船舶推進機の操舵装置、船舶推進機、および船舶
【課題】操舵感の良好な船舶推進機の操舵装置を提供すること。
【解決手段】操舵装置６は、操船者によって操作される操舵レバー１２と、操舵レバー１２に連結された第１ピストンロッド２９を含む第１シリンダ１５と、第１ピストンロッド２９の移動に伴って相対移動される第２ピストンロッド３５および第２シリンダチューブ３１を含む第２シリンダ１６とを含む。船外機５は、第２ピストンロッド３５および第２シリンダチューブ３１の相対移動に伴って操舵される。
【解決手段】操舵装置６は、操船者によって操作される操舵レバー１２と、操舵レバー１２に連結された第１ピストンロッド２９を含む第１シリンダ１５と、第１ピストンロッド２９の移動に伴って相対移動される第２ピストンロッド３５および第２シリンダチューブ３１を含む第２シリンダ１６とを含む。船外機５は、第２ピストンロッド３５および第２シリンダチューブ３１の相対移動に伴って操舵される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、船舶推進機を操舵する操舵装置、この操舵装置を備えた船舶推進機、およびこの船舶推進機を備えた船舶に関する。
【背景技術】
【０００２】
船舶は、船体を推進させる船舶推進機と、この船舶推進機を操舵する操舵装置とを備えている。特許文献１に記載の操舵装置は、操船者によって操作されるティラーハンドルと、ティラーハンドルの動作を伝達する複数の歯車と、複数の歯車から伝達されたティラーハンドルの動作を伝達するチェーンおよびスプロケットとを備えている。さらに、この操舵装置は、チェーンおよびスプロケットから伝達されたティラーハンドルの動作を油圧に変換するハンドル側油圧シリンダと、ハンドル側油圧シリンダから伝達された油圧によって船外機を左右に回動させる船外機側油圧シリンダとを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１０５２１２号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
ティラーハンドルやステアリングホイールなどの操舵部材は、操船者によって操作される。操舵部材を保持する力、すなわち、操舵部材がステアリングホイールである場合には、回転方向への抵抗力が大きいと、操船者は、大きな力で操舵部材を操作しなければならない。これとは反対に、操舵部材を保持する力が小さいと、操舵部材が簡単に動いてしまうので、操船者は操舵部材を操作しづらい。したがって、操舵部材を保持する力には、最適な範囲が存在する。さらに、直観的な操舵感を操船者に与えるために、操舵部材から操船者に加わる操舵反力は、操舵部材の操作速度に応じて増加することが好ましい。すなわち、操船者が操舵部材を素早く操作したときには、操舵部材をゆっくり操作したときよりも大きな操舵反力が、操船者に瞬時に加わることが好ましい。
【０００５】
特許文献１に記載の操舵装置では、ティラーハンドルが、複数の歯車、チェーン、およびスプロケットを介して、ハンドル側油圧シリンダに連結されている。ティラーハンドルが操作されると、ハンドル側油圧シリンダで発生した抵抗力（油圧）が、複数の歯車、チェーン、およびスプロケットを介して、ティラーハンドルに伝達される。そして、ティラーハンドルに伝達された抵抗力は、操舵反力として操船者に加わる。しかしながら、歯車などの多数の部材が、ティラーハンドルとハンドル側油圧シリンダとの間に介在しているので、ハンドル側油圧シリンダで抵抗力が発生してから、この抵抗力がティラーハンドルに伝達されるまでに、時間差（タイムラグ）が生じる。そのため、特許文献１に記載の操舵装置では、直観的な操舵感が得られない。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、操舵感の良好な船舶推進機の操舵装置、船舶推進機、および船舶を提供することである。
前記目的を達成するための本発明の一実施形態は、操船者によって操作される操舵レバーと、前記操舵レバーに連結された第１ピストンロッドを含む第１シリンダと、前記第１ピストンロッドの移動に伴って相対移動される第２シリンダチューブおよび第２ピストンロッドを含み、前記第２シリンダチューブおよび第２ピストンロッドの相対移動に伴って船舶推進機を操舵する第２シリンダとを含む、船舶推進機の操舵装置を提供する。
【０００７】
この構成によれば、第１シリンダの第１ピストンロッドが、操舵レバーに連結されているので、操舵レバーが操作されると、第１ピストンロッドが移動する。第２シリンダの第２シリンダチューブおよび第２ピストンロッドは、第１ピストンロッドの移動に伴って相対移動される。船舶推進機は、第２シリンダチューブおよび第２ピストンロッドの相対移動に伴って操舵される。したがって、操船者は、操舵レバーを操作することにより、船舶推進機を操舵できる。さらに、操舵レバーの操作に伴って第１ピストンロッドが移動するので、操舵レバーに摩擦力を与える摩擦部材や、操舵レバーの操作に伴って弾性変形する弾性部材が設けられている場合とは異なり、操舵レバーの操作速度に比例する大きさの操舵反力が、第１シリンダから操舵レバーに直接伝達される。そのため、操舵装置は、直観的な操舵感を瞬時に操船者に与えることができる。これにより、操舵感を高めることができる。
【０００８】
前記操舵レバーは、該レバーが船体に対して前記第１ピストンロッドの往復方向に揺動できるように前記船体に連結される支点部を含んでいてもよい。前記支点部は、前記操舵レバーの端部であってもよいし、前記操舵レバーの中間部であってもよい。この構成によれば、操舵レバーは、船体に対して支点部を中心に揺動するように操作される。さらに、操舵レバーの支点部が、第１ピストンロッドの往復方向に揺動できるように船体に連結されているので、操舵レバーが操作されると、第１ピストンロッドが往復方向に移動する。したがって、操舵レバーが操作されると、操舵レバーの操作速度に比例する大きさの操舵反力が、第１シリンダから操舵レバーに直接伝達される。そのため、操舵装置は、直観的な操舵感を操船者に与えることができる。
【０００９】
前記第１ピストンロッドは、前記操舵レバーに対して回転可能に連結されていてもよい。
また、前記第１シリンダは、前記船体に対して回転可能に連結される第１シリンダチューブを含んでいてもよい。
また、前記操舵レバーは、前記第１ピストンロッドに連結された連結部を含んでいてもよい。前記連結部は、前記第１ピストンロッドのストロークよりも小さい揺動幅で前記船体に対して揺動可能であってもよい。
【００１０】
また、前記操舵レバーは、前記連結部に対して前記支点部とは反対側に配置された操舵グリップを含んでいてもよい。
また、前記操舵グリップから前記連結部までの距離は、前記支点部から前記連結部までの距離より大きくてもよい。
また、前記操舵レバーは、鉛直面または水平面に沿って配置されていてもよい。
【００１１】
また、前記操舵装置は、前記第１シリンダと前記第２シリンダとに接続されており、作動流体が流通する配管をさらに含んでいてもよい。この構成によれば、操舵レバーが操作され、第１ピストンロッドが移動すると、第１シリンダ内の作動流体が、配管内に排出される。そして、配管内に排出された作動流体は、第２シリンダ内に供給される。そのため、第２シリンダ内で流体圧が発生し、第２シリンダチューブおよび第２ピストンロッドが相対移動する。これにより、船舶推進機が操舵される。
【００１２】
前記操舵装置は、前記配管に取り付けられており、前記第１シリンダから前記第２シリンダに伝達される流体圧を増幅可能なポンプユニットをさらに含んでいてもよい。この構成によれば、操舵レバーが操作されたときに第１シリンダから第２シリンダに伝達される流体圧が、ポンプユニットによって増幅されるので、船舶推進機を操舵するために操船者が操舵レバーに加える操作力を減少させることができる。したがって、船舶推進機が大型で高重量であったとしても、操船者は、比較的小さな力で船舶推進機を操舵できる。
【００１３】
前記ポンプユニットは、前記第１シリンダで発生した流体圧に応じて前記第２シリンダに伝達される流体圧を調整可能であってもよい。たとえば、前記ポンプユニットは、前記第１シリンダから前記第２シリンダに伝達される流体圧を一定の割合で増幅させてもよいし、前記第１シリンダで発生した流体圧に応じて、流体圧の増幅率を増加または減少させてもよい。
【００１４】
前記操舵装置は、前記操舵レバーの位置を検出するレバー位置検出装置と、前記第２シリンダに接続されており、作動流体が流通する出力配管と、前記出力配管を介して前記第２シリンダに接続されたポンプユニットをさらに含んでいてもよい。前記ポンプユニットは、前記操舵レバーが操作されたときに前記レバー位置検出装置の出力に基づいて前記第２シリンダに作動流体を供給することにより、前記操舵レバーの移動量に対応する移動量で前記第２シリンダチューブおよび第２ピストンロッドを相対移動させてもよい。この構成によれば、ポンプユニットは、レバー位置検出装置の出力に基づいて操舵レバーの移動を検出する。そして、ポンプユニットは、レバー位置検出装置の出力に基づいて出力配管から第２シリンダに作動流体を供給することにより、操舵レバーの移動量に対応する移動量で第２シリンダチューブおよび第２ピストンロッドを相対移動させる。これにより、操舵レバーの移動量に対応する移動量で船舶推進機が操舵される。
【００１５】
前記操舵レバーが操作されたとき、前記ポンプユニットは、前記操舵レバーの移動量に対応する予め定められた移動量で前記第２シリンダチューブおよび第２ピストンロッドを相対移動させてもよい。また、前記操舵レバーが操作されたとき、前記第２シリンダチューブおよび第２ピストンロッドの実際の相対位置が、前記ポンプユニットにフィードバックされ、実際の相対位置が目標位置に近づくように、前記第２シリンダチューブおよび第２ピストンロッドが相対移動されてもよい。
【００１６】
具体的には、前記操舵装置は、前記レバー位置検出装置、出力配管、およびポンプユニットに加えて、前記第２シリンダチューブおよび第２ピストンロッドの相対位置を検出するシリンダ位置検出装置をさらに含んでいてもよい。この場合、前記ポンプユニットは、前記レバー位置検出装置およびシリンダ位置検出装置からの出力に基づいて、前記第２シリンダチューブおよび第２ピストンロッドを相対移動させることにより、前記船舶推進機の目標位置と前記船舶推進機の現在位置との差を減少させてもよい。この構成によれば、ポンプユニットは、操舵レバーの位置と、第２シリンダチューブおよび第２ピストンロッドの相対位置とに基づいて、第２シリンダチューブおよび第２ピストンロッドを相対移動させる。そして、ポンプユニットは、船舶推進機の目標位置と船舶推進機の現在位置との差を減少させる。すなわち、船舶推進機の現在位置がポンプユニットにフィードバックされ、船舶推進機が確実に目標位置に近づけられる。そのため、船舶の航走方向を精度よく制御できる。
【００１７】
また、前記操舵装置は、前記レバー位置検出装置、出力配管、およびポンプユニットに加えて、前記第１シリンダと前記ポンプユニットとに接続されており、作動流体が流通する入力配管をさらに含んでいてもよい。この構成によれば、操舵レバーが操作されると、第１シリンダ内の作動流体が、入力配管内に排出される。そして、入力配管内に排出された作動流体は、ポンプユニットおよび出力配管を介して、第２シリンダ内に供給される。そのため、第２シリンダチューブおよび第２ピストンロッドが相対移動し、船舶推進機が操舵される。したがって、操舵装置は、ポンプユニットに異常が生じたとしても、船舶推進機を操舵できる。
【００１８】
前記第１シリンダは、油圧シリンダであってもよいし、エアシリンダであってもよい。同様に、前記第２シリンダは、油圧シリンダであってもよいし、エアシリンダであってもよい。オイルや空気などの作動流体が、第１シリンダと第２シリンダとの間を移動する場合、第１シリンダおよび第２シリンダは、同種のシリンダである。たとえば第１シリンダが油圧シリンダである場合、第２シリンダも油圧シリンダである。一方、作動流体が、第１シリンダと第２シリンダとの間を移動しない場合、第１シリンダおよび第２シリンダは、同種のシリンダであってもよいし、異なる種類のシリンダであってもよい。たとえば第１シリンダが油圧シリンダである場合、第２シリンダは、油圧シリンダであってもよいし、エアシリンダであってもよい。
【００１９】
本発明の他の実施形態は、前記操舵装置と、前記操舵装置によって操舵される船外機とを含む、船舶推進機を提供する。この構成によれば、前述の効果と同様な効果を奏することができる。
本発明のさらに他の実施形態は、前記船舶推進機と、前記船外機が取り付けられた船体とを含む、船舶を提供する。この構成によれば、前述の効果と同様な効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の第１実施形態に係る船舶の模式的な斜視図である。
【図２】この発明の第１実施形態に係る操舵装置の模式的な回路図である。
【図３】この発明の第２実施形態に係る操舵装置の模式的な回路図である。
【図４】この発明の第３実施形態に係る操舵装置の模式的な回路図である。
【図５】この発明の第４実施形態に係る操舵装置の模式的な回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下では、この発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
以下の説明における「前後方向」「左右方向」および「上下方向」は、船体２を基準とする方向である。
［第１実施形態］
図１は、この発明の第１実施形態に係る船舶１の模式的な斜視図である。
【００２２】
船舶１は、日本ではシイラと呼ばれるマヒマヒ（Mahi-mahi 学名 Coryphaena hippurus）などの水面近くを泳ぐ魚を船上から銛で突いて捕獲するときに用いられる小型のボートである。船舶１は、船体２と、船体２を推進させる船舶推進機３とを備えている。船舶推進機３は、プロペラ４を回転させることによって推力を発生する船外機５と、船外機５を操舵する操舵装置６と、船外機５の推力を調整する速度調整装置７とを含む。船外機５は、ブラケット８（図２参照）によって船体２の船尾に取り付けられている。船外機５は、船体２に対して左右に回動可能である。操舵装置６は、船体２に対して船外機５を左右に回動させることにより、船外機５を操舵する。また、速度調整装置７は、プロペラ４の回転速度および回転方向を変更させることにより、船外機５の推力を調整する。
【００２３】
船体２は、操船者を収容する操船部９と、操船部９と船尾との間に配置された乗船部１０とを含む。操船部９は、操船者の臀部付近を取り囲む筒状の周壁１１を含む。操舵装置６は、操船部９に配置された操舵レバー１２を含み、速度調整装置７は、操船部９に配置された速度調整レバー１３を含む。操舵レバー１２および速度調整レバー１３は、操船者によって操作される。操舵レバー１２および速度調整レバー１３は、船体２に取り付けられている。操舵レバー１２は、鉛直面に沿って直線状に延びるバー（棒）であり、周壁１１の前部に設けられた開口１４から上方に突出している。開口１４は、左右方向に延びるスロット状である。操舵レバー１２は、船体２に対して左右に回動可能である。また、速度調整レバー１３は、周壁１１の側方に配置されている。速度調整レバー１３は、船体２に対して前後に回動可能である。
【００２４】
操舵装置６は、操舵レバー１２の回動に伴って船外機５を左右に回動させる。たとえば操船者が操舵レバー１２を右に倒すと、操舵装置６は、操舵レバー１２の位置に対応する旋回角度で船舶１が右に旋回するように船外機５を回動させる。また、速度調整装置７は、速度調整レバー１３の回動に伴ってプロペラ４の回転速度および回転方向を変更させる。たとえば操船者が速度調整レバー１３を前に倒すと、速度調整装置７は、速度調整レバー１３の位置に対応する速度で船舶１が前進するようにプロペラ４を回転させる。したがって、船舶１は、操舵レバー１２および速度調整レバー１３の操作によって操作される。
【００２５】
後述するように、操舵装置６は、所定の保持力で操舵レバー１２をその場で保持している。さらに、操舵装置６は、操舵レバー１２の操作速度に比例する大きさの操舵反力を操舵レバー１２から操船者に与える。すなわち、たとえば操船者が操舵レバー１２を素早く操作すると、ゆっくり操作したときよりも大きな操舵反力が、操舵レバー１２に加わる。船舶１が魚を追うとき、操船者は、周壁１１と操舵レバー１２とによって自身の体を支えながら、操舵レバー１２を素早く操作する場合がある。このとき操舵レバー１２が簡単に移動すると、すなわち、操舵レバー１２を保持する力が弱いと、操船者は、自身の姿勢をしっかり保てない場合がある。したがって、操舵レバー１２の操作速度に比例する大きさの操舵反力を発生させることにより、操船者の姿勢を確実に安定させることができる。
【００２６】
図２は、この発明の第１実施形態に係る操舵装置６の模式的な回路図である。
操舵装置６は、油圧式の操舵装置である。操舵装置６は、前述の操舵レバー１２と、操舵レバー１２に連結された第１シリンダ１５と、船外機５に連結された第２シリンダ１６と、第１シリンダ１５および第２シリンダ１６を連結する複数の配管１７、１８（右配管１７および左配管１８）とを含む。さらに、操舵装置６は、第１シリンダ１５と第２シリンダ１６との間で複数の配管１７、１８に取り付けられたポンプユニット１９と、ポンプユニット１９と第２シリンダ１６との間で複数の配管１７、１８に取り付けられたロックバルブ２０とを含む。第１シリンダ１５および第２シリンダ１６は、油圧シリンダである。第１シリンダ１５、第２シリンダ１６、右配管１７、および左配管１８の内部は、作動流体の一例であるオイルによって満たされている。
【００２７】
操舵レバー１２は、取付部材２１を介して船体２に連結された支点部２２と、支点部２２の上方に配置された連結部２３と、連結部２３の上方に配置された操舵グリップ２４とを含む。支点部２２は、操舵レバー１２の下端部であってもよいし、操舵レバー１２の中間部であってもよい。支点部２２は、船体２に対して揺動軸線Ａ１まわりに左右に揺動可能である。揺動軸線Ａ１は、支点部２２を通る軸線であると共に、第１シリンダ１５の第１ピストンロッド２９の往復方向に直交する軸線である。したがって、操舵レバー１２は、第１ピストンロッド２９の往復方向に揺動可能に船体２に連結されている。支点部２２は、周壁１１に設けられた開口１４より下方に配置されている。同様に、連結部２３は、開口１４より下方に配置されている。第１シリンダ１５（具体的には、第１ピストンロッド２９の先端部）は、連結部２３に連結されている。したがって、第１シリンダ１５は、開口１４より下方で操舵レバー１２に連結されている。操舵グリップ２４は、開口１４より上方に配置されている。操舵グリップ２４は、操船者によって握られる。操舵グリップ２４から連結部２３までの距離は、支点部２２から連結部２３までの距離より大きい。
【００２８】
操舵レバー１２は、操舵レバー１２が上下方向に延びる直進位置（図２において実線で示す位置）を中心に揺動軸線Ａ１まわりに左右に揺動可能である。直進位置は、プロペラ４の回転軸線Ａｐが平面視において前後方向に延びるように設定されている。すなわち、操舵レバー１２の直進位置は、プロペラ４の回転軸線Ａｐが平面視において前後方向に延びる船外機５の直進位置に対応付けられている。操舵レバー１２が直進位置より右側に傾けられると、操舵装置６は、船舶１が右に旋回するように船外機５を回動させる。また、操舵レバー１２が直進位置より左側に傾けられると、操舵装置６は、船舶１が左に旋回するように船外機５を回動させる。右最大操舵位置（図２において一点鎖線で示す位置）は、直進位置より右側で操舵レバー１２が周壁１１に接する位置であり、左最大操舵位置（図２において二点鎖線で示す位置）は、直進位置より左側で操舵レバー１２が周壁１１に接する位置である。すなわち、操舵レバー１２の揺動幅は、周壁１１によって規制される。第１シリンダ１５は、操舵レバー１２の揺動に伴って伸縮する。第１ピストンロッド２９の先端部は、操舵レバー１２の連結部２３と共に揺動軸線Ａ１まわりに揺動する。連結部２３の揺動幅Ｗは、第１ピストンロッド２９のストロークＳよりも小さい。
【００２９】
第１シリンダ１５は、片ロッド型の複動シリンダである。第１シリンダ１５は、第１シリンダチューブ２５と、第１シリンダチューブ２５内を第１右空間２６と第１左空間２７とに仕切る第１ピストン２８と、第１ピストン２８に連結された第１ピストンロッド２９とを含む。右配管１７は、第１右空間２６に接続されており、左配管１８は、第１左空間２７に接続されている。第１ピストンロッド２９の先端部は、第１シリンダチューブ２５の一端部から第１シリンダ１５の軸方向に突出している。第１ピストンロッド２９の先端部は、操舵レバー１２の連結部２３に連結されている。第１ピストンロッド２９の先端部は、連結部２３に対して、第１ピストンロッド２９の往復方向（第１シリンダ１５の軸方向）に直交する回転軸線Ａ２まわりに回転可能である。したがって、第１ピストンロッド２９は、回転軸線Ａ２まわりに回転可能に操舵レバー１２に連結されている。また、第１シリンダチューブ２５の他端部は、取付部材３０を介して船体２に連結されている。第１シリンダチューブ２５の他端部は、船体２に対して、回転軸線Ａ２と平行な回転軸線Ａ３まわりに回転可能である。したがって、第１シリンダチューブ２５は、回転軸線Ａ３まわりに回転可能に船体２に連結されている。回転軸線Ａ２は、第１ピストンロッド２９の先端部を通る軸線であり、回転軸線Ａ３は、第１シリンダチューブ２５の他端部を通る軸線である。
【００３０】
第２シリンダ１６は、両ロッド型の複動シリンダである。第２シリンダ１６は、第２シリンダチューブ３１と、第２シリンダチューブ３１内を第２右空間３２と第２左空間３３とに仕切る第２ピストン３４と、第２ピストン３４に連結された第２ピストンロッド３５とを含む。第２右空間３２は、左配管１８によって、第１シリンダ１５の第１左空間２７に接続されており、第２左空間３３は、右配管１７によって、第１シリンダ１５の第１右空間２６に接続されている。第２シリンダチューブ３１および第２ピストンロッド３５は、左右方向に延びている。第２ピストンロッド３５の一端部および他端部は、それぞれ、第２シリンダチューブ３１の一端部および他端部から軸方向外方に突出している。第２ピストンロッド３５の一端部および他端部は、それぞれ、２つの固定アーム３６に連結されている。２つの固定アーム３６は、船外機５を船体２に取り付けるブラケット８等を介して船体２に固定されている。したがって、第２ピストンロッド３５は、船体２に固定されている。また、第２シリンダチューブ３１は、船外機５のステアリングアーム３７に連結されている。第２シリンダチューブ３１は、船体２に対して左右方向に移動可能である。ステアリングアーム３７は、第２シリンダチューブ３１と共に左右方向に移動する。船外機５は、左右方向へのステアリングアーム３７の移動に伴って、船体２の後方で上下に延びるステアリング軸線Ａｓまわりに左右に回動する。
【００３１】
ポンプユニット１９は、右配管１７および左配管１８の一方に取り付けられた油圧ポンプ３８と、油圧ポンプ３８を駆動する電動モータ３９とを含む。さらに、ポンプユニット１９は、駆動回路４０を介して電動モータ３９を制御する制御装置４１と、右配管１７および左配管１８内の圧力を検出する２つの圧力センサー４２、４３（右圧力センサー４２および左圧力センサー４３）とを含む。油圧ポンプ３８は、たとえば、第１シリンダ１５側および第２シリンダ１６側の両方向にオイルを吐出可能である。制御装置４１は、電動モータ３９に油圧ポンプ３８を駆動させることにより、第１シリンダ１５から第２シリンダ１６に伝達される油圧を調整可能である。したがって、制御装置４１は、第１シリンダ１５から第２シリンダ１６に伝達される油圧を増幅可能である。制御装置４１は、２つの圧力センサー４２、４３の出力に基づいて電動モータ３９を制御する。右圧力センサー４２は、第１シリンダ１５と油圧ポンプ３８との間で右配管１７に接続されており、左圧力センサー４３は、第１シリンダ１５と油圧ポンプ３８との間で左配管１８に接続されている。制御装置４１は、たとえば右配管１７内の圧力と左配管１８内の圧力との差が減少するように、電動モータ３９を制御する。すなわち、制御装置４１は、第１シリンダ１５から操舵レバー１２に伝達される操舵反力を軽減させる。
【００３２】
ロックバルブ２０は、オイルの流通方向を制御するパイロットチェックバルブである。ロックバルブ２０は、右配管１７に取り付けられた右チェックバルブ４４と、左配管１８に取り付けられた左チェックバルブ４５とを含む。右チェックバルブ４４および左チェックバルブ４５は、第１シリンダ１５側から第２シリンダ１６側にオイルを流通させ、第２シリンダ１６側から第１シリンダ１５側へのオイルの流れをせき止める。したがって、オイルの逆流は、ロックバルブ２０によって防止される。右チェックバルブ４４は、パイロット流路４６を介して左配管１８に接続されており、左チェックバルブ４５は、パイロット流路４７を介して右配管１７に接続されている。左配管１８内の圧力がパイロット圧に達すると、右チェックバルブ４４が開き、右配管１７内の圧力がパイロット圧に達すると、左チェックバルブ４５が開く。たとえば、パイロット圧よりも高圧のオイルが、第１シリンダ１５側から右チェックバルブ４４に供給されると、右チェックバルブ４４が開いて、第１シリンダ１５側から供給されたオイルが右チェックバルブ４４を通過する。それと共に、左チェックバルブ４５が開いて、第２シリンダ１６側から供給されたオイルが左チェックバルブ４５を通過する。
【００３３】
操舵レバー１２が操作されると、第１シリンダチューブ２５の他端部および第１ピストンロッド２９の先端部がそれぞれ船体２および操舵レバー１２に対して回転しながら、第１シリンダチューブ２５および第１ピストンロッド２９が軸方向に相対移動する。すなわち、操舵レバー１２が操作されると、船体２に対する第１シリンダ１５の姿勢が変化しながら、第１シリンダ１５が伸縮する。操舵レバー１２が右に操作されると、第１ピストン２８および第１ピストンロッド２９が、第１シリンダチューブ２５に対して右に移動し、第１右空間２６で油圧が発生する。そのため、第１右空間２６内のオイルが、右配管１７に排出される。このとき、制御装置４１は、左配管１８を介して油圧ポンプ３８から第１左空間２７にオイルを送ることにより、右配管１７に排出されるオイルの圧力を増幅させる。そのため、油圧ポンプ３８によって増幅された油圧が、右配管１７を介して第１右空間２６から第２左空間３３に伝達される。これにより、第２シリンダチューブ３１が船体２に対して左に移動する。そのため、第２右空間３２で油圧が発生し、第２右空間３２内のオイルが左配管１８に排出される。そして、左配管１８に排出されたオイルは、ロックバルブ２０および油圧ポンプ３８を介して第１左空間２７に供給される。
【００３４】
このように、操舵レバー１２が右に操作されると、第２シリンダチューブ３１が船体２に対して左に移動し、第２シリンダチューブ３１および第２ピストンロッド３５が軸方向に相対移動する。これにより、船外機５がステアリング軸線Ａｓまわりに右に回動する。操舵レバー１２が左に操作されたときも同様に、第１ピストンロッド２９の移動に伴って第２シリンダチューブ３１および第２ピストンロッド３５が軸方向に相対移動し、船外機５がステアリング軸線Ａｓまわりに左に回動する。このようにして、船外機５が左右に操舵される。さらに、第１シリンダ１５から第２シリンダ１６に伝達される油圧が、ポンプユニット１９によって増幅されるので、船外機５が大型で高重量であったとしても、操船者は、比較的小さい操作力で船外機５を回動させることができる。しかも、オイルの逆流がロックバルブ２０によって防止されるので、操舵レバー１２の直進位置と船外機５の直進位置との位置関係が変化することを防止できる。
【００３５】
以上のように第１実施形態では、第１シリンダ１５の第１ピストンロッド２９が、操舵レバー１２に連結されているので、操舵レバー１２が操作されると、第１シリンダチューブ２５に対して第１ピストンロッド２９が移動し、第１右空間２６または第１左空間２７内のオイルが、右配管１７または左配管１８に排出される。右配管１７および左配管１８の内径が、第１シリンダチューブ２５の内径より小さいから、操舵レバー１２が操作されると、操舵レバー１２の操作速度に比例する大きさの操舵反力が、第１シリンダ１５から操舵レバー１２に直接加わる。これにより、操舵レバー１２の操作速度に比例する大きさの操舵反力が、操船者に直接加わる。そのため、操舵装置６は、直観的な操舵感を瞬時に操船者に与えることができる。これにより、操舵感を高めることができる。
【００３６】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
第２実施形態と前述の第１実施形態との主要な相違点は、第１シリンダ１５と第２シリンダ１６との機械的な連結が解除されており、ポンプユニット１９が、操舵レバー１２の移動を検出して、第２シリンダチューブ３１および第２ピストンロッド３５を相対移動させることである。
【００３７】
図３は、この発明の第２実施形態に係る操舵装置２０６の模式的な回路図である。この図３において、前述の図１〜図２に示された各部と同等の構成部分については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
第２実施形態に係る操舵装置２０６は、右配管１７および左配管１８を除き、第１実施形態に係る操舵装置６と同様の構成を備えている。すなわち、操舵装置２０６は、右配管１７および左配管１８に代えて、第１シリンダ１５の第１右空間２６と第１左空間２７とを接続する接続配管２４８と、第２シリンダ１６とポンプユニット１９とを接続する複数の出力配管２４９、２５０（右出力配管２４９および左出力配管２５０）とを含む。さらに、操舵装置２０６は、操舵レバー１２の位置を検出するレバー位置検出装置２５１と、第２シリンダチューブ３１および第２ピストンロッド３５の相対位置を検出するシリンダ位置検出装置２５２とをさらに含む。レバー位置検出装置２５１は、ポテンショメータであってもよいし、その他の形式の位置検出装置であってもよい。シリンダ位置検出装置２５２についても同様である。
【００３８】
制御装置４１は、レバー位置検出装置２５１およびシリンダ位置検出装置２５２の出力に基づいてポンプユニット１９を制御する。レバー位置検出装置２５１は、操舵レバー１２の位置を検出してもよいし、操舵レバー１２と共に移動する部材の位置を検出することにより、操舵レバー１２の位置を検出してもよい。たとえば、レバー位置検出装置２５１が、第１シリンダチューブ２５および第１ピストンロッド２９に取り付けられており、第１ピストンロッド２９および第１シリンダチューブ２５の相対位置に基づいて操舵レバー１２の位置が検出されてもよい。同様に、シリンダ位置検出装置２５２は、第２シリンダチューブ３１および第２ピストンロッド３５の相対位置を検出してもよいし、第２シリンダチューブ３１と共に移動する部材の位置を検出することにより、第２シリンダチューブ３１および第２ピストンロッド３５の相対位置を検出してもよい。船外機５は、第２シリンダチューブ３１および第２ピストンロッド３５の相対移動に伴って回動するから、制御装置４１は、第２シリンダチューブ３１および第２ピストンロッド３５の相対位置を検出することにより、船外機５の位置を検出できる。
【００３９】
制御装置４１は、レバー位置検出装置２５１の出力に基づいて操舵レバー１２の移動を検出する。操舵レバー１２が操作されると、制御装置４１は、レバー位置検出装置２５１の出力に基づいて電動モータ３９を制御することにより、第２シリンダ１６の第２右空間３２または第２左空間３３にオイルを供給させる。これにより、制御装置４１は、操舵レバー１２の移動量に対応する移動量で第２ピストンロッド３５および第２シリンダチューブ３１を相対移動させる。さらに、このとき、制御装置４１は、シリンダ位置検出装置２５２からの出力に基づいて、第２シリンダチューブ３１および第２ピストンロッド３５の相対移動量を検出する。そして、制御装置４１は、第２シリンダチューブ３１および第２ピストンロッド３５を相対移動させることにより、船外機５の目標位置と船外機５の現在位置との差を減少させて、船外機５の現在位置を船外機５の目標位置に一致させる。これにより、船舶１の航走方向が精度よく制御される。
【００４０】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
第３実施形態と前述の第２実施形態との主要な相違点は、第１シリンダ１５と第２シリンダ１６とが機械的に連結されており、非常操舵時（たとえば、油圧ポンプ３８や電動モータ３９の故障時）には、操舵装置３０６が、手動式の操舵装置として用いられることである。
【００４１】
図４は、この発明の第３実施形態に係る操舵装置３０６の模式的な回路図である。この図４において、前述の図１〜図３に示された各部と同等の構成部分については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
第３実施形態に係る操舵装置３０６は、第２実施形態に係る操舵装置２０６と同様の構成を備えている。すなわち、操舵装置３０６は、第２実施形態に係る操舵装置２０６の構成に加えて、第１シリンダ１５とポンプユニット１９とを接続する複数の入力配管３５３、３５４（右入力配管３５３および左入力配管３５４）と、右入力配管３５３および左入力配管３５４を接続する２つのバイパス配管３５５とを含む。さらに、操舵装置３０６は、右入力配管３５３に取り付けられた右バルブ３５６と、左入力配管３５４に取り付けられた左バルブ３５７と、バイパス配管３５５に取り付けられたバイパスバルブ３５８とを含む。
【００４２】
右バルブ３５６および左バルブ３５７は、常時閉のバルブであり、バイパスバルブ３５８は、常時開のバルブである。したがって、第１シリンダ１５の第１右空間２６および第１左空間２７は、常時、接続状態にあり、第２シリンダ１６に対して、常時、非接続状態にある。一方のバイパス配管３５５は、右バルブ３５６および左バルブ３５７より第１シリンダ１５側で右入力配管３５３および左入力配管３５４に接続されている。他方のバイパス配管３５５は、右バルブ３５６および左バルブ３５７より第２シリンダ１６側で右入力配管３５３および左入力配管３５４に接続されている。右バルブ３５６、左バルブ３５７、およびバイパスバルブ３５８は、手動弁であってもよいし、電磁弁であってもよい。
【００４３】
通常操舵時には、右バルブ３５６および左バルブ３５７が閉じられており、バイパスバルブ３５８が開かれている。通常操舵時には、第２実施形態と同様に、制御装置４１が、レバー位置検出装置２５１およびシリンダ位置検出装置２５２の出力に基づいて電動モータ３９を制御することにより、船外機５を操舵レバー１２に追従させる。一方、非常操舵時には、右バルブ３５６および左バルブ３５７が開かれ、バイパスバルブ３５８が閉じられる。すなわち、非常操舵時には、操舵装置３０６は、オイルが第１シリンダ１５と第２シリンダ１６との間を移動できる状態に切り替えられ、手動式の操舵装置として用いられる。
【００４４】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
第４実施形態と前述の第１実施形態との主要な相違点は、操舵レバー１２に加えて、操船者によって操作されるステアリングホイール４５９が設けられていることである。
図５は、この発明の第４実施形態に係る操舵装置４０６の模式的な回路図である。この図５において、前述の図１〜図４に示された各部と同等の構成部分については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【００４５】
第４実施形態に係る操舵装置４０６は、第１実施形態に係る操舵装置６と同様の構成を備えている。すなわち、操舵装置４０６は、第１実施形態に係る操舵装置６の構成に加えて、操船者によって操作されるステアリングホイール４５９と、ステアリングホイール４５９の操作に伴ってオイルを吐出するヘルムポンプ４６０（helm pump）とを含む。さらに、操舵装置４０６は、ヘルムポンプ４６０と右配管１７とを接続する右補助配管４６１と、ヘルムポンプ４６０と左配管１８とを接続する左補助配管４６２とを含む。
【００４６】
ステアリングホイール４５９は、ヘルムポンプ４６０に連結されている。ヘルムポンプ４６０は、ステアリングホイール４５９によって駆動される。ステアリングホイール４５９が、右まわりに操作されると、ヘルムポンプ４６０は、右補助配管４６１にオイルを吐出する。右補助配管４６１に吐出されたオイルは、右配管１７を介して第２シリンダ１６に供給される。それと共に、第２シリンダ１６から排出されたオイルは、左補助配管４６２を介してヘルムポンプ４６０に供給される。これにより、船外機５がステアリング軸線Ａｓまわりに右に回動する。ステアリングホイール４５９が左まわりに操作されたときも同様に、ヘルムポンプ４６０が、左補助配管４６２にオイルを吐出し、左補助配管４６２に供給されたオイルが、左配管１８を介して第２シリンダ１６に供給される。それと共に、第２シリンダ１６から排出されたオイルは、右補助配管４６１を介してヘルムポンプ４６０に供給される。これにより、船外機５がステアリング軸線Ａｓまわりに左に回動する。このように、船外機５は、操舵レバー１２だけでなく、ステアリングホイール４５９によっても操作される。
【００４７】
［他の実施形態］
この発明の実施形態の説明は以上であるが、この発明は、前述の第１〜第４実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
たとえば、前述の第１実施形態では、第１シリンダ１５から第２シリンダ１６に伝達される油圧を増幅するポンプユニット１９が操舵装置６に設けられている場合について説明した。しかし、ポンプユニット１９が設けられておらず、第１シリンダ１５で発生した油圧によって第２シリンダ１６が駆動されてもよい。すなわち、第１実施形態に係る操舵装置６は、ポンプユニット１９が設けられていない手動式の操舵装置であってもよい。
【００４８】
また、前述の第１〜第４実施形態では、操舵レバー１２が鉛直な姿勢で船体２に保持されている場合について説明した。しかし、操舵レバー１２は、水平な姿勢で船体２に保持されていてもよい。
また、前述の第１〜第４実施形態では、第１シリンダ１５および第２シリンダ１６が、油圧シリンダである場合について説明した。しかし、第１シリンダ１５および第２シリンダ１６は、エアシリンダであってもよい。
【００４９】
また、前述の第１〜第４実施形態では、第２シリンダ１６が、両ロッド型の複動シリンダである場合について説明した。しかし、第２シリンダ１６は、片ロッド型の複動シリンダであってもよい。具体的には、第２シリンダ１６は、船体２に固定されたシリンダチューブと、船外機５のステアリングアーム３７に固定されたピストンロッドとを含む片ロッド型の複動シリンダであってもよい。
【００５０】
また、前述の第１〜第４実施形態では、操舵装置が、１機の船外機５を操舵する場合について説明した。しかし、複数機の船外機５が、共通の操舵装置によって操舵されてもよい。
また、前述の第１〜第４実施形態では、ポンプユニット１９が、油圧ポンプ３８と、電動モータ３９と、制御装置４１とを含む場合について説明した。しかし、ポンプユニット１９の構成はこれに限られない。具体的には、前述の第１〜第４実施形態では、油圧ポンプ３８が、右配管１７および左配管１８の一方に取り付けられている場合について説明した。しかし、油圧ポンプ３８は、方向制御弁を介して右配管１７および左配管１８の両方に接続されていてもよい。また、右配管１７および左配管１８にそれぞれ対応する２つの油圧ポンプ３８が設けられていてもよい。
【００５１】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
以下に、特許請求の範囲に記載された構成要素と前述の実施形態における構成要素との対応関係を示す。
操舵レバー：操舵レバー１２
第１ピストンロッド：第１ピストンロッド２９
第１シリンダ：第１シリンダ１５
第２ピストンロッド：第２ピストンロッド３５
第２シリンダチューブ：第２シリンダチューブ３１
船舶推進機：船舶推進機３
第２シリンダ：第２シリンダ１６
操舵装置：操舵装置６、２０６、３０６、４０６
船体：船体２
支点部：支点部２２
第１シリンダチューブ：第１シリンダチューブ２５
連結部：連結部２３
操舵グリップ：操舵グリップ２４
配管：右配管１７、左配管１８
ポンプユニット：ポンプユニット１９
レバー位置検出装置：レバー位置検出装置２５１
出力配管：右出力配管２４９、左出力配管２５０
シリンダ位置検出装置：シリンダ位置検出装置２５２
入力配管：右入力配管３５３、左入力配管３５４
船外機：船外機５
船舶：船舶１１
【符号の説明】
【００５２】
１ 船舶
２ 船体
３ 船舶推進機
５ 船外機
６ 操舵装置
１２ 操舵レバー
１５ 第１シリンダ
１６ 第２シリンダ
１７ 右配管
１８ 左配管
１９ ポンプユニット
２２ 支点部
２３ 連結部
２４ 操舵グリップ
２５ 第１シリンダチューブ
２９ 第１ピストンロッド
３１ 第２シリンダチューブ
３５ 第２ピストンロッド
２０６ 操舵装置
２４９ 右出力配管
２５０ 左出力配管
２５１ レバー位置検出装置
２５２ シリンダ位置検出装置
３０６ 操舵装置
３５３ 右入力配管
３５４ 左入力配管
４０６ 操舵装置
【技術分野】
【０００１】
この発明は、船舶推進機を操舵する操舵装置、この操舵装置を備えた船舶推進機、およびこの船舶推進機を備えた船舶に関する。
【背景技術】
【０００２】
船舶は、船体を推進させる船舶推進機と、この船舶推進機を操舵する操舵装置とを備えている。特許文献１に記載の操舵装置は、操船者によって操作されるティラーハンドルと、ティラーハンドルの動作を伝達する複数の歯車と、複数の歯車から伝達されたティラーハンドルの動作を伝達するチェーンおよびスプロケットとを備えている。さらに、この操舵装置は、チェーンおよびスプロケットから伝達されたティラーハンドルの動作を油圧に変換するハンドル側油圧シリンダと、ハンドル側油圧シリンダから伝達された油圧によって船外機を左右に回動させる船外機側油圧シリンダとを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１０５２１２号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
ティラーハンドルやステアリングホイールなどの操舵部材は、操船者によって操作される。操舵部材を保持する力、すなわち、操舵部材がステアリングホイールである場合には、回転方向への抵抗力が大きいと、操船者は、大きな力で操舵部材を操作しなければならない。これとは反対に、操舵部材を保持する力が小さいと、操舵部材が簡単に動いてしまうので、操船者は操舵部材を操作しづらい。したがって、操舵部材を保持する力には、最適な範囲が存在する。さらに、直観的な操舵感を操船者に与えるために、操舵部材から操船者に加わる操舵反力は、操舵部材の操作速度に応じて増加することが好ましい。すなわち、操船者が操舵部材を素早く操作したときには、操舵部材をゆっくり操作したときよりも大きな操舵反力が、操船者に瞬時に加わることが好ましい。
【０００５】
特許文献１に記載の操舵装置では、ティラーハンドルが、複数の歯車、チェーン、およびスプロケットを介して、ハンドル側油圧シリンダに連結されている。ティラーハンドルが操作されると、ハンドル側油圧シリンダで発生した抵抗力（油圧）が、複数の歯車、チェーン、およびスプロケットを介して、ティラーハンドルに伝達される。そして、ティラーハンドルに伝達された抵抗力は、操舵反力として操船者に加わる。しかしながら、歯車などの多数の部材が、ティラーハンドルとハンドル側油圧シリンダとの間に介在しているので、ハンドル側油圧シリンダで抵抗力が発生してから、この抵抗力がティラーハンドルに伝達されるまでに、時間差（タイムラグ）が生じる。そのため、特許文献１に記載の操舵装置では、直観的な操舵感が得られない。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、操舵感の良好な船舶推進機の操舵装置、船舶推進機、および船舶を提供することである。
前記目的を達成するための本発明の一実施形態は、操船者によって操作される操舵レバーと、前記操舵レバーに連結された第１ピストンロッドを含む第１シリンダと、前記第１ピストンロッドの移動に伴って相対移動される第２シリンダチューブおよび第２ピストンロッドを含み、前記第２シリンダチューブおよび第２ピストンロッドの相対移動に伴って船舶推進機を操舵する第２シリンダとを含む、船舶推進機の操舵装置を提供する。
【０００７】
この構成によれば、第１シリンダの第１ピストンロッドが、操舵レバーに連結されているので、操舵レバーが操作されると、第１ピストンロッドが移動する。第２シリンダの第２シリンダチューブおよび第２ピストンロッドは、第１ピストンロッドの移動に伴って相対移動される。船舶推進機は、第２シリンダチューブおよび第２ピストンロッドの相対移動に伴って操舵される。したがって、操船者は、操舵レバーを操作することにより、船舶推進機を操舵できる。さらに、操舵レバーの操作に伴って第１ピストンロッドが移動するので、操舵レバーに摩擦力を与える摩擦部材や、操舵レバーの操作に伴って弾性変形する弾性部材が設けられている場合とは異なり、操舵レバーの操作速度に比例する大きさの操舵反力が、第１シリンダから操舵レバーに直接伝達される。そのため、操舵装置は、直観的な操舵感を瞬時に操船者に与えることができる。これにより、操舵感を高めることができる。
【０００８】
前記操舵レバーは、該レバーが船体に対して前記第１ピストンロッドの往復方向に揺動できるように前記船体に連結される支点部を含んでいてもよい。前記支点部は、前記操舵レバーの端部であってもよいし、前記操舵レバーの中間部であってもよい。この構成によれば、操舵レバーは、船体に対して支点部を中心に揺動するように操作される。さらに、操舵レバーの支点部が、第１ピストンロッドの往復方向に揺動できるように船体に連結されているので、操舵レバーが操作されると、第１ピストンロッドが往復方向に移動する。したがって、操舵レバーが操作されると、操舵レバーの操作速度に比例する大きさの操舵反力が、第１シリンダから操舵レバーに直接伝達される。そのため、操舵装置は、直観的な操舵感を操船者に与えることができる。
【０００９】
前記第１ピストンロッドは、前記操舵レバーに対して回転可能に連結されていてもよい。
また、前記第１シリンダは、前記船体に対して回転可能に連結される第１シリンダチューブを含んでいてもよい。
また、前記操舵レバーは、前記第１ピストンロッドに連結された連結部を含んでいてもよい。前記連結部は、前記第１ピストンロッドのストロークよりも小さい揺動幅で前記船体に対して揺動可能であってもよい。
【００１０】
また、前記操舵レバーは、前記連結部に対して前記支点部とは反対側に配置された操舵グリップを含んでいてもよい。
また、前記操舵グリップから前記連結部までの距離は、前記支点部から前記連結部までの距離より大きくてもよい。
また、前記操舵レバーは、鉛直面または水平面に沿って配置されていてもよい。
【００１１】
また、前記操舵装置は、前記第１シリンダと前記第２シリンダとに接続されており、作動流体が流通する配管をさらに含んでいてもよい。この構成によれば、操舵レバーが操作され、第１ピストンロッドが移動すると、第１シリンダ内の作動流体が、配管内に排出される。そして、配管内に排出された作動流体は、第２シリンダ内に供給される。そのため、第２シリンダ内で流体圧が発生し、第２シリンダチューブおよび第２ピストンロッドが相対移動する。これにより、船舶推進機が操舵される。
【００１２】
前記操舵装置は、前記配管に取り付けられており、前記第１シリンダから前記第２シリンダに伝達される流体圧を増幅可能なポンプユニットをさらに含んでいてもよい。この構成によれば、操舵レバーが操作されたときに第１シリンダから第２シリンダに伝達される流体圧が、ポンプユニットによって増幅されるので、船舶推進機を操舵するために操船者が操舵レバーに加える操作力を減少させることができる。したがって、船舶推進機が大型で高重量であったとしても、操船者は、比較的小さな力で船舶推進機を操舵できる。
【００１３】
前記ポンプユニットは、前記第１シリンダで発生した流体圧に応じて前記第２シリンダに伝達される流体圧を調整可能であってもよい。たとえば、前記ポンプユニットは、前記第１シリンダから前記第２シリンダに伝達される流体圧を一定の割合で増幅させてもよいし、前記第１シリンダで発生した流体圧に応じて、流体圧の増幅率を増加または減少させてもよい。
【００１４】
前記操舵装置は、前記操舵レバーの位置を検出するレバー位置検出装置と、前記第２シリンダに接続されており、作動流体が流通する出力配管と、前記出力配管を介して前記第２シリンダに接続されたポンプユニットをさらに含んでいてもよい。前記ポンプユニットは、前記操舵レバーが操作されたときに前記レバー位置検出装置の出力に基づいて前記第２シリンダに作動流体を供給することにより、前記操舵レバーの移動量に対応する移動量で前記第２シリンダチューブおよび第２ピストンロッドを相対移動させてもよい。この構成によれば、ポンプユニットは、レバー位置検出装置の出力に基づいて操舵レバーの移動を検出する。そして、ポンプユニットは、レバー位置検出装置の出力に基づいて出力配管から第２シリンダに作動流体を供給することにより、操舵レバーの移動量に対応する移動量で第２シリンダチューブおよび第２ピストンロッドを相対移動させる。これにより、操舵レバーの移動量に対応する移動量で船舶推進機が操舵される。
【００１５】
前記操舵レバーが操作されたとき、前記ポンプユニットは、前記操舵レバーの移動量に対応する予め定められた移動量で前記第２シリンダチューブおよび第２ピストンロッドを相対移動させてもよい。また、前記操舵レバーが操作されたとき、前記第２シリンダチューブおよび第２ピストンロッドの実際の相対位置が、前記ポンプユニットにフィードバックされ、実際の相対位置が目標位置に近づくように、前記第２シリンダチューブおよび第２ピストンロッドが相対移動されてもよい。
【００１６】
具体的には、前記操舵装置は、前記レバー位置検出装置、出力配管、およびポンプユニットに加えて、前記第２シリンダチューブおよび第２ピストンロッドの相対位置を検出するシリンダ位置検出装置をさらに含んでいてもよい。この場合、前記ポンプユニットは、前記レバー位置検出装置およびシリンダ位置検出装置からの出力に基づいて、前記第２シリンダチューブおよび第２ピストンロッドを相対移動させることにより、前記船舶推進機の目標位置と前記船舶推進機の現在位置との差を減少させてもよい。この構成によれば、ポンプユニットは、操舵レバーの位置と、第２シリンダチューブおよび第２ピストンロッドの相対位置とに基づいて、第２シリンダチューブおよび第２ピストンロッドを相対移動させる。そして、ポンプユニットは、船舶推進機の目標位置と船舶推進機の現在位置との差を減少させる。すなわち、船舶推進機の現在位置がポンプユニットにフィードバックされ、船舶推進機が確実に目標位置に近づけられる。そのため、船舶の航走方向を精度よく制御できる。
【００１７】
また、前記操舵装置は、前記レバー位置検出装置、出力配管、およびポンプユニットに加えて、前記第１シリンダと前記ポンプユニットとに接続されており、作動流体が流通する入力配管をさらに含んでいてもよい。この構成によれば、操舵レバーが操作されると、第１シリンダ内の作動流体が、入力配管内に排出される。そして、入力配管内に排出された作動流体は、ポンプユニットおよび出力配管を介して、第２シリンダ内に供給される。そのため、第２シリンダチューブおよび第２ピストンロッドが相対移動し、船舶推進機が操舵される。したがって、操舵装置は、ポンプユニットに異常が生じたとしても、船舶推進機を操舵できる。
【００１８】
前記第１シリンダは、油圧シリンダであってもよいし、エアシリンダであってもよい。同様に、前記第２シリンダは、油圧シリンダであってもよいし、エアシリンダであってもよい。オイルや空気などの作動流体が、第１シリンダと第２シリンダとの間を移動する場合、第１シリンダおよび第２シリンダは、同種のシリンダである。たとえば第１シリンダが油圧シリンダである場合、第２シリンダも油圧シリンダである。一方、作動流体が、第１シリンダと第２シリンダとの間を移動しない場合、第１シリンダおよび第２シリンダは、同種のシリンダであってもよいし、異なる種類のシリンダであってもよい。たとえば第１シリンダが油圧シリンダである場合、第２シリンダは、油圧シリンダであってもよいし、エアシリンダであってもよい。
【００１９】
本発明の他の実施形態は、前記操舵装置と、前記操舵装置によって操舵される船外機とを含む、船舶推進機を提供する。この構成によれば、前述の効果と同様な効果を奏することができる。
本発明のさらに他の実施形態は、前記船舶推進機と、前記船外機が取り付けられた船体とを含む、船舶を提供する。この構成によれば、前述の効果と同様な効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の第１実施形態に係る船舶の模式的な斜視図である。
【図２】この発明の第１実施形態に係る操舵装置の模式的な回路図である。
【図３】この発明の第２実施形態に係る操舵装置の模式的な回路図である。
【図４】この発明の第３実施形態に係る操舵装置の模式的な回路図である。
【図５】この発明の第４実施形態に係る操舵装置の模式的な回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下では、この発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
以下の説明における「前後方向」「左右方向」および「上下方向」は、船体２を基準とする方向である。
［第１実施形態］
図１は、この発明の第１実施形態に係る船舶１の模式的な斜視図である。
【００２２】
船舶１は、日本ではシイラと呼ばれるマヒマヒ（Mahi-mahi 学名 Coryphaena hippurus）などの水面近くを泳ぐ魚を船上から銛で突いて捕獲するときに用いられる小型のボートである。船舶１は、船体２と、船体２を推進させる船舶推進機３とを備えている。船舶推進機３は、プロペラ４を回転させることによって推力を発生する船外機５と、船外機５を操舵する操舵装置６と、船外機５の推力を調整する速度調整装置７とを含む。船外機５は、ブラケット８（図２参照）によって船体２の船尾に取り付けられている。船外機５は、船体２に対して左右に回動可能である。操舵装置６は、船体２に対して船外機５を左右に回動させることにより、船外機５を操舵する。また、速度調整装置７は、プロペラ４の回転速度および回転方向を変更させることにより、船外機５の推力を調整する。
【００２３】
船体２は、操船者を収容する操船部９と、操船部９と船尾との間に配置された乗船部１０とを含む。操船部９は、操船者の臀部付近を取り囲む筒状の周壁１１を含む。操舵装置６は、操船部９に配置された操舵レバー１２を含み、速度調整装置７は、操船部９に配置された速度調整レバー１３を含む。操舵レバー１２および速度調整レバー１３は、操船者によって操作される。操舵レバー１２および速度調整レバー１３は、船体２に取り付けられている。操舵レバー１２は、鉛直面に沿って直線状に延びるバー（棒）であり、周壁１１の前部に設けられた開口１４から上方に突出している。開口１４は、左右方向に延びるスロット状である。操舵レバー１２は、船体２に対して左右に回動可能である。また、速度調整レバー１３は、周壁１１の側方に配置されている。速度調整レバー１３は、船体２に対して前後に回動可能である。
【００２４】
操舵装置６は、操舵レバー１２の回動に伴って船外機５を左右に回動させる。たとえば操船者が操舵レバー１２を右に倒すと、操舵装置６は、操舵レバー１２の位置に対応する旋回角度で船舶１が右に旋回するように船外機５を回動させる。また、速度調整装置７は、速度調整レバー１３の回動に伴ってプロペラ４の回転速度および回転方向を変更させる。たとえば操船者が速度調整レバー１３を前に倒すと、速度調整装置７は、速度調整レバー１３の位置に対応する速度で船舶１が前進するようにプロペラ４を回転させる。したがって、船舶１は、操舵レバー１２および速度調整レバー１３の操作によって操作される。
【００２５】
後述するように、操舵装置６は、所定の保持力で操舵レバー１２をその場で保持している。さらに、操舵装置６は、操舵レバー１２の操作速度に比例する大きさの操舵反力を操舵レバー１２から操船者に与える。すなわち、たとえば操船者が操舵レバー１２を素早く操作すると、ゆっくり操作したときよりも大きな操舵反力が、操舵レバー１２に加わる。船舶１が魚を追うとき、操船者は、周壁１１と操舵レバー１２とによって自身の体を支えながら、操舵レバー１２を素早く操作する場合がある。このとき操舵レバー１２が簡単に移動すると、すなわち、操舵レバー１２を保持する力が弱いと、操船者は、自身の姿勢をしっかり保てない場合がある。したがって、操舵レバー１２の操作速度に比例する大きさの操舵反力を発生させることにより、操船者の姿勢を確実に安定させることができる。
【００２６】
図２は、この発明の第１実施形態に係る操舵装置６の模式的な回路図である。
操舵装置６は、油圧式の操舵装置である。操舵装置６は、前述の操舵レバー１２と、操舵レバー１２に連結された第１シリンダ１５と、船外機５に連結された第２シリンダ１６と、第１シリンダ１５および第２シリンダ１６を連結する複数の配管１７、１８（右配管１７および左配管１８）とを含む。さらに、操舵装置６は、第１シリンダ１５と第２シリンダ１６との間で複数の配管１７、１８に取り付けられたポンプユニット１９と、ポンプユニット１９と第２シリンダ１６との間で複数の配管１７、１８に取り付けられたロックバルブ２０とを含む。第１シリンダ１５および第２シリンダ１６は、油圧シリンダである。第１シリンダ１５、第２シリンダ１６、右配管１７、および左配管１８の内部は、作動流体の一例であるオイルによって満たされている。
【００２７】
操舵レバー１２は、取付部材２１を介して船体２に連結された支点部２２と、支点部２２の上方に配置された連結部２３と、連結部２３の上方に配置された操舵グリップ２４とを含む。支点部２２は、操舵レバー１２の下端部であってもよいし、操舵レバー１２の中間部であってもよい。支点部２２は、船体２に対して揺動軸線Ａ１まわりに左右に揺動可能である。揺動軸線Ａ１は、支点部２２を通る軸線であると共に、第１シリンダ１５の第１ピストンロッド２９の往復方向に直交する軸線である。したがって、操舵レバー１２は、第１ピストンロッド２９の往復方向に揺動可能に船体２に連結されている。支点部２２は、周壁１１に設けられた開口１４より下方に配置されている。同様に、連結部２３は、開口１４より下方に配置されている。第１シリンダ１５（具体的には、第１ピストンロッド２９の先端部）は、連結部２３に連結されている。したがって、第１シリンダ１５は、開口１４より下方で操舵レバー１２に連結されている。操舵グリップ２４は、開口１４より上方に配置されている。操舵グリップ２４は、操船者によって握られる。操舵グリップ２４から連結部２３までの距離は、支点部２２から連結部２３までの距離より大きい。
【００２８】
操舵レバー１２は、操舵レバー１２が上下方向に延びる直進位置（図２において実線で示す位置）を中心に揺動軸線Ａ１まわりに左右に揺動可能である。直進位置は、プロペラ４の回転軸線Ａｐが平面視において前後方向に延びるように設定されている。すなわち、操舵レバー１２の直進位置は、プロペラ４の回転軸線Ａｐが平面視において前後方向に延びる船外機５の直進位置に対応付けられている。操舵レバー１２が直進位置より右側に傾けられると、操舵装置６は、船舶１が右に旋回するように船外機５を回動させる。また、操舵レバー１２が直進位置より左側に傾けられると、操舵装置６は、船舶１が左に旋回するように船外機５を回動させる。右最大操舵位置（図２において一点鎖線で示す位置）は、直進位置より右側で操舵レバー１２が周壁１１に接する位置であり、左最大操舵位置（図２において二点鎖線で示す位置）は、直進位置より左側で操舵レバー１２が周壁１１に接する位置である。すなわち、操舵レバー１２の揺動幅は、周壁１１によって規制される。第１シリンダ１５は、操舵レバー１２の揺動に伴って伸縮する。第１ピストンロッド２９の先端部は、操舵レバー１２の連結部２３と共に揺動軸線Ａ１まわりに揺動する。連結部２３の揺動幅Ｗは、第１ピストンロッド２９のストロークＳよりも小さい。
【００２９】
第１シリンダ１５は、片ロッド型の複動シリンダである。第１シリンダ１５は、第１シリンダチューブ２５と、第１シリンダチューブ２５内を第１右空間２６と第１左空間２７とに仕切る第１ピストン２８と、第１ピストン２８に連結された第１ピストンロッド２９とを含む。右配管１７は、第１右空間２６に接続されており、左配管１８は、第１左空間２７に接続されている。第１ピストンロッド２９の先端部は、第１シリンダチューブ２５の一端部から第１シリンダ１５の軸方向に突出している。第１ピストンロッド２９の先端部は、操舵レバー１２の連結部２３に連結されている。第１ピストンロッド２９の先端部は、連結部２３に対して、第１ピストンロッド２９の往復方向（第１シリンダ１５の軸方向）に直交する回転軸線Ａ２まわりに回転可能である。したがって、第１ピストンロッド２９は、回転軸線Ａ２まわりに回転可能に操舵レバー１２に連結されている。また、第１シリンダチューブ２５の他端部は、取付部材３０を介して船体２に連結されている。第１シリンダチューブ２５の他端部は、船体２に対して、回転軸線Ａ２と平行な回転軸線Ａ３まわりに回転可能である。したがって、第１シリンダチューブ２５は、回転軸線Ａ３まわりに回転可能に船体２に連結されている。回転軸線Ａ２は、第１ピストンロッド２９の先端部を通る軸線であり、回転軸線Ａ３は、第１シリンダチューブ２５の他端部を通る軸線である。
【００３０】
第２シリンダ１６は、両ロッド型の複動シリンダである。第２シリンダ１６は、第２シリンダチューブ３１と、第２シリンダチューブ３１内を第２右空間３２と第２左空間３３とに仕切る第２ピストン３４と、第２ピストン３４に連結された第２ピストンロッド３５とを含む。第２右空間３２は、左配管１８によって、第１シリンダ１５の第１左空間２７に接続されており、第２左空間３３は、右配管１７によって、第１シリンダ１５の第１右空間２６に接続されている。第２シリンダチューブ３１および第２ピストンロッド３５は、左右方向に延びている。第２ピストンロッド３５の一端部および他端部は、それぞれ、第２シリンダチューブ３１の一端部および他端部から軸方向外方に突出している。第２ピストンロッド３５の一端部および他端部は、それぞれ、２つの固定アーム３６に連結されている。２つの固定アーム３６は、船外機５を船体２に取り付けるブラケット８等を介して船体２に固定されている。したがって、第２ピストンロッド３５は、船体２に固定されている。また、第２シリンダチューブ３１は、船外機５のステアリングアーム３７に連結されている。第２シリンダチューブ３１は、船体２に対して左右方向に移動可能である。ステアリングアーム３７は、第２シリンダチューブ３１と共に左右方向に移動する。船外機５は、左右方向へのステアリングアーム３７の移動に伴って、船体２の後方で上下に延びるステアリング軸線Ａｓまわりに左右に回動する。
【００３１】
ポンプユニット１９は、右配管１７および左配管１８の一方に取り付けられた油圧ポンプ３８と、油圧ポンプ３８を駆動する電動モータ３９とを含む。さらに、ポンプユニット１９は、駆動回路４０を介して電動モータ３９を制御する制御装置４１と、右配管１７および左配管１８内の圧力を検出する２つの圧力センサー４２、４３（右圧力センサー４２および左圧力センサー４３）とを含む。油圧ポンプ３８は、たとえば、第１シリンダ１５側および第２シリンダ１６側の両方向にオイルを吐出可能である。制御装置４１は、電動モータ３９に油圧ポンプ３８を駆動させることにより、第１シリンダ１５から第２シリンダ１６に伝達される油圧を調整可能である。したがって、制御装置４１は、第１シリンダ１５から第２シリンダ１６に伝達される油圧を増幅可能である。制御装置４１は、２つの圧力センサー４２、４３の出力に基づいて電動モータ３９を制御する。右圧力センサー４２は、第１シリンダ１５と油圧ポンプ３８との間で右配管１７に接続されており、左圧力センサー４３は、第１シリンダ１５と油圧ポンプ３８との間で左配管１８に接続されている。制御装置４１は、たとえば右配管１７内の圧力と左配管１８内の圧力との差が減少するように、電動モータ３９を制御する。すなわち、制御装置４１は、第１シリンダ１５から操舵レバー１２に伝達される操舵反力を軽減させる。
【００３２】
ロックバルブ２０は、オイルの流通方向を制御するパイロットチェックバルブである。ロックバルブ２０は、右配管１７に取り付けられた右チェックバルブ４４と、左配管１８に取り付けられた左チェックバルブ４５とを含む。右チェックバルブ４４および左チェックバルブ４５は、第１シリンダ１５側から第２シリンダ１６側にオイルを流通させ、第２シリンダ１６側から第１シリンダ１５側へのオイルの流れをせき止める。したがって、オイルの逆流は、ロックバルブ２０によって防止される。右チェックバルブ４４は、パイロット流路４６を介して左配管１８に接続されており、左チェックバルブ４５は、パイロット流路４７を介して右配管１７に接続されている。左配管１８内の圧力がパイロット圧に達すると、右チェックバルブ４４が開き、右配管１７内の圧力がパイロット圧に達すると、左チェックバルブ４５が開く。たとえば、パイロット圧よりも高圧のオイルが、第１シリンダ１５側から右チェックバルブ４４に供給されると、右チェックバルブ４４が開いて、第１シリンダ１５側から供給されたオイルが右チェックバルブ４４を通過する。それと共に、左チェックバルブ４５が開いて、第２シリンダ１６側から供給されたオイルが左チェックバルブ４５を通過する。
【００３３】
操舵レバー１２が操作されると、第１シリンダチューブ２５の他端部および第１ピストンロッド２９の先端部がそれぞれ船体２および操舵レバー１２に対して回転しながら、第１シリンダチューブ２５および第１ピストンロッド２９が軸方向に相対移動する。すなわち、操舵レバー１２が操作されると、船体２に対する第１シリンダ１５の姿勢が変化しながら、第１シリンダ１５が伸縮する。操舵レバー１２が右に操作されると、第１ピストン２８および第１ピストンロッド２９が、第１シリンダチューブ２５に対して右に移動し、第１右空間２６で油圧が発生する。そのため、第１右空間２６内のオイルが、右配管１７に排出される。このとき、制御装置４１は、左配管１８を介して油圧ポンプ３８から第１左空間２７にオイルを送ることにより、右配管１７に排出されるオイルの圧力を増幅させる。そのため、油圧ポンプ３８によって増幅された油圧が、右配管１７を介して第１右空間２６から第２左空間３３に伝達される。これにより、第２シリンダチューブ３１が船体２に対して左に移動する。そのため、第２右空間３２で油圧が発生し、第２右空間３２内のオイルが左配管１８に排出される。そして、左配管１８に排出されたオイルは、ロックバルブ２０および油圧ポンプ３８を介して第１左空間２７に供給される。
【００３４】
このように、操舵レバー１２が右に操作されると、第２シリンダチューブ３１が船体２に対して左に移動し、第２シリンダチューブ３１および第２ピストンロッド３５が軸方向に相対移動する。これにより、船外機５がステアリング軸線Ａｓまわりに右に回動する。操舵レバー１２が左に操作されたときも同様に、第１ピストンロッド２９の移動に伴って第２シリンダチューブ３１および第２ピストンロッド３５が軸方向に相対移動し、船外機５がステアリング軸線Ａｓまわりに左に回動する。このようにして、船外機５が左右に操舵される。さらに、第１シリンダ１５から第２シリンダ１６に伝達される油圧が、ポンプユニット１９によって増幅されるので、船外機５が大型で高重量であったとしても、操船者は、比較的小さい操作力で船外機５を回動させることができる。しかも、オイルの逆流がロックバルブ２０によって防止されるので、操舵レバー１２の直進位置と船外機５の直進位置との位置関係が変化することを防止できる。
【００３５】
以上のように第１実施形態では、第１シリンダ１５の第１ピストンロッド２９が、操舵レバー１２に連結されているので、操舵レバー１２が操作されると、第１シリンダチューブ２５に対して第１ピストンロッド２９が移動し、第１右空間２６または第１左空間２７内のオイルが、右配管１７または左配管１８に排出される。右配管１７および左配管１８の内径が、第１シリンダチューブ２５の内径より小さいから、操舵レバー１２が操作されると、操舵レバー１２の操作速度に比例する大きさの操舵反力が、第１シリンダ１５から操舵レバー１２に直接加わる。これにより、操舵レバー１２の操作速度に比例する大きさの操舵反力が、操船者に直接加わる。そのため、操舵装置６は、直観的な操舵感を瞬時に操船者に与えることができる。これにより、操舵感を高めることができる。
【００３６】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
第２実施形態と前述の第１実施形態との主要な相違点は、第１シリンダ１５と第２シリンダ１６との機械的な連結が解除されており、ポンプユニット１９が、操舵レバー１２の移動を検出して、第２シリンダチューブ３１および第２ピストンロッド３５を相対移動させることである。
【００３７】
図３は、この発明の第２実施形態に係る操舵装置２０６の模式的な回路図である。この図３において、前述の図１〜図２に示された各部と同等の構成部分については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
第２実施形態に係る操舵装置２０６は、右配管１７および左配管１８を除き、第１実施形態に係る操舵装置６と同様の構成を備えている。すなわち、操舵装置２０６は、右配管１７および左配管１８に代えて、第１シリンダ１５の第１右空間２６と第１左空間２７とを接続する接続配管２４８と、第２シリンダ１６とポンプユニット１９とを接続する複数の出力配管２４９、２５０（右出力配管２４９および左出力配管２５０）とを含む。さらに、操舵装置２０６は、操舵レバー１２の位置を検出するレバー位置検出装置２５１と、第２シリンダチューブ３１および第２ピストンロッド３５の相対位置を検出するシリンダ位置検出装置２５２とをさらに含む。レバー位置検出装置２５１は、ポテンショメータであってもよいし、その他の形式の位置検出装置であってもよい。シリンダ位置検出装置２５２についても同様である。
【００３８】
制御装置４１は、レバー位置検出装置２５１およびシリンダ位置検出装置２５２の出力に基づいてポンプユニット１９を制御する。レバー位置検出装置２５１は、操舵レバー１２の位置を検出してもよいし、操舵レバー１２と共に移動する部材の位置を検出することにより、操舵レバー１２の位置を検出してもよい。たとえば、レバー位置検出装置２５１が、第１シリンダチューブ２５および第１ピストンロッド２９に取り付けられており、第１ピストンロッド２９および第１シリンダチューブ２５の相対位置に基づいて操舵レバー１２の位置が検出されてもよい。同様に、シリンダ位置検出装置２５２は、第２シリンダチューブ３１および第２ピストンロッド３５の相対位置を検出してもよいし、第２シリンダチューブ３１と共に移動する部材の位置を検出することにより、第２シリンダチューブ３１および第２ピストンロッド３５の相対位置を検出してもよい。船外機５は、第２シリンダチューブ３１および第２ピストンロッド３５の相対移動に伴って回動するから、制御装置４１は、第２シリンダチューブ３１および第２ピストンロッド３５の相対位置を検出することにより、船外機５の位置を検出できる。
【００３９】
制御装置４１は、レバー位置検出装置２５１の出力に基づいて操舵レバー１２の移動を検出する。操舵レバー１２が操作されると、制御装置４１は、レバー位置検出装置２５１の出力に基づいて電動モータ３９を制御することにより、第２シリンダ１６の第２右空間３２または第２左空間３３にオイルを供給させる。これにより、制御装置４１は、操舵レバー１２の移動量に対応する移動量で第２ピストンロッド３５および第２シリンダチューブ３１を相対移動させる。さらに、このとき、制御装置４１は、シリンダ位置検出装置２５２からの出力に基づいて、第２シリンダチューブ３１および第２ピストンロッド３５の相対移動量を検出する。そして、制御装置４１は、第２シリンダチューブ３１および第２ピストンロッド３５を相対移動させることにより、船外機５の目標位置と船外機５の現在位置との差を減少させて、船外機５の現在位置を船外機５の目標位置に一致させる。これにより、船舶１の航走方向が精度よく制御される。
【００４０】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について説明する。
第３実施形態と前述の第２実施形態との主要な相違点は、第１シリンダ１５と第２シリンダ１６とが機械的に連結されており、非常操舵時（たとえば、油圧ポンプ３８や電動モータ３９の故障時）には、操舵装置３０６が、手動式の操舵装置として用いられることである。
【００４１】
図４は、この発明の第３実施形態に係る操舵装置３０６の模式的な回路図である。この図４において、前述の図１〜図３に示された各部と同等の構成部分については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
第３実施形態に係る操舵装置３０６は、第２実施形態に係る操舵装置２０６と同様の構成を備えている。すなわち、操舵装置３０６は、第２実施形態に係る操舵装置２０６の構成に加えて、第１シリンダ１５とポンプユニット１９とを接続する複数の入力配管３５３、３５４（右入力配管３５３および左入力配管３５４）と、右入力配管３５３および左入力配管３５４を接続する２つのバイパス配管３５５とを含む。さらに、操舵装置３０６は、右入力配管３５３に取り付けられた右バルブ３５６と、左入力配管３５４に取り付けられた左バルブ３５７と、バイパス配管３５５に取り付けられたバイパスバルブ３５８とを含む。
【００４２】
右バルブ３５６および左バルブ３５７は、常時閉のバルブであり、バイパスバルブ３５８は、常時開のバルブである。したがって、第１シリンダ１５の第１右空間２６および第１左空間２７は、常時、接続状態にあり、第２シリンダ１６に対して、常時、非接続状態にある。一方のバイパス配管３５５は、右バルブ３５６および左バルブ３５７より第１シリンダ１５側で右入力配管３５３および左入力配管３５４に接続されている。他方のバイパス配管３５５は、右バルブ３５６および左バルブ３５７より第２シリンダ１６側で右入力配管３５３および左入力配管３５４に接続されている。右バルブ３５６、左バルブ３５７、およびバイパスバルブ３５８は、手動弁であってもよいし、電磁弁であってもよい。
【００４３】
通常操舵時には、右バルブ３５６および左バルブ３５７が閉じられており、バイパスバルブ３５８が開かれている。通常操舵時には、第２実施形態と同様に、制御装置４１が、レバー位置検出装置２５１およびシリンダ位置検出装置２５２の出力に基づいて電動モータ３９を制御することにより、船外機５を操舵レバー１２に追従させる。一方、非常操舵時には、右バルブ３５６および左バルブ３５７が開かれ、バイパスバルブ３５８が閉じられる。すなわち、非常操舵時には、操舵装置３０６は、オイルが第１シリンダ１５と第２シリンダ１６との間を移動できる状態に切り替えられ、手動式の操舵装置として用いられる。
【００４４】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について説明する。
第４実施形態と前述の第１実施形態との主要な相違点は、操舵レバー１２に加えて、操船者によって操作されるステアリングホイール４５９が設けられていることである。
図５は、この発明の第４実施形態に係る操舵装置４０６の模式的な回路図である。この図５において、前述の図１〜図４に示された各部と同等の構成部分については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【００４５】
第４実施形態に係る操舵装置４０６は、第１実施形態に係る操舵装置６と同様の構成を備えている。すなわち、操舵装置４０６は、第１実施形態に係る操舵装置６の構成に加えて、操船者によって操作されるステアリングホイール４５９と、ステアリングホイール４５９の操作に伴ってオイルを吐出するヘルムポンプ４６０（helm pump）とを含む。さらに、操舵装置４０６は、ヘルムポンプ４６０と右配管１７とを接続する右補助配管４６１と、ヘルムポンプ４６０と左配管１８とを接続する左補助配管４６２とを含む。
【００４６】
ステアリングホイール４５９は、ヘルムポンプ４６０に連結されている。ヘルムポンプ４６０は、ステアリングホイール４５９によって駆動される。ステアリングホイール４５９が、右まわりに操作されると、ヘルムポンプ４６０は、右補助配管４６１にオイルを吐出する。右補助配管４６１に吐出されたオイルは、右配管１７を介して第２シリンダ１６に供給される。それと共に、第２シリンダ１６から排出されたオイルは、左補助配管４６２を介してヘルムポンプ４６０に供給される。これにより、船外機５がステアリング軸線Ａｓまわりに右に回動する。ステアリングホイール４５９が左まわりに操作されたときも同様に、ヘルムポンプ４６０が、左補助配管４６２にオイルを吐出し、左補助配管４６２に供給されたオイルが、左配管１８を介して第２シリンダ１６に供給される。それと共に、第２シリンダ１６から排出されたオイルは、右補助配管４６１を介してヘルムポンプ４６０に供給される。これにより、船外機５がステアリング軸線Ａｓまわりに左に回動する。このように、船外機５は、操舵レバー１２だけでなく、ステアリングホイール４５９によっても操作される。
【００４７】
［他の実施形態］
この発明の実施形態の説明は以上であるが、この発明は、前述の第１〜第４実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
たとえば、前述の第１実施形態では、第１シリンダ１５から第２シリンダ１６に伝達される油圧を増幅するポンプユニット１９が操舵装置６に設けられている場合について説明した。しかし、ポンプユニット１９が設けられておらず、第１シリンダ１５で発生した油圧によって第２シリンダ１６が駆動されてもよい。すなわち、第１実施形態に係る操舵装置６は、ポンプユニット１９が設けられていない手動式の操舵装置であってもよい。
【００４８】
また、前述の第１〜第４実施形態では、操舵レバー１２が鉛直な姿勢で船体２に保持されている場合について説明した。しかし、操舵レバー１２は、水平な姿勢で船体２に保持されていてもよい。
また、前述の第１〜第４実施形態では、第１シリンダ１５および第２シリンダ１６が、油圧シリンダである場合について説明した。しかし、第１シリンダ１５および第２シリンダ１６は、エアシリンダであってもよい。
【００４９】
また、前述の第１〜第４実施形態では、第２シリンダ１６が、両ロッド型の複動シリンダである場合について説明した。しかし、第２シリンダ１６は、片ロッド型の複動シリンダであってもよい。具体的には、第２シリンダ１６は、船体２に固定されたシリンダチューブと、船外機５のステアリングアーム３７に固定されたピストンロッドとを含む片ロッド型の複動シリンダであってもよい。
【００５０】
また、前述の第１〜第４実施形態では、操舵装置が、１機の船外機５を操舵する場合について説明した。しかし、複数機の船外機５が、共通の操舵装置によって操舵されてもよい。
また、前述の第１〜第４実施形態では、ポンプユニット１９が、油圧ポンプ３８と、電動モータ３９と、制御装置４１とを含む場合について説明した。しかし、ポンプユニット１９の構成はこれに限られない。具体的には、前述の第１〜第４実施形態では、油圧ポンプ３８が、右配管１７および左配管１８の一方に取り付けられている場合について説明した。しかし、油圧ポンプ３８は、方向制御弁を介して右配管１７および左配管１８の両方に接続されていてもよい。また、右配管１７および左配管１８にそれぞれ対応する２つの油圧ポンプ３８が設けられていてもよい。
【００５１】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
以下に、特許請求の範囲に記載された構成要素と前述の実施形態における構成要素との対応関係を示す。
操舵レバー：操舵レバー１２
第１ピストンロッド：第１ピストンロッド２９
第１シリンダ：第１シリンダ１５
第２ピストンロッド：第２ピストンロッド３５
第２シリンダチューブ：第２シリンダチューブ３１
船舶推進機：船舶推進機３
第２シリンダ：第２シリンダ１６
操舵装置：操舵装置６、２０６、３０６、４０６
船体：船体２
支点部：支点部２２
第１シリンダチューブ：第１シリンダチューブ２５
連結部：連結部２３
操舵グリップ：操舵グリップ２４
配管：右配管１７、左配管１８
ポンプユニット：ポンプユニット１９
レバー位置検出装置：レバー位置検出装置２５１
出力配管：右出力配管２４９、左出力配管２５０
シリンダ位置検出装置：シリンダ位置検出装置２５２
入力配管：右入力配管３５３、左入力配管３５４
船外機：船外機５
船舶：船舶１１
【符号の説明】
【００５２】
１ 船舶
２ 船体
３ 船舶推進機
５ 船外機
６ 操舵装置
１２ 操舵レバー
１５ 第１シリンダ
１６ 第２シリンダ
１７ 右配管
１８ 左配管
１９ ポンプユニット
２２ 支点部
２３ 連結部
２４ 操舵グリップ
２５ 第１シリンダチューブ
２９ 第１ピストンロッド
３１ 第２シリンダチューブ
３５ 第２ピストンロッド
２０６ 操舵装置
２４９ 右出力配管
２５０ 左出力配管
２５１ レバー位置検出装置
２５２ シリンダ位置検出装置
３０６ 操舵装置
３５３ 右入力配管
３５４ 左入力配管
４０６ 操舵装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操船者によって操作される操舵レバーと、
前記操舵レバーに連結された第１ピストンロッドを含む第１シリンダと、
前記第１ピストンロッドの移動に伴って相対移動される第２シリンダチューブおよび第２ピストンロッドを含み、前記第２シリンダチューブおよび第２ピストンロッドの相対移動に伴って船舶推進機を操舵する第２シリンダとを含む、船舶推進機の操舵装置。
【請求項２】
前記操舵レバーは、該レバーが船体に対して前記第１ピストンロッドの往復方向に揺動できるように前記船体に連結される支点部を含む、請求項１に記載の船舶推進機の操舵装置。
【請求項３】
前記第１ピストンロッドは、前記操舵レバーに対して回転可能に連結されている、請求項２に記載の船舶推進機の操舵装置。
【請求項４】
前記第１シリンダは、前記船体に対して回転可能に連結される第１シリンダチューブを含む、請求項２または３に記載の船舶推進機の操舵装置。
【請求項５】
前記操舵レバーは、前記第１ピストンロッドに連結されており、前記第１ピストンロッドのストロークよりも小さい揺動幅で前記船体に対して揺動可能な連結部を含む、請求項２〜４のいずれか一項に記載の船舶推進機の操舵装置。
【請求項６】
前記操舵レバーは、前記連結部に対して前記支点部とは反対側に配置された操舵グリップを含む、請求項５に記載の船舶推進機の操舵装置。
【請求項７】
前記操舵グリップから前記連結部までの距離は、前記支点部から前記連結部までの距離より大きい、請求項６に記載の船舶推進機の操舵装置。
【請求項８】
前記操舵レバーは、鉛直面または水平面に沿って配置されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の船舶推進機の操舵装置。
【請求項９】
前記第１シリンダと前記第２シリンダとに接続されており、作動流体が流通する配管をさらに含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の船舶推進機の操舵装置。
【請求項１０】
前記配管に取り付けられており、前記第１シリンダから前記第２シリンダに伝達される流体圧を増幅可能なポンプユニットをさらに含む、請求項９に記載の船舶推進機の操舵装置。
【請求項１１】
前記ポンプユニットは、前記第１シリンダで発生した流体圧に応じて前記第２シリンダに伝達される流体圧を調整可能である、請求項１０に記載の船舶推進機の操舵装置。
【請求項１２】
前記操舵レバーの位置を検出するレバー位置検出装置と、
前記第２シリンダに接続されており、作動流体が流通する出力配管と、
前記出力配管を介して前記第２シリンダに接続されており、前記操舵レバーが操作されたときに前記レバー位置検出装置の出力に基づいて前記第２シリンダに作動流体を供給することにより、前記操舵レバーの移動量に対応する移動量で前記第２シリンダチューブおよび第２ピストンロッドを相対移動させるポンプユニットをさらに含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の船舶推進機の操舵装置。
【請求項１３】
前記第２シリンダチューブおよび第２ピストンロッドの相対位置を検出するシリンダ位置検出装置をさらに含み、
前記ポンプユニットは、前記レバー位置検出装置およびシリンダ位置検出装置からの出力に基づいて、前記第２シリンダチューブおよび第２ピストンロッドを相対移動させることにより、前記船舶推進機の目標位置と前記船舶推進機の現在位置との差を減少させる、請求項１２に記載の船舶推進機の操舵装置。
【請求項１４】
前記第１シリンダと前記ポンプユニットとに接続されており、作動流体が流通する入力配管をさらに含む、請求項１２または１３に記載の船舶推進機の操舵装置。
【請求項１５】
前記第１シリンダおよび第２シリンダは、油圧シリンダである、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の船舶推進機の操舵装置。
【請求項１６】
請求項１〜請求項１５のいずれか一項に記載の操舵装置と、
前記操舵装置によって操舵される船外機とを含む、船舶推進機。
【請求項１７】
請求項１６に記載の船舶推進機と、
前記船外機が取り付けられた船体とを含む、船舶。
【請求項１】
操船者によって操作される操舵レバーと、
前記操舵レバーに連結された第１ピストンロッドを含む第１シリンダと、
前記第１ピストンロッドの移動に伴って相対移動される第２シリンダチューブおよび第２ピストンロッドを含み、前記第２シリンダチューブおよび第２ピストンロッドの相対移動に伴って船舶推進機を操舵する第２シリンダとを含む、船舶推進機の操舵装置。
【請求項２】
前記操舵レバーは、該レバーが船体に対して前記第１ピストンロッドの往復方向に揺動できるように前記船体に連結される支点部を含む、請求項１に記載の船舶推進機の操舵装置。
【請求項３】
前記第１ピストンロッドは、前記操舵レバーに対して回転可能に連結されている、請求項２に記載の船舶推進機の操舵装置。
【請求項４】
前記第１シリンダは、前記船体に対して回転可能に連結される第１シリンダチューブを含む、請求項２または３に記載の船舶推進機の操舵装置。
【請求項５】
前記操舵レバーは、前記第１ピストンロッドに連結されており、前記第１ピストンロッドのストロークよりも小さい揺動幅で前記船体に対して揺動可能な連結部を含む、請求項２〜４のいずれか一項に記載の船舶推進機の操舵装置。
【請求項６】
前記操舵レバーは、前記連結部に対して前記支点部とは反対側に配置された操舵グリップを含む、請求項５に記載の船舶推進機の操舵装置。
【請求項７】
前記操舵グリップから前記連結部までの距離は、前記支点部から前記連結部までの距離より大きい、請求項６に記載の船舶推進機の操舵装置。
【請求項８】
前記操舵レバーは、鉛直面または水平面に沿って配置されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の船舶推進機の操舵装置。
【請求項９】
前記第１シリンダと前記第２シリンダとに接続されており、作動流体が流通する配管をさらに含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の船舶推進機の操舵装置。
【請求項１０】
前記配管に取り付けられており、前記第１シリンダから前記第２シリンダに伝達される流体圧を増幅可能なポンプユニットをさらに含む、請求項９に記載の船舶推進機の操舵装置。
【請求項１１】
前記ポンプユニットは、前記第１シリンダで発生した流体圧に応じて前記第２シリンダに伝達される流体圧を調整可能である、請求項１０に記載の船舶推進機の操舵装置。
【請求項１２】
前記操舵レバーの位置を検出するレバー位置検出装置と、
前記第２シリンダに接続されており、作動流体が流通する出力配管と、
前記出力配管を介して前記第２シリンダに接続されており、前記操舵レバーが操作されたときに前記レバー位置検出装置の出力に基づいて前記第２シリンダに作動流体を供給することにより、前記操舵レバーの移動量に対応する移動量で前記第２シリンダチューブおよび第２ピストンロッドを相対移動させるポンプユニットをさらに含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の船舶推進機の操舵装置。
【請求項１３】
前記第２シリンダチューブおよび第２ピストンロッドの相対位置を検出するシリンダ位置検出装置をさらに含み、
前記ポンプユニットは、前記レバー位置検出装置およびシリンダ位置検出装置からの出力に基づいて、前記第２シリンダチューブおよび第２ピストンロッドを相対移動させることにより、前記船舶推進機の目標位置と前記船舶推進機の現在位置との差を減少させる、請求項１２に記載の船舶推進機の操舵装置。
【請求項１４】
前記第１シリンダと前記ポンプユニットとに接続されており、作動流体が流通する入力配管をさらに含む、請求項１２または１３に記載の船舶推進機の操舵装置。
【請求項１５】
前記第１シリンダおよび第２シリンダは、油圧シリンダである、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の船舶推進機の操舵装置。
【請求項１６】
請求項１〜請求項１５のいずれか一項に記載の操舵装置と、
前記操舵装置によって操舵される船外機とを含む、船舶推進機。
【請求項１７】
請求項１６に記載の船舶推進機と、
前記船外機が取り付けられた船体とを含む、船舶。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−８２３０１（Ｐ２０１３−８２３０１Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２３０１０（Ｐ２０１１−２２３０１０）
【出願日】平成２３年１０月７日（２０１１．１０．７）
【出願人】（００００１００７６）ヤマハ発動機株式会社 (3,045)
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月７日（２０１１．１０．７）
【出願人】（００００１００７６）ヤマハ発動機株式会社 (3,045)
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