JP3739750B2 - 船外機の操舵装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は船外機の操舵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、船外機の操舵装置の動力源は、例えば、船外機に取り付けられたティラーハンドルを手動によって操舵するティラーハンドルタイプや、プッシュプルケーブルを介して操舵機構を遠隔操作するリモートコントロールタイプなど、そのほとんどが人力によるものであった。
【０００３】
ところが、上記した人力によるものは、操舵荷重が重いなどの理由により、操舵フィーリングが良くないといった不具合があった。そこで、例えば特許文献１に記載されるように、船外機とは別体の構成、即ち後付けの構成として、操舵用の油圧シリンダを船体に取り付け、リンク機構を介してティラーハンドルの操舵をパワーアシストすることも提案されているが、後付けの油圧シリンダを用いる操舵装置にあっては、構成が複雑になり、部品点数および重量の増加を伴うと共に、船体に油圧シリンダを取り付けるためのスペースが必要になるといった不具合があった。
【０００４】
このような不具合を解決する技術として、例えば特許文献２を挙げることができる。特許文献２に記載される技術にあっては、操舵用の油圧シリンダを船外機に直接取り付けるように構成することで、部品点数および重量の増加を抑制すると共に、船体への油圧シリンダの取り付けを不要としている。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６２−１２５９９６号公報（図2など）
【特許文献２】
特開平２−２７９４９５号公報（図6など）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した特許文献２に記載される技術にあっては、油圧シリンダの伸縮状態（即ち、船外機の転舵角）によっては油圧シリンダが船外機から水平方向に突出するため、例えば船外機を並列に２機設置する場合（いわゆる２機掛け）にあっては、その突出量を考慮して船外機を設置する必要があるなど、船外機の周囲のスペースに制約が生じるという不具合があった。特に、船外機の転舵力（トルク）を大きくするために油圧シリンダの大きさを増大させた場合、油圧シリンダの水平方向への突出量が大きくなってかかる不具合が顕著であった。
【０００７】
従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、船外機に取り付けた操舵用のアクチュエータの出力を増加させて船外機の転舵力を大きくすると共に、操舵用のアクチュエータが船外機の転舵角に関わらずその外形線から突出しないようにして船外機の周囲のスペースを制約することがないようにした船外機の操舵装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を解決するために、この発明は請求項１項において、内燃機関で駆動されるプロペラを備えると共に、転舵軸であるスイベルシャフトと前記スイベルシャフトが収容されるスイベルケースを介して船体に転舵自在に取り付けられる船外機の操舵装置において、複数個のアクチュエータによって前記スイベルシャフトを回動させて前記船外機を転舵させると共に、前記アクチュエータを、前記船外機の転舵角に関わらず前記船外機の外形線内に位置するように重力方向に重ねて配置するように構成した。
【０００９】
このように、船外機の転舵軸であるスイベルシャフトを複数個のアクチュエータで回動させることによって船外機を転舵させるように構成したので、操舵用のアクチュエータの出力が増加されて大きな転舵力（トルク）を得ることができる。さらに、前記複数個のアクチュエータを、船外機の転舵角に関わらずその外形線内に位置するように重力方向に重ねて配置するように構成したので、アクチュエータが常に船外機から突出することがなく、よって船外機の周囲のスペースが制約されない。
【００１０】
また、請求項２項にあっては、前記アクチュエータの変位側を前記スイベルシャフトに固定されるマウントフレームに取り付けると共に、前記アクチュエータの固定側を前記スイベルケースに取り付けるように構成した。
【００１１】
スイベルシャフトを回動させる操舵用のアクチュエータの変位側を前記スイベルシャフトに固定されるマウントフレーム（船外機の転舵が行なわれることによって船体との相対角度変位が生じる部位）に取り付けると共に、その固定側を前記スイベルシャフトが収容されるスイベルケース（船外機の転舵が行われても船体との相対角度変位を生じない部位）に取り付けるように構成した、換言すれば、リンク機構などを介することなくアクチュエータの出力を直接船外機に伝達するように構成したので、上述した効果に加え、ガタツキのない応答性に優れた操舵が可能になると共に、アクチュエータの取り付けに必要なスペースを小さくすることができる。また、構成が簡素なため、複数個のアクチュエータを船外機に取り付けるために必要な部品点数や工程数を削減することができる。
【００１２】
また、請求項３項にあっては、前記アクチュエータは複数個の円筒型油圧シリンダからなり、前記円筒型油圧シリンダをそれらの長手方向が水平方向と平行となるように重力方向に重ねて配置すると共に、前記円筒型油圧シリンダと船外機との連結部をそれぞれ同軸上に位置させるように構成した。
【００１３】
スイベルシャフトを回動させる操舵用のアクチュエータとして複数個の円筒型油圧シリンダを用い、前記円筒型油圧シリンダをそれらの長手方向が水平方向と平行となるように重力方向に重ねて配置すると共に、前記円筒型油圧シリンダと船外機との連結部をそれぞれ同軸上に位置させるように構成したので、上述した効果に加え、構成がより簡素となり、複数個のアクチュエータを船外機に取り付けるために必要な部品点数や工程数をより一層削減することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に即してこの発明の一つの実施の形態に係る船外機の操舵装置を説明する。
【００１５】
図１はその船外機の操舵装置を全体的に示す説明図であり、図２は図１の部分説明側面図である。
【００１６】
図１および図２において、符合１０は、内燃機関、プロペラシャフト、プロペラなどが一体化された船外機を示す。船外機１０は、図２に示す如く、スイベルシャフト（後述）が回動自在に収容されるスイベルケース１２と、スイベルケース１２が接続されるスターンブラケット１４を介し、船体（船舶）１６の後尾に重力軸回りおよび水平軸回りに転舵自在に取り付けられる。
【００１７】
船外機１０は、その上部に内燃機関（以下「エンジン」という）１８を備える。エンジン１８は火花点火式の直列４気筒で２２００ｃｃの排気量を備える４サイクルガソリンエンジンからなる。エンジン１８は水面上に位置し、エンジンカバー２０で覆われて船外機１０の内部に配置される。エンジンカバー２０で被覆されたエンジン１８の付近には、マイクロコンピュータからなる電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）２２が配置される。
【００１８】
また、船外機１０は、その下部にプロペラ２４と、その付近に設けられたラダー２６を備える。プロペラ２４は、図示しないクランクシャフト、ドライブシャフト、ギヤ機構およびシフト機構を介してエンジン１８の動力が伝達され、船体１６を前進あるいは後進させる。
【００１９】
図１に示す如く、船体１６の操縦席付近にはステアリングホイール２８が配置される。ステアリングホイール２８の付近には舵角センサ３０が配置される。舵角センサ３０は、具体的にはロータリエンコーダからなり、操縦者によって入力されたステアリングホイール２８の操舵（操作）量に応じた信号を出力する。また、操縦席の右側にはスロットルレバー３２およびシフトレバー３４が配置され、それらの操作は図示しないプッシュプルケーブルを介してエンジン１８のスロットルバルブおよびシフト機構（共に図示せず）に伝達される。
【００２０】
さらに、操縦席付近には、船外機１０のチルト角度を調整するためのパワーチルトスイッチ３６と、トリム角度を調整するためのパワートリムスイッチ３８が配置され、操縦者によって入力されるチルトのアップ・ダウンおよびトリムのアップ・ダウンの指示に応じた信号を出力する。上記した舵角センサ３０、パワーチルトスイッチ３６およびパワートリムスイッチ３８の出力は、信号線３０Ｌ，３６Ｌ，３８Ｌを介してＥＣＵ２２に送られる。
【００２１】
ＥＣＵ２２は、信号線３０Ｌを通じて送られた舵角センサ３０の出力に応じ、操舵用のアクチュエータ、具体的には油圧シリンダ４０（図２に示す。以下「操舵用油圧シリンダ」という）を伸縮させることにより、船外機１０を転舵させてプロペラ２４およびラダー２６を重力軸回りに揺動させ、船体１６を操舵する。
【００２２】
ＥＣＵ２２は、さらに、信号線３６Ｌ，３８Ｌを通じて送られたパワーチルトスイッチ３６およびパワートリムスイッチ３８の出力に応じて公知のパワーチルトトリムユニット４２を動作させ、船外機１０のチルト角度およびトリム角度を調整する。
【００２３】
図３は、図２に示すスイベルケース付近を拡大した部分断面図である。
【００２４】
図３に示すように、パワーチルトトリムユニット４２は、１本のチルト角度調整用の油圧シリンダ４２ａ（以下「チルト用油圧シリンダ」という）と、２本の（図では１本のみ表れる）トリム角度調整用の油圧シリンダ（以下「トリム用油圧シリンダ」という）４２ｂを一体的に備える。
【００２５】
チルト用油圧シリンダ４２ａは、そのシリンダボトムがスターンブラケット１４に固定されて船体１６に取り付けられると共に、ピストンロッドのロッドヘッドがスイベルケース１２に当接させられる。トリム用油圧シリンダ４２ｂも、そのシリンダボトムがスターンブラケット１４に固定されて船体１６に取り付けられると共に、ピストンロッドのロッドヘッドがスイベルケース１２に当接させられる。
【００２６】
スイベルケース１２は、チルティングシャフト４６を介し、チルティングシャフト４６を中心として相対角度変位自在にスターンブラケット１４と接続される。また、スイベルケース１２は、その内部にスイベルシャフト５０が回動自在に収容される。スイベルシャフト５０は重力方向に軸方向を有し、その上端がマウントフレーム５２に固定されると共に、下端がロアマウントセンターハウジング（図示せず）に固定される。マウントフレーム５２とロアマウントセンターハウジングは、それぞれエンジン１８やプロペラ２４などが配置されるフレームに固定される。
【００２７】
図４は、図３のIV−IV線断面図である。
【００２８】
図３および図４に示すように、スイベルケース１２の上部には前記した操舵用油圧シリンダ４０が配置される。操舵用油圧シリンダ４０は、具体的には第１の操舵用油圧シリンダ４０ａと第２の操舵用シリンダ４０ｂの２本の円筒型油圧シリンダ、より具体的には２本の円筒型の復動シリンダからなる。図３に良く示すように、第１の操舵用油圧シリンダ４０ａと第２の操舵用シリンダ４０ｂは、それらの長手方向（シリンダの軸方向）が水平方向と平行となるように重力方向に重ねて配置される。これは、船外機にあっては、一般にスイベルケース１２の上方に重力方向（上下方向）のスペースが比較的確保しやすいためであり、かかるスペースを有効に利用するためである。尚、スイベルケース１２の上部には、第１および第２の操舵用油圧シリンダ４０ａ，４０ｂの他に、それらに油圧を供給する油圧回路（図示せず）が並んで配置される。
【００２９】
マウントフレーム５２においてスイベルシャフト５０の直上付近には、第１のステー５６が設けられる。第１のステー５６には、重力方向に軸方向を有する第１の円筒状部材５８が支持され、第１の円筒状部材５８の下端付近には、第１の操舵用油圧シリンダ４０ａの変位側、具体的にはピストンロッドのロッドヘッド４０ａ１（連結部）が回動自在に取り付けられる。また、第１の円筒状部材５８の上端付近には、第２の操舵用油圧シリンダ４０ｂの変位側、具体的にはピストンロッドのロッドヘッド４０ｂ１（連結部）が回動自在に取り付けられる。このように、第１の操舵用油圧シリンダ４０ａのロッドヘッド４０ａ１と第２の操舵用油圧シリンダ４０ｂのロッドヘッド４０ｂ１は、それぞれ同軸上に配置されると共に、第１のステー５６と第１の円柱状部材５８を介してマウントフレーム５２に取り付けられる。
【００３０】
また、スイベルケース１２の上部において船体側の端部付近には、第２のステー６０が設けられる。第２のステー６０には、重力方向に軸方向を有する第２の円筒状部材６２が支持され、第２の円筒状部材６２の下方には、第１の操舵用油圧シリンダ４０ａの固定側、具体的にはシリンダボトム４０ａ２（連結部）が回動自在に取り付けられる。また、第２の円筒状部材６２の上端付近には、第２の操舵用油圧シリンダ４０ｂの固定側、具体的にはシリンダボトム４０ｂ２（連結部）が回動自在に取り付けられる。このように、第１の操舵用油圧シリンダ４０ａのシリンダボトム４０ａ２と第２の操舵用油圧シリンダ４０ｂのシリンダボトム４０ｂ２は、それぞれ同軸上に配置されると共に、第２のステー６０と第２の円柱状部材６２を介してスイベルケース１２の上部に取り付けられる。
【００３１】
ここで、前述の如く、操縦者がステアリングホイール２８を操舵すると、その操舵量は舵角センサ３０を介してＥＣＵ２２に入力される。ＥＣＵ２２は、入力された操舵量に応じた通電指令値を算出し、図示しない駆動回路を介して電動モータに送出し、油圧ポンプを駆動して第１および第２の操舵用油圧シリンダ４０ａ，４０ｂを伸縮させ、スイベルシャフト５０を回動させる。このとき、第１の操舵用油圧シリンダ４０ａと第２の操舵用シリンダ４０ｂは、それらの長手方向が水平方向と平行となるように重力方向に重ねて配置されていると共に、ロッドヘッド４０ａ１，４０ｂ１、およびシリンダボトム４０ａ２，４０ｂ２がそれぞれ同軸上に位置していることから、それらの駆動量（伸縮量）は同一となる。
【００３２】
このように、第１および第２の操舵用油圧シリンダ４０ａ，４０ｂが駆動されることにより、スイベルシャフト５０を転舵軸として船外機１０の水平方向の転舵がパワーアシストされ、よってプロペラ２４およびラダー２６が揺動されて船体１６が操舵される。具体的には、第１および第２の操舵用油圧シリンダ４０ａ，４０ｂが伸び方向に駆動されることにより、図５に示すように、スイベルシャフト５０およびマウントフレーム５２が船体１６に対して右回り（上面視において右回り）に回動し、船外機１０が右回りに転舵され、よって船体１６が左回り（上面視において左回り）に操舵（左旋回）される。
【００３３】
一方、第１および第２の操舵用油圧シリンダ４０ａ，４０ｂが縮み方向に駆動されることにより、図６に示すように、スイベルシャフト５０およびマウントフレーム５２が船体１６に対して左回りに回動し、船外機１０が左回りに転舵され、よって船体１６が右回りに操舵（右旋回）される。
【００３４】
尚、図４から図６において、符号７０は上面視における船外機１０の外形線（垂直投影面）を示す。また、図５は、具体的には船外機１０を右回りに最大転舵角まで回動させたときの前記外形線７０と操舵用油圧シリンダ４０などを示し、図６は、操舵用１０を左回りに最大転舵角まで回動させたときのそれを示す。即ち、図５および図６に示すように、この実施の形態に係る船外機１０にあっては、右回りの最大転舵角と左回りの最大転舵角がそれぞれ３０度ずつであり、計６０度の転舵が可能である。
【００３５】
以上のように、この実施の形態に係る船外機の操舵装置にあっては、船外機１０の転舵軸であるスイベルシャフト５０を複数個のアクチュエータ、具体的には、第１および第２の操舵用油圧シリンダ４０ａ，４０ｂの計２個の円筒型油圧シリンダで回動させることによって船外機１０を転舵させるように構成したので、操舵用のアクチュエータの出力が増加されて大きな転舵力（トルク）を得ることができる。
【００３６】
また、第１の操舵用油圧シリンダ４０ａと第２の操舵用油圧シリンダ４０ｂをそれらの長手方向が水平方向と平行となるように重力方向に重ねて配置するように構成したので、図４から図６に示すように、船外機１０を左右に最大転舵角まで転舵させても、第１および第２の操舵用油圧シリンダ４０ａ，４０ｂが船外機１０の外形線７０の内部から水平方向に突出することがない。即ち、大きな転舵力を得るために、操舵用の油圧シリンダの大きさを増大させるのではなく、油圧シリンダを複数個（２個）とし、さらに船外機１０の転舵角に関わらずそれらが船外機１０の外形線７０の内部に位置するように、スイベルケース１２の上部において比較的スペースを確保しやすい重力方向に重ねて配置するようにしたので、２本の操舵用の油圧シリンダ４０ａ，４０ｂのいずれもが常に船外機１０から突出することがなく、よって船外機１０の周囲のスペースが制約されることがない。
【００３７】
また、第１および第２の操舵用油圧シリンダ４０ａ，４０ｂの変位側、具体的にはロッドヘッド４０ａ１，４０ｂ１をスイベルシャフト５０に固定されるマウントフレーム５２（船外機１０の転舵が行なわれることによって船体１６との相対角度変位が生じる部位）に取り付けると共に、その固定側、具体的にはシリンダボトム４０ａ２，４０ｂ２をスイベルケース１２（船外機１０の転舵が行われても船体１６との相対角度変位を生じない部位）に取り付けるように構成した、換言すれば、リンク機構などを介することなく第１および第２の操舵用油圧シリンダ４０ａ，４０ｂの出力（変位）を直接船外機１０に伝達するように構成したので、ガタツキのない応答性に優れた操舵が可能になると共に、第１および第２の操舵用油圧シリンダ４０ａ，４０ｂの取り付けに必要なスペースを小さくすることができる。また、構成が簡素なため、第１および第２の操舵用油圧シリンダ４０ａ，４０ｂを取り付けるために必要な部品点数や工程数を削減することができる。
【００３８】
さらに、第１の操舵用油圧シリンダ４０ａと船外機１０の一方の連結部であるロッドヘッド４０ａ１と、第２の操舵用油圧シリンダ４０ｂと船外機１０の一方の連結部であるロッドヘッド４０ｂ１とを同軸上に位置させると共に、第１の操舵用油圧シリンダ４０ａと船外機１０の他方の連結部であるシリンダボトム４０ａ２と、第２の操舵用油圧シリンダ４０ｂと船外機１０の他方の連結部であるシリンダボトム４０ｂ２とを同軸上に位置させるように構成したので、構成がより簡素となり、よって大きな転舵力を得るために操舵用の油圧シリンダを複数個用いた場合であっても、それらを船外機１０に取り付けるために必要な部品点数や工程数をより一層削減することができる。また、スイベルシャフト５０を回動させるのに必要とされる２本の油圧シリンダ４０ａ，４０ｂの駆動量（伸縮量）を同一にすることができるため、油圧の制御も容易となる。
【００３９】
上記した如く、この発明の一つの実施の形態にあっては、内燃機関（エンジン１８）で駆動されるプロペラ２４を備えると共に、転舵軸であるスイベルシャフト５０と前記スイベルシャフト５０が収容されるスイベルケース１２を介して船体１６に転舵自在に取り付けられる船外機１０の操舵装置において、複数個（２個）のアクチュエータ（第１の操舵用油圧シリンダ４０ａと第２の操舵用油圧シリンダ４０ｂ）によって前記スイベルシャフト５０を回動させて前記船外機１０を転舵させると共に、前記アクチュエータを、前記船外機１０の転舵角に関わらず前記船外機１０の外形線７０内に位置するように重力方向に重ねて配置するように構成した。
【００４０】
また、前記アクチュエータの変位側（ロッドヘッド４０ａ１，４０ｂ１）を前記スイベルシャフト５０に固定されるマウントフレーム５２に取り付けると共に、前記アクチュエータの固定側（シリンダボトム４０ａ２，４０ｂ２）を前記スイベルケース１２に取り付けるように構成した。
【００４１】
また、前記アクチュエータは複数個（２個）の円筒型油圧シリンダ（第１の操舵用油圧シリンダ４０ａと第２の操舵用油圧シリンダ４０ｂ）からなり、前記円筒型油圧シリンダをそれらの長手方向（シリンダの軸方向）が水平方向と平行となるように重力方向に重ねて配置すると共に、前記円筒型油圧シリンダと船外機１０との連結部（ロッドヘッド４０ａ１とロッドヘッド４０ｂ１、およびシリンダボトム４０ａ２シリンダボトム４０ｂ２）をそれぞれ同軸上に位置させるように構成した。
【００４２】
尚、上記において、スイベルシャフト５０を回動させるアクチュエータとして油圧シリンダを例に挙げたが、それに限られるものではなく、油圧モータなどであっても良い。
【００４３】
また、アクチュエータを第１の操舵用油圧シリンダ４０ａと第２の操舵用油圧シリンダ４０ｂの計２個としたが、３個以上設けても良い。
【００４４】
【発明の効果】
請求項１項にあっては、船外機の転舵軸であるスイベルシャフトを複数個のアクチュエータで回動させることによって船外機を転舵させるように構成したので、操舵用のアクチュエータの出力が増加されて大きな転舵力（トルク）を得ることができる。さらに、前記複数個のアクチュエータを、船外機の転舵角に関わらずその外形線内に位置するように重力方向に重ねて配置するように構成したので、アクチュエータが常に船外機から突出することがなく、よって船外機の周囲のスペースが制約されない。
【００４５】
請求項２項にあっては、スイベルシャフトを回動させる操舵用のアクチュエータの変位側を前記スイベルシャフトに固定されるマウントフレーム（船外機の転舵が行なわれることによって船体との相対角度変位が生じる部位）に取り付けると共に、その固定側を前記スイベルシャフトが収容されるスイベルケース（船外機の転舵が行われても船体との相対角度変位を生じない部位）に取り付けるように構成した、換言すれば、リンク機構などを介することなくアクチュエータの出力を直接船外機に伝達するように構成したので、ガタツキのない応答性に優れた操舵が可能になると共に、アクチュエータの取り付けに必要なスペースを小さくすることができる。また、構成が簡素なため、複数個のアクチュエータを船外機に取り付けるために必要な部品点数や工程数を削減することができる。
【００４６】
請求項３項にあっては、スイベルシャフトを回動させる操舵用のアクチュエータとして複数個の円筒型油圧シリンダを用い、前記円筒型油圧シリンダをそれらの長手方向が水平方向と平行となるように重力方向に重ねて配置すると共に、前記円筒型油圧シリンダと船外機との連結部をそれぞれ同軸上に位置させるように構成したので、構成がより簡素となり、複数個のアクチュエータを船外機に取り付けるために必要な部品点数や工程数をより一層削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一つの実施の形態に係る船外機の操舵装置を全体的に示す説明図である。
【図２】図１装置の部分説明側面図である。
【図３】図２に示すスイベルケース付近を拡大して示す部分断面図である。
【図４】図３のIV−IV線断面図である。
【図５】図１に示す船外機を右回りに最大転舵角まで転舵させたときの船外機の外形線などを示す図４と同様な断面図である。
【図６】同様に、船外機を左回りに最大転舵角まで転舵させたときの船外機の外形線などを示す図４と同様な断面図である。
【符号の説明】
１０ 船外機
１２ スイベルケース
１６ 船体
１８ エンジン（内燃機関）
２４ プロペラ
４０ａ 第１の操舵用油圧シリンダ（アクチュエータ（円筒型油圧シリンダ））
４０ｂ 第２の操舵用油圧シリンダ（アクチュエータ（円筒型油圧シリンダ））
４０ａ１ ロッドヘッド（連結部（変位側））
４０ｂ１ ロッドヘッド（連結部（変位側））
４０ａ２ シリンダボトム（連結部（固定側））
４０ｂ２ シリンダボトム（連結部（固定側））
５０ スイベルシャフト
５２ マウントフレーム
７０ 船外機の外形線
【発明の属する技術分野】
この発明は船外機の操舵装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、船外機の操舵装置の動力源は、例えば、船外機に取り付けられたティラーハンドルを手動によって操舵するティラーハンドルタイプや、プッシュプルケーブルを介して操舵機構を遠隔操作するリモートコントロールタイプなど、そのほとんどが人力によるものであった。
【０００３】
ところが、上記した人力によるものは、操舵荷重が重いなどの理由により、操舵フィーリングが良くないといった不具合があった。そこで、例えば特許文献１に記載されるように、船外機とは別体の構成、即ち後付けの構成として、操舵用の油圧シリンダを船体に取り付け、リンク機構を介してティラーハンドルの操舵をパワーアシストすることも提案されているが、後付けの油圧シリンダを用いる操舵装置にあっては、構成が複雑になり、部品点数および重量の増加を伴うと共に、船体に油圧シリンダを取り付けるためのスペースが必要になるといった不具合があった。
【０００４】
このような不具合を解決する技術として、例えば特許文献２を挙げることができる。特許文献２に記載される技術にあっては、操舵用の油圧シリンダを船外機に直接取り付けるように構成することで、部品点数および重量の増加を抑制すると共に、船体への油圧シリンダの取り付けを不要としている。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６２−１２５９９６号公報（図2など）
【特許文献２】
特開平２−２７９４９５号公報（図6など）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した特許文献２に記載される技術にあっては、油圧シリンダの伸縮状態（即ち、船外機の転舵角）によっては油圧シリンダが船外機から水平方向に突出するため、例えば船外機を並列に２機設置する場合（いわゆる２機掛け）にあっては、その突出量を考慮して船外機を設置する必要があるなど、船外機の周囲のスペースに制約が生じるという不具合があった。特に、船外機の転舵力（トルク）を大きくするために油圧シリンダの大きさを増大させた場合、油圧シリンダの水平方向への突出量が大きくなってかかる不具合が顕著であった。
【０００７】
従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、船外機に取り付けた操舵用のアクチュエータの出力を増加させて船外機の転舵力を大きくすると共に、操舵用のアクチュエータが船外機の転舵角に関わらずその外形線から突出しないようにして船外機の周囲のスペースを制約することがないようにした船外機の操舵装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を解決するために、この発明は請求項１項において、内燃機関で駆動されるプロペラを備えると共に、転舵軸であるスイベルシャフトと前記スイベルシャフトが収容されるスイベルケースを介して船体に転舵自在に取り付けられる船外機の操舵装置において、複数個のアクチュエータによって前記スイベルシャフトを回動させて前記船外機を転舵させると共に、前記アクチュエータを、前記船外機の転舵角に関わらず前記船外機の外形線内に位置するように重力方向に重ねて配置するように構成した。
【０００９】
このように、船外機の転舵軸であるスイベルシャフトを複数個のアクチュエータで回動させることによって船外機を転舵させるように構成したので、操舵用のアクチュエータの出力が増加されて大きな転舵力（トルク）を得ることができる。さらに、前記複数個のアクチュエータを、船外機の転舵角に関わらずその外形線内に位置するように重力方向に重ねて配置するように構成したので、アクチュエータが常に船外機から突出することがなく、よって船外機の周囲のスペースが制約されない。
【００１０】
また、請求項２項にあっては、前記アクチュエータの変位側を前記スイベルシャフトに固定されるマウントフレームに取り付けると共に、前記アクチュエータの固定側を前記スイベルケースに取り付けるように構成した。
【００１１】
スイベルシャフトを回動させる操舵用のアクチュエータの変位側を前記スイベルシャフトに固定されるマウントフレーム（船外機の転舵が行なわれることによって船体との相対角度変位が生じる部位）に取り付けると共に、その固定側を前記スイベルシャフトが収容されるスイベルケース（船外機の転舵が行われても船体との相対角度変位を生じない部位）に取り付けるように構成した、換言すれば、リンク機構などを介することなくアクチュエータの出力を直接船外機に伝達するように構成したので、上述した効果に加え、ガタツキのない応答性に優れた操舵が可能になると共に、アクチュエータの取り付けに必要なスペースを小さくすることができる。また、構成が簡素なため、複数個のアクチュエータを船外機に取り付けるために必要な部品点数や工程数を削減することができる。
【００１２】
また、請求項３項にあっては、前記アクチュエータは複数個の円筒型油圧シリンダからなり、前記円筒型油圧シリンダをそれらの長手方向が水平方向と平行となるように重力方向に重ねて配置すると共に、前記円筒型油圧シリンダと船外機との連結部をそれぞれ同軸上に位置させるように構成した。
【００１３】
スイベルシャフトを回動させる操舵用のアクチュエータとして複数個の円筒型油圧シリンダを用い、前記円筒型油圧シリンダをそれらの長手方向が水平方向と平行となるように重力方向に重ねて配置すると共に、前記円筒型油圧シリンダと船外機との連結部をそれぞれ同軸上に位置させるように構成したので、上述した効果に加え、構成がより簡素となり、複数個のアクチュエータを船外機に取り付けるために必要な部品点数や工程数をより一層削減することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に即してこの発明の一つの実施の形態に係る船外機の操舵装置を説明する。
【００１５】
図１はその船外機の操舵装置を全体的に示す説明図であり、図２は図１の部分説明側面図である。
【００１６】
図１および図２において、符合１０は、内燃機関、プロペラシャフト、プロペラなどが一体化された船外機を示す。船外機１０は、図２に示す如く、スイベルシャフト（後述）が回動自在に収容されるスイベルケース１２と、スイベルケース１２が接続されるスターンブラケット１４を介し、船体（船舶）１６の後尾に重力軸回りおよび水平軸回りに転舵自在に取り付けられる。
【００１７】
船外機１０は、その上部に内燃機関（以下「エンジン」という）１８を備える。エンジン１８は火花点火式の直列４気筒で２２００ｃｃの排気量を備える４サイクルガソリンエンジンからなる。エンジン１８は水面上に位置し、エンジンカバー２０で覆われて船外機１０の内部に配置される。エンジンカバー２０で被覆されたエンジン１８の付近には、マイクロコンピュータからなる電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）２２が配置される。
【００１８】
また、船外機１０は、その下部にプロペラ２４と、その付近に設けられたラダー２６を備える。プロペラ２４は、図示しないクランクシャフト、ドライブシャフト、ギヤ機構およびシフト機構を介してエンジン１８の動力が伝達され、船体１６を前進あるいは後進させる。
【００１９】
図１に示す如く、船体１６の操縦席付近にはステアリングホイール２８が配置される。ステアリングホイール２８の付近には舵角センサ３０が配置される。舵角センサ３０は、具体的にはロータリエンコーダからなり、操縦者によって入力されたステアリングホイール２８の操舵（操作）量に応じた信号を出力する。また、操縦席の右側にはスロットルレバー３２およびシフトレバー３４が配置され、それらの操作は図示しないプッシュプルケーブルを介してエンジン１８のスロットルバルブおよびシフト機構（共に図示せず）に伝達される。
【００２０】
さらに、操縦席付近には、船外機１０のチルト角度を調整するためのパワーチルトスイッチ３６と、トリム角度を調整するためのパワートリムスイッチ３８が配置され、操縦者によって入力されるチルトのアップ・ダウンおよびトリムのアップ・ダウンの指示に応じた信号を出力する。上記した舵角センサ３０、パワーチルトスイッチ３６およびパワートリムスイッチ３８の出力は、信号線３０Ｌ，３６Ｌ，３８Ｌを介してＥＣＵ２２に送られる。
【００２１】
ＥＣＵ２２は、信号線３０Ｌを通じて送られた舵角センサ３０の出力に応じ、操舵用のアクチュエータ、具体的には油圧シリンダ４０（図２に示す。以下「操舵用油圧シリンダ」という）を伸縮させることにより、船外機１０を転舵させてプロペラ２４およびラダー２６を重力軸回りに揺動させ、船体１６を操舵する。
【００２２】
ＥＣＵ２２は、さらに、信号線３６Ｌ，３８Ｌを通じて送られたパワーチルトスイッチ３６およびパワートリムスイッチ３８の出力に応じて公知のパワーチルトトリムユニット４２を動作させ、船外機１０のチルト角度およびトリム角度を調整する。
【００２３】
図３は、図２に示すスイベルケース付近を拡大した部分断面図である。
【００２４】
図３に示すように、パワーチルトトリムユニット４２は、１本のチルト角度調整用の油圧シリンダ４２ａ（以下「チルト用油圧シリンダ」という）と、２本の（図では１本のみ表れる）トリム角度調整用の油圧シリンダ（以下「トリム用油圧シリンダ」という）４２ｂを一体的に備える。
【００２５】
チルト用油圧シリンダ４２ａは、そのシリンダボトムがスターンブラケット１４に固定されて船体１６に取り付けられると共に、ピストンロッドのロッドヘッドがスイベルケース１２に当接させられる。トリム用油圧シリンダ４２ｂも、そのシリンダボトムがスターンブラケット１４に固定されて船体１６に取り付けられると共に、ピストンロッドのロッドヘッドがスイベルケース１２に当接させられる。
【００２６】
スイベルケース１２は、チルティングシャフト４６を介し、チルティングシャフト４６を中心として相対角度変位自在にスターンブラケット１４と接続される。また、スイベルケース１２は、その内部にスイベルシャフト５０が回動自在に収容される。スイベルシャフト５０は重力方向に軸方向を有し、その上端がマウントフレーム５２に固定されると共に、下端がロアマウントセンターハウジング（図示せず）に固定される。マウントフレーム５２とロアマウントセンターハウジングは、それぞれエンジン１８やプロペラ２４などが配置されるフレームに固定される。
【００２７】
図４は、図３のIV−IV線断面図である。
【００２８】
図３および図４に示すように、スイベルケース１２の上部には前記した操舵用油圧シリンダ４０が配置される。操舵用油圧シリンダ４０は、具体的には第１の操舵用油圧シリンダ４０ａと第２の操舵用シリンダ４０ｂの２本の円筒型油圧シリンダ、より具体的には２本の円筒型の復動シリンダからなる。図３に良く示すように、第１の操舵用油圧シリンダ４０ａと第２の操舵用シリンダ４０ｂは、それらの長手方向（シリンダの軸方向）が水平方向と平行となるように重力方向に重ねて配置される。これは、船外機にあっては、一般にスイベルケース１２の上方に重力方向（上下方向）のスペースが比較的確保しやすいためであり、かかるスペースを有効に利用するためである。尚、スイベルケース１２の上部には、第１および第２の操舵用油圧シリンダ４０ａ，４０ｂの他に、それらに油圧を供給する油圧回路（図示せず）が並んで配置される。
【００２９】
マウントフレーム５２においてスイベルシャフト５０の直上付近には、第１のステー５６が設けられる。第１のステー５６には、重力方向に軸方向を有する第１の円筒状部材５８が支持され、第１の円筒状部材５８の下端付近には、第１の操舵用油圧シリンダ４０ａの変位側、具体的にはピストンロッドのロッドヘッド４０ａ１（連結部）が回動自在に取り付けられる。また、第１の円筒状部材５８の上端付近には、第２の操舵用油圧シリンダ４０ｂの変位側、具体的にはピストンロッドのロッドヘッド４０ｂ１（連結部）が回動自在に取り付けられる。このように、第１の操舵用油圧シリンダ４０ａのロッドヘッド４０ａ１と第２の操舵用油圧シリンダ４０ｂのロッドヘッド４０ｂ１は、それぞれ同軸上に配置されると共に、第１のステー５６と第１の円柱状部材５８を介してマウントフレーム５２に取り付けられる。
【００３０】
また、スイベルケース１２の上部において船体側の端部付近には、第２のステー６０が設けられる。第２のステー６０には、重力方向に軸方向を有する第２の円筒状部材６２が支持され、第２の円筒状部材６２の下方には、第１の操舵用油圧シリンダ４０ａの固定側、具体的にはシリンダボトム４０ａ２（連結部）が回動自在に取り付けられる。また、第２の円筒状部材６２の上端付近には、第２の操舵用油圧シリンダ４０ｂの固定側、具体的にはシリンダボトム４０ｂ２（連結部）が回動自在に取り付けられる。このように、第１の操舵用油圧シリンダ４０ａのシリンダボトム４０ａ２と第２の操舵用油圧シリンダ４０ｂのシリンダボトム４０ｂ２は、それぞれ同軸上に配置されると共に、第２のステー６０と第２の円柱状部材６２を介してスイベルケース１２の上部に取り付けられる。
【００３１】
ここで、前述の如く、操縦者がステアリングホイール２８を操舵すると、その操舵量は舵角センサ３０を介してＥＣＵ２２に入力される。ＥＣＵ２２は、入力された操舵量に応じた通電指令値を算出し、図示しない駆動回路を介して電動モータに送出し、油圧ポンプを駆動して第１および第２の操舵用油圧シリンダ４０ａ，４０ｂを伸縮させ、スイベルシャフト５０を回動させる。このとき、第１の操舵用油圧シリンダ４０ａと第２の操舵用シリンダ４０ｂは、それらの長手方向が水平方向と平行となるように重力方向に重ねて配置されていると共に、ロッドヘッド４０ａ１，４０ｂ１、およびシリンダボトム４０ａ２，４０ｂ２がそれぞれ同軸上に位置していることから、それらの駆動量（伸縮量）は同一となる。
【００３２】
このように、第１および第２の操舵用油圧シリンダ４０ａ，４０ｂが駆動されることにより、スイベルシャフト５０を転舵軸として船外機１０の水平方向の転舵がパワーアシストされ、よってプロペラ２４およびラダー２６が揺動されて船体１６が操舵される。具体的には、第１および第２の操舵用油圧シリンダ４０ａ，４０ｂが伸び方向に駆動されることにより、図５に示すように、スイベルシャフト５０およびマウントフレーム５２が船体１６に対して右回り（上面視において右回り）に回動し、船外機１０が右回りに転舵され、よって船体１６が左回り（上面視において左回り）に操舵（左旋回）される。
【００３３】
一方、第１および第２の操舵用油圧シリンダ４０ａ，４０ｂが縮み方向に駆動されることにより、図６に示すように、スイベルシャフト５０およびマウントフレーム５２が船体１６に対して左回りに回動し、船外機１０が左回りに転舵され、よって船体１６が右回りに操舵（右旋回）される。
【００３４】
尚、図４から図６において、符号７０は上面視における船外機１０の外形線（垂直投影面）を示す。また、図５は、具体的には船外機１０を右回りに最大転舵角まで回動させたときの前記外形線７０と操舵用油圧シリンダ４０などを示し、図６は、操舵用１０を左回りに最大転舵角まで回動させたときのそれを示す。即ち、図５および図６に示すように、この実施の形態に係る船外機１０にあっては、右回りの最大転舵角と左回りの最大転舵角がそれぞれ３０度ずつであり、計６０度の転舵が可能である。
【００３５】
以上のように、この実施の形態に係る船外機の操舵装置にあっては、船外機１０の転舵軸であるスイベルシャフト５０を複数個のアクチュエータ、具体的には、第１および第２の操舵用油圧シリンダ４０ａ，４０ｂの計２個の円筒型油圧シリンダで回動させることによって船外機１０を転舵させるように構成したので、操舵用のアクチュエータの出力が増加されて大きな転舵力（トルク）を得ることができる。
【００３６】
また、第１の操舵用油圧シリンダ４０ａと第２の操舵用油圧シリンダ４０ｂをそれらの長手方向が水平方向と平行となるように重力方向に重ねて配置するように構成したので、図４から図６に示すように、船外機１０を左右に最大転舵角まで転舵させても、第１および第２の操舵用油圧シリンダ４０ａ，４０ｂが船外機１０の外形線７０の内部から水平方向に突出することがない。即ち、大きな転舵力を得るために、操舵用の油圧シリンダの大きさを増大させるのではなく、油圧シリンダを複数個（２個）とし、さらに船外機１０の転舵角に関わらずそれらが船外機１０の外形線７０の内部に位置するように、スイベルケース１２の上部において比較的スペースを確保しやすい重力方向に重ねて配置するようにしたので、２本の操舵用の油圧シリンダ４０ａ，４０ｂのいずれもが常に船外機１０から突出することがなく、よって船外機１０の周囲のスペースが制約されることがない。
【００３７】
また、第１および第２の操舵用油圧シリンダ４０ａ，４０ｂの変位側、具体的にはロッドヘッド４０ａ１，４０ｂ１をスイベルシャフト５０に固定されるマウントフレーム５２（船外機１０の転舵が行なわれることによって船体１６との相対角度変位が生じる部位）に取り付けると共に、その固定側、具体的にはシリンダボトム４０ａ２，４０ｂ２をスイベルケース１２（船外機１０の転舵が行われても船体１６との相対角度変位を生じない部位）に取り付けるように構成した、換言すれば、リンク機構などを介することなく第１および第２の操舵用油圧シリンダ４０ａ，４０ｂの出力（変位）を直接船外機１０に伝達するように構成したので、ガタツキのない応答性に優れた操舵が可能になると共に、第１および第２の操舵用油圧シリンダ４０ａ，４０ｂの取り付けに必要なスペースを小さくすることができる。また、構成が簡素なため、第１および第２の操舵用油圧シリンダ４０ａ，４０ｂを取り付けるために必要な部品点数や工程数を削減することができる。
【００３８】
さらに、第１の操舵用油圧シリンダ４０ａと船外機１０の一方の連結部であるロッドヘッド４０ａ１と、第２の操舵用油圧シリンダ４０ｂと船外機１０の一方の連結部であるロッドヘッド４０ｂ１とを同軸上に位置させると共に、第１の操舵用油圧シリンダ４０ａと船外機１０の他方の連結部であるシリンダボトム４０ａ２と、第２の操舵用油圧シリンダ４０ｂと船外機１０の他方の連結部であるシリンダボトム４０ｂ２とを同軸上に位置させるように構成したので、構成がより簡素となり、よって大きな転舵力を得るために操舵用の油圧シリンダを複数個用いた場合であっても、それらを船外機１０に取り付けるために必要な部品点数や工程数をより一層削減することができる。また、スイベルシャフト５０を回動させるのに必要とされる２本の油圧シリンダ４０ａ，４０ｂの駆動量（伸縮量）を同一にすることができるため、油圧の制御も容易となる。
【００３９】
上記した如く、この発明の一つの実施の形態にあっては、内燃機関（エンジン１８）で駆動されるプロペラ２４を備えると共に、転舵軸であるスイベルシャフト５０と前記スイベルシャフト５０が収容されるスイベルケース１２を介して船体１６に転舵自在に取り付けられる船外機１０の操舵装置において、複数個（２個）のアクチュエータ（第１の操舵用油圧シリンダ４０ａと第２の操舵用油圧シリンダ４０ｂ）によって前記スイベルシャフト５０を回動させて前記船外機１０を転舵させると共に、前記アクチュエータを、前記船外機１０の転舵角に関わらず前記船外機１０の外形線７０内に位置するように重力方向に重ねて配置するように構成した。
【００４０】
また、前記アクチュエータの変位側（ロッドヘッド４０ａ１，４０ｂ１）を前記スイベルシャフト５０に固定されるマウントフレーム５２に取り付けると共に、前記アクチュエータの固定側（シリンダボトム４０ａ２，４０ｂ２）を前記スイベルケース１２に取り付けるように構成した。
【００４１】
また、前記アクチュエータは複数個（２個）の円筒型油圧シリンダ（第１の操舵用油圧シリンダ４０ａと第２の操舵用油圧シリンダ４０ｂ）からなり、前記円筒型油圧シリンダをそれらの長手方向（シリンダの軸方向）が水平方向と平行となるように重力方向に重ねて配置すると共に、前記円筒型油圧シリンダと船外機１０との連結部（ロッドヘッド４０ａ１とロッドヘッド４０ｂ１、およびシリンダボトム４０ａ２シリンダボトム４０ｂ２）をそれぞれ同軸上に位置させるように構成した。
【００４２】
尚、上記において、スイベルシャフト５０を回動させるアクチュエータとして油圧シリンダを例に挙げたが、それに限られるものではなく、油圧モータなどであっても良い。
【００４３】
また、アクチュエータを第１の操舵用油圧シリンダ４０ａと第２の操舵用油圧シリンダ４０ｂの計２個としたが、３個以上設けても良い。
【００４４】
【発明の効果】
請求項１項にあっては、船外機の転舵軸であるスイベルシャフトを複数個のアクチュエータで回動させることによって船外機を転舵させるように構成したので、操舵用のアクチュエータの出力が増加されて大きな転舵力（トルク）を得ることができる。さらに、前記複数個のアクチュエータを、船外機の転舵角に関わらずその外形線内に位置するように重力方向に重ねて配置するように構成したので、アクチュエータが常に船外機から突出することがなく、よって船外機の周囲のスペースが制約されない。
【００４５】
請求項２項にあっては、スイベルシャフトを回動させる操舵用のアクチュエータの変位側を前記スイベルシャフトに固定されるマウントフレーム（船外機の転舵が行なわれることによって船体との相対角度変位が生じる部位）に取り付けると共に、その固定側を前記スイベルシャフトが収容されるスイベルケース（船外機の転舵が行われても船体との相対角度変位を生じない部位）に取り付けるように構成した、換言すれば、リンク機構などを介することなくアクチュエータの出力を直接船外機に伝達するように構成したので、ガタツキのない応答性に優れた操舵が可能になると共に、アクチュエータの取り付けに必要なスペースを小さくすることができる。また、構成が簡素なため、複数個のアクチュエータを船外機に取り付けるために必要な部品点数や工程数を削減することができる。
【００４６】
請求項３項にあっては、スイベルシャフトを回動させる操舵用のアクチュエータとして複数個の円筒型油圧シリンダを用い、前記円筒型油圧シリンダをそれらの長手方向が水平方向と平行となるように重力方向に重ねて配置すると共に、前記円筒型油圧シリンダと船外機との連結部をそれぞれ同軸上に位置させるように構成したので、構成がより簡素となり、複数個のアクチュエータを船外機に取り付けるために必要な部品点数や工程数をより一層削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一つの実施の形態に係る船外機の操舵装置を全体的に示す説明図である。
【図２】図１装置の部分説明側面図である。
【図３】図２に示すスイベルケース付近を拡大して示す部分断面図である。
【図４】図３のIV−IV線断面図である。
【図５】図１に示す船外機を右回りに最大転舵角まで転舵させたときの船外機の外形線などを示す図４と同様な断面図である。
【図６】同様に、船外機を左回りに最大転舵角まで転舵させたときの船外機の外形線などを示す図４と同様な断面図である。
【符号の説明】
１０ 船外機
１２ スイベルケース
１６ 船体
１８ エンジン（内燃機関）
２４ プロペラ
４０ａ 第１の操舵用油圧シリンダ（アクチュエータ（円筒型油圧シリンダ））
４０ｂ 第２の操舵用油圧シリンダ（アクチュエータ（円筒型油圧シリンダ））
４０ａ１ ロッドヘッド（連結部（変位側））
４０ｂ１ ロッドヘッド（連結部（変位側））
４０ａ２ シリンダボトム（連結部（固定側））
４０ｂ２ シリンダボトム（連結部（固定側））
５０ スイベルシャフト
５２ マウントフレーム
７０ 船外機の外形線
Claims (3)
- 内燃機関で駆動されるプロペラを備えると共に、転舵軸であるスイベルシャフトと前記スイベルシャフトが収容されるスイベルケースを介して船体に転舵自在に取り付けられる船外機の操舵装置において、複数個のアクチュエータによって前記スイベルシャフトを回動させて前記船外機を転舵させると共に、前記アクチュエータを、前記船外機の転舵角に関わらず前記船外機の外形線内に位置するように重力方向に重ねて配置したことを特徴とする船外機の操舵装置。
- 前記アクチュエータの変位側を前記スイベルシャフトに固定されるマウントフレームに取り付けると共に、前記アクチュエータの固定側を前記スイベルケースに取り付けたことを特徴とする請求項１項記載の船外機の操舵装置。
- 前記アクチュエータは複数個の円筒型油圧シリンダからなり、前記円筒型油圧シリンダをそれらの長手方向が水平方向と平行となるように重力方向に重ねて配置すると共に、前記円筒型油圧シリンダと船外機との連結部をそれぞれ同軸上に位置させたことを特徴とする請求項１項または２項記載の船外機の操舵装置。
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