JP7272137B2 - 船外機 - Google Patents

Description

本発明は、操舵角を検知する検知手段を備えた船外機に関する。

船体に取り付けた船外機によって推進力を得るタイプの船では、乗員が行う操舵に応じて、船外機が操舵軸を中心に揺動して船体の進行方向が変わる。このような船外機において操舵角を検出する場合、操舵軸と同軸上に操舵角センサを配置すれば、操舵軸の回転角を正確に把握して高精度な操舵角検知を行いやすくなる。

しかしながら、多くの船外機では、構造上の制約から、操舵軸と同軸上に操舵角センサを配置することが難しいという問題があった。例えば、前後進切り替え用のシフトシャフトが操舵軸に挿入されていたり、操舵軸上端部周辺にステアリングブラケット等の関連部品が配置されていたり、操舵軸下端部と船外機本体との間が狭くなっていたりして、操舵軸と同軸上には操舵角センサを配置できない場合が多い。そのため、操舵軸からオフセットした位置に操舵角センサを配置することが行われる。

特許文献１には、操舵用のパワーステアリング装置を構成する駆動ギヤ部におけるピニオンのギヤの山の数を、センサでカウントすることによって、操舵角を検知する構成が記載されている。

特開平３－１０９９５号公報

操舵軸からオフセットして配置した操舵角センサで操舵角を検知する場合、構造の大型化や複雑化、操舵角センサによる操舵角の検知精度の悪化を考慮する必要がある。

例えば、操舵軸からオフセットした操舵角センサによって検知できる位置まで操舵軸の動作を伝達するために、複数の部品からなる伝達機構が用いられる。このような伝達機構の各部品には製造公差が必ず存在する。そのため、多くの部品によって伝達機構を構成すると、製造公差の累積によって、操舵角センサの検知精度に誤差が生じるおそれがある。一例として、複数のギヤ類で構成される伝達機構は、各ギヤ間に存在するバックラッシュが誤差の原因になる。特許文献１では、操舵角検出用の手段がパワーステアリング装置の駆動ギヤ部に装備されており、本来の操舵角を示す操舵軸からアームやリンクや駆動部等を介してつながる複雑な構造であるため、累積する誤差が大きくなり、操舵角を高精度に検知することが難しい。

また、操舵軸は、上端部がスイベルブラケットを介して船外機本体に接続し、下端部が船外機本体に接続している構造が多い。船外機のプロペラを駆動して推進力（前進させる力）を発生させると、操舵軸の下端部に対して前方へ押し込む力が作用し、操舵軸の上端部には、てこの原理によって後方へ倒れさせようとする力が作用する。円滑な操舵を実現するべく、スイベルブラケットに形成した操舵軸穴と操舵軸との間には、所定のクリアランスが確保されている。そのため、上述のような推進力による力が操舵軸に加わると、クリアランスを起因として操舵軸に前後方向のガタつきを生じる。操舵軸からオフセットした位置（特に前後方向にオフセットした位置）に操舵角センサを配置すると、操舵軸の前後方向のガタつきによって操舵角の検知精度に影響が生じてしまう。

操舵角センサからの信号を船体側に伝えるために配線が設けられる。ステアリングブラケットの周辺に多くの部品が存在する構造では、操舵角センサから延びる配線の取り回しが複雑になり、組み付け作業性、配線の耐久性、見栄え等が悪くなるという問題もあった。

さらに、特許文献１の構成では、操舵用やチルト用の可動部が高密度に存在する部分に操舵角検知用のセンサが配置されており、水上から流れ着く海藻やゴミ等の異物が可動部に引っ掛ったり挟み込まれたりした場合に、センサに影響が及びやすい。

本発明は係る点に鑑みてなされたものであり、操舵角検知用の手段をスペース効率良く配置でき、操舵角の検知精度に優れる船外機を提供することを目的とする。

本発明は、船体の船尾部に取り付けるクランプブラケットと、クランプブラケットと船外機本体との間に配されるスイベルブラケットとを備え、スイベルブラケットに対して操舵軸を中心として船外機本体を揺動可能とした船外機において、操舵軸と同軸に設けた一方の傘歯車と、スイベルブラケット内に設けたセンサ軸穴に配置されて操舵軸に対して斜め方向に延びるセンサ軸と、センサ軸に配置されて一方の傘歯車に噛み合う他方の傘歯車と、センサ軸の端部に対向する位置に設けられてセンサ軸の回転に基づいて操舵軸の操舵角を検知する操舵角センサと、を備え、船外機本体の操舵角を検知することを特徴とする。

本発明によれば、操舵角検知用の手段をスペース効率良く配置でき、操舵角の検知精度に優れる船外機を得ることができる。

本実施の形態に係る船外機を示す図であり、（Ａ）は船外機本体と取付装置の側面図、（Ｂ）は取付装置の断面図である。 取付装置の上面図である。 取付装置の一部を示す斜視図である。 取付装置の一部を示す断面図である。 図４の一部を拡大した断面図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。図１（Ａ）に示すように、本実施の形態の船外機は、船外機本体１と取付装置１０からなる。以下の説明及び各図面では、後述するドライブシャフト６（図１（Ａ））が延びる方向を船外機の上下方向、プロペラシャフト７（図１（Ａ））が延びる方向を船外機の前後方向と定義する。前後方向のうち前方が船体側で、後方が船外機側となる。また、上下方向及び前後方向に対して垂直な方向を、船外機の横幅方向と定義する。横幅方向のうち船体側に向かって右手側が右方で、左手側が左方である。船外機本体１は取付装置１０によって船体の船尾部に取り付けられ、取付装置１０を介して船体に対する船外機本体１の向きを変えることが可能である。従って、船外機における上下、前後、左右（横幅）の各方向が、船体の上下、前後、左右（横幅）の各方向とは一致しない場合もある。

図１（Ａ）に示すように、船外機本体１は、外装部材として、最上部にエンジンカバー２を有し、エンジンカバー２の下方にドライブハウジング３を有し、ドライブハウジング３の下方にロアハウジング４を有している。エンジンカバー２は、上部のアッパカバー２ａと下部のロアカバー２ｂからなる。

エンジンカバー２内部のエンジンルームにエンジン５が収容されている。エンジン５の出力軸であるクランク軸（図示略）が上下方向に延び、クランク軸に接続するドライブシャフト６が、ドライブハウジング３の内部を通ってロアハウジング４の内部まで延びている。ロアハウジング４の内部には、前後方向に向けて延びるプロペラシャフト７が回転可能に支持されている。ドライブシャフト６とプロペラシャフト７が交差する部分には、ドライブシャフト６の回転動作をプロペラシャフト７の回転動作に変換させるベベルギヤ機構８が設けられている。プロペラシャフト７の後端にプロペラ９が設けられている。エンジン５を駆動してクランク軸が回転すると、ドライブシャフト６がクランク軸と一体的に回転し、ドライブシャフト６の回転がベベルギヤ機構８を介してプロペラシャフト７に伝えられる。そして、プロペラ９が回転して船外機による推進力が発生する。

船外機本体１は、取付装置１０を介して船体の船尾部に取り付けられる。取付装置１０によって船体に取り付けた状態では、横幅方向に延びるチルト軸１１を中心として船外機本体１を前後に揺動させるチルト動作と、上下方向に延びる操舵軸１２を中心として船外機本体１を左右に揺動させるステアリング動作（操舵）を行わせることができる。

図１（Ｂ）、図２及び図３に示すように、取付装置１０は、クランプブラケット２０とスイベルブラケット３０とステアリングブラケット４０を備えている。以下、取付装置１０について詳細に説明する。なお、取付装置１０の説明における上下方向は、各図面に示す初期状態での上下方向を意味するものとする。すなわち、後述するチルト動作に伴って、取付装置１０のうちクランプブラケット２０以外の部分の角度が船体に対して変化するが、このような角度変化を行わずにドライブシャフト６が鉛直方向に向いている状態を基準として、取付装置１０の各部を説明する。

船体の船尾に設けたトランサム（図示略）に対して、クランプブラケット２０が固定される。図２及び図３に示すように、クランプブラケット２０は、横幅方向に離間して設けられる左右一対の支持部２１を有し、各支持部２１の上端には、前方に向けて突出する上部突出部２２が設けられている。

図２及び図３に示すように、クランプブラケット２０の各支持部２１には、複数のボルト穴２３が上下方向に位置を異ならせて形成されている。クランプブラケット２０をトランサムに固定する際には、ボルト穴２３に挿通させたボルト（図示略）を、トランサム側のネジ穴(図示略)に螺合させる。ボルト留めの対象とするボルト穴２３を変更することにより、トランサムに対するクランプブラケット２０の高さ位置を調整することができる。

クランプブラケット２０の左右一対の上部突出部２２の先端近くには、横幅方向へ貫通する左右一対の軸支持穴２４が形成されている（図２参照）。一対の軸支持穴２４は同軸上に形成されている。

スイベルブラケット３０は、上下方向に延びる縦柱部３１と、縦柱部３１の上端から前方に向けて突出する左右一対の上部突出部３２を有している。一対の上部突出部３２の先端近くには、横幅方向へ貫通する左右一対のチルト軸穴３３が形成されている（図２参照）。一対のチルト軸穴３３は同軸上に形成されている。

図２及び図３に示すように、スイベルブラケット３０の一対の上部突出部３２は、クランプブラケット２０の一対の上部突出部２２の間に位置する。一対のチルト軸穴３３と一対の軸支持穴２４が連通するように位置合わせした上で、各軸支持穴２４と各チルト軸穴３３に対してチルト軸１１が挿通される。チルト軸１１は軸支持穴２４に対して固定され、チルト軸穴３３はチルト軸１１に対して固定されずに相対回転が可能である。これにより、スイベルブラケット３０はチルト軸１１を中心として揺動可能に支持される。

スイベルブラケット３０の縦柱部３１には、一対のチルト軸穴３３よりも後方且つ下方に位置する左右一対のピン受け穴（図示略）が形成されている。この一対のピン受け穴に対して、チルトシリンダピン２５（図１（Ｂ）、図４）が相対回転可能に挿入される。チルトシリンダピン２５は、ピストンロッド２６の上端に設けられて横幅方向に延びる円柱状のピンである。

図１（Ｂ）に示すように、ピストンロッド２６は、チルト動作用のチルトシリンダ２７を構成するものである。チルトシリンダ２７はピストンロッド２６が直進移動可能に挿入されるシリンダボディ２８を有する。シリンダボディ２８内の空間に供給される油圧によって、ピストンロッド２６の突出量が変化する。シリンダボディ２８の下端はクランプブラケット２０に対して軸支されており、この軸支部分を介してチルトシリンダ２７が前後に揺動可能である。

油圧によってシリンダボディ２８からのピストンロッド２６の突出量が大きくなると、チルトシリンダピン２５の位置が高くなる。チルトシリンダピン２５がスイベルブラケット３０のピン受け穴に嵌っている位置は、チルト軸１１によりチルト軸穴３３が軸支される位置よりも後方且つ下方である。そのため、チルトシリンダピン２５の位置が高くなってスイベルブラケット３０がチルト軸１１を中心として回動（図１（Ｂ）中の反時計方向の回動）すると、ステアリングブラケット４０及び操舵軸１２を介してスイベルブラケット３０に接続している船外機本体１は、エンジン５側を低くしプロペラ９側を上方へ引き上げる前傾動作（チルトアップ）を行う。

逆に、シリンダボディ２８からのピストンロッド２６の突出量が小さくなるようにチルトシリンダ２７を動作させると、チルトシリンダピン２５の位置が低くなる。すると、チルト軸１１を中心とするスイベルブラケット３０の回動（図１（Ｂ）中の時計方向の回動）によって、船外機本体１は、エンジン５側を高くしプロペラ９側を下げる後傾動作（チルトダウン）を行う。

スイベルブラケット３０には、チルトロックシャフト穴３５（図４参照）が形成されている。チルトロックシャフト穴３５は横幅方向に延びる穴であり、チルトシリンダピン２５が嵌るピン受け穴（図示略）の上方且つやや前方に配置されている。チルトロックシャフト穴３５にはチルトロックシャフト（図示略）が挿入される。チルトロックシャフトは、船外機本体１のチルトアップ状態（エンジン５側を低くしプロペラ９側を上方へ引き上げた前傾状態）を保持させるチルトロック機構を構成するものである。チルトロックレバー（図示略）の操作によってチルトロックシャフトが回転して、チルトロック機構がロック状態とロック解除状態に切り替わる。

図１（Ｂ）に示すように、スイベルブラケット３０の縦柱部３１には、上下方向へ延びる操舵軸穴３６が形成されている。操舵軸穴３６は縦柱部３１を上下方向に貫通している。操舵軸穴３６の内部には、上端側に軸支持スリーブ３７が設けられ、下端側に軸支持スリーブ３８が設けられる。軸支持スリーブ３７と軸支持スリーブ３８はそれぞれ円筒状の部材であり、操舵軸穴３６の内径よりも各軸支持スリーブ３７、３８の内径の方が小さい。

スイベルブラケット３０の操舵軸穴３６に操舵軸１２が挿入される。操舵軸１２は、上下方向に延びる円筒状の部材である。操舵軸穴３６内の軸支持スリーブ３７、３８の内側に操舵軸１２が嵌って、上下方向に向く軸線（後述する操舵中心軸Ｘ１）を中心として操舵軸１２が回転可能に支持される。図１（Ｂ）に示すように、操舵軸１２の下端は操舵軸穴３６の下端開口から下方に突出し、マウント部１４を介して船外機本体１に固定される。

図２に示すように、スイベルブラケット３０は、二股状に分かれている上部突出部３２の後部を、縦柱部３１で接続した構成である。図４に示すように、縦柱部３１の上面が上部突出部３２の上面に対して下方に位置しており、この縦柱部３１の上面に操舵軸穴３６の上端が開口している。

図４に示すように、スイベルブラケット３０は、操舵軸穴３６の上端が開口する部分の前側に、傾斜壁３０ａを有している。傾斜壁３０ａは、操舵軸穴３６から離れて前方へ進むにつれて上方への突出量を大きくする壁部であり、スイベルブラケット３０の横幅方向の略中央に位置している。傾斜壁３０ａの上端に続けて、前方へ進むにつれて低くなる形状のセンサ支持面３０ｂが形成されている。スイベルブラケット３０は、左右の上部突出部３２の間に、上向きに開放された形状の凹部を有し、この凹部の底面部分にセンサ支持面３０ｂが形成されている。

図４に示すように、操舵軸１２の上端は操舵軸穴３６の上端開口から上方に突出し、この操舵軸１２の突出部分にステアリングブラケット４０が取り付けられる。ステアリングブラケット４０は、操舵軸１２を挿入させる取付穴４１を有する。取付穴４１に対して操舵軸１２が固定されて、ステアリングブラケット４０は操舵軸１２と一体的に揺動する関係になる。

ステアリングブラケット４０は、取付穴４１を囲む基端部４２と、基端部４２から前方に向けて延設されるアーム部４３を備える。アーム部４３は、スイベルブラケット３０の上面の上方を通る細長の形状を有している。基端部４２は、スイベルブラケット３０の縦柱部３１の上部に支持されている。基端部４２に続くアーム部４３の根元部分は、スイベルブラケット３０の傾斜壁３０ａに沿う形状の傾斜壁４３ａになっている。

図１（Ｂ）及び図４に示すように、スイベルブラケット３０の上面側における左右の上部突出部３２の間の凹部（センサ支持面３０ｂが形成されている部分）と、この凹部の上方に位置するステアリングブラケット４０のアーム部４３との間に、センサ収容空間Ｓが形成される。

スイベルブラケット３０には、センサ収容空間Ｓを覆うセンサガード部材４４（図２から図４参照）が取り付けられる。センサガード部材４４は、スイベルブラケット３０にボルト留めで固定される。図４に示すように、センサガード部材４４は、傾斜壁３０ａに連続して斜め上方に延びる後壁４４ａと、後壁４４ａから前方に屈曲してセンサ支持面３０ｂの上方を覆う上壁４４ｂを有している。傾斜壁３０ａには、後壁４４ａが嵌合する凹部３０ｃが形成されている（図４参照）。センサガード部材４４はさらに、上壁４４ｂの左右両縁から下方に向けて延びる側壁４４ｃを有する（図２及び図３参照）。センサガード部材４４の前部は開口している。

ステアリングブラケット４０のアーム部４３は、ケーブル等（図示略）を介して、船体側の操舵ハンドル等（図示略）に接続される。ステアリングブラケット４０はまた、取付穴４１から後方に向けて延設される接続部４５を備える。接続部４５は、マウント部１５を介して船外機本体１に固定される（図１（Ｂ）参照）。

以上のように構成した取付装置１０の動作を説明する。チルト軸１１を中心とする船外機本体１の前後への揺動（チルト動作）は、チルトシリンダ２７の駆動によって行われる。チルトシリンダ２７への油圧供給によって、シリンダボディ２８からのピストンロッド２６の突出量が変化する。シリンダボディ２８からのピストンロッド２６の突出量が大きくなると、チルトシリンダピン２５の位置が高くなる。すると、スイベルブラケット３０がチルト軸１１を中心とする回動（図１（Ｂ）中の反時計方向の回動）を行う。これにより、ステアリングブラケット４０及び操舵軸１２を介してスイベルブラケット３０に接続している船外機本体１は、エンジン５側を低くしプロペラ９を上方へ引き上げる前傾動作（チルトアップ）を行う。逆に、シリンダボディ２８からのピストンロッド２６の突出量が小さくなるようにチルトシリンダ２７を動作させると、チルトシリンダピン２５の位置が低くなる。すると、チルト軸１１を中心とするスイベルブラケット３０の回動（図１（Ｂ）中の時計方向の回動）によって、船外機本体１は、エンジン５側を高くしプロペラ９を下げる後傾動作（チルトダウン）を行う。

操舵軸１２を中心として左右に揺動させる船外機本体１のステアリング動作は、ステアリングブラケット４０への入力によって行われる。船体側の操舵ハンドル等の操舵手段を操作すると、アーム部４３を左右に旋回させる力が伝えられる。この旋回力によって、ステアリングブラケット４０と操舵軸１２が一体的に揺動して、ステアリングブラケット４０及び操舵軸１２と固定関係にある船外機本体１が左右に揺動する。その結果、船体の進行方向が変化する。

本実施の形態の船外機は、ステアリング動作による操舵角を検知するための検知システムを備えている。検知システムの構成と、検知システムによる操舵角の検知について、以下に説明する。検知システムの構成は図４及び図５に表れている。なお、図１（Ｂ）では。検知システムの図示を省略している。

操舵軸穴３６内に配置される上端側の軸支持スリーブ３７の外側には外筒５０が嵌っており、外筒５０が操舵軸穴３６の内面に支持されている。つまり、操舵軸穴３６内の上端側では、軸支持スリーブ３７と外筒５０による軸受け構造で操舵軸１２が支持されている。

スイベルブラケット３０内には、センサ軸穴５１が形成されている。センサ軸穴５１は、操舵軸穴３６の前方に位置し、操舵軸穴３６に対して斜めに延びる穴である。より詳しくは、センサ軸穴５１の下端部が、軸支持スリーブ３７及び外筒５０の直下の位置で操舵軸穴３６に連通している。センサ軸穴５１は、この下端部分から上方へ進むにつれて、操舵軸穴３６から前方への距離を大きくするように傾斜している。センサ軸穴５１の上端は、スイベルブラケット３０のセンサ支持面３０ｂに開口している。

センサ軸穴５１の内部に、センサ軸５２が挿入される。センサ軸５２の下端の外面には、傘歯車５３が取り付けられる。傘歯車５３はセンサ軸５２と一体的に回転する。傘歯車５３の下端に設けた突出部５３ａがセンサ軸穴５１の底面５１ａに当て付いて、センサ軸穴５１へのセンサ軸５２の挿入量（センサ軸５２の軸方向位置）が決まる。この状態で、傘歯車５３の歯の一部は、操舵軸穴３６に僅かに入り込んで、軸支持スリーブ３７及び外筒５０の下方に位置する。

傘歯車５３の直上のセンサ軸５２の外面には、円筒状の軸受け部５４が設けられる。軸受け部５４から上方に離れたセンサ軸５２の外面には、円筒状の軸受け部５６が設けられる。軸受け部５４と軸受け部５６の外面が、センサ軸穴５１の内面に当接して、センサ軸穴５１内でのセンサ軸５２の径方向位置が定まる。そして、軸受け部５４と軸受け部５６の外面がセンサ軸穴５１の内面に対して摺接することによって、センサ軸５２はセンサ軸穴５１内で軸回りに回転を行うことができる。軸受け部５４と軸受け部５６の外径は、傘歯車５３の外径よりも大きい。そのため、傘歯車５３は、センサ軸穴５１の内面に接触せずに回転することができる。

軸受け部５４の内面とセンサ軸５２の外面の間には弾性部材５５が配されている。弾性部材５５の弾性変形によって、センサ軸穴５１内でのセンサ軸５２のガタつきを抑制する。弾性部材５５は、センサ軸５２と一体化されている傘歯車５３のガタつきも抑制する。

操舵軸１２には、傘歯車５３と噛み合う傘歯車５７が取り付けられている。より詳しくは、軸支持スリーブ３７の直下に、環状部材５７ａが固定される。環状部材５７ａは操舵軸１２の外面を囲んでおり、環状部材５７ａの周方向の一部に歯が形成されて傘歯車５７になっている。環状部材５７ａで傘歯車５７を形成する周方向の範囲は、船が直進する状態から左右両方に想定される最大の操舵角までステアリングブラケット４０を旋回させた場合に、傘歯車５３と傘歯車５７の噛み合いが維持されるように設定する。言い換えれば、ステアリング動作による操舵軸１２の揺動範囲内では、傘歯車５３と傘歯車５７の噛み合いが外れないように設定する。

環状部材５７ａの内面と操舵軸１２の外面の間には弾性部材５８が配されている。弾性部材５８の弾性変形によって、傘歯車５７のガタつきを抑制する。

ステアリングブラケット４０に対するステアリング動作によって操舵軸１２が回転すると、操舵軸１２と一体的に回転する傘歯車５７から傘歯車５３に力が伝達され、傘歯車５３が組み付けられているセンサ軸５２が回転する。

傘歯車５７は操舵軸１２の回転中心である操舵中心軸Ｘ１を中心として回転し、傘歯車５３はセンサ軸５２の回転中心軸Ｘ２を中心として回転する。操舵中心軸Ｘ１と回転中心軸Ｘ２は同一平面上に位置し、操舵中心軸Ｘ１と回転中心軸Ｘ２の交差角は鋭角である。本実施の形態では、操舵中心軸Ｘ１と回転中心軸Ｘ２の交差角を３０°程度に設定している。この角度は、ステアリングブラケット４０における基端部４２からのアーム部４３の傾斜壁４３ａの立ち上がり角度（スイベルブラケット３０側の傾斜壁３０ａの立ち上がり角度）に近いものであり、センサ軸穴５１及びセンサ軸５２を、傾斜壁４３ａに沿ってスペース効率良く配置させることができる。また、センサ軸５２の上端が操舵軸１２から前方に離れすぎず、前後方向にコンパクトな構造にできる。

センサ軸穴５１の下端付近にグリス溜まり５９が形成される。グリス溜まり５９は、軸受け部５４と傘歯車５３の歯部との間の凹状の空間や、傘歯車５３の歯部とセンサ軸穴５１の内面との間の空間によって構成される。グリス溜まり５９に貯留したグリスによって、軸受け部５４とセンサ軸穴５１の間や、傘歯車５３と傘歯車５７の噛み合い部分が潤滑される。傘歯車５３と傘歯車５７の噛み合い部分の上方で、軸支持スリーブ３７及び外筒５０が操舵軸１２を軸支している。外筒５０の下端がグリス溜まり５９に入り込んでおり、操舵軸１２の軸支部分も、グリス溜まり５９のグリスにより潤滑される。すなわち、グリス溜まり５９とその周囲に注入されたグリスは、操舵軸１２の軸支部分の潤滑と、センサ軸５２の軸支部分の潤滑と、傘歯車５３と傘歯車５７の噛み合い部分の潤滑に用いられ、効率の良い潤滑を実現できる。

軸受け部５４は含油性樹脂等で形成され、センサ軸穴５１内でセンサ軸５２を円滑に回転させることができる。傘歯車５３や傘歯車５７（環状部材５７ａ）は、高強度のエンジニアリングプラスチックやステンレス製焼結体等で形成され、耐腐食性に優れている。

センサ軸５２は、傘歯車５３と傘歯車５７が噛合するセンサ軸穴５１の下端部分から、スイベルブラケット３０のセンサ支持面３０ｂに臨むセンサ軸穴５１の上端部分まで延びている。センサ軸穴５１の上端側の一部は、軸受け部５４と軸受け部５６が嵌る部分よりも内径が大きくなっており、このセンサ軸穴５１の上端側の大径部内に、環状のワッシャ６５が挿入されている。ワッシャ６５は、センサ軸穴５１内の段差に当て付いて、下方への移動が規制される。ワッシャ６５に対して軸受け部５６の上端が接する。

センサ軸穴５１の上端側の大径部内にはさらに、円筒状のブッシュ６０が挿入されている。ブッシュ６０の先端はワッシャ６５に当接している。ブッシュ６０はセンサ軸穴５１の内径よりも大きい径のフランジ６０ａを上端に有し、フランジ６０ａがスイベルブラケット３０のセンサ支持面３０ｂに接している。ブッシュ６０はセンサ軸穴５１に対して回転しないように固定される。

センサ軸５２の上端に固定したホルダ６１が、ブッシュ６０の内側に回転可能に挿入される。ホルダ６１の上端には、永久磁石６２が取り付けられている。

センサ軸穴５１のうちブッシュ６０が挿入されている部分は、チルトロックシャフト穴３５に連通している。図４に示すように、円形状の断面形状を有して横幅方向に延びるチルトロックシャフト穴３５の一部がセンサ軸穴５１と重なっている。ブッシュ６０とホルダ６１にはそれぞれ、チルトロックシャフト穴３５と重なる位置に凹部６０ｂと凹部６１ａが形成されている。凹部６０ｂと凹部６１ａによって、チルトロックシャフト穴３５へのチルトロックシャフト（図示略）の挿入を妨げないようにしている。また、チルトロックシャフトが凹部６０ｂと凹部６１ａに嵌合することで、ブッシュ６０とホルダ６１がセンサ軸穴５１の長手方向に移動することを抑制する。なお、凹部６１ａはホルダ６１の周方向の全体に亘って形成されており、センサ軸５２と一体的に回転するホルダ６１が、常にチルトロックシャフトと干渉しないようにしている。

チルトロックシャフト穴３５内には、チルトロックシャフトを潤滑するグリスが供給される。センサ軸穴５１とチルトロックシャフト穴３５が連通することにより、チルトロックシャフトの潤滑用のグリスを、センサ軸穴５１（ブッシュ６０）内でのセンサ軸５２（ホルダ６１や軸受け部５６）の回転部分の潤滑に用いることができる。これにより、センサ軸５２とチルトロックシャフトの効率の良い潤滑を実現できる。

図４に示すように、センサ収容空間Ｓの内部に操舵角センサ６３が取り付けられている。操舵角センサ６３は、フランジ６０ａが設けられているブッシュ６０の上端面に接するように支持されており、スイベルブラケット３０に対して固定された関係にある。スイベルブラケット３０に対する操舵角センサ６３の固定は、図示を省略するボルト等で行われる。操舵角センサ６３は、センサ軸５２の端部に設けた永久磁石６２が形成する磁界の変化を検出可能なホールセンサであり、センサ軸５２の回転中心軸Ｘ２に沿う方向で永久磁石６２と操舵角センサ６３が対向している。

センサ収容空間Ｓ内に配置した操舵角センサ６３の後方と上方が、センサガード部材４４の後壁４４ａと上壁４４ｂによって覆われる（図４参照）。また、操舵角センサ６３の左右は、センサガード部材４４の側壁４４ｃによって覆われる（図２参照）。

図４に示すように、センサガード部材４４の前部は開口しており、操舵角センサ６３に接続する配線６４が、センサガード部材４４の前部開口を通してセンサ収容空間Ｓの前方に延設される。配線６４は、スイベルブラケット３０の左右の上部突出部３２の間を通って、ステアリングブラケット４０のアーム部４３に沿って船体側に導かれ、図示を省略するプロセッサユニットに接続する。

以上の構成の検知システムでは、ステアリング動作を行うと、操舵軸１２と一体的に回転する傘歯車５７から傘歯車５３に回転が伝達され、傘歯車５３と一体化されたセンサ軸５２が回転する。センサ軸５２が回転すると、センサ軸５２の端部に設けた永久磁石６２が発する磁界の変化を、操舵角センサ６３によって検出する。そして、操舵角センサ６３の検出信号が配線６４を通じてプロセッサユニットに送信され、送信された検出信号に基づいてプロセッサユニットが操舵角を算出する。このようにして操舵角を検知することができる。

図１（Ａ）に示すように、取付装置１０と船外機本体１との隙間は小さく、特に操舵軸１２と同軸上にはスペースの余裕がほとんど無い。本実施の形態の検知システムは、センサ軸５２や操舵角センサ６３等が操舵軸１２と同軸上に位置していないため、操舵軸１２の延長上でのスペースの制約を受けることなく配置が可能である。

本実施の形態の検知システムは、傘歯車５３と傘歯車５７からなるベベルギヤ機構を用いて、操舵軸１２に対して斜め方向から延びるセンサ軸５２に回転を伝達し、操舵軸１２から前方にオフセットして配置した操舵角センサ６３によりセンサ軸５２の動作を検出して操舵角を検知する。操舵軸１２と一体回転する傘歯車５７が、センサ軸５２と一体回転する傘歯車５３に噛み合うので、操舵軸１２の回転を直接的にセンサ軸５２の回転として取り出して、操舵角センサ６３で読み取ることができる。従って、動力伝達の誤差が少なく、センサ軸５２の軸端の延長上に配した操舵角センサ６３によって、操舵角を高精度に検知することができる。

また、傘歯車５３と傘歯車５７の歯車比によって、操舵軸１２の回転を増角してセンサ軸５２に伝達する。これにより、操舵角センサ６３での検知の分解能を高めることができる。

傘歯車５３と傘歯車５７からなるベベルギヤ機構は、平歯車を用いる伝達機構に比べて、噛み合い位置における操舵軸１２とセンサ軸５２の軸間距離を近くすることができ、センサ軸５２周りをコンパクトに構成可能である。また、噛み合い部分を小さくできるため、傘歯車５３と傘歯車５７の間のバックラッシュ量を小さく抑えることができる。

操舵軸１２を円滑に回転させるために、操舵軸１２は操舵軸穴３６内にクリアランスをもって軸支されており、船外機本体１から推進力が加わると、操舵軸１２が前後方向へ僅かに揺動する。傘歯車５３と傘歯車５７は、操舵軸１２の上端側を軸支する軸支持スリーブ３７及び外筒５０の直下に位置している。これにより、操舵軸１２が前後に揺動したときに、傘歯車５７の前後への動きを最小に抑え、傘歯車５７と傘歯車５３の間の噛み合い誤差を小さくできる。

また、操舵軸１２側では弾性部材５８を介して傘歯車５７周りのガタを除去し、センサ軸５２側では弾性部材５５を介してセンサ軸５２及び傘歯車５３周りのガタを除去する。従って、傘歯車５３と傘歯車５７の噛み合い部分を衝撃や振動等から保護して歯飛びを防いで、操舵軸１２の回転をセンサ軸５２へ正確に伝達できる。その結果、操舵角センサ６３による操舵角の検知精度を高めることができる。

検知システムを構成するセンサ軸５２と傘歯車５３、５７は、スイベルブラケット３０の内部に設置されている。検知システムの動作部分が外部に露出せずにスイベルブラケット３０によって保護される構造であるため、外部からの干渉や衝撃に対して強靭であり、耐久性が高い。

図４に示すように、前後方向でチルトシリンダピン２５と操舵軸穴３６の間にセンサ軸穴５１の下端を形成し、傾斜壁３０ａとチルトロックシャフト穴３５の間を通ってセンサ軸穴５１が斜め上方に伸びている。このように、スイベルブラケット３０内のスペースを効率良く利用してセンサ軸穴５１を形成しており、取付装置１０を大型化させずにセンサ軸５２を設置できる。

センサ軸穴５１がチルトロックシャフト穴３５と部分的に連通することで、チルトロックシャフトを利用したセンサ軸５２（ブッシュ６０やホルダ６１）の位置ずれ防止、チルトロックシャフトとセンサ軸５２の潤滑の共用化、といった効果が得られる。

操舵角センサ６３は、スイベルブラケット３０とステアリングブラケット４０で囲まれるセンサ収容空間Ｓに配置されている。センサ収容空間Ｓは、スイベルブラケット３０の左右一対の上部突出部３２の間に形成された空間であり、センサ収容空間Ｓの上方と後方をステアリングブラケット４０のアーム部４３が覆っている。このようなセンサ収容空間Ｓを利用することで、取付装置１０を大型化させずに操舵角センサ６３の設置スペースを確保することができる。

センサ収容空間Ｓは、取付装置１０の最上部付近に位置しており、水面からの距離が遠い。また、センサ収容空間Ｓの側方にスイベルブラケット３０の上部突出部３２が位置し、センサ収容空間Ｓの上方及び後方にステアリングブラケット４０のアーム部４３が位置する。従って、センサ収容空間Ｓ内の操舵角センサ６３に対して外部からの異物が到達しにくく、特に水上から流れ着く海藻やゴミ等が操舵角センサ６３周りに引っ掛かるおそれが低い。

さらに、センサ収容空間Ｓ内でスイベルブラケット３０に強固に固定したセンサガード部材４４によって操舵角センサ６３を覆うので、外部からの異物や水に対する操舵角センサ６３の保護性を高めることができる。

操舵軸１２からセンサ軸５２に伝達された回転動作を、センサ軸５２の端部に対向して設けた操舵角センサ６３によって検出するので、構成がシンプルであり、汎用性が高く安価なホールセンサを操舵角センサ６３として用いてコストを抑えることができる。また、センサ軸５２と永久磁石６２と操舵角センサ６３が同軸上に設けられているため、省スペースな構造であり、振動等による互いの位置ずれが生じにくい。よって、小型且つ安価な構成によって、高い精度の操舵角検知を行うことができる。

操舵角センサ６３から延びる配線６４は、スイベルブラケット３０の左右の上部突出部３２の間（センサ収容空間Ｓ）を通って、ステアリングブラケット４０のアーム部４３に沿って船体側に導かれる。そのため、配線６４が複雑な経路にならずに取り回しが良く、操舵角センサ６３や配線６４の組み付け作業を行いやすい。また、配線６４は、左右の上部突出部３２やアーム部４３やセンサガード部材４４で囲まれた空間を通されて外観への露出が抑えられるので、配線６４の耐久性や見栄え等においても優れている。

以上のように、本実施の形態の船外機では、操舵角センサ６３が操舵軸１２と同軸上に配置されない構造でありながら、高い検知精度を得ることができ、操舵角を正確に把握できる。また、操舵角センサ６３の周辺構造がコンパクトであり、且つ水上から流れ着く異物が操舵角センサ６３の周辺に掛かりにくい構造を実現している。さらに操舵角センサ６３から延びる配線６４の取り回しがシンプルであり、配線６４の組み付け作業性、耐久性、見栄え等において優れている。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状等については、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

上記実施の形態では、操舵軸１２の操舵中心軸Ｘ１とセンサ軸５２の回転中心軸Ｘ２が、船外機本体１の前後方向を向く同一平面内に位置しており、傘歯車５３と傘歯車５７は２軸が交差する関係のベベルギヤとなっている。これとは異なり、２軸がねじれの関係（食い違い軸）にあるハイポイドギヤ等を、本発明における傘歯車として用いることも可能である。

上記実施の形態では、操舵角センサ６３としてホールセンサを用いている。ホールセンサは安価に導入が可能であるという利点があるが、ホールセンサ以外の検出手段を操舵角センサとして用いることも可能である。例えば、センサ軸５２の回転を光学的に検知するタイプのセンサ等を用いてもよい。

上記実施の形態のように、操舵軸１２側の弾性部材５８とセンサ軸５２側の弾性部材５５を両方設けることにより、傘歯車５３と傘歯車５７の歯飛びを防ぐ効果を高め、回転伝達の精度を向上させることができる。しかし、操舵軸１２側とセンサ軸５２側のいずれか一方にのみ弾性部材を設ける構成にすることも可能である。

本発明の船外機は、操舵角検知用の手段をスペース効率良く配置でき、操舵角の検知精度に優れるという効果を有し、特に船外機本体と取付装置の間のスペースが制約される船外機に有用である。

１ ：船外機本体
１０ ：取付装置
１１ ：チルト軸
１２ ：操舵軸
２０ ：クランプブラケット
２７ ：チルトシリンダ
３０ ：スイベルブラケット
３２ ：上部突出部
３５ ：チルトロックシャフト穴
３６ ：操舵軸穴
４０ ：ステアリングブラケット
４３ ：アーム部
４４ ：センサガード部材
５１ ：センサ軸穴
５２ ：センサ軸
５３ ：傘歯車（他方の傘歯車）
５４ ：軸受け部
５５ ：弾性部材
５６ ：軸受け部
５７ ：傘歯車（一方の傘歯車）
５７ａ ：環状部材
５８ ：弾性部材
５９ ：グリス溜まり
６０ ：ブッシュ
６１ ：ホルダ
６２ ：永久磁石
６３ ：操舵角センサ
６４ ：配線
６５ ：ワッシャ
Ｓ ：センサ収容空間

Claims (6)

1. 船体の船尾部に取り付けるクランプブラケットと、前記クランプブラケットと船外機本体との間に配されるスイベルブラケットとを備え、前記スイベルブラケットに対して操舵軸を中心として前記船外機本体を揺動可能とした船外機において、
   前記操舵軸と同軸に設けた一方の傘歯車と、
   前記スイベルブラケット内に設けたセンサ軸穴に配置されて前記操舵軸に対して斜め方向に延びるセンサ軸と、
   前記センサ軸に配置されて前記一方の傘歯車に噛み合う他方の傘歯車と、
   前記センサ軸の端部に対向する位置に設けられて前記センサ軸の回転に基づいて前記操舵軸の操舵角を検知する操舵角センサと、
   を備え、前記船外機本体の操舵角を検知することを特徴とする船外機。
2. 前記他方の傘歯車と、前記センサ軸穴内に前記センサ軸を軸支させる軸受け部とが前記センサ軸の外面上に設けられ、前記軸受け部の外径が前記他方の傘歯車の外径よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の船外機。
3. 前記操舵軸と前記他方の傘歯車の間と、前記軸受け部と前記センサ軸との間の少なくとも一方に弾性部材を配置したことを特徴とする請求項２に記載の船外機。
4. 前記スイベルブラケットは、前記船外機本体のチルト状態を保持するチルトロックシャフトが挿入されるチルトロックシャフト穴を有し、
   前記センサ軸穴と前記チルトロックシャフト穴が連通することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の船外機。
5. 前記操舵角センサは、前記スイベルブラケットの上面と、前記スイベルブラケットの上方を通って前記操舵軸に接続するステアリングブラケットとの間の空間に配置され、
   前記空間内に前記操舵角センサを覆うセンサガード部材を設けたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の船外機。
6. 前記スイベルブラケットは、前記操舵軸が回転可能に挿入される操舵軸穴を有し、
   前記センサ軸穴は前記操舵軸穴の前方に位置し、前記センサ軸穴の下端部が前記操舵軸穴と連通し、
   前記センサ軸穴の下端部が前記操舵軸穴と連通する部分で、前記一方の傘歯車と前記他方の傘歯車が噛み合っていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の船外機。

Images