対の第２回動方向に前記ハウジングを回動させることにより前記ステアリングシャフトの傾きが第２限界角度に達した場合、前記第２制止部と前記第４制止部が接触して前記ハウジングの前記第２回動方向へのさらなる回動が制止される、
　請求項１に記載のヘルム装置。
　前記ロック機構は、前記チルト軸を中心とした円周方向において前記複数のスロットの両端に位置する第５制止部および第６制止部をさらに備え、
　前記複数のスロットから前記ラッチを退避させた状態において、前記チルト軸を中心とした第１回動方向に前記ハウジングを回動させることにより前記ステアリングシャフトの傾きが第１限界角度に達した場合、前記第５制止部と前記ラッチが接触して前記ハウジングの前記第１回動方向へのさらなる回動が制止され、
　前記複数のスロットから前記ラッチを退避させた状態において、前記第１回動方向と反対の第２回動方向に前記ハウジングを回動させることにより前記ステアリングシャフトの傾きが第２限界角度に達した場合、前記第６制止部と前記ラッチが接触して前記ハウジングの前記第２回動方向へのさらなる回動が制止される、
　請求項４に記載のヘルム装置。
　前記チルト軸と平行な方向において、前記ハウジングの内部に位置する前記ステアリングシャフトの端部が前記軸部材と重なっている、
　請求項１に記載のヘルム装置。
　前記ハウジングに収容され、前記ステアリングシャフトに対して抵抗力を与える電磁ブレーキをさらに備え、
　前記ハウジングは、前記ステアリングシャフトが延出する先端部と、前記第１方向において前記先端部の反対側に位置する後端部と、を有し、
　前記第１方向において、前記軸部材は、前記電磁ブレーキよりも前記後端部側に位置している、
　請求項１に記載のヘルム装置。
　前記ステアリングシャフトの回動を検出するセンサが実装された第１回路基板と、
　前記第１回路基板に電力を供給する電源回路が実装された第２回路基板と、をさらに備え、
　前記第２方向において、前記第１回路基板が前記軸部材と重なり、
　前記第１方向において、前記第２回路基板が前記第１回路基板と前記後端部の間に位置している、
　請求項９に記載のヘルム装置。
　前記ハウジングは、
　　前記第１方向における第１端部と、前記第１端部の反対側の第２端部と、前記一対のチルト機構の前記軸部材と、を有するハウジングベースと、
　　前記ハウジングベースの前記第１端部に連結され、前記ステアリングシャフトを通す開口が設けられたハウジングトップと、
　　前記ハウジングベースの前記第２端部に連結されたカバーと、
　を備え、
　前記ハウジングベースと前記ハウジングトップは、前記ステアリングシャフトの一部および前記電磁ブレーキを収容する第１チャンバを形成し、
　前記ハウジングベースと前記カバーは、前記第１回路基板および前記第２回路基板を収容する第２チャンバを形成し、
　前記第２方向において、前記第２チャンバが前記軸部材と重なっている、
　請求項１０に記載のヘルム装置。