JP3241131B2 - 船舶推進機用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】本発明は船外機等の船舶推進機の
操舵アームを揺動せしめる油圧シリンダユニットへの作
動油の供給をモータ及び油圧ポンプによって行うように
した船舶推進機用パワーステアリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】船舶推進機のパワーステアリング装置と
して、操舵アームを揺動せしめる油圧シリンダユニット
への作動油の供給を、船のエンジンの動力を利用して回
転駆動されるベーンポンプ、ギヤーポンプ或いはトロコ
イドポンプ等の油圧ポンプによって行うようにしたもの
がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のパワーステアリング装置のようにエンジンの動
力を使用した場合、パワーステアリング装置による操舵
を行っていないときでもエンジン出力が油圧ポンプを回
転駆動させるために消費され、エンジン出力のロスが生
じる。

【０００４】この場合、油圧ポンプをモータで回転駆動
するようにし、操舵時にのみモータを回転駆動すること
が考えられるが、このようにすると、非操舵時から操舵
時に移行したときにモータの起動遅れによって油圧ポン
プがパワーアシスト状態に達するまでに時間がかかり、
パワーステアリング装置の応答性が悪くなる。

【０００５】そこで、例えば図５に示すように、ハンド
ル操作に連動して油圧シリンダユニットへの作動油の供
給路を切換えるスプール弁１０１に中立位置検知溝１０
２を形成して、スプール弁１０１外周面に作動片１０３
ａが摺接するリミットスイッチ１０３を設け、このリミ
ットスイッチ１０３によってスプール弁１０１が中立位
置（非操舵状態）から左又は右に移動して操舵状態にな
ったか否かを検出し、この検出結果に応じて電動モータ
を非操舵時には低速で回転させておき、操舵状態に移行
したときに高速で回転させるようにして、非操舵時にお
けるエンジンのパワーのロスを防止しつつ、非操舵状態
から操舵状態に移行した時に油圧ポンプを短時間でパワ
ーアシスト状態にすることができるようにすることが考
えられる。

【０００６】ところが、このようなリミットスイッチに
よってスプール弁の位置検出を行う場合、検知溝１０２
に作動片１０３ａが嵌り込みスムーズにリミットスイッ
チが動作しないことがある。一方、スムーズな動作を行
なわせるために検知溝１０２の傾斜角を緩やかにする
と、リミットスイッチの応答性が悪いためにスプール弁
の微妙な移動を検出することが難しい。更にリミットス
イッチの場合は、接点の摩耗により耐久性が十分でな
い。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明は、油圧シリンダユニット内のピストンに取付けた
ロッドの先端に、操舵アームとこの操舵アームをハンド
ル操作に連動させることで操作するケーブルのワイヤと
を取付部材を介して連結し、このワイヤに、油圧ポンプ
から油圧シリンダユニットへオイルを供給する油路を切
換えるスプール弁のスプールの一端を接続部材を介して
連結し、このスプールの先端に、非操舵時又は操舵時を
検出するために位置検出用部材及びホールセンサからな
るスプール位置検出装置を設け、油圧ポンプを駆動する
電動モータに、非操舵時又は操舵時に、ホールセンサか
らの信号に基づいて電力供給量を制御するパルス幅変調
回路を付設したことを特徴とする。

【０００８】

【作用】スプール弁の移動を非接触センサであるホール
センサにて行うので、耐久性が向上し、高精度にかつ安
定してスプール弁の移動を検出することが可能になる。
これとともに、スプール位置検出装置及びパルス幅変調
回路により、非操舵時にも油圧ポンプを駆動するための
電動モータを低速回転しておくことによって、操舵状態
に移行して油圧ポンプによる作動油の供給が必要になっ
たときに、電動モータの立ち上がりに要する時間が短く
なり、パワーステアリング装置の応答性が良くなるとと
もに、非操舵時に操舵時より低速で電動モータを回転駆
動しているので、エンジンの出力ロスを抑制することが
できる。

【０００９】

【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。図１は本発明を適用したスプール位置検出装
置を備えた船外機のパワーステアリング装置の正面図、
図２は同パワーステアリング装置の断面図、図３は図２
の要部拡大断面図である。

【００１０】このパワーステアリング装置は、操舵アー
ムを揺動せしめる油圧シリンダユニット１及びこの油圧
シリンダユニット１への作動油の供給路を切換えるスプ
ール弁部２とを備えている。

【００１１】油圧シリンダユニット１は、ロッド１１の
基端部に取付けたピストン１２によってシリンダ内をロ
ッド１１が挿通される側の油室Ｓ１とロッド１１が挿通
されない側の油室Ｓ２とに画成している。ロッド１１の
先端部にはクレビス１３を固着している。そして、ハン
ドル操作に連動するボーデンケーブル１４のケーブル１
５を鞘部１６内を通して、ケーブル１５の先端をクレビ
ス１３の一端に装着し、クレビス１３の他端は船外機を
揺動せしめる操舵アームを連結する。

【００１２】また、スプール弁部２は、油圧シリンダユ
ニット１の油室Ｓ１，Ｓ２への作動油の供給路に通じる
油路を形成したバルブハウジング２１内に、その供給路
を切換えるスプール弁２２を摺動自在に嵌挿し、このス
プール弁２２はケーブル１５にコンロッド２３を介して
連結して、ケーブル１５が移動することによってスプー
ル弁２２が移動して油圧シリンダユニット１の油室Ｓ
１，Ｓ２への作動油の供給路を切換える。

【００１３】そして、バルブハウジング２１の一端部に
スプール弁２２のバルブハウジング２１から突出した部
分を覆うように非磁性材料からなるカバー２５を固着
し、そのスプール弁２２の一端部には軟質磁性材料から
なる位置検出用部材２６を取付け、カバー２５の外周面
に位置検出用部材２６を検出するホールセンサ２７，２
８を取り付けている。

【００１４】ホールセンサ２７は、スプール弁２２が左
方向に移動したときの位置検出用であり、スプール弁２
２が中立位置にあるとき（非操舵時）には反応せず、ス
プール弁２２が左方向に１〜２mm程度移動したときに反
応するように固定している。また、ホールセンサ２８
は、スプール弁２２が右方向に移動したときの位置検出
用であり、スプール弁２２が中立位置にあるとき（非操
舵時）には反応せず、スプール弁２２が右方向に１〜２
mm程度移動したときに反応するように固定している。

【００１５】次に、油圧シリンダユニット１に作動油を
供給する油圧ポンプを回転駆動するモータの駆動制御回
路について図４を参照して説明すると、バッテリ３１か
らモータ３２への給電路中にＦＥＴ（電界効果型トラン
ジスタ）３３を介装し、このＦＥＴ３３をオン・オフ制
御するＰＷＭ（パルス幅変調）ドライブ回路３４を設
け、このＰＷＭドライブ回路３４へのバッテリ３１から
の給電路中にキースイッチ３５を介装するとともに、Ｐ
ＷＭドライブ回路３４にホールセンサ２７，２８を接続
している。

【００１６】以上のように構成したパワーステアリング
装置においては、キースイッチ３５がオン状態になって
エンジンが作動しているとき、スプール弁２２が中立
（ニュートラル）位置にある非操舵時には、ホールセン
サ２７，２８がいずれも位置検出用部材２６を検出して
いないので、ＰＷＭドライブ回路３４はＦＥＴ３３をオ
ン・オフ制御するに際して、オン状態のデューティ率を
小さく（例えば５０％）に制御する。これにより、モー
タ３２にはＦＥＴ３３のオンデューティに応じた電力が
供給されて低速で回転駆動される。

【００１７】そして、ハンドルが操作されてボーデンケ
ーブル１４のケーブル１５が移動されると、コンロッド
２３を介してスプール弁２２が移動して油圧シリンダユ
ニット１への作動油の供給路が切換えられるとともに、
スプール弁２２の移動によって位置検出用部材２６が移
動して、その移動方向に応じてホールセンサ２７，２８
が操舵状態に移行したことの検出信号を出力する。

【００１８】それによって、ＰＷＭドライブ回路３４は
ＦＥＴ３３を１００％のオンデューティ率即ち常時オン
状態に制御する。これにより、モータ３２は１００％の
出力で高速回転され、油圧ポンプはステアリングアシス
ト力を発生するためにフルパワーで回転駆動されて作動
油を油圧シリンダユニット１に供給する。

【００１９】このように、非接触センサであるホールセ
ンサ２７，２８によってスプール弁２２の移動を検出し
て非操舵時か操舵時かを検出することによって、水、
油、ごみ等の影響を受けることなく、安定して高精度に
スプール弁２２の位置を検出できるとともに、耐久性も
向上する。

【００２０】そして、非操舵時にも油圧ポンプを駆動す
るためのモータ３２を低速回転しておくことによって、
操舵状態に移行して油圧ポンプによる作動油の供給が必
要になったときに、モータ３２の立ち上がりに要する時
間が短くなり、パワーステアリング装置の応答性が良く
なるとともに、非操舵時に操舵時より低速（低出力）で
モータ３２を回転駆動しているので、エンジンの出力ロ
スを抑制することができる。

【００２１】また、キースイッチ３５がオフ状態されて
エンジンが停止されたときには、ＰＷＭドライブ回路３
４が非作動状態になってＦＥＴ３３はオフ状態に固定さ
れるので、モータ３２が停止してバッテリ３１の電力消
費は行われない。

【００２２】

【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
ホールセンサによってスプール弁の位置を検出するよう
にしたので、高精度に安定した検出が行えるとともに、
耐久性も向上する。これとともに、スプール位置検出装
置及びパルス幅変調回路により、非操舵時にも油圧ポン
プを駆動するための電動モータを低速回転しておくこと
によって、操舵状態に移行して油圧ポンプによる作動油
の供給が必要になったときに、電動モータの立ち上がり
に要する時間が短くなり、パワーステアリング装置の応
答性が良くなるとともに、非操舵時に操舵時より低速で
電動モータを回転駆動しているので、エンジンの出力ロ
スを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したスプール位置検出装置を備え
た船外機のパワーステアリング装置の正面図

【図２】同パワーステアリング装置の断面図

【図３】図２の要部拡大断面図

【図４】モータの駆動制御回路のブロック図

【図５】従来のスプール位置検出装置の説明図

【符号の説明】

１…油圧シリンダユニット、２…スプール弁（スプール
弁部）、１１…ロッド、１２…ピストン、１３…取付部
材（クレビス）、１４…ケーブル（ボーデンケーブ
ル）、１５…ワイヤ（ケーブル）、２２…スプール（ス
プール弁）、２３…接続部材（コンロッド）、２６…位
置検出用部材、２７，２８…ホールセンサ、３２…電動
モータ（モータ）、３４…パルス幅変調回路（パルス幅
変調ドライブ回路）。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧シリンダユニット内のピストンに取
   付けたロッドの先端に、操舵アームとこの操舵アームを
   ハンドル操作に連動させることで操作するケーブルのワ
   イヤとを取付部材を介して連結し、このワイヤに、油圧
   ポンプから前記油圧シリンダユニットへオイルを供給す
   る油路を切換えるスプール弁のスプールの一端を接続部
   材を介して連結し、このスプールの先端に、非操舵時又
   は操舵時を検出するために位置検出用部材及びホールセ
   ンサからなるスプール位置検出装置を設け、前記油圧ポ
   ンプを駆動する電動モータに、非操舵時又は操舵時に、
   前記ホールセンサからの信号に基づいて電力供給量を制
   御するパルス幅変調回路を付設したことを特徴とする船
   舶推進機用パワーステアリング装置。