JP2008126775A

JP2008126775A - 船舶用転舵装置、及び船舶

Info

Publication number: JP2008126775A
Application number: JP2006312228A
Authority: JP
Inventors: Makoto Mizutani; 真水谷; Takashi Uchiyama; 隆嗣内山
Original assignee: Yamaha Marine Co Ltd
Current assignee: Yamaha Marine Co Ltd
Priority date: 2006-11-17
Filing date: 2006-11-17
Publication date: 2008-06-05
Also published as: US8162706B2; US20080119094A1

Abstract

【課題】左右方向に転舵させた船舶推進機を中立位置の方向に転舵させるときに、操作感良く転舵させることができる船舶用転舵装置及び船舶を提供する。
【解決手段】電動モータ２０ａが、左右方向に配設されたネジ棒２１に装着され、このネジ棒２１に沿って電動モータ２０ａが左右方向に移動することで船外機１２を転舵させる船舶において、ネジ棒２１の両端部にスプリング１８ａ，１８ｂを設ける。転舵角が最大転舵角を含む所定角度範囲内にある船外機１２を中立位置の方向に戻す際に、いずれかのスプリング１８ａ，１８ｂが電動モータ２０ａをネジ棒２１の中央方向に押圧し、電動モータ２０ａの転舵トルクをアシストするようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、ステアリングと船外機とを電気的に接続した船舶用転舵装置、及び船舶に関する。

従来からこの種の船舶用転舵装置においては、特許文献１に記載されたようなものがある。即ち、この特許文献１には、船体の外部に、内燃機関、進行用のプロペラ（スクリュー）、舵などを備えた船舶推進機としての船外機が設けられ、船体と船外機との接続部分には、船外機を左右方向に転舵させるための転舵用アクチュエータとしての転舵モータが設けられ、転舵モータと操船席に設けられたハンドルとが信号の送受信が可能な信号ケーブルによって接続されている。ハンドルには回転角センサが設けられ、転舵モータは回転角センサの検知したハンドルの回転方向及び回転角に基づいて回転して船外機を転舵させる。

図１０は、従来の船外機における転舵角と転舵に必要なトルクの関係を示す模式図である。同図は、「図の見方」として示した通り、横軸が転舵角（０が転舵角０°を示し、同位置より右側が右方向転舵角、同位置より左側が左方向転舵角を示す。）、縦軸が転舵に必要なトルクの大きさを示す（船外機を右方向に転舵させる時は同図上側ほどトルクが大きいことを示し、船外機を左方向に転舵させる時は同図下側ほどトルクが大きいことを示す）。そして、舵を切るときに必要なトルクは、右方向に舵を切るとき（縦軸より右側）は図の上側（第一象限）ほど、左方向に舵を切るとき（縦軸より左側）は図の下側（第三象限）ほど大きいことを示す。一方、舵を戻すときに必要な転舵トルクは、右方向から舵を戻すとき（縦軸より右側）は図の下側（第四象限）ほど、左方向から舵を戻すとき（縦軸より左側）は図の上側（第二象限）ほど大きいことを示す。

図１０に示す通り、転舵角０°から右方向に舵を切る場合（同図矢印（１）に示す場合）、及び転舵角０°から左方向に舵を切る場合（同図矢印（３）に示す場合）には、転舵角０°の時が必要なトルクは最大で、転舵角が大きくなるほど必要なトルクは小さくなる。一方、右方向に舵を切った状態から転舵角０°方向に舵を戻す場合（同図矢印（２）に示す場合）、及び左方向に舵を切った状態から転舵角０°方向に舵を戻す場合（同図矢印（４）に示す場合）には、転舵角が大きいほど必要な転舵トルクが大きく、転舵角が小さくなるほど必要な転舵トルクは小さくなる。
特許第２９５９０４４号公報

ここで、船舶の航行中に船舶を旋回させた場合、船外機には転舵した方向に水圧が加わる。そのため、図１０の模式図に示す通り、船外機を左右方向のうち転舵角が大きくなる方向に転舵させる（本明細書において「舵を切る」と称する。）ときよりも、一旦左方向又は右方向に転舵させた船外機を中立位置（船外機の前後方向が船体の前後方向に沿った、転舵角０度の位置のこと。本明細書において同じ。）方向に転舵させる（本明細書において「舵を戻す」と称する。）ときの方が大きな転舵トルクが必要となる。

しかし、引用文献１に記載の発明においては、このような転舵トルクの不均衡に対処するための機構は設けられていないため、舵を切るときよりも舵を戻すときの転舵トルクが大きくなるという問題がある。また、船外機の転舵に必要な転舵トルクは、船外機に設けられたプロペラ（スクリュー）の回転によって生ずるプロペラ回転反力の大きさや向き等によっても相違するため（例えば図１０の模式図に示す通り、一方側に転舵するときの最大転舵トルクＡは、他方側に転舵するときの最大転舵トルクＢよりも大きくなる。）、引用文献１に記載の発明においては、これらの諸条件に起因して、特定方向から舵を戻す際の操作感が良くないという問題もある。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、左右方向に転舵させた船舶推進機を中立位置の方向に転舵させるときに、操作感良く転舵させることができる船舶用転舵装置、及び当該船舶用転舵装置を搭載した船舶を提供することを課題としている。

かかる課題を達成するために、請求項１に記載の発明は、転舵用アクチュエータの駆動力によって、船舶推進機を船体に対して水平方向に回動させて中立位置から左右方向に転舵させる船舶用転舵装置において、前記船舶推進機が前記中立位置に対し左右方向の少なくとも何れか一方に転舵された際に、前記中立位置の方向に所定の付勢力を発生させる転舵アシスト手段を備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記転舵アシスト手段は、前記船舶推進機の転舵角が最大転舵角を含む所定角度範囲内にあるときに前記転舵用アクチュエータに対し前記付勢力を付与することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記転舵アシスト手段は、前記船舶推進機を駆動させた際に生ずるプロペラ回転反力が作用する方向と逆方向に前記付勢力を付与することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項乃至３の何れか一つに記載の構成に加え、軸方向が前記船体の左右方向に沿って配設された軸を備え、該軸の前記軸方向に沿って前記転舵用アクチュエータを移動可能に設置し、前記転舵アシスト手段は、前記軸の端部に配設されて前記転舵用アクチュエータを前記中立位置の方向に押圧する付勢手段であることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れか一つに記載の構成に加え、前記軸に配設された前記転舵用アクチュエータと、該転舵用アクチュエータに取り付けられた連結ブラケットと、該連結ブラケット及び前記船舶推進機の回動中心であるスイベル軸とを備え、前記転舵アシスト手段は、前記転舵用アクチュエータを前記船体の前方方向に平行移動させる付勢手段であることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の何れか一つに記載の構成に加え、前記転舵アシスト手段は、前記船舶推進機の転舵方向に配設され該船舶推進機が転舵された際に前記船舶推進機の一部を押圧する付勢手段であることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項４乃至６の何れか一つに記載の構成に加え、前記付勢手段は、シリンダ及びピストン、ばね、トーションスプリングのうち少なくとも何れか一つによって形成されたことを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項１乃至７の何れか一つに記載の構成に加え、前記転舵用アクチュエータは電動アクチュエータであることを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項１乃至８の何れか一つに記載の船舶用転舵装置を搭載した船舶であることを特徴とする。

上記請求項１に記載の発明によれば、船舶用転舵装置において、船舶推進機が中立位置に対し左右方向の少なくとも何れか一方に転舵された際に、中立位置の方向に所定の付勢力を発生させる転舵アシスト手段を備えたことにより、船舶推進機の舵を切ったのち中立位置の方向に舵を戻す際に、転舵アシスト手段が転舵用アクチュエータと同じ方向に付勢力を発生させて、転舵用アクチュエータの負荷を減らすことができる。これにより、左右方向に転舵させた船舶推進機を中立位置の方向に転舵させるときに、操作感良く転舵させることができる。

請求項２に記載の発明によれば、船舶推進機の転舵角が最大転舵角を含む所定角度範囲内にあるときに転舵用アクチュエータに対し付勢力を付与することにより、船舶推進機を転舵させるために必要な転舵トルク量が最大又は最大近傍になる時点において転舵用アクチュエータの転舵トルクをアシストし、転舵用アクチュエータの転舵トルクを低減させることができる。これにより、左右方向に転舵させた船舶推進機を中立位置の方向に転舵させるときに、一層操作感良く転舵させることができる。

請求項３に記載の発明によれば、転舵アシスト手段は、船舶推進機を駆動させた際に生ずるプロペラ回転反力が作用する方向と付勢力を付与することにより、船舶推進機を転舵させるために必要な転舵トルク量が最大となる転舵方向において転舵用アクチュエータの転舵トルクをアシストし、転舵用アクチュエータの転舵トルクを低減させることができる。これにより、左右方向に転舵させた船舶推進機を中立位置の方向に転舵させるときに、一層操作感良く転舵させることができる。

請求項４に記載の発明によれば、軸方向が船体の左右方向に沿って配設された軸を備え、軸の軸方向に沿って転舵用アクチュエータを移動可能に設置し、転舵アシスト手段は、軸の端部に配設されて転舵用アクチュエータを中立位置の方向に押圧する付勢手段であることにより、軸に沿って船体の左右方向に転舵用アクチュエータを移動させて船舶推進機を転舵させる船舶用転舵装置において、簡易な構成で確実に転舵用アクチュエータにアシスト力を付与することを可能とし、転舵用アクチュエータの転舵トルクを低減させることができる。これにより、左右方向に転舵させた船舶推進機を中立位置の方向に転舵させるときに、一層操作感良く転舵させることができる。

請求項５に記載の発明によれば、軸に配設された転舵用アクチュエータと、該転舵用アクチュエータに取り付けられた連結ブラケットと、連結ブラケット及び船舶推進機の回動中心であるスイベル軸とを備え、転舵アシスト手段は、転舵用アクチュエータを船体の前方方向に平行移動させる付勢手段であることにより、転舵用アクチュエータが軸の端部側に移動するほど付勢手段の付勢によって転舵用アクチュエータが船体前方に移動する。そして、転舵トルクが大きくなるほど転舵用アクチュエータとスイベル軸との距離が長くなり、舵を戻すときの転舵用アクチュエータの転舵トルクを低減させることができる。これにより、左右方向に転舵させた船舶推進機を中立位置の方向に転舵させるときに、一層操作感良く転舵させることができる。

請求項６に記載の発明によれば、転舵アシスト手段は、船舶推進機の転舵方向に配設され船舶推進機が転舵された際に船舶推進機の一部を押圧する付勢手段であることにより、転舵用アクチュエータを直接押圧するための特段の構成を付加することなく、簡易な構成で転舵用アクチュエータにアシスト力を付与することを可能とし、転舵用アクチュエータの転舵トルクを低減させることができる。これにより、左右方向に転舵させた船舶推進機を中立位置の方向に転舵させるときに、一層操作感良く転舵させることができる。

請求項７に記載の発明によれば、付勢手段は、シリンダ及びピストン、ばね、トーションスプリングのうち少なくとも何れか一つによって形成されたことにより、付勢部材を機械的構成によって形成することができる。これにより、簡易な構成で確実に転舵用アクチュエータにアシスト力を付与することが可能となる。

請求項８に記載の発明によれば、転舵用アクチュエータは電動アクチュエータであることにより、電力によって駆動するアクチュエータにおいて、左右方向に転舵させた船舶推進機を中立位置の方向に転舵させるときに、操作感良く転舵させることができる。

請求項９に記載の発明によれば、上記効果を有する船舶用転舵装置が搭載された船舶を提供できる。

以下、この発明の実施の形態について説明する。
（発明の実施の形態１）

図１乃至図３には、この発明の第１の実施の形態を示す。

まず構成を説明すると、この第１の実施の形態の船舶は、図１に示すように、船体１０の船尾板１１に「船舶推進装置」としての船外機１２がクランプブラケット１３を介して取り付けられ、この船外機１２は、上下方向に沿うスイベル軸（操舵ピボット軸）１４廻りに回転可能となっている。

このスイベル軸１４の上端部には、ステアリングブラケット１５が固定され、このステアリングブラケット１５の前端部１５ａに舵切り装置１６ａが連結され、この舵切り装置１６ａが、操船席に配設されたハンドル１７により操作されて駆動されるようになっている。

その舵切り装置１６ａは、図２に示すように、「転舵用アクチュエータ」及び「電動アクチュエータ」としての例えばＤＤ（Direct Drive）型電動モータ２０ａを有し、この電動モータ２０ａが、左右方向に配設された「軸」としてのネジ棒２１に装着され、このネジ棒２１に沿って左右方向に移動するように構成されている。

そのネジ棒２１は、両端部が左右一対の支持部材２２に支持され、これら支持部材２２は、チルト軸２３に支持されている。

そして、その電動モータ２０ａには、連結ブラケット２４が後方に向けて突設され、この連結ブラケット２４とステアリングブラケット１５とが連結ピン２５を介して連結されている。

これにより、電動モータ２０ａが駆動して、ネジ棒２１に対して左右方向に移動することにより、連結ブラケット２４及びステアリングブラケット１５を介して船外機１２が、スイベル軸１４を中心として回動するように構成されている。

ネジ棒２１の両端部には、それぞれ「転舵アシスト手段」及び「付勢手段」としてのスプリング１８ａ，１８ｂが配設されている。スプリング１８ａ，１８ｂは内径がネジ棒２１より若干大きなコイルばねであって、支持部材２２の両端部とネジ棒２１の両端部近傍にそれぞれ配設された円環状のストッパ１９ａ，１９ｂとの間に挟持されている。「転舵アシスト手段」及び「付勢手段」をスプリング１８ａ，１８ｂという機械的構成によって形成したことにより、簡易な構成で確実に電動モータ２０ａにアシスト力を付与できる。

スプリング１８ａ，１８ｂの弾力は、船外機１２の舵を戻す際のプロペラ回転反力が大きくなる側は、プロペラ回転反力が小さくなる側よりも大きくなるように設定されている。

スプリング１８ａ，１８ｂの弾力の大きさは、電動モータ２０ａに要求される転舵トルク量に基づいて設定されている。具体的には、舵を戻す際のプロペラ回転反力が大きくなる側のスプリング（ここではスプリング１８ａ）の弾力は、舵を戻す際のプロペラ回転反力が小さくなる側のスプリング（ここではスプリング１８ｂ）よりも、一方側の最大転舵トルクから他方側の最大転舵トルクを引いた分（例えば図７において、一方側の最大転舵トルクＡから他方側の最大転舵トルクＢを引いた分）だけ大きくなり、電動モータ２０ａの転舵トルクの不均衡が是正されるように設定されている。

さらに、スプリング１８ａ，１８ｂの弾力は、船外機１２や船体１０の重量等、船外機１２を転舵させるとき電動モータ２０ａの転舵トルクに影響を及ぼす物理量にも基づいて設定されている。具体的には、船外機１２や船体１０の重量が大きいほど、スプリング１８ａ，１８ｂの弾力は大きく設定される。

なお、この実施の形態では直接関係しないが、船体１０に船外機１２を複数設けた船舶に本発明を適用する場合は、各船外機の船体に対する設置位置もスプリング１８ａ，１８ｂの弾力設定の基となる物理量として用いられる。具体的には、各船外機が船尾板１１の内側寄りに設けられている場合にはスプリング１８ａ，１８ｂの弾力は小さく設定され、逆に、船尾板１１の外側寄りに設けられている場合にはスプリング１８ａ，１８ｂの弾力は大きく設定される。

一方、ハンドル１７は、図１に示すように、ハンドル軸２６に固定され、このハンドル軸２６の基端部にハンドル制御部２７が設けられ、このハンドル制御部２７には、ハンドル１７の操舵角を検出するハンドル操舵角センサ２８及び、ハンドル１７の操作時にこのハンドル１７に対して所望の反力を付与する反力モータ２９が設けられている。

このハンドル制御部２７が、信号ケーブル３０を介して制御装置（ＥＣＵ Engine Control Unit）３１に接続され、この制御装置３１が舵切り装置１６ａの電動モータ２０ａに接続され、この制御装置３１にハンドル操舵角センサ２８からの信号が入力され、この制御装置３１にて電動モータ２０ａが制御駆動されると共に、この制御装置３１にて反力モータ２９が制御されるように構成されている。

その制御装置３１には、船体１０の各所や船外機１２に設けられた各種検知手段３２から、ハンドル１７の操舵状態、船外機１２の転舵状態、船体１０の走行状態等の検知信号が供給される。この各種検知手段３２は、例えば、ハンドル操作に従った転舵に必要な転舵トルクを検出するトルクセンサ、船外機１２の現在の操舵角度、操舵速度、操舵方向を検出する船外機操舵角センサ、ハンドル操作に従った転舵の転舵角度偏差を検出する偏差検出手段、船舶の喫水位置や重量を検出する重量検出手段と、船舶のトリム角を検出するトリム角センサ、船舶の速度、加速度、推力、船外機１２の出力等を検出する速度センサ等により構成されている。

さらに、制御装置３１には、船外機１２の数量、船外機１２の船舶に対する搭載位置、船外機１２に設けられたプロペラ３３（図３参照）の回転方向の情報を記憶しこれらの情報を制御装置３１の要求に基づいて出力する操舵記憶手段３４が接続されている。勿論、操舵記憶手段３４は制御装置３１に内蔵されていても良い。

次に、この実施の形態の作用について説明する。

まず、操船者によってハンドル１７が所定量回転されるとハンドル操舵角センサ２８や各種検知手段３２の検知信号が制御装置３１に信号が送られ、更に各種検知手段３２から検知信号や各種信号が制御装置３１に送られる。制御装置３１は、これらの検知信号や各種情報、更に及び操舵記憶手段３４に記憶された各種情報に基づいて、船外機１２の転舵に必要な転舵トルク、ハンドル操作に基づく操舵の操舵角度、操舵速度、操舵方向等を算出する。制御装置３１は、これらの信号や算出結果に基づいて電動モータ２０ａを回動させる。電動モータ２０ａが回動すると、ネジ棒２１に沿って左右方向に移動し、船外機１２がスイベル軸１４を中心に回動して向きを変える。

例えば、船外機１２について、左側（図２の下側）一杯に舵を切る場合を考える。ハンドル１７が左側に切られると、電動モータ２０ａが一方側に回動しネジ棒２１上を右側（図２の上側）に移動してネジ棒２１の右端近傍まで移動する。このとき、電動モータ２０ａとストッパ１９ａとが接触する接触範囲α_１１において、電動モータ２０ａの端部がスプリング１８ａを押圧する。この状態から船外機１２の舵を戻すためにハンドル１７を右側に切ると、電動モータ２０ａが他方側に回動する。このとき、接触範囲α_１１において、電動モータ２０ａにはスプリング１８ａの弾力が加わる。そして、電動モータ２０ａは自身の回動力に加えてスプリング１８ａの弾力によってネジ棒２１上を中央方向に移動することになる。一方、船外機１２について右側一杯に舵を切った後に舵を戻す場合は、接触範囲α_２１において、電動モータ２０ａは自身の回動力に加えてスプリング１８ｂの弾力によってネジ棒２１を中央方向に移動する。

以上、この実施の形態においては、ネジ棒２１の端部に電動モータ２０ａをネジ棒２１の軸方向に押圧するスプリング１８ａ，１８ｂを設けたことにより、ネジ棒２１に沿って左右方向に電動モータ２０ａを移動させて船外機１２を転舵させる構成において、簡易な構成で確実に電動モータ２０ａにアシスト力を付与することが可能となる。

また、この実施の形態においては、電動モータ２０ａがネジ棒２１の端部における接触範囲α_１１，α_２１、即ち船外機１２の転舵角が最大転舵角を含む所定角度範囲内にあるときに、スプリング１８ａ，１８ｂは電動モータ２０ａに対してアシスト力を付与することにより、船外機１２において舵を戻すために必要な転舵トルク量が最大又は最大近傍になる時点において電動モータ２０ａの転舵トルクをアシストすることができる。

また、この実施の形態においては、スプリング１８ａ，１８ｂのうち一方は、船外機１２において舵を戻す際のプロペラ回転反力が大きくなる側においてアシスト力を付与することにより、船外機１２の舵を戻すために必要な転舵トルク量が最大となる転舵方向において電動モータ２０ａの転舵トルクをアシストできる。

また、この実施の形態においては、スプリング１８ａ，１８ｂのアシスト力は、船外機１２の舵を戻す際の転舵トルクや、転舵トルクに影響を与える物理量としての船体１０及び船外機１２の重量に基づいて設定されていることにより、スプリング１８ａ，１８ｂの弾性力を、電動モータ２０ａに的確なアシスト力が付与されるように設定する。

図４は、この実施の形態に係る船外機１２の転舵角と転舵に必要なトルクの関係を示す模式図である。同図は、船外機１２の転舵角と転舵に必要なトルクの関係を、前述した図１０の模式図と同様に示したものである。

この図４の模式図に示すように、左右方向に転舵させた船外機１２の舵を戻すとき、一方側から転舵する際の転舵トルクと他方側から転舵する際の転舵トルクの不均衡を是正することができる。

そして、この実施の形態においては、船外機１２の舵を戻すときの電動モータ２０ａの負荷を減らすことができる。具体的には、図４の模式図に示すように、接触範囲α_１１（図２参照）の角度α_１、接触範囲α_２１（図２参照）の角度α_２において電動モータ２０ａにスプリング１８ａ，１８ｂのアシスト力が加わった結果、舵を戻す際のトルクの値Ｔ_１はアシスト力なしで舵を戻す場合のトルクの値Ｔ_２よりも減少する。これにより、左右方向に転舵させた船外機１２を中立位置の方向に転舵させるときに、操作感良く転舵させることができる。

なお、この実施の形態においてはネジ棒２１の両端部にスプリング１８ａ，１８ｂを設ける構成としたが、船外機１２の舵を戻す際のプロペラ回転反力が大きくなる側のみにスプリングを設ける構成としてもよい。
（発明の実施の形態２）

図５に、この発明の第２の実施の形態を示す。

この実施の形態においては、実施の形態１の船舶における舵切り装置１６ａに代えて図５に示す舵切り装置１６ｂが設けられている。同図に示す通り、舵切り装置１６ｂの電動モータ２０ｂの両端部には押圧突起部４１ａ，４１ｂが設けられている。押圧突起部４１ａ，４１ｂは内径がネジ棒２１の外径よりもやや大きい略円筒形であり、ネジ棒２１に挿通されている。

また、この実施の形態においては、支持部材２２の両端部にはそれぞれシリンダ４２ａ，４２ｂが設けられ、シリンダ４２ａ，４２ｂの内部にはそれぞれピストン４３ａ，４３ｂが配設され、シリンダ４２ａ，４２ｂ及びピストン４３ａ，４３ｂは「付勢部材」を形成している。シリンダ４２ａ，４２ｂはネジ棒２１の外形よりも内径の大きな略円筒形であって、軸方向がネジ棒２１の軸方向に沿った形でそれぞれ内側に突設されている。ピストン４３ａ，４３ｂは、内径がネジ棒２１の外径に略等しく、外径がシリンダ４２ａ，４２ｂの内径に略等しい円環状に形成されている。ピストン４３ａ，４３ｂは、シリンダ４２ａ，４２ｂの内部をシリンダ４２ａ，４２ｂ及びネジ棒２１の軸方向に摺動可能となっている。「付勢手段」をシリンダ４２ａ，４２ｂ及びピストン４３ａ，４３ｂという機械的構成によって形成したことにより、簡易な構成で確実に電動モータ２０ｂにアシスト力を付与できる。

シリンダ４２ａ，４２ｂの内部はそれぞれ空隙部４４ａ，４４ｂに形成され、この空隙部４４ａ，４４ｂには、圧縮空気など、大気圧よりも高圧の気体が封入されている。

空隙部４４ａ，４４ｂに封入された空気圧は、実施の形態１のスプリング１８ａ，１８ｂの弾力と同様、電動モータ２０ｂに要求される転舵トルク量に基づいて設定されている。具体的には、舵を戻す際のプロペラ回転反力が大きくなる側のシリンダ（ここではシリンダ４２ａ）における空隙部（ここでは空隙部４４ａ）の空気圧は、舵を戻す際のプロペラ回転反力が小さくなる側のシリンダ（ここではシリンダ４２ｂ）における空隙部（ここでは空隙部４４ｂ）よりも、一方側の最大転舵トルクから他方側の最大転舵トルクを引いた分（例えば図８に示す、最大転舵トルクＡから最大転舵トルクＢを引いた分）だけ大きくなり、電動モータ２０ｂの転舵トルクの不均衡が是正されるように設定されている。

さらに、空隙部４４ａ，４４ｂの空気圧は、船外機１２や船体１０の重量等、船外機１２を転舵させるとき電動モータ２０ｂの転舵トルクに影響を及ぼす物理量にも基づいて設定されている。

その他の構成は実施の形態１に係る発明と同じである。

次に、この実施の形態の作用について説明する。

ハンドル１７が切られ、制御装置３１の制御に基いて電動モータ２０ｂが回動してネジ棒２１に沿って左右方向に移動すると、船外機１２がスイベル軸１４を中心に回動して向きを変える。

実施の形態１と同様に、例えば、船外機１２を左側（図５の下側）一杯に転舵する場合を考える。ハンドル１７が左側に切られ、電動モータ２０ｂがネジ棒２１の右端近傍まで移動すると、押圧突起部４１ａがシリンダ４２ａの内部に挿入され、押圧突起部４１ａがシリンダ４２ａに接触してシリンダ４２ａをネジ棒２１の端部方向に押圧する。この状態からハンドル１７を右側に切ると、電動モータ２０ｂは中央方向に移動を開始するが、押圧突起部４１ａとシリンダ４２ａとが接触する接触範囲α_１２においてこのとき電動モータ２０ｂにはピストン４３ａを介して空隙部４４ａ内の気圧に基づく弾力が加わる。そして、ネジ棒２１の端部近傍にある電動モータ２０ｂを中央方向に戻すとき（即ち、船外機１２を最大転舵角まで転舵した状態から中立位置の方向に戻すとき）は、接触範囲α_１２において電動モータ２０ｂは自身の回動力に加え、ピストン４３ａの弾力によってネジ棒２１上を中央方向に移動する。同様に、ネジ棒２１の他方側の接触範囲α_１２においても、電動モータ２０ｂは自身の回動力に加え、ピストン４３ｂの弾力によってネジ棒２１上を中央方向に移動する。

この実施の形態においても実施の形態１と同様の作用を奏し、船外機１２の舵を戻すときの電動モータ２０ｂの負荷を減らし、左右方向に転舵させた船舶推進機を中立位置の方向に転舵させるときに、操作感良く転舵させることができる。
（発明の実施の形態３）

図６に、この発明の実施の形態を示す。

この実施の形態においては、実施の形態１の舵切り装置１６ａに代えて舵切り装置１６ｃが設けられている。舵切り装置１６ｃは、電動モータ２０ａに代えて電動モータ２０ｃが設けられ、ネジ棒２１を支持する一対の支持部材２２に代えて、「付勢手段」としての一対の支持部材５１が設けられている。支持部材５１は、連結部本体５２ａと略円柱状の支柱部５２ｂと支柱部５２ｂの周囲に配設されたスプリング５２ｃとからなる。支柱部５２ｂは連結部本体５２ａの内部に挿脱されることにより前後方向（図６における左右方向）に伸縮自在に形成され、スプリング５２ｃはネジ棒２１とクランプブラケット１３とを前後方向に付勢している。電動モータ２０ｃの上部には連結ブラケット５３の一端部が連結され、連結ブラケット５３の他端部は連結ピン５４を介してステアリングブラケット１５に連結されている。

その他の構成は実施の形態１と同じである。

次に、この実施の形態の作用について説明する。

ハンドル１７が切られ、制御装置３１の制御に基いて電動モータ２０ｃが回動してネジ棒２１に沿って左右方向に移動すると、船外機１２がスイベル軸１４を中心に回動して向きを変える。

ここで、ネジ棒２１とクランプブラケット１３とはスプリング５２ｃの付勢力によって離間方向に押圧されているので、電動モータ２０ｃがネジ棒２１の端部寄りに移動するほど支持部材５１の支柱部５２ｂが前後方向に伸長する。その結果、電動モータ２０ｃから転舵時の回動中心であるスイベル軸１４（図６に図示せず）までの距離が長くなる。従って、船外機１２の転舵角度が大きいほど電動モータ２０ｃは回動中心から遠距離でステアリングブラケット１５に回動力を付与することになる。換言すれば、船外機１２の転舵角が大きいほど電動モータ２０ｃに瞬時に加わる負荷が軽減され、舵を戻すときの（単位時間当たりに必要な）電動モータ２０ｃの転舵トルクが低減する。
（発明の実施の形態４）

図７に、この発明の実施の形態を示す。

この実施の形態においては、実施の形態１の舵切り装置１６ａに代えて舵切り装置１６ｄが設けられている。舵切り装置１６ｄは、ステアリングブラケット１５に代えてステアリングブラケット６１が設けられている。このステアリングブラケット６１は、船外機１２の舵を戻す時のプロペラ回転反力が他方に比べて大きくなる側である一側側に、「付勢手段」としてのスプリング６２が設けられている。スプリング６２はコイルばねであって一端部がステアリングブラケット６１に固着されている。また、ステアリングブラケット６１の下方に設けられたスイベル１４ａには、ステアリングブラケット６１が一杯まで回動した際にスプリング６２が当接する位置にストッパ６３が突設されている。

スプリング６２の弾力は、電動モータ２０ａ（図７に図示せず）に要求される転舵トルク量に基づいて設定されている。具体的には、スプリング６２の弾力は、一方側の最大転舵トルクから他方側の最大転舵トルクを引いた分（例えば図８において、一方側の最大転舵トルクＡから他方側の最大転舵トルクＢを引いた分）の大きさに設定されている。

それ以外の構成は実施の形態１と同じである。

次に、この実施の形態の作用について説明する。

船外機１２を他方側（図７の右側）一杯に舵を切る場合、ハンドル１７が他方側に切られると、電動モータ２０ａが一方側（図７における左側）に回動しネジ棒２１上を左側に移動してネジ棒２１の左端近傍まで移動する。このとき、ストッパ６３がスプリング６２に当接し、ストッパ６３とスプリング６２と接触する接触範囲α_１３において、スプリング６２の弾力がストッパ６３に加わる。そして、ネジ棒２１の左端部近傍にある電動モータ２０ａを中央方向に戻すとき（即ち、船外機１２を最大転舵角まで転舵した状態から舵を戻すとき）は、接触範囲α_１３において、電動モータ２０ａは自身の回動力に加え、スプリング６２の弾力によってネジ棒２１上を中央方向に移動する。

以上、この実施の形態においては、電動モータ２０ａを直接押圧するための特段の構成を付加することなく、船外機１２の舵を戻すときの電動モータ２０ａの負荷を減らし、また、左右方向に転舵させた船舶推進機を中立位置の方向に転舵させるときに、操作感良く転舵させることができる。

なお、上記実施の形態４においては、スプリング６２及びストッパ６３を転舵時の転舵トルクが大きくなる一方側にのみ設けたが、スプリング及びストッパを他方側にも設け、双方の転舵トルクが最大になる際の電動モータ２０ａに加わる負荷を軽減することもできる。
（発明の実施の形態５）

図８に、この発明の第５の実施の形態を示す。

この実施の形態においては、実施の形態１の船舶におけるステアリングブラケット１５に代えて、ステアリングブラケット７１が設けられている。このステアリングブラケット７１は、スイベル軸側の第一部材７２の一端部と連結ブラケット２４側の第二部材７３の一端部とが、「付勢手段」としてのスプリング７４によって連結されている構成を有する。このスプリング７４はコイルばねであって、高い弾力を有すると共に、第一部材７２と第二部材７３とが離間する方向に引っ張る引張り力に対し高い戻り方向の付勢力を有する。尚、同様の機能を有するものであれば、「付勢手段」をコイルばね以外のスプリングや、スプリング以外の弾性体で形成してもよい。

その他の構成は実施の形態１に係る発明と同じである。

次に、この実施の形態の作用について説明する。

ハンドル１７が切られ、制御装置３１の制御に基いて電動モータ２０ａ（図８には図示せず）が回動してネジ棒２１（図８には図示せず）に沿って左右方向に移動すると、船外機１２がスイベル軸１４を中心に回動して向きを変える。このとき、電動モータ２０とスイベル軸１４との間に介在するステアリングブラケット７１には第一部材７２と第二部材７３とが離間する方向に引っ張る引張り力が加わり、この引張り力によってスプリング７４が伸張する。これにより、スプリング７４には付勢力が生じる。この付勢力によって第二部材７３には引張り力と同じ方向（図８における斜め左上方向）に力Ｆ１が働き、この力Ｆ１が、ネジ棒２１に装着されている電動モータ２０ａにおいては、ネジ棒２１の中央方向に向かう分力Ｆ２として作用する。従って、舵を切った後に舵を戻す場合は、電動モータ２０ａは自身の回動力に加えて分力Ｆ２によってネジ棒２１を中央方向に移動する。

以上、この実施の形態においては、ステアリングブラケット７１を軸方向に伸縮させるコイルばね７４を設けたことにより、ネジ棒２１に沿って左右方向に電動モータ２０ａを移動させて船外機１２を転舵させる構成において、簡易な構成で確実に電動モータ２０ａにアシスト力を付与することが可能となる。
（発明の実施の形態６）

図９に、この発明の第６の実施の形態を示す。

この実施の形態においては、実施の形態１の船舶における連結ブラケット２４に代えて、連結ブラケット８１が設けられている。この連結ブラケット８１は、ステアリングブラケット１５側の第一部材８２の一端部と電動モータ２０ａ（図９に図示せず）側の第二部材８３の一端部とが、「付勢手段」としてのスプリング８４によって連結されている構成を有する。このスプリング８４はコイルばねであって高い弾力を有すると共に、第一部材８２と第二部材８３とが離間する方向に引っ張る引張り力に対し高い戻り方向の付勢力を有する。尚、同様の機能を有するものであれば、「付勢手段」をコイルばね以外のスプリングや、スプリング以外の弾性体で形成してもよい。

その他の構成は実施の形態１に係る発明と同じである。

次に、この実施の形態の作用について説明する。

ハンドル１７が切られ、制御装置３１の制御に基いて電動モータ２０ａが回動してネジ棒２１（図９に図示せず）に沿って左右方向に移動すると、船外機１２がスイベル軸１４を中心に回動して向きを変える。このとき、電動モータ２０ａとスイベル軸１４との間に介在する連結ブラケット８１には第一部材８２と第二部材８３とが離間する方向に引っ張る引張り力が加わり、この引張り力Ｆ１１によってスプリング８４が伸張する。これにより、スプリング８４には付勢力が生じる。この付勢力によって第一部材８２には引張り力と逆方向（図９における下方向）に力Ｆ１１が働き、この力Ｆ１１が、ステアリングブラケット１５においては、スイベル軸１４を中心に戻り方向（図９に示す下方向）に回動するモーメントＭとして作用する。このモーメントＭは、電動モータ２０ａに対してネジ軸の中央方向に向かう分力Ｆ１２として作用する。従って、舵を切った後に舵を戻す場合は、電動モータ２０ａは自身の回動力に加えて分力Ｆ１２によってネジ棒２１を中央方向に移動する。

以上、この実施の形態においては、連結ブラケット８１を軸方向に伸縮させるスプリング８４を設けたことにより、ネジ棒２１に沿って左右方向に電動モータ２０ａを移動させて船外機１２を転舵させる構成において、簡易な構成で確実に電動モータ２０ａにアシスト力を付与することが可能となる。

上記実施の形態１、２、４においては、付勢手段をシリンダ及びピストン、又はばねによって形成したが、トーションスプリングによって形成することもできる。

上記各実施においては、転舵モータ２０ａ，２０ｂ，２０ｃに加わる負荷を軽減させる構成を１つずつ設けたが、これら各実施の形態にて設けた構成のうち２つ以上を組み合わせて設け、電動モータ２０ａ，２０ｂ，２０ｃに加わる負荷を一層軽減させてもよい。

上記各実施の形態では、「転舵用アクチュエータ」を「電動アクチュエータ」としての電動モータ２０ａ，２０ｂ，２０ｃによって形成したが、これに限定されず、「転舵用アクチュエータ」を、電力以外の動力によって駆動するアクチュエータによって形成してもよい。

上記各実施の形態では、電動モータ２０ａ，２０ｂ，２０ｃが配設された「軸」をネジ棒２１によって形成したが、「転舵用アクチュエータ」を配設するための、ネジ棒２１以外の「軸」を用いてもよい。

上記各実施の形態では、「船舶推進装置」について船外機１２を適用したが、これに限らず、船内外機でも良いことは勿論である。

上記各実施の形態は例示であり、本発明が上記各実施の形態にのみ限定されることを意味するものではないことは、いうまでもない。

この発明の第１の実施の形態に係る船舶の平面図である。同実施の形態に係る船舶の舵取り装置の、一部を断面図として表した拡大平面図である。同実施の形態に係る船舶の制御系統の機能ブロック図である。同実施の形態に係る船外機の転舵角と転舵に必要なトルクの関係を示す模式図である。この発明の第２の実施の形態に係る船舶の舵取り装置の、一部を断面図として表した拡大平面図である。この発明の第３の実施の形態に係る船舶の舵取り装置の部分拡大側面図である。この発明の第４の実施の形態に係る船舶の舵取り装置の部分拡大平面図である。この発明の第５の実施の形態に係る船舶の舵取り装置の部分拡大平面図である。この発明の第６の実施の形態に係る船舶の舵取り装置の部分拡大平面図である。従来の船外機における転舵角と転舵に必要なトルクの関係を示す模式図である。

符号の説明

10 船体
12 船外機（船舶推進機）
14 スイベル軸
15,61 ステアリングブラケット
18a,18b スプリング（転舵アシスト手段、付勢手段）
20a,20b,20c 電動モータ（転舵用アクチュエータ、電動アクチュエータ）
21 ネジ棒（軸）
22,53 連結ブラケット
42a,42b シリンダ（転舵アシスト手段、付勢手段）
43a,43b ピストン（転舵アシスト手段、付勢手段）
51 支持部材（転舵アシスト手段、付勢手段）
62,74,84 スプリング（転舵アシスト手段、付勢手段）

Claims

転舵用アクチュエータの駆動力によって、船舶推進機を船体に対して水平方向に回動させて中立位置から左右方向に転舵させる船舶用転舵装置において、
前記船舶推進機が前記中立位置に対し左右方向の少なくとも何れか一方に転舵された際に、前記中立位置の方向に所定の付勢力を発生させる転舵アシスト手段を備えたことを特徴とする船舶用転舵装置。
前記転舵アシスト手段は、前記船舶推進機の転舵角が最大転舵角を含む所定角度範囲内にあるときに前記転舵用アクチュエータに対し前記付勢力を付与することを特徴とする請求項１に記載の船舶用転舵装置。
前記転舵アシスト手段は、前記船舶推進機を駆動させた際に生ずるプロペラ回転反力が作用する方向と逆方向に前記付勢力を付与することを特徴とする請求項１又は２に記載の船舶用転舵装置。
軸方向が前記船体の左右方向に沿って配設された軸を備え、
該軸の前記軸方向に沿って前記転舵用アクチュエータを移動可能に設置し、
前記転舵アシスト手段は、前記軸の端部に配設されて前記転舵用アクチュエータを前記中立位置の方向に押圧する付勢手段であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載の船舶用転舵装置。
前記軸に配設された前記転舵用アクチュエータと、該転舵用アクチュエータに取り付けられた連結ブラケットと、該連結ブラケット及び前記船舶推進機の回動中心であるスイベル軸とを備え、
前記転舵アシスト手段は、前記転舵用アクチュエータを前記船体の前方方向に平行移動させる付勢手段であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載の船舶用転舵装置。
前記転舵アシスト手段は、前記船舶推進機の転舵方向に配設され該船舶推進機が転舵された際に前記船舶推進機の一部を押圧する付勢手段であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一つに記載の船舶用転舵装置。
前記付勢手段は、シリンダ及びピストン、ばね、トーションスプリングのうち少なくとも何れか一つによって形成されたことを特徴とする請求項４乃至６の何れか一つに記載の船舶用転舵装置。
前記転舵用アクチュエータは電動アクチュエータであることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一つに記載の船舶用転舵装置。
請求項１乃至８の何れか一つに記載の船舶用転舵装置を搭載したことを特徴とする船舶。