JP2897060B2 - 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ハンドル操作時の操舵荷重を軽減
する船外機のパワーステアリング装置に係り、特に、ト
ルクセンサにより検出しようとする操舵荷重よりも小さ
い操舵荷重を検出するひずみセンサを設けた船外機のパ
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８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の運転席にあるステアリングホイール（ハン
ドル）２を運転員がハンドル（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内のインナケーブル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の先端部はアウタケーブル７内を同
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の折曲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の水平端をステ
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
前面上部に固着されている。

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により第９図に示すように垂直方向回転（チルト）
自在に支持されている。船外機本体12は左右一対のクラ
ンプブラケット16により船体１のトランサムボード1aを
把持させることによりトランサムボート1aの外側に装着
されている。

したがって、ステアリングホイール２のハンドル操作
時のステアリングケーブル５のインナケーブル６のプッ
シュプルにより、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。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、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するおそれがある。

そこで、本発明は前記事情を考慮してなされたもの
で、その目的はハンドル操作時の操舵荷重を軽減するこ
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） 本発明は前記課題を解決するために次のように構成さ
れている。

つまり本発明は、船体に装着されてプロペラの回転力
により推進力を発生させる船外機と、ハンドル操作によ
り船外機を左右に振ることにより操舵するマニュアルス
テアリング装置と、このマニュアルステアリング装置に
そのハンドル操舵時の荷重を軽減するパワーアシスト力
を与えるパワーアシスト装置と、前記船外機のハンドル
操舵時の操舵荷重を検出するトルクセンサと、このトル
クセンサにより検出しようとする操舵荷重よりも小さい
操舵荷重を検出するひずみセンサと、このひずみセンサ
およびトルクセンサにより検出された操舵荷重に応じて
前記パワーアシスト力を制御するコントローラとを有す
ることを特徴とする。

（作用） マニュアルでハンドル操作が行なわれると、マニュア
ルステアリング装置により船外機が左右に振られ操舵さ
れる。

また、このハンドル操舵時の操舵荷重がトルクセンサ
により検出され、この操舵荷重信号がコントローラに与
えられる。

コントローラは、この操舵荷重信号に応じてパワーア
シスト力を制御してパワーアシスト装置からマニュアル
ステアリング装置へ与える。

したがって本発明によれば、マニュアルでのハンドル
操作時の操舵荷重を軽減することができ、ハンドル操作
を楽にすることができる。

ところで、トルクセンサではハンドル操作開始時等の
比較的小さな操舵荷重を検出できない。

しかし、この比較的小さな操舵荷重はひずみセンサに
より検出され、その検出信号がコントロールに与えられ
る。

コントローラはこのひずみセンサからの操舵荷重信号
に応じてパワーアシスト力を制御して、マニュアルステ
アリング装置に与え、操舵荷重を軽減させる。

したがって、ハンドル操作開始時等の比較的小さい操
舵荷重についても軽減することができ、きめの細かなパ
ワーアシストを行なうことができる。

（実施例） 以下、この発明の実施例を第１図〜第７図に基づいて
説明する。なお、第１図〜第７図中、第８図で示す部分
と共通する部分には同一符号を付している。

第４図はこの発明に係る船外機のパワーステアリング
装置の一実施例におけるパワーアシスト装置等を示し、
第３図における部分水平断面図である。

第３図に示すように、船外機20におけるスイベルブラ
ケット16の前方（船体１側）に、パワーステアリング装
置21のパワーアシスト装置22がボルト23によって固定さ
れる。

このパワーステアリング装置21は、第１図で示すトル
クセンサ24、エンジン回転数センサ25、ひずみセンサ26
およびコントローラ27等を有する。

第４図に示すパワーアシスト装置22は、ラック33およ
びピニオン34並びにこのピニオン34に連結された減速ギ
ア35,36が、ハウジング37内に収納されて構成される。

特に、ラック33の両先端は、ハウジング37に固着され
た伸縮自在なジャバラケース32によって覆われている。
上記ラック33は、船体１の幅方向に水平に延び、ピニオ
ン34と噛み合う。

また、減速ギア35および36はベベルギアであり、この
うちの減速ギア36がモータ38の軸に固定される。モータ
38の軸心は、船体１の幅方向に水平に設置される。

また、ラック33の一端にはアシストアーム39が固定さ
れ、このアシストアーム39がリンク機構８のドラックリ
ンク９に取り付けられる。この取付状況は第５図に示す
ように、アシストアーム39およびインナケーブル６を重
ね合せ、ドラックリンク９の先端をこれらアシストアー
ム39およびインナケーブル６に貫通させて、ワッシャ40
を介しナット41によって固定する。

したがって、第４図のモータ38の駆動によって減速ギ
ア35および36を介しピニオン34が回転し、ラック33が直
線移動して、アシストアーム39を介しドラックリンク９
にアシスト力が付与される。

一方、トルクセンサ24は、固定ブラケット42によって
クランプブラケット12の一端にボルト固定される。さら
に、このトルクセンサ24は、センサブラケット43を介し
て、ステアリングケーブル５のアウタケーブル７に接続
される。

センサブラケット43の先端部は第６図で示すように、
センサケース24a内に軸方向に往復動自在に収容された
センサロッド24bの外端部に直交するように固定されて
いる。

センサロッド24bの先端部の移動量はセンサケース24a
内に内蔵されたポテンショメータ24cにより検出され、
操舵荷重検出信号としてコントローラ27に与えられる。

また、センサロッド24bの外周には第６図中上下一対
のコイル状のフリクションばね24d,24dが外嵌され、こ
の一対のフリクションばね24d,24dのばね荷重、例えば5
0kg fにより常時、ハンドル操作をしないときの原位置
に付勢されている。

したがって、このフリクションばね24dに、そのばね
荷重以上のハンドル操作力がインナケーブル６を介して
センサロッド24bに加わったときに、このセンサロッド2
4bが移動し、操舵荷重が検出される。

このために、ハンドル操作力はフリクションばね24d
のばね荷重以下のハンドル操作力では、このトルクセン
サ24により検出することができない。

その結果、ハンドル操作の開始時からフリクションば
ね24dのばね荷重（50kg f）までのハンドル操作力は入
力により出す必要があり、この間はパワーアシストされ
ない。

そこで、フリクションばね24dの荷重を支持するセン
サケース24a内の段部内壁に、一対の環状のひずみセン
サ26,26をそれぞれ埋設し、このフリクションぱね24dに
負荷されるハンドル操作開始時等の比較的小さい操舵荷
重を検出するようになっている。

つまり、ひずみセンサ26はポテンショメータ24cによ
り検出される操舵荷重よりも小さい小操舵荷重を検出
し、小操舵荷重検出信号としてコントローラ27に与える
ようになっている。

また、第１図に示すエンジン回転数センサ25は、船外
機本体12内に搭載されたエンジン（図示せず）の回転数
を検出して、エンジン回転数信号をコントローラ27へ与
える。

コントローラ27は、第１図に示すように、演算部44、
増幅部45、異常検出部46、トルクコントロール信号出力
回路47およびPWM（PULSE WIDTH MODULE）制御部48等を
有する。

演算部44は、増幅部45にて増幅された操舵トルクセン
サ24からの操舵荷重検出信号、エンジン回転数センサ25
からのエンジン回転数信号およびひずみセンサ26からの
小操舵荷重検出信号の各信号を入力し、これらの各信号
に応じてモータ38への通電電流値を演算する。

つまり、第７図に示すように演算部44は転舵荷重（ト
ルク）が増大するに応じて、そのハンドル操作方向
（左、右）に、モータ38への電流値を増大させて行く
が、エンジン回転数が増大するに従ってモータ38への電
流値を低減して行く。

したがって、船体１の航速度に応じた適切な操舵トル
クに適宜制御できる。

そして、第７図中、平行斜線で示す部分は、ひずみセ
ンサ26からの小操舵荷重検出信号に基づいてモータ38へ
の通電電流値を演算する部分であり、操舵荷重がフリク
ションばね24dの最大ばね荷重以下の範囲を示してい
る。

つまり、これはハンドル操作開始時から操舵荷重が50
kg fまでの範囲についても、パワーアシストすることが
できることを示している。

そして、演算部44にて決定されたモータ38への通電電
流値信号は、第１図に示すように、トルクコントロール
信号出力回路47およびPWM制御部48で信号処理されて、
パワードライブ部50へ至る。このパワードライブ部50
は、コントローラ27からの電流値信号をモータ38を駆動
させるために増幅等して、モータ38へ出力する。

一方、コントローラ27の異常検出部46は、各センサ2
4,25,26のリード線が切れる等して通常考えられない信
号が各センサ24,25,26から出力された場合、その信号を
異常として演算部44へ出力する。

この異常信号が演算部44に入力された場合等に、演算
部44からフェイルセイフ信号がトルクコントロール信号
出力回路47へ出力される。

このトルクコントロール信号出力回路47は、モータ38
の電流値信号を半分に低減するか、遮断する。このよう
にして、コントローラ27は異常時の制御も実行する。

したがって、本実施例によれば、コントローラ27は操
舵トルクセンサ24により検出された荷重と、エンジン回
転数センサ25により検出された船体１の航速度とに応じ
適切な操舵トルクによりマニュアル操舵をパワーアシス
トできる。

また、本実施例はトルクセンサ24では検出できない小
さい操舵荷重を検出するひずみセンサ26を設けているの
で、マニュアルのハンドル操作開始時の操舵荷重をも軽
減することができる。

この結果、航行条件に応じてパワーアシスト力を最適
に制御でき、小さなハンドル操作力で容易かつ適切に船
外機を操舵できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、ハンドル操作時の操舵
荷重をトルクセンサにより検出して、この操舵荷重を軽
減するパワーアシスト力をパワーアシスト装置からマニ
ュアルステアリング装置に与えるので、操舵荷重を軽減
できる。

また、トルクセンサでは検出できないハンドル操作開
始時の小さい操舵荷重についてはひずみセンサにより検
出できるので、ハンドル操作開始時の操舵荷重もパワー
アシスト装置により軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第３図で示すコントローラを主に示すブロック
図、第２図は第３図の側面図、第３図は本発明に係る船
外機のパワーステアリング装置の一実施例におけるパワ
ーアシスト装置を主に示す要部斜視図、第４図は第３図
の部分水平断面図、第５図は第４図のＶ部拡大斜視図、
第６図は第４図で示すVI部の縦断面図、第７図は操舵荷
重（トルク）とモータ電流との関係を示すグラフ、第８
図は従来の船外機のマニュアルステアリング装置の一部
切欠斜視図である。 １……船体、２……ステアリングホイール、５……ステ
アリングケーブル、９……ドラックリンク、12……船外
機本体、14……リンク装置、22……パワーアシスト装
置、24……操舵トルクセンサ、24a……センサケース、2
4b……センサロッド、24d……フリクションばね、25…
…エンジン回転数センサ、26……ひずみセンサ、27……
コントローラ、44……演算部。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】船体に装着されてプロペラの回転力により
   推進力を発生させる船外機と、ハンドル操作により船外
   機を左右に振ることにより操舵するマニュアルステアリ
   ング装置と、このマニュアルステアリング装置にそのハ
   ンドル操舵時の荷重を軽減するパワーアシスト力を与え
   るパワーアシスト装置と、前記船外機のハンドル操舵時
   の操舵荷重を検出するトルクセンサと、このトルクセン
   サにより検出しようとする操舵荷重よりも小さい操舵荷
   重を検出するひずみセンサと、このひずみセンサおよび
   トルクセンサにより検出された操舵荷重に応じて前記パ
   ワーアシスト力を制御するコントローラとを有すること
   を特徴とする船外機のパワーステアリング装置。