船舶用転舵装置、及び船舶
【課題】船舶や転舵モータの諸状態が変化した場合であっても、転舵モータを高効率で回動させることができる。
【解決手段】船舶本体の外部に設けた航行方向を変化させる船外機３ａと、船舶本体のステアリング装置７とを電気的に接続する。船外機３ａには転舵モータ１６ａ，１６ｂを設け、船舶本体に設けたコントロールユニット１２は、船外機３ａの転舵に用いるモータ選択部２１を有すると共に、ＲＯＭ２２に転舵モータ１６ａ，１６ｂのモータ特性データ２３１、転舵モータ１６ａ，１６ｂのモータ特性を変動させる要因に基づく補正データ２３２を記憶する。モータ選択部２１は、船舶の転舵トルク検知部２４の検知信号とＲＯＭ２２のモータ特性データ２３１、補正データ２３２とを照合し、転舵モータ１６ａ，１６ｂのうち少なくともいずれか一方のうち、駆動させるものを選択する。
【解決手段】船舶本体の外部に設けた航行方向を変化させる船外機３ａと、船舶本体のステアリング装置７とを電気的に接続する。船外機３ａには転舵モータ１６ａ，１６ｂを設け、船舶本体に設けたコントロールユニット１２は、船外機３ａの転舵に用いるモータ選択部２１を有すると共に、ＲＯＭ２２に転舵モータ１６ａ，１６ｂのモータ特性データ２３１、転舵モータ１６ａ，１６ｂのモータ特性を変動させる要因に基づく補正データ２３２を記憶する。モータ選択部２１は、船舶の転舵トルク検知部２４の検知信号とＲＯＭ２２のモータ特性データ２３１、補正データ２３２とを照合し、転舵モータ１６ａ，１６ｂのうち少なくともいずれか一方のうち、駆動させるものを選択する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転舵駆動手段と船舶推進機作動手段とを電気的に接続させた船舶用転舵装置、及び船舶に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からこの種の船舶用転舵装置においては、特許文献１に記載されたようなものがある。即ち、この特許文献１には、船舶本体の外部に、内燃機関と進行用のプロペラなどを備えた船外機が設けられ、船舶本体と船外機との接続部分には、船外機を水平方向に回動させるための転舵モータが設けられ、転舵モータと操船席に設けられた船舶推進機作動手段としてのステアリングとが信号の送受信が可能な信号ケーブル（電線）によって接続されている。ステアリングには回転角センサが設けられ、転舵モータは回転角センサの検知したステアリングの回転方向及び回転角に基づいて回転して船外機を転舵させる。
【特許文献１】特許第２９５９０４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ここで、船外機を転舵させるために必要な力は、船舶の速度等の走行状態、船外機の回転角や転舵速度等の転舵状態、船外機に設けられたプロペラの回転方向と船外機の転舵方向の関係や船舶の重量等の船舶自体の状態、船舶や船外機に加わる波や風等による外力の状態、等によって連続的に変化する。そのため、転舵モータが船外機を転舵させるために必要なトルク量は連続的に変化する。
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の発明においては転舵モータの発生するトルク量を調節できない。一方、一般にモータのモータ効率は図６の模式図に示す通りトルク量の増大に依存して低下する。そのため、船舶の走行状態や船外機の転舵状態等、諸状態の変化に伴ってトルク量が増大した場合には、転舵モータの効率が低下し、電力消費量がいたずらに増大するという問題がある。
【０００５】
また、転舵モータのトルク発生量は、モータの温度等、モータ自体の状態の変化に基づいても変化する。しかしながら、上記文献１に記載の発明においては転舵モータ自体の状態の変化がこの転舵モータの回転制御に反映されないため、転舵モータの状態によっては、やはり転舵モータの効率が低下して電力消費量がいたずらに増大するという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、船舶の走行状態や船外機の転舵状態等、船舶の諸状態や、温度等転舵モータ自体の諸状態が変化した場合であっても、転舵モータを高効率で回動させることができる船舶用転舵装置、及び当該船舶用転舵装置を搭載した船舶を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、船舶本体の外部に転舵軸部を設け該転舵軸部に回動可能に支持された船舶推進機と、前記船舶本体に設けられ操舵者に操舵される船舶推進機作動手段と、該船舶推進機作動手段への操舵に基づいて前記船舶推進機を転舵させる転舵駆動手段と、該転舵駆動手段と前記船舶推進機作動手段とを電気的に接続させる信号ケーブルとを備えた船舶用転舵装置であって、前記転舵駆動手段は、一の前記船舶推進機を転舵させる複数の転舵モータと、転舵時の転舵トルクを検知する転舵トルク検知手段と、前記転舵モータごとのモータ特性データが記憶された記憶手段と、前記複数の転舵モータの中から前記船舶推進機の転舵に用いる前記転舵モータを選択するモータ選択手段とを備え、前記モータ選択手段は、前記転舵トルク検知手段が検知した前記転舵トルクと前記モータ特性データとに基づいて、複数の前記転舵モータのうちの駆動させる前記転舵モータを選択することを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記モータ選択手段は、前記転舵トルクが所定量よりも大きい場合には複数の前記転舵モータを選択し、前記転舵トルクが前記所定量よりも小さい場合には前記複数の前記転舵モータよりも少ない数の前記転舵モータを選択することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記転舵トルク検知手段は、前記船舶推進機作動手段の操作に従った操舵状態を検知する操舵状態検知手段と、前記船舶推進機作動手段の回動速度及び回動方向を検知する回転センサと、前記船舶推進機作動手段の転舵角を検知する角度センサとのうち少なくとも何れか一つを含み、前記モータ選択手段は前記操舵状態検知手段、前記回転センサ、及び前記角度センサのうち少なくとも何れか一つの検知結果をトルク量の算出に用いることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の構成に加え、前記操舵状態検知手段は、前記船舶推進機作動手段の操舵方向、操作角度、操作速度を検知する操舵検知手段と、前記船舶推進機に加わる力を検知する負荷検知手段と、前記船舶推進機作動手段の操作に応じた目標転舵角と舵の転舵角との偏差を検知する偏差検知手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れか一つに記載の構成に加え、前記転舵トルク検知手段は、前記船舶の喫水状態、重量、トリム角、前記船舶推進機の搭載数、前記船舶推進機の搭載位置、前記船舶推進機に設けられた推進用のプロペラの回転方向及び回転数、トリムタブの傾斜状態、前記船舶の推進速度、前記船舶推進機の推進力、前記船舶の航行状態、前記船舶推進機に搭載された内燃機関の出力状態、前記プロペラの形状、前記トリムタブの形状、前記船舶の加速度のうち少なくともいずれか一つを検知する走行状態検知センサを含み、前記モータ選択手段は前記走行状態検知センサの検知結果をトルク量の算出に用いることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の何れか一つに記載の構成に加え、前記転舵モータの温度を検知する温度センサを含み、前記モータ選択手段は前記温度センサの検知結果を前記転舵モータの選択判断に用いることを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の構成に加え、前記モータ選択手段は、複数の前記転舵モータの前記温度が相違する場合、温度の低い前記転舵モータから順に選択することを特徴とする。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項６又は７に記載の構成に加え、前記モータ選択手段は、複数の前記転舵モータの前記温度が相違する場合、前記モータ特性データにおける最大トルクが大きい前記転舵モータから順に選択することを特徴とする。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の構成に加え、前記モータ選択手段は、前記転舵トルクが低トルク領域である場合には温度の低い前記転舵モータから順に選択し、前記転舵トルクが高トルク領域である場合には温度の高い前記転舵モータから順に選択することを特徴とする。
【００１６】
請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至９の何れか一つに記載の構成に加え、前記船舶には複数の前記船舶推進機が設けられると共に、それぞれの前記船舶推進機を連結する連結部材が設けられ、それぞれの前記転舵モータの回動によって生じた力は前記連結部材によって連結された全ての前記船舶推進機に伝達され、該全ての船舶推進機は同一方向に転舵されることを特徴とする。
【００１７】
請求項１１に記載の発明は、船舶であって、請求項１乃至１０の何れか一つに記載の船舶用転舵装置を搭載したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に記載の発明によれば、一の船舶推進機を転舵させる複数の転舵モータと、転舵時の転舵トルクを検知する転舵トルク検知手段と、転舵モータごとのモータ特性データが記憶された記憶手段と、複数の転舵モータの中から船舶推進機の転舵に用いる転舵モータを選択するモータ選択手段とを備えたことにより、船舶推進機を転舵させるために必要なトルク量の変化に伴って、回動させる転舵モータの数を変化させることができる。また、モータ選択手段は、転舵トルク検知手段が検知した転舵トルクとモータ特性データとに基づいて、複数の転舵モータのうちの駆動させる転舵モータを選択することにより、良好なモータ効率で回転させられるトルク量となるように、船舶推進機の転舵に使用される転舵モータの個数を決定できる。これにより、船舶や船外機における諸状態の変化、あるいは転舵モータ自体の状態の変化に基づいて、船舶推進機の転舵に用いる転舵モータの個数を変化させ、転舵モータを高効率で回動させることができる。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、モータ選択手段は、転舵トルクが所定量よりも大きい場合には複数の転舵モータを選択し、転舵トルクが所定量よりも小さい場合には複数の転舵モータよりも少ない数の転舵モータを選択することにより、転舵に必要なトルク量が小さい場合に回動させるモータ数を最低の個数とすることができる。これにより、転舵モータの回動に用いる電力消費量を抑制し、電力効率を高めて転舵モータを一層高効率で回動させることができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明によれば、転舵トルク検知手段は、船舶推進機作動手段の操作に従った操舵状態を検知する操舵状態検知手段と、船舶推進機作動手段の回動速度及び回動方向を検知する回転センサと、船舶推進機作動手段の転舵角を検知する角度センサとのうち少なくとも何れか一つを含み、モータ選択手段は操舵状態検知手段、回転センサ、及び角度センサのうち少なくとも何れか一つの検知結果をトルク量の算出に用いることにより、船舶推進機作動手段の操作に基づいて船舶推進手段の転舵状態を検知し、この検知信号を船舶推進手段の操舵に必要なトルク量の算出に用いることができる。これにより、船舶推進機の転舵状態の変動によって転舵トルクが変化しても、この転舵トルクの変化を反映させつつ転舵モータを一層高効率で回動させることができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明によれば、操舵状態検知手段は、船舶推進機作動手段の操舵方向、操作角度、操作速度や、船舶推進機に加わる力や、船舶推進機作動手段の操作に応じた目標転舵角と舵の転舵角との偏差を検知し、これら船舶推進機作動手段の操舵状態に直接又は間接に影響を及ぼす状態の検知結果を、船舶推進手段の操舵に必要なトルク量の算出に用いることができる。これにより、船舶推進機の転舵状態の変動によって転舵トルクが変化しても、この転舵トルクの変化を高精度で反映させつつ転舵モータを一層高効率で回動させることができる。
【００２２】
請求項５に記載の発明によれば、転舵トルク検知手段は、船舶の喫水状態、重量、トリム角、船舶推進機の搭載数、船舶推進機の搭載位置、船舶推進機に設けられた推進用のプロペラの回転方向及び回転数、トリムタブの傾斜状態、船舶の推進速度、船舶推進機の推進力、船舶の航行状態、船舶推進機に搭載された内燃機関の出力状態、プロペラの形状、トリムタブの形状、船舶の加速度のうち少なくともいずれか一つを検知する走行状態検知センサを含み、モータ選択手段は走行状態検知センサの検知結果をトルク量の算出に用いることにより、船舶の速度や加減速の度合いを変化させうる走行状態の検知結果をトルク量の算出に用いることができる。これにより、船舶の走行状態の変動によって転舵トルクが変化しても、この転舵トルクの変化を反映させつつ転舵モータを一層高効率で回動させることができる。
【００２３】
請求項６に記載の発明によれば、転舵モータの温度を検知する温度センサを含み、モータ選択手段は温度センサの検知結果を転舵モータの選択判断に用いることにより、モータ特性を大きく変化させるモータの温度状態をトルク量の算出に用いることができる。これにより、転舵モータの使用に伴って温度状態が変化し転舵モータのモータ特性が変化しても、このモータ特性の変化を反映させつつ転舵モータを一層高効率で回動させることができる。
【００２４】
請求項７に記載の発明によれば、モータ選択手段は、複数の転舵モータの温度が相違する場合、温度の低い転舵モータから順に選択することにより、複数の転舵モータの中から転舵に用いる転舵モータを選択する際の優先順位を、発生するトルク量の大きさに基づいてつけることができる。これにより、高効率で回動する転舵モータを、簡易な構成に基づいて選択できる。
【００２５】
請求項８に記載の発明によれば、モータ選択手段は、複数の転舵モータの温度が相違する場合、モータ特性データにおける最大トルクが大きい転舵モータから順に選択することにより、複数の転舵モータの中から転舵に用いる転舵モータを選択する際の優先順位を、発生するトルク量の大きさに基づいてつけることができる。これにより、高効率で回動する転舵モータを、簡易な構成に基づいて選択できる。
【００２６】
請求項９に記載の発明によれば、モータ選択手段は、転舵トルクが低トルク領域である場合には温度の低い転舵モータから順に選択し、転舵トルクが高トルク領域である場合には温度の高い転舵モータから順に選択することにより、複数の転舵モータの中から転舵に用いる転舵モータを選択する際の優先順位を、船舶推進機の転舵に必要なトルク量の高低とモータ温度とに基づいてつけることができる。これにより、高効率で回動する転舵モータを簡易かつ確実に選択できる。
【００２７】
請求項１０に記載の発明によれば、船舶には複数の船舶推進機が設けられると共に、それぞれの船舶推進機を連結する連結部材が設けられ、それぞれの転舵モータの回動によって生じた力は連結部材によって連結された全ての船舶推進機に伝達され、全ての船舶推進機は同一方向に転舵されることにより、それぞれの転舵モータの回動によって生じた力を全ての船舶推進機に均等に付与することができる。これにより、全ての船舶推進機の転舵方向、転舵速度、転舵角を均等にすることができ、複数の船舶推進機を設けた船舶における転舵がアンバランスになる事態を防止して、転舵モータを一層高効率で回動させることができる。
【００２８】
請求項１１に記載の発明によれば、上記効果を有する船舶用転舵装置が搭載された船舶を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
〔発明の実施の形態１〕
【００３０】
図１は、発明の実施の形態１としての船舶用転舵装置１００Ａを用いる船舶の平面概略図である。
【００３１】
船舶１Ａは各種小型船舶であって、船舶本体１と、船舶本体１の外部に設けられた船舶推進機としての船外機３ａを備えている。船外機３ａはプロペラ１４（図３参照）によって船舶１Ａに推進力を与えるとともに船舶１Ａの進行方向を変える。船外機３ａには、船舶本体１の姿勢を調整するトリムタブ１７が設けられている。
【００３２】
船外機３ａの船外機本体３は、プロペラ１４（図３）を回転駆動するエンジン１８を内部に収納し、船舶本体１の後端部（図の右橋）を形成する船尾板２に、クランプブラケット４及びこのクランプブラケット４に装着されたスイベルブラケット５を介して取り付けられている。
【００３３】
スイベルブラケット５は図１の紙面に対して垂直方向に延びるスイベル軸受６ａを備え、船外機本体３にはスイベル軸受６ａに回動自在に支承されるスイベル軸６が取り付けられている。
【００３４】
船舶本体１の運転席前方には、船舶推進機作動手段としてのステアリング装置７が設けられている。ステアリング装置７のステアリングホイール９の中心部にはステアリング軸８の先端部が接合し、ステアリング軸８の末端部はステアリング制御部１３に挿入されて回動可能に支えられている。ステアリング制御部１３の内部において、ステアリング軸８の周囲にはステアリング軸８の回動速度及び回動方向を検知する回転センサ２４１と、ステアリング軸８の転舵角を検知する角度センサ２４２と、ステアリングホイール９の操舵方向、操作角度、操作速度を検知する操舵状態検知部２４４の一部と、ステアリングホイール９に手応えを付与する反トルクモータ１１とが設けられている。ステアリング制御部１３は信号ケーブル１０ａによってコントロールユニット１２に接続され、コントロールユニット１２は信号ケーブル１０ｂによって船外機本体３に設けられた船外機側コントローラ１５に接続されている。船外機側コントローラ１５は信号ケーブル１０ｃ，１０ｄによって転舵モータ１６ａ，１６ｂに接続されており、コントロールユニット１２の指令に基づいて転舵モータ１６ａ，１６ｂを駆動させるパルス信号を出力する。
【００３５】
図２は、本実施の形態の船舶１Ａにおけるスイベル軸６周辺の拡大図である。
【００３６】
同図に示す通り、スイベル軸６には、扇形の旋回歯車３１の歯部３２が船舶本体１の前方に向けた状態で固定されている。他方、転舵モータ１６ａ，１６ｂをスイベルブラケット５の後方に配置し、転舵モータ１６ａ，１６ｂの出力軸３３ａ，３３ｂに取り付けたウォーム３４ａ，３４ｂとこのウォーム３４ａ，３４ｂと噛合するウォームホイール３５を備えている。２個の転舵モータ１６ａ，１６ｂは出力軸３３ａ，３３ｂを前方に向けて互いに平行に配置されている。ウォームホイール３５の下面には小歯車３６が一体に固定されており、この小歯車３６には二段中間歯車３７の上段歯車３８を噛合させてウォームホイール３５の回転をさらに減速して、その回転力を二段中間歯車３７の下段歯車３９を介して扇形の旋回歯車３１に伝達するようにしている。
【００３７】
図３は、本実施の形態の船舶用転舵装置１００Ａの機能ブロック図である。
【００３８】
同図に示すとおり、船舶用転舵装置１００Ａは、ステアリングホイール９を備えるステアリング装置７、コントロールユニット１２、転舵トルク検知手段としての転舵トルク検知部２４、転舵角センサ２５を備えている。また、ステアリング装置７、転舵モータ１６ａ，１６ｂ、モータ選択部２１、ＲＯＭ（Read Only Memory 補助記憶装置）２２、転舵トルク検知部２４、転舵角センサ２５は転舵駆動手段としての転舵駆動部２０を形成している。
【００３９】
転舵駆動部２０において、モータ選択部２１は、転舵モータ１６ａ，１６ｂのモータ特性と船外機３ａを転舵させるために必要なトルク量とに基づいて、転舵に用いる転舵モータ１６ａ，１６ｂを選択し、ステアリングホイール９の操舵に基づいて船外機３ａを転舵させる。
【００４０】
コントロールユニット１２は、少なくとも１つのＣＰＵ（Central Processing Unit 中央演算装置、図示せず）を備え、ＲＡＭ（Random Access Memory 主記憶装置、図示せず）を作業領域として使用しながら、実装されたプログラムに基づいて船舶用転舵装置１００Ａ全体の動作を制御する。
【００４１】
図３に示す通り、コントロールユニット１２は、モータ選択部２１、ＲＯＭ２２を備えている。
【００４２】
モータ選択部２１はＣＰＵ等のコントロールユニット１２を構成する回路とＲＯＭ２２に記憶されたプログラムの演算結果とに基づいて実現される機能手段である。ＲＯＭ２２には、転舵駆動部２０の動作制御を行うためのプログラムやデータが記憶されている。具体的には、転舵モータ１６ａ，１６ｂのモータ特性に関するデータとしてのモータ特性データ２３１、及び、転舵モータ１６ａ，１６ｂのトルク量に影響を与えうる、船舶１Ａの転舵状態や走行状態や温度に関するデータとしての補正データ２３２がそれぞれテーブルとして記憶されている。
【００４３】
図４に、モータ特性データ２３１及び補正データ２３２の模式図を示す。同図に示す通り、モータ特性データ２３１は、転舵モータ１６ａ，１６ｂのトルク量に対するモータ効率の値を数値化したテーブルである（同図の（ａ）参照）。また、補正データ２３２は、船外機３ａの転舵速度、転舵方向、転舵角等の転舵状態に基づくモータ効率の補正値をテーブル化した第１補正テーブル２３２ａ（同図の（ｂ），（ｃ）参照）、船舶１Ａの荷重、トリム角、航行速度等の走行状態に基づくモータ効率の補正値をテーブル化した第２補正テーブル２３２ｂ（同図の（ｄ）参照）、転舵モータ１６ａ，１６ｂの温度に基づくモータ効率の補正値をテーブル化した第３補正テーブル２３２ｃ（同図の（ｅ）参照）から成る。
【００４４】
図３に戻り、モータ選択部２１は、転舵トルク検知部２４の検知結果等に基いて船外機３ａの転舵に必要なトルク量の算出を行い、算出したトルク量やＲＯＭ２２に記憶されたモータ特性データ２３１等に基づいて、船外機３ａを転舵させるために用いる転舵モータ１６ａ，１６ｂを選択する。
【００４５】
転舵トルク検知部２４は、船舶本体１及び船外機本体３に設けられた各種センサ及び各種検知手段であり、船外機３ａを転舵させる際に必要な転舵トルクを検知する。ここで転舵トルク検知部２４が検知するものは、モータ選択部２１における転舵トルクの算出に必要な情報であって、転舵トルク自体であってもよいし、及び転舵トルクに影響を及ぼす情報であってもよい。なお、転舵トルク検知部２４における検知機能のうち少なくとも一部は、コントロールユニット１２のＲＯＭ２２に記憶されたプログラムをＣＰＵにおいて演算することや、コントロールユニットに設けられたハードウェアロジック（図示せず）等を用いることで機能を実現するものであってもよい。
【００４６】
具体的には、転舵トルク検知部２４は、回転センサ２４１、角度センサ２４２、船舶１Ａの航行に影響を及ぼす状態を検知する走行状態検知センサ２４３、操舵状態検知部２４４を備えている。走行状態検知センサ２４３は、船舶１Ａの喫水状態を検知する喫水センサ２４３ａ、船舶１Ａの重量を検知する重量センサ２４３ｂ、船外機３ａのトリム角を検知するトリム角センサ２４３ｃ、船外機３ａの搭載数及び／又は船尾板２に対する船外機３ａの設置位置を検知する位置センサ２４３ｄ、船外機３ａに設けられたプロペラ１４の回転方向及び回転数を検知するプロペラ回転センサ２４３ｅ、船外機３ａに設けられたトリムタブ１７の傾斜状態を検知するトリムタブ角度センサ２４３ｆ、船舶１Ａの航行速度を検知する速度センサ２４３ｇ、船外機３ａに搭載されたエンジン１８の推進力を検知するエンジントルクセンサ２４３ｈ、船舶１Ａの航行状態を検知する航行状態センサ２４３ｉ、船外機３ａに搭載されたエンジン１８の出力状態を検知する出力センサ２４３ｊ、転舵モータ１６ａ，１６ｂの温度を検知する温度センサ２４３ｋ１，２４３ｋ２、プロペラ１４の形状を検知するプロペラ検知部２４３ｌ、トリムタブの形状を検知するトリムタブ検知部２４３ｍ、船舶１Ａの加速度を検知する加速度センサ２４３ｎから成る。なお、走行状態検知センサ２４３は上述の各センサ並びに各検知部２４３ａ〜２４３ｎのうちの一部のみ、あるいは、各センサ並びに各検知部２４３ａ〜２４３ｎ以外のセンサ並びに検知部を備えていてもよい。
【００４７】
操舵状態検知部２４４はステアリング装置７の操作に従った操舵状態を検知する。操舵状態検知部２４４は、更に、ステアリングホイール９の操舵方向、操作角度、操作速度を検知する操舵検知部（操舵検知手段）２４４１と、水圧など船外機３ａ（舵）に加わる力を検知する負荷検知部（負荷検知手段）２４４２と、ステアリングホイール９の操作に応じた目標転舵角と舵の転舵角との偏差を検知する偏差検知部（偏差検知手段）２４４３とを備えている。操舵検知部２４４１と偏差検知部２４４３とは、ステアリング軸８の周囲に設けられてステアリング装置７を構成する。
【００４８】
転舵角センサ２５は、船外機本体３に設けられた角度センサであり、船外機３ａの現実の転舵角を検知する。
【００４９】
次に、発明の実施の形態１における船舶用転舵装置１００Ａの転舵動作について説明する。
【００５０】
図５は、発明の実施の形態１における船舶用転舵装置１００Ａにおける転舵の具体的手順を示すフローチャートである。以下、同図に基づいて転舵の具体的手順を説明する。
【００５１】
まず、コントロールユニット１２は、転舵に要するトルク量の算出と転舵に用いる転舵モータ１６ａ，１６ｂの選択とを行う。
【００５２】
具体的には、まず、操舵者によってステアリングホイール９が操舵されると、ステアリング装置７に設けられた角度センサ２４２又は操舵状態検知部２４４（操舵検知部２４４１、負荷検知部２４４２、偏差検知部２４４３を含む）がステアリング軸８の操作角を検知する（ステップＳ１）、角度センサ２４２又は操舵状態検知部２４４の検知信号はコントロールユニット１２に供給される。
【００５３】
次に、モータ選択部２１は、ステップＳ１において算出されたステアリング軸８の操作角に基づいて、船外機３ａの転舵角を算出する（ステップＳ２）。
【００５４】
次に、船外機３ａに設けられた転舵角センサ２５が船外機３ａの現在の転舵状態を検知する（ステップＳ３）。転舵角センサ２５の検知信号はコントロールユニット１２に供給され、モータ選択部２１はこの検知信号に基づいて船外機３ａの転舵角を算出する。算出した転舵角は後述するトルク量の算出の際に数値精度を高めるための補正値として用いられる。
【００５５】
次に、船舶本体１に設けられた走行状態検知センサ２４が船舶１Ａの航行状態を検知する（ステップＳ４）。走行状態検知センサ２４の検知信号はコントロールユニット１２に供給され、モータ選択部２１はこの検知信号に基づいて船舶１Ａの航行状態を算出する。
【００５６】
次に、転舵モータ１６ａ，１６ｂに設けられた温度センサ２４３ｋ１、２４３ｋ２が転舵モータ１６ａ，１６ｂの温度を検知する（ステップＳ５）。温度センサ２４３ｋ１、２４３ｋ２の検知信号はコントロールユニット１２に供給され、コントロールユニット１２はこの検知信号に基づいて転舵モータ１６ａ，１６ｂの温度を算出する。
【００５７】
モータ選択部２１は、上記ステップＳ２〜ステップＳ５において算出された値に基づいて、船外機３ａの転舵に用いる転舵モータ１６ａ，１６ｂを選択する。即ち、転舵に用いる転舵モータ１６ａ，１６ｂの数、及び、転舵モータ１６ａ，１６ｂのいずれを転舵に用いるか、を選択する（ステップＳ６）。
【００５８】
具体的には、以下（原理１）乃至（原理４）に基づく選択が行われる。
【００５９】
（原理１：モータ特性による転舵モータ１６ａ，１６ｂの選択）
モータ選択部２１は、ステップＳ２において算出されたトルク量と、モータ特性データ２３１として記憶された転舵モータ１６ａ、及び転舵モータ１６ｂのモータ効率とに基づいて、転舵に用いる転舵モータ１６ａ，１６ｂの数、及び、転舵モータ１６ａ，１６ｂのいずれを転舵に用いるか、を選択するための基本となる値（以下単に「基本値」と称する。）を形成する。
【００６０】
図６は、モータ選択部２１における転舵モータ１６ａ，１６ｂを選択するための基本値作成の原理を示す模式図である。
【００６１】
同図においては横軸が転舵モータ１６ａ（又は転舵モータ１６ｂ）１台あたりのトルク量、縦軸が転舵モータ１６ａ（又は転舵モータ１６ｂ）の１台あたりのモータ効率を示す。
【００６２】
同図に示す通り、転舵モータ１６ａ，１６ｂはトルクの大きさに基づいてモータ効率が変化する。
【００６３】
仮に、特定時に転舵トルク検知部２４が検知したトルク量が小さく、モータ効率の高い領域であった場合（例えばトルク量が図６に示すＴ１であった場合）は、１台の転舵モータ１６ａ（又は転舵モータ１６ｂ）のみを駆動させることで、転舵モータ１６ａ，１６ｂを高いモータ効率で駆動させることができる。
【００６４】
しかし、特定時に転舵トルク検知部２４が検知したトルク量が大きい場合（例えばトルク量が図６に示すＴ２１であった場合）は、１台の転舵モータ１６ａ（又は転舵モータ１６ｂ）のみを駆動させた場合、モータ効率が低くなってしまい、転舵モータ１６ａ（又は転舵モータ１６ｂ）の効率が低下して電力消費量がいたずらに増大することになってしまう。
【００６５】
一方、トルク量が大きい場合に２台の転舵モータ１６ａ，１６ｂを同時に駆動させると、１台あたりのトルク量は半分（例えば図６におけるＴ２２）になり、モータ効率は高くなる。これにより、転舵モータ１６ａ，１６ｂの効率が上がり、電力消費量を小さくすることができる。
【００６６】
また、特定時に転舵トルク検知部２４が検知したトルク量が極めて小さい場合に２台の転舵モータ１６ａ，１６ｂを同時に駆動させると、それぞれの転舵モータ１６ａ，１６ｂのトルク量が半分（例えばトルク量が図６に示すＴ３１）になり、モータ効率は低くなる。この場合、１台の転舵モータ１６ａ（又は転舵モータ１６ｂ）のみを駆動させれば、トルク量は倍になり（例えば図６におけるＴ３２）、モータ効率は高くなる。これにより、転舵モータ１６ａ（又は転舵モータ１６ｂ）の効率が上がり、電力消費量を小さくすることができる。
【００６７】
モータ選択部２１は、以上の原理に基づいて、基本値を形成する。具体的には、モータ選択部２１においては、回転センサ２４１が検知した検知信号とＲＯＭ２２に記憶されたモータ特性データ２３１とを照合しながら、以下（1-1）乃至（1-2）のうち少なくとも何れか一つの指針で転舵モータ１６ａ，１６ｂを駆動させる基本値が形成される。
（1-1）転舵トルク検知部２４が検知したトルク量が大きい場合、２台の転舵モータ１６ａ，１６ｂを駆動させる。
（1-2）転舵トルク検知部２４が検知したトルク量が小さい場合、１台の転舵モータ１６ａ（又は転舵モータ１６ｂ）を駆動させる。
【００６８】
上記（1-1）及び（1-2）の指針に基づいて、転舵トルクが所定の値（例えば、図６に示す、モータ効率が最高値（５０％）の半分の値（２５％）ととなるトルク量Ｔα）以上である場合には複数の転舵モータ１６ａ，１６ｂを選択し、転舵トルクがこの所定の値未満の場合には転舵モータ１６ａ，１６ｂのうちの一つを選択することにより、転舵に必要なトルク量が小さい場合に回動させるモータ数を最低の個数とすることができる。
【００６９】
（原理２：船舶１Ａの転舵状態に基づくモータ特性の補正）
次に、モータ選択部２１は、ステップＳ３において算出されたステアリング軸８の回動速度、回動方向、転舵角に基づいて、ステップＳ２において形成された基本値を補正するための値（以下「第１補正値」と称する。）を形成する。
【００７０】
図７は、モータ選択部２１における第１補正値形成の原理を示す模式図である。同図においては、横軸方向が船外機３ａの転舵角、縦軸方向が船外機３ａの転舵荷重を示している。同図に示す通り、船外機３ａを転舵させるときの転舵速度にほぼ比例して転舵トルクは大きくなる。また、船外機３ａの転舵角を大きくしてゆくときのトルク量よりも、転舵角を小さくしてゆくときのトルク量の方が、転舵トルクは大きくなる。また、転舵速度の大きさにほぼ比例して、転舵トルクは大きくなる。
【００７１】
また、図示しないが、プロペラ１４の回転で生ずるカウンタートルクの影響により、プロペラ１４の回転方向と転舵方向とが一致すると船外機３ａの転舵に要するトルク量が小さくなり、回転方向と転舵方向とが相反すると船外機３ａの転舵に要するトルク量が大きくなる。
【００７２】
発明の実施の形態１においては、モータ選択部２１は、ＲＯＭ２２に記憶された第１補正データ２３２ａに基づいて第１補正値を求める。具体的には、モータ選択部２１は、回転センサ２４１、角度センサ２４２の検知信号を第１補正データ２３２ａと照合させて第１補正値を形成する。
【００７３】
第１補正値は、具体的には、以下（2-1）乃至（2-3）のうち少なくとも何れか一つの指針で転舵モータ１６ａ，１６ｂを駆動させる方向に基本値を補正する。
（2-1）転舵角が大きい程、駆動する転舵モータ１６ａ，１６ｂの数を増やす。
（2-2）転舵速度が大きい程、駆動する転舵モータ１６ａ，１６ｂの数を増やす。
（2-3）プロペラ１４の回転方向と転舵方向に基づいて、駆動する転舵モータ１６ａ，１６ｂの数を増減させる。
【００７４】
上記（2-1）乃至（2-3）の指針に基づいて、モータ選択部２１は回転センサ、及び角度センサのうち少なくとも一方の検知結果をトルク量の算出に用いることにより、ステアリング装置７の操作に基づいて船外機３ａの転舵状態を検知し、この検知信号を船外機３ａの操舵に必要なトルク量の算出に用い、船外機３ａの転舵状態を反映したトルク量の算出を行うことができる。
【００７５】
（原理３：船舶１Ａの走行状態に基づくモータ特性の補正）
モータ選択部２１は、ステップＳ４において算出された船舶１Ａの航行状態に基づいて、ステップＳ２において形成された基本値を補正するための値（以下「第２補正値」と称する。）を形成する。
【００７６】
図８Ａ乃至図８Ｃは、モータ選択部２１における第２補正値形成の原理を示す模式図である。同図においては、横軸方向が船外機３ａの転舵角、縦軸方向が船外機３ａの転舵荷重を示している。これらの図に示す通り、船外機３ａの転舵角の大きさにほぼ比例して船外機３ａを転舵させる転舵トルクが大きくなるが、同じ転舵角であっても、船舶１Ａの走行状態に基づいて必要な転舵トルクの大きさが変化する。
【００７７】
例えば、図８Ａに示す通り、船舶１Ａの加減速度が大きいほど転舵荷重は大きくなり、船外機３ａの転舵に要するトルク量は大きくなる。特に、急加速、急減速の瞬間には船外機３ａの転舵に要するトルク量は瞬時かつ急激に増大する。
【００７８】
同様に、船舶１Ａの速度が大きいほど船外機３ａの転舵荷重は大きくなり、船外機３ａのエンジン回転数が高く推力が大きいほど船外機３ａの転舵荷重が大きくなり、それぞれ転舵に要するトルク量は大きくなる。また、船外機３ａに設けられたプロペラ１４の翼の大きさが大きいほど船外機３ａの転舵荷重は大きくなり、転舵に要するトルク量が大きくなる。
【００７９】
また、例えば図８Ｂに示す通り、搭乗員数、積載貨物、搭載燃料の増大に伴う荷重が大きいほど転舵荷重が大きくなり、また、搭載される船外機３ａの重量が大きいほど転舵荷重が大きくなり、それぞれ船外機３ａの転舵に要するトルク量は大きくなる。同様に、トリム角度が小さい（ＩＮ側）ほど転舵荷重が大きくなり、船外機３ａの転舵に要するトルク量が大きくなる。また、本実施の形態では直接関係しないが、船舶１Ａに搭載される船外機３ａの基数が増える（実施の形態２参照）と、船外機３ａの転舵に要するトルク量が大きくなる。
【００８０】
また、本実施の形態では直接関係しないが、船舶１Ａに複数の船外機が搭載されている場合（実施の形態２参照）、船舶１Ａが旋回する際に旋回内側の船外機は船舶１Ａのロールによって水没量が増すため、図８Ｃに示す通り、旋回外側の船外機よりも転舵荷重が大きくなり、転舵に要するトルク量が大きくなる。
【００８１】
本実施の形態においては、モータ選択部２１は、ＲＯＭ２２に記憶された第２補正データ２３２ｂに基づいて第２補正値を求める。具体的には、モータ選択部２１は、走行状態検知センサ２４３の検知信号をＲＯＭ２２の第２補正データ２３２ｂと照合させて第２補正値を求める。
【００８２】
第２補正値は、具体的には、以下（3-1）乃至（3-4）のうち少なくとも何れか一つの方針で転舵モータ１６ａ，１６ｂを駆動させる方向に基本値を補正する。
（3-1）船舶１Ａの船速が大きく、必要な転舵トルクが大きい場合ほど、駆動させる転舵モータ１６ａ，１６ｂの個数を増やす。
（3-2）トリム角が小さく、必要な転舵トルクが大きい場合ほど、駆動させる転舵モータ１６ａ，１６ｂの個数を増やす。
（3-3）極低速状態では、駆動させる転舵モータ１６ａ，１６ｂの個数を減少させる。
（3-4）急加速時、急減速時には、駆動させる転舵モータ１６ａ，１６ｂの個数を増加させる。
【００８３】
上記（3-1）乃至（3-4）の指針に基づいて、走行状態検知センサ２４３の検知結果をトルク量の算出に用いることにより、船舶１Ａの速度や加減速の度合いを変化させうる走行状態の検知結果をトルク量の算出に用い、走行状態の変化を反映したトルク量の算出を行うことができる。
【００８４】
（原理４：温度に基づくモータ特性の補正）
次に、モータ選択部２１は、ステップＳ５において算出された転舵モータ１６ａ，１６ｂの温度に基づいて、ステップＳ２において形成された基本値を補正するための値（以下単に「第３補正値」と称する。）を形成する。
【００８５】
図９は、モータ選択部２１における第３補正値形成の原理を示す模式図である。同図においては、横軸方向が転舵モータ１６ａ，１６ｂのトルク量、縦軸方向が転舵モータ１６ａ，１６ｂのモータ効率を示している。同図に示す通り、転舵モータ１６ａ，１６ｂは温度が変化するとモータ特性が変化する。具体的には、転舵モータ１６ａ，１６ｂの温度の上昇に伴って出力される最大トルク量が小さくなり、また、モータ効率が最良となるトルク量の値が小さくなる。
【００８６】
本実施の形態においては、モータ選択部２１は、ＲＯＭ２２に記憶された第３補正データ２３２ｃに基づいて第３補正値を求める。具体的には、モータ選択部２１は、温度センサ２４３ｋ１，２４３ｋ２の検知信号をＲＯＭ２２の第３補正データ２３２ｃと照合させて第３補正値を形成する。
【００８７】
第３補正値は、具体的には、以下（4-1）乃至（4-4）のうち少なくとも何れか一つの指針で転舵モータ１６ａ，１６ｂを駆動させる方向に基本値を補正する。
（4-1）温度センサ２４３ｋ１，２４３ｋ２の検知した温度に基づいて、転舵モータ１６ａ，１６ｂのうち温度の低いものを優先して転舵に使用する。
（4-2）温度センサ２４３ｋ１，２４３ｋ２の検知した温度とモータ特性データ２３１のデータとを対照し、最大トルクが大きいものを優先して転舵に使用する。
（4-3）基本値のトルク量が大きい（即ち高トルク領域である）場合には転舵モータ１６ａ，１６ｂのうち温度の低いものを優先して転舵に使用し、基本値のトルク量が小さい（即ち低トルク領域である）場合には転舵モータ１６ａ，１６ｂのうち温度の高いものを優先して転舵に使用する。
（4-4）基本値のトルク量を出力させる際、発熱量が最小となる転舵モータ１６ａ，１６ｂの個数を選択する。転舵モータ１６ａ，１６ｂの発熱量は、例えば発熱の基本式（Ｑ＝Ｉ２Ｒ，ただしＱ＝発熱量（Cal），Ｉ＝電流（Ａ），Ｒ＝抵抗（Ω））に基づき、転舵モータ１６ａ，１６ｂに供給される電流量を用いて算出する。
【００８８】
上記（4-1）乃至（4-4）の指針に基づいて、温度センサ２４３ｋ１，２４３ｋ２の検知結果をトルク量の算出に用いることにより、モータ特性を大きく変化させる転舵モータ１６ａ，１６ｂの温度をトルク量の算出に用い、転舵モータ１６ａ，１６ｂの温度を反映させたトルク量の算出を行うことができる。
【００８９】
上記（4-1）の指針に基づいて、温度の低いものから順に転舵モータ１６ａ，１６ｂを選択することにより、複数の転舵モータ１６ａ，１６ｂの中から転舵に用いる転舵モータ１６ａ，１６ｂを選択する際の優先順位を、発生するトルク量の大きさに基づいてつけることができる。
【００９０】
上記（4-2）の指針に基づいて、モータ特性データ２３１における最大トルクが大きい順に転舵モータ１６ａ，１６ｂを選択することにより、複数の転舵モータ１６ａ，１６ｂの中から転舵に用いる転舵モータ１６ａ，１６ｂを選択する際の優先順位を、発生するトルク量の大きさに基づいてつけることができる。
【００９１】
上記（4-3）の指針に基づいて、転舵に用いる転舵モータ１６ａ，１６ｂは、転舵トルクが低トルク領域である場合には転舵モータ１６ａ，１６ｂのうち温度の低いものを選択し、転舵トルクが高トルク領域である場合には転舵モータ１６ａ，１６ｂのうち温度の高いものを選択することにより、複数の転舵モータ１６ａ，１６ｂの中から転舵に用いる転舵モータ１６ａ，１６ｂを選択する際の優先順位を、船外機３ａの転舵に必要なトルク量の高低とモータの温度とに基づいてつけることができる。
【００９２】
モータ選択部２１は、以上示した通り、（原理１）に基づいて形成された基本値を（原理２）乃至（原理４）の第１乃至第３補正値に基づいて補正して、船外機３ａの転舵に用いる転舵モータ１６ａ，１６ｂを選択する。補正は、基本値に第１乃至第３補正値を加算又は乗算することで行われる。更に、モータ選択部２１はステップＳ３にて算出された転舵角の値も補正値に用いて転舵モータ１６ａ，１６ｂを選択する。
【００９３】
そして、モータ選択部２１はステップＳ６にて選択された転舵モータ１６ａ，１６ｂを駆動させて船外機３ａを転舵させる（ステップＳ７）。
【００９４】
モータ選択部２１からの指令信号に基づいて船外機側コントローラ１５からパルス信号が出力されると駆動モータ１６ａ，１６ｂの出力軸３３ａ，３３ｂが回転する。出力軸３３ａ，３３ｂの回転によってウォームホイール３５が回転し、ウォームホイール３５の回転は小歯車３６を介して二段中間歯車３７の上段歯車３８に伝達され、下段歯車３９と噛合している旋回歯車３１を回転させる。旋回歯車３１の回転によってスイベル軸６が回転し、スイベル軸６が回転するとスイベル軸６を中心として船外機本体３が水平面内を回転する。
【００９５】
以上、発明の実施の形態１においては、船舶用転舵装置１００Ａの転舵駆動部２０は、スイベル軸６に複数設けられステアリング装置７の転舵命令に基づいて回転し船外機３ａを転舵させる転舵モータ１６ａ，１６ｂと、転舵時の転舵トルクを検知する転舵トルク検知部２４と、転舵モータ１６ａ，１６ｂごとのモータ特性データ２３１が記憶されたＲＯＭ２２と、複数の転舵モータ１６ａ，１６ｂの中から船外機３ａの転舵に用いる転舵モータ１６ａ，１６ｂを選択するモータ選択部２１とを備えたことにより、船外機３ａを転舵させるために必要なトルク量の変化に伴って、回動させる転舵モータ１６ａ，１６ｂの数を変化させることができる。
【００９６】
また、発明の実施の形態１においては、モータ選択部２１は、転舵トルク検知部２４が検知した転舵トルクとモータ特性データ２３１とに基づいて、２つの転舵モータ１６ａ，１６ｂのうちの駆動させる一又は複数の転舵モータ１６ａ，１６ｂを選択することにより、良好なモータ効率で回転させられるトルク量となるように、船外機３ａの転舵に使用される転舵モータ１６ａ，１６ｂの個数を決定できる。これにより、船舶１Ａや船外機３ａにおける諸状態の変化、あるいは転舵モータ１６ａ，１６ｂ自体の状態の変化に基づいて、船外機３ａの転舵に用いる転舵モータ１６ａ，１６ｂの個数を変化させることができる。
【００９７】
〔発明の実施の形態２〕
図１０は、発明の実施の形態２における船舶用転舵装置１００Ｂを用いる船舶の平面概略図である。
【００９８】
本実施の形態の船舶１Ｂは、２基の船外機３ｂ，３ｃを備えている他は、実施の形態１における船舶１Ａと同じである。同図に示す通り、船外機３ｂには２機の転舵モータ１６ｃ，１６ｄが、船外機３ｃにも２機の転舵モータ１６ｅ，１６ｆが、それぞれ設けられている。
【００９９】
図１１は、本実施の形態の船舶１Ｂにおける船外機３ｃ側のスイベル軸６周辺の拡大図である。
【０１００】
同図に示す通り、本実施の形態のウォームホイール３５には連結部材としてのシャフト４０の一端部が回動可能に軸支されている。シャフト４０の他端部は他方の船外機３ｂのウォームホイール（図示せず）に同様に軸支されている。
【０１０１】
それ以外の構成は実施の形態１と同じである。
【０１０２】
実施の形態２においては、船舶１Ｂに設けられた複数の船外機３ｂ，３ｃがシャフト４０によって連結されているため、一方の船外機３ｃ側の転舵モータ１６ｃ，１６ｄ、及び、他方の船外機３ｂ側の転舵モータ１６ｅ，１６ｆの回動によって生じた力は、シャフト４０によって双方の船外機３ｂ，３ｃに伝達される。これにより、各転舵モータ１６ｃ，１６ｄ、１６ｅ，１６ｆの回動によって生じた力は、双方の船外機３ｂ，３ｃに伝達され、双方の船外機３ｂ，３ｃは同一方向に転舵される。
【０１０３】
転舵モータ１６ｅ，１６ｆ，１６ｇ，１６ｈの回動によって生じた力は双方の船外機３ｂ，３ｃに均等に付与される。これにより、双方の船外機３ｂ，３ｃの転舵方向、転舵速度、転舵角を均等にすることができ、複数の船外機３ｂ，３ｃを設けた船舶１Ｂにおける転舵がアンバランスになる事態を防止できる。即ち、例えば一方の船外機３ｃのプロペラ１４の回転方向を右回り、他方の船外機３ｂのプロペラ１４の回転方向を左回りとした場合、双方のプロペラ１４，１４のカウンタートルク（上記（原理２）参照）は反対の関係になる。このため、例えば船外機３ｂ，３ｃを右方向に転舵した場合、一方の船外機３ｃのカウンタートルクが小さくなる反面、他方の船外機３ｂのカウンタートルクが大きくなるような力のアンバランスが常に生ずることになる。しかし、本実施の形態においては、各転舵モータ１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆの回動によって生じた力はシャフト４０によって双方の船外機３ｂ，３ｃに均等に伝達される。これにより、各転舵モータ１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆの制御が簡単になり、また、転舵がアンバランスになる事態を防止できる。
【０１０４】
更に、本実施の形態において実施の形態１の（1-1），（1-2）を適用する際、４つの転舵モータ１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆの中から１個乃至４個を選択して駆動させることになる。例えば、図１２の模式図に示す通り、船外機３ｂ，３ｃを転舵させるために必要なトルク量をＴ１０とした場合、１個の転舵モータ１６ｃを駆動させた場合には転舵トルクがＴ１０となる。同様に、２個の転舵モータ１６ｃ，１６ｄを駆動させたときの個々のモータの転舵トルクはＴ１０／２、３個の転舵モータ１６ｃ，１６ｄ，１６ｅを駆動させたときの個々のモータの転舵トルクはＴ１０／３、４個の転舵モータ１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆを駆動させたときの個々のモータの転舵トルクはＴ１０／４となる。本実施の形態では、これらの中から最もモータ効率のよい駆動のさせ方（図１２においてはＴ１０／３のとき。即ち３個の転舵モータ１６ｃ，１６ｄ，１６ｅを駆動させたとき。）を選択することによって、より高いモータ効率で転舵モータ１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆを駆動させることができる。
【０１０５】
上記各実施の形態においては、モータ選択部２１はテーブルとして形成されたモータ特性データ２３１を用いて転舵に用いる転舵モータ１６ａ〜１６ｆを選択したが、これに限定されず、モータ効率を求める演算によって転舵に用いる転舵モータ１６ａ〜１６ｆの選択を行うことができる。例えば、以下の式によってモータ効率を求め、モータ効率が最も高くなるような転舵モータ、及び、転舵モータの組み合わせを選択することもできる。
【０１０６】
モータ出力（Ｗ）＝トルク（ｍＮ−ｍ）×回転数（ｒ／ｍｉｎ）×定数
【０１０７】
モータ効率（％）＝｛モータ出力（Ｗ）／（入力電圧（Ｖ）×消費電流（Ａ））｝×定数
【０１０８】
上記各実施の形態においては、１基又は２基の船外機を搭載した船舶１Ａ，１Ｂに船舶用転舵装置１００Ａ，１００Ｂを用いたが、これに限定されず、３基以上の船外機を搭載した船舶にも本発明の船舶用転舵装置を適用できる。
【０１０９】
上記各実施の形態は本発明の一例を示すものであり、本発明が上記各実施の形態のみに限定されることを示すものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】実施の形態１における船舶用転舵装置を用いる船舶の平面概略図である。
【図２】同上船舶用転舵装置を用いる船舶におけるスイベル軸周辺の拡大図である。
【図３】同上船舶用転舵装置の機能ブロック図である。
【図４】同上船舶用転舵装置におけるモータ特性データ及び船体情報データの模式図である。
【図５】同上船舶用転舵装置における転舵の具体的手順を示すフローチャートである。
【図６】同上船舶用転舵装置のモータ選択部における、転舵モータを選択するための基本値作成の原理を示す模式図である。
【図７】同上船舶用転舵装置のモータ選択部における、第１補正値形成の原理を示す模式図である。
【図８Ａ】同上船舶用転舵装置のモータ選択部における、第２補正値形成の原理を示す模式図である。
【図８Ｂ】同上船舶用転舵装置のモータ選択部における、第２補正値形成の原理を示す模式図である。
【図８Ｃ】同上船舶用転舵装置のモータ選択部における、第２補正値形成の原理を示す模式図である。
【図９】同上船舶用転舵装置のモータ選択部における、第３補正値形成の原理を示す模式図である。
【図１０】実施の形態２における船舶用転舵装置を用いる船舶の平面概略図である。
【図１１】同上船舶用転舵装置を用いる船舶におけるスイベル軸周辺の拡大図である。
【図１２】同上船舶用転舵装置のモータ選択部における、転舵モータを選択するための基本値作成の原理を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１Ａ，１Ｂ・・・船舶
１・・・船舶本体
３ａ，３ｂ，３ｃ・・・船外機
７・・・ステアリング装置（船舶推進機作動手段）
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ・・・信号ケーブル
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ・・・転舵モータ
１７・・・トリムタブ
２０・・・転舵駆動部（転舵駆動手段）
２１・・・モータ選択部（モータ選択手段）
２４・・・転舵トルク検知部（転舵トルク検知手段）
１００Ａ，１００Ｂ・・・船舶用転舵装置
２３１・・・モータ特性データ
２４１・・・回転センサ
２４２・・・角度センサ
２４３・・・走行状態検知センサ
２４３ｋ１，２４３ｋ２・・・温度センサ
２４４・・・操舵状態検知部（操舵状態検知手段）
２４４１・・・操舵検知部（操舵検知手段）
２４４２・・・負荷検知部（負荷検知手段）
２４４３・・・偏差検知部（偏差検知手段）
４０・・・シャフト（連結部材）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転舵駆動手段と船舶推進機作動手段とを電気的に接続させた船舶用転舵装置、及び船舶に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来からこの種の船舶用転舵装置においては、特許文献１に記載されたようなものがある。即ち、この特許文献１には、船舶本体の外部に、内燃機関と進行用のプロペラなどを備えた船外機が設けられ、船舶本体と船外機との接続部分には、船外機を水平方向に回動させるための転舵モータが設けられ、転舵モータと操船席に設けられた船舶推進機作動手段としてのステアリングとが信号の送受信が可能な信号ケーブル（電線）によって接続されている。ステアリングには回転角センサが設けられ、転舵モータは回転角センサの検知したステアリングの回転方向及び回転角に基づいて回転して船外機を転舵させる。
【特許文献１】特許第２９５９０４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ここで、船外機を転舵させるために必要な力は、船舶の速度等の走行状態、船外機の回転角や転舵速度等の転舵状態、船外機に設けられたプロペラの回転方向と船外機の転舵方向の関係や船舶の重量等の船舶自体の状態、船舶や船外機に加わる波や風等による外力の状態、等によって連続的に変化する。そのため、転舵モータが船外機を転舵させるために必要なトルク量は連続的に変化する。
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の発明においては転舵モータの発生するトルク量を調節できない。一方、一般にモータのモータ効率は図６の模式図に示す通りトルク量の増大に依存して低下する。そのため、船舶の走行状態や船外機の転舵状態等、諸状態の変化に伴ってトルク量が増大した場合には、転舵モータの効率が低下し、電力消費量がいたずらに増大するという問題がある。
【０００５】
また、転舵モータのトルク発生量は、モータの温度等、モータ自体の状態の変化に基づいても変化する。しかしながら、上記文献１に記載の発明においては転舵モータ自体の状態の変化がこの転舵モータの回転制御に反映されないため、転舵モータの状態によっては、やはり転舵モータの効率が低下して電力消費量がいたずらに増大するという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、船舶の走行状態や船外機の転舵状態等、船舶の諸状態や、温度等転舵モータ自体の諸状態が変化した場合であっても、転舵モータを高効率で回動させることができる船舶用転舵装置、及び当該船舶用転舵装置を搭載した船舶を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、船舶本体の外部に転舵軸部を設け該転舵軸部に回動可能に支持された船舶推進機と、前記船舶本体に設けられ操舵者に操舵される船舶推進機作動手段と、該船舶推進機作動手段への操舵に基づいて前記船舶推進機を転舵させる転舵駆動手段と、該転舵駆動手段と前記船舶推進機作動手段とを電気的に接続させる信号ケーブルとを備えた船舶用転舵装置であって、前記転舵駆動手段は、一の前記船舶推進機を転舵させる複数の転舵モータと、転舵時の転舵トルクを検知する転舵トルク検知手段と、前記転舵モータごとのモータ特性データが記憶された記憶手段と、前記複数の転舵モータの中から前記船舶推進機の転舵に用いる前記転舵モータを選択するモータ選択手段とを備え、前記モータ選択手段は、前記転舵トルク検知手段が検知した前記転舵トルクと前記モータ特性データとに基づいて、複数の前記転舵モータのうちの駆動させる前記転舵モータを選択することを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記モータ選択手段は、前記転舵トルクが所定量よりも大きい場合には複数の前記転舵モータを選択し、前記転舵トルクが前記所定量よりも小さい場合には前記複数の前記転舵モータよりも少ない数の前記転舵モータを選択することを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記転舵トルク検知手段は、前記船舶推進機作動手段の操作に従った操舵状態を検知する操舵状態検知手段と、前記船舶推進機作動手段の回動速度及び回動方向を検知する回転センサと、前記船舶推進機作動手段の転舵角を検知する角度センサとのうち少なくとも何れか一つを含み、前記モータ選択手段は前記操舵状態検知手段、前記回転センサ、及び前記角度センサのうち少なくとも何れか一つの検知結果をトルク量の算出に用いることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の構成に加え、前記操舵状態検知手段は、前記船舶推進機作動手段の操舵方向、操作角度、操作速度を検知する操舵検知手段と、前記船舶推進機に加わる力を検知する負荷検知手段と、前記船舶推進機作動手段の操作に応じた目標転舵角と舵の転舵角との偏差を検知する偏差検知手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れか一つに記載の構成に加え、前記転舵トルク検知手段は、前記船舶の喫水状態、重量、トリム角、前記船舶推進機の搭載数、前記船舶推進機の搭載位置、前記船舶推進機に設けられた推進用のプロペラの回転方向及び回転数、トリムタブの傾斜状態、前記船舶の推進速度、前記船舶推進機の推進力、前記船舶の航行状態、前記船舶推進機に搭載された内燃機関の出力状態、前記プロペラの形状、前記トリムタブの形状、前記船舶の加速度のうち少なくともいずれか一つを検知する走行状態検知センサを含み、前記モータ選択手段は前記走行状態検知センサの検知結果をトルク量の算出に用いることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の何れか一つに記載の構成に加え、前記転舵モータの温度を検知する温度センサを含み、前記モータ選択手段は前記温度センサの検知結果を前記転舵モータの選択判断に用いることを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の構成に加え、前記モータ選択手段は、複数の前記転舵モータの前記温度が相違する場合、温度の低い前記転舵モータから順に選択することを特徴とする。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項６又は７に記載の構成に加え、前記モータ選択手段は、複数の前記転舵モータの前記温度が相違する場合、前記モータ特性データにおける最大トルクが大きい前記転舵モータから順に選択することを特徴とする。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の構成に加え、前記モータ選択手段は、前記転舵トルクが低トルク領域である場合には温度の低い前記転舵モータから順に選択し、前記転舵トルクが高トルク領域である場合には温度の高い前記転舵モータから順に選択することを特徴とする。
【００１６】
請求項１０に記載の発明は、請求項１乃至９の何れか一つに記載の構成に加え、前記船舶には複数の前記船舶推進機が設けられると共に、それぞれの前記船舶推進機を連結する連結部材が設けられ、それぞれの前記転舵モータの回動によって生じた力は前記連結部材によって連結された全ての前記船舶推進機に伝達され、該全ての船舶推進機は同一方向に転舵されることを特徴とする。
【００１７】
請求項１１に記載の発明は、船舶であって、請求項１乃至１０の何れか一つに記載の船舶用転舵装置を搭載したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１に記載の発明によれば、一の船舶推進機を転舵させる複数の転舵モータと、転舵時の転舵トルクを検知する転舵トルク検知手段と、転舵モータごとのモータ特性データが記憶された記憶手段と、複数の転舵モータの中から船舶推進機の転舵に用いる転舵モータを選択するモータ選択手段とを備えたことにより、船舶推進機を転舵させるために必要なトルク量の変化に伴って、回動させる転舵モータの数を変化させることができる。また、モータ選択手段は、転舵トルク検知手段が検知した転舵トルクとモータ特性データとに基づいて、複数の転舵モータのうちの駆動させる転舵モータを選択することにより、良好なモータ効率で回転させられるトルク量となるように、船舶推進機の転舵に使用される転舵モータの個数を決定できる。これにより、船舶や船外機における諸状態の変化、あるいは転舵モータ自体の状態の変化に基づいて、船舶推進機の転舵に用いる転舵モータの個数を変化させ、転舵モータを高効率で回動させることができる。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、モータ選択手段は、転舵トルクが所定量よりも大きい場合には複数の転舵モータを選択し、転舵トルクが所定量よりも小さい場合には複数の転舵モータよりも少ない数の転舵モータを選択することにより、転舵に必要なトルク量が小さい場合に回動させるモータ数を最低の個数とすることができる。これにより、転舵モータの回動に用いる電力消費量を抑制し、電力効率を高めて転舵モータを一層高効率で回動させることができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明によれば、転舵トルク検知手段は、船舶推進機作動手段の操作に従った操舵状態を検知する操舵状態検知手段と、船舶推進機作動手段の回動速度及び回動方向を検知する回転センサと、船舶推進機作動手段の転舵角を検知する角度センサとのうち少なくとも何れか一つを含み、モータ選択手段は操舵状態検知手段、回転センサ、及び角度センサのうち少なくとも何れか一つの検知結果をトルク量の算出に用いることにより、船舶推進機作動手段の操作に基づいて船舶推進手段の転舵状態を検知し、この検知信号を船舶推進手段の操舵に必要なトルク量の算出に用いることができる。これにより、船舶推進機の転舵状態の変動によって転舵トルクが変化しても、この転舵トルクの変化を反映させつつ転舵モータを一層高効率で回動させることができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明によれば、操舵状態検知手段は、船舶推進機作動手段の操舵方向、操作角度、操作速度や、船舶推進機に加わる力や、船舶推進機作動手段の操作に応じた目標転舵角と舵の転舵角との偏差を検知し、これら船舶推進機作動手段の操舵状態に直接又は間接に影響を及ぼす状態の検知結果を、船舶推進手段の操舵に必要なトルク量の算出に用いることができる。これにより、船舶推進機の転舵状態の変動によって転舵トルクが変化しても、この転舵トルクの変化を高精度で反映させつつ転舵モータを一層高効率で回動させることができる。
【００２２】
請求項５に記載の発明によれば、転舵トルク検知手段は、船舶の喫水状態、重量、トリム角、船舶推進機の搭載数、船舶推進機の搭載位置、船舶推進機に設けられた推進用のプロペラの回転方向及び回転数、トリムタブの傾斜状態、船舶の推進速度、船舶推進機の推進力、船舶の航行状態、船舶推進機に搭載された内燃機関の出力状態、プロペラの形状、トリムタブの形状、船舶の加速度のうち少なくともいずれか一つを検知する走行状態検知センサを含み、モータ選択手段は走行状態検知センサの検知結果をトルク量の算出に用いることにより、船舶の速度や加減速の度合いを変化させうる走行状態の検知結果をトルク量の算出に用いることができる。これにより、船舶の走行状態の変動によって転舵トルクが変化しても、この転舵トルクの変化を反映させつつ転舵モータを一層高効率で回動させることができる。
【００２３】
請求項６に記載の発明によれば、転舵モータの温度を検知する温度センサを含み、モータ選択手段は温度センサの検知結果を転舵モータの選択判断に用いることにより、モータ特性を大きく変化させるモータの温度状態をトルク量の算出に用いることができる。これにより、転舵モータの使用に伴って温度状態が変化し転舵モータのモータ特性が変化しても、このモータ特性の変化を反映させつつ転舵モータを一層高効率で回動させることができる。
【００２４】
請求項７に記載の発明によれば、モータ選択手段は、複数の転舵モータの温度が相違する場合、温度の低い転舵モータから順に選択することにより、複数の転舵モータの中から転舵に用いる転舵モータを選択する際の優先順位を、発生するトルク量の大きさに基づいてつけることができる。これにより、高効率で回動する転舵モータを、簡易な構成に基づいて選択できる。
【００２５】
請求項８に記載の発明によれば、モータ選択手段は、複数の転舵モータの温度が相違する場合、モータ特性データにおける最大トルクが大きい転舵モータから順に選択することにより、複数の転舵モータの中から転舵に用いる転舵モータを選択する際の優先順位を、発生するトルク量の大きさに基づいてつけることができる。これにより、高効率で回動する転舵モータを、簡易な構成に基づいて選択できる。
【００２６】
請求項９に記載の発明によれば、モータ選択手段は、転舵トルクが低トルク領域である場合には温度の低い転舵モータから順に選択し、転舵トルクが高トルク領域である場合には温度の高い転舵モータから順に選択することにより、複数の転舵モータの中から転舵に用いる転舵モータを選択する際の優先順位を、船舶推進機の転舵に必要なトルク量の高低とモータ温度とに基づいてつけることができる。これにより、高効率で回動する転舵モータを簡易かつ確実に選択できる。
【００２７】
請求項１０に記載の発明によれば、船舶には複数の船舶推進機が設けられると共に、それぞれの船舶推進機を連結する連結部材が設けられ、それぞれの転舵モータの回動によって生じた力は連結部材によって連結された全ての船舶推進機に伝達され、全ての船舶推進機は同一方向に転舵されることにより、それぞれの転舵モータの回動によって生じた力を全ての船舶推進機に均等に付与することができる。これにより、全ての船舶推進機の転舵方向、転舵速度、転舵角を均等にすることができ、複数の船舶推進機を設けた船舶における転舵がアンバランスになる事態を防止して、転舵モータを一層高効率で回動させることができる。
【００２８】
請求項１１に記載の発明によれば、上記効果を有する船舶用転舵装置が搭載された船舶を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
〔発明の実施の形態１〕
【００３０】
図１は、発明の実施の形態１としての船舶用転舵装置１００Ａを用いる船舶の平面概略図である。
【００３１】
船舶１Ａは各種小型船舶であって、船舶本体１と、船舶本体１の外部に設けられた船舶推進機としての船外機３ａを備えている。船外機３ａはプロペラ１４（図３参照）によって船舶１Ａに推進力を与えるとともに船舶１Ａの進行方向を変える。船外機３ａには、船舶本体１の姿勢を調整するトリムタブ１７が設けられている。
【００３２】
船外機３ａの船外機本体３は、プロペラ１４（図３）を回転駆動するエンジン１８を内部に収納し、船舶本体１の後端部（図の右橋）を形成する船尾板２に、クランプブラケット４及びこのクランプブラケット４に装着されたスイベルブラケット５を介して取り付けられている。
【００３３】
スイベルブラケット５は図１の紙面に対して垂直方向に延びるスイベル軸受６ａを備え、船外機本体３にはスイベル軸受６ａに回動自在に支承されるスイベル軸６が取り付けられている。
【００３４】
船舶本体１の運転席前方には、船舶推進機作動手段としてのステアリング装置７が設けられている。ステアリング装置７のステアリングホイール９の中心部にはステアリング軸８の先端部が接合し、ステアリング軸８の末端部はステアリング制御部１３に挿入されて回動可能に支えられている。ステアリング制御部１３の内部において、ステアリング軸８の周囲にはステアリング軸８の回動速度及び回動方向を検知する回転センサ２４１と、ステアリング軸８の転舵角を検知する角度センサ２４２と、ステアリングホイール９の操舵方向、操作角度、操作速度を検知する操舵状態検知部２４４の一部と、ステアリングホイール９に手応えを付与する反トルクモータ１１とが設けられている。ステアリング制御部１３は信号ケーブル１０ａによってコントロールユニット１２に接続され、コントロールユニット１２は信号ケーブル１０ｂによって船外機本体３に設けられた船外機側コントローラ１５に接続されている。船外機側コントローラ１５は信号ケーブル１０ｃ，１０ｄによって転舵モータ１６ａ，１６ｂに接続されており、コントロールユニット１２の指令に基づいて転舵モータ１６ａ，１６ｂを駆動させるパルス信号を出力する。
【００３５】
図２は、本実施の形態の船舶１Ａにおけるスイベル軸６周辺の拡大図である。
【００３６】
同図に示す通り、スイベル軸６には、扇形の旋回歯車３１の歯部３２が船舶本体１の前方に向けた状態で固定されている。他方、転舵モータ１６ａ，１６ｂをスイベルブラケット５の後方に配置し、転舵モータ１６ａ，１６ｂの出力軸３３ａ，３３ｂに取り付けたウォーム３４ａ，３４ｂとこのウォーム３４ａ，３４ｂと噛合するウォームホイール３５を備えている。２個の転舵モータ１６ａ，１６ｂは出力軸３３ａ，３３ｂを前方に向けて互いに平行に配置されている。ウォームホイール３５の下面には小歯車３６が一体に固定されており、この小歯車３６には二段中間歯車３７の上段歯車３８を噛合させてウォームホイール３５の回転をさらに減速して、その回転力を二段中間歯車３７の下段歯車３９を介して扇形の旋回歯車３１に伝達するようにしている。
【００３７】
図３は、本実施の形態の船舶用転舵装置１００Ａの機能ブロック図である。
【００３８】
同図に示すとおり、船舶用転舵装置１００Ａは、ステアリングホイール９を備えるステアリング装置７、コントロールユニット１２、転舵トルク検知手段としての転舵トルク検知部２４、転舵角センサ２５を備えている。また、ステアリング装置７、転舵モータ１６ａ，１６ｂ、モータ選択部２１、ＲＯＭ（Read Only Memory 補助記憶装置）２２、転舵トルク検知部２４、転舵角センサ２５は転舵駆動手段としての転舵駆動部２０を形成している。
【００３９】
転舵駆動部２０において、モータ選択部２１は、転舵モータ１６ａ，１６ｂのモータ特性と船外機３ａを転舵させるために必要なトルク量とに基づいて、転舵に用いる転舵モータ１６ａ，１６ｂを選択し、ステアリングホイール９の操舵に基づいて船外機３ａを転舵させる。
【００４０】
コントロールユニット１２は、少なくとも１つのＣＰＵ（Central Processing Unit 中央演算装置、図示せず）を備え、ＲＡＭ（Random Access Memory 主記憶装置、図示せず）を作業領域として使用しながら、実装されたプログラムに基づいて船舶用転舵装置１００Ａ全体の動作を制御する。
【００４１】
図３に示す通り、コントロールユニット１２は、モータ選択部２１、ＲＯＭ２２を備えている。
【００４２】
モータ選択部２１はＣＰＵ等のコントロールユニット１２を構成する回路とＲＯＭ２２に記憶されたプログラムの演算結果とに基づいて実現される機能手段である。ＲＯＭ２２には、転舵駆動部２０の動作制御を行うためのプログラムやデータが記憶されている。具体的には、転舵モータ１６ａ，１６ｂのモータ特性に関するデータとしてのモータ特性データ２３１、及び、転舵モータ１６ａ，１６ｂのトルク量に影響を与えうる、船舶１Ａの転舵状態や走行状態や温度に関するデータとしての補正データ２３２がそれぞれテーブルとして記憶されている。
【００４３】
図４に、モータ特性データ２３１及び補正データ２３２の模式図を示す。同図に示す通り、モータ特性データ２３１は、転舵モータ１６ａ，１６ｂのトルク量に対するモータ効率の値を数値化したテーブルである（同図の（ａ）参照）。また、補正データ２３２は、船外機３ａの転舵速度、転舵方向、転舵角等の転舵状態に基づくモータ効率の補正値をテーブル化した第１補正テーブル２３２ａ（同図の（ｂ），（ｃ）参照）、船舶１Ａの荷重、トリム角、航行速度等の走行状態に基づくモータ効率の補正値をテーブル化した第２補正テーブル２３２ｂ（同図の（ｄ）参照）、転舵モータ１６ａ，１６ｂの温度に基づくモータ効率の補正値をテーブル化した第３補正テーブル２３２ｃ（同図の（ｅ）参照）から成る。
【００４４】
図３に戻り、モータ選択部２１は、転舵トルク検知部２４の検知結果等に基いて船外機３ａの転舵に必要なトルク量の算出を行い、算出したトルク量やＲＯＭ２２に記憶されたモータ特性データ２３１等に基づいて、船外機３ａを転舵させるために用いる転舵モータ１６ａ，１６ｂを選択する。
【００４５】
転舵トルク検知部２４は、船舶本体１及び船外機本体３に設けられた各種センサ及び各種検知手段であり、船外機３ａを転舵させる際に必要な転舵トルクを検知する。ここで転舵トルク検知部２４が検知するものは、モータ選択部２１における転舵トルクの算出に必要な情報であって、転舵トルク自体であってもよいし、及び転舵トルクに影響を及ぼす情報であってもよい。なお、転舵トルク検知部２４における検知機能のうち少なくとも一部は、コントロールユニット１２のＲＯＭ２２に記憶されたプログラムをＣＰＵにおいて演算することや、コントロールユニットに設けられたハードウェアロジック（図示せず）等を用いることで機能を実現するものであってもよい。
【００４６】
具体的には、転舵トルク検知部２４は、回転センサ２４１、角度センサ２４２、船舶１Ａの航行に影響を及ぼす状態を検知する走行状態検知センサ２４３、操舵状態検知部２４４を備えている。走行状態検知センサ２４３は、船舶１Ａの喫水状態を検知する喫水センサ２４３ａ、船舶１Ａの重量を検知する重量センサ２４３ｂ、船外機３ａのトリム角を検知するトリム角センサ２４３ｃ、船外機３ａの搭載数及び／又は船尾板２に対する船外機３ａの設置位置を検知する位置センサ２４３ｄ、船外機３ａに設けられたプロペラ１４の回転方向及び回転数を検知するプロペラ回転センサ２４３ｅ、船外機３ａに設けられたトリムタブ１７の傾斜状態を検知するトリムタブ角度センサ２４３ｆ、船舶１Ａの航行速度を検知する速度センサ２４３ｇ、船外機３ａに搭載されたエンジン１８の推進力を検知するエンジントルクセンサ２４３ｈ、船舶１Ａの航行状態を検知する航行状態センサ２４３ｉ、船外機３ａに搭載されたエンジン１８の出力状態を検知する出力センサ２４３ｊ、転舵モータ１６ａ，１６ｂの温度を検知する温度センサ２４３ｋ１，２４３ｋ２、プロペラ１４の形状を検知するプロペラ検知部２４３ｌ、トリムタブの形状を検知するトリムタブ検知部２４３ｍ、船舶１Ａの加速度を検知する加速度センサ２４３ｎから成る。なお、走行状態検知センサ２４３は上述の各センサ並びに各検知部２４３ａ〜２４３ｎのうちの一部のみ、あるいは、各センサ並びに各検知部２４３ａ〜２４３ｎ以外のセンサ並びに検知部を備えていてもよい。
【００４７】
操舵状態検知部２４４はステアリング装置７の操作に従った操舵状態を検知する。操舵状態検知部２４４は、更に、ステアリングホイール９の操舵方向、操作角度、操作速度を検知する操舵検知部（操舵検知手段）２４４１と、水圧など船外機３ａ（舵）に加わる力を検知する負荷検知部（負荷検知手段）２４４２と、ステアリングホイール９の操作に応じた目標転舵角と舵の転舵角との偏差を検知する偏差検知部（偏差検知手段）２４４３とを備えている。操舵検知部２４４１と偏差検知部２４４３とは、ステアリング軸８の周囲に設けられてステアリング装置７を構成する。
【００４８】
転舵角センサ２５は、船外機本体３に設けられた角度センサであり、船外機３ａの現実の転舵角を検知する。
【００４９】
次に、発明の実施の形態１における船舶用転舵装置１００Ａの転舵動作について説明する。
【００５０】
図５は、発明の実施の形態１における船舶用転舵装置１００Ａにおける転舵の具体的手順を示すフローチャートである。以下、同図に基づいて転舵の具体的手順を説明する。
【００５１】
まず、コントロールユニット１２は、転舵に要するトルク量の算出と転舵に用いる転舵モータ１６ａ，１６ｂの選択とを行う。
【００５２】
具体的には、まず、操舵者によってステアリングホイール９が操舵されると、ステアリング装置７に設けられた角度センサ２４２又は操舵状態検知部２４４（操舵検知部２４４１、負荷検知部２４４２、偏差検知部２４４３を含む）がステアリング軸８の操作角を検知する（ステップＳ１）、角度センサ２４２又は操舵状態検知部２４４の検知信号はコントロールユニット１２に供給される。
【００５３】
次に、モータ選択部２１は、ステップＳ１において算出されたステアリング軸８の操作角に基づいて、船外機３ａの転舵角を算出する（ステップＳ２）。
【００５４】
次に、船外機３ａに設けられた転舵角センサ２５が船外機３ａの現在の転舵状態を検知する（ステップＳ３）。転舵角センサ２５の検知信号はコントロールユニット１２に供給され、モータ選択部２１はこの検知信号に基づいて船外機３ａの転舵角を算出する。算出した転舵角は後述するトルク量の算出の際に数値精度を高めるための補正値として用いられる。
【００５５】
次に、船舶本体１に設けられた走行状態検知センサ２４が船舶１Ａの航行状態を検知する（ステップＳ４）。走行状態検知センサ２４の検知信号はコントロールユニット１２に供給され、モータ選択部２１はこの検知信号に基づいて船舶１Ａの航行状態を算出する。
【００５６】
次に、転舵モータ１６ａ，１６ｂに設けられた温度センサ２４３ｋ１、２４３ｋ２が転舵モータ１６ａ，１６ｂの温度を検知する（ステップＳ５）。温度センサ２４３ｋ１、２４３ｋ２の検知信号はコントロールユニット１２に供給され、コントロールユニット１２はこの検知信号に基づいて転舵モータ１６ａ，１６ｂの温度を算出する。
【００５７】
モータ選択部２１は、上記ステップＳ２〜ステップＳ５において算出された値に基づいて、船外機３ａの転舵に用いる転舵モータ１６ａ，１６ｂを選択する。即ち、転舵に用いる転舵モータ１６ａ，１６ｂの数、及び、転舵モータ１６ａ，１６ｂのいずれを転舵に用いるか、を選択する（ステップＳ６）。
【００５８】
具体的には、以下（原理１）乃至（原理４）に基づく選択が行われる。
【００５９】
（原理１：モータ特性による転舵モータ１６ａ，１６ｂの選択）
モータ選択部２１は、ステップＳ２において算出されたトルク量と、モータ特性データ２３１として記憶された転舵モータ１６ａ、及び転舵モータ１６ｂのモータ効率とに基づいて、転舵に用いる転舵モータ１６ａ，１６ｂの数、及び、転舵モータ１６ａ，１６ｂのいずれを転舵に用いるか、を選択するための基本となる値（以下単に「基本値」と称する。）を形成する。
【００６０】
図６は、モータ選択部２１における転舵モータ１６ａ，１６ｂを選択するための基本値作成の原理を示す模式図である。
【００６１】
同図においては横軸が転舵モータ１６ａ（又は転舵モータ１６ｂ）１台あたりのトルク量、縦軸が転舵モータ１６ａ（又は転舵モータ１６ｂ）の１台あたりのモータ効率を示す。
【００６２】
同図に示す通り、転舵モータ１６ａ，１６ｂはトルクの大きさに基づいてモータ効率が変化する。
【００６３】
仮に、特定時に転舵トルク検知部２４が検知したトルク量が小さく、モータ効率の高い領域であった場合（例えばトルク量が図６に示すＴ１であった場合）は、１台の転舵モータ１６ａ（又は転舵モータ１６ｂ）のみを駆動させることで、転舵モータ１６ａ，１６ｂを高いモータ効率で駆動させることができる。
【００６４】
しかし、特定時に転舵トルク検知部２４が検知したトルク量が大きい場合（例えばトルク量が図６に示すＴ２１であった場合）は、１台の転舵モータ１６ａ（又は転舵モータ１６ｂ）のみを駆動させた場合、モータ効率が低くなってしまい、転舵モータ１６ａ（又は転舵モータ１６ｂ）の効率が低下して電力消費量がいたずらに増大することになってしまう。
【００６５】
一方、トルク量が大きい場合に２台の転舵モータ１６ａ，１６ｂを同時に駆動させると、１台あたりのトルク量は半分（例えば図６におけるＴ２２）になり、モータ効率は高くなる。これにより、転舵モータ１６ａ，１６ｂの効率が上がり、電力消費量を小さくすることができる。
【００６６】
また、特定時に転舵トルク検知部２４が検知したトルク量が極めて小さい場合に２台の転舵モータ１６ａ，１６ｂを同時に駆動させると、それぞれの転舵モータ１６ａ，１６ｂのトルク量が半分（例えばトルク量が図６に示すＴ３１）になり、モータ効率は低くなる。この場合、１台の転舵モータ１６ａ（又は転舵モータ１６ｂ）のみを駆動させれば、トルク量は倍になり（例えば図６におけるＴ３２）、モータ効率は高くなる。これにより、転舵モータ１６ａ（又は転舵モータ１６ｂ）の効率が上がり、電力消費量を小さくすることができる。
【００６７】
モータ選択部２１は、以上の原理に基づいて、基本値を形成する。具体的には、モータ選択部２１においては、回転センサ２４１が検知した検知信号とＲＯＭ２２に記憶されたモータ特性データ２３１とを照合しながら、以下（1-1）乃至（1-2）のうち少なくとも何れか一つの指針で転舵モータ１６ａ，１６ｂを駆動させる基本値が形成される。
（1-1）転舵トルク検知部２４が検知したトルク量が大きい場合、２台の転舵モータ１６ａ，１６ｂを駆動させる。
（1-2）転舵トルク検知部２４が検知したトルク量が小さい場合、１台の転舵モータ１６ａ（又は転舵モータ１６ｂ）を駆動させる。
【００６８】
上記（1-1）及び（1-2）の指針に基づいて、転舵トルクが所定の値（例えば、図６に示す、モータ効率が最高値（５０％）の半分の値（２５％）ととなるトルク量Ｔα）以上である場合には複数の転舵モータ１６ａ，１６ｂを選択し、転舵トルクがこの所定の値未満の場合には転舵モータ１６ａ，１６ｂのうちの一つを選択することにより、転舵に必要なトルク量が小さい場合に回動させるモータ数を最低の個数とすることができる。
【００６９】
（原理２：船舶１Ａの転舵状態に基づくモータ特性の補正）
次に、モータ選択部２１は、ステップＳ３において算出されたステアリング軸８の回動速度、回動方向、転舵角に基づいて、ステップＳ２において形成された基本値を補正するための値（以下「第１補正値」と称する。）を形成する。
【００７０】
図７は、モータ選択部２１における第１補正値形成の原理を示す模式図である。同図においては、横軸方向が船外機３ａの転舵角、縦軸方向が船外機３ａの転舵荷重を示している。同図に示す通り、船外機３ａを転舵させるときの転舵速度にほぼ比例して転舵トルクは大きくなる。また、船外機３ａの転舵角を大きくしてゆくときのトルク量よりも、転舵角を小さくしてゆくときのトルク量の方が、転舵トルクは大きくなる。また、転舵速度の大きさにほぼ比例して、転舵トルクは大きくなる。
【００７１】
また、図示しないが、プロペラ１４の回転で生ずるカウンタートルクの影響により、プロペラ１４の回転方向と転舵方向とが一致すると船外機３ａの転舵に要するトルク量が小さくなり、回転方向と転舵方向とが相反すると船外機３ａの転舵に要するトルク量が大きくなる。
【００７２】
発明の実施の形態１においては、モータ選択部２１は、ＲＯＭ２２に記憶された第１補正データ２３２ａに基づいて第１補正値を求める。具体的には、モータ選択部２１は、回転センサ２４１、角度センサ２４２の検知信号を第１補正データ２３２ａと照合させて第１補正値を形成する。
【００７３】
第１補正値は、具体的には、以下（2-1）乃至（2-3）のうち少なくとも何れか一つの指針で転舵モータ１６ａ，１６ｂを駆動させる方向に基本値を補正する。
（2-1）転舵角が大きい程、駆動する転舵モータ１６ａ，１６ｂの数を増やす。
（2-2）転舵速度が大きい程、駆動する転舵モータ１６ａ，１６ｂの数を増やす。
（2-3）プロペラ１４の回転方向と転舵方向に基づいて、駆動する転舵モータ１６ａ，１６ｂの数を増減させる。
【００７４】
上記（2-1）乃至（2-3）の指針に基づいて、モータ選択部２１は回転センサ、及び角度センサのうち少なくとも一方の検知結果をトルク量の算出に用いることにより、ステアリング装置７の操作に基づいて船外機３ａの転舵状態を検知し、この検知信号を船外機３ａの操舵に必要なトルク量の算出に用い、船外機３ａの転舵状態を反映したトルク量の算出を行うことができる。
【００７５】
（原理３：船舶１Ａの走行状態に基づくモータ特性の補正）
モータ選択部２１は、ステップＳ４において算出された船舶１Ａの航行状態に基づいて、ステップＳ２において形成された基本値を補正するための値（以下「第２補正値」と称する。）を形成する。
【００７６】
図８Ａ乃至図８Ｃは、モータ選択部２１における第２補正値形成の原理を示す模式図である。同図においては、横軸方向が船外機３ａの転舵角、縦軸方向が船外機３ａの転舵荷重を示している。これらの図に示す通り、船外機３ａの転舵角の大きさにほぼ比例して船外機３ａを転舵させる転舵トルクが大きくなるが、同じ転舵角であっても、船舶１Ａの走行状態に基づいて必要な転舵トルクの大きさが変化する。
【００７７】
例えば、図８Ａに示す通り、船舶１Ａの加減速度が大きいほど転舵荷重は大きくなり、船外機３ａの転舵に要するトルク量は大きくなる。特に、急加速、急減速の瞬間には船外機３ａの転舵に要するトルク量は瞬時かつ急激に増大する。
【００７８】
同様に、船舶１Ａの速度が大きいほど船外機３ａの転舵荷重は大きくなり、船外機３ａのエンジン回転数が高く推力が大きいほど船外機３ａの転舵荷重が大きくなり、それぞれ転舵に要するトルク量は大きくなる。また、船外機３ａに設けられたプロペラ１４の翼の大きさが大きいほど船外機３ａの転舵荷重は大きくなり、転舵に要するトルク量が大きくなる。
【００７９】
また、例えば図８Ｂに示す通り、搭乗員数、積載貨物、搭載燃料の増大に伴う荷重が大きいほど転舵荷重が大きくなり、また、搭載される船外機３ａの重量が大きいほど転舵荷重が大きくなり、それぞれ船外機３ａの転舵に要するトルク量は大きくなる。同様に、トリム角度が小さい（ＩＮ側）ほど転舵荷重が大きくなり、船外機３ａの転舵に要するトルク量が大きくなる。また、本実施の形態では直接関係しないが、船舶１Ａに搭載される船外機３ａの基数が増える（実施の形態２参照）と、船外機３ａの転舵に要するトルク量が大きくなる。
【００８０】
また、本実施の形態では直接関係しないが、船舶１Ａに複数の船外機が搭載されている場合（実施の形態２参照）、船舶１Ａが旋回する際に旋回内側の船外機は船舶１Ａのロールによって水没量が増すため、図８Ｃに示す通り、旋回外側の船外機よりも転舵荷重が大きくなり、転舵に要するトルク量が大きくなる。
【００８１】
本実施の形態においては、モータ選択部２１は、ＲＯＭ２２に記憶された第２補正データ２３２ｂに基づいて第２補正値を求める。具体的には、モータ選択部２１は、走行状態検知センサ２４３の検知信号をＲＯＭ２２の第２補正データ２３２ｂと照合させて第２補正値を求める。
【００８２】
第２補正値は、具体的には、以下（3-1）乃至（3-4）のうち少なくとも何れか一つの方針で転舵モータ１６ａ，１６ｂを駆動させる方向に基本値を補正する。
（3-1）船舶１Ａの船速が大きく、必要な転舵トルクが大きい場合ほど、駆動させる転舵モータ１６ａ，１６ｂの個数を増やす。
（3-2）トリム角が小さく、必要な転舵トルクが大きい場合ほど、駆動させる転舵モータ１６ａ，１６ｂの個数を増やす。
（3-3）極低速状態では、駆動させる転舵モータ１６ａ，１６ｂの個数を減少させる。
（3-4）急加速時、急減速時には、駆動させる転舵モータ１６ａ，１６ｂの個数を増加させる。
【００８３】
上記（3-1）乃至（3-4）の指針に基づいて、走行状態検知センサ２４３の検知結果をトルク量の算出に用いることにより、船舶１Ａの速度や加減速の度合いを変化させうる走行状態の検知結果をトルク量の算出に用い、走行状態の変化を反映したトルク量の算出を行うことができる。
【００８４】
（原理４：温度に基づくモータ特性の補正）
次に、モータ選択部２１は、ステップＳ５において算出された転舵モータ１６ａ，１６ｂの温度に基づいて、ステップＳ２において形成された基本値を補正するための値（以下単に「第３補正値」と称する。）を形成する。
【００８５】
図９は、モータ選択部２１における第３補正値形成の原理を示す模式図である。同図においては、横軸方向が転舵モータ１６ａ，１６ｂのトルク量、縦軸方向が転舵モータ１６ａ，１６ｂのモータ効率を示している。同図に示す通り、転舵モータ１６ａ，１６ｂは温度が変化するとモータ特性が変化する。具体的には、転舵モータ１６ａ，１６ｂの温度の上昇に伴って出力される最大トルク量が小さくなり、また、モータ効率が最良となるトルク量の値が小さくなる。
【００８６】
本実施の形態においては、モータ選択部２１は、ＲＯＭ２２に記憶された第３補正データ２３２ｃに基づいて第３補正値を求める。具体的には、モータ選択部２１は、温度センサ２４３ｋ１，２４３ｋ２の検知信号をＲＯＭ２２の第３補正データ２３２ｃと照合させて第３補正値を形成する。
【００８７】
第３補正値は、具体的には、以下（4-1）乃至（4-4）のうち少なくとも何れか一つの指針で転舵モータ１６ａ，１６ｂを駆動させる方向に基本値を補正する。
（4-1）温度センサ２４３ｋ１，２４３ｋ２の検知した温度に基づいて、転舵モータ１６ａ，１６ｂのうち温度の低いものを優先して転舵に使用する。
（4-2）温度センサ２４３ｋ１，２４３ｋ２の検知した温度とモータ特性データ２３１のデータとを対照し、最大トルクが大きいものを優先して転舵に使用する。
（4-3）基本値のトルク量が大きい（即ち高トルク領域である）場合には転舵モータ１６ａ，１６ｂのうち温度の低いものを優先して転舵に使用し、基本値のトルク量が小さい（即ち低トルク領域である）場合には転舵モータ１６ａ，１６ｂのうち温度の高いものを優先して転舵に使用する。
（4-4）基本値のトルク量を出力させる際、発熱量が最小となる転舵モータ１６ａ，１６ｂの個数を選択する。転舵モータ１６ａ，１６ｂの発熱量は、例えば発熱の基本式（Ｑ＝Ｉ２Ｒ，ただしＱ＝発熱量（Cal），Ｉ＝電流（Ａ），Ｒ＝抵抗（Ω））に基づき、転舵モータ１６ａ，１６ｂに供給される電流量を用いて算出する。
【００８８】
上記（4-1）乃至（4-4）の指針に基づいて、温度センサ２４３ｋ１，２４３ｋ２の検知結果をトルク量の算出に用いることにより、モータ特性を大きく変化させる転舵モータ１６ａ，１６ｂの温度をトルク量の算出に用い、転舵モータ１６ａ，１６ｂの温度を反映させたトルク量の算出を行うことができる。
【００８９】
上記（4-1）の指針に基づいて、温度の低いものから順に転舵モータ１６ａ，１６ｂを選択することにより、複数の転舵モータ１６ａ，１６ｂの中から転舵に用いる転舵モータ１６ａ，１６ｂを選択する際の優先順位を、発生するトルク量の大きさに基づいてつけることができる。
【００９０】
上記（4-2）の指針に基づいて、モータ特性データ２３１における最大トルクが大きい順に転舵モータ１６ａ，１６ｂを選択することにより、複数の転舵モータ１６ａ，１６ｂの中から転舵に用いる転舵モータ１６ａ，１６ｂを選択する際の優先順位を、発生するトルク量の大きさに基づいてつけることができる。
【００９１】
上記（4-3）の指針に基づいて、転舵に用いる転舵モータ１６ａ，１６ｂは、転舵トルクが低トルク領域である場合には転舵モータ１６ａ，１６ｂのうち温度の低いものを選択し、転舵トルクが高トルク領域である場合には転舵モータ１６ａ，１６ｂのうち温度の高いものを選択することにより、複数の転舵モータ１６ａ，１６ｂの中から転舵に用いる転舵モータ１６ａ，１６ｂを選択する際の優先順位を、船外機３ａの転舵に必要なトルク量の高低とモータの温度とに基づいてつけることができる。
【００９２】
モータ選択部２１は、以上示した通り、（原理１）に基づいて形成された基本値を（原理２）乃至（原理４）の第１乃至第３補正値に基づいて補正して、船外機３ａの転舵に用いる転舵モータ１６ａ，１６ｂを選択する。補正は、基本値に第１乃至第３補正値を加算又は乗算することで行われる。更に、モータ選択部２１はステップＳ３にて算出された転舵角の値も補正値に用いて転舵モータ１６ａ，１６ｂを選択する。
【００９３】
そして、モータ選択部２１はステップＳ６にて選択された転舵モータ１６ａ，１６ｂを駆動させて船外機３ａを転舵させる（ステップＳ７）。
【００９４】
モータ選択部２１からの指令信号に基づいて船外機側コントローラ１５からパルス信号が出力されると駆動モータ１６ａ，１６ｂの出力軸３３ａ，３３ｂが回転する。出力軸３３ａ，３３ｂの回転によってウォームホイール３５が回転し、ウォームホイール３５の回転は小歯車３６を介して二段中間歯車３７の上段歯車３８に伝達され、下段歯車３９と噛合している旋回歯車３１を回転させる。旋回歯車３１の回転によってスイベル軸６が回転し、スイベル軸６が回転するとスイベル軸６を中心として船外機本体３が水平面内を回転する。
【００９５】
以上、発明の実施の形態１においては、船舶用転舵装置１００Ａの転舵駆動部２０は、スイベル軸６に複数設けられステアリング装置７の転舵命令に基づいて回転し船外機３ａを転舵させる転舵モータ１６ａ，１６ｂと、転舵時の転舵トルクを検知する転舵トルク検知部２４と、転舵モータ１６ａ，１６ｂごとのモータ特性データ２３１が記憶されたＲＯＭ２２と、複数の転舵モータ１６ａ，１６ｂの中から船外機３ａの転舵に用いる転舵モータ１６ａ，１６ｂを選択するモータ選択部２１とを備えたことにより、船外機３ａを転舵させるために必要なトルク量の変化に伴って、回動させる転舵モータ１６ａ，１６ｂの数を変化させることができる。
【００９６】
また、発明の実施の形態１においては、モータ選択部２１は、転舵トルク検知部２４が検知した転舵トルクとモータ特性データ２３１とに基づいて、２つの転舵モータ１６ａ，１６ｂのうちの駆動させる一又は複数の転舵モータ１６ａ，１６ｂを選択することにより、良好なモータ効率で回転させられるトルク量となるように、船外機３ａの転舵に使用される転舵モータ１６ａ，１６ｂの個数を決定できる。これにより、船舶１Ａや船外機３ａにおける諸状態の変化、あるいは転舵モータ１６ａ，１６ｂ自体の状態の変化に基づいて、船外機３ａの転舵に用いる転舵モータ１６ａ，１６ｂの個数を変化させることができる。
【００９７】
〔発明の実施の形態２〕
図１０は、発明の実施の形態２における船舶用転舵装置１００Ｂを用いる船舶の平面概略図である。
【００９８】
本実施の形態の船舶１Ｂは、２基の船外機３ｂ，３ｃを備えている他は、実施の形態１における船舶１Ａと同じである。同図に示す通り、船外機３ｂには２機の転舵モータ１６ｃ，１６ｄが、船外機３ｃにも２機の転舵モータ１６ｅ，１６ｆが、それぞれ設けられている。
【００９９】
図１１は、本実施の形態の船舶１Ｂにおける船外機３ｃ側のスイベル軸６周辺の拡大図である。
【０１００】
同図に示す通り、本実施の形態のウォームホイール３５には連結部材としてのシャフト４０の一端部が回動可能に軸支されている。シャフト４０の他端部は他方の船外機３ｂのウォームホイール（図示せず）に同様に軸支されている。
【０１０１】
それ以外の構成は実施の形態１と同じである。
【０１０２】
実施の形態２においては、船舶１Ｂに設けられた複数の船外機３ｂ，３ｃがシャフト４０によって連結されているため、一方の船外機３ｃ側の転舵モータ１６ｃ，１６ｄ、及び、他方の船外機３ｂ側の転舵モータ１６ｅ，１６ｆの回動によって生じた力は、シャフト４０によって双方の船外機３ｂ，３ｃに伝達される。これにより、各転舵モータ１６ｃ，１６ｄ、１６ｅ，１６ｆの回動によって生じた力は、双方の船外機３ｂ，３ｃに伝達され、双方の船外機３ｂ，３ｃは同一方向に転舵される。
【０１０３】
転舵モータ１６ｅ，１６ｆ，１６ｇ，１６ｈの回動によって生じた力は双方の船外機３ｂ，３ｃに均等に付与される。これにより、双方の船外機３ｂ，３ｃの転舵方向、転舵速度、転舵角を均等にすることができ、複数の船外機３ｂ，３ｃを設けた船舶１Ｂにおける転舵がアンバランスになる事態を防止できる。即ち、例えば一方の船外機３ｃのプロペラ１４の回転方向を右回り、他方の船外機３ｂのプロペラ１４の回転方向を左回りとした場合、双方のプロペラ１４，１４のカウンタートルク（上記（原理２）参照）は反対の関係になる。このため、例えば船外機３ｂ，３ｃを右方向に転舵した場合、一方の船外機３ｃのカウンタートルクが小さくなる反面、他方の船外機３ｂのカウンタートルクが大きくなるような力のアンバランスが常に生ずることになる。しかし、本実施の形態においては、各転舵モータ１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆの回動によって生じた力はシャフト４０によって双方の船外機３ｂ，３ｃに均等に伝達される。これにより、各転舵モータ１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆの制御が簡単になり、また、転舵がアンバランスになる事態を防止できる。
【０１０４】
更に、本実施の形態において実施の形態１の（1-1），（1-2）を適用する際、４つの転舵モータ１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆの中から１個乃至４個を選択して駆動させることになる。例えば、図１２の模式図に示す通り、船外機３ｂ，３ｃを転舵させるために必要なトルク量をＴ１０とした場合、１個の転舵モータ１６ｃを駆動させた場合には転舵トルクがＴ１０となる。同様に、２個の転舵モータ１６ｃ，１６ｄを駆動させたときの個々のモータの転舵トルクはＴ１０／２、３個の転舵モータ１６ｃ，１６ｄ，１６ｅを駆動させたときの個々のモータの転舵トルクはＴ１０／３、４個の転舵モータ１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆを駆動させたときの個々のモータの転舵トルクはＴ１０／４となる。本実施の形態では、これらの中から最もモータ効率のよい駆動のさせ方（図１２においてはＴ１０／３のとき。即ち３個の転舵モータ１６ｃ，１６ｄ，１６ｅを駆動させたとき。）を選択することによって、より高いモータ効率で転舵モータ１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆを駆動させることができる。
【０１０５】
上記各実施の形態においては、モータ選択部２１はテーブルとして形成されたモータ特性データ２３１を用いて転舵に用いる転舵モータ１６ａ〜１６ｆを選択したが、これに限定されず、モータ効率を求める演算によって転舵に用いる転舵モータ１６ａ〜１６ｆの選択を行うことができる。例えば、以下の式によってモータ効率を求め、モータ効率が最も高くなるような転舵モータ、及び、転舵モータの組み合わせを選択することもできる。
【０１０６】
モータ出力（Ｗ）＝トルク（ｍＮ−ｍ）×回転数（ｒ／ｍｉｎ）×定数
【０１０７】
モータ効率（％）＝｛モータ出力（Ｗ）／（入力電圧（Ｖ）×消費電流（Ａ））｝×定数
【０１０８】
上記各実施の形態においては、１基又は２基の船外機を搭載した船舶１Ａ，１Ｂに船舶用転舵装置１００Ａ，１００Ｂを用いたが、これに限定されず、３基以上の船外機を搭載した船舶にも本発明の船舶用転舵装置を適用できる。
【０１０９】
上記各実施の形態は本発明の一例を示すものであり、本発明が上記各実施の形態のみに限定されることを示すものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】実施の形態１における船舶用転舵装置を用いる船舶の平面概略図である。
【図２】同上船舶用転舵装置を用いる船舶におけるスイベル軸周辺の拡大図である。
【図３】同上船舶用転舵装置の機能ブロック図である。
【図４】同上船舶用転舵装置におけるモータ特性データ及び船体情報データの模式図である。
【図５】同上船舶用転舵装置における転舵の具体的手順を示すフローチャートである。
【図６】同上船舶用転舵装置のモータ選択部における、転舵モータを選択するための基本値作成の原理を示す模式図である。
【図７】同上船舶用転舵装置のモータ選択部における、第１補正値形成の原理を示す模式図である。
【図８Ａ】同上船舶用転舵装置のモータ選択部における、第２補正値形成の原理を示す模式図である。
【図８Ｂ】同上船舶用転舵装置のモータ選択部における、第２補正値形成の原理を示す模式図である。
【図８Ｃ】同上船舶用転舵装置のモータ選択部における、第２補正値形成の原理を示す模式図である。
【図９】同上船舶用転舵装置のモータ選択部における、第３補正値形成の原理を示す模式図である。
【図１０】実施の形態２における船舶用転舵装置を用いる船舶の平面概略図である。
【図１１】同上船舶用転舵装置を用いる船舶におけるスイベル軸周辺の拡大図である。
【図１２】同上船舶用転舵装置のモータ選択部における、転舵モータを選択するための基本値作成の原理を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１Ａ，１Ｂ・・・船舶
１・・・船舶本体
３ａ，３ｂ，３ｃ・・・船外機
７・・・ステアリング装置（船舶推進機作動手段）
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ・・・信号ケーブル
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，１６ｅ，１６ｆ・・・転舵モータ
１７・・・トリムタブ
２０・・・転舵駆動部（転舵駆動手段）
２１・・・モータ選択部（モータ選択手段）
２４・・・転舵トルク検知部（転舵トルク検知手段）
１００Ａ，１００Ｂ・・・船舶用転舵装置
２３１・・・モータ特性データ
２４１・・・回転センサ
２４２・・・角度センサ
２４３・・・走行状態検知センサ
２４３ｋ１，２４３ｋ２・・・温度センサ
２４４・・・操舵状態検知部（操舵状態検知手段）
２４４１・・・操舵検知部（操舵検知手段）
２４４２・・・負荷検知部（負荷検知手段）
２４４３・・・偏差検知部（偏差検知手段）
４０・・・シャフト（連結部材）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶本体の外部に転舵軸部を設け該転舵軸部に回動可能に支持された船舶推進機と、前記船舶本体に設けられ操舵者に操舵される船舶推進機作動手段と、該船舶推進機作動手段への操舵に基づいて前記船舶推進機を転舵させる転舵駆動手段と、該転舵駆動手段と前記船舶推進機作動手段とを電気的に接続させる信号ケーブルとを備えた船舶用転舵装置であって、
前記転舵駆動手段は、
一の前記船舶推進機を転舵させる複数の転舵モータと、
転舵時の転舵トルクを検知する転舵トルク検知手段と、
前記転舵モータごとのモータ特性データが記憶された記憶手段と、
前記複数の転舵モータの中から前記船舶推進機の転舵に用いる前記転舵モータを選択するモータ選択手段とを備え、
前記モータ選択手段は、前記転舵トルク検知手段が検知した前記転舵トルクと前記モータ特性データとに基づいて、複数の前記転舵モータのうちの駆動させる前記転舵モータを選択することを特徴とする船舶用転舵装置。
【請求項２】
前記モータ選択手段は、前記転舵トルクが所定量よりも大きい場合には複数の前記転舵モータを選択し、前記転舵トルクが前記所定量よりも小さい場合には前記複数の前記転舵モータよりも少ない数の前記転舵モータを選択することを特徴とする請求項１に記載の船舶用転舵装置。
【請求項３】
前記転舵トルク検知手段は、前記船舶推進機作動手段の操作に従った操舵状態を検知する操舵状態検知手段と、前記船舶推進機作動手段の回動速度及び回動方向を検知する回転センサと、前記船舶推進機作動手段の転舵角を検知する角度センサとのうち少なくとも何れか一つを含み、前記モータ選択手段は前記操舵状態検知手段、前記回転センサ、及び前記角度センサのうち少なくとも何れか一つの検知結果をトルク量の算出に用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の船舶用転舵装置。
【請求項４】
前記操舵状態検知手段は、前記船舶推進機作動手段の操舵方向、操作角度、操作速度を検知する操舵検知手段と、前記船舶推進機に加わる力を検知する負荷検知手段と、前記船舶推進機作動手段の操作に応じた目標転舵角と舵の転舵角との偏差を検知する偏差検知手段とを備えたことを特徴とする請求項３に記載の船舶用転舵装置。
【請求項５】
前記転舵トルク検知手段は、前記船舶の喫水状態、重量、トリム角、前記船舶推進機の搭載数、前記船舶本体における前記船舶推進機の設置位置、前記船舶推進機に設けられた推進用のプロペラの回転方向及び回転数、トリムタブの傾斜状態、前記船舶の推進速度、前記船舶推進機の推進力、前記船舶の航行状態、前記船舶推進機に搭載された内燃機関の出力状態、前記プロペラの形状、前記トリムタブの形状、前記船舶の加速度のうち少なくともいずれか一つを検知する走行状態検知センサを含み、前記モータ選択手段は前記走行状態検知センサの検知結果をトルク量の算出に用いることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載の船舶用転舵装置。
【請求項６】
前記転舵モータの温度を検知する温度センサを含み、前記モータ選択手段は前記温度センサの検知結果を前記転舵モータの選択判断に用いることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一つに記載の船舶用転舵装置。
【請求項７】
前記モータ選択手段は、複数の前記転舵モータの前記温度が相違する場合、温度の低い前記転舵モータから順に選択することを特徴とする請求項６に記載の船舶用転舵装置。
【請求項８】
前記モータ選択手段は、複数の前記転舵モータの前記温度が相違する場合、前記モータ特性データにおける最大トルクが大きい前記転舵モータから順に選択することを特徴とする請求項６又は７に記載の船舶用転舵装置。
【請求項９】
前記モータ選択手段は、前記転舵トルクが低トルク領域である場合には温度の低い前記転舵モータから順に選択し、前記転舵トルクが高トルク領域である場合には温度の高い前記転舵モータから順に選択することを特徴とする請求項８に記載の船舶用転舵装置。
【請求項１０】
前記船舶には複数の前記船舶推進機が設けられると共に、それぞれの前記船舶推進機を連結する連結部材が設けられ、
それぞれの前記転舵モータの回動によって生じた力は前記連結部材によって連結された全ての前記船舶推進機に伝達され、該全ての船舶推進機は同一方向に転舵されることを特徴とする請求項１乃至９の何れか一つに記載の船舶用転舵装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れか一つに記載の船舶用転舵装置を搭載したことを特徴とする船舶。
【請求項１】
船舶本体の外部に転舵軸部を設け該転舵軸部に回動可能に支持された船舶推進機と、前記船舶本体に設けられ操舵者に操舵される船舶推進機作動手段と、該船舶推進機作動手段への操舵に基づいて前記船舶推進機を転舵させる転舵駆動手段と、該転舵駆動手段と前記船舶推進機作動手段とを電気的に接続させる信号ケーブルとを備えた船舶用転舵装置であって、
前記転舵駆動手段は、
一の前記船舶推進機を転舵させる複数の転舵モータと、
転舵時の転舵トルクを検知する転舵トルク検知手段と、
前記転舵モータごとのモータ特性データが記憶された記憶手段と、
前記複数の転舵モータの中から前記船舶推進機の転舵に用いる前記転舵モータを選択するモータ選択手段とを備え、
前記モータ選択手段は、前記転舵トルク検知手段が検知した前記転舵トルクと前記モータ特性データとに基づいて、複数の前記転舵モータのうちの駆動させる前記転舵モータを選択することを特徴とする船舶用転舵装置。
【請求項２】
前記モータ選択手段は、前記転舵トルクが所定量よりも大きい場合には複数の前記転舵モータを選択し、前記転舵トルクが前記所定量よりも小さい場合には前記複数の前記転舵モータよりも少ない数の前記転舵モータを選択することを特徴とする請求項１に記載の船舶用転舵装置。
【請求項３】
前記転舵トルク検知手段は、前記船舶推進機作動手段の操作に従った操舵状態を検知する操舵状態検知手段と、前記船舶推進機作動手段の回動速度及び回動方向を検知する回転センサと、前記船舶推進機作動手段の転舵角を検知する角度センサとのうち少なくとも何れか一つを含み、前記モータ選択手段は前記操舵状態検知手段、前記回転センサ、及び前記角度センサのうち少なくとも何れか一つの検知結果をトルク量の算出に用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の船舶用転舵装置。
【請求項４】
前記操舵状態検知手段は、前記船舶推進機作動手段の操舵方向、操作角度、操作速度を検知する操舵検知手段と、前記船舶推進機に加わる力を検知する負荷検知手段と、前記船舶推進機作動手段の操作に応じた目標転舵角と舵の転舵角との偏差を検知する偏差検知手段とを備えたことを特徴とする請求項３に記載の船舶用転舵装置。
【請求項５】
前記転舵トルク検知手段は、前記船舶の喫水状態、重量、トリム角、前記船舶推進機の搭載数、前記船舶本体における前記船舶推進機の設置位置、前記船舶推進機に設けられた推進用のプロペラの回転方向及び回転数、トリムタブの傾斜状態、前記船舶の推進速度、前記船舶推進機の推進力、前記船舶の航行状態、前記船舶推進機に搭載された内燃機関の出力状態、前記プロペラの形状、前記トリムタブの形状、前記船舶の加速度のうち少なくともいずれか一つを検知する走行状態検知センサを含み、前記モータ選択手段は前記走行状態検知センサの検知結果をトルク量の算出に用いることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載の船舶用転舵装置。
【請求項６】
前記転舵モータの温度を検知する温度センサを含み、前記モータ選択手段は前記温度センサの検知結果を前記転舵モータの選択判断に用いることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一つに記載の船舶用転舵装置。
【請求項７】
前記モータ選択手段は、複数の前記転舵モータの前記温度が相違する場合、温度の低い前記転舵モータから順に選択することを特徴とする請求項６に記載の船舶用転舵装置。
【請求項８】
前記モータ選択手段は、複数の前記転舵モータの前記温度が相違する場合、前記モータ特性データにおける最大トルクが大きい前記転舵モータから順に選択することを特徴とする請求項６又は７に記載の船舶用転舵装置。
【請求項９】
前記モータ選択手段は、前記転舵トルクが低トルク領域である場合には温度の低い前記転舵モータから順に選択し、前記転舵トルクが高トルク領域である場合には温度の高い前記転舵モータから順に選択することを特徴とする請求項８に記載の船舶用転舵装置。
【請求項１０】
前記船舶には複数の前記船舶推進機が設けられると共に、それぞれの前記船舶推進機を連結する連結部材が設けられ、
それぞれの前記転舵モータの回動によって生じた力は前記連結部材によって連結された全ての前記船舶推進機に伝達され、該全ての船舶推進機は同一方向に転舵されることを特徴とする請求項１乃至９の何れか一つに記載の船舶用転舵装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れか一つに記載の船舶用転舵装置を搭載したことを特徴とする船舶。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００８−９４３６９（Ｐ２００８−９４３６９Ａ）
【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２００６−３１５３０３（Ｐ２００６−３１５３０３）
【出願日】平成１８年１１月２２日（２００６．１１．２２）
【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１１月２２日（２００６．１１．２２）
【出願人】（０００１７６２１３）ヤマハマリン株式会社 (256)
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