JP2837447B2 - 船外機のパワーステアリング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は、船外機の操舵をパワーアシストする船外
機のパワーステアリング装置に係り、特にアシスト力を
好適に制御できる船外機のパワーステアリング装置に関
する。

（従来の技術） 第８図は、従来の船外機の操舵装置を示す斜視図であ
る。

船体１の運転席に設置されたステアリングホイール２
を運転員が操作すると、ステアリングシャフト３を介し
てギアボックス４内のギアが回転し、このギアによって
ステアリングケーブル５のインナケーブル６が作動す
る。ステアリングケーブル５は、アウタケーブル７内に
インナケーブル６を収納したものであり、このインナケ
ーブル６はプッシュプルケーブルである。さらに、ステ
アリングケーブル５は、ギアボックス４から、船外機が
取り付けられた船体１の後部まで延在して配設される。

一方、船外機８は、第２図（船外機本体については本
発明も従来例と同様である）にも示すように、ドライブ
シャフトハウジング９等を備えた船外機本体10に、スイ
ベルブラケット11およびクランプブラケット12が取り付
けられたものである。船外機本体10は、この船外機本体
10に固定されたパイロットシャフト（図示せず）を介し
てスイベルブラケット11に水平回転可能に支持される。
このスイベルブラケット11は、クランプブラケットシャ
フト13を介してクランプブラケット12に垂直回転可能に
支持される。このクランプブラケット12が船体１のトラ
ンサムを把持することにより、船外機本体10が船体１に
取り付けられる。

第８図に示す上記ステアリングケーブル５のアウタケ
ーブル７は、クランプブラケットシャフト13の一端に固
定される。クランプブラケットシャフト13は、中空円筒
形状であり、インナケーブル６はこのクランプブラケッ
トシャフト13を貫通して反対側まで延びる。このインナ
ケーブル６の先端にリンク機構14が取り付けられる。こ
のリンク機構14は、略Ｌ字形状のドラックリンク15と、
ステアリングブラケット16とが連結されて構成される。
ドラックリンク15がステアリングケーブル５のインナケ
ーブル６先端に固着され、ステアリングブラケット16が
船外機本体10に固定される。したがって、ステアリング
ケーブル５のインナケーブル６の移動により、リンク機
構14を介して船外機本体10がパイロットシャフトを介し
水平回転し、操舵される。

ところが、このような運転員の手動のみに基づく従来
の操舵装置では、船体１の航行条件、つまり、波や風あ
るいは船体速度や船外機のトリム角さらにはプロペラの
回転方向等によって、船外機の操舵時に操舵荷重が変化
するので、操舵が困難になるおそれがある。ここにおい
て、船外機のトリム角とは船体１のトランサムと船外機
８のドライブシャフト（図示せず）とのなす角度α（第
２図参照）をいい、船外機８のドライブシャフトはエン
ジンからの動力をプロペラ49に伝達するために、ドライ
ブシャフトハウジング９内に長手方向に延設されてい
る。具体的には、船外機のトリム角αは、船体１のトラ
ンサムとドライブシャフトが平行状態（角度０）から最
大で例えば約80度位まで船外機１がチルトされるように
なっている。船外機の最大トリム角度は船の種類や大き
さによって異なる。

そこで、この操舵の重さを解消するものとして、従
来、油圧ポンプからの油を圧送して操舵をアシストする
油圧式パワーステアリング装置が提案されている。しか
しながら、この油圧式パワーステアリング装置では、油
圧ポンプの動力源がドライブシャフトからの船外機自身
の動力に依存しているため、ドライブシャフトの回転数
（エンジン回転数）によって油圧ポンプが発生する油圧
が変化してしまう。このため、航行条件の違いに応じて
アシスト力を適切に制御できないおそれがある。

（発明が解決しようとする課題） 上述のように、従来の船外機の操舵装置では、船体の
航行条件によって船外機の操舵が困難になる。また、従
来の油圧式パワーステアリング装置では、航行条件に応
じてアシスト力を好適に制御できないおそれがある。

この発明は、上記事情を考慮してなされたものであ
り、如何なる航行条件においても小さな操舵荷重で容易
かつ適切に船外機を操舵できる船外機のパワーステアリ
ング装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） この発明は、船体に設置されたステアリングホイール
にステアリングケーブルが作動的に連結され、このステ
アリングケーブルがリンク機構を介して船外機本体に連
結され、上記ステアリングホイールに作用する操舵荷重
によって上記ステアリングケーブルおよびリンク機構を
介し上記船外機本体を水平方向に回動させて操舵すると
ともに、上記スイベルブラケットにパワーステアリング
装置の主要部が設置され、このパワーステアリング装置
は、ステアリングホイールに作用した操舵荷重を検出す
る操舵トルクセンサと、船外機のエンジン回転数を検出
するエンジン回転数センサと、船外機のトリム角度を検
出するトリム角センサと、上記リンク機構に連結されて
このリンク機構にアシスト力を付与するパワーアシスト
装置と、上記トルクセンサからのトルク信号、上記エン
ジン回転数センサからのエンジン回転数信号および上記
トリム角センサからのトリム角信号に基づいて上記パワ
ーアシスト装置に最適なアシスト力を発生させるコント
ローラと、を有することを特徴とするものである。

（作用） したがって、この発明に係る船外機のパワーステアリ
ング装置によれば、コントローラが操舵トルクセンサか
らの操舵トルク信号およびエンジン回転数センサからの
エンジン回転数信号ばかりか、トリム角センサからのト
リム角信号をも考慮してアシスト力を決定するので、最
適なアシスト力を発生させることができる。

例えば、正回転プロペラ付きの船外機において、トリ
ム角が小さいときには左操舵時のアシスト力を右操舵時
のアシスト力より大きくし、船外機トリム角度を大とし
ていくときには、左操舵時のアシスト力を漸次小さく
し、右操舵時のアシスト力を漸次大きくして、略同程度
にする。このように、走航条件に適した最適なアシスト
力を発生して、小さな操舵荷重で容易かつ適切に船外機
を操舵できる。

（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第４図はこの発明に係る船外機のパワーステアリング
装置の一実施例におけるパワーアシスト装置等を示し、
第３図における水平断面図である。この一実施例におい
て前記従来例と同様な部分は同一の符号を付すことによ
り説明を省略する。

第３図に示すように、船外機20におけるスイベルブラ
ケット11の前方（船体１側）に、パワーステアリング装
置21のパワーアシスト装置22がボルト23によって固定さ
れる。このパワーステアリング装置21は、他に操舵トル
クセンサ24、第１図に示すエンジン回転数センサ25、ト
リム角センサ26およびコントローラ27等を有して成る。

第４図に示すパワーアシスト装置22は、ラック33およ
びピニオン34並びにこのピニオン34に連結された減速ギ
ア35,36が、ハウジング37内に収納されて構成される。
特に、ラック33の両先端は、ハウジング37に固着された
伸縮自在なジャバラケース32によって覆われている。上
記ラック33は、船体１の幅方向に水平に延び、ピニオン
34と噛み合う。また、減速ギア35および36はベベルギア
であり、このうちの減速ギア36がモータ38の軸に固定さ
れる。モータ38の軸心は、船体１の幅方向に水平に設置
される。

また、ラック33の一端にはアシストアーム39が固定さ
れ、このアシストアーム39がリンク機構14のドラックリ
ンク15に取り付けられる。この取付状況は第５図に示す
ように、アシストアーム39およびインナケーブル６を重
ね合せ、ドラックリンク15の先端をこれらアシストアー
ム39およびインナケーブル６に貫通させて、ワッシャ40
を介しナット41によって固定する。したがって、第４図
のモータ38の駆動によって減速ギア35および36を介しピ
ニオン34が回転し、ラック33が直線移動して、アシスト
アーム39を介しドラックリンク15にアシスト力が付与さ
れる。

一方、操舵トルクセンサ24は、固定ブラケット42によ
ってクランプブラケット12にボルト固定される。さら
に、この操舵トルクセンサ24は、センサブラケット43を
介して、ステアリングケーブル５のアウタケーブル７に
接続される。したがって、第12図に示すステアリングホ
イール２を運転員が操作してステアリングケーブル５の
インナケーブル６がアウタケーブル７に対し移動したと
き、第４図に示すアウタケーブル７がインナケーブル６
からの反力（操舵荷重）を受けるので、操舵トルクセン
サ24はこの操舵荷重をポテンショメータ等で検出し、操
舵トルク信号としてコントローラ27へ送信する。

また、第１図に示すエンジン回転数センサ25は、船外
機本体10内に搭載されたエンジン（図示せず）の回転数
を検出して、エンジン回転数信号をコントローラ27へ送
信する。

さらに、トリム角センサ26は、船外機本体10がクラン
プブラケットシャフト13を中心にして垂直方向から水平
方向へ向って若干回動した船外機20のトリム角度を検出
し、そのトリム角信号をコントローラ27へ出力する。

さて、コントローラ27は、第１図に示すように、演算
部44、増幅部45、異常検出部46、トルクコントロール信
号出力回路47およびPWM（PULSE WIDTH MODULE）制御部4
8等を有して構成される。

演算部44は、増幅部45にて増幅された操舵トルクセン
サ24からの操舵トルク信号、エンジン回動数センサ25か
らのエンジン回動数信号およびトリム角センサ26からの
トリム角信号の各信号を入力し、これらの各信号に応じ
てモータ38への電流値を演算する。つまり、操舵トルク
が大きなときにはモータ38への電流値を大きくし、エン
ジン回転数が大きなときにはモータ38への電流値を小さ
くする。さらに、船外機のトリム角度（以下、単にトリ
ム角という。）が小さなときには、第６図に示すように
左操舵時のアシスト力を右操舵時のアシスト力より大き
くし、トリム角が大きくなるに連れて左操舵時のアシス
ト力を漸次減少し、右操舵時のアシスト力を漸次増大さ
せる。第６図は、操舵速度一定の場合を示す。演算部44
は、これらを総合判断してモータ38への電流値を演算
し、アシスト力を決定する。

ここでトリム角の大小に応じて左右操舵時のアシスト
力を異ならせるのは、以下の理由による。

第７図（Ａ），（Ｂ）は、一定速度で操舵したときの
操舵方向と操舵力との関係を示し、（Ａ）がトリム角小
のとき、（Ｂ）がトリム角大のときの関係を示す。第７
図（Ａ）によれば、正回転プロペラの場合トリム角が小
のときに左操舵しようとすると、プロペラ49（第２図）
の右回転により発生する水力以外の力のために操舵力を
大きくする必要がある。したがって、トリム角が小さな
とき、左操舵時の操舵力を右操舵時の操舵力より大きく
する必要がある。これに対し、トリム角が大きくなる
と、左操舵時の操舵力が漸次減少し、右操舵時の操舵力
が漸次増大して、左右の操舵力は第７図（Ｂ）に示すよ
うに略等しくなる。上述の事情を踏まえてトリム角の大
小に応じて、左右操舵時のアシスト力を変動させるので
ある。

演算部44にて決定されたモータ38への電流値信号は、
第１図に示すように、トルクコントロール信号出力回路
47およびPWM制御部48で処理されて、パワードライブ部4
9へ至る。このパワードライブ部49は、コントローラ27
からの電流値信号をモータ38を駆動させるために増幅等
して、モータ38へ出力する。

一方、コントローラ27の異常検出部46は、各センサ2
4,25,26のリード線が切れる等して通常考えられない信
号が各センサ24,25,26から出力された場合、その信号を
異常として演算部44へ出力する。この異常信号が演算部
44に入力された場合等に、演算部44からフェイルセイフ
信号がトルクコントロール信号出力回路47へ出力され
る。このとき、このトルクコントロール信号出力回路47
は、モータ38の電流値信号を半分に低減するか、遮断す
る。このようにして、コントローラ27は異常時の制御も
実行する。

上記実施例によれば、コントローラ27は操舵トルクセ
ンサ24からの操舵トルクおよびエンジン回転数センサ25
からのエンジン回転数によってモータ38への供給電流値
を決定すると共に、トリム角センサ26からのトリム角の
大小に応じて、モータ38への供給電流を調整する。例え
ば、トリム角が小さなときには、左操舵時のアシスト力
が右操舵時のアシスト力より大きくなるようにモータ38
への電流を調整する。この結果、航行条件に応じてアシ
スト力を最適に制御でき、小さな操舵荷重で容易かつ適
切に船外機を操舵できる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明に係る船外機のパワーステア
リング装置によれば、ステアリングホイールに作用した
操舵荷重を検出する操舵トルクセンサと、船外機のエン
ジン回転数を検出するエンジン回転数センサと、トリム
角度を検出するトリム角センサと、リンク機構に連結さ
れてこのリンク機構にアシスト力を付与するパワーアシ
スト装置と、上記トルクセンサからのトルク信号、上記
エンジン回転数センサからのエンジン回転数信号および
上記トリム角センサからのトリム角信号に基づいて上記
パワーアシスト装置に最適なアシスト力を発生させるコ
ントローラと、を有して構成されたことから、航行条件
に適合した最適なアシスト力を発生して、小さな操舵荷
重で容易かつ適切に船外機を操舵させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る船外機のパワーステアリング装
置の一実施例における主にコントローラを示すブロック
図、第２図は第１図が適用された船外機を示す側面図、
第３図は一実施例の主にパワーアシスト装置を示す斜視
図、第４図は第３図の水平断面図、第５図は第４図のＶ
部拡大斜視図、第６図はトリム角とアシスト力との関係
を示すグラフ、第７図（Ａ），（Ｂ）は操舵方向と操舵
力との関係を示し、（Ａ）がトリム角小のとき、（Ｂ）
はがトリム角大のときの関係を示すグラフ、第８図は従
来の船外機のパワーステアリング装置を示す斜視図であ
る。 １……船体、２……ステアリングホイール、５……ステ
アリングケーブル、10……船外機本体、14……リンク装
置、15……ドラックリンク、16……ステアリングブラケ
ット、22……パワーアシスト装置、24……操舵トルクセ
ンサ、25……エンジン回転数センサ、26……トリム角セ
ンサ、27……コントローラ、44……演算部。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】船体に設置されたステリングホイールにス
   テアリングケーブルが作動的に連結され、このステアリ
   ングケーブルがリンク機構を介して船外機本体に連結さ
   れ、上記ステアリングホイールに作用する操舵荷重によ
   って上記ステアリングケーブルおよびリンク機構を介し
   上記船外機本体を水平方向に回動させて操舵するととも
   に、スイベルブラケットにパワーステアリング装置の主
   要部が設置され、このパワーステアリング装置は、ステ
   アリングホイールに作用した操舵荷重を検出する操舵ト
   ルクセンサと、船外機のエンジン回転数を検出するエン
   ジン回転数センサと、船外機のトリム角度を検出するト
   リム角センサと、上記リンク機構に連結されてこのリン
   ク機構にアシスト力を付与するパワーアシスト装置と、
   上記トルクセンサからのトルク信号、上記エンジン回転
   数センサからのエンジン回転数信号および上記トリム角
   センサからのトリム角信号に基づいて上記パワーアシス
   ト装置に最適なアシスト力を発生させるコントローラ
   と、を有することを特徴とする船外機のパワーステアリ
   ング装置。