JPS6159959B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は船用駆動機、特に舵取用の可動羽根に
関する。

Conoverの米国特許第2993646号には、トリ
ム・タブを回転させることによつて船外機を舵取
りする技術が記載してある。トリム・タブ回転時
に発生した流体力学的力が船外機を回転させるの
である。ボートを反時針方向に舵取りするには、
すなわち、船首を左、すなわち左舷に振らすに
は、トリム・タブを反時針方向に回転させること
によつて船外機を時針方向に回転させる。この米
国特許の或る実施例では、トリム・タブは船外機
を舵取りするのに用いられているケーブルに直結
してある。別の実施例では、てこ機構を用いて船
外機に連結した可動チラーを操作するようになつ
ている。最初の実施例は２本ケーブル操舵に限ら
れたものであり、これは現在ではほとんど他の操
舵ユニツトに換えられている。てこ機構を用いる
第２の実施例は複雑であり、細長いレバーの圧縮
破壊すなわち座屈の生じる可能性がある。

Kirkwood等の米国特許第3943878号はトリム・
タブを回転させるのに可撓性のある制御ケーブル
を用いている。この装置にも、トリム・タブを一
方向に動かしたときに制御機構に圧縮応力を生じ
させるという問題がある。

Broadwellの米国特許第3149605号には、各々
操舵タブに連結した２本の可撓性ケーブルを張力
の下に使用することが示してある。これらのケー
ブルは１つのリンクによつて作動させられるよう
になつており、このリンクの一端は船外機に枢着
してある。その他端はポート操舵機構に連結して
ある。これらのケーブルはリンクの中央に取付け
てあり、リンクを所定の方向に回動させたとき２
本のケーブルのうちどちらか１本だけが作動させ
られる。ケーブルは各々トリム・タブの１つを動
かすが、他方のトリム・タブは動かさない。この
提案も複雑であり、高価である。

したがつて、本発明の目的は、小型の制御舵ま
たは羽根によつて船外機を旋回させる原理を用い
て進歩したパワー・アシスト式操舵装置を得るこ
とにあり、この操舵装置では、羽根深さおよび縦
横比が動作制御性を改善し、羽根の圧力中心
「Ｃ」が安定性および操縦者へのフイードバツク
を改善するように位置決めしてあり、この羽根の
動きは引張力でのみ作動する改良された制御ケー
ブル装置によつて行なわれ、制御ケーブルを作動
させるレバーは充分な移動量を持つていてケーブ
ルのゆるみに伴なう問題を最小限に抑えることが
できる。

本発明によるパワー・アシスト式操舵装置は、
船尾付近で回転垂直操舵軸線上に装着した船用駆
動機ユニツト１４と共に用いるように設計してあ
る。操舵装置は案内機構と、舵柄機構と、案内機
構を舵柄機構に結合する二重制御ケーブル３８，
４０とを有する。案内機構は操舵アームを有し、
この操舵アームは駆動機ユニツト１４に取付けて
ありかつそれと一緒に回転し、前方延長部にピボ
ツト６４が設けてある。このピボツト６４にはケ
ーブル作動レバー６２が装着してあり、その前方
レバーアームは入力操舵アーム、すなわち、制御
ロツド６６にリンク結合してあり、後方レバーア
ームはその二倍であり、ケーブル・アンカ・ピン
８２で終つている。舵柄機構はプロペラ２６上方
でキヤビテーシヨン防止板に軸支した羽根ポスト
３４上で回転する。舵柄機構の棒３６が羽根ポス
トの頂にあり、羽根ポストの底には操舵羽根３２
がある。本発明による操舵羽根は１より大きい縦
横比（羽根長さ対平均翼弦幅）を有し、長さが充
分であつて駆動機ユニツト１４が種々の傾斜角を
とつてもプロペラのあと流れ内に常に位置するよ
うになつている。羽根の圧力中心「Ｃ」はその回
転軸線の後方にあつて安定性およびハンドリング
を改善している。二重制御ケーブルを左右に引く
と、舵柄棒３６の左右のアームをそれぞれ引く。
ケーブル前端はケーブル作動レバー６２のケーブ
ル・アンカ・ピン８２に取付けてある。

本発明の操舵装置は船用駆動機ユニツトに装着
した部分釣合式操舵羽根３２を包含し、この羽根
はそれが駆動機ユニツト１４に対して回転したと
きにこの駆動機ユニツトに流体力学的トルクを発
生させるようになつている。この羽根はあらゆる
船用駆動機傾斜角での操作制御性を改善すること
のできる深い、すなわち高い縦横比（垂直長さ対
平均幅の比）を持つている。棒状に形成した羽根
回転部材３６が羽根ポスト３４に装着してある。
羽根回転部材３６の各末端に羽根制御ケーブル３
８，４０の端が取付けてあり、ケーブルの加えた
引張力に応じて羽根３２を回転させる。

船用駆動機ユニツト１４の操舵アーム２２にレ
バー６２の中間部が枢着してあり、このレバーの
前端がボートの操舵制御要素６６を受けている。
制御ケーブル３８，４０は駆動機ユニツト１４の
両側面に沿つて延びており、その他端はレバー６
２の後端に取付けてある。操舵制御要素６６によ
つてレバー６２を動かすと、ボートの所望操舵動
作を与える方向に羽根３２を回転させたり、ある
いは針路偏向プロペラトルク成分に反作用を与え
るのに必要な制御ケーブルに羽根回転用引張力を
発生させる。他方の制御ケーブルにはそれ相当の
ゆるみが与えられる。こうして、羽根を回転させ
るのに引張力だけが用いられるのである。

第３図を参照して、大切なことであるが、レバ
ー６２で動きが拡大され、操舵制御要素６６の動
きがケーブル３８，４０を作動させるときに拡大
されるのである。これは羽根３２の回転制御の際
に制御ケーブルに生じるたるみの影響を低減す
る。動きの拡大はレバーのピボツト点をその後端
よりも前端に近いところに設定することによつて
得るようにするとよい。

この操舵装置は止め７６を包含し、これらの止
めは操舵アームに対するレバーの回動量を所定量
に制限し、その後、操舵制御要素６６を操舵アー
ム２２に結合して駆動機ユニツト１４を直接回転
させることができる。レバー６２によつて動きを
拡大することができるため、レバー６２の使用に
よつて操舵装置に生じる遊びを最低限に抑えるこ
とができる。

以下、添付図面を参照しながら本発明を実施例
によつて説明する。

第１，２図は船外機１０を示している。この船
外機１０はエンジン１２と駆動ユニツト１４とを
包含する。船外機１０はブラケツト１８に枢着し
てあり、このブラケツトはボートのトランソム２
０に取外自在に装着することができる。操舵アー
ム２２がブラケツト１８およびトランソム２０に
対してエンジンを回転させうるように船外機１０
から突出している。本発明は、駆動ユニツト１４
だけがトランソムの外部に取付けてある船用船尾
駆動装置にも応用できる。

第１図により明瞭に示してあるように、駆動ユ
ニツト１４はエンジン駆動軸をプロペラ２６の軸
に連結する歯車を入れた歯車ケース２４を包含す
る。駆動ユニツト１４の流線形延長部２８の端は
キヤビテーシヨン防止板３０となつている。

操舵羽材３２が、プロペラ２６の後方でキヤビ
テーシヨン板３０の下方において駆動ユニツト１
４に装着してあつてプロペラで生じるあと流れの
中に突入している。羽根３２は流線形延長部２８
内にジヤーナル止めしたポスト３４を包含する。
このポスト３４は羽根３２に、この羽根の圧力中
心「Ｃ」（第４図）がその回転軸線の後になるよ
うに連結してある。羽根はその回転軸線の前方に
ある部分によつて部分的に釣合わせてある。圧力
中心を回転軸線の後に設置したことにより、羽根
３２は流体力学的安定を与えると同時に、後述す
るように操舵装置に所望の感触を与えるに充分な
作動トルクレベルを必要とする。羽根３２は、好
ましくは、高い縦横比、より好ましくは、第４図
に示すように１より大きい縦横比を持つように構
成する。縦横比というのは、羽根の長さ対翼弦の
比を言い、羽根の平均翼弦、すなわち平均幅で回
転軸線に平行な長さを割つた商である。深い羽根
は駆動ユニツトとトランソムとの間の傾斜角が大
きいときにあと流れ内に留まるのに有効であり、
縦横比が高いということは羽根の流体力学的効率
を向上させる。

羽根が深いというのは、その垂直方向長さが大
きい、すなわち、縦横比が高いということを意味
する。この特徴により、羽根はプロペラのあと流
れ内に常に位置することができる。

羽根回転棒３６の中央部は羽根ポスト３４の上
方延長部に固定してある。棒３６の両端には一対
の制御ケーブル３８，４０が連結してある。制御
ケーブル３８は周囲さや４４内に支えられた中央
コア４２を包含する。コア４２の端はＵリンク４
６に取付けてあり、このＵリンクは棒３６の端を
受けると共にピン４８を保持している。コア４２
の端とＵリンク４６との間には、アジヤスタ５０
が設けてあつてケーブル３８のたるみを吸収する
ようになつている。ケーブル３８のさや４４はク
ランプ５２によつてハウジング２８に取付けてあ
る。制御ケーブル４０は制御ケーブル３８と同様
に形成してあつてアジヤスタ５６およびＵリンク
５８を介して棒３６の他端に留めた中央コア５４
とクランプ（図示せず）によつてハウジング２８
に取付けた周囲さや６０とを包含する。制御ケー
ブル３８，４０は、各々、第２，３，５図により
詳しく示すように、操舵アーム２２に接近してエ
ンジン１０の片側に沿つて延びている。

第２，３図に示すように、レバー６２の中間が
ボルト６４によつて操舵アーム２２の前端に枢着
してある。レバー６２の前端は操舵機構の制御ロ
ツド６６を受けている。制御ロツド６６を連結し
やすくするために、レバー６２の端と同様に形成
したリンク６８がレバー６２の下に設置してあ
る。リンク６８は、操舵アーム２２を貫いて延び
るボルト６４と、レバー６２および制御ロツド６
６を貫いて延びるボルト７０とを受けている。第
３図参照。好ましくは、ボルト６４，７０のため
のブツシング７２が設けてある。図には例示の目
的で制御ロツド６６が示してあるが、ボートの舵
取りをするのに他の手段、たとえばケーブルを用
いることができることは了解されたい。

レバー６２の後端は、第２，５図に示すよう
に、制御ケーブル３８，４０のコア４２，５４を
受けている。この目的のために、コア４２，５４
の端には、ピン８２によつてレバー６２に留めら
れるアイ７８，８０が設けてある。第２，５図は
レバー６２のボルト７０，６４の位置によつて形
成される入力軸線上に位置するピン８２に取付け
たコア４２，５４を示しているが、所望ならば、
この入力軸線から変位した別個の取付点を利用し
てもよいことは了解されたい。操舵アーム２２は
ブラケツト８４，８６を包含しており、これらの
プラケツトはそれぞれ制御ケーブル３８，４０の
さや４４，６０を固定するための延長部８８，９
０を有する。レバー６２の後方延長部はボルト６
４とレバーの後端との間に一対の横方向に延びる
アーム７４を包含する。アーム７４の端にはタブ
７６が設けてあり、これらのタブは操舵アーム２
２の側面に沿つて下方に延びていてレバー６２の
回動に対する止めとなつている。

制御ケーブルコア４２，５４を留めている点と
ボルト６４によつて形成されるピボツト点との間
の距離がこのピボツト点と制御ロツド６６をレバ
ーに留めた点との間の距離よりも大きくなるよう
にレバー６２が操舵アーム２２に枢着してある。
とりわけ実用的な距離比が２：１であることがわ
かつた。この距離比がレバー６２に２：１の動作
拡大を生じさせ、その結果、制御ロツド６６によ
るレバーの動きはケーブル３８，４０に加えられ
たとき２の因数で拡大される。この動作拡大はケ
ーブルの動きを拡大し、たるみの影響を最小限に
抑えて操舵装置の操作性を向上させる。

本発明の操舵装置の作動を説明すべく、羽根３
２に所望の流体力学的力を発生させるに充分な速
度で水が羽根を通過して流れており、最初の状態
で駆動ユニツト１４がトランソム２０に対してほ
ぼ直角であると仮定する。いま、ボートを左舷に
操舵したい、すなわち、船首を反時針方向に振ら
したいならば、エンジン１０を時針方向に回動さ
せる方向に制御ロツド６６を動かすように操舵制
御装置を操作する。

制御ロツド６６のこの動きはレバー６２を時針
方向に回動させ、制御ケーブル４０のコア５４の
引張力を高め、すなわち制御ケブル３８のコア４
２の引張力を減じ、羽根回転棒３６および羽根３
２を反時針方向に引張ることになる。羽根３２が
反時針方向に回転すると、左舷方向に流体力学的
力が生じ、駆動ユニツト１４を時針方向に回転さ
せる。こうして、ボートの所望の反時針方向の針
路変更が行なわれる。エンジン１０を反対方向に
回転させるには、種々の要素の動きを逆にする。

エンジン１０がボートをまつすぐに前進させて
いるときには、プロペラに作用している力、トル
クが駆動ユニツトに操舵軸線まわりのトルクを生
じさせる。本発明の操舵装置では、羽根３２は自
動的に自己位置決めして操舵軸線まわりのトルク
をかなり相殺し、制御ロツド６６に必要な荷重を
かなり減じる。

通常の作動状態の下では、操舵アーム２２上の
レバーの回動は普通かなり小さい。たいていの作
動状態の下では、操舵輪、制御ロツド、制御ケー
ブルコア、羽根および駆動ユニツトの動きは位相
が接近しており、タイムラグは小さく、あるいは
まつたくないほどである。ほんのまれではある
が、タブ７６の１つが操舵アーム２２に当つたと
きにレバー６２が操舵アーム２２上での回動限界
まで変位することがある。この状態は、ボートが
非常にゆつくり動いていて羽根３２にエンジン１
０を施回させるには不充分な流体力学的力が発生
したときに生じることがある。これはまた、エン
ジン１０が敏速な回転作用を持つてしても追いつ
けないほどの速さで制御ロツド６６が動かされた
場合にも生じる。タブ７６が操舵アーム２２に当
るまでレバー６２が回転したとき、制御ロツド６
６の動きが操舵アーム２２に直接伝達されて駆動
ユニツト１４を回転させる。操舵羽根３２はその
最大回転位置にあつて駆動ユニツト１４の回転を
助ける。アーム７４上のタブ７６はその全長にわ
たつて操舵アーム２２の側面と衝合するような角
度で装着してある。

本発明の操舵装置はエンジン１０を回転させる
に必要な力をかなり減じるが、或る種の操舵感を
与えたい場合がある。これは、羽根操舵装置が故
障してボートの操舵がレバー６２上のタブ７６に
よつて制御ロツド６６を操舵アーム２２に連結し
たものになつたときに操縦者に与える急激な感覚
変化を減らす。また、これは、操縦者が操舵装置
内の力を船外機をトリム調整することによつて、
すなわち船外機の傾斜角を調節することによつて
普通の要領で所望のレベルに変えることを可能と
する。所望ならば、傾斜角を調節することによつ
て操舵力をほとんどゼロまで減らすことができ
る。操舵装置の力の量を定めるに際し、３つの要
因、すなわち、操舵羽根３２を釣合わせる量、棒
３６の長さ、およびレバー６２を操舵アーム２２
に枢着する位置を合わせて考慮しなければならな
い。

力を考慮するのに加えて、操舵装置内に生じる
運動量を考慮しなければならない。操舵羽根３２
の角運動を中心位置の両側約15゜に限定してキヤ
ビテーシヨンやベンチング（venting）によつて
効果を減ずるのを防ぐことが望ましい。また、レ
バー６２の前端の回動を最小限に抑えて羽根操舵
装置が故障したときに過剰なたるみが生じないよ
うにすることも望ましい。しかしながら、制御ケ
ーブル３８，４０の動きをできるだけ大きくし、
ケーブルあるいは取付具のたるみおよび使用によ
るケーブルの変形あるいは内部摩耗の影響を最小
限に抑えるのが望ましい。

所望の力および運動量の基準を満たすには、レ
バー６２に止め７６を形成してレバー６２の前端
が中心位置の両側約6.35ミリメートルずつ動ける
ようにすると良いことがわかつた。これはレバー
６２に対する全遊びを12.7ミリメートルにする。
先に述べたように、レバー６２は操舵アーム２２
に枢着して２：１の動作拡大を与えるのが好まし
い。

レバー６２の動作拡大が２：１であると、ケー
ブル４２，５４の動きは中心位置からいずれの方
向にも12.7ミリメートルとなる。棒３６は約
101.6ミリメートルの長さに作つてある。棒３６
の50.8ミリメートルの半アーム長にわたつてケー
ブル３８，４０によつて加えられる12.7ミリメー
トルの動きは羽根３２を約15゜回転させる。

第６，７図に示すように、本発明の操舵装置は
多エンジン機でも用いることができる。単一の制
御ロツド６６を用いて船外機１０ａ，１０ｂを第
６図に示すようにタイロツド１００で互に連結し
てもよいし、また二本の制御ロツド６６を用い
て、第７図に示すようにタイロツドなしでもよい
し、第６図と類似したやり方でタイロツドをいつ
しよに用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の操舵装置で用いる羽根を示
す、操舵自在の船用駆動機の駆動ユニツトの斜視
図、第２図は本発明の操舵装置の操舵アームおよ
び付加的な部分を示す、船外機の上部の斜視図、
第３図は第２図の３−３線に沿つた部分断面図
で、操舵装置の詳細を示す図、第４図は本発明の
操舵装置で用いるのに適した操舵羽根の詳細を示
す側面図、第５図は本発明の操舵装置の平面図で
或る種の要素の比率を示す図、第６，７図は多エ
ンジン機に本発明を応用した例を示す概略図であ
る。 １０……船外機、１２……エンジン、１４……
駆動ユニツト、２０……トランソム、２６……プ
ロペラ、３２……操舵羽根、３８，４０……制御
ケーブル、５０……アジヤスタ、６２……レバ
ー、６６……制御ロツド、７６……タブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 船尾付近の垂直方向回転操舵軸線上に装着し
   てあつて船を旋回させる形式の船用駆動機ユニツ
   ト１４のためのパワー・アシスト式操舵装置であ
   つて、 (a) 案内機構が設けてあり、この案内機構が、 (i) 駆動機ユニツト１４に取付けてあつてそれ
   と一緒に垂直方向回転操舵軸線まわりに回転
   するようになつており、ピボツト６４を装着
   した前方延長部を有する操舵アーム２２と、 (ii) ピボツト６４に回転自在に装着してあり、
   前方レバーアームがその端付近で入力操舵ア
   ーム６６または同様のものに回転自在にリン
   ク結合してあり、後方レバーアームがその端
   付近にケーブル・アンカ・ピン８２を有する
   ケーブル作動レバー６２と を包含し、 (b) また、舵柄機構が設けてあり、この舵柄機構
   が、 (i) 前記駆動機ユニツト１４のプロペラ２６上
   方に装着した水平のキヤビテーシヨン防止板
   ３０の後部に垂直に軸支してあつて、上端が
   横方向の舵柄棒３６の中央に取付けてある羽
   根ポスト３４と、 (ii) この羽根ポスト３４の下端に取付けてあつ
   て駆動機ユニツト１４のあと流れ内に延びて
   おり、その縦横比（長さ対平均弦幅）が１よ
   り大きく、その圧力中心がその回転軸線の背
   後にある深い操舵羽根３２と を包含し、 (c) さらにまた、案内機構を舵柄機構に結合して
   いる左右のさや入り舵柄制御ケーブル３８，４
   ０を包含し、 (i) これらのケーブルのさや４４，６０がその
   前端８４，８６および後端５２，５２′の両
   方で駆動機ユニツト１４に対して固定してあ
   り、 (ii) これらケーブルのコアの前端７８，８０が
   ケーブル作動レバー６２のケーブル・アン
   カ・ピン８２につないであり、 (iii) これらケーブルの左右のコア後端４６，５
   ８が舵柄棒３６の左右のアームにリンク結合
   してある ことを特徴とする操舵装置。