JP4895637B2 - 船外機の操舵装置 - Google Patents

Description

この発明は、船外機の操舵装置に関する。

従来、船外機の操舵装置としては、例えば特許文献１に記載されるように、船外機を転舵させるための油圧シリンダを設けると共に、ヘルムポンプによってステアリングホイールの回転に応じた量の作動油を吐出させ、吐出させられた作動油を配管を介して油圧シリンダに供給して船外機を転舵させる油圧式操舵機構が知られている。このような油圧式操舵機構にあっては、船外機とステアリングホイールが機械的に接続されるため、操船者は船外機が受ける外力をステアリングホイールの荷重から感じることができる。即ち、直接的な操舵感覚が得られるという利点がある。尚、これは、ステアリングホイールの回転に応じ、プッシュプルケーブルを介して船外機を転舵させる手動式操舵機構にあっても同様である。

一方、近年、例えば特許文献２に記載されるように、船外機を船体に対して転舵させるための電動モータを設けると共に、ステアリングホイールの回転角を検出し、検出された回転角に応じて電動モータを駆動制御する電気式操舵機構が提案されている。このような電気式操舵機構にあっては、船外機とステアリングホイールとの機械的な接続が絶たれるため、船外機の転舵荷重が重い場合でも、操船者に負担を与えず、軽快な操舵感覚が得られるという利点がある。
特開昭６２−１２５９９６号公報（図２など）。 特開２００２−１８７５９７号公報（段落００１１，００２５，００２７、図１）

しかしながら、船外機の操舵装置としては、通例、油圧式操舵機構あるいは電気式操舵機構のいずれかしか搭載されないことから、操舵感覚に不満があるときは、操舵機構を付け替えるか、あるいは船外機ごと交換しなければならず、操船者の操舵感覚の好みに容易に対応することができなかった。また、操舵機構に異常が生じた場合、それ以後、操舵を継続するのが困難であった。

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、操船者の操舵感覚の好みに容易に対応できると共に、操舵機構に異常が生じた場合でも操舵を継続できるようにした船外機の操舵装置を提供することにある。

上記の目的を解決するために、請求項１にあっては、ステアリングホイールの回転に応じて船体に取り付けられた船外機を転舵させる船外機の操舵装置において、前記船外機を前記船体に対して転舵させる電動アクチュエータと、前記ステアリングホイールの回転に応じて前記電動アクチュエータの動作を制御する制御手段とからなる電気式操舵機構と、前記船外機を前記船体に対して転舵させる油圧アクチュエータと、前記ステアリングホイールの回転に応じて前記油圧アクチュエータに油圧を供給する油圧供給手段とからなる油圧式操舵機構と、および操船者の操作に応じて前記電気式操舵機構と前記油圧式操舵機構を切り替える切替手段とを備える如く構成した。

請求項２に係る船外機の操舵装置にあっては、前記切替手段は、少なくとも、前記操船者の操作自在に設けられた駆動手段と、および前記駆動手段の動作に応じて前記ステアリングホイールの回転軸と前記油圧供給手段を断接するクラッチとを備える如く構成した。

請求項３に係る船外機の操舵装置にあっては、前記切替手段は、さらに、前記クラッチと連動して前記油圧アクチュエータに油圧を供給する油路を開閉する油路開閉バルブを備える如く構成した。

請求項４に係る船外機の操舵装置にあっては、前記切替手段は、さらに、前記クラッチの位置を検出するクラッチ位置検出手段を備えると共に、前記電気式操舵機構の制御手段は、前記検出されたクラッチの位置に基づいて前記電動アクチュエータの動作を制御する如く構成した。

請求項５に係る船外機の操舵装置にあっては、前記駆動手段は、電磁ソレノイド、揺動モータおよび手動ノブの内のいずれかからなる如く構成した。

請求項６に係る船外機の操舵装置にあっては、前記クラッチは、電磁クラッチからなる如く構成した。

請求項７にあっては、ステアリングホイールの回転に応じて船体に取り付けられた船外機を転舵させる船外機の操舵装置において、前記船外機を前記船体に対して転舵させる電動アクチュエータと、前記ステアリングホイールの回転に応じて前記電動アクチュエータの動作を制御する制御手段とからなる電気式操舵機構と、前記船外機を前記船体に対して転舵させる油圧アクチュエータと、前記ステアリングホイールの回転に応じて前記油圧アクチュエータに油圧を供給する油圧供給手段とからなる油圧式操舵機構と、および前記電気式操舵機構と前記油圧式操舵機構を切り替える切替手段とを備えると共に、前記電気式操舵機構の制御手段は、前記ステアリングホイールの回転角を検出する回転角検出手段と、前記検出されたステアリングの回転角に基づいて前記船外機を転舵させるべき目標転舵角を算出する算出手段と、前記船外機の前記船体に対する転舵角を検出する転舵角検出手段と、前記検出された転舵角と前記算出された目標転舵角の偏差が所定値以上か否か判断する判断手段と、および前記判断手段の判断結果に基づいて前記切替手段を動作させる切替動作手段とを備える如く構成した。

請求項８に係る船外機の操舵装置にあっては、前記電気式操舵機構の電動アクチュエータは電動モータからなると共に、前記電動モータはギヤ機構を介して前記船外機を転舵させる如く構成した。

請求項９に係る船外機の操舵装置にあっては、前記電気式操舵機構の電動アクチュエータは電動油圧ポンプからなると共に、前記電動油圧ポンプは前記油圧式操舵機構の油圧アクチュエータを介して前記船外機を転舵させる如く構成した。

請求項１に係る船外機の操舵装置にあっては、船外機を船体に対して転舵させる電動アクチュエータと、ステアリングホイールの回転に応じて電動アクチュエータの動作を制御する制御手段とからなる電気式操舵機構と、船外機を船体に対して転舵させる油圧アクチュエータと、ステアリングホイールの回転に応じて油圧アクチュエータに油圧を供給する油圧供給手段とからなる油圧式操舵機構と、および操船者の操作に応じて電気式操舵機構と油圧式操舵機構を切り替える切替手段とを備えるように構成、換言すれば、電気式操舵機構と油圧式操舵機構の両方を備えると共に、その間の切り替えを操船者の操作に応じて行う切替手段を備えるように構成したので、電気式操舵機構と油圧式操舵機構を容易に切り替える、即ち、電気式操舵機構と油圧式操舵機構の間で一方から他方に容易に切り替えることができ、よって操船者の操舵感覚の好みに容易に対応することができる。また、電気式あるいは油圧式操舵機構のいずれかに異常が生じた場合、正常な操舵機構へ切り替えることで操舵を継続することができる。

請求項２に係る船外機の操舵装置にあっては、切替手段は、少なくとも、操船者の操作自在に設けられた駆動手段と、および駆動手段の動作に応じてステアリングホイールの回転軸と油圧供給手段を断接するクラッチとを備えるように構成したので、上記効果に加え、簡素な構成でありながら、電気式操舵機構と油圧式操舵機構の間で一方から他方に容易に切り替えることができる。

請求項３に係る船外機の操舵装置にあっては、切替手段は、さらに、クラッチと連動して油圧アクチュエータに油圧を供給する油路を開閉する油路開閉バルブを備えるように構成したので、上記効果に加え、電気式操舵機構と油圧式操舵機構の間で一方から他方に容易、かつ確実に切り替えることができる。

請求項４に係る船外機の操舵装置にあっては、切替手段は、さらに、クラッチの位置を検出するクラッチ位置検出手段を備えると共に、電気式操舵機構の制御手段は、検出されたクラッチの位置に基づいて電動アクチュエータの動作を制御するように構成したので、上記効果に加え、簡素な構成でありながら、電気式操舵機構と油圧式操舵機構の間で一方から他方に容易に切り替えることができる。

請求項５に係る船外機の操舵装置にあっては、駆動手段は、電磁ソレノイド、揺動モータおよび手動ノブの内のいずれかからなるように構成したので、上記効果に加え、切替手段の設計の自由度を向上させることができる。

請求項６に係る船外機の操舵装置にあっては、前記クラッチは、電磁クラッチからなるように構成したので、上記効果に加え、切替手段の構成を請求項２のそれに比してより簡素にすることができる。

請求項７に係る船外機の操舵装置にあっては、船外機を船体に対して転舵させる電動アクチュエータと、ステアリングホイールの回転に応じて電動アクチュエータの動作を制御する制御手段とからなる電気式操舵機構と、船外機を船体に対して転舵させる油圧アクチュエータと、ステアリングホイールの回転に応じて油圧アクチュエータに油圧を供給する油圧供給手段とからなる油圧式操舵機構と、および電気式操舵機構と油圧式操舵機構を切り替える切替手段とを備えると共に、電気式操舵機構の制御手段は、ステアリングホイールの回転角を検出する回転角検出手段と、検出されたステアリングの回転角に基づいて船外機を転舵させるべき目標転舵角を算出する算出手段と、船外機の船体に対する転舵角を検出する転舵角検出手段と、検出された転舵角と算出された目標転舵角の偏差が所定値以上か否か判断する判断手段と、および判断手段の判断結果に基づいて切替手段を動作させる切替動作手段とを備えるように構成、換言すれば、電気式操舵機構と油圧式操舵機構の両方を備え、その間の切り替えを行う切替手段を備えると共に、電気式操舵機構から油圧式操舵機構への切り替えを制御手段によって行うように構成したので、電気式操舵機構と油圧式操舵機構を容易に切り替える、即ち、電気式操舵機構と油圧式操舵機構の間で一方から他方に容易に切り替えることができると共に、電気式操舵機構に異常が生じた場合、直ちに油圧式操舵機構に切り替えることで操舵を継続することができる。

請求項８に係る船外機の操舵装置にあっては、電気式操舵機構の電動アクチュエータは電動モータからなると共に、電動モータはギヤ機構を介して船外機を転舵させるように構成したので、上記効果に加え、電気式操舵機構を一層簡素な構成とすることができる。

請求項９に係る船外機の操舵装置にあっては、電気式操舵機構の電動アクチュエータは電動油圧ポンプからなると共に、電動油圧ポンプは油圧式操舵機構の油圧アクチュエータを介して船外機を転舵させるように構成、換言すれば、油圧アクチュエータを油圧式操舵機構と電気式操舵機構において共用するように構成したので、上記効果に加え、油圧式操舵機構と電気式操舵機構の両方を備える場合にあっても部品点数を減少させることができる。

以下、添付図面に即してこの発明に係る船外機の操舵装置を実施するための最良の形態について説明する。

図１は、この発明の第１実施例に係る船外機の操舵装置を示す模式図である。

図１において、符号１０は船外機を示す。船外機１０は、船体１２の後尾（船尾）に装着される。具体的には、船外機１０は、スイベルシャフト１４を転舵軸として転舵自在にスターンブラケット１６を介して船尾に固定される。船体１２の操縦席付近には、ステアリングホイール１８が配置される。

同図において、符号２０は電気式操舵機構を、符号２２は油圧式操舵機構を示す。即ち、第１実施例に係る船外機の操舵装置は、船外機の操舵機構として、電気式操舵機構２０と油圧式操舵機構２２の両方を備える。

電気式操舵機構２０は、電動モータ２４と、転舵角センサ２６と、回転角センサ２８と、および電子制御ユニット（Electronic Control Unit。以下「ＥＣＵ」という）３０とからなる。

電動モータ２４は船外機１０の内部に配置されると共に、その回転出力はギヤ機構３２を介してスイベルシャフト１４に伝達される。即ち、船外機１０は、電動モータ２４によってスイベルシャフト１４が回動されることで転舵される。

転舵角センサ２６は、図１に示すように、スイベルシャフト１４の外周に配置され、船外機１０の船体１２に対する転舵角を示す出力を生じる。転舵角センサ２６の出力は、信号線２６Ｌを介してＥＣＵ３０に送られる。回転角センサ２８は、ステアリングホイール１８に接続された回転軸３４付近に設置され、ステアリングホイール１８の回転角を示す出力を生じる。回転角センサ２８の出力は、信号線２８Ｌを介してＥＣＵ３０に送られる。

ＥＣＵ３０は、検出されたステアリングホイール１８の回転角から船外機１０を転舵させるべき目標転舵角を算出し、算出された目標転舵角と検出された転舵角が一致するように電動モータ２４の動作を制御する。尚、ＥＣＵ３０は船外機１０の内部に配置される。

尚、ステアリングホイール１８の回転軸３４付近には、ステアリングホイール１８の回転操作に荷重を発生させる、公知の油圧ダンパ機構からなるステアリング操作荷重発生装置３６が設けられる。ステアリング操作荷重発生装置３６が設けられるのは、電気式操舵機構２０にあっては、船外機１０とステアリングホイール１８との機械的な接続が絶たれることから、ステアリングホイール１８が荷重なしで回転操作される違和感を解消するためである。ステアリング操作荷重発生装置３６の詳細は、本出願人が先に提案した特許文献（特開２００５−３１３８２３号公報）に詳細に記載されているので、これ以上の説明を省略する。

油圧式操舵機構２２は、油圧シリンダ３８と、ヘルムポンプ４０と、および油圧回路４２とからなる。

図１に示すように、油圧シリンダ３８は船体１２に設置され、その伸縮動作はリンク機構４４を介してスイベルシャフト１４に伝達される。即ち、油圧シリンダ３８によってスイベルシャフト１４が回動させられることで、船外機１０が転舵される。ヘルムポンプ４０は、ステアリングホイール１８の回転量に応じた量の作動油を油圧回路４２の油路に吐出する。吐出された作動油は油圧回路４２を介して油圧シリンダ３８に送られ、油圧シリンダ３８を伸縮運動させる。尚、油圧シリンダ３８は復動型の油圧シリンダからなる。

図１において、符号４６は、上記した電気式操舵機構２０と油圧式操舵機構２２の切り替えを行う切替機構を示す。切替機構４６は、電気式操舵機構２０から油圧操舵機構２２への切り替えあるいは油圧式操舵機構２２から電気式操舵機構２０への切り替えを行う。切替機構４６は、ステアリングホイール１８の回転軸３４付近に設けられる。

切替機構４６は、つまみスイッチ４８と、電磁ソレノイド５０と、およびクラッチ５２とからなる。

つまみスイッチ４８はステアリングホイール１８の付近に操船者の操作自在に設けられ、信号線４８Ｌを介して電磁ソレノイド５０に接続される。つまみスイッチ４８は、電磁ソレノイド５０を通電する「Ｍ」位置と、および電磁ソレノイド５０への通電を遮断する「Ｅ」位置とからなる２つの位置を備え、操船者の操作によっていずれかに切り替えられる。

図示の如く、クラッチ５２は上下に積層された３枚のドグプレートからなる。中央の第１のドグプレート５２ａは円盤状を呈し、その上下面にはドグ歯が複数個ずつ形成されると共に、円周面にもギヤ歯（図示省略）が形成され、ステアリングホイール１８の回転軸３４と一体に回転するギヤ３４ａと噛合して回転自在に構成されると共に、ギヤ３４ａと噛合しつつ上下に移動自在に構成される。ステアリングホイール回転軸３４のギヤ３４ａの軸方向の歯幅は、第１のドグプレート５２ａの上下移動量に応じて適宜設定される。

第１のドグプレート５２ａの上方には、その上面のドグ歯と噛合するドグ歯を備えた第２のドグプレート５２ｂが回転自在に設けられる。第２のドグプレート５２ｂは、前記したヘルムポンプ４０に接続される。また、第１のドグプレート５２ａの下方には、その下面のドグ歯と噛合するドグ歯を備えた第３のドグプレート５２ｃが回転自在に設けられる。第３のドグプレート５２ｃは、前記したステアリング操作荷重装置３６に接続される。

第１のドグプレート５２ａは、クラッチシフタ５４を介して電磁ソレノイド５０に接続される。操船者によってつまみスイッチ４８が「Ｍ」位置に切り替えられて電磁ソレノイド５０が励磁されると、電磁ソレノイド５０はクラッチシフタ５４を介して第１のドグプレート５２ａを上方に駆動する。これにより、第１のドグプレート５２ａは第２のドグプレート５２ｂと噛合される。一方、操船者によってつまみスイッチ４８が「Ｅ」位置に切り替えられて電磁ソレノイド５０が消磁されると、電磁ソレノイド５０はクラッチシフタ５４を介して第１のドグプレート５２ａを下方に駆動する。これにより、第１のドグプレート５２ａは、第３のドグプレート５２ｃと噛合される。

即ち、クラッチ５２は、つまみスイッチ４８を介して操船者の操作に応じて駆動され、ステアリングホイール１８の回転をヘルムポンプ４０とステアリング操作荷重装置３６のいずれかに伝達する。換言すれば、ステアリングホイールの回転軸３４とヘルムポンプ４０は、操船者の操作自在なクラッチ５２によって断接される。

また、電磁ソレノイド５０の上方には、油圧回路４２の油路を開閉する開閉バルブ機構５６が設けられる。開閉バルブ機構５６が設けられるのは、ステアリングホイール１８の回転軸３４とヘルムポンプ４０が切断されると、ステアリングホイール１８が回転されてもヘルムポンプ４０は駆動されず、作動油は吐出されないが、何らかの要因によってヘルムポンプ４０が駆動されたときの作動油の吐出を確実に防止するためである。

図２は、その開閉バルブ機構５６付近を拡大して示す断面図である。

開閉バルブ機構５６は、油圧回路４２の油路に介装されたバルブ体５６ａと、およびバルブ体５６ａを収容する収容部５６ｂとからなる。

図１および図２に示すように、前記したクラッチシフタ５４は電磁ソレノイド５０を貫通して紙面において上方に延長され、バルブ体５６ａはその延長されたクラッチシフタ５４に取り付けられる。従って、バルブ体５６ａは、クラッチ５２（より具体的には、第１のドグプレート５２ａ）と連動して収容部５６ｂの中において上下に移動される。具体的には、第１のドグプレート５２ａが第２のドグプレート５２ｂと噛合するように上方位置に駆動されるとき、バルブ体５６ａは収容部５６ｂにおいて上方に移動され、油圧回路４２の油路は連通される。一方、第１のドグプレート５２ａが第３のドグプレート５２ｃと噛合するように下方位置に駆動されるとき、バルブ体５６ａは収容部５６ｂにおいて下方に移動され、油圧回路４２の油路はバルブ体５６ａによって遮断される。

尚、油圧回路４２において開閉バルブ機構５６と油圧シリンダ３８の間には、チェックバルブからなる循環回路（図示省略）が設けられ、バルブ体５６ａにより油路が遮断された場合であっても、外力（例えば、電気式操舵機構２０の電動モータ２４による転舵力）に応じて油圧シリンダ３８は伸縮可能とされる。

クラッチシフタ５４は、図１および図２に示すように、開閉バルブ機構５６を貫通してさらに紙面において上方に延長される。延長されたクラッチシフタ５４の末端には、手動ノブ５８が操船者の操作自在に取り付けられる。電磁ソレノイド５０が消磁されるとき（操船者によってつまみスイッチ４８が「Ｅ」位置に切り替えられるとき）、手動ノブ５８は上下操作自在となる。即ち、手動ノブ５８の上下操作においても、クラッチ５２（より具体的には、第１のドグプレート５２ａ）は駆動され、ステアリングホイールの回転軸３４とヘルムポンプ４０は断接される。

また、切替機構４６は、図１に示すように、クラッチ位置検出センサ６０を備える。クラッチ位置検出センサ６０は、例えば電磁式の近接スイッチからなり、第１のドグプレート５２ａの近傍に設置され、クラッチ５２（より具体的には、第１のドグプレート５２ａ）の位置を示す出力を生じる。クラッチ位置検出センサ６０の出力は、信号線６０Ｌを介してＥＣＵ３０に送られる。ＥＣＵ３０は、クラッチ位置検出センサ６０の出力に基づいて電気式操舵機構２０の電動モータ２４の動作を制御する。

図３は、その動作を示すフロー・チャートである。尚、図示のプログラムはＥＣＵ３０において所定期間、例えば１００ｍｓｅｃごとに実行される。

以下説明すると、Ｓ１０においてクラッチ５２（具体的には、第１のドグプレート５２ａ）の位置、ステアリングホイールの回転角および船外機の転舵角の検出値を読み込む。次いでＳ１２に進み、第１のドグプレート５２ａの位置が第２のドグプレート５２ｂに噛合する位置（上方位置）にあるか否か判断する。Ｓ１２において否定される、即ち、第１のドグプレート５２ａの位置が第３のドグプレート５２ｃに噛合する位置（下方位置）にあると判断されるとき、電気式操舵機構２０に切り替えられていると判断し、Ｓ１４に進み、検出された回転角から船外機を転舵させるべき目標転舵角を算出する。

この算出は、具体的には、船外機の左右最大転舵角をステアリングホイール１８のロック・トゥ・ロック回転数で除して得られる所定の比率を、検出されたステアリングホイール１８の転舵角に乗じることで行う。次いでＳ１６に進み、算出された目標転舵角と検出された転舵角が一致するように電動モータ２４を駆動する。

Ｓ１２において肯定される、即ち、第１のドグプレート５２ａの位置が上方位置にあると判断されるとき、油圧式操舵機構２２に切り替えられていると判断し、Ｓ１４およびＳ１６をスキップしてプログラムを終了する。

即ち、切替機構４６のクラッチ５２によってステアリングホイール１８の回転軸３４とヘルムポンプ４０が断接されると共に、電気式操舵機構２０のＥＣＵ３０によってクラッチ５２（より具体的には、第１のドグプレート５２ａ）位置に基づいて電動モータ２４の動作が制御される。これにより、操船者の操作に応じて電気式操舵機構２０と油圧式操舵機構の切り替えを実現することができる。

このように、第１実施例に係る船外機の操舵装置にあっては、電気式操舵機構２０と油圧式操舵機構２２の両方を備えると共に、その間の切り替えを操船者の操作に応じて行う切替機構４６を備えるように構成したので、電気式操舵機構２０と油圧式操舵機構２２の間で一方から他方に容易に切り替えることができ、よって操船者の操舵感覚の好みに容易に対応することができる。また、電気式操舵機構２０あるいは油圧式操舵機構２２のいずれかに異常が生じた場合、正常な操舵機構へ切り替えることで操舵を継続することができる。

また、切替機構４６は、ステアリングホイール１８の回転軸３４とヘルムポンプ４０を断接するクラッチ５２と、クラッチ５２と連動して油圧回路４２の油路を開閉する開閉バルブ機構５６と、およびクラッチ５２（具体的には、第１のドグプレート５２ａ）の位置を検出するクラッチ位置検出センサ６０を備えると共に、ＥＣＵ３０はクラッチ５２の位置に基づいて電動モータ２４の動作を制御するように構成したので、簡素な構成でありながら、電気式操舵機構２０と油圧式操舵機構２２の間で一方から他方に容易、かつ確実に切り替えることができる。

また、電磁ソレノイド５０および手動ノブ５８の内のいずれかによってクラッチ５２を駆動するように構成したので、切替機構４６の設計の自由度を向上させることができる。

また、電動モータ２４は、ギヤ機構３２を介してスイベルシャフト１４を回動させることで船外機１０を転舵させるように構成したので、電気式操舵機構２０を簡素な構成とすることができる。

次いで、この発明の第２実施例に係る船外機の操舵装置について説明する。

図４は、第２実施例に係る船外機の操舵装置の図１と同様な模式図を部分的に示す模式図である。尚、第１実施例と共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

第１実施例と相違する点に焦点をおいて説明すると、第２実施例にあっては、切替機構４６に代え、その一部を変更した切替機構１４６を設けるようにした。具体的には、切替機構１４６において、電磁ソレノイド５０に代えて揺動モータ６２を設けるようにした。以下、その揺動モータ６２を備えた切替機構１４６について説明する。

切替機構１４６は、つまみスイッチ１４８と、揺動モータ６２と、およびクラッチ５２とからなる。

つまみスイッチ１４８は、信号線１４８Ｌを介して揺動モータ６２に接続される。つまみスイッチ１４８は、揺動モータ６２を通電して正転させる「Ｅ」位置と、揺動モータ６２を通電して逆転させる「Ｍ」位置と、および揺動モータ６２の通電を遮断する「ＯＦＦ」位置とからなる３つの位置を備え、操船者の操作によってのいずれかに切り替えられる。

クラッチ５２の第１のドグプレート５２ａは、クラッチシフタ５４を介して揺動モータ６２の出力軸に接続される。操船者によってつまみスイッチ１４８が「Ｍ」位置に切り替えられると、揺動モータ６２はクラッチシフタ５４を介して第１のドグプレート５２ａを上方に駆動する。これにより、第１のドグプレート５２ａは第２のドグプレート５２ｂと噛合される。一方、操船者によってつまみスイッチ１４８が「Ｅ」位置に切り替えられると、揺動モータ６２はクラッチシフタ５４を介して第１のドグプレート５２ａを下方に駆動する。これにより、第１のドグプレート５２ａは、第３のドグプレート５２ｃと噛合される。また、操船者によってつまみスイッチ１４８が「ＯＦＦ」位置に切り替えられると、前記した手動ノブ５８は上下操作自在となる。

第２実施例において、手動ノブ５８によってクラッチ５２が駆動される点は、第１実施例と同様である。また、電気式操舵機構２０および油圧式操舵機構２２などの残余の構成も第１実施例と同様である。

このように、第２実施例に係る船外機の操舵装置にあっては、揺動モータ６２を備えた切替機構１４６によってクラッチ５２を駆動するように構成したので、第１実施例の船外機の操舵装置と同様な効果を得ることができる。

次いで、この発明の第３実施例に係る船外機の操舵装置について説明する。

図５は、第３実施例に係る船外機の操舵装置の図１と同様な模式図を部分的に示す模式図である。尚、第１実施例と共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

第１実施例と相違する点に焦点をおいて説明すると、第３実施例にあっては、切替機構４６に代え、その一部を変更した切替機構２４６を設けるようにした。即ち、切替機構４６において、電磁ソレノイド５０およびクラッチ５２に代えて電磁クラッチ６４を設けるようにした。以下、その電磁クラッチ６４を備えた切替機構２４６について説明する。

切替機構２４６は、つまみスイッチ２４８と、および電磁クラッチ６４とからなる。

図５に示すように、電磁クラッチ６４は、上下に積層された３枚の電磁ドグプレートからなる。中央の第１の電磁ドグプレート６４ａと、その上方の第２の電磁ドグプレート６４ｂと、およびその下方の第３の電磁ドグプレート６４ｃの形状は、第１実施例のクラッチ５２の第１，２および３のドグプレート５２ａ，５２ｂ，５２ｃと同様であるが、第２および第３の電磁ドグプレート６４ｂ，６４ｃは、励磁されて第１の電磁ドグプレート６４ａを磁気吸引力によって上下に駆動する点において第１実施例のクラッチ５２と相違する。

第２および第３の電磁ドグプレート６４ｂ，６４ｃはそれぞれ、信号線２４８Ｌ１および信号線２４８Ｌ２を介してつまみスイッチ２４８に接続される。つまみスイッチ２４８は、第２の電磁ドグプレート６４ｂへの通電を遮断すると共に、第３の電磁ドグプレート６４ｃに通電させる「Ｅ」位置と、第２の電磁ドグプレート６４ｂに通電させると共に、第３の電磁ドグプレート６４ｃへの通電を遮断する「Ｍ」位置と、および第２，３の電磁ドグプレート６４ｂ，６４ｃのいずれへの通電も遮断する「ＯＦＦ」位置とからなる３つの位置を備え、操船者の操作によってのいずれかに切り替えられる。

操船者によってつまみスイッチ２４８が「Ｍ」位置に切り替えられると、第１の電磁ドグプレート６４ａは第２の電磁ドグプレート６４ｂの磁気吸引力によって上方に駆動する。これにより、第１の電磁ドグプレート６４ａは第２の電磁ドグプレート６４ｂと噛合される。つまみスイッチ２４８が「Ｅ」位置に切り替えられると、第１の電磁ドグプレート６４ａは第３の電磁ドグプレート６４ｃの磁気吸引力によって下方に駆動する。これにより、第１の電磁ドグプレート６４ａは第３の電磁ドグプレート６４ｃと噛合される。また、操船者によってつまみスイッチ２４８が「ＯＦＦ」位置に切り替えられると、前記した手動ノブ５８は上下操作自在となる。

第３実施例においても、手動ノブ５８によって電磁クラッチ６４が駆動される点は、第１実施例と同様であり、電気式操舵機構２０および油圧式操舵機構２２などの残余の構成も第１実施例と異ならない。

このように、第３実施例に係る船外機の操舵装置にあっては、切替機構２４６のクラッチは電磁クラッチ６４からなるように構成したので、第１実施例の船外機の操舵装置と同様な効果を得ることができる。また、電磁クラッチ６４は、つまみスイッチ２４８の位置に応じて直接駆動されることから、切替機構２４６は第１実施例の切替機構４６に比してより簡易な構成とすることができる。

次いで、この発明の第４実施例に係る船外機の操舵装置について説明する。

第１実施例と相違する点に焦点をおいて説明すると、第４実施例にあっては、図１において仮想線で示すように、電磁ソレノイド５０とＥＣＵ３０を信号線５０Ｌで接続し、電気式操舵機構２０と油圧式操舵機構２２との間の切り替えを操船者の操作に加え、ＥＣＵ３０の動作によっても行うように構成した。

図６は、その動作を示す図３と同様なフロー・チャートである。

上記のＳ１０からＳ１４と同様、Ｓ１００においてクラッチ位置（具体的には、第１のドグプレート５２ａ）、ステアリングホイールの回転角および船外機の転舵角の検出値を読み込み、次いでＳ１０２に進み、第１のドグプレート５２ａが上方位置にあるか否か判断し、Ｓ１０２において否定されるとき、電気式操舵機構２０に切り替えられていると判断し、Ｓ１０４に進み、検出された回転角から船外機を転舵させるべき目標転舵角を算出し、次いでＳ１０６に進む。

Ｓ１０６においては、検出された船外機の転舵角と算出された目標転舵角の偏差が所定値α（例えば、５°）以上か否か判断する。Ｓ１０６で否定されるとき、電気式操舵機構２０は正常であると判断し、Ｓ１０８に進む。Ｓ１０８においては、上記のＳ１６と同様、算出された目標転舵角と検出された転舵角が一致するように電動モータ２４を駆動する。一方、Ｓ１０６で肯定されるとき、電気式操舵機構２０に異常が生じたと判断し、Ｓ１１０に進む。

Ｓ１１０においては、電磁ソレノイド５０に第１のドグプレート５２ａを上方位置に駆動する信号を信号線５０Ｌを介して送る。これにより、ステアリングホイールの回転軸３４とヘルムポンプ４０は接続される。次回以降、操船者によってクラッチ５２が駆動されない限り、Ｓ１０２において肯定され、電気式操舵機構２０から油圧式操舵機構２２への切り替えが実行される。

尚、電気式操舵機構２０、油圧式操舵機構２２および切替機構４６など残余の構成は第１実施例と同様である。

このように、第４実施例に係る船外機の操舵装置にあっては、電気式操舵機構２０と油圧式操舵機構２２の両方を備えると共に、電気式操舵機構２０から油圧式操舵機構２２への切り替えをＥＣＵ３０によって行うように構成したので、電気式操舵機構２０に異常が生じた場合、直ちに油圧式操舵機構２２に切り替えることで操舵を継続することができる。

次いで、この発明の第５実施例に係る船外機の操舵装置について説明する。

図７は、第５実施例に係る船外機の操舵装置の図１と同様な模式図である。尚、第１実施例と共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

第１実施例と相違する点に焦点をおいて説明すると、第５実施例にあっては、油圧式操舵機構２２に代え、手動式操舵機構６６を設けるように構成した。また、手動式操舵機構６６への変更に伴い、切替機構４６に代え、その一部を変更した切替機構３４６を設けるようにした。

具体的には、図７に示すように、手動式操舵機構６６を設けると共に、油圧シリンダ３８と、ヘルムポンプ４０と、油圧回路４２と、およびリンク機構４４を除去し、切替機構３４６を切替機構４６に対して開閉バルブ機構５６が除去された構成とした。以下、手動式操舵機構６６について説明する。

手動式操舵機構６６は、船外機に設けられたステー６８と、ステー６８に接続されるプッシュプルケーブル７０と、およびステアリングホイール１８の回転に応じてプッシュプルケーブル７０を駆動させる駆動機構７２とからなる。

図７に示すように、駆動機構７２は、楕円盤状を呈した部材７２ａとそれを収容する収容体７２ｂからなる。部材７２ａの一端にはクラッチ５２の第２のドグプレート５２ｂに接続されてそれと一体に回転する回転軸７４が接続されると共に、部材７２ａの他端にはプッシュプルケーブ７０の一端が接続される。プッシュプルケーブル７０の他端は、収容部７２ｂに穿設された孔を介してステー６８に接続される。

切替機構３４６において、クラッチ５２（具体的には、第１のドグプレート５２ａ）は、第１実施例と同様、電磁ソレノイドあるいは手動ノブ５８によって駆動される。従って、第１のドグプレート５２ａが上方位置に駆動されて第２のドグプレート５２ｂと噛合されるとき、ステアリングホイール１８の回転動作は、回転軸７４、駆動機構７２およびプッシュプルケーブル７０を介してステー６８に伝達され、ステー６８が変位させられる。ステー６８の変位に応じてスイベルシャフト１４が回動し、船外機１０は転舵される。尚、電気式操舵機構２０などの残余の構成は第１実施例と同様である。

このように、第５実施例に係る船外機の操舵装置にあっては、電気式操舵機構２０と手動式操舵機構６６の両方を備えると共に、その間の切り替えを操船者の操作に応じて行う切替機構３４６を備えるように構成したので、電気式操舵機構２０と手動式操舵機構６６の間で一方から他方に容易に切り替えることができ、よって操船者の操舵感覚の好みに容易に対応することができる。また、電気式操舵機構２０あるいは手動式操舵機構６６のいずれかに異常が生じた場合、正常な操舵機構へ切り替えることで操舵を継続することができる。

次いで、この発明の第６実施例に係る船外機の操舵装置について説明する。

図８は、第６実施例に係る船外機の操舵装置の図１と同様な模式図を部分的に示す模式図である。尚、第１実施例と共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

第１実施例と相違する点に焦点をおいて説明すると、第６実施例にあっては、電気式操舵機構２０に代え、その一部を変更した電気式操舵機構１２０を設けるようにした。具体的には、電気式操舵機構２０の電動モータ２４およびギヤ機構３２に代えて電動油圧ポンプ７６を設けるようにした。以下、その電動油圧ポンプ７６を備えた電気式操舵機構１２０について説明する。

電気式操舵機構１２０において、電動油圧ポンプ７６は、油圧回路７８を介して油圧シリンダ３８に接続される。即ち、電気式操舵機構１２０は、電動油圧ポンプ７６によって油圧式操舵機構２２の油圧シリンダ３８を駆動し、リンク機構４４を介してスイベルシャフト１４を回動させて船外機１０を転舵するように構成される。

尚、油圧式操舵機構２２および切替機構４６などの残余の構成は第１実施例と同様である。

このように、第６実施例に係る船外機の操舵装置にあっては、電気式操舵機構１２０と油圧式操舵機構２２の両方を備えると共に、その間の切り替えを操船者の操作に応じて行う切替機構４６を備えるように構成したので、第１実施例と同様な効果を得ることができる。また、電気式操舵機構１２０の電動油圧ポンプ７６は油圧式操舵機構２２の油圧シリンダ３８を介して船外機１０を転舵させるように構成、即ち、油圧シリンダ３８を共用するように構成したので、船外機の操舵機構として電気式操舵機構１２０および油圧式操舵機構２２の両方を備える場合にあっても部品点数を減少させることができる。

以上の如く、この発明の第１から第３実施例にあっては、ステアリングホイール１８の回転に応じて船体１２に取り付けられた船外機１０を転舵させる船外機の操舵装置において、前記船外機を前記船体に対して転舵させる電動アクチュエータ（電動モータ２４）と、前記ステアリングホイールの回転に応じて前記電動アクチュエータの動作を制御する制御手段（ＥＣＵ３０、Ｓ１０，Ｓ１４，Ｓ１６）とからなる電気式操舵機構２０と、前記船外機を前記船体に対して転舵させる油圧アクチュエータ（油圧シリンダ３８）と、前記ステアリングホイールの回転に応じて前記油圧アクチュエータに油圧を供給する油圧供給手段（ヘルムポンプ４０）とからなる油圧式操舵機構２２と、および操船者の操作に応じて前記電気式操舵機構と前記油圧式操舵機構を切り替える切替手段（切替機構４６，１４６，２４６）とを備える如く構成した。

また、前記切替手段は、少なくとも、前記操船者の操作自在に設けられた駆動手段（電磁ソレノイド５０、揺動モータ６２、手動ノブ５８）と、および前記駆動手段の動作に応じて前記ステアリングホイールの回転軸３４と前記油圧供給手段を断接するクラッチ（５２、電磁クラッチ６４）とを備える如く構成した。

前記切替手段は、さらに、前記クラッチと連動して前記油圧アクチュエータに油圧を供給する油路を開閉する開閉バルブ機構５６を備える如く構成した。

前記切替手段は、さらに、前記クラッチの位置を検出するクラッチ位置検出手段（クラッチ位置検出センサ６０）を備えると共に、前記電気式操舵機構の制御手段は、前記検出されたクラッチの位置に基づいて前記電動アクチュエータの動作を制御する如く構成した。

また、前記駆動手段は、電磁ソレノイド５０、揺動モータ６２、および手動ノブ５８の内のいずれかからなる如く構成した。

また、前記クラッチは、電磁クラッチ６４からなる如く構成した。

また、この発明の第４実施例にあっては、ステアリングホイール１８の回転に応じて船体１２に取り付けられた船外機１０を転舵させる船外機の操舵装置において、前記船外機を前記船体に対して転舵させる電動アクチュエータ（電動モータ２４）と、前記ステアリングホイールの回転に応じて前記電動アクチュエータの動作を制御する制御手段（ＥＣＵ３０、Ｓ１００，Ｓ１０４，Ｓ１０８）とからなる電気式操舵機構２０と、前記船外機を前記船体に対して転舵させる油圧アクチュエータ（油圧シリンダ３８）と、前記ステアリングホイールの回転に応じて前記油圧アクチュエータに油圧を供給する油圧供給手段（ヘルムポンプ４０）とからなる油圧式操舵機構２２と、および前記電気式操舵機構と前記油圧式操舵機構を切り替える切替手段（切替機構４６）とを備えると共に、前記電気式操舵機構の制御手段は、前記ステアリングホイールの回転角を検出する回転角検出手段（回転角センサ２８、ＥＣＵ３０、Ｓ１００）と、前記検出されたステアリングの回転角に基づいて前記船外機を転舵させるべき目標転舵角を算出する算出手段（ＥＣＵ３０、Ｓ１０４）と、前記船外機の前記船体に対する転舵角を検出する転舵角検出手段（転舵角センサ２６、ＥＣＵ３０、Ｓ１００）と、前記検出された転舵角と前記算出された目標転舵角の偏差が所定値以上か否か判断する判断手段（ＥＣＵ３０、Ｓ１０６）と、および前記判断手段の判断結果に基づいて前記切替手段を動作させる切替動作手段（ＥＣＵ３０、Ｓ１１０）とを備える如く構成した。

また、この発明の第５実施例にあっては、ステアリングホイール１８の回転に応じて船体１２に取り付けられた船外機１０を転舵させる船外機の操舵装置において、前記船外機を前記船体に対して転舵させる電動アクチュエータ（電動モータ２４）と、前記ステアリングホイールの回転に応じて前記電動アクチュエータの動作を制御する制御手段（ＥＣＵ３０、Ｓ１０，Ｓ１４，Ｓ１６）とからなる電気式操舵機構２０と、前記ステアリングホイールの回転に応じ、ケーブル（プッシュプルケーブル７０）を介して前記船外機を前記船体に対して転舵させる手動式操舵機構６６と、および操船者の操作に応じて前記電気式操舵機構と前記手動式操舵機構を切り替える切替手段（切替機構３４６）とを備える如く構成した。

また、この発明の第１から第５実施例にあっては、前記電気式操舵機構の電動アクチュエータは電動モータ２４からなると共に、前記電動モータはギヤ機構３２を介して前記船外機を転舵させる如く構成した。

また、この発明の第６実施例にあっては、前記電気式操舵機構の電動アクチュエータは電動油圧ポンプ７６からなると共に、前記電動油圧ポンプは前記油圧式操舵機構の油圧アクチュエータを介して前記船外機を転舵させる如く構成した。

尚、上記において、第１から第６実施例は例示であって、第１から第６実施例の構成の内のいくつかを組み合わせ、例えば第２実施例と第６実施例の構成を組み合わせた別の構成なども考えられる。

また、上記においては、クラッチ５２（あるいは電磁クラッチ６４）はドグ式としたが、フリクションプレート式のクラッチであってもよい。

この発明の第１実施例に係る船外機の操舵装置を示す模式図である。 図１に示す船外機の操舵装置の開閉バブル機構付近を拡大して示す断面図である。 図１に示す船外機の操舵装置のＥＣＵによって実行される電気式操舵機構と油圧式操舵機構の切り替え処理を示すフロー・チャートである。 この発明の第２実施例に係る船外機の操舵装置であって図１と同様な模式図を部分的に示す模式図である。 この発明の第３実施例に係る船外機の操舵装置であって図１と同様な模式図を部分的に示す模式図である。 この発明の第４実施例に係る船外機の操舵装置のＥＣＵによって実行される電気式操舵機構と油圧式操舵機構の切り替え処理を示すフロー・チャートである。 この発明の第５実施例に係る船外機の操舵装置を示す図１と同様な模式図である。 この発明の第６実施例に係る船外機の操舵装置であって図１と同様な模式図を部分的に示す模式図である。

符号の説明

１０：船外機、１２：船体、１８：ステアリングホイール、２０：電気式操舵機構、２２：油圧式操舵機構、２４：電動モータ、２６：転舵角センサ、２８：回転角センサ、３０：ＥＣＵ、３２：ギヤ機構、３４：回転軸、３８：油圧シリンダ、４０：ヘルムポンプ、４６，１４６，２４６，３４６：切替機構、５０：電磁ソレノイド、５２：クラッチ、５６：油路開閉バルブ、５８：手動ノブ、６０：クラッチ位置検出センサ、６２：揺動モータ、６４：電磁クラッチ、６６：手動式操舵機構、７０：プッシュプルケーブル、７６：電動油圧ポンプ

Claims (9)

1. ステアリングホイールの回転に応じて船体に取り付けられた船外機を転舵させる船外機の操舵装置において、
   ａ．前記船外機を前記船体に対して転舵させる電動アクチュエータと、前記ステアリングホイールの回転に応じて前記電動アクチュエータの動作を制御する制御手段とからなる電気式操舵機構と、
   ｂ．前記船外機を前記船体に対して転舵させる油圧アクチュエータと、前記ステアリングホイールの回転に応じて前記油圧アクチュエータに油圧を供給する油圧供給手段とからなる油圧式操舵機構と、
   および
   ｃ．操船者の操作に応じて前記電気式操舵機構と前記油圧式操舵機構を切り替える切替手段と、
   を備えることを特徴とする船外機の操舵装置。
2. 前記切替手段は、少なくとも、
   ｄ．前記操船者の操作自在に設けられた駆動手段と、
   および
   ｅ．前記駆動手段の動作に応じて前記ステアリングホイールの回転軸と前記油圧供給手段を断接するクラッチと、
   を備えることを特徴とする請求項１記載の船外機の操舵装置。
3. 前記切替手段は、さらに、
   ｆ．前記クラッチと連動して前記油圧アクチュエータに油圧を供給する油路を開閉する油路開閉バルブ、
   を備えることを特徴とする請求項２記載の船外機の操舵装置。
4. 前記切替手段は、さらに、
   ｇ．前記クラッチの位置を検出するクラッチ位置検出手段、
   を備えると共に、前記電気式操舵機構の制御手段は、前記検出されたクラッチの位置に基づいて前記電動アクチュエータの動作を制御することを特徴とする請求項２または３記載の船外機の操舵装置。
5. 前記駆動手段は、電磁ソレノイド、揺動モータおよび手動ノブの内のいずれかからなることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載の船外機の操舵装置。
6. 前記クラッチは、電磁クラッチからなることを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載の船外機の操舵装置。
7. ステアリングホイールの回転に応じて船体に取り付けられた船外機を転舵させる船外機の操舵装置において、
   ｈ．前記船外機を前記船体に対して転舵させる電動アクチュエータと、前記ステアリングホイールの回転に応じて前記電動アクチュエータの動作を制御する制御手段とからなる電気式操舵機構と、
   ｉ．前記船外機を前記船体に対して転舵させる油圧アクチュエータと、前記ステアリングホイールの回転に応じて前記油圧アクチュエータに油圧を供給する油圧供給手段とからなる油圧式操舵機構と、
   および
   ｊ．前記電気式操舵機構と前記油圧式操舵機構を切り替える切替手段と、
   を備えると共に、前記電気式操舵機構の制御手段は、
   ｋ．前記ステアリングホイールの回転角を検出する回転角検出手段と、
   ｌ．前記検出されたステアリングの回転角に基づいて前記船外機を転舵させるべき目標転舵角を算出する算出手段と、
   ｍ．前記船外機の前記船体に対する転舵角を検出する転舵角検出手段と、
   ｎ．前記検出された転舵角と前記算出された目標転舵角の偏差が所定値以上か否か判断する判断手段と、
   および
   ｏ．前記判断手段の判断結果に基づいて前記切替手段を動作させる切替動作手段と、
   を備えることを特徴とする船外機の操舵装置。
8. 前記電気式操舵機構の電動アクチュエータは電動モータからなると共に、前記電動モータはギヤ機構を介して前記船外機を転舵させることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の船外機の操舵装置。
9. 前記電気式操舵機構の電動アクチュエータは電動油圧ポンプからなると共に、前記電動油圧ポンプは前記油圧式操舵機構の油圧アクチュエータを介して前記船外機を転舵させることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の船外機の操舵装置。

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