(57)【要約】【課題】  油圧回路内の圧力が高くなることを防止できるとともに、取付作業が容易であり、更には、構成が簡素で安価な船舶用パワーステアリング装置を提供すること。【解決手段】  操舵に応じた方向で且つ回転量に比例した液量の油を吐出する油圧ポンプ装置２と、油圧ポンプ装置２とともに油圧回路を構成するシリンダ部材３と、シリンダ部材３内を複数の油室に仕切るピストン部材４と、ピストン部材４に接続されるロッド部材５と、シリンダ部材３内に構成されるとともに各油室Ａ，Ｂ内の油圧を夫々測定する油圧測定センサ装置６と、油圧測定センサ装置６の測定値に基づいた回転方向及び回転力で駆動する電動モータ装置８と、油圧ポンプ装置８の油吐出に伴う変更力を電気的かつ並列的にアシストするために、ロッド部材５と電動モータ装置８とを連結させて、電動モータ装置８の駆動力をロッド部材５に伝達可能とする伝達機構１０とを備えていることを特徴としている。【選択図】  図１
2006044405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船外機その他の推進装置又は船内機の舵部の向きを変更するための船舶用パワーステアリング装置において、
操舵に応じた方向で且つ回転量に比例した液量の油を吐出する油圧ポンプ装置と、
該油圧ポンプ装置とともに油圧回路を構成するシリンダ部材と、
該シリンダ部材内を複数の油室に仕切るピストン部材と、
該ピストン部材に接続されるロッド部材と、
前記シリンダ部材内に構成されるとともに前記各油室内の油圧を夫々測定する油圧測定センサ装置と、
前記油圧測定センサ装置の測定値に基づいた回転方向及び回転力で駆動する電動モータ装置と、
前記油圧ポンプ装置の油吐出に伴う推進装置又は舵部の向きの変更力を電気的かつ並列的にアシストするために、ロッド部材と電動モータ装置とを連結させて、前記電動モータ装置の駆動力を前記ロッド部材に伝達可能とする伝達機構とを備えていることを特徴とするアシスト機構付き船舶用パワーステアリング装置。
【請求項２】
ロッド部材は、上下に並列に配設された上方ロッド部材および下方ロッド部材、ならびに両ロッド部材を連結する連結部材によって構成されており、
伝達機構は、前記両ロッド部材のうち何れか一方のロッド部材側に配設され、
前記シリンダ部材およびピストン部材は、他方のロッド部材側に配設されていることを特徴とする請求項１記載のアシスト機構付き船舶用パワーステアリング装置。
【請求項３】
伝達機構は、電動モータ装置に連結される減速機を備えており、
該減速機の出力軸には、ピニオン部が形成される一方、ロッド部材には、ラック部が形成されており、
前記伝達機構は、減速機の出力軸のピニオン部が前記ロッド部材のラック部材に噛合することによって連結させることを特徴とする請求項１又は２に記載の船舶用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、船舶用パワーステアリング装置に関し、特に、操舵力をアシストすることができるアシスト機構付き船舶用パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
船舶の後方には、推進装置及び舵装置が設けられている。そして、通常、船外機および船内外機においては、推進装置と舵装置とが一体に構成されており、他方、船内機においては、舵装置のみが向きを変更するように構成されている。そして、舵装置の向きは、操舵者の操舵（ハンドル操作）に応じて、変更するのである。
【０００３】
ここで、通常、小型船舶においては、油圧またはプッシュプルワイヤによって、舵装置の向きを変更するようにされている。より具体的には、ハンドルが操作されると、そのハンドル操作に応じた方向および量の油がヘルムポンプ装置より吐出され、油路管を介してシリンダ部材へ送られる。これによりロッドが摺動して、リンクアーム部材を介して船外機の向きが変更されるのである。また、プッシュプルワイヤはハンドルの回転を軸方向の摺動に変換し、直接に舵の向きを動作せしめるものである。
【０００４】
更に、近年において製造される船舶の中には、操舵力を軽減するためのパワーアシスト機構を有する操舵装置が装備されているものもある（下記、特許文献１参照）。
【０００５】
この特許文献１記載の操舵装置においては、ハンドルに接続するポンプ装置の回転に対して発生する油圧回路からの液抵抗圧に対して、該液抵抗圧に応じた液吐出圧をヘルムポンプの吐出方向と同方向に発生させるようにしたポンプ手段を、完全密閉式閉回路からなる液圧回路の一部に直列に配置される構成とされている。そして、かかる構成を有する操舵装置によれば、ポンプ手段による補助によって舵輪の操舵抵抗を自動的に軽減することが可能となるのである。
【特許文献１】国際公開第ＷＯ０１／０１９６７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、かかる特許文献１記載の従来技術においては、高負荷時には油圧回路内の圧力が高くなってリーク量が多くなる、又は、リリーフ弁が開放してしまう。これにより、ハンドルの中立位置がずれてしまうという不具合があった。
【０００７】
また、既存の操舵装置に後付けして特許文献１記載の従来技術を構成する場合には、油圧回路の途中にアシスト用の油路を構成しなければならないため、配管、エア抜きなどの複雑な作業が必要となるという不具合があった。
【０００８】
更には、高圧力に耐え得る油路を構成しなければならないし、アシスト用の油路を備えるため、構成が複雑、且つ高価となってしまうという不具合があった。
【０００９】
本発明は、上記課題（不具合）を解決（解消）するために為されたものであって、油圧回路内の圧力が高くなることを防止できるとともに、取付作業が容易であり、更には、構成が簡素で安価な船舶用パワーステアリング装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる目的を達成するために、特許請求の範囲に記載の船舶用パワーステアリング装置は、船外機その他の推進装置又は船内機の舵部の向きを変更するためのものであって、操舵に応じた方向で且つ回転量に比例した液量の油を吐出する油圧ポンプ装置と、該油圧ポンプ装置とともに油圧回路を構成するシリンダ部材と、該シリンダ部材内を複数の油室に仕切るピストン部材と、該ピストン部材に接続されるロッド部材と、前記シリンダ部材内に構成されるとともに前記各油室内の油圧を夫々測定する油圧測定センサ装置と、前記油圧測定センサ装置の測定値に基づいた回転方向及び回転力で駆動する電動モータ装置と、前記油圧ポンプ装置の油吐出に伴う推進装置又は舵部の向きの変更力を電気的かつ並列的にアシストするために、ロッド部材と電動モータ装置とを連結させて、前記電動モータ装置の駆動力を前記ロッド部材に伝達可能とする伝達機構とを備えていることを特徴としている。
【００１１】
かかる構成を有する船舶用パワーステアリング装置によれば、油圧ポンプ装置により、操舵に応じた方向で且つ回転量に比例した液量の油が吐出されると、シリンダ部材内の操舵に応じた回転方向の油室内に油が流入して、ピストン部材及び該ピストン部材に接続するロッド部材が摺動する。これにより、船外機その他の推進装置又は船内機の舵部の向きが変更される。
【００１２】
他方、各油室内の油圧は油圧測定センサ装置により測定され、その測定結果に基づいた回転方向及び回転力により電動モータ装置が駆動される。そして、該駆動力が、伝達機構を介して、推進装置又は舵装置に連結するロッド部材に伝達される。よって、前記油圧ポンプ装置の油吐出に伴う推進装置又は舵部の向きの変更力が電気的かつ並列的にアシストされる。
【発明の効果】
【００１３】
特許請求の範囲に記載の船舶用パワーステアリング装置によれば、油圧ポンプ装置の油吐出に伴う推進装置又は舵部の向きの変更力を電気的かつ並列的にアシストすることが可能となり、油圧回路内の圧力が高くなることを防止できるとともに、取付作業が容易であり、更には、構成が簡素で安価なアシスト機構付き船舶用パワーステアリング装置を提供することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態の例（実施例）について説明する。勿論、下記実施例は、本発明の好ましい実施例を示すに過ぎず、本発明の技術的範囲は、かかる実施例に何ら限定されるものではない。
【００１５】
（第１実施例）
図１は、本発明の第１の実施例（第１実施例）である、アシスト機構付き船舶用パワーステアリング装置（以下、単に「船舶用パワーステアリング装置」という。）１の概略図である。図１に示すように、アシスト機構付き船舶用パワーステアリング装置１は、ヘルプポンプ装置２と、油路管１２，１３と、シリンダ部材３と、ピストン部材４と、ロッド部材５と、油圧測定センサ装置６と、ＥＣＵ７と、電動モータ装置８と、減速機９を含む伝達機構１０と、アシスト機構１６とによって構成されている。
【００１６】
図２は、かかる船舶用パワーステアリング装置１を備える船舶１４を示す図である。船舶１４には、かかる船舶用パワーステアリング装置１に加え、ハンドル部材１１と、船外機１５とを備えている。勿論、本発明は、舵部（図示せず）と一緒に向きを変える船外機１５の場合にのみ適用可能なものでなく、船内機（図示せず）と別体に配設された舵装置（図示せず）のみの向きを変更する場合にも適用可能であることはいうまでもない。
【００１７】
ヘルムポンプ装置２は、操舵者による操舵に応じた方向および液量（より具体的には、ハンドル部材１１の操作（即ち、回転方向）に応じた方向に、且つ、回転量に比例した液量）に油を吐出するものであって、特許請求の範囲に記載の油圧ポンプ装置の一例である。
【００１８】
シリンダ部材３は、ヘルムポンプ装置２とともに油圧回路を構成するためのものであり、シリンダ部材３には、油路管１２及び油路管１３が接続されており、この油路管１２はヘルムポンプ装置２の一方の吐出口２ａへ、油路管１３はヘルムポンプ装置２の他方の吐出口２ｂへ接続されている（ここで、油路管１２，１３は、ゴム性のホース状のものであっても、非可撓性の樹脂性や金属性のパイプ状のものであっても良い）。また、シリンダ部材３の内部には、ピストン部材４およびロッド部材５の一部が収容されている。ピストン部材４は、シリンダ部材３の内部を複数の油室（本実施例においては、油室Ａ及び油室Ｂの二つの油室）とに区分するものである。なお、油室Ａには油路管１２が接続されており、油室Ｂには油路管１３が接続されている。
【００１９】
ロッド部材５は、ピストン部材４の両側に接続状に固着されるとともに、ロッド部材５の両端部は、シリンダ部材３より突出しており、そのうち一端部には、リンクアーム部材１７を取付けるための取付穴５ｂが形成されている。リンクアーム部材１７は、ロッド部材５と推進装置の一種である船外機１５とを連結するものであり、このリンクアーム部材１７により、ロッド部材５の摺動方向に応じて船外機１５の向きが変更されるのである。
【００２０】
油圧測定センサ装置６は、油室Ａ及び油室Ｂの油圧を測定するものであって、油室シリンダ部材３と油路管１２との接続箇所付近に設けられた油圧測定センサ装置６ａと、シリンダ部材３と油路管１３との接続箇所付近に設けられた油圧測定センサ装置６ｂとによって構成されている。油圧測定センサ装置６ａ及び６ｂのうちの何れの油圧測定センサ装置６の測定値が増加したかによって（又は、油圧測定センサ装置６の測定値が減少したかによって）、ヘルムポンプ装置２の油の吐出方向（ハンドル部材１１の回転方向、ひいては、ロッド部材５の摺動方向）を検知することができるとともに、他方、油圧測定センサ装置６の測定値によってヘルムポンプ装置２の油の吐出量状況（具体的には、ハンドル部材１１の回転力）を検知することができる。
【００２１】
ＥＣＵ７は、油圧測定センサ装置６ａ，６ｂの測定結果に基づいた回転方向および回転力で電動モータ装置８を駆動制御するものである。より具体的には、油圧測定センサ装置６ａ，６ｂの何れのセンサの測定値が増加したか又は減少したかによって電動モータ装置８の回転方向（電動モータ装置８に流れる電流の方向）を制御するとともに、油圧測定センサ装置６の測定値によって電動モータ装置８の回転力（電動モータ装置８に流れる電流値）を制御するのである。
【００２２】
電動モータ装置８は、ＥＣＵ７からの信号に応じて、回転駆動するものであり、減速機９は、電動モータ装置８に連結して回転力を減速するものである。減速機９の出力軸９ａにはピニオン部９ｂが形成されており、このピニオン部９ｂがロッド部材５に形成されたラック部５ａに噛合することによって、電動モータ装置８とロッド部材５とを連結している。そして、この減速機９（その出力軸９ａ、及びピニオン部９ｂを含む）およびラック部５ｂのピニオン部９ｂによって、伝達機構１０が構成されるのである。更に、油圧測定センサ部材６、ＥＣＵ７、電動モータ装置８、及び、伝達機構１０により、アシスト機構１６が構成される。
【００２３】
そして、上記のように構成された船舶用パワーステアリング装置１によれば、ヘルムポンプ装置２の油吐出に伴う船外機１５の向きの変更力が並列的且つ電気的にアシストすることが可能となり、油圧回路内（具体的には、ヘルムポンプ装置２、油路管１２，１３及びシリンダ部材２等、並びに、それらの接続部）の圧力が高くなることを防止でき、油圧回路からの油のリーク量を極めて少なくしたり、リリーフ弁（図示せず）が開放したりすることを防止できる。ひいては、ハンドル部材１１の中立位置がずれてしまうことを防止できる。また、構成が簡素で安価とすること（シール機構の簡素化の実現、汎用部品の高使用率化の実現）ができ、電気的にアシストするため、従来から存在する油路回路に極力手を加えることなく、アシスト機構１６を取付けることが可能となるので、アシスト機構１６の取付作業（組付作業）が煩雑となってしまうことを防止できるのである。
【００２４】
以下、図１及び図２を参照して、船舶用パワーステアリング装置１の動作について説明する。ハンドル部材１１が操作されると、ヘルムポンプ部材２により、その操作に応じた方向および量の油が吐出される。油は油路管１２又は油路管１３を通って、シリンダ部材３内の対応する油室Ａ又は油室Ｂへ流入する。その後、油室Ａ又は油室Ｂに流れ込んだ油によりピストン部材４が押圧されて摺動し、それに伴い、ピストン部材４に接続されているロッド部材５も同方向へ摺動する。ロッド部材５が摺動すると、ロッド部材５に接続されているリンクアーム部材１７により船外機１５の向きが変更される。
【００２５】
他方、シリンダ部材３の内部、より具体的には油室Ａおよび油室Ｂに夫々配設された油圧測定センサ装置６ａ，６ｂにより、その測定値がＥＣＵ７に出力されると、電動モータ装置８に流す電流の向き及びその値を演算し、電動モータ装置８に流れる電流を制御する。この際における電流の制御は、ＰＷＭ制御によって実行され、フィードバック電流を検出することにより補正も行っている。電動モータ装置８の回転駆動力は、減速機９の出力軸９ａ及びロッド部材５のラック部５ａを介して、ロッド部材５に、油圧によるロッド部材５の摺動をアシストする方向に伝達される。これにより、操舵力が軽減される。
【００２６】
（第２実施例）
次に、図３を参照して、第１実施例の船舶用パワーステアリング装置１の変形例（第２実施例）について説明する。第２実施例の船舶用パワーステアリング装置２０を説明するに当たっては、第１実施例と同一の部分には同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分を重点に説明する。
【００２７】
第２実施例の船舶用パワーステアリング装置２０は、ヘルムポンプ装置２と、油路管１２，１３と、シリンダ部材３と、ピストン部材４と、ロッド部材２１と、油圧測定センサ装置６と、ＥＣＵ７と、電動モータ装置８と、減速機９と、伝達機構１０と、アシスト機構１６とによって構成されている。すなわち、ロッド部材２１の構成を異にする点に構成上の特徴を有する。
【００２８】
ロッド部材２１は、上下に並列に配設された上方ロッド部材２１ａおよび下方ロッド部材２１ｂ、ならびに両ロッド部材を連結する連結ロッド部材２１ｃによって構成されている。なお、連結ロッド部材２１ｃは、特許請求の範囲を構成する連結部材に相当するものであって、リンクアーム部材１７を取付けるための取付穴２１ｄは、連結ロッド部材２１ｃの中央部に形成されている。
【００２９】
そして、伝達機構１０を含むアシスト機構１６は、上方ロッド部材２１ａ及び下方ロッド部材２１ｂの両ロッド部材のうち何れか一方のロッド部材（本実施例においては、上方ロッド部材２１ａ）側に配設され、シリンダ部材３およびピストン部材４は、他方のロッド部材（本実施例においては、下方ロッド部材２１ｂ）側に配設されるのである。なお、本実施例においては、ラック部５ａが、上方ロッド部材２１ａに形成されている。
【００３０】
以上のように構成された第２実施例の船舶用パワーステアリング装置２０によれば、油圧回路による船外機１５の方向変更機構と、電気回路によるアシスト機構１６とを上下に配置することによって装置をコンパクトとすることができる。ひいては、船舶１４内が狭くなってしまうことを防止できる。
【００３１】
以上、実施例に基づき本発明を説明したが、上記実施例は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることはいうまでもなく、本発明の技術的範囲には、これらの改良変形も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１実施例のアシスト機構付き船舶用パワーステアリング装置の概略図である。
【図２】上記船舶用パワーステアリング装置を備える船舶の概略図である。
【図３】第２実施例のアシスト機構付き船舶用パワーステアリング装置の概略図である。
【符号の説明】
【００３３】
１，２０        アシスト機構付き船舶用パワーステアリング装置
２              ヘルプポンプ装置
２ａ            （ヘルムポンプ装置）の一方の吐出口
２ｂ            （ヘルムポンプ装置）の他方の吐出口
３              シリンダ部材
４              ピストン部材
５，２１        ロッド部材
５ａ            ラック部
６，６ａ，６ｂ  油圧測定センサ装置
７              ＥＣＵ
８              電動モータ装置
９              減速機
９ａ            出力軸
９ｂ            ピニオン部
１０            伝達機構
１１            ハンドル部材
１２，１３      油路管
１４            船舶
１５            船外機
１６            アシスト機構
１７            リンクアーム部材
Ａ，Ｂ          （シリンダ部材内に形成される）油室
【図１】
2006044405.tif 000003
【図２】
2006044405.tif 000004
【図３】
2006044405.tif 000005