JP2020131908A - 船舶用操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】油圧を用いて船外機推進ユニットを旋回動作させる油圧駆動式の船舶用操舵装置を採用した場合において、船舶の高速走行時における船外機推進ユニットの操舵角の制限を行うこと。【解決手段】第１操舵角制限用ピストン５３及び第２操舵角制限用ピストン６３は、船速が操舵角制限適用船速以上である場合には、第１操舵角変更用ピストン３３及び第２操舵角変更用ピストン４３のストロークエンドまでの移動を規制する規制状態となるように少なくとも動作されている。これによれば、第１操舵角変更用ピストン３３及び第２操舵角変更用ピストン４３それぞれのストロークエンドまでの移動が規制された状態で、第１操舵角変更用ピストン３３及び第２操舵角変更用ピストン４３の往復動に伴ってラックアンドピニオン機構７１が駆動することで、操舵角の制限が行われた状態での船外機推進ユニットの操舵が行われる。【選択図】図４

Description

本発明は、船舶用操舵装置に関する。

従来の船舶用操舵装置として、例えば、船体の外部に搭載された船外機推進ユニットをモータにより操舵するモータ駆動式の操舵装置が知られている。このようなモータ駆動式の操舵装置は、特に小型船舶に採用されており、操船者のハンドル操作量をセンサによって検出するとともに、モータ制御部がセンサによって検出されたハンドル操作量に基づいてモータの駆動を制御することで船外機推進ユニットの操舵角（旋回量）を制御している。

ところで、船舶が高速で走行している際に、操船者がハンドルを大きく操作した場合、そのハンドル操作量に基づいて船外機推進ユニットの操舵角が制御されると、船舶が大きく急旋回されることになり、船舶の走行安定性が損なわれてしまう虞がある。このため、船舶の高速走行時には、船舶が急旋回しないように船外機推進ユニットの操舵角を制限する必要がある。例えば、特許文献１の船舶用操舵装置では、ハンドルに反力を与える反力モータを設け、船舶が高速で走行している際には、反力モータを駆動させて操船者のハンドル操作をし難くすることにより、高速走行時に船外機推進ユニットの操舵角が大きくならないようにしている。

特開２００８−１２６７７３号公報

ところで、船体のサイズが大きくなると、船体の外部に取り付けられる船外機推進ユニットも大型のものが必要になり、その結果、船外機推進ユニットの重量が大きくなる。この場合、船外機推進ユニットを旋回動作させるために必要な力も大きくなるので、モータ駆動式の操舵装置に変えて、油圧駆動式の操舵装置が採用される。そして、油圧駆動式の操舵装置を採用した場合においても、モータ駆動式の操舵装置と同様に、船舶の高速走行時における船舶の走行安定性を損なわないように、船外機推進ユニットの操舵角を制限することが求められている。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、油圧を用いて船外機推進ユニットを旋回動作させる油圧駆動式の船舶用操舵装置を採用した場合において、船舶の高速走行時における船外機推進ユニットの操舵角の制限を行うことができる船舶用操舵装置を提供することにある。

上記課題を解決する船舶用操舵装置は、船体の外部に搭載される船外機推進ユニットの操舵を行う船舶用操舵装置であって、ハンドルの操作量に応じて第１油圧ポンプより作動油が供給される一対のシリンダ室を有する操舵角変更用シリンダと、前記一対のシリンダ室内の油圧によって前記操舵角変更用シリンダ内を往復動する一対の操舵角変更用ピストンと、前記一対の操舵角変更用ピストン同士を連結するとともに前記一対の操舵角変更用ピストンの往復動に伴って駆動して前記船外機推進ユニットの操舵角を変更するラックアンドピニオン機構と、前記操舵角変更用シリンダに連結されるとともに第２油圧ポンプを介して供給される作動油によって往復動する操舵角制限用ピストンをそれぞれ有する一対の操舵角制限用シリンダと、を備え、前記各操舵角制限用ピストンは、前記各操舵角制限用シリンダ内を摺動するピストン部と、前記ピストン部から突出するように設けられるとともに前記ピストン部の往復動に合わせて前記操舵角変更用シリンダの前記各シリンダ室内にそれぞれ出没可能なロッド部と、をそれぞれ有し、前記各操舵角制限用ピストンは、前記各ロッド部が前記操舵角変更用シリンダの前記各シリンダ室内に対して没入することで前記各操舵角変更用ピストンのストロークエンドまでの移動を許容する許容状態と、前記各ロッド部が前記操舵角変更用シリンダの前記各シリンダ室内に突出することで前記各操舵角変更用ピストンのストロークエンドまでの移動を規制する規制状態と、の双方に切り替え可能であり、前記各操舵角制限用ピストンは、船速が予め定められた操舵角制限適用船速以上である場合には、前記規制状態となるように少なくとも動作されている。

これによれば、各操舵角制限用ピストンは、船速が予め定められた操舵角制限適用船速以上である場合には、各ロッド部が操舵角変更用シリンダの各シリンダ室内に突出することで各操舵角変更用ピストンのストロークエンドまでの移動を規制する規制状態となるように少なくとも動作されている。これにより、各操舵角変更用ピストンのストロークエンドまでの移動が規制された状態で、一対の操舵角変更用ピストンの往復動に伴ってラックアンドピニオン機構が駆動することにより、操舵角の制限が行われた状態での船外機推進ユニットの操舵が行われる。したがって、油圧を用いて船外機推進ユニットを旋回動作させる油圧駆動式の船舶用操舵装置を採用した場合において、船舶の高速走行時における船外機推進ユニットの操舵角の制限を行うことができる。

上記船舶用操舵装置において、前記各操舵角制限用シリンダ内には、前記各操舵角制限用ピストンのストローク範囲を制限するストッパ部材がそれぞれ設けられているとよい。
これによれば、例えば、各操舵用制限用シリンダ内に設けられるストッパ部材の位置を変更することで、船外機推進ユニットの操舵角の制限角度を容易に調整することができる。

上記船舶用操舵装置において、前記各操舵角制限用ピストンは、前記船速が上昇して前記操舵角制限適用船速以上になると、前記許容状態から前記規制状態に切り替わるように動作するとよい。これによれば、船舶が予め定められた操舵角制限適用船速以上の船速で走行している際に、船外機推進ユニットの操舵角の制限を確実に行うことができる。

上記船舶用操舵装置において、前記各操舵角制限用ピストンは、アクセルレバーの位置がアクセル全開位置で保持されると、前記許容状態から前記規制状態に切り替わるように動作するとよい。

アクセルレバーの位置がアクセル全開位置で保持されると、船舶は加速して最高速度に達する。そこで、アクセルレバーの位置がアクセル全開位置で保持されると、各操舵角制限用ピストンは、各操舵角変更用ピストンのストロークエンドまでの移動を許容する許容状態からストロークエンドまでの移動を規制する規制状態に切り替わるように動作する。これによれば、船外機推進ユニットの操舵角の制限を早期に行うことができる。

この発明によれば、油圧を用いて船外機推進ユニットを旋回動作させる油圧駆動式の船舶用操舵装置を採用した場合において、船舶の高速走行時における船外機推進ユニットの操舵角の制限を行うことができる。

実施形態における船舶を模式的に示す側面図。 船舶を模式的に示す平面図。 船舶用操舵装置を示す模式図。 第１ロッド部及び第２ロッド部が第１操舵角変更用シリンダ内及び第２操舵角変更用シリンダ内それぞれに突出している状態を示す断面図。 制御装置の制御を説明するためのフローチャート。 別の実施形態における第１操舵角制限用シリンダ周辺を示す部分断面図。 別の実施形態における第１操舵角制限用シリンダ周辺を示す部分断面図。

以下、船舶用操舵装置を具体化した一実施形態を図１〜図５にしたがって説明する。
図１に示すように、船舶１０は、船体１１と、船体１１の外部に搭載される船外機推進ユニット１２と、を有している。船外機推進ユニット１２は、ケース１３、内燃機関１４、操舵ユニット１５、及び旋回ユニット１６を有している。内燃機関１４は、ケース１３内に収容されている。ケース１３は、船体１１の船尾１１ｅに対してブラケット１７を介して取り付けられている。操舵ユニット１５は、ケース１３の下部に取り付けられている。さらに、旋回ユニット１６は、操舵ユニット１５の下部に取り付けられている。旋回ユニット１６は、操舵ユニット１５に対して旋回可能である。旋回ユニット１６は、プロペラ１６ａを有している。プロペラ１６ａは、内燃機関１４の駆動力によって回転駆動する。そして、プロペラ１６ａの回転によって、船舶１０の推進力が発生する。したがって、内燃機関１４は、船舶１０の推進力を発生させるための船舶１０の動力源である。

図２に示すように、船舶１０は、ハンドル１８、アクセルレバー１９、及び制御装置２０を備えている。ハンドル１８及びアクセルレバー１９は、船体１１内の運転室に設けられている。また、制御装置２０は、船体１１内に搭載されている。また、船舶１０は、船速を検出する速度センサ２１、ハンドル１８の操作量を検出する角度センサ２２、及びアクセルレバー１９の位置を検出する位置センサ２３を備えている。

制御装置２０は、速度センサ２１、角度センサ２２、及び位置センサ２３それぞれに電気的に接続されている。速度センサ２１により検出された船速に関する情報は、制御装置２０に送信される。角度センサ２２により検出されたハンドル１８の操作量に関する情報は、制御装置２０に送信される。なお、制御装置２０には、角度センサ２２から送信されるハンドル１８の操作量に基づいて、船外機推進ユニット１２の操舵角を算出するプログラムが予め記憶されている。位置センサ２３により検出されたアクセルレバー１９の位置に関する情報は、制御装置２０に送信される。

また、船舶１０は、ディスプレイ２４を備えている。ディスプレイ２４は、例えば、船体１１内の運転室に設けられている。ディスプレイ２４は、制御装置２０に電気的に接続されている。ディスプレイ２４は、船舶１０の運転に関する情報等を表示する。

図３に示すように、船舶１０は、船外機推進ユニット１２の操舵を行う船舶用操舵装置３０を備えている。船舶用操舵装置３０は、操舵角変更用シリンダを構成する第１操舵角変更用シリンダ３１及び第２操舵角変更用シリンダ４１を備えている。また、船舶用操舵装置３０は、一対の操舵角制限用シリンダである第１操舵角制限用シリンダ５１及び第２操舵角制限用シリンダ６１を備えている。さらに、船舶用操舵装置３０は、ラックアンドピニオン機構７１、第１油圧ポンプ８１、オイルタンク８２、第２油圧ポンプ８３、及び切替弁８４を備えている。

第１操舵角変更用シリンダ３１は、有底筒状の第１操舵角変更用チューブ３２と、平板状の第１操舵角変更用ピストン３３と、を有している。第１操舵角変更用チューブ３２は、平板状の底壁３２ａと、底壁３２ａの外周部から第１操舵角変更用チューブ３２の軸線方向に延びる筒状の周壁３２ｂと、を有している。第１操舵角変更用ピストン３３は、第１操舵角変更用チューブ３２内を往復動可能に第１操舵角変更用チューブ３２内に収容されている。そして、第１操舵角変更用チューブ３２内には、第１操舵角変更用ピストン３３、底壁３２ａ、及び周壁３２ｂによって区画されるシリンダ室としての第１シリンダ室３４が形成されている。第１シリンダ室３４内には作動油としてのオイルが充填されている。周壁３２ｂにおける底壁３２ａ側の端部には、第１シリンダ室３４に連通する第１操舵角変更用オイル給排孔３５が形成されている。また、底壁３２ａの中央部には、底壁３２ａを貫通する貫通孔３６が形成されている。貫通孔３６の軸心は、周壁３２ｂの軸心と一致している。

第２操舵角変更用シリンダ４１は、有底筒状の第２操舵角変更用チューブ４２と、平板状の第２操舵角変更用ピストン４３と、を有している。第２操舵角変更用チューブ４２は、平板状の底壁４２ａと、底壁４２ａの外周部から第２操舵角変更用チューブ４２の軸線方向に延びる筒状の周壁４２ｂと、を有している。第２操舵角変更用ピストン４３は、第２操舵角変更用チューブ４２内を往復動可能に第２操舵角変更用チューブ４２内に収容されている。そして、第２操舵角変更用チューブ４２内には、第２操舵角変更用ピストン４３、底壁４２ａ、及び周壁４２ｂによって区画されるシリンダ室としての第２シリンダ室４４が形成されている。したがって、操舵角変更用シリンダは、一対のシリンダ室を有している。第２シリンダ室４４内には作動油としてのオイルが充填されている。周壁４２ｂにおける底壁４２ａ側の端部には、第２シリンダ室４４に連通する第２操舵角変更用オイル給排孔４５が形成されている。また、底壁４２ａの中央部には、底壁４２ａを貫通する貫通孔４６が形成されている。貫通孔４６の軸心は、周壁４２ｂの軸心と一致している。

第１操舵角変更用チューブ３２及び第２操舵角変更用チューブ４２は、それぞれの軸線方向が一致した状態で互いに配置されている。第１操舵角変更用チューブ３２及び第２操舵角変更用チューブ４２は、それぞれの開口が第１操舵角変更用チューブ３２及び第２操舵角変更用チューブ４２それぞれの軸線方向で互いに向き合うように配置されている。第１操舵角変更用チューブ３２及び第２操舵角変更用チューブ４２は、それぞれの開口が第１操舵角変更用チューブ３２及び第２操舵角変更用チューブ４２それぞれの軸線方向で互いに離間した状態で配置されている。第１操舵角変更用チューブ３２及び第２操舵角変更用チューブ４２は同一形状である。また、第１操舵角変更用ピストン３３及び第２操舵角変更用ピストン４３は同一形状である。

ラックアンドピニオン機構７１は、細長板状のラック７２と、円形歯車であるピニオン７３と、を有している。ラック７２の一面には、複数のラック歯７２ａが設けられている。ピニオン７３は、ラック歯７２ａに噛合されている。ピニオン７３の内周部には、筒状の連結軸７３ａが連結されている。連結軸７３ａの一端はピニオン７３に連結されるとともに、連結軸７３ａの他端は旋回ユニット１６に連結されている。

ラック７２の長手方向の一端部は、第１操舵角変更用チューブ３２の開口を介して第１操舵角変更用チューブ３２内に入り込んでいる。ラック７２の長手方向の一端には、第１操舵角変更用ピストン３３が連結されている。ラック７２の長手方向の他端部は、第２操舵角変更用チューブ４２の開口を介して第２操舵角変更用チューブ４２内に入り込んでいる。ラック７２の長手方向の他端には、第２操舵角変更用ピストン４３が連結されている。したがって、ラックアンドピニオン機構７１のラック７２は、第１操舵角変更用ピストン３３及び第２操舵角変更用ピストン４３同士を連結している。ピニオン７３は、第１操舵角変更用チューブ３２の開口端部と第２操舵角変更用チューブ４２の開口端部との間に配置されている。

第１操舵角制限用シリンダ５１は、有底筒状の第１操舵角制限用チューブ５２と、第１操舵角制限用ピストン５３と、を有している。第１操舵角制限用チューブ５２は、平板状の底壁５２ａと、底壁５２ａの外周部から第１操舵角制限用チューブ５２の軸線方向に延びる筒状の周壁５２ｂと、を有している。周壁５２ｂの先端は、第１操舵角変更用チューブ３２の底壁３２ａの外面に連結されている。これにより、第１操舵角制限用チューブ５２の開口は、第１操舵角変更用チューブ３２の底壁３２ａによって閉塞されている。第１操舵角制限用チューブ５２は、周壁５２ｂの軸心が、第１操舵角変更用チューブ３２の周壁３２ｂの軸心と一致した状態で第１操舵角変更用チューブ３２に連結されている。

第１操舵角制限用ピストン５３は、第１操舵角制限用チューブ５２内に収容されるピストン部としての第１ピストン部５３ａと、第１ピストン部５３ａから突出するように設けられるロッド部としての第１ロッド部５３ｂと、を有している。第１ピストン部５３ａは、平板状であるとともに、第１操舵角制限用チューブ５２内を往復動可能に第１操舵角制限用チューブ５２内に収容されている。第１ピストン部５３ａは、第１操舵角制限用シリンダ５１内を摺動する。第１ロッド部５３ｂは、第１ピストン部５３ａの中央部から突出するとともに第１操舵角変更用チューブ３２の底壁３２ａの貫通孔３６を貫通している。そして、第１ロッド部５３ｂは、第１ピストン部５３ａの往復動に合わせて貫通孔３６を介して第１操舵角変更用シリンダ３１の第１シリンダ室３４内に出没可能である。

第１操舵角制限用チューブ５２内には、第１ピストン部５３ａ、底壁５２ａ、及び周壁５２ｂによって区画される第１操舵角制限用圧力作用室５４ａが形成されている。また、第１操舵角制限用チューブ５２内には、第１ピストン部５３ａ、周壁５２ｂ、及び第１操舵角変更用チューブ３２の底壁３２ａによって区画される第１操舵角復帰用圧力作用室５４ｂが形成されている。周壁５２ｂにおける底壁５２ａ側の端部には、第１操舵角制限用圧力作用室５４ａに連通する第１オイル給排孔５５ａが形成されている。また、周壁５２ｂの先端部には、第１操舵角復帰用圧力作用室５４ｂに連通する第２オイル給排孔５５ｂが形成されている。

貫通孔３６と第１ロッド部５３ｂとの間には第１シール部材３６ｓが設けられている。第１シール部材３６ｓは、貫通孔３６と第１ロッド部５３ｂとの間を介した第１シリンダ室３４と第１操舵角復帰用圧力作用室５４ｂとの間のオイルの流れを抑制する。

周壁５２ｂの内周面における第１オイル給排孔５５ａよりも先端側の部位には、第１ストッパ部材５６ａが取り付けられている。第１ストッパ部材５６ａは、薄平板リング状である。第１ストッパ部材５６ａは、第１ストッパ部材５６ａにおける底壁５２ａ側に位置する面が第１オイル給排孔５５ａの内周面の一部に連続する位置に配置されている。周壁５２ｂの内周面における第２オイル給排孔５５ｂよりも底壁５２ａ側であって、且つ第１ストッパ部材５６ａよりも先端側の部位には、第２ストッパ部材５６ｂが取り付けられている。第２ストッパ部材５６ｂは、薄平板リング状である。第２ストッパ部材５６ｂは、第１ストッパ部材５６ａと同一形状である。第２ストッパ部材５６ｂは、第２ストッパ部材５６ｂにおける周壁５２ｂの先端側に位置する面が第２オイル給排孔５５ｂの内周面の一部に連続する位置に配置されている。

第１ピストン部５３ａは、第１操舵角制限用チューブ５２内を第１ストッパ部材５６ａと第２ストッパ部材５６ｂとの間で往復動可能に第１操舵角制限用チューブ５２内に収容されている。したがって、第１ストッパ部材５６ａ及び第２ストッパ部材５６ｂは、第１操舵角制限用ピストン５３のストローク範囲を制限するストッパ部材である。

第２操舵角制限用シリンダ６１は、有底筒状の第２操舵角制限用チューブ６２と、第２操舵角制限用ピストン６３と、を有している。第２操舵角制限用チューブ６２は、平板状の底壁６２ａと、底壁６２ａの外周部から第２操舵角制限用チューブ６２の軸線方向に延びる筒状の周壁６２ｂと、を有している。周壁６２ｂの先端は、第２操舵角変更用チューブ４２の底壁４２ａの外面に連結されている。これにより、第２操舵角制限用チューブ６２の開口は、第２操舵角変更用チューブ４２の底壁４２ａによって閉塞されている。第２操舵角制限用チューブ６２は、周壁６２ｂの軸心が、第２操舵角変更用チューブ４２の周壁４２ｂの軸心と一致した状態で第２操舵角変更用チューブ４２に連結されている。

第２操舵角制限用ピストン６３は、第２操舵角制限用チューブ６２内に収容されるピストン部としての第２ピストン部６３ａと、第２ピストン部６３ａから突出するように設けられるロッド部としての第２ロッド部６３ｂと、を有している。第２ピストン部６３ａは、平板状であるとともに、第２操舵角制限用チューブ６２内を往復動可能に第２操舵角制限用チューブ６２内に収容されている。第２ピストン部６３ａは、第２操舵角制限用シリンダ６１内を摺動する。第２ロッド部６３ｂは、第２ピストン部６３ａの中央部から突出するとともに第２操舵角変更用チューブ４２の底壁４２ａの貫通孔４６を貫通している。そして、第２ロッド部６３ｂは、第２ピストン部６３ａの往復動に合わせて貫通孔４６を介して第２操舵角変更用シリンダ４１の第２シリンダ室４４内に出没可能である。

第２操舵角制限用チューブ６２内には、第２ピストン部６３ａ、底壁６２ａ、及び周壁６２ｂによって区画される第２操舵角制限用圧力作用室６４ａが形成されている。また、第２操舵角制限用チューブ６２内には、第２ピストン部６３ａ、周壁６２ｂ、及び第２操舵角変更用チューブ４２の底壁４２ａによって区画される第２操舵角復帰用圧力作用室６４ｂが形成されている。周壁６２ｂにおける底壁６２ａ側の端部には、第２操舵角制限用圧力作用室６４ａに連通する第３オイル給排孔６５ａが形成されている。また、周壁６２ｂの先端部には、第２操舵角復帰用圧力作用室６４ｂに連通する第４オイル給排孔６５ｂが形成されている。

貫通孔４６と第２ロッド部６３ｂとの間には第２シール部材４６ｓが設けられている。第２シール部材４６ｓは、貫通孔４６と第２ロッド部６３ｂとの間を介した第２シリンダ室４４と第２操舵角復帰用圧力作用室６４ｂとの間のオイルの流れを抑制する。

周壁６２ｂの内周面における第３オイル給排孔６５ａよりも先端側の部位には、第３ストッパ部材６６ａが取り付けられている。第３ストッパ部材６６ａは、薄平板リング状である。第３ストッパ部材６６ａは、第３ストッパ部材６６ａにおける底壁６２ａ側に位置する面が第３オイル給排孔６５ａの内周面の一部に連続する位置に配置されている。周壁６２ｂの内周面における第４オイル給排孔６５ｂよりも底壁６２ａ側であって、且つ第３ストッパ部材６６ａよりも先端側の部位には、第４ストッパ部材６６ｂが取り付けられている。第４ストッパ部材６６ｂは、薄平板リング状である。第４ストッパ部材６６ｂは、第３ストッパ部材６６ａと同一形状である。第４ストッパ部材６６ｂは、第４ストッパ部材６６ｂにおける周壁６２ｂの先端側に位置する面が第４オイル給排孔６５ｂの内周面の一部に連続する位置に配置されている。

第２ピストン部６３ａは、第２操舵角制限用チューブ６２内を第３ストッパ部材６６ａと第４ストッパ部材６６ｂとの間で往復動可能に第２操舵角制限用チューブ６２内に収容されている。したがって、第３ストッパ部材６６ａ及び第４ストッパ部材６６ｂは、第２操舵角制限用ピストン６３のストローク範囲を制限するストッパ部材である。

第１操舵角制限用チューブ５２及び第２操舵角制限用チューブ６２は同一形状である。また、第１操舵角制限用ピストン５３及び第２操舵角制限用ピストン６３は同一形状である。第１ストッパ部材５６ａと第２ストッパ部材５６ｂとの間の距離と、第３ストッパ部材６６ａと第４ストッパ部材６６ｂとの間の距離とは同じである。

第１油圧ポンプ８１は、船体１１に搭載されている。第１油圧ポンプ８１は、ハンドル１８に連結されている。第１油圧ポンプ８１は、ハンドル１８の操作に基づいて駆動するヘルムポンプである。船舶用操舵装置３０は、第１油圧ポンプ８１と第１操舵角変更用オイル給排孔３５とを接続する第１操舵角変更用オイル流路８１ａを備えている。また、船舶用操舵装置３０は、第１油圧ポンプ８１と第２操舵角変更用オイル給排孔４５とを接続する第２操舵角変更用オイル流路８１ｂを備えている。第１操舵角変更用オイル流路８１ａ及び第２操舵角変更用オイル流路８１ｂは、例えば、配管によってそれぞれ構成されている。そして、ハンドル１８の操作量に応じて第１油圧ポンプ８１より第１シリンダ室３４及び第２シリンダ室４４にオイルが供給される。

例えば、ハンドル１８が右回りに操作されると、第１油圧ポンプ８１は正転する。そして、第１油圧ポンプ８１は、第１シリンダ室３４内のオイルを、第１操舵角変更用オイル給排孔３５、第１操舵角変更用オイル流路８１ａ、第１油圧ポンプ８１、第２操舵角変更用オイル流路８１ｂ、及び第２操舵角変更用オイル給排孔４５を介して第２シリンダ室４４内に供給する。これにより、第２シリンダ室４４内の油圧が、第１シリンダ室３４内の油圧に打ち勝って、第２操舵角変更用ピストン４３が底壁４２ａから離間する方向に移動するとともに第１操舵角変更用ピストン３３が底壁３２ａに接近する方向へ移動し、ラック７２が第１操舵角変更用チューブ３２に対して没入する方向へ移動する。このラック７２における第１操舵角変更用チューブ３２に対して没入する方向への移動に伴って、ラック歯７２ａと噛合されているピニオン７３が左回りに回転し、旋回ユニット１６が連結軸７３ａを介して左回りに旋回する。これにより、船舶１０の進行方向が右方向に変更される。

例えば、ハンドル１８が左回りに操作されると、第１油圧ポンプ８１は逆転する。そして、第１油圧ポンプ８１は、第２シリンダ室４４内のオイルを、第２操舵角変更用オイル給排孔４５、第２操舵角変更用オイル流路８１ｂ、第１油圧ポンプ８１、第１操舵角変更用オイル流路８１ａ、及び第１操舵角変更用オイル給排孔３５を介して第１シリンダ室３４内に供給する。これにより、第１シリンダ室３４内の油圧が、第２シリンダ室４４内の油圧に打ち勝って、第１操舵角変更用ピストン３３が底壁３２ａから離間する方向に移動するとともに第２操舵角変更用ピストン４３が底壁４２ａに接近する方向へ移動し、ラック７２が第２操舵角変更用チューブ４２に対して没入する方向へ移動する。このラック７２における第２操舵角変更用チューブ４２に対して没入する方向への移動に伴って、ラック歯７２ａと噛合されているピニオン７３が右回りに回転し、旋回ユニット１６が連結軸７３ａを介して右回りに旋回する。これにより、船舶１０の進行方向が左方向に変更される。

ハンドル１８が、船舶１０を直進させる中立位置にある場合、第１操舵角変更用ピストン３３と底壁３２ａとの間の距離と、第２操舵角変更用ピストン４３と底壁４２ａとの間の距離とは同じである。ハンドル１８が中立位置の状態から右回りに操作されて、第１操舵角変更用ピストン３３と底壁３２ａとの間の距離と、第２操舵角変更用ピストン４３と底壁４２ａとの間の距離とが同じ状態から、第１操舵角変更用ピストン３３が底壁３２ａに接近するほど、旋回ユニット１６における左方向、即ち船舶１０の右回りへの操舵角が大きくなっていく。そして、第１操舵角変更用ピストン３３が底壁３２ａに当接するまで移動すると、旋回ユニット１６における左方向、即ち船舶１０の右回りへの操舵角が最大角度となる。本実施形態において、第１操舵角変更用ピストン３３における底壁３２ａに当接するまでの移動は、第１操舵角変更用ピストン３３のストロークエンドまでの移動である。

ハンドル１８が中立位置の状態から左回りに操作されて、第１操舵角変更用ピストン３３と底壁３２ａとの間の距離と、第２操舵角変更用ピストン４３と底壁４２ａとの間の距離とが同じ状態から、第２操舵角変更用ピストン４３が底壁４２ａに接近するほど、旋回ユニット１６における右方向、即ち船舶１０の左回りへの操舵角が大きくなっていく。そして、第２操舵角変更用ピストン４３が底壁４２ａに当接するまで移動すると、旋回ユニット１６における右方向、即ち船舶１０の左回りへの操舵角が最大角度となる。本実施形態において、第２操舵角変更用ピストン４３における底壁４２ａに当接するまでの移動は、第２操舵角変更用ピストン４３のストロークエンドまでの移動である。なお、図１のような旋回ユニット１６の操舵角の最大角度は、例えば、±９０度である。

したがって、第１操舵角変更用ピストン３３及び第２操舵角変更用ピストン４３は、旋回ユニット１６、すなわち船外機推進ユニット１２の操舵角の変更を行うために第１シリンダ室３４及び第２シリンダ室４４内の油圧によって第１操舵角変更用シリンダ３１及び第２操舵角変更用シリンダ４１内を往復動する一対の操舵角変更用ピストンである。そして、ラックアンドピニオン機構７１は、第１操舵角変更用ピストン３３及び第２操舵角変更用ピストン４３の往復動に伴って駆動して船外機推進ユニット１２の操舵角を変更する。

船舶用操舵装置３０は、オイルタンク８２と第２油圧ポンプ８３とを接続する第１接続流路８５を備えている。また、船舶用操舵装置３０は、第２油圧ポンプ８３と切替弁８４とを接続する第２接続流路８６を備えている。さらに、船舶用操舵装置３０は、切替弁８４とオイルタンク８２とを接続する第３接続流路８７を備えている。第１接続流路８５、第２接続流路８６、及び第３接続流路８７は、例えば、配管によってそれぞれ構成されている。

船舶用操舵装置３０は、切替弁８４と第１オイル給排孔５５ａとを接続する第１操舵角制限用オイル流路８４ａを備えている。また、船舶用操舵装置３０は、切替弁８４と第２オイル給排孔５５ｂとを接続する第２操舵角制限用オイル流路８４ｂを備えている。船舶用操舵装置３０は、第１操舵角制限用オイル流路８４ａと第３オイル給排孔６５ａとを接続する第３操舵角制限用オイル流路８４ｃを備えている。また、船舶用操舵装置３０は、第２操舵角制限用オイル流路８４ｂと第４オイル給排孔６５ｂとを接続する第４操舵角制限用オイル流路８４ｄを備えている。第２接続流路８６、第１操舵角制限用オイル流路８４ａ、第２操舵角制限用オイル流路８４ｂ、第３操舵角制限用オイル流路８４ｃ、及び第４操舵角制限用オイル流路８４ｄは、第２油圧ポンプ８３と第１操舵角制限用シリンダ５１及び第２操舵角制限用シリンダ６１とを接続する油圧配管８８を構成している。そして、切替弁８４は、油圧配管８８に設けられている。

オイルタンク８２には作動油としてのオイルが貯留されている。第２油圧ポンプ８３は、内燃機関１４の動力によって駆動する。そして、内燃機関１４の動力によって第２油圧ポンプ８３が駆動すると、オイルタンク８２内に貯留されているオイルが、第１接続流路８５、第２油圧ポンプ８３、及び第２接続流路８６を介して切替弁８４に供給される。

切替弁８４は、制御装置２０に電気的に接続されている。切替弁８４は、制御装置２０から出力される指令信号に基づいて動作する電磁弁である。制御装置２０には、切替弁８４を動作させるための指令信号を生成するためのプログラムが予め記憶されている。切替弁８４を動作させるための指令信号は、ハンドル１８の操作量、アクセルレバー１９の位置、及び船速それぞれに関する情報から生成される。

切替弁８４は、第２油圧ポンプ８３から第２接続流路８６を介して供給されたオイルにおける第１操舵角制限用オイル流路８４ａへの流れを許容し、且つ第２操舵角制限用オイル流路８４ｂからのオイルにおける第３接続流路８７への流れを許容する第１弁切替状態に切替可能に構成されている。また、切替弁８４は、第２油圧ポンプ８３から第２接続流路８６を介して供給されたオイルにおける第２操舵角制限用オイル流路８４ｂへの流れを許容し、且つ第１操舵角制限用オイル流路８４ａからのオイルにおける第３接続流路８７への流れを許容する第２弁切替状態に切替可能に構成されている。さらに、切替弁８４は、第２油圧ポンプ８３から第２接続流路８６を介して供給されたオイルにおける第１操舵角制限用オイル流路８４ａ及び第２操舵角制限用オイル流路８４ｂそれぞれへの流れを遮断し、且つ第２接続流路８６から供給されたオイルにおける第３接続流路８７への流れを許容する第３弁切替状態に切替可能に構成されている。切替弁８４は、制御装置２０からの指令信号によって、第１弁切替状態、第２弁切替状態、及び第３弁切替状態の３つの弁切替状態に切替可能に構成されている。

制御装置２０には、操舵角制限無しモード実行処理を行うプログラムが予め記憶されている。また、制御装置２０には、操舵角制限有りモード実行処理を行うプログラムが予め記憶されている。さらに、制御装置２０には、操舵角制限有りモード実行処理を行うか否かの判断処理を行うプログラムが予め記憶されている。

制御装置２０は、例えば、操舵角制限無しモード実行処理を行っている際に、判断処理によって、操舵角制限有りモード実行処理を行う旨の判断がされ、操舵角制限無しモード実行処理から操舵角制限有りモード実行処理に切り替わった場合、切替弁８４が第１弁切替状態に切り替わるように切替弁８４の動作を制御する。すると、第２油圧ポンプ８３から第２接続流路８６を介して切替弁８４に供給されたオイルにおける第１操舵角制限用オイル流路８４ａへの流れが許容され、且つ第２操舵角制限用オイル流路８４ｂからのオイルにおける切替弁８４を介した第３接続流路８７への流れが許容される。

図４に示すように、第２油圧ポンプ８３から第２接続流路８６を介して切替弁８４に供給されたオイルが第１操舵角制限用オイル流路８４ａへ流れると、第１操舵角制限用オイル流路８４ａ及び第１オイル給排孔５５ａを介して第１操舵角制限用圧力作用室５４ａ内にオイルが供給される。そして、第１ピストン部５３ａは、第１操舵角制限用圧力作用室５４ａ内の油圧を受圧して第１ストッパ部材５６ａから第２ストッパ部材５６ｂに向けて移動するとともに、第１ロッド部５３ｂが貫通孔３６を介して第１操舵角変更用シリンダ３１内に突出する。また、第１ピストン部５３ａにおける第１ストッパ部材５６ａから第２ストッパ部材５６ｂに向けた移動に伴って、第１操舵角復帰用圧力作用室５４ｂ内のオイルが第２オイル給排孔５５ｂ、第２操舵角制限用オイル流路８４ｂ、切替弁８４、及び第３接続流路８７を介してオイルタンク８２へ還流される。

また、第２油圧ポンプ８３から第２接続流路８６を介して切替弁８４に供給されたオイルが第１操舵角制限用オイル流路８４ａへ流れると、第１操舵角制限用オイル流路８４ａ、第３操舵角制限用オイル流路８４ｃ、及び第３オイル給排孔６５ａを介して第２操舵角制限用圧力作用室６４ａ内にオイルが供給される。そして、第２ピストン部６３ａは、第２操舵角制限用圧力作用室６４ａ内の油圧を受圧して第３ストッパ部材６６ａから第４ストッパ部材６６ｂに向けて移動するとともに、第２ロッド部６３ｂが貫通孔４６を介して第２操舵角変更用シリンダ４１内に突出する。また、第２ピストン部６３ａにおける第３ストッパ部材６６ａから第４ストッパ部材６６ｂに向けた移動に伴って、第２操舵角復帰用圧力作用室６４ｂ内のオイルが第４オイル給排孔６５ｂ、第４操舵角制限用オイル流路８４ｄ、第２操舵角制限用オイル流路８４ｂ、切替弁８４、及び第３接続流路８７を介してオイルタンク８２へ還流される。

第１ピストン部５３ａにおける第１ストッパ部材５６ａから第２ストッパ部材５６ｂに向けた移動と、第２ピストン部６３ａにおける第３ストッパ部材６６ａから第４ストッパ部材６６ｂに向けた移動とは、同期して行われる。よって、第１ピストン部５３ａにおける第１ストッパ部材５６ａから離間するタイミングと、第２ピストン部６３ａにおける第３ストッパ部材６６ａから離間するタイミングとは同じである。また、第１ピストン部５３ａにおける第２ストッパ部材５６ｂに当接するタイミングと、第２ピストン部６３ａにおける第４ストッパ部材６６ｂに当接するタイミングとは同じである。したがって、第１ピストン部５３ａが第１ストッパ部材５６ａから第２ストッパ部材５６ｂまで移動するのに要する時間と、第２ピストン部６３ａが第３ストッパ部材６６ａから第４ストッパ部材６６ｂまで移動するのに要する時間とは同じである。

第１操舵角変更用シリンダ３１内に突出した第１ロッド部５３ｂは、第１操舵角変更用ピストン３３と当接することにより、第１操舵角変更用ピストン３３のストロークエンドまでの移動を規制する。よって、操舵角制限有りモード実行処理の際には、第１操舵角変更用ピストン３３が底壁３２ａに当接しないため、旋回ユニット１６における左方向、即ち船舶１０の右回りへの操舵角が制限された状態となる。

また、第２操舵角変更用シリンダ４１内に突出した第２ロッド部６３ｂは、第２操舵角変更用ピストン４３と当接することにより、第２操舵角変更用ピストン４３のストロークエンドまでの移動を規制する。よって、操舵角制限有りモード実行処理の際には、第２操舵角変更用ピストン４３が底壁４２ａに当接しないため、旋回ユニット１６における右方向、即ち船舶１０の左回りへの操舵角が制限された状態となる。

したがって、第１操舵角制限用ピストン５３及び第２操舵角制限用ピストン６３は、旋回ユニット１６、すなわち船外機推進ユニット１２の操舵角を制限するために第１操舵角制限用チューブ５２及び第２操舵角制限用チューブ６２それぞれの内部を往復動する操舵角制限用ピストンである。

そして、制御装置２０は、第１ピストン部５３ａが第２ストッパ部材５６ｂに当接するとともに第２ピストン部６３ａが第４ストッパ部材６６ｂに当接すると、切替弁８４が第３弁切替状態に切り替わるように切替弁８４の動作を制御する。すると、第２油圧ポンプ８３から第２接続流路８６を介して切替弁８４に供給されたオイルにおける第１操舵角制限用オイル流路８４ａ及び第２操舵角制限用オイル流路８４ｂそれぞれへの流れが遮断され、且つ第２接続流路８６から切替弁８４に供給されたオイルにおける第３接続流路８７への流れが許容される。これにより、第２油圧ポンプ８３から第２接続流路８６を介して切替弁８４に供給されたオイルは、第３接続流路８７を介してオイルタンク８２へ還流される。

そして、第１操舵角制限用圧力作用室５４ａ内の油圧と第１操舵角復帰用圧力作用室５４ｂ内の油圧との均衡が保たれるとともに、第２操舵角制限用圧力作用室６４ａ内の油圧と第２操舵角復帰用圧力作用室６４ｂ内の油圧との均衡が保たれる。その結果、第１ロッド部５３ｂが第１操舵角変更用シリンダ３１内に突出するとともに、第２ロッド部６３ｂが第２操舵角変更用シリンダ４１内に突出した状態で、第１操舵角制限用ピストン５３及び第２操舵角制限用ピストン６３それぞれの位置が保持される。

制御装置２０は、例えば、操舵角制限有りモード実行処理を行っている際に、判断処理によって、操舵角制限無しモード実行処理を行う旨の判断がされ、操舵角制限有りモード実行処理から操舵角制限無しモード実行処理に切り替わった場合、切替弁８４が第２弁切替状態に切り替わるように切替弁８４の動作を制御する。すると、第２油圧ポンプ８３から第２接続流路８６を介して切替弁８４に供給されたオイルにおける第２操舵角制限用オイル流路８４ｂへの流れが許容され、且つ第１操舵角制限用オイル流路８４ａからのオイルにおける切替弁８４を介した第３接続流路８７への流れが許容される。

図３に示すように、第２油圧ポンプ８３から第２接続流路８６を介して切替弁８４に供給されたオイルが第２操舵角制限用オイル流路８４ｂへ流れると、第２操舵角制限用オイル流路８４ｂ及び第２オイル給排孔５５ｂを介して第１操舵角復帰用圧力作用室５４ｂ内にオイルが供給される。そして、第１ピストン部５３ａは、第１操舵角復帰用圧力作用室５４ｂ内の油圧を受圧して第２ストッパ部材５６ｂから第１ストッパ部材５６ａに向けて移動するとともに、第１ロッド部５３ｂが第１操舵角変更用シリンダ３１内に対して没入する。また、第１ピストン部５３ａにおける第２ストッパ部材５６ｂから第１ストッパ部材５６ａに向けた移動に伴って、第１操舵角制限用圧力作用室５４ａ内のオイルが第１オイル給排孔５５ａ、第１操舵角制限用オイル流路８４ａ、切替弁８４、及び第３接続流路８７を介してオイルタンク８２へ還流される。

また、第２油圧ポンプ８３から第２接続流路８６を介して切替弁８４に供給されたオイルが第２操舵角制限用オイル流路８４ｂへ流れると、第２操舵角制限用オイル流路８４ｂ、第４操舵角制限用オイル流路８４ｄ、及び第４オイル給排孔６５ｂを介して第２操舵角復帰用圧力作用室６４ｂ内にオイルが供給される。そして、第２ピストン部６３ａは、第２操舵角復帰用圧力作用室６４ｂ内の油圧を受圧して第４ストッパ部材６６ｂから第３ストッパ部材６６ａに向けて移動するとともに、第２ロッド部６３ｂが第２操舵角変更用シリンダ４１内に対して没入する。また、第２ピストン部６３ａにおける第４ストッパ部材６６ｂから第３ストッパ部材６６ａに向けた移動に伴って、第２操舵角制限用圧力作用室６４ａ内のオイルが第３オイル給排孔６５ａ、第３操舵角制限用オイル流路８４ｃ、第１操舵角制限用オイル流路８４ａ、切替弁８４、及び第３接続流路８７を介してオイルタンク８２へ還流される。

第１ピストン部５３ａにおける第２ストッパ部材５６ｂから第１ストッパ部材５６ａに向けた移動と、第２ピストン部６３ａにおける第４ストッパ部材６６ｂから第３ストッパ部材６６ａに向けた移動とは、同期して行われる。よって、第１ピストン部５３ａにおける第２ストッパ部材５６ｂから離間するタイミングと、第２ピストン部６３ａにおける第４ストッパ部材６６ｂから離間するタイミングとは同じである。また、第１ピストン部５３ａにおける第１ストッパ部材５６ａに当接するタイミングと、第２ピストン部６３ａにおける第３ストッパ部材６６ａに当接するタイミングとは同じである。したがって、第１ピストン部５３ａが第２ストッパ部材５６ｂから第１ストッパ部材５６ａまで移動するのに要する時間と、第２ピストン部６３ａが第４ストッパ部材６６ｂから第３ストッパ部材６６ａまで移動するのに要する時間とは同じである。

第１ピストン部５３ａが第１ストッパ部材５６ａに当接するまで移動し、第１ロッド部５３ｂが第１操舵角変更用シリンダ３１内に対して最も没入した状態となると、第１ロッド部５３ｂの先端は、貫通孔３６から第１操舵角変更用シリンダ３１内に突出していない状態となる。よって、第１操舵角変更用シリンダ３１内に対して没入した第１ロッド部５３ｂは、第１操舵角変更用ピストン３３のストロークエンドまでの移動を許容する。したがって、操舵角制限無しモード実行処理の際には、第１操舵角変更用ピストン３３が底壁３２ａに当接可能なため、旋回ユニット１６における左方向、即ち船舶１０の右回りへの操舵角の制限が解除された状態となる。

第２ピストン部６３ａが第３ストッパ部材６６ａに当接するまで移動し、第２ロッド部６３ｂが第２操舵角変更用シリンダ４１内に対して最も没入した状態となると、第２ロッド部６３ｂの先端は、貫通孔４６から第２操舵角変更用シリンダ４１内に突出していない状態となる。よって、第２操舵角変更用シリンダ４１内に対して没入した第２ロッド部６３ｂは、第２操舵角変更用ピストン４３のストロークエンドまでの移動を許容する。したがって、操舵角制限無しモード実行処理の際には、第２操舵角変更用ピストン４３が底壁４２ａに当接可能なため、旋回ユニット１６における右方向、即ち船舶１０の左回りへの操舵角の制限が解除された状態となる。

したがって、第２油圧ポンプ８３は、第１操舵角制限用シリンダ５１及び第２操舵角制限用シリンダ６１にオイルをそれぞれ給排して第１操舵角制限用ピストン５３及び第２操舵角制限用ピストン６３をそれぞれ往復動させる。切替弁８４は、第１操舵角制限用ピストン５３及び第２操舵角制限用ピストン６３を、第１操舵角変更用ピストン３３及び第２操舵角変更用ピストン４３のストロークエンドまでの移動を許容する許容状態に切り替える動作を行う。また、切替弁８４は、第１操舵角制限用ピストン５３及び第２操舵角制限用ピストン６３を、第１操舵角変更用ピストン３３及び第２操舵角変更用ピストン４３のストロークエンドまでの移動を規制する規制状態に切り替える動作を行う。したがって、切替弁８４は、上記許容状態と上記規制状態との双方に切り替えるために動作し、第１操舵角制限用ピストン５３及び第２操舵角制限用ピストン６３は、上記許容状態と上記規制状態との双方に切り替え可能である。そして、切替弁８４は、第２油圧ポンプ８３における第１操舵角制限用シリンダ５１及び第２操舵角制限用シリンダ６１それぞれへのオイルの給排を切り替える。したがって、第１操舵角制限用シリンダ５１及び第２操舵角制限用シリンダ６１は、複動形のシリンダである。

制御装置２０は、第１ピストン部５３ａが第１ストッパ部材５６ａに当接するとともに第２ピストン部６３ａが第３ストッパ部材６６ａに当接すると、切替弁８４が第３弁切替状態に切り替わるように切替弁８４の動作を制御する。すると、第２油圧ポンプ８３から第２接続流路８６を介して切替弁８４に供給されたオイルにおける第１操舵角制限用オイル流路８４ａ及び第２操舵角制限用オイル流路８４ｂそれぞれへの流れが遮断され、且つ第２接続流路８６から切替弁８４に供給されたオイルにおける第３接続流路８７への流れが許容される。これにより、第２油圧ポンプ８３から第２接続流路８６を介して切替弁８４に供給されたオイルは、第３接続流路８７を介してオイルタンク８２へ還流される。

そして、第１操舵角制限用圧力作用室５４ａ内の油圧と第１操舵角復帰用圧力作用室５４ｂ内の油圧との均衡が保たれるとともに、第２操舵角制限用圧力作用室６４ａ内の油圧と第２操舵角復帰用圧力作用室６４ｂ内の油圧との均衡が保たれる。その結果、第１ロッド部５３ｂが第１操舵角変更用シリンダ３１に対して没入するとともに、第２ロッド部６３ｂが第２操舵角変更用シリンダ４１に対して没入した状態で、第１操舵角制限用ピストン５３及び第２操舵角制限用ピストン６３それぞれの位置が保持される。

制御装置２０には、操舵角制限値α、操舵角制限適用船速Ｖ、及び操舵角制限用ピストン動作完了時間Ｔが予め設定されたパラメータとして記憶されている。操舵角制限値αは、制御装置２０が操舵角制限有りモードを実行している際に許容される船外機推進ユニット１２の操舵角の上限値である。例えば、第１ピストン部５３ａが第２ストッパ部材５６ｂに当接した状態において、第１操舵角変更用ピストン３３と第１ロッド部５３ｂとが当接すると、船外機推進ユニット１２における左方向への操舵角が操舵角制限値αとなる。また、例えば、第２ピストン部６３ａが第４ストッパ部材６６ｂに当接した状態において、第２操舵角変更用ピストン４３と第２ロッド部６３ｂとが当接すると、船外機推進ユニット１２における右方向への操舵角が操舵角制限値αとなる。

操舵角制限適用船速Ｖは、予め定められた船速であり、制御装置２０が判断処理を実行している際に操舵角制限有りモード実行処理を行うか否かの判断に用いられる。そして、制御装置２０には、船速が上昇して操舵角制限適用船速Ｖ以上になると、第１ロッド部５３ｂ及び第２ロッド部６３ｂが第１操舵角変更用シリンダ３１内及び第２操舵角変更用シリンダ４１内にそれぞれ突出した状態となるように切替弁８４の動作を制御するプログラムが予め記憶されている。したがって、第１操舵角制限用ピストン５３及び第２操舵角制限用ピストン６３は、船速が上昇して操舵角制限適用船速Ｖ以上となると、第１操舵角変更用ピストン３３及び第２操舵角変更用ピストン４３のストロークエンドまでの移動を許容する許容状態からストロークエンドまでの移動を規制する規制状態に切り替わるように動作する。制御装置２０は、切替弁８４の動作を船速に応じて制御する制御部である。

操舵角制限用ピストン動作完了時間Ｔは、第１ピストン部５３ａが第１ストッパ部材５６ａから第２ストッパ部材５６ｂまで移動するのに要する時間、又は第１ピストン部５３ａが第２ストッパ部材５６ｂから第１ストッパ部材５６ａまで移動するのに要する時間である。なお、操舵角制限用ピストン動作完了時間Ｔは、第２ピストン部６３ａが第３ストッパ部材６６ａから第４ストッパ部材６６ｂまで移動するのに要する時間、又は第２ピストン部６３ａが第４ストッパ部材６６ｂから第３ストッパ部材６６ａまで移動するのに要する時間でもある。

また、制御装置２０には、アクセルレバー１９の位置がアクセル全開位置で保持されると、第１ロッド部５３ｂ及び第２ロッド部６３ｂが第１操舵角変更用シリンダ３１内及び第２操舵角変更用シリンダ４１内にそれぞれ突出した状態となるように切替弁８４の動作を制御するプログラムが予め記憶されている。したがって、第１操舵角制限用ピストン５３及び第２操舵角制限用ピストン６３は、アクセルレバー１９の位置がアクセル全開位置で保持されると、第１操舵角変更用ピストン３３及び第２操舵角変更用ピストン４３のストロークエンドまでの移動を許容する許容状態からストロークエンドまでの移動を規制する規制状態に切り替わるように動作する。

アクセルレバー１９の位置がアクセル全開位置で保持されると、船舶１０は加速して最高速度に達する。したがって、第１操舵角制限用ピストン５３及び第２操舵角制限用ピストン６３は、船速が操舵角制限適用船速Ｖ以上である場合には、第１操舵角変更用ピストン３３及び第２操舵角変更用ピストン４３のストロークエンドまでの移動を規制する規制状態となるように少なくとも動作されている。

また、制御装置２０は、第１ピストン部５３ａ及び第２ピストン部６３ａが移動し始めたときに、時間を計測するタイマー機能を有している。制御装置２０には、第１ピストン部５３ａ及び第２ピストン部６３ａが移動し始めたときに、第１ピストン部５３ａ及び第２ピストン部６３ａの移動時間を、操舵角変更経過時間として計測するプログラムが予め記憶されている。

次に、本実施形態の作用について説明する。
図５に示すように、制御装置２０は、まず、ステップＳ１１において初期設定を行う。制御装置２０は、初期設定として、操舵角制限無しモード実行処理を行うとともに、操舵角変更経過時間を「０」にし、さらには、操舵角制限越えフラグを「０」にする。次に、制御装置２０は、ステップＳ１２において、速度センサ２１により検出された船速に関する情報、角度センサ２２により検出されたハンドル１８の操作量に関する情報、及び位置センサ２３により検出されたアクセルレバー１９の位置に関する情報をそれぞれ受信する。

次に、制御装置２０は、ステップＳ１３において、速度センサ２１により検出された船速が操舵角制限適用船速Ｖ以上であるか否かを判定する。制御装置２０は、ステップＳ１３において船速が操舵角制限適用船速Ｖ以上ではないと判定すると、ステップＳ１４に移行し、ステップＳ１４において位置センサ２３により検出されたアクセルレバー１９の位置がアクセル全開位置であるか否かを判定する。制御装置２０は、ステップＳ１４においてアクセルレバー１９の位置がアクセル全開位置ではないと判定すると、ステップＳ１５に移行し、ステップＳ１５において操舵角制限有りモード実行処理を行っているか否かを判定する。

制御装置２０は、ステップＳ１５において操舵角制限有りモード実行処理を行っていると判定すると、ステップＳ１６に移行し、ステップＳ１６において操舵角変更経過時間を「０」にする。そして、制御装置２０は、ステップＳ１７において操舵角制限無しモード実行処理を行う。一方、制御装置２０は、ステップＳ１５において操舵角制限有りモード実行処理を行っていないと判定すると、ステップＳ１７に移行する。

次に、制御装置２０は、ステップＳ１８において、操舵角変更経過時間が操舵角制限用ピストン動作完了時間Ｔ以上であるか否かを判定する。制御装置２０は、ステップＳ１８において操舵角変更経過時間が操舵角制限用ピストン動作完了時間Ｔ以上ではないと判定すると、ステップＳ１９に移行し、ステップＳ１９において切替弁８４が第２弁切替状態となるように切替弁８４の動作を制御する。また、制御装置２０は、ステップＳ１９において切替弁８４が第２弁切替状態となるように切替弁８４の動作を制御すると同時に、操舵角変更経過時間を計測する。そして、制御装置２０は、ステップＳ２０において、現在のモード実行処理の状況が操舵角制限無しモード実行処理中か操舵角制限有りモード実行処理中かを知らせるための操舵角制限状況に関する情報と、現在の船外機推進ユニット１２の操舵角と、をディスプレイ２４に出力する。その後、制御装置２０は、ステップＳ１２に移行し、ステップＳ１２以降の処理を繰り返し行う。

一方、制御装置２０は、ステップＳ１８において操舵角変更経過時間が操舵角制限用ピストン動作完了時間Ｔ以上であると判定すると、ステップＳ２１に移行し、ステップＳ２１において切替弁８４が第３弁切替状態となるように切替弁８４の動作を制御する。これにより、第１ロッド部５３ｂが第１操舵角変更用シリンダ３１に対して没入するとともに、第２ロッド部６３ｂが第２操舵角変更用シリンダ４１に対して没入した状態で、第１操舵角制限用ピストン５３及び第２操舵角制限用ピストン６３それぞれの位置が保持され、船外機推進ユニット１２の操舵角が制限されていない状態となる。そして、制御装置２０は、ステップＳ２０に移行する。

一方、制御装置２０は、ステップＳ１３において船速が操舵角制限適用船速Ｖ以上であると判定すると、ステップＳ２２に移行し、ステップＳ２２において操舵角制限無しモード実行処理を行っているか否か、又は操舵角制限越えフラグが「０」であるか否かを判定する。また、制御装置２０は、ステップＳ１４においてアクセルレバー１９の位置がアクセル全開位置であると判定すると、ステップＳ２２に移行する。

ステップＳ１３及びステップＳ１４は、ステップＳ１２において制御装置２０が受信した船速に関する情報、ハンドル１８の操作量に関する情報、及びアクセルレバー１９の位置に関する情報に基づいて、操舵角制限有りモード実行処理を行うか否かの判断を制御装置２０が行う判断処理である。

制御装置２０は、ステップＳ２２において操舵角制限無しモード実行処理を行っている、又は操舵角制限越えフラグが「０」であると判定すると、ステップＳ２３に移行し、ステップＳ２３において操舵角変更経過時間を「０」にする。そして、制御装置２０は、ステップＳ２４において操舵角制限有りモード実行処理を行う。一方、制御装置２０は、ステップＳ２２において操舵角制限無しモード実行処理を行っていない、又は操舵角制限越えフラグが「０」ではないと判定すると、ステップＳ２４に移行する。

次に、制御装置２０は、ステップＳ２５において船外機推進ユニット１２の操舵角の絶対値が操舵角制限値αよりも大きいか否かを判定する。制御装置２０は、ステップＳ２５において船外機推進ユニット１２の操舵角の絶対値が操舵角制限値αよりも大きいと判定すると、ステップＳ２６に移行し、ステップＳ２６において操舵角制限越えフラグを「１」とする。そして、制御装置２０は、ステップＳ２７において船外機推進ユニット１２の操舵角を操舵角制限値α以下にするようにディスプレイ２４に警告表示を出力する。

次に、制御装置２０は、ステップＳ２８において切替弁８４が第１弁切替状態となるように切替弁８４の動作を制御する。また、制御装置２０は、ステップＳ２８において切替弁８４が第１弁切替状態となるように切替弁８４の動作を制御すると同時に、操舵角変更経過時間を計測する。そして、制御装置２０は、ステップＳ２０に移行し、ステップＳ２０において、現在の操舵角制限状況に関する情報と、現在の船外機推進ユニット１２の操舵角と、をディスプレイ２４に出力する。その後、制御装置２０は、ステップＳ１２に移行し、ステップＳ１２以降の処理を繰り返し行う。

一方、制御装置２０は、ステップＳ２５において船外機推進ユニット１２の操舵角の絶対値が操舵角制限値αよりも大きくないと判定すると、ステップＳ２９に移行し、ステップＳ２９において操舵角制限越えフラグを「０」とする。そして、制御装置２０は、ステップＳ３０において、操舵角変更経過時間が操舵角制限用ピストン動作完了時間Ｔ以上であるか否かを判定する。

制御装置２０は、ステップＳ３０において操舵角変更経過時間が操舵角制限用ピストン動作完了時間Ｔ以上ではないと判定すると、ステップＳ２８に移行し、ステップＳ２８以降の処理を行う。一方、ステップＳ３０において操舵角変更経過時間が操舵角制限用ピストン動作完了時間Ｔ以上あると判定すると、ステップＳ２１に移行し、ステップＳ２１において切替弁８４が第３弁切替状態となるように切替弁８４の動作を制御する。これにより、第１ロッド部５３ｂが第１操舵角変更用シリンダ３１内に突出するとともに、第２ロッド部６３ｂが第２操舵角変更用シリンダ４１内に突出した状態で、第１操舵角制限用ピストン５３及び第２操舵角制限用ピストン６３それぞれの位置が保持され、船外機推進ユニット１２の操舵角が制限された状態となる。

上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）第１操舵角制限用ピストン５３及び第２操舵角制限用ピストン６３は、船速が操舵角制限適用船速Ｖ以上である場合には、第１操舵角変更用ピストン３３及び第２操舵角変更用ピストン４３のストロークエンドまでの移動を規制する規制状態となるように少なくとも動作されている。そして、第１操舵角変更用ピストン３３及び第２操舵角変更用ピストン４３それぞれのストロークエンドまでの移動が規制された状態で、第１操舵角変更用ピストン３３及び第２操舵角変更用ピストン４３の往復動に伴ってラックアンドピニオン機構７１が駆動することで、操舵角の制限が行われた状態での船外機推進ユニット１２の操舵が行われる。したがって、油圧を用いて船外機推進ユニット１２を旋回動作させる油圧駆動式の船舶用操舵装置３０を採用した場合において、船舶１０の高速走行時における船外機推進ユニット１２の操舵角の制限を行うことができる。

（２）第１操舵角制限用シリンダ５１内には、第１操舵角制限用ピストン５３のストローク範囲を制限する第１ストッパ部材５６ａ及び第２ストッパ部材５６ｂが設けられており、第２操舵角制限用シリンダ６１内には、第２操舵角制限用ピストン６３のストローク範囲を制限する第３ストッパ部材６６ａ及び第４ストッパ部材６６ｂが設けられている。これによれば、第１操舵角制限用シリンダ５１内に設けられる第１ストッパ部材５６ａ及び第２ストッパ部材５６ｂの位置を変更するとともに、第２操舵角制限用シリンダ６１内に設けられる第３ストッパ部材６６ａ及び第４ストッパ部材６６ｂの位置を変更することで、船外機推進ユニット１２の操舵角の制限角度を容易に調整することができる。

（３）第１操舵角制限用ピストン５３及び第２操舵角制限用ピストン６３は、船速が上昇して操舵角制限適用船速Ｖ以上となると、第１操舵角変更用ピストン３３及び第２操舵角変更用ピストン４３のストロークエンドまでの移動を許容する許容状態からストロークエンドまでの移動を規制する規制状態に切り替わるように動作する。これによれば、船舶１０が操舵角制限適用船速Ｖ以上の船速で走行している際に、船外機推進ユニット１２の操舵角の制限を確実に行うことができる。

（４）アクセルレバー１９の位置がアクセル全開位置で保持されると、船舶１０は加速して最高速度に達する。そこで、第１操舵角制限用ピストン５３及び第２操舵角制限用ピストン６３は、アクセルレバー１９の位置がアクセル全開位置で保持されると、第１操舵角変更用ピストン３３及び第２操舵角変更用ピストン４３のストロークエンドまでの移動を許容する許容状態からストロークエンドまでの移動を規制する規制状態に切り替わるように動作する。これにより、船外機推進ユニット１２の操舵角の制限を早期に行うことができる。

（５）制御装置２０が、切替弁８４が第３弁切替状態となるように切替弁８４の動作を制御することにより、第１操舵角制限用ピストン５３及び第２操舵角制限用ピストン６３それぞれの位置が保持される。これにより、第１ストッパ部材５６ａ、第２ストッパ部材５６ｂ、第３ストッパ部材６６ａ、及び第４ストッパ部材６６ｂそれぞれに負荷が掛かってしまうことを抑制できる。

（６）本実施形態の船舶用操舵装置３０によれば、油圧を用いて船外機推進ユニット１２の操舵を行うことができるため、船外機推進ユニット１２の重量が大きい場合であっても、船外機推進ユニット１２の操舵を容易に行うことができる。

（７）本実施形態の船舶用操舵装置３０によれば、従来技術のように、ハンドル１８に反力を与える反力モータを備える必要が無いため、船体１１側の構成に制約が生じてしまうことを抑制することができる。

なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

○ 図６に示すように、第１操舵角制限用チューブ５２の底壁５２ａと第１操舵角制限用ピストン５３の第１ピストン部５３ａとの間に、第１ロッド部５３ｂが第１操舵角変更用シリンダ３１内に対して没入する方向へ第１操舵角制限用ピストン５３を付勢する引張ばね９１を設けてもよい。これによれば、操舵角制限有りモード実行処理から操舵角制限無しモード実行処理に切り替わったときに、引張ばね９１の付勢力によって、第１ロッド部５３ｂが第１操舵角変更用シリンダ３１内に対して没入する方向へ第１操舵角制限用ピストン５３をスムーズに移動させることができる。なお、この場合、第２操舵角制限用チューブ６２の底壁６２ａと第２操舵角制限用ピストン６３の第２ピストン部６３ａとの間にも、第２ロッド部６３ｂが第２操舵角変更用シリンダ４１内に対して没入する方向へ第２操舵角制限用ピストン６３を付勢する引張ばね９１を設けてもよい。

○ 実施形態において、第１操舵角制限用チューブ５２の底壁５２ａと第１操舵角制限用ピストン５３の第１ピストン部５３ａとの間に、第１ロッド部５３ｂが第１操舵角変更用シリンダ３１内に突出する方向へ第１操舵角制限用ピストン５３を付勢する付勢ばねを設けてもよい。これによれば、操舵角制限無しモード実行処理から操舵角制限有りモード実行処理に切り替わったときに、付勢ばねの付勢力によって、第１ロッド部５３ｂが第１操舵角変更用シリンダ３１内に突出する方向へ第１操舵角制限用ピストン５３をスムーズに移動させることができる。なお、この場合、第２操舵角制限用チューブ６２の底壁６２ａと第２操舵角制限用ピストン６３の第２ピストン部６３ａとの間にも、第２ロッド部６３ｂが第２操舵角変更用シリンダ４１内に突出する方向へ第２操舵角制限用ピストン６３を付勢する付勢ばねを設けてもよい。

○ 図７に示すように、第１ロッド部５３ｂの先端に環状のフランジ９２を設けてもよい。これによれば、第１ロッド部５３ｂの先端にフランジ９２が設けられていない場合に比べると、第１ロッド部５３ｂにおける第１操舵角変更用ピストン３３との接触面積が大きくなるため、第１操舵角変更用ピストン３３のストロークエンドまでの移動を規制し易くすることができる。なお、第２ロッド部６３ｂの先端にも環状のフランジ９２を設けてもよい。

○ 実施形態において、船舶用操舵装置３０は、第１ストッパ部材５６ａ、第２ストッパ部材５６ｂ、第３ストッパ部材６６ａ、及び第４ストッパ部材６６ｂを削除した構成であってもよい。この場合、第１ピストン部５３ａは、第１操舵角制限用チューブ５２の底壁５２ａと第１操舵角変更用チューブ３２の底壁３２ａとの間で移動する。また、第２ピストン部６３ａは、第２操舵角制限用チューブ６２の底壁６２ａと第２操舵角変更用チューブ４２の底壁４２ａとの間で移動する。なお、この場合、第１ピストン部５３ａが底壁５２ａに当接している状態や第１ピストン部５３ａが底壁３２ａに当接している状態において、第１オイル給排孔５５ａ又は第２オイル給排孔５５ｂにおけるオイルの給排が行われ易くなるように、第１ピストン部５３ａの角部全周に切欠が形成されているとよい。また、第２ピストン部６３ａが底壁６２ａに当接している状態や第２ピストン部６３ａが底壁４２ａに当接している状態において、第３オイル給排孔６５ａ又は第４オイル給排孔６５ｂにおけるオイルの給排が行われ易くなるように、第２ピストン部６３ａの角部全周に切欠が形成されているとよい。

○ 実施形態において、第１ストッパ部材５６ａ及び第２ストッパ部材５６ｂにおける第１操舵角制限用シリンダ５１内での位置、第３ストッパ部材６６ａ及び第４ストッパ部材６６ｂにおける第２操舵角制限用シリンダ６１内での位置を適宜変更してもよい。

○ 実施形態において、制御装置２０は、アクセルレバー１９の位置がアクセル全開位置で保持された場合であっても、第１ロッド部５３ｂ及び第２ロッド部６３ｂが第１操舵角変更用シリンダ３１内及び第２操舵角変更用シリンダ４１内に突出した状態となるように切替弁８４の動作を制御しなくてもよい。

○ 実施形態において、船舶用操舵装置３０は、例えば、第１操舵角変更用シリンダ３１内及び第２操舵角変更用シリンダ４１内それぞれの油圧や油温、第１操舵角制限用シリンダ５１内及び第２操舵角制限用シリンダ６１内それぞれの油圧や油温、内燃機関１４の回転数、船舶１０の加速度等を検出する各種センサをさらに備えていてもよい。そして、制御装置２０が、船速に加えて、各々のパラメータを用いて、切替弁８４の動作の制御を行ってもよい。これによれば、切替弁８４の動作を精度よく制御することができる。

○ 実施形態において、制御装置２０は、ステップＳ２７において船外機推進ユニット１２の操舵角を操舵角制限値α以下にするようにディスプレイ２４に警告表示を出力したが、これに限らず、例えば、ランプやブザー又は音声によって警告をするようにしてもよい。

○ 実施形態において、船舶用操舵装置３０は、第１操舵角制限用ピストン５３及び第２操舵角制限用ピストン６３それぞれの位置を検出するピストン位置検出センサを備えていてもよい。この場合、制御装置２０は、第１ピストン部５３ａ及び第２ピストン部６３ａの移動時間を、操舵角変更経過時間として計測しなくてもよい。

○ 実施形態において、船外機推進ユニット１２の操舵角の最大角度は、±９０度でなくてもよく、操舵角の最大角度は特に限定されるものではない。
○ 実施形態において、第１操舵角変更用チューブ３２及び第２操舵角変更用チューブ４２は、それぞれの開口が繋がった状態で配置されていてもよい。また、第１操舵角変更用チューブ３２及び第２操舵角変更用チューブ４２が、それぞれの開口が繋がっており、一体形成されていてもよい。つまり、操舵角変更用シリンダは、一つのシリンダで形成されていてもよい。要は、操舵角変更用シリンダは、一対のシリンダ室を有しており、一対のシリンダ室内の油圧によって操舵角変更用シリンダ内を一対の操舵角変更用ピストンが往復動する構成であればよい。

○ 実施形態において、第１操舵角制限用シリンダ５１及び第２操舵角制限用シリンダ６１は、例えば、上記規制状態から上記許容状態に切り替える際に、復帰ばねによって第１操舵角制限用ピストン５３及び第２操舵角制限用ピストン６３それぞれを移動させる単動形のシリンダであってもよい。

１０…船舶、１１…船体、１２…船外機推進ユニット、１８…ハンドル、１９…アクセルレバー、３０…船舶用操舵装置、３１…操舵角変更用シリンダを構成する第１操舵角変更用シリンダ、３３…操舵角変更用ピストンである第１操舵角変更用ピストン、３４…シリンダ室としての第１シリンダ室、４１…操舵角変更用シリンダを構成する第２操舵角変更用シリンダ、４３…操舵角変更用ピストンである第２操舵角変更用ピストン、５１…操舵角制限用シリンダである第１操舵角制限用シリンダ、５３…操舵角制限用ピストンである第１操舵角制限用ピストン、５３ａ…ピストン部としての第１ピストン部、５３ｂ…ロッド部としての第１ロッド部、５６ａ…ストッパ部材である第１ストッパ部材、５６ｂ…ストッパ部材である第２ストッパ部材、６１…操舵角制限用シリンダである第２操舵角制限用シリンダ、６３…操舵角制限用ピストンである第２操舵角制限用ピストン、６３ａ…ピストン部としての第１ピストン部、６３ｂ…ロッド部としての第１ロッド部、６６ａ…ストッパ部材である第３ストッパ部材、６６ｂ…ストッパ部材である第４ストッパ部材、７１…ラックアンドピニオン機構、８１…第１油圧ポンプ、８３…第２油圧ポンプ。

Claims (4)

1. 船体の外部に搭載される船外機推進ユニットの操舵を行う船舶用操舵装置であって、
   ハンドルの操作量に応じて第１油圧ポンプより作動油が供給される一対のシリンダ室を有する操舵角変更用シリンダと、
   前記一対のシリンダ室内の油圧によって前記操舵角変更用シリンダ内を往復動する一対の操舵角変更用ピストンと、
   前記一対の操舵角変更用ピストン同士を連結するとともに前記一対の操舵角変更用ピストンの往復動に伴って駆動して前記船外機推進ユニットの操舵角を変更するラックアンドピニオン機構と、
   前記操舵角変更用シリンダに連結されるとともに第２油圧ポンプを介して供給される作動油によって往復動する操舵角制限用ピストンをそれぞれ有する一対の操舵角制限用シリンダと、を備え、
   前記各操舵角制限用ピストンは、前記各操舵角制限用シリンダ内を摺動するピストン部と、前記ピストン部から突出するように設けられるとともに前記ピストン部の往復動に合わせて前記操舵角変更用シリンダの前記各シリンダ室内にそれぞれ出没可能なロッド部と、をそれぞれ有し、
   前記各操舵角制限用ピストンは、前記各ロッド部が前記操舵角変更用シリンダの前記各シリンダ室内に対して没入することで前記各操舵角変更用ピストンのストロークエンドまでの移動を許容する許容状態と、前記各ロッド部が前記操舵角変更用シリンダの前記各シリンダ室内に突出することで前記各操舵角変更用ピストンのストロークエンドまでの移動を規制する規制状態と、の双方に切り替え可能であり、
   前記各操舵角制限用ピストンは、船速が予め定められた操舵角制限適用船速以上である場合には、前記規制状態となるように少なくとも動作されていることを特徴とする船舶用操舵装置。
2. 前記各操舵角制限用シリンダ内には、前記各操舵角制限用ピストンのストローク範囲を制限するストッパ部材がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１に記載の船舶用操舵装置。
3. 前記各操舵角制限用ピストンは、前記船速が上昇して前記操舵角制限適用船速以上になると、前記許容状態から前記規制状態に切り替わるように動作することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の船舶用操舵装置。
4. 前記各操舵角制限用ピストンは、アクセルレバーの位置がアクセル全開位置で保持されると、前記許容状態から前記規制状態に切り替わるように動作することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の船舶用操舵装置。