JP2006256350A - 船外機の操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 船外機の転舵軸であるスイベルシャフトとその転舵角を検出する転舵角センサの間に位置的な制約が生じないようにし、よって転舵角センサの配置位置の自由度を向上させるようにした船外機の操舵装置を提供する。
【解決手段】 船外機（１０）の転舵軸であるスイベルシャフト（２４ｂ）と、スイベルシャフト（２４ｂ）の転舵角に応じた信号を出力する転舵角センサ（４２）と、スイベルシャフト（２４ｂ）の回転変位を転舵角センサ（４２）に伝達する回転変位伝達部材とを備えると共に、前記回転変位伝達部材をケーブル（６６）から構成する。
【選択図】図４

Description

この発明は、船外機の操舵装置に関する。

従来、船外機の操舵装置として、船外機の転舵軸であるスイベルシャフトにアクチュエータを接続すると共に、スイベルシャフトの転舵角をセンサで検出し、検出した転舵角が目標値と一致するように前記アクチュエータの動作を制御するようにした技術が提案されている。

本出願人は、スイベルシャフトの転舵角を検出する転舵角センサの取り付け位置を、例えば下記の特許文献１で提案している。特許文献１に記載される技術にあっては、転舵角センサをスイベルシャフトから離間した位置、具体的には、スイベルシャフトを転舵自在に収容したスイベルケースの上面に配置すると共に、スイベルシャフトの回転変位をロッドからなる回転変位伝達部材を介して転舵角センサに伝達するように構成している。
特開２００４−２４９７９０号公報（段落００３５，図４など）

特許文献１の図３や図４などに示されるように、スイベルケースの上面は、水平方向、鉛直方向ともにスペースが制約されるため、転舵角センサの配置スペースを確保することが困難な場合もある。そのため、転舵角センサは、スイベルケースの上面のみならず、船外機の任意の部位に配置できることが望ましい。しかしながら、スイベルシャフトと転舵角センサをロッドのような剛体で接続する場合、スイベルシャフトと転舵角センサの位置関係に制約が生じることから、転舵角センサの配置位置の自由度が低下するという不都合があった。

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、船外機の転舵軸であるスイベルシャフトとその転舵角を検出する転舵角センサの間に位置的な制約が生じないようにし、よって転舵角センサの配置位置の自由度を向上させるようにした船外機の操舵装置を提供することにある。

上記の目的を解決するために、請求項１にあっては、船外機の転舵軸であるスイベルシャフトに接続されたアクチュエータと、前記スイベルシャフトの転舵角に応じた信号を出力する転舵角センサと、前記スイベルシャフトの回転変位を前記転舵角センサに伝達する回転変位伝達部材と、前記転舵角センサの出力に基づいて前記アクチュエータの動作を制御して前記船外機を操舵する制御手段とを備えた船外機の操舵装置において、前記回転変位伝達部材がケーブルから構成されるようにした。

また、請求項２にあっては、さらに、前記スイベルシャフトを転舵自在に収容するスイベルケースを備えると共に、前記転舵角センサは、前記船外機において前記スイベルケースの上面以外の部位に配置されるように構成した。

また、請求項３にあっては、さらに、前記転舵角センサを収容するセンサケースを備えると共に、前記転舵角センサは、前記センサケースに収容されて前記部位に配置されるように構成した。

請求項１に係る船外機の操舵装置にあっては、スイベルシャフトの回転変位を転舵角センサに伝達する回転変位伝達部材をケーブルから構成したので、回転変位伝達部材としてロッドのような剛体を用いた場合に比し、スイベルシャフトと転舵角センサの間に位置的な制約が生じない。そのため、転舵角センサの配置位置の自由度を向上させることができる。

また、請求項２に係る船外機の操舵装置にあっては、転舵角センサを、船外機においてスイベルケースの上面以外の部位、具体的には、スイベルケースの上面よりもスペース的に余裕のある部位に配置するように構成したので、転舵角センサの配置位置の自由度をより向上させることができる。

また、請求項３に係る船外機の操舵装置にあっては、転舵角センサを、船外機においてスイベルケースの上面以外の部位にセンサケースに収容して配置するように構成したので、転舵角センサを船外機の外部（例えば被水する可能性がある部位など）にも配置することができ、配置位置の自由度をより一層向上させることができる。

以下、添付図面に即してこの発明に係る船外機の操舵装置を実施するための最良の形態について説明する。

図１は、この発明の第１実施例に係る船外機の操舵装置を全体的に示す概略図である。図２は、図１に示す船外機の拡大側面図である。

図１および図２において、符号１０は船外機を示す。船外機１０は、図示の如く、船体（艇体）１２の後尾に装着される。

船外機１０の鉛直方向において上部には、内燃機関（駆動源。以下「エンジン」という）１４が配置される。エンジン１４は火花点火式の直列４気筒で２２００ｃｃの排気量を備えるガソリンエンジンからなる。一方、船外機１０の下部にはプロペラ１６が設けられる。プロペラ１６は、バーチカルシャフト１８などを介してエンジン１４の出力が伝達されて回転し、船体１２を前進あるいは後進させる推力を生じる。

尚、この明細書で「鉛直方向」とは、バーチカルシャフト１８と平行（あるいは略平行）である方向を意味し、船外機１０のチルト角やトリム角によっては必ずしも重力方向とは一致しない。また、「水平方向」とは、先に定義した「鉛直方向」と直交する方向を意味する。また、水平方向のうち、船外機１０から見て船体１２側を前方、その逆を後方とする。また、「左右方向」とは、鉛直方向および前後方向と直交する方向を意味する。

船外機１０は、船体１２に固定されたスターンブラケット２０と、スターンブラケット２０に左右軸回りに回転自在に連結されたスイベルケース２２と、スイベルケース２２に鉛直軸回りに回転自在に連結されたマウントフレーム２４を備える。マウントフレーム２４は、エンジン１４やプロペラ１６が搭載された船外機１０の本体２６に接続される。

図３は、図２に示すスターンブラケット２０、スイベルケース２２およびマウントフレーム２４の拡大斜視図である。尚、図３では、スイベルケース２２を船外機１０がチルトアップされたときの位置で示す。

図３に示すように、スイベルケース２２はΓ字形状に形成され、船外機１０がチルトダウンされたときに水平方向に平行となる水平部２２ａと、水平部２２ａから鉛直方向下方に延設された鉛直部２２ｂとを備える。スイベルケース２２の鉛直部２２ｂには、円筒部２２ｃが形成される。円筒部２２ｃは、その軸方向が鉛直軸に平行とされる。また、水平部２２ａの前端付近には、チルティングシャフト３０が挿通される。チルティングシャフト３０の軸方向は、左右軸に平行とされる。

スターンブラケット２０は、スイベルケース２２の左右に１個ずつ設けられる。スイベルケース２２は、前記したチルティングシャフト３０を介し、２個のスターンブラケット２０に左右軸回りに回転自在に連結される。

また、マウントフレーム２４は、図２および図３に示す如く、船外機本体２６に接続される接続部２４ａと、接続部２４ａから鉛直方向下方に延設されたスイベルシャフト２４ｂとを備える。スイベルシャフト２４ｂは、スイベルケース２２の円筒部２２ｃに転舵自在に収容されると共に、その下端はロアマウントセンターハウジング３２を介して船外機本体２６に固定される。

このように、船体１２に固定されたスターンブラケット２０にスイベルケース２２を左右軸回りに回転自在に連結することにより、船外機１０（より詳しくは船外機本体２６）はチルティングシャフト３０を回転軸としてチルトアップ・ダウンおよびトリムアップ・ダウン自在とされる。また、船外機本体２６に固定されたマウントフレーム２４をスイベルケース２２に鉛直軸回りに回転自在に連結することにより、船外機１０はスイベルシャフト２４ｂを転舵軸として左右に操舵自在とされる。

図１および図２の説明に戻ると、船体１２の操縦席付近には、操船者によって回転操作自在なステアリングホイール３４が配置される。ステアリングホイール３４の回転軸３６には、操舵角センサ３８が取り付けられる。操舵角センサ３８は、ステアリングホイール３４の操舵角に応じた信号を出力する。

また、船外機１０は、スイベルシャフト２４ｂに接続された油圧シリンダ４０（アクチュエータ）と、転舵角センサ４２とを備える。転舵角センサ４２は、油圧シリンダ４０によって回転駆動されたスイベルシャフト２４ｂの転舵角に応じた信号を出力する。

船外機１０の適宜位置には、マイクロコンピュータからなる電子制御ユニット（Electronic Control Unit。以下「ＥＣＵ」という）４４が配置される。上記した操舵角センサ３８と転舵角センサ４２の出力は、ＥＣＵ４４に入力される。ＥＣＵ４４は、操舵角センサ３８と転舵角センサ４２の出力に基づき、油圧シリンダ４０の動作を制御して船外機１０を操舵する。具体的には、操舵角センサ３８の出力からスイベルシャフト２４ｂの目標転舵角を決定すると共に、転舵角センサ４２の出力から得たスイベルシャフト２４ｂの転舵角が目標転舵角と一致するように油圧シリンダ４０の動作を制御する。

図４は、図３に示すスイベルケース２２などの平面を表す説明断面図である。また、図５は、図３に示すスイベルケース２２などの側面を表す説明断面図である。

図４および図５に示すように、スイベルケース２２の上面２２ｄ（具体的には、水平部２２ａの上面）には油圧シリンダ４０が配置される。上面２２ｄは平面視略矩形を呈し、油圧シリンダ４０はその長手方向（シリンダの軸方向）が上面２２ｄの略矩形の対角線上に位置するように配置される。油圧シリンダ４０は復動シリンダからなり、２本の油路５０，５２を介して図示しない油圧ポンプに接続されて油圧を供給される。

マウントフレーム２４においてスイベルシャフト２４ｂの直上付近には、第１のフランジ部５４と第２のフランジ部５６が設けられる。

第１のフランジ部５４には、油圧シリンダ４０のロッドヘッド４０ａが鉛直軸回りに回転自在に取り付けられる。また、油圧シリンダ４０のシリンダボトム４０ｂは、スイベルケース２２の前端付近において上面２２ｄに鉛直軸回りに回転自在に取り付けられる。

このように、油圧シリンダ４０は、そのロッドヘッド４０ａがマウントフレーム２４に取り付けられると共に、シリンダボトム４０ｂがスイベルケース２２の上面２２ｄに取り付けられる。従って、油圧シリンダ４０のピストン４０ｃが変位することにより、マウントフレーム２４がスイベルシャフト２４ｂを転舵軸として回転し、よって船外機１０（より詳しくは船外機本体２６）がスイベルシャフト２４ｂを転舵軸として左右に（鉛直軸回りに）操舵される。

ここで、スイベルシャフト２４ｂは、スイベルケース２２に対して鉛直軸回りの回転変位しか生じない。そのため、スイベルシャフト２４ｂの転舵角を検出するには前記した転舵角センサ４２をスイベルケース２２に取り付けることが好ましい。しかしながら、図４および図５からわかるように、スイベルケースの上面２２ｄには水平方向、鉛直方向ともにスペース的な余裕が少ない。そこで、この実施例にあっては、転舵角センサ４２を上面２２ｄ以外の部位、具体的には、上面２２ｄよりもスペース的に余裕のある水平部２２ａの前端側面、即ち、船体１２側に開放された部位に配置するようにした。

具体的に説明すると、スイベルケース２２において水平部２２ａの前端側面には、センサケース５８が固定される。センサケース５８は固定部５８ａとカバー５８ｂとから構成され、全体として略直方体を呈する。固定部５８ａは、複数本（具体的には２本）のボルト６０によって水平部２２ａの前端側面に固定される。また、カバー５８ｂは、複数本（具体的には４本）のボルト６２によって固定部５８ａに固定される。転舵角センサ４２は、かかるセンサケース５８の内部に収容されることにより、スイベルケース２２の前端に、船体１２側へ突出するようにして配置される。

転舵角センサ４２は、具体的には回転式のポテンショメータであり、その検出部４２ａにはリンク６４の一端が取り付けられる。リンク６４の他端は、回転変位伝達部材を介して前記した第２のフランジ部５６に接続される。回転変位伝達部材は、スイベルシャフト２４ｂの回転変位を転舵角センサ４２に伝達するものであり、この実施例にあっては図示の如く、可撓性の（湾曲させることが可能な）ケーブル６６から構成される。ケーブル６６は、具体的にはプッシュプルケーブルであり、アウターチューブ６６ａと、アウターチューブ６６ａの内部に挿通されたインナーケーブル６６ｂとを備える。リンク６６と第２のフランジ部５６を接続するのは、インナーケーブル６６ｂである。

スイベルケースの上面２２ｄには複数個のホルダ６８が設置される。ケーブル６６（具体的にはアウターチューブ６６ａ）は、ホルダ６８に支持されてスイベルケース２２の上面２２ｄに敷設される。ケーブル６６の敷設経路は、油圧シリンダ４０との接触を避けるように決定される。

油圧シリンダ４０が動作してスイベルシャフト２４ｂが回転させられると、第２のフランジ部５６に接続されたケーブル６６、具体的にはインナーケーブル６６ｂが押し引きされて変位する。インナーケーブル６６ｂの変位は、リンク６４で回転運動に変換され、操舵角センサ４２の検出部４２ａに伝達される。操舵角センサ４２は、このようにして伝達されたスイベルシャフト２４ｂの転舵角を、電気的な信号に変換してＥＣＵ４４に送出する。

このように、この発明の第１実施例に係る船外機の操舵装置にあっては、スイベルシャフト２４ｂの回転変位を転舵角センサ４２に伝達する回転変位伝達部材をケーブル６６から構成したので、回転変位伝達部材としてロッドのような剛体を用いた場合に比し、スイベルシャフト２４ｂと転舵角センサ４２の間に位置的な制約が生じない。そのため、転舵角センサ４２の配置位置の自由度を向上させることができる。

また、転舵角センサ４２を、船外機１０においてスイベルケース２２の上面２２ｄ以外の部位、具体的には、上面２２ｄよりもスペース的に余裕のある部位に配置するように構成したので、転舵角センサ４２の配置位置の自由度をより向上させることができる。

また、転舵角センサ４２を、船外機１０においてスイベルケース２２の上面２２ｄ以外の部位にセンサケース５８に収容して配置するように構成したので、転舵角センサ４２を船外機１０の外部（例えば被水する可能性がある部位など）にも配置することができ、配置位置の自由度をより一層向上させることができる。

以上の如く、この発明の第１実施例にあっては、船外機（１０）の転舵軸であるスイベルシャフト（２４ｂ）に接続されたアクチュエータ（油圧シリンダ４０）と、前記スイベルシャフト（２４ｂ）の転舵角に応じた信号を出力する転舵角センサ（４２）と、前記スイベルシャフト（２４ｂ）の回転変位を前記転舵角センサ（４２）に伝達する回転変位伝達部材と、前記転舵角センサ（４２）の出力に基づいて前記アクチュエータ（４０）の動作を制御して前記船外機（１０）を操舵する制御手段（ＥＣＵ４４）とを備えた船外機の操舵装置において、前記回転変位伝達部材がケーブル（６６）から構成されるようにした。

さらに、前記スイベルシャフト（２４ｂ）を転舵自在に収容するスイベルケース（２２）を備えると共に、前記転舵角センサ（４２）は、前記船外機（１０）において前記スイベルケース（２２）の上面（２２ｄ）以外の部位（具体的には、スイベルケース２２の前端側面）に配置されるように構成した。

さらに、前記転舵角センサ（４２）を収容するセンサケース（５８）を備えると共に、前記転舵角センサ（４２）は、前記センサケース（５８）に収容されて前記部位（スイベルケース２２の前端側面）に配置されるように構成した。

尚、上記において、ケーブル６６をプッシュプルケーブルとしたが、それに限られるものではなく、同等の機能を有する他のケーブルを用いてもよい。

また、転舵角センサ４２をスイベルケース２２の前端側面に配置するようにしたが、他の部位に配置してもよい。

また、スイベルシャフト２４ｂに接続されるアクチュエータを油圧シリンダ４０としたが、他のアクチュエータ（例えば電動モータ）を使用してもよい。

この発明の第１実施例に係る船外機の操舵装置を全体的に示す概略図である。 図１に示す船外機の拡大側面図である。 図２に示すスターンブラケット、スイベルケースおよびマウントフレームの拡大斜視図である。 図３に示すスイベルケースなどの平面を表す説明断面図である。 図３に示すスイベルケースなどの側面を表す説明断面図である。

符号の説明

１０：船外機、２２：スイベルケース、２２ｄ：スイベルケースの上面、２４ｂ：スイベルシャフト、４０：油圧シリンダ（アクチュエータ）、４２：転舵角センサ、４４：ＥＣＵ（制御手段）、５８：センサケース、６６：ケーブル（回転変位伝達部材）

Claims (3)

1. 船外機の転舵軸であるスイベルシャフトに接続されたアクチュエータと、前記スイベルシャフトの転舵角に応じた信号を出力する転舵角センサと、前記スイベルシャフトの回転変位を前記転舵角センサに伝達する回転変位伝達部材と、前記転舵角センサの出力に基づいて前記アクチュエータの動作を制御して前記船外機を操舵する制御手段とを備えた船外機の操舵装置において、前記回転変位伝達部材がケーブルから構成されることを特徴とする船外機の操舵装置。
2. さらに、前記スイベルシャフトを転舵自在に収容するスイベルケースを備えると共に、前記転舵角センサは、前記船外機において前記スイベルケースの上面以外の部位に配置されることを特徴とする請求項１記載の船外機の操舵装置。
3. さらに、前記転舵角センサを収容するセンサケースを備えると共に、前記転舵角センサは、前記センサケースに収容されて前記部位に配置されることを特徴とする請求項２記載の船外機の操舵装置。
   

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