JP7105604B2

JP7105604B2 - 船外機

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Publication number: JP7105604B2
Application number: JP2018092017A
Authority: JP
Inventors: 健司内藤; 義博水島; 真水谷; 徳良市川; 誠伊藤
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2018-05-11
Filing date: 2018-05-11
Publication date: 2022-07-25
Anticipated expiration: 2038-05-11
Also published as: US20190344667A1; JP2019196132A; US10703207B2

Description

本発明は、船外機に関する。

船外機には、エンジンを含む船外機本体と、船外機本体を動作させる電動モータとを備えるものがある。例えば、特許文献１に記載の船外機は、船外機本体を上下方向に傾動させるトリム・チルト装置を備えている。トリム・チルト装置は、油圧シリンダと、油圧ポンプと、PTTモータとを含む。PTTモータは、電動モータであり、バッテリ等の電源に電気的に接続される。油圧ポンプは、PTTモータによって駆動されることで、作動油を吐出する。油圧シリンダは、油圧ポンプから作動油を供給されることで伸縮し、油圧シリンダの伸縮動作によって船外機本体のトリム動作、及びチルト動作が行われる。

一方、船外機には、船外機本体を左右に回動させるステアリング装置を備えるものがある。例えば、ステアリング装置は、ステアリングモータを備える。ステアリングモータは、電動モータであり、電源に電気的に接続される。ステアリング装置は、ステアリングモータの駆動力によって船外機本体を左右に回動させる。

上記のような電動モータを過電流等の異常状態から保護するために、船外機にヒューズを設けることが考えられる。ヒューズは、電気回路において電源と電動モータとの間に配置される。異常状態が生じると、ヒューズが溶断することで、電源と電動モータとの間の電気的な接続が遮断される。

特開２０１４－１７７１７２号公報

本発明の発明者は、船外機に半導体ヒューズを用いることを検討した。半導体ヒューズは、異常状態に応答して自動的にオフ状態となることで、電力の供給を遮断する。また、異常状態が解消されると、自動的にオン状態に復帰することで、電力の供給を再開させることができる。

しかし、船外機に半導体ヒューズを用いた場合、船外機のオペレータは、半導体ヒューズがオフ状態になっているのかを視覚的に把握することができない。また、半導体ヒューズがオフ状態になった後、自動的にオン状態に復帰したときには、いつ半導体ヒューズが復帰したかを、船外機のオペレータは把握することができない。

本発明の目的は、船外機において、半導体ヒューズがオフ状態になったことをオペレータが容易に把握することができると共に、オペレータの操作により半導体ヒューズをオン状態へ復帰できるようにすることにある。

一態様に係る船外機は、船外機本体と、電動モータと、電気回路と、半導体ヒューズと、操作装置と、コントローラと、出力装置とを備える。船外機本体は、エンジンを含む。電動モータは、船外機本体を動作させる。電気回路は、電動モータと電源とを電気的に接続する。半導体ヒューズは、電気回路に設けられる。半導体ヒューズは、所定のフェール条件が満たされたときに、電源から電動モータへの電力供給を許容するオン状態から、電源から電動モータへの電力供給を遮断するオフ状態に切り換わる。半導体ヒューズは、所定の復帰指令信号を受信したときにオフ状態からオン状態に復帰する。操作装置は、オペレータによる操作を示す信号を出力する。

コントローラは、電動モータを制御する。出力装置は、コントローラからの報知指令信号に応じて、所定の報知情報を出力する。コントローラは、半導体ヒューズがオフ状態であることを示す遮断信号を受信すると、報知指令信号を出力して出力装置に報知情報を出力させる。コントローラは、半導体ヒューズがオフ状態で、オペレータによる所定の操作を示す復帰操作信号を操作装置から受信したときには、復帰指令信号を半導体ヒューズに出力する。

本態様に係る船外機では、半導体ヒューズがオフ状態になると、出力装置が報知情報を出力する。そのため、オペレータは、半導体ヒューズがオフ状態になったことを容易に把握することができる。また、半導体ヒューズがオフ状態になったときには、オペレータが所定の操作を操作装置に行うことで、半導体ヒューズをオフ状態からオン状態に復帰させることができる。

本発明によれば、船外機において、半導体ヒューズがオフ状態になったことをオペレータが容易に把握することができると共に、オペレータの操作により半導体ヒューズをオン状態へ復帰できるようにすることができる。

実施形態に係る船外機が搭載された船舶を示す斜視図である。船外機の側面図である。船外機の制御系を示す模式図である。船外機が備える電気回路の模式図である。変形例に係る船外機の側面図である。変形例に係るヒューズボックスを示す模式図である。

以下、図面を参照して、実施形態について説明する。図１は、実施形態に係る船外機２が搭載された船舶１を示す斜視図である。船外機２は、船舶１の船尾に取り付けられる。船外機２は、船舶１を推進させる推進力を発生させる。本実施形態では、船外機２の数は１つであるが、２つ以上の船外機２が船舶１に搭載されてもよい。

船舶１は、操船席３を含む。操船席３には、ステアリング部材４と、第１リモコン装置５と、第２リモコン装置６とが配置されている。ステアリング部材４は、オペレータが船舶１の旋回方向を操作するための部材である。ステアリング部材４は、例えば、ステアリングホイールである。第１リモコン装置５は、オペレータが船速を調整するための装置である。第１リモコン装置５は、オペレータが船舶の前進と後進とを切り換えるための装置である。第２リモコン装置６については後述する。

図２は、船外機２の側面図である。船外機２は、船外機本体１０とブラケット１１とを含む。船外機本体１０は、ブラケット１１を介して船舶１に取り付けられる。船外機本体１０は、エンジン１２と、ドライブ軸１３と、プロペラ軸１４と、シフト機構１５とを含む。

エンジン１２は、船舶１を推進させる推進力を発生させる。エンジン１２は、クランク軸１６を含む。クランク軸１６は鉛直方向に延びている。ドライブ軸１３は、クランク軸１６に接続されている。ドライブ軸１３は、鉛直方向に延びている。プロペラ軸１４は、前後方向に延びている。プロペラ軸１４は、シフト機構１５を介して、ドライブ軸１３に接続されている。プロペラ軸１４には、プロペラ１７が接続される。

シフト機構１５は、ドライブ軸１３からプロペラ軸１４へ伝達される動力の回転方向を切り換える。シフト機構１５は、例えば、複数のギアと、ギアの噛み合いを変更するクラッチと、を含む。

ブラケット１１は、トリム・チルト軸１８とステアリング軸１９とを含む。トリム・チルト軸１８は、左右方向に延びている。ブラケット１１は、トリム・チルト軸１８回りに回転可能に、船外機本体１０を支持する。ステアリング軸１９は、鉛直方向に延びている。ブラケット１１は、ステアリング軸１９回りに回転可能に、船外機本体１０を支持する。

図３は、船外機２の制御系を示す模式図である。図３に示すように、船外機２は、コントローラ２１を含む。コントローラ２１は、CPUなどのプロセッサと、RAMやROMなどのメモリとを含む。コントローラ２１は、船外機２を制御するためのプログラム及びデータを記憶している。コントローラ２１は、上述したステアリング部材４、第１リモコン装置５、及び第２リモコン装置６と通信可能に接続されている。

コントローラ２１は、複数のECU（Electronic Control Unit）を含む。詳細には、コントローラ２１は、リモコンECU４１と、エンジンECU４２と、ステアリングECU４３と、電源ECU４４とを含む。リモコンECU４１と、エンジンECU４２と、ステアリングECU４３と、電源ECU４４とは、それぞれCPUなどのプロセッサと、RAMやROMなどのメモリとを含むコンピュータである。リモコンECU４１と、エンジンECU４２と、ステアリングECU４３と、電源ECU４４とは、互いに通信線、或いは無線によって、データ通信可能に接続されている。

ステアリング部材４は、中央位置から左右に回転可能である。ステアリング部材４は、ステアリング部材４の位置を示す操作信号をステアリングECU４３に出力する。

第１リモコン装置５は、スロットル部材２２を含む。スロットル部材２２は、例えば、スロットルレバーである。スロットル部材２２は、ゼロ操作位置から前進方向と後進方向とに操作可能である。第１リモコン装置５は、スロットル部材２２の位置を示す操作信号をリモコンECU４１に出力する。

第２リモコン装置６は、出力装置３４と操作装置３５とを含む。出力装置３４は、コントローラ２１からの報知指令信号に応じて、所定の報知情報を出力する。報知情報は、後述する半導体ヒューズ３７がオン状態であるのかオフ状態であるのかを示す情報である。出力装置３４は、ディスプレイである。報知情報は、ディスプレイに表示される報知表示である。報知表示は、半導体ヒューズ３７の状態を示す文字、記号、或いは画像であってもよい。

操作装置３５は、オペレータによる操作を示す信号を出力する。操作装置３５は、スイッチを含む。操作装置３５は、スイッチが操作されたときに、復帰操作信号を出力する。復帰操作信号は、半導体ヒューズ３７をオフ状態からオン状態に復帰させるための信号である。スイッチは、出力装置３４のディスプレイと別体のハードキーであってもよい。或いは、出力装置３４のディスプレイはタッチパネル機能を有しており、スイッチは、ディスプレイ上のソフトウェアキーであってもよい。

船外機２は、燃料ポンプ２４と、トリム・チルト装置２５と、ステアリング装置２６とを含む。燃料ポンプ２４は、船外機本体１０内、或いは、船舶１内に配置された燃料タンクに接続されている。燃料ポンプ２４は、燃料タンクからエンジン１２に燃料を供給する。

トリム・チルト装置２５は、トリム・チルト軸１８回りに船外機本体１０を回転させることで、船外機本体１０を上下方向に傾動させる。ステアリング装置２６は、ステアリング軸１９回りに船外機本体１０を回転させることで、船外機本体１０を左右方向に旋回させる。

エンジンECU４２は、スロットル部材２２の操作量を示す信号をリモコンECU４１から受信する。エンジンECU４２は、スロットル部材２２の操作量に応じて、エンジン回転速度を増減させるように、エンジン１２に指令信号を出力する。従って、オペレータは、スロットル部材２２を操作することで、船舶１の船速を調整することができる。

ステアリングECU４３は、ステアリング部材４の操作量、及び操作方向を示す信号をステアリング部材４から受信する。ステアリングECU４３は、ステアリング部材４の操作量、及び操作方向に応じて、船外機本体１０を左右方向に旋回させるように、ステアリング装置２６に指令信号を出力する。従って、オペレータは、ステアリング部材４を操作することで、船舶１の進行方向を調整することができる。

船外機２は、PTTスイッチ２３を含む。PTTスイッチ２３は、オペレータが、船外機本体１０のトリム・チルトを操作するための部材である。PTTスイッチ２３は、例えば、船外機本体１０に配置されている。或いは、PTTスイッチ２３は、第１リモコン装置５などの他の装置に配置されてもよい。PTTスイッチ２３が操作されると、PTTスイッチ２３の操作を示す信号が、リモコンECU４１に出力される。PTTスイッチ２３の操作を示す信号は、エンジンECU４２に出力されてもよい。

図４は、船外機２が備える電気回路７の模式図である。図４に示すように、船外機２は、電源２７を含む。電源２７は、例えばバッテリである。燃料ポンプ２４は、電動ポンプであり、電源２７に電気的に接続されている。燃料ポンプ２４は、電源２７からの電力によって駆動される。

トリム・チルト装置２５は、第１電動モータ２８を含む。第１電動モータ２８は、電源２７に電気的に接続されている。第１電動モータ２８は、電源２７からの電力によって駆動される。トリム・チルト装置２５は、油圧ポンプ３１と油圧シリンダ３２とを含む。油圧ポンプ３１は、第１電動モータ２８によって駆動される。油圧シリンダ３２は、油圧ポンプ３１から吐出される作動油によって伸縮する。トリム・チルト装置２５は、油圧シリンダ３２の伸縮によって、船外機本体１０を上下方向に傾動させる。

ステアリング装置２６は、第２電動モータ２９を含む。第２電動モータ２９は、電源２７に電気的に接続されている。第２電動モータ２９は、電源２７からの電力によって駆動される。ステアリング装置２６は、第２電動モータ２９が駆動されることで、船外機本体１０を左右方向に旋回させる。

電源ECU４４は、リモコンECU４１、或いはエンジンECU４２から、PTTスイッチ２３の操作を示す信号を受信する。電源ECU４４は、PTTスイッチ２３の操作に応じて、船外機本体１０を上下方向に傾動させるように、トリム・チルト装置２５に指令信号を出力する。

図３に示すように、船外機本体１０は、電源スイッチ３６を含む。電源スイッチ３６がオン操作されることで、電源２７から、燃料ポンプ２４、トリム・チルト装置２５の第１電動モータ２８、及びステアリング装置２６の第２電動モータ２９への電力供給が可能となる。また、電源スイッチ３６がオフ操作されることで、電源２７から、燃料ポンプ２４、トリム・チルト装置２５の第１電動モータ２８、及びステアリング装置２６の第２電動モータ２９への電力供給が遮断される。なお、電源スイッチ３６は、船外機２の外部に配置されてもよい。

図３及び図４に示すように、船外機２の電気回路７は、駆動回路３３を含む。駆動回路３３は、トリム・チルト装置２５の第１電動モータ２８と電源２７とを電気的に接続する。駆動回路３３は、第１電動モータ２８への入力電流を制御する。駆動回路３３は、例えば複数のリレーを含む。複数のリレーは、例えばメカニカルリレーである。或いは、複数のリレーは、半導体リレーであってもよい。電源ECU４４は、駆動回路３３を制御することにより、第１電動モータ２８を制御する。

船外機２の電気回路７は、半導体ヒューズ３７を含む。半導体ヒューズ３７は、所謂インテリジェントパワーモジュール（IPM）、或いはインテリジェントパワーデバイス（IPD）と呼ばれる電力用半導体素子である。半導体ヒューズ３７は、電気回路７において電源２７と駆動回路３３との間に配置される。

半導体ヒューズ３７は、所定のフェール条件が満たされたときに、オン状態からオフ状態へ切り換わる。半導体ヒューズ３７は、オン状態で、電源２７から第１電動モータ２８への電力供給を許容する。半導体ヒューズ３７は、オフ状態で、電源２７から第１電動モータ２８への電力供給を遮断する。半導体ヒューズ３７は、所定の復帰指令信号を受信したときにオフ状態からオン状態に復帰する。

なお、半導体ヒューズ３７は、電源ECU４４からの信号に応じて、オン状態とオフ状態とに切り換えられる。電源ECU４４は、所定のフェール条件が満たされたときに、半導体ヒューズ３７をオフ状態に切り換える。また、半導体ヒューズ３７は、自己保護機能を有しており、所定のフェール条件が満たされたときには電源ECU４４からの信号無しで、自らオン状態からオフ状態に切り換わる。所定のフェール条件は、過電流の発生を含む。過電流の発生は、例えば、第１電動モータ２８への電流が所定の閾値を越えたことである。

コントローラ２１は、所定のフェール条件が満たされているときには、出力装置３４に報知指令信号を出力する。例えば、電源ECU４４は、所定のフェール条件が満たされているかを判定する。電源ECU４４は、所定のフェール条件が満たされているときには、フェール信号をエンジンECU４２に出力する。エンジンECU４２は、フェール信号を受信すると、リモコンECU４１を介して、報知指令信号を出力装置３４に出力する。出力装置３４は、報知指令信号を受信すると、半導体ヒューズ３７がオフ状態であることを示す報知表示を表示する。オペレータは、出力装置３４に表示された報知表示により、半導体ヒューズ３７がオフ状態であることを知ることができる。

半導体ヒューズ３７がオフ状態であるとき、オペレータは、操作装置３５を操作することで、半導体ヒューズ３７をオン状態に復帰させることができる。オペレータが操作装置３５を操作すると、操作装置３５は、復帰操作信号を出力する。電源ECU４４は、半導体ヒューズ３７がオフ状態であるときに、操作装置３５から復帰操作信号を受信したときには、復帰指令信号を半導体ヒューズ３７に出力する。復帰指令信号は、半導体ヒューズ３７をオフ状態からオン状態に復帰させるための信号である。半導体ヒューズ３７は、電源ECU４４から復帰指令信号を受信すると、オフ状態からオン状態に復帰する。

なお、電源ECU４４は、半導体ヒューズ３７がオフ状態で電源スイッチ３６がオフされたときにも、復帰指令信号を半導体ヒューズ３７に出力する。

以上説明した本実施形態に係る船外機２では、所定のフェール条件が満たされると、半導体ヒューズ３７が、自己保護機能により、自動的にオフ状態となる。或いは、コントローラ２１からの指令により、半導体ヒューズ３７がオフ状態となる。それにより、第１電動モータ２８を保護することができる。また、半導体ヒューズ３７がオフ状態になると、出力装置３４が報知情報を出力する。そのため、オペレータは、半導体ヒューズ３７がオフ状態になったことを容易に把握することができる。また、半導体ヒューズ３７がオフ状態になったときには、オペレータが操作装置３５のスイッチを操作することで、半導体ヒューズ３７がオン状態に復帰させることができる。それにより、オペレータは、半導体ヒューズ３７がオン状態とオフ状態のいずれの状態であるのかを容易に把握することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

上記の実施形態では、電源２７は、船外機１の内部に配置されている。しかし、電源２７は、船外機２の外部に配置されてもよい。

出力装置３４は、ディスプレイに限らず、警告灯、或いは、スピーカー等の他の装置であってもよい。報知情報は、ディスプレイ上の表示に限らず、警告灯の点灯、点滅、或いは、スピーカーからの音声であってもよい。
操作装置は、船外機２のメインスイッチ（電源スイッチ）であってもよい。コントローラ２１は、オペレータの操作によりメインスイッチがオフされたときに、復帰指令信号を半導体ヒューズ３７に出力して、半導体ヒューズ３７をオン状態に復帰させてもよい。

出力装置３４と操作装置３５とは、船舶１の運転席に限らず、船舶１の他の場所に配置されてもよい。出力装置３４と操作装置３５とは、それぞれ別の場所に配置されてもよい。出力装置３４と操作装置３５とは、船外機２に設けられてもよい。例えば、図５は、変形例に係る船外機２の側面図である。図５に示すように、変形例に係る船外機２はヒューズボックス６３を備える。ヒューズボックス６３は、船外機本体１０の内部に配置される。ヒューズボックス６３は、半導体ヒューズ３７を収容している。

図６は、ヒューズボックス６３を示す模式図である。図６に示すように、出力装置３４と操作装置３５とは、ヒューズボックス６３に設けられてもよい。出力装置３４は、ヒューズボックス６３に設けられたディスプレイであってもよい。操作装置３５は、ヒューズボックス６３に設けられたスイッチであってもよい。

上記の実施形態では、半導体ヒューズ３７は、トリム・チルト装置２５の第１電動モータ２８を保護するために設けられている。しかし、半導体ヒューズ３７は、他の電動モータを保護するために設けられてもよい。例えば、半導体ヒューズ３７は、ステアリング装置２６の第２電動モータ２９を保護するために設けられてもよい。半導体ヒューズ３７は、モータに限らず、電線などの船外機２の電気系の他の要素を保護するために設けられてもよい。
電気回路７における半導体ヒューズ３７の位置が変更されてもよい。例えば、上記の実施形態では、半導体ヒューズ３７は、駆動回路３３の上流に配置されているが、駆動回路３３の下流に配置されてもよい。或いは、半導体ヒューズ３７は、駆動回路３３の上流と下流とに配置されてもよい。

フェール条件は、過電流の発生を、所定回数以上、検出したことであってもよい。フェール条件は、過電流の発生以外の条件であってもよい。例えば、フェール条件は、半導体ヒューズ３７の異常、過電圧の発生、過熱の発生、ON故障、OFF故障、PTTスイッチ２３の同時ON操作などの条件の一部、或いは全てを含んでもよい。
なお、ON故障は、コントローラ２１がPTTスイッチ２３の操作を示す信号を受信していないのに、第１電動モータ２８に電流が流れている状態を意味する。OFF故障は、コントローラ２１がPTTスイッチ２３の操作を示す信号を受信しているのに、第１電動モータ２８に電流が流れていない状態を意味する。同時ON操作は、船外機本体１０を上昇させる指令信号と、船外機本体１０を下降させる指令信号とが同時に出力されている状態を意味する。

６第２リモコン装置
７電気回路
１０船外機本体
１２エンジン
２１コントローラ
２５トリム・チルト装置
２６ステアリング装置
２８第１電動モータ
２９第２電動モータ
３４出力装置
３５操作装置
３６電源スイッチ
３７半導体ヒューズ
６３ヒューズボックス

Claims

電源に接続される船外機であって、
エンジンを含む船外機本体と、
前記船外機本体を動作させる電動モータと、
前記電動モータと前記電源とを電気的に接続する電気回路と、
前記電気回路に設けられ、所定のフェール条件が満たされたときに、前記電源から前記電動モータへの電力供給を許容するオン状態から、前記電源から前記電動モータへの電力供給を遮断するオフ状態に切り換わり、所定の復帰指令信号を受信したときに前記オフ状態から前記オン状態に復帰する半導体ヒューズと、
オペレータによる操作を示す信号を出力する操作装置と、
前記電動モータを制御するコントローラと、
前記コントローラからの報知指令信号に応じて、所定の報知情報を出力する出力装置と、
を備え、
前記コントローラは、
前記半導体ヒューズが前記オフ状態であることを示す遮断信号を受信すると、前記報知指令信号を出力して前記出力装置に前記報知情報を出力させ、
前記半導体ヒューズが前記オフ状態で、オペレータによる所定の操作を示す復帰操作信号を前記操作装置から受信したときには、前記復帰指令信号を前記半導体ヒューズに出力する、
船外機。
前記船外機本体の外部に配置されるリモコン装置をさらに備え、
前記操作装置は、前記リモコン装置に設けられている、
請求項１に記載の船外機。
前記船外機本体の外部に配置されるリモコン装置をさらに備え、
前記出力装置は、前記リモコン装置に設けられている、
請求項１に記載の船外機。
前記船外機本体の内部に配置されるヒューズボックスをさらに備え、
前記操作装置は、前記ヒューズボックスに設けられている、
請求項１に記載の船外機。
前記船外機本体の内部に配置されるヒューズボックスをさらに備え、
前記出力装置は、前記ヒューズボックスに設けられている、
請求項１に記載の船外機。
前記操作装置は、スイッチを含み、
前記操作装置は、前記スイッチが操作されたときに、前記復帰操作信号を出力する、
請求項１に記載の船外機。
前記出力装置は、ディスプレイであり、
前記報知情報は、前記ディスプレイに表示される報知表示である、
請求項１に記載の船外機。
前記フェール条件は、過電流を所定回数以上、検出したことである、
請求項１に記載の船外機。
前記操作装置は、前記船外機の電源スイッチを含み、
前記コントローラは、前記電源スイッチがオフされたときに、前記復帰指令信号を前記半導体ヒューズに出力する、
請求項１に記載の船外機。
前記船外機本体を上下方向に傾動させるトリム・チルト装置をさらに備え、
前記電動モータは、前記トリム・チルト装置に含まれる、
請求項１に記載の船外機。
前記船外機本体を左右方向に旋回させるステアリング装置をさらに備え、
前記電動モータは、前記ステアリング装置に含まれる、
請求項１に記載の船外機。