JP2006306176A

JP2006306176A - 船舶推進機の電動パワーステアリング装置

Info

Publication number: JP2006306176A
Application number: JP2005128699A
Authority: JP
Inventors: Koichi Haneda; 功一羽田; Seiji Hamano; 聖司浜野; Shinsuke Sekikawa; 新介関川
Original assignee: Showa Corp
Current assignee: Showa Corp
Priority date: 2005-04-26
Filing date: 2005-04-26
Publication date: 2006-11-09

Abstract

【課題】船舶推進機の電動パワーステアリング装置において、船内スペース、及び推進機本体の幅方向の両側スペースの占有度を低減し、省スペースでコンパクトな電動パワーステアリング装置を提供すること。
【解決手段】船体に固定されるクランプブラケット２１にチルト軸２２を介してスイベルブラケット２３を傾動可能に支持するとともに、スイベルブラケット２３に操舵軸２４を介して推進機本体２５を転舵可能に支持し、ステアリングハンドル１１の操作量に応じて電動モータ３１を駆動制御し、電動モータ３１の回転により推進機本体２５を操舵する船舶推進機の電動パワーステアリング装置３０において、電動モータ３１により回転されるボールねじ軸３３をチルト軸２２の上部に並置し、ボールねじ軸３３と推進機本体２５とを動力伝達機構により連結してなるもの。
【選択図】図３

Description

本発明は船舶推進機の電動パワーステアリング装置に関する。

一般に、船外機は、船体に固定されるクランプブラケットにチルト軸を介してスイベルブラケットを傾動可能に支持するとともに、スイベルブラケットに操舵軸を介して推進機本体を転舵可能に支持している。従来より、船外機を転舵させる方法として、操舵軸にワイヤや油圧シリンダを係止するものがあり、また近年においては、ステアリングハンドルの操作量に応じて電動モータを駆動制御し、電動モータの回転により推進機本体を操舵可能に支持している。

このような船外機の電動パワーステアリング装置として、特許文献１に記載の如く、ステアリングハンドルの操舵荷重に応じて電動モータを駆動制御し、電動モータの回転によりピニオンラック機構を介してラック軸を直線ストロークし、ラック軸にリンク機構を介して連結される推進機本体を操舵アシストするものがある。
特許2795675

特許文献１に記載の電動パワーステアリング装置には以下の問題点がある。
(1)電動モータ及びラック軸をチルト軸の前方部（船内側）に配置している。このため、電動モータ及びラック軸が常に船内に大きく侵入し、船内の有効スペースを狭小化する。

(2)ラック軸が船外機の幅方向に直線ストロークし、船外機本体の幅方向の両側に広い移動スペースを必要とする。

本発明の課題は、船舶推進機の電動パワーステアリング装置において、船内スペース、及び推進機本体の幅方向の両側スペースの占有度を低減し、省スペースでコンパクトな電動パワーステアリング装置を提供することにある。

請求項１の発明は、船体に固定されるクランプブラケットにチルト軸を介してスイベルブラケットを傾動可能に支持するとともに、スイベルブラケットに操舵軸を介して推進機本体を転舵可能に支持し、ステアリングハンドルの操作量に応じて電動モータを駆動制御し、電動モータの回転により推進機本体を操舵する船舶推進機の電動パワーステアリング装置において、電動モータにより回転される駆動軸をチルト軸の上部に並置し、駆動軸と推進機本体とを動力伝達機構により連結してなるようにしたものである。

請求項２の発明は、船体に固定されるクランプブラケットにチルト軸を介してスイベルブラケットを傾動可能に支持するとともに、スイベルブラケットに操舵軸を介して推進機本体を転舵可能に支持し、ステアリングハンドルの操作量に応じて電動モータを駆動制御し、電動モータの回転により推進機本体を操舵する船舶推進機の電動パワーステアリング装置において、電動モータにより回転される駆動軸をチルト軸の中空部に同軸配置し、駆動軸と推進機本体とを動力伝達機構により連結してなるようにしたものである。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において更に、前記駆動軸をボールねじ軸にて構成し、前記動力伝達機構を、ボールねじ軸に螺合するボールナットと、ボールナットと推進機本体との間に介装されるリンク機構にて構成するようにしたものである。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの発明において更に、前記電動モータを駆動軸に対し同軸配置するようにしたものである。

請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかの発明において更に、前記ステアリングハンドルの操作量を検出する操作量検出センサと、推進機本体のエンジン回転数を検出する回転数検出センサと、操作量検出センサと回転数検出センサの検出結果に基づいて電動モータを駆動制御する制御手段とを有してなるようにしたものである。

（請求項１）
(a)駆動軸をチルト軸の上部に配置したから、駆動軸が船内に侵入して占有するスペースを低減し、船内の有効スペースを広くとることができる。

(b)駆動軸は回転し、直線ストロークするものでないから、推進機本体の幅方向の両側に必要とされるスペースも低減できる。

（請求項２）
(c)駆動軸をチルト軸の中空部に配置したから、駆動軸が船内に侵入して占有するスペースをなくし、船内の有効スペースを広くとることができる。また、推進機本体を最大チルトアップ位置まで傾動しても、電動パワーステアリング装置の駆動軸等が船体に干渉することもない。

(d)駆動軸は回転し、直線ストロークするものでないから、推進機本体の幅方向の両側に必要とされるスペースも低減できる。

（請求項３）
(e)駆動軸をボールねじ軸にて構成し、ボールねじ軸に螺合するボールナットと、ボールナットと推進機本体との間に介装されるリンク機構により、該ボールねじ軸を推進機本体に連結したから、電動パワーステアリング装置のコンパクトを図ることができる。

（請求項４）
(f)電動モータを駆動軸（ボールねじ軸）に同軸配置することにより、電動パワーステアリング装置を一層、省スペースかつコンパクトにできる。

（請求項５）
(g)操作量検出センサと回転数検出センサの検出結果に基づいて電動モータを駆動制御する制御手段を有するようにした。従って、極めて簡素な構成により、ステアリングハンドルの操作量に応じて推進機本体を操舵できる。また、電動モータの駆動力に基づいて推進機本体に付与する操舵力を、エンジン回転数が低いとき、即ち、船速が遅いときは、水の抵抗やスクリューの反動も小さいので電動モータの駆動力を抑えて小操舵力とし、エンジン回転数が高いとき、即ち、船速が速いときは、前述とは逆の理由により大操舵力とする。

図１は船舶を示す平面図、図２は電動パワーステアリング装置の制御系統図、図３は船舶推進機と電動パワーステアリング装置を示す平面図、図４は船舶推進機の転舵状態を示す平面図、図５は図３の一側方から視た側面図、図６は図３の他側方から視た側面図である。

船舶１０は、図１、図２に示す如く、船内に設けられる操縦席の前方にステアリングハンドル１１を設け、船尾板１２に船外機２０（船舶推進機）を設けている。

船外機２０は、図３〜図６に示す如く、船尾板１２に固定されるクランプブラケット２１にチルト軸２２を介してスイベルブラケット２３を傾動可能に支持するとともに、操舵軸２４を上下鉛直方向にてスイベルブラケット２３に支持し、この操舵軸２４を介してスイベルブラケット２３に推進機本体２５を転舵可能に支持する。推進機本体２５は、上部に搭載したエンジン２６をカウリング２７により被覆し、エンジン２６の出力を不図示のドライブシャフトによりプロペラ２８に伝達し、プロペラ２８の正逆転により船舶１０を前後進可能にする。

船外機２０は、電動パワーステアリング装置３０を有する。電動パワーステアリング装置３０は、ステアリングハンドル１１の操作量に応じて電動モータ３１を駆動制御し、電動モータ３１の回転により推進機本体２５を操舵する。

電動パワーステアリング装置３０は、図３〜図６に示す如く、スイベルブラケット２３の傾動に一体になって回動するチルト軸２２の左右両端部から斜め前上部（直上部又は斜め後上部等の上部でも可）に延在する左右のスイベルアーム２３Ａ、２３Ａを設け、両スイベルアーム２３Ａ、２３Ａにボールねじハウジング３２を両持ち支持し（ボールねじハウジング３２はスイベルブラケット２３に直接支持されても可）、ボールねじハウジング３２内に収容されるボールねじ軸３３（駆動軸）をボールねじハウジング３２の両端部に枢支する。ボールねじ軸３３はチルト軸２２の斜め前上部（直上部又は斜め後上部等の上部でも可）に並置されるものになる。

電動パワーステアリング装置３０は、一方のスイベルアーム２３Ａの左又は右外側にギヤハウジング３４を固定し、ギヤハウジング３４に電動モータ３１を支持する。電動モータ３１はギヤハウジング３４（ボールねじハウジング３２、ボールねじ軸３３）に対する斜め後下部（後部でも可）に延在する。ギヤハウジング３４の内部では、電動モータ３１の出力軸に固定されたウォームギヤ（不図示）が、ボールねじ軸３３の端部に固定されたウォームホイール（不図示）に噛み合いする。

電動パワーステアリング装置３０は、ボールねじ軸３３と推進機本体２５とを動力伝達機構３５により連結する。動力伝達機構３５は、ボールねじ軸３３に螺合するボールナット３６と、推進機本体２５が固定された操舵軸２４の上端部に固定されてそれらの操舵軸２４、推進機本体２５と一体回転する操舵アーム３７と、ボールナット３６のアーム部３６Ａと操舵アーム３７とを連結する２本の連結リンク３８、３９にて構成される。ボールナット３６のアーム部３６Ａはボールねじハウジング３２の背面部（推進機本体２５側）の左右方向に延設されるスリット４１から突出し、その突出端に連結リンク３８をピン結合される。尚、ボールねじハウジング３２の外周には蛇腹状ダストカバー４２が被着され、ダストカバー４２の左右両端部をボールねじハウジング３２の左右両端部に締結し、ダストカバー４２の中央部に設けた環状シール部４２Ａをアーム部３６Ａの外周に封着することにより、スリット４１を封止する。

電動パワーステアリング装置３０は、電動モータ３１がボールねじ軸３３を回転したとき、ボールねじ軸３３に螺合するボールナット３６がスリット４１に回り止めされて左右動し、ボールナット３６の左右動が連結リンク３８、３９を介して操舵アーム３７を左右に旋回させ、ひいては推進機本体２５を左右に転舵可能にする。

更に、電動パワーステアリング装置３０は、電動モータ３１を駆動制御する制御手段（ＥＣＵ）５０を有する。制御手段５０は、バッテリ５１から電源供給線を介して電源供給され、ステアリングハンドル１１の操作量（操舵角）を検出するポテンショメータ等からなる操作量検出センサ５２と、推進機本体２５のエンジン回転数を検出する回転数検出センサ５３とからそれらの検出信号供給線を介して検出結果を供給される。

制御手段５０は、操作量検出センサ５２の検出結果に基づいて、電動モータ３１の回転方向と回転角がステアリングハンドル１１の操舵方向と操舵角に応動するように制御する。これにより、ステアリングハンドル１１の操舵方向と操舵角に応じて推進機本体２５が転舵され、船舶１０が旋回する。

制御手段５０は、回転数検出センサ５３の検出結果に基づいて、電動モータ３１の駆動力（電動モータ３１が推進機本体２５に付与する操舵力）を、エンジン回転数が低いときには小駆動力に制御し、エンジン回転数が高いときには大駆動力に制御する。これにより、エンジン回転数が低いときには推進機本体２５に小操舵力を付与し、エンジン回転数が高いときには推進機本体２５に大操舵力を付与する。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)ボールねじ軸３３をチルト軸２２の上部に配置したから、ボールねじ軸３３が船内に侵入して占有するスペースを低減し、船内の有効スペースを広くとることができる。

(b)ボールねじ軸３３は回転し、直線ストロークするものでないから、推進機本体２５の幅方向の両側に必要とされるスペースも低減できる。

(c)ボールねじ軸３３に螺合するボールナット３６と、ボールナット３６と推進機本体２５との間に介装されるリンク機構により、該ボールねじ軸３３を推進機本体２５に連結したから、電動パワーステアリング装置３０のコンパクトを図ることができる。

(d)操作量検出センサ５２と回転数検出センサ５３の検出結果に基づいて電動モータ３１を駆動制御する制御手段５０を有するようにした。従って、極めて簡素な構成により、ステアリングハンドル１１の操作量に応じて推進機本体２５を操舵できる。また、電動モータ３１の駆動力に基づいて推進機本体２５に付与する操舵力を、エンジン回転数が低いときには小操舵力にし、エンジン回転数が高いときには大操舵力にする。

また、電動モータ３１をボールねじハウジング３２、ボールねじ軸３３及びギヤハウジング３４の後部（推進機本体２５側）に配置したから、電動モータ３１が船内に侵入するスペースを低減し、電動パワーステアリング装置３０を一層、省スペースかつコンパクトにできる。

尚、船外機２０の電動パワーステアリング装置３０にあっては、電動モータ３１により回転されるボールねじ軸３３を、中空パイプからなるチルト軸２２の中空部に同軸配置しても良い。これによれば、ボールねじ軸３３をチルト軸２２の中空部に配置したから、ボールねじ軸３３が船内に侵入して占有するスペースをなくし、船内の有効スペースを広くとることができる。また、推進機本体２５を最大チルトアップ位置まで傾動しても、電動パワーステアリング装置３０のボールねじ軸３３等が船体に干渉することもない。

また、船外機２０の電動パワーステアリング装置３０にあっては、電動モータ３１をボールねじ軸３３に対し同軸配置しても良い。これによれば、電動パワーステアリング装置３０を一層、省スペースかつコンパクトにできる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、ボールねじ軸３３は台形ねじ軸であっても良い。

また、本発明の船舶推進機は、船外機に限らず、船内外機も含む。

図１は船舶を示す平面図である。図２は電動パワーステアリング装置の制御系統図である。図３は船舶推進機と電動パワーステアリング装置を示す平面図である。図４は船舶推進機の転舵状態を示す平面図である。図５は図３の一側方から視た側面図である。図６は図３の他側方から視た側面図である。

符号の説明

１０船舶
１１ステアリングハンドル
２０船外機（船舶推進機）
２１クランプブラケット
２２チルト軸
２３スイベルブラケット
２４操舵軸
２５推進機本体
３０電動パワーステアリング装置
３１電動モータ
３３ボールねじ軸（駆動軸）
３５動力伝達機構
３６ボールナット
３７操舵アーム
３８、３９連結リンク
５０制御手段
５２操作量検出センサ
５３回転数検出センサ

Claims

船体に固定されるクランプブラケットにチルト軸を介してスイベルブラケットを傾動可能に支持するとともに、スイベルブラケットに操舵軸を介して推進機本体を転舵可能に支持し、
ステアリングハンドルの操作量に応じて電動モータを駆動制御し、電動モータの回転により推進機本体を操舵する船舶推進機の電動パワーステアリング装置において、
電動モータにより回転される駆動軸をチルト軸の上部に並置し、駆動軸と推進機本体とを動力伝達機構により連結してなることを特徴とする船舶推進機の電動パワーステアリング装置。
船体に固定されるクランプブラケットにチルト軸を介してスイベルブラケットを傾動可能に支持するとともに、スイベルブラケットに操舵軸を介して推進機本体を転舵可能に支持し、
ステアリングハンドルの操作量に応じて電動モータを駆動制御し、電動モータの回転により推進機本体を操舵する船舶推進機の電動パワーステアリング装置において、
電動モータにより回転される駆動軸をチルト軸の中空部に同軸配置し、駆動軸と推進機本体とを動力伝達機構により連結してなることを特徴とする船舶推進機の電動パワーステアリング装置。
前記駆動軸をボールねじ軸にて構成し、前記動力伝達機構を、ボールねじ軸に螺合するボールナットと、ボールナットと推進機本体との間に介装されるリンク機構にて構成する請求項１又は２に記載の船舶推進機の電動パワーステアリング装置。
前記電動モータを駆動軸に対し同軸配置する請求項１〜３のいずれかに記載の船舶推進機の電動パワーステアリング装置。
前記ステアリングハンドルの操作量を検出する操作量検出センサと、推進機本体のエンジン回転数を検出する回転数検出センサと、操作量検出センサと回転数検出センサの検出結果に基づいて電動モータを駆動制御する制御手段とを有してなる請求項１〜４のいずれかに記載の船舶推進機の電動パワーステアリング装置。