WO2011148525A1 - アウトドライブ装置及びアウトドライブ装置用操舵システム - Google Patents

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WO2011148525A1
WO2011148525A1 PCT/JP2010/064606 JP2010064606W WO2011148525A1 WO 2011148525 A1 WO2011148525 A1 WO 2011148525A1 JP 2010064606 W JP2010064606 W JP 2010064606W WO 2011148525 A1 WO2011148525 A1 WO 2011148525A1
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WO
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piston
outdrive
detection sensor
outdrive device
rudder
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/064606
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English (en)
French (fr)
Inventor
純一 常陸
英輝 遠藤
Original Assignee
ヤンマー株式会社
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Priority claimed from JP2010123119A external-priority patent/JP5444123B2/ja
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/42—Steering or dynamic anchoring by propulsive elements; Steering or dynamic anchoring by propellers used therefor only; Steering or dynamic anchoring by rudders carrying propellers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H20/00—Outboard propulsion units, e.g. outboard motors or Z-drives; Arrangements thereof on vessels
    • B63H20/08—Means enabling movement of the position of the propulsion element, e.g. for trim, tilt or steering; Control of trim or tilt
    • B63H20/12—Means enabling steering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
    • B63H25/00—Steering; Slowing-down otherwise than by use of propulsive elements; Dynamic anchoring, i.e. positioning vessels by means of main or auxiliary propulsive elements
    • B63H25/02—Initiating means for steering, for slowing down, otherwise than by use of propulsive elements, or for dynamic anchoring
    • B63H2025/028—Initiating means for steering, for slowing down, otherwise than by use of propulsive elements, or for dynamic anchoring using remote control means, e.g. wireless control; Equipment or accessories therefor

Definitions

  • the present invention relates to a technology of an outdrive device and a steering system for the outdrive device.
  • an inboard / outboard motor (an inboard engine / outboard drive) in which an engine is arranged inside a hull and power is transmitted to an outdrive device arranged outside the hull.
  • the outdrive device is a propulsion device that propels the hull by rotating a screw propeller, and is also a rudder device that turns the hull by rotating with respect to the traveling direction of the hull.
  • Such an outdrive device is freely rotated by a steering hydraulic actuator provided in the outdrive device (see, for example, Patent Document 1). Then, the rotation angle of the outdrive device, that is, the rudder angle, is grasped based on a detection result of an angle detection sensor or the like attached to a link mechanism constituting the outdrive device.
  • the present invention relates to an outdrive device capable of grasping the rudder angle with high accuracy and improving mountability by downsizing, and the outdrive when the rudder angle of the outdrive device becomes unknown
  • An object of the present invention is to provide a steering system for an outdrive device that can automatically set the steering angle of the device to the center of the rudder.
  • an outdrive device including a steering hydraulic actuator including a cylinder sleeve and a piston slidably provided in the cylinder sleeve.
  • a detection device is provided, and the detection device detects the position of the piston to grasp the rudder angle.
  • a second aspect of the present invention is the outdrive device according to the first aspect, wherein the detection device is a non-contact sensor.
  • a third aspect of the present invention is the outdrive device according to the second aspect, wherein the non-contact sensor is a magnetic sensor for detecting a magnetic member provided on the piston.
  • the steering system for an outdrive device of the outdrive device wherein the flow direction of the hydraulic oil of the steering hydraulic actuator is changed to change the sliding direction of the piston.
  • a spool valve to be switched a control device that transmits a control signal to the spool valve to change the flow direction of hydraulic oil, and a first piston that can be detected when the rudder angle of the outdrive device is the rudder center.
  • a piston detection sensor, and the control device controls the spool valve on the basis of an electrical signal from the first piston detection sensor when the detection device fails or the like.
  • the angle is the rudder center.
  • the outdrive device steering system further comprises a second piston detection sensor capable of detecting the piston located at one end in the sliding range, and the control device comprises: The sliding direction of the piston is changed by controlling the spool valve based on an electric signal from the second piston detection sensor.
  • a second piston detection sensor capable of detecting the piston located at one end in the sliding range, and the other end in the sliding range
  • a third piston detection sensor capable of detecting the piston located at a position, wherein the control device controls the spool valve based on electrical signals from the second piston detection sensor and the third piston detection sensor.
  • the position of the piston can be detected based on the electrical signal from the detection device. Since the driving amount of the steering arm can be calculated from the detected position of the piston, the steering angle of the outdrive device can be grasped with high accuracy. In addition, mountability can be improved by downsizing.
  • the piston stop position can be controlled based on the electrical signal from the first piston detection sensor. And since a piston is stopped in the position where the rudder angle of an outdrive device becomes the rudder center, it becomes possible to make the rudder angle of an outdrive device into the rudder center correctly.
  • the piston is at one end in the sliding range of the piston based on the electric signal from the second piston detection sensor. And since the sliding direction of a piston is changed toward the position when the rudder angle of an outdrive device turns into a rudder center, it becomes possible to make the rudder angle of an outdrive device quickly into the rudder center.
  • the piston is at the end in the sliding range of the piston based on the electrical signals from the second and third piston detection sensors. And since the sliding direction of a piston is changed toward the position when the rudder angle of an outdrive device turns into a rudder center, it becomes possible to make the rudder angle of an outdrive device quickly into the rudder center. Further, even if the piston located when the rudder angle of the outdrive device becomes the rudder center cannot be detected for some reason, it can be detected again. As a result, the rudder angle of the outdrive device can be reliably set at the rudder center.
  • the figure which shows the whole structure of the steering system for out-drive apparatuses The figure which shows the structure of an outdrive apparatus.
  • 1 is a diagram illustrating a configuration of a steering hydraulic actuator.
  • FIG. The other figure which shows the structure of the hydraulic actuator for steering.
  • FIG. 1 illustrates a steering system 100 for an outdrive device in a so-called biaxial propulsion system that includes two outdrive devices 10.
  • a uniaxial propulsion method or the like may be used, and the present invention is not limited to this.
  • the steering system 100 for an outdrive device is a control system that rotates the outdrive device 10 in accordance with the operation of the steering handle 2.
  • the outdrive device steering system 100 mainly includes an outdrive device 10, a steering hydraulic actuator 20, a spool valve 30, and a control device 40.
  • the outdrive device 10 is a propulsion device that propels the hull 1 by rotating the screw propeller 15.
  • the outdrive device 10 is also a rudder device that turns the hull 1 by turning with respect to the traveling direction of the hull 1.
  • the outdrive device 10 mainly includes an input shaft 11, a switching clutch 12, a drive shaft 13, an output shaft 14, and a screw propeller 15.
  • the input shaft 11 is a rotating shaft that transmits the rotational power of the engine 3 transmitted through the universal joint 4 to the switching clutch 12.
  • One end of the input shaft 11 is connected to the universal joint 4 attached to the output shaft of the engine 3.
  • the other end of the input shaft 11 is connected to a switching clutch 12 disposed inside the upper housing 10u.
  • the switching clutch 12 is a rotation direction switching device that can switch the rotational power of the engine 3 transmitted via the input shaft 11 or the like to the forward rotation direction or the reverse rotation direction.
  • the switching clutch 12 has a forward rotating bevel gear connected to an inner drum provided with a disk plate and a reverse rotating bevel gear, and presses the pressure plate of the outer drum connected to the input shaft 11 against any disk plate. Depending on the situation, the direction of rotation is switched.
  • the drive shaft 13 is a rotating shaft that transmits the rotational power of the engine 3 transmitted through the switching clutch 12 or the like to the output shaft 14.
  • the bevel gear provided at one end of the drive shaft 13 is engaged with the forward rotation bevel gear and the reverse rotation bevel gear provided in the switching clutch 12.
  • the bevel gear provided at the other end of the drive shaft 13 meshes with the bevel gear of the output shaft 14 disposed inside the lower housing 10r.
  • the output shaft 14 is a rotating shaft that transmits the rotational power of the engine 3 transmitted through the drive shaft 13 or the like to the screw propeller 15.
  • the bevel gear provided at one end of the output shaft 14 meshes with the bevel gear of the drive shaft 13 as described above.
  • a screw propeller 15 is attached to the other end of the output shaft 14.
  • the screw propeller 15 is a rotating body that generates a propulsive force by rotating.
  • the screw propeller 15 is driven by the rotational power of the engine 3 transmitted through the output shaft 14 and the like, and a plurality of blades 15a arranged around the rotational shaft generate a propulsive force by removing surrounding water.
  • the outdrive device 10 is supported by a gimbal housing 5 attached to a stern board (transom board) of the hull 1. Specifically, the outdrive device 10 is supported by the gimbal housing 5 so that the gimbal ring 16 of the outdrive device 10 is substantially perpendicular to the water line wl.
  • the gimbal ring 16 is a substantially cylindrical rotation shaft attached to the outdrive device 10. The outdrive device 10 can be rotated around the gimbal ring 16.
  • a steering arm 17 extending to the inside of the hull 1 is attached to an upper end portion of the gimbal ring 16. Then, the steering arm 17 rotates the outdrive device 10 around the gimbal ring 16. The steering arm 17 is driven by a steering hydraulic actuator 20 that is interlocked according to the operation of the steering handle 2.
  • the behavior of the hull 1 provided with the outdrive device 10 will be briefly described with reference to FIGS. 3 and 4 indicate the direction of travel of the hull 1, and the direction of arrow B indicates the direction of the propulsive force generated by the outdrive device 10.
  • the hull 1 that employs a so-called biaxial propulsion system that includes two outdrive devices 10 is described, but the present invention is not limited to this propulsion system.
  • the propulsive force of the starboard-side outdrive device 10 (referred to as starboard-side outdrive device 10R) and the port-side outdrive device 10 (referred to as port-side outdrive device 10L).
  • starboard-side outdrive device 10R the propulsive force of the starboard-side outdrive device 10
  • port-side outdrive device 10L the port-side outdrive device 10L
  • the propulsive force of the starboard-side outdrive device 10R and the port-side outdrive device 10L is parallel to the stern direction of the hull 1, the hull 1 Proceeding backward, which is the resultant force direction.
  • the propulsive force of the starboard side outdrive device 10R is set to the port side oblique direction with respect to the bow direction of the hull 1, and the propulsive force of the port side outdrive device 10L is set in the bow direction of the hull 1.
  • the hull 1 travels in an oblique left direction that is a resultant force direction of each propulsive force.
  • the propulsive force of the port side outdrive device 10L is set to the starboard side oblique direction with respect to the bow direction of the hull 1, and the propulsive force of the starboard side outdrive device 10R is set to the bow of the hull 1.
  • the hull 1 travels in the diagonally right direction, which is the resultant direction of each propulsive force.
  • the propulsive force of the starboard-side outdrive device 10R is set to the port side oblique direction with respect to the bow direction of the hull 1, and the propulsive force of the port-side outdrive device 10L is set to the stern direction of the hull 1.
  • the port side is inclined, the hull 1 travels in the left direction, which is the resultant direction of each propulsive force.
  • FIG. 4 (A) shows that the propulsive force of the starboard-side outdrive device 10R is set to the port side oblique direction with respect to the bow direction of the hull 1, and the propulsive force of the port-side outdrive device 10L is set to the stern direction of the hull 1.
  • the propulsive force of the port side outdrive device 10L is set to the starboard side oblique direction with respect to the bow direction of the hull 1, and the propulsive force of the starboard side outdrive device 10R is set to the stern of the hull 1.
  • the starboard side is inclined with respect to the direction, the hull 1 travels in the right direction, which is the resultant direction of each propulsive force.
  • the propulsive force of the starboard-side outdrive device 10R is parallel to the bow direction of the hull 1, and the propulsive force of the portside-side outdrive device 10L is parallel to the stern direction of the hull 1.
  • the hull 1 turns to the left, which is the direction in which the turning moment is generated.
  • the propulsive force of the port-side outdrive device 10L is made parallel to the bow direction of the hull 1, and the propulsive force of the starboard-side outdrive device 10R is set to the stern direction of the hull 1.
  • the hull 1 turns to the right, which is the direction in which the turning moment is generated.
  • the behavior of the hull 1 can be freely controlled by appropriately adjusting the direction of the propulsive force by the outdrive device 10. Therefore, it is important to be able to accurately grasp the rotation angle of the outdrive device 10, that is, the rudder angle.
  • the steering hydraulic actuator 20 is a hydraulic device that drives the steering arm 17 of the outdrive device 10 to rotate the outdrive device 10.
  • the steering hydraulic actuator 20 mainly includes a cylinder sleeve 21, a piston 22, a rod 23, a first cylinder cap 24, a second cylinder cap 25, a detection device 26, and a first piston detection sensor 27. Composed.
  • the steering hydraulic actuator 20 according to the present embodiment is a so-called single rod type hydraulic actuator, but may be a double rod type as shown in FIG.
  • the cylinder sleeve 21 is a substantially circular tube-like member in which the piston 22 is slidably provided. Both end portions of the cylinder sleeve 21 are provided with flange portions 21b protruding in the circumferential direction. A bolt hole for fixing the first cylinder cap 24 or the second cylinder cap 25 is provided in the flange portion 21b.
  • the piston 22 is a substantially cylindrical member that slides inside the cylinder sleeve 21 by receiving hydraulic pressure.
  • the piston 22 is provided with a through hole 22h coaxially with the central axis of the piston 22, and a rod 23 is inserted into the through hole 22h.
  • ring grooves 22g and 22g are provided in parallel in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the piston 22, and seal rings 221 and 221 are provided around the ring grooves 22g and 22g.
  • a permanent magnet 222 is attached as a magnetic member between the seal rings 221 and 221 and on the outer peripheral surface of the piston 22.
  • the rod 23 is a substantially cylindrical member that transmits the sliding movement of the piston 22 to the steering arm 17.
  • One end portion of the rod 23 is provided with a reduced diameter portion 23ta in which the outer diameter of the rod 23 is reduced.
  • the rod 23 is fixed to the piston 22 by being screwed with a nut 231 in a state where the reduced diameter portion 23 ta is inserted into the through hole 22 h of the piston 22. Further, the other end portion of the rod 23 is provided with a reduced diameter portion 23tb obtained by reducing the outer diameter of the rod 23.
  • the rod 23 is fixed to the clevis 18 by a nut 232 being screwed in a state where the reduced diameter portion 23 tb is inserted into the through hole 18 h of the clevis 18.
  • the clevis 18 is a connecting member that connects the rod 23 and the steering arm 17.
  • the first cylinder cap 24 is a lid member that seals one end of the cylinder sleeve 21.
  • the first cylinder cap 24 is provided with a first oil passage 24p that communicates with a first oil chamber Oc1 constituted by a cylinder sleeve 21 and a piston 22.
  • a ring groove 24g is provided in the circumferential direction on the circumferential wall surface inserted into the cylinder sleeve 21, and a seal ring 241 is provided around the circumferential wall surface.
  • the first oil chamber Oc1 constitutes a pressure chamber that can withstand a predetermined oil pressure.
  • the second cylinder cap 25 is a bearing member that seals the other end of the cylinder sleeve 21 and slidably supports the rod 23.
  • the second cylinder cap 25 is provided with a second oil passage 25p communicating with the second oil chamber Oc2 constituted by the cylinder sleeve 21 and the piston 22.
  • a ring groove 25ga is provided in the circumferential direction on the peripheral wall surface inserted into the cylinder sleeve 21, and a seal ring 251 is provided around the ring wall.
  • the second cylinder cap 25 is provided with a through hole 25h coaxially with the central axis of the cylinder sleeve 21, and the rod 23 is slidably inserted into the through hole 25h.
  • a ring groove 25gb is provided in the circumferential direction on the inner peripheral surface of the through hole 25h, and a seal ring 252 is fitted in the ring groove 25gb.
  • the second oil chamber Oc2 constitutes a pressure-resistant chamber that can withstand a predetermined oil pressure.
  • the detection device 26 is a non-contact type sensor that detects the position of the piston 22.
  • the magnetic sensor detects the position of the permanent magnet 222 attached to the piston 22.
  • the detection device 26 is attached to the outer peripheral surface of the cylinder sleeve 21 so as to be parallel to the sliding direction of the piston 22 at least in a range in which the piston 22 can slide.
  • the detection device 26 is mainly composed of a so-called Hall element that converts an output voltage in accordance with a change in magnetic flux density.
  • the Hall element detects the strength of the magnetic field from the potential difference (Hall voltage) caused by the Lorentz force by utilizing the Lorentz force acting on the electrons due to the interaction between the magnetic field and the current.
  • a magnetoresistive element or the like whose electrical resistance value changes according to the strength of the magnetic field may be used, and the present invention is not limited to this.
  • the position of the piston 22 is detected by the detection device 26.
  • the permanent magnet 222 attached to the piston 22 is detected by the detection device 26.
  • the driving amount of the steering arm 17 by the rod 23 can be calculated from the detected position of the piston 22, and the rotation angle of the outdrive device 10, that is, without the link mechanism having the angle detection sensor or the like, that is, It becomes possible to grasp the rudder angle.
  • the outdrive device 10 can grasp the rudder angle with high accuracy and can improve mountability by downsizing.
  • the steering hydraulic actuator 20 is provided with a first piston detection sensor 27.
  • the first piston detection sensor 27 is a magnetic sensor that detects a permanent magnet 222 attached to the piston 22.
  • the 1st piston detection sensor 27 is attached to the location which can detect about piston 22 located when the rudder angle of outdrive device 10 serves as a rudder center. Thereby, the control apparatus 40 can confirm that the piston 22 exists in the position where the rudder angle of the outdrive apparatus 10 becomes a rudder center.
  • the first piston detection sensor 27 is mainly composed of a so-called Hall element that converts an output voltage in accordance with a change in magnetic flux density.
  • the Hall element detects the strength of the magnetic field from the potential difference (Hall voltage) caused by the Lorentz force by utilizing the Lorentz force acting on the electrons due to the interaction between the magnetic field and the current.
  • a magnetoresistive element or the like whose electrical resistance value changes according to the strength of the magnetic field may be used, and the present invention is not limited to this.
  • the spool valve 30 is a switching valve that switches the sliding direction of the piston 22 by changing the flow direction of the hydraulic oil. As shown in FIG. 7, the spool valve 30 mainly includes a valve body 31, a spool shaft 32, and an electric actuator 33.
  • the valve body 31 is a substantially tube-shaped member in which the spool shaft 32 is slidably provided.
  • the valve body 31 is provided with a barrel hole 31h in which the spool shaft 32 is provided.
  • the barrel hole 31h is provided with supply / discharge ports 31pa and 31pb communicating with the oil passages 24p and 25p of the steering hydraulic actuator 20.
  • the barrel hole 31h is provided with a pump port 31pp that communicates with the hydraulic oil pump 50 and a return port 31rp that communicates with the hydraulic oil tank 60.
  • the valve body 31 is provided with an oil passage 31ol that connects the supply / discharge port 31pb and the return port 31rp on condition that the spool shaft 32 is in a predetermined position.
  • the spool shaft 32 is a substantially cylindrical member that slides inside the cylinder sleeve 21 by the electric actuator 33.
  • the spool shaft 32 is provided with reduced-diameter portions 32ta, 32tb, and 32tc in which the outer diameter of the spool shaft 32 is reduced.
  • the spool shaft 32 communicates or blocks the ports 31pa, 31pb, 31pp, and 31rp by sliding in the barrel hole 31h.
  • the electric actuator 33 is a power source that drives the spool shaft 32 by a control signal from the control device 40.
  • the electric actuator 33 is a double-acting variable electromagnetic actuator, and drives the spool shaft 32 by utilizing the fact that the movable iron core is attracted to the excited electromagnetic coil.
  • the control device 40 creates a control signal based on the electrical signals from the steering handle 2, the detection device 26, and the like, and transmits the created control signal to the electric actuator 33 and the like of the spool valve 30.
  • the control device 40 creates a control signal based on information from the global positioning system (GPS), and can also send the created control signal to the electric actuator 33 and the like.
  • GPS global positioning system
  • the control device 40 enables so-called automatic navigation in which the navigation is automatically performed by calculating the route from its own position and the set destination, in addition to the maneuvering manually performed by the operator.
  • FIG. 8 shows a control flow of the outdrive device steering system 100.
  • control device 40 determines that the rudder angle of the outdrive device 10 has become unknown for some reason, such as a failure of the detection device 26 attached to the steering hydraulic actuator 20, the control device 40 starts the control described below.
  • step S101 the control device 40 determines in what state the permission / non-permission switch for determining whether or not to execute this control is present. That is, the control device 40 determines whether or not the rudder angle of the outdrive device 10 is automatically set to the rudder center when the rudder angle of the outdrive device 10 becomes unknown.
  • control device 40 determines that the permission switch is in the on state, i.e., performs control with the rudder angle of the outdrive device 10 as the rudder center, the control device 40 proceeds to step S102 and the permission switch is in the off state. That is, when it is determined not to perform control with the rudder angle of the outdrive device 10 as the rudder center, the control is terminated.
  • step S102 the control device 40 slides the spool shaft 32 to a predetermined position by transmitting a control signal to the electric actuator 33 of the spool valve 30 (see FIG. 7B).
  • the piston 22 of the steering hydraulic actuator 20 slides in the direction of the arrow L shown in FIGS.
  • the control device 40 causes the supply / discharge port 31pa and the pump port 31pp to communicate with each other by sliding the spool shaft 32, and allows the supply / discharge port 31pb and the return port 31rp to communicate (see FIG. 7B). .
  • the hydraulic oil pumped from the hydraulic oil pump 50 is supplied to the first oil chamber Oc1 through the first oil passage 24p, and the hydraulic oil in the second oil chamber Oc2 passes through the second oil passage 25p. And returned to the hydraulic oil tank 60.
  • the hydraulic pressure applied to the first oil chamber Oc1 is higher than the hydraulic pressure applied to the second oil chamber Oc2, and the piston 22 separating the first oil chamber Oc1 and the second oil chamber Oc2 It slides to the Oc2 side.
  • step S103 the control device 40 starts counting up a timer built in the control device 40. Thereby, the control apparatus 40 can grasp
  • step S104 the control device 40 determines whether or not the elapsed time since the transmission of the control signal in step S102 or step S115 described later has exceeded a predetermined time.
  • the predetermined time is equal to half of the required time when the piston 22 slides from one end to the other end in the sliding range of the piston 22.
  • step S102 determines that there is a possibility that the elapsed time since the transmission of the control signal in step S102 does not exceed the predetermined time, that is, the piston 22 has not reached one end in the sliding range. If so, the process proceeds to step S105. On the other hand, when the control device 40 determines that the elapsed time since the transmission of the control signal in step S102 has exceeded a predetermined time, that is, the piston 22 has reached one end in the sliding range, step S115. Migrate to
  • step S115 the control device 40 slides the spool shaft 32 to a predetermined position by transmitting a control signal to the electric actuator 33 of the spool valve 30 (see FIG. 7C).
  • the piston 22 of the steering hydraulic actuator 20 slides in the direction of the arrow R shown in FIGS. That is, the sliding direction of the piston 22 is changed toward the position where the rudder angle of the outdrive device 10 is the rudder center.
  • the control device 40 causes the supply / discharge port 31pa and the return port 31rp to communicate with each other by sliding the spool shaft 32, and allows the supply / discharge port 31pb and the pump port 31pp to communicate (see FIG. 7C). .
  • the hydraulic oil pumped from the hydraulic oil pump 50 is supplied to the second oil chamber Oc2 through the second oil passage 25p, and the hydraulic oil in the first oil chamber Oc1 passes through the first oil passage 24p. And returned to the hydraulic oil tank 60.
  • the hydraulic pressure applied to the second oil chamber Oc2 becomes higher than the hydraulic pressure applied to the first oil chamber Oc1, and the piston 22 separating the second oil chamber Oc2 and the first oil chamber Oc1 It slides to the Oc1 side.
  • step S116 the control device 40 starts counting up a timer built in the control device 40. Thereby, the control apparatus 40 can grasp
  • step S105 the control device 40 determines whether or not the first piston detection sensor 27 has detected the piston 22. Specifically, it is determined whether or not the first piston detection sensor 27, which is a magnetic sensor, has detected the permanent magnet 222 attached to the piston 22. As described above, the first piston detection sensor 27 is attached to a location where the piston 22 located when the rudder angle of the outdrive device 10 becomes the rudder center can be detected.
  • step S106 when it is determined that the first piston detection sensor 27 cannot detect the piston 22, that is, the piston 22 is not in a position where the rudder angle of the outdrive device 10 is set to the rudder center, the control device 40 returns to step S104.
  • step S106 the control device 40 slides the spool shaft 32 to a predetermined position by transmitting a control signal to the electric actuator 33 of the spool valve 30 (see FIG. 7A).
  • the piston 22 of the steering hydraulic actuator 20 stops at a position where the rudder angle of the outdrive device 10 is the rudder center.
  • control device 40 causes the ports 31pa, 31pb, 31pp, and 31rp to be blocked by sliding the spool shaft 32 (see FIG. 7A).
  • the hydraulic oil pumped from the hydraulic oil pump 50 is not supplied to the first oil chamber Oc1 and the second oil chamber Oc2, and the hydraulic oil in each of the oil chambers Oc1 and Oc2 is not returned to the hydraulic oil tank 60.
  • the piston 22 that separates the first oil chamber Oc1 and the second oil chamber Oc2 stops at a position where the rudder angle of the outdrive device 10 becomes the rudder center.
  • control device 40 can control the stop position of the piston 22 based on the electrical signal from the first piston detection sensor 27. For this reason, the rudder angle of the outdrive device 10 can be accurately set at the rudder center.
  • the piston 22 is slid toward the second oil chamber Oc2 in step S102 (see arrows L in FIGS. 5 and 6), and the piston 22 is moved to the first oil chamber Oc1 in step S115. It slides to the side (see arrow R in FIGS. 5 and 6). However, they may slide in opposite directions, and the sliding direction of the piston 22 is not limited.
  • FIG. 9 shows a control flow of the outdrive device steering system 200.
  • the present embodiment is different from the steering system 100 for an outdrive device according to the first embodiment in that a second piston detection sensor 28 is provided in addition to the first piston detection sensor 27.
  • the second piston detection sensor 28 is provided at one end (maximum stroke position) in the sliding range of the piston 22.
  • control device 40 determines that the rudder angle of the outdrive device 10 has become unknown for some reason, such as a failure of the detection device 26 attached to the steering hydraulic actuator 20, the control device 40 starts the control described below.
  • step S201 the control device 40 determines in what state the permission / non-permission switch for determining whether or not to execute this control is present. That is, the control device 40 determines whether or not the rudder angle of the outdrive device 10 is automatically set to the rudder center when the rudder angle of the outdrive device 10 becomes unknown.
  • control device 40 determines that the permission switch is in the on state, i.e., performs control with the rudder angle of the outdrive device 10 as the rudder center, the control device 40 proceeds to step S202 and the permission switch is in the off state. That is, when it is determined not to perform control with the rudder angle of the outdrive device 10 as the rudder center, the control is terminated.
  • step S202 the control device 40 causes the spool shaft 32 to slide to a predetermined position by transmitting a control signal to the electric actuator 33 of the spool valve 30 (see FIG. 7B). As a result, the piston 22 of the steering hydraulic actuator 20 slides in the direction of the arrow L shown in FIGS.
  • the control device 40 causes the supply / discharge port 31pa and the pump port 31pp to communicate with each other by sliding the spool shaft 32, and allows the supply / discharge port 31pb and the return port 31rp to communicate (see FIG. 7B). .
  • the hydraulic oil pumped from the hydraulic oil pump 50 is supplied to the first oil chamber Oc1 through the first oil passage 24p, and the hydraulic oil in the second oil chamber Oc2 passes through the second oil passage 25p. And returned to the hydraulic oil tank 60.
  • the hydraulic pressure applied to the first oil chamber Oc1 is higher than the hydraulic pressure applied to the second oil chamber Oc2, and the piston 22 separating the first oil chamber Oc1 and the second oil chamber Oc2 It slides to the Oc2 side.
  • step S203 the control device 40 determines whether or not the second piston detection sensor 28 has detected the piston 22. Specifically, it is determined whether or not the second piston detection sensor 28, which is a magnetic sensor, has detected the permanent magnet 222 attached to the piston 22. As described above, the second piston detection sensor 28 is provided at one end (maximum stroke position) in the sliding range of the piston 22.
  • step S214 the control device 40 determines that the second piston detection sensor 28 has detected the piston 22, that is, the piston 22 is at one end (maximum stroke position) in the sliding range of the piston 22, the process proceeds to step S214. Transition.
  • the control device 40 determines that the second piston detection sensor 28 cannot detect the piston 22, that is, the piston 22 is not at one end (maximum stroke position) in the sliding range of the piston 22, the process proceeds to step S204. Transition.
  • step S214 the control device 40 slides the spool shaft 32 to a predetermined position by transmitting a control signal to the electric actuator 33 of the spool valve 30 (see FIG. 7C).
  • the piston 22 of the steering hydraulic actuator 20 slides in the direction of the arrow R shown in FIGS. That is, the sliding direction of the piston 22 is changed toward the position where the rudder angle of the outdrive device 10 is the rudder center.
  • the control device 40 causes the supply / discharge port 31pa and the return port 31rp to communicate with each other by sliding the spool shaft 32, and allows the supply / discharge port 31pb and the pump port 31pp to communicate (see FIG. 7C). .
  • the hydraulic oil pumped from the hydraulic oil pump 50 is supplied to the second oil chamber Oc2 through the second oil passage 25p, and the hydraulic oil in the first oil chamber Oc1 passes through the first oil passage 24p. And returned to the hydraulic oil tank 60.
  • the hydraulic pressure applied to the second oil chamber Oc2 becomes higher than the hydraulic pressure applied to the first oil chamber Oc1, and the piston 22 separating the second oil chamber Oc2 and the first oil chamber Oc1 It slides to the Oc1 side.
  • step S204 the control device 40 determines whether or not the first piston detection sensor 27 has detected the piston 22. Specifically, it is determined whether or not the first piston detection sensor 27, which is a magnetic sensor, has detected the permanent magnet 222 attached to the piston 22. In addition, the 1st piston detection sensor 27 can detect about the piston 22 located when the rudder angle of the outdrive apparatus 10 turns into a rudder center similarly to the steering system 100 for outdrive apparatuses which concerns on 1st embodiment. It is arranged at the place.
  • the control device 40 proceeds to step S205.
  • the control device 40 returns to step S203.
  • Step S205 the control device 40 slides the spool shaft 32 to a predetermined position by transmitting a control signal to the electric actuator 33 of the spool valve 30 (see FIG. 7A).
  • the piston 22 of the steering hydraulic actuator 20 stops at a position where the rudder angle of the outdrive device 10 is the rudder center.
  • control device 40 causes the ports 31pa, 31pb, 31pp, and 31rp to be blocked by sliding the spool shaft 32 (see FIG. 7A).
  • the hydraulic oil pumped from the hydraulic oil pump 50 is not supplied to the first oil chamber Oc1 and the second oil chamber Oc2, and the hydraulic oil in each of the oil chambers Oc1 and Oc2 is not returned to the hydraulic oil tank 60.
  • the piston 22 that separates the first oil chamber Oc1 and the second oil chamber Oc2 stops at a position where the rudder angle of the outdrive device 10 becomes the rudder center.
  • the control device 40 can detect that the piston 22 is at one end (maximum stroke position) in the sliding range of the piston 22. Then, the control device 40 changes the sliding direction of the piston 22 toward the position when the rudder angle of the outdrive device 10 becomes the rudder center without waiting for the elapse of a predetermined time.
  • the rudder angle can be quickly set to the center of the rudder.
  • the piston 22 is slid toward the second oil chamber Oc2 in step S202 (see arrow L in FIGS. 5 and 6), and the piston 22 is moved to the first oil chamber Oc1 in step S214. It slides to the side (see arrow R in FIGS. 5 and 6). However, they may slide in opposite directions, and the sliding direction of the piston 22 is not limited. However, it should be noted that the attachment position of the second piston detection sensor 28 at this time needs to be the other end (minimum stroke position) in the sliding range of the piston 22.
  • FIG. 10 shows a control flow of the steering system 300 for an outdrive device.
  • the embodiment differs from the steering system 100 for an outdrive device according to the first embodiment in that a second piston detection sensor 28 and a third piston detection sensor 29 are provided in addition to the first piston detection sensor 27. To do.
  • the second piston detection sensor 28 is provided at one end (maximum stroke position) in the sliding range of the piston 22, and the third piston detection sensor 29 is the other end (minimum stroke position) in the sliding range of the piston 22. ).
  • control device 40 determines that the rudder angle of the outdrive device 10 has become unknown for some reason, such as a failure of the detection device 26 attached to the steering hydraulic actuator 20, the control device 40 starts the control described below.
  • step S301 the control device 40 determines in what state the permission / non-permission switch for determining whether or not to execute this control is present. That is, the control device 40 determines whether or not the rudder angle of the outdrive device 10 is automatically set to the rudder center when the rudder angle of the outdrive device 10 becomes unknown.
  • control device 40 determines that the permission switch is in the on state, i.e., performs control with the rudder angle of the outdrive device 10 as the rudder center
  • the control device 40 proceeds to step S302 and the permission switch is in the off state. That is, when it is determined not to perform control with the rudder angle of the outdrive device 10 as the rudder center, the control is terminated.
  • step S302 the control device 40 slides the spool shaft 32 to a predetermined position by transmitting a control signal to the electric actuator 33 of the spool valve 30 (see FIG. 7B). As a result, the piston 22 of the steering hydraulic actuator 20 slides in the direction of the arrow L shown in FIGS.
  • the control device 40 causes the supply / discharge port 31pa and the pump port 31pp to communicate with each other by sliding the spool shaft 32, and the supply / discharge port 31pb and the return port 31rp to communicate (see FIG. 7B). .
  • the hydraulic oil pumped from the hydraulic oil pump 50 is supplied to the first oil chamber Oc1 through the first oil passage 24p, and the hydraulic oil in the second oil chamber Oc2 passes through the second oil passage 25p. And returned to the hydraulic oil tank 60.
  • the hydraulic pressure applied to the first oil chamber Oc1 is higher than the hydraulic pressure applied to the second oil chamber Oc2, and the piston 22 separating the first oil chamber Oc1 and the second oil chamber Oc2 It slides to the Oc2 side.
  • step S303 the control device 40 determines whether or not the second piston detection sensor 28 has detected the piston 22. Specifically, it is determined whether or not the second piston detection sensor 28, which is a magnetic sensor, has detected the permanent magnet 222 attached to the piston 22. As described above, the second piston detection sensor 28 is provided at one end (maximum stroke position) in the sliding range of the piston 22.
  • Step S314 the control device 40 slides the spool shaft 32 to a predetermined position by transmitting a control signal to the electric actuator 33 of the spool valve 30 (see FIG. 7C).
  • the piston 22 of the steering hydraulic actuator 20 slides in the direction of the arrow R shown in FIGS. That is, the sliding direction of the piston 22 is changed toward the position where the rudder angle of the outdrive device 10 is the rudder center.
  • the control device 40 causes the supply / discharge port 31pa and the return port 31rp to communicate with each other by sliding the spool shaft 32, and allows the supply / discharge port 31pb and the pump port 31pp to communicate (see FIG. 7C). .
  • the hydraulic oil pumped from the hydraulic oil pump 50 is supplied to the second oil chamber Oc2 through the second oil passage 25p, and the hydraulic oil in the first oil chamber Oc1 passes through the first oil passage 24p. And returned to the hydraulic oil tank 60.
  • the hydraulic pressure applied to the second oil chamber Oc2 becomes higher than the hydraulic pressure applied to the first oil chamber Oc1, and the piston 22 separating the second oil chamber Oc2 and the first oil chamber Oc1 It slides to the Oc1 side.
  • step S304 the control device 40 determines whether or not the third piston detection sensor 29 has detected the piston 22. Specifically, it is determined whether or not the third piston detection sensor 29 that is a magnetic sensor has detected the permanent magnet 222 attached to the piston 22. As described above, the third piston detection sensor 29 is provided at the other end (minimum stroke position) in the sliding range of the piston 22.
  • step S315 When the control device 40 determines that the third piston detection sensor 29 detects the piston 22, that is, the piston 22 is at the other end (minimum stroke position) in the sliding range of the piston 22, step S315 is performed.
  • step S305 when the control device 40 determines that the third piston detection sensor 29 cannot detect the piston 22, that is, the piston 22 is not located at the other end (minimum stroke position) in the sliding range of the piston 22, step S305 is performed.
  • step S315 the control device 40 slides the spool shaft 32 to a predetermined position by transmitting a control signal to the electric actuator 33 of the spool valve 30 (see FIG. 7B).
  • the piston 22 of the steering hydraulic actuator 20 slides in the direction of the arrow L shown in FIGS. That is, the sliding direction of the piston 22 is changed toward the position where the rudder angle of the outdrive device 10 is the rudder center.
  • the control device 40 causes the supply / discharge port 31pa and the pump port 31pp to communicate with each other by sliding the spool shaft 32, and allows the supply / discharge port 31pb and the return port 31rp to communicate (see FIG. 7B). .
  • the hydraulic oil pumped from the hydraulic oil pump 50 is supplied to the first oil chamber Oc1 through the first oil passage 24p, and the hydraulic oil in the second oil chamber Oc2 passes through the second oil passage 25p. And returned to the hydraulic oil tank 60.
  • the hydraulic pressure applied to the first oil chamber Oc1 is higher than the hydraulic pressure applied to the second oil chamber Oc2, and the piston 22 separating the first oil chamber Oc1 and the second oil chamber Oc2 It slides to the Oc2 side.
  • step S305 the control device 40 determines whether or not the first piston detection sensor 27 has detected the piston 22. Specifically, it is determined whether or not the first piston detection sensor 27, which is a magnetic sensor, has detected the permanent magnet 222 attached to the piston 22. In addition, the 1st piston detection sensor 27 can detect about the piston 22 located when the rudder angle of the outdrive apparatus 10 turns into a rudder center like the steering system 100 for outdrive apparatuses which concerns on 1st embodiment. It is arranged at the place.
  • the control device 40 proceeds to step S306. .
  • the control device 40 returns to step S303.
  • step S306 the control device 40 slides the spool shaft 32 to a predetermined position by transmitting a control signal to the electric actuator 33 of the spool valve 30 (see FIG. 7A).
  • the piston 22 of the steering hydraulic actuator 20 stops at a position where the rudder angle of the outdrive device 10 becomes the rudder center.
  • control device 40 causes the ports 31pa, 31pb, 31pp, and 31rp to be blocked by sliding the spool shaft 32 (see FIG. 7A).
  • the hydraulic oil pumped from the hydraulic oil pump 50 is not supplied to the first oil chamber Oc1 and the second oil chamber Oc2, and the hydraulic oil in each of the oil chambers Oc1 and Oc2 is not returned to the hydraulic oil tank 60.
  • the piston 22 that separates the first oil chamber Oc1 and the second oil chamber Oc2 stops at a position where the rudder angle of the outdrive device 10 becomes the rudder center.
  • the control device 40 can detect that the piston 22 is at an end portion (maximum stroke position and minimum stroke position) in the sliding range of the piston 22. Then, the control device 40 changes the sliding direction of the piston 22 toward the position when the rudder angle of the outdrive device 10 becomes the rudder center without waiting for the elapse of a predetermined time.
  • the rudder angle can be quickly set to the center of the rudder. Further, even if the piston 22 positioned when the rudder angle of the outdrive device 10 becomes the rudder center cannot be detected for some reason, it can be detected again, so that the rudder of the outdrive device 10 can be detected. This makes it possible to reliably set the angle to the center of the rudder.
  • the piston 22 is slid toward the second oil chamber Oc2 in step S302 (see arrow L in FIGS. 5 and 6), and the piston 22 is moved to the first oil chamber Oc1 in step S314. (See arrow R in FIGS. 5 and 6), and in step S315, the piston 22 is slid toward the second oil chamber Oc2 (see arrow L in FIGS. 5 and 6). ).
  • they may slide in opposite directions, and the sliding direction of the piston 22 is not limited.
  • the present invention can be used for the technology of an outdrive device and a steering system for the outdrive device.

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Abstract

　シリンダスリーブ２１と、前記シリンダスリーブ２１に摺動可能に内設されたピストン２２と、から構成される操舵用油圧アクチュエータ２０を備えたアウトドライブ装置１０であって、前記シリンダスリーブ２１に検出装置２６を具備し、前記検出装置２６が前記ピストン２２の位置を検出することによって舵角度を把握する、とした。

Description

アウトドライブ装置及びアウトドライブ装置用操舵システム
　本発明は、アウトドライブ装置及びアウトドライブ装置用操舵システムの技術に関する。
　従来より、船体内部にエンジンを配置し、船体外部に配置されたアウトドライブ装置へ動力を伝達する船内外機（インボートエンジン・アウトボートドライブ）が知られている。アウトドライブ装置は、スクリュープロペラを回転することによって船体を推進させる推進装置であり、船体の進行方向に対して回動することによって該船体を旋回させる舵装置でもある。
　このようなアウトドライブ装置は、該アウトドライブ装置に設けられた操舵用油圧アクチュエータによって自在に回動される（例えば特許文献１参照。）。そして、アウトドライブ装置の回動角度、即ち、舵角度は、アウトドライブ装置を構成するリンク機構に取り付けられた角度検出センサ等の検出結果に基づいて把握される。
　しかし、アウトドライブ装置を構成するリンク機構に角度検出センサ等を配置する構成においては、例えば摩耗によってリンク機構にガタつきが生じた場合に舵角度を正確に把握することが困難となる。そのため、リンク機構を介さずとも高い精度で舵角度を把握できるアウトドライブ装置が求められていた。
　また、アウトドライブ装置を構成するリンク機構に角度検出センサ等を配置する構成においては、比較的に大きなリンク機構が必要となり、ひいてはアウトドライブ装置が大型化するという問題を生じていた。そのため、リンク機構を廃することによって小型化を図り、搭載性を向上できるとしたアウトドライブ装置が求められていた。
　そこで、操舵用油圧アクチュエータにピストンの位置を検出する検出装置を取り付けることで舵角度を把握するとした構成が考えられる。しかし、操舵用油圧アクチュエータに検出装置を取り付けた場合、該検出装置が故障すると舵角度の把握ができず、船体の進行方向が不明になるという懸念が生じる。そのため、何らかの理由によってアウトドライブ装置の舵角度が不明になった場合には、該アウトドライブ装置の舵角度を自動的に舵中央とすることができる技術が求められていた。
特開平１－２８５４８６号公報
　本発明は、舵角度を高い精度で把握でき、且つ、小型化によって搭載性を向上させることが可能となるアウトドライブ装置、ならびに、アウトドライブ装置の舵角度が不明になった場合に該アウトドライブ装置の舵角度を自動的に舵中央とすることができるアウトドライブ装置用操舵システムを提供することを目的としている。
　本発明の第一の態様は、シリンダスリーブと、前記シリンダスリーブに摺動可能に内設されたピストンと、から構成される操舵用油圧アクチュエータを備えたアウトドライブ装置であって、前記シリンダスリーブに検出装置を具備し、前記検出装置が前記ピストンの位置を検出することによって舵角度を把握する、としたものである。
　本発明の第二の態様は、第一の態様におけるアウトドライブ装置において、前記検出装置は、非接触式センサである、としたものである。
　本発明の第三の態様は、第二の態様におけるアウトドライブ装置において、前記非接触式センサは、前記ピストンに設けられた磁力部材を検出する磁気センサである、としたものである。
　本発明の第四の態様は、第一の態様におけるアウトドライブ装置のアウトドライブ装置用操舵システムであって、前記操舵用油圧アクチュエータの作動油の流動方向を変更して前記ピストンの摺動方向を切り替えるスプールバルブと、前記スプールバルブに制御信号を送信して作動油の流動方向を変更させる制御装置と、前記アウトドライブ装置の舵角度が舵中央となるときに位置する前記ピストンについて検出できる第一ピストン検出センサと、を具備し、前記制御装置は、前記検出装置が故障等した場合、前記第一ピストン検出センサからの電気信号に基づいて前記スプールバルブを制御することで前記アウトドライブ装置の舵角度を舵中央とする、としたものである。
　本発明の第五の態様は、第四の態様におけるアウトドライブ装置用操舵システムにおいて、摺動範囲における一端部に位置する前記ピストンについて検出できる第二ピストン検出センサを具備し、前記制御装置は、前記第二ピストン検出センサからの電気信号に基づいて前記スプールバルブを制御することで前記ピストンの摺動方向を変更する、としたものである。
　本発明の第六の態様は、第四の態様におけるアウトドライブ装置用操舵システムにおいて、摺動範囲における一端部に位置する前記ピストンについて検出できる第二ピストン検出センサと、摺動範囲における他端部に位置する前記ピストンについて検出できる第三ピストン検出センサと、を具備し、前記制御装置は、前記第二ピストン検出センサ及び前記第三ピストン検出センサからの電気信号に基づいて前記スプールバルブを制御することで前記ピストンの摺動方向を変更する、としたものである。
　本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
　本発明の第一から第三の態様によれば、検出装置からの電気信号に基づいてピストンの位置を検出できる。そして、検出されたピストンの位置から操舵アームの駆動量を算出することができるため、アウトドライブ装置の舵角度を高い精度で把握できる。また、小型化によって搭載性を向上させることが可能となる。
　本発明の第四の態様によれば、第一ピストン検出センサからの電気信号に基づいてピストンの停止位置を制御することができる。そして、アウトドライブ装置の舵角度が舵中央となる位置でピストンを停止させるため、アウトドライブ装置の舵角度を正確に舵中央とすることが可能となる。
　本発明の第五の態様によれば、第二ピストン検出センサからの電気信号に基づいてピストンが該ピストンの摺動範囲における一端部にあることを検出できる。そして、アウトドライブ装置の舵角度が舵中央となるときの位置へ向けてピストンの摺動方向を変更するため、アウトドライブ装置の舵角度を素早く舵中央とすることが可能となる。
　本発明の第六の態様によれば、第二及び第三ピストン検出センサからの電気信号に基づいてピストンが該ピストンの摺動範囲における端部にあることを検出できる。そして、アウトドライブ装置の舵角度が舵中央となるときの位置へ向けてピストンの摺動方向を変更するため、アウトドライブ装置の舵角度を素早く舵中央とすることが可能となる。また、アウトドライブ装置の舵角度が舵中央となるときに位置するピストンについて何らかの理由によって検出することができなかったとしても、再度、検出を行なうことが可能となる。これにより、アウトドライブ装置の舵角度を確実に舵中央とすることが可能となる。
アウトドライブ装置用操舵システムの全体構成を示す図。 アウトドライブ装置の構成を示す図。 アウトドライブ装置を備えた船体の挙動を示す一の図。 アウトドライブ装置を備えた船体の挙動を示す他の図。 操舵用油圧アクチュエータの構成を示す一の図。 操舵用油圧アクチュエータの構成を示す他の図。 スプールバルブの構成を示す図。 本発明の第一実施形態に係るアウトドライブ装置用操舵システムの制御フローを示す図。 本発明の第二実施形態に係るアウトドライブ装置用操舵システムの制御フローを示す図。 本発明の第三実施形態に係るアウトドライブ装置用操舵システムの制御フローを示す図。
　２　　　　操舵ハンドル
　１０　　　アウトドライブ装置
　１１　　　入力軸
　１２　　　切換クラッチ
　１３　　　駆動軸
　１４　　　出力軸
　１５　　　スクリュープロペラ
　１６　　　ジンバルリング
　１７　　　操舵アーム
　２０　　　操舵用油圧アクチュエータ
　２１　　　シリンダスリーブ
　２２　　　ピストン
　２３　　　ロッド
　２４　　　第一シリンダキャップ
　２５　　　第二シリンダキャップ
　２６　　　検出装置（磁気センサ）
　２７　　　第一ピストン検出センサ
　２８　　　第二ピストン検出センサ
　２９　　　第三ピストン検出センサ
　３０　　　スプールバルブ
　４０　　　制御装置
　５０　　　作動油ポンプ
　６０　　　作動油タンク
　１００　　アウトドライブ装置用操舵システム
　２２２　　永久磁石（磁力部材）
　次に、発明の実施の形態を説明する。
　まず、図１から図７を用いてアウトドライブ装置１０及びアウトドライブ装置用操舵システム１００について説明する。図１は、アウトドライブ装置１０を二台備えた、いわゆる二軸推進方式におけるアウトドライブ装置用操舵システム１００について図示したものである。しかし、例えば一軸推進方式等であっても良く、これに限定するものではない。
　アウトドライブ装置用操舵システム１００は、操舵ハンドル２の操作に応じてアウトドライブ装置１０を回動させる制御システムである。アウトドライブ装置用操舵システム１００は、主にアウトドライブ装置１０と、操舵用油圧アクチュエータ２０と、スプールバルブ３０と、制御装置４０と、から構成される。
　アウトドライブ装置１０は、スクリュープロペラ１５を回転させることによって船体１を推進させる推進装置である。また、アウトドライブ装置１０は、船体１の進行方向に対して回動することによって該船体１を旋回させる舵装置でもある。図２に示すように、アウトドライブ装置１０は、主に入力軸１１と、切換クラッチ１２と、駆動軸１３と、出力軸１４と、スクリュープロペラ１５と、から構成される。
　入力軸１１は、ユニバーサルジョイント４を介して伝達されたエンジン３の回転動力を切換クラッチ１２に伝達する回転軸である。入力軸１１の一端部は、エンジン３の出力軸に取り付けられたユニバーサルジョイント４と連結される。入力軸１１の他端部は、アッパーハウジング１０ｕの内部に配置された切換クラッチ１２と連結される。
　切換クラッチ１２は、入力軸１１等を介して伝達されたエンジン３の回転動力を正回転方向又は逆回転方向に切換可能とする回転方向切換装置である。切換クラッチ１２は、ディスクプレートを備えたインナードラムと連結された正回転用ベベルギア、ならびに、逆回転用ベベルギアを有し、入力軸１１に連結されたアウタードラムのプレッシャープレートをいずれのディスクプレートに押し付けるかによって回転方向の切り替えが行なわれる。
　駆動軸１３は、切換クラッチ１２等を介して伝達されたエンジン３の回転動力を出力軸１４に伝達する回転軸である。駆動軸１３の一端部に設けられたベベルギアは、切換クラッチ１２に設けられた正回転用ベベルギア、ならびに、逆回転用ベベルギアと歯合される。駆動軸１３の他端部に設けられたベベルギアは、ロアハウジング１０ｒの内部に配置された出力軸１４のベベルギアと歯合される。
　出力軸１４は、駆動軸１３等を介して伝達されたエンジン３の回転動力をスクリュープロペラ１５に伝達する回転軸である。出力軸１４の一端部に設けられたベベルギアは、上述したように駆動軸１３のベベルギアと歯合される。出力軸１４の他端部には、スクリュープロペラ１５が取り付けられている。
　スクリュープロペラ１５は、回転することによって推進力を発生させる回転体である。スクリュープロペラ１５は、出力軸１４等を介して伝達されたエンジン３の回転動力によって駆動され、回転軸周りに配置された複数枚のブレード１５ａが周囲の水をかくことによって推進力を発生させる。
　そして、アウトドライブ装置１０は、船体１の船尾板（トランサムボード）に取り付けられたジンバルハウジング５に支持されている。具体的には、アウトドライブ装置１０は、該アウトドライブ装置１０のジンバルリング１６が喫水線ｗｌから略垂直方向となるようにジンバルハウジング５に支持されている。なお、ジンバルリング１６とは、アウトドライブ装置１０に取り付けられた略円筒形状の回動軸である。アウトドライブ装置１０は、該ジンバルリング１６を中心として回動することが可能とされる。
　また、ジンバルリング１６の上方側端部には、船体１の内部へ延設された操舵アーム１７が取り付けられている。そして、操舵アーム１７は、ジンバルリング１６を中心にアウトドライブ装置１０を回動させる。なお、操舵アーム１７は、操舵ハンドル２の操作に応じて連動する操舵用油圧アクチュエータ２０によって駆動される。
　ここで、図３、図４を用いてアウトドライブ装置１０を備えた船体１の挙動について簡単に説明する。なお、図３、図４に示す矢印Ａの方向は、船体１の進行方向を示し、矢印Ｂの方向は、アウトドライブ装置１０によって発生した推進力の方向を示している。また、ここでは、アウトドライブ装置１０を二台備えた、いわゆる二軸推進方式を採用した船体１について説明しているが、当該推進方式に限定するものではない。
　図３（Ａ）に示すように、右舷側のアウトドライブ装置１０（右舷側アウトドライブ装置１０Ｒとする。）と左舷側のアウトドライブ装置１０（左舷側アウトドライブ装置１０Ｌとする。）の推進力を船体１の船首方向に対して平行とした場合、船体１は、各推進力の合力方向である前方へ進行することとなる。一方、図３（Ｂ）に示すように、右舷側アウトドライブ装置１０Ｒと左舷側アウトドライブ装置１０Ｌの推進力を船体１の船尾方向に対して平行とした場合、船体１は、各推進力の合力方向である後方へ進行することとなる。
　図３（Ｃ）に示すように、右舷側アウトドライブ装置１０Ｒの推進力を船体１の船首方向に対して左舷側斜め方向とし、左舷側アウトドライブ装置１０Ｌの推進力を船体１の船首方向に対して平行とした場合、船体１は、各推進力の合力方向である左斜め方向へ進行する。一方、図３（Ｄ）に示すように、左舷側アウトドライブ装置１０Ｌの推進力を船体１の船首方向に対して右舷側斜め方向とし、右舷側アウトドライブ装置１０Ｒの推進力を船体１の船首方向に対して平行とした場合、船体１は、各推進力の合力方向である右斜め方向へ進行する。
　なお、図３（Ｃ）、図３（Ｄ）に示すような操船においては、船体１の回頭性が抑えられるため、特に低船速時において船首方向を一定とした横滑り機動を実現することが可能となる。
　図４（Ａ）に示すように、右舷側アウトドライブ装置１０Ｒの推進力を船体１の船首方向に対して左舷側斜め方向とし、左舷側アウトドライブ装置１０Ｌの推進力を船体１の船尾方向に対して左舷側斜め方向とした場合、船体１は、各推進力の合力方向である左方向へ進行する。一方、図４（Ｂ）に示すように、左舷側アウトドライブ装置１０Ｌの推進力を船体１の船首方向に対して右舷側斜め方向とし、右舷側アウトドライブ装置１０Ｒの推進力を船体１の船尾方向に対して右舷側斜め方向とした場合、船体１は、各推進力の合力方向である右方向へ進行する。
　なお、図４（Ａ）、図４（Ｂ）に示すような操船においては、船体１に回頭モーメントが発生しないため、船首方向を一定とした平行機動を実現することが可能となる。このような平行機動を行なう場合、左右のアウトドライブ装置の方向角度を精度よく合わせる必要がある。
　図４（Ｃ）に示すように、右舷側アウトドライブ装置１０Ｒの推進力を船体１の船首方向に対して平行とし、左舷側アウトドライブ装置１０Ｌの推進力を船体１の船尾方向に対して平行とした場合、船体１は、回頭モーメントの発生方向である左方向へ旋回する。一方、図４（Ｄ）に示すように、左舷側アウトドライブ装置１０Ｌの推進力を船体１の船首方向に対して平行とし、右舷側アウトドライブ装置１０Ｒの推進力を船体１の船尾方向に対して平行とした場合、船体１は、回頭モーメントの発生方向である右方向へ旋回する。
　なお、図４（Ｃ）、図４（Ｄ）に示すような操船においては、船体１に回頭モーメントのみが発生するため、船体１は移動せずに船首方向のみを変更するとした旋回機動を実現することが可能となる。
　以上のように船体１の挙動は、アウトドライブ装置１０による推進力の方向を適宜に調節することによって自在に制御できる。そのため、アウトドライブ装置１０の回動角度、即ち、舵角度を正確に把握できることが重要となっていたのである。
　以下に、図５を用いてアウトドライブ装置１０を回動する操舵用油圧アクチュエータ２０の構成について説明する。操舵用油圧アクチュエータ２０は、アウトドライブ装置１０の操舵アーム１７を駆動して該アウトドライブ装置１０を回動させる油圧装置である。操舵用油圧アクチュエータ２０は、主にシリンダスリーブ２１と、ピストン２２と、ロッド２３と、第一シリンダキャップ２４と、第二シリンダキャップ２５と、検出装置２６と、第一ピストン検出センサ２７と、から構成される。なお、本実施形態に係る操舵用油圧アクチュエータ２０は、いわゆる片ロッド型の油圧アクチュエータであるが、図６に示すように両ロッド型であっても良い。
　シリンダスリーブ２１は、ピストン２２が摺動可能に内設される略円管形状の部材である。シリンダスリーブ２１の両端部には、周方向に突設された鍔部２１ｂが設けられている。鍔部２１ｂには、第一シリンダキャップ２４又は第二シリンダキャップ２５を固設するボルト穴が設けられている。
　ピストン２２は、油圧を受けることによってシリンダスリーブ２１の内部を摺動する略円筒形状の部材である。ピストン２２には、該ピストン２２の中心軸と同軸に貫通孔２２ｈが設けられており、該貫通孔２２ｈには、ロッド２３が挿通されている。また、ピストン２２の外周面には、その周方向にリング溝２２ｇ・２２ｇが平行に設けられており、該リング溝２２ｇ・２２ｇには、シールリング２２１・２２１が環装されている。更に、各シールリング２２１・２２１の間であってピストン２２の外周面には、磁力部材として永久磁石２２２が取り付けられている。
　ロッド２３は、ピストン２２の摺動を操舵アーム１７に伝達する略円筒形状の部材である。ロッド２３の一端部には、該ロッド２３の外径を縮径した縮径部２３ｔａが設けられている。そして、ロッド２３は、ピストン２２の貫通孔２２ｈに縮径部２３ｔａを挿通した状態でナット２３１が螺合されて該ピストン２２と固設される。また、ロッド２３の他端部には、該ロッド２３の外径を縮径した縮径部２３ｔｂが設けられている。そして、ロッド２３は、クレビス１８の貫通孔１８ｈに縮径部２３ｔｂを挿通した状態でナット２３２が螺合されて該クレビス１８と固設される。なお、クレビス１８とは、ロッド２３と操舵アーム１７とを連結する連結部材である。
　第一シリンダキャップ２４は、シリンダスリーブ２１の一端部を密封する蓋部材である。第一シリンダキャップ２４には、シリンダスリーブ２１とピストン２２とで構成された第一油室Ｏｃ１に連通する第一油路２４ｐが設けられている。また、シリンダスリーブ２１に嵌入される周壁面には、その周方向にリング溝２４ｇが設けられてシールリング２４１が環装されている。これにより、第一油室Ｏｃ１は、所定の油圧に耐え得る耐圧室を構成している。
　第二シリンダキャップ２５は、シリンダスリーブ２１の他端部を密封するとともに、ロッド２３を摺動可能に支持する軸受部材である。第二シリンダキャップ２５には、シリンダスリーブ２１とピストン２２とで構成された第二油室Ｏｃ２に連通する第二油路２５ｐが設けられている。また、シリンダスリーブ２１に嵌入される周壁面には、その周方向にリング溝２５ｇａが設けられてシールリング２５１が環装されている。更に、第二シリンダキャップ２５には、シリンダスリーブ２１の中心軸と同軸に貫通孔２５ｈが設けられており、該貫通孔２５ｈには、ロッド２３が摺動可能に挿通される。なお、貫通孔２５ｈの内周面には、その周方向にリング溝２５ｇｂが設けられており、該リング溝２５ｇｂには、シールリング２５２が嵌挿されている。これにより、第二油室Ｏｃ２は、所定の油圧に耐え得る耐圧室を構成している。
　検出装置２６は、ピストン２２の位置を検出する非接触式センサである。本実施形態においては、ピストン２２に取り付けられた永久磁石２２２の位置を検出する磁気センサとしている。検出装置２６は、少なくともピストン２２が摺動できる範囲において該ピストン２２の摺動方向に対して平行となるようにシリンダスリーブ２１の外周面に取り付けられている。
　検出装置２６は、主に磁束密度の変化に応じて出力電圧を変換する、いわゆるホール素子で構成されている。ホール素子は、磁界と電流の相互作用によって電子にローレンツ力が作用することを利用し、ローレンツ力に起因する電位差（ホール電圧）から磁界の強さを検出する。但し、磁界の強さに応じて電気抵抗値が変化する磁気抵抗素子等を用いても良く、これに限定するものではない。
　このような構成により、ピストン２２の位置は、検出装置２６によって検出される。詳細には、ピストン２２に取り付けられた永久磁石２２２が検出装置２６によって検出される。これにより、検出されたピストン２２の位置からロッド２３による操舵アーム１７の駆動量を算出することができ、角度検出センサ等を配置したリンク機構がなくともアウトドライブ装置１０の回動角度、即ち、舵角度を把握することが可能となる。
　従って、アウトドライブ装置１０は、舵角度を高い精度で把握でき、且つ、小型化によって搭載性を向上させることが可能となるのである。
　また、本操舵用油圧アクチュエータ２０には、第一ピストン検出センサ２７が備えられている。第一ピストン検出センサ２７は、ピストン２２に取り付けられた永久磁石２２２を検出する磁気センサである。第一ピストン検出センサ２７は、アウトドライブ装置１０の舵角度が舵中央となるときに位置するピストン２２について検出することができる箇所に取り付けられている。これにより、制御装置４０は、アウトドライブ装置１０の舵角度が舵中央となる位置にピストン２２があることを確認できるのである。
　第一ピストン検出センサ２７は、主に磁束密度の変化に応じて出力電圧を変換する、いわゆるホール素子で構成されている。ホール素子は、磁界と電流の相互作用によって電子にローレンツ力が作用することを利用し、ローレンツ力に起因する電位差（ホール電圧）から磁界の強さを検出する。但し、磁界の強さに応じて電気抵抗値が変化する磁気抵抗素子等を用いても良く、これに限定するものではない。
　スプールバルブ３０は、作動油の流動方向を変更することによってピストン２２の摺動方向を切り替える切換バルブである。図７に示すように、スプールバルブ３０は、主にバルブボディ３１と、スプールシャフト３２と、電動アクチュエータ３３と、から構成される。
　バルブボディ３１は、その内部にスプールシャフト３２が摺動可能に内設される略円管形状の部材である。バルブボディ３１には、スプールシャフト３２が内設されるバレル孔３１ｈが設けられている。バレル孔３１ｈには、操舵用油圧アクチュエータ２０の各油路２４ｐ・２５ｐと連通される給排ポート３１ｐａ・３１ｐｂが設けられている。また、バレル孔３１ｈには、作動油ポンプ５０と連通されるポンプポート３１ｐｐ、ならびに、作動油タンク６０と連通されるリターンポート３１ｒｐが設けられている。更に、バルブボディ３１には、スプールシャフト３２が所定の位置にあることを条件として給排ポート３１ｐｂとリターンポート３１ｒｐとを連通する油路３１ｏｌが設けられている。
　スプールシャフト３２は、電動アクチュエータ３３によってシリンダスリーブ２１の内部を摺動する略円筒形状の部材である。スプールシャフト３２には、該スプールシャフト３２の外径を縮径した縮径部３２ｔａ・３２ｔｂ・３２ｔｃが設けられている。スプールシャフト３２は、バレル孔３１ｈ内を摺動することによって各ポート３１ｐａ・３１ｐｂ・３１ｐｐ・３１ｒｐどうしを連通又は遮断する。
　電動アクチュエータ３３は、制御装置４０からの制御信号によってスプールシャフト３２を駆動する動力源である。本電動アクチュエータ３３は、複動可変式電磁アクチュエータであって、励磁された電磁コイルに可動鉄心が吸着することを利用してスプールシャフト３２を駆動する。
　制御装置４０は、操舵ハンドル２や検出装置２６等からの電気信号に基づいて制御信号を作成するとともに、作成した制御信号をスプールバルブ３０の電動アクチュエータ３３等に送信する。また、制御装置４０は、全地球測位システム（ＧＰＳ：Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）からの情報に基づいて制御信号を作成するとともに、作成した制御信号を電動アクチュエータ３３等に送信することも可能としている。つまり、制御装置４０は、オペレータが手動で行なう操船のほかに、自らの位置と設定されている目的地とから航路を算出して自動で操船を行なう、いわゆる自動航法を可能としている。
　以下に本発明の第一実施形態に係るアウトドライブ装置用操舵システム１００の制御態様について説明する。図８は、アウトドライブ装置用操舵システム１００の制御フローを示したものである。
　制御装置４０は、操舵用油圧アクチュエータ２０に取り付けられた検出装置２６の故障等、何らかの理由によってアウトドライブ装置１０の舵角度が不明になったと判断した場合に以下に説明する制御を開始する。
　まず、ステップＳ１０１において制御装置４０は、本制御を実行するか否かの許否スイッチがどのような状態にあるかを判断する。つまり、制御装置４０は、アウトドライブ装置１０の舵角度が不明になった場合に該アウトドライブ装置１０の舵角度を自動的に舵中央とするか否かの判断を行なう。
　そして、制御装置４０は、許否スイッチが入状態である、即ち、アウトドライブ装置１０の舵角度を舵中央とする制御を行なうと判断した場合にステップＳ１０２へ移行し、許否スイッチが切状態である、即ち、アウトドライブ装置１０の舵角度を舵中央とする制御を行なわないと判断した場合に同制御を終了する。
　ステップＳ１０２において制御装置４０は、スプールバルブ３０の電動アクチュエータ３３に制御信号を送信することによってスプールシャフト３２を所定の位置まで摺動させる（図７Ｂ参照）。これにより、操舵用油圧アクチュエータ２０のピストン２２は、図５、図６に示す矢印Ｌの方向に摺動する。
　具体的に説明すると制御装置４０は、スプールシャフト３２を摺動させることによって給排ポート３１ｐａとポンプポート３１ｐｐとを連通させ、給排ポート３１ｐｂとリターンポート３１ｒｐとを連通させる（図７Ｂ参照。）。これにより、作動油ポンプ５０から圧送された作動油は、第一油路２４ｐを通って第一油室Ｏｃ１へ供給され、第二油室Ｏｃ２内の作動油は、第二油路２５ｐを通って作動油タンク６０へ戻される。こうすることで、第一油室Ｏｃ１に掛かる油圧は、第二油室Ｏｃ２に掛かる油圧よりも高くなり、第一油室Ｏｃ１と第二油室Ｏｃ２とを隔てるピストン２２は、第二油室Ｏｃ２側へ摺動するのである。
　ステップＳ１０３において制御装置４０は、該制御装置４０に内蔵されたタイマーのカウントアップを開始する。これにより、制御装置４０は、ステップＳ１０２において制御信号を送信してからの経過時間を把握することができ、ピストン２２の位置を予測することを可能としている。
　ステップＳ１０４において制御装置４０は、ステップＳ１０２又は後述するステップＳ１１５において制御信号を送信してからの経過時間が所定時間を超えたか否かを判断する。なお、この所定時間は、ピストン２２の摺動範囲における一端部から他端部まで該ピストン２２が摺動した場合の所要時間の半分に等しいとされる。
　そして、制御装置４０は、ステップＳ１０２において制御信号を送信してからの経過時間が所定時間を超えていない、即ち、ピストン２２が摺動範囲における一端部まで到達していない可能性があると判断した場合にステップＳ１０５へ移行する。一方、制御装置４０は、ステップＳ１０２において制御信号を送信してからの経過時間が所定時間を超えた、即ち、ピストン２２が摺動範囲における一端部に到達していると判断した場合にステップＳ１１５へ移行する。
　ステップＳ１１５において制御装置４０は、スプールバルブ３０の電動アクチュエータ３３に制御信号を送信することによってスプールシャフト３２を所定の位置まで摺動させる（図７Ｃ参照）。これにより、操舵用油圧アクチュエータ２０のピストン２２は、図５、図６に示す矢印Ｒの方向に摺動する。つまり、アウトドライブ装置１０の舵角度が舵中央となるときの位置へ向けてピストン２２の摺動方向を変更する。
　具体的に説明すると制御装置４０は、スプールシャフト３２を摺動させることによって給排ポート３１ｐａとリターンポート３１ｒｐとを連通させ、給排ポート３１ｐｂとポンプポート３１ｐｐとを連通させる（図７Ｃ参照。）。これにより、作動油ポンプ５０から圧送された作動油は、第二油路２５ｐを通って第二油室Ｏｃ２へ供給され、第一油室Ｏｃ１内の作動油は、第一油路２４ｐを通って作動油タンク６０へ戻される。こうすることで、第二油室Ｏｃ２に掛かる油圧は、第一油室Ｏｃ１に掛かる油圧よりも高くなり、第二油室Ｏｃ２と第一油室Ｏｃ１とを隔てるピストン２２は、第一油室Ｏｃ１側へ摺動するのである。
　ステップＳ１１６において制御装置４０は、該制御装置４０に内蔵されたタイマーのカウントアップを開始する。これにより、制御装置４０は、ステップＳ１１５において制御信号を送信してからの経過時間を把握することができ、ピストン２２の位置を予測することを可能としている。
　ステップＳ１０５において制御装置４０は、第一ピストン検出センサ２７がピストン２２を検出したか否かを判断する。詳細には、磁気センサである第一ピストン検出センサ２７がピストン２２に取り付けられた永久磁石２２２を検出したか否かを判断する。なお、上述したように、第一ピストン検出センサ２７は、アウトドライブ装置１０の舵角度が舵中央となるときに位置するピストン２２について検出することができる箇所に取り付けられている。
　そして、制御装置４０は、第一ピストン検出センサ２７がピストン２２を検出した、即ち、ピストン２２がアウトドライブ装置１０の舵角度を舵中央とする位置にあると判断した場合にステップＳ１０６へ移行する。一方、制御装置４０は、第一ピストン検出センサ２７がピストン２２を検出できない、即ち、ピストン２２がアウトドライブ装置１０の舵角度を舵中央とする位置にないと判断した場合にステップＳ１０４へ戻す。
　ステップＳ１０６において制御装置４０は、スプールバルブ３０の電動アクチュエータ３３に制御信号を送信することによってスプールシャフト３２を所定の位置まで摺動させる（図７Ａ参照）。これにより、操舵用油圧アクチュエータ２０のピストン２２は、アウトドライブ装置１０の舵角度が舵中央となる位置で停止する。
　具体的に説明すると制御装置４０は、スプールシャフト３２を摺動させることによって各ポート３１ｐａ・３１ｐｂ・３１ｐｐ・３１ｒｐを遮断させる（図７Ａ参照。）。これにより、作動油ポンプ５０から圧送された作動油は、第一油室Ｏｃ１や第二油室Ｏｃ２へ供給されず、各油室Ｏｃ１・Ｏｃ２内の作動油も作動油タンク６０へ戻されない。こうすることで、第一油室Ｏｃ１と第二油室Ｏｃ２とを隔てるピストン２２は、アウトドライブ装置１０の舵角度が舵中央となる位置で停止するのである。
　このような構成により、制御装置４０は、第一ピストン検出センサ２７からの電気信号に基づいてピストン２２の停止位置を制御できる。このため、アウトドライブ装置１０の舵角度を正確に舵中央とすることが可能となるのである。
　なお、本実施形態においては、ステップＳ１０２においてピストン２２を第二油室Ｏｃ２側へ摺動するものとし（図５、図６中矢印Ｌ参照。）、ステップＳ１１５においてピストン２２を第一油室Ｏｃ１側へ摺動するものとしている（図５、図６中矢印Ｒ参照。）。しかし、それぞれ逆方向に摺動するとしても良く、ピストン２２の摺動方向について限定するものではない。
　次に本発明の第二実施形態に係るアウトドライブ装置用操舵システム２００の制御態様について説明する。図９は、アウトドライブ装置用操舵システム２００の制御フローを示したものである。なお、本実施形態においては、第一ピストン検出センサ２７に加えて第二ピストン検出センサ２８が備えられる点で第一実施形態に係るアウトドライブ装置用操舵システム１００と相異する。また、第二ピストン検出センサ２８は、ピストン２２の摺動範囲における一端部（ストローク最大位置）に設けられている。
　制御装置４０は、操舵用油圧アクチュエータ２０に取り付けられた検出装置２６の故障等、何らかの理由によってアウトドライブ装置１０の舵角度が不明になったと判断した場合に以下に説明する制御を開始する。
　まず、ステップＳ２０１において制御装置４０は、本制御を実行するか否かの許否スイッチがどのような状態にあるかを判断する。つまり、制御装置４０は、アウトドライブ装置１０の舵角度が不明になった場合に該アウトドライブ装置１０の舵角度を自動的に舵中央とするか否かの判断を行なう。
　そして、制御装置４０は、許否スイッチが入状態である、即ち、アウトドライブ装置１０の舵角度を舵中央とする制御を行なうと判断した場合にステップＳ２０２へ移行し、許否スイッチが切状態である、即ち、アウトドライブ装置１０の舵角度を舵中央とする制御を行なわないと判断した場合に同制御を終了する。
　ステップＳ２０２において制御装置４０は、スプールバルブ３０の電動アクチュエータ３３に制御信号を送信することによってスプールシャフト３２を所定の位置まで摺動させる（図７Ｂ参照）。これにより、操舵用油圧アクチュエータ２０のピストン２２は、図５、図６に示す矢印Ｌの方向に摺動する。
　具体的に説明すると制御装置４０は、スプールシャフト３２を摺動させることによって給排ポート３１ｐａとポンプポート３１ｐｐとを連通させ、給排ポート３１ｐｂとリターンポート３１ｒｐとを連通させる（図７Ｂ参照。）。これにより、作動油ポンプ５０から圧送された作動油は、第一油路２４ｐを通って第一油室Ｏｃ１へ供給され、第二油室Ｏｃ２内の作動油は、第二油路２５ｐを通って作動油タンク６０へ戻される。こうすることで、第一油室Ｏｃ１に掛かる油圧は、第二油室Ｏｃ２に掛かる油圧よりも高くなり、第一油室Ｏｃ１と第二油室Ｏｃ２とを隔てるピストン２２は、第二油室Ｏｃ２側へ摺動するのである。
　ステップＳ２０３において制御装置４０は、第二ピストン検出センサ２８がピストン２２を検出したか否かを判断する。詳細には、磁気センサである第二ピストン検出センサ２８がピストン２２に取り付けられた永久磁石２２２を検出したか否かを判断する。なお、上述したように、第二ピストン検出センサ２８は、ピストン２２の摺動範囲における一端部（ストローク最大位置）に設けられている。
　そして、制御装置４０は、第二ピストン検出センサ２８がピストン２２を検出した、即ち、ピストン２２が該ピストン２２の摺動範囲における一端部（ストローク最大位置）にあると判断した場合にステップＳ２１４へ移行する。一方、制御装置４０は、第二ピストン検出センサ２８がピストン２２を検出できない、即ち、ピストン２２が該ピストン２２の摺動範囲における一端部（ストローク最大位置）にないと判断した場合にステップＳ２０４へ移行する。
　ステップＳ２１４において制御装置４０は、スプールバルブ３０の電動アクチュエータ３３に制御信号を送信することによってスプールシャフト３２を所定の位置まで摺動させる（図７Ｃ参照）。これにより、操舵用油圧アクチュエータ２０のピストン２２は、図５、図６に示す矢印Ｒの方向に摺動する。つまり、アウトドライブ装置１０の舵角度が舵中央となるときの位置へ向けてピストン２２の摺動方向を変更する。
　具体的に説明すると制御装置４０は、スプールシャフト３２を摺動させることによって給排ポート３１ｐａとリターンポート３１ｒｐとを連通させ、給排ポート３１ｐｂとポンプポート３１ｐｐとを連通させる（図７Ｃ参照。）。これにより、作動油ポンプ５０から圧送された作動油は、第二油路２５ｐを通って第二油室Ｏｃ２へ供給され、第一油室Ｏｃ１内の作動油は、第一油路２４ｐを通って作動油タンク６０へ戻される。こうすることで、第二油室Ｏｃ２に掛かる油圧は、第一油室Ｏｃ１に掛かる油圧よりも高くなり、第二油室Ｏｃ２と第一油室Ｏｃ１とを隔てるピストン２２は、第一油室Ｏｃ１側へ摺動するのである。
　ステップＳ２０４において制御装置４０は、第一ピストン検出センサ２７がピストン２２を検出したか否かを判断する。詳細には、磁気センサである第一ピストン検出センサ２７がピストン２２に取り付けられた永久磁石２２２を検出したか否かを判断する。なお、第一ピストン検出センサ２７は、第一実施形態に係るアウトドライブ装置用操舵システム１００と同様にアウトドライブ装置１０の舵角度が舵中央となるときに位置するピストン２２について検出することができる箇所に配置されている。
　そして、制御装置４０は、第一ピストン検出センサ２７がピストン２２を検出した、即ち、ピストン２２がアウトドライブ装置１０の舵角度を舵中央とする位置にあると判断した場合にステップＳ２０５へ移行する。一方、制御装置４０は、第一ピストン検出センサ２７がピストン２２を検出できない、即ち、ピストン２２がアウトドライブ装置１０の舵角度を舵中央とする位置にないと判断した場合にステップＳ２０３へ戻す。
　ステップＳ２０５において制御装置４０は、スプールバルブ３０の電動アクチュエータ３３に制御信号を送信することによってスプールシャフト３２を所定の位置まで摺動させる（図７Ａ参照）。これにより、操舵用油圧アクチュエータ２０のピストン２２は、アウトドライブ装置１０の舵角度が舵中央となる位置で停止する。
　具体的に説明すると制御装置４０は、スプールシャフト３２を摺動させることによって各ポート３１ｐａ・３１ｐｂ・３１ｐｐ・３１ｒｐを遮断させる（図７Ａ参照。）。これにより、作動油ポンプ５０から圧送された作動油は、第一油室Ｏｃ１や第二油室Ｏｃ２へ供給されず、各油室Ｏｃ１・Ｏｃ２内の作動油も作動油タンク６０へ戻されない。こうすることで、第一油室Ｏｃ１と第二油室Ｏｃ２とを隔てるピストン２２は、アウトドライブ装置１０の舵角度が舵中央となる位置で停止するのである。
　このような構成により、制御装置４０は、ピストン２２が該ピストン２２の摺動範囲における一端部（ストローク最大位置）にあることを検出できる。そして、制御装置４０は、所定時間の経過を待つことなく、アウトドライブ装置１０の舵角度が舵中央となるときの位置へ向けてピストン２２の摺動方向を変更するため、アウトドライブ装置１０の舵角度を素早く舵中央とすることが可能となるのである。
　なお、本実施形態においては、ステップＳ２０２においてピストン２２を第二油室Ｏｃ２側へ摺動するものとし（図５、図６中矢印Ｌ参照。）、ステップＳ２１４においてピストン２２を第一油室Ｏｃ１側へ摺動するものとしている（図５、図６中矢印Ｒ参照。）。しかし、それぞれ逆方向に摺動するとしても良く、ピストン２２の摺動方向について限定するものではない。但し、このときの第二ピストン検出センサ２８の取り付け箇所は、ピストン２２の摺動範囲における他端部（ストローク最小位置）とする必要があることに留意する。
　次に本発明の第三実施形態に係るアウトドライブ装置用操舵システム３００の制御態様について説明する。図１０は、アウトドライブ装置用操舵システム３００の制御フローを示したものである。なお、実施形態においては、第一ピストン検出センサ２７に加えて第二ピストン検出センサ２８及び第三ピストン検出センサ２９が備えられる点で第一実施形態に係るアウトドライブ装置用操舵システム１００と相異する。また、第二ピストン検出センサ２８は、ピストン２２の摺動範囲における一端部（ストローク最大位置）に設けられ、第三ピストン検出センサ２９は、ピストン２２の摺動範囲における他端部（ストローク最小位置）に設けられている。
　制御装置４０は、操舵用油圧アクチュエータ２０に取り付けられた検出装置２６の故障等、何らかの理由によってアウトドライブ装置１０の舵角度が不明になったと判断した場合に以下に説明する制御を開始する。
　まず、ステップＳ３０１において制御装置４０は、本制御を実行するか否かの許否スイッチがどのような状態にあるかを判断する。つまり、制御装置４０は、アウトドライブ装置１０の舵角度が不明になった場合に該アウトドライブ装置１０の舵角度を自動的に舵中央とするか否かの判断を行なう。
　そして、制御装置４０は、許否スイッチが入状態である、即ち、アウトドライブ装置１０の舵角度を舵中央とする制御を行なうと判断した場合にステップＳ３０２へ移行し、許否スイッチが切状態である、即ち、アウトドライブ装置１０の舵角度を舵中央とする制御を行なわないと判断した場合に同制御を終了する。
　ステップＳ３０２において制御装置４０は、スプールバルブ３０の電動アクチュエータ３３に制御信号を送信することによってスプールシャフト３２を所定の位置まで摺動させる（図７Ｂ参照）。これにより、操舵用油圧アクチュエータ２０のピストン２２は、図５、図６に示す矢印Ｌの方向に摺動することとなる。
　具体的に説明すると制御装置４０は、スプールシャフト３２を摺動させることによって給排ポート３１ｐａとポンプポート３１ｐｐとを連通させ、給排ポート３１ｐｂとリターンポート３１ｒｐとを連通させる（図７Ｂ参照。）。これにより、作動油ポンプ５０から圧送された作動油は、第一油路２４ｐを通って第一油室Ｏｃ１へ供給され、第二油室Ｏｃ２内の作動油は、第二油路２５ｐを通って作動油タンク６０へ戻される。こうすることで、第一油室Ｏｃ１に掛かる油圧は、第二油室Ｏｃ２に掛かる油圧よりも高くなり、第一油室Ｏｃ１と第二油室Ｏｃ２とを隔てるピストン２２は、第二油室Ｏｃ２側へ摺動するのである。
　ステップＳ３０３において制御装置４０は、第二ピストン検出センサ２８がピストン２２を検出したか否かを判断する。詳細には、磁気センサである第二ピストン検出センサ２８がピストン２２に取り付けられた永久磁石２２２を検出したか否かを判断する。なお、上述したように、第二ピストン検出センサ２８は、ピストン２２の摺動範囲における一端部（ストローク最大位置）に設けられている。
　そして、制御装置４０は、第二ピストン検出センサ２８がピストン２２を検出した、即ち、ピストン２２が該ピストン２２の摺動範囲における一端部（ストローク最大位置）にあると判断した場合にステップＳ３１４へ移行する。一方、制御装置４０は、第二ピストン検出センサ２８がピストン２２を検出できない、即ち、ピストン２２が該ピストン２２の摺動範囲における一端部（ストローク最大位置）にないと判断した場合にステップＳ３０４へ移行する。
　ステップＳ３１４において制御装置４０は、スプールバルブ３０の電動アクチュエータ３３に制御信号を送信することによってスプールシャフト３２を所定の位置まで摺動させる（図７Ｃ参照）。これにより、操舵用油圧アクチュエータ２０のピストン２２は、図５、図６に示す矢印Ｒの方向に摺動することとなる。つまり、アウトドライブ装置１０の舵角度が舵中央となるときの位置へ向けてピストン２２の摺動方向を変更する。
　具体的に説明すると制御装置４０は、スプールシャフト３２を摺動させることによって給排ポート３１ｐａとリターンポート３１ｒｐとを連通させ、給排ポート３１ｐｂとポンプポート３１ｐｐとを連通させる（図７Ｃ参照。）。これにより、作動油ポンプ５０から圧送された作動油は、第二油路２５ｐを通って第二油室Ｏｃ２へ供給され、第一油室Ｏｃ１内の作動油は、第一油路２４ｐを通って作動油タンク６０へ戻される。こうすることで、第二油室Ｏｃ２に掛かる油圧は、第一油室Ｏｃ１に掛かる油圧よりも高くなり、第二油室Ｏｃ２と第一油室Ｏｃ１とを隔てるピストン２２は、第一油室Ｏｃ１側へ摺動するのである。
　ステップＳ３０４において制御装置４０は、第三ピストン検出センサ２９がピストン２２を検出したか否かを判断する。詳細には、磁気センサである第三ピストン検出センサ２９がピストン２２に取り付けられた永久磁石２２２を検出したか否かを判断する。なお、上述したように、第三ピストン検出センサ２９は、ピストン２２の摺動範囲における他端部（ストローク最小位置）に設けられている。
　そして、制御装置４０は、第三ピストン検出センサ２９がピストン２２を検出した、即ち、ピストン２２が該ピストン２２の摺動範囲における他端部（ストローク最小位置）にあると判断した場合にステップＳ３１５へ移行する。一方、制御装置４０は、第三ピストン検出センサ２９がピストン２２を検出できない、即ち、ピストン２２が該ピストン２２の摺動範囲における他端部（ストローク最小位置）にないと判断した場合にステップＳ３０５へ移行する。
　ステップＳ３１５において制御装置４０は、スプールバルブ３０の電動アクチュエータ３３に制御信号を送信することによってスプールシャフト３２を所定の位置まで摺動させる（図７Ｂ参照）。これにより、操舵用油圧アクチュエータ２０のピストン２２は、図５、図６に示す矢印Ｌの方向に摺動することとなる。つまり、アウトドライブ装置１０の舵角度が舵中央となるときの位置へ向けてピストン２２の摺動方向を変更する。
　具体的に説明すると制御装置４０は、スプールシャフト３２を摺動させることによって給排ポート３１ｐａとポンプポート３１ｐｐとを連通させ、給排ポート３１ｐｂとリターンポート３１ｒｐとを連通させる（図７Ｂ参照。）。これにより、作動油ポンプ５０から圧送された作動油は、第一油路２４ｐを通って第一油室Ｏｃ１へ供給され、第二油室Ｏｃ２内の作動油は、第二油路２５ｐを通って作動油タンク６０へ戻される。こうすることで、第一油室Ｏｃ１に掛かる油圧は、第二油室Ｏｃ２に掛かる油圧よりも高くなり、第一油室Ｏｃ１と第二油室Ｏｃ２とを隔てるピストン２２は、第二油室Ｏｃ２側へ摺動するのである。
　ステップＳ３０５において制御装置４０は、第一ピストン検出センサ２７がピストン２２を検出したか否かを判断する。詳細には、磁気センサである第一ピストン検出センサ２７がピストン２２に取り付けられた永久磁石２２２を検出したか否かを判断する。なお、第一ピストン検出センサ２７は、第一実施形態に係るアウトドライブ装置用操舵システム１００と同様にアウトドライブ装置１０の舵角度が舵中央となるときに位置するピストン２２について検出することができる箇所に配置されている。
　そして、制御装置４０は、第一ピストン検出センサ２７がピストン２２を検出した、即ち、ピストン２２がアウトドライブ装置１０の舵角度を舵中央とする位置にあると判断した場合にステップＳ３０６へ移行する。一方、制御装置４０は、第一ピストン検出センサ２７がピストン２２を検出できない、即ち、ピストン２２がアウトドライブ装置１０の舵角度を舵中央とする位置にないと判断した場合にステップＳ３０３へ戻す。
　ステップＳ３０６において制御装置４０は、スプールバルブ３０の電動アクチュエータ３３に制御信号を送信することによってスプールシャフト３２を所定の位置まで摺動させる（図７Ａ参照）。これにより、操舵用油圧アクチュエータ２０のピストン２２は、アウトドライブ装置１０の舵角度が舵中央となる位置で停止することとなる。
　具体的に説明すると制御装置４０は、スプールシャフト３２を摺動させることによって各ポート３１ｐａ・３１ｐｂ・３１ｐｐ・３１ｒｐを遮断させる（図７Ａ参照。）。これにより、作動油ポンプ５０から圧送された作動油は、第一油室Ｏｃ１や第二油室Ｏｃ２へ供給されず、各油室Ｏｃ１・Ｏｃ２内の作動油も作動油タンク６０へ戻されない。こうすることで、第一油室Ｏｃ１と第二油室Ｏｃ２とを隔てるピストン２２は、アウトドライブ装置１０の舵角度が舵中央となる位置で停止するのである。
　このような構成により、制御装置４０は、ピストン２２が該ピストン２２の摺動範囲における端部（ストローク最大位置及びストローク最小位置）にあることを検出できる。そして、制御装置４０は、所定時間の経過を待つことなく、アウトドライブ装置１０の舵角度が舵中央となるときの位置へ向けてピストン２２の摺動方向を変更するため、アウトドライブ装置１０の舵角度を素早く舵中央とすることが可能となるのである。また、アウトドライブ装置１０の舵角度が舵中央となるときに位置するピストン２２について何らかの理由によって検出することができなかったとしても、再度、検出を行なうことができるため、アウトドライブ装置１０の舵角度を確実に舵中央とすることが可能となるのである。
　なお、本実施形態においては、ステップＳ３０２においてピストン２２を第二油室Ｏｃ２側へ摺動するものとし（図５、図６中矢印Ｌ参照。）、ステップＳ３１４においてピストン２２を第一油室Ｏｃ１側へ摺動するものとし（図５、図６中矢印Ｒ参照。）、ステップＳ３１５においてピストン２２を第二油室Ｏｃ２側へ摺動するものとしている（図５、図６中矢印Ｌ参照。）。しかし、それぞれ逆方向に摺動するとしても良く、ピストン２２の摺動方向について限定するものではない。
　本発明は、アウトドライブ装置及びアウトドライブ装置用操舵システムの技術に利用可能である。

Claims (6)

  1. 　シリンダスリーブと、
    　前記シリンダスリーブに摺動可能に内設されたピストンと、から構成される操舵用油圧アクチュエータを備えたアウトドライブ装置であって、
    　前記シリンダスリーブに検出装置を具備し、
    　前記検出装置が前記ピストンの位置を検出することによって舵角度を把握する、としたことを特徴とするアウトドライブ装置。
  2. 　前記検出装置は、非接触式センサである、としたことを特徴とする請求項１に記載のアウトドライブ装置。
  3. 　前記非接触式センサは、前記ピストンに設けられた磁力部材を検出する磁気センサである、としたことを特徴とする請求項２に記載のアウトドライブ装置。
  4. 　前記操舵用油圧アクチュエータの作動油の流動方向を変更して前記ピストンの摺動方向を切り替えるスプールバルブと、
    　前記スプールバルブに制御信号を送信して作動油の流動方向を変更させる制御装置と、
    　前記アウトドライブ装置の舵角度が舵中央となるときに位置する前記ピストンについて検出できる第一ピストン検出センサと、を具備し、
    　前記制御装置は、前記検出装置が故障等した場合、前記第一ピストン検出センサからの電気信号に基づいて前記スプールバルブを制御することで前記アウトドライブ装置の舵角度を舵中央とする、としたことを特徴とする請求項１に記載したアウトドライブ装置のアウトドライブ装置用操舵システム。
  5. 　摺動範囲における一端部に位置する前記ピストンについて検出できる第二ピストン検出センサを具備し、
    　前記制御装置は、前記第二ピストン検出センサからの電気信号に基づいて前記スプールバルブを制御することで前記ピストンの摺動方向を変更する、としたことを特徴とする請求項４に記載のアウトドライブ装置用操舵システム。
  6. 　摺動範囲における一端部に位置する前記ピストンについて検出できる第二ピストン検出センサと、摺動範囲における他端部に位置する前記ピストンについて検出できる第三ピストン検出センサと、を具備し、
    　前記制御装置は、前記第二ピストン検出センサ及び前記第三ピストン検出センサからの電気信号に基づいて前記スプールバルブを制御することで前記ピストンの摺動方向を変更する、としたことを特徴とする請求項４に記載のアウトドライブ装置用操舵システム。
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