JP2004256030A - 船外機の操舵装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】船外機の転舵方向を迅速に逆転させる必要がある着岸時などにおいて、船外機の操舵方向を容易に逆転させることができるようにし、よって操縦者の負担を軽減させるようにした船外機の操舵装置を提供する。
【解決手段】船外機の転舵方向を逆転させることを指示する転舵方向逆転スイッチを設け、転舵方向逆転スイッチが操作されたとき（Ｓ１０で肯定されたとき）は船外機の転舵方向を逆転させると共に、逆転させた方向に最大転舵角まで転舵させる（Ｓ２４，Ｓ２６）。また、転舵方向逆転スイッチを介して入力される転舵方向逆転指示は、エンジン回転数ＮＥが所定の回転数α未満のとき（Ｓ１４で肯定されたとき）のみ、換言すれば、船速が小さいときのみ有効とされるようにする。
【選択図】 図６
【解決手段】船外機の転舵方向を逆転させることを指示する転舵方向逆転スイッチを設け、転舵方向逆転スイッチが操作されたとき（Ｓ１０で肯定されたとき）は船外機の転舵方向を逆転させると共に、逆転させた方向に最大転舵角まで転舵させる（Ｓ２４，Ｓ２６）。また、転舵方向逆転スイッチを介して入力される転舵方向逆転指示は、エンジン回転数ＮＥが所定の回転数α未満のとき（Ｓ１４で肯定されたとき）のみ、換言すれば、船速が小さいときのみ有効とされるようにする。
【選択図】 図６
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は船外機の操舵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、船外機の操舵は、船外機に取り付けられたティラーハンドルや船体に配置されたステアリングホイールを操舵することによって行われる。また、例えば、特許文献１に記載されるように、船体に操舵用のアクチュエータを設け、前記アクチュエータの動力で船外機の転舵をパワーアシストすることで、操舵荷重を低減させて操縦者の負担を軽減するようにした操舵装置も提案されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６２−１２５９９６号公報（図２など）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、船体の着岸は、通常、船体を岸に接近させる方向に船外機を転舵した後、着岸直前で船外機の操舵方向を逆転させて船体を停止させることによって行われる。即ち、船体の着岸時にあっては、船外機の転舵方向を迅速に逆転させることが必要とされる。このため、上記した特許文献１に記載される技術にあっては、操縦者はステアリングホイールを素早い動作で大きく操舵する必要があり、操縦者の負担が増加するという不具合があった。
【０００５】
従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、船外機の転舵方向を迅速に逆転させる必要がある着岸時などにおいて、船外機の操舵方向を容易に逆転させることができるようにし、よって操縦者の負担を軽減させるようにした船外機の操舵装置を提供することにある。
【０００６】
一方、船体を離岸させる場合、船体が予期しない方向に走行しないように、走行開始前にその時点における船外機の転舵方向を確認しておく必要がある。しかしながら、ステアリングホイールの目視では船外機の転舵方向を認識することが困難であるため、操縦者は船外機を直接目視するか、あるいは船体を微速走行させてその旋回方向から認識する必要があり、離岸時の負担を増加させていた。
【０００７】
従って、この発明のさらなる目的は上記した課題を解決し、離岸時における船外機の操舵方向の確認作業を不要とし、よって操縦者の負担を軽減させるようにした船外機の操舵装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を解決するために、この発明は請求項１項において、スイベルシャフトを介して船体に転舵自在に取り付けられた船外機の操舵装置において、前記スイベルシャフトを回動させるアクチュエータと、操縦者によって操舵される操舵部と、および前記操舵部の操舵角に基づいて前記アクチュエータの駆動を制御し、よって前記スイベルシャフトを回動させて前記船外機を転舵させる操舵制御手段と、を備えると共に、さらに操縦者によって操作され、前記船外機の転舵指示を入力する少なくとも１個のスイッチと、を備え、前記操舵制御手段は、前記スイッチを介して前記船外機の転舵指示が入力されたとき、前記入力された転舵指示に基づいて前記アクチュエータの駆動を制御するように構成した。
【０００９】
このように、船外機の転舵軸であるスイベルシャフトを回動させるアクチュエータを備え、操舵部（ステアリングホイールやティラーハンドル）の操舵角に基づいて前記アクチュエータの駆動を制御すると共に、船外機の転舵指示を入力するスイッチを設け、前記スイッチを介して船外機の転舵指示が入力されたときは前記転舵指示に基づいて前記アクチュエータの駆動を制御するように構成したので、操縦者は操舵部の操舵に加え、スイッチ操作によっても船外機を転舵させることができる。このため、スイッチ操作によって船外機の転舵方向を容易に逆転させることができ、よって着岸時など、船外機の転舵方向を迅速に逆転させる必要があるときの操縦者の負担を軽減させることができる。
【００１０】
また、請求項２項にあっては、さらに前記船体の船速を示す値を検出する船速検出手段と、を備え、前記操舵制御手段は、前記検出された船速を示す値が所定値未満のとき、前記スイッチを介して入力された転舵指示に基づいて前記アクチュエータの駆動を制御するように構成した。
【００１１】
このように、船速を示す値が所定値未満のとき、スイッチを介して入力された転舵指示に基づいてアクチュエータの駆動を制御する、換言すれば、スイッチを介して入力された船外機の転舵指示は、船速を示す値が所定値未満のとき（より詳しくは低速のとき）のみ有効とされるように構成したので、上記した効果に加え、高速走行時に船外機が不用意に転舵されるのを防止することができ、よって船体の走行安定性を低下させることがない。
【００１２】
また、請求項３項にあっては、前記スイッチは、第１のスイッチと第２のスイッチとからなり、前記操舵制御手段は、前記第１のスイッチが操作されたとき、前記船外機の転舵角が前記船体を直進させる転舵角となるように前記アクチュエータの駆動を制御すると共に、前記第２のスイッチが操作されたとき、前記船外機の転舵方向が逆転するように前記アクチュエータの駆動を制御する如く構成した。
【００１３】
このように、第１のスイッチと第２のスイッチを設け、第１のスイッチが操作されたときは船外機の転舵角が船体を直進させる転舵角となるように、換言すれば、船外機の転舵方向がニュートラル位置となるようにアクチュエータの駆動を制御する如く構成したので、操縦者は離岸時に第１のスイッチを操作することによって船外機の転舵方向がニュートラル位置にあることを認識することができるため、目視や微速走行による転舵方向の確認作業を不要とすることができ、よって離岸時の操縦者の負担を軽減させることができる。さらに、第２のスイッチが操作されたときは船外機の転舵方向が逆転するようにアクチュエータの駆動を制御する如く構成したので、船外機の転舵方向を１回のスイッチ操作で容易に逆転させることができ、よって着岸時など、船外機の転舵方向を迅速に逆転させる必要があるときの操縦者の負担を一層軽減させることができる。
【００１４】
また、請求項４項にあっては、前記操舵制御手段は、前記第２のスイッチが操作されたとき、前記船外機の転舵角が前記逆転した転舵方向において最大転舵角となるように前記アクチュエータの駆動を制御する如く構成した。
【００１５】
このように、第２のスイッチが操作されたとき、船外機の転舵角が逆転した転舵方向において最大転舵角となるようにアクチュエータの駆動を制御する如く構成したので、１回のスイッチ操作で船外機の転舵方向を逆転させると共に、逆転させた方向に大きく転舵させることができるため、船外機の転舵方向を逆転させ、さらに逆転させた方向に大きく転舵させることが必要とされる着岸時において、操縦者の負担をより一層軽減させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に即してこの発明の一つの実施の形態に係る船外機の操舵装置を説明する。
【００１７】
図１はその船外機の操舵装置を全体的に示す説明図であり、図２は図１の部分説明側面図である。
【００１８】
図１および図２において、符合１０は、内燃機関、プロペラシャフト、プロペラなどが一体化された船外機を示す。船外機１０は、図２に示す如く、スイベルシャフト（後述）が回動自在に収容されるスイベルケース１２と、スイベルケース１２が接続されるスターンブラケット１４を介し、船体１６の後尾に転舵自在に取り付けられる。
【００１９】
船外機１０は、その上部に内燃機関（以下「エンジン」という）１８を備える。エンジン１８は火花点火式の直列４気筒で２２００ｃｃの排気量を備える４サイクルガソリンエンジンからなる。エンジン１８は水面上に位置し、エンジンカバー２０で覆われて船外機１０の内部に配置される。エンジンカバー２０で被覆されたエンジン１８の付近には、マイクロコンピュータからなる電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）２２が配置される。
【００２０】
また、船外機１０は、その下部にプロペラ２４と、その付近に設けられたラダー２６を備える。プロペラ２４は、図示しないクランクシャフト、ドライブシャフト、ギヤ機構およびシフト機構を介してエンジン１８の動力が伝達され、船体１６を前進あるいは後進させる。
【００２１】
図１に示す如く、船体１６の操縦席付近にはステアリングホイール２８（操舵部）が配置される。ステアリングホイール２８の付近には操舵角センサ３０が配置される。操舵角センサ３０は、具体的にはロータリエンコーダからなり、操縦者によって入力されたステアリングホイール２８の操舵角に応じた信号を出力する。また、操縦席の右側にはスロットルレバー３２およびシフトレバー３４が配置され、それらの操作は図示しないプッシュプルケーブルを介してエンジン１８のスロットルバルブおよびシフト機構（共に図示せず）に伝達される。
【００２２】
また、操縦席付近には、船外機１０のチルト角を調整するためのパワーチルトスイッチ３６と、トリム角を調整するためのパワートリムスイッチ３８が配置され、それぞれ操縦者によって入力されるチルト角のアップ・ダウン指示およびトリム角のアップ・ダウン指示に応じた信号を出力する。さらに、操縦席付近には、船外機１０の転舵方向をニュートラル位置（船体１６を直進させる方向）に復帰させるためのニュートラルスイッチ４０（第１のスイッチ）と、船外機１０の転舵方向を逆転させて船体１０の旋回方向を逆転させるための転舵方向逆転スイッチ４２（第２のスイッチ）が配置され、それぞれ操縦者によって入力される船外機１０のニュートラル位置への復帰指示あるいは転舵方向の逆転指示に応じた信号を出力する。
【００２３】
上記した操舵角センサ３０、パワーチルトスイッチ３６、パワートリムスイッチ３８、ニュートラルスイッチ４０および転舵方向逆転スイッチ４２の各出力は、信号線３０Ｌ，３６Ｌ，３８Ｌ，４０Ｌおよび４２Ｌを介してＥＣＵ２２に送られる。
【００２４】
また、図２に示すように、エンジンのクランクシャフト（図示せず）付近にはクランク角センサ４４が配置され、所定クランク角（例えば３０度）ごとに信号を出力する。さらに、スイベルケース１２に収容されたスイベルシャフト付近には転舵角センサ４６が配置され、スイベルシャフトの回動角に応じた信号を出力する。これらクランク角センサや転舵角センサの出力は、信号線４４Ｌ，４６Ｌを介してＥＣＵ２２に送られる。
【００２５】
また、前記したスイベルケース１２とスターンブラケット１４の付近には、操舵用のアクチュエータ、具体的には電動モータ５０と、チルト角度およびトリム角度調整用の公知のパワーチルトトリムユニット５２が配置され、それぞれ信号線５０Ｌおよび５２Ｌを介してＥＣＵ２２に接続される。ＥＣＵ２２は、上記した各センサおよびスイッチの出力に基づき、電動モータ５０を駆動して船外機１０を操舵すると共に、パワーチルトトリムユニット５２を動作させて船外機１０のチルト角度およびトリム角度を調整する。
【００２６】
図３は、図２に示すスイベルケース１２付近を拡大して示す部分断面図である。
【００２７】
図３に示すように、パワーチルトトリムユニット５２は、１本のチルト角調整用の油圧シリンダ５２ａ（以下「チルト用油圧シリンダ」という）と、２本の（図では１本のみ表れる）トリム角調整用の油圧シリンダ（以下「トリム用油圧シリンダ」という）５２ｂを一体的に備える。
【００２８】
チルト用油圧シリンダ５２ａは、そのシリンダボトムがスターンブラケット１４に固定されて船体１６に取り付けられると共に、ピストンロッドのロッドヘッドがスイベルケース１２に当接させられる。トリム用油圧シリンダ５２ｂも、そのシリンダボトムがスターンブラケット１４に固定されて船体１６に取り付けられると共に、ピストンロッドのロッドヘッドがスイベルケース１２に当接させられる。
【００２９】
スイベルケース１２は、チルティングシャフト５４を介してスターンブラケット１４に接続される。換言すれば、スイベルケース１２は、チルティングシャフト５４を中心として船体１６と相対角度変位自在に接続される。また、スイベルケース１２は、その内部にスイベルシャフト５６が回動自在に収容される。スイベルシャフト５６は、その上端がマウントフレーム５８に固定されると共に、下端がロアマウントセンターハウジング（図示せず）に固定される。マウントフレーム５８とロアマウントセンターハウジングは、それぞれエンジン１８などが載置されるフレームに固定される。
【００３０】
また、スイベルケース１２の上部には、前記した電動モータ５０と、電動モータ５０の出力（回転出力）を減速するギヤボックス（ギヤ機構）６０が固定される。
【００３１】
図４は、電動モータ５０と、スイベルケース１２と、マウントフレーム５８と、ギヤボックス６０とを重力方向において上方から見た説明図である。
【００３２】
図３および図４に示すように、電動モータ５０はスイベルケース１２に固定されると共に、同様にスイベルケース１２に固定されたギヤボックス６０を介してマウントフレーム５８に接続される。
【００３３】
具体的に説明すると、電動モータ５０の出力軸に固定された出力軸ギヤ５０ａは、ギヤボックス６０内において、出力軸ギヤ５０ａよりも歯数の多い第１のギヤ６０ａに噛合される。
【００３４】
第１のギヤ６０ａには、それよりも歯数の少ない第２のギヤ６０ｂが同軸上に固定され、第２のギヤ６０ｂは、それよりも歯数の多い第３のギヤ６０ｃに噛合される。第３のギヤ６０ｃの同軸上には、ギヤボックス６０の外方において、それよりも歯数の少ない第４のギヤ６０ｄが固定される。
【００３５】
ここで、マウントフレーム５８の円弧状の端部側面には、第４のギヤ６０ｄよりも歯数の多いマウントフレームギヤ５８ａが形成される。そのマウントフレームギヤ５８ａに、前記した第４のギヤ６０ｄが噛合されることにより、電動モータ５０の出力が減速されてマウントフレーム５８に伝達されてスイベルシャフト５６が回動される。
【００３６】
即ち、電動モータ５０の回転出力によってスイベルシャフト５６が回動されることにより、船外機１０の重力軸回りの転舵がパワーアシストされ、よってプロペラ２４およびラダー２６が重力軸回りに揺動される。尚、船外機１０の最大転舵角は、左転舵３０度、右転舵３０度の合計６０度である。
【００３７】
図５は、この実施の形態に係る船外機の操舵装置の構成を示すブロック図である。
【００３８】
図５に示すように、ＥＣＵ２２は、信号線３０Ｌを通じて送られた操舵角センサ３０の出力を入力部２２ａを介して入力し、入力信号（パルス信号）を図示しないカウンタでカウントしてステアリングホイール２８の操舵角θｓを検出する。また、ＥＣＵ２２は、信号線４６Ｌを通じて送られた転舵角センサ４６の出力を入力部２２ｂを介して入力し、入力信号（パルス信号）を図示しないカウンタでカウントして船外機１０の現在の転舵角θｎを検出する。
【００３９】
検出されたステアリングホイール２８の操舵角θｓと船外機１０の転舵角θｎは、演算部２２ｃに入力される。演算部２２ｃは、入力された操舵角θｓと転舵角θｎに基づいて電動モータ５０の通電指令値を算出する。具体的には、操舵角θｓを所定の係数で除算して目標転舵角を算出し、目標転舵角と現在の転舵角θｎの差分が零になるように通電指令値を算出する。算出された通電指令値は、出力部２２ｄと信号線５０Ｌを介して電動モータ５０に供給される。
【００４０】
また、ＥＣＵ２２は、信号線４４Ｌを通じて送られたクランク角センサ４４の出力を入力部２２ｅを介して入力し、入力信号（パルス信号）を図示しないカウンタでカウントしてエンジン回転数ＮＥ（船速を示す値）を検出する。 さらに、ＥＣＵ２２は、信号線４０Ｌを通じて送られたニュートラルスイッチ４０の出力（オン・オフ信号）を入力部２２ｆを介して入力すると共に、信号線４２Ｌを通じて送られた転舵方向逆転スイッチ４２の出力（オン・オフ信号）を入力部２２ｇを介して入力する。
【００４１】
ニュートラルスイッチ４０と転舵方向逆転スイッチ４２の各出力、および検出されたエンジン回転数ＮＥは、前記した演算部２２ｃに入力される。演算部２２ｃは、ニュートラルスイッチ４０または転舵方向逆転スイッチ４２のいずれかからオン信号が出力されたとき、エンジン回転数ＮＥと転舵角に基づいて電動モータ５０の通電指令値を算出し、出力部２２ｄと信号線５０Ｌを介して電動モータ５０に供給する。
【００４２】
次いで、図６フローチャートを参照し、この実施の形態に係る船外機の操舵装置の動作、具体的には、転舵方向逆転スイッチ４２が操作されたときの電動モータ５０の駆動制御について説明する。図示のプログラムは、例えば１００ｍｓｅｃごとに実行される。
【００４３】
以下説明すると、先ずＳ１０において、転舵方向逆転スイッチ４２がオン信号を出力しているか、即ち、操縦者によって転舵方向逆転スイッチ４２が操作されたか否か判断する。
【００４４】
Ｓ１０で肯定されるときは、Ｓ１２に進んでエンジン回転数ＮＥを検出し、Ｓ１４に進んで検出したエンジン回転数ＮＥが所定の回転数α未満か、換言すれば、船体１６の船速が所定の船速未満か、さらに別言すれば、船速が小さいか否か判断する。Ｓ１４で肯定されるときは、次いでＳ１６に進み、船外機１０の転舵角θｎを検出する。尚、転舵角θｎは、船外機１０の転舵方向に応じて正負が相違させられる。この実施の形態では、船外機１０が左回りに転舵されているとき（船体１６を右旋回させる方向に転舵されているとき）の転舵角をプラス（＋）の値とし、船外機１０が右回りに転舵されているとき（船体１６を左旋回させる方向に転舵されているとき）の転舵角をマイナス（−）の値とする。
【００４５】
次いで、Ｓ１８に進み、船外機１０の現在の転舵方向とニュートラル位置とのなす角度（差分Δθ）を算出する。ここで、ニュートラル位置とは、船外機１０が船体１６を直進させる転舵角θ０にあるときを意味し、より具体的には、船外機１０の転舵角θｎが零度のときを意味する。
【００４６】
差分Δθは、具体的には、ニュートラル位置を示す転舵角θ０から現在の転舵角θｎを減算することによって算出される。即ち、差分Δθがプラスの値であれば船外機１０が右回りに転舵されていることを示し、マイナスの値であれば船外機１０が左回りに転舵されていることを示す。また、差分Δθが零であれば、船外機１０の転舵方向がニュートラル位置にあることを示す。
【００４７】
フローチャートの説明を続けると、次いでＳ２０に進み、Ｓ１８で算出した差分Δθが零か否か判断し、Ｓ２０で否定されるときは、次いでＳ２２に進み、差分Δθが零未満か否か判断する。Ｓ２２で肯定されて船外機１０が左回りに転舵されていると判断されるときは、次いでＳ２４に進み、船外機１０を右回りに最大転舵角（３０度）まで転舵させる。具体的には、船外機１０が右回りに最大転舵角まで転舵されるように電動モータ５０の通電指令値を算出し、電動モータ５０の駆動を制御する。即ち、Ｓ２４では、船外機１０の転舵方向を左回りから右回りに逆転させると共に、船外機１０を、逆転させた転舵方向（右回り）において最大転舵角まで転舵させる。
【００４８】
他方、Ｓ２２で否定されて船外機１０が右回りに転舵されていると判断されるときは、次いでＳ２６に進み、船外機１０を左回りに最大転舵角（３０度）まで転舵させる。具体的には、船外機１０が左回りに最大転舵角まで転舵されるように電動モータ５０の通電指令値を算出し、電動モータ５０の駆動を制御する。即ち、Ｓ２６では、船外機１０の転舵方向を右回りから左回りに逆転させると共に、船外機１０を、逆転させた転舵方向（左回り）において最大転舵角まで転舵させる。
【００４９】
尚、Ｓ１０で否定されるとき、即ち、操縦者によって転舵方向逆転スイッチ４２が操作されていないときは、以降の処理は必要ないため全てスキップする。また、Ｓ１４で否定されるとき、即ち、船速が大きいときは、船外機１０の転舵角を大きく変化させると船体１６の走行安定性を損なうおそれがあることから、以降の処理をスキップして転舵方向の逆転を実行しない。即ち、Ｓ１４の処理は、船速が小さいときのみ転舵方向逆転スイッチ４２を介して入力される転舵方向逆転指示を有効とすることを意味する。また、Ｓ２０で肯定されるとき、即ち、船外機１０の転舵方向がニュートラル位置にあるときは、船外機１０を左右いずれの方向に転舵させるべきか判断できないので、以降の処理をスキップしてニュートラル位置を保持する。
【００５０】
このように、この実施の形態にあっては、船外機１０の転舵方向を逆転させることを指示する転舵方向逆転スイッチ４２を設け、転舵方向逆転スイッチ４２が操作されたときは船外機１０の転舵方向が逆転するように電動モータ５０の駆動を制御するように構成したので、転舵方向逆転スイッチ４２を操作することによって船外機１０の転舵方向を容易に逆転させることができ、よって着岸時など、船外機１０の転舵方向を迅速に逆転させる必要があるときの操縦者の負担を軽減させることができる。
【００５１】
また、１回のスイッチ操作で船外機１０の転舵方向を逆転させると共に、逆転させた方向に最大転舵角まで転舵させるようにしたので、船外機１０の転舵方向を逆転させ、さらに逆転させた方向に大きく転舵させることが必要とされる着岸時において、操縦者の負担をより一層軽減させることができる。
【００５２】
さらに、転舵方向逆転スイッチ４２を介して入力される転舵方向逆転指示は、エンジン回転数ＮＥが所定の回転数α未満のときのみ、換言すれば、船速が小さいときのみ有効とされるようにしたので、高速走行時に船外機１０が不用意に転舵されるのを防止することができ、よって船体１６の走行安定性を低下させることがない。
【００５３】
次いで、図７フローチャートを参照し、この実施の形態に係る船外機の操舵装置の動作、具体的には、ニュートラルスイッチ４０が操作されたときの電動モータ５０の駆動制御について説明する。図示のプログラムは、例えば１００ｍｓｅｃごとに実行される。
【００５４】
以下説明すると、先ずＳ１１０において、ニュートラルスイッチ４０がオン信号を出力しているか、即ち、操縦者によってニュートラルスイッチ４０が操作されたか否か判断する。
【００５５】
Ｓ１１０で肯定されるときは、Ｓ１１２に進んでエンジン回転数ＮＥを検出し、Ｓ１１４に進んで検出したエンジン回転数ＮＥが所定の回転数α未満か、換言すれば、船体１６の船速が所定の船速未満か、さらに別言すれば、船速が小さいか否か判断する。Ｓ１１４で肯定されるときは、次いでＳ１１６に進み、船外機１０の転舵角θｎを検出する。尚、上述したように、転舵角θｎは船外機１０の転舵方向に応じて正負が相違させられ、船外機１０が左回りに転舵されているときプラス（＋）の値とされ、船外機１０が右回りに転舵されているときマイナス（−）の値とされる。
【００５６】
次いで、Ｓ１１８に進み、前述した図６フローチャートのＳ１８と同様にニュートラル位置を示す転舵角θ０から現在の転舵角θｎを減算することによって差分Δθを算出する。即ち、差分Δθがプラスの値であれば船外機１０が右回りに転舵されていることを示し、マイナスの値であれば船外機１０が左回りに転舵されていることを示す。一方、差分Δθが零であれば船外機１０の転舵方向がニュートラル位置にあることを示す。
【００５７】
次いでＳ１２０に進み、Ｓ１１８で算出した差分Δθが零か否か判断し、Ｓ１２０で否定されるときは、次いでＳ１２２に進み、差分Δθが零未満か否か判断する。Ｓ１２２で肯定されて船外機１０が左回りに転舵されていると判断されるときは、次いでＳ１２４に進み、前記差分Δθが零になるまで船外機１０を右回りに転舵させ、よって船外機１０の転舵方向をニュートラル位置に復帰させる。具体的には、前記差分Δθが零になるように電動モータ５０の通電指令値を算出し、電動モータ５０の駆動を制御する。
【００５８】
他方、Ｓ１２２で否定されて船外機１０が右回りに転舵されていると判断されるときは、Ｓ１２６に進み、前記差分Δθが零になるまで船外機１０を左回りに転舵させ、よって船外機１０の転舵方向をニュートラル位置に復帰させる。具体的には、前記差分Δθが零になるように電動モータ５０の通電指令値を算出し、電動モータ５０の駆動を制御する。
【００５９】
尚、Ｓ１１０で否定されるとき、即ち、操縦者によってニュートラルスイッチ４０が操作されていないときは、以降の処理は必要ないため全てスキップする。また、Ｓ１１４で否定されるとき、即ち、船速が大きいときは、船外機１０の転舵角を大きく変化させると船体１６の走行安定性を損なうおそれがあることから、以降の処理をスキップして転舵方向の逆転を実行しない。即ち、Ｓ１１４の処理は、船速が小さいときのみニュートラルスイッチ４０を介して入力されるニュートラル位置復帰指示を有効とすることを意味する。また、Ｓ１２０で肯定されるとき、即ち、船外機１０がニュートラル位置にあるときは、船外機１０を転舵させる必要がないので、以降の処理をスキップしてニュートラル位置を保持する。
【００６０】
このように、この実施の形態にあっては、船外機１０の転舵方向をニュートラル位置に復帰させることを指示するニュートラルスイッチ４０を設け、ニュートラルスイッチ４０が操作されたときは船外機１０の転舵方向がニュートラル位置に復帰するように電動モータ５０の駆動を制御するように構成したので、操縦者は、離岸時において、ニュートラルスイッチ４０を操作することによって船外機１０の転舵方向がニュートラル位置にあることを認識することができるため、目視や微速走行による転舵方向の確認作業を不要とすることができ、よって操縦者の負担を軽減させることができる。
【００６１】
さらに、ニュートラルスイッチ４０を介して入力されるニュートラル位置復帰指示は、エンジン回転数ＮＥが所定の回転数α未満のときのみ、換言すれば、船速が小さいときのみ有効とされるようにしたので、高速走行時に船外機１０が不用意に転舵されるのを防止することができ、よって船体１６の走行安定性を低下させることがない。
【００６２】
以上のように、この発明の一つの実施の形態に係る船外機の操舵装置にあっては、船外機１０の転舵軸であるスイベルシャフト５６を回動させる電動モータ５０を備え、ステアリングホイール２８の操舵角θｓに基づいて前記電動モータ５０の駆動を制御すると共に、船外機１０の転舵指示を入力するニュートラルスイッチ４０と転舵方向逆転スイッチ４２を設け、各スイッチを介して船外機１０の転舵指示が入力されたときは前記転舵指示に基づいて前記電動モータ５０の駆動を制御するように構成したので、操縦者はステアリングホイール２８の操舵に加え、各スイッチの操作によっても船外機１０を転舵させることができるため、操縦者の負担を軽減させることができる。
【００６３】
具体的には、ニュートラルスイッチ４０が操作されたとき、船外機１０の転舵角θｎが船体１６を直進させる転舵角θ０となるように、換言すれば、船外機１０の転舵方向がニュートラル位置となるように電動モータ５０の駆動を制御するように構成したので、操縦者は、離岸時において、ニュートラルスイッチ４０を操作することによって船外機１０の転舵方向がニュートラル位置にあることを認識することができるため、目視や微速走行による転舵方向の確認作業を不要とすることができ、よって操縦者の負担を軽減させることができる。
【００６４】
一方、転舵方向逆転スイッチ４２が操作されたときは、船外機１０の転舵方向が逆転するように電動モータ５０の駆動を制御するように構成したので、船外機１０の転舵方向をスイッチ操作によって容易に逆転させることができ、よって着岸時など、船外機の転舵方向を迅速に逆転させる必要があるときの操縦者の負担を一層軽減させることができる。
【００６５】
より具体的には、転舵方向逆転スイッチ４２が操作されたとき、船外機１０の転舵角が逆転した転舵方向において最大転舵角となるように電動モータ５０の駆動を制御するように構成したので、１回のスイッチ操作で船外機１０の転舵方向を逆転させると共に、逆転させた方向に大きく転舵させることができるため、船外機１０の転舵方向を逆転させ、さらに逆転させた方向に大きく転舵させることが必要とされる着岸時において、操縦者の負担をより一層軽減させることができる。
【００６６】
また、エンジン回転数ＮＥが所定の回転数α未満のとき、ニュートラルスイッチ４０と転舵方向逆転スイッチ４２を介して入力された転舵指示に基づいて電動モータ５０の駆動を制御する、換言すれば、各スイッチを介して入力された船外機１０の転舵指示は、低速走行時のみ有効とされるように構成したので、高速走行時に船外機１０が不用意に転舵されるのを防止することができ、よって船体１６の走行安定性を低下させることがない。
【００６７】
上記の如く、この発明の一つの実施の形態にあっては、スイベルシャフト５６を介して船体１６に転舵自在に取り付けられた船外機１０の操舵装置において、前記スイベルシャフト５６を回動させるアクチュエータ（電動モータ５０）と、操縦者によって操舵される操舵部（ステアリングホイール２８）と、および前記操舵部の操舵角θｓに基づいて前記アクチュエータの駆動を制御し、よって前記スイベルシャフト５６を回動させて前記船外機１０を転舵させる操舵制御手段（ＥＣＵ２２）と、を備えると共に、さらに操縦者によって操作され、前記船外機１０の転舵指示を入力する少なくとも１個のスイッチ（ニュートラルスイッチ４０、転舵方向逆転スイッチ４２）と、を備え、前記操舵制御手段は、前記スイッチを介して前記船外機１０の転舵指示が入力されたとき、前記入力された転舵指示に基づいて前記アクチュエータの駆動を制御する（図６フローチャートのＳ１０からＳ２６、図７フローチャートのＳ１１０からＳ１２６）ように構成した。
【００６８】
また、さらに前記船体１６の船速を示す値（エンジン回転数ＮＥ）を検出する船速検出手段（ＥＣＵ２２、クランク角センサ４４、図６フローチャートのＳ１２、図７フローチャートのＳ１１２）と、を備え、前記操舵制御手段は、前記検出された船速を示す値が所定値（所定の回転数α）未満のとき、前記スイッチを介して入力された転舵指示に基づいて前記アクチュエータの駆動を制御する（図６フローチャートのＳ１４、図７フローチャートのＳ１１４）ように構成した。
【００６９】
また、前記スイッチは、第１のスイッチ（ニュートラルスイッチ４０）と第２のスイッチ（転舵方向逆転スイッチ４２）とからなり、前記操舵制御手段は、前記第１のスイッチが操作されたとき、前記船外機１０の転舵角θｎが前記船体１６を直進させる転舵角θ０（ニュートラル位置）となるように前記アクチュエータの駆動を制御する（図６フローチャートのＳ２２からＳ２６）と共に、前記第２のスイッチ（転舵方向逆転スイッチ４２）が操作されたとき、前記船外機１０の転舵方向が逆転するように前記アクチュエータの駆動を制御する（図７フローチャートのＳ１２２からＳ１２６）如く構成した。
【００７０】
また、前記操舵制御手段は、前記第２のスイッチが操作されたとき、前記船外機１０の転舵角θｎが前記逆転した転舵方向において最大転舵角となるように前記アクチュエータの駆動を制御する如く構成した。
【００７１】
尚、上記において、スイベルシャフト５６を回動して船外機１０を転舵させるアクチュエータとして電動モータ５０を使用したが、それに限られるものではなく、油圧シリンダなどであっても良い。
【００７２】
また、船体１６の船速を示す値としてエンジン回転数ＮＥを用いたが、例えば船体１６の船底に船速センサを設け、船速の実測値を用いるようにしても良い。
【００７３】
【発明の効果】
請求項１項にあっては、船外機の転舵軸であるスイベルシャフトを回動させるアクチュエータを備え、操舵部（ステアリングホイールやティラーハンドル）の操舵角に基づいて前記アクチュエータの駆動を制御すると共に、船外機の転舵指示を入力するスイッチを設け、前記スイッチを介して船外機の転舵指示が入力されたときは前記転舵指示に基づいて前記アクチュエータの駆動を制御するように構成したので、操縦者は操舵部の操舵に加え、スイッチ操作によっても船外機を転舵させることができる。このため、スイッチ操作によって船外機の転舵方向を容易に逆転させることができ、よって着岸時など、船外機の転舵方向を迅速に逆転させる必要があるときの操縦者の負担を軽減させることができる。
【００７４】
請求項２項にあっては、船速を示す値が所定値未満のとき、スイッチを介して入力された転舵指示に基づいてアクチュエータの駆動を制御する、換言すれば、スイッチを介して入力された船外機の転舵指示は、船速を示す値が所定値未満のとき（より詳しくは低速のとき）のみ有効となるように構成したので、上記した効果に加え、高速走行時に船外機が不用意に転舵されるのを防止することができ、よって船体の走行安定性を低下させることがない。
【００７５】
請求項３項にあっては、第１のスイッチと第２のスイッチを設け、第１のスイッチが操作されたときは船外機の転舵角が船体を直進させる転舵角となるように、換言すれば、船外機がニュートラル位置となるようにアクチュエータの駆動を制御する如く構成したので、操縦者は離岸時において第１のスイッチを操作することによって船外機の転舵方向がニュートラル位置にあることを認識することができるため、目視や微速走行による転舵方向の確認作業を不要とすることができ、よって操縦者の負担を軽減させることができる。さらに、第２のスイッチが操作されたときは船外機の転舵方向が逆転するようにアクチュエータの駆動を制御する如く構成したので、船外機の転舵方向を１回のスイッチ操作で容易に逆転させることができ、よって着岸時など、船外機の転舵方向を迅速に逆転させる必要があるときの操縦者の負担を一層軽減させることができる。
【００７６】
請求項４項にあっては、第２のスイッチが操作されたとき、船外機の転舵角が逆転した転舵方向において最大転舵角となるようにアクチュエータの駆動を制御する如く構成したので、１回のスイッチ操作で船外機の転舵方向を逆転させると共に、逆転させた方向に大きく転舵させることができるため、船外機の転舵方向を逆転させ、さらに逆転させた方向に大きく転舵させることが必要とされる着岸時において、操縦者の負担をより一層軽減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一つの実施の形態に係る船外機の操舵装置を全体的に示す説明図である。
【図２】図１に示す操舵装置の部分説明側面図である。
【図３】図２に示すスイベルケース付近を拡大して示す部分断面図である。
【図４】図３に示す電動モータとスイベルケースとマウントフレームとギヤボックスとを重力方向において上方から見た説明図である。
【図５】図１に示す操舵装置の構成を示すブロック図である。
【図６】図１に示す操舵装置の動作のうち、転舵方向逆転スイッチが操作されたときの電動モータの駆動制御を示すフローチャートである。
【図７】図１に示す操舵装置の動作のうち、ニュートラルスイッチが操作されたときの電動モータの駆動制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０ 船外機
１６ 船体
１８ エンジン（内燃機関）
２２ ＥＣＵ（操舵制御手段）
２８ ステアリングホイール（操舵部）
４０ ニュートラルスイッチ（第１のスイッチ）
４２ 転舵方向逆転スイッチ（第２のスイッチ）
４４ クランク角センサ（船速検出手段）
５０ 電動モータ（アクチュエータ）
５６ スイベルシャフト
【発明の属する技術分野】
この発明は船外機の操舵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、船外機の操舵は、船外機に取り付けられたティラーハンドルや船体に配置されたステアリングホイールを操舵することによって行われる。また、例えば、特許文献１に記載されるように、船体に操舵用のアクチュエータを設け、前記アクチュエータの動力で船外機の転舵をパワーアシストすることで、操舵荷重を低減させて操縦者の負担を軽減するようにした操舵装置も提案されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６２−１２５９９６号公報（図２など）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、船体の着岸は、通常、船体を岸に接近させる方向に船外機を転舵した後、着岸直前で船外機の操舵方向を逆転させて船体を停止させることによって行われる。即ち、船体の着岸時にあっては、船外機の転舵方向を迅速に逆転させることが必要とされる。このため、上記した特許文献１に記載される技術にあっては、操縦者はステアリングホイールを素早い動作で大きく操舵する必要があり、操縦者の負担が増加するという不具合があった。
【０００５】
従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、船外機の転舵方向を迅速に逆転させる必要がある着岸時などにおいて、船外機の操舵方向を容易に逆転させることができるようにし、よって操縦者の負担を軽減させるようにした船外機の操舵装置を提供することにある。
【０００６】
一方、船体を離岸させる場合、船体が予期しない方向に走行しないように、走行開始前にその時点における船外機の転舵方向を確認しておく必要がある。しかしながら、ステアリングホイールの目視では船外機の転舵方向を認識することが困難であるため、操縦者は船外機を直接目視するか、あるいは船体を微速走行させてその旋回方向から認識する必要があり、離岸時の負担を増加させていた。
【０００７】
従って、この発明のさらなる目的は上記した課題を解決し、離岸時における船外機の操舵方向の確認作業を不要とし、よって操縦者の負担を軽減させるようにした船外機の操舵装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を解決するために、この発明は請求項１項において、スイベルシャフトを介して船体に転舵自在に取り付けられた船外機の操舵装置において、前記スイベルシャフトを回動させるアクチュエータと、操縦者によって操舵される操舵部と、および前記操舵部の操舵角に基づいて前記アクチュエータの駆動を制御し、よって前記スイベルシャフトを回動させて前記船外機を転舵させる操舵制御手段と、を備えると共に、さらに操縦者によって操作され、前記船外機の転舵指示を入力する少なくとも１個のスイッチと、を備え、前記操舵制御手段は、前記スイッチを介して前記船外機の転舵指示が入力されたとき、前記入力された転舵指示に基づいて前記アクチュエータの駆動を制御するように構成した。
【０００９】
このように、船外機の転舵軸であるスイベルシャフトを回動させるアクチュエータを備え、操舵部（ステアリングホイールやティラーハンドル）の操舵角に基づいて前記アクチュエータの駆動を制御すると共に、船外機の転舵指示を入力するスイッチを設け、前記スイッチを介して船外機の転舵指示が入力されたときは前記転舵指示に基づいて前記アクチュエータの駆動を制御するように構成したので、操縦者は操舵部の操舵に加え、スイッチ操作によっても船外機を転舵させることができる。このため、スイッチ操作によって船外機の転舵方向を容易に逆転させることができ、よって着岸時など、船外機の転舵方向を迅速に逆転させる必要があるときの操縦者の負担を軽減させることができる。
【００１０】
また、請求項２項にあっては、さらに前記船体の船速を示す値を検出する船速検出手段と、を備え、前記操舵制御手段は、前記検出された船速を示す値が所定値未満のとき、前記スイッチを介して入力された転舵指示に基づいて前記アクチュエータの駆動を制御するように構成した。
【００１１】
このように、船速を示す値が所定値未満のとき、スイッチを介して入力された転舵指示に基づいてアクチュエータの駆動を制御する、換言すれば、スイッチを介して入力された船外機の転舵指示は、船速を示す値が所定値未満のとき（より詳しくは低速のとき）のみ有効とされるように構成したので、上記した効果に加え、高速走行時に船外機が不用意に転舵されるのを防止することができ、よって船体の走行安定性を低下させることがない。
【００１２】
また、請求項３項にあっては、前記スイッチは、第１のスイッチと第２のスイッチとからなり、前記操舵制御手段は、前記第１のスイッチが操作されたとき、前記船外機の転舵角が前記船体を直進させる転舵角となるように前記アクチュエータの駆動を制御すると共に、前記第２のスイッチが操作されたとき、前記船外機の転舵方向が逆転するように前記アクチュエータの駆動を制御する如く構成した。
【００１３】
このように、第１のスイッチと第２のスイッチを設け、第１のスイッチが操作されたときは船外機の転舵角が船体を直進させる転舵角となるように、換言すれば、船外機の転舵方向がニュートラル位置となるようにアクチュエータの駆動を制御する如く構成したので、操縦者は離岸時に第１のスイッチを操作することによって船外機の転舵方向がニュートラル位置にあることを認識することができるため、目視や微速走行による転舵方向の確認作業を不要とすることができ、よって離岸時の操縦者の負担を軽減させることができる。さらに、第２のスイッチが操作されたときは船外機の転舵方向が逆転するようにアクチュエータの駆動を制御する如く構成したので、船外機の転舵方向を１回のスイッチ操作で容易に逆転させることができ、よって着岸時など、船外機の転舵方向を迅速に逆転させる必要があるときの操縦者の負担を一層軽減させることができる。
【００１４】
また、請求項４項にあっては、前記操舵制御手段は、前記第２のスイッチが操作されたとき、前記船外機の転舵角が前記逆転した転舵方向において最大転舵角となるように前記アクチュエータの駆動を制御する如く構成した。
【００１５】
このように、第２のスイッチが操作されたとき、船外機の転舵角が逆転した転舵方向において最大転舵角となるようにアクチュエータの駆動を制御する如く構成したので、１回のスイッチ操作で船外機の転舵方向を逆転させると共に、逆転させた方向に大きく転舵させることができるため、船外機の転舵方向を逆転させ、さらに逆転させた方向に大きく転舵させることが必要とされる着岸時において、操縦者の負担をより一層軽減させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に即してこの発明の一つの実施の形態に係る船外機の操舵装置を説明する。
【００１７】
図１はその船外機の操舵装置を全体的に示す説明図であり、図２は図１の部分説明側面図である。
【００１８】
図１および図２において、符合１０は、内燃機関、プロペラシャフト、プロペラなどが一体化された船外機を示す。船外機１０は、図２に示す如く、スイベルシャフト（後述）が回動自在に収容されるスイベルケース１２と、スイベルケース１２が接続されるスターンブラケット１４を介し、船体１６の後尾に転舵自在に取り付けられる。
【００１９】
船外機１０は、その上部に内燃機関（以下「エンジン」という）１８を備える。エンジン１８は火花点火式の直列４気筒で２２００ｃｃの排気量を備える４サイクルガソリンエンジンからなる。エンジン１８は水面上に位置し、エンジンカバー２０で覆われて船外機１０の内部に配置される。エンジンカバー２０で被覆されたエンジン１８の付近には、マイクロコンピュータからなる電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）２２が配置される。
【００２０】
また、船外機１０は、その下部にプロペラ２４と、その付近に設けられたラダー２６を備える。プロペラ２４は、図示しないクランクシャフト、ドライブシャフト、ギヤ機構およびシフト機構を介してエンジン１８の動力が伝達され、船体１６を前進あるいは後進させる。
【００２１】
図１に示す如く、船体１６の操縦席付近にはステアリングホイール２８（操舵部）が配置される。ステアリングホイール２８の付近には操舵角センサ３０が配置される。操舵角センサ３０は、具体的にはロータリエンコーダからなり、操縦者によって入力されたステアリングホイール２８の操舵角に応じた信号を出力する。また、操縦席の右側にはスロットルレバー３２およびシフトレバー３４が配置され、それらの操作は図示しないプッシュプルケーブルを介してエンジン１８のスロットルバルブおよびシフト機構（共に図示せず）に伝達される。
【００２２】
また、操縦席付近には、船外機１０のチルト角を調整するためのパワーチルトスイッチ３６と、トリム角を調整するためのパワートリムスイッチ３８が配置され、それぞれ操縦者によって入力されるチルト角のアップ・ダウン指示およびトリム角のアップ・ダウン指示に応じた信号を出力する。さらに、操縦席付近には、船外機１０の転舵方向をニュートラル位置（船体１６を直進させる方向）に復帰させるためのニュートラルスイッチ４０（第１のスイッチ）と、船外機１０の転舵方向を逆転させて船体１０の旋回方向を逆転させるための転舵方向逆転スイッチ４２（第２のスイッチ）が配置され、それぞれ操縦者によって入力される船外機１０のニュートラル位置への復帰指示あるいは転舵方向の逆転指示に応じた信号を出力する。
【００２３】
上記した操舵角センサ３０、パワーチルトスイッチ３６、パワートリムスイッチ３８、ニュートラルスイッチ４０および転舵方向逆転スイッチ４２の各出力は、信号線３０Ｌ，３６Ｌ，３８Ｌ，４０Ｌおよび４２Ｌを介してＥＣＵ２２に送られる。
【００２４】
また、図２に示すように、エンジンのクランクシャフト（図示せず）付近にはクランク角センサ４４が配置され、所定クランク角（例えば３０度）ごとに信号を出力する。さらに、スイベルケース１２に収容されたスイベルシャフト付近には転舵角センサ４６が配置され、スイベルシャフトの回動角に応じた信号を出力する。これらクランク角センサや転舵角センサの出力は、信号線４４Ｌ，４６Ｌを介してＥＣＵ２２に送られる。
【００２５】
また、前記したスイベルケース１２とスターンブラケット１４の付近には、操舵用のアクチュエータ、具体的には電動モータ５０と、チルト角度およびトリム角度調整用の公知のパワーチルトトリムユニット５２が配置され、それぞれ信号線５０Ｌおよび５２Ｌを介してＥＣＵ２２に接続される。ＥＣＵ２２は、上記した各センサおよびスイッチの出力に基づき、電動モータ５０を駆動して船外機１０を操舵すると共に、パワーチルトトリムユニット５２を動作させて船外機１０のチルト角度およびトリム角度を調整する。
【００２６】
図３は、図２に示すスイベルケース１２付近を拡大して示す部分断面図である。
【００２７】
図３に示すように、パワーチルトトリムユニット５２は、１本のチルト角調整用の油圧シリンダ５２ａ（以下「チルト用油圧シリンダ」という）と、２本の（図では１本のみ表れる）トリム角調整用の油圧シリンダ（以下「トリム用油圧シリンダ」という）５２ｂを一体的に備える。
【００２８】
チルト用油圧シリンダ５２ａは、そのシリンダボトムがスターンブラケット１４に固定されて船体１６に取り付けられると共に、ピストンロッドのロッドヘッドがスイベルケース１２に当接させられる。トリム用油圧シリンダ５２ｂも、そのシリンダボトムがスターンブラケット１４に固定されて船体１６に取り付けられると共に、ピストンロッドのロッドヘッドがスイベルケース１２に当接させられる。
【００２９】
スイベルケース１２は、チルティングシャフト５４を介してスターンブラケット１４に接続される。換言すれば、スイベルケース１２は、チルティングシャフト５４を中心として船体１６と相対角度変位自在に接続される。また、スイベルケース１２は、その内部にスイベルシャフト５６が回動自在に収容される。スイベルシャフト５６は、その上端がマウントフレーム５８に固定されると共に、下端がロアマウントセンターハウジング（図示せず）に固定される。マウントフレーム５８とロアマウントセンターハウジングは、それぞれエンジン１８などが載置されるフレームに固定される。
【００３０】
また、スイベルケース１２の上部には、前記した電動モータ５０と、電動モータ５０の出力（回転出力）を減速するギヤボックス（ギヤ機構）６０が固定される。
【００３１】
図４は、電動モータ５０と、スイベルケース１２と、マウントフレーム５８と、ギヤボックス６０とを重力方向において上方から見た説明図である。
【００３２】
図３および図４に示すように、電動モータ５０はスイベルケース１２に固定されると共に、同様にスイベルケース１２に固定されたギヤボックス６０を介してマウントフレーム５８に接続される。
【００３３】
具体的に説明すると、電動モータ５０の出力軸に固定された出力軸ギヤ５０ａは、ギヤボックス６０内において、出力軸ギヤ５０ａよりも歯数の多い第１のギヤ６０ａに噛合される。
【００３４】
第１のギヤ６０ａには、それよりも歯数の少ない第２のギヤ６０ｂが同軸上に固定され、第２のギヤ６０ｂは、それよりも歯数の多い第３のギヤ６０ｃに噛合される。第３のギヤ６０ｃの同軸上には、ギヤボックス６０の外方において、それよりも歯数の少ない第４のギヤ６０ｄが固定される。
【００３５】
ここで、マウントフレーム５８の円弧状の端部側面には、第４のギヤ６０ｄよりも歯数の多いマウントフレームギヤ５８ａが形成される。そのマウントフレームギヤ５８ａに、前記した第４のギヤ６０ｄが噛合されることにより、電動モータ５０の出力が減速されてマウントフレーム５８に伝達されてスイベルシャフト５６が回動される。
【００３６】
即ち、電動モータ５０の回転出力によってスイベルシャフト５６が回動されることにより、船外機１０の重力軸回りの転舵がパワーアシストされ、よってプロペラ２４およびラダー２６が重力軸回りに揺動される。尚、船外機１０の最大転舵角は、左転舵３０度、右転舵３０度の合計６０度である。
【００３７】
図５は、この実施の形態に係る船外機の操舵装置の構成を示すブロック図である。
【００３８】
図５に示すように、ＥＣＵ２２は、信号線３０Ｌを通じて送られた操舵角センサ３０の出力を入力部２２ａを介して入力し、入力信号（パルス信号）を図示しないカウンタでカウントしてステアリングホイール２８の操舵角θｓを検出する。また、ＥＣＵ２２は、信号線４６Ｌを通じて送られた転舵角センサ４６の出力を入力部２２ｂを介して入力し、入力信号（パルス信号）を図示しないカウンタでカウントして船外機１０の現在の転舵角θｎを検出する。
【００３９】
検出されたステアリングホイール２８の操舵角θｓと船外機１０の転舵角θｎは、演算部２２ｃに入力される。演算部２２ｃは、入力された操舵角θｓと転舵角θｎに基づいて電動モータ５０の通電指令値を算出する。具体的には、操舵角θｓを所定の係数で除算して目標転舵角を算出し、目標転舵角と現在の転舵角θｎの差分が零になるように通電指令値を算出する。算出された通電指令値は、出力部２２ｄと信号線５０Ｌを介して電動モータ５０に供給される。
【００４０】
また、ＥＣＵ２２は、信号線４４Ｌを通じて送られたクランク角センサ４４の出力を入力部２２ｅを介して入力し、入力信号（パルス信号）を図示しないカウンタでカウントしてエンジン回転数ＮＥ（船速を示す値）を検出する。 さらに、ＥＣＵ２２は、信号線４０Ｌを通じて送られたニュートラルスイッチ４０の出力（オン・オフ信号）を入力部２２ｆを介して入力すると共に、信号線４２Ｌを通じて送られた転舵方向逆転スイッチ４２の出力（オン・オフ信号）を入力部２２ｇを介して入力する。
【００４１】
ニュートラルスイッチ４０と転舵方向逆転スイッチ４２の各出力、および検出されたエンジン回転数ＮＥは、前記した演算部２２ｃに入力される。演算部２２ｃは、ニュートラルスイッチ４０または転舵方向逆転スイッチ４２のいずれかからオン信号が出力されたとき、エンジン回転数ＮＥと転舵角に基づいて電動モータ５０の通電指令値を算出し、出力部２２ｄと信号線５０Ｌを介して電動モータ５０に供給する。
【００４２】
次いで、図６フローチャートを参照し、この実施の形態に係る船外機の操舵装置の動作、具体的には、転舵方向逆転スイッチ４２が操作されたときの電動モータ５０の駆動制御について説明する。図示のプログラムは、例えば１００ｍｓｅｃごとに実行される。
【００４３】
以下説明すると、先ずＳ１０において、転舵方向逆転スイッチ４２がオン信号を出力しているか、即ち、操縦者によって転舵方向逆転スイッチ４２が操作されたか否か判断する。
【００４４】
Ｓ１０で肯定されるときは、Ｓ１２に進んでエンジン回転数ＮＥを検出し、Ｓ１４に進んで検出したエンジン回転数ＮＥが所定の回転数α未満か、換言すれば、船体１６の船速が所定の船速未満か、さらに別言すれば、船速が小さいか否か判断する。Ｓ１４で肯定されるときは、次いでＳ１６に進み、船外機１０の転舵角θｎを検出する。尚、転舵角θｎは、船外機１０の転舵方向に応じて正負が相違させられる。この実施の形態では、船外機１０が左回りに転舵されているとき（船体１６を右旋回させる方向に転舵されているとき）の転舵角をプラス（＋）の値とし、船外機１０が右回りに転舵されているとき（船体１６を左旋回させる方向に転舵されているとき）の転舵角をマイナス（−）の値とする。
【００４５】
次いで、Ｓ１８に進み、船外機１０の現在の転舵方向とニュートラル位置とのなす角度（差分Δθ）を算出する。ここで、ニュートラル位置とは、船外機１０が船体１６を直進させる転舵角θ０にあるときを意味し、より具体的には、船外機１０の転舵角θｎが零度のときを意味する。
【００４６】
差分Δθは、具体的には、ニュートラル位置を示す転舵角θ０から現在の転舵角θｎを減算することによって算出される。即ち、差分Δθがプラスの値であれば船外機１０が右回りに転舵されていることを示し、マイナスの値であれば船外機１０が左回りに転舵されていることを示す。また、差分Δθが零であれば、船外機１０の転舵方向がニュートラル位置にあることを示す。
【００４７】
フローチャートの説明を続けると、次いでＳ２０に進み、Ｓ１８で算出した差分Δθが零か否か判断し、Ｓ２０で否定されるときは、次いでＳ２２に進み、差分Δθが零未満か否か判断する。Ｓ２２で肯定されて船外機１０が左回りに転舵されていると判断されるときは、次いでＳ２４に進み、船外機１０を右回りに最大転舵角（３０度）まで転舵させる。具体的には、船外機１０が右回りに最大転舵角まで転舵されるように電動モータ５０の通電指令値を算出し、電動モータ５０の駆動を制御する。即ち、Ｓ２４では、船外機１０の転舵方向を左回りから右回りに逆転させると共に、船外機１０を、逆転させた転舵方向（右回り）において最大転舵角まで転舵させる。
【００４８】
他方、Ｓ２２で否定されて船外機１０が右回りに転舵されていると判断されるときは、次いでＳ２６に進み、船外機１０を左回りに最大転舵角（３０度）まで転舵させる。具体的には、船外機１０が左回りに最大転舵角まで転舵されるように電動モータ５０の通電指令値を算出し、電動モータ５０の駆動を制御する。即ち、Ｓ２６では、船外機１０の転舵方向を右回りから左回りに逆転させると共に、船外機１０を、逆転させた転舵方向（左回り）において最大転舵角まで転舵させる。
【００４９】
尚、Ｓ１０で否定されるとき、即ち、操縦者によって転舵方向逆転スイッチ４２が操作されていないときは、以降の処理は必要ないため全てスキップする。また、Ｓ１４で否定されるとき、即ち、船速が大きいときは、船外機１０の転舵角を大きく変化させると船体１６の走行安定性を損なうおそれがあることから、以降の処理をスキップして転舵方向の逆転を実行しない。即ち、Ｓ１４の処理は、船速が小さいときのみ転舵方向逆転スイッチ４２を介して入力される転舵方向逆転指示を有効とすることを意味する。また、Ｓ２０で肯定されるとき、即ち、船外機１０の転舵方向がニュートラル位置にあるときは、船外機１０を左右いずれの方向に転舵させるべきか判断できないので、以降の処理をスキップしてニュートラル位置を保持する。
【００５０】
このように、この実施の形態にあっては、船外機１０の転舵方向を逆転させることを指示する転舵方向逆転スイッチ４２を設け、転舵方向逆転スイッチ４２が操作されたときは船外機１０の転舵方向が逆転するように電動モータ５０の駆動を制御するように構成したので、転舵方向逆転スイッチ４２を操作することによって船外機１０の転舵方向を容易に逆転させることができ、よって着岸時など、船外機１０の転舵方向を迅速に逆転させる必要があるときの操縦者の負担を軽減させることができる。
【００５１】
また、１回のスイッチ操作で船外機１０の転舵方向を逆転させると共に、逆転させた方向に最大転舵角まで転舵させるようにしたので、船外機１０の転舵方向を逆転させ、さらに逆転させた方向に大きく転舵させることが必要とされる着岸時において、操縦者の負担をより一層軽減させることができる。
【００５２】
さらに、転舵方向逆転スイッチ４２を介して入力される転舵方向逆転指示は、エンジン回転数ＮＥが所定の回転数α未満のときのみ、換言すれば、船速が小さいときのみ有効とされるようにしたので、高速走行時に船外機１０が不用意に転舵されるのを防止することができ、よって船体１６の走行安定性を低下させることがない。
【００５３】
次いで、図７フローチャートを参照し、この実施の形態に係る船外機の操舵装置の動作、具体的には、ニュートラルスイッチ４０が操作されたときの電動モータ５０の駆動制御について説明する。図示のプログラムは、例えば１００ｍｓｅｃごとに実行される。
【００５４】
以下説明すると、先ずＳ１１０において、ニュートラルスイッチ４０がオン信号を出力しているか、即ち、操縦者によってニュートラルスイッチ４０が操作されたか否か判断する。
【００５５】
Ｓ１１０で肯定されるときは、Ｓ１１２に進んでエンジン回転数ＮＥを検出し、Ｓ１１４に進んで検出したエンジン回転数ＮＥが所定の回転数α未満か、換言すれば、船体１６の船速が所定の船速未満か、さらに別言すれば、船速が小さいか否か判断する。Ｓ１１４で肯定されるときは、次いでＳ１１６に進み、船外機１０の転舵角θｎを検出する。尚、上述したように、転舵角θｎは船外機１０の転舵方向に応じて正負が相違させられ、船外機１０が左回りに転舵されているときプラス（＋）の値とされ、船外機１０が右回りに転舵されているときマイナス（−）の値とされる。
【００５６】
次いで、Ｓ１１８に進み、前述した図６フローチャートのＳ１８と同様にニュートラル位置を示す転舵角θ０から現在の転舵角θｎを減算することによって差分Δθを算出する。即ち、差分Δθがプラスの値であれば船外機１０が右回りに転舵されていることを示し、マイナスの値であれば船外機１０が左回りに転舵されていることを示す。一方、差分Δθが零であれば船外機１０の転舵方向がニュートラル位置にあることを示す。
【００５７】
次いでＳ１２０に進み、Ｓ１１８で算出した差分Δθが零か否か判断し、Ｓ１２０で否定されるときは、次いでＳ１２２に進み、差分Δθが零未満か否か判断する。Ｓ１２２で肯定されて船外機１０が左回りに転舵されていると判断されるときは、次いでＳ１２４に進み、前記差分Δθが零になるまで船外機１０を右回りに転舵させ、よって船外機１０の転舵方向をニュートラル位置に復帰させる。具体的には、前記差分Δθが零になるように電動モータ５０の通電指令値を算出し、電動モータ５０の駆動を制御する。
【００５８】
他方、Ｓ１２２で否定されて船外機１０が右回りに転舵されていると判断されるときは、Ｓ１２６に進み、前記差分Δθが零になるまで船外機１０を左回りに転舵させ、よって船外機１０の転舵方向をニュートラル位置に復帰させる。具体的には、前記差分Δθが零になるように電動モータ５０の通電指令値を算出し、電動モータ５０の駆動を制御する。
【００５９】
尚、Ｓ１１０で否定されるとき、即ち、操縦者によってニュートラルスイッチ４０が操作されていないときは、以降の処理は必要ないため全てスキップする。また、Ｓ１１４で否定されるとき、即ち、船速が大きいときは、船外機１０の転舵角を大きく変化させると船体１６の走行安定性を損なうおそれがあることから、以降の処理をスキップして転舵方向の逆転を実行しない。即ち、Ｓ１１４の処理は、船速が小さいときのみニュートラルスイッチ４０を介して入力されるニュートラル位置復帰指示を有効とすることを意味する。また、Ｓ１２０で肯定されるとき、即ち、船外機１０がニュートラル位置にあるときは、船外機１０を転舵させる必要がないので、以降の処理をスキップしてニュートラル位置を保持する。
【００６０】
このように、この実施の形態にあっては、船外機１０の転舵方向をニュートラル位置に復帰させることを指示するニュートラルスイッチ４０を設け、ニュートラルスイッチ４０が操作されたときは船外機１０の転舵方向がニュートラル位置に復帰するように電動モータ５０の駆動を制御するように構成したので、操縦者は、離岸時において、ニュートラルスイッチ４０を操作することによって船外機１０の転舵方向がニュートラル位置にあることを認識することができるため、目視や微速走行による転舵方向の確認作業を不要とすることができ、よって操縦者の負担を軽減させることができる。
【００６１】
さらに、ニュートラルスイッチ４０を介して入力されるニュートラル位置復帰指示は、エンジン回転数ＮＥが所定の回転数α未満のときのみ、換言すれば、船速が小さいときのみ有効とされるようにしたので、高速走行時に船外機１０が不用意に転舵されるのを防止することができ、よって船体１６の走行安定性を低下させることがない。
【００６２】
以上のように、この発明の一つの実施の形態に係る船外機の操舵装置にあっては、船外機１０の転舵軸であるスイベルシャフト５６を回動させる電動モータ５０を備え、ステアリングホイール２８の操舵角θｓに基づいて前記電動モータ５０の駆動を制御すると共に、船外機１０の転舵指示を入力するニュートラルスイッチ４０と転舵方向逆転スイッチ４２を設け、各スイッチを介して船外機１０の転舵指示が入力されたときは前記転舵指示に基づいて前記電動モータ５０の駆動を制御するように構成したので、操縦者はステアリングホイール２８の操舵に加え、各スイッチの操作によっても船外機１０を転舵させることができるため、操縦者の負担を軽減させることができる。
【００６３】
具体的には、ニュートラルスイッチ４０が操作されたとき、船外機１０の転舵角θｎが船体１６を直進させる転舵角θ０となるように、換言すれば、船外機１０の転舵方向がニュートラル位置となるように電動モータ５０の駆動を制御するように構成したので、操縦者は、離岸時において、ニュートラルスイッチ４０を操作することによって船外機１０の転舵方向がニュートラル位置にあることを認識することができるため、目視や微速走行による転舵方向の確認作業を不要とすることができ、よって操縦者の負担を軽減させることができる。
【００６４】
一方、転舵方向逆転スイッチ４２が操作されたときは、船外機１０の転舵方向が逆転するように電動モータ５０の駆動を制御するように構成したので、船外機１０の転舵方向をスイッチ操作によって容易に逆転させることができ、よって着岸時など、船外機の転舵方向を迅速に逆転させる必要があるときの操縦者の負担を一層軽減させることができる。
【００６５】
より具体的には、転舵方向逆転スイッチ４２が操作されたとき、船外機１０の転舵角が逆転した転舵方向において最大転舵角となるように電動モータ５０の駆動を制御するように構成したので、１回のスイッチ操作で船外機１０の転舵方向を逆転させると共に、逆転させた方向に大きく転舵させることができるため、船外機１０の転舵方向を逆転させ、さらに逆転させた方向に大きく転舵させることが必要とされる着岸時において、操縦者の負担をより一層軽減させることができる。
【００６６】
また、エンジン回転数ＮＥが所定の回転数α未満のとき、ニュートラルスイッチ４０と転舵方向逆転スイッチ４２を介して入力された転舵指示に基づいて電動モータ５０の駆動を制御する、換言すれば、各スイッチを介して入力された船外機１０の転舵指示は、低速走行時のみ有効とされるように構成したので、高速走行時に船外機１０が不用意に転舵されるのを防止することができ、よって船体１６の走行安定性を低下させることがない。
【００６７】
上記の如く、この発明の一つの実施の形態にあっては、スイベルシャフト５６を介して船体１６に転舵自在に取り付けられた船外機１０の操舵装置において、前記スイベルシャフト５６を回動させるアクチュエータ（電動モータ５０）と、操縦者によって操舵される操舵部（ステアリングホイール２８）と、および前記操舵部の操舵角θｓに基づいて前記アクチュエータの駆動を制御し、よって前記スイベルシャフト５６を回動させて前記船外機１０を転舵させる操舵制御手段（ＥＣＵ２２）と、を備えると共に、さらに操縦者によって操作され、前記船外機１０の転舵指示を入力する少なくとも１個のスイッチ（ニュートラルスイッチ４０、転舵方向逆転スイッチ４２）と、を備え、前記操舵制御手段は、前記スイッチを介して前記船外機１０の転舵指示が入力されたとき、前記入力された転舵指示に基づいて前記アクチュエータの駆動を制御する（図６フローチャートのＳ１０からＳ２６、図７フローチャートのＳ１１０からＳ１２６）ように構成した。
【００６８】
また、さらに前記船体１６の船速を示す値（エンジン回転数ＮＥ）を検出する船速検出手段（ＥＣＵ２２、クランク角センサ４４、図６フローチャートのＳ１２、図７フローチャートのＳ１１２）と、を備え、前記操舵制御手段は、前記検出された船速を示す値が所定値（所定の回転数α）未満のとき、前記スイッチを介して入力された転舵指示に基づいて前記アクチュエータの駆動を制御する（図６フローチャートのＳ１４、図７フローチャートのＳ１１４）ように構成した。
【００６９】
また、前記スイッチは、第１のスイッチ（ニュートラルスイッチ４０）と第２のスイッチ（転舵方向逆転スイッチ４２）とからなり、前記操舵制御手段は、前記第１のスイッチが操作されたとき、前記船外機１０の転舵角θｎが前記船体１６を直進させる転舵角θ０（ニュートラル位置）となるように前記アクチュエータの駆動を制御する（図６フローチャートのＳ２２からＳ２６）と共に、前記第２のスイッチ（転舵方向逆転スイッチ４２）が操作されたとき、前記船外機１０の転舵方向が逆転するように前記アクチュエータの駆動を制御する（図７フローチャートのＳ１２２からＳ１２６）如く構成した。
【００７０】
また、前記操舵制御手段は、前記第２のスイッチが操作されたとき、前記船外機１０の転舵角θｎが前記逆転した転舵方向において最大転舵角となるように前記アクチュエータの駆動を制御する如く構成した。
【００７１】
尚、上記において、スイベルシャフト５６を回動して船外機１０を転舵させるアクチュエータとして電動モータ５０を使用したが、それに限られるものではなく、油圧シリンダなどであっても良い。
【００７２】
また、船体１６の船速を示す値としてエンジン回転数ＮＥを用いたが、例えば船体１６の船底に船速センサを設け、船速の実測値を用いるようにしても良い。
【００７３】
【発明の効果】
請求項１項にあっては、船外機の転舵軸であるスイベルシャフトを回動させるアクチュエータを備え、操舵部（ステアリングホイールやティラーハンドル）の操舵角に基づいて前記アクチュエータの駆動を制御すると共に、船外機の転舵指示を入力するスイッチを設け、前記スイッチを介して船外機の転舵指示が入力されたときは前記転舵指示に基づいて前記アクチュエータの駆動を制御するように構成したので、操縦者は操舵部の操舵に加え、スイッチ操作によっても船外機を転舵させることができる。このため、スイッチ操作によって船外機の転舵方向を容易に逆転させることができ、よって着岸時など、船外機の転舵方向を迅速に逆転させる必要があるときの操縦者の負担を軽減させることができる。
【００７４】
請求項２項にあっては、船速を示す値が所定値未満のとき、スイッチを介して入力された転舵指示に基づいてアクチュエータの駆動を制御する、換言すれば、スイッチを介して入力された船外機の転舵指示は、船速を示す値が所定値未満のとき（より詳しくは低速のとき）のみ有効となるように構成したので、上記した効果に加え、高速走行時に船外機が不用意に転舵されるのを防止することができ、よって船体の走行安定性を低下させることがない。
【００７５】
請求項３項にあっては、第１のスイッチと第２のスイッチを設け、第１のスイッチが操作されたときは船外機の転舵角が船体を直進させる転舵角となるように、換言すれば、船外機がニュートラル位置となるようにアクチュエータの駆動を制御する如く構成したので、操縦者は離岸時において第１のスイッチを操作することによって船外機の転舵方向がニュートラル位置にあることを認識することができるため、目視や微速走行による転舵方向の確認作業を不要とすることができ、よって操縦者の負担を軽減させることができる。さらに、第２のスイッチが操作されたときは船外機の転舵方向が逆転するようにアクチュエータの駆動を制御する如く構成したので、船外機の転舵方向を１回のスイッチ操作で容易に逆転させることができ、よって着岸時など、船外機の転舵方向を迅速に逆転させる必要があるときの操縦者の負担を一層軽減させることができる。
【００７６】
請求項４項にあっては、第２のスイッチが操作されたとき、船外機の転舵角が逆転した転舵方向において最大転舵角となるようにアクチュエータの駆動を制御する如く構成したので、１回のスイッチ操作で船外機の転舵方向を逆転させると共に、逆転させた方向に大きく転舵させることができるため、船外機の転舵方向を逆転させ、さらに逆転させた方向に大きく転舵させることが必要とされる着岸時において、操縦者の負担をより一層軽減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一つの実施の形態に係る船外機の操舵装置を全体的に示す説明図である。
【図２】図１に示す操舵装置の部分説明側面図である。
【図３】図２に示すスイベルケース付近を拡大して示す部分断面図である。
【図４】図３に示す電動モータとスイベルケースとマウントフレームとギヤボックスとを重力方向において上方から見た説明図である。
【図５】図１に示す操舵装置の構成を示すブロック図である。
【図６】図１に示す操舵装置の動作のうち、転舵方向逆転スイッチが操作されたときの電動モータの駆動制御を示すフローチャートである。
【図７】図１に示す操舵装置の動作のうち、ニュートラルスイッチが操作されたときの電動モータの駆動制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０ 船外機
１６ 船体
１８ エンジン（内燃機関）
２２ ＥＣＵ（操舵制御手段）
２８ ステアリングホイール（操舵部）
４０ ニュートラルスイッチ（第１のスイッチ）
４２ 転舵方向逆転スイッチ（第２のスイッチ）
４４ クランク角センサ（船速検出手段）
５０ 電動モータ（アクチュエータ）
５６ スイベルシャフト
Claims (4)
- スイベルシャフトを介して船体に転舵自在に取り付けられた船外機の操舵装置において、
ａ．前記スイベルシャフトを回動させるアクチュエータと、
ｂ．操縦者によって操舵される操舵部と、
および
ｃ．前記操舵部の操舵角に基づいて前記アクチュエータの駆動を制御し、よって前記スイベルシャフトを回動させて前記船外機を転舵させる操舵制御手段と、
を備えると共に、さらに
ｄ．操縦者によって操作され、前記船外機の転舵指示を入力する少なくとも１個のスイッチと、
を備え、前記操舵制御手段は、前記スイッチを介して前記船外機の転舵指示が入力されたとき、前記入力された転舵指示に基づいて前記アクチュエータの駆動を制御するように構成したことを特徴とする船外機の操舵装置。 - さらに
ｅ．前記船体の船速を示す値を検出する船速検出手段と、
を備え、前記操舵制御手段は、前記検出された船速を示す値が所定値未満のとき、前記スイッチを介して入力された転舵指示に基づいて前記アクチュエータの駆動を制御するように構成したことを特徴とする請求項１項記載の船外機の操舵装置。 - 前記スイッチは、第１のスイッチと第２のスイッチとからなり、前記操舵制御手段は、前記第１のスイッチが操作されたとき、前記船外機の転舵角が前記船体を直進させる転舵角となるように前記アクチュエータの駆動を制御すると共に、前記第２のスイッチが操作されたとき、前記船外機の転舵方向が逆転するように前記アクチュエータの駆動を制御することを特徴とする請求項１項または２項記載の船外機の操舵装置。
- 前記操舵制御手段は、前記第２のスイッチが操作されたとき、前記船外機の転舵角が前記逆転した転舵方向において最大転舵角となるように前記アクチュエータの駆動を制御することを特徴とする請求項３項記載の船外機の操舵装置。
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