船推進機
【課題】伝達機構の動作精度を判定できる船推進機を提供する。
【解決手段】船推進機１０は、船外機本体２８と、船体に対して船外機本体２８を左右方向に揺動可能に取り付けるためのスイベルブラケットと、船外機本体２８を左右方向に揺動させるためにスイベルブラケットに設けられる電動モータ６２と、モータ軸の回動角度を検出するために電動モータ６２に設けられる回動センサ６２ａと、電動モータ６２の駆動力を船外機本体２８に伝達するためにスイベルブラケットに設けられる伝達機構と、船外機本体２８の実舵角を検出するための回動センサ９８と、船推進機１０の動作を制御するためのＥＣＵ１６とを備える。ＥＣＵ１６は、回動センサ９８の検出結果に基づく船外機本体２８の実舵角変化量と、電動モータ６２の駆動量に基づく理論変化量とを比較することによって、伝達機構の動作精度を判定する。
【解決手段】船推進機１０は、船外機本体２８と、船体に対して船外機本体２８を左右方向に揺動可能に取り付けるためのスイベルブラケットと、船外機本体２８を左右方向に揺動させるためにスイベルブラケットに設けられる電動モータ６２と、モータ軸の回動角度を検出するために電動モータ６２に設けられる回動センサ６２ａと、電動モータ６２の駆動力を船外機本体２８に伝達するためにスイベルブラケットに設けられる伝達機構と、船外機本体２８の実舵角を検出するための回動センサ９８と、船推進機１０の動作を制御するためのＥＣＵ１６とを備える。ＥＣＵ１６は、回動センサ９８の検出結果に基づく船外機本体２８の実舵角変化量と、電動モータ６２の駆動量に基づく理論変化量とを比較することによって、伝達機構の動作精度を判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、船推進機に関し、より特定的には、船体に対して推進機本体を左右方向に揺動させるための電動モータを有する船推進機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、たとえば特許文献１に開示されているように、電動モータによって船外機（推進機本体）を船体に対して左右方向に揺動させることによって船体を操舵することが知られている。
【０００３】
特許文献１の技術では、ステアリングホイールの回転角度等を用いて目標舵角を設定する。そして、船外機の実舵角と目標舵角との角度差に基づいて電動モータの駆動量を設定して電動モータを駆動する。電動モータの駆動力は減速ギヤ機構を介してシャフト部に伝達され、シャフト部が回動することによって船外機が船体に対して左右方向に揺動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１９９１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、減速ギヤ機構の動作精度が磨耗による劣化等のために低下すれば、実舵角と目標舵角との角度差に基づいて設定した駆動量で電動モータを駆動しても、目標舵角と電動モータ駆動後の実舵角とがずれてしまう。特許文献１では、伝達機構である減速ギヤ機構の動作精度が劣化等のために低下するおそれがあることを考慮しておらず、減速ギヤ機構の動作精度を判定することについては何ら開示も示唆もされていない。
【０００６】
それゆえにこの発明の主たる目的は、伝達機構の動作精度を判定できる、船推進機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するために、請求項１に記載の船推進機は、船体を推進するための船推進機であって、推進機本体と、前記船体に対して前記推進機本体を左右方向に揺動可能に取り付けるためのブラケット部と、前記推進機本体を左右方向に揺動させるために前記ブラケット部に設けられる電動モータと、前記電動モータの駆動力を前記推進機本体に伝達するために前記ブラケット部に設けられる伝達機構と、前記推進機本体の実舵角を検出する実舵角検出部と、前記実舵角検出部の検出結果に基づいて前記推進機本体の実舵角変化量に関する第１情報を取得する第１情報取得部と、前記電動モータの駆動量に基づいて前記推進機本体の理論上の実舵角変化量に関する第２情報を取得する第２情報取得部と、前記第１情報と前記第２情報との比較結果に基づいて前記伝達機構の動作精度を判定する判定部とを備える。
【０００８】
請求項２に記載の船推進機は、請求項１に記載の船推進機において、前記電動モータよりも前記伝達機構側に設けられ、前記推進機本体が受ける外力によって前記推進機本体が左右方向に揺動しないように前記伝達機構をロックするロック部材をさらに含むことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の船推進機は、請求項１に記載の船推進機において、前記伝達機構は、衝撃を吸収するための緩衝部材を含むことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の船推進機は、請求項１に記載の船推進機において、前記判定部の判定結果に基づいて前記推進機本体の出力を制御する制御部をさらに含むことを特徴とする。
【００１１】
請求項１に記載の船推進機では、実舵角検出部の検出結果に基づいて推進機本体の実舵角変化量に関する第１情報を取得する一方で、電動モータの駆動量に基づいて推進機本体の理論上の実舵角変化量に関する第２情報を取得する。正常な状態であれば、電動モータの駆動量と実舵角変化量とは伝達機構の所定の伝達比に応じた比例関係を有している。したがって、電動モータの駆動量と伝達機構の所定の伝達比とを乗算することによって、正常な状態の理論上の実舵角変化量を取得できる。このような理論上の実舵角変化量に関する第２情報と第１情報とを比較して、それらのずれ量が大きければ磨耗による劣化等のために伝達機構の動作精度が低下していると判定する。このように第１情報と第２情報とを比較することによって、簡単に伝達機構の動作精度を判定できる。
【００１２】
請求項２に記載の船推進機では、推進機本体が外力を受けたとき伝達機構をロック部材によってロックすることで推進機本体が左右方向に揺動することを防止する。これによって、電動モータに電力を常時供給する必要がなくなり、消費電力を抑えることができる。このようなロック部材は電動モータよりも伝達機構側に設けられるので、磨耗による劣化等のためにロック部材の動作精度が低下しても第１情報と第２情報とのずれ量は大きくなる。したがって、第１情報と第２情報とを比較することによって、簡単に伝達機構およびロック部材の動作精度を判定できる。
【００１３】
請求項３に記載の船推進機では、推進機本体が外力を受けることに伴って伝達機構に与えられる衝撃を緩衝部材が吸収することによって、伝達機構の磨耗による劣化等を抑えることができ、伝達機構の動作精度の低下を抑えることができる。すなわち、伝達機構の寿命を延ばすことができる。
【００１４】
請求項４に記載の船推進機では、伝達機構の動作精度が低下していると判定した場合は、推進機本体の出力を制限することによって船速を抑える。これによって、伝達機構の動作精度が低下して目標舵角と実舵角とのずれが大きくなっている状態であっても、船体の進行方向が所望の方向に対して大きくずれることを防止できる。一般に、推進機本体の出力が大きく船速が大きいほどヨーレートが大きくなる（小さい舵角でもよく曲がる）ので、この発明は、推進機本体の出力が大きいときに特に効果的である。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、伝達機構の動作精度を判定できる、船推進機が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の一実施形態の船推進機が搭載された船の一例を示す斜視図である。
【図２】図１に示す船推進機の構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示す船外機の全体構成を示す側面図である。
【図４】図１に示す船外機のスイベルブラケットの構成を説明するための斜視図である。
【図５】図１に示す船外機のスイベルブラケットの構成を説明するための側面図である。
【図６】図１に示す船外機のスイベルブラケットの構成を説明するための平面図である。
【図７】図１に示す船外機のボールナットと伝達プレートとの接続関係を説明するための側面図である。
【図８】この発明の一実施形態における動作の一例を示すフロー図である。
【図９】緩衝部材の効果を説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。
ここでは、この発明の一実施形態の船推進機１０を船１に設置した場合について説明する。図中、ＦＷＤは、船１の前進方向を示している。
【００１８】
図２をも参照して、船１は、船体２と船体２に設けられた船推進機１０とを含む。
【００１９】
船推進機１０は、船外機本体２８（後述）を操舵するために船体２内に設けられる操舵部１２と、船体２を前進または後進させる操作を行うために操舵部１２の近傍に設けられるコントロールレバー部１４と、船推進機１０の動作を制御するためのＥＣＵ（電子制御ユニット）１６と、操舵部１２の回転操作による操舵角を検出する操舵角センサ１８と、操舵部１２に反力を与えるために操舵部１２に連結される反力モータ２０と、船１を推進するために船体２の船尾板３に取り付けられる２機の船外機２２と、伝達機構６６（後述）等の劣化をユーザに報知するための報知部２４とを含む。これらの構成要素は、主としてＬＡＮケーブル２６によって相互に電気的に接続されている。
【００２０】
ついで、船外機２２について説明する。
船外機２２は、舵を有さず船外機２２自体で舵を切るように構成されている。
【００２１】
図３を参照して、船外機２２は、船外機本体２８とスイベルブラケット３０とチルトブラケット３２とを含む。
【００２２】
船外機本体２８は、上側から順にカウリング部３４、ケース部３６およびプロペラ３８を含む。船外機２２は、船外機本体２８を左右方向に揺動させることによって、プロペラ３８の向きを変え、プロペラ３８の推力で船体２の方向を変える。
【００２３】
カウリング部３４には、エンジン４０、およびエンジン４０に電気的に接続されるＥＣＵ４２（図１参照）等が収納されている。
【００２４】
スイベルブラケット３０は、ブラケット下部４４とブラケット上部４６とを含む。
【００２５】
ブラケット下部４４は船外機本体２８の上下方向（Ｚ方向）に沿って中空筒状に設けられ、ブラケット下部４４にはスイベル軸４８が回動自在に挿入される。したがって、スイベル軸４８は船外機本体２８の上下方向（Ｚ方向）に延びるように設けられる。スイベル軸４８の上端部５０が連結部５２を介して船外機本体２８に連結される。これによって、船外機本体２８が、スイベルブラケット３０ひいては船体２に対してスイベル軸４８を中心として相対的に左右方向（図１の矢印Ｘ１方向および矢印Ｘ２方向）に揺動可能に取り付けられる。
【００２６】
スイベルブラケット３０を挟むように一対のチルトブラケット３２が設けられ、一対のチルトブラケット３２は船体２の後ろ側に設けられた船尾板３に固定される。スイベルブラケット３０および一対のチルトブラケット３２にはチルト軸５４が挿通される。チルト軸５４はスイベル軸４８と直角をなす方向であって、船体２の幅方向（図１の矢印Ｘ１方向および矢印Ｘ２方向）に延びるように設けられる。これによって、スイベルブラケット３０ひいては船外機本体２８はチルト軸５４を中心として船体２に対して相対的に上下方向（Ｚ方向）に揺動可能となる。すなわち、船外機本体２８は、チルトシリンダ（図示せず）によってチルト軸５４廻りに揺動可能であり、上陸時等にほぼ水平方向まで回転して引き上げられる。また、船外機本体２８は、トリムシリンダ（図示せず）によってチルト軸５４廻りに揺動可能である。そして、航行中に船外機本体２８のトリム角を調整してプロペラ３８の推力方向を鉛直面内で上下に回動させて調整することができる。
【００２７】
ついで、図４〜図６をも参照して、スイベルブラケット３０について詳細に説明する。
ブラケット上部４６は、ブラケット下部４４の上端部に設けられ、前方（矢印ＦＷＤ方向）に突出するように構成される。ブラケット上部４６は、上面開口の略箱状に形成され、側方から見て、前方に向かうにつれて次第に高さ方向が大きくなる一対の側壁部５６，５８と、一対の側壁部５６，５８の前部を連結する前壁部６０とを有する。ブラケット下部４４に挿入されているスイベル軸４８の上端部５０は、ブラケット上部４６に突出している。
【００２８】
ブラケット上部４６には、電動モータ６２とロッククラッチ６４と伝達機構６６の大部分とが収納される。
【００２９】
伝達機構６６は、電動モータ６２の駆動力を船外機本体２８に伝達するものであり、ギヤ部６８と、ギヤ部６８に接続されるボールネジ７０と、ボールネジ７０上を移動可能にボールネジ７０に係合されるボールナット７２と、ボールナット７２とスイベル軸４８とを連結する伝達プレート７４と、スイベル軸４８と、連結部５２とを含む。伝達機構６６は、電動モータ６２のモータ軸７６が１回転することによってスイベル軸４８を略１°〜１．５°回転させるように設定されている。すなわち、伝達機構６６の伝達比（ここでは減速比）は２７０〜３６０に設定されている。
【００３０】
電動モータ６２は、そのモータ軸７６が船体２の幅方向（矢印Ｘ１方向および矢印Ｘ２方向）に延びるように、スイベルブラケット３０内の前壁部６０近傍かつ側壁部５６側に設けられ、船外機本体２８を揺動させるための駆動力を発生する。また、電動モータ６２には、モータ軸７６の回動角度を検出する回動センサ６２ａが内蔵されている。
【００３１】
電動モータ６２は、ドライバ７８と電気的に接続されている。ドライバ７８は、ユーザが操舵部１２を操舵した際にＬＡＮケーブル２６を介して送信される信号に基づいて、電動モータ６２の駆動を制御する。具体的には、ドライバ７８は、操舵部１２が時計回り方向（矢印Ａ１方向：図１参照）に回転された場合にモータ軸７６が矢印Ａ２方向に回転するように電動モータ６２を制御し、一方、操舵部１２が反時計回り方向（矢印Ｂ１方向：図１参照）に回転された場合にモータ軸７６が矢印Ｂ２方向に回転するように電動モータ６２を制御する。
【００３２】
ロッククラッチ６４は、電動モータ６２のモータ軸７６と同軸上に配置され、モータ軸７６とギヤ部６８とを連結し、電動モータ６２による駆動力をスイベル軸４８ひいては船外機本体２８側に伝達する。しかし、ロッククラッチ６４は、船外機本体２８側から伝達される外力（反力）を電動モータ６２側に伝達せず、当該外力による船外機本体２８の左右方向の揺動を防止するロック機能を有する。ロッククラッチ６４は、逆入力遮断クラッチであり、たとえばＮＴＮ株式会社製の「トルクダイオード（登録商標）」等が用いられる。これによって、モータ軸７６が回転したとき、モータ軸７６の回転をロッククラッチ６４に接続されたギヤ部６８に伝達することができる。その一方、航行中等において、船外機本体２８に左右方向に揺動する力が付与され、それに伴ってギヤ部６８に回転力が付与されても、ロッククラッチ６４がギヤ部６８の回転を阻止しロックする。すなわち、航行中、水から受ける反力等が船外機本体２８に対して左右方向に付与される場合であっても、ロッククラッチ６４が機能するので、操舵方向を維持するために電動モータ６２を駆動させる必要はない。このように簡素な構成のロッククラッチ６４によって、電動モータ６２を常時駆動させる必要がなくなる。
【００３３】
ギヤ部６８は、減速ギヤとして機能し、図５および図６に示すように、側壁部５８の外側に設けられる３つの平歯車８０，８２および８４を含む。平歯車８０，８２および８４はそれぞれ、ナイロン、ポリアセタール等の弾性を有する合成樹脂からなる。平歯車８０は、ロッククラッチ６４の下流側（側壁部５８側）から突出して側壁部５８の貫通孔８６を挿通する軸部材８８と接続されており、軸部材８８とともに回転する。図５に示すように、平歯車８２は、側壁部５８に回転可能に設けられる軸部材９０に緩衝部材９２を介して接続されており、軸部材９０とともに回転する。緩衝部材９２は、平歯車８２の内周面と軸部材９０の外周面との間に介挿される円環状（円筒状）の部材であり、ブチルゴム、ニトリルゴム等の弾性体からなる。平歯車８２は、平歯車８０と噛合されるとともに平歯車８４にも噛合されている。すなわち、平歯車８２は、平歯車８０の回転を平歯車８４に伝達する中間ギヤの機能を果たす。図６に示すように、平歯車８４は、側壁部５８の貫通孔９４を挿通するボールネジ７０と接続されており、ボールネジ７０と一体的に回転する。
【００３４】
ボールナット７２は、ボールネジ７０の回転に伴ってボールネジ７０の軸方向（矢印Ｘ１方向および矢印Ｘ２方向）に移動する。具体的には、モータ軸７６が矢印Ａ２方向に回転するのに伴って、ギヤ部６８を介してボールネジ７０が矢印Ａ３方向に回転し、ボールナット７２は側壁部５８方向（矢印Ｘ２方向）に移動する。その一方、モータ軸７６が矢印Ｂ２方向に回転するのに伴って、ギヤ部６８を介してボールネジ７０が矢印Ｂ３方向に回転し、ボールナット７２は側壁部５６方向（矢印Ｘ１方向）に移動する。
【００３５】
図６および図７に示すように、伝達プレート７４の上面において前方（矢印ＦＷＤ方向）側端部には円柱状の突起７４ａが設けられている。突起７４ａの外周面には、円環状（円筒状）の緩衝部材７４ｂが設けられている。緩衝部材７４ｂは、ブチルゴム、ニトリルゴム等の弾性体からなる。ボールナット７２と伝達プレート７４とは、ボールナット７２の下端部に設けられる溝７２ａに緩衝部材７４ｂを嵌合させることによって接続されている。弾性体である緩衝部材７４ｂは、ボールナット７２と伝達プレート７４との接続部のブッシュとして機能する。
【００３６】
図６に示すように、伝達プレート７４の後方側端部には、スイベル軸４８が係合されている。これによって、伝達プレート７４は、ボールナット７２が矢印Ｘ１方向または矢印Ｘ２方向に移動するのに伴って、スイベル軸４８を中心に揺動することができる。それによってスイベル軸４８を回動させ船外機本体２８を揺動させることができる。船外機本体２８は、ボールナット７２が側壁部５８方向（矢印Ｘ２方向）に移動すると矢印Ｘ１方向に舵きりされ、一方、ボールナット７２が側壁部５６方向（矢印Ｘ１方向）に移動すると矢印Ｘ２方向に舵きりされる。
【００３７】
また、伝達プレート７４の側壁部５６側近傍には、回動軸９６を有しその回動角度を検出する回動センサ９８が設けられている。回動センサ９８は、リンク部材１００を介して伝達プレート７４に接続されている。リンク部材１００は、伝達プレート７４がスイベル軸４８を中心に揺動すると、それに伴って移動する。リンク部材１００の移動に伴って、回動センサ９８の回動軸９６が回動する。回動センサ９８によって検出された回動軸９６の回動角度に基づいて、ＥＣＵ１６が伝達プレート７４の揺動角度ひいては船外機本体２８の実舵角を算出する。
【００３８】
このようなブラケット上部４６の側壁部５６にはカバー部材１０２が取り付けられ、側壁部５８にはギヤ部６８ならびに貫通孔８６および９４を覆うようにカバー部材１０４が取り付けられる。また、ブラケット上部４６の上面には、図５に示すように、開口全面を覆うことが可能なカバー部材１０６が取り付けられる。これによって、ブラケット上部４６の内部を密閉できる。
【００３９】
図２に戻って、このような船推進機１０において、ＥＣＵ１６はＣＰＵおよびメモリを含み、メモリには図８に示す動作を実行するためのプログラムや各種閾値や各種フラグ等が格納されている。
【００４０】
ＥＣＵ１６には、操舵角センサ１８から操舵部１２の操舵角を示す信号、コントロールレバー部１４からコントロール信号、回動センサ６２ａおよび回動センサ９８からの回動角度を示す信号が与えられる。
【００４１】
ＥＣＵ１６は、操舵角や図示しない外力センサによって検出される外力状態に応じた目標トルクを算出して反力モータ２０に与え、反力モータ２０はその目標トルクに応じた反力トルクを操舵部１２に出力する。これによって、ユーザは、操舵部１２を操作したときの重い感じや軽い感じ等の運転感覚を得ることができる。
【００４２】
また、ＥＣＵ１６は、ユーザが操舵部１２を回転した際の目標舵角を示す信号をスイベルブラケット３０内のドライバ７８に伝達して船外機本体２８の操舵を制御する。さらに、ＥＣＵ１６は、ユーザがコントロールレバー部１４を操作した際の信号を船外機本体２８内のＥＣＵ４２に伝達し、エンジン４０の出力を制御する。プロペラ３８は、エンジン４０の駆動に伴って回転する。
【００４３】
さらに、ＥＣＵ１６は、報知部２４に指示を与えて報知部２４を制御する。報知部２４としては、音を発するブザー、光を発するランプまたはメッセージを表示する液晶ディスプレイ等が用いられる。
【００４４】
この実施形態では、船外機本体２８が推進機本体に相当し、ロッククラッチ６４がロック部材に相当する。ブラケット部はスイベルブラケット３０およびチルトブラケット３２を含み、実舵角検出部は回動センサ９８およびＥＣＵ１６を含み、第１情報取得部はＥＣＵ１６を含み、第２情報取得部は回動センサ６２ａおよびＥＣＵ１６を含む。また、ＥＣＵ１６が判定部および制御部として機能する。さらに、弾性を有する平歯車８０，８２および８４も緩衝部材として機能する。
【００４５】
このような船舶推進機１０を備える船１の動作例について、図８を参照して説明する。
図８に示す動作は、たとえば５ｍｓｅｃのインターバルで繰り返し行われる。最初に行われる図８の動作においては、伝達機構６６等の動作精度が低下していることを示す低下フラグがオフに設定されており、コントロールレバー部１４への操作量に応じてエンジン４０の出力を制御する通常制御に設定されている。
【００４６】
まず、操舵角センサ１８が操舵部１２の操舵角を検出し（ステップＳ１）、ＥＣＵ１６はその操舵角に基づいて目標舵角を算出する（ステップＳ３）。そして、回動センサ９８が回動軸９６の回動角度を検出し、ＥＣＵ１６はその回動角度に基づいて船外機本体２８の実舵角を検出する（ステップＳ５）。ＥＣＵ１６は、算出した目標舵角と船外機本体２８の実舵角との角度差を算出し（ステップＳ７）、その角度差に基づいて目標電流を算出する（ステップＳ９）。そして、ドライバ７８は、ＥＣＵ１６によって算出された目標電流に基づいて電動モータ６２に通電する（ステップＳ１１）。すると、電動モータ６２の駆動力が、伝達機構６６を介して船外機本体２８に伝達されて船外機本体２８が転舵される（ステップＳ１３）。
【００４７】
ステップＳ１３の後、ＥＣＵ１６は、再び回動センサ９８の検出結果に基づいて船外機本体２８の実舵角を検出する（ステップＳ１５）。そして、ＥＣＵ１６は、ステップＳ５で検出した実舵角とステップＳ１５で検出した実舵角との差を算出することによって、船外機本体２８の実舵角変化量を取得する（ステップＳ１７）。この実施形態では、ステップＳ１７で取得される実舵角変化量が第１情報に相当する。
【００４８】
ステップＳ１７の後、ＥＣＵ１６は、回動センサ６２ａからの信号に基づいてステップＳ１３におけるモータ軸７６の角度変化量（電動モータ６２の駆動量）を取得する。すなわち、ＥＣＵ１６は、転舵期間におけるモータ軸７６の角度変化量を取得する。そして、モータ軸７６の角度変化量と伝達機構６６の減速比（ここでは２７０）との積を算出する。理論上では、スイベル軸４８の回動角度とモータ軸７６の回動角度とは、伝達機構６６の減速比に応じた比例関係を有している。したがって、モータ軸７６の角度変化量と伝達機構６６の減速比とを乗算することによって、伝達機構６６が正常な状態であるときの理論上の実舵角変化量（以下、理論変化量という）が取得される（ステップＳ１９）。この実施形態では、ステップＳ１９で取得される理論変化量が第２情報に相当する。
【００４９】
ステップＳ１９の後、ＥＣＵ１６は、理論変化量に対する実舵角変化量のずれ量を算出し（ステップＳ２１）、その値と所定の閾値（たとえば０．４°）とを比較する（ステップＳ２３）。これによって、ロッククラッチ６４および伝達機構６６の状態を判定する。この実施形態では、ずれ量が閾値以上であればロッククラッチ６４および伝達機構６６の動作精度の低下が許容範囲を超えていると判定し、ずれ量が閾値未満であればロッククラッチ６４および伝達機構６６の動作精度の低下が許容範囲であると判定する。閾値は好ましくは０．３°〜０．５°の範囲に設定される。閾値がこの範囲内であれば、許容範囲が小さすぎず（厳しすぎず）かつ大きすぎず、ロッククラッチ６４および伝達機構６６の動作精度を確保できる。
【００５０】
ステップＳ２３において、ＥＣＵ１６は、ずれ量が閾値以上であれば、すなわち、ロッククラッチ６４および伝達機能６６の動作精度が許容範囲を超えて低下していると判定すれば、メモリに格納されている低下フラグがオフか否かを判定する（ステップＳ２５）。そして、ＥＣＵ１６は、低下フラグがオフであれば低下フラグをオンに設定し（ステップＳ２７）、制限制御を開始するとともに報知部２４による報知動作を開始させ（ステップＳ２９）、終了する。ステップＳ２９で報知部２４に報知動作を開始させることによって、ロッククラッチ６４および伝達機構６６が劣化していることをユーザに報知できる。
【００５１】
制限制御とは、エンジン４０の出力（ここでは回転数）を制限する制御をいう。具体的には、コントロールレバー部１４への操作量にかかわらずエンジン４０の回転数を最高回転数（たとえば６０００ｒｐｍ）の２０％に保つ制御をいう。この他にも、制限制御として、エンジン４０の回転数を１０００ｒｐｍ下げたり、スロットルを全閉するようにしてもよい。
【００５２】
一方、ステップＳ２５において低下フラグが既にオンの場合、前回の動作から制限制御および報知部２４による報知動作が継続されているので、そのまま終了する。
【００５３】
また、ＥＣＵ１６は、ステップＳ２３でずれ量が閾値未満であれば、すなわち、ロッククラッチ６４および伝達機構６６の劣化が許容範囲であると判定すれば、低下フラグがオンか否かを判定する（ステップＳ３１）。そして、ＥＣＵ１６は、低下フラグがオンであれば、低下フラグをオフに設定し（ステップＳ３３）、通常制御を開始するとともに報知部２４による報知動作を停止させ（ステップＳ３５）、終了する。
【００５４】
通常制御とは、コントロールレバー部１４への操作量に応じてエンジン４０の出力を調節する制御をいう。通常、前回以前の動作でステップＳ２９を経ることによって報知部２４が報知動作をしていれば、ユーザはロッククラッチ６４および伝達機構６６を点検・修理する。これによって、ステップＳ２３でずれ量が閾値未満になり、ステップＳ３１〜Ｓ３５に進む。
【００５５】
一方、ステップＳ３１で低下フラグがオフである場合、前回の動作から通常制御が継続され報知部２４は報知動作をしていない状態であるので、そのまま終了する。
【００５６】
このような船推進機１０によれば、回動センサ９８の検出結果に基づく実舵角変化量と、電動モータ６２の駆動量に基づく理論変化量とのずれ量を求めて、その値と閾値とを比較することによって、簡単に伝達機構６６の動作精度を判定できる。
【００５７】
また、船外機本体２８が外力を受けたとき伝達機構６６をロッククラッチ６４によってロックすることで船外機本体２８が左右方向に揺動することを防止する。これによって、電動モータ６２に電力を常時供給する必要がなくなり、消費電力を抑えることができる。このようなロッククラッチ６４は電動モータ６２よりも伝達機構６６側に設けられるので、磨耗による劣化等のためにロッククラッチ６４の動作精度が低下しても実舵角変化量と理論変化量とのずれ量は大きくなる。したがって、実舵角変化量と理論変化量とのずれ量と、閾値とを比較することによって、簡単にロッククラッチ６４および伝達機構６６の動作精度を判定できる。
【００５８】
船外機本体２８が外力を受けることに伴って伝達機構６６に与えられる衝撃を、緩衝部材７４ｂおよび９２によって吸収できる。また、弾性を有する歯車８０，８２および８４自体も緩衝部材として機能して伝達機構６６に与えられる衝撃を吸収できる。これによって、ロッククラッチ６４および伝達機構６６の磨耗による劣化等を抑えることができ、ロッククラッチ６４および伝達機構６６の動作精度の低下を抑えることができる。すなわち、ロッククラッチ６４および伝達機構６６の寿命を延ばすことができる。
【００５９】
緩衝部材７４ｂおよび９２を有しておらず平歯車８０，８２および８４も弾性を有していなければ、すなわち、ダンパー機構を有していなければ、船外機本体２８からの外力が伝達機構６６を介してロッククラッチ６４に直接的に与えられる。ダンパー機構を有していない状態でロッククラッチ６４に与えられる荷重の推移の一例を図９（ａ）に示し、この場合の軸部材８８（図６参照）の累積回転量を図９（ｂ）に示す。
【００６０】
図９（ａ）に示すように、ダンパー機構を有していなければ、ロッククラッチ６４に与えられる荷重がロッククラッチ６４の限界荷重を超えることが多くなる。ロッククラッチ６４に与えられる荷重が限界荷重を超えれば、ロッククラッチ６４が滑って軸部材８８を回転させることになる。ロッククラッチ６４が度々滑れば、図９（ｂ）に示すように、軸部材８８を度々回転させることになり、軸部材８８の累積回転量が大きくなってしまう。このために、船外機本体２８の向きが大きく変わるおそれがあり、船外機本体２８の向きを修正しなければならないおそれがある。
【００６１】
一方、船推進機１０においてロッククラッチ６４に与えられる荷重の推移の一例を図９（ｃ）に示し、この場合の軸部材８８の累積回転量を図９（ｄ）に示す。なお、図９（ａ）および（ｂ）と図９（ｃ）および（ｄ）とにおいて、船外機本体２８が受ける外力はいずれも同様である。
【００６２】
船推進機１０によれば船外機本体２８からの外力の一部を緩衝部材７４ｂおよび９２ならびに平歯車８０，８２および８４によって吸収できる。したがって、図９（ｃ）に示すように、船外機本体２８が外力を受けてもほとんどの場合はロッククラッチ６４に与えられる荷重を限界荷重未満にできる。これによって、ロッククラッチ６４の滑りを抑え、図９（ｄ）に示すように、軸部材８８の回転を抑えることができる。ひいては、船外機本体２８の向きの変化を抑えることができ、船外機本体２８の向きを修正する必要がほとんどなくなる。
【００６３】
ロッククラッチ６４および伝達機構６６の動作精度が低下していると判定した場合は、船外機本体２８の出力を制限することによって船速を抑える。これによって、ロッククラッチ６４および伝達機構６６の動作精度が低下して目標舵角と実舵角とのずれが大きくなっている状態であっても、船体２の進行方向が所望の方向に対して大きくずれることを防止できる。一般に、船外機本体２８の出力が大きく船速が大きいほどヨーレートが大きくなる（小さい舵角でもよく曲がる）ので、この発明は、船外機本体２８の出力が大きいときに特に効果的である。
【００６４】
なお、上述の実施形態では、第１情報として実舵角変化量そのものを取得する場合について説明したが、第１情報はこれに限定されない。第１情報として、たとえば、回動センサ９８の回動軸９６の角度変化量、ボールナット７２の移動量等を用いてもよい。
【００６５】
また、上述の実施形態では、第２情報として理論上の実舵角変化量そのものを取得する場合について説明したが、第２情報はこれに限定されない。第２情報として、たとえば、回動センサ９８の回動軸９６の理論上の角度変化量、ボールナット７２の理論上の移動量等を用いてもよい。
【００６６】
上述の実施形態では、２機の船外機２２を船１に設置した場合について説明したが、この発明はこれに限定されない。この発明は、船に船外機を１機のみ設置した場合や３機以上設置した場合にも適用できる。
【符号の説明】
【００６７】
１ 船
２ 船体
１０ 船推進機
１２ 操舵部
１６ ＥＣＵ
２４ 船外機
２８ 船外機本体
３０ スイベルブラケット
３２ チルトブラケット
６２ 電動モータ
６２ａ，９８ 回動センサ
６４ ロッククラッチ
６６ 伝達機構
７４ｂ，９２ 緩衝部材
７８ ドライバ
８０，８２，８４ 平歯車
【技術分野】
【０００１】
この発明は、船推進機に関し、より特定的には、船体に対して推進機本体を左右方向に揺動させるための電動モータを有する船推進機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、たとえば特許文献１に開示されているように、電動モータによって船外機（推進機本体）を船体に対して左右方向に揺動させることによって船体を操舵することが知られている。
【０００３】
特許文献１の技術では、ステアリングホイールの回転角度等を用いて目標舵角を設定する。そして、船外機の実舵角と目標舵角との角度差に基づいて電動モータの駆動量を設定して電動モータを駆動する。電動モータの駆動力は減速ギヤ機構を介してシャフト部に伝達され、シャフト部が回動することによって船外機が船体に対して左右方向に揺動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１９９１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、減速ギヤ機構の動作精度が磨耗による劣化等のために低下すれば、実舵角と目標舵角との角度差に基づいて設定した駆動量で電動モータを駆動しても、目標舵角と電動モータ駆動後の実舵角とがずれてしまう。特許文献１では、伝達機構である減速ギヤ機構の動作精度が劣化等のために低下するおそれがあることを考慮しておらず、減速ギヤ機構の動作精度を判定することについては何ら開示も示唆もされていない。
【０００６】
それゆえにこの発明の主たる目的は、伝達機構の動作精度を判定できる、船推進機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するために、請求項１に記載の船推進機は、船体を推進するための船推進機であって、推進機本体と、前記船体に対して前記推進機本体を左右方向に揺動可能に取り付けるためのブラケット部と、前記推進機本体を左右方向に揺動させるために前記ブラケット部に設けられる電動モータと、前記電動モータの駆動力を前記推進機本体に伝達するために前記ブラケット部に設けられる伝達機構と、前記推進機本体の実舵角を検出する実舵角検出部と、前記実舵角検出部の検出結果に基づいて前記推進機本体の実舵角変化量に関する第１情報を取得する第１情報取得部と、前記電動モータの駆動量に基づいて前記推進機本体の理論上の実舵角変化量に関する第２情報を取得する第２情報取得部と、前記第１情報と前記第２情報との比較結果に基づいて前記伝達機構の動作精度を判定する判定部とを備える。
【０００８】
請求項２に記載の船推進機は、請求項１に記載の船推進機において、前記電動モータよりも前記伝達機構側に設けられ、前記推進機本体が受ける外力によって前記推進機本体が左右方向に揺動しないように前記伝達機構をロックするロック部材をさらに含むことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の船推進機は、請求項１に記載の船推進機において、前記伝達機構は、衝撃を吸収するための緩衝部材を含むことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の船推進機は、請求項１に記載の船推進機において、前記判定部の判定結果に基づいて前記推進機本体の出力を制御する制御部をさらに含むことを特徴とする。
【００１１】
請求項１に記載の船推進機では、実舵角検出部の検出結果に基づいて推進機本体の実舵角変化量に関する第１情報を取得する一方で、電動モータの駆動量に基づいて推進機本体の理論上の実舵角変化量に関する第２情報を取得する。正常な状態であれば、電動モータの駆動量と実舵角変化量とは伝達機構の所定の伝達比に応じた比例関係を有している。したがって、電動モータの駆動量と伝達機構の所定の伝達比とを乗算することによって、正常な状態の理論上の実舵角変化量を取得できる。このような理論上の実舵角変化量に関する第２情報と第１情報とを比較して、それらのずれ量が大きければ磨耗による劣化等のために伝達機構の動作精度が低下していると判定する。このように第１情報と第２情報とを比較することによって、簡単に伝達機構の動作精度を判定できる。
【００１２】
請求項２に記載の船推進機では、推進機本体が外力を受けたとき伝達機構をロック部材によってロックすることで推進機本体が左右方向に揺動することを防止する。これによって、電動モータに電力を常時供給する必要がなくなり、消費電力を抑えることができる。このようなロック部材は電動モータよりも伝達機構側に設けられるので、磨耗による劣化等のためにロック部材の動作精度が低下しても第１情報と第２情報とのずれ量は大きくなる。したがって、第１情報と第２情報とを比較することによって、簡単に伝達機構およびロック部材の動作精度を判定できる。
【００１３】
請求項３に記載の船推進機では、推進機本体が外力を受けることに伴って伝達機構に与えられる衝撃を緩衝部材が吸収することによって、伝達機構の磨耗による劣化等を抑えることができ、伝達機構の動作精度の低下を抑えることができる。すなわち、伝達機構の寿命を延ばすことができる。
【００１４】
請求項４に記載の船推進機では、伝達機構の動作精度が低下していると判定した場合は、推進機本体の出力を制限することによって船速を抑える。これによって、伝達機構の動作精度が低下して目標舵角と実舵角とのずれが大きくなっている状態であっても、船体の進行方向が所望の方向に対して大きくずれることを防止できる。一般に、推進機本体の出力が大きく船速が大きいほどヨーレートが大きくなる（小さい舵角でもよく曲がる）ので、この発明は、推進機本体の出力が大きいときに特に効果的である。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、伝達機構の動作精度を判定できる、船推進機が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の一実施形態の船推進機が搭載された船の一例を示す斜視図である。
【図２】図１に示す船推進機の構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示す船外機の全体構成を示す側面図である。
【図４】図１に示す船外機のスイベルブラケットの構成を説明するための斜視図である。
【図５】図１に示す船外機のスイベルブラケットの構成を説明するための側面図である。
【図６】図１に示す船外機のスイベルブラケットの構成を説明するための平面図である。
【図７】図１に示す船外機のボールナットと伝達プレートとの接続関係を説明するための側面図である。
【図８】この発明の一実施形態における動作の一例を示すフロー図である。
【図９】緩衝部材の効果を説明するためのグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。
ここでは、この発明の一実施形態の船推進機１０を船１に設置した場合について説明する。図中、ＦＷＤは、船１の前進方向を示している。
【００１８】
図２をも参照して、船１は、船体２と船体２に設けられた船推進機１０とを含む。
【００１９】
船推進機１０は、船外機本体２８（後述）を操舵するために船体２内に設けられる操舵部１２と、船体２を前進または後進させる操作を行うために操舵部１２の近傍に設けられるコントロールレバー部１４と、船推進機１０の動作を制御するためのＥＣＵ（電子制御ユニット）１６と、操舵部１２の回転操作による操舵角を検出する操舵角センサ１８と、操舵部１２に反力を与えるために操舵部１２に連結される反力モータ２０と、船１を推進するために船体２の船尾板３に取り付けられる２機の船外機２２と、伝達機構６６（後述）等の劣化をユーザに報知するための報知部２４とを含む。これらの構成要素は、主としてＬＡＮケーブル２６によって相互に電気的に接続されている。
【００２０】
ついで、船外機２２について説明する。
船外機２２は、舵を有さず船外機２２自体で舵を切るように構成されている。
【００２１】
図３を参照して、船外機２２は、船外機本体２８とスイベルブラケット３０とチルトブラケット３２とを含む。
【００２２】
船外機本体２８は、上側から順にカウリング部３４、ケース部３６およびプロペラ３８を含む。船外機２２は、船外機本体２８を左右方向に揺動させることによって、プロペラ３８の向きを変え、プロペラ３８の推力で船体２の方向を変える。
【００２３】
カウリング部３４には、エンジン４０、およびエンジン４０に電気的に接続されるＥＣＵ４２（図１参照）等が収納されている。
【００２４】
スイベルブラケット３０は、ブラケット下部４４とブラケット上部４６とを含む。
【００２５】
ブラケット下部４４は船外機本体２８の上下方向（Ｚ方向）に沿って中空筒状に設けられ、ブラケット下部４４にはスイベル軸４８が回動自在に挿入される。したがって、スイベル軸４８は船外機本体２８の上下方向（Ｚ方向）に延びるように設けられる。スイベル軸４８の上端部５０が連結部５２を介して船外機本体２８に連結される。これによって、船外機本体２８が、スイベルブラケット３０ひいては船体２に対してスイベル軸４８を中心として相対的に左右方向（図１の矢印Ｘ１方向および矢印Ｘ２方向）に揺動可能に取り付けられる。
【００２６】
スイベルブラケット３０を挟むように一対のチルトブラケット３２が設けられ、一対のチルトブラケット３２は船体２の後ろ側に設けられた船尾板３に固定される。スイベルブラケット３０および一対のチルトブラケット３２にはチルト軸５４が挿通される。チルト軸５４はスイベル軸４８と直角をなす方向であって、船体２の幅方向（図１の矢印Ｘ１方向および矢印Ｘ２方向）に延びるように設けられる。これによって、スイベルブラケット３０ひいては船外機本体２８はチルト軸５４を中心として船体２に対して相対的に上下方向（Ｚ方向）に揺動可能となる。すなわち、船外機本体２８は、チルトシリンダ（図示せず）によってチルト軸５４廻りに揺動可能であり、上陸時等にほぼ水平方向まで回転して引き上げられる。また、船外機本体２８は、トリムシリンダ（図示せず）によってチルト軸５４廻りに揺動可能である。そして、航行中に船外機本体２８のトリム角を調整してプロペラ３８の推力方向を鉛直面内で上下に回動させて調整することができる。
【００２７】
ついで、図４〜図６をも参照して、スイベルブラケット３０について詳細に説明する。
ブラケット上部４６は、ブラケット下部４４の上端部に設けられ、前方（矢印ＦＷＤ方向）に突出するように構成される。ブラケット上部４６は、上面開口の略箱状に形成され、側方から見て、前方に向かうにつれて次第に高さ方向が大きくなる一対の側壁部５６，５８と、一対の側壁部５６，５８の前部を連結する前壁部６０とを有する。ブラケット下部４４に挿入されているスイベル軸４８の上端部５０は、ブラケット上部４６に突出している。
【００２８】
ブラケット上部４６には、電動モータ６２とロッククラッチ６４と伝達機構６６の大部分とが収納される。
【００２９】
伝達機構６６は、電動モータ６２の駆動力を船外機本体２８に伝達するものであり、ギヤ部６８と、ギヤ部６８に接続されるボールネジ７０と、ボールネジ７０上を移動可能にボールネジ７０に係合されるボールナット７２と、ボールナット７２とスイベル軸４８とを連結する伝達プレート７４と、スイベル軸４８と、連結部５２とを含む。伝達機構６６は、電動モータ６２のモータ軸７６が１回転することによってスイベル軸４８を略１°〜１．５°回転させるように設定されている。すなわち、伝達機構６６の伝達比（ここでは減速比）は２７０〜３６０に設定されている。
【００３０】
電動モータ６２は、そのモータ軸７６が船体２の幅方向（矢印Ｘ１方向および矢印Ｘ２方向）に延びるように、スイベルブラケット３０内の前壁部６０近傍かつ側壁部５６側に設けられ、船外機本体２８を揺動させるための駆動力を発生する。また、電動モータ６２には、モータ軸７６の回動角度を検出する回動センサ６２ａが内蔵されている。
【００３１】
電動モータ６２は、ドライバ７８と電気的に接続されている。ドライバ７８は、ユーザが操舵部１２を操舵した際にＬＡＮケーブル２６を介して送信される信号に基づいて、電動モータ６２の駆動を制御する。具体的には、ドライバ７８は、操舵部１２が時計回り方向（矢印Ａ１方向：図１参照）に回転された場合にモータ軸７６が矢印Ａ２方向に回転するように電動モータ６２を制御し、一方、操舵部１２が反時計回り方向（矢印Ｂ１方向：図１参照）に回転された場合にモータ軸７６が矢印Ｂ２方向に回転するように電動モータ６２を制御する。
【００３２】
ロッククラッチ６４は、電動モータ６２のモータ軸７６と同軸上に配置され、モータ軸７６とギヤ部６８とを連結し、電動モータ６２による駆動力をスイベル軸４８ひいては船外機本体２８側に伝達する。しかし、ロッククラッチ６４は、船外機本体２８側から伝達される外力（反力）を電動モータ６２側に伝達せず、当該外力による船外機本体２８の左右方向の揺動を防止するロック機能を有する。ロッククラッチ６４は、逆入力遮断クラッチであり、たとえばＮＴＮ株式会社製の「トルクダイオード（登録商標）」等が用いられる。これによって、モータ軸７６が回転したとき、モータ軸７６の回転をロッククラッチ６４に接続されたギヤ部６８に伝達することができる。その一方、航行中等において、船外機本体２８に左右方向に揺動する力が付与され、それに伴ってギヤ部６８に回転力が付与されても、ロッククラッチ６４がギヤ部６８の回転を阻止しロックする。すなわち、航行中、水から受ける反力等が船外機本体２８に対して左右方向に付与される場合であっても、ロッククラッチ６４が機能するので、操舵方向を維持するために電動モータ６２を駆動させる必要はない。このように簡素な構成のロッククラッチ６４によって、電動モータ６２を常時駆動させる必要がなくなる。
【００３３】
ギヤ部６８は、減速ギヤとして機能し、図５および図６に示すように、側壁部５８の外側に設けられる３つの平歯車８０，８２および８４を含む。平歯車８０，８２および８４はそれぞれ、ナイロン、ポリアセタール等の弾性を有する合成樹脂からなる。平歯車８０は、ロッククラッチ６４の下流側（側壁部５８側）から突出して側壁部５８の貫通孔８６を挿通する軸部材８８と接続されており、軸部材８８とともに回転する。図５に示すように、平歯車８２は、側壁部５８に回転可能に設けられる軸部材９０に緩衝部材９２を介して接続されており、軸部材９０とともに回転する。緩衝部材９２は、平歯車８２の内周面と軸部材９０の外周面との間に介挿される円環状（円筒状）の部材であり、ブチルゴム、ニトリルゴム等の弾性体からなる。平歯車８２は、平歯車８０と噛合されるとともに平歯車８４にも噛合されている。すなわち、平歯車８２は、平歯車８０の回転を平歯車８４に伝達する中間ギヤの機能を果たす。図６に示すように、平歯車８４は、側壁部５８の貫通孔９４を挿通するボールネジ７０と接続されており、ボールネジ７０と一体的に回転する。
【００３４】
ボールナット７２は、ボールネジ７０の回転に伴ってボールネジ７０の軸方向（矢印Ｘ１方向および矢印Ｘ２方向）に移動する。具体的には、モータ軸７６が矢印Ａ２方向に回転するのに伴って、ギヤ部６８を介してボールネジ７０が矢印Ａ３方向に回転し、ボールナット７２は側壁部５８方向（矢印Ｘ２方向）に移動する。その一方、モータ軸７６が矢印Ｂ２方向に回転するのに伴って、ギヤ部６８を介してボールネジ７０が矢印Ｂ３方向に回転し、ボールナット７２は側壁部５６方向（矢印Ｘ１方向）に移動する。
【００３５】
図６および図７に示すように、伝達プレート７４の上面において前方（矢印ＦＷＤ方向）側端部には円柱状の突起７４ａが設けられている。突起７４ａの外周面には、円環状（円筒状）の緩衝部材７４ｂが設けられている。緩衝部材７４ｂは、ブチルゴム、ニトリルゴム等の弾性体からなる。ボールナット７２と伝達プレート７４とは、ボールナット７２の下端部に設けられる溝７２ａに緩衝部材７４ｂを嵌合させることによって接続されている。弾性体である緩衝部材７４ｂは、ボールナット７２と伝達プレート７４との接続部のブッシュとして機能する。
【００３６】
図６に示すように、伝達プレート７４の後方側端部には、スイベル軸４８が係合されている。これによって、伝達プレート７４は、ボールナット７２が矢印Ｘ１方向または矢印Ｘ２方向に移動するのに伴って、スイベル軸４８を中心に揺動することができる。それによってスイベル軸４８を回動させ船外機本体２８を揺動させることができる。船外機本体２８は、ボールナット７２が側壁部５８方向（矢印Ｘ２方向）に移動すると矢印Ｘ１方向に舵きりされ、一方、ボールナット７２が側壁部５６方向（矢印Ｘ１方向）に移動すると矢印Ｘ２方向に舵きりされる。
【００３７】
また、伝達プレート７４の側壁部５６側近傍には、回動軸９６を有しその回動角度を検出する回動センサ９８が設けられている。回動センサ９８は、リンク部材１００を介して伝達プレート７４に接続されている。リンク部材１００は、伝達プレート７４がスイベル軸４８を中心に揺動すると、それに伴って移動する。リンク部材１００の移動に伴って、回動センサ９８の回動軸９６が回動する。回動センサ９８によって検出された回動軸９６の回動角度に基づいて、ＥＣＵ１６が伝達プレート７４の揺動角度ひいては船外機本体２８の実舵角を算出する。
【００３８】
このようなブラケット上部４６の側壁部５６にはカバー部材１０２が取り付けられ、側壁部５８にはギヤ部６８ならびに貫通孔８６および９４を覆うようにカバー部材１０４が取り付けられる。また、ブラケット上部４６の上面には、図５に示すように、開口全面を覆うことが可能なカバー部材１０６が取り付けられる。これによって、ブラケット上部４６の内部を密閉できる。
【００３９】
図２に戻って、このような船推進機１０において、ＥＣＵ１６はＣＰＵおよびメモリを含み、メモリには図８に示す動作を実行するためのプログラムや各種閾値や各種フラグ等が格納されている。
【００４０】
ＥＣＵ１６には、操舵角センサ１８から操舵部１２の操舵角を示す信号、コントロールレバー部１４からコントロール信号、回動センサ６２ａおよび回動センサ９８からの回動角度を示す信号が与えられる。
【００４１】
ＥＣＵ１６は、操舵角や図示しない外力センサによって検出される外力状態に応じた目標トルクを算出して反力モータ２０に与え、反力モータ２０はその目標トルクに応じた反力トルクを操舵部１２に出力する。これによって、ユーザは、操舵部１２を操作したときの重い感じや軽い感じ等の運転感覚を得ることができる。
【００４２】
また、ＥＣＵ１６は、ユーザが操舵部１２を回転した際の目標舵角を示す信号をスイベルブラケット３０内のドライバ７８に伝達して船外機本体２８の操舵を制御する。さらに、ＥＣＵ１６は、ユーザがコントロールレバー部１４を操作した際の信号を船外機本体２８内のＥＣＵ４２に伝達し、エンジン４０の出力を制御する。プロペラ３８は、エンジン４０の駆動に伴って回転する。
【００４３】
さらに、ＥＣＵ１６は、報知部２４に指示を与えて報知部２４を制御する。報知部２４としては、音を発するブザー、光を発するランプまたはメッセージを表示する液晶ディスプレイ等が用いられる。
【００４４】
この実施形態では、船外機本体２８が推進機本体に相当し、ロッククラッチ６４がロック部材に相当する。ブラケット部はスイベルブラケット３０およびチルトブラケット３２を含み、実舵角検出部は回動センサ９８およびＥＣＵ１６を含み、第１情報取得部はＥＣＵ１６を含み、第２情報取得部は回動センサ６２ａおよびＥＣＵ１６を含む。また、ＥＣＵ１６が判定部および制御部として機能する。さらに、弾性を有する平歯車８０，８２および８４も緩衝部材として機能する。
【００４５】
このような船舶推進機１０を備える船１の動作例について、図８を参照して説明する。
図８に示す動作は、たとえば５ｍｓｅｃのインターバルで繰り返し行われる。最初に行われる図８の動作においては、伝達機構６６等の動作精度が低下していることを示す低下フラグがオフに設定されており、コントロールレバー部１４への操作量に応じてエンジン４０の出力を制御する通常制御に設定されている。
【００４６】
まず、操舵角センサ１８が操舵部１２の操舵角を検出し（ステップＳ１）、ＥＣＵ１６はその操舵角に基づいて目標舵角を算出する（ステップＳ３）。そして、回動センサ９８が回動軸９６の回動角度を検出し、ＥＣＵ１６はその回動角度に基づいて船外機本体２８の実舵角を検出する（ステップＳ５）。ＥＣＵ１６は、算出した目標舵角と船外機本体２８の実舵角との角度差を算出し（ステップＳ７）、その角度差に基づいて目標電流を算出する（ステップＳ９）。そして、ドライバ７８は、ＥＣＵ１６によって算出された目標電流に基づいて電動モータ６２に通電する（ステップＳ１１）。すると、電動モータ６２の駆動力が、伝達機構６６を介して船外機本体２８に伝達されて船外機本体２８が転舵される（ステップＳ１３）。
【００４７】
ステップＳ１３の後、ＥＣＵ１６は、再び回動センサ９８の検出結果に基づいて船外機本体２８の実舵角を検出する（ステップＳ１５）。そして、ＥＣＵ１６は、ステップＳ５で検出した実舵角とステップＳ１５で検出した実舵角との差を算出することによって、船外機本体２８の実舵角変化量を取得する（ステップＳ１７）。この実施形態では、ステップＳ１７で取得される実舵角変化量が第１情報に相当する。
【００４８】
ステップＳ１７の後、ＥＣＵ１６は、回動センサ６２ａからの信号に基づいてステップＳ１３におけるモータ軸７６の角度変化量（電動モータ６２の駆動量）を取得する。すなわち、ＥＣＵ１６は、転舵期間におけるモータ軸７６の角度変化量を取得する。そして、モータ軸７６の角度変化量と伝達機構６６の減速比（ここでは２７０）との積を算出する。理論上では、スイベル軸４８の回動角度とモータ軸７６の回動角度とは、伝達機構６６の減速比に応じた比例関係を有している。したがって、モータ軸７６の角度変化量と伝達機構６６の減速比とを乗算することによって、伝達機構６６が正常な状態であるときの理論上の実舵角変化量（以下、理論変化量という）が取得される（ステップＳ１９）。この実施形態では、ステップＳ１９で取得される理論変化量が第２情報に相当する。
【００４９】
ステップＳ１９の後、ＥＣＵ１６は、理論変化量に対する実舵角変化量のずれ量を算出し（ステップＳ２１）、その値と所定の閾値（たとえば０．４°）とを比較する（ステップＳ２３）。これによって、ロッククラッチ６４および伝達機構６６の状態を判定する。この実施形態では、ずれ量が閾値以上であればロッククラッチ６４および伝達機構６６の動作精度の低下が許容範囲を超えていると判定し、ずれ量が閾値未満であればロッククラッチ６４および伝達機構６６の動作精度の低下が許容範囲であると判定する。閾値は好ましくは０．３°〜０．５°の範囲に設定される。閾値がこの範囲内であれば、許容範囲が小さすぎず（厳しすぎず）かつ大きすぎず、ロッククラッチ６４および伝達機構６６の動作精度を確保できる。
【００５０】
ステップＳ２３において、ＥＣＵ１６は、ずれ量が閾値以上であれば、すなわち、ロッククラッチ６４および伝達機能６６の動作精度が許容範囲を超えて低下していると判定すれば、メモリに格納されている低下フラグがオフか否かを判定する（ステップＳ２５）。そして、ＥＣＵ１６は、低下フラグがオフであれば低下フラグをオンに設定し（ステップＳ２７）、制限制御を開始するとともに報知部２４による報知動作を開始させ（ステップＳ２９）、終了する。ステップＳ２９で報知部２４に報知動作を開始させることによって、ロッククラッチ６４および伝達機構６６が劣化していることをユーザに報知できる。
【００５１】
制限制御とは、エンジン４０の出力（ここでは回転数）を制限する制御をいう。具体的には、コントロールレバー部１４への操作量にかかわらずエンジン４０の回転数を最高回転数（たとえば６０００ｒｐｍ）の２０％に保つ制御をいう。この他にも、制限制御として、エンジン４０の回転数を１０００ｒｐｍ下げたり、スロットルを全閉するようにしてもよい。
【００５２】
一方、ステップＳ２５において低下フラグが既にオンの場合、前回の動作から制限制御および報知部２４による報知動作が継続されているので、そのまま終了する。
【００５３】
また、ＥＣＵ１６は、ステップＳ２３でずれ量が閾値未満であれば、すなわち、ロッククラッチ６４および伝達機構６６の劣化が許容範囲であると判定すれば、低下フラグがオンか否かを判定する（ステップＳ３１）。そして、ＥＣＵ１６は、低下フラグがオンであれば、低下フラグをオフに設定し（ステップＳ３３）、通常制御を開始するとともに報知部２４による報知動作を停止させ（ステップＳ３５）、終了する。
【００５４】
通常制御とは、コントロールレバー部１４への操作量に応じてエンジン４０の出力を調節する制御をいう。通常、前回以前の動作でステップＳ２９を経ることによって報知部２４が報知動作をしていれば、ユーザはロッククラッチ６４および伝達機構６６を点検・修理する。これによって、ステップＳ２３でずれ量が閾値未満になり、ステップＳ３１〜Ｓ３５に進む。
【００５５】
一方、ステップＳ３１で低下フラグがオフである場合、前回の動作から通常制御が継続され報知部２４は報知動作をしていない状態であるので、そのまま終了する。
【００５６】
このような船推進機１０によれば、回動センサ９８の検出結果に基づく実舵角変化量と、電動モータ６２の駆動量に基づく理論変化量とのずれ量を求めて、その値と閾値とを比較することによって、簡単に伝達機構６６の動作精度を判定できる。
【００５７】
また、船外機本体２８が外力を受けたとき伝達機構６６をロッククラッチ６４によってロックすることで船外機本体２８が左右方向に揺動することを防止する。これによって、電動モータ６２に電力を常時供給する必要がなくなり、消費電力を抑えることができる。このようなロッククラッチ６４は電動モータ６２よりも伝達機構６６側に設けられるので、磨耗による劣化等のためにロッククラッチ６４の動作精度が低下しても実舵角変化量と理論変化量とのずれ量は大きくなる。したがって、実舵角変化量と理論変化量とのずれ量と、閾値とを比較することによって、簡単にロッククラッチ６４および伝達機構６６の動作精度を判定できる。
【００５８】
船外機本体２８が外力を受けることに伴って伝達機構６６に与えられる衝撃を、緩衝部材７４ｂおよび９２によって吸収できる。また、弾性を有する歯車８０，８２および８４自体も緩衝部材として機能して伝達機構６６に与えられる衝撃を吸収できる。これによって、ロッククラッチ６４および伝達機構６６の磨耗による劣化等を抑えることができ、ロッククラッチ６４および伝達機構６６の動作精度の低下を抑えることができる。すなわち、ロッククラッチ６４および伝達機構６６の寿命を延ばすことができる。
【００５９】
緩衝部材７４ｂおよび９２を有しておらず平歯車８０，８２および８４も弾性を有していなければ、すなわち、ダンパー機構を有していなければ、船外機本体２８からの外力が伝達機構６６を介してロッククラッチ６４に直接的に与えられる。ダンパー機構を有していない状態でロッククラッチ６４に与えられる荷重の推移の一例を図９（ａ）に示し、この場合の軸部材８８（図６参照）の累積回転量を図９（ｂ）に示す。
【００６０】
図９（ａ）に示すように、ダンパー機構を有していなければ、ロッククラッチ６４に与えられる荷重がロッククラッチ６４の限界荷重を超えることが多くなる。ロッククラッチ６４に与えられる荷重が限界荷重を超えれば、ロッククラッチ６４が滑って軸部材８８を回転させることになる。ロッククラッチ６４が度々滑れば、図９（ｂ）に示すように、軸部材８８を度々回転させることになり、軸部材８８の累積回転量が大きくなってしまう。このために、船外機本体２８の向きが大きく変わるおそれがあり、船外機本体２８の向きを修正しなければならないおそれがある。
【００６１】
一方、船推進機１０においてロッククラッチ６４に与えられる荷重の推移の一例を図９（ｃ）に示し、この場合の軸部材８８の累積回転量を図９（ｄ）に示す。なお、図９（ａ）および（ｂ）と図９（ｃ）および（ｄ）とにおいて、船外機本体２８が受ける外力はいずれも同様である。
【００６２】
船推進機１０によれば船外機本体２８からの外力の一部を緩衝部材７４ｂおよび９２ならびに平歯車８０，８２および８４によって吸収できる。したがって、図９（ｃ）に示すように、船外機本体２８が外力を受けてもほとんどの場合はロッククラッチ６４に与えられる荷重を限界荷重未満にできる。これによって、ロッククラッチ６４の滑りを抑え、図９（ｄ）に示すように、軸部材８８の回転を抑えることができる。ひいては、船外機本体２８の向きの変化を抑えることができ、船外機本体２８の向きを修正する必要がほとんどなくなる。
【００６３】
ロッククラッチ６４および伝達機構６６の動作精度が低下していると判定した場合は、船外機本体２８の出力を制限することによって船速を抑える。これによって、ロッククラッチ６４および伝達機構６６の動作精度が低下して目標舵角と実舵角とのずれが大きくなっている状態であっても、船体２の進行方向が所望の方向に対して大きくずれることを防止できる。一般に、船外機本体２８の出力が大きく船速が大きいほどヨーレートが大きくなる（小さい舵角でもよく曲がる）ので、この発明は、船外機本体２８の出力が大きいときに特に効果的である。
【００６４】
なお、上述の実施形態では、第１情報として実舵角変化量そのものを取得する場合について説明したが、第１情報はこれに限定されない。第１情報として、たとえば、回動センサ９８の回動軸９６の角度変化量、ボールナット７２の移動量等を用いてもよい。
【００６５】
また、上述の実施形態では、第２情報として理論上の実舵角変化量そのものを取得する場合について説明したが、第２情報はこれに限定されない。第２情報として、たとえば、回動センサ９８の回動軸９６の理論上の角度変化量、ボールナット７２の理論上の移動量等を用いてもよい。
【００６６】
上述の実施形態では、２機の船外機２２を船１に設置した場合について説明したが、この発明はこれに限定されない。この発明は、船に船外機を１機のみ設置した場合や３機以上設置した場合にも適用できる。
【符号の説明】
【００６７】
１ 船
２ 船体
１０ 船推進機
１２ 操舵部
１６ ＥＣＵ
２４ 船外機
２８ 船外機本体
３０ スイベルブラケット
３２ チルトブラケット
６２ 電動モータ
６２ａ，９８ 回動センサ
６４ ロッククラッチ
６６ 伝達機構
７４ｂ，９２ 緩衝部材
７８ ドライバ
８０，８２，８４ 平歯車
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船体を推進するための船推進機であって、
推進機本体と、
前記船体に対して前記推進機本体を左右方向に揺動可能に取り付けるためのブラケット部と、
前記推進機本体を左右方向に揺動させるために前記ブラケット部に設けられる電動モータと、
前記電動モータの駆動力を前記推進機本体に伝達するために前記ブラケット部に設けられる伝達機構と、
前記推進機本体の実舵角を検出する実舵角検出部と、
前記実舵角検出部の検出結果に基づいて前記推進機本体の実舵角変化量に関する第１情報を取得する第１情報取得部と、
前記電動モータの駆動量に基づいて前記推進機本体の理論上の実舵角変化量に関する第２情報を取得する第２情報取得部と、
前記第１情報と前記第２情報との比較結果に基づいて前記伝達機構の動作精度を判定する判定部とを備える、船推進機。
【請求項２】
前記電動モータよりも前記伝達機構側に設けられ、前記推進機本体が受ける外力によって前記推進機本体が左右方向に揺動しないように前記伝達機構をロックするロック部材をさらに含む、請求項１に記載の船推進機。
【請求項３】
前記伝達機構は、衝撃を吸収するための緩衝部材を含む、請求項１に記載の船推進機。
【請求項４】
前記判定部の判定結果に基づいて前記推進機本体の出力を制御する制御部をさらに含む、請求項１に記載の船推進機。
【請求項１】
船体を推進するための船推進機であって、
推進機本体と、
前記船体に対して前記推進機本体を左右方向に揺動可能に取り付けるためのブラケット部と、
前記推進機本体を左右方向に揺動させるために前記ブラケット部に設けられる電動モータと、
前記電動モータの駆動力を前記推進機本体に伝達するために前記ブラケット部に設けられる伝達機構と、
前記推進機本体の実舵角を検出する実舵角検出部と、
前記実舵角検出部の検出結果に基づいて前記推進機本体の実舵角変化量に関する第１情報を取得する第１情報取得部と、
前記電動モータの駆動量に基づいて前記推進機本体の理論上の実舵角変化量に関する第２情報を取得する第２情報取得部と、
前記第１情報と前記第２情報との比較結果に基づいて前記伝達機構の動作精度を判定する判定部とを備える、船推進機。
【請求項２】
前記電動モータよりも前記伝達機構側に設けられ、前記推進機本体が受ける外力によって前記推進機本体が左右方向に揺動しないように前記伝達機構をロックするロック部材をさらに含む、請求項１に記載の船推進機。
【請求項３】
前記伝達機構は、衝撃を吸収するための緩衝部材を含む、請求項１に記載の船推進機。
【請求項４】
前記判定部の判定結果に基づいて前記推進機本体の出力を制御する制御部をさらに含む、請求項１に記載の船推進機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−２６４７９４（Ｐ２０１０−２６４７９４Ａ）
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１５７５３（Ｐ２００９−１１５７５３）
【出願日】平成２１年５月１２日（２００９．５．１２）
【出願人】（００００１００７６）ヤマハ発動機株式会社 (3,045)
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１２日（２００９．５．１２）
【出願人】（００００１００７６）ヤマハ発動機株式会社 (3,045)
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