JP4732860B2 - 船外機用電動式操舵装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の船外機を複数のモータ駆動式転舵用アクチュエータによって転舵させる船外機用電動式操舵装置に関するものである。

従来、複数の船外機を遠隔操作により操舵する船外機用操舵装置としては、例えば特許文献１または特許文献２に開示されているものがある。
特許文献１に示された船外機用操舵装置は、２台の船外機を一つのステアリングハンドルによって操舵するものである。この操舵装置は、前記両船外機の転舵動作が連動するように船外機どうしを連結する連結部材と、この連結部材にステアリングハンドルから操舵力を伝達するワイヤなどによって構成されている。

前記２台の船外機は、図１６（ａ）に示すように、プロペラ１００の回転方向が互いに逆方向となるように形成されている。一般的な船外機においては、プロペラ１００が水中で回転するときには、プロペラ１００の翼に作用する水圧がプロペラ軸１０１より上側と下側とで異なることに起因してプロペラ１００を側方に押すような力Ｆが発生することが知られている[図１６（ｂ）参照]。

この側方への力Ｆは、図１７（ａ）に示すように、プロペラ１００の回転方向が互いに逆方向となるように形成された２台の船外機１０２どうしを連結部材１０３により互いに連結することによって互いに相殺される。すなわち、この構成を採ることにより、前記力Ｆがステアリングハンドルに伝達されることを防ぐことができる。

特許文献２に示されている船外機用操舵装置は、上述した連結部材によって互いに連結された２台の船外機のうち一方の船外機を油圧シリンダによって転舵させる構成が採られている。この油圧シリンダは、ステアリングハンドルに設けられたマスターシリンダに油圧回路を介して接続されている。

この特許文献２に示されている連結部材は、各船外機のステアリングブラケットどうしを連結している。この連結部材は、一方の船外機のトリム角を他方の船外機に対して変えたときに船外機と連結部材との接続部分に過大な力が加えられることを防ぐために、複数のリンクを組み合わせた構造が採られている。

これらの特許文献１，２に示された船外機用操舵装置は、ステアリングハンドル側と船外機側とを接続する部材（ワイヤ、油圧管）を船体の形状や大きさに適合するように製造しなければならない。このような不具合は、船外機を転舵させるアクチュエータとして電動モータを使用することによって解消することができる。

電動モータを用いた船外機用操舵装置としては、例えば特許文献３に記載されているものがある。この特許文献３に示された船外機用操舵装置は、１台の船外機を電動モータによって転舵させるもので、電動モータの回転をラックとピニオンとによって往復動に変換し、船外機のステアリングブラケットに伝達する構成が採られている。前記電動モータは、制御装置に接続されており、この電動モータの回転は、ステアリングハンドルの回転方向と回転角度とに対応するように前記制御装置によって制御される。

このように構成された電動式船外機用操舵装置においては、ステアリングハンドル側と船外機側とを電線によって接続することができるから、操舵力を機械的に伝達するワイヤや油圧管などを使用する場合に較べて船体に容易に装備することができる。
上述した特許文献３に記載されている電動式操舵装置によって複数の船外機を転舵させるに当っては、高い耐久性と信頼性とが得られるように、複数の電動モータを用いることが望ましい。
複数の船外機を複数の電動モータによって転舵させるに当っては、特許文献３に記載されている操舵装置のモータとラック・ピニオンとを船外機毎に装備することが考えられる。
特許第２７３４０４１号公報（第１図） 特開平８−２７６８９６号公報（第２図） 特許第２９５９０４４号公報（第３図）

しかし、船外機どうしを連結部材によって連結する構成を採りながら、船外機毎に電動モータを設けると、電動モータの消費電力が著しく増大するおそれがあった。これは、例えば連結部材の長さが製造誤差や、何らかの原因で設計値と異なるような場合に顕著に現れる。

すなわち、例えば、図１７（ｂ）に示すように、連結部材１０３の長さが設計値より長く、一方の船外機１０２Ａの実際の舵角が目標舵角からずれるような場合、実際の舵角が目標舵角と一致する他方の船外機１０２Ｂを転舵させる電動モータは正しく動作するが、実際の舵角が目標舵角からずれる船外機１０２Ａを転舵させる電動モータは、この船外機１０２Ａを所定の舵角に達するまで転舵させることができず、通電された状態で停止、言い換えれば過負荷の状態で通電され続けることになるからである。

また、複数の電動モータを用いて複数の船外機を転舵させる構成を採るに当って、船外機毎にトリム角を変えることができるようにするためには、船外機どうしを連結する連結部材として、特許文献２に示されているようなリンクを多用した構造のものを用いなければならない。これは、２台の船外機のステアリングブラケット間に横架させた１本のロッドによって連結部材を構成すると、一方の船外機だけトリム角を変えたときにこの船外機の前部が連結部材によって他方の船外機側へ引かれるようになり、連結部材と船外機との接続部分に過大な応力が生じるようになるからである。

本発明はこのような問題を解消するためになされたもので、船外機どうしを連結する連結部材の長さが変化しても複数の電動モータがそれぞれ過負荷になることなく動作する船外機用電動式操舵装置を提供することを第１の目的とする。また、簡単な構造の連結部材を使用しながら、複数の船外機のうち一方の船外機のトリム角を変えたときに連結部材と船外機との接続部分に過大な応力が生じることがない船外機用電動式操舵装置を提供することを第２の目的とする。

この目的を達成するために、本発明に係る船外機用電動式操舵装置は、ステアリングハンドルと、複数の船外機の転舵動作が連動するように船外機間を連結する連結部材と、複数の船外機を転舵させる複数の転舵用電動モータと、前記ステアリングハンドルの操作量に基づいて目標舵角を求める目標舵角設定手段と、各船外機の実際の舵角を検出する実舵角検出手段と、各船外機のトリム角を検出するトリム角検出手段と、前記トリム角検出手段によって検出されたトリム角の大きさに対応するように船外機毎の目標舵角を補正する補正手段と、前記船外機毎の目標舵角と前記実舵角とが一致するように前記転舵用電動モータを動作させるモータ制御手段とを備えたものである。

請求項２に記載した発明に係る船外機用電動式操舵装置は、ステアリングハンドルと、
複数の船外機の転舵動作が連動するように船外機間を連結する連結部材と、複数の船外機を転舵させる複数の転舵用電動モータと、前記ステアリングハンドルの操作量に基づいて目標舵角を求める目標舵角設定手段と、各船外機の実際の舵角を検出する実舵角検出手段と、前記船外機毎の目標舵角と前記実舵角とが一致するように前記転舵用電動モータを動作させるモータ制御手段とを備え、前記連結部材は、プロペラの回転方向が異なる船外機どうしを連結し、前記転舵用電動モータは、前記各船外機毎に設けられているものである。

請求項３に記載した発明に係る船外機用電動式操舵装置は、ステアリングハンドルと、
複数の船外機の転舵動作が連動するように船外機間を連結する連結部材と、複数の船外機を転舵させる複数の転舵用電動モータと、前記ステアリングハンドルの操作量に基づいて目標舵角を求める目標舵角設定手段と、各船外機の実際の舵角を検出する実舵角検出手段と、前記船外機毎の目標舵角と前記実舵角とが一致するように前記転舵用電動モータを動作させるモータ制御手段とを備え、前記連結部材は、プロペラの回転方向が異なる船外機どうしを連結し、前記連結部材と複数の船外機とからなる船外機連結体は複数組装備され、前記転舵用電動モータは、前記船外機連結体毎に設けられているものである。

請求項４に記載した発明に係る船外機用電動式転舵装置は、ステアリングハンドルと、複数の船外機の転舵動作が連動するように船外機間を連結する連結部材と、複数の船外機を転舵させる複数の転舵用電動モータと、前記ステアリングハンドルの操作量に基づいて目標舵角を求める目標舵角設定手段と、各船外機の実際の舵角を検出する実舵角検出手段と、前記船外機毎の目標舵角と前記実舵角とが一致するように前記転舵用電動モータを動作させるモータ制御手段とを備え、前記連結部材は、少なくとも３台の船外機を互いに連結し、前記転舵用電動モータは、前記複数の連結部材のうち少なくとも２つにぞれぞれ設けられているものである。

請求項５に記載した発明に係る船外機用電動式操舵装置は、請求項１ないし請求項４のうち何れか一つに記載した船外機用電動式操舵装置において、前記モータ制御手段を有する制御回路は、船外機間の実際の舵角の差を求め、この差に基づいて船外機毎に目標舵角を補正し、船外機毎の目標舵角を求める機能を有するものである。

請求項６に記載した発明に係る船外機用電動式操舵装置は、請求項５記載の船外機用電動式操舵装置において、前記船外機間の実際の舵角の差は、全ての船外機の実際の舵角の平均値と、各船外機の実際の舵角との差とからなるものである。

請求項７に記載した発明に係る船外機用電動式操舵装置は、ステアリングハンドルと、複数の船外機の転舵動作が連動するように船外機間を連結する連結部材と、複数の船外機を転舵させる複数の転舵用電動モータと、前記ステアリングハンドルの操作量に基づいて目標舵角を求める目標舵角設定手段と、予め定めた基準となる船外機の実際の舵角を検出する実舵角検出手段と、前記実舵角検出手段によって検出された実舵角と前記目標舵角との差からなる制御舵角を求め、この制御舵角だけ全ての転舵用電動モータを動作させるモータ制御手段とを備え、前記連結部材は、プロペラの回転方向が異なる船外機どうしを連結し、前記転舵用電動モータは、前記各船外機毎に設けられているものである。
請求項８に記載した発明に係る船外機用電動式操舵装置は、ステアリングハンドルと、複数の船外機の転舵動作が連動するように船外機間を連結する連結部材と、複数の船外機を転舵させる複数の転舵用電動モータと、前記ステアリングハンドルの操作量に基づいて目標舵角を求める目標舵角設定手段と、予め定めた基準となる船外機の実際の舵角を検出する実舵角検出手段と、 前記実舵角検出手段によって検出された実舵角と前記目標舵角との差からなる制御舵角を求め、この制御舵角だけ全ての転舵用電動モータを動作させるモータ制御手段とを備え、前記連結部材は、プロペラの回転方向が異なる船外機どうしを連結し、前記連結部材と複数の船外機とからなる船外機連結体は複数組装備され、前記転舵用電動モータは、前記船外機連結体毎に設けられているものである。
請求項９に記載した発明に係る船外機用電動式操舵装置は、ステアリングハンドルと、複数の船外機の転舵動作が連動するように船外機間を連結する連結部材と、複数の船外機を転舵させる複数の転舵用電動モータと、前記ステアリングハンドルの操作量に基づいて目標舵角を求める目標舵角設定手段と、予め定めた基準となる船外機の実際の舵角を検出する実舵角検出手段と、前記実舵角検出手段によって検出された実舵角と前記目標舵角との差からなる制御舵角を求め、この制御舵角だけ全ての転舵用電動モータを動作させるモータ制御手段とを備え、前記連結部材は、少なくとも３台の船外機を互いに連結し、
前記転舵用電動モータは、前記複数の連結部材のうち少なくとも２つにぞれぞれ設けられているものである。

本発明によれば、船外機のトリム角の変化に対応して目標舵角が補正される。このため、簡単な構造の連結部材を使用しながら、複数の船外機のうち一方の船外機のトリム角を変えたときに連結部材と船外機との接続部分に過大な応力が生じることを防ぐことができる。

請求項２記載の発明によれば、プロペラが回転する際に生じる側方への力を一対の船外機によって相殺することができるから、航走中に前記力に抗して転舵用モータに通電する必要がない。このため、この発明によれば、電動モータの消費電力がより一層少ない船外機用電動式操舵装置を提供することができる。

請求項３記載の発明によれば、一つの電動モータで複数の船外機を転舵させることができ、船外機毎に電動モータを装備する場合に較べてコストダウンを図ることができる。

請求項４記載の発明によれば、船外機の台数より少ない台数の電動モータによって全ての船外機を転舵させることができるから、船外機毎に電動モータを装備する場合に較べてコストダウンを図ることができる。

請求項５記載の発明によれば、ステアリングハンドルの操作量に基づいて設定された目標舵角が補正手段によって船外機毎に補正され、全ての電動モータは、船外機の舵角のばらつきの影響を受けることなく同一の動作量をもって動作する。
このため、本発明に係る船外機用電動式操舵装置においては、船外機どうしを連結する連結部材の長さが変化した場合などのように、各船外機の実際の舵角に差異が生じる場合であっても、電動モータの動作量に差異が生じることはなく、全ての電動モータを消費電力が適正となるように動作させることができる。
したがって、本発明によれば、電動モータを複数装備することにより耐久性と信頼性の向上を図りながら、消費電力が少なくなる電動式船外機用操舵装置を提供することができる。

請求項６記載の発明によれば、目標舵角を補正するに当たり、実際の舵角の最大値と最小値との差を「船外機間の実際の舵角の差」とする場合に較べ、前記差の大きさが小さくなる。このため、この発明によれば、ステアリングハンドルの動作量と電動モータの動作量との差が小さくなり、ステアリングハンドルの操舵に船体の挙動が正しく従うようになるから、操船を容易に行うことができる。

請求項７ないし請求項９記載の発明によれば、全ての転舵用電動モータが基準となる船外機の舵角に基づいて動作し、船外機の舵角のばらつきの影響を受けることなく同一の動作量をもって動作する。このため、この発明に係る船外機用電動式操舵装置においては、船外機どうしを連結する連結部材の長さが変化した場合のように、各船外機の実際の舵角に差異が生じたとしても、電動モータの動作量に差異が生じることはなく、全ての電動モータを消費電力が適正となるように動作させることができる。
したがって、この発明によれば、電動モータを複数装備することにより耐久性と信頼性の向上を図りながら、消費電力が少なくなる電動式船外機用操舵装置を提供することができる。

また、請求項７記載の発明によれば、プロペラが回転する際に生じる側方への力を一対の船外機によって相殺することができるから、航走中に前記力に抗して転舵用モータに通電する必要がない。このため、この発明によれば、電動モータの消費電力がより一層少ない船外機用電動式操舵装置を提供することができる。

また、請求項８記載の発明によれば、一つの電動モータで複数の船外機を転舵させることができ、船外機毎に電動モータを装備する場合に較べてコストダウンを図ることができる。

また、請求項９記載の発明によれば、船外機の台数より少ない台数の電動モータによって全ての船外機を転舵させることができるから、船外機毎に電動モータを装備する場合に較べてコストダウンを図ることができる。

（第１の実施の形態）
以下、本発明に係る船外機用電動式操舵装置の一実施の形態を図１ないし図６によって詳細に説明する。
図１は本発明に係る船外機用電動式操舵装置を搭載した小型船舶の平面図、図２は転舵ユニットの断面図、図３は本発明に係る電動式転舵装置の構成を示すブロック図、図４は本発明に係る電動式転舵装置の制御系の構成を示すブロック図、図５は本発明に係る電動式転舵装置の動作を説明するためのフローチャートである。

これらの図において、符号１で示すものは、この実施の形態による船外機用電動式操舵装置２を装備した小型船舶を示す。この小型船舶１は、２台の船外機３が搭載され、これらの船外機３，３の駆動により航走するものである。これらの船外機３，３は、プロペラ４（図３参照）の回転方向が互いに逆方向になるように構成されており、小型船舶１の船尾板１ａ（図１参照）にクランプブラケット５（図２参照）とスイベルブラケット６とを介して船幅方向に並ぶ状態で搭載されている。

前記クランプブラケット５は、前記スイベルブラケット６をチルト軸７によって上下方向に回動自在に支持し、スイベルブラケット６は、ステアリング軸８を介して船外機本体９を転舵自在に支持している。前記船外機本体９は、図示してはいないが、エンジンや、プロペラ４を有するケーシングなどによって構成されている。前記クランプブラケット５とスイベルブラケット６との間には、船外機３のトリム角を調整するためのトリム角調整装置１１（図３参照）が設けられている。

このトリム角調整装置１１は、油圧シリンダ（図示せず）または電動モータ（図示せず）などによって船外機本体９をスイベルブラケット６とともにチルト軸７を中心に上下方向に回動させる構造のものである。このトリム角調整装置１１の動作は、後述するコントローラ１２（図３参照）によって制御される。

前記船外機本体９には、図２に示すように、前記ステアリング軸８より船外機３の前方へ突出するステアリングブラケット１３が設けられている。船外機本体９は、このステアリングブラケット１３を左右方向に揺動させることにより、ステアリング軸８を中心にしてスイベルブラケット６に対して転舵させられる。また、２台の船外機３，３のステアリングブラケット１３，１３は、図１および図２に示すように、１本の連結部材１４によって互いに連結されるとともに、後述する電動式操舵装置２の転舵ユニット１５に連結されている。

前記連結部材１４は、ロッド１４ａの両端部にボールジョイント１４ｂが設けられたいわゆるタイロッドによって構成されている。この連結部材１４によって両船外機３のステアリングブラケット１３どうしを連結することにより、両船外機３は、転舵動作が互いに連動するようになる。しかも、両船外機３のプロペラ４の回転方向が互いに逆方向であることから、プロペラ回転時に生じる側方への力（プロペラ反力）が相殺される。

前記転舵ユニット１５は、図２に示すように、前記クランプブラケット５にチルト軸７を介して回動可能に支持された左右一対の支持部材２１と、これらの支持部材２１，２１間に横架されたボールねじ軸２２と、このボールねじ軸２２に螺合するボールねじナット２３と、このボールねじナット２３を収容するハウジング２４を有する転舵用モータ２５などによって構成されており、船外機３毎に装備されている。

前記ボールねじ軸２２は、その軸線が船幅方向と平行になるように支持部材２１に支持されている。前記ボールねじナット２３は、前記ハウジング２４内に軸線方向への移動が規制された状態で回転自在に支持されている。
前記転舵用モータ２５は、ハウジング２４内に固定されたステータ２６のコイル（図示せず）に通電することにより、前記ボールねじナット２３がハウジング２４内で回転するように構成されている。この転舵用モータ２５の回転（ボールねじナット２３の回転）は、後述するコントローラ１２によって制御される。この転舵用モータ２５によって本発明でいう電動モータが構成されている。

前記ハウジング２４は、船外機３の後方（図２においては上側）に延びる転舵用アーム２７を備えており、このアーム２７を介して前記ステアリングブラケット１３に接続されている。前記アーム２７は、平面視において三角形状に形成されており、後端部に取付けられた連結用ピン２８と、この連結用ピン２８が嵌合するステアリングブラケット１３の長孔２９とからなる連結機構によってステアリングブラケット１３に回動自在に連結されている。

また、このハウジング２４内には、ボールねじナット２３の回転に基づいて船外機本体９の実際の舵角を検出するための舵角センサ３０が設けられている。この舵角センサ３０によって本発明でいう実舵角検出手段が構成されている。なお、この舵角センサ３０としては、例えば、船外機本体９と一体に回動する軸部分の外周面に形成された多数の溝（突条）を磁束の変化によって検出するいわゆるギャップセンサを用いることができる。

この実施の形態による転舵ユニット１５においては、ボールねじナット２３が転舵用モータ２５の駆動により回転し、ボールねじ軸２２に沿って移動することによって、前記転舵用レバー２７がステアリングブラケット１３を左方または右方に回動させることになり、船外機本体９が転舵される。

前記電動式操舵装置２は、図１に示すように、小型船舶１の前部に設けられたステアリングハンドル３１と、このステアリングハンドル３１の操舵角を検出するための操舵角センサ３２と、この操舵角センサ３２に接続されたコントローラ１２と、このコントローラ１２によって動作が制御される船外機３毎の前記転舵ユニット１５などによって構成されている。

前記コントローラ１２は、図４に示すように、船外機３毎（転舵ユニット１５毎）の制御回路３３，３４を含むように構成されている。これらの制御回路３３，３４は同一の構成が採られているため、ここにおいては船体右側に位置する船外機３を転舵させるための制御回路３３について説明し、他方の制御回路３４については、同一符号を付し詳細な説明は省略する。

制御回路３３は、前記操舵角センサ３２によって検出されたステアリングハンドル３１の操舵角に基づいて演算によって船外機３の目標舵角を求める目標舵角設定手段３５と、前記舵角センサ３０によって検出された実舵角に基づいて前記目標舵角を補正する補正手段３６と、この補正手段３６によって補正された目標舵角と前記実舵角とが一致するように前記転舵用モータ２５を動作させるモータ制御手段３７とを備えている。

前記補正手段３６は、船体右側に位置する船外機３の実際の（現在の）舵角と目標舵角との差（以下、この差を第１の偏差という）と、船体左側に位置する船外機３の実際の（現在の）舵角と目標舵角との差（以下、この差を第２の偏差という）とを求め、前記第１の偏差と第２の偏差が同一になるように、船外機毎に目標舵角を補正する。例えば、図３に示すように、船体右側に位置する船外機３Ｒの実際の舵角θＲが０°であり、他方の船外機３Ｌの実際の舵角θＬが２°であるような場合に目標舵角として１０°の目標値が与えられたときは、補正手段３６は、偏差が小さくなる方の船外機に合わせることで上限の舵角を超えることを防止する。

すなわち、上記の場合、補正手段３６は、偏差が８°となるように船外機毎に目標舵角を補正し、船体右側の船外機３については、新たに目標舵角を８°に設定し、他方の船外機３については、新たに目標舵角を１０°に設定する。船外機３の実際の舵角は、各船外機３の転舵ユニット１５に設けられた舵角センサ３０によって検出する。

なお、船外機の目標舵角の補正値は、上述したように船外機毎の偏差を用いて求める他に、全ての船外機３，３の実際の舵角の平均値と、各船外機３の実際の舵角との差とすることができる。例えば、船体右側に位置する船外機３Ｒの舵角θＲが左１°であり、船体左側に位置する船外機３Ｌの舵角θＬが０°である場合、補正手段３６は、前記舵角の平均値（θＲ＋θＬ）／２を求め、この舵角の平均値（０．５°）と、各船外機の実際の舵角との差（０．５°）、（−０．５°）を補正値として加算した目標舵角を設定する。

すなわち、目標舵角設定手段３５が求めた目標舵角が例えば左１５°である場合、右側の船外機３用の制御回路３３の補正手段３６は、目標舵角（１５°）から前記差分の舵角（０．５°）を減算し、新たに目標舵角（１４．５°）を設定する。一方、左側の船外機３用の制御回路３４の補正手段３６は、目標舵角（１５°）に前記差分の舵角（０．５°）を加算し、新たに目標舵角（１５．５°）を設定する。

この場合、前記右側の船外機３用の制御回路３３のモータ制御手段３７は、船外機３Ｒの実際の舵角が１４．５°に達するように右側の転舵ユニット１５の転舵用モータ２５を動作させ、左側の船外機３用の制御回路３４のモータ制御手段３７は、船外機３Ｌの実際の舵角が１５．５°に達するように左側の転舵ユニット１５の転舵用モータ２５を動作させる。

この実施の形態によるコントローラ１２は、図３に示すように、前記トリム角調整装置１１が接続されるとともに、トリム角変更スイッチなどからなるトリム角設定手段３８が接続されており、トリム角設定手段３８により設定されたトリム角となるようにトリム角調整装置１１の動作を制御する構成が採られている。

このコントローラ１２の前記補正手段３６は、前記トリム角設定手段３８からトリム角を変更する制御信号が送られた場合、トリム角調整装置１１の制御と同時に前記目標舵角をトリム角に対応させて補正する。すなわち、トリム角が増大するにしたがって、船外機３が船幅方向の中央側に（例えば右側の船外機３Ｒの場合は左側に）向けて転舵されるように目標舵角を補正する。この補正により、タイロッドからなる連結部材１４によって連結されている２台の船外機３のうち一方の船外機３のみのトリム角を変えることができるようになる。

この実施の形態においては、前記トリム角設定手段３８によって、請求項１に記載した発明でいうトリム角検出手段が構成されている。なお、船外機本体９の上下方向の移動量に基づいて船外機本体９のトリム角度を検出するトリム角センサを装備する場合、このセンサによって検出されたトリム角のデータを用いて目標舵角を補正することができる。

ここで、前記コントローラ１２の動作を図５に示すフローチャートによって説明する。
コントローラ１２が転舵動作を制御するときには、先ず、図５に示すフローチャートのステップＰ１において、操舵角センサ３２がステアリングハンドル３１の操舵角αを検出し、ステップＰ２において、目標舵角設定手段３５が目標舵角βを算出する。この目標舵角βを示すデータは、制御回路３３の補正手段３６Ｒと、制御回路３４の補正手段３６Ｌとにそれぞれ送られる。

補正手段３６Ｒ，３６Ｌは、ステップＰ３Ａ，Ｐ３Ｂにおいて、舵角センサ３０によって船外機３の実際の舵角β１，β２を検出し、ステップＰ４Ａ，Ｐ４Ｂにおいて、実舵角β１，β２に基づいて目標舵角βを補正し、新たに目標舵角βａ，βｂを設定する。
次に、ステップＰ５Ａ，Ｐ５Ｂにおいて、補正手段３６Ｒは、目標舵角βａと実舵角β１との差からなる制御舵角Δβ１を求め、補正手段３６Ｌは、目標舵角βｂと実舵角β２との差からなる制御舵角Δβ２を求める。

その後、ステップＰ６Ａ，Ｐ６Ｂにおいて、前記両モータ制御手段３７Ｒ，３７Ｌが前記制御舵角分だけ船外機３が転舵されるように転舵用モータ２５に制御電流を流す。転舵用モータ２５が通電されることにより、転舵ユニット１５が船外機本体９を前記所定の制御舵角だけ転舵させる。このように転舵用モータ２５に通電した後、この制御ルーチンを終了してステップＰ１に戻る。

このように構成された船外機用電動式操舵装置２においては、ステアリングハンドル３１の操作量に基づいて設定された目標舵角が補正手段３６によって各船外機３の舵角の差異に対応するように補正される。このため、全ての転舵用モータ２５は、船外機３の舵角のばらつきの影響を受けることなく同一の動作量をもって動作する。また、この電動式操舵装置２においては、一方の船外機３のトリム角の変更に伴って目標舵角が補正されるから、トリム角の変化の影響をも受けることがない。

したがって、この実施の形態による船外機用電動式操舵装置２によれば、船外機３どうしを連結する連結部材１４の長さが何らかの原因により変化した場合のように各船外機３の実際の舵角に差異が生じる場合であっても、転舵用モータ２５の動作量に差異が生じることはなく、全ての転舵用モータ２５を消費電力が適正となるように動作させることができる。

また、この実施の形態によれば、目標舵角を補正するに当たり、実際の舵角の平均値と実際の舵角との差を用いているから、例えば実際の舵角の最大値と最小値との差を実舵角の差を用いる場合に較べ、前記差の大きさを小さくすることができる。このため、この実施の形態によれば、ステアリングハンドル３１の動作量と転舵用モータ２５の動作量との差が小さくなり、ステアリングハンドル３１の操舵に船体の挙動が正しく従うようになる。

さらに、この実施の形態によれば、船外機３のトリム角の変化に対応して目標舵角が補正されるから、連結部材１４として簡単な構造のタイロッドを使用することができる。すなわち、２台の船外機３，３のうち一方の船外機３のみのトリム角を変更した場合、この船外機３の目標舵角が補正され、タイロッドを過度な力で引っ張るようなことがなくなる。

加えて、この実施の形態による船外機用電動式操舵装置２においては、プロペラ４が回転する際に生じる側方への力を２台の船外機３によって相殺することができるから、航走中に前記力に抗して転舵用モータ２５に通電する必要がない。

（第２の実施の形態）
請求項７〜９に記載した発明に係る船外機用電動式操舵装置２の一実施の形態を図６および図７によって詳細に説明する。
図６は電動式転舵装置の制御系の構成を示すブロック図、図７は電動式転舵装置の動作を説明するためのフローチャートである。これらの図において、前記図１〜図５によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明は適宜省略する。

図６に示すコントローラ１２は、第１の実施の形態で制御回路３３，３４から一部の機能を省いた構成の制御回路４１を備えるとともに、モータ制御手段３７と転舵用モータ２５のみからなるモータ駆動回路４２を備えている。
前記制御回路４１は、２台ある船外機３のうち予め定めた基準とする一方の船外機３の転舵動作を制御するためのもので、操舵角センサ３２によって検出されたステアリングハンドル３１の操舵角に基づいて演算によって前記基準となる船外機３の目標舵角を求める目標舵角設定手段３５と、舵角センサ３０によって検出された実舵角と前記目標舵角とが一致するように転舵用モータ２５を動作させるモータ制御手段３７とを備えている。

前記モータ駆動回路４２は、２台ある船外機３のうち他方の船外機３の転舵動作を制御するためのもので、このモータ駆動回路４２のモータ制御手段３７は、前記制御回路４１の目標舵角設定手段３５が求めた目標舵角と、前記基準となる船外機３用の舵角センサ３０によって検出された実際の舵角とが一致するように他方の船外機３用の転舵用モータ２５を動作させる。すなわち、制御回路４１のモータ制御手段３７と、モータ駆動回路４２のモータ制御手段３７とは、同一の制御量をもって転舵用モータ２５をそれぞれ動作させる。

この実施の形態による電動式操舵装置は、図７に示すように動作する。先ず、図７に示すフローチャートのステップＳ１において、２台の船外機３，３のうち基準となる方の船外機３を決定し、ステップＳ２において、操舵角センサ３２によってステアリングハンドル３１の操舵角αを検出する。

次いで、ステップＳ３において、目標舵角設定手段３５によって目標舵角βを算出し、ステップＳ４において、舵角センサ３０によって基準となる船外機３の実際の舵角β１を検出する。そして、ステップＳ５において、目標舵角βと実舵角β１との差からなる制御舵角Δβ１を求め、ステップＳ６とステップＳ７とに示すように、基準とした船外機３用の転舵用モータ２５と、他方の船外機３用の転舵用モータ２５とに前記制御舵角Δβ１だけ転舵されるように制御電流をそれぞれ流す。このように両転舵用モータ２５，２５に通電した後、この制御ルーチンを終了してステップＳ１に戻る。

したがって、この実施の形態による船外機用電動式操舵装置によれば、基準となる船外機３の舵角に基づいて２台の転舵用モータ２５，２５の動作が制御され、船外機３の舵角のばらつきの影響を受けることなく両方の転舵用モータ２５，２５が同一の動作量をもって動作する。
このため、この実施の形態を採ったとしても前記第１の実施の形態を採るときと同等の効果を奏する。

上述した第１の実施の形態と第２の実施の形態とにおいては、２台の船外機３，３に転舵ユニット１５をそれぞれ設ける例を示したが、船外機３と転舵ユニット１５の台数や転舵ユニット１５を接続する部位は、図８〜図１３に示すように適宜変えることができる。図８〜図１３は転舵ユニット１５の接続例を示す図で、これらの図において、前記図１〜図７によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明は適宜省略する。

図８に示す船外機用電動式操舵装置２は、３台の船外機３にそれぞれ転舵ユニット１５が設けられている。この構成を採る場合、例えば中央の船外機３のプロペラ４の回転方向と、両側の２台の船外機３のプロペラ４の回転方向とを逆方向とすることにより、第１または第２の実施の形態で示した電動式操舵装置２と同等の効果を奏する。

図９に示す船外機用電動式操舵装置２は、３台の船外機３間を連結する２本の連結部材１４，１４に転舵ユニット１５がそれぞれ連結されている。この構成を採ることにより、転舵ユニット１５の台数を船外機３の台数より少なくすることができ、コストダウンを図ることができる。

図１０および図１１に示す船外機用電動式操舵装置２は、プロペラ４の回転方向が異なる２台の船外機３，３と、これらの船外機３，３どうしを互いに連結する連結部材１４とからなる船外機連結体５１を２組装備し、船外機３毎に転舵ユニット１５が設けられている。図１０および図１１に示す形態において、船体左側に位置する２台の船外機３は、プロペラ４の回転方向が一致し、船体右側に位置する２台の船外機３は、前記２台の船外機３とはプロペラ４の回転方向が逆方向になるように形成されている。

図１０に示す船外機用電動式操舵装置２は、最も船体左側に位置する船外機３と、右から２番目に位置する船外機３とが連結部材１４によって連結され、残りの２台の船外機３，３どうしが連結部材１４によって互いに連結されている。
図１１に示す船外機用電動式操舵装置２は、船幅方向の両端部に位置する２台の船外機３，３どうしが連結部材１４によって互いに連結され、残りの２台の船外機３，３どうしが連結部材１４によって互いに連結されている。図１０および図１１に示す構成を採る場合でも前記第１または第２の実施の形態を採るときと同等の効果を奏する。

図１２に示す船外機用電動式操舵装置２は、４台の船外機３を連結する３本の連結部材１４のうち両側の２本の連結部材１４にそれぞれ転舵ユニット１５が連結され、図１３に示す船外機用電動式操舵装置２は、４台の船外機３を連結する３本の連結部材１４に転舵ユニット１５がそれぞれ連結されている。図１２または図１３に示す構成を採ることにより、転舵ユニット１５の台数を船外機３の台数より少なくすることができ、コストダウンを図ることができる。

なお、複数の船外機を連結部材によって連動するように連結するに当っては、図１４および図１５に示すように、１台の電動式転舵ユニットを接続する構成を採ることができる。図１４に示す転舵ユニット１５は、２台の船外機３，３を連結する連結部材１４に接続されており、図１５に示す転舵ユニット１５は、３台の船外機３，３，３を連結する連結部材１４に接続されている。

本発明に係る船外機用電動式操舵装置を搭載した小型船舶の平面図である。 転舵ユニットの断面図である。 本発明に係る電動式転舵装置の構成を示すブロック図である。 本発明に係る電動式転舵装置の制御系の構成を示すブロック図である。 本発明に係る電動式転舵装置の動作を説明するためのフローチャートである。 電動式転舵装置の制御系の構成を示すブロック図である。 電動式転舵装置の動作を説明するためのフローチャートである。 転舵ユニットの接続例を示す図である。 転舵ユニットの接続例を示す図である。 転舵ユニットの接続例を示す図である。 転舵ユニットの接続例を示す図である。 転舵ユニットの接続例を示す図である。 転舵ユニットの接続例を示す図である。 転舵ユニットの接続例を示す図である。 転舵ユニットの接続例を示す図である。 従来の船外機用操舵装置を説明するための図である。 従来の船外機用操舵装置を説明するための図である。

符号の説明

３…船外機、１４…連結部材、４…プロペラ、１２…コントローラ、１５…転舵ユニット、２５…転舵用モータ、３０…舵角センサ、３１…ステアリングハンドル、３２…操舵角センサ、３５…目標舵角設定手段、３６…補正手段、３７…モータ制御手段。

Claims (9)

1. ステアリングハンドルと、
   複数の船外機の転舵動作が連動するように船外機間を連結する連結部材と、
   複数の船外機を転舵させる複数の転舵用電動モータと、
   前記ステアリングハンドルの操作量に基づいて目標舵角を求める目標舵角設定手段と、
   各船外機の実際の舵角を検出する実舵角検出手段と、
   各船外機のトリム角を検出するトリム角検出手段と、
   前記トリム角検出手段によって検出されたトリム角の大きさに対応するように船外機毎の目標舵角を補正する補正手段と、
   前記船外機毎の目標舵角と前記実舵角とが一致するように前記転舵用電動モータを動作させるモータ制御手段とを備えたことを特徴とする船外機用電動式操舵装置。
2. ステアリングハンドルと、
   複数の船外機の転舵動作が連動するように船外機間を連結する連結部材と、
   複数の船外機を転舵させる複数の転舵用電動モータと、
   前記ステアリングハンドルの操作量に基づいて目標舵角を求める目標舵角設定手段と、
   各船外機の実際の舵角を検出する実舵角検出手段と、
   前記船外機毎の目標舵角と前記実舵角とが一致するように前記転舵用電動モータを動作させるモータ制御手段とを備え、
   前記連結部材は、プロペラの回転方向が異なる船外機どうしを連結し、
   前記転舵用電動モータは、前記各船外機毎に設けられていることを特徴とする船外機用電動式操舵装置。
3. ステアリングハンドルと、
   複数の船外機の転舵動作が連動するように船外機間を連結する連結部材と、
   複数の船外機を転舵させる複数の転舵用電動モータと、
   前記ステアリングハンドルの操作量に基づいて目標舵角を求める目標舵角設定手段と、
   各船外機の実際の舵角を検出する実舵角検出手段と、
   前記船外機毎の目標舵角と前記実舵角とが一致するように前記転舵用電動モータを動作させるモータ制御手段とを備え、
   前記連結部材は、プロペラの回転方向が異なる船外機どうしを連結し、
   前記連結部材と複数の船外機とからなる船外機連結体は複数組装備され、
   前記転舵用電動モータは、前記船外機連結体毎に設けられていることを特徴とする船外機用電動式操舵装置。
4. ステアリングハンドルと、
   複数の船外機の転舵動作が連動するように船外機間を連結する連結部材と、
   複数の船外機を転舵させる複数の転舵用電動モータと、
   前記ステアリングハンドルの操作量に基づいて目標舵角を求める目標舵角設定手段と、
   各船外機の実際の舵角を検出する実舵角検出手段と、
   前記船外機毎の目標舵角と前記実舵角とが一致するように前記転舵用電動モータを動作させるモータ制御手段とを備え、
   前記連結部材は、少なくとも３台の船外機を互いに連結し、
   前記転舵用電動モータは、前記複数の連結部材のうち少なくとも２つにぞれぞれ設けられていることを特徴とする船外機用電動式操舵装置。
5. 請求項１ないし請求項４のうち何れか一つに記載の船外機用電動式操舵装置において、前記モータ制御手段を有する制御回路は、船外機間の実際の舵角の差を求め、この差に基づいて船外機毎に目標舵角を補正し、船外機毎の目標舵角を求める機能を有するものであることを特徴とする船外機用電動式操舵装置。
6. 請求項５記載の船外機用電動式操舵装置において、前記船外機間の実際の舵角の差は、全ての船外機の実際の舵角の平均値と、各船外機の実際の舵角との差とからなる船外機用電動式操舵装置。
7. ステアリングハンドルと、
   複数の船外機の転舵動作が連動するように船外機間を連結する連結部材と、
   複数の船外機を転舵させる複数の転舵用電動モータと、
   前記ステアリングハンドルの操作量に基づいて目標舵角を求める目標舵角設定手段と、
   予め定めた基準となる船外機の実際の舵角を検出する実舵角検出手段と、
   前記実舵角検出手段によって検出された実舵角と前記目標舵角との差からなる制御舵角を求め、この制御舵角だけ全ての転舵用電動モータを動作させるモータ制御手段とを備え、
   前記連結部材は、プロペラの回転方向が異なる船外機どうしを連結し、
   前記転舵用電動モータは、前記各船外機毎に設けられていることを特徴とする船外機用電動式操舵装置。
8. ステアリングハンドルと、
   複数の船外機の転舵動作が連動するように船外機間を連結する連結部材と、
   複数の船外機を転舵させる複数の転舵用電動モータと、
   前記ステアリングハンドルの操作量に基づいて目標舵角を求める目標舵角設定手段と、
   予め定めた基準となる船外機の実際の舵角を検出する実舵角検出手段と、
   前記実舵角検出手段によって検出された実舵角と前記目標舵角との差からなる制御舵角を求め、この制御舵角だけ全ての転舵用電動モータを動作させるモータ制御手段とを備え、
   前記連結部材は、プロペラの回転方向が異なる船外機どうしを連結し、
   前記連結部材と複数の船外機とからなる船外機連結体は複数組装備され、
   前記転舵用電動モータは、前記船外機連結体毎に設けられていることを特徴とする船外機用電動式操舵装置。
9. ステアリングハンドルと、
   複数の船外機の転舵動作が連動するように船外機間を連結する連結部材と、
   複数の船外機を転舵させる複数の転舵用電動モータと、
   前記ステアリングハンドルの操作量に基づいて目標舵角を求める目標舵角設定手段と、
   予め定めた基準となる船外機の実際の舵角を検出する実舵角検出手段と、
   前記実舵角検出手段によって検出された実舵角と前記目標舵角との差からなる制御舵角を求め、この制御舵角だけ全ての転舵用電動モータを動作させるモータ制御手段とを備え、
   前記連結部材は、少なくとも３台の船外機を互いに連結し、
   前記転舵用電動モータは、前記複数の連結部材のうち少なくとも２つにぞれぞれ設けられていることを特徴とする船外機用電動式操舵装置。

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