(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
船体に支持筒を支持し、この支持筒の下部に電動駆動ユニットを備え、一方支持筒の上部に前記電動駆動ユニットを制御する制御ユニットを設けた電動船外機の制御装置において、
前記制御ユニットの内部に発熱性小の電装部品を配置し、
前記電動駆動ユニットは、リアブラケットと、このリアブラケットの前側に配置される電動機と、前記リアブラケットの後側に配置されるプロペラとを有し、  前記リアブラケットは、リアブラケット内壁からの内側に延出して延びる壁状の基部と、この基部から軸方向に延びる円筒部とを有し、
前記リアブラケットの内部にリアブラケット内壁まで延びる平板状のヒートシンクを前記円筒部に挿入して配置し、
前記ヒートシンクの一側面を前記基部に接触させ、前記ヒートシンクの他側面に発熱性大の電装部品を取り付け、
前記基部と前記発熱性大の電装部品との間に前記ヒートシンクを挟み、一方側からボルトを前記発熱性大の電装部品、前記ヒートシンク、前記基部に貫通してナットを螺着し、
前記基部に前記ヒートシンクと前記発熱性大の電装部品とを前記ボルトと前記ナットにより共締めして固定し、
前記電動機の電動駆動軸を前記円筒部に貫通して前記プロペラのプロペラ軸に連結したことを特徴とする電動船外機の制御装置。
【請求項２】
前記発熱性大の電装部品にスペーサを介して基板を取り付けたことを特徴とする請求項１に記載の電動船外機の制御装置。
【請求項３】
前記基板を前記円筒部を貫通して配置し、この基板にパワー素子を前記円筒部を囲むように配置したことを特徴とする請求項２に記載の電動船外機の制御装置。
【請求項４】
前記電動駆動ユニットと前記制御ユニットとを接続するワイヤを有し、
前記ワイヤは、前記電動駆動ユニットの内部または、前記制御ユニットの内部に配置される部分の一部の可撓性を高くしたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の電動船外機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、小型船舶に搭載される電動船外機の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
小型船舶には、船体に支持筒を支持し、この支持筒の下部に電動船外機の電動駆動ユニットを備え、一方支持筒の上部ケースに電動駆動ユニットを制御する制御ユニットを設けたものがある。
【０００３】
また、小型船舶では、電動駆動ユニットと制御ユニットとを接続するワイヤは、例えば数１０Ａ（アンペア）流すため導体断面積の大きな太いものが必要となり、また電動駆動ユニットの内部の狭いスペース内で結線作業ができるように、基板を介してより可撓性の高いワイヤを用いて接続していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電動駆動ユニットの出力向上を行なうと、電動駆動ユニットを制御する電装部品は、発熱性大の電装部品が増加し、全て電動駆動ユニットの内部に収納することができなくなり、電動駆動ユニットの出力向上に一定の限界がある。
【０００５】
また、電動船外機の出力向上を行なうと、部品点数増によって電動駆動ユニットが大型になり、また電動駆動ユニットの径が大きくなると水中の抵抗の増大、コストアップとなる。
【０００６】
さらに、電動船外機の回転制御にパワー素子を用いるが、従来品に対してパワーアップを行なうために素子を増加させなければならないので、パワー素子を増加させ、従来と同じようなレイアウトを行なうと電動駆動ユニットの径を大きくしなければならなく、コストアップし、水中での抵抗も大きくなる。
【０００７】
さらに、従来品では、電動駆動ユニットの内部にパワー素子を基板に取り付けたものを直接取り付けることで放熱していたが、出力向上でパワー素子の数が増えると同様には組み立てられなくなり、パワー素子を基板に取り付け直接組み付けることができなる。
【０００８】
また、電動駆動ユニットと制御ユニットとを接続する太いワイヤを、通常のコストレベルで選択すると、ビニル被覆のワイヤとなり、これは狭いスペース内での結線作業をするには、剛性があり曲げにくく現実的でない。一方、基板を介して、剛性のあるワイヤと可撓性の高いワイヤを接続するためには、基板に半田付けするため、それぞれのワイヤ端部を基板孔に挿入しやすいよう半田上げ等の処理が必要である。また、例えば数１０Ａという基板にとっては、大きい電流なため、基板スペースを大きく必要で半田肉盛り等が必要となっていた。
【０００９】
この発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、請求項１記載乃至請求項４記載の発明は、電動駆動ユニットの出力向上を可能とし、さらに請求項１記載の発明は、発熱性大の電装部品の冷却能力を確保しつつ全体としてコンパクトであり、さらに組立性の向上と十分な放熱経路を確保することが可能であり、また請求項２記載の発明は、従来品と部品を共用して電動駆動ユニットの径を変えずにコンパクトであり、コストダウンし、かつ水中抵抗の低減が可能であり、また請求項５記載の発明は、パワー素子の配置により省スペース化を可能にし、また請求項６記載の発明は、狭いスペースでの結線作業性を確保しつつ、比較的コストをかけない配線とすることが可能な電動船外機の制御装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。
請求項１記載の発明は、船体に支持筒を支持し、この支持筒の下部に電動駆動ユニットを備え、一方支持筒の上部に前記電動駆動ユニットを制御する制御ユニットを設けた電動船外機の制御装置において、
前記制御ユニットの内部に発熱性小の電装部品を配置し、
前記電動駆動ユニットは、リアブラケットと、このリアブラケットの前側に配置される電動機と、前記リアブラケットの後側に配置されるプロペラとを有し、  前記リアブラケットは、リアブラケット内壁からの内側に延出して延びる壁状の基部と、この基部から軸方向に延びる円筒部とを有し、
前記リアブラケットの内部にリアブラケット内壁まで延びる平板状のヒートシンクを前記円筒部に挿入して配置し、
前記ヒートシンクの一側面を前記基部に接触させ、前記ヒートシンクの他側面に発熱性大の電装部品を取り付け、
前記基部と前記発熱性大の電装部品との間に前記ヒートシンクを挟み、一方側からボルトを前記発熱性大の電装部品、前記ヒートシンク、前記基部に貫通してナットを螺着し、
前記基部に前記ヒートシンクと前記発熱性大の電装部品とを前記ボルトと前記ナットにより共締めして固定し、
前記電動機の電動駆動軸を前記円筒部に貫通して前記プロペラのプロペラ軸に連結したことを特徴としている。
【００１１】
このように、水中の電動駆動ユニットの内部に、より発熱する発熱性大の電装部品を配置し、それ以外の発熱性小の電装部品を、空気中の制御ユニットの内部に分割して配置することで、発熱性大の電装部品の冷却性を確保しつつ全体としてコンパクトにすることができる。
また、リアブラケットの内部にリアブラケット内壁まで延びる平板状のヒートシンクを円筒部に挿入して配置し、ヒートシンクの一側面を基部に接触させ、ヒートシンクの他側面に、発熱性大の電装部品を取り付け、基部にヒートシンクと発熱性大の電装部品とをボルトとナットにより共締めして固定するため、ヒートシンクに単体で発熱性大の電装部品を組立た後、取り付けることができ、組立性の向上と十分な放熱経路が確保される。
【００１６】
請求項２記載の発明は、前記発熱性大の電装部品にスペーサを介して基板を取り付けたことを特徴としている。
【００１７】
このように、発熱性大の電装部品にスペーサを介して基板を取り付けることで、発熱性大の電装部品への振動を軽減し、かつ基板とヒートシンクの間隔を一定に確保できる。
【００１８】
請求項３記載の発明は、前記基板を前記円筒部を貫通して配置し、この基板にパワー素子を前記円筒部を囲むように配置したことを特徴としている。
【００１９】
このように、円筒部の周りのスペース的に狭い場所にたくさんのパワー素子を配置し、パワー素子の足の方向を揃えることができるために、基板上の回路パターンの取り回しが効率よく簡単にでき、かつ省スペース化ができる。
【００２２】
請求項４記載の発明は、前記電動駆動ユニットと前記制御ユニットとを接続するワイヤを有し、
前記ワイヤは、前記電動駆動ユニットの内部または、前記制御ユニットの内部に配置される部分の一部の可撓性を高くしたことを特徴としている。
【００２３】
このように、ワイヤの電動駆動ユニットの内部または、制御ユニットの内部に配置される部分の一部の可撓性を高くし、ワイヤの可撓性を配置場所に応じて適切に設定したから、狭いスペースでの結線作業性を確保しつつ、比較的コストをかけない配線とすることが可能である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の電動船外機の制御装置を図面に基づいて説明する。
【００２５】
まず、この実施の形態の電動船外機の制御装置を、図１乃至図７に基づいて説明する。図１は電動船外機を搭載した船舶を示す図、図２は制御ユニットを示す図、図３は電動駆動ユニットを示す図、図４は電動駆動ユニットの基板の配置を示す断面図、図５は図４のV-V線に沿う断面図、図６は図４のVI-VI線に沿う断面図、図７は図４の左側面図である。
【００２６】
小型船舶１の船体２には、その後部に取付ブラケット３がクランプ４により締付固定され、この取付ブラケット３に支持筒５が支持されている。支持筒５の下部には、電動船外機の電動駆動ユニット６が備えられ、一方、支持筒５の上部には電動駆動ユニット６を制御する制御ユニット７が設けられている。電動駆動ユニット６と制御ユニット７はワイヤ２０で接続され、操作ハンドル８の操作で電動駆動ユニット６が運転される。ワイヤ２０は、支持筒５内に挿通して配置されている。
【００２７】
制御ユニット７は、図２に示すように下ケース１０と上ケース１１を有し、その内部には制御アセンブリＡが内蔵され、制御アセンブリＡの基板１２には電動駆動ユニット６を制御するための電装部品１３が組み付けられている。
【００２８】
電動駆動ユニット６は、リアブラケット３０を有し、このリアブラケット３０の前側に電動機３１が取り付けられている。電動機３１の前側にカバー３２が取り付けられ、さらにリアブラケット３０の後側にプロペラ３３が位置している。
【００２９】
電動機３１は、図３に示すように、ステータ３４とアマチュア３５を有し、電動駆動軸３６には整流子３７が設けられ、この整流子３７に対向してブラシ３８が配置されている。電動駆動軸３６は、リアブラケット３０の円筒部を構成するボス部３０ａに貫通して回動可能に支持され、電動駆動軸３６はギヤ３９を介してプロペラ軸４０に連結されている。ギヤ３９は、ギヤカバー４１で覆われ、このギヤカバー４１はスクリュボルト４２でリアブラケット３０の内部に取り付けられている。ギヤカバー４１は、さらにリアブラケット３０に取り付けたキャップ４３で覆われている。プロペラ軸４０はギヤカバー４１にブアリング４４を介して回動可能に軸支され、プロペラ軸４０の先端にプロペラ３３が取り付けられている。
【００３０】
電動駆動ユニット６のリアブラケット３０には、図４乃至図５に示すように、ブラシアセンブリＢが内蔵され、ブラジホルダ５０がスクリュボルト５１によりリアブラケット３０に取り付けられ、ブラジホルダ５０にブラシ３８が保持されている。
【００３１】
リアブラケット３０のボス部３０ａには、電動駆動軸３６を支持するためのメタル軸受５２が設けられている。また、リアブラケット３０には、制御アセンブリＣが内蔵されている。制御アセンブリＣは、電動駆動軸方向にヒートシンク５３、基板５４，５５が配置され、ヒートシンク５３にはスイッチング素子（ＦＥＴ）５６が取り付けられ、スイッチング素子（ＦＥＴ）５６の足５６ａは基板５４に接続されている。基板５４，５５はスペーサ５７を介してスクリュボルト５８とナット５９で一定の間隔を保持して配置され、これらの基板５４，５５には電装部品１３が取り付けられる。
【００３２】
この実施例では、電動駆動ユニット６を制御するため電装部品１３の内、より発熱する発熱性大の電装部品、例えばスイッチング素子（ＦＥＴ）５６等を、電動駆動ユニット６の内部に配置し、他の発熱性小の電装部品、例えば還流ダイオード、リレー、平滑コンデンサ等を制御ユニット７の内部に分割して配置する。このように、水中の電動駆動ユニット６の内部に、より発熱する発熱性大ので電装部品を配置し、それ以外の発熱性小の電装部品を、空気中の制御ユニット７の内部に分割して配置することで、発熱性大の電装部品の冷却性を確保しつつ全体としてコンパクトにすることができる。
【００３３】
図８は制御アセンブリＣの拡大図、図９は基板５４，５５の平面図である。
【００３４】
電動駆動ユニット６の内部には、制御アセンブリＣがリアブラケット３０に内蔵されている。制御アセンブリＣの基板５４，５５は、導電性スペーサ６０を介在して対向して配置され、導電性スペーサ６０は、スペーサ取付ボルト６１により締付固定されている。導電性スペーサ６０は、例えば銅、真ちゅう等の金属で形成され、基板５４，５５に配置された電装部品１３に導電性スペーサ６０を介して通電可能になっている。
【００３５】
このように、電動駆動ユニット６のリアブラケット３０内の狭いスペースに基板５４，５５をレイアウトするために、２階建構造としている。また、導電性スペーサ６０により、複数の基板５４，５５の間隔Ｌ１を一定に保つとともに、複数の基板５４，５５に配置された電装部品１３に通電することができる。このため、電動駆動ユニット６の内部の狭いスペースに複数の基板５４，５５を配置することができ、組立性が向上し、かつ導電性スペーサ６０により通電することで配線の削減が可能である。
【００３６】
次に、制御アセンブリの他の実施の形態を説明する。図１０は制御アセンブリＣの拡大図、図１１は基板５４の平面図、図１２は基板５５の平面図、図１３は図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿う断面図である。
【００３７】
電動駆動ユニット６の内部には、制御アセンブリＣがリアブラケット３０に内蔵されている。制御アセンブリＣの基板５４，５５は、導電性スペーサ６０を介在して対向して配置され、リアブラケット内の狭いスペースに基板をレイアウトするために、２階建構造となっている。
【００３８】
一方の基板５４は、図１１に示すように銅バーにより回路パターン６５が形成され、この回路パターン６５の一部６５ａをＬ字型に曲げて基板５４上に立てている。他方の基板５５は、図１２及び図１３に示すように銅バーにより回路パターン６６が形成され、この回路パターン６６の端部６６ａには基板５５を貫通して接続孔５５ａが形成されている。回路パターン６５のＬ字型に曲げて基板５４上に立てた先端部を、接続孔５５ａに貫通して、他方の基板５５の回路パターン６６の端部６６ａに半田付６７して電気的に接続している。
【００３９】
このように、電動駆動ユニット６の内部に、一方の基板５４に回路パターン６５を曲げて基板５４上に立て、この回路パターン６５を他方の基板５５の回路パターン６６に電気的に接続し、電動駆動ユニット６の内部の狭いスペースに複数の基板５４，５５を配置することができ、組立性が向上し、かつ配線の削減が可能できる。
【００４０】
次に、制御アセンブリの他の実施の形態を説明する。図１４は制御アセンブリＣの拡大図である。
【００４１】
電動駆動ユニット６の内部には、制御アセンブリＣがリアブラケット３０に内蔵されている。制御アセンブリＣのヒートシンク５３及び基板５４，５５が配置されている。ヒートシンク５３には、発熱性大の電装部品を構成するスイッチング素子（ＦＥＴ）５６がボルト６８により取り付けられている。この発熱性大の電装部品には、スペーサ６９が取り付けられ、このスペーサ６９を介して基板５４が取り付けられている。スペーサ６９は、塩化ビニル樹脂等の絶縁材で形成されている。
【００４２】
このように、電動駆動ユニット６の内部に、発熱性大の電装部品を取り付けたヒートシンク５３と基板５４を配置し、発熱性大の電装部品にスペーサ６９を介して基板５４を取り付けることで、発熱性大の電装部品のスイッチング素子（ＦＥＴ）５６がスペーサ６９により支持されて振動を軽減できる。また、基板５４とヒートシンク５３の間隔を一定に確保でき、従来品と部品を共用して電動駆動ユニットの径を変えずにコンパクトであり、コストダウンし、かつ水中抵抗の低減が可能である。
【００４３】
次に、制御アセンブリの他の実施の形態を説明する。図１５は制御アセンブリＣの拡大図、図１６は基板５４の配線面の平面図、図１７は基板５５の配線面の平面図、図１８は基板５４の半田面の平面図、図１９は基板５５の半田面の平面図である。
【００４４】
電動駆動ユニット６の内部には、制御アセンブリＣがリアブラケット３０に内蔵されている。制御アセンブリＣには基板５４，５５が配置され、パワー素子である４個のスイッチング素子（ＦＥＴ）５６が基板５４に電動駆動軸３６と同じ円筒上に配置され、スイッチング素子（ＦＥＴ）５６の足５６ａは基板方向に向けて揃えて半田付けされている。スイッチング素子（ＦＥＴ）５６は基板の半田面から基板５４に実装され、基板５４，５５は所定の距離に設定されている。基板５４と基板５５の回路パターン６５，６６は、ワイヤあるいは銅の柱等を介して４箇所で半田付７０して結線されている。また、予めワイヤにかしめたターミナル７１を接続し、このターミナル７１を２箇所ネジ７２で基板５５に固定して接続され、さらに基板５５にはワイヤ７３が直接半田付け７４され、またドライブＩＣ７５が実装される。
【００４５】
このように、電動駆動軸３６の周りのスペース的に狭い場所にたくさんのパワー素子を電動駆動軸３６を囲むように配置し、パワー素子であるスイッチング素子（ＦＥＴ）５６の足５６ａの方向を揃えることができるために、基板５４上の回路パターン６５の取り回しが効率よく簡単にでき、かつ省スペース化ができる。
【００４７】
前記した制御アセンブリにおいて、電動駆動ユニット６の内部には、制御アセンブリＣがリアブラケット３０に内蔵されている。制御アセンブリＣのヒートシンク５３は、電動駆動軸方向から配置されて、リアブラケット３０の内部の円筒面に、ボルト６８により固定されている。
【００４８】
このように、電動駆動ユニット６の内部に、ヒートシンク５３を電動駆動軸方向から入れて、円筒面に固定するようにしたため、ヒートシンク５３に単体で発熱性の電装部品を組立た後、取り付けることができ、組立性の向上と十分な放熱経路が確保される。
【００４９】
次に、図２０はワイヤの概略構成図、図２１は図２０のＥ方向から視た図、図２２はグロメットを示す図である。
【００５０】
電動駆動ユニット６と、制御ユニット７とを接続するワイヤ２０は、グロメット８０と、樹脂環８１で結束され、支持筒５に挿通して配置される。ワイヤ２０の一端側２０ａが制御ユニット７の内部に接続され、他方側２０ｂが電動駆動ユニット６の内部に接続される。
【００５１】
ワイヤ２０の電動駆動ユニット６の内部のブラシアセンブリＢのブラシ３８に接続される部分には、裸圧着端子８２、ワイヤ８３、絶縁チューブ８４、圧着スリーブ８５及び熱収縮チューブ８６が設けられ、可撓性を高くしている。なお、制御ユニット７の内部に配置される部分の可撓性を高くしてもよい。
【００５２】
このように、ワイヤ２０の電動駆動ユニット６の内部または、制御ユニット７の内部に配置される部分の一部の可撓性を高くし、ワイヤ２０の可撓性を配置場所に応じて適切に設定したから、狭いスペースでの結線作業性を確保しつつ、比較的コストをかけない配線とすることが可能である。
【００５３】
【発明の効果】
前記したように、請求項１記載の発明は、水中の電動駆動ユニットの内部に、より発熱する発熱性大の電装部品を配置し、それ以外の発熱性小の電装部品を、空気中の制御ユニットの内部に配置することで、発熱性大の電装部品の冷却性を確保しつつ全体としてコンパクトにすることができる。
また、リアブラケットの内部にリアブラケット内壁まで延びる平板状のヒートシンクを円筒部に挿入して配置し、ヒートシンクの一側面を基部に接触させ、ヒートシンクの他側面に、発熱性大の電装部品を取り付け、基部にヒートシンクと発熱性大の電装部品とをボルトとナットにより共締めして固定するため、ヒートシンクに単体で発熱性大の電装部品を組立た後、取り付けることができ、組立性の向上と十分な放熱経路が確保される。
【００５６】
請求項２記載の発明は、発熱性大の電装部品にスペーサを介して基板を取り付けることで、発熱性大の電装部品への振動を軽減し、基板とヒートシンクの間隔を一定に確保でき、電動駆動ユニットの径を変えずにコンパクトで、コストダウンし、かつ水中抵抗の低減が可能である。
【００５７】
請求項３記載の発明は、円筒部の周りのスペース的に狭い場所にたくさんのパワー素子を配置し、パワー素子の足の方向を揃えることができるために、基板上の回路パターンの取り回しが効率よく簡単にでき、かつ省スペース化ができ、電動駆動ユニットの径を変えずにコンパクトで、コストダウンし、かつ水中抵抗の低減が可能である。
【００５９】
請求項４記載の発明は、ワイヤの電動駆動ユニットの内部または、制御ユニットの内部に配置される部分の一部の可撓性を高くし、ワイヤの可撓性を配置場所に応じて適切に設定したから、狭いスペースでの結線作業性を確保しつつ、比較的コストをかけない配線とすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】電動船外機を搭載した船舶を示す図である。
【図２】制御ユニットを示す図である。
【図３】電動駆動ユニットを示す図である。
【図４】電動駆動ユニットの基板の配置を示す断面図である。
【図５】図４のV-V線に沿う断面図である。
【図６】図４のVI-VI線に沿う断面図である。
【図７】図４の左側面図である。
【図８】制御アセンブリＣの拡大図である。
【図９】基板５４，５５の平面図である。
【図１０】制御アセンブリＣの拡大図である。
【図１１】基板５４の平面図である。
【図１２】基板５５の平面図である。
【図１３】図１２のXIII-XIII線に沿う断面図である。
【図１４】制御アセンブリＣの拡大図である。
【図１５】制御アセンブリＣの拡大図である。
【図１６】基板５４の配線面の平面図である。
【図１７】基板５５の配線面の平面図である。
【図１８】基板５４の半田面の平面図である。
【図１９】基板５５の半田面の平面図である。
【図２０】ワイヤの概略構成図である。
【図２１】図２０のＥ方向から視た図である。
【図２２】グロメットを示す図である。
【符号の説明】
２  船体
５  支持筒
６  電動駆動ユニット
７  制御ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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