JP2021172099A - Steering gear for ship - Google Patents

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Masanori Takasugi
浩和 桝上
Hirokazu Masugami
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Abstract

To provide a steering gear for a ship capable of maintaining a ship attitude even if a reverse input acts on a rudder.SOLUTION: A steering gear for a ship has a steering actuator 13 including a ball screw shaft 43, a ball screw nut 41, and a sector gear 46. The sector gear 46 swings around a sector shaft 45 in accompany with the movement of the ball screw nut 41 in the axial direction. The ball screw nut 41 is slidably provided with respect to a housing 40. The inside of the housing 40 is partitioned into two oil chambers 40a and 40b by the ball screw nut 41. Oil is sealed in the two oil chambers 40a and 40b. A communication passage 40c to communicate with the two oil chambers 40a and 40b is provided in the housing 40. An electromagnetic valve 49 is provided in the communicating passage 40c. A control device switches the electromagnetic valve 49 from an opened valve state to a closed valve state in the case of the situation where the steering position of an outboard engine is held.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、船舶用操舵装置に関する。 The present invention relates to a marine steering device.

従来、たとえば特許文献1に記載される船舶用の操舵装置が存在する。この操舵装置は、舵取り機構(転舵機構)およびコントローラを有している。舵取り機構は、船体の船尾に対してステアリング軸を中心として回転可能に支持された船外機を船体の進行方向に対する左右方向へ揺動(転舵)させる。コントローラは、船体の運転席に設けられるステアリングホイールの操作に応じて舵取り機構の動作を制御する。 Conventionally, for example, there is a steering device for a ship described in Patent Document 1. This steering device has a steering mechanism (steering mechanism) and a controller. The steering mechanism swings (steers) the outboard motor, which is rotatably supported around the steering axis with respect to the stern of the hull, in the left-right direction with respect to the traveling direction of the hull. The controller controls the operation of the steering mechanism according to the operation of the steering wheel provided in the driver's seat of the hull.

特開2010−143413号公報JP-A-2010-143413

船舶においては、つぎのようなことが懸念される。すなわち、船舶の直進状態あるいは旋回状態を保つためには、ステアリングホイールに保舵力を加えて保舵し続ける必要がある。しかし、この場合、船外機の外部から船外機に作用する逆入力荷重の大きさによっては船外機の転舵位置、ひいては船舶の姿勢を維持できないおそれがある。 In ships, there are concerns about the following. That is, in order to maintain the straight running state or the turning state of the ship, it is necessary to apply a steering holding force to the steering wheel and continue to hold the steering wheel. However, in this case, depending on the magnitude of the reverse input load acting on the outboard motor from the outside of the outboard motor, the steering position of the outboard motor, and eventually the attitude of the ship may not be maintained.

本発明の目的は、舵に逆入力が作用する場合であれ船舶の姿勢を維持することができる船舶用操舵装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a ship steering device capable of maintaining the attitude of a ship even when a reverse input acts on the rudder.

上記目的を達成し得る船舶用操舵装置は、船舶の船尾に設けられる舵を動かす舵取り機構と、前記舵取り機構の駆動源と、前記駆動源を制御する制御装置と、を備えている。前記舵取り機構は、船体に固定されるハウジングと、前記ハウジングに対して回転可能に支持された出力軸と、前記ハウジングの内部に設けられて前記駆動源の動力を前記出力軸の回転に変換する第1の機構と、前記ハウジングの外部に設けられて前記出力軸の回転を前記舵の動作に変換する第2の機構と、前記ハウジングの内部に設けられて前記第1の機構の動作を許容する許容状態と前記第1の機構の動作を規制する規制状態との間で状態が切り替わる第3の機構と、を有している。前記制御装置は、前記舵の位置を保持すべき状況である場合、前記第3の機構の状態を前記許容状態から前記規制状態へ切り替える。 A marine steering device capable of achieving the above object includes a steering mechanism for moving a rudder provided at the stern of a ship, a drive source for the steering mechanism, and a control device for controlling the drive source. The steering mechanism has a housing fixed to the hull, an output shaft rotatably supported with respect to the housing, and a drive source provided inside the housing to convert the power of the drive source into rotation of the output shaft. The first mechanism, the second mechanism provided outside the housing to convert the rotation of the output shaft into the operation of the steering wheel, and the second mechanism provided inside the housing allow the operation of the first mechanism. It has a third mechanism that switches the state between the permissible state to be performed and the regulated state that regulates the operation of the first mechanism. When the control device is in a situation where the position of the rudder should be maintained, the control device switches the state of the third mechanism from the allowable state to the regulated state.

この構成によれば、前記舵の位置を保持すべき状況である場合、第3の機構によって第1の機構の動作が規制される。このため、舵取り機構の出力軸、ひいては舵の動作も規制される。したがって、たとえば舵に逆入力が作用する場合であれ舵の位置が保持されるため、船舶の姿勢を維持することができる。 According to this configuration, when the position of the rudder should be maintained, the operation of the first mechanism is regulated by the third mechanism. Therefore, the operation of the output shaft of the steering mechanism and, by extension, the rudder is also regulated. Therefore, for example, the position of the rudder is maintained even when the reverse input acts on the rudder, so that the attitude of the ship can be maintained.

上記の船舶用操舵装置において、前記制御装置は、前記船体の向きを変える際に操作されるハンドルの操舵角速度に基づき前記舵の位置を保持すべき状況であるかどうかを判定するようにしてもよい。 In the above-mentioned marine steering device, the control device may determine whether or not the rudder position should be maintained based on the steering angular velocity of the steering wheel operated when the hull is turned. good.

この構成によれば、ハンドルの操舵状態に基づき容易に舵の位置を保持すべき状況であるかを判定することができる。
上記の船舶用操舵装置において、前記制御装置は、前記舵の位置を保持すべき状況であるとともに、前記舵に対して逆入力荷重が作用している場合、前記第3の機構の状態を前記許容状態から前記規制状態へ切り替えるようにしてもよい。
According to this configuration, it is possible to easily determine whether the rudder position should be maintained based on the steering state of the steering wheel.
In the above-mentioned marine steering device, when the control device is in a situation where the position of the rudder should be maintained and a reverse input load is applied to the rudder, the state of the third mechanism is described. You may switch from the permissible state to the regulated state.

この構成によれば、舵の位置を保持すべき状況であるとともに、舵に対して逆入力荷重が作用している場合、第3の機構によって第1の機構の動作が規制される。すなわち、舵の位置を保持すべき状況である場合であれ、舵に対して逆入力荷重が作用していないときには、第1の機構の動作は許容される。このため、たとえば船舶の進路変更に対してより迅速に対応することができる。 According to this configuration, the position of the rudder should be maintained, and when a reverse input load is applied to the rudder, the operation of the first mechanism is regulated by the third mechanism. That is, even in the situation where the position of the rudder should be maintained, the operation of the first mechanism is permitted when the reverse input load is not applied to the rudder. Therefore, for example, it is possible to respond more quickly to a change in the course of a ship.

上記の船舶用操舵装置において、前記制御装置は、前記船体の向きを変える際に操作されるハンドルに付与される操舵トルクに基づき前記舵に対して逆入力荷重が作用しているかどうかを判定するようにしてもよい。 In the above-mentioned marine steering device, the control device determines whether or not a reverse input load is acting on the rudder based on the steering torque applied to the steering wheel operated when the hull is turned. You may do so.

舵に逆入力荷重が作用しているときと、舵に逆入力荷重が作用していないときとでは、船舶の姿勢を維持するために必要とされる操舵トルクが異なる。このため、上記の構成によるように、ハンドルに付与される操舵トルクに基づき舵に逆入力荷重が作用しているかどうかを判定することができる。 The steering torque required to maintain the attitude of the ship differs between when the reverse input load is applied to the rudder and when the reverse input load is not applied to the rudder. Therefore, as described above, it is possible to determine whether or not a reverse input load is acting on the rudder based on the steering torque applied to the steering wheel.

上記の船舶用操舵装置において、前記制御装置は、前記舵の位置を保持すべき状況であるとともに、船舶が旋回状態である場合、前記第3の機構の状態を前記許容状態から前記規制状態へ切り替えるようにしてもよい。 In the above-mentioned marine steering device, the control device is in a situation where the position of the rudder should be maintained, and when the ship is in a turning state, the state of the third mechanism is changed from the permissible state to the regulated state. You may switch.

船舶が旋回している場合、船舶が直進しているときに比べて、舵に逆入力荷重が作用しやすい。このため、船舶の旋回状態を維持しようとするときには舵の動きを規制することが好ましい。 When the ship is turning, a reverse input load is more likely to be applied to the rudder than when the ship is going straight. Therefore, it is preferable to regulate the movement of the rudder when trying to maintain the turning state of the ship.

上記の船舶用操舵装置において、前記制御装置は、前記船体の向きを変える際に操作されるハンドルの操舵角に基づき前記船舶が旋回状態であるかどうかを判定するようにしてもよい。 In the above-mentioned ship steering device, the control device may determine whether or not the ship is in a turning state based on the steering angle of the steering wheel operated when the hull is turned.

この構成によるように、ハンドルの操舵角に基づき船舶が旋回状態であるかどうかを容易に判定することができる。
上記の船舶用操舵装置において、前記第1の機構は、前記ハウジングの内部において回転可能に支持されて前記駆動源の動作に伴い回転するボールねじ軸と、前記ボールねじ軸に複数のボールを介して螺合されるとともに外周面にはラック歯が軸線方向に沿って設けられているボールねじナットと、前記出力軸に対して一体回転可能に連結されるとともに前記ボールねじナットのラック歯に噛み合って前記ボールねじナットの軸線方向への移動に伴い前記出力軸を中心として揺動するセクターギヤと、を有していてもよい。この場合、前記ボールねじナットは前記ハウジングに対して摺動可能に設けられていること、前記ハウジングの内部は前記ボールねじナットによって2つの液室に区画されていること、前記2つの液室には作動液が封入されていること、および前記ハウジングには前記2つの液室を連通する連通路が設けられていることを前提として、前記第3の機構として前記連通路を開閉する電気的駆動弁が設けられていて、前記電気的駆動弁が開弁した状態では前記ボールねじナットの移動が許容される一方、前記電気的駆動弁が閉弁した状態では前記ボールねじナットの移動が規制されるようにしてもよい。
According to this configuration, it is possible to easily determine whether or not the ship is in a turning state based on the steering angle of the steering wheel.
In the marine steering device, the first mechanism includes a ball screw shaft that is rotatably supported inside the housing and rotates according to the operation of the drive source, and a plurality of balls on the ball screw shaft. The ball screw nut is screwed together and has rack teeth provided along the axial direction on the outer peripheral surface, and is integrally rotatably connected to the output shaft and meshes with the rack teeth of the ball screw nut. It may have a sector gear that swings around the output shaft as the ball screw nut moves in the axial direction. In this case, the ball screw nut is provided so as to be slidable with respect to the housing, the inside of the housing is partitioned into two liquid chambers by the ball screw nut, and the two liquid chambers. Is electrically driven to open and close the communication passage as the third mechanism on the premise that the hydraulic fluid is sealed and the housing is provided with a communication passage for communicating the two liquid chambers. A valve is provided, and the movement of the ball screw nut is permitted when the electric drive valve is open, while the movement of the ball screw nut is restricted when the electric drive valve is closed. You may do so.

この構成によれば、電気的駆動弁が開弁した状態においては2つの液室が互いに連通することによって、2つの液室に封入された作動液は連通路を介して互いに行き来することができる。このため、ボールねじナットの移動が許容される。電気的駆動弁が閉弁した状態においては2つの液室が互いに遮断されることによって、2つの液室に封入された作動液は連通路を介して互いに行き来することができない。このため、作動液の圧力によってボールねじナットの移動が規制される。このように、電気的駆動弁の開閉を制御することによって、ボールねじナットの移動を許容したり規制したりすることができる。 According to this configuration, when the electrically driven valve is open, the two liquid chambers communicate with each other, so that the hydraulic fluids sealed in the two liquid chambers can move back and forth between the two liquid chambers through the communication passage. .. Therefore, the movement of the ball screw nut is allowed. When the electrically driven valve is closed, the two liquid chambers are shut off from each other, so that the hydraulic fluids sealed in the two liquid chambers cannot move back and forth through the communication passage. Therefore, the movement of the ball screw nut is restricted by the pressure of the hydraulic fluid. By controlling the opening and closing of the electric drive valve in this way, it is possible to allow or regulate the movement of the ball screw nut.

上記の船舶用操舵装置において、前記電気的駆動弁は、供給する電流を制御することによって開度を無段階に調節することが可能とされていて、前記制御装置は、前記船体の向きを変える際に操作されるハンドルの操舵角速度に応じて前記電気的駆動弁へ供給する電流を制御するようにしてもよい。 In the above-mentioned marine steering device, the electric drive valve can adjust the opening degree steplessly by controlling the supplied current, and the control device changes the direction of the hull. The current supplied to the electric drive valve may be controlled according to the steering angle speed of the steering wheel operated at the time.

この構成によれば、ハンドルの操舵角速度に応じて電気的駆動弁の開度が調節される。このため、ハンドルの操舵角速度に応じてボールねじナットの移動を規制する度合いが変化する。したがって、ハンドルの操作を許容しつつも、舵に作用する逆入力荷重の影響を抑えることができる。 According to this configuration, the opening degree of the electric drive valve is adjusted according to the steering angular velocity of the steering wheel. Therefore, the degree of regulation of the movement of the ball screw nut changes according to the steering angular velocity of the steering wheel. Therefore, it is possible to suppress the influence of the reverse input load acting on the rudder while allowing the operation of the steering wheel.

上記の船舶用操舵装置において、前記第1の機構は、前記ハウジングの内部において回転可能に支持されて前記駆動源の動作に伴い回転するボールねじ軸と、前記ボールねじ軸に複数のボールを介して螺合されるとともに外周面にはラック歯が軸線方向に沿って設けられているボールねじナットと、前記出力軸に対して一体回転可能に連結されるとともに前記ボールねじナットのラック歯に噛み合って前記ボールねじナットの軸線方向への移動に伴い前記出力軸を中心として揺動するセクターギヤと、を有していてもよい。この場合、前記第3の機構は、前記ボールねじ軸の端部に固定された第1の回転規制部材と、前記ボールねじ軸の軸線を中心とする回転が規制された状態で前記第1の回転規制部材に対して離間する第1の位置と、前記第1の回転規制部材に係合して前記ボールねじ軸の回転を規制する第2の位置との間を移動する第2の回転規制部材と、を有していてもよい。 In the marine steering device, the first mechanism includes a ball screw shaft that is rotatably supported inside the housing and rotates according to the operation of the drive source, and a plurality of balls on the ball screw shaft. The ball screw nut is screwed together and has rack teeth provided along the axial direction on the outer peripheral surface, and is integrally rotatably connected to the output shaft and meshes with the rack teeth of the ball screw nut. It may have a sector gear that swings around the output shaft as the ball screw nut moves in the axial direction. In this case, the third mechanism is the first rotation restricting member fixed to the end of the ball screw shaft and the first rotation restricting member in a state where rotation around the axis of the ball screw shaft is restricted. A second rotation regulation that moves between a first position that is separated from the rotation regulation member and a second position that engages with the first rotation regulation member and regulates the rotation of the ball screw shaft. It may have a member and.

この構成によれば、前記舵の位置を保持すべき状況である場合、第2の回転規制部材が第1の位置から第2の位置へ移動して第1の回転規制部材に係合することによって、第1の機構の動作が規制される。このため、舵取り機構の出力軸、ひいては舵の動作を規制することができる。 According to this configuration, when the position of the rudder should be maintained, the second rotation restricting member moves from the first position to the second position and engages with the first rotation regulating member. Restricts the operation of the first mechanism. Therefore, the operation of the output shaft of the steering mechanism and, by extension, the rudder can be regulated.

上記の船舶用操舵装置において、前記ハウジングにおける前記第1の回転規制部材に対応する部分は前記ボールねじ軸の軸線に沿った方向へ向けて開放されているとともに、その開放された部分は前記ハウジングの一部分としてのカバーによって閉塞されることを前提として、前記カバーは、前記ハウジングに対して前記ボールねじ軸の軸線を中心とする相対回転が規制された状態で前記ボールねじ軸の軸線に沿って相対的に進退可能に設けられていて、前記第2の回転規制部材は前記カバーの内部に固定されていてもよい。 In the marine steering device, the portion of the housing corresponding to the first rotation restricting member is opened toward the direction along the axis of the ball screw shaft, and the opened portion is the housing. Assuming that the cover is closed by the cover as a part of the ball screw shaft, the cover is along the axis of the ball screw shaft in a state where the relative rotation about the axis of the ball screw shaft is restricted with respect to the housing. The second rotation restricting member may be fixed to the inside of the cover so as to be relatively movable back and forth.

この構成によれば、前記舵の位置を保持すべき状況である場合、カバーと共に第2の回転規制部材が第1の位置から第2の位置へ移動して第1の回転規制部材に係合することによって、第1の機構の動作が規制される。 According to this configuration, when the position of the rudder should be maintained, the second rotation restricting member moves from the first position to the second position together with the cover and engages with the first rotation restricting member. By doing so, the operation of the first mechanism is restricted.

上記の船舶用操舵装置において、前記第2の回転規制部材における前記第1の回転規制部材と反対側に設けられるとともに、前記ボールねじ軸の軸線を中心とした回転が規制された状態で前記ボールねじ軸の軸線に沿った方向へ前記第2の回転規制部材と一体的に移動する第1のカム部材と、前記ボールねじ軸の軸線に沿った方向において前記第1のカム部材に対向するとともに、前記ボールねじ軸の軸線に沿った方向への移動が規制された状態で前記ボールねじ軸の軸線を中心として回転する第2のカム部材と、前記第1のカム部材と前記第2のカム部材との間に保持された複数のボールと、を有していてもよい。この場合、前記第2のカム部材の回転に伴い前記第1のカム部材が前記ボールを介して前記第2のカム部材に対して離間する方向へ移動することにより、前記第2の回転規制部材は前記第1の回転規制部材に対して係合されるようにしてもよい。 In the above-mentioned marine steering device, the ball is provided on the opposite side of the second rotation-regulating member from the first rotation-regulating member, and the rotation around the axis of the ball screw shaft is restricted. A first cam member that moves integrally with the second rotation restricting member in a direction along the axis of the screw shaft and a first cam member that faces the first cam member in a direction along the axis of the ball screw shaft. , The second cam member that rotates about the axis of the ball screw shaft in a state where the movement of the ball screw shaft in the direction along the axis is restricted, the first cam member, and the second cam. It may have a plurality of balls held between the members. In this case, as the second cam member rotates, the first cam member moves in a direction away from the second cam member via the ball, so that the second rotation regulating member May be engaged with the first rotation restricting member.

この構成によれば、前記舵の位置を保持すべき状況である場合、第2のカム部材の回転を通じて第1のカム部材が第2のカム部材に対して離間する方向へ移動することによって、第2の回転規制部材が第1の回転規制部材に係合される。 According to this configuration, when the position of the rudder should be maintained, the first cam member moves in a direction away from the second cam member through the rotation of the second cam member. The second rotation restricting member is engaged with the first rotation regulating member.

上記の船舶用操舵装置において、前記駆動源はモータであることを前提として、前記モータの出力軸に連結されたウォームと、前記ボールねじ軸と一体回転可能に設けられるとともに前記ウォームと噛み合うウォームホイールと、を有し、前記第3の機構は、その回転規制対象を前記ボールねじ軸に代えて前記ウォームとして前記ウォームにおける前記モータと反対側の端部に設けられていてもよい。 In the above-mentioned marine steering device, assuming that the drive source is a motor, a worm connected to the output shaft of the motor and a worm wheel provided so as to be rotatable integrally with the ball screw shaft and mesh with the worm. The third mechanism may be provided at the end of the worm on the opposite side of the motor as the worm instead of the ball screw shaft whose rotation is restricted.

この構成によれば、前記舵の位置を保持すべき状況である場合、第3の機構の状態が、回転規制対象であるウォームの回転を許容する許容状態からウォームの回転を規制する規制状態へ切り替わる。ウォームの回転が規制されることにより、第1の機構の動作を規制することができる。 According to this configuration, when the position of the rudder should be maintained, the state of the third mechanism changes from the allowable state of allowing the rotation of the worm, which is the object of rotation regulation, to the regulated state of restricting the rotation of the worm. Switch. By restricting the rotation of the worm, the operation of the first mechanism can be regulated.

上記の船舶用操舵装置において、前記舵は、船舶の推進装置として船尾の外側に転舵軸を中心として回転可能に設けられるとともに、前記転舵軸を中心として回転することにより船舶の舵としても機能する船外機であってもよい。 In the above-mentioned ship steering device, the rudder is rotatably provided on the outside of the stern as a propulsion device for a ship about a steering shaft, and can also be used as a rudder for a ship by rotating around the steering shaft. It may be a functioning outboard unit.

上記の船舶用操舵装置において、前記舵は、船舶の推進装置とは別個に、船尾の外側に支持軸を中心として回転可能に設けられていてもよい。
上記の船舶用操舵装置において、前記舵は、前記船体の向きを変える際に操作されるハンドルとの間の動力伝達が分離されていてもよい。
In the above-mentioned ship steering device, the rudder may be rotatably provided on the outside of the stern around a support shaft, separately from the ship propulsion device.
In the above-mentioned marine steering device, the rudder may be separated from the power transmission between the rudder and the steering wheel operated when changing the direction of the hull.

上記の船舶用操舵装置において、前記舵には前記船体の向きを変える際に操作されるハンドルが連結されていて、前記駆動源は、前記ハンドルの操作を通じた前記舵の動きを補助するアシスト力を発生するようにしてもよい。 In the above-mentioned marine steering device, the rudder is connected to a handle that is operated when the hull is turned, and the drive source is an assist force that assists the movement of the rudder through the operation of the handle. May be generated.

本発明の船舶用操舵装置によれば、舵に逆入力が作用する場合であれ船舶の姿勢を維持することができる。 According to the ship steering device of the present invention, the attitude of the ship can be maintained even when the reverse input acts on the rudder.

船舶用操舵装置の第1の実施の形態が搭載される船舶の平面図。The plan view of the ship on which the first embodiment of the ship steering device is mounted. 第1の実施の形態における船外機の側面図。A side view of the outboard motor according to the first embodiment. 第1の実施の形態における転舵アクチュエータの平面図。The plan view of the steering actuator in the 1st Embodiment. 第1の実施の形態における転舵アクチュエータの平断面図。FIG. 3 is a plan sectional view of the steering actuator according to the first embodiment. (a)は第1の実施の形態における電磁弁の構成を示す模式図、(b)は他の実施の形態における電磁弁の構成を示す模式図。(A) is a schematic diagram showing the configuration of the solenoid valve in the first embodiment, and (b) is a schematic diagram showing the configuration of the solenoid valve in another embodiment. 第1の実施の形態における制御装置の処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the processing procedure of the control apparatus in 1st Embodiment. 第2の実施の形態における操舵角速度と電磁弁へ供給される電流との関係を規定するマップを示すグラフ。The graph which shows the map which defines the relationship between the steering angular velocity and the current supplied to a solenoid valve in 2nd Embodiment. (a)は第3の実施の形態における操舵角速度と第1の逆入力判定しきい値との関係を規定するマップを示すグラフ、(b)は第3の実施の形態における操舵角速度と第2の逆入力判定しきい値との関係を規定するマップを示すグラフ。(A) is a graph showing a map defining the relationship between the steering angular velocity and the first reverse input determination threshold value in the third embodiment, and (b) is the steering angular velocity and the second in the third embodiment. A graph showing a map that defines the relationship with the reverse input judgment threshold value of. 第3の実施の形態における制御装置の処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the processing procedure of the control apparatus in 3rd Embodiment. 第4の実施の形態における制御装置の処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the processing procedure of the control apparatus in 4th Embodiment. 第5の実施の形態における転舵アクチュエータの平断面図。FIG. 5 is a plan sectional view of a steering actuator according to a fifth embodiment. 第5の実施の形態におけるクラッチが接続された状態を示す転舵アクチュエータの要部断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part of a steering actuator showing a state in which a clutch is connected according to a fifth embodiment. (a)は第6の実施の形態におけるクラッチが切断された状態を示す転舵アクチュエータの要部断面図、(b)は第6の実施の形態におけるクラッチが接続された状態を示す転舵アクチュエータの要部断面図。(A) is a cross-sectional view of a main part of the steering actuator showing a state in which the clutch is disengaged in the sixth embodiment, and (b) is a steering actuator showing a state in which the clutch is connected in the sixth embodiment. Sectional view of the main part of. (a)は第7の実施の形態におけるクラッチが切断された状態を示す転舵アクチュエータの要部断面図、(b)は第7の実施の形態におけるクラッチが接続された状態を示す転舵アクチュエータの要部断面図。(A) is a cross-sectional view of a main part of the steering actuator showing a state in which the clutch is disengaged in the seventh embodiment, and (b) is a steering actuator showing a state in which the clutch is connected in the seventh embodiment. Sectional view of the main part of. 第8の実施の形態におけるクラッチが設けられる減速機の斜視図。FIG. 3 is a perspective view of a speed reducer provided with a clutch according to the eighth embodiment. 第9の実施の形態における船舶の船内機を示す斜視図。The perspective view which shows the inboard motor of the ship in 9th Embodiment.

<第1の実施の形態>
以下、船舶用操舵装置の第1の実施の形態を説明する。
図1に示すように、船舶10には、船外機12、操舵装置としての転舵アクチュエータ13、ハンドルとしてのステアリングホイール14、および制御装置15が設けられている。
<First Embodiment>
Hereinafter, the first embodiment of the marine steering device will be described.
As shown in FIG. 1, the ship 10 is provided with an outboard motor 12, a steering actuator 13 as a steering device, a steering wheel 14 as a steering wheel, and a control device 15.

船外機12は、船体10aの船尾に設けられている。船外機12は、船舶10の推進装置の一例であって、エンジン12aおよびエンジン12aの駆動により回転するプロペラ12bを有している。船外機12は、船舶10の進行方向に対する左右方向へ揺動可能である。船外機12は、左右方向へ揺動することにより船舶10の舵としても機能する。 The outboard motor 12 is provided at the stern of the hull 10a. The outboard motor 12 is an example of a propulsion device for a ship 10, and has an engine 12a and a propeller 12b that is rotated by driving the engine 12a. The outboard motor 12 can swing in the left-right direction with respect to the traveling direction of the ship 10. The outboard motor 12 also functions as a rudder of the ship 10 by swinging in the left-right direction.

転舵アクチュエータ13は、船外機12を船舶10の進行方向に対する左右方向へ揺動させる。船外機12が左右方向へ揺動することにより船舶10の進行方向が変更される。
ステアリングホイール14は、船舶10の操船席に設けられている。ステアリングホイール14は、ステアリングシャフト16を介して船体10aに対して回転可能に支持されている。ステアリングシャフト16には、回転角センサ17が設けられている。回転角センサ17は、ステアリングシャフト16の回転角をステアリングホイール14の回転角である操舵角θとして検出する。
The steering actuator 13 swings the outboard motor 12 in the left-right direction with respect to the traveling direction of the ship 10. The traveling direction of the ship 10 is changed by the outboard motor 12 swinging in the left-right direction.
The steering wheel 14 is provided in the maneuvering seat of the ship 10. The steering wheel 14 is rotatably supported with respect to the hull 10a via the steering shaft 16. The steering shaft 16 is provided with a rotation angle sensor 17. The rotation angle sensor 17 detects the rotation angle of the steering shaft 16 as the steering angle θ, which is the rotation angle of the steering wheel 14.

制御装置15は、回転角センサ17を通じて検出される操舵角θに応じて転舵アクチュエータ13の動作を制御する。ちなみに、エンジン12aの出力は、制御装置15とは別個に設けられる他の制御装置により制御される。 The control device 15 controls the operation of the steering actuator 13 according to the steering angle θ detected through the rotation angle sensor 17. Incidentally, the output of the engine 12a is controlled by another control device provided separately from the control device 15.

つぎに、船体10aと船外機12との連結構造を説明する。
図2に示すように、船外機12は、スイベルブラケット21、転舵軸22、およびステアリングブラケット23を有している。
Next, the connection structure between the hull 10a and the outboard motor 12 will be described.
As shown in FIG. 2, the outboard motor 12 has a swivel bracket 21, a steering shaft 22, and a steering bracket 23.

スイベルブラケット21は、船外機12を船体10aに連結するためのものである。スイベルブラケット21は、第1の連結部21aと第2の連結部21bとから全体としてL字状をなしている。第1の連結部21aは、船体10aの前後方向(図2中の左右方向)に沿って延びている。第2の連結部21bは、船体10aの上下方向に沿って延びている。第1の連結部21aは、船体10aの船尾に設けられた2つのクランプブラケット24,24(図1参照)の間に取り付けられる。また、第1の連結部21aの上面には、転舵アクチュエータ13が設置される。第2の連結部21bには、船体10aの上下方向に沿って延びる貫通孔21cが設けられている。 The swivel bracket 21 is for connecting the outboard motor 12 to the hull 10a. The swivel bracket 21 has an L-shape as a whole from the first connecting portion 21a and the second connecting portion 21b. The first connecting portion 21a extends along the front-rear direction (left-right direction in FIG. 2) of the hull 10a. The second connecting portion 21b extends along the vertical direction of the hull 10a. The first connecting portion 21a is attached between two clamp brackets 24, 24 (see FIG. 1) provided at the stern of the hull 10a. Further, a steering actuator 13 is installed on the upper surface of the first connecting portion 21a. The second connecting portion 21b is provided with a through hole 21c extending along the vertical direction of the hull 10a.

転舵軸22は、船外機12の揺動中心となる。転舵軸22は、スイベルブラケット21における第2の連結部21bの貫通孔21cに挿通されている。転舵軸22は、スイベルブラケット21に対して相対的に回転可能である。転舵軸22の上端は、スイベルブラケット21における第2の連結部21bの上部から突出している。転舵軸22の上端は、ステアリングブラケット23を介して転舵アクチュエータ13に連結されている。転舵軸22におけるステアリングブラケット23とスイベルブラケット21との間の部分は、ブラケット25を介して船外機12のケース12cに固定されている。転舵軸22の下端は、スイベルブラケット21の下部から突出している。転舵軸22の下端は、ブラケット26を介して船外機12のケース12cに固定されている。2つのブラケット25,26はそれぞれ転舵軸22に固定されている。転舵軸22のブラケット25,26に対する相対的な回転が規制されるため、船外機12は転舵軸22を中心としてスイベルブラケット21に対して相対的に回転可能である。 The steering shaft 22 serves as the swing center of the outboard motor 12. The steering shaft 22 is inserted into the through hole 21c of the second connecting portion 21b of the swivel bracket 21. The steering shaft 22 is rotatable relative to the swivel bracket 21. The upper end of the steering shaft 22 projects from the upper part of the second connecting portion 21b of the swivel bracket 21. The upper end of the steering shaft 22 is connected to the steering actuator 13 via the steering bracket 23. The portion of the steering shaft 22 between the steering bracket 23 and the swivel bracket 21 is fixed to the case 12c of the outboard motor 12 via the bracket 25. The lower end of the steering shaft 22 projects from the lower part of the swivel bracket 21. The lower end of the steering shaft 22 is fixed to the case 12c of the outboard motor 12 via the bracket 26. The two brackets 25 and 26 are fixed to the steering shaft 22, respectively. Since the relative rotation of the steering shaft 22 with respect to the brackets 25 and 26 is restricted, the outboard motor 12 can rotate relative to the swivel bracket 21 around the steering shaft 22.

つぎに、転舵アクチュエータ13の構成を詳細に説明する。
図3に示すように、転舵アクチュエータ13は、舵取り機構31、減速機32、駆動源としてのモータ33、および回転角センサ34を有している。舵取り機構31としては、いわゆるRBS(リサーキュレーティングボール式ステアリングギヤ)が採用される。モータ33および回転角センサ34は減速機32を介して舵取り機構31に連結されている。
Next, the configuration of the steering actuator 13 will be described in detail.
As shown in FIG. 3, the steering actuator 13 includes a steering mechanism 31, a speed reducer 32, a motor 33 as a drive source, and a rotation angle sensor 34. As the steering mechanism 31, a so-called RBS (recirculating ball type steering gear) is adopted. The motor 33 and the rotation angle sensor 34 are connected to the steering mechanism 31 via the speed reducer 32.

図4に示すように、減速機32は、ハウジング50を有している。ハウジング50は、舵取り機構31に連結されている。ハウジング50の外部には、モータ33が取り付けられている。モータ33の出力軸33aは、ボールねじ軸43の軸線に対して直交する方向に沿って延びている。モータ33の出力軸33aは、ハウジング50の周壁を貫通してその内部に挿入されている。また、ハウジング50の舵取り機構31と反対側の部分には、回転角センサ34が取り付けられている。 As shown in FIG. 4, the speed reducer 32 has a housing 50. The housing 50 is connected to the steering mechanism 31. A motor 33 is attached to the outside of the housing 50. The output shaft 33a of the motor 33 extends along a direction orthogonal to the axis of the ball screw shaft 43. The output shaft 33a of the motor 33 penetrates the peripheral wall of the housing 50 and is inserted into the peripheral wall of the housing 50. A rotation angle sensor 34 is attached to a portion of the housing 50 opposite to the steering mechanism 31.

ハウジング50の内部には、シャフト51、ウォームホイール52、およびウォーム53が設けられている。シャフト51は、2つの軸受54,55を介してハウジング50に対して回転可能に支持されている。シャフト51の第1の端部(図4中の右端部)は、回転角センサ34の検出素子が収容されるケースに対して回転可能に支持される。回転角センサ34は、シャフト51の回転角を検出する。ウォームホイール52は、シャフト51に対して一体回転可能に設けられている。ウォーム53は、モータ33の出力軸33aに対して一体回転可能に設けられている。ウォーム53は、ウォームホイール52と噛み合っている。 A shaft 51, a worm wheel 52, and a worm 53 are provided inside the housing 50. The shaft 51 is rotatably supported with respect to the housing 50 via two bearings 54, 55. The first end portion (right end portion in FIG. 4) of the shaft 51 is rotatably supported with respect to the case in which the detection element of the rotation angle sensor 34 is housed. The rotation angle sensor 34 detects the rotation angle of the shaft 51. The worm wheel 52 is provided so as to be integrally rotatable with respect to the shaft 51. The worm 53 is provided so as to be integrally rotatable with respect to the output shaft 33a of the motor 33. The worm 53 meshes with the worm wheel 52.

舵取り機構31はハウジング40を有している。ハウジング40の内部には、ボールねじナット41、有底筒状の閉塞部材42、ボールねじ軸43、複数のボール44、出力軸としてのセクターシャフト45、およびセクターギヤ46が設けられている。 The steering mechanism 31 has a housing 40. Inside the housing 40, a ball screw nut 41, a bottomed tubular closing member 42, a ball screw shaft 43, a plurality of balls 44, a sector shaft 45 as an output shaft, and a sector gear 46 are provided.

ボールねじナット41は、その軸線に沿う方向においてハウジング40(より正確にはそのシリンダ部分)に対して摺動可能に設けられている。ボールねじナット41の外周面には、その軸線方向に沿ってラック歯41aが設けられている。 The ball screw nut 41 is slidably provided with respect to the housing 40 (more accurately, the cylinder portion thereof) in the direction along the axis thereof. Rack teeth 41a are provided on the outer peripheral surface of the ball screw nut 41 along the axial direction thereof.

閉塞部材42は、ボールねじナット41の第1の端部(図4中の左端部)に対して隙間なくはめ込まれている。閉塞部材42は、ボールねじナット41と一体的に移動する。
ボールねじ軸43は、循環可能とされた複数のボール44を介してボールねじナット41に螺合されている。ボールねじ軸43の第1の端部(図4中の左端部)は、閉塞部材42の内部に挿入されている。ボールねじ軸43の第1の端部と閉塞部材42の底壁との間には所定の隙間が設けられている。ボールねじナット41は、ボールねじ軸43と閉塞部材42の底壁との間の隙間の範囲内において、ボールねじ軸43に対してその軸線方向に沿って相対的に移動可能である。ボールねじ軸43の第2の端部(図4中の右端部)は、ボールねじナット41の第2の端部(図4中の右端部)から突出している。ボールねじ軸43の第2の端部は、減速機32のシャフト51における第2の端部(図4中の左端部)に対して一体回転可能に連結されている。
The closing member 42 is fitted without a gap to the first end portion (left end portion in FIG. 4) of the ball screw nut 41. The closing member 42 moves integrally with the ball screw nut 41.
The ball screw shaft 43 is screwed into the ball screw nut 41 via a plurality of circulatory balls 44. The first end portion (left end portion in FIG. 4) of the ball screw shaft 43 is inserted inside the closing member 42. A predetermined gap is provided between the first end of the ball screw shaft 43 and the bottom wall of the closing member 42. The ball screw nut 41 is movable relative to the ball screw shaft 43 along the axial direction within the range of the gap between the ball screw shaft 43 and the bottom wall of the closing member 42. The second end portion (right end portion in FIG. 4) of the ball screw shaft 43 protrudes from the second end portion (right end portion in FIG. 4) of the ball screw nut 41. The second end of the ball screw shaft 43 is integrally rotatably connected to the second end (left end in FIG. 4) of the shaft 51 of the speed reducer 32.

セクターシャフト45は、ボールねじナット41の軸線に対して直交する方向(図4中の紙面に対する直交方向)に沿って延びている。セクターシャフト45は、図示しない軸受を介してハウジング40に対して回転可能に支持されている。 The sector shaft 45 extends along a direction orthogonal to the axis of the ball screw nut 41 (direction orthogonal to the paper surface in FIG. 4). The sector shaft 45 is rotatably supported with respect to the housing 40 via bearings (not shown).

セクターギヤ46は、セクターシャフト45に対して一体回転可能に設けられている。セクターギヤ46の歯46aは、ボールねじナット41のラック歯41aに噛み合っている。セクターシャフト45の上端部は、ハウジング40の外部に露出している。セクターシャフト45の上端部には、レバー47およびリンク48を介してステアリングブラケット23の転舵軸22と反対側の端部が回転可能に連結される(図3参照)。 The sector gear 46 is provided so as to be integrally rotatable with respect to the sector shaft 45. The teeth 46a of the sector gear 46 mesh with the rack teeth 41a of the ball screw nut 41. The upper end of the sector shaft 45 is exposed to the outside of the housing 40. An end portion of the steering bracket 23 opposite to the steering shaft 22 is rotatably connected to the upper end portion of the sector shaft 45 via a lever 47 and a link 48 (see FIG. 3).

ハウジング40の内部は、ボールねじナット41、閉塞部材42および減速機32によって第1の油室40aと第2の油室40bとに区画されている。第1の油室40aは、ボールねじナット41を基準とする減速機32側に位置している。第2の油室40bは、ボールねじナット41を基準とする減速機32と反対側に位置している。図4に多数のドットからなる網掛けを付して示すように、第1の油室40aおよび第2の油室40bの内部には作動液としてのオイルが封入されている。また、ハウジング40には第1の油室40aと第2の油室40bとの間を連通する連通路40cが設けられている。連通路40cには、電気的に駆動する弁である電気的駆動弁としての電磁弁(SV)49が設けられている。電磁弁49は、連通路40cを開閉する。 The inside of the housing 40 is divided into a first oil chamber 40a and a second oil chamber 40b by a ball screw nut 41, a closing member 42, and a speed reducer 32. The first oil chamber 40a is located on the speed reducer 32 side with respect to the ball screw nut 41. The second oil chamber 40b is located on the opposite side of the speed reducer 32 with respect to the ball screw nut 41. As shown in FIG. 4 with a shading consisting of a large number of dots, oil as a hydraulic fluid is sealed inside the first oil chamber 40a and the second oil chamber 40b. Further, the housing 40 is provided with a communication passage 40c that communicates between the first oil chamber 40a and the second oil chamber 40b. The communication passage 40c is provided with a solenoid valve (SV) 49 as an electrically driven valve, which is an electrically driven valve. The solenoid valve 49 opens and closes the communication passage 40c.

電磁弁49が開弁状態であるとき、ボールねじナット41の軸方向への移動が許容される。たとえばボールねじナット41が図4中の左方向へ向けて移動しようとするとき、第2の油室40b内のオイルがボールねじナット41および閉塞部材42により押されて連通路40cを介して第1の油室40aへ流れ込む。これにより、ボールねじナット41は図4中の左方向へ移動することが可能となる。また、ボールねじナット41が図4中の右方向へ向けて移動しようとするとき、第1の油室40a内のオイルがボールねじナット41により押されて連通路40cを介して第2の油室40bへ流れ込む。これにより、ボールねじナット41は図4中の右方向へ移動することが可能となる。 When the solenoid valve 49 is in the valve open state, the ball screw nut 41 is allowed to move in the axial direction. For example, when the ball screw nut 41 tries to move to the left in FIG. 4, the oil in the second oil chamber 40b is pushed by the ball screw nut 41 and the closing member 42 and is pushed through the communication passage 40c. It flows into the oil chamber 40a of 1. As a result, the ball screw nut 41 can move to the left in FIG. Further, when the ball screw nut 41 tries to move to the right in FIG. 4, the oil in the first oil chamber 40a is pushed by the ball screw nut 41 and the second oil is pushed through the communication passage 40c. It flows into the chamber 40b. As a result, the ball screw nut 41 can be moved to the right in FIG.

電磁弁49が閉弁状態であるとき、ボールねじナット41の軸方向に沿った移動が規制される。たとえばボールねじナット41が図4中の左方向へ向けて移動しようとするとき、第2の油室40b内のオイルが連通路40cを介して第1の油室40aへ逃げることができない。また、ボールねじナット41が図4中の右方向へ向けて移動しようとするとき、第1の油室40a内のオイルが連通路40cを介して第2の油室40bへ逃げることができない。このため、オイルの圧力によって、ボールねじナット41はその軸方向に沿って移動することが規制される。 When the solenoid valve 49 is in the closed state, the movement of the ball screw nut 41 along the axial direction is restricted. For example, when the ball screw nut 41 tries to move to the left in FIG. 4, the oil in the second oil chamber 40b cannot escape to the first oil chamber 40a through the communication passage 40c. Further, when the ball screw nut 41 tries to move to the right in FIG. 4, the oil in the first oil chamber 40a cannot escape to the second oil chamber 40b through the communication passage 40c. Therefore, the pressure of the oil restricts the ball screw nut 41 from moving along its axial direction.

図5(a)に示すように、電磁弁49は、そのソレノイドに電力が供給されない非通電状態であるとき、開弁状態に維持される。電磁弁49が開弁状態であるとき、第1の油室40aと第2の油室40bとの間が連通する。電磁弁49は、そのソレノイドに電力が供給される通電状態であるとき、閉弁状態に維持される。電磁弁49が閉弁状態であるとき、第1の油室40aと第2の油室40bとの間の連通が遮断される。 As shown in FIG. 5A, the solenoid valve 49 is maintained in the open state when the solenoid is in a non-energized state in which power is not supplied to the solenoid. When the solenoid valve 49 is in the open state, the first oil chamber 40a and the second oil chamber 40b communicate with each other. The solenoid valve 49 is maintained in a closed state when it is in an energized state in which electric power is supplied to its solenoid. When the solenoid valve 49 is in the closed state, the communication between the first oil chamber 40a and the second oil chamber 40b is cut off.

つぎに、転舵アクチュエータ13の動作を説明する。ただし、電磁弁49は開弁状態に維持されている。
制御装置15は、モータ33の駆動制御を通じて船外機12をステアリングホイール14の操作量に応じて転舵させる転舵制御を実行する。制御装置15は、回転角センサ17を通じて検出されるステアリングホイール14の操舵角θに基づき、船外機12の転舵量の目標値を演算する。また、制御装置15は、回転角センサ34を通じて検出されるシャフト51の回転角に基づき船外機12の転舵量を演算する。そして制御装置15は、船外機12の転舵量の目標値と船外機12の実際の転舵量との差を求め、その差を無くすようにモータ33に対する給電を制御する。ちなみに、制御装置15は、船外機12の転舵量に代えて、船外機12の転舵量が反映される状態変数の1つであるセクターシャフト45の回転角に基づきモータ33への給電を制御するようにしてもよい。
Next, the operation of the steering actuator 13 will be described. However, the solenoid valve 49 is maintained in the open state.
The control device 15 executes steering control for steering the outboard motor 12 according to the amount of operation of the steering wheel 14 through the drive control of the motor 33. The control device 15 calculates a target value of the steering amount of the outboard motor 12 based on the steering angle θ of the steering wheel 14 detected through the rotation angle sensor 17. Further, the control device 15 calculates the steering amount of the outboard motor 12 based on the rotation angle of the shaft 51 detected through the rotation angle sensor 34. Then, the control device 15 obtains a difference between the target value of the steering amount of the outboard motor 12 and the actual steering amount of the outboard motor 12, and controls the power supply to the motor 33 so as to eliminate the difference. By the way, the control device 15 transfers to the motor 33 based on the rotation angle of the sector shaft 45, which is one of the state variables reflecting the steering amount of the outboard motor 12, instead of the steering amount of the outboard motor 12. The power supply may be controlled.

図4に示すように、モータ33の回転は、減速機32を介してボールねじ軸43に伝達される。ボールねじ軸43の回動に伴い、ボールねじナット41および閉塞部材42がピストンとして機能してボールねじ軸43に沿って移動する。このボールねじナット41の移動に伴い、ラック歯41aと噛み合うセクターギヤ46がセクターシャフト45を中心として左右方向へ揺動する。このセクターギヤ46の揺動に伴い、セクターシャフト45はセクターギヤ46の揺動方向と同じ方向へ向けて、かつセクターギヤ46の揺動量に応じて回転する。 As shown in FIG. 4, the rotation of the motor 33 is transmitted to the ball screw shaft 43 via the speed reducer 32. As the ball screw shaft 43 rotates, the ball screw nut 41 and the closing member 42 function as pistons and move along the ball screw shaft 43. As the ball screw nut 41 moves, the sector gear 46 that meshes with the rack teeth 41a swings in the left-right direction around the sector shaft 45. With the swing of the sector gear 46, the sector shaft 45 rotates in the same direction as the swing direction of the sector gear 46 and according to the swing amount of the sector gear 46.

セクターシャフト45の回転に連動してレバー47がセクターシャフト45を中心として左右方向へ揺動する。このレバー47の揺動がリンク48を介してステアリングブラケット23に伝達されることによって、ステアリングブラケット23は転舵軸22を中心として左右方向へ揺動する。転舵軸22はステアリングブラケット23に固定されているため、ステアリングブラケット23の揺動に伴い、転舵軸22にはその軸回りのトルクが加わる。転舵軸22は船外機12のケース12cに固定されているため、転舵軸22の回転に伴い、船外機12は転舵軸22を中心として左右方向へ揺動する。 The lever 47 swings in the left-right direction around the sector shaft 45 in conjunction with the rotation of the sector shaft 45. The swing of the lever 47 is transmitted to the steering bracket 23 via the link 48, so that the steering bracket 23 swings in the left-right direction about the steering shaft 22. Since the steering shaft 22 is fixed to the steering bracket 23, torque around the shaft is applied to the steering shaft 22 as the steering bracket 23 swings. Since the steering shaft 22 is fixed to the case 12c of the outboard motor 12, the outboard motor 12 swings in the left-right direction about the steering shaft 22 as the steering shaft 22 rotates.

なお、ボールねじナット41、ボールねじ軸43、およびボール44は、ボールねじ機構を構成する。また、このボールねじ機構(41,43,44)およびセクターギヤ46は、転舵アクチュエータ13の駆動源であるモータ33の動力を出力軸であるセクターシャフト45の回転に変換する第1の機構を構成する。また、レバー47およびリンク48は、出力軸であるセクターシャフト45の回転を船外機12の転舵動作に変換する第2の機構を構成する。また、電磁弁49は、ボールねじナット41の動作を許容する許容状態とボールねじナット41の動作を規制する規制状態との間で状態が切り替わる第3の機構を構成する。 The ball screw nut 41, the ball screw shaft 43, and the ball 44 form a ball screw mechanism. Further, the ball screw mechanism (41, 43, 44) and the sector gear 46 provide a first mechanism for converting the power of the motor 33, which is the drive source of the steering actuator 13, into the rotation of the sector shaft 45, which is the output shaft. Constitute. Further, the lever 47 and the link 48 form a second mechanism that converts the rotation of the sector shaft 45, which is an output shaft, into the steering operation of the outboard motor 12. Further, the solenoid valve 49 constitutes a third mechanism for switching between a permissible state that allows the operation of the ball screw nut 41 and a regulated state that regulates the operation of the ball screw nut 41.

ここで、船外機12が設けられた船舶においては、つぎのようなことが懸念される。すなわち、船舶の直進状態あるいは旋回状態を保つためにステアリングホイール14を保舵している場合、船外機12に作用する水圧などの逆入力の大きさによっては船外機12の転舵位置を維持することができないおそれがある。そこで、制御装置15は、船外機12の転舵位置を保持すべき状況である場合、すなわち操船者が保舵の意思をもってステアリングホイール14を握っている状況である場合、船外機12の転舵位置に対する逆入力の影響を抑えるために、つぎの処理を所定の演算周期で実行する。 Here, in a ship provided with an outboard motor 12, there are concerns about the following. That is, when the steering wheel 14 is held in order to keep the ship in a straight-ahead state or a turning state, the steering position of the outboard motor 12 may be changed depending on the magnitude of the reverse input such as the water pressure acting on the outboard motor 12. It may not be possible to maintain. Therefore, when the control device 15 is in a situation where the steering position of the outboard motor 12 should be maintained, that is, when the operator is holding the steering wheel 14 with the intention of holding the steering wheel, the outboard motor 12 In order to suppress the influence of the reverse input on the steering position, the following processing is executed at a predetermined calculation cycle.

図6のフローチャートに示すように、制御装置15は、舵角情報を取得する(ステップS101)。すなわち、制御装置15は、回転角センサ17を通じて検出される操舵角θを取り込む。また、制御装置15は、回転角センサ17を通じて検出される操舵角θを微分することによりステアリングホイール14の操舵角速度ωを演算する。 As shown in the flowchart of FIG. 6, the control device 15 acquires the steering angle information (step S101). That is, the control device 15 captures the steering angle θ detected through the rotation angle sensor 17. Further, the control device 15 calculates the steering angular velocity ω of the steering wheel 14 by differentiating the steering angle θ detected through the rotation angle sensor 17.

つぎに、制御装置15は、ステアリングホイール14が保舵された状態かどうかを判定する(ステップS102)。
制御装置15は、次式(A)で示されるように、ステップS101において演算される操舵角速度ωと角速度しきい値ωthとの比較を通じてステアリングホイール14の操舵状態を判定する。角速度しきい値ωthは、ステアリングホイール14が保舵された状態かどうかを判定する際の基準である。
Next, the control device 15 determines whether or not the steering wheel 14 is in a steered state (step S102).
As shown by the following equation (A), the control device 15 determines the steering state of the steering wheel 14 by comparing the steering angular velocity ω calculated in step S101 with the angular velocity threshold value ω th. The angular velocity threshold value ω th is a reference for determining whether or not the steering wheel 14 is in a steered state.

│ω│<ωth …(A)
制御装置15は、操舵角速度ωの絶対値が角速度しきい値ωthよりも小さい値ではないとき(ステップS102でNO)、電磁弁49を開弁し(ステップS103)、処理を終了する。この場合、ステアリングホイール14は回転操作されている状態である。また、電磁弁49が開弁されることによって、ボールねじナット41の軸方向に沿った移動、ひいては船外機12の転舵動作が許容される。このため、ステアリングホイール14の操舵角θに応じて船外機12が転舵する。
│ ω │ <ω th … (A)
Controller 15, when the absolute value of the steering angular velocity omega is not a value smaller than the angular velocity threshold omega th (NO at step S102), opens the solenoid valve 49 (step S103), and ends the process. In this case, the steering wheel 14 is in a state of being rotated. Further, by opening the solenoid valve 49, the ball screw nut 41 is allowed to move along the axial direction, and the outboard motor 12 is allowed to steer. Therefore, the outboard motor 12 steers according to the steering angle θ of the steering wheel 14.

制御装置15は、操舵角速度ωの絶対値が角速度しきい値ωthよりも小さい値であるとき(ステップS102でYES)、電磁弁49を閉弁し(ステップS104)、処理を終了する。この場合、ステアリングホイール14は保舵されている状態である。また、電磁弁49が閉弁されることによって、ボールねじナット41の軸方向に沿った移動、ひいては船外機12の転舵動作が規制される。このため、船外機12に逆入力が作用した場合であれ、舵の位置、すなわち船外機12の転舵位置が保持される。 When the absolute value of the steering angular velocity ω is smaller than the angular velocity threshold value ω th (YES in step S102), the control device 15 closes the solenoid valve 49 (step S104) and ends the process. In this case, the steering wheel 14 is in a state of being held. Further, by closing the solenoid valve 49, the movement of the ball screw nut 41 along the axial direction and the steering operation of the outboard motor 12 are restricted. Therefore, even when the reverse input acts on the outboard motor 12, the rudder position, that is, the steering position of the outboard motor 12 is maintained.

したがって、第1の実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)ステアリングホイール14の操舵状態が保舵された状態であるとき、電磁弁49が開弁状態から閉弁状態へ切り替えられる。これにより、第1の油室40aおよび第2の油室40bに封入されたオイルは、第1の油室40aと第2の油室40bとの間を行き来することができなくなる。このため、ボールねじナット41の軸方向に沿った移動、ひいては船外機12の転舵動作が規制される。したがって、船舶の直進状態あるいは旋回状態を保つためにステアリングホイール14を保舵している場合、船外機12に対してより大きな逆入力荷重が印加されるときであれ、船外機12の転舵位置を維持することができる。
Therefore, according to the first embodiment, the following effects can be obtained.
(1) When the steering state of the steering wheel 14 is in the steered state, the solenoid valve 49 is switched from the valve open state to the valve closed state. As a result, the oil sealed in the first oil chamber 40a and the second oil chamber 40b cannot move back and forth between the first oil chamber 40a and the second oil chamber 40b. Therefore, the movement of the ball screw nut 41 along the axial direction and the steering operation of the outboard motor 12 are restricted. Therefore, when the steering wheel 14 is held in order to keep the ship in a straight-ahead state or a turning state, the outboard motor 12 rolls even when a larger reverse input load is applied to the outboard motor 12. The steering position can be maintained.

(2)また、舵取り機構31のハウジング40の内部にはオイルが充填されている。このため、ボールねじ機構(41,43,44)をより良好な潤滑状態に保つことができる。 (2) Further, the inside of the housing 40 of the steering mechanism 31 is filled with oil. Therefore, the ball screw mechanism (41, 43, 44) can be kept in a better lubricated state.

<第2の実施の形態>
つぎに、船舶用操舵装置の第2の実施の形態を説明する。本実施の形態は、基本的には先の図1〜図5に示される第1の実施の形態と同様の構成を有している。本実施の形態は、ステアリングホイール14の操舵角速度ωと角速度しきい値ωthとの比較を行うことなく電磁弁49に対する通電を制御する点で第1の実施の形態と異なる。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the marine steering device will be described. This embodiment basically has the same configuration as the first embodiment shown in FIGS. 1 to 5. This embodiment differs from the first embodiment in that for controlling the energization to the electromagnetic valve 49 without performing a comparison between the steering angular velocity omega and the angular velocity threshold omega th of the steering wheel 14.

制御装置15は、図7のグラフに示されるマップM1を使用して電磁弁49に対する通電を制御する。マップは制御装置15の記憶装置に格納される。
図7のグラフに示すように、マップM1は横軸を操舵角速度ωの絶対値、縦軸を電磁弁49に供給する電流Iの値とする二次元マップであって、つぎの特性を有する。すなわち、図7のグラフに領域R1で示されるように、操舵角速度ωの絶対値が保舵状態であるとされる程度の小さい値(「0」あるいは「0」の近傍値)である期間、操舵角速度ωの絶対値の増加に伴い電流Iの値は微増する。ただし、この期間における電流Iの値は電磁弁49が動作しない程度の小さい値(「0」あるいは「0」の近傍値)に維持される。図7のグラフに領域R2で示されるように、操舵角速度ωの絶対値が切り込み操舵状態であるとされる程度の値に達するタイミングで、操舵角速度ωの絶対値に対する電流Iの値の変化率(図7に示す特性線の傾き)が急激に増加して、電流Iの値は電磁弁49が動作する程度の値に達する。
The control device 15 controls the energization of the solenoid valve 49 by using the map M1 shown in the graph of FIG. 7. The map is stored in the storage device of the control device 15.
As shown in the graph of FIG. 7, the map M1 is a two-dimensional map in which the horizontal axis is the absolute value of the steering angular velocity ω and the vertical axis is the value of the current I supplied to the solenoid valve 49, and has the following characteristics. That is, as shown in the region R1 in the graph of FIG. 7, the period during which the absolute value of the steering angular velocity ω is a small value (a value near “0” or “0”) that is considered to be in the steering holding state. The value of the current I slightly increases as the absolute value of the steering angular velocity ω increases. However, the value of the current I during this period is maintained at a small value (a value close to "0" or "0") so that the solenoid valve 49 does not operate. As shown in the area R2 in the graph of FIG. 7, the rate of change of the value of the current I with respect to the absolute value of the steering angular velocity ω at the timing when the absolute value of the steering angular velocity ω reaches a value that is considered to be the cut-in steering state. (Inclination of the characteristic line shown in FIG. 7) increases sharply, and the value of the current I reaches a value at which the solenoid valve 49 operates.

マップM1に基づき電磁弁49に対する通電が制御されることにより、操舵角速度ωの絶対値がより大きくなる切り込み操舵時には電磁弁49が開弁状態に維持される一方、操舵角速度ωの絶対値が「0」または「0」の近傍値に維持される保舵時には電磁弁49が閉弁状態に維持される。 By controlling the energization of the solenoid valve 49 based on the map M1, the absolute value of the steering angular velocity ω becomes larger. The solenoid valve 49 is maintained in the open state during the incision steering, while the absolute value of the steering angular velocity ω is ". The solenoid valve 49 is maintained in the closed state when the steering is maintained at a value close to "0" or "0".

したがって、第2の実施の形態によれば、第1の実施の形態の(1),(2)と同様の効果を得ることができる。
ちなみに、図5(b)に示すように、電磁弁49として比例制御弁を使用してもよい。比例制御弁は、供給する電流を制御することによって開度を0%〜100%の間で無段階に調節することが可能である。マップM1に基づき電磁弁49に対する給電を制御することにより、操舵角速度ωに応じて電磁弁49の開度が調節される。このため、操舵角速度ωに応じてボールねじナット41の移動を規制する度合いを変化させることができる。したがって、電磁弁49として比例制御弁を使用する場合、ステアリングホイール14の操作を許容しつつ船外機12に作用する逆入力荷重の影響を抑えることができる。
Therefore, according to the second embodiment, the same effects as those of (1) and (2) of the first embodiment can be obtained.
Incidentally, as shown in FIG. 5B, a proportional control valve may be used as the solenoid valve 49. The proportional control valve can adjust the opening degree steplessly between 0% and 100% by controlling the supplied current. By controlling the power supply to the solenoid valve 49 based on the map M1, the opening degree of the solenoid valve 49 is adjusted according to the steering angular velocity ω. Therefore, the degree of restricting the movement of the ball screw nut 41 can be changed according to the steering angular velocity ω. Therefore, when the proportional control valve is used as the solenoid valve 49, the influence of the reverse input load acting on the outboard motor 12 can be suppressed while allowing the operation of the steering wheel 14.

<第3の実施の形態>
つぎに、船舶用操舵装置の第3の実施の形態を説明する。本実施の形態は、基本的には先の図1〜図5に示される第1の実施の形態と同様の構成を有している。本実施の形態は、主に、船外機12の転舵位置に対する逆入力の影響を抑えるための処理手順の点で第1の実施の形態と異なる。
<Third embodiment>
Next, a third embodiment of the marine steering device will be described. This embodiment basically has the same configuration as the first embodiment shown in FIGS. 1 to 5. The present embodiment is different from the first embodiment mainly in the processing procedure for suppressing the influence of the reverse input on the steering position of the outboard motor 12.

図4に二点鎖線で示すように、舵取り機構31のハウジング40の内部にはトルクセンサ60が設けられている。トルクセンサ60は、セクターシャフト45に印加されるトルクを検出する。 As shown by the alternate long and short dash line in FIG. 4, a torque sensor 60 is provided inside the housing 40 of the steering mechanism 31. The torque sensor 60 detects the torque applied to the sector shaft 45.

制御装置15は、操舵角速度ωのみならずトルクセンサ60を通じて検出されるトルクを使用して電磁弁49に対する通電を制御する。制御装置15は、ステアリングホイール14が保舵された状態である場合、トルクセンサ60を通じて検出されるトルクと逆入力判定しきい値との比較を通じて船外機12に対して逆入力荷重が作用しているかどうかを判定し、その判定結果に応じて電磁弁49の開閉を制御する。 The control device 15 controls the energization of the solenoid valve 49 by using not only the steering angular velocity ω but also the torque detected through the torque sensor 60. In the control device 15, when the steering wheel 14 is in a steered state, a reverse input load acts on the outboard motor 12 by comparing the torque detected through the torque sensor 60 with the reverse input determination threshold value. It is determined whether or not the solenoid valve 49 is open and closed, and the opening and closing of the solenoid valve 49 is controlled according to the determination result.

制御装置15は、図8(a)のグラフに示されるマップM2を使用して第1の逆入力判定しきい値Tを演算する。第1の逆入力判定しきい値Tは、船外機12に対する逆入力荷重の方向が船外機12の転舵方向(ステアリングホイール14の操舵方向)に対して逆方向であるかどうかを判定するためのものである。図8(a)のグラフに示すように、マップM2は操舵角速度ωの絶対値と第1の逆入力判定しきい値Tとの関係を規定する。第1の逆入力判定しきい値Tは、操舵角速度ωの絶対値が増加するにつれて徐々に増加する。マップM2は、制御装置15の記憶装置に格納される。 The control device 15 calculates the first reverse input determination threshold value T1 using the map M2 shown in the graph of FIG. 8A. The first reverse input determination threshold value T 1 determines whether or not the direction of the reverse input load with respect to the outboard motor 12 is opposite to the steering direction of the outboard motor 12 (steering direction of the steering wheel 14). It is for judging. As shown in the graph of FIG. 8 (a), the map M2 defines the absolute value and the first relationship between the reverse input determination threshold T 1 of the steering angular velocity omega. The first reverse input determination threshold value T 1 gradually increases as the absolute value of the steering angular velocity ω increases. The map M2 is stored in the storage device of the control device 15.

制御装置15は、図8(b)のグラフに示されるマップM3を使用して第2の逆入力判定しきい値Tを演算する。第2の逆入力判定しきい値Tは、船外機12に対する逆入力荷重の方向が船外機12の転舵方向に対して同方向であるかどうかを判定するためのものである。マップM3は、制御装置15の記憶装置に格納される。 The control device 15 calculates the second reverse input determination threshold value T2 using the map M3 shown in the graph of FIG. 8B. The second reverse input determination threshold value T 2 is for determining whether or not the direction of the reverse input load with respect to the outboard motor 12 is the same as the steering direction of the outboard motor 12. The map M3 is stored in the storage device of the control device 15.

図8(b)のグラフに示すように、マップM3は操舵角速度ωの絶対値と第2の逆入力判定しきい値Tとの関係を規定する。第2の逆入力判定しきい値Tは、操舵角速度ωの絶対値にかかわらず、第1の逆入力判定しきい値Tよりも小さい値に設定される。操舵角速度ωの絶対値が「0」を基準とする所定の値に達するまでの期間、第2の逆入力判定しきい値Tは「0」に維持される。操舵角速度ωの絶対値が「0」を基準とする所定の値に達した以降、第2の逆入力判定しきい値Tは操舵角速度ωの絶対値が増加するにつれて徐々に増加する。 As shown in the graph of FIG. 8 (b), the map M3 defines the absolute value and the second reverse input determination between the threshold T 2 of the steering angular velocity omega. The second reverse input determination threshold value T 2 is set to a value smaller than the first reverse input determination threshold value T 1 regardless of the absolute value of the steering angular velocity ω. The second reverse input determination threshold value T 2 is maintained at “0” during the period until the absolute value of the steering angular velocity ω reaches a predetermined value based on “0”. After the absolute value of the steering angular velocity ω reaches a predetermined value based on “0”, the second reverse input determination threshold value T 2 gradually increases as the absolute value of the steering angular velocity ω increases.

つぎに、制御装置15により実行される船外機12の転舵位置に対する逆入力の影響を抑えるための処理手順を図9のフローチャートに従って説明する。図9のフローチャートの処理は、所定の演算周期で実行される。 Next, a processing procedure for suppressing the influence of the reverse input on the steering position of the outboard motor 12 executed by the control device 15 will be described with reference to the flowchart of FIG. The processing of the flowchart of FIG. 9 is executed at a predetermined calculation cycle.

図9のフローチャートに示すように、制御装置15は、舵角情報を取得する(ステップS201)。すなわち、制御装置15は、回転角センサ17を通じて検出される操舵角θを取り込む。また、制御装置15は、回転角センサ17を通じて検出される操舵角θを微分することによりステアリングホイール14の操舵角速度ωを演算する。 As shown in the flowchart of FIG. 9, the control device 15 acquires the steering angle information (step S201). That is, the control device 15 captures the steering angle θ detected through the rotation angle sensor 17. Further, the control device 15 calculates the steering angular velocity ω of the steering wheel 14 by differentiating the steering angle θ detected through the rotation angle sensor 17.

つぎに、制御装置15は、ステアリングホイール14が保舵された状態かどうかを判定する(ステップS202)。制御装置15は、先の式(A)で示されるように、ステップS201において演算される操舵角速度ωと角速度しきい値ωthとの比較を通じてステアリングホイール14の操舵状態を判定する。 Next, the control device 15 determines whether or not the steering wheel 14 is in a steered state (step S202). As shown in the above equation (A), the control device 15 determines the steering state of the steering wheel 14 by comparing the steering angular velocity ω calculated in step S201 with the angular velocity threshold value ω th.

制御装置15は、操舵角速度ωの絶対値が角速度しきい値ωthよりも小さい値ではないとき(ステップS202でNO)、電磁弁49を開弁し(ステップS203)、処理を終了する。この場合、ステアリングホイール14は回転操作されている状態である。また、電磁弁49が開弁されることによって、ボールねじナット41の軸方向に沿った移動、ひいては船外機12の転舵動作が許容される。このため、ステアリングホイール14の操舵角θに応じて船外機12が転舵する。 When the absolute value of the steering angular velocity ω is not smaller than the angular velocity threshold value ω th (NO in step S202), the control device 15 opens the solenoid valve 49 (step S203) and ends the process. In this case, the steering wheel 14 is in a state of being rotated. Further, by opening the solenoid valve 49, the ball screw nut 41 is allowed to move along the axial direction, and the outboard motor 12 is allowed to steer. Therefore, the outboard motor 12 steers according to the steering angle θ of the steering wheel 14.

制御装置15は、操舵角速度ωの絶対値が角速度しきい値ωthよりも小さい値であるとき(ステップS202でYES)、トルク情報を取得する(ステップS204)。すなわち、制御装置15は、トルクセンサ60を通じて検出されるトルクTを取り込む。 The control device 15 acquires torque information when the absolute value of the steering angular velocity ω is smaller than the angular velocity threshold value ω th (YES in step S202) (step S204). That is, the control device 15 takes in the torque T detected through the torque sensor 60.

つぎに、制御装置15は、逆入力判定しきい値を演算する(ステップS205)。制御装置15は、先の図8(a),(b)のグラフに示されるマップM2,M3に基づき、操舵角速度ωの絶対値に応じた第1の逆入力判定しきい値Tおよび第2の逆入力判定しきい値Tを演算する。 Next, the control device 15 calculates the reverse input determination threshold value (step S205). Based on the maps M2 and M3 shown in the graphs of FIGS. 8A and 8B above, the control device 15 has a first reverse input determination threshold value T1 and a first reverse input determination threshold value T1 according to the absolute value of the steering angular velocity ω. The reverse input determination threshold value T 2 of 2 is calculated.

つぎに、制御装置15は、ステアリングホイール14の操舵方向と、船外機12の転舵方向とが互いに対応した方向であるかどうかを判定する。
制御装置15は、つぎの2つの条件B1,B2の双方が成立するかどうかを判定する(ステップS206)。ちなみに、たとえば船舶が直進方向を基準として右旋回しているときの操舵角速度ωおよびトルクTの符号を正とする。
Next, the control device 15 determines whether the steering direction of the steering wheel 14 and the steering direction of the outboard motor 12 are directions corresponding to each other.
The control device 15 determines whether or not both of the following two conditions B1 and B2 are satisfied (step S206). Incidentally, for example, the signs of the steering angular velocity ω and the torque T when the ship is turning right with respect to the straight-ahead direction are positive.

ω>0 …(B1)
T>0 …(B2)
制御装置15は、2つの条件B1,B2の双方が成立するとき(ステップS206でYES)、船外機12からの逆入力荷重が舵取り機構31に作用しているかどうかを判定する(ステップS207)。すなわち、制御装置15は、たとえばつぎの条件B3が成立するかを判定する。
ω> 0… (B1)
T> 0 ... (B2)
When both of the two conditions B1 and B2 are satisfied (YES in step S206), the control device 15 determines whether or not the reverse input load from the outboard motor 12 is acting on the steering mechanism 31 (step S207). .. That is, the control device 15 determines, for example, whether the following condition B3 is satisfied.

T>T …(B3)
制御装置15は、条件B3が成立するとき(ステップS207でYES)、電磁弁49を閉弁し(S208)、処理を終了する。トルクTの値が第1の逆入力判定しきい値Tよりも大きい値であるとき、舵取り機構31に対して船外機12の本来の転舵方向と反対方向の逆入力荷重が印加されている状況であるといえる。
T> T 1 ... (B3)
When the condition B3 is satisfied (YES in step S207), the control device 15 closes the solenoid valve 49 (S208) and ends the process. When the value of the torque T is larger than the first reverse input determination threshold value T 1, a reverse input load in the direction opposite to the original steering direction of the outboard motor 12 is applied to the steering mechanism 31. It can be said that this is the situation.

制御装置15は、条件B3が成立しないとき(ステップS207でNO)、電磁弁49を開弁し(S209)、処理を終了する。トルクTの値が第1の逆入力判定しきい値Tよりも大きい値ではないとき、保舵状態であったステアリングホイール14が操船者によって操作された状況であるといえる。 When the condition B3 is not satisfied (NO in step S207), the control device 15 opens the solenoid valve 49 (S209) and ends the process. When the value of the torque T is not larger than the first reverse input determination threshold value T 1 , it can be said that the steering wheel 14 in the steering holding state is operated by the operator.

先のステップS206において、2つの条件B1,B2の少なくとも一方が成立しないとき(ステップS206でNO)、制御装置15は、つぎの2つの条件B4,B5の双方が成立するかどうかを判定する(ステップS210)。ちなみに、たとえば船舶が直進方向を基準として左旋回しているときの操舵角速度ωおよびトルクTの符号を負とする。 In the previous step S206, when at least one of the two conditions B1 and B2 is not satisfied (NO in step S206), the control device 15 determines whether or not both of the following two conditions B4 and B5 are satisfied (NO). Step S210). Incidentally, for example, the signs of the steering angular velocity ω and the torque T when the ship is turning left with respect to the straight-ahead direction are negative.

ω<0 …(B4)
T<0 …(B5)
制御装置15は、2つの条件B1,B2の双方が成立するとき(ステップS210でYES)、先のステップS207へ処理を移行する。
ω <0 ... (B4)
T <0 ... (B5)
When both of the two conditions B1 and B2 are satisfied (YES in step S210), the control device 15 shifts the process to the previous step S207.

制御装置15は、2つの条件B1,B2の少なくとも一方が成立しないとき(ステップS210でNO)、たとえばつぎの条件B6が成立するかを判定する(ステップS211)。 When at least one of the two conditions B1 and B2 is not satisfied (NO in step S210), the control device 15 determines, for example, whether the next condition B6 is satisfied (step S211).

T<T …(B6)
制御装置15は、条件B6が成立するとき(ステップS211でYES)、電磁弁49を閉弁し(S212)、処理を終了する。トルクTの値が第2の逆入力判定しきい値Tよりも小さい値であるとき、舵取り機構31に対して船外機12の本来の転舵方向と同じ方向の逆入力荷重が印加されている状況であるといえる。
T <T 2 ... (B6)
When the condition B6 is satisfied (YES in step S211), the control device 15 closes the solenoid valve 49 (S212) and ends the process. When the value of the torque T is smaller than the second reverse input determination threshold value T 2, a reverse input load in the same direction as the original steering direction of the outboard motor 12 is applied to the steering mechanism 31. It can be said that this is the situation.

制御装置15は、条件B6が成立しないとき(ステップS211でNO)、電磁弁49を開弁し(S213)、処理を終了する。トルクTの値が第2の逆入力判定しきい値Tよりも小さい値ではないとき、保舵状態であったステアリングホイール14が操船者によって操作された状況であるといえる。 When the condition B6 is not satisfied (NO in step S211), the control device 15 opens the solenoid valve 49 (S213) and ends the process. When the value of the torque T is not smaller than the second reverse input determination threshold value T 2 , it can be said that the steering wheel 14 in the steering holding state is operated by the operator.

したがって、第3の実施の形態によれば、第1の実施の形態の(1),(2)の効果に加え、以下の効果を得ることができる。
(3)ステアリングホイール14が保舵状態であるとき、トルクセンサ60を通じて検出されるトルクTに基づき船外機12からの逆入力荷重が舵取り機構31に印加されているかどうかを判定し、その判定結果に基づき電磁弁49の開閉が制御される。このため、船外機12からの逆入力荷重が舵取り機構31に作用していないにもかかわらず、電磁弁49が誤って閉弁されることが抑制される。
Therefore, according to the third embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects (1) and (2) of the first embodiment.
(3) When the steering wheel 14 is in the steering holding state, it is determined whether or not the reverse input load from the outboard motor 12 is applied to the steering mechanism 31 based on the torque T detected through the torque sensor 60, and the determination is made. The opening and closing of the solenoid valve 49 is controlled based on the result. Therefore, even though the reverse input load from the outboard motor 12 does not act on the steering mechanism 31, it is possible to prevent the solenoid valve 49 from being accidentally closed.

<第4の実施の形態>
つぎに、船舶用操舵装置の第4の実施の形態を説明する。本実施の形態は、基本的には先の図1〜図5に示される第1の実施の形態と同様の構成を有している。本実施の形態は、船外機12の転舵位置に対する逆入力の影響を抑えるための処理手順の点で第1の実施の形態と異なる。
<Fourth Embodiment>
Next, a fourth embodiment of the marine steering device will be described. This embodiment basically has the same configuration as the first embodiment shown in FIGS. 1 to 5. The present embodiment is different from the first embodiment in the processing procedure for suppressing the influence of the reverse input on the steering position of the outboard motor 12.

制御装置15により実行される船外機12の転舵位置に対する逆入力の影響を抑えるための処理手順を図10のフローチャートに従って説明する。図10のフローチャートの処理は、所定の演算周期で実行される。 The processing procedure for suppressing the influence of the reverse input on the steering position of the outboard motor 12 executed by the control device 15 will be described with reference to the flowchart of FIG. The processing of the flowchart of FIG. 10 is executed at a predetermined calculation cycle.

図10のフローチャートに示すように、制御装置15は、舵角情報を取得する(ステップS301)。すなわち、制御装置15は、回転角センサ17を通じて検出される操舵角θを取り込む。また、制御装置15は、回転角センサ17を通じて検出される操舵角θを微分することによりステアリングホイール14の操舵角速度ωを演算する。 As shown in the flowchart of FIG. 10, the control device 15 acquires the steering angle information (step S301). That is, the control device 15 captures the steering angle θ detected through the rotation angle sensor 17. Further, the control device 15 calculates the steering angular velocity ω of the steering wheel 14 by differentiating the steering angle θ detected through the rotation angle sensor 17.

つぎに、制御装置15は、ステアリングホイール14が保舵された状態かどうかを判定する(ステップS302)。制御装置15は、先の式(A)で示されるように、ステップS301において演算される操舵角速度ωと角速度しきい値ωthとの比較を通じてステアリングホイール14の操舵状態を判定する。 Next, the control device 15 determines whether or not the steering wheel 14 is in a steered state (step S302). As shown in the above equation (A), the control device 15 determines the steering state of the steering wheel 14 by comparing the steering angular velocity ω calculated in step S301 with the angular velocity threshold value ω th.

制御装置15は、操舵角速度ωの絶対値が角速度しきい値ωthよりも小さい値ではないとき(ステップS302でNO)、電磁弁49を開弁し(ステップS303)、処理を終了する。この場合、ステアリングホイール14は回転操作されている状態である。また、電磁弁49が開弁されることによって、ボールねじナット41の軸方向に沿った移動、ひいては船外機12の転舵動作が許容される。このため、ステアリングホイール14の操舵角θに応じて船外機12が転舵する。 When the absolute value of the steering angular velocity ω is not smaller than the angular velocity threshold value ω th (NO in step S302), the control device 15 opens the solenoid valve 49 (step S303) and ends the process. In this case, the steering wheel 14 is in a state of being rotated. Further, by opening the solenoid valve 49, the ball screw nut 41 is allowed to move along the axial direction, and the outboard motor 12 is allowed to steer. Therefore, the outboard motor 12 steers according to the steering angle θ of the steering wheel 14.

制御装置15は、操舵角速度ωの絶対値が角速度しきい値ωthよりも小さい値であるとき(ステップS302でYES)、つぎの条件C1が成立するかどうかを判定する(ステップS304)。 When the absolute value of the steering angular velocity ω is smaller than the angular velocity threshold value ω th (YES in step S302), the control device 15 determines whether or not the following condition C1 is satisfied (step S304).

│θ│>θ …(C1)
ただし、「θ」は回転角センサ17を通じて検出される操舵角、「θ」は旋回判定しきい値である。旋回判定しきい値θは、船舶が旋回するといえる程度の操舵角を基準として設定される。
│ θ │ > θ 1 … (C1)
However, “θ” is the steering angle detected through the rotation angle sensor 17, and “θ 1 ” is the turning determination threshold value. The turning determination threshold value θ 1 is set with reference to a steering angle at which the ship can be said to turn.

制御装置15は、条件C1が成立するとき(ステップS304でYES)、電磁弁49を閉弁し(ステップS305)、処理を終了する。操舵角θの絶対値が旋回判定しきい値θよりも大きい値であるとき、船舶は進行方向に対して左方向または右方向へ向けて旋回しているといえる。 When the condition C1 is satisfied (YES in step S304), the control device 15 closes the solenoid valve 49 (step S305) and ends the process. When the absolute value of the steering angle θ is larger than the turning determination threshold value θ 1, it can be said that the ship is turning to the left or right with respect to the traveling direction.

制御装置15は、条件C1が成立しないとき(ステップS304でNO)、電磁弁49を開弁し(ステップS306)、処理を終了する。操舵角θの絶対値が旋回判定しきい値θ以下の値であるとき、船舶が直進しているといえる。 When the condition C1 is not satisfied (NO in step S304), the control device 15 opens the solenoid valve 49 (step S306) and ends the process. When the absolute value of the steering angle θ is a value equal to or less than the turning determination threshold value θ 1 , it can be said that the ship is traveling straight.

したがって、第4の実施の形態によれば、第1の実施の形態の(1),(2)の効果に加え、以下の効果を得ることができる。
(4)ステアリングホイール14が保舵状態であるとき、回転角センサ17を通じて検出される操舵角θに基づき船舶が旋回状態であるのか直進状態であるのかを判定し、その判定結果に基づき電磁弁49の開閉が制御される。ステアリングホイール14が保舵状態である場合、船舶が旋回しているとき、電磁弁49が閉弁されることによって船外機12の転舵が規制される。また、ステアリングホイール14が保舵状態である場合であっても、船舶が直進しているとき、電磁弁49は開弁される。これは、船舶が直進している場合、船舶が旋回しているときに比べて、船外機12からの逆入力荷重が舵取り機構31に印加される状況は発生しにくいからである。むしろ、操船者によるステアリングホイール14の操舵に備えて、船外機12を即時に転舵できる状態に維持することが好ましい。
Therefore, according to the fourth embodiment, the following effects can be obtained in addition to the effects (1) and (2) of the first embodiment.
(4) When the steering wheel 14 is in the steering holding state, it is determined whether the ship is in the turning state or the straight running state based on the steering angle θ detected through the rotation angle sensor 17, and the solenoid valve is determined based on the determination result. The opening and closing of 49 is controlled. When the steering wheel 14 is in the steering holding state, the steering of the outboard motor 12 is restricted by closing the solenoid valve 49 when the ship is turning. Further, even when the steering wheel 14 is in the steering holding state, the solenoid valve 49 is opened when the ship is traveling straight. This is because when the ship is traveling straight, a situation in which a reverse input load from the outboard motor 12 is applied to the steering mechanism 31 is less likely to occur than when the ship is turning. Rather, it is preferable to maintain the outboard motor 12 in a state where it can be steered immediately in preparation for steering of the steering wheel 14 by the operator.

<第5の実施の形態>
つぎに、船舶用操舵装置の第5の実施の形態を説明する。本実施の形態は、基本的には先の図1〜図3に示される第1の実施の形態と同様の構成を有している。本実施の形態は、船外機12の転舵位置に対する逆入力の影響を抑えるための構成の点で第1の実施の形態と異なる。本実施の形態は、第2〜第4の実施の形態に適用してもよい。
<Fifth Embodiment>
Next, a fifth embodiment of the marine steering device will be described. This embodiment basically has the same configuration as the first embodiment shown in FIGS. 1 to 3 above. The present embodiment is different from the first embodiment in that the configuration for suppressing the influence of the reverse input on the steering position of the outboard motor 12 is suppressed. This embodiment may be applied to the second to fourth embodiments.

図11に示すように、舵取り機構31のハウジング40の内部にはオイルが封入されていない。ボールねじ軸43は、2つの軸受61,62を介してハウジング40に対して回転可能に支持されている。ボールねじナット41は、ボールねじ軸43の回転に伴い、ハウジング40に対して非接触状態で軸線方向に沿って移動する。ボールねじナット41はピストンとして機能しない。 As shown in FIG. 11, no oil is sealed inside the housing 40 of the steering mechanism 31. The ball screw shaft 43 is rotatably supported with respect to the housing 40 via two bearings 61 and 62. The ball screw nut 41 moves along the axial direction in a non-contact state with respect to the housing 40 as the ball screw shaft 43 rotates. The ball screw nut 41 does not function as a piston.

ハウジング40の内部において、ボールねじ軸43の減速機32と反対側の部分には、クラッチ70が設けられている。クラッチ70は、第1の摩擦板71および第2の摩擦板72を有している。第1の摩擦板71および第2の摩擦板72は、ボールねじ軸43の軸線方向において互いに対向している。第1の摩擦板71は、ボールねじ軸43の減速機32と反対側の端部に固定されている。第2の摩擦板72は、ハウジング40の内部において、ボールねじ軸43の軸線を中心とする回転が規制された状態でボールねじ軸43の軸線方向に沿って移動可能に設けられている。 A clutch 70 is provided in a portion of the ball screw shaft 43 opposite to the speed reducer 32 inside the housing 40. The clutch 70 has a first friction plate 71 and a second friction plate 72. The first friction plate 71 and the second friction plate 72 face each other in the axial direction of the ball screw shaft 43. The first friction plate 71 is fixed to the end of the ball screw shaft 43 opposite to the speed reducer 32. The second friction plate 72 is provided inside the housing 40 so as to be movable along the axis direction of the ball screw shaft 43 in a state where the rotation around the axis of the ball screw shaft 43 is restricted.

第2の摩擦板72の第1の摩擦板71と反対側の側面(図11中の左側面)には、支持軸73が固定されている。支持軸73の第2の摩擦板72と反対側の端部は、ハウジング40を貫通している。支持軸73は、ハウジング40に対して相対的に、かつボールねじ軸43の軸線方向に沿って移動可能に設けられている。支持軸73は、ハウジング40の外部に設けられる駆動源74が発生する駆動力を受けて、第2の摩擦板72と一体的にボールねじ軸43の軸線方向に沿って進退移動する。 A support shaft 73 is fixed to a side surface (left side surface in FIG. 11) of the second friction plate 72 opposite to the first friction plate 71. The end of the support shaft 73 opposite to the second friction plate 72 penetrates the housing 40. The support shaft 73 is provided so as to be movable relative to the housing 40 and along the axial direction of the ball screw shaft 43. The support shaft 73 receives a driving force generated by a drive source 74 provided outside the housing 40, and moves back and forth integrally with the second friction plate 72 along the axial direction of the ball screw shaft 43.

第2の摩擦板72は、駆動源74の駆動を通じて、図11に示される第1の位置P1と、図12に示される第2の位置P2との間を移動する。第1の位置P1は、第2の摩擦板72が第1の摩擦板71に対して離間する位置である。第2の摩擦板72が第1の位置P1に保持されるとき、ボールねじ軸43の回転、ひいてはボールねじナット41の移動が許容される。第2の位置P2は、第2の摩擦板72が第1の摩擦板71に対して押し付けられることによって第1の摩擦板71と第2の摩擦板72とが互いに摩擦係合する位置である。第2の摩擦板72が第1の位置P1に保持されるとき、ボールねじ軸43の回転、ひいてはボールねじナット41の移動が規制される。 The second friction plate 72 moves between the first position P1 shown in FIG. 11 and the second position P2 shown in FIG. 12 through the drive of the drive source 74. The first position P1 is a position where the second friction plate 72 is separated from the first friction plate 71. When the second friction plate 72 is held at the first position P1, the rotation of the ball screw shaft 43 and the movement of the ball screw nut 41 are allowed. The second position P2 is a position where the first friction plate 71 and the second friction plate 72 are frictionally engaged with each other by pressing the second friction plate 72 against the first friction plate 71. .. When the second friction plate 72 is held at the first position P1, the rotation of the ball screw shaft 43 and the movement of the ball screw nut 41 are restricted.

制御装置15は、駆動源74の制御を通じて、クラッチ70の状態を接続状態と切断状態との間で切り替える。クラッチ70の接続状態とは、第2の摩擦板72が第1の摩擦板71に対して接続された状態、すなわち第2の摩擦板72が第1の位置P1から第2の位置P2へ移動されて第1の摩擦板71に対して係合した状態をいう。クラッチ70の切断状態とは、第2の摩擦板72が第1の摩擦板71に対して切断された状態、すなわち第2の摩擦板72が第2の位置P2に保持されて第1の摩擦板71に対して離間した状態をいう。 The control device 15 switches the state of the clutch 70 between the connected state and the disconnected state through the control of the drive source 74. The connected state of the clutch 70 is a state in which the second friction plate 72 is connected to the first friction plate 71, that is, the second friction plate 72 moves from the first position P1 to the second position P2. It means a state in which the friction plate 71 is engaged with the first friction plate 71. The disengaged state of the clutch 70 is a state in which the second friction plate 72 is disengaged with respect to the first friction plate 71, that is, the second friction plate 72 is held at the second position P2 and the first friction. A state of being separated from the plate 71.

なお、第1の摩擦板71は第3の機構を構成する第1の回転規制部材に相当する。また、第2の摩擦板72は第3の機構を構成する第2の回転規制部材に相当する。
本実施の形態を先の第1または第2の実施の形態に適用する場合、制御装置15は、船外機12の転舵位置に対する逆入力の影響を抑えるための処理として、先の図6のフローチャートに示される処理と同様の処理を所定の演算周期で実行する。ただし、図6のフローチャートにおけるステップS103の処理(「電磁弁49を開弁する」)を「クラッチ70を切断する」と読み替える。また、図6のフローチャートにおけるステップS104の処理(「電磁弁49を閉弁する」)を「クラッチ70を接続する」と読み替える。
The first friction plate 71 corresponds to the first rotation regulating member constituting the third mechanism. Further, the second friction plate 72 corresponds to a second rotation restricting member constituting the third mechanism.
When the present embodiment is applied to the first or second embodiment, the control device 15 is a process for suppressing the influence of the reverse input on the steering position of the outboard motor 12, as shown in FIG. A process similar to the process shown in the flowchart of the above is executed at a predetermined calculation cycle. However, the process of step S103 (“opening the solenoid valve 49”) in the flowchart of FIG. 6 is read as “disengaging the clutch 70”. Further, the process of step S104 (“closing the solenoid valve 49”) in the flowchart of FIG. 6 is read as “connecting the clutch 70”.

本実施の形態を先の第3の実施の形態に適用する場合、制御装置15は、船外機12の転舵位置に対する逆入力の影響を抑えるための処理として、先の図9のフローチャートに示される処理と同様の処理を所定の演算周期で実行する。ただし、図9のフローチャートにおけるステップS208,S212の処理(電磁弁49を閉弁する)を「クラッチ70を接続する」と読み替える。また、図9のフローチャートにおけるステップS209,S213の処理(電磁弁49を開弁する)を「クラッチ70を切断する」と読み替える。 When the present embodiment is applied to the third embodiment, the control device 15 is shown in the flowchart of FIG. 9 as a process for suppressing the influence of the reverse input on the steering position of the outboard motor 12. The same processing as the processing shown is executed at a predetermined calculation cycle. However, the process of steps S208 and S212 (closing the solenoid valve 49) in the flowchart of FIG. 9 is read as "connecting the clutch 70". Further, the process of steps S209 and S213 (opening the solenoid valve 49) in the flowchart of FIG. 9 is read as "disengaging the clutch 70".

本実施の形態を先の第4の実施の形態に適用する場合、制御装置15は、船外機12の転舵位置に対する逆入力の影響を抑えるための処理として、先の図10のフローチャートに示される処理と同様の処理を所定の演算周期で実行する。ただし、図10のフローチャートにおけるステップS305の処理(電磁弁49を閉弁する)を「クラッチ70を接続する」と読み替える。また、図10のフローチャートにおけるステップS306の処理(電磁弁49を開弁する)を「クラッチ70を切断する」と読み替える。 When the present embodiment is applied to the fourth embodiment, the control device 15 is shown in the flowchart of FIG. 10 as a process for suppressing the influence of the reverse input on the steering position of the outboard motor 12. The same processing as the processing shown is executed at a predetermined calculation cycle. However, the process of step S305 (closing the solenoid valve 49) in the flowchart of FIG. 10 is read as "connecting the clutch 70". Further, the process of step S306 (opening the solenoid valve 49) in the flowchart of FIG. 10 is read as "disengaging the clutch 70".

したがって、第5の実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(5)本実施の形態を先の第1または第2の実施の形態に適用した場合、ステアリングホイール14の操舵状態が保舵された状態であるとき、クラッチ70が切断された状態からクラッチ70が接続された状態へ切り替えられる。第2の摩擦板72が第1の摩擦板71に摩擦係合することにより、ボールねじ軸43の回転が規制される。このため、ボールねじナット41の軸線方向に沿った方向への移動、ひいては船外機12の転舵動作が規制される。したがって、船舶の直進状態あるいは旋回状態を保つためにステアリングホイール14を保舵している場合、船外機12に対してより大きな逆入力荷重が印加されるときであれ、船外機12の転舵位置を維持することができる。
Therefore, according to the fifth embodiment, the following effects can be obtained.
(5) When the present embodiment is applied to the first or second embodiment, when the steering state of the steering wheel 14 is in a steered state, the clutch 70 is changed from the disengaged state to the clutch 70. Is switched to the connected state. The rotation of the ball screw shaft 43 is restricted by the frictional engagement of the second friction plate 72 with the first friction plate 71. Therefore, the movement of the ball screw nut 41 in the axial direction and the steering operation of the outboard motor 12 are restricted. Therefore, when the steering wheel 14 is held in order to keep the ship in a straight-ahead state or a turning state, the outboard motor 12 rolls even when a larger reverse input load is applied to the outboard motor 12. The steering position can be maintained.

(6)本実施の形態を先の第3の実施の形態に適用した場合、ステアリングホイール14が保舵状態であるとき、トルクセンサ60を通じて検出されるトルクTに基づき船外機12からの逆入力荷重が舵取り機構31に印加されているかどうかを判定し、その判定結果に基づきクラッチ70の接離が制御される。ステアリングホイール14が保舵状態である場合、船外機12からの逆入力荷重が舵取り機構31に印加されているとき、クラッチ70が切断状態から接続状態へ切り替えられる。ステアリングホイール14が保舵状態である場合、船外機12からの逆入力荷重が舵取り機構31に印加されていないとき、クラッチ70は切断した状態に維持される。このため、船外機12からの逆入力荷重が舵取り機構31に印加されているかどうかに基づき、クラッチ70の状態を切断状態と接続状態との間でより適切に切り替えることができる。また、船外機12からの逆入力荷重が舵取り機構31に作用していないにもかかわらず、クラッチ70を誤って接続することも抑えられる。 (6) When the present embodiment is applied to the third embodiment, when the steering wheel 14 is in the steering holding state, the reverse from the outboard motor 12 is based on the torque T detected through the torque sensor 60. It is determined whether or not the input load is applied to the steering mechanism 31, and the engagement and disengagement of the clutch 70 is controlled based on the determination result. When the steering wheel 14 is in the steering holding state, the clutch 70 is switched from the disengaged state to the connected state when the reverse input load from the outboard motor 12 is applied to the steering mechanism 31. When the steering wheel 14 is in the steering holding state, the clutch 70 is maintained in the disengaged state when the reverse input load from the outboard motor 12 is not applied to the steering mechanism 31. Therefore, the state of the clutch 70 can be more appropriately switched between the disengaged state and the connected state based on whether or not the reverse input load from the outboard motor 12 is applied to the steering mechanism 31. Further, even though the reverse input load from the outboard motor 12 does not act on the steering mechanism 31, it is possible to prevent the clutch 70 from being erroneously connected.

(7)ステアリングホイール14が保舵状態であるとき、回転角センサ17を通じて検出される操舵角θに基づき船舶が旋回状態であるのか直進状態であるのかを判定し、その判定結果に基づきクラッチ70の接離が制御される。ステアリングホイール14が保舵状態である場合、船舶が旋回しているとき、クラッチ70が切断状態から接続状態へ切り替えられることによって船外機12の転舵が規制される。また、ステアリングホイール14が保舵状態である場合であっても、船舶が直進しているとき、クラッチ70は切断状態に維持される。これは、船舶が直進している場合、船舶が旋回しているときに比べて、船外機12からの逆入力荷重が舵取り機構31に印加される状況は発生しにくいからである。むしろ、操船者によるステアリングホイール14の操舵に備えて、船外機12を即時に転舵できる状態に維持することが好ましい。 (7) When the steering wheel 14 is in the steering holding state, it is determined whether the ship is in the turning state or the straight running state based on the steering angle θ detected through the rotation angle sensor 17, and the clutch 70 is determined based on the determination result. The contact and separation of is controlled. When the steering wheel 14 is in the steering holding state, the steering of the outboard motor 12 is restricted by switching the clutch 70 from the disengaged state to the connected state when the ship is turning. Further, even when the steering wheel 14 is in the steering holding state, the clutch 70 is maintained in the disengaged state when the ship is traveling straight. This is because when the ship is traveling straight, a situation in which a reverse input load from the outboard motor 12 is applied to the steering mechanism 31 is less likely to occur than when the ship is turning. Rather, it is preferable to maintain the outboard motor 12 in a state where it can be steered immediately in preparation for steering of the steering wheel 14 by the operator.

<第6の実施の形態>
つぎに、船舶用操舵装置の第5の実施の形態を説明する。本実施の形態は、基本的には先の図11に示される第5の実施の形態と同様の構成を有している。本実施の形態は、船外機12の転舵位置に対する逆入力の影響を抑えるための構成、より具体的には第2の摩擦板72を移動させるための構成の点で先の第5の実施の形態と異なる。本実施の形態は、第2〜第4の実施の形態に適用してもよい。
<Sixth Embodiment>
Next, a fifth embodiment of the marine steering device will be described. This embodiment basically has the same configuration as the fifth embodiment shown in FIG. 11 above. The fifth embodiment is described in terms of a configuration for suppressing the influence of the reverse input on the steering position of the outboard motor 12, more specifically, a configuration for moving the second friction plate 72. Different from the embodiment. This embodiment may be applied to the second to fourth embodiments.

図13に示すように、ハウジング40の減速機32と反対側の部分は開放されている。このハウジング40の開放された部分は、ハウジング40の一部分としての有底筒状のカバー75によって閉塞されている。カバー75は、ハウジング40の開放された部分の外面には嵌められている。カバー75は、ハウジング40に対するボールねじ軸43の軸線周りの相対回転が規制された状態でボールねじ軸43の軸線方向に沿って進退移動可能に設けられている。カバー75の内底面には、第2の摩擦板72が固定されている。 As shown in FIG. 13, the portion of the housing 40 opposite to the speed reducer 32 is open. The open portion of the housing 40 is closed by a bottomed cylindrical cover 75 as a part of the housing 40. The cover 75 is fitted on the outer surface of the open portion of the housing 40. The cover 75 is provided so as to be movable back and forth along the axial direction of the ball screw shaft 43 in a state where the relative rotation of the ball screw shaft 43 with respect to the housing 40 is restricted. A second friction plate 72 is fixed to the inner bottom surface of the cover 75.

カバー75は、ハウジング40の外部に設けられる駆動源74が発生する駆動力を受けて、第2の摩擦板72と一体的にボールねじ軸43の軸線方向に沿って進退移動する。第2の摩擦板72は、駆動源74の駆動を通じて、図13(a)に示される第1の位置P1と、図13(b)に示される第2の位置P2との間を移動する。第1の位置P1は、第2の摩擦板72が第1の摩擦板71に対して離間する位置である。第2の位置P2は、第1の摩擦板71と第2の摩擦板72とが互いに摩擦係合する位置である。 The cover 75 receives a driving force generated by a driving source 74 provided outside the housing 40, and moves back and forth along the axial direction of the ball screw shaft 43 integrally with the second friction plate 72. The second friction plate 72 moves between the first position P1 shown in FIG. 13 (a) and the second position P2 shown in FIG. 13 (b) through the drive of the drive source 74. The first position P1 is a position where the second friction plate 72 is separated from the first friction plate 71. The second position P2 is a position where the first friction plate 71 and the second friction plate 72 are frictionally engaged with each other.

制御装置15は、先の第5の実施の形態と同様に、駆動源74の制御を通じてクラッチ70の状態を接続状態と切断状態との間で切り替える。
したがって、第6の実施の形態によれば、先の第5の実施の形態の(5),(6),(7)の効果と同様の効果を得ることができる。
The control device 15 switches the state of the clutch 70 between the connected state and the disconnected state through the control of the drive source 74, as in the fifth embodiment.
Therefore, according to the sixth embodiment, the same effects as those of (5), (6), and (7) of the fifth embodiment can be obtained.

<第7の実施の形態>
つぎに、船舶用操舵装置の第7の実施の形態を説明する。本実施の形態は、基本的には先の図11に示される第5の実施の形態と同様の構成を有している。本実施の形態は、船外機12の転舵位置に対する逆入力の影響を抑えるための構成、より具体的には第2の摩擦板72を移動させるための構成の点で先の第5の実施の形態と異なる。本実施の形態は、第2〜第4の実施の形態に適用してもよい。
<7th embodiment>
Next, a seventh embodiment of the marine steering device will be described. This embodiment basically has the same configuration as the fifth embodiment shown in FIG. 11 above. The fifth embodiment is described in terms of a configuration for suppressing the influence of the reverse input on the steering position of the outboard motor 12, more specifically, a configuration for moving the second friction plate 72. Different from the embodiment. This embodiment may be applied to the second to fourth embodiments.

図14(a)に示すように、クラッチ70の第2の摩擦板72と支持軸73との間には、カム機構80が設けられている。カム機構80は、第1のカム部材81、第2のカム部材82および複数のボール83を有している。 As shown in FIG. 14A, a cam mechanism 80 is provided between the second friction plate 72 of the clutch 70 and the support shaft 73. The cam mechanism 80 includes a first cam member 81, a second cam member 82, and a plurality of balls 83.

第1のカム部材81のクラッチ70側の側面(図14(a)中の右側面)には、第2の摩擦板72が固定されている。第1のカム部材81は、ハウジング40に対するボールねじ軸43の軸線周りの相対回転が規制された状態でボールねじ軸43の軸線方向に沿って進退移動可能に設けられている。第1のカム部材81の第2の摩擦板72と反対側の側面には、複数のカム突部81aが設けられることにより複数のカム溝部81bが設けられている。カム突部81aおよびカム溝部81bは、第1のカム部材81の軸線周りにおいて交互に設けられている。カム突部81aおよびカム溝部81bは、第1のカム部材81の軸線周りにおいて滑らかに連続している。 A second friction plate 72 is fixed to the side surface of the first cam member 81 on the clutch 70 side (the right side surface in FIG. 14A). The first cam member 81 is provided so as to be movable back and forth along the axial direction of the ball screw shaft 43 in a state where the relative rotation of the ball screw shaft 43 with respect to the housing 40 around the axis is restricted. A plurality of cam groove portions 81b are provided on the side surface of the first cam member 81 opposite to the second friction plate 72 by providing a plurality of cam protrusions 81a. The cam protrusions 81a and the cam groove 81b are alternately provided around the axis of the first cam member 81. The cam protrusion 81a and the cam groove 81b are smoothly continuous around the axis of the first cam member 81.

第2のカム部材82は、第1のカム部材81と同様の構成を有している。第2のカム部材82の第1のカム部材81側の側面には、複数のカム突部82aが設けられることにより複数のカム溝部82bが設けられている。第2のカム部材82は、ハウジング40に対するボールねじ軸43の軸線方向に沿った方向への移動が規制された状態、かつハウジング40に対するボールねじ軸43の軸線を中心とする相対回転が許容された状態に設けられている。第2のカム部材82の第1のカム部材81と反対側の側面(図14(a)中の左側面)には、支持軸73が固定されている。 The second cam member 82 has the same configuration as the first cam member 81. A plurality of cam groove portions 82b are provided on the side surface of the second cam member 82 on the first cam member 81 side by providing the plurality of cam protrusions 82a. The second cam member 82 is in a state where the movement of the ball screw shaft 43 with respect to the housing 40 in the axial direction is restricted, and relative rotation of the ball screw shaft 43 with respect to the housing 40 about the axis is allowed. It is provided in a closed state. A support shaft 73 is fixed to a side surface (left side surface in FIG. 14A) of the second cam member 82 opposite to the first cam member 81.

ボール83は、第1のカム部材81と第2のカム部材82との間に設けられている。ボール83のサイズは、第1のカム部材81のカム溝部81bおよび第2のカム部材82のカム溝部82bに嵌る程度のサイズに設定されている。 The ball 83 is provided between the first cam member 81 and the second cam member 82. The size of the ball 83 is set to a size that fits into the cam groove portion 81b of the first cam member 81 and the cam groove portion 82b of the second cam member 82.

駆動源74が発生する駆動力は、支持軸73に対してトルクとして付与される。第2のカム部材82は、支持軸73を介してトルクが付与されることにより支持軸73を中心として回転する。 The driving force generated by the driving source 74 is applied as torque to the support shaft 73. The second cam member 82 rotates about the support shaft 73 by applying torque via the support shaft 73.

第2のカム部材82は、図14(a)に示される第1の回転位置P11と、図14(b)に示される第2の回転位置P12との間において回転する。
図14(a)に示すように、第1の回転位置P11は、ボールねじ軸43の軸線方向において、第2のカム部材82のカム突部82aが第1のカム部材81のカム突部81aに対向する位置である。また、第1の回転位置P11は、ボールねじ軸43の軸線方向において、第2のカム部材82のカム溝部82bが第1のカム部材81のカム溝部81bに対向する位置でもある。第2のカム部材82の回転位置が第1の回転位置P11に保持されるとき、ボール83は第1のカム部材81のカム溝部81bと第2のカム部材82のカム溝部82bとによって囲まれた空間に収容された状態に維持される。
The second cam member 82 rotates between the first rotation position P11 shown in FIG. 14A and the second rotation position P12 shown in FIG. 14B.
As shown in FIG. 14A, at the first rotation position P11, the cam protrusion 82a of the second cam member 82 is the cam protrusion 81a of the first cam member 81 in the axial direction of the ball screw shaft 43. It is a position facing the. Further, the first rotation position P11 is also a position where the cam groove portion 82b of the second cam member 82 faces the cam groove portion 81b of the first cam member 81 in the axial direction of the ball screw shaft 43. When the rotation position of the second cam member 82 is held at the first rotation position P11, the ball 83 is surrounded by the cam groove portion 81b of the first cam member 81 and the cam groove portion 82b of the second cam member 82. It is maintained in a state of being housed in the space.

図14(b)に示すように、第2の回転位置P12は、ボールねじ軸43の軸線方向において、第2のカム部材82のカム突部82aが第1のカム部材81のカム溝部81bに対向する位置である。また、第2の回転位置P12は、ボールねじ軸43の軸線方向において、第2のカム部材82のカム溝部82bが第1のカム部材81のカム突部81aに対向する位置でもある。 As shown in FIG. 14B, in the second rotation position P12, the cam protrusion 82a of the second cam member 82 is formed in the cam groove portion 81b of the first cam member 81 in the axial direction of the ball screw shaft 43. It is the opposite position. The second rotation position P12 is also a position where the cam groove portion 82b of the second cam member 82 faces the cam protrusion 81a of the first cam member 81 in the axial direction of the ball screw shaft 43.

駆動源74の駆動を通じて、第1の回転位置P11に保持された第2のカム部材82に対してトルクが付与される場合、第2のカム部材82は支持軸73を中心として回転しようとする。これに伴い、第2のカム部材82のカム突部82aは、第1のカム部材81のカム溝部81bに保持されたボール83の表面に対して相対的に案内されるかたちで徐々にボール83に乗り上がっていく。 When torque is applied to the second cam member 82 held at the first rotation position P11 through the drive of the drive source 74, the second cam member 82 tries to rotate about the support shaft 73. .. Along with this, the cam protrusion 82a of the second cam member 82 gradually guides the ball 83 relative to the surface of the ball 83 held by the cam groove 81b of the first cam member 81. I will get on.

ここで、第1のカム部材81の軸線方向への移動は許容されているのに対し、第2のカム部材82の軸線方向への移動は規制されている。このため、第2のカム部材82のカム突部82aがボール83に乗り上がっていくにつれて、第1のカム部材81はボール83を介して第2のカム部材82から離れる方向(図14(a),(b)中の右方向)へ向けて押圧される。これにより、第1のカム部材81は第2のカム部材82から離れる方向へ向けて移動する一方、第2の摩擦板72は第1の摩擦板71に近づく方向へ向けて移動する。やがて、第2のカム部材82の回転位置が第2の回転位置P12へ至るタイミングで、第2の摩擦板72は第1の摩擦板71に係合する第2の位置に至る。 Here, the movement of the first cam member 81 in the axial direction is permitted, while the movement of the second cam member 82 in the axial direction is restricted. Therefore, as the cam protrusion 82a of the second cam member 82 rides on the ball 83, the first cam member 81 moves away from the second cam member 82 via the ball 83 (FIG. 14 (a). ), (B) to the right). As a result, the first cam member 81 moves away from the second cam member 82, while the second friction plate 72 moves toward the first friction plate 71. Eventually, the second friction plate 72 reaches the second position where it engages with the first friction plate 71 at the timing when the rotation position of the second cam member 82 reaches the second rotation position P12.

制御装置15は、先の第5の実施の形態と同様に、駆動源74の制御を通じてクラッチ70の状態を接続状態と切断状態との間で切り替える。
したがって、第7の実施の形態によれば、先の第5の実施の形態の(5),(6),(7)の効果と同様の効果を得ることができる。なお、第1のカム部材81、第2のカム部材82、およびボール83は、第3の機構を構成する。
The control device 15 switches the state of the clutch 70 between the connected state and the disconnected state through the control of the drive source 74, as in the fifth embodiment.
Therefore, according to the seventh embodiment, the same effects as those of (5), (6), and (7) of the fifth embodiment can be obtained. The first cam member 81, the second cam member 82, and the ball 83 form a third mechanism.

<第8の実施の形態>
つぎに、船舶用操舵装置の第8の実施の形態を説明する。本実施の形態は、クラッチ70を設置する箇所の点で先の第5の実施の形態と異なる。本実施の形態は、第2〜第4の実施の形態に適用してもよい。
<Eighth Embodiment>
Next, an eighth embodiment of the marine steering device will be described. This embodiment is different from the fifth embodiment in that the clutch 70 is installed. This embodiment may be applied to the second to fourth embodiments.

図15に示すように、クラッチ70は、減速機32のウォーム53におけるモータ33と反対側の端部に設けられている。クラッチ70が切断された状態に維持されているとき、ウォーム53の回転が許容される。このため、モータ33の回転も許容される。クラッチ70が接続された状態に維持されているとき、ウォーム53の回転が規制される。このため、モータ33の回転も規制される。また、ウォームホイール52およびボールねじ軸43の回転も規制されるため、ボールねじナット41の軸方向に沿った移動、ひいては船外機12の転舵動作が規制される。 As shown in FIG. 15, the clutch 70 is provided at the end of the speed reducer 32 on the worm 53 opposite to the motor 33. Rotation of the worm 53 is allowed while the clutch 70 is maintained in the disengaged state. Therefore, the rotation of the motor 33 is also allowed. When the clutch 70 is kept engaged, the rotation of the worm 53 is restricted. Therefore, the rotation of the motor 33 is also regulated. Further, since the rotation of the worm wheel 52 and the ball screw shaft 43 is also restricted, the movement of the ball screw nut 41 along the axial direction and the steering operation of the outboard motor 12 are restricted.

したがって、第8の実施の形態によれば、先の第5の実施の形態の(5),(6),(7)の効果と同様の効果に加え、つぎの効果を得ることができる。
(8)クラッチ70はウォーム53におけるモータ33と反対側の端部に設けられる。すなわち、船外機12の転舵動作を規制する際、クラッチ70はウォーム53の回転、すなわち減速機32によって減速される前のモータ33の回転を規制することになる。このため、クラッチ70でボールねじ軸43の回転を規制する場合に比べて、クラッチ70の摩擦係合力をより小さくすることが可能である。
Therefore, according to the eighth embodiment, in addition to the same effects as the effects of (5), (6), and (7) of the fifth embodiment, the following effects can be obtained.
(8) The clutch 70 is provided at the end of the worm 53 on the opposite side of the motor 33. That is, when regulating the steering operation of the outboard motor 12, the clutch 70 regulates the rotation of the worm 53, that is, the rotation of the motor 33 before being decelerated by the speed reducer 32. Therefore, it is possible to reduce the frictional engagement force of the clutch 70 as compared with the case where the clutch 70 regulates the rotation of the ball screw shaft 43.

<第9の実施の形態>
つぎに、船舶用操舵装置の第9の実施の形態を説明する。本実施の形態は、転舵アクチュエータ13が搭載される船舶10のタイプの点で先の第1の実施の形態と異なる。なお、本実施の形態は、第2〜第8の実施の形態に適用してもよい。
<9th embodiment>
Next, a ninth embodiment of the marine steering device will be described. This embodiment differs from the first embodiment in that the type of ship 10 on which the steering actuator 13 is mounted is different. The present embodiment may be applied to the second to eighth embodiments.

第1の実施の形態では、転舵アクチュエータ13を船外機12が搭載される船舶10に適用したが、たとえば船内機を有する船舶10に適用してもよい。
図16に示すように、船体10aの内部には船内機としてエンジン12aが設けられている。エンジン12aの出力は、エンジン12aから船尾へ向けて延びるプロペラシャフト121を介してプロペラ126に伝達される。プロペラシャフト121のエンジン12aと反対側の端部は、船体10aの底部を貫通して船体10aの外に位置している。プロペラシャフト121のエンジン12aと反対側の端部には、プロペラ126が一体回転可能に連結されている。船体10aの船尾には、舵122が支持軸123を介して回転可能に支持されている。
In the first embodiment, the steering actuator 13 is applied to the ship 10 on which the outboard motor 12 is mounted, but it may be applied to the ship 10 having an inboard motor, for example.
As shown in FIG. 16, an engine 12a is provided as an inboard motor inside the hull 10a. The output of the engine 12a is transmitted to the propeller 126 via the propeller shaft 121 extending from the engine 12a toward the stern. The end of the propeller shaft 121 on the opposite side of the engine 12a penetrates the bottom of the hull 10a and is located outside the hull 10a. A propeller 126 is integrally rotatably connected to an end of the propeller shaft 121 on the opposite side of the engine 12a. A rudder 122 is rotatably supported at the stern of the hull 10a via a support shaft 123.

また、船体10aの船尾付近には、転舵アクチュエータ13が設けられている。転舵アクチュエータ13のレバー47は、2つのリンク124,125を介して支持軸123に連結されている。リンク124は、船舶10の進行方向に対する左右方向へ延びている。リンク125は、船体10aの前後方向に沿って延びている。リンク124の第1の端部は、レバー47に対して回転可能に連結されている。リンク124のレバー47と反対側の端部である第2の端部は、リンク125の第1の端部に対して回転可能に連結されている。リンク125の第2の端部は、舵122の支持軸123に固定されている。したがって、レバー47のセクターシャフト45を中心とする左右方向への揺動は、2つのリンク124,125を介して支持軸123の回転に変換される。支持軸123を中心として舵122が左右方向へ揺動することにより、船舶10の進行方向が変更される。 Further, a steering actuator 13 is provided near the stern of the hull 10a. The lever 47 of the steering actuator 13 is connected to the support shaft 123 via two links 124 and 125. The link 124 extends in the left-right direction with respect to the traveling direction of the ship 10. The link 125 extends along the front-rear direction of the hull 10a. The first end of the link 124 is rotatably connected to the lever 47. The second end, which is the end of the link 124 opposite to the lever 47, is rotatably connected to the first end of the link 125. The second end of the link 125 is fixed to the support shaft 123 of the rudder 122. Therefore, the swing of the lever 47 in the left-right direction about the sector shaft 45 is converted into the rotation of the support shaft 123 via the two links 124 and 125. The rudder 122 swings in the left-right direction about the support shaft 123, so that the traveling direction of the ship 10 is changed.

ちなみに、転舵アクチュエータ13を船内外機が搭載される船舶10に適用してもよい。船内外機は、エンジンおよびドライブユニットが一体化されてなる。ドライブユニットは、船外のプロペラおよびエンジンの出力をプロペラに伝達するための機構が一体化されたものである。エンジンは船内の船尾付近に設けられる。ドライブユニットは、船尾に対して船外へはみ出すかたちで設けられる。ドライブユニットは、船体10aに対して左右方向へ揺動可能であって船舶10の舵としても機能する。転舵アクチュエータ13の舵取り機構31のセクターシャフト45の回転を、ドライブユニットを転舵させるための転舵力としてドライブユニットに伝達することによってドライブユニットを転舵させることができる。 Incidentally, the steering actuator 13 may be applied to the ship 10 on which the inboard / outboard unit is mounted. The inboard / outboard unit consists of an integrated engine and drive unit. The drive unit is an integrated mechanism for transmitting the output of the outboard propeller and the engine to the propeller. The engine is installed near the stern inside the ship. The drive unit is provided so as to protrude outboard with respect to the stern. The drive unit can swing in the left-right direction with respect to the hull 10a and also functions as a rudder of the ship 10. The drive unit can be steered by transmitting the rotation of the sector shaft 45 of the steering mechanism 31 of the steering actuator 13 to the drive unit as a steering force for steering the drive unit.

したがって、第9の実施の形態によれば、転舵アクチュエータ13を船内機あるいは船内外機を有する船舶10に搭載した場合であれ、先の第1〜第8の実施の形態と同様の効果を得ることができる。 Therefore, according to the ninth embodiment, even when the steering actuator 13 is mounted on the ship 10 having the inboard motor or the inboard motor, the same effect as that of the first to eighth embodiments is obtained. Obtainable.

<他の実施の形態>
なお、各実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
・各実施の形態において、電気的駆動弁として電磁弁49に代えて電動弁を採用してもよい。電動弁は、モータにより弁体を駆動するものである。
<Other embodiments>
In addition, each embodiment may be changed and carried out as follows.
-In each embodiment, an electric valve may be adopted as the electric drive valve instead of the solenoid valve 49. The electric valve drives the valve body by a motor.

・各実施の形態において、クラッチ70として、複数のクラッチプレートが交互に重ねられてなる多板式の電磁クラッチを採用してもよい。多板式の電磁クラッチは励磁コイルを有している。この励磁コイルに対する通電の断続を通じて動力の断続が行われる。制御装置15は、クラッチ70の励磁コイルに対する通電の断続制御を通じて、クラッチ70の断続を切り替える。クラッチ70として多板式の電磁クラッチを採用することにより、トルク伝達の許容量(トータルとしての摩擦係合力)を維持しつつクラッチ70の外径をより小さくすることが可能である。また、各クラッチプレートが摩擦係合する前後における摩擦変化に伴う衝撃をより緩和することが可能である。 -In each embodiment, as the clutch 70, a multi-plate electromagnetic clutch in which a plurality of clutch plates are alternately stacked may be adopted. The multi-plate electromagnetic clutch has an exciting coil. Power is interrupted through the interruption of energization of the exciting coil. The control device 15 switches the engagement and disengagement of the clutch 70 through the interruption and disengagement control of the energization of the exciting coil of the clutch 70. By adopting a multi-plate electromagnetic clutch as the clutch 70, it is possible to make the outer diameter of the clutch 70 smaller while maintaining the allowable amount of torque transmission (total frictional engagement force). In addition, it is possible to further alleviate the impact caused by the frictional change before and after the clutch plates are frictionally engaged.

・各実施の形態において、クラッチ70として摩擦クラッチを採用したが、噛み合いクラッチを採用してもよい。この場合、2つの摩擦板に代えて、互いに噛み合う歯あるいは爪を有する2つのクラッチ部材を使用する。 -In each embodiment, a friction clutch is used as the clutch 70, but a meshing clutch may be used. In this case, instead of the two friction plates, two clutch members having teeth or claws that mesh with each other are used.

・第1〜7の実施の形態では、減速機32としてウォーム53およびウォームホイール52を有するウォーム減速機を採用したが、このウォーム減速機に代えてベルト伝動機構を採用してもよい。 -In the first to seventh embodiments, a worm reducer having a worm 53 and a worm wheel 52 is adopted as the reducer 32, but a belt transmission mechanism may be adopted instead of the worm reducer.

・各実施の形態では、制御装置15を船体10aにおける適宜の箇所に設けたが、制御装置15をモータ33と一体的に設けてもよい。
・各実施の形態において、制御装置15は転舵アクチュエータ13および船外機12におけるエンジン12aの双方を制御するようにしてもよい。
-In each embodiment, the control device 15 is provided at an appropriate position on the hull 10a, but the control device 15 may be provided integrally with the motor 33.
-In each embodiment, the control device 15 may control both the steering actuator 13 and the engine 12a in the outboard motor 12.

・各実施の形態では、船舶用操舵装置をステアリングホイール14と船外機12との間の動力伝達を分離したバイワイヤ式の転舵アクチュエータ13として具体化したが、船外機12の手動操作を補助するパワーステアリング装置として具体化してもよい。この場合、船舶10として、ステアリングホイール14、ステアリングシャフト16および回転角センサ17を割愛した構成を採用することが可能である。図2に二点鎖線で示すように、船外機12のケース12cには、船体10aの前方へ向けて延びるハンドル12dが一体的に設けられる。操船者は、ハンドル12dを左右方向へ操作することにより船外機12を転舵させる。また、船外機12あるいはハンドル12dには、ハンドル12dに加えられる操舵トルクを検出するトルクセンサが設けられる。制御装置15は、トルクセンサを通じて検出される操舵トルクに応じてモータ33への給電を制御する。モータ33のトルクが減速機32および舵取り機構31を介してアシスト力として転舵軸22に伝達されることにより、ハンドル12dを介した船外機12の転舵が補助される。 -In each embodiment, the marine steering device is embodied as a bi-wire type steering actuator 13 in which the power transmission between the steering wheel 14 and the outboard motor 12 is separated, but the manual operation of the outboard motor 12 is performed. It may be embodied as an auxiliary power steering device. In this case, it is possible to adopt a configuration in which the steering wheel 14, the steering shaft 16, and the rotation angle sensor 17 are omitted as the ship 10. As shown by the alternate long and short dash line in FIG. 2, the case 12c of the outboard motor 12 is integrally provided with a handle 12d extending toward the front of the hull 10a. The ship operator steers the outboard motor 12 by operating the handle 12d in the left-right direction. Further, the outboard motor 12 or the steering wheel 12d is provided with a torque sensor that detects the steering torque applied to the steering wheel 12d. The control device 15 controls the power supply to the motor 33 according to the steering torque detected through the torque sensor. The torque of the motor 33 is transmitted to the steering shaft 22 as an assist force via the reduction gear 32 and the steering mechanism 31, so that the outboard motor 12 is assisted in steering via the steering wheel 12d.

10…船舶
10a…船体
12…船外機(舵)
12d…ハンドル
13…転舵アクチュエータ(船舶用操舵装置)
14…ステアリングホイール(ハンドル)
15…制御装置
22…転舵軸、
31…舵取り機構
33…モータ(駆動源)
40,50…ハウジング
40a…第1の油室(液室)
40b…第2の油室(液室)
40c…連通路
41…第1の機構を構成するボールねじナット
41a…ラック歯
43…第1の機構を構成するボールねじ軸
44…第1の機構を構成するボール
45…セクターシャフト(出力軸)
46…第1の機構を構成するセクターギヤ
47…第2の機構を構成するレバー
48…第2の機構を構成するリンク
49…電気的駆動弁としての電磁弁(第3の機構)
53…ウォーム
54…ウォームホイール
71…第3の機構を構成する第1の摩擦板(第1の回転規制部材)
72…第3の機構を構成する第2の摩擦板(第2の回転規制部材)
75…カバー
81…第3の機構を構成する第1のカム部材
82…第3の機構を構成する第2のカム部材
83…第3の機構を構成するボール
122…舵
10 ... Ship 10a ... Hull 12 ... Outboard motor (rudder)
12d ... Handle 13 ... Steering actuator (steering device for ships)
14 ... Steering wheel (steering wheel)
15 ... Control device 22 ... Steering shaft,
31 ... Steering mechanism 33 ... Motor (drive source)
40, 50 ... Housing 40a ... First oil chamber (liquid chamber)
40b ... Second oil chamber (liquid chamber)
40c ... Communication passage 41 ... Ball screw nut forming the first mechanism 41a ... Rack tooth 43 ... Ball screw shaft forming the first mechanism 44 ... Ball 45 forming the first mechanism 45 ... Sector shaft (output shaft)
46 ... Sector gear constituting the first mechanism 47 ... Lever constituting the second mechanism 48 ... Link forming the second mechanism 49 ... Solenoid valve as an electric drive valve (third mechanism)
53 ... Warm 54 ... Worm wheel 71 ... First friction plate constituting the third mechanism (first rotation regulating member)
72 ... Second friction plate (second rotation restricting member) constituting the third mechanism
75 ... Cover 81 ... First cam member constituting the third mechanism 82 ... Second cam member constituting the third mechanism 83 ... Ball 122 constituting the third mechanism 122 ... Rudder

Claims (16)

船舶の船尾に設けられる舵を動かす舵取り機構と、
前記舵取り機構の駆動源と、
前記駆動源を制御する制御装置と、を備え、
前記舵取り機構は、船体に固定されるハウジングと、
前記ハウジングに対して回転可能に支持された出力軸と、
前記ハウジングの内部に設けられて前記駆動源の動力を前記出力軸の回転に変換する第1の機構と、
前記ハウジングの外部に設けられて前記出力軸の回転を前記舵の動作に変換する第2の機構と、
前記ハウジングの内部に設けられて前記第1の機構の動作を許容する許容状態と前記第1の機構の動作を規制する規制状態との間で状態が切り替わる第3の機構と、を有し、
前記制御装置は、前記舵の位置を保持すべき状況である場合、前記第3の機構の状態を前記許容状態から前記規制状態へ切り替える船舶用操舵装置。
A rudder mechanism that moves the rudder installed at the stern of a ship,
The drive source of the steering mechanism and
A control device for controlling the drive source is provided.
The steering mechanism includes a housing fixed to the hull and
An output shaft rotatably supported with respect to the housing,
A first mechanism provided inside the housing to convert the power of the drive source into rotation of the output shaft,
A second mechanism provided outside the housing to convert the rotation of the output shaft into the operation of the rudder,
It has a third mechanism that is provided inside the housing and switches between a permissible state that allows the operation of the first mechanism and a regulated state that regulates the operation of the first mechanism.
The control device is a marine steering device that switches the state of the third mechanism from the allowable state to the regulated state when the position of the rudder should be maintained.
前記制御装置は、前記船体の向きを変える際に操作されるハンドルの操舵角速度に基づき前記舵の位置を保持すべき状況であるかどうかを判定する請求項1に記載の船舶用操舵装置。 The marine steering device according to claim 1, wherein the control device determines whether or not the rudder position should be maintained based on the steering angular velocity of the steering wheel operated when the hull is turned. 前記制御装置は、前記舵の位置を保持すべき状況であるとともに、前記舵に対して逆入力荷重が作用している場合、前記第3の機構の状態を前記許容状態から前記規制状態へ切り替える請求項1または請求項2に記載の船舶用操舵装置。 The control device is in a situation where the position of the rudder should be maintained, and when a reverse input load is applied to the rudder, the state of the third mechanism is switched from the allowable state to the regulated state. The marine steering device according to claim 1 or 2. 前記制御装置は、前記船体の向きを変える際に操作されるハンドルに付与される操舵トルクに基づき前記舵に対して逆入力荷重が作用しているかどうかを判定する請求項3に記載の船舶用操舵装置。 The ship according to claim 3, wherein the control device determines whether or not a reverse input load is acting on the rudder based on a steering torque applied to a steering wheel operated when the hull is turned. Steering device. 前記制御装置は、前記舵の位置を保持すべき状況であるとともに、船舶が旋回状態である場合、前記第3の機構の状態を前記許容状態から前記規制状態へ切り替える請求項1または請求項2に記載の船舶用操舵装置。 The control device is in a situation where the position of the rudder should be maintained, and when the ship is in a turning state, claim 1 or claim 2 switches the state of the third mechanism from the allowable state to the regulated state. The marine steering device according to. 前記制御装置は、前記船体の向きを変える際に操作されるハンドルの操舵角に基づき前記船舶が旋回状態であるかどうかを判定する請求項5に記載の船舶用操舵装置。 The ship steering device according to claim 5, wherein the control device determines whether or not the ship is in a turning state based on the steering angle of a steering wheel operated when the hull is turned. 前記第1の機構は、
前記ハウジングの内部において回転可能に支持されて前記駆動源の動作に伴い回転するボールねじ軸と、
前記ボールねじ軸に複数のボールを介して螺合されるとともに外周面にはラック歯が軸線方向に沿って設けられているボールねじナットと、
前記出力軸に対して一体回転可能に連結されるとともに前記ボールねじナットのラック歯に噛み合って前記ボールねじナットの軸線方向への移動に伴い前記出力軸を中心として揺動するセクターギヤと、を有し、
前記ボールねじナットは前記ハウジングに対して摺動可能に設けられていること、前記ハウジングの内部は前記ボールねじナットによって2つの液室に区画されていること、前記2つの液室には作動液が封入されていること、および前記ハウジングには前記2つの液室を連通する連通路が設けられていることを前提として、
前記第3の機構として前記連通路を開閉する電気的駆動弁が設けられていて、前記電気的駆動弁が開弁した状態では前記ボールねじナットの移動が許容される一方、前記電気的駆動弁が閉弁した状態では前記ボールねじナットの移動が規制される請求項1〜請求項6のうちいずれか一項に記載の船舶用操舵装置。
The first mechanism is
A ball screw shaft that is rotatably supported inside the housing and rotates with the operation of the drive source.
A ball screw nut that is screwed onto the ball screw shaft via a plurality of balls and has rack teeth provided along the axial direction on the outer peripheral surface.
A sector gear that is integrally rotatably connected to the output shaft and meshes with the rack teeth of the ball screw nut and swings around the output shaft as the ball screw nut moves in the axial direction. Have and
The ball screw nut is slidably provided with respect to the housing, the inside of the housing is partitioned into two liquid chambers by the ball screw nut, and the hydraulic fluid is contained in the two liquid chambers. Is enclosed, and the housing is provided with a communication passage for communicating the two liquid chambers.
As the third mechanism, an electric drive valve for opening and closing the communication passage is provided, and the ball screw nut is allowed to move when the electric drive valve is open, while the electric drive valve is allowed to move. The marine steering device according to any one of claims 1 to 6, wherein the movement of the ball screw nut is restricted when the valve is closed.
前記電気的駆動弁は、供給する電流を制御することによって開度を無段階に調節することが可能とされていて、
前記制御装置は、前記船体の向きを変える際に操作されるハンドルの操舵角速度に応じて前記電気的駆動弁へ供給する電流を制御する請求項7に記載の船舶用操舵装置。
The electric drive valve can adjust the opening degree steplessly by controlling the supplied current.
The marine steering device according to claim 7, wherein the control device controls a current supplied to the electric drive valve according to a steering angular velocity of a steering wheel operated when the hull is turned.
前記第1の機構は、
前記ハウジングの内部において回転可能に支持されて前記駆動源の動作に伴い回転するボールねじ軸と、
前記ボールねじ軸に複数のボールを介して螺合されるとともに外周面にはラック歯が軸線方向に沿って設けられているボールねじナットと、
前記出力軸に対して一体回転可能に連結されるとともに前記ボールねじナットのラック歯に噛み合って前記ボールねじナットの軸線方向への移動に伴い前記出力軸を中心として揺動するセクターギヤと、を有し、
前記第3の機構は、前記ボールねじ軸の端部に固定された第1の回転規制部材と、
前記ボールねじ軸の軸線を中心とする回転が規制された状態で前記第1の回転規制部材に対して離間する第1の位置と、前記第1の回転規制部材に係合して前記ボールねじ軸の回転を規制する第2の位置との間を移動する第2の回転規制部材と、を有している請求項1〜請求項6のうちいずれか一項に記載の船舶用操舵装置。
The first mechanism is
A ball screw shaft that is rotatably supported inside the housing and rotates with the operation of the drive source.
A ball screw nut that is screwed onto the ball screw shaft via a plurality of balls and has rack teeth provided along the axial direction on the outer peripheral surface.
A sector gear that is integrally rotatably connected to the output shaft and meshes with the rack teeth of the ball screw nut and swings around the output shaft as the ball screw nut moves in the axial direction. Have and
The third mechanism includes a first rotation restricting member fixed to the end of the ball screw shaft.
The ball screw engages with the first rotation regulating member and the first position separated from the first rotation regulating member in a state where the rotation around the axis of the ball screw shaft is restricted. The marine steering device according to any one of claims 1 to 6, further comprising a second rotation regulating member that moves between and a second position that regulates the rotation of the shaft.
前記ハウジングにおける前記第1の回転規制部材に対応する部分は前記ボールねじ軸の軸線に沿った方向へ向けて開放されているとともに、その開放された部分は前記ハウジングの一部分としてのカバーによって閉塞されることを前提として、
前記カバーは、前記ハウジングに対して前記ボールねじ軸の軸線を中心とする相対回転が規制された状態で前記ボールねじ軸の軸線に沿って相対的に進退可能に設けられていて、前記第2の回転規制部材は前記カバーの内部に固定されている請求項9に記載の船舶用操舵装置。
The portion of the housing corresponding to the first rotation restricting member is opened in a direction along the axis of the ball screw shaft, and the opened portion is closed by a cover as a part of the housing. Assuming that
The cover is provided so as to be able to move forward and backward relative to the housing along the axis of the ball screw shaft in a state where the relative rotation about the axis of the ball screw shaft is restricted. The marine steering device according to claim 9, wherein the rotation restricting member is fixed to the inside of the cover.
前記第2の回転規制部材における前記第1の回転規制部材と反対側に設けられるとともに、前記ボールねじ軸の軸線を中心とした回転が規制された状態で前記ボールねじ軸の軸線に沿った方向へ前記第2の回転規制部材と一体的に移動する第1のカム部材と、
前記ボールねじ軸の軸線に沿った方向において前記第1のカム部材に対向するとともに、前記ボールねじ軸の軸線に沿った方向への移動が規制された状態で前記ボールねじ軸の軸線を中心として回転する第2のカム部材と、
前記第1のカム部材と前記第2のカム部材との間に保持された複数のボールと、を有し、
前記第2のカム部材の回転に伴い前記第1のカム部材が前記ボールを介して前記第2のカム部材に対して離間する方向へ移動することにより、前記第2の回転規制部材は前記第1の回転規制部材に対して係合される請求項9に記載の船舶用操舵装置。
A direction along the axis of the ball screw shaft while being provided on the side opposite to the first rotation restricting member of the second rotation regulating member and in a state where rotation around the axis of the ball screw shaft is restricted. A first cam member that moves integrally with the second rotation restricting member,
With the axis of the ball screw shaft as the center in a state of facing the first cam member in the direction along the axis of the ball screw shaft and restricting the movement of the ball screw shaft in the direction along the axis of the ball screw shaft. The second rotating cam member and
It has a plurality of balls held between the first cam member and the second cam member.
As the second cam member rotates, the first cam member moves in a direction away from the second cam member via the ball, so that the second rotation regulating member becomes the second. The marine steering device according to claim 9, which is engaged with the rotation restricting member of 1.
前記駆動源はモータであることを前提として、
前記モータの出力軸に連結されたウォームと、
前記ボールねじ軸と一体回転可能に設けられるとともに前記ウォームと噛み合うウォームホイールと、を有し、
前記第3の機構は、その回転規制対象を前記ボールねじ軸に代えて前記ウォームとして前記ウォームにおける前記モータと反対側の端部に設けられている請求項9〜請求項11のうちいずれか一項に記載の船舶用操舵装置。
Assuming that the drive source is a motor
The worm connected to the output shaft of the motor and
It has a worm wheel that is integrally rotatable with the ball screw shaft and meshes with the worm.
The third mechanism is any one of claims 9 to 11 provided at the end of the worm on the opposite side of the worm as the worm instead of the ball screw shaft whose rotation is restricted. The marine steering device according to the section.
前記舵は、船舶の推進装置として船尾の外側に転舵軸を中心として回転可能に設けられるとともに、前記転舵軸を中心として回転することにより船舶の舵としても機能する船外機である請求項1〜請求項12のうちいずれか一項に記載の船舶用操舵装置。 The rudder is an outboard unit that is rotatably provided on the outside of the stern as a propulsion device for a ship and also functions as a rudder for a ship by rotating around the rudder shaft. The marine steering device according to any one of items 1 to 12. 前記舵は、船舶の推進装置とは別個に、船尾の外側に支持軸を中心として回転可能に設けられている請求項1〜請求項12のうちいずれか一項に記載の船舶用操舵装置。 The ship steering device according to any one of claims 1 to 12, wherein the rudder is rotatably provided on the outside of the stern around a support shaft separately from the ship propulsion device. 前記舵は、前記船体の向きを変える際に操作されるハンドルとの間の動力伝達が分離されている請求項1〜請求項14のうちいずれか一項に記載の船舶用操舵装置。 The marine steering device according to any one of claims 1 to 14, wherein the rudder is separated from the power transmission between the rudder and the steering wheel operated when the hull is turned. 前記舵には前記船体の向きを変える際に操作されるハンドルが連結されていて、
前記駆動源は、前記ハンドルの操作を通じた前記舵の動きを補助するアシスト力を発生する請求項1〜請求項14のうちいずれか一項に記載の船舶用操舵装置。
A handle that is operated when changing the direction of the hull is connected to the rudder.
The marine steering device according to any one of claims 1 to 14, wherein the drive source generates an assist force that assists the movement of the rudder through the operation of the steering wheel.
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