JP2794779B2 - 船外機のパワーステアリング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は船外機の操舵荷重を軽減するパワーステア
リング装置に係り、特に、ステアリングアシスト力をマ
ニュアルステアリング系に与えるパワーユニット系を改
良した船外機のパワーステアリング装置に関する。

（従来の技術） 従来、この種の船外機のステアリング装置の一例とし
ては第５図に示すように構成されたものがある。

これはマニュアル（手動）により操舵するものであ
り、船体１の運転席のステアリングホイール２を運転員
が回動操作すると、ステアリングシャフト３を介してギ
アボックス４内のギアが回転し、このギアの回転によっ
てステアリングケーブル５のインナケーブル６がその軸
方向に往動もしくは復動（プッシュプル）する。

インナケーブル６の先端部はアウターケーブル７内の
同軸状に貫通して、外部に若干延出してからリンク機構
８のドラックリンク９の一端に連結されている。リンク
機構８はほぼＬ字状のドラックリンク９の他端をステア
リングブラケット10の一端部に回動自在に連結すること
により構成されている。

ステアリングブラケット10の他端は船外機11の本体12
に固着されている。

船外機本体12は図示しないドライブシャフトを内蔵す
るドライブシャフトハウジング13を有すると共に、この
船外機本体12に固定されたパイロットシャフト（図示せ
ず）を介してスイベルブラケット14にパイロットシャフ
ト周り、すなわち水平方向に回転（操舵）可能に支持さ
れている。

スイベルブラケット14は図中左右一対のクランプブラ
ケット16、16間に横架されたクランプブラケットシャフ
ト15により垂直方向回転（チルト）自在に支持されてい
る。左右一対のクランプブラケット16により船体１のト
ランサム1aを把持させることにより船外機本体12をトラ
ンサム1aに装着している。

したがって、ステアリングケーブル５のインナケーブ
ル６のプッシュルによりリンク機構８を介して船外機本
体12が図示しないパイロットシャフト周りに水平方向左
右に振られ、操舵される。

しかし、このような従来のマニュアル式のステアリン
グ装置では、船体１の航行条件、例えば風や波、船体速
度、船外機11のトリム角等によって、船外機11の操舵時
に操舵荷重が増大して、操舵に非常な労力を要する場合
がある。そこで、このような操舵荷重を軽減するものと
して、従来より油圧式や電動式のパワーステアリング装
置が提案されている。

しかし、このような従来の油圧式パワーステアリング
装置は、油ポンプ等を駆動するための動力源として船外
機自体の動力源に依存しているために、構造が複雑であ
る上に既存の船外機に適用するには個々に専用のパワー
ユニットが必要となり、種々の機種間での互換性に乏し
い。

（発明が解決しようとする課題） また、このような従来の油圧式や電動式のパワーステ
アリング装置では何らかの原因により万一、その油圧駆
動系および電動駆動系がロックした場合には、これらの
駆動系に連係するマニュアル操作系がロックし、このロ
ックの解除のためには人為的にロック箇所との連係を断
ち、マニュアルで操作可能にする必要がある。

そこでこの発明はこれら事情を考慮してなされたもの
で、その目的はパワーユニットの駆動系が万一ロックし
た場合にはマニュアルにより操舵することができる船外
機のパワーステアリング装置を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） この発明は、マニュアルステアリング系とパワーユニ
ット系とをクラッチにより切離自在に構成したものであ
り、次のように構成される。

すなわちこの発明は、ステアリングホイール等のステ
アリング部材をマニュアル操作して船外機を操舵するマ
ニュアルステアリング系と、前記船外機の操舵荷重を検
出するトルクセンサ、このトルクセンサにより検出され
た操舵荷重を軽減させるパワーアシスト力に対応する駆
動力を発生するモータ、このモータの駆動力を伝動する
ギア、このギアにピニオンを介して連動自在に連結され
てこの駆動力を前記パワーアシスト力として前記マニュ
アルステアリング系に与えるラック、および前記ギアを
収容するボックス内に収容されて、前記モータと前記ラ
ックとを連断する電磁クラッチを有するパワーユニット
系と、このパワーユニット系がロックしたときに、前記
モータの異常電流を検出する異常電流検出回路と、この
異常電流検出回路により異常電流を検出したときに、前
記電磁クラッチの結合を解除することにより、前記パワ
ーユニット系を前記マニュアルステアリング系より切り
離す一方、警報を出力させる駆動回路と、を具備してい
ることを特徴とする。

（作用） パワーユニット系の駆動系が何らかの原因により万一
ロックすると、この駆動系のモータの異常電流が制御装
置により検出され、この駆動系に介在された電磁クラッ
チの結合が解除される。

このために、パワーユニット系の駆動系からマニュア
ルステアリング系がフリーになるので、マニュアルステ
アリング系により船外機本体を操舵することができる。

すなわち、この発明によれば、万一パワーユニット系
の駆動系がロックしてもマニュアルにより船外機本体を
操舵することができるので、パワーステアリング装置全
体の信頼性と安全性の向上とを図ることができる。

そして、電磁クラッチをギアボックス内に収容して外
部に露出させていないので、このパワーユニット系を船
外機に搭載しても、電磁クラッチが海水に濡れて錆び付
き、パワーユニット系が故障するのを防止することがで
きる。また、パワーユニット系がロックすると、モータ
に過電流等の異常電流が流れるが、この異常電流を異常
電流検出器により検出することによりパワーユニット系
のロック（故障）を容易かつ確実に検出することがで
き、故障検出精度を向上させることができる。

また、トルクセンサにより操舵荷重を検出し、その操
舵荷重を軽減するパワーアシスト力に対応する駆動力を
モータに発生させるので、そのパワーアシスト力の精度
を容易かつ確実に向上させることができる。

さらに、パワーユニット系のロック時には、警報を出
力して、パワーユニット系、すなわち、パワーアシスト
力が使用できないことをユーザーに知らせるので、安全
性を向上させることができる。

（実施例） 以下この発明の実施例を第１図〜第４図に基づいて説
明する。

第２図はこの発明の一実施例の正面図であり、図にお
いて、本実施例のパワーステアリング装置20はマニュア
ルステアリング装置（系）21にパワーユニット（系）22
を連係自在に付設したことに特徴があり、このマニュア
ルステアリング装置21は第５図で示す従来のマニュアル
式ステアリング装置と同様に構成されているので、第２
図中、第５図と共通する部分には同一符号を付してその
重複した説明を省略する。

パワーユニット22はマニュアルステアリング装置21の
リンク機構８の入力端に、このマニュアルステアリング
装置21のマニュアル操舵力と同一方向のステアリングア
シスト力を与えて、操舵荷重の軽減を図るものであり、
図示しないモータを内蔵するモータボックス23と、減速
ギアを内蔵するギアボックス24と、図示しないトルクセ
ンサを内蔵するセンサボックス25とを有する。

モータボックス23とギアボックス24とは第１図に示す
ようにラック26を収容するラックボックス27とにそれぞ
れ一体的に結合されて、船外器11のスイベルブラケット
14の上部にボルト締め等により固定されている。

センサボックス25はサポートアーム28により一方のク
ランプブラケット16に固定され、センサボックス25内に
は図示しないセンサロッドを摺動自在に収容し、このセ
ンサロッドの一端は固定アーム28aによりアウタケーブ
ル７の終端部に固定されている。

アウタケーブル７はステアリングホイール２（第５図
参照）のマニュアルによる回動操作によりインナケーブ
ル６がアウタケーブル７に対してプッシュ、もしくはプ
ルしたときに、アウタケーブル７がインナケーブル６か
ら受ける反力、すなわち操舵荷重を固定アーム28aを介
してセンサロッドに伝え、このセンサロッドの変位量を
センサボックス25内蔵の図示しないポテンショメータに
より検出し、その検出信号を後述するコントローラ29に
与えるようになっている。

一方、ラックボックス27はその軸方向両端に伸縮自在
の円筒状のベローズ31,31をそれぞれ同軸状に固着し、
内蔵するラック26を軸方向に往復動自在に水密に収容し
ている。

ラック26はその軸方向一端（第１図では右端）をステ
ー26aを介してドラックリンク９の折曲端9aに直交する
ように固定すると共に、ラック26の軸方向中間部上にて
ピニオン30を噛み合せている。

このピニオン30の先端部30aはギアボックス24内に延
伸し、電磁クラッチ32を介して第４図で示すモータ44の
出力軸33に断続自在に結合されるようになっている。モ
ータ44の出力軸33はその途中に減速ギアの遊星ギア33a
を介在させてから、ギアボックス24内に挿入され、その
挿入先端部に出力ベベルギア34を外嵌固着している。

電磁クラッチ32は第３図にも示すようにギアボックス
24内に延伸するピニオン軸先端部30a外周に、偏平有底
円筒状のロータ35を、その開口端を図中下向きにして同
軸に外嵌固着している。

ロータ35はその内底面に所要のキャップを設定して環
状のフィールド36を同軸状に対向させている。フィール
ド36はギアボックス24の内底面上に固着され、その内部
には常時励磁される励磁コイル37を内蔵している。

ロータ35の図中上面上では入力ベベルギア38がピニオ
ン軸先端部30aの外周に空転自在に外嵌され、入力ベベ
ルギア38が常時出力ベベルギア34に噛み合っている。

また、入力ベベルギア38はその図中下端の中央凹部
に、アーマチュア39を、コイルスプリング40をそれぞれ
介装した複数の止めピン41により固着し、アーマチュア
39がロータ35の上面側に移動しかつ密着し得るようにな
っている。

したがって、正常時には電磁クラッチ32の励磁コイル
37が励磁されるので、フィールド36を介してロータ35が
磁化される。

このために、ロータ35がその電磁力によりアーマチュ
ア39を各止めピン41のコイルスプリング40のばね力に抗
して吸引し密着させる。

これにより、ロータ35がアーマチュア39を介して入力
ベベルギア38と連結される。この入力ベベルギア38は常
時出力ベベルギア34と噛み合って回転しているので、結
局、モータの出力軸33の回転力がピニオン軸先端部30a
に伝達される。

そして、励磁コイル37は第４図で示す制御装置42のコ
ントローラ29、電磁クラッチ電流遮断用リレー43を介し
て電気的に接続されている。

制御装置42はパワーユニット22のモータ44やその駆動
系が何らかの原因によりロックしたときに、このモータ
44に流れる過負荷による異常電流をシャント45を介して
異常電流検出回路46により検出するようになっている。

異常電流検出回路46によりモータ44の異常電流を検出
した場合には駆動回路47を介してアラーム回路48を駆動
する一方、電磁クラッチ電流遮断用リレー43とモータ電
流遮蔽用リレー44aを共に遮断するようになっている。

アラーム回路48が駆動した場合には例えばLED（発光
素子）等より成るアラームランプ49を点灯させると共
に、アラームブザー50を鳴動させる。

また、電磁クラッチ電流遮断用リレー43が遮断（OF
F）されると、コントローラ29と電磁クラッチ32への通
電が遮断されるので、電磁クラッチ32の結合を解除し、
モータ44の出力軸33とピニオン軸先端部30aとの結合を
解除し、切り離すようになっている。

したがって、パワーユニット22のモータ44およびその
駆動系が万一ロックした場合には、この駆動系がマニュ
アルステアリング装置21より切り離され、マニュアルス
テアリング装置21がフリーとなって、マニュアルにより
操舵されるようになる。

次に本実施例の作用を説明する。

パワーユニット22の正常時には第１図および第３図で
示す電磁クラッチ32が通電されているので、モータ44の
出力軸33の入力ベベルギア34と常時噛み合っている出力
ベベルギア38がピニオン軸先端部30aと結合されてお
り、パワーユニット22の駆動系がマニュアルステアリン
グ装置21に連結されている。

したがって、ステアリングホイール２（第５図参照）
を運転員によりマニュアルで回動操作すると、その操作
力がステアリングケーブル５のインナケーブル６のプッ
シュまたはプル動作に変換され、リンク機構８を介して
船外機本体12が水平方向左右に振られ、操舵される。

また、この操舵の際、ステアリングケーブル５のアウ
タケーブル７に負荷される反力、すなわち操舵荷重はパ
ワーユニット22のセンサボックス25内のセンサロッドに
伝達される。

センサロッドの変位量はポテンショメータにより検出
され、その検出信号は第４図で示す制御装置42のコント
ローラ29に与えられ、ここで所要のモータ操作信号に変
換され、モータ44に与えられ、回転駆動させる。

モータ44の回転力は遊星ギア33aにより減速され、通
電中の電磁クラッチ32を介してピニオン30、ラック26お
よびステー26aにそれぞれ順次伝えられ、前記操舵荷重
を軽減せしめるステアリングシフト力としてリンク機構
８に与えられ、船外機本体12が操舵される。

しかし、何らかの原因によりパワーユニット22に異常
が発生し、この駆動系のモータ44や減速ギアの遊星ギア
33aがロックした場合には、モータ44が過負荷となって
過大な異常電流が流れる。

この異常電流は制御装置42の異常検出回路46により検
出され、駆動回路47を駆動する。

駆動回路47はモータ電流遮蔽用リレー44aの接点をOFF
にしてモータ44への通電を停止する。

また、駆動回路47は電磁クラッチ電流遮断用リレー43
をOFFにして電磁クラッチ32への通電を停止させるとと
共に、アラーム回路48を駆動してアラームランプ49を点
灯させ、アラームブザー50を鳴動させる。

したがって、モータ44の回転が停止すると共に、電磁
クラッチ32の結合の解除によりパワーユニット22がマニ
ュアルステアリング装置21より切り離され、パワーユニ
ット22の駆動系に異常が発生したことをアラームする。

これにより、運転員はパワーユニット22に異常が発生
したことを知ると共に、フリーになったマニュアルステ
アリング装置21によりマニュアルにより操舵することが
できる。

その結果、パワーステアリング装置全体の信頼性、安
全性の向上を図ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明は、パワーユニット系が
万一ロックしたときには、クラッチによりこのパワーユ
ニット系がマニュアルステアリング系より切り離される
ので、パワーユニット系の異常発生後はマニュアルステ
アリング系がフリーとなり、マニュアルステアリング系
により操舵することができる。

したがって、この発明によれば、万一パワーユニット
系がロックした場合でもマニュアルステアリング系が共
にロックするのを防止し、マニュアルステアリング系に
より操舵することができるので、パワーステアリング装
置全体の信頼性および安全性を向上することができる。

そして、電磁クラッチをギアボックス内に収容して外
部に露出させていないので、このパワーユニット系を船
外機に搭載しても、電磁クラッチが海水に濡れて錆び付
き、パワーユニット系が故障するのを防止することがで
きる。また、パワーユニット系がロックすると、モータ
に過電流等の異常電流が流れるが、この異常電流を異常
電流検出器により検出することによりパワーユニット系
のロック（故障）を容易かつ確実に検出することがで
き、故障検出精度を向上させることができる。

また、トルクセンサにより操舵荷重を検出し、その操
舵荷重を軽減するパワーアシスト力に対応する駆動力を
モータに発生させるので、そのパワーアシスト力の精度
を容易かつ確実に向上させることができる。

さらに、パワーユニット系のロック時には、警報を出
力して、パワーユニット系、すなわち、パワーアシスト
力が使用できないことをユーザーに知らせるので、安全
性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る船外機のパワーステアリング装
置の一実施例の要部を一部切り欠いて示す要部平面図、
第２図は第１図で示す要部の外観斜視図、第３図は第１
図のIII部拡大図、第４図は第１図で示す実施例の制御
装置の回路図、第５図は従来のマニュアル式ステアリン
グ装置を一部切り欠いて示す外観斜視図である。 １……船体、２……ステアリングホイール（ステアリン
グ部材）、21……マニュアルステアリング装置、22……
パワーユニット、29……コントローラ、32……電磁クラ
ッチ、42……制御装置、44……モータ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ステアリングホイール等のステアリング部
   材をマニュアル操作して船外機を操舵するマニュアルス
   テアリング系と、前記船外機の操舵荷重を検出するトル
   クセンサ、このトルクセンサにより検出された操舵荷重
   を軽減させるパワーアシスト力に対応する駆動力を発生
   するモータ、このモータの駆動力を伝動するギア、この
   ギアにピニオンを介して連動自在に連結されてこの駆動
   力を前記パワーアシスト力として前記マニュアルステア
   リング系に与えるラック、および前記ギアを収容するボ
   ックス内に収容されて、前記モータと前記ラックとを連
   断する電磁クラッチを有するパワーユニット系と、この
   パワーユニット系がロックしたときに、前記モータの異
   常電流を検出する異常電流検出回路と、この異常電流検
   出回路により異常電流を検出したときに、前記電磁クラ
   ッチの結合を解除することにより、前記パワーユニット
   系を前記マニュアルステアリング系より切り離す一方、
   警報を出力させる駆動回路と、を具備していることを特
   徴とする船外機のパワーステアリング装置。