JP3036551B2 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、船外機のパワーステア
リング装置に係り、さらに詳しくは、モータの回転駆動
力により補助操舵力を発生して操舵操作の軽減を図る船
外機のパワーステアリング装置に関する。

【０００２】

【背景技術】一般に、小型の船外機では、その使用目的
（船の種類）によっても異なるが、船外機本体に操舵用
のハンドルが設けられ、このハンドルを運転者が直接操
作して操舵を行なうことが多い。この一方、中・大型の
船外機では、その重量及び出力がともに大きくハンドル
操作を直接運転者が行なうことが困難であることから、
いわゆるリモコン方式のステアリング装置が採用されて
いる。これは、船体の中程に運転席を設け、自動車と同
様のステアリングホイールを運転者が操作することによ
り、離れた場所から船尾に設置された船外機本体を操舵
しようとするものである。

【０００３】図９に、この種のステアリング装置の一例
が、示されている。この図において、船体５１の中程の
図示しない運転席にはステアリングホイール５２が設け
られている。このステアリングホイール５２は、ステア
リングシャフト５３を介して運転席前方に設けられたギ
ヤボックス５４内のギヤ機構に連結されている。このギ
ヤボックス５４には、ステアリングケーブル５５を構成
するアウターケーブル５７の一端が接続され、このアウ
ターケーブル５７の一端側からインナーケーブル５６の
一端部が露出してギヤボックス５４内のギヤ機構の出力
軸に連結されている。このインナーケーブル５６は、ア
ウターケーブル５７とともにステアリングケーブル５５
を構成し、その他端側はアウターケーブル５７内を同軸
状に貫通して、その先端部がアウターケーブル５７の他
端から外部に幾分露出している。このインナーケーブル
５６の先端の露出部は、アウターケーブル５７他端とと
もに、船外機５０の左右のクランプブラケット６６，６
６間に架設されたクランプブラケットシャフト６５内を
挿通後、後述するリンク機構５８を構成するドラッグリ
ンク５９の一端に図示の如く接続されている。ここで、
このリンク機構５８は、その一端がインナーケーブル５
６に回転自在に連結されたほぼＬ字状のドラッグリンク
５９と、このドラッグリンク５９にその一端が回転自在
に連結されたステアリングブラケット６０とから構成さ
れている。このステアリングブラケット６０の他端側
は、船外機本体６２の前面に固定されている。また、船
外機本体６２は、左右一対のクランプブラケット６６，
６６により、船尾部に設けられたトランサムボード５１
Ａに固定されている。この船外機本体６２は、左右のク
ランプブラケット６６，６６間に架設された前述のクラ
ンプブラケットシャフト６５にスイベルブラケット６４
を介して取り付けられており、図１０に示す如く当該ク
ランプブラケットシャフト６５を中心として、垂直方向
回転（チルト）自在の構造となっている。さらに、この
船外機本体は、スイベルブラケット６４に図示しないパ
イロットシャフト周り、即ち、水平方向に回転自在に装
備されている。図９ないし図１０において符号６３はド
ライブシャフトハウジングを示す。

【０００４】このステアリング装置では、上述のような
構成により、運転者が、ステアリングホイール５２を操
作すると、この操舵トルクがステアリングシャフト５３
を介してギヤボックス５４内のギヤ機構に伝達され、こ
のギヤ機構の伝達トルクによりステアリングケーブル５
５を構成するインナーケーブル５６がその軸方向（長手
方向）に往動または復動する。そして、このインナーケ
ーブル５６のプッシュ・プルにより、リンク機構５８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。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のマニュアル式のステアリング装置にあっては、船体
の航行条件，例えば風や波の強さ，船体速度，船外機の
トリム角度等によっては、操舵時に操舵に大きな力を必
要とする場合があり、また、船外機が取り付けられる船
の種類によっても操舵に要する力が異なるという問題点
があった。

【０００６】

【発明の目的】本発明は、かかる従来例の有する問題点
に鑑みてなされたものであり、その目的は、とくに、操
舵操作時の操舵力の軽減を図り得るとともに船の種類に
応じて容易且つ適切に船外機を操舵することが可能な船
外機のパワーステアリング装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、船体に設置さ
れたステアリングホイールにステアリングケーブルを介
して連結された船外機本体操舵用のリンク機構と、この
リンク機構に連結されるとともに当該リンク機構に補助
操舵力を付与するパワーアシスト装置と、このパワーア
シスト装置を駆動制御する制御系とを備えている。そし
て、パワーアシスト装置が、モータと、このモータの回
転駆動力を減速してリンク機構に伝達する動力伝達機構
とを含んで構成されると共に、制御系を、ステアリング
ホイールの操舵トルクを検出する操舵トルクセンサと、
船外機のエンジン回転数を検出するエンジン回転数セン
サと、船の種類に対応した特性を選択する特性選択スイ
ッチと、当該３つのセンサの出力に応じてモータの電流
値を増減変更せしめるコントローラとを含んだ構成とす
る。 このコントローラが、特性選択スイッチからの出力
に応じて動作し予め記憶されたパワーアシスト装置用の
船の種類に応じた複数の特性の何れかを選択する機能
と、この選択された特性から操舵トルクセンサの出力と
エンジン回転数センサの出力とによって特定される制御
曲線に基づいてパワーアシスト装置のモータの電流値を
増減変更せしめる機能とを備えている、という構成を採
っている。これによって、前述した目的を達成しようと
するものである。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を図１ないし
図８に基づいて説明する。ここで、前述した従来例と同
一もしくは同等の構成部分については同一の符号を用い
るとともに、その説明を簡略し、もしくは省略するもの
とする。

【０００９】図１には、本発明の一実施例のパワーステ
アリング装置１の主要部が示されている。この図１にお
いて、船外機５０のスイベルブラケット６４の前方（船
体５１側）にパワーステアリング装置１の主要部を成す
パワーアシスト装置２が、ボルト３，３（図２参照）に
よって取り付けられている。このパワーアシスト装置２
は、図２に示すように、モータ４と、このモータ４の回
転駆動力を減速してリンク機構５８に伝達する動力伝達
機構５とを含んで構成されている。

【００１０】これをさらに詳述すると、動力伝達機構５
は、モータ４の軸に一体的に取り付けられた第１の傘歯
車１１と、この第１の傘歯車１１に噛合する第２の傘歯
車１２と、この第２の傘歯車１２の軸に一体的に設けら
れたピニオン１３と、このピニオン１３に噛合するラッ
ク１４と、このラック１４の図２における右端に当該ラ
ック１４に直交する方向に設けられたアシストアーム１
５等から構成されている。ここで、ラック１４及びピニ
オン１３は、前述したボルト３，３によってスイベルブ
ラケット６４に固定されたハウジング１６に装備されて
おり、この内、ラック１４の両端部はハウジング１６に
固着された伸縮自在のジャバラケース１７，１７によっ
て覆われている。ハウジング１６及びラック１４は、船
体の幅方向、即ち、左右一対のクランプブラケット６
６，６６間に架設されたクランプブラケットシャフト６
５とほぼ平行に伸びている。アシストアーム１５は、ラ
ックの右端から船尾方向に向かって取り付けられてお
り、船尾側の端部は、リンク機構５８を構成するドラッ
グリンク５９のインナーケーブル５６との取り付け部部
分に取り付けられている

【００１１】この取り付け部の具体的状況が、図３に示
されている。この図３において、インナーケーブル５６
とアシストアーム１５とは、それぞれの先端が重ね合わ
されており、この重ね合わされた部分をドラッグリンク
５９の先端が貫通した状態となっている。そして、この
ドラッグリンク５９の突出端部に設けられたねじ部にワ
ッシャ１８を介してナット１９が螺合せしめられるよう
になっている。

【００１２】パワーアシスト装置２は、このように構成
されているので、モータ４の回転により、このモータ４
の回転力が第１，第２の傘歯車１１，１２を介して減速
してピニオン１３に伝達され、このピニオン１３の回転
により、ラック１４が、図２における矢印Ａ方向または
Ｂ方向に直線移動する。このラックの移動によりアシス
トアーム１５を介してドラッグリンク５９に補助操舵力
（アシスト力）が付与される。

【００１３】次に、パワーアシスト装置２の制御系につ
いて説明する。図４には、パワーアシスト装置２の制御
系２０の構成が示されている。この制御系２０は、ステ
アリングホイール５２の操舵トルクを検出する操舵トル
クセンサ２１と、船外機のエンジン回転数を検出するエ
ンジン回転数センサ２２と、船の種類に対応した特性を
選択する特性選択スイッチ２３と、当該３つのセンサ２
１，２２，２３の出力に応じてモータ４のモータ電流値
を増減変更せしめるコントローラ２４と、このコントロ
ーラ２４の出力する電流値信号を増幅等してモータ４に
出力するパワードライブ部２５とを備えている。

【００１４】これをさらに詳述すると、操舵トルクセン
サ２１は、図２にしめすように、固定ブラケット４１を
介してクランプブラケット６６にボルト固定されてい
る。また、この操舵トルクセンサ２１は、センサブラケ
ット４２を介してステアリングケーブル５５のアウター
ケーブル５７に接続されている。このため、ステアリン
グホイール５２を運転者が操舵操作して、ステアリング
ケーブル５５のインナーケーブル５６がアウターケーブ
ル５７に対して移動した時、アウターケーブル５７がイ
ンナーケーブル５６からの反力（操舵荷重，即ち，操舵
トルク）を受けるので、操舵トルクセンサ２１では、こ
の操舵トルクを内部の図示しないポテンショメータ等で
検出し、操舵トルク信号としてコントローラ２４に出力
するようになっている。また、エンジン回転数センサ２
２は、船外機本体６２内の図示しないエンジンの回転数
を検出して、エンジン回転数信号としてコントローラ２
４に出力する。さらに、特性選択スイッチ２３は、２本
の線をアースに接続するか否かで、後述する３つの船の
種類に対応した特性の何れかを選択し、その選択信号を
コントローラ２４に出力するもので、例えば、図５に示
すように接点が電源及びアースに接続された２連の多接
点スイッチ２３Ａで構成することができる。この特性選
択スイッチ２３は、図１に示すように、実際には、前述
したハウジング１６の上面に設けられている。

【００１５】コントローラ２４は、操舵トルクセンサ２
１の出力段に接続された増幅回路３１，異常検出回路３
２と、エンジン回転数センサ２２の出力段に接続された
増幅回路３３，異常検出回路３４と、特性選択スイッチ
２３の出力段に接続されたインターフェース回路３５
と、これらの回路３１〜３５の出力段に設けられた演算
部３６と、この演算部３６の出力段に設けられたトルク
コントロール信号出力回路３７と、このトルクコントロ
ール信号出力回路３７の出力段に設けられたＰＷＭ（Ｐ
ｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌｅ）制御部３８とか
ら構成されている。

【００１６】 ここで、演算部３６は、特性選択スイッチ
２３からの出力に応じて動作し、予め記憶されたパワー
アシスト装置２用の船の種類に応じた複数の特性（図６
乃至図８）の何れかを選択する機能と、この選択された
特性から操舵トルクセンサ２１の出力とエンジン回転数
センサ２２の出力とによって特定される制御曲線に基づ
いてパワーアシスト装置２のモータ４の電流値を増減変
更せしめる機能とを備えている。

【００１７】 より詳細に説明すると、 演算部３６は、増
幅回路３１，３３にて増幅された操舵トルクセンサ２１
からの操舵トルク信号，エンジン回転数センサ２２から
のエンジン回転数信号及び特性選択スイッチ２３からの
選択信号をインターフェース回路３５を介してそれぞれ
受ける。 次に、この演算部３６は、特性選択スイッチ２
３からの選択信号出力に応じて、予め記憶された船の種
類に応じた複数の特性（図６乃至図８）より適切な特性
を選択する。 更に、この演算部３６は、前述の選択され
た特性における操舵トルクセンサ２１と、エンジン回転
数センサ２２との２つのセンサの信号出力に応じて特定
される制御曲線（図６乃至図８の曲線）に基づいて、モ
ータ4の電流値を算出し、モータ４への最適な電流値信
号を、後述するトルクコントロール信号出力回路３７に
出力する。

【００１８】 上述した構成による具体的な作用動作を説
明すると、演算部３６は 、操舵トルクが大きな時には、
モータ電流値を大きくし、エンジン回転数が大きな時に
は、モータ電流値を小さくする。さらに、特性選択スイ
ッチ２３からの選択信号によりクルーザ等の大型船の特
性が選択されたと判断した場合には、図６に示すよう
に、アシスト力を増大するべくモータ電流値（の演算
値）を増加させ、また、選択信号により和船等の小型船
の特性が選択されたと判断した場合には、図７に示すよ
うに、アシスト力を低減させるべくモータ電流値（の演
算値）を低下させ、バスボート等のレース用の船の特性
が選択されたと判断した場合には、図８に示すように、
エンジンの低回転域ではアシスト力を大きくするととも
に高回転域ではアシスト力を小さくするべく、モータ電
流値（の演算値）の増減変更を行なう。

【００１９】 トルクコントロール信号出力回路３７は、
上述のようにして演算部３６で決定されたモータ電流値
の信号出力を受け、対応する電圧信号をＰＷＭ制御部３
８に出力する。ＰＷＭ制御部３８は、基準三角波発生回
路とコンパレータ等を含んで構成され、トルクコントロ
ール信号出力回路３７からの電圧信号を基準三角波信号
と比較することによりＰＷＭ信号を出力する。パワード
ライブ部２５は、ＰＷＭ制御部３８から出力されるＰＷ
Ｍ信号により制御されるパワートランジスタ等を含んで
構成され、ＰＷＭ信号に応じてモータ４の駆動停止を行
う。

【００２０】 また、演算部３６は、異常検出回路３２，
３４から異常検出信号が出力された場合に、これを受
け、トルクコントロール信号出力回路３７にフェールセ
ーフ信号を出力する。ここで、異常検出信号は、操舵ト
ルクセンサ２１，エンジン回転数センサ２２の信号線が
断線する等により、通常では、考えられないような信号
が、これらのセンサ２１，２２から出力された場合に、
異常検出回路３２，３４から出力される。そして、トル
クコントロール信号出力回路３７では、演算部３６から
フェイルセーフ信号を受けた場合に、モータ電流値信号
を半分に低減するか全くゼロにする。このようにして、
コントローラ２４では、異常時の制御をも実行するよう
になっている。

【００２１】 その他の構成は、前述した従来例と同一に
なっている。

【００２２】 以上のように構成された本実施例では、運
転者が運転席で、ステアリングホイール５２を操舵する
と、その操舵トルクが操舵トルクセンサ２１により検出
される。そして、コントローラ２４では、この操舵トル
クセンサ２１からの操舵トルク信号と、エンジン回転数
センサ２２からのエンジン回転数信号に応じて、モータ
４の電流値を決定し、この決定されたモータ電流値に応
じてパワードライブ部２５によりモータ４の駆動停止が
制御される。この場合において、本実施例では、特性選
択スイッチ２３が、設けられているので、その選択信号
に応じて、コントローラ２４では、図６ないし図８に示
すようなアシスト力が得られるよう、モータ電流の調整
を行なう。例えば、クルーザ等の大型船の特性が選択さ
れ場合には、アシスト力が大きくなるようにモータ４の
電流値を制御する。この結果、船の種類に適したアシス
ト力がパワーアシスト装置２で発生され、このアシスト
力が、リンク機構５８に付与される。これがため、ステ
アリングホイールの操舵操作時の操舵力の軽減が図れる
とともに、船の種類に応じて容易且つ適切に船外機を操
舵することができる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
運転者がステアリングホイールを操舵操作すると、この
操舵トルクが、操舵トルクセンサにより検出され操舵ト
ルク値と、船外機のエンジン回転数とに応じてコントロ
ーラにより、モータの電流値制御が行なわれ、それに応
じてモータが制御される。そして、このモータの回転駆
動力が動力伝達機構を介して船外機本体操舵用のリンク
機構に伝達され、このようにしてモータの回転力に応じ
てパワーアシスト装置がアシスト力を発生する。このた
め、運転者による操舵力と、パワーアシスト装置で発生
したアシスト力とで、リンク機構による船外機本体の操
舵が行なわれ、操舵操作時の操舵力の軽減を図ることが
できる。また、船の種類に応じた特性を選択する特性選
択スイッチの選択に応じてコントローラが、モータ電流
値を増減変更するので、船の種類に応じて、運転者が特
性選択スイッチを選択することにより、船の種類に適し
たアシスト力を得ることができる。従って、操舵操作時
の操舵力の軽減を図ることができ、また、船の種類に応
じて容易且つ適切に船外機を操舵することができるとい
う従来にない優れた船外機のパワーステアリング装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のパワーステアリング装置の
主要部を示す外観斜視図である。

【図２】図１のパワーアシスト装置の構成等を示す説明
図である。

【図３】図２の円Ｃ部分の具体的な取り付け状態を示す
分解斜視図である。

【図４】パワーアシスト装置の制御系の構成を示すブロ
ック図である。

【図５】特性選択スイッチの具体的構成例を示す図であ
る。

【図６】特性選択スイッチにより選択される船の種類に
応じた特性の例を示す線図である。

【図７】 特性選択スイッチにより選択される船の種類に
応じた特性の例を示す線図である。

【図８】 特性選択スイッチにより選択される船の種類に
応じた特性の例を示す線図である。

【図９】従来例を示す説明図である。

【図１０】 従来例を示す説明図である。

【符号の説明】

１ パワーステアリング装置 ２ パワーアシスト装置 ４ モータ ５ 動力選択機構 ２０ 制御系 ２１ 操舵トルクセンサ ２２ エンジン回転数センサ ２３ 特性選択スイッチ ２４ コントローラ ５１ 船体 ５２ ステアリングホイール ５５ ステアリングケーブル ５８ リンク機構 ６２ 船外機本体

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B63H 25/24 B62D 25/42 B62D 21/26

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 船体に設置されたステアリングホイール
   にステアリングケーブルを介して連結された船外機本体
   操舵用のリンク機構と、このリンク機構に連結されると
   ともに当該リンク機構に補助操舵力を付与するパワーア
   シスト装置と、このパワーアシスト装置を駆動制御する
   制御系とを備え、 前記パワーアシスト装置が、モータと、このモータの回
   転駆動力を減速して前記リンク機構に伝達する動力伝達
   機構とを含んで構成されると共に、 前記制御系を、ステアリングホイールの操舵トルクを検
   出する操舵トルクセンサと、船外機のエンジン回転数を
   検出するエンジン回転数センサと、船の種類に対応した
   特性を選択する特性選択スイッチと、当該３つのセンサ
   の出力に応じて前記モータの電流値を増減変更せしめる
   コントローラとを含んだ構成とすると共に、このコントローラが、前記特性選択スイッチからの出力
   に応じて動作し予め記憶されたパワーアシスト装置用の
   船の種類に応じた複数の特性の何れかを選択する機能
   と、この選択された特性から前記操舵トルクセンサの出
   力とエンジン回転数センサの出力とによって特定される
   制御曲線に基づいて前記パワーアシスト装置のモータの
   電流値を増減変更せしめる機能とを備え ていることを特
   徴とした船外機のパワーステアリング装置。