JP2739208B2

JP2739208B2 - 船外機付ボートのパワーステアリング装置

Info

Publication number: JP2739208B2
Application number: JP14865188A
Authority: JP
Inventors: 克邦加太; 文一杉本; 学山田; 正樹吉田
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1988-06-16
Filing date: 1988-06-16
Publication date: 1998-04-15
Anticipated expiration: 2013-04-15
Also published as: JPH01314695A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、エンジンを搭載した船外機の操舵を、電
動モータでパワーアシストするようにしたパワーステア
リング装置に関する。

（従来の技術）従来の船外機の操舵は、すべて手動にておこなわれて
いたが、この手動操舵機構を示したのが第８図である。

この第８図において１は船体で、その船尾にブラケッ
ト２を固定している。３はブラケット２に固定した筒状
のガイド部材で、船尾の縁に対して平行に配置してい
る。４はこのガイド部材３に摺動自在に内装したスライ
ド部材で、その一端にはステアリングケーブル５の一端
を連結している。６はステアリングケーブル５を巻回す
る巻回部材で、ハンドル７の回転軸８の先端に固定して
いる。９は上記スライド部材４の他端に連結したリンク
部材、10は上記ブラケット２に揺動自在に取り付けた揺
動レバーで、上記リンク部材９の先端を揺動レバー10の
先端に回動自在に連結している。11は船尾に回動自在に
設けた船外機で、上記船外機11に設けたブラケット12に
上記揺動レバー10を固定している。このようにした船外
機11は、そのエンジン搭載部11aを水上に位置させると
ともに、図示していないスクリューを水中に位置させる
ようにしている。

しかして、ハンドル７を回してステアリングケーブル
５を巻回部材６に巻き込んだり、あるいはそこから導出
したりすると、それにともなってスライド部材４が往復
動作する。そして、スライド部材４が往復動作すると、
その往復動がリンク部材９を介して揺動レバー10に伝達
され、当該レバー10が揺動する。

上記のように揺動レバー10が揺動すれば、船外機11も
揺動するもので、ハンドル７を回せば、その回転方向に
応じて船外機11も回動し、所望の転舵が可能になるもの
である。

（本発明が解決しようとする問題点）上記のようにマニュアル操舵方式にした従来の装置で
は、次のような問題があった。

すなわち船外機のスクリューの回転反力の作用で、当
該船体１には直進航行を阻害する方向の力が作用する
が、この直進航行を阻害する力の発生をジャイロ効果と
いう。

そして、前進時のジャイロ効果と左右の操舵トルクと
の関係を示したのが第９図である。この第９図からも明
らかなように、左操舵時には、ジャイロ効果に打ち勝つ
だけの操舵トルクを発揮させなければ、左方向に転舵で
きない。また、右操舵時には、ジャイロ効果が加算され
るので、小さな操舵トルクで右方向の転舵が可能にな
る。

結局、この従来の装置では、左右の操舵方向に応じ
て、その操舵トルクすなわちハンドルの重さがアンバラ
ンスになるという問題があった。

また、ハンド操作の重さは、船速にほぼ等しいエンジ
ンの回転数に依存するが、この従来の装置ではエンジン
の回転数に依存して操舵トルクを制御する構成になって
いないので、低速回転時あるいは高速回転時にハンドル
操作が軽くなりすぎるという問題もあった。

この発明の目的は、ジャイロ効果が発生しても左右の
操舵トルクを等しくするとともに、その操舵トルクがエ
ンジンの回転数に依存して自動的に制御されるようにす
ることである。

（問題点を解決する手段）この発明は、ハンドル操作に応じて船外機を回動させ
る船外機付きボートのステアリング装置において、ハン
ドルの操舵トルクを検出する操舵力センサと、船外機の
エンジンの回転数を検出する回転数センサと、船外機を
転舵する力をアシストする電動モータと、この電動モー
タへの電流指令値を制御するとともにエンジンの回転数
に依存するジャイロ効果をキャンセルする逆トルクの出
力値を記憶したコントローラとを備え、上記コントロー
ラが、操舵力センサおよび回転数センサの検出値と上記
逆トルクの出力値とに基づいて上記電動モータへの電流
指令値を制御する点に特徴を有する。

（本発明の作用）この発明は、上記のように構成したので、ハンドルを
回転すれば、それにともなって電動モータが駆動して、
その操舵力をパワーアシストする。

また、コントローラは、ジャイロ効果をキャンセルす
るための逆トルクの出力値と、回転数センサおよび操舵
力センサの検出値とに応じてモータ電流指令値を制御す
る。このようにして電動モータの電流値を制御すれば、
この電流値は電動モータの出力トルクにほぼ比例するの
で、操舵力を制御することができる。

（本発明の効果）この発明の装置によれば、コントローラがジャイロ効
果をキャンセルする信号を出力するとともに、それに応
じて電動モータの出力トルクが制御されるので、たとえ
ジャイロ効果が発生しても、左右の操舵トルクが等しく
なる。

しかも、この電動モータの出力トルクは、エンジンの
回転数にも依存しているので、その航行条件に応じた操
舵トルクを得ることができる。

（本発明の実施例）この発明の実施例を示した第１〜７図において、13は
筒状のギヤケースで、その両端に設けた取り付け片14、
15の先端を上記ブラケット２の両サイドに固定し、当該
ギヤケース13をガイド部材３と平行にしている。16は一
側にラック17を形成したラック部材で、上記ギヤケース
13の両端に設けた軸受18、19で摺動自在に支持されると
ともに、その両端をギヤケース13から突出させている。
そして、このラック部材16の片側突出端には、上記リン
ク部材９の基端を固定している。したがって、このラッ
ク部材16が軸方向に移動すれば、リンク部材９が回動
し、前記と同様に揺動レバー10を揺動させるものであ
る。20、21はギヤケース13の両端とラック部材16の両端
との間に設けたブーツで、当該ギヤケース13内にダスト
が侵入するのを防止するためのものである。

また、上記ギヤケース13には、第３図からも明らかな
ようにピニオン22を設けるているが、このピニオン22の
一方の軸23はの、当該ギヤケース13に設けたベアリング
24で支持されている。

そして、このピニオン22の他方の軸25には、第１キャ
リヤ26を嵌着するとともに、この第１キャリヤ26の筒部
26aを、ギヤケース13に設けたベアリング27で回転自在
に支持している。そして、このピニオン22の他方の軸25
の先端にはベアリング28を埋め込んでいる。

ｒはピニオン22と電動モータｍとを連係する減速機、
29はこの減速機のケーシングで、上記軸25の先端を、こ
のケーシング29内に突出させている。30は第２キャリヤ
で、その中心部分に突出させた回転軸31の先端に支持軸
32を突出させ、この支持軸32を上記ベアリング28に挿入
して、当該第２キャリヤ30を回動自在に支持している。

33は上記回転軸30に嵌着した第１サンギヤ、34は第１
キャリヤ26に回転自在に設けた第１遊星ギヤ、35はケー
シング29の内周に固定したリングギヤで、上記第１遊星
ギヤ34は、第１サンギヤ33とリングギヤ35との両方にか
み合せている。したがって、第１サンギヤ33が回転すれ
ば、第１遊星ギヤ34が自転しながら、第１サンギヤ33の
回りを公転し、第１キャリヤ26を回すものである。

36は電動モータｍの出力軸で、この出力軸36には第２
サンギヤ37を嵌着している。38は第２キャリヤ30に設け
た第２遊星ギヤで、この第２遊星ギヤ38は上記サンギヤ
37とリングギヤ35との両方にかみ合わせている。したが
って、電動モータｍを回転して第１サンギヤ37を回転す
れば、第２遊星ギヤ34が自転しながら第２サンギヤ37の
回りを公転して、第２キャリヤ30を回動するものであ
る。

ａはギヤケース13に連接した操舵力センサで、このセ
ンサａのケース39にはセンサ本体40を内装している。こ
のセンサ本体40の一端すなわち第４図右端には、フラン
ジ部41を形成するとともに、このフランジ部41の内側に
も別のフランジ部42を形成し、これら両フランジ部41、
42間に所定の間隔を保持している。このようにした両フ
ランジ部41、42間にはスプリングシート43、44を摺動自
在に嵌合するとともに、これらスプリングシート43、44
間にスプリング45を介在させている。そして、上記スプ
リングシート43、44は、ケース39内に形成したストッパ
部46、47にも接触しうる外径を保持している。

さらに、このセンサ本体40には縮径部48を形成すると
ともに、この縮径部48には歪みゲージ49を取り付けてい
るが、この歪みゲージ49は船体１に設けたコントローラ
Ｃに接続している。また、この縮径部48に隣接した部分
にはストッパとしての環状突部50を形成するとともに、
この環状突部50はケース39に形成した段部51、52の範囲
で移動できるようにしている。

上記のようにしたセンサ本体40の外端には、伝達ロッ
ド53の一端を連結するとともに、この伝達ロッド53の他
端は、ステアリングケーブル５に設けた連動片54に固定
している。

なお、図中符号55はコントローラＣに接続したドライ
バである。

また、上記のようにしたコントローラＣには、スクリ
ューが回転しているかどうかを検出するニュートラルセ
ンサ56と、スクリューの回転方向を検出するリバースセ
ンサ57と、エンジンの回転数を検出する回転数センサ58
とを接続している。

しかして、ハンドル７を回すと、その操舵力が、ステ
アリングケーブル５→スライド部材４→リンク部材９→
揺動レバー10を介して船外機11に伝達されるとともに、
その操舵力が連動片54及び伝達ロッド53を介してセンサ
本体40にも伝達される。そこで、このセンサ本体40がス
プリング45に抗して引っ張られたり押されたりするが、
このときにセンサ本体40の縮径部48に歪みが生じる。こ
の歪みを歪みセンサ49で検出して、その検出信号をコン
トローラＣに入力する。

コントローラＣでは、上記歪みセンサ49の出力信号に
応じてパワーアシストすべき操舵力を演算し、その演算
信号に応じて電動モータｍの出力とその回転方向を制御
する。

上記のように制御された出力で電動モータｍが駆動す
ると、その出力軸36とともに第２サンギヤ37が回転す
る。第２サンギヤ37が回転すれば、それにともなって第
２遊星ギヤ38が自転しながら第２サンギヤの回りを公転
するので、第２キャリヤ30が回転する。この第２キャリ
ヤ30の回転にともなって、第１サンギヤ33が回転すると
ともに、第１遊星ギヤ34が自転しながら第１サンギヤ33
の回りを公転するので、第１キャリヤ26が回転するとと
もピニオン22も回転する。

このようにピニオン22が回転すれば、ラック部材16が
当該ピニオン22の回転方向に応じて左右いずれかにスラ
イドし、リンク部材９を回動して揺動レバー10を揺動す
るとともに、船外機11を所定の方向に転舵する。

また、上記コントローラＣは、第５図に示すようにジ
ャイロ効果をキャンセルするための逆トルクの出力値F_G
を記憶させている。つまり、このコントローラＣはジャ
イロ効果をキャンセルするために、電動モータｍに逆ト
ルクを出力させるようにしたもので、その逆トルクの大
きさはエンジンの回転数に依存させるとともに、ニュー
トラルセンサ56及びリバースセンサ57からの出力信号で
切り換えられる。

なお、第５図において、前進時と後退時とで、ジャイ
ロ効果をキャンセルするための逆トルクの出力値F_Gを逆
にしているのは、スクリューの回転方向に応じてジャイ
ロ効果が相違するためである。

また、このコントローラＣは、操舵力センサａからの
トルク信号V_Tに応じたトルクテーブル値C_Tと、エンジン
回転数を検出する回転数センサ58からの回転数出力信号
に応じたエンジン回転数テーブル値R_Eとを記憶し、それ
らのテーブル値に応じて電動モータｍに対する電流指令
値I_Mを制御するようにしている。つまり、電動モータｍ
の電流指令値は、I_M＝ｋ（C_T・R_E＋F_G）となる。

したがって、この電流指令値I_Mは、ジャイロ効果を打
ち消すものになるとともに、トルクテーブル値C_Tにエン
ジン回転数テーブル値R_Eを乗じているので、この指令値
I_Mはエンジンの回転数感応になる。このようにして電動
モータｍに対する電流I_Mを制御すれば、この電流I_Mが電
動モータｍの出力トルクにほぼ比例するので、当該モー
タｍの出力制御が実施されることになる。

なお、第７図において、前進時と後退時とのエンジン
回転数テーブル値R_Eを相違させているが、このようにテ
ーブル値R_Eを相違させたのは、それぞれの場合に応じて
操舵フィーリングを変えるようにしたためである。ただ
し、求める操舵フィーリングによっては、それらのテー
ブル値を同じにしてもよいこと当然である。

【図面の簡単な説明】

図面第１〜７図はこの発明の実施例を示すもので、第１
図は要部の斜視図、第２図はラック部材とスライド部材
との関係を示す断面図、第３図は減速機とピニオンとの
関係を示す断面図、第４図は操舵力センサの断面図、第
５図はエンジン回転数とジャイロ効果キャンセル逆トル
ク出力値との関係を示したグラフ、第６図はトルク信号
とトルクテーブル値との関係を示すグラフ、第７図はエ
ンジン回転数とエンジン回転数テーブル値との関係を示
すグラフ、第８、９図は従来の装置を示すもので、第８
図は要部を示した斜視図、第９図はエンジン回転数と操
舵トルクとの関係を示したグラフで、ジャイロ効果の特
性を加味したものである。 11……船外機、ｍ……伝動モータ、58……回転数セン
サ、ａ……操舵力センサ、ｃ……コントローラ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉田正樹岐阜県可児市土田2548 カヤバ工業株式会社岐阜北工場内 (56)参考文献特開昭61−1599（ＪＰ，Ａ) 特開昭57−7797（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−275058（ＪＰ，Ａ) 実開昭62−23168（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ハンドル操作に応じて船外機を回動させる
船外機付きボートのステアリング装置において、ハンド
ルの操舵トルクを検出する操舵力センサと、船外機のエ
ンジンの回転数を検出する回転数センサと、船外機を転
舵する力をアシストする電動モータと、この電動モータ
への電流指令値を制御するとともにエンジンの回転数に
依存するジャイロ効果をキャンセルする逆トルクの出力
値を記憶したコントローラとを備え、上記コントローラ
が、上記操舵力センサおよび回転数センサの検出値と上
記逆トルクの出力値とに基づいて上記電動モータへの電
流指令値を制御する船外機付きボートのパワーステアリ
ング装置。