ウォータービークル
【課題】 操舵ハンドルの操作に要する力を一定にすることができるとともに、エンジンルーム内のスペースを有効利用できるウォータービークルを提供すること。
【解決手段】 操舵ハンドル１１の操作に応じて回転して船体１０の進行方向を変えるステアリングノズル１６を備えたウォータービークルＡに、操舵ハンドル１１の操舵角度を検出するステアリングポジションセンサ２７と、ステアリングノズル１６を回転させるアクチュエータ３２と、船体１０の航走速度を検出する航走速度センサ２３と、制御装置３０を設けた。そして、制御装置３０が、ステアリングポジションセンサ２７の検出値と、航走速度センサ２３の検出値と、操舵角度と航走速度に応じて予め設定された操舵比とからアクチュエータ３２の作動量を決定してアクチュエータ３２を作動させるようにした。また、操舵比を、航走速度が大きくなるにしたがって小さくなるように設定した。
【解決手段】 操舵ハンドル１１の操作に応じて回転して船体１０の進行方向を変えるステアリングノズル１６を備えたウォータービークルＡに、操舵ハンドル１１の操舵角度を検出するステアリングポジションセンサ２７と、ステアリングノズル１６を回転させるアクチュエータ３２と、船体１０の航走速度を検出する航走速度センサ２３と、制御装置３０を設けた。そして、制御装置３０が、ステアリングポジションセンサ２７の検出値と、航走速度センサ２３の検出値と、操舵角度と航走速度に応じて予め設定された操舵比とからアクチュエータ３２の作動量を決定してアクチュエータ３２を作動させるようにした。また、操舵比を、航走速度が大きくなるにしたがって小さくなるように設定した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵ハンドルの操作に応じてステアリングノズルが回転することにより船体の進行方向を変えることのできるウォータービークルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、操舵ハンドルを操作することによって進行方向を任意の方向に変更できる船舶が利用されており、この中に、例えばウォータービークルがある。このウォータービークルでは、操舵ハンドルのグリップ近傍にスロットルレバーが設けられており、このスロットルレバーの操作量に応じてエンジンが駆動することにより、ジェットポンプで汲み上げられた水を後方に噴射して船体が推進する。また、ウォータービークルの船尾にはステアリングノズルが設けられており、操舵ハンドルの操作に応じてこのステアリングノズルが回転して水の噴射方向を変えることにより船体の進行方向が変更する。（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−３２９８８１号公報
【発明の開示】
【０００３】
しかしながら、前述した従来のウォータービークルでは、操舵ハンドルと、ジェットポンプの噴射口に左右に回転可能に設けられたステアリングノズルとがプッシュプルケーブルによって接続されている。そして、操舵ハンドルの操作に応じてプッシュプルケーブルを引っ張ったり戻したりすることによりステアリングノズルの方向を略水平面上で左右に変えることができるようになっている。このように、従来のウォータービークルでは、操舵ハンドルとステアリングノズルとがプッシュプルケーブルによって直結されているため、操舵ハンドルの操舵角度に対するステアリングノズルの転舵角度の比である操舵比は、常に一定になる。
【０００４】
この結果、ウォータービークルに高出力エンジンを搭載させた場合には、高速域での航走時にステアリングノズルを通過する水の噴流が強くなるため、低速域での航走時と高速域での航走時とで操縦者の操舵に要する力に差がでてしまう。また、操舵ハンドルからステアリングノズルにかけて配設するプッシュプルケーブルを、空きスペースに沿わせるようにして湾曲させることは好ましくないためできるだけ真っ直ぐに配設する必要が生じる。このため、プッシュプルケーブルを好ましい状態に配設することによって他の装置の配置等の自由度が制限され、エンジンルーム内のスペースを有効的に利用することが難しくなる。
【０００５】
本発明は、前述した課題を解決するためになされたもので、その目的は、操舵ハンドルの操作に要する力を一定にすることができるとともに、エンジンルーム内のスペースを有効利用できるウォータービークルを提供することである。
【０００６】
前述した目的を達成するため、本発明に係るウォータービークルの構成上の特徴は、操舵ハンドルと、操舵ハンドルの操作に応じて回転することにより船体の進行方向を変えるステアリングノズルとを備えたウォータービークルであって、操舵ハンドルの操舵角度を検出するステアリングポジションセンサと、ステアリングノズルを回転させて転舵角度を変えるアクチュエータと、船体の航走速度を検出する航走速度センサと、ステアリングポジションセンサの検出値、航走速度センサの検出値および操舵ハンドルの操舵角度と船体の航走速度とに応じて予め設定された操舵比からアクチュエータの作動量を決定し、作動量に応じてアクチュエータの作動を制御してステアリングノズルを回転させる制御装置とを備えたことにある。
【０００７】
このように構成した本発明に係るウォータービークルでは、ステアリングノズルの回転操作をアクチュエータの作動により行うようにしている。そして、操縦者が操作した操舵ハンドルの操作量（操舵角度）をステアリングポジションセンサで検出するとともに、船体の航走速度を航走速度センサで検出し、ステアリングセンサの検出値と、航走速度センサの検出値と、操舵ハンドルの操舵角度と船体の航走速度とに応じて予め設定された操舵比とから制御装置がアクチュエータの作動量を決定し、その作動量に応じてアクチュエータを作動させるようにしている。
【０００８】
このため、従来のように、操舵ハンドルとステアリングノズルとの間を結ぶプッシュプルケーブルは不要になる。この結果、ステアリングノズルに係る水の抵抗が操舵ハンドルに伝わることがなくなり、ウォータービークルの航走速度に関係なく、操舵ハンドルの操作に対する抵抗力を調整して操舵性を一定にすることができるようになる。また、エンジンルームには、プッシュプルケーブルを配設するためのスペースが不要になるとともに、アクチュエータはステアリングノズルの近傍に設置することができる。そして、アクチュエータは、制御装置を介してステアリングポジションセンサに電気的に接続すればよくなる。
【０００９】
このため、エンジンルーム内に設置されるエンジン等の装置や機器の配置に自由度が増し、エンジンルーム内を有効的に利用できるようになる。なお、操舵比とは、操舵ハンドルの操舵角に対するステアリングノズルの転舵角の比であり、予め操舵角度と航走速度に応じて各値が設定されている。この場合、操舵比が大きい場合には、操舵ハンドルの操舵角に対してステアリングノズルの転舵角が大きくなり、操舵比が小さい場合には、操舵ハンドルの操舵角に対してステアリングノズルの転舵角が小さくなる。
【００１０】
また、本発明に係るウォータービークルの他の構成上の特徴は、操舵比を、航走速度が大きくなるにしたがって小さくなるように設定したことにある。これによると、航走速度が大きくなるにしたがって操舵比が小さくなるため、高速域では操舵ハンドルを大きく操舵してもステアリングノズルはそれほど大きくは動かなくなる。一般的に高速域では、少しの操舵ハンドルの操作でもウォータービークルの進路の変更が大きくなる傾向にある。そこで、ウォータービークルをこのような構成にすることで、ウォータービークルの進路を微調整をする場合でも操舵ハンドルを比較的大きく動かすことができるようになり快適な操作が可能になる。
【００１１】
また、本発明に係るウォータービークルのさらに他の構成上の特徴は、航走速度の領域を、所定の速度未満である低速航走速度域と、所定の速度以上である通常航走速度域とに分け、低速航走速度域における操舵比の変化率が、通常航走速度域における操舵比の変化率よりも大きくなるように設定したことにある。
【００１２】
これによると、低速航走時、特に、離岸時や着岸時における操舵ハンドルの操作性が向上するようになる。すなわち、水上で使用され舵を備えていないウォータービークルを極低速度で離岸させたり着岸させたりする場合には、ステアリングノズルの転舵角に対する応答性が特に悪くなって、操舵ハンドルの操作がし難くなる。このため、離岸時や着岸時などのように、極低速で方向転換する必要が生じたときに、操舵ハンドルの操作量以上にステアリングノズルを回転させることにより、操舵ハンドルの操作性を向上させることができる。
【００１３】
この場合、所定の低速航走速度域における速航走速度を、１５ｋｍ／時以下に設定することが好ましい。通常、航走速度が１５ｋｍ／時以下であるときには、ステアリングノズルの転舵角に対する応答性が悪くなる。このため、所定の低速航走速度を、１５ｋｍ／時以下に設定し、その低速域で、操舵比の変化率を大きくすることにより、低速航走時における操舵ハンドルの操作性を向上させることができる。
【００１４】
また、本発明に係るウォータービークルのさらに他の構成上の特徴は、ステアリングポジションセンサが検出する操舵ハンドルの操舵角度が所定値以上になると、制御装置が船体に設けられたエンジンを制御してエンジンの出力を増大させるようにしたことにある。
【００１５】
ウォータービークルでは、スロットルをオフにすると推進力が無くなるため、操舵ハンドルを操作してステアリングノズルを回転させても船体の向きが変わらなくなる特性がある。この結果、離岸時や着岸時などには、操舵ハンドルを操作しながらスロットルレバーを微調整して船体を方向転換させる必要が生じている。このため、操舵ハンドルの操舵角度が所定値以上に大きくなったときに、エンジンの出力を増大させることにより、離岸時や着岸時に、スロットルレバーの操作をすることなく、操舵ハンドルの操作だけで、船体を離岸させたり着岸させたりすることができる。
【００１６】
この操舵ハンドルの操舵角度を所定値以上にする操作は、船体の停止時または低速航走時に行うことが好ましく、これによって、停止時または低速航走時からの船体の進行や操舵の操作がスムーズに行えるようになる。また、これによると、元々ウォータービークルに備わっているステアリングポジションセンサを用いるため、この機能を加えることによって新たなコストアップが生じることを防止できる。
【００１７】
また、本発明に係るウォータービークルのさらに他の構成上の特徴は、航走速度に応じて操舵ハンドルの操作に対する抵抗力を発生させる抵抗力発生装置を設けたことにある。これによると、ウォータービークルの航走速度に応じたハンドル抵抗を得ることができる。ステアリングノズルの転舵をアクチュエータで行う場合には、操舵ハンドルの操舵に対する抵抗力を一定の小さな力にすることができる。しかしながら、高速域で航走する場合には、操舵の安定性を向上させるために操舵ハンドルにある程度の抵抗力がかかることが好ましい。このため、抵抗力発生装置を設けて、航走速度に応じて操舵ハンドルの操作に対する抵抗力を発生させることにより、より好ましいハンドル抵抗を得ることができる。
【００１８】
また、本発明に係るウォータービークルのさらに他の構成上の特徴は、操舵ハンドルの操舵角度を最大角度にしたときに操舵ハンドルに係る荷重を検出する荷重センサを設け、荷重センサの検出値に基づいて、制御装置が船体に設けられたエンジンを制御してエンジンの出力を増大させるようにしたことにある。これによっても、離岸時や着岸時に、スロットルレバーの操作をすることなく、操舵ハンドルの操作だけで、船体を離岸させたり着岸させたりすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。図１および図２は、本発明に係るウォータービークルＡを示している。このウォータービークルＡでは、船体１０がデッキ１０ａとハル１０ｂで構成されており、その船体１０の上部における中央よりもやや前部側部分に操舵ハンドル１１が設けられ、船体１０の上部における中央部に操縦者が座るためのシート１２が設けられている。そして、船体１０内の底部における前部側部分には燃料を収容するための燃料タンク１３が設置され、船体１０内の底部における中央部にエンジン１４が設置されている。
【００２０】
また、船体１０の後端部における船体１０の幅方向の中央部には、推進機１５が設置されており、この推進機１５はインペラ軸１５ａを介してエンジン１４に連結されている。そして、推進機１５の後端部には、ステアリングノズル１６が取り付けられている。このステアリングノズル１６は、操舵ハンドル１１と電気的に接続されており、操舵ハンドル１１の操作に応じて、後部側を左右に回転させることにより、ウォータービークルＡの進行方向を左右に変更させる。また、エンジン１４には、燃料タンク１３から供給される燃料と、空気との混合気をエンジン１４に送り込む吸気装置１７と、エンジン１４から排出される排気ガスを船体１０の後端部から外部に放出する排気装置１８とが接続されている。
【００２１】
エンジン１４は、吸気装置１７に連通する吸気口から燃料と空気との混合気を取り込み、排気装置１８に連通する排気口から排気ガスを排出する。その際、吸気口からエンジン１４内に供給される混合気はエンジン１４が備える点火装置の点火によって爆発し、この爆発によって、エンジン１４内に設けられたピストン（図示せず）が上下に往復移動する。そして、そのピストンの往復移動によってクランク軸１４ａが回転駆動される。このクランク軸１４ａはインペラ軸１５ａに連結されており、エンジン１４の回転力をインペラ軸１５ａに伝達してインペラ軸１５ａを回転駆動させる。
【００２２】
また、インペラ軸１５ａの後端部は、推進機１５内に配置されたインペラ（図示せず）に連結されており、このインペラの回転によって、ウォータービークルＡに推進力が生じる。すなわち、推進機１５は、船体１０の底部に開口する水導入口と船尾に開口する水噴射口とを備えており、水導入口から導入される海水をインペラの回転により水噴射口から噴射させることによりウォータービークルＡに推進力を生じさせる。吸気装置１７は、エンジン１４に接続された吸気管１７ａや、吸気管１７ａの上流端に接続されたスロットルボディ等で構成されている。
【００２３】
そして、船外の空気を吸引し、その空気の流量を、スロットルボディに設けられたスロットルバルブ１９（図６参照）を開閉操作することにより調節して、エンジン１４に供給する。また、その際、エンジン１４に供給される空気に、燃料供給装置（図示せず）を介して燃料タンク１３から供給される燃料を混合させる。排気装置１８は、エンジン１４に接続された排気管１８ａと、排気管１８ａの後端部に接続されたウォーターロックおよびウォーターロックの後部に接続された排気管とで構成されている。また、操舵ハンドル１１のグリップ１１ａ近傍には、軸部によって回転可能に支持されグリップ１１ａの周面に対して進退可能なスロットルレバー１９ａが設けられており、このスロットルレバー１９ａの操作に応じて、スロットルバルブ１９が開閉する。
【００２４】
そして、船体１０内における操舵ハンドル１１の下方には、図３に示したように、本発明に係る抵抗力発生装置２０を含む機構が設けられている。抵抗力発生装置２０は、操舵ハンドル１１の幅方向の中央部に連結されて略垂直方向下方に延び、操舵ハンドル１１の操作に応じて回転する操舵軸２１と、操舵軸２１の下端部に連結され、船体１０の航走速度に応じて作動することにより操舵軸２１の回転に対して所定の抵抗力（反力）を発生する反力モータ２２とで構成されている。船体１０の船尾下端には、航走速度センサ２９が設けられており、反力モータ２２は、この航走速度センサ２９の検出値に応じて作動する。
【００２５】
操舵軸２１は、デッキ１０ａに固定された操舵軸受部材２３と、操舵軸受部材２３の内部上端に取り付けられた略円筒状の摺動支持部材２４とによって軸周り方向に回転可能に支持されている。操舵軸受部材２３は、操舵軸２１を内部に挿通させる円筒状の操舵軸挿通部２３ａと、操舵軸挿通部２３ａの上端外周に形成されたフランジ状の取付部２３ｂとで構成されている。この操舵軸受部材２３は、操舵軸挿通部２３ａをデッキ１０ａに形成された穴部１０ｃに上方から下方に向けて通し、取付部２３ｂをデッキ１０ａの上面に位置させている。そして、操舵軸受部材２３は、取付部２３ｂをデッキ１０ａに、それぞれボルトとナットからなる固定具２５ａ，２５ｂで固定することによりデッキ１０ａに取り付けられている。
【００２６】
摺動支持部材２４は、操舵軸２１を内面に摺接させる円筒状の操舵軸摺接部２４ａと、操舵軸摺接部２４ａの上端外周に形成されたフランジ状の進入防止部２４ｂとで構成されている。そして、摺動支持部材２４は、操舵軸摺接部２４ａを操舵軸挿通部２３ａ内に通し、進入防止部２４ｂを取付部２３ｂの上面に位置させた状態で、操舵軸受部材２３に取り付けられている。また、操舵軸挿通部２３ａ内における下端側部分にステアリングポジションセンサ２７が設置されている。このステアリングポジションセンサ２７は、操舵軸２１の周面に対向するように設置され、操舵軸２１の操舵角度（操作量）を検出する。
【００２７】
また、図４に示したように、操舵軸２１の下端面には、開口側が矩形で、奥側が四角錐に形成された係合穴部２１ａが形成され、反力モータ２２が備える回転軸２２ａの先端部には、係合穴部２１ａと係合可能な係合部２２ｂが設けられている。反力モータ２２は、係合部２２ｂを係合穴部２１ａに係合させることにより操舵軸２１に連結されており、回転軸２２ａおよび係合部２２ｂは操舵軸２１と同期して軸周り方向に回転する。なお、反力モータ２２は、船体１０における所定の部分に支持部材２８等を介して固定されている。
【００２８】
また、ウォータービークルＡには、図５および図６に示したように、制御装置３０、バッテリ３１およびアクチュエータ３２も備わっており、図６に示した各装置は配線を介して接続されている。制御装置３０は、ＣＰＵ３０ａ，ＲＯＭ３０ｂ，ＲＡＭ３０ｃ等を有するマイクロコンピュータによって構成され、ステアリングポジションセンサ２７が検出する検出値に応じてアクチュエータ３２の作動を制御する。また、その際、航走速度センサ２９が検出するウォータービークルＡの航走速度も加味して、制御装置３０はアクチュエータ３２の作動を制御する。
【００２９】
すなわち、アクチュエータ３２は、ステアリングポジションセンサ２７の検出値、航走速度センサ２９の検出値および操舵角度と航走速度とに対応させて予め作成された図７のグラフに基づいて制御される。図７のグラフはマップデータとしてＲＡＭ３０ｃに記憶されており、ＣＰＵ３０ａが、このマップデータを適宜読み込みながらＲＯＭ３０ｂに記憶された所定のプログラムを実行することによりアクチュエータ３２が作動する。そして、アクチュエータ３２の作動に応じてステアリングノズル１６が左右に回転し船体１０が旋回する。なお、アクチュエータ３２は船体１０の後部側におけるステアリングノズル１６の近傍部分に設置されている。
【００３０】
図７のグラフの横軸は、船体１０の航走速度を示しており、縦軸はステアリングノズル１６の回転量（転舵角度）を示している。そして、曲線ａは操舵ハンドル１１を左右の最大角度に操作したときにステアリングノズル１６に生じる転舵角度を示している。図７（後述する直線ｂとの比較）から分かるように、航走速度が略４５ｋｍ／時のときには、操舵ハンドル１１の操舵角度とステアリングノズル１６の転舵角度とが同じ値になるように設定されている。そして、航走速度が略４５ｋｍ／時未満のときには、操舵ハンドル１１の操舵角度に対してステアリングノズル１６の最大の転舵角度が大きく（操舵比が大きく）なり、航走速度が略４５ｋｍ／時以上のときには、操舵ハンドル１１の操舵角度に対してステアリングノズル１６の転舵角度が小さく（操舵比が小さく）なるように設定されている。
【００３１】
また、航走速度が低速側の０ｋｍ／時〜１３ｋｍ／時程度の範囲と、高速側の略６５ｋｍ／時以上の場合には、ステアリングノズル１６の転舵角が増減せず一定になるように設定されている。この操舵ハンドル１１の操舵角度とステアリングノズル１６の転舵角度との関係は、操舵角度が「０」、すなわち、ウォータービークルＡが直進している場合であれば、航走速度に関係なく転舵角度も「０」になる。そして、操舵角度が大きくなるにしたがって、操舵角度と転舵角度との間の差が大きくなり、その差が最大になったときに、図７の状態になる。したがって、操舵角度が「０」と最大角度との間の値になる場合には、転舵角度を示す曲線は、図７の曲線ａよりも直線に近い状態になる。
【００３２】
なお、図８に示したように、操舵ハンドル３５とステアリングノズル３６とをプッシュプルケーブル３７で接続した場合には、操舵ハンドル３５を左右の最大角度に操作したときでも、ステアリングノズル３６の転舵角度は、図７の直線ｂのようになる。すなわち、プッシュプルケーブル３７を用いた場合には、操舵角度や航走速度に関係なく、操舵角度と転舵角度とが一致するようになる。本実施形態では、操舵角度や航走速度に応じて操舵比を変更することにより、各航走速度に適した操舵性を得ることができるようにしている。
【００３３】
また、制御装置３０は、反力モータ２２にも接続されており、航走速度センサ２９の検出値に基づいて、反力モータ２２の作動を制御する。この反力モータ２２の作動により、操舵ハンドル１１の操作に抵抗力が発生し、操舵ハンドル１１の操舵性が向上する。すなわち、反力モータ２２が発生する抵抗力は、船体１０の航走速度が速いときほど大きくなるように設定され、高速航走時に操舵ハンドル１１の操作が安定する。
【００３４】
ただし、その場合でも、図８に示した操舵ハンドル３５とステアリングノズル３６とをプッシュプルケーブル３７で接続した場合と比較すると、操舵ハンドル１１の操作に要する力は小さくて済む。これは、操舵ハンドル１１とステアリングノズル１６との間で機械的に直結されているのは、アクチュエータ３２とその近傍に位置するステアリングノズル１６との間だけで、操舵ハンドル１１（ステアリングポジションセンサ２７）とアクチュエータ３２との間は、制御装置３０を介して電気的に接続されているからである。これによって、船体１０の航走速度に応じて適宜操舵ハンドル１１に係るハンドル荷重（抵抗力）を設定することができ、この機構によって、パワーステアリング機能が生じる。
【００３５】
さらに、制御装置３０は、スロットルレバー１９ａの操作量に応じて、スロットルバルブ１９を開閉することによりエンジン１４を駆動させる制御を行う。すなわち、スロットルレバー１９ａの近傍には、スロットルレバー１９ａの操作量を検出するための操作量検出センサ（図示せず）が設けられており、制御装置３０は、この操作量検出センサの検出値に応じてスロットルバルブ１９を開閉させる。また、制御装置３０は、スロットルレバー１９ａが操作されてなく、ステアリングポジションセンサ２７が検出する操舵ハンドル１１の操舵角度が所定値以上になったときにも、スロットルバルブ１９を開けてエンジン１４の出力を大きくさせる制御を行う。
【００３６】
スロットルレバー１９ａが操作されていないときは、エンジン１４がアイドリング状態になって、ウォータービークルＡは低速航走しているか停止状態になっているときであり、このような場合に、スロットルレバー１９ａを操作することなく、操舵ハンドル１１を操作して操舵角度を所定値以上にすることによりウォータービークルＡに推進力を発生させることができる。このため、離着岸時等に、操舵ハンドル１１の操舵角度を断続的に所定値以上にすることにより、小刻みにウォータービークルＡを進行させることができ、操舵ハンドル１１の操作だけでウォータービークルＡを離岸または着岸させることができる。
【００３７】
また、このウォータービークルＡでは、アクチュエータ３２がステアリングノズル１６の近傍に設置され、操舵軸２１に設けられたステアリングポジションセンサ２７とアクチュエータ３２との接続は、制御装置３０を介した電気配線で行われている。そして、この電気配線はどのような場所でも屈曲させながら通すことができるため、エンジンルーム内に、特に配線のためのスペースを設ける必要がなくなる。これによって、エンジンルーム内に設置されるエンジン１４、吸気装置１７、排気装置１８等の配置に自由度が増すようになる。
【００３８】
以上の構成において、操縦者がウォータービークルＡを操縦する際には、まず、シート１２に跨った状態で、操舵ハンドル１１の近傍に設置されたスイッチ（図示せず）をオンにしてウォータービークルＡを走行可能な状態にする。ついで、操舵ハンドル１１のグリップ１１ａを握るとともに、スロットルレバー１９ａに指を引っ掛けてスロットルレバー１９ａをグリップ１１ａ側に移動させる。これによって、スロットルバルブ１９がスロットルレバー１９ａの操作量に応じて開く。
【００３９】
この場合、スロットルレバー１９ａをグリップ１１ａ側に近づけるほどスロットル開度が大きくなってウォータービークルＡは高速走行し、スロットルレバー１９ａをグリップ１１ａから遠ざけるほどスロットル開度が小さくなってウォータービークルＡは低速走行する。また、スロットルレバー１９ａの操作により航走速度を調節しながら、操舵ハンドル１１を回転操作することにより、ウォータービークルＡは、操舵ハンドル１１の操作に応じた方向に進路を変化させながら走行する。この場合、操舵ハンドル１１の操舵角度に応じてアクチュエータ３２が作動してステアリングノズル１６を揺動させることにより走行方向の変更が可能になる。
【００４０】
また、ウォータービークルＡを接岸させた状態から発進させる場合には、スロットルレバー１９ａを離してグリップ１１ａから最も遠い位置にしてエンジン１４をアイドリング状態にする。そして、操舵ハンドル１１を時計回りまたは反時計回りのどちらかに、操舵角度が所定値以上になるまで回転させる。これによって、エンジン１４が駆動するため、操舵ハンドル１１の操作とスロットルレバー１９ａを微調整する操作との面倒な操作をすることなく、操舵ハンドル１１の簡単な操作だけで、ウォータービークルＡを低速で離岸させることができる。
【００４１】
また、この低速航走時の場合、操舵比が大きくなるように設定されているため、操舵ハンドル１１の操作量に比べてステアリングノズル１６の転舵角度が大きくなり、操舵性が向上する。そして、ウォータービークルＡを通常の航走速度で航走させる場合には、図７の曲線ａにおける中央の直線部分のように、航走速度が略４５ｋｍ／時未満のときには、操舵ハンドル１１の操舵角度に対してステアリングノズル１６の転舵角度が大きくなり、航走速度が略４５ｋｍ／時以上のときには、操舵ハンドル１１の操舵角度に対してステアリングノズル１６の転舵角度が小さくなるように制御される。これによって、低速域と高速域とで、その速度域に適した操舵性を発揮させることができる。また、ウォータービークルＡが、高速航走する場合には、反力モータ２２が発生する抵抗力が大きくなるため、安定した操舵が行えるようになる。
【００４２】
さらに、ウォータービークルＡを着岸させる場合には、スロットルレバー１９ａを離してエンジン１４をアイドリング状態にし、操舵ハンドル１１を時計回りまたは反時計回りのどちらかに、操舵角度が所定値以上になるまで回転させる。これによって、エンジン１４が駆動するため、操舵ハンドル１１の操作とスロットルレバー１９ａを微調整する操作との面倒な操作をすることなく、操舵ハンドル１１の簡単な操作だけで、ウォータービークルＡを低速で着岸させることができる。
【００４３】
このように、本実施形態に係るウォータービークルＡでは、ステアリングノズル１６の回転操作を、操舵ハンドル１１の操舵角度を検出するステアリングポジションセンサ２７と電気的に接続されたアクチュエータ３２の作動により行うようにしている。このため、ステアリングノズル１６に係る水の抵抗が操舵ハンドル１１に伝わることがなくなり、ウォータービークルＡの航走速度に関係なく、操舵ハンドル１１の操作に対する抵抗力を小さくして操舵性を一定にすることができる。また、エンジンルームには、プッシュプルケーブル３７を配設するためのスペースが不要になるため、エンジン１４等の各装置の配置に自由度が増し、エンジンルーム内を有効的に利用できるようになる。
【００４４】
また、操舵角度や航走速度に応じて操舵比を変化させるため、離岸時や着岸時等の低速航走時、通常の航走時および高速航走時に応じた操舵ハンドル１１の操作やステアリングノズル１６の転舵が可能になる。さらに、ステアリングポジションセンサ２７が検出する操舵ハンドル１１の操舵角度が所定値以上になると、エンジン１４の出力が増大するようにしたため、離岸時や着岸時の操作がより簡単になる。また、反力モータ２２の作動により、航走速度に応じた抵抗力が操舵ハンドル１１にかかるようになり、より安定した操舵ハンドル１１の操作が可能になる。
【００４５】
また、図９および図１０に、本発明の他の実施形態に係るウォータービークルが備える操舵軸４１の近傍部分を示している（なお、図１０には操舵軸４１は図示していない。）。このウォータービークルでは、操舵軸４１における摺動支持部材４４の上部に対応する部分に、円板状の支持部４２が設けられており。この支持部４２の先端部に棒状の押圧部４２ａが突出している。そして、この押圧部４２ａの回転移動範囲の両側部分に対応する位置にそれぞれ荷重センサ４３，４４が設置されている。また、両荷重センサ４３，４４の先端部には、接触片４３ａ，４４ａが設けられている。
【００４６】
そして、操舵軸４１が軸周り方向に回転する際の両方向の最大角度近くに位置したときに、支持部４２の押圧部４２ａと荷重センサ４３の接触片４３ａまたは荷重センサ４４の接触片４４ａとが当接するように構成されている。また、この荷重センサ４３，４４は制御装置３０に接続されており、制御装置３０は、荷重センサ４３，４４から接触片４３ａ，４４ａが受ける荷重の値を信号として受信し、その値に応じてエンジン１４を駆動させる。
【００４７】
さらに、このウォータービークルのＲＡＭ３０ｃに記憶されたマップデータには、図７の曲線ａにおける航走速度が１５ｋｍ／時程度以下で、低速域での操舵性を向上させるために、破線ｃで示した離着岸モードを設けている。破線ｃで示した離着岸モードは、航走速度を１５ｋｍ／時程度以下にして船体１０を離岸させたり着岸させたりする場合に用いるモードであり、曲線ａで示した場合の操舵比よりも操舵比および操舵比の変化率を大きくして、曲線ａにおけるステアリングノズル１６の転舵角度７０度に対して、転舵角度の最大回転角が８０〜８５度程度になるようにしている。
【００４８】
これによって、低速時における離着岸の操作がし易くなる。この離着岸モードによると、低速時におけるスラスト角不足を補う程度の回転アップが可能になる。このウォータービークルのそれ以外の部分の構成については、前述した実施形態のウォータービークルＡと同一である。したがって、同一部分に同一符号を記して説明は省略する。
【００４９】
この構成において、ウォータービークルを接岸させた状態から発進させる場合には、スロットルレバー１９ａを離してエンジン１４をアイドリング状態にする。そして、操舵ハンドル１１を時計回りまたは反時計回りのどちらかに回転して、支持部４２の押圧部４２ａを荷重センサ４３の接触片４３ａまたは荷重センサ４４の接触片４４ａに当接させる。これによって、エンジン１４の出力が上昇するため、操舵ハンドル１１の操作とスロットルレバー１９ａを微調整する操作との面倒な操作をすることなく、操舵ハンドル１１の簡単な操作だけで、ウォータービークルを離岸させることができる。
【００５０】
この場合、操舵比が図７の曲線ａで示したものよりさらに大きく、かつ変化率も大きくなるように設定されているため、操舵ハンドル１１の操作量に比べてステアリングノズル１６の転舵角度がさらに大きくなり、操舵性が向上する。また、ウォータービークルを着岸させる際にも、操舵ハンドル１１を操作しながらスロットルレバー１９ａを微調整して船体１０を方向転換させるといった面倒な操作をする必要がなくなり、操舵ハンドル１１の操作だけで、ウォータービークルを着岸させることができる。この実施形態におけるそれ以外の作用効果は、前述した実施形態のウォータービークルＡと同様である。
【００５１】
また、本発明に係るウォータービークルは前述した実施形態に限るものでなく、適宜変更して実施することができる。例えば、本発明で用いる操舵比の設定データは、図７に示したマップデータに限定するものでなく、適宜変更して実施することができる。また、前述した最初の実施形態では、操舵ハンドル１１の操舵角度が所定値以上になるとエンジン１４の出力が増大する機能を備えており、後の実施形態では、これに加えて、支持部４２の押圧部４２ａと荷重センサ４３，４４とを用いているが、このどちらか一方だけを用いることもできる。さらに、前述した実施形態に係るウォータービークルＡ等の他の部分の構成についても、本発明の技術的範囲内で適宜変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施形態に係るウォータービークルを示した平面図である。
【図２】図１に示したウォータービークルの側面図である。
【図３】操舵軸の近傍部分の構造を示した一部切欠き断面図である。
【図４】抵抗力発生装置を示した分解斜視図である。
【図５】操舵ハンドルとステアリングノズルとの接続状態を示した構成図である。
【図６】制御装置が制御する制御機構を示した構成図である。
【図７】航走速度と操舵角度に対する転舵角度を示したグラフである。
【図８】プッシュプルケーブルを用いて操舵ハンドルとステアリングノズルとを接続した状態を示した構成図である。
【図９】他の実施形態に係るウォータービークルが備える操舵軸の近傍部分を示した一部切欠き断面図である。
【図１０】図９に示した部分の平面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０…船体、１１…操舵ハンドル、１４…エンジン、１６…ステアリングノズル、２０…抵抗力発生装置、２１，４１…操舵軸、２２…反力モータ、２７…ステアリングポジションセンサ、２９…航走速度センサ、３０…制御装置、３２…アクチュエータ、４３，４４…荷重センサ、Ａ…ウォータービークル。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、操舵ハンドルの操作に応じてステアリングノズルが回転することにより船体の進行方向を変えることのできるウォータービークルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、操舵ハンドルを操作することによって進行方向を任意の方向に変更できる船舶が利用されており、この中に、例えばウォータービークルがある。このウォータービークルでは、操舵ハンドルのグリップ近傍にスロットルレバーが設けられており、このスロットルレバーの操作量に応じてエンジンが駆動することにより、ジェットポンプで汲み上げられた水を後方に噴射して船体が推進する。また、ウォータービークルの船尾にはステアリングノズルが設けられており、操舵ハンドルの操作に応じてこのステアリングノズルが回転して水の噴射方向を変えることにより船体の進行方向が変更する。（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−３２９８８１号公報
【発明の開示】
【０００３】
しかしながら、前述した従来のウォータービークルでは、操舵ハンドルと、ジェットポンプの噴射口に左右に回転可能に設けられたステアリングノズルとがプッシュプルケーブルによって接続されている。そして、操舵ハンドルの操作に応じてプッシュプルケーブルを引っ張ったり戻したりすることによりステアリングノズルの方向を略水平面上で左右に変えることができるようになっている。このように、従来のウォータービークルでは、操舵ハンドルとステアリングノズルとがプッシュプルケーブルによって直結されているため、操舵ハンドルの操舵角度に対するステアリングノズルの転舵角度の比である操舵比は、常に一定になる。
【０００４】
この結果、ウォータービークルに高出力エンジンを搭載させた場合には、高速域での航走時にステアリングノズルを通過する水の噴流が強くなるため、低速域での航走時と高速域での航走時とで操縦者の操舵に要する力に差がでてしまう。また、操舵ハンドルからステアリングノズルにかけて配設するプッシュプルケーブルを、空きスペースに沿わせるようにして湾曲させることは好ましくないためできるだけ真っ直ぐに配設する必要が生じる。このため、プッシュプルケーブルを好ましい状態に配設することによって他の装置の配置等の自由度が制限され、エンジンルーム内のスペースを有効的に利用することが難しくなる。
【０００５】
本発明は、前述した課題を解決するためになされたもので、その目的は、操舵ハンドルの操作に要する力を一定にすることができるとともに、エンジンルーム内のスペースを有効利用できるウォータービークルを提供することである。
【０００６】
前述した目的を達成するため、本発明に係るウォータービークルの構成上の特徴は、操舵ハンドルと、操舵ハンドルの操作に応じて回転することにより船体の進行方向を変えるステアリングノズルとを備えたウォータービークルであって、操舵ハンドルの操舵角度を検出するステアリングポジションセンサと、ステアリングノズルを回転させて転舵角度を変えるアクチュエータと、船体の航走速度を検出する航走速度センサと、ステアリングポジションセンサの検出値、航走速度センサの検出値および操舵ハンドルの操舵角度と船体の航走速度とに応じて予め設定された操舵比からアクチュエータの作動量を決定し、作動量に応じてアクチュエータの作動を制御してステアリングノズルを回転させる制御装置とを備えたことにある。
【０００７】
このように構成した本発明に係るウォータービークルでは、ステアリングノズルの回転操作をアクチュエータの作動により行うようにしている。そして、操縦者が操作した操舵ハンドルの操作量（操舵角度）をステアリングポジションセンサで検出するとともに、船体の航走速度を航走速度センサで検出し、ステアリングセンサの検出値と、航走速度センサの検出値と、操舵ハンドルの操舵角度と船体の航走速度とに応じて予め設定された操舵比とから制御装置がアクチュエータの作動量を決定し、その作動量に応じてアクチュエータを作動させるようにしている。
【０００８】
このため、従来のように、操舵ハンドルとステアリングノズルとの間を結ぶプッシュプルケーブルは不要になる。この結果、ステアリングノズルに係る水の抵抗が操舵ハンドルに伝わることがなくなり、ウォータービークルの航走速度に関係なく、操舵ハンドルの操作に対する抵抗力を調整して操舵性を一定にすることができるようになる。また、エンジンルームには、プッシュプルケーブルを配設するためのスペースが不要になるとともに、アクチュエータはステアリングノズルの近傍に設置することができる。そして、アクチュエータは、制御装置を介してステアリングポジションセンサに電気的に接続すればよくなる。
【０００９】
このため、エンジンルーム内に設置されるエンジン等の装置や機器の配置に自由度が増し、エンジンルーム内を有効的に利用できるようになる。なお、操舵比とは、操舵ハンドルの操舵角に対するステアリングノズルの転舵角の比であり、予め操舵角度と航走速度に応じて各値が設定されている。この場合、操舵比が大きい場合には、操舵ハンドルの操舵角に対してステアリングノズルの転舵角が大きくなり、操舵比が小さい場合には、操舵ハンドルの操舵角に対してステアリングノズルの転舵角が小さくなる。
【００１０】
また、本発明に係るウォータービークルの他の構成上の特徴は、操舵比を、航走速度が大きくなるにしたがって小さくなるように設定したことにある。これによると、航走速度が大きくなるにしたがって操舵比が小さくなるため、高速域では操舵ハンドルを大きく操舵してもステアリングノズルはそれほど大きくは動かなくなる。一般的に高速域では、少しの操舵ハンドルの操作でもウォータービークルの進路の変更が大きくなる傾向にある。そこで、ウォータービークルをこのような構成にすることで、ウォータービークルの進路を微調整をする場合でも操舵ハンドルを比較的大きく動かすことができるようになり快適な操作が可能になる。
【００１１】
また、本発明に係るウォータービークルのさらに他の構成上の特徴は、航走速度の領域を、所定の速度未満である低速航走速度域と、所定の速度以上である通常航走速度域とに分け、低速航走速度域における操舵比の変化率が、通常航走速度域における操舵比の変化率よりも大きくなるように設定したことにある。
【００１２】
これによると、低速航走時、特に、離岸時や着岸時における操舵ハンドルの操作性が向上するようになる。すなわち、水上で使用され舵を備えていないウォータービークルを極低速度で離岸させたり着岸させたりする場合には、ステアリングノズルの転舵角に対する応答性が特に悪くなって、操舵ハンドルの操作がし難くなる。このため、離岸時や着岸時などのように、極低速で方向転換する必要が生じたときに、操舵ハンドルの操作量以上にステアリングノズルを回転させることにより、操舵ハンドルの操作性を向上させることができる。
【００１３】
この場合、所定の低速航走速度域における速航走速度を、１５ｋｍ／時以下に設定することが好ましい。通常、航走速度が１５ｋｍ／時以下であるときには、ステアリングノズルの転舵角に対する応答性が悪くなる。このため、所定の低速航走速度を、１５ｋｍ／時以下に設定し、その低速域で、操舵比の変化率を大きくすることにより、低速航走時における操舵ハンドルの操作性を向上させることができる。
【００１４】
また、本発明に係るウォータービークルのさらに他の構成上の特徴は、ステアリングポジションセンサが検出する操舵ハンドルの操舵角度が所定値以上になると、制御装置が船体に設けられたエンジンを制御してエンジンの出力を増大させるようにしたことにある。
【００１５】
ウォータービークルでは、スロットルをオフにすると推進力が無くなるため、操舵ハンドルを操作してステアリングノズルを回転させても船体の向きが変わらなくなる特性がある。この結果、離岸時や着岸時などには、操舵ハンドルを操作しながらスロットルレバーを微調整して船体を方向転換させる必要が生じている。このため、操舵ハンドルの操舵角度が所定値以上に大きくなったときに、エンジンの出力を増大させることにより、離岸時や着岸時に、スロットルレバーの操作をすることなく、操舵ハンドルの操作だけで、船体を離岸させたり着岸させたりすることができる。
【００１６】
この操舵ハンドルの操舵角度を所定値以上にする操作は、船体の停止時または低速航走時に行うことが好ましく、これによって、停止時または低速航走時からの船体の進行や操舵の操作がスムーズに行えるようになる。また、これによると、元々ウォータービークルに備わっているステアリングポジションセンサを用いるため、この機能を加えることによって新たなコストアップが生じることを防止できる。
【００１７】
また、本発明に係るウォータービークルのさらに他の構成上の特徴は、航走速度に応じて操舵ハンドルの操作に対する抵抗力を発生させる抵抗力発生装置を設けたことにある。これによると、ウォータービークルの航走速度に応じたハンドル抵抗を得ることができる。ステアリングノズルの転舵をアクチュエータで行う場合には、操舵ハンドルの操舵に対する抵抗力を一定の小さな力にすることができる。しかしながら、高速域で航走する場合には、操舵の安定性を向上させるために操舵ハンドルにある程度の抵抗力がかかることが好ましい。このため、抵抗力発生装置を設けて、航走速度に応じて操舵ハンドルの操作に対する抵抗力を発生させることにより、より好ましいハンドル抵抗を得ることができる。
【００１８】
また、本発明に係るウォータービークルのさらに他の構成上の特徴は、操舵ハンドルの操舵角度を最大角度にしたときに操舵ハンドルに係る荷重を検出する荷重センサを設け、荷重センサの検出値に基づいて、制御装置が船体に設けられたエンジンを制御してエンジンの出力を増大させるようにしたことにある。これによっても、離岸時や着岸時に、スロットルレバーの操作をすることなく、操舵ハンドルの操作だけで、船体を離岸させたり着岸させたりすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。図１および図２は、本発明に係るウォータービークルＡを示している。このウォータービークルＡでは、船体１０がデッキ１０ａとハル１０ｂで構成されており、その船体１０の上部における中央よりもやや前部側部分に操舵ハンドル１１が設けられ、船体１０の上部における中央部に操縦者が座るためのシート１２が設けられている。そして、船体１０内の底部における前部側部分には燃料を収容するための燃料タンク１３が設置され、船体１０内の底部における中央部にエンジン１４が設置されている。
【００２０】
また、船体１０の後端部における船体１０の幅方向の中央部には、推進機１５が設置されており、この推進機１５はインペラ軸１５ａを介してエンジン１４に連結されている。そして、推進機１５の後端部には、ステアリングノズル１６が取り付けられている。このステアリングノズル１６は、操舵ハンドル１１と電気的に接続されており、操舵ハンドル１１の操作に応じて、後部側を左右に回転させることにより、ウォータービークルＡの進行方向を左右に変更させる。また、エンジン１４には、燃料タンク１３から供給される燃料と、空気との混合気をエンジン１４に送り込む吸気装置１７と、エンジン１４から排出される排気ガスを船体１０の後端部から外部に放出する排気装置１８とが接続されている。
【００２１】
エンジン１４は、吸気装置１７に連通する吸気口から燃料と空気との混合気を取り込み、排気装置１８に連通する排気口から排気ガスを排出する。その際、吸気口からエンジン１４内に供給される混合気はエンジン１４が備える点火装置の点火によって爆発し、この爆発によって、エンジン１４内に設けられたピストン（図示せず）が上下に往復移動する。そして、そのピストンの往復移動によってクランク軸１４ａが回転駆動される。このクランク軸１４ａはインペラ軸１５ａに連結されており、エンジン１４の回転力をインペラ軸１５ａに伝達してインペラ軸１５ａを回転駆動させる。
【００２２】
また、インペラ軸１５ａの後端部は、推進機１５内に配置されたインペラ（図示せず）に連結されており、このインペラの回転によって、ウォータービークルＡに推進力が生じる。すなわち、推進機１５は、船体１０の底部に開口する水導入口と船尾に開口する水噴射口とを備えており、水導入口から導入される海水をインペラの回転により水噴射口から噴射させることによりウォータービークルＡに推進力を生じさせる。吸気装置１７は、エンジン１４に接続された吸気管１７ａや、吸気管１７ａの上流端に接続されたスロットルボディ等で構成されている。
【００２３】
そして、船外の空気を吸引し、その空気の流量を、スロットルボディに設けられたスロットルバルブ１９（図６参照）を開閉操作することにより調節して、エンジン１４に供給する。また、その際、エンジン１４に供給される空気に、燃料供給装置（図示せず）を介して燃料タンク１３から供給される燃料を混合させる。排気装置１８は、エンジン１４に接続された排気管１８ａと、排気管１８ａの後端部に接続されたウォーターロックおよびウォーターロックの後部に接続された排気管とで構成されている。また、操舵ハンドル１１のグリップ１１ａ近傍には、軸部によって回転可能に支持されグリップ１１ａの周面に対して進退可能なスロットルレバー１９ａが設けられており、このスロットルレバー１９ａの操作に応じて、スロットルバルブ１９が開閉する。
【００２４】
そして、船体１０内における操舵ハンドル１１の下方には、図３に示したように、本発明に係る抵抗力発生装置２０を含む機構が設けられている。抵抗力発生装置２０は、操舵ハンドル１１の幅方向の中央部に連結されて略垂直方向下方に延び、操舵ハンドル１１の操作に応じて回転する操舵軸２１と、操舵軸２１の下端部に連結され、船体１０の航走速度に応じて作動することにより操舵軸２１の回転に対して所定の抵抗力（反力）を発生する反力モータ２２とで構成されている。船体１０の船尾下端には、航走速度センサ２９が設けられており、反力モータ２２は、この航走速度センサ２９の検出値に応じて作動する。
【００２５】
操舵軸２１は、デッキ１０ａに固定された操舵軸受部材２３と、操舵軸受部材２３の内部上端に取り付けられた略円筒状の摺動支持部材２４とによって軸周り方向に回転可能に支持されている。操舵軸受部材２３は、操舵軸２１を内部に挿通させる円筒状の操舵軸挿通部２３ａと、操舵軸挿通部２３ａの上端外周に形成されたフランジ状の取付部２３ｂとで構成されている。この操舵軸受部材２３は、操舵軸挿通部２３ａをデッキ１０ａに形成された穴部１０ｃに上方から下方に向けて通し、取付部２３ｂをデッキ１０ａの上面に位置させている。そして、操舵軸受部材２３は、取付部２３ｂをデッキ１０ａに、それぞれボルトとナットからなる固定具２５ａ，２５ｂで固定することによりデッキ１０ａに取り付けられている。
【００２６】
摺動支持部材２４は、操舵軸２１を内面に摺接させる円筒状の操舵軸摺接部２４ａと、操舵軸摺接部２４ａの上端外周に形成されたフランジ状の進入防止部２４ｂとで構成されている。そして、摺動支持部材２４は、操舵軸摺接部２４ａを操舵軸挿通部２３ａ内に通し、進入防止部２４ｂを取付部２３ｂの上面に位置させた状態で、操舵軸受部材２３に取り付けられている。また、操舵軸挿通部２３ａ内における下端側部分にステアリングポジションセンサ２７が設置されている。このステアリングポジションセンサ２７は、操舵軸２１の周面に対向するように設置され、操舵軸２１の操舵角度（操作量）を検出する。
【００２７】
また、図４に示したように、操舵軸２１の下端面には、開口側が矩形で、奥側が四角錐に形成された係合穴部２１ａが形成され、反力モータ２２が備える回転軸２２ａの先端部には、係合穴部２１ａと係合可能な係合部２２ｂが設けられている。反力モータ２２は、係合部２２ｂを係合穴部２１ａに係合させることにより操舵軸２１に連結されており、回転軸２２ａおよび係合部２２ｂは操舵軸２１と同期して軸周り方向に回転する。なお、反力モータ２２は、船体１０における所定の部分に支持部材２８等を介して固定されている。
【００２８】
また、ウォータービークルＡには、図５および図６に示したように、制御装置３０、バッテリ３１およびアクチュエータ３２も備わっており、図６に示した各装置は配線を介して接続されている。制御装置３０は、ＣＰＵ３０ａ，ＲＯＭ３０ｂ，ＲＡＭ３０ｃ等を有するマイクロコンピュータによって構成され、ステアリングポジションセンサ２７が検出する検出値に応じてアクチュエータ３２の作動を制御する。また、その際、航走速度センサ２９が検出するウォータービークルＡの航走速度も加味して、制御装置３０はアクチュエータ３２の作動を制御する。
【００２９】
すなわち、アクチュエータ３２は、ステアリングポジションセンサ２７の検出値、航走速度センサ２９の検出値および操舵角度と航走速度とに対応させて予め作成された図７のグラフに基づいて制御される。図７のグラフはマップデータとしてＲＡＭ３０ｃに記憶されており、ＣＰＵ３０ａが、このマップデータを適宜読み込みながらＲＯＭ３０ｂに記憶された所定のプログラムを実行することによりアクチュエータ３２が作動する。そして、アクチュエータ３２の作動に応じてステアリングノズル１６が左右に回転し船体１０が旋回する。なお、アクチュエータ３２は船体１０の後部側におけるステアリングノズル１６の近傍部分に設置されている。
【００３０】
図７のグラフの横軸は、船体１０の航走速度を示しており、縦軸はステアリングノズル１６の回転量（転舵角度）を示している。そして、曲線ａは操舵ハンドル１１を左右の最大角度に操作したときにステアリングノズル１６に生じる転舵角度を示している。図７（後述する直線ｂとの比較）から分かるように、航走速度が略４５ｋｍ／時のときには、操舵ハンドル１１の操舵角度とステアリングノズル１６の転舵角度とが同じ値になるように設定されている。そして、航走速度が略４５ｋｍ／時未満のときには、操舵ハンドル１１の操舵角度に対してステアリングノズル１６の最大の転舵角度が大きく（操舵比が大きく）なり、航走速度が略４５ｋｍ／時以上のときには、操舵ハンドル１１の操舵角度に対してステアリングノズル１６の転舵角度が小さく（操舵比が小さく）なるように設定されている。
【００３１】
また、航走速度が低速側の０ｋｍ／時〜１３ｋｍ／時程度の範囲と、高速側の略６５ｋｍ／時以上の場合には、ステアリングノズル１６の転舵角が増減せず一定になるように設定されている。この操舵ハンドル１１の操舵角度とステアリングノズル１６の転舵角度との関係は、操舵角度が「０」、すなわち、ウォータービークルＡが直進している場合であれば、航走速度に関係なく転舵角度も「０」になる。そして、操舵角度が大きくなるにしたがって、操舵角度と転舵角度との間の差が大きくなり、その差が最大になったときに、図７の状態になる。したがって、操舵角度が「０」と最大角度との間の値になる場合には、転舵角度を示す曲線は、図７の曲線ａよりも直線に近い状態になる。
【００３２】
なお、図８に示したように、操舵ハンドル３５とステアリングノズル３６とをプッシュプルケーブル３７で接続した場合には、操舵ハンドル３５を左右の最大角度に操作したときでも、ステアリングノズル３６の転舵角度は、図７の直線ｂのようになる。すなわち、プッシュプルケーブル３７を用いた場合には、操舵角度や航走速度に関係なく、操舵角度と転舵角度とが一致するようになる。本実施形態では、操舵角度や航走速度に応じて操舵比を変更することにより、各航走速度に適した操舵性を得ることができるようにしている。
【００３３】
また、制御装置３０は、反力モータ２２にも接続されており、航走速度センサ２９の検出値に基づいて、反力モータ２２の作動を制御する。この反力モータ２２の作動により、操舵ハンドル１１の操作に抵抗力が発生し、操舵ハンドル１１の操舵性が向上する。すなわち、反力モータ２２が発生する抵抗力は、船体１０の航走速度が速いときほど大きくなるように設定され、高速航走時に操舵ハンドル１１の操作が安定する。
【００３４】
ただし、その場合でも、図８に示した操舵ハンドル３５とステアリングノズル３６とをプッシュプルケーブル３７で接続した場合と比較すると、操舵ハンドル１１の操作に要する力は小さくて済む。これは、操舵ハンドル１１とステアリングノズル１６との間で機械的に直結されているのは、アクチュエータ３２とその近傍に位置するステアリングノズル１６との間だけで、操舵ハンドル１１（ステアリングポジションセンサ２７）とアクチュエータ３２との間は、制御装置３０を介して電気的に接続されているからである。これによって、船体１０の航走速度に応じて適宜操舵ハンドル１１に係るハンドル荷重（抵抗力）を設定することができ、この機構によって、パワーステアリング機能が生じる。
【００３５】
さらに、制御装置３０は、スロットルレバー１９ａの操作量に応じて、スロットルバルブ１９を開閉することによりエンジン１４を駆動させる制御を行う。すなわち、スロットルレバー１９ａの近傍には、スロットルレバー１９ａの操作量を検出するための操作量検出センサ（図示せず）が設けられており、制御装置３０は、この操作量検出センサの検出値に応じてスロットルバルブ１９を開閉させる。また、制御装置３０は、スロットルレバー１９ａが操作されてなく、ステアリングポジションセンサ２７が検出する操舵ハンドル１１の操舵角度が所定値以上になったときにも、スロットルバルブ１９を開けてエンジン１４の出力を大きくさせる制御を行う。
【００３６】
スロットルレバー１９ａが操作されていないときは、エンジン１４がアイドリング状態になって、ウォータービークルＡは低速航走しているか停止状態になっているときであり、このような場合に、スロットルレバー１９ａを操作することなく、操舵ハンドル１１を操作して操舵角度を所定値以上にすることによりウォータービークルＡに推進力を発生させることができる。このため、離着岸時等に、操舵ハンドル１１の操舵角度を断続的に所定値以上にすることにより、小刻みにウォータービークルＡを進行させることができ、操舵ハンドル１１の操作だけでウォータービークルＡを離岸または着岸させることができる。
【００３７】
また、このウォータービークルＡでは、アクチュエータ３２がステアリングノズル１６の近傍に設置され、操舵軸２１に設けられたステアリングポジションセンサ２７とアクチュエータ３２との接続は、制御装置３０を介した電気配線で行われている。そして、この電気配線はどのような場所でも屈曲させながら通すことができるため、エンジンルーム内に、特に配線のためのスペースを設ける必要がなくなる。これによって、エンジンルーム内に設置されるエンジン１４、吸気装置１７、排気装置１８等の配置に自由度が増すようになる。
【００３８】
以上の構成において、操縦者がウォータービークルＡを操縦する際には、まず、シート１２に跨った状態で、操舵ハンドル１１の近傍に設置されたスイッチ（図示せず）をオンにしてウォータービークルＡを走行可能な状態にする。ついで、操舵ハンドル１１のグリップ１１ａを握るとともに、スロットルレバー１９ａに指を引っ掛けてスロットルレバー１９ａをグリップ１１ａ側に移動させる。これによって、スロットルバルブ１９がスロットルレバー１９ａの操作量に応じて開く。
【００３９】
この場合、スロットルレバー１９ａをグリップ１１ａ側に近づけるほどスロットル開度が大きくなってウォータービークルＡは高速走行し、スロットルレバー１９ａをグリップ１１ａから遠ざけるほどスロットル開度が小さくなってウォータービークルＡは低速走行する。また、スロットルレバー１９ａの操作により航走速度を調節しながら、操舵ハンドル１１を回転操作することにより、ウォータービークルＡは、操舵ハンドル１１の操作に応じた方向に進路を変化させながら走行する。この場合、操舵ハンドル１１の操舵角度に応じてアクチュエータ３２が作動してステアリングノズル１６を揺動させることにより走行方向の変更が可能になる。
【００４０】
また、ウォータービークルＡを接岸させた状態から発進させる場合には、スロットルレバー１９ａを離してグリップ１１ａから最も遠い位置にしてエンジン１４をアイドリング状態にする。そして、操舵ハンドル１１を時計回りまたは反時計回りのどちらかに、操舵角度が所定値以上になるまで回転させる。これによって、エンジン１４が駆動するため、操舵ハンドル１１の操作とスロットルレバー１９ａを微調整する操作との面倒な操作をすることなく、操舵ハンドル１１の簡単な操作だけで、ウォータービークルＡを低速で離岸させることができる。
【００４１】
また、この低速航走時の場合、操舵比が大きくなるように設定されているため、操舵ハンドル１１の操作量に比べてステアリングノズル１６の転舵角度が大きくなり、操舵性が向上する。そして、ウォータービークルＡを通常の航走速度で航走させる場合には、図７の曲線ａにおける中央の直線部分のように、航走速度が略４５ｋｍ／時未満のときには、操舵ハンドル１１の操舵角度に対してステアリングノズル１６の転舵角度が大きくなり、航走速度が略４５ｋｍ／時以上のときには、操舵ハンドル１１の操舵角度に対してステアリングノズル１６の転舵角度が小さくなるように制御される。これによって、低速域と高速域とで、その速度域に適した操舵性を発揮させることができる。また、ウォータービークルＡが、高速航走する場合には、反力モータ２２が発生する抵抗力が大きくなるため、安定した操舵が行えるようになる。
【００４２】
さらに、ウォータービークルＡを着岸させる場合には、スロットルレバー１９ａを離してエンジン１４をアイドリング状態にし、操舵ハンドル１１を時計回りまたは反時計回りのどちらかに、操舵角度が所定値以上になるまで回転させる。これによって、エンジン１４が駆動するため、操舵ハンドル１１の操作とスロットルレバー１９ａを微調整する操作との面倒な操作をすることなく、操舵ハンドル１１の簡単な操作だけで、ウォータービークルＡを低速で着岸させることができる。
【００４３】
このように、本実施形態に係るウォータービークルＡでは、ステアリングノズル１６の回転操作を、操舵ハンドル１１の操舵角度を検出するステアリングポジションセンサ２７と電気的に接続されたアクチュエータ３２の作動により行うようにしている。このため、ステアリングノズル１６に係る水の抵抗が操舵ハンドル１１に伝わることがなくなり、ウォータービークルＡの航走速度に関係なく、操舵ハンドル１１の操作に対する抵抗力を小さくして操舵性を一定にすることができる。また、エンジンルームには、プッシュプルケーブル３７を配設するためのスペースが不要になるため、エンジン１４等の各装置の配置に自由度が増し、エンジンルーム内を有効的に利用できるようになる。
【００４４】
また、操舵角度や航走速度に応じて操舵比を変化させるため、離岸時や着岸時等の低速航走時、通常の航走時および高速航走時に応じた操舵ハンドル１１の操作やステアリングノズル１６の転舵が可能になる。さらに、ステアリングポジションセンサ２７が検出する操舵ハンドル１１の操舵角度が所定値以上になると、エンジン１４の出力が増大するようにしたため、離岸時や着岸時の操作がより簡単になる。また、反力モータ２２の作動により、航走速度に応じた抵抗力が操舵ハンドル１１にかかるようになり、より安定した操舵ハンドル１１の操作が可能になる。
【００４５】
また、図９および図１０に、本発明の他の実施形態に係るウォータービークルが備える操舵軸４１の近傍部分を示している（なお、図１０には操舵軸４１は図示していない。）。このウォータービークルでは、操舵軸４１における摺動支持部材４４の上部に対応する部分に、円板状の支持部４２が設けられており。この支持部４２の先端部に棒状の押圧部４２ａが突出している。そして、この押圧部４２ａの回転移動範囲の両側部分に対応する位置にそれぞれ荷重センサ４３，４４が設置されている。また、両荷重センサ４３，４４の先端部には、接触片４３ａ，４４ａが設けられている。
【００４６】
そして、操舵軸４１が軸周り方向に回転する際の両方向の最大角度近くに位置したときに、支持部４２の押圧部４２ａと荷重センサ４３の接触片４３ａまたは荷重センサ４４の接触片４４ａとが当接するように構成されている。また、この荷重センサ４３，４４は制御装置３０に接続されており、制御装置３０は、荷重センサ４３，４４から接触片４３ａ，４４ａが受ける荷重の値を信号として受信し、その値に応じてエンジン１４を駆動させる。
【００４７】
さらに、このウォータービークルのＲＡＭ３０ｃに記憶されたマップデータには、図７の曲線ａにおける航走速度が１５ｋｍ／時程度以下で、低速域での操舵性を向上させるために、破線ｃで示した離着岸モードを設けている。破線ｃで示した離着岸モードは、航走速度を１５ｋｍ／時程度以下にして船体１０を離岸させたり着岸させたりする場合に用いるモードであり、曲線ａで示した場合の操舵比よりも操舵比および操舵比の変化率を大きくして、曲線ａにおけるステアリングノズル１６の転舵角度７０度に対して、転舵角度の最大回転角が８０〜８５度程度になるようにしている。
【００４８】
これによって、低速時における離着岸の操作がし易くなる。この離着岸モードによると、低速時におけるスラスト角不足を補う程度の回転アップが可能になる。このウォータービークルのそれ以外の部分の構成については、前述した実施形態のウォータービークルＡと同一である。したがって、同一部分に同一符号を記して説明は省略する。
【００４９】
この構成において、ウォータービークルを接岸させた状態から発進させる場合には、スロットルレバー１９ａを離してエンジン１４をアイドリング状態にする。そして、操舵ハンドル１１を時計回りまたは反時計回りのどちらかに回転して、支持部４２の押圧部４２ａを荷重センサ４３の接触片４３ａまたは荷重センサ４４の接触片４４ａに当接させる。これによって、エンジン１４の出力が上昇するため、操舵ハンドル１１の操作とスロットルレバー１９ａを微調整する操作との面倒な操作をすることなく、操舵ハンドル１１の簡単な操作だけで、ウォータービークルを離岸させることができる。
【００５０】
この場合、操舵比が図７の曲線ａで示したものよりさらに大きく、かつ変化率も大きくなるように設定されているため、操舵ハンドル１１の操作量に比べてステアリングノズル１６の転舵角度がさらに大きくなり、操舵性が向上する。また、ウォータービークルを着岸させる際にも、操舵ハンドル１１を操作しながらスロットルレバー１９ａを微調整して船体１０を方向転換させるといった面倒な操作をする必要がなくなり、操舵ハンドル１１の操作だけで、ウォータービークルを着岸させることができる。この実施形態におけるそれ以外の作用効果は、前述した実施形態のウォータービークルＡと同様である。
【００５１】
また、本発明に係るウォータービークルは前述した実施形態に限るものでなく、適宜変更して実施することができる。例えば、本発明で用いる操舵比の設定データは、図７に示したマップデータに限定するものでなく、適宜変更して実施することができる。また、前述した最初の実施形態では、操舵ハンドル１１の操舵角度が所定値以上になるとエンジン１４の出力が増大する機能を備えており、後の実施形態では、これに加えて、支持部４２の押圧部４２ａと荷重センサ４３，４４とを用いているが、このどちらか一方だけを用いることもできる。さらに、前述した実施形態に係るウォータービークルＡ等の他の部分の構成についても、本発明の技術的範囲内で適宜変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施形態に係るウォータービークルを示した平面図である。
【図２】図１に示したウォータービークルの側面図である。
【図３】操舵軸の近傍部分の構造を示した一部切欠き断面図である。
【図４】抵抗力発生装置を示した分解斜視図である。
【図５】操舵ハンドルとステアリングノズルとの接続状態を示した構成図である。
【図６】制御装置が制御する制御機構を示した構成図である。
【図７】航走速度と操舵角度に対する転舵角度を示したグラフである。
【図８】プッシュプルケーブルを用いて操舵ハンドルとステアリングノズルとを接続した状態を示した構成図である。
【図９】他の実施形態に係るウォータービークルが備える操舵軸の近傍部分を示した一部切欠き断面図である。
【図１０】図９に示した部分の平面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０…船体、１１…操舵ハンドル、１４…エンジン、１６…ステアリングノズル、２０…抵抗力発生装置、２１，４１…操舵軸、２２…反力モータ、２７…ステアリングポジションセンサ、２９…航走速度センサ、３０…制御装置、３２…アクチュエータ、４３，４４…荷重センサ、Ａ…ウォータービークル。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵ハンドルと、前記操舵ハンドルの操作に応じて回転することにより船体の進行方向を変えるステアリングノズルとを備えたウォータービークルであって、
前記操舵ハンドルの操舵角度を検出するステアリングポジションセンサと、
前記ステアリングノズルを回転させて転舵角度を変えるアクチュエータと、
前記船体の航走速度を検出する航走速度センサと、
前記ステアリングポジションセンサの検出値、前記航走速度センサの検出値および前記操舵ハンドルの操舵角度と前記船体の航走速度とに応じて予め設定された操舵比から前記アクチュエータの作動量を決定し、前記作動量に応じて前記アクチュエータの作動を制御して前記ステアリングノズルを回転させる制御装置と
を備えたことを特徴とするウォータービークル。
【請求項２】
前記操舵比を、航走速度が大きくなるにしたがって小さくなるように設定した請求項１に記載のウォータービークル。
【請求項３】
前記航走速度の領域を、所定の速度未満である低速航走速度域と、前記所定の速度以上である通常航走速度域とに分け、前記低速航走速度域における操舵比の変化率が、前記通常航走速度域における操舵比の変化率よりも大きくなるように設定した請求項１または２に記載のウォータービークル。
【請求項４】
前記低速航走速度域における速航走速度を、１５ｋｍ／時以下に設定した請求項３に記載のウォータービークル。
【請求項５】
前記ステアリングポジションセンサが検出する前記操舵ハンドルの操舵角度が所定値以上になると、前記制御装置が前記船体に設けられたエンジンを制御して前記エンジンの出力を増大させるようにした請求項１ないし４のうちのいずれか一つに記載のウォータービークル。
【請求項６】
前記航走速度に応じて前記操舵ハンドルの操作に対する抵抗力を発生させる抵抗力発生装置を設けた請求項１ないし５のうちのいずれか一つに記載のウォータービークル。
【請求項７】
前記操舵ハンドルの操舵角度を最大角度にしたときに前記操舵ハンドルに係る荷重を検出する荷重センサを設け、前記荷重センサの検出値に基づいて、前記制御装置が前記船体に設けられたエンジンを制御して前記エンジンの出力を増大させるようにした請求項１ないし６のうちのいずれか一つに記載のウォータービークル。
【請求項１】
操舵ハンドルと、前記操舵ハンドルの操作に応じて回転することにより船体の進行方向を変えるステアリングノズルとを備えたウォータービークルであって、
前記操舵ハンドルの操舵角度を検出するステアリングポジションセンサと、
前記ステアリングノズルを回転させて転舵角度を変えるアクチュエータと、
前記船体の航走速度を検出する航走速度センサと、
前記ステアリングポジションセンサの検出値、前記航走速度センサの検出値および前記操舵ハンドルの操舵角度と前記船体の航走速度とに応じて予め設定された操舵比から前記アクチュエータの作動量を決定し、前記作動量に応じて前記アクチュエータの作動を制御して前記ステアリングノズルを回転させる制御装置と
を備えたことを特徴とするウォータービークル。
【請求項２】
前記操舵比を、航走速度が大きくなるにしたがって小さくなるように設定した請求項１に記載のウォータービークル。
【請求項３】
前記航走速度の領域を、所定の速度未満である低速航走速度域と、前記所定の速度以上である通常航走速度域とに分け、前記低速航走速度域における操舵比の変化率が、前記通常航走速度域における操舵比の変化率よりも大きくなるように設定した請求項１または２に記載のウォータービークル。
【請求項４】
前記低速航走速度域における速航走速度を、１５ｋｍ／時以下に設定した請求項３に記載のウォータービークル。
【請求項５】
前記ステアリングポジションセンサが検出する前記操舵ハンドルの操舵角度が所定値以上になると、前記制御装置が前記船体に設けられたエンジンを制御して前記エンジンの出力を増大させるようにした請求項１ないし４のうちのいずれか一つに記載のウォータービークル。
【請求項６】
前記航走速度に応じて前記操舵ハンドルの操作に対する抵抗力を発生させる抵抗力発生装置を設けた請求項１ないし５のうちのいずれか一つに記載のウォータービークル。
【請求項７】
前記操舵ハンドルの操舵角度を最大角度にしたときに前記操舵ハンドルに係る荷重を検出する荷重センサを設け、前記荷重センサの検出値に基づいて、前記制御装置が前記船体に設けられたエンジンを制御して前記エンジンの出力を増大させるようにした請求項１ないし６のうちのいずれか一つに記載のウォータービークル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−９４２５６（Ｐ２００８−９４２５６Ａ）
【公開日】平成２０年４月２４日（２００８．４．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２７８４４０（Ｐ２００６−２７８４４０）
【出願日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【出願人】（０００１７６２１３）ヤマハマリン株式会社 (256)
【公開日】平成２０年４月２４日（２００８．４．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【出願人】（０００１７６２１３）ヤマハマリン株式会社 (256)
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