JPH06506887A

JPH06506887A - 海上乗物用遠隔舵取システム

Info

Publication number: JPH06506887A
Application number: JP3518613A
Authority: JP
Inventors: ウィスナー，ゲイリィ，ユージン; マックレラン，ウェンデル，ジェームス; ハリングトン，チャールズ，ウィレット
Original assignee: Syncro Corp; Babcock Industries Inc
Current assignee: FKI Industries Inc; Syncro Corp
Priority date: 1990-10-22
Filing date: 1991-10-17
Publication date: 1994-08-04
Also published as: US5361024A; EP0554387A1; EP0554387B1; CA2092531A1; WO1992006891A1; EP0554387A4; CA2092531C; DE69116165T2; DE69116165D1; US5214363A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】海上乗物用遠隔舵取システム発明の背景本発明は、海上乗物の遠隔舵取を行うための電気制御システムに関する。

ボート、特にリクレーション形のボートには、これまで船外モータ、船内モータおよび／または船内外モータか設けられている。通常舵取は、舵を枢動させたり、または舵として機能するモータまたはモータのプロペラドライブを枢動させることにより舵取を行っている。比較的小型の船外モータを備えた比較的小型の水上車両を除けば、ボートの後方（船尾）から離れた位置にいるオペレータによりボートの舵取を容易にするよう、プロペラドライブユニット等の舵取運動を可能にする遠隔舵取機構か設けられていることか多い。電気的な遠隔システムもいくつか用いられているが、これまではボートの前方（船首）またはその近くの舵取輪からボートの後方（船尾）のモータまたはプロペラドライブまた走行させたケーブルまたはケーブル対により遠隔舵取を行っていた。

ケーブル系統を用いて満足できる舵取を行うことができるが、バックラッシュによりモータすなわちプロペラユニットは振れることがある。この振れは、特に大きなモータを備えた高速のボートに損傷を与える程かなり深刻なものとなることかある。バックラッシュ防止のため、一対のケーブルを用い、これらケーブルをモータすなわちドライブユニットの両側にブツシュプル状に接続する。

この結果、比較的コストの高い組立体で別個のケーブルのバランスを取らなければならない。単一ケーブルまたは二重ケーブルのいずれが用いられていても、異なる大きさで、異なる形状の異なるボートに対しては異なるケーブル長さと接続装置が必要である。

本発明では、電子制御装置を用い、電動モータを介して舵取を行う電気システムにより遠隔舵取を行う。このシステムは、主にワイヤリングハーネスの長さを変えるだけで、あるボートから次のボートに主要部品を用いることかできるので、異なる寸法および異なる形状のボートに容易に適合できる。例えば、本発明の遠隔システムの同じ主要部品は、定格が約１５馬力から約２５馬力までの大きさおよび形状の異なる船外モータ、船内モータ、船内外モータ、および小型ポートから家族用ポートおよびクルーザーまでの大きさおよび形状の異なるボートに対して用いることができる。

更に、本発明のシステムは、オリジナルの装置としても設けることもできるし、ケーブル系統を使用して現行ポートの改装品としても設けることかできる。この点に関し、はとんどのボートでは、工業規格のガイドチューブがモータすなわちドライブユニットに接続されており、ケーブル舵取システムに対して用いられる。本発明では、本舵取装置は特に標準的ガイドチューブと共に作動するように設計されているので、オリジナルの装置のオプションどしてまた現行ポート用の改装品として容易に使用できるようにしている。

従って、本発明の目的は、広い範囲の寸法および形状のボートに対し、はぼ共通の構造体を使用できるユニークな遠隔電気舵取システムを提供することにある。

　本発明の別の目的は、ケーブル舵取システム内で使用されるｖＩ！？！的ガイドチューブと共に、舵取を行うようになっているユニークな遠隔電気舵取システムを提供することにある。

本発明の別の目的は、新しいボートに対してはオリジナルの装置として、また、現行のボートに対しては改装品どして、容易に適用できるユニークな遠隔電気舵取システムを提供することにある。

本発明の一般的な目的は、ボート用のユニークな遠隔電気舵取システムを提供することにある。

本発明の上記以外の目的、特徴および利点は、添付図面を参照して下記の説明および請求の範囲から明らかとなろう。

第１１ｍは、舵取ユニットおよびパワーユニットを含む全体を示した本発明の遠隔電気舵取システムを備えたあるタイプのボートの図である。

第２図は、第１図の本発明の遠隔電気舵取システムの舵取ユニットのうちの（ｉ械部品および電気部品の分解図である。

第２Ａ図は、組み立てた状態の第２因の部品の長手方向平面図であり、一部は断面表示し、他は部分表示しである。

第３図は、第１図の本発明の遠隔電気舵取システムのパワーユニットのうちの機械部品および電気部品の分解図である。

第３Ａ図は、断面表示した部品と、部分表示した部品を組み立てた第３図の部品の長手方向平面図である。

第４図は、第１図の舵取ユニットおよびパワーユニットの回路を含む本発明の電気制御回路のブロック図である。

第５図は、本発明の遠隔電気制御システムの舵取ユニットおよびパワーユニットの電気制御回路の電気略図である。

第５Ａ図は、モータ／舵取、例えば第１図のボートのモータ／舵取の舵取配列を車両のオペレータに視覚的に表示するための第５図の舵取布インディケータの図である。

第６Ａ図は、一部を破断し、他を断面表示した標準的ガイドチューブに対する組立前の状態を示した従来のケーブル舵取システムを備えた第１図のモータ／舵取の図である。

第６Ｂ図は、標準的ガイドチューブに対する組立前の状態に示した本発明のパワーユニットを備えた第１図のモータ／舵取の図である。

第６Ｃ図は、標準的ガイ）・チューブを介してモータ／舵取に組み立てられた本発明のパワーユニットを示す第６Ｂ図に類似した図である。

次に、第１図を参照する。船体１２および船外モータ１４を有するボートｌＯが示されている。一般に船外モータ例えばモータ１４は、船体１２の後部（船尾）にてトランツム構造体】６に固定されている。さらに、ボート１０は船体１２の前方（船首）側の代表的なドライバーの位置に位置する舵取機構を有するようにも示されている。本発明では、舵取ユニット１８はドライバーのコンパートメント２０に設けられており、このユニットは一般的な舵取ホイール２２により操作される。モータ１４はボー１−１０の舵取を行うように船体１２に対しほぼ垂直な軸線Ｘを中心に枢動てきるよう、トランツム構造体Ｉ６に支持されている。本発明では、このトランツム構造体１６にパワーユニット２３が固定されており、このユニットは電気制御ケーブル２４を介してステアリングユニット１８に電気的に接続されている。したがって、後に理解できるように、このパワーユニット２３は舵取ユニット１８の作動に応答して交軸線Ｘを中心にモータ１４か任意に枢動できるように作動でき、これによりボー　１−１０の遠隔舵取を行うことができる。

Ａ、電気制御装置およびパワー回路第４図のブロック図からモータ１４の舵取操作を行うだめのシステム用電気制御装置およびパワー回路、および舵取ユニット１８とパワーユニット１８との電気的な接続が一般に理解されよう。

第４図では、舵取ユニッｌ−１８の電気回路の全体は番号２６て示されており、舵取ホイール位置センサー２８を含んでいる。この舵取ホイール位置センサー２８は、舵取ホイール２２の回転位置すなわち回転角位置を検出し、所定の中立位置からのその回転角位置を表示する大きさを有する信号を発生するよう働く。パワーユニット２３の電気回路の全体は番号３０て示されており、この電気回路は枢軸線Ｘのまわりのモータ１４の枢動位置すなわち回転角位置を検出し、所定の中立位置に対するその回転枢動位置を表示する大きさを有する信号を発生するモータ／舵取位置センサー３２を含む。このモータ／舵取位置センサー３２からの信号は、舵取ユニット１８の回路２６の舵取位置表示回路３３に送られ、中立位置位置に対する枢軸線Ｘのまわりのモータ１４の相対的ボートすなわちスターボード角度をドライバーに対して視覚的に表示する。

舵取ホイール位置センサー２８およびモータ／舵取位置センサー３２は、モータ制御回路３４に接続されており、このモータ制御回路３４は舵取ホイール位置センサー２８およびモータ舵取位置センサー３２からの信号の間の所定の関係か検出されると、出力制御信号（ＧＡＴＥＳＩＧＮＡＬＳ）を発生する。後に理解できるように、この所定の関係は２つのセンサーの信号の間の大きさの差でもよい。この差はエラー信号と見なすことができる。このエラー信号は、信号の大きさの差を示す振幅と、信号の差の向きを示す極性を有する。例えば、ステアリングホイールセンサー２８からの信号か、モータ／舵取センサー３２からの信号よりも大きくなるかまたは小さくなるかによって決まる。このエラー信号の極性の表示は、モータ１４の回転方向か、ドライバーの選択した枢軸線Ｘのまわりのモータ１４の回転角位置に対する舵取ホイール２２の回転角位置に合致しているかどうかを判別する。

モータ制御回路３４からの出力制御信号（ＧＡＴＥＳＩＧＮＡＬ）は、モータドライブ回路３６に送られる。

このモータドライブ回路は４つのスイッチ回路４０．４２．４４および４６により制御される反転可能な直流永久磁石モータ３８を含む。この直流モータ３８は、エラー信号の極性すなわちモータ制御回路３４からの出力制御信号の極性に応じて、時計方向または反時計方向に回転する。直流モータ３８の回転により、舵取ホイール２２の回転角位置に対応する回転角位置までに軸線Ｘを中心にモータ１４か枢動され、ボート１０の舵取が実行される。

制御システムの電気回路のための電力は、ボート１０の標準的電気システムの一部であるバッテリーＢを介して与えられ、一般にアース側かマイナスとなっている、＋＋２ボルトである。バッテリーＢには電源回路４８か接続されており、この回路はバッチＩＪ−Ｂの電圧を電気回路内の電気部品が必要とする作動電圧に変換する。従って、図示するシステムでは、バッテリーＢは直流１２ポルトのＢ十電圧を発生するが、電源回路４８は電源変換回路５６を介し安定化された直流８ボルトを発生し、倍電圧回路５４から２Ｂ＋（直流２４ボルト）を発生し、かつ約１２ボルトの浦波電圧Ｖｃｃを発生する。

電気制御システム内の多数の所定の障害状態を検出するための障害検出回路５０が設けられており、この障害検出回路５０は、障害禁止ラインを介し、モータコントローラ回路３４上で作動でき、スイッチ回路４４および４６により直流モータ３８のロータ巻線の両側をショートまたはアースすることにより、システムを停止させ、これにより直流モータ３８のロータの回転すなわち船外モータ１４の移動を永久磁石の磁界により禁止する。後にわかるように、船外モータ１４の枢動は直流モータ３８と船外モータ１４との間のドライブスクリュー（第３図中の２１Ｏ）の接続による機械的な逆転特性により更に禁止されている。この障害検出回路５０は、次の障害条件を検出するようになっている。

（１）直流モータ３８のロータへの過負荷電流（２）低リミットセンサーの検出すなわち位置センサー２８または３２のショートまたは部分的ショート（３）ハイすなわちオープンリミットセンサーの検出、すなわち位置センサー２８または３２のいずれかのオーブン状態。

（４）禁止時の初期パワーすなわち最初にシステムをオンにしたときに直流モータ３８によるモータ１４の不意の運動を阻止する。

第４図に示した回路の詳細は、第５図の回路図から理解できよう。

第５図に示した発明の態様では、回路内の部品は次のタイプおよび値のものであった。

抵抗（オーム）１、Ｒ１−４，Ｒ９，ＲＩ９．Ｒ２２−２４１０に２、Ｒ６，ＲＩ４．ＲＩ７− １８　１００に３、Ｒ８，ＲＩＯ，Ｒ１１，Ｒ１５−１６１に４、Ｒ７６８０５、Ｒ５３００６、Ｒ２０−２１１０７、Ｒ２５１ｍｅｇポテンショメータ１、ＲＩ２．ＲＩ３　０−１０にコンデンサ（マイクロファラッド）１、Ｃ９，Ｃｌｌ−１３，０１８、ＣＩ　１００ダイオード１、ＤＩ　Ｉｎ４００４２、Ｄ２−ＩＩ　［ｎ　４１４８３、　０１８−２０，０２１−２３　ＬＥＤ（赤）Ｄ２４　ＬＥＤ（緑）１、ＣＩ２−１７　１Ｎ　４７４７集積回路１、　０１　１Ｍ２９０２２、　Ｃ２ＭＣ３３０３０３、０３ＬＭ３９１４４、　０４　ＭＣ７８ＬＯ８５、０５１Ｍ５５６ＣＮトランジスタ１、Ｑ１０　２ｎ６５１９２、ＦＥＴ５　Ｇ３−４　１ＲＦＺ４０３、ＦＥＴ５　Ｑ５〜６　ＭＴＰ４ＯＮＯ６ＭダイオードＤＩ−Ｄｌｌはモトローラ社製のものであり、ＬＥＤダイオードＤ＋８〜Ｄ２８（舵取ディスプレイ用ＬＥＤ２８）はパナソニック製のもので、集積回路Ｕｌ、Ｕ３およびＣ５はナショナル社製のものであり、集積回路Ｕ２およびＣ４はモトローラ社製のもので、トランジスタＱ１〜２はモトローラ社製のものであり、ＦＥＴＱ３〜６はモトローラ社製のものである。

障害検出回路５０は、オペアンプＵｌａ、Ｕｌｂ、およびＵｌｃを備えたソリッドステートのクオツドオペアンプ集積回路５２を含む。電源回路４８は、ソリッドステートのデバイスＵ５（タイマーチップ）を含む倍電圧回路５４と、ソリッドステートデバイスＵ４を含む電圧の変換回路５６とから成る。電圧変換回路５６は、フィルタコンデンサＣＩを介してダイオードＤＩがアースされた入力回路を含み、図示した態様では一方がアースされたコンデンサＣ２の両端に安定化された８ボルトの直流出力を発生する。更にフィルタ処理されたＢ＋電圧ＶｃｃがコンデンサＣＩに発生する。ダイオードＤ３の両端のＢ＋の振動電圧をコンデンサＣ４の両端のＢ＋の電圧にすることにより、倍電圧回路５４から２Ｂ＋の電圧を供給する。タイマーチップＵ５の入力端（ターミナル２および６）にあるコンデンサＣ３および抵抗Ｒ１は、Ｂ十振動周波数を決定するが、（Ｃ５のターミナルｊ４および５の）コンデンサＣ４およびＣ５は、ダイオードＤ２と共にタイミング回路として機能し、２Ｂ＋出力を発生する。

直流モータ３８への電力供給は、モータドライブ回路３６により行われる。このモータドライブ回路３６は、４つの電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）Ｇ３．Ａ４゜Ａ５およびＧ６からそれぞれ成る４つのスイッチ回路４０．４２．４４および４６と、Ｈ状に接続された連動ゲート操作および出力回路から成る。ＦＥＴＧ５およびＧ６はｒ検出用ＦＥＴＪであり、直流モータのリード線６０ａ、６０ｂとアース間に接続されている。これらＦＥＴＧ５およびＧ６は、モータコントローラ回路３４により制御される。モータコントローラ回路３４は、モータ制御用集積回路Ｕ２（ターミナル１０．１４）からＦＥＴＧ５およびＧ６のゲートＧ５およびＧ６へ直接与えられる。バッテリーＢは、ＦＥＴＧ３．Ｇ４の入力ターミナルＤ３．Ｄ４および出力ターミナルＳ３．Ｓ４をそれぞれ介してモータのリード線６０ａ、６０ｂに接続されている。更に、倍電圧回路５４からは、２Ｂ＋のおおきさのゲート電圧かゲートＧ５およびＧ６に印加される。ＦＥＴＧ４およびＧ６のゲートＧ４およびＧ６へのゲート入力は、パワートランジスタＱ２を含むゲート回路を介して与えられる。このパワートランジスタＱ２は、エミッタが倍電圧回路５４の２Ｂ十に接続され、コレクタかゲー１−Ｇ４および電圧降下抵抗Ｒ２４を介してアースされ、ベースかツェナーダイオードＤ１６および電圧降下抵抗Ｒ２２を介してＦＥＴＧ６のゲーｌ−Ｇ　６に接続されている。同様に、ＦＥＴＧ３およびＧ５のゲートＧ３およびＧ５へのゲート入力は、パワートランジスタＱ１を含むゲート回路ＩＯを介して与えられる。パワートランジスタＱｌｌは、エミッタか倍電圧回路５４の２Ｂ＋に接続され、コレクタはゲートＧ３に接続され、かつ電圧降下抵抗Ｒ２３を介してアースされ、ベースはツェナーダイオードＤ＋２および電圧降下抵抗Ｒ１９を介してＦＥＴＧ５のゲートＧ５に接続されている。ＦＥＴＧ３．Ｇ４．Ｇ５およびＧ６の各々は、ツェナーダイオードＤＩ３．Ｄ１４．ＤＩ５およびＤＩ７により過大なゲート電圧から保護されており、ツェナーダイオードＤ１３．Ｄ１４．ＤＩ５およびＤＩ７はそれぞれゲートＧ３．Ｇ４．Ｇ５およびＧ６から出力ターミナルＳ３゜Ｓ４．Ｓ５およびＳ６に接続されている。

従って、ＦＥＴＧ３どＧ５およびＦＥＴＧ４とＧ６の共通ベアの各々は、Ｂ十に接続されたＦＥＴＱＩ−Ｇ４へ反転信号か人力される状態で単一ゲート信号により制御される。従って、Ｃ２からのゲート信号Ｖｇ５は、ＦＥＴＧ５のゲートＧ５および！・ランジスタＱｌへ入力され、ＦＥＴＧ５のゲートＧ３に反転信号を入力し、Ｃ２からのデー１−信号Ｖｇ６はＦＥＴＧ６のゲートＧ６およびトランジスタＱ２に入力され、ＦＥＴＧ４のゲー１−　Ｇ４に反転信号を入力する。これにより、異なるペアが同時に閉しられることかないように保証され、この結果Ｂ十からアース１０へ低レジスタンスパスか生じる。ＦＥＴＧ６にゲート電圧Ｖｇ６が印加されると、ＦＥＴＧ６スイッチか閉じられる。しかしながら、ツェナーダイオードＤＩ６およびＲ２２を介して引火される高バイアス電圧は、ｌ−ランジスタＱ２をオフにする。これによりＲ２４かＦＥＴＧ４のゲー１−０４の電圧を低く維持できるので、ＦＥＴＧ４スイッチがオーブンされることが保証される。他の条件は、ＦＥＴＧ６のゲートＧ６へのバイアス電圧が低くなることであり、この条件の結果オーブンになる。Ｒ２２およびＤＩ６を介してトランジスタＱ２のベースに印加される電圧は低いので、Ｇ２はオンになる。このため、２Ｂ＋の電圧がＦＥＴＧ４のゲートに印加され、ＦＥＴＧ４スイッチは閉じられる。

ゲートから゛ノースまての最小１０ポルトの電圧を維持するには、２Ｂ＋のレベルか必要である。この理由は、ゲート電圧は２Ｂ＋から直流モータ３８のロータおよび直流検出ＦＥＴＱ５またはＧ６からアースまての電圧降下分を引いた値になるからである。

モータコントローラ回路３４は、ライン２９を介し、舵取ボテンソヨメータＲＩ２の摺動子Ｗ＋から集積回路Ｕ２（ターミナル１）への舵取入力信号を受ける。

同し入力ターミナルは、プルアップ抵抗Ｒ６を介し電圧Ｖｃｃからの固定入力電圧も受ける。Ｃ２（ターミナル８）へのモータ／舵取入力は、ライン４１を介してモータ／舵取ポテンショメータＲ１３の摺動子Ｗ２から受ける。同じ入力ターミナルは、電圧降下抵抗Ｒ１４を介し電圧Ｖｃｃから固定入力電圧も受ける。同時に、Ｃ２のターミナルは、フィルタコンデンサＣＩ３を介してアースさオ］ており、一方ターミナル４および５はライン４３を介してアースされており、ターミナル６および７は、ンヤンパライン４５を介して共に接続されている。センサポテンショメータＲＩ２およびＲ１３の一端は８ボルトの電源か接続されており、ポテンショメータの他端はアースされている。従って、摺動子ＷｔおよびＷ２の電１Ｆか、０〜８ポルト＋抵抗Ｒ６およびＲ１４の低電圧側てのＶｃ　ｃ電圧の％分たけそれぞれ変化する。摺動子Ｗ１またはＷ２のいずれかかオーブンになると、ターミナル１または８のＣ１，Ｅは電圧Ｖｃｃとなる。集積回路Ｕ２は、障害ライン５８を介し、更に抵抗８８および並列に接続され、アースされたコンデンサＣ７およびＣ９により定められたタイミング回路を介して障害検出回路５０から禁止信号（ターミナル１６）を受ける。Ｃ２のターミナル１５は、電圧降下抵抗Ｒ９を介しアースされ、一方Ｕ２のターミナル９はフィルタコンデンサＣ１２を介してアースされている。Ｃ２のターミナル１１には作動電圧Ｖｃｃか印加され、このターミナルもフィルタコンデンサＣ１ｌを介してアースされている。Ｃ２のターミナル１２および１３はアースされている。ライン４７および４９の間に並列に接続されたコンデンサＣＩＯおよび抵抗Ｒ１１によりタイミング回路が形成されたライン４７および４９を介してＣ２ターミナル１４および１０に出力信号か発生する。ライン４７に接続された抵抗ＲＩＯを介して出力ライン４７および４９に電圧Ｖｃｃのためのプルアップ抵抗か接続されている。

モータコン１〜ローラ回路３４の機能は、舵取ポテンショメータＲＩ２を介した舵取ホイール位置センサー２８からの信号電圧と舵取ポテンショメータＲＩ３を介したモータ／舵取位置センサー３２の電圧を比較することにある。これら２つの信号か等しければ、集積回路Ｕ２の出力ターミナル（１０，１４）の各々からスイッチ回路４４および４６のＦＥＴＧ５およびＧ６のゲートＧ５おおびＧ６ヘゲーｌ−電圧（Ｖｇ　５．　Ｖｇ　６）　カ印加すレル。

この結果ＦＥＴＱ５およびＧ６はオンになり、ＦＥＴＧ３およびＧ４がターンオフされる。これにより直流モータ３８のロータの両側へのリード線６０ａ、６０ｂがアースされ、永久マグネット式直流モータ３８にダイナミック制動作用かかかる。モータコントローラ回路３４の集積回路Ｕ２からの２つの出力ゲート信号（Ｖｇ５゜Ｖｇ６）が異なっている場合、ＦＥＴＧ３またはＧ４の一方かゲート操作されるようＦＥＴＧ５またはＧ６のゲートの一方にゼロ電圧が印加され、このため直流モータ３８のロータか附勢されロータが回転し、よってセンサ−電圧の差を減少する方向に枢軸線Ｘのまわりに船外モータ１４を枢動させる。この補正操作は、センサー電圧の差、すなわちエラー信号がゼロとなり、集積回路Ｕ２からの出力副部信号ゼロとなるまで続けられ、この結果直流モータ３８は停止し、船外モータ１４はドライバの望む回転舵取位置に位置する。

障害検出回路５０により別の制御条件が与えられ、この条件は上記障害条件のうちの一つが検出された特上じる。障害検出回路５０は、禁止信号を発生し、この禁止信号は、禁止ライン５８を介してモータコントローラ回路３４へ、次いで電圧降下抵抗Ｒ８を介して集積回路Ｕ２（ターミナル＋６）へ送られる。この入力信号が、図示した回路内で所定レベル、すなわち７．５ボルトに達すると、集積回路Ｕ２の出力ターミナル（１４および１０）の各々への電圧が除かれる。この結果、ＦＥＴＱ３、Ｑ４．Ｑ５およびＱ６のすべてがオーブン状態となり、直流モータ３８はフローティング状態となる。直流モータ３８のロータか不意に回転しないようにするため、プルアップ抵抗ＲＩＯか設けてあり、集積回ＢＵ２の出力ターミナル１４及びＩＯの双方に電圧を印加し、ゲート電圧Ｖｇ５およびＶｇ６を発生し、よってＦＥＴＱ５およびＱ６をショートされた閉条件とし、ＦＥＴＱ３およびＱ４をオーブン回路条件とし、この結果上記のように直流モータ１４のロータをダイナミック制動するようになっている。

オペレータに便利なように、モータ／舵取センサー３２のポテンショメータＲ１３からの出力は、位置表示回路３３内のＬＥＤディスプレイドライバＵ３に接続されている。この位置表示回路３３は、モータ１４が軸線Ｘに対し、中心すなわち中立位置に位置すると、すなわちボート１０が直線状に舵取されていると、グリーン発光ダイオード（ＬＥＤ）Ｄ２４をターンオンさせるようになっている。

買い手操作により軸線Ｘのまわりにモータ１４か振動されると、アセンブリ３５内の一連の赤色ＬＥＤＤ　１８〜Ｄ２０およびＤ２］〜Ｄ２３がオンされ、軸線Ｘに対する中心すなわち中立位置を越えたモータ１４の角度位置および方向（ボートまたはスターボード）を視覚的に表示する。

障害検出回路５０は、次のことを実行する。（１）直流モータ３Ｂへのロータへの過大電流条件を検出すること。（２ン位置センサー２８および／または３２からのセンサー信号のロスを検出すること。（３）作動キーＫが電気制御回路のＵｔ勢をオンにするときに直流モータ３８の運動を禁止する「キーオン」信号を発生すること。

障害検出回路５０は、クオドアンブ５２のオペアンプＵＩａ−Ｕｌｃから成り、これらオペアンプは禁止ライン５８に結合されたそれぞれの出力ダイオードＤ４．Ｄ５およびＤ６を備えたレベル検出器として使用される。モニタされる信号は、ＦＥＴＱ５およびＱ６の検出電圧であり、舵取およびモータ／舵取ポテンショメータＲ１２およびＲＩ３のセンサー出力である。検出用Ｆ　ＥＴＱ　５およびＱ６の検出用電圧は直流モータ３８のロータを流れる電流の大きさを示し、すなわち過負荷条件を示す。

舵取ポテンショメータＲ１２およびモータ／舵取ポテンショメータＲ＋３の検出出力は、開すなわちシート条件、すなわちセンサーボテンソヨメータＲ１２およびＲＩ３の一方の障害条件を表示する。

検出用ＦＥＴＱ５およびＱ６のミラーゲートＭ５．Ｍ６の電圧は、入力端Ｄ５ａ、Ｄ６ａおよび出力Ｓ５およびＳ６を流れる電流の大きさに比例し、ミラーゲートＭ５、Ｍ６から各検出用ＦＥＴＱ５、Ｑ６上のケルビンゲートに５．に６に抵抗Ｒ２０，Ｒ２１ＧＡ接続されている。入力抵抗Ｒ２，Ｒ３は、一方がアースされたコンデンサＣ６を含む時間遅延回路を介し、ミラーゲートＭ５゜Ｍ６　（Ｑ５およびＱ６）をオペアンプＵｌａの正の入力（ターミナル］２）に接続する。

ＵＩａＮＯ負入力（ターミナル１３）は、抵抗Ｒ５と共に分圧回路を較正する電圧降下抵抗Ｒ７および抵抗Ｒ４を介して８ボルトの電源に接続されており、このためアンプＵｌａの負入力（ターミナル１３）に基準電圧Ｖｒｆが生じる。この基準電圧Ｖｒｌは、ＦＥＴＱ５、Ｑ６を流れる直流モータ電流が最大レベルに等しい時、ゲー）Ｍ５．Ｍ６で生じる電圧の半分に等しくなるよう選択されている。このレベルは、システムの設計電流容量を表すよう調節された値である。例えば、システム内の最大設計電流が３０７ンペアてあれは、ミラーゲートＭ５　（ＦＥＴＱ５）の電圧は直流０．４５ボルトとなる。ＦＥＴＱ６が閉状態の場合、正入力の電圧は、直流で０．２２５ボルトである。

オペアンプＵｌａは、ターミナル１１がアースされた状態てターミナル４を介してフィルタ処理された電圧ＶｃＣに接続されている。したがって、最終結果として電流レベルが図示した回路に対して３０アンペアとなっている限度を越える場合、ダイオードＤ４を介してオペアンプＵｌａから電圧Ｖｃｃか出力される。検出電流がＦＥＩ　ＴＱ６を流れる場合、同じ結果が得られる。通常の作動時は、検出用ＦＥＴＱ５、Ｑ６の一方しか電流を流さない。アンプＵｌａの正入力端のコンデンサＣ６は、通常のスタートアップ電流が直流モータ３８に流れるようにするレベル検出機能を遅延する。ＦＥＴＱ５、Ｑ６の双方が導通すると、オペアンプＵｌａの正入力端への電圧は、ＦＥＴＱ５、Ｑ６の各のミラーゲートＭ５．Ｍ６の電圧の平均値となる。

他の２つのオペアンプＵｌｂ、Ｕｌｃは、舵取ホイールボテンソヨメータＲ１２およびモータ／舵取ポテンショメータＲＩ３からのセンサーフィードバックモニタする。オペアンプＵｌａ、ＵｌｂおよびＵｌｃは、一つの共通チップ内に収められているので、アンプＵｌｂおよびＵｌｃは、ターミナル４および！＋を介するＶｃｃおよびアースへの共通接続部を共用する。一方のオペアンプＵｌｂは、その正入力端（ターミナル１０）にＲＩ２゜ＲＩ３からのセンサー電圧のレンジの下限に等しくセットされた電圧基準レベルＶｒ２（これはＶｒｌと同じように発生し、Ｖｒｌに等しい）を有する。Ｖｌｂの負入力端（ターミナル９）は、２つのダイオードＤ８．Ｄ９゜ライン３９および４１を介してそれぞれ位置センサーポテンショメータＲ１２，Ｒ１３に結合されている。センサーポテンショメータＲ１２、Ｒ１３へのリード線の一方がアースされると、オペアンプＵｌｂの出力は電圧ＶＣＣとなり、この電圧はダイオードＤ５および抵抗Ｒ８、禁止入力ラインＵ２（ターミナル＋６）へ送られる。他方のオペアンプＵｌｃは、負入力端（ターミナル６）のｔ［Ｅ基準レベル（Ｖｒ３）を使用し、この電圧はボテンシダメータＲＩ２、Ｒ１３からのセンサー電圧の電圧レンジの高い端に等しくなるよう選択されている。正入力端（ターミナル５）は２つのダイオード、ライン４１および３９を介してそれぞれセンサーポテンショメータＲ１２、Ｒ１３に結合されている。ダイオードＤ９とＤｌｏとの接続点とアースとの間には電圧降下抵抗Ｒ２５が接続されている。センサーポテンショメータＲ１２およびＲＩ３からのり一１〜線の各々はプルアップ抵抗Ｒ６゜Ｒ１４を有する。Ｒ１２，ＲＩ３へのセンサーリード線の一方がオープンまたは直流８ホルトにショートされると、オペアンプＵｌｃの出力は電圧Ｖｃｃとなり、この電圧は、ダイオードＤ６、抵抗Ｒ８、禁止ライン５８を介してＵ２（ターミナル１６）に印加される。

キーＩくかスイッチオンされたとき、基準レベルを遅延するようにＵｌｃの負入力端にコンデンサＣ８か接続されている。この結果として、ユニッ）・の電源かオンにされる度に禁止ライン５８に出力電圧が印加される。これにより、直流モータ３８のロータか初期パワーで回転することかないようにし、舵取ホイール２２の現在の位置に対するモータ１４の位置バランスを取る。

上記禁止条件のいずれにおいても、禁止条件か除かれ、システムかりセットされるまて舵取ホイール２２を移動し、舵取センサーのポテンショメータＲ１２を舵取センサーポテンショメータＲ１’　３とバランスさせなければならない。

従って、上記のように制御回路かモータドライブ回路３６のＨ形パワースイッチを３つのステートて作動できる。

１）ス）−ツブ／ブレーキステート　ゲート信号Ｖｇ５およびＶｇ６か電圧Ｖｃｃとなる結果として、ＦＥＴＱ５およびＱ６はゲートオン（閉回路）され、ＦＥＴＱ３およびＱ４はオフ（開回路）される。この結果、モータのロータリー１’ 線６０ａおよび６０ｂかアースされ、直流モータ３８に制動作用か及ぶ。このことは、負ね外モータ１４を現在位置にホールドしたり、直流モータ３８が回転方向を変える前のＸ軸まわりの回転を停止し、阻止したりするのに役立つ。

２）時計回り回転ステー１・　ゲート信号Ｖｇ５がロー（セロポル１〜）になり、ゲート信号Ｖｇ６かノ・・イ（ＩＩホル１へ）になる結果、ＦＥＴＱ５およびＱ６かケートオンされ、ＦＥＴＱ４およびＱ５かオフされる。この結果、ハソテリ−ＢからＦＥＴＱ３　（入力端Ｄ３ａから出力端Ｓ３）を通って、直流モータ３８へ、次にＦＥＴＱ６を通ってアースに電流か流れる。

３）反時計回り回転ステート　ゲート信号Ｖ　ｇ　５　／１イ（ｌｌホル１−）になり、ゲー１へ信号Ｖｇ６かロー（ゼロポル］・）となる結果、ＦＥＴＱ４およびＱ５はオンとなり、ＦＥＴＱ３およびＱ６はオフとなる。この結果、ノくソテリーＢからＦＥＴＱ４（入力端Ｄ４ａから出力端Ｓ４）を通って、直流モータ３８、次にＦＥＴＱ５を通ってアースに電流か流れる。

舵取位置インジケータ３３は、集積回路Ｕ３とＬＥＤアセンブリ３５とを含む。

Ｕ３は、ダイオードＤ７およびＲ１８および（Ｕ３のターミナル２および４を介して）アースされたＲ１７から成る分圧ネットワークを通してターミナル５て入力信号を受ける。この入力電圧は、ポテンショメータＲＩ３の摺動子Ｗ２てのモータ／舵取検出電圧である。Ｕ３のターミナル２および４は、直接アースされているか、ターミナル８は抵抗Ｒ１５を介してアースされており、ターミナル６及び７は抵抗Ｒ１６および抵抗Ｒ１５を介してアースされている。Ｕ３ターミナル３および位置したＤアセンブリ３５の入力端には安定化された８ボルトの電源か接続されている。

従って、集積回路Ｕ３は、電圧Ｖｃｃからの基準電圧と、ポテンショメータＲ１３の摺動子Ｗ２からの可変電圧を組み合わせた電圧からモータ１４の振幅および回転角位置を表示する信号を受ける。この結果、Ｕ３のターミナルｌＯ〜１８から一連の信号が出力され、これら信号は舵取位置ＬＥＤ３５内の内部ＬＥＤダイオードＤ１８〜Ｄ２３へ送られ、ダイオードＤ１８〜Ｄ２８のうちの一つか発光され、先に述べたように、モータ１４の回転角位置をオペレータに表示する。すなわち直線すなわち中立時には緑色ＬＥＤを発光させ、ポートまたはスターボード時には赤色ＬＥＤを発光する。Ｕ３の出力ターミナルｌＯおよび１１および出力ターミナル１７および１８は、モータ／舵取回路３２からの信号の全レンジにわたって、すなわち舵取ホイール２２の全移動レンジにわたって、舵取位置ＬＥＤ２８からの可視信号を保証するように共に接続されていることに留意されたい。

次に上記の電気制御およびパワー回路を参照して舵取ユニット１８およびパワーユニット２３の構造について説明する。

Ｂ、舵取ユニット次に第２図を参照すると、舵取ユニツト１８の一態様の分解図か示されている。

第２Ａ図は、組み立てられた状態の舵取ユニッｌ−１８の部品を示す。

舵取シャフトハウジング６４か示されており、このハウジングは管状シャフト部分６６と、全体か長方形のカバ一部分６８とから成る。舵取ユニットのハウジング７０は、開端部にフランジ７２を有し、このフランジはカバ一部分６８の上の嵌合面全体に係合し、ネジ切りされた締結具７４によりこのカバ一部分６８に固定するようになっている。締結具７４は、カバ一部分６８内の孔７６を貫通し、フランジ７２内のネジ切りされた開ロア８に係合する。

シャフトハウジング６４内で舵取シャフト８ｏが回転できるよう支持されており、以下述べるように、舵取ホイール２２に固定されている。従って舵取シャフト８゜は、径がほぼ均一でありかつ前方端かテーバっき部分８４として終わっている本体部分８２と、小径のネジ切りされた係止部分８６を存する。舵取ホイール２２は、舵取シャフト８ｏ上のテーバ付き部分８６に嵌合するようになっているテーバ付き開口８８を有する。ホイール２２は、ナツトおよびワッシャ（図示せず）にょリテーパ付き部分に保持てき、ナツトはネジ切りされた係止部分８６に係合し、ホイールの開口８８をテーバ付き部分８４に摩擦係合させるよう押圧する。テーバ付き部分８４内のスロット９０および９２およびホイール開口９２は移動してラジアル方向に整合し、キー（図示せず）を受け、ホイール２２と舵取シャフト８ｏが相対的に回転しないよう共に保持される。ブッシング９４は舵取ホイール２２０時計回り方向および反時計回り方向の回転数を制限するストッパ一部材として機能するよう設けられている。この点に関し、ストッパーブッシング９４には、外側かつ軸方向に溝が設けてあり、軸方向に延びるリブセグメント９６を構成している。このストッパーブッシング９４は中心にネジ切りしたボア９５を有し、このボア９５は舵取シャツＩ・８０上の本体部分に隣接するネジ切りした小径部分９８に螺合するようになっている。この小径部分９８にはストッパーカラー１００も螺合され、このカラーは図示するように所定位置に位置し、一つの停止位置を決め、一旦この位置に位置すればその位置に固定されるようになっている。このストッパーカラー１００は一端部にフランジ＋０２を存し、このフランジはストッパーブッシング９４の停止位置を調節できるよう選択的に変形自在である。ストッパーカラー１００は回転しないよう後部ネジ切り部分９８上でクリンプまたは変形し、よって停止位置を固定できる。この停止位置の最初の調節は前方向すなわちストッパーブッシング９４に向かってフランジ１０２のラジアル外部分１０３を軸方向に変形し、ストッパーブッシング９４の後方向への軸方向移動距離をより正確に決定することにより行うことかできる（第２Ａ図参照）。

ドライブギア１０４は舵取シャフト８ｏの後端部にて小径シャフト部分１０６に固定される。出力ギア１０７はドライブギア１０４と係合し、これに駆動されるようになっており、舵取センサーポテンショメータＲ１２のドライブロッド１０８に固定される。舵取ホイール２２を時８１回り方向の停止点から反時計回り方向の停止点に回転させる際に、ポテンショメータＲＩ２の抵抗のほぼフルレンジを利用するが、フルレンジを越えないようにギア１０４と１０７とのギア比が決定されている。

上記舵取ユニｙ　Ｌ　Ｉ　８の部品の位置を固定するにはドライブロッド１０８を介して舵取センサーポテンショメータＲ１２を調節する。舵取シャフト８ｏはスロット９０をご１′−径方向に直立した状態で組み立てる。このようにすると、嵌合したスロット９２か半径方向に直立した中心位置に位置した状態て組み立てたとき、舵取ホイール２２は中心すなわち中立位置に位置するよう保証される。

舵取ホイール２２をシャフト８０上に組み立てる前に、サブアセンブリ１０９の部品を一つのユニットとして組み立てる（第２図および第２Ａ図参照）。

フランジ＋０２の外側部分＋０３により一旦位置調節を行うと、舵取シャフト８０は係止ワッシャー１０９を介してシャフトハウジング６４に軸方向に固定できる。

係止ワッシャー１０９は舵取シャフト８ｏの本体部分８２に噛み込み係合すると共にシャフト部分６６の前方端に弾性的に係合する。

ボート１０のドライバ用コンパートメント２０内のダツシュボードＩＩＩ（［ＮＩ参照）には、ダツシュボードブラケット＋１０か固定されている。このブラケット１１０は前方に延びる端部１１４および後方に延びる端部１１６を存する支持チューブ＋１３に固定された取り付はプレート１１２を有する。プレート１１２は締結具を通すようになっている複数の取り付はスロット１１Ｂを存し、これにより支持チューブ＋１３の後端部１１６が、ダツシュボードＩＩＩ内の適当な開口（図示せず）を貫通した状態でダツシュボードブラケット１１０をダッシュポー１’　ｌ　Ｉ　１に取り外し自在に固定できる。支持チューブ１１３はシャフトハウジング６４のチューブ状シャフト部分６６の小径部分１２０を摺動自在に受けるようになっている中心ボア１１５を有する。小径部分１２０はショルダー１２２として終わり、このショルダー１２２はそのラジアル面にセレーションが設けられている。

後方チューブ！ａｉｌ１６の端面１２４にも同じようなセレーションが設けられており、セレーションの設けられたショルダーが係合したとき相対的な回転が阻止されるような嵌合面となっている。

小径部分１２０には、一対の径方向に対向する位置に円周方向に延びるスロット１２６が設けられている。これらスロット１２６は端面１２４とショルダー＋２２のセレーションが係合したとき、スロット１２６が支持チューブ＋１３のチューブ端＋１４内のスロット１２７と整合するよう、小径部分１２４に沿う所定の軸方向位置に位置している。これらスロット１２６および１２７は、取り付はプレート１１２と係合するようになっている可撓性スプリングワッシャー１３０を受けるようになっており、これによりアセンブリは所定位置に保持される。

チューブ端＋１４の端面１２８にもセレーションが設けられている。

次に第２Ａ図を参照する。舵取シャフトハウジング６４は複数のステップ状ボア１３０．１３２および１３４を有し、これらボアはチューブ状シャフト部分６６の小径端部分１２０、中径部分＋３６および他端の大径部分１３８にそれぞれ位置する。小ボア１３０および大ボア１３４は滑らかであるが、中ボア１３２には複数の径方向および軸方向に延びるリブ１４０が設けられている。

ストッパーブッシング９４のリブセブメント９６を嵌合自在に受ける溝を構成するよう、リブ１４０が形成されている。従って、舵取ホイール２２を回転することにより舵取シャツ）・８０を回転すると、リブ１４０とリブセブメント９６の係合によりストッパーブッシング９４は回転しないよう保持されるか、中ボア１３２内では軸方向に移動する。

本体部分８２と小径ネジ切り部分９８との接合部にて、舵取シャフト８０上には前方ストッパーショルダー１４０か形成されている。同時にストッパーカラーｌＯＯのフランジ１０２の径方向外側部分＋０３の位置には、後方ストッパーか形成されている。従って、ストッパーショルダー１４４およびフランジ部分１０３は、ストッパーブッシング９４の軸方向の走行距離の限度を定め、よって舵取ホイール２２の時計回り方向及び反時計回り方向の回転数を決めている。舵取シャフト８０をシャフトハウジング６４に組み立てる前にストッパー１４４および１０３の位置をセットてきるのて、ストッパーのセツティングか簡単になっていることに留意されたい。この点に関し、ストッパーをセットした後でフランジ＋０２上の後方ストッパー１０３か、中ボアエ３２と大ボア１３４との接合部で形成されたショルダー１４８に係合するまで、ストッパーブッシング９４およびストッパーカラー１００と共にカラーシャフト８ｏをシャフトハウジング６４内に組み込む。この位置において、前方ストッパーショルダー１４４は小径ボア１３０と中ボア１３２の接合部に形成された前方ショルダー１５０と離間した状態て中ポア１４０内に位置する。次に、舵取シャフト８０、ストッパーブッシング９４およびストッパーカラー１００かシャフトハウジング６４に固定されるように、第２Ａ図に示すように、本体部分８２上に係止ワッシャー１０９を載せる。次に、このサブアセンブリは係止ワッシャー３１０を介してダツシュボードブラケット１１０に取り付けられる。

次に、ダツシュボードブラケットプレート１１２上には装飾キャップすなわちベゼル１５０が設けられる。この点に関し、プレー１−１１２の両端部１５２．１５４はベゼル１５０を軽い締まりばめにより、プレート１１２に弾性的に取り付けてきるようにベゼル１５０の大きい端部１５６の内径にマツチするよう、正確な輪郭にされている。次に、テーパ付き端部部分８４に舵取ホイール２２を嵌合し、スロット９０および９２を整合し、キー（図示せず）を挿入する。次に、ネジ切りされた端部部分８６にナンド及びワッシャー（図示せず）を係合し、舵取ホイール２２を舵取シャフト８０に正しく整合した状態て固定する。

組み立て時にはシャフトハウジング６４に対する舵取シャフト８０と同じように、ガスケットおよび／または他の手段（図示せず）によりハウジング７０およびカバー６８をシールし、ポテンショメータＲＩ２および他の部品をシールする。

先に述べた舵取アセンブリは、本発明の電気式舵取システムに適用した従来の機械式ケーブルタイプの舵取ユニットの改良例であることに留意されたい。

次に、舵取ユニット１８の記載を参照しなからパワーユニット２３を詳細に説明する。

Ｃ，パワーユニット２３パワーユニット２３は第３図では分解図として示され、第３Ａ図では組み立て図として示されている。直流モータ３８はパワーユニット回路３０に接続されたロータのリード線６０ａ、６０ｂを有する。Ｔ字状に接続された前方ボード１６０および中心ボード１６２には物理的な部品か取り付けられている。全体か示されているライン１６４および１６６は舵取ポテンショメータＲ１２，舵取位置インジケータ３２およびバッテリーＢからパワーユニット回路３０まての電気配線となっている。モータ／舵取ポテンショメータＲ１３は代表的なライン１６８を介してパワーユニット回路３０に接続されるよう示されている。同じような形状のハウジング部材１７０．１７２の一対か全体にＬ形状となっている。ハウジング部材１７２は脚部分１７３を有し、この脚部分１７３はほぼ遊嵌によりボード＋６０．１６２を受けるようになっている全体が長方形の開口１７４を一端に備えている。

下方の開口１７６よりも上にあるより小さい開口１７６は、ネジ１８０によりポスト１７８に取り付けてきるブラケソｌ−１７８を介してモータ／舵取ポテンショメータＲＩ３を受けるようになっている。ポテンショメータＲＩ３は、このポテンショメータＲ１３上のネジ切りされたポス１８６と係合するようになっているナツトおよびワンシャーアセンブリ１８４を介してブラケット１７８のスロット付き端部１８４に固定される。ポテンショメータＲ１３はドライブシャフト１８８を有し、このシャフトは被動ギア＋９０を受けるようになっている。ハウジングの脚部分１７３から細長い本体部分１９２か延びており、この本体部分はＤＣモータ３８のハウジング１９４の円形にほぼマツチするよう、全体か半円形になっている。一対の離間したノヨルダ−１９４および１９６か、ＤＣモータ３８を軸方向に移動させないように係止する。第３図および第３Ａ図かられかるように、ハウジング部材１７０．１７２の外面にはリブか設けられており、内部電気部品を冷却するようになっている。

脚部分１７３は、一対の取り付けおよびスペーサブラケット＋９６．１９８を受けるようになっている細長いキャピテイ】９４を有する。ドライブギア２００と、アイドラーギア２０２と、出力ギア２０４から成るギア列が示されている。ギア２００．２０２および２０４はスペーサブラケット】９６と１９８の間に回転自在に支持され、かつこれらの上に支持されるようになっている。

したがってドライブギア２００は、ブラケット１９６．１９８内の整合した開口２０８．２０９を介して位置する直流モータ３８の出力ドライブシャフト２０６上に位置するようになっている。同様に、アイドラーギア２０２は支持ビンすなわちドウエル２】２を介してドライブギアに噛合して支持され、ドウエル２１２はブラケット１９６および１９２内のそれぞれの開口２１４および２１６内に支持されるようになっている。出力ギア２０４はアイドラーギア２０２と噛合した状態で、ブラケット１９６および１９８内のそれぞれの整合した開口２１８および２２０内に位置するドライブスクリュー２１０の内端上に支持されている。ブラケット１９６および１９８は嵌合開口２２４および２２６内の締結具２２２を介して、共に離間した状態にそれぞれ保持されている。出力ギア２０４の軸方向の両側には、スラストベアリングおよびワッシャーアセンブリ２２８および２３０が位置し、出力ギア２０４と支持ブラケット＋９６．１９８との間の軸方向の摩擦スラスト負荷を減少するようになっている。

ドライブスクリュー２１０は平らな内端部２】７を有し、この内端部２１７はブラケット１９６内の取り付は開口２１８を越えて延び、つオームドライブギア２３２を受ける。つオームドライブギアはモータ／舵取ポテンショメータＲ１３上のドライブシャフト１８８に固定されたドライブギア１９０と駆動係合するようになっている。

開口２３８および２４０を通した締結具３６によりハウジング部材１７０および１７２を共に固定したとき、取り付はフランジ２３４がハウジング部材１７０および＋７２にそれぞれ固定されるようになっている。嵌合開口２４１および２４３を通る締結具２３９により、組み立てられたハウジング部材１７０および１７２に取り付はフランジ２３４を固定できる。支持ブッシング２４２．２４４および２４６は、ドライブスクリュー２１０の内端２１７を受け、支持ブラケット１９６および１９８と取り付はフランジ２３４内にそれぞれ位置する（第３Ａ図参照）。ドライブチューブアセンブリ２４Ｂは標準的ガイドチューブ２５０を含む。このガイドチューブは両端に雄ネジが切られており、取り付はフランジ２３４はこのガイドチューブ２５０の一方のネジ切り端に螺合するよう、雌ネジの切られたボス２５２を有する。

ガイドチューブ内には舵取チューブ２５４か摺動自在に支持されており、このチューブは内端にネジ切りされたドライブナツト部材２５６が固定されている。舵取チューブ２５４の反対側の内端には標準的コネクタ２５８は、ステーキングまたはクリンピング等により舵取チューブ２５４に固定できる。コネクタ２５８は標準的ガイドチューブ（例えばガイドチューブ２５０）内にケーブルが位置し、コネクタ（例えばコネクタ２５８）に内端か固定されているケーブルアセンブリ内で使用されているものと同じ標準的形状のものでよい。

ドライブスクリュー２１０は、ナツト２５６に螺合するようになっている延びたネジ切り部分２６０を有する。

従って、ドライブスクリュー２１０が回転すると、このネジは軸方向の所定位置に保持されるが、舵取チューブ２５４は軸方向に並進される。標準的な形状ではコネクタ２５８は枢動アーム２６２上の枢動ジヨイント２７２に枢着されており、枢動アーム２６２はモータ１４上のドライブプレート２６４に枢着されている。従って、舵取チューブ２５４は並進移動すると、このチューブは枢動アーム２６２およびドライブプレート２６４を介して軸線Ｘのまわりにモータ／舵取１４を枢動舵取運動させる。

従って、作動時において、オペレータが舵取ホイール２２を回転すると、舵取ホイール位置ポテンショメータＲＩ２かモータコントローラ３４の集積回路Ｕ２にアンバランス信号を発生するので、この結果、パワー回路３６への信号によりＦＥＴＱ３．Ｑ４．Ｑ５およびＱ６の適当な対を導通させるので、ＤＣモータ３８は適当な方向に附勢されることになる。この結果、ギア２００．２０２および２０４を介しドライブスクリュー２１０は適当な方向に回転され、舵取チューブ２５４は適当な並進運動をし、モータ１４を軸線Ｘを中心に適当に枢動させる。このような動作は、ウオームドライブギア２３２および被動ギア１９０を介してモータ／舵取ポテンショメータＲＩ３により検出され、適当な信号がモータコントローラ３４の集積回路Ｕ２に送られる。ポテンショメータＲＩ３により検出されたモータ／舵取位置が、舵取ホイールボテフシ３メータＲＪ２の検出する舵取ホイール２２に対するモータ１４の、所望の回転角位置を表示する適当な信号を発生するので、この動作が続（。この点に関し、ギア１９０と２３２のギア比は、モータ１４が最大ボート位置から最大スターボード舵取位置まで枢動される際、ポテンショメータＲ１３の抵抗のほぼフルレンジが利用され、かつ、このレンジを越えないようにギア＋９０と２３２のギア比が選択されている。

パワーユニット２３はガイドチューブ２５０に固定され（第６Ｂ図、第６Ｃ図参照）、適当なブラケットまたは池の固定手段を介して、更にトランツム構造体１６に固定できる。

本発明のシステムが広い範囲の寸法およびタイプのボートおよびモータと、使用できる汎用性を与えるようにするには、パワーユニット２３が約９１ｋｇ（約２００ボンド）の最大出力スラスト負荷を発生できるものでなければならないことが判った。また、舵取チューブ２５４の全直線走行距離は、約２１ｃｍ（８，２５インチ）から・　約２３ｃｍ（９インチ）の間になけれはならないことかわかった。システムが高速レスポンスするには、本発明の一態様では舵取チューブ２５４は毎秒約６．３５ｃｍ（２，５インチ）の速さで、または約３．３秒から約３゜６秒の間の全走行時間でフルポートからフルスターボードまでの回転に対し、その全移動距離、例えば約２１ｃｍ（８，２５インチ）から約２３ｃｍ（９インチ）より移動できなければならない。従って、毎秒約３．８ｃｍ（約１．５インチ）の最小値（５，５秒から６秒の全経過時間）と、毎秒約８．４ｃｍ（約３．５インチ）の最大値（２，３５秒から２．５７秒の全経過時間）の間の走行速度か望ましい。全走行距離すなわちフルポートからフルスターボードまでに対する好ましい経過時間は、約３秒であった。これら目標は、ギア２００．２０２および２０４により構成されるギア列のギア比を適当な値にし、かつ、ドライブスクリュー２１０およびドライブナツト部材２５６の所望のピッチを選択すると共に、適当な直流モータ３８により達成された。

本発明の好ましい態様では、ギア２００，２０２．２０４のギア比は、約６：１から約２＝１のレンジ内で約２．４・１に選択され、同様にドライブスクリュー２１０およびドライブナツト部材２５６の好ましいネジピッチは２．５４ｃｍ（１インチ）当たり約６個のネジ山から約１２のネジ山のレンジ内で、２．５４ｃｍ（１インチ）当たり約１２のネジ山に選択した。上記ギア比およびドライブスクリューのネジピッチによって所望のレスポンスを得るため、直流モータ３８を永久磁石タイプのものにし、好ましい態様では、舵取チューブ２５４に全負荷すなわち２００ボンドのスラスト負荷を与えた状態で、約８００　ｒｐｍから約５５０Ｏｒｐｍのレンジ内で、約３０００ｒｐｍの作動速度て４分の１馬力の定格を有するものであった。本発明の一つの態様では、スペシャルティモータ（Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ　Ｍｏｔｏｒｓ）により製造された直流モータを使用した。

パワーユニット２３には高負荷およびノ１イバワーの要求かあるので、ハウジング部材１７０．１７２は本発明の一態様ではアルミのダイキャス１へ製てあり、図示するようなリブの設けられた構造のものにした。外側にリブを設けた構造体と共にアルミすなわち良好な伝熱体を使用したことにより、内部部品によって発生された熱を放散させる有効な冷却か行われる。高設計負荷例えば９０．８ｋｇ（２００ボンド）のスラスト負荷に対するシステムの効率をより改善するため、ヘアリングアセンブリ２２８および２３０内て使用するのにニードルスラストベアリングを選択した。更に、ギア２００．２０２および２０４を回転自在に支持するよう自己潤滑ベアリングを選択した。

ドライブスクリュー２１０とドライブナツト部材２５６上のネジの間の摩擦を減少するため、ドラ・イブスクリコー２１Ｏ上のネジを圧延し、平滑な係合作動面とした。

更に、圧延の結果ネジの作動面か硬化し７、これにより強度および摩耗性が改冴された。本発明の一態様では、ドライブスクリュー２１０は高強度の炭素鋼から製造されｌこ　１゜ドライブスクリュー２１０およびドライブサラ１へ部材２５６によるネジドライブの使用により、モータ１４からの逆ダイナミック負荷に対する大きな抵抗か得られるとい・）別の利点も得られることに留意されたい。従って１−り１４からのパックラッシコおよびそれに付随する舵取Ｉ−の障害は、実質的に解消され、モータ１４からギア２００．２０２および２０４、およびギア１９０および２３２を含むパワーユニット２３の内部部品に対する衝撃９尚もかなり解消される。

上記のようにバソーユニソ１−２３は標準的ガイドチューブ２５０を含む標準的舵取−フ／クアップと共に使用するようになっている。米国ホードおよびヨツト協会により定められた標準的ガイトチコープ２５０のパラメータは、次のようなチューブとな−っている。すなわち長さは最小約２８ｃｍ（ＩＩインヂ）から最大約３０．５ｃｍ（１２インチ）、内径か約１．６８５ｃｍ＋Ｏ，ＯＩ３ｃｍ（０，６３５±０．００５インチ）、外径か約２．２２３ｃｍ、ネジ切り端には７／８〜１４のＵＮＳＦのネジ山を有していること。このチューブ２５０はアルミまたは耐食性スチールから製造できる。

従って、本発明は、種々のタイプおよび大きさおよび所望の高速Ｌ／スボンスのボートおよびモータに対し、高度の汎用性を有する遠隔舵取システムを提供するものであり、更に標準的舵取部品どともに使用するのに適している。よってケーブル舵取を備えた現行のポートで改装品として使用するのに容易に適し７た舵取システムを提供するものである。

この点に関し、かかる改装品が簡単なことが第６Ａ図、第６Ｂ図および第６Ｃ図に示されている。まず第６Ａ図を参照すると、従来のケーブルタイプの舵取システムが示されている。ここてはモータ１４は取り付はブラケッ１〜およびティルトアセンブリ２７０を介してトランツム１６にモータ１４か固定されており、枢動アーム２６２はモータ１４１−の枢動ソヨイン）−２７２に接続され、モータ ■４を軸線Ｘを中心に枢動させる、−とかできるようになっている。ガイドチューブ２５０のネジ切りされた１一端において、ナツト部材２７４（一つしか示さず）を介して取り（ｔけブラケットアセンブリ２７０に標準的ガイドチューブ２５０か固定されている。モータ１４を舵取するための従来のケーブルアセンブリの接続端部分２７４は、標準的ガイ１へチューブ２５０に対してあらかじめ組み立てられた状態に示されている。従って、駆動ケ−プル２７８は支持チューブ２８０内でバックリングを生じないように支持されており、支持チューブ２８０は中空作動ロッド２８２のボア内に摺動自在に収納されており、ロッド２８２はケーブル２７８および支持チューブ２８０の内端にすえ込まれ、これら部材を共に機械的に保持している。コネクタ２８４はロッド２８２の端部にすえ込み接続され、（第３図および第３Ａ図のコネクタ２５８と同じように）枢動アーム２６２と接続するようになっている。ナツト２８６は標準的ガイドチューブ２５０のネジ切りされた連動する端部に螺着され、よって、枢動アーム２６２に接続されたコネクタ２８４と共に端部部分２７６を所定位置に固定することができる。

従って、遠隔舵取ホイール（図示せず）による駆動ケーブル２７８の操作によって、標準的ガイドチューブ２５０内て作動ロツｌ−”　２８２か往復動じ、よって、軸ＭＸを中心とするモータ１４の枢動が行われ、ボートの舵取を行う。

第６Ｂ図および第６Ｃ図に示すように、従来のケーブル式舵取システムから本システムへの改装は簡単かつ迅速に行われる。よって、第６Ｂ図に示すように、パワーユニット２３は取り付はフランジ２３４を介してモータ１４に接続され、フランジはナツト２７４を越えて延びる標準的ガイドチューブ２５０の連動するネジ切り端に螺合して支持されるようになっている。当然なから、フランジ２３４は次にハウジング部材＋７０．１７２により構成される駆動ハウジングに接続される。これに関して、まずフランジ２３４はガイドチューブ２５０に螺合し、次に締結具２３６を介してハウジング（１７０，１７２）に組み立てられる。舵取チューブ２５４は、枢動アーム２６２に接続されたコネクタ２５８と共に標準ガイドチューブ２５０内に摺動自在に支持され、第６Ｃ図に示されるような最終アセンブリとなる。従って、標準的ガイドチューブ２５０と本システムを交換することにより、現行ケーブルシステムの改装を迅速に行うことができる。

ここに開示した発明の好ましい実施例は、上記目的を達成するよう充分に考慮されていることは明白であるか、本発明は本発明の正しい範囲すなわち公正な意義から逸脱することなく、変更、改善および改変が可能であると理解すべきである。例えば（限定的ではない）、［モータ／舵取ｊなる用語の組み合わせは、モータを枢動させることによる舵取および／または別個の舵取を枢動させることによる舵取をも意味する。また、同じ意味において、舵取ユニットとは所定方向の舵取信号を発生するような舵取ホイール、ジョイスティックまたは他の手動の装置でもよい。

国際調査報告フロントページの続き（７２）発明者　ウィスナー、ゲイリイ、ニージンアメリカ合衆国３５９５７　アラバマ州ポアツ。

ルート　４（７２）発明者　マツクレラン、ウエンデル、ジェームスアメリカ合衆国３８３０５　テネシー州ジャクソン、ウェザ−ブリッジ　ドライブ　５９（７２）発明者　ハリングトン、チャールズ、ウィレットアメリカ合衆国３８３０５　テネシー州ジャクソン、ヘンダーソン　ロード　３１０

Claims

【特許請求の範囲】

１．枢軸線を中心に枢動舵取運動できるよう取り付けられたモータ／舵取を有する海上乗物用遠隔電気舵取システムにおいて、枢軸線を中心とする中立のモータ／舵取回転角位置を表示するモータ／舵取信号を発生するためのモータ／舵取位置検出手段と、モータ／舵取より離間し、枢軸線まわりのモータ／舵取の所望の舵取回転角位置に関連して、中立舵取回転角位置に対する所定の位置にオペレータにより作動可能な舵取ユニット手段と、前記舵取ユニット手段に作動的に接続された前記中立舵取回転角位置に対する前記舵取ユニット手段の位置を表示する舵取位置信号を発生するための舵取位置検出手段と、前記モータ／舵取信号および前記舵取位置信号に応答でき、前記モータ／舵取回転角位置と前記舵取ユニット手段の前記所定位置との間の所定の差を表示する制御信号を発生するための第１回路手段と、モータ／舵取に作動的に接続され、電気駆動信号に応答自在であり、枢軸線まわりの決定自在な回転角位置までモータ／舵取を枢動させる電動モータ駆動手段と、前記第１回路手段および前記電動モータ駆動手段に作動的に接続され、前記制御信号に応答自在であり、前記電動モータ駆動手段に前記駆動信号を与えるためのパワー回路手段とから成る遠隔電気舵取システム。
２．枢軸線を中心に枢動舵取運動できるよう取り付けられたモータ／舵取を有する海上乗物用遠隔電気舵取システムにおいて、枢軸線を中心とする中立のモータ／舵取回転角位置を表示するモータ／舵取信号を発生するためのモータ／舵取位置検出手段と、モータ／舵取より離間し、枢軸線まわりのモータ／舵取の所望の舵取回転角位置に関連して、中立舵取回転角位置に対する所定の位置にオペレータにより作動可能な舵取ユニット手段と、前記舵取ユニット手段に作動的に接続された前記中立舵取回転角位置に対する前記舵取ユニット手段の位置を表示する舵取位置信号を発生するための舵取位置検出手段と、前記モータ／舵取信号および前記舵取位置信号に応答でき、前記モータ／舵取回転角位置と前記舵取ユニット手段の前記所定位置との間の所定の差を表示する制御信号を発生するための第１回路手段と、モータ／舵取に作動的に接続され、電気駆動信号に応答自在であり、枢軸線まわりの決定自在な回転角位置までモータ／舵取を枢動させる電動モータ駆動手段と、前記第１回路手段および前記電動モータ駆動手段に作動的に接続され、前記制御信号に応答自在であり、前記電動モータ駆動手段に前記駆動信号を与えるためのパワー回路手段と、所定の障害条件を検出し、障害条件に応答して前記電動モータ駆動手段に制動信号を与えるための障害検出手段とから成る遠隔電気舵取システム。
３．枢軸線を中心に枢動舵取運動できるよう取り付けられたモータ／舵取を有する海上乗物用遠隔電気舵取システムにおいて、枢軸線を中心とする中立のモータ／舵取回転角位置を表示するモータ／舵取信号を発生するためのモータ／舵取位置検出手段と、モータ／舵取より離間し、枢軸線まわりのモータ／舵取の所望の舵取回転角位置に関連して、中立舵取回転角位置に対する所定の位置にオペレータにより作動可能な舵取ユニット手段と、前記舵取ユニット手段に作動的に接続された前記中立舵取回転角位置に対する前記舵取ユニット手段の位置を表示する舵取位置信号を発生するための舵取位置検出手段と、前記モータ／舵取信号および前記舵取位置信号に応答でき、前記モータ／舵取回転角位置と前記舵取ユニット手段の前記所定位置との間の所定の差を表示する制御信号を発生するための第１回路手段と、モータ／舵取に作動的に接続され、電気駆動信号に応答自在であり、枢軸線まわりの決定自在な回転角位置までモータ／舵取を枢動させる電動モータ駆動手段と、前記第１回路手段および前記電動モータ駆動手段に作動的に接続され、前記制御信号に応答自在であり、前記電動モータ駆動手段に前記駆動信号を与えるためのパワー回路手段とから成り、前記電動モータ駆動手段は、電動モータと、前記電動モータに作動的に連動したガイドチューブ手段と、モータ／舵取を枢軸線まわりに前記所望の回転角舵取位置に移動するためのモータ／舵取とから成る遠隔電気舵取システム。
４．前記電動モータを前記ガイドチューブ手段に駆動自在に接続するためのギア手段を更に含み、前記ガイドチューブ手段は中空ガイドチューブと該中空ガイドチューブ内で並進運動するよう摺動自在に支持された舵取チューブを含み、該舵取チューブは一端にネジ切りされたナット構造体を有し、前記ガイドチューブ手段は前記舵取チューブの前記ナット構造体に螺合でき、かつ前記ギア手段を介して前記電動モータにより回転されるようになったドライブスクリューと、前記舵取チューブをモータ／舵取に接続し、よってモータ／舵取を前記所望の舵取回転角位置に移動させるための接続手段を更に含む請求項３に記載のシステム。
５．枢軸線を中心に枢動舵取運動できるよう取り付けられたモータ／舵取を有する海上乗物用遠隔電気舵取システムにおいて、枢軸線を中心とする中立のモータ／舵取回転角位置を表示するモータ／舵取信号を発生するためのモータ／舵取位置検出手段と、モータ／舵取より離間し、枢軸線まわりのモータ／舵取の所望の舵取回転角位置に関連して、中立舵取回転角位置に対する所定の位置にオペレータにより作動可能な舵取ユニット手段と、前記舵取ユニット手段に作動的に接続された前記中立舵取回転角位置に対する前記舵取ユニット手段の位置を表示する舵取位置信号を発生するための舵取位置検出手段と、前記モータ／舵取信号および前記舵取位置信号に応答でき、前記モータ／舵取回転角位置と前記舵取ユニット手段の前記所定位置との間の所定の差を表示する制御信号を発生するための第１回路手段と、モータ／舵取に作動的に接続され、電気駆動信号に応答自在であり、枢軸線まわりの決定自在な回転角位置までモータ／舵取を枢動させる電動モータ駆動手段と、前記第１回路手段および前記電動モータ駆動手段に作動的に接続され、前記制御信号に応答自在であり、前記電動モータ駆動手段に前記駆動信号を与えるためのパワー回路手段と、前記制御信号が前記所定の差を表示する大きさとなっている場合、前記第１回路手段および前記パワー回路手段の初期附勢時に、前記電動モータ駆動手段の作動を禁止するための障害検出手段とから成る遠隔電気舵取システム。
６．枢軸線を中心に枢動舵取運動できるよう取り付けられたモータ／舵取を有する海上乗物用遠隔電気舵取システムにおいて、枢軸線を中心とする中立のモータ／舵取回転角位置を表示するモータ／舵取信号を発生するためのモータ／舵取位置検出手段と、モータ／舵取より離間し、枢軸線まわりのモータ／舵取の所望の舵取回転角位置に関連して、中立舵取回転角位置に対する所定の位置にオペレータにより作動可能な舵取ユニット手段と、前記舵取ユニット手段に作動的に接続された前記中立舵取回転角位置に対する前記舵取ユニット手段の位置を表示する舵取位置信号を発生するための舵取位置検出手段と、前記モータ／舵取信号および前記舵取位置信号に応答でき、前記モータ／舵取回転角位置と前記舵取ユニット手段の前記所定位置との間の所定の差を表示する制御信号を発生するための第１回路手段と、モータ／舵取に作動的に接続され、電気駆動信号に応答自在であり、枢軸線まわりの決定自在な回転角位置までモータ／舵取を枢動させる電動モータ駆動手段と、前記第１回路手段および前記電動モータ駆動手段に作動的に接続され、前記制御信号に応答自在であり、前記電動モータ駆動手段に前記駆動信号を与えるためのパワー回路手段と、所定の障害条件を検出し、障害条件に応答して前記電動モータ駆動手段に制動信号を与えるための障害検出手段とから成り、前記障害検出手段は前記制御信号が前記所定の差を表示する大きさとなっている場合、前記第１回路手段および前記パワー回路手段の初期附勢時に、前記電動モータ駆動手段の作動を禁止するようになっており、前記電動モータ駆動手段は、電動モータと、この電動モータに作動的に連動するガイドチューブ手段と、モータ／舵取を枢軸線わりの前記所望舵取回転角位置に移動するためのモータ／舵取とから成り、更に前記電動モータを前記ガイドチューブ手段に駆動自在に接続するためのギア手段を含み、前記ガイドチューブ手段は、中空ガイドチューブと、該中空ガイドチューブ内で並進運動できるよう摺動自在に支持された舵取チューブを含み、前記舵取チューブは、一端にネジ切りナット構造体を有し、前記ガイドチューブ手段は前記舵取チューブの前記ナット構造体に螺合でき、かつ前記ギア手段を介して前記電動モータにより回転されるようになったドライブスクリューと、前記舵取チューブをモータ／舵取に接続し、よってモータ／舵取を前記所望の舵取回転角位置に移動させるための接続手段を更に含む遠隔電気舵取システム。
７．前記舵取ユニット手段は、前記選択された位置まで移動するようオペレータにより操作可能な手動可動部材と、前記舵取位置信号の所望の大きさに従ってフルレンジにわたってポートおよびスターボードの舵取に対する限界位置に前記手動可動部材の移動を制限するよう作動できる較正手段を含む請求項６に記載のシステム。
８．前記ガイドチューブはケーブルシステムによりモータ／舵取の手動舵取を行うのに適した標準的構造体である請求項６に記載のシステム。