JP3189190B2

JP3189190B2 - 船舶推進機用操舵装置

Info

Publication number: JP3189190B2
Application number: JP16384093A
Authority: JP
Inventors: 泰夫船見; 学西; 好美渡辺; 俊也千田
Original assignee: Showa Corp
Current assignee: Showa Corp
Priority date: 1993-06-10
Filing date: 1993-06-10
Publication date: 2001-07-16
Anticipated expiration: 2016-07-16
Also published as: JPH06344988A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、船外機や船内外機等
の船舶推進機に装備される船舶推進機用操舵装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、特開平2-147497号公報記載の発明
や米国特許番号 4595370号の発明のような船舶推進機用
操舵装置がある。この操舵装置は、船体に推進ユニット
が操舵可能に支持されるとともに、上記船体に操舵シリ
ンダ装置が固定され、この操舵シリンダ装置のピストン
ロッドが推進ユニットを操舵可能とする操舵アームに連
結され、一方、船体内の操舵ハンドルに連結された操作
ケーブルが上記操舵アームに固定され、操舵シリンダ装
置へ供給される作動油の流れを切り換える作動油切換装
置のスプールバルブが上記操作ケーブルによって作動さ
れるよう構成される。従って、操舵ハンドルの操作力を
操作ケーブルに伝え、これにより作動油切換装置のスプ
ールバルブが移動し、操舵シリンダ装置への作動油の流
れが切り換わって、この操舵シリンダ装置の作動油圧に
より推進ユニットが操舵される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の船舶
推進機用操舵装置では、作動油切換装置を介し操舵シリ
ンダ装置へ作動油を供給する作動油供給ポンプは、操舵
ハンドルに操作力が作用していないときに停止し、上記
操作力の作用と同時に起動する。このため、作動油供給
ポンプの起動時に操舵シリンダ装置へ作動油が急激に流
れ込み、操舵シリンダ装置が発生する操舵アシスト力を
スムーズに上昇させることができない。

【０００４】この発明は、上述の事情を考慮してなされ
たものであり、作動油供給ポンプの起動時における操舵
アシスト力の発生をスムーズに上昇させることができる
船舶推進機用操舵装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、推進ユニッ
トを船体に支持するブラケットに操舵シリンダ装置が設
置され、この操舵シリンダ装置のピストンロッドが上記
推進ユニットを操舵可能とする操舵アームに連結され、
上記操舵シリンダ装置には、作動流体供給ポンプから上
記操舵シリンダ装置へ供給される作動流体の流れを切り
換える作動流体切換装置が連結され、また、上記船体に
設置された操舵ハンドルの操作により作動する作動装置
の作動により上記作動流体切換装置の切換部が作動し
て、上記操舵シリンダ装置へ供給される作動流体の流れ
を切り換えて、上記操舵シリンダ装置の上記ピストンロ
ッドを移動させるよう構成された船舶推進機用操舵装置
において、上記作動流体切換装置は、上記作動流体供給
ポンプから上記操舵シリンダ装置へ向かって流れる上記
作動流体の流れを切り換える切換部と、上記作動流体供
給ポンプからドレンタンクへ向かって流れる上記作動流
体の流れを制御する常開のドレン制御部とを有してな
り、上記作動流体供給ポンプの起動後所定時間を経て上
記ドレン制御部を閉じ、上記切換部のみへ上記作動流体
を導くよう構成されたものである。

【０００６】

【作用】従って、この発明に係る船舶推進機用操舵装置
によれば、作動流体供給ポンプの起動後所定時間中に
は、ドレン制御部及び切換部へ作動流体供給ポンプから
の作動流体が流れ、その後ドレン制御部が閉じて切換部
のみへ作動流体が流れるので、作動流体供給ポンプの起
動時に作動流体が急激に、切換部を経て操舵シリンダ装
置へ流れることがない。このため、作動流体供給ポンプ
の起動時における操舵アシスト力の発生をスムーズに上
昇させることができる。

【０００７】

【実施例】以下、この発明の実施例を、図面に基づいて
説明する。図１は、この発明に係る船舶推進機用操舵装
置の第１実施例を船外機に適用した操舵装置を示す断面
図である。図２は、図１の操舵装置の油圧回路を示す油
圧回路図である。図３は、図１の III-III線に沿う断面
図であり、図４は図１の IV-IV線に沿う断面図である。
図５は、図１のポペット弁の拡大断面図である。図６
は、図１の磁電変換センサ（ホールＩＣ）の制御装置を
示す電気回路図である。図７は、図６の電気回路におけ
る各点の電圧変化あるいは信号変化を示すグラフであ
る。図８は、図１のVIII-VIII 線に沿う断面図である。
図９は、図１、図３及び図８の磁電変換センサ（ホール
ＩＣ）の磁電変換特性を示すグラフである。図１０は、
図９の磁電変換特性において、ヒステリシス内の磁束密
度中での供給電源電圧に対する出力電圧の変化を示すグ
ラフである。

【０００８】図１に示すように、操舵装置１０は、船外
機１１の推進ユニット１２を操舵シリンダ装置１３から
の作動油圧により操舵するものである。ここで、船外機
１１は、船体１に固定されるクランプブラケット１４に
チルト軸１５を介してスイベルブラケット１６が傾動可
能に軸支され、このスイベルブラケット１６に転舵軸１
７が回動可能に支持され、この転舵軸１７に推進ユニッ
ト１２が固定されたものである。転舵軸１７には、推進
ユニット１２と反対側の船体１側に操舵アーム１８が一
体に固定され、この操舵アーム１８を揺動することによ
り、推進ユニット１２が操舵される。

【０００９】上記スイベルブラケット１６に操舵シリン
ダ装置１３が取り付けられ、この操舵シリンダ装置１３
の一側方に作動油切換装置１９が配置される。操舵シリ
ンダ装置１３は、操舵シリンダ２０内にピストン２１が
往復移動可能に収容されたものであり、このピストン２
１にピストンロッド２２が一体結合される。操舵シリン
ダ２０には、ピストンロッド２２が設置された側の端部
にシリンダキャップ２３が螺着される。ピストンロッド
２２は、このシリンダキャップ２３内を貫通して突出可
能に設けられ、シリンダキャップ２３の内周部にシール
リング２４が装着される。このシールリング２４により
密閉構造に構成された操舵シリンダ２０内は、ピストン
２１により左室２５Ａ及び右室２５Ｂに画成される。

【００１０】上記作動油切換装置１９は、切換装置ハウ
ジング２６と、２個一組の切換用第１ポペット弁２７及
び切換用第２ポペット弁２８と、油路２９（図２）と、
を有して構成される。切換装置ハウジング２６は、操舵
シリンダ２０において、ピストンロッド２２が突出しな
い側の一端部に、操舵シリンダ２０と螺着される。

【００１１】また、切換用第１ポペット弁２７及び切換
用第２ポペット弁２８は、図５に示すように、Ａ流路６
４Ａ及びＢ流路６４Ｂが形成された弁ケース３２と、こ
の弁ケース３２内に摺動可能に配設されて弁部３３及び
３４を備えたポペット３５と、を有して構成される。但
し、Ｂポート３１及びＢ流路６４Ｂは、切換用第１ポペ
ット弁２７のみに形成されている。上記Ａ流路６４Ａ及
びＢ流路６４Ｂは、切換装置ハウジング２６のそれぞれ
Ａポート３０及びＢポート３１に連通されている。Ａポ
ート３０及びＢポート３１は、常時連通状態にある。

【００１２】また、弁部３４は、弁スプリング３６の付
勢力によって弁座３７に当接可能に設けられる。切換装
置ハウジング２６には、弁スプリング３６が配設された
弁室３８にＣポート３９が形成される。このＣポート３
９は、弁スプリング３６の付勢力によって弁部３４が弁
座３７に当接することにより、Ａポート３０及びＢポー
ト３１との連通状態が遮断される。また、弁部３４が弁
座３７から離反することによって、Ｃポート３９は、Ａ
ポート３０及びＢポート３１と連通される。

【００１３】油路２９は、図２に示すように、作動油供
給ポンプ４０をチェック弁４１を介して切換用第１ポペ
ットの弁２７のＡポート３０に接続させる。この切換用
第１ポペット弁２７のＢポート３１は、油路２９によっ
て操舵シリンダ装置１３の右室２５Ｂに接続される。更
に、切換用第１ポペット弁２７のＣポート３９は、油路
２９によって、操舵シリンダ装置１３の左室２５Ａに接
続される。このようにして、切換用第１ポペット弁２７
は、作動油供給ポンプ４０から操舵シリンダ装置１３へ
作動油を供給する。

【００１４】一方、切換用第２ポペット弁２８のＡポー
ト３０は、油路２９によって、操舵シリンダ装置３０の
左室２５Ａに接続される。切換用第２ポペット弁２８の
Ｃポート３９は、ドレンタンク４２に接続される。この
ようにして、切換用第２ポペット弁２８は、操舵シリン
ダ装置１３からドレンタンク４２へ向かう作動油の流れ
を制御する。

【００１５】上記切換用第１ポペット弁２７及び切換用
第２ポペット弁２８のポペット３５は、後述の切換レバ
ー５１により択一に押圧作動される。つまり、切換用第
２ポペット弁２８のポペット３５が矢印Ｏに示すように
押圧されると、切換用第２ポペット弁２８のＡポート３
０及びＣポート３９が連通状態となり、作動油供給ポン
プ４０からの作動油は、切換用第１ポペット弁２７のＡ
ポート３０及びＢポート３１を経て、操舵シリンダ装置
１３の右室２５Ｂへ供給される。このとき、操舵シリン
ダ装置１３の左室２５Ａ内の作動油は、切換用第２ポペ
ット弁２８のＡポート３０へ至り、切換用第２ポペット
弁２８のＣポート３９からドレンタンク４２へ導かれ
る。こうして、操舵シリンダ装置１３のピストンロッド
２２が、矢印Ｍ方向に収納（収縮）する。

【００１６】また、切換用第１ポペット弁２７のポペッ
ト３５が切換用レバー５１により矢印Ｐ方向に押圧され
ると、切換用第１ポペット弁２７のＡポート３０及びＢ
ポート３１とＣポート３９とが連通状態となる。このと
き、作動油供給ポンプ４０からの作動油は、切換用第１
ポペット弁２７のＡポート３０を経てＣポートの３９及
びＢポート３１へ至り、操舵シリンダ装置１３の左室２
５Ａ及び右室２５Ｂへ導かれる。この場合、操舵シリン
ダ装置１３のピストン２１における受圧面積は、右室２
５Ｂ側よりも左室２５Ａ側が大きいので、ピストンロッ
ド２０には、矢印Ｎ方向に進出（伸長）し、右室２５Ｂ
内の作動油は、切換用第１ポペット弁２７のＢポート３
１からＣポート３９へ導かれて、操舵シリンダ装置１３
の左室２５Ａへ至る。

【００１７】尚、上記チェック弁４１は、切換用第１ポ
ペット弁２７あるいは切換用第２ポペット弁２８のポペ
ット３５がいずれも押圧されず、且つ作動油供給ポンプ
４０が停止している（後述）ときに、操舵シリンダ装置
１３のピストンロッド２２に外力が作用しても作動油が
流れないようにし、ピストンロッド２２が動作しないよ
うにするものである。

【００１８】一方、図１に示すように、船体１内の運転
席には操舵ハンドル４３が設置される。この操舵ハンド
ル４３にはピニオン４４が配設され、このピニオン４４
にラックバー４５が噛み合わされ、このラックバー４５
に操作ケーブル４６のインナケーブル４６Ａが接続され
る。この操作ケーブル４６は、アウタケーブル４６Ｂに
よってインナケーブル４６Ａを被覆したものである。こ
のアウタケーブル４６Ｂの一端部がラックバーハウジン
グ４７に固定され、他端部が、作動装置４８のケーブル
ガイド４９に袋ナット５０を介して接続される。

【００１９】上記作動装置４８は、上記ケーブルガイド
４９、切換レバー５１及びケーブルガイドハウジング５
２を有して構成される。ケーブルガイドハウジング５２
は、図１及び図３に示すように、切換用第１ポペット弁
２７及び切換用第２ポペット弁２８を覆うようにして、
切換装置ハウジング２６にボルト等により固定される。
ケーブルガイド４９は、上記ケーブルガイドハウジング
５２内に摺動自在に配設される。また、切換レバー５１
は、切換装置ハウジング２６の軸支部５３に軸支ピン５
４を用いて、前述の矢印Ｏ及びＰ方向に回動可能に支持
される。この切換レバー５１の図３における下半部５１
Ａは二又に分岐され、固定ピン５５によりケーブルガイ
ド４９に支持される。また、切換レバー５１の図３にお
ける上半部５１Ｂは、図４に示すように、切換用第１ポ
ペット弁２７及び切換用第２ポペット弁２８の両ポペッ
ト３５の上方位置まで延在して形成されて、これらのポ
ペット３５を押圧可能とする。

【００２０】ケーブルガイド４９内には、操作ケーブル
４６のインナケーブル４６Ａに接続されたコア５６が摺
動自在に挿通される。このコア５６及び操舵シリンダ装
置１３のピストン２２は、ともにクレビス５７に連結さ
れる。このクレビス５７は、ロットリンク５８を介して
操舵アーム１８に連結される。

【００２１】操舵ハンドル４３の操作力が操作ケーブル
４６のインナケーブル４６Ａに、例えば矢印α方向に作
用すると、この操作力は、コア５６及びクレビス５７を
経て操舵アーム１８に作用する。このとき、推進ユニッ
ト１２に作用する操舵抵抗力（この操舵抵抗力は、操作
力と反対方向の矢印β方向に作用する。）がインナケー
ブル４６Ａ及びアウタケーブル４６Ｂに作用し、従っ
て、固定ピン５５を介してケーブルガイド４９が例えば
矢印β方向にスライドする。この結果、切換レバー５１
が軸支ピン５４回りに、例えば矢印Ｏ方向（図２）に回
動し、切換用第１ポペット弁２７あるいは切換用第２ポ
ペット弁２８のいずれか一方、例えば切換用第２ポペッ
ト弁２８のポペット３５を押圧する。このため、作動油
供給ポンプ４０から供給された作動油が操舵ピストン装
置１３の左室２５Ａあるいは右室２５Ｂのいずれか一
方、例えば右室２５Ｂへ流れて、ピストン２１及びピス
トンロッド２２を例えば矢印Ｍ方向に移動させる。この
ピストンロッド２２は、コア５６が操舵アーム１８へ作
用したと同方向の操舵アシスト力を上記操舵アーム１８
へ作用する。

【００２２】ところで、作動装置４８には、図１に示す
ように、ケーブルガイド４９の微小スライドを中立位置
に復帰させる中立復帰装置５９が設置される。この中立
復帰装置５９は、ケーブルガイド４９に形成された外面
溝６０と、この外面溝６０内に圧縮スプリング６１によ
り離反状態で嵌装された一対の往動子６２Ａ及び６２Ｂ
と、ケーブルガイドハウジング５２に螺装されて一方の
往動子６２Ｂを係止するハウジングキャップ６３と、ケ
ーブルガイドハウジング５２内でハウジングキャップ６
３に螺合されて他方の往動子６２Ａを係止するリテーナ
６５と、を有して構成される。ケーブルガイド４９の微
小スライドにより圧縮スプリング６１が圧縮され、この
圧縮スプリング６１の付勢力が往動子６２Ａ及び６２Ｂ
を介してケーブルガイド４９へ作用し、このケーブルガ
イド４９に作用する上記操舵抵抗力の消失時にこのケー
ブルガイド４９を中立位置に復帰させ、切換レバー５１
を中立位置に戻す。

【００２３】また、図１、図３及び図８に示すように、
ケーブルガイド４９には、連結ピン６６を介して磁石ホ
ルダ６７が連結される。この磁石ホルダ６７は、センサ
ハウジング６８内に摺動自在に配設され、両端部に磁石
６９Ａ及び６９Ｂを備える。従って、ケーブルガイド４
９のスライドにより、磁石ホルダ６７がセンサハウジン
グ６８内を、ケーブルガイド４９と同一方向に同一スラ
イド量だけスライドする。

【００２４】上記センサハウジング６８には、磁石ホル
ダ６７のスライド方向の両端部にセンサホルダ７０Ａ及
び７０Ｂが設置される。これらのセンサホルダ７０Ａ及
び７０Ｂのそれぞれに、磁電変換センサとしてのホール
ＩＣ７１Ａ及び７１Ｂがそれぞれ設置される。これらの
ホールＩＣ７１Ａ及び７１Ｂは、それぞれ供給電源端子
７２、出力信号端子７３及びアース端子７４の３本の端
子を有し、磁束密度の変化を出力電圧の変化に変換する
ものである。

【００２５】つまり、ホールＩＣ７１Ａ及び７１Ｂは、
ケーブルガイド４９が切換レバー５１を押して、切換用
第１ポペット弁２７あるいは切換用第２ポペット弁２８
を作動させるに十分なだけスライド変位し、その変位に
基づき磁石６９Ａ及び６９Ｂからの磁束密度が図９に示
す動作磁束密度Ｂ_OPを越えたとき、出力電圧がLow 状態
となってＯＮ信号を出力する。また、ホールＩＣ７１Ａ
及び７１Ｂは、ケーブルガイド４９が切換用第１ポペッ
ト弁２７あるいは切換用第２ポペット弁２８を作動させ
るほどのスライド変位をしていず、この変位に基づく磁
石６９Ａまたは６９Ｂからの磁束密度が復帰磁束密度Ｂ
_RP以下となったとき、出力電圧がHigh状態となってＯＦ
Ｆ信号を出力する。これらのホールＩＣ７１Ａまたは７
１ＢからのＯＮ信号あるいはＯＦＦ信号に基づいて、モ
ータ７５（図６）がそれぞれ駆動あるいは停止して、作
動油供給ポンプ４０を起動あるいは停止させる。

【００２６】ここで、上記ホールＩＣ７１Ａ及び７１Ｂ
の磁電変換特性のヒステリシス幅ＢＨは約15ガウスであ
る。この実施例では、ケーブルガイド４９の変位が小さ
く、ホールＩＣ７１Ａ及び７１Ｂが受ける磁石６９Ａ及
び６９Ｂからの磁束密度の変化は、上記ヒステリシス幅
ＢＨを越えるものとなっていない。つまり、ケーブルガ
イド４９が切換用第１ポペット弁２７あるいは切換用第
２ポペット弁２８を作動させない中立位置にあるとき
に、ホールＩＣ７１Ａあるいは７１Ｂが受ける磁束密度
は、上記ヒステリシス幅ＢＨ内の例えばＢ_O 点の磁束密
度となっている。

【００２７】一方、上記ホールＩＣ７１Ａ及び７１Ｂ
は、回路特性によって、磁束密度が動作磁束密度Ｂ_OPと
復帰磁束密度Ｂ_RPとの間にあるときに、図１０（Ａ）に
示すように、供給電源端子７２からの給電を急激にある
いは徐々に遮断した後、急激に給電すると、出力電圧が
Low状態となって、出力信号端子７３からＯＮ信号が出
力される。しかし、図１０（Ｂ）に示すように、ホール
ＩＣ７１Ａ及び７１Ｂは、磁束密度が上記範囲にあると
きに、供給電源端子７２からの給電を一端遮断した後徐
々に給電すると、回路特性により出力電圧がHigh状態と
なって、出力信号端子７３からＯＦＦ信号が出力され
る。

【００２８】上述のように、ホールＩＣ７１Ａ及び７１
Ｂが受ける磁束密度の変化が小さいことと、上記ホール
ＩＣ７１Ａ及び７１Ｂの特性とを考慮して、図６に示す
ように、電動モータ７５を駆動するモータドライブ回路
７６に接続されたホールＩＣ制御回路７７を用いて、ホ
ールＩＣ７１Ａ及び７１Ｂの供給電源端子７２へ給電さ
れる電源を発振させ、これによってホールＩＣ７１Ａ及
び７１Ｂのヒステリシス幅ＢＨを小さくし、磁石ホルダ
６７即ちケーブルガイド４９の微小スライド変位を検出
可能とする。

【００２９】つまり、このホールＩＣ制御回路７７は、
ホールＩＣ７１Ａ及び７１Ｂの供給電源端子７２へ供給
電源を充電する電源部７８と、ホールＩＣ７１Ａ及び７
１Ｂを内蔵するセンサ部７９と、このセンサ部７９に接
続されたＯＮ信号処理部８０と、このＯＮ信号処理部８
０及び上記モータドライブ回路７６に接続されたオフデ
ィレー部８１と、を有して構成される。

【００３０】電源部７８は発振回路８２を有し、回路中
の点Ａにおいて図７（Ａ）に示す一定電圧の電源を、上
記発振回路８２を用いて、図７（Ｂ−１）に示す鋸歯形
状の発振波形あるいは図７（Ｂ−２）に示す三角形状の
発振波形に変換する。これらの発振波形は、発振回路８
２の点Ｂにおけるものであり、供給電源の電圧が約3.36
〜 4Ｖの所定範囲で周期的に変動し、且つ各サイクルに
おいて電圧が徐々に増加するものである。

【００３１】これらの発振波形を呈する供給電源をホー
ルＩＣ７１Ａ及び７１Ｂの供給電源端子７２へ印加する
と、これらのホールＩＣ７１Ａ及び７１Ｂに作用する磁
束密度が動作磁束密度Ｂ_OPから、動作磁束密度Ｂ_OP及び
復帰磁束密度Ｂ_RPの範囲（ヒステリシス幅ＢＨの範囲）
に下がった時点で（例えば図９の点Ｂ_O の磁束密度）、
ホールＩＣ７１Ａ及び７１Ｂの出力電圧がHigh状態とな
り、出力信号端子７３からＯＦＦ信号が出力される。こ
のようにして、ホールＩＣ７１Ａ及び７１Ｂのヒステリ
シス幅ＢＨが小さくなり、ホールＩＣ７１Ａ及び７１Ｂ
は、磁石ホルダ６７即ちケーブルガイド４９の微小スラ
イド変位を検出して、このケーブルガイド４９及び切換
レバー５１が中立位置にあることを検出する。

【００３２】上述のように供給電源が発振すると、ケー
ブルガイド４９が切換レバー５１をして、切換用第１ポ
ペット弁２７Ａあるいは切換用第２ポペット弁２８を作
動させるに十分なだけ変位して、ホールＩＣ７１Ａある
いは７１Ｂが受ける磁束密度が動作磁束密度Ｂ_OP以上と
なったときに、ホール７１Ａあるいは７１ＢからＯＮ信
号が出力され、このＯＮ信号は、図７（Ｃ）に示すよう
にＯＮ・ＯＦＦを繰り返してしまう。この図７（Ｃ）の
グラフは、図６の点Ｃにおけるものである。前記ＯＮ信
号処理部８０は、上述のＯＮ・ＯＦＦを繰り返すＯＮ信
号を、図７（Ｄ）に示すように略一定値のＯＮ信号に処
理し、更にＯＮ及びＯＦＦの値を反転して、オフディレ
ー部８１を介しモータードライブ回路７６へ出力する。
尚、図７（Ｄ）のグラフは、図６の点Ｄにおける信号を
示す。

【００３３】モータドライブ回路７６は、上述のＯＮ信
号を入力して電動モータ７５を駆動させ、ＯＦＦ信号を
入力してモータ７５を停止させて、作動油供給ポンプ４
０をそれぞれ起動、停止させる。従って、操舵ハンドル
４３に操作力が作用せず、ケーブルガイド４９がスライ
ド変位しないで切換レバー５１が中立位置にあり、切換
用第１ポペット弁２７及び切換用第２ポペット弁２８が
非作動状態にあるときには、ホールＩＣ７１Ａ及び７１
ＢがＯＦＦ信号を出力するので、作動油供給ポンプ４０
が停止状態となる。中立復帰装置５９の作用によってケ
ーブルガイド４９が中立位置に戻り、切換用第１ポペッ
ト弁２７及び切換用第２ポペット弁２８が非作動状態に
ある場合も、同様に作動油供給装置４０は停止する。ま
た、操舵ハンドル４３に操作力が作用し、ケーブルガイ
ド４９がスライド変位して切換レバー５１が切換用第１
ポペット弁２７あるいは切換用第２ポペット弁２８のい
ずれか一方を作動させたとき、ホールＩＣ７１Ａあるい
は７１ＢがＯＮ信号を出力するので、作動油供給ポンプ
４０は、切換用第１ポペット弁２７あるいは切換用第２
ポペット弁２８の作動と同時に起動する。尚、図６中の
符号８３はリレー回路である。

【００３４】ところで、図１に示すように、作動装置４
８には中立復帰装置５９が内蔵されているので、操舵ハ
ンドル４３をゆっくりと回転操作すると、ケーブルガイ
ド４９が少し動いて中立に戻り、再び少し動いて中立に
戻る動作を繰り返し、この結果、作動油供給ポンプ４０
が起動・停止を繰り返し、操舵シリンダ装置１３がアシ
スト力を発生したりしなかったりする。そこで、図６に
示すＯＮ信号処理部８０からの信号をオフディレー部８
１に入力し、図７（Ｅ）に示すように、ＯＮ信号からＯ
ＦＦ信号へ変化する際に、遅延時間Ｔを設定して、ＯＦ
Ｆ信号の出力を遅らせ、作動油供給ポンプ４０の起動停
止を遅らせる。これにより、操舵ハンドル４３をゆっく
り操作したときにも、作動油供給ポンプ４０が連続して
起動し、操舵アシスト力が継続的に発生して、操舵ハン
ドル４３の違和感の発生を解消している。

【００３５】次に作用を説明する。図１に示す操舵ハン
ドル４３が左右いずれの方向にも回転操作されないとき
には、操作ケーブル４６を介してケーブルガイド４９が
スライド変位しない。このため、磁石ホルダ６７もスラ
イドしないので、ホールＩＣ７１Ａ及び７１ＢがＯＦＦ
信号を出力して、作動油供給ポンプ４０が停止状態にあ
る。このとき、切換レバー５１が中立位置にあって、切
換用第１ポペット弁２７及び切換用第２ポペット弁２８
も作動していないので、操舵シリンダ装置１３の左室２
５Ａ及び右室２５Ｂの油圧がバランスする。これらの結
果、操舵シリンダ装置１３のピストンロッド２２が移動
せず、操舵シリンダ装置１３から操舵アーム１８へアシ
スト力が作用しない。

【００３６】また、図１に示す操舵ハンドル４３が左方
向に回転操作されると、操作ケーブル４６のインナケー
ブル４６Ａが矢印α方向に移動するとともに、アウタチ
ューブ４６Ｂが操舵抵抗力によって矢印β方向に移動
し、ケーブルガイド４９が同じくβ方向に移動する。こ
のケーブルガイド４９の移動により、切換レバー５１が
図２のＯ方向に回動し、同時に、磁石ホルダ６７が図１
のβ方向にスライド変位して、ホールＩＣ７１ＢがＯＮ
信号を出力し、作動油供給ポンプ４０が起動する。上記
切換レバー５１のＯ方向（図２）への回動により、切換
用第２ポペット弁２８が作動し、この切換用第２ポペッ
ト弁２８のＡポート３０及びＣポート３９が連通状態と
なる。これらの結果、作動油供給ポンプ４０からの作動
油は、切換用第１ポペット弁２７のＡポート３０及びＢ
ポート３１を経て操舵シリンダ装置１３の右室２５Ｂへ
至り、一方、左室２５Ａの作動油は、切換用第２ポペッ
ト弁２８のＡポート３０及びＣポート３９を経てドレン
タンク４２へ導かれる。従って、操舵シリンダ装置１３
のピストン２１及びピストンロッド２２が矢印Ｍ方向へ
移動（収納）して、操舵アーム１８に左操舵のアシスト
力が作用する。

【００３７】図１に示す操舵ハンドル４３が右方向に回
転操作されたときには、ケーブルガイド４９が上記β方
向と反対方向にスライド変位し、ホールＩＣ７１ＡがＯ
Ｎ信号を出力して作動油供給ポンプ４０を起動させると
同時に、切換レバー５１が図２のＰ方向に回動して切換
用第１ポペット弁２７が作動する。これらの結果、作動
油供給ポンプ４０からの作動油が、切換用第１ポペット
弁２７のＡポート３０からＣポート３９を経て操舵シリ
ンダ装置１３の左室２５Ａへ導かれ、右室２５Ｂの作動
油が、切換用第１ポペット弁２７のＢポート３１からＣ
ポート３９を経て、操舵シリンダ装置１３の上記左室２
５Ａへ導かれる。従って、操舵シリンダ装置１３のピス
トン２１及びピストンロッド２２が矢印Ｎ方向に移動
（進出）して、操舵アーム１８に右操舵のアシスト力が
作用する。

【００３８】上記実施例によれば、作動油切換装置１９
の切換部が切換用第１ポペット弁２７及び切換用第２ポ
ペット弁２８から構成されたので、切換部がスプールバ
ルブの場合に比べ、切換用第１及び第２ポペット弁２７
及び２８のＡポート３０またはＢポート３１とＣポート
３９との間で、作動油のリークを極めて少なく構成でき
る。このため、操舵時に、推進ユニット１２に外力が作
用しても、操舵シリンダ装置１３のピストン２１及びピ
ストンロッド２２が作動せず、従って推進ユニット１２
も外力の影響を受けることなく、操舵の安定性を確保で
きる。

【００３９】また、磁電変換センサとしてのホールＩＣ
７１Ａ及び７１Ｂには、回路の特性によって、磁束密度
が動作磁束密度Ｂ_OPと復帰磁束密度Ｂ_RPとの間にあると
きに、これらのホールＩＣ７１Ａ及び７１Ｂへの給電を
一端遮断した後その電圧を徐々に増加させて給電する
と、これらのホールＩＣ７１Ａ及び７１Ｂの出力電圧が
High状態となってＯＦＦ信号を出力する。このようなホ
ールＩＣ７１Ａ及び７１Ｂへ電圧が所定値の範囲で周期
的に変動し、且つその一サイクルにおいて電圧が徐々に
増加するものを印加（給電）すると、磁束密度が動作磁
束密度Ｂ_OPの復帰磁束密度Ｂ_RPの範囲にあるときに、ホ
ールＩＣ７１Ａ及び７１ＢはＯＦＦ信号を出力する。こ
のため、磁束密度に対する電気信号（ＯＮ信号及びＯＦ
Ｆ信号）の出力特性のヒステリシス幅ＢＨを小さくする
ことができ、この結果磁束密度の微小変化を検出して、
ケーブルガイド４９の微小スライド変位を検知でき、作
動油供給ポンプ４０を起動あるいは停止させることがで
きる。

【００４０】また、図２に示す油路２９には、切換用第
１ポペット弁２７のＡポート３０及び作動油供給ポンプ
４０間にチェック弁４１が配設されたので、作動油供給
ポンプ４０が停止し、操舵シリンダ装置１３からアシス
ト力が発生していない中立時に、推進ユニット１２を介
し、この操舵シリンダ装置１３のピストンロッド２２へ
外力が作用しても、切換用第１ポペット弁２７の弁部３
４及び弁座３７の閉止状態と上記チェック弁４１とによ
って、操舵シリンダ装置１３の左室２５Ａ及び右室２５
Ｂからの作動油の流れを阻止できる。この結果、中立時
において推進ユニット１２に外力が作用しても、この推
進ユニット１２の静止状態を保持できる。

【００４１】図１１は、この発明に係る船舶推進器用操
舵装置の第２実施例を示す油圧回路図である。図１２
は、（Ａ）が図１１の第２実施例において図３に対応し
た断面図であり、（Ｂ）が同第２実施例において図４に
対応した断面図である。この第２実施例において、前記
第１実施例と同様な部分は、同一の符号を付すことによ
り説明を省略する。

【００４２】図１１に示す第２実施例の作動油切換装置
８４では、２個１組の切換用第１ポペット弁２７及び切
換用第２ポペット弁２８の他に、同様に２個１組の切換
用第３ポペット弁８５及び切換用第４ポペット弁８６を
有する。切換用第１ポペット弁２７及び切換用第２ポペ
ット弁２８は、作動油切換装置４０から操舵シリンダ装
置１３へ向かって流れる作動油、及び操舵シリンダ装置
１３からドレンタンク４２へ向かって流れる作動油の流
れを切換える切換部８７である。一方、切換用第３ポペ
ット弁８５及び切換用第４ポペット弁８６は、作動油供
給ポンプ４０からドレンタンク４２へ向かって流れる作
動油の流れを制御するドレン制御部８８である。

【００４３】この切換用第３ポペット弁８５は、切換用
第２ポペット弁２８と同様に構成され、切換用第４ポペ
ット弁８６は、切換用第１ポペット弁２７と同様に構成
される。また、切換用第３ポペット弁８５は、図１２
（Ｂ）に示すように、軸支ピン５４を境にして切換用第
２ポペット弁２８と同じ側に配置される。切換用第４ポ
ペット弁８６は、軸支ピン５４を境にして、切換用第１
ポペット弁２７と同じ側に配置される。

【００４４】切換レバー８９の図１２（Ａ）における上
半部８９Ｂは、図１２（Ｂ）に示すように、切換用第
１、第２、第３及び第４ポペット弁２７、２８、８５及
び８６のそれぞれのポペット３５の上方まで四方に延在
して形成される。これらの上半部８９Ｂの切換用第３ポ
ペット弁８５及び切換用第４ポペット弁８６へ延びた延
在端部にアジャストスクリュー９０が螺装されて、この
アジャストスクリュー９０の先端部が切換用第３及び第
４ポペット弁８５及び８６のポペット３５を常時押圧す
る。この押圧により、切換用第３ポペット弁８５及び切
換用第４ポペット弁８６は、弁部３４が弁座３７から常
時離れて、切換用第３ポペット弁８５は、Ａポート３０
及びＢポート３１とＣポート３９とが連通状態となり、
切換用第４ポペット弁８６は、Ａポート３０とＣポート
３９とが連通状態となる。つまり、切換用第３ポペット
弁８５及び切換用第４ポペット弁８６は常開に構成され
る。

【００４５】切換レバー８９が軸支ピン５４を中心にＯ
方向に回動すると、切換用第２ポペット弁２８が作動
し、切換用第４ポペット弁８６が作動する。切換レバー
８９が軸支ピン５４を中心にＰ方向に回動すると、切換
用第１ポペット弁２７が作動し、切換用第３ポペット弁
８５が作動する。これらの切換用第４ポペット弁８６及
び切換用第３ポペット弁８５は、アジャストスクリュー
９０の突出量の調整によって、それぞれ切換用第２ポペ
ット弁２８及び切換用第１ポペット弁２７の作動に対し
所定時間だけ遅れて作動する。アジャストスクリュー９
０の突出量を大きくすれば、上記所定時間が大きくな
る。

【００４６】従って、図１の操舵ハンドル４３に操作力
が作用していないときには、切換レバー８９が中立位置
にあって、切換用第１ポペット弁２７、切換用第２ポペ
ット弁２８、切換用第３ポペット弁８５及び切換用第４
ポペット弁８６が非作動状態となるとともに、ホールＩ
Ｃ７１Ａ及び７１ＢからＯＦＦ信号が出力されて、作動
油供給ポンプ４０が停止している。

【００４７】操舵ハンドル４３に操作力が作用して、操
作ケーブル４６を介しケーブルガイド４９がスライイド
変位すると、ホールＩＣ７１Ａまたは７１ＢからＯＮ信
号が出力されて、作動油供給ポンプ４０が起動する。と
同時に、ケーブルガイド４９のスライド変位により、切
換レバー８９がＯ方向またはＰ方向に回動し、切換用第
１ポペット弁２７あるいは切換用第２ポペット弁２８が
作動する。この作動後所定時間を経て、切換用第３ポペ
ット弁８５あるいは切換用第４ポペット弁８６が作動す
る。

【００４８】このように、切換用第１ポペット弁２７あ
るいは切換用第２ポペット弁２８の作動に遅れて、切換
用第３ポペット弁８５あるいは切換用第４ポペット弁８
６がそれぞれ作動するので、作動油供給ポンプ４０の起
動当初、この作動油供給ポンプ４０からの作動油は、一
部が切換用第３ポペット弁８５及び切換用第４ポペット
弁８６へ流れ、残りが切換用第１あるいは第２ポペット
弁２７あるいは２８へ流れる。所定時間経過後、切換用
第３ポペット弁８５あるいは切換用第４ポペット弁８６
が閉じると、作動油供給ポンプ４０からの作動油は、す
べて切換用第１ポペット弁２７あるいは切換用第２ポペ
ット弁２８へ流れる。この結果、作動油供給ポンプ４０
の起動時に、作動油が急激に切換部８７の切換用第１ポ
ペット弁２７あるいは切換用第２ポペット弁２８を経て
操舵シリンダ装置１３へ流れることがないので、作動油
供給ポンプ４０の起動時において、操舵シリンダ装置１
３が発生するアシスト力をスムーズに上昇させることが
でき、滑らかな操舵性を確保できる。

【００４９】この発明に係る船舶推進機用操舵装置の第
３実施例は、作動油切換装置が図１１に示す第２実施例
の作動油切換装置８４と同様に構成され、作動油供給ポ
ンプ４０が常時起動するよう構成されたものである。こ
の場合には、ホールＩＣ７１Ａあるいは７１ＢがＯＦＦ
信号を出力したとき、図６に示すモータドライブ回路７
６が、作動油供給ポンプ４０を低速回転させるよう制御
する。また、ホールＩＣ７１Ａあるいは７１ＢからＯＮ
信号が出力されたときには、モータドライブ回路７６
は、作動油供給ポンプ４０を通常の高速回転に制御す
る。

【００５０】操舵ハンドル４３に操作力が作用せず、ケ
ーブルガイド４９及び切換レバー８９が中立位置にある
ときには、作動油供給ポンプ４０が低速回転し、且つ、
切換用第１ポペット弁２７、切換用第２ポペット弁２
８、切換用第３ポペット弁８５及び切換用第４ポペット
弁８６がいずれも作動しない。この場合、作動油供給ポ
ンプ４０からの作動油は、図１１に示すように、切換用
第４ポペット弁８６のＣポート３９からＡポート３０を
経て、切換用第３ポペット弁８５のＡポート及びＣポー
トへ至り、ドレンタンク４２へ導かれる。

【００５１】また、操舵ハンドル４３に操作力が作用し
たときには、ケーブルガイド４９がスライド変位して、
ホールＩＣ７１Ａあるいは７１ＢからＯＮ信号が出力さ
れて、作動油供給ポンプ４０が高速回転するとともに、
切換レバー８９が作動して切換用第３ポペット弁８５あ
るいは切換用第４ポペット弁８６が閉弁し、且つ切換用
第１ポペット弁２７或は切換用第２ポペット弁２８が作
動する。従って、作動油供給ポンプ４０からの作動油
は、切換用第１ポペット弁２７あるいは切換用第２ポペ
ット弁２８を経て操舵シリンダ装置１３の左室２５Ａあ
るいは右室２５Ｂへ多量に流れ、操舵アーム１８にアシ
スト力が作用する。

【００５２】上記第３実施例によれば、作動油切換ポン
プ４０が常時起動しているので、作動装置４８における
ケーブルガイド４９の作動に対する作動油供給ポンプ４
０の起動遅れがなくなり、作動油を迅速且つスムーズに
切換用第１ポペット弁２７あるいは切換用第２ポペット
弁２８を経て操舵シリンダ装置１３へ導くことができ
る。この結果、操舵シリンダ装置１３による操舵アシス
ト力を迅速且つスムーズに発生させることができる。

【００５３】尚、上記第１、第２及び第３実施例におい
て、切換レバー５１、８９の切換用第１ポペット弁２７
及び切換用第２ポペット弁２８に対応する延在端部にア
ジャストスクリュー９０を設置しても良い。また、第３
実施例において、作動油切換装置８４の切換レバー８９
には、アジャストスクリュー９０が装着されず、切換レ
バー８９が直接切換用第３ポペット弁８５及び切換用第
４ポペット弁８６のポペット８５を押圧していても良
い。

【００５４】以上、本発明の実施例を図面により詳述し
たが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変
更等があっても本発明に含まれる。

【００５５】

【発明の効果】以上のように、この発明に係る船舶推進
器用操舵装置によれば、作動流体供給ポンプの起動時に
おける操舵アシスト力の発生をスムーズに上昇させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明に係る船舶推進機用操舵装置
の第１実施例を船外機に適用した操舵装置を示す断面図
である。

【図２】図２は、図１の操舵装置の油圧回路を示す油圧
回路図である。

【図３】図３は、図１の III-III線に沿う断面図であ
る。

【図４】図４は図１の IV-IV線に沿う断面図である。

【図５】図５は、図１のポペット弁の拡大断面図であ
る。

【図６】図６は、図１の磁電変換センサ（ホールＩＣ）
の制御装置を示す電気回路図である。

【図７】図７は、図６の電気回路における各点の電圧変
化あるいは信号変化を示すグラフである。

【図８】図８は、図１のVIII-VIII 線に沿う断面図であ
る。

【図９】図９は、図１、図３及び図８の磁電変換センサ
（ホールＩＣ）の磁電変換特性を示すグラフである。

【図１０】図１０は、図９の磁電変換特性において、ヒ
ステリシス内の磁束密度中での供給電源電圧に対する出
力電圧の変化を示すグラフである。

【図１１】図１１は、この発明に係る船舶推進器用操舵
装置の第２実施例を示す油圧回路図である。

【図１２】図１２は、（Ａ）が図１１の第２実施例にお
いて図３に対応した断面図であり、（Ｂ）が同第２実施
例において図４に対応した断面図である。

【符号の説明】

１船体１０操舵装置１１船外機１２推進ユニット１３操舵シリンダ装置１４クランプブラケット１６スイベルブラケット１８操舵アーム１９作動油切換装置２２ピストンロッド２５Ａ左室２５Ｂ右室２７切換用第１ポペット弁２８切換用第２ポペット弁４０作動油供給ポンプ４２ドレンタンク４３操舵ハンドル４６操作ケーブル４８作動装置４９ケーブルガイド５１切換レバー６９Ａ、６９Ｂ磁石７１Ａ、７１ＢホールＩＣ７２ホールＩＣの供給電源端子７３ホールＩＣの出力信号端子７７ホールＩＣ制御回路７８電源部８０ＯＮ信号処理部８２発信回路８４作動油切換装置８５切換用第３ポペット弁８６切換用第４ポペット弁８７切換部８８ドレン制御部８９切換レバー９０アジャストスクリューＢＨホールＩＣのヒステリシス幅

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者千田俊也埼玉県行田市藤原町１−14−１株式会社ショーワ内 (56)参考文献特開平２−147497（ＪＰ，Ａ) 実開昭61−122200（ＪＰ，Ｕ) 実開昭58−132799（ＪＰ，Ｕ) 実公昭39−13625（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B63H 25/42 B63H 25/20 B63H 25/30

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】推進ユニットを船体に支持するブラケッ
トに操舵シリンダ装置が設置され、この操舵シリンダ装
置のピストンロッドが上記推進ユニットを操舵可能とす
る操舵アームに連結され、上記操舵シリンダ装置には、
作動流体供給ポンプから上記操舵シリンダ装置へ供給さ
れる作動流体の流れを切り換える作動流体切換装置が連
結され、また、上記船体に設置された操舵ハンドルの操作により
作動する作動装置の作動により上記作動流体切換装置の
切換部が作動して、上記操舵シリンダ装置へ供給される
作動流体の流れを切り換えて、上記操舵シリンダ装置の
上記ピストンロッドを移動させるよう構成された船舶推
進機用操舵装置において、上記作動流体切換装置は、上記作動流体供給ポンプから
上記操舵シリンダ装置へ向かって流れる上記作動流体の
流れを切り換える切換部と、上記作動流体供給ポンプか
らドレンタンクへ向かって流れる上記作動流体の流れを
制御する常開のドレン制御部とを有してなり、上記作動流体供給ポンプの起動後所定時間を経て上記ド
レン制御部を閉じ、上記切換部のみへ上記作動流体を導
くよう構成されたものである船舶推進機用操舵装置。