(57)【要約】【課題】  推進機付船舶のパワーステアリング装置において、操舵アシスト装置のための配置レイアウト性と防水環境性を向上すること。【解決手段】  船体２の船首側に設けられる操舵ハンドル１０と、船体２の船尾側に設けられる推進機２０と、操舵ハンドル１０に加えられる操舵力を推進機２０に伝える操舵力伝達経路に介装される操舵アシスト装置４０とを有してなる推進機付船舶１のパワーステアリング装置３において、操舵アシスト装置４０が推進力伝達経路を構成する操舵ケーブル３０の中間部に配置されるもの。【選択図】  図１
2010100187.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船体の船首側に設けられる操舵ハンドルと、
船体の船尾側に設けられる推進機と、
操舵ハンドルに加えられる操舵力を推進機に伝える操舵力伝達経路に介装される操舵アシスト装置とを有してなる推進機付船舶のパワーステアリング装置において、
操舵アシスト装置が推進力伝達経路を構成する操舵ケーブルの中間部に配置されることを特徴とする推進機付船舶のパワーステアリング装置。
【請求項２】
前記操舵アシスト装置が船体中央の舷側に配置される請求項１に記載の推進機付船舶のパワーステアリング装置。
【請求項３】
前記操舵アシスト装置は、ギヤケース内に、操舵ハンドルに加えられた操舵トルクを検出するトルクセンサと、該操舵アシスト装置を制御するコントロールユニットと、操舵を補助するモータとを、配置した請求項１又は２に記載の推進機付船舶のパワーステアリング装置。
【請求項４】
前記操舵アシスト装置の出力側に、推進機が備えるスクリュウの回転反力に起因して推進機の側から操舵ケーブルに作用する逆入力に抗するスクリュウ反力抑制装置を設ける請求項１〜３のいずれかに記載の推進機付船舶のパワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は船外機、船内外機等の推進機付船舶のパワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
推進機付船舶のパワーステアリング装置として、特許文献１に記載の如く、船体の船首側に設けられる操舵ハンドルと、船体の船尾側に設けられる推進機と、操舵ハンドルに加えられる操舵力を推進機に伝える操舵力伝達経路に介装される操舵アシスト装置とを有してなるものがある。操船者が操舵ハンドルに加える手動操舵力を、操舵アシスト装置の電動アシストモータ（又は油圧パワーステアリング装置の電動アシストポンプ）が発生する操舵アシスト力によりアシストするものである。
【特許文献１】特開2004-231108
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の推進機付船舶のパワーステアリング装置は、電動アシストモータ等を含む操舵アシスト装置を、船体の船首側の内部で操舵ハンドルの近傍に配置し、又は船体の船尾側の内部で推進機の近傍に配置している。
【０００４】
ところが、操舵ハンドルの近傍の船首側の内部は、操舵アシスト装置の配置のために余裕があるスペースを確保し難い。
【０００５】
また、推進機の近傍の船尾側の内部は、操舵アシスト装置とチルトアップされた推進機との干渉を避けるスペースを確保し難いし、操舵アシスト装置に対する防水環境も悪い。
【０００６】
本発明の課題は、推進機付船舶のパワーステアリング装置において、操舵アシスト装置のための配置レイアウト性と防水環境性を向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、船体の船首側に設けられる操舵ハンドルと、船体の船尾側に設けられる推進機と、操舵ハンドルに加えられる操舵力を推進機に伝える操舵力伝達経路に介装される操舵アシスト装置とを有してなる推進機付船舶のパワーステアリング装置において、操舵アシスト装置が推進力伝達経路を構成する操舵ケーブルの中間部に配置されるようにしたものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記操舵アシスト装置が船体中央の舷側に配置されるようにしたものである。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において更に、前記操舵アシスト装置は、ギヤケース内に、操舵ハンドルに加えられた操舵トルクを検出するトルクセンサと、該操舵アシスト装置を制御するコントロールユニットと、操舵を補助するモータとを、配置したものである。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの発明において更に、前記操舵アシスト装置の出力側に、推進機が備えるスクリュウの回転反力に起因して推進機の側から操舵ケーブルに作用する逆入力に抗するスクリュウ反力抑制装置を設けるようにしたものである。
【発明の効果】
【００１１】
（請求項１）
(a)操舵アシスト装置が推進力伝達経路を構成する操舵ケーブルの中間部に配置される。これにより、操舵アシスト装置を船体の内部の余裕のあるスペースに配置できる。
【００１２】
(b)操舵アシスト装置が操舵ケーブルの中間部に配置されることにより、操舵ケーブルの長さ調整により、操舵アシスト装置の配置の自由度がある。
【００１３】
(c)上述(b)により、操舵アシスト装置を船体の内部に設けてあるバッテリの近傍に配置でき、電気的ロスを低減できる。
【００１４】
(d)操舵アシスト装置を船体の船首や船尾から離隔し、防水環境の良い場所に配置できる。
【００１５】
（請求項２）
(e)操舵アシスト装置が船体中央の舷側に配置される。これにより、上述(a)〜(d)を確実に実現できる。
【００１６】
（請求項３）
(f)操舵アシスト装置を構成するギヤケース内に、操舵ハンドルに加えられた操舵トルクを検出するトルクセンサを配置した。これにより、操舵アシスト装置だけでなく、トルクセンサのための防水環境性も簡易に向上できる。また、トルクセンサを操舵アシスト装置に付帯させ、トルクセンサの取付性も向上できる。更に、操舵アシスト装置を構成するギヤケース内に、該操舵アシスト装置を制御するコントロールユニットを配置した。これにより、操舵アシスト装置だけでなく、コントロールユニットのための防水環境性も簡易に向上できる。また、コントロールユニットを操舵アシスト装置に付帯させ、コントロールユニットの取付性も向上できる。
【００１７】
（請求項４）
(g)操舵アシスト装置の出力側に、推進機が備えるスクリュウの回転反力に起因して推進機の側から操舵ケーブルに作用する逆入力に抗するスクリュウ反力抑制装置を設ける。スクリュウ反力抑制装置により、推進機がスクリュウの回転反力に起因して転舵しようとするジャイロ効果を停止させ、操舵ハンドルから手を離しても船体の進み方向を維持し、例えばその直進性を保つことができる。スクリュウの回転反力に起因して操舵ケーブルに作用する逆入力に抗する操舵力を操舵ハンドルに加える必要がなく、結果として操舵アシスト装置がこの操舵力に応ずる操舵アシスト力を発生させる必要がないから、操舵アシスト装置の電動アシストモータ（又は油圧シリンダ）の徒らな電力消費を回避できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は実施例１の推進機付船舶のパワーステアリング装置を示す模式図、図２は図１の操舵アシスト装置を示す模式図、図３は実施例２の推進機付船舶のパワーステアリング装置を示す模式図、図４は図３の操舵アシスト装置を示す模式図、図５は図４のV−V線に沿い、スクリュウ反力抑制装置を示す断面図、図６はスクリュウ反力抑制装置の動作を示す模式図である。
【実施例】
【００１９】
（実施例１）（図１、図２）
図１に示す船舶１は、船体２の船首側に設けられる操舵ハンドル１０と、船体２の船尾側に設けられる推進機としての船外機２０と、操舵ハンドル１０に加えられる操舵力を船外機２０に伝える操舵力伝達経路としても操舵ケーブル３０（操舵ハンドル１０の側の操舵ケーブル３０Ａと船外機２０の側の操舵ケーブル３０Ｂからなる）とを有する。操舵ケーブル３０は、船体２の内部の船首側から船尾側に設置されるアウタチューブ３１内に延在される。
【００２０】
操舵ハンドル１０は、船体２の船首側の操縦席に設置される。操舵ハンドル１０のハンドル軸１１に固定されるピニオン１２がラック１３に噛合い、ラック１３が操舵ケーブル３０（３０Ａ）の一端に連結される。操舵ハンドル１０が操舵力（操舵トルク）を加えられて左又は右に回転することにより、ピニオン１２とラック１３の噛合いを介して、操舵ケーブル３０が押し引きされる。
【００２１】
船外機２０は、推進ユニット２１にスクリュウ２２を備え、この推進ユニット２１の上に搭載されたエンジン（不図示）と、スイベルブラケット２３及びクランプブラケット２４を有して構成される。推進ユニット２１は、スイベルブラケット２３に転舵軸２３Ａ（不図示）を介して水平方向に揺動して転舵可能に軸支され、このスイベルブラケット２３は、クランプブラケット２４にチルト軸（不図示）を介して鉛直方向にチルトアップ／ダウン可能に軸支される。船外機２０は、クランプブラケット２４により船体２の船尾板に取付けられ、エンジンの出力をスクリュウ２２に伝え、船体２を前後進可能にする。船外機２０は、推進ユニット２１に固着された転舵アーム２１Ａに操舵ケーブル３０（３０Ｂ）の一端を連結している。
【００２２】
船舶１にあっては、操船者が操舵ハンドル１０に加える操舵力をアシストするパワーステアリング装置３を構成するための操舵アシスト装置４０を操舵ケーブル３０に介装している。操舵アシスト装置４０は、操舵ケーブル３０の中間部である、第１ケーブル３０Ａと第２ケーブル３０Ｂの間に介装され、本実施例では船体２の内部で船首と船尾の間の中央の左舷側又は右舷側に配置される。
【００２３】
操舵アシスト装置４０は、図２に示す如く、船体２に固定されるギヤケース４１内に配置される。操舵アシスト装置４０は、入力軸４２と出力軸４３をトーションバー（不図示）を介して同軸上に連結し、これらの入力軸４２と出力軸４３をギヤケース４１に枢支する。入力軸４２に固定したピニオン４４に第１ケーブル３０Ａの他端に連結したラック４５を噛合いさせるとともに、ラック４５をギヤケース４１にスライド可能に支持する。出力軸４３に固定したピニオン４６に第２ケーブル３０Ｂの他端に連結したラック４７を噛合いさせるとともに、ラック４７をギヤケース４１にスライド可能に支持する。これにより、操舵ハンドル１０が操舵力を加えられて左又は右に回転すると、第１ケーブル３０Ａが押し引きされてラック４５が直線動し、ラック４５とピニオン４４の噛合いにより入力軸４２、出力軸４３が回転し、出力軸４３のピニオン４６とラック４７の噛合いによりラック４７及び第２ケーブル３０Ｂが押し引きされ、結果として第２ケーブル３０Ｂと転舵アーム２１Ａにより連結されている推進ユニット２１が左又は右に転舵されるものになる。
【００２４】
このとき、操舵アシスト装置４０は、ギヤケース４１内の入力軸４２と出力軸４３の間にトルクセンサ４８が介装される。トルクセンサ４８は、操船者が操舵ハンドル１０に加えた操舵方向及び操舵トルクを検出する。
【００２５】
また、操舵アシスト装置４０は、ギヤケース４１内に電動アシストモータ５０を配置し、アシストモータ５０の出力軸に設けられるウォーム５１を、出力軸４３に設けられるウォームホイール５２に噛合いさせてある。
【００２６】
また、操舵アシスト装置４０は、ギヤケース４１内に、アシストモータ５０を制御するコントロールユニット６０を配置してある。コントロールユニット６０は、トルクセンサ４８の検出信号と、船外機２０の推進ユニット２１に内蔵してある船速センサ６１の検出信号を取り込み、所定のアシストマップから、アシストモータ５０の駆動方向及び駆動電流を決定し、船速と操舵方向と操舵トルクに応じた適切な操舵アシスト力となるアシストモータ５０のモータトルクをウォーム５１及びウォームホイール５２経由で出力軸４３に付与する。
【００２７】
操舵アシスト装置４０は、出力軸４３に、スクリュウ反力抑制装置７０を設けてある。スクリュウ反力抑制装置７０は、船外機２０のスクリュウ２２の回転反力に起因して推進ユニット２１の側から転舵アーム２１を介して第２ケーブル３０Ｂに作用する逆入力に抗する。スクリュウ反力抑制装置７０は、例えば出力軸４３に一定の制動力を付与する制動手段からなり、第２ケーブル３０Ｂに作用する上述の逆入力に対しては出力軸４３の回転を制止し、操舵ケーブル３０に加えられる手動操舵トルク、又はアシストモータ５０のモータトルクによる出力軸４３の回転を許容する。スクリュウ反力抑制装置７０を構成する制動手段は、ギヤケース４１内で出力軸４３の自由端に設けられることにより、その制動力を容易に調整できるものとすることができる。
【００２８】
本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)操舵アシスト装置４０が推進力伝達経路を構成する操舵ケーブル３０の中間部に配置される。これにより、操舵アシスト装置４０を船体２の内部の余裕のあるスペースに配置できる。
【００２９】
(b)操舵アシスト装置４０が操舵ケーブル３０の中間部に配置されることにより、操舵ケーブル３０の長さ調整により、操舵アシスト装置４０の配置の自由度がある。
【００３０】
(c)上述(b)により、操舵アシスト装置４０を船体２の内部に設けてあるバッテリの近傍に配置でき、電気的ロスを低減できる。
【００３１】
(d)操舵アシスト装置４０を船体２の船首や船尾から離隔し、防水環境の良い場所に配置できる。
【００３２】
(e)操舵アシスト装置４０が船体２中央の舷側に配置される。これにより、上述(a)〜(d)を確実に実現できる。
【００３３】
(f)操舵アシスト装置４０を構成するギヤケース４１内に、操舵ハンドル１０に加えられた操舵トルクを検出するトルクセンサ４８を配置した。これにより、操舵アシスト装置４０だけでなく、トルクセンサ４８のための防水環境性も簡易に向上できる。また、トルクセンサ４８を操舵アシスト装置４０に付帯させ、トルクセンサ４８の取付性も向上できる。更に、操舵アシスト装置４０を構成するギヤケース４１内に、該操舵アシスト装置４０を制御するコントロールユニット６０を配置した。これにより、操舵アシスト装置４０だけでなく、コントロールユニット６０のための防水環境性も簡易に向上できる。また、コントロールユニット６０を操舵アシスト装置４０に付帯させ、コントロールユニット６０の取付性も向上できる。
【００３４】
(g)操舵アシスト装置４０の出力側に、船外機２０が備えるスクリュウ２２の回転反力に起因して船外機２０の側から操舵ケーブル３０に作用する逆入力に抗するスクリュウ反力抑制装置７０を設ける。スクリュウ反力抑制装置７０により、船外機２０がスクリュウ２２の回転反力に起因して転舵しようとするジャイロ効果を停止させ、操舵ハンドル１０から手を離しても船体２の進み方向を維持し、例えばその直進性を保つことができる。スクリュウ２２の回転反力に起因して操舵ケーブル３０に作用する逆入力に抗する操舵力を操舵ハンドル１０に加える必要がなく、結果として操舵アシスト装置４０がこの操舵力に応ずる操舵アシスト力を発生させる必要がないから、操舵アシスト装置４０の電動アシストモータ５０（又は油圧シリンダ）の徒らな電力消費を回避できる。
【００３５】
（実施例２）（図３〜図６）
図３、図４に示した実施例２の船舶１のパワーステアリング装置３が、実施例１におけると異なる点は、操舵アシスト装置４０の出力軸上４３のウォームホィール５２とラック４７間に、スクリュウ反力抑制装置８０を設けたことにある。
【００３６】
スクリュウ反力抑制装置８０は、図５に示す如く、電動アシストモータ５０のモータトルクが入力される入力側部材８１たる保持器８１Ａを有し、入力側部材８１を出力軸４３に固定的に結合する。スクリュウ反力抑制装置８０は、アシストモータ５０のモータトルクが出力される出力側部材８２を有し、出力側部材８２にピニオン４６を固定的に結合し、ピニオン４６をラック４７に噛合いさせる。スクリュウ反力抑制装置８０は、回転が拘束された静止側部材８３たる外輪８３Ａを有し、静止側部材８３Ａをギヤケース４１に固定的に結合する。スクリュウ反力抑制装置８０は、静止側部材８３の外輪８３Ａと出力側部材８２の間に設けられ、出力側部材８２からの逆入力トルク（前述の船外機２０のスクリュウ２２の回転反力に起因して第２ケーブル３０Ｂに作用する逆入力が、ラック４７、ピニオン４６経由で出力側部材８２に及んだトルク）に対して出力側部材８２と静止側部材８３とをロックするロック手段８４を有し、ロック手段８４を外輪８３Ａと出力側部材８２の隙間に設けられる一対のローラ８４Ａ、８４Ａとする。一対のローラ８４Ａ、８４Ａの間には、それらのローラ８４Ａ同士を離隔させる力を付与する弾性部材としてのＮ字形板ばね８４Ｂが介装されている。スクリュウ反力抑制装置８０は、入力側部材８１に設けられ、その入力側部材８１からのモータトルクに対してロック手段８４によるロック状態を解除するロック解除手段８５を有し、ロック解除手段８５を保持器８１Ａの柱部８１Ｂにより構成する。スクリュウ反力抑制装置８０は、入力側部材８１と出力側部材８２との間に設けられ、ロック手段８４によるロック状態の解除時に、入力側部材８１からのモータトルクを出力側部材８２に伝えるトルク伝達手段８６を有し、トルク伝達手段８６を保持器８１Ａのピン８１Ｃにより構成する。ピン８１Ｃは、出力側部材８２のピン孔８２Ａに挿入され、ピン孔８２Ａの内径をピン８１Ｃの外径より若干大きくしている。
【００３７】
スクリュウ反力抑制装置８０にあっては、操船者が操舵ハンドル１０から手を離して手動操舵力を付与せず、アシストモータ５０のモータトルクが入力側部材８１の保持器８１Ａに作用していない状態で、船外機２０のスクリュウ２２の回転反力に起因する逆入力が第２ケーブル３０Ｂに作用する結果、第２ケーブル３０Ｂが連結されているラック４７、ピニオン４６経由の逆入力トルクが出力側部材８２に作用しても、図６（Ａ）に示す如く、出力側部材８２と静止側部材８３の外輪８３Ａの間に介装したロック手段８４のローラ８４Ａが、板ばね８４Ｂにより出力側部材８２と静止側部材８３の外輪８３Ａの間のくさび隙間に係合してロックされる。従って、第２ケーブル３０Ｂは押し引き不能とされて推進ユニット２１を転舵させず、操舵ハンドル１０から手を離す前の船体２の進み方向を維持する。
【００３８】
図６（Ａ）の出力側部材８２と静止側部材８３のロック状態から、図６（Ｂ）に示す如く、操舵ハンドル１０に手動操舵力が付与され、操舵ハンドル１０に加えられた操舵トルク、及びコントロールユニット６０が制御したアシストモータ５０のモータトルクが入力側部材８１の保持器８１Ａに作用すると、ロック解除手段８５である保持器８１Ａの柱部８１Ｂが回転方向後方に位置する一方のローラ８４Ａに衝合し、そのローラ８４Ａを板ばね８４Ｂに抗して回転方向前方に押圧する。これにより、出力側部材８２と静止側部材８３の外輪８３Ａの間でくさび係合していたローラ８４Ａがそのくさび隙間から離脱し、出力側部材８２のロック状態が解除される。これにより、出力側部材８２が回転可能になる。
【００３９】
入力側部材８１の保持器８１Ａが図６（Ｂ）から更に回転すると、図６（Ｃ）に示す如く、入力側部材８１のピン８１Ｃが出力側部材８２のピン孔８２Ａの内径面に衝合し、入力側部材８１のトルクがピン８１Ｃを介して出力側部材８２に伝えられ、出力側部材８２を回転させる。これにより、出力側部材８２に固定されているピニオン４６が回転し、ピニオン４６とラック４７の噛合いを介してラック４７及び第２ケーブル１３Ｂが押し引きされ、第２ケーブル３１Ｂと転舵アーム２１Ａにより連結されている推進ユニット２１を転舵させるものになる。
【００４０】
本実施例によれば、実施例１の前述(a)〜(f)の作用効果に加え、以下の作用効果を奏する。
【００４１】
スクリュウ反力抑制装置８０により、船外機２０がスクリュウ２２の回転反力に起因して転舵しようとするジャイロ効果を停止させ、操舵ハンドル１０から手を離しても船体２の進み方向を維持し、例えばその直進性を保つことができる。スクリュウ２２の回転反力に起因して操舵ケーブル３０に作用する逆入力に抗する操舵力を操舵ハンドル１０に加える必要がなく、結果として操舵アシスト装置４０がこの操舵力に応ずる操舵アシスト力を発生させる必要がないから、操舵アシスト装置４０の電動アシストモータ５０（又は油圧シリンダ）の徒らな電力消費を回避できる。
【００４２】
以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１は実施例１の推進機付船舶のパワーステアリング装置を示す模式図である。
【図２】図２は図１の操舵アシスト装置を示す模式図である。
【図３】図３は実施例２の推進機付船舶のパワーステアリング装置を示す模式図である。
【図４】図４は図３の操舵アシスト装置を示す模式図である。
【図５】図５は図４のV−V線に沿い、スクリュウ反力抑制装置を示す断面図である。
【図６】図６はスクリュウ反力抑制装置の動作を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  船舶
２  船体
３  パワーステアリング装置
１０  操舵ハンドル
２０  船外機（推進機）
２２  スクリュウ
３０、３０Ａ、３０Ｂ  操舵ケーブル
４０  操舵アシスト装置
４１  ギヤケース
４８  トルクセンサ
６０  コントロールユニット
７０、８０  スクリュウ反力抑制装置
【図１】
2010100187.tif 000003
【図２】
2010100187.tif 000004
【図３】
2010100187.tif 000005
【図４】
2010100187.tif 000006
【図５】
2010100187.tif 000007
【図６】
2010100187.tif 000008