特許 6011396 電動船外機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6011396

(24)【登録日】2016年9月30日

(45)【発行日】2016年10月19日

(54)【発明の名称】電動船外機

(51)【国際特許分類】

   B63H 20/00 20060101AFI20161006BHJP

【ＦＩ】

   B63H20/00 610

【請求項の数】4

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2013-47042(P2013-47042)

(22)【出願日】2013年3月8日

(65)【公開番号】特開2014-172518(P2014-172518A)

(43)【公開日】2014年9月22日

【審査請求日】2015年12月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002082

【氏名又は名称】スズキ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090273

【弁理士】

【氏名又は名称】國分 孝悦

(72)【発明者】

【氏名】仲野 洋平

(72)【発明者】

【氏名】金原 匡利

(72)【発明者】

【氏名】高橋 暁

【審査官】 岸 智章

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０９−１６４９９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２０１３３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２５５７６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２３４５１４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６３Ｈ ２０／００，２０／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電動モータを搭載する船外機本体と前記電動モータに電力を供給する電源ユニットとが電気的に接続される電動船外機であって、
少なくともロックモード及び走行モードと含むシステム作動モードを切替え可能とするセーフティスイッチを備え、
電源オン状態でアクセルをニュートラルにして一定時間経過することでロックモードとなり、アクセル操作しても前記電動モータが起動しないようにしたことを特徴とする電動船外機。

【請求項2】

前記ロックモードにおいて、前記セーフティスイッチを押すことで走行モードとなり、アクセル操作に応じて前記電動モータの駆動制御が可能となることを特徴とする請求項１に記載の電動船外機。

【請求項3】

アクセルグリップの先端に前記セーフティスイッチが設置されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の電動船外機。

【請求項4】

システム作動モードを表示するモード表示手段を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動船外機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、動力源としての電動モータを搭載すると共に、この電動モータにバッテリから電力が供給されるようにした電動船外機に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、環境に与える影響を考慮して、電動モータによって駆動する電動船外機が注目されている。この種の電動船外機では、電動モータ（電動機）の出力軸の回転がギヤを介して、プロペラシャフトに伝達され、プロペラを回転させる構造である。また、この電動船外機では電動モータの他に、この電動モータに電力を供給する充電式バッテリと、電動モータの回転数等を制御する制御ユニットとが設けられている。かかる電動船外機によれば、例えばエンジン船外機に比べて、排気ガスが水中に排出されることがないので、環境に与える影響を少なくすることができる。

【0003】

例えば特許文献１には制御システムを保護し、且つ運転性能に優れた制御装置を備えた電動船外機が開示される。この電動船外機は、電動機の電流が所定値以上であるのを検出をする電動機電流検出手段と、電動機電流が所定値以上の過電流になると電動機を停止させる電動機停止手段と、過負荷状態からアクセルを中立状態（ニュートラル（Ｎ））で電動機の停止を解除して再度アクセルを開いた時、所定時間電動機を駆動させて停止する電動機制御手段とを備える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平９−１６４９９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

電動船外機は電源が入っていても、エンジン船外機と異なり作動音がしないため、次のような問題があった。即ち、電源が入っていることを知らない操作者がアクセルグリップを触ってしまい、意図しない発進をする。あるいはまた、アクセルグリップに物が当たったり落ちたりして、意図しない発進をする。

【0006】

本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであり、高い安全性を保証する上に操作性等にも優れた電動船外機を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の電動船外機は、電動モータを搭載する船外機本体と前記電動モータに電力を供給する電源ユニットとが電気的に接続される電動船外機であって、少なくともロックモード及び走行モードと含むシステム作動モードを切替え可能とするセーフティスイッチを備え、電源オン状態でアクセルをニュートラルにして一定時間経過することでロックモードとなり、アクセル操作しても前記電動モータが起動しないようにしたことを特徴とする。

【0008】

また、本発明の電動船外機において、前記ロックモードにおいて、前記セーフティスイッチを押すことで走行モードとなり、アクセル操作に応じて前記電動モータの駆動制御が可能となることを特徴とする。

【0009】

また、本発明の電動船外機において、アクセルグリップの先端に前記セーフティスイッチが設置されたことを特徴とする。

【0010】

また、本発明の電動船外機において、システム作動モードを表示するモード表示手段を備えたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、セーフティスイッチを備えることで誤操作等による意図しない船舶の発進を防止し、高い安全性を保証すると共にその操作性等にも極めて優れた船外機を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の適用例としての電動船外機の正面図である。

【図2】本発明に係る電動船外機の左側面図である。

【図3】本発明に係る電動船外機の上面図である。

【図4】本発明に係る電動船外機の部分拡大側面図である。

【図5】本発明に係る電動船外機のシステム構成を示すブロック図である。

【図6】本発明に係る電動船外機における作用について説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面に基づき、本発明の電動船外機における好適な実施の形態を説明する。
図１は本発明の適用例としての電動式の船外機１０の正面図、図２はその左側面図、 図３はその上面図、図４は図２の部分拡大図ある。更に、図５は船外機１０のシステム構成を示すブロック図である。図１〜図５を用いて、船外機１０の全体構成について説明する。なお、図１を含め、以下の説明で用いる図において、必要に応じて船外機１０の前方を矢印Ｆｒにより、後方を矢印Ｒｒによりそれぞれ示し、また、船外機１０の側方右側を矢印Ｒにより、側方左側を矢印Ｌによりそれぞれ示す。

【0014】

船外機１０は、船外機本体２０と制御／電源ユニット１１とを有する。なお、単に電源ユニット１１とも言う。船外機本体２０と制御／電源ユニット１１とは別体構成され、両者は接続ケーブル１４により電気的に接続される。船外機本体２０は、図示しない船舶の船尾に配置されたトランサムボード等に取り付けて使用される。制御／電源ユニット１１は船舶の船体適所に搭載され、接続ケーブル１４を介して船外機本体２０に駆動用の電力（ここでは、直流電流）を供給する。また、制御／電源ユニット１１は、船外機１０を制御する。船外機本体２０が制御／電源ユニット１１と別体であるため、船外機本体２０を軽量化しその操作性の向上を図ることができる。

【0015】

制御／電源ユニット１１は、船外機１０を制御する制御部１２と、船外機１０の電源としての電池部１３とを含んでいる。
制御部１２は、ソフトウェアや船外機１０の設定に関するデータを格納できるメモリとそのメモリからソフトウェアや船外機１０の設定を読み出して実行できるプロセッサとを有する。そして、制御部１２が船外機１０の設定に基づいてそのソフトウェアを実行することにより、船外機１０を制御するようになっている。

【0016】

電池部１３は、単数又は複数のパッケージ化された電池パック（バッテリ）と、複数の電池を同時に装着できる電池パック装着部とを含み、制御／電源ユニット１１に対して着脱可能である。なお、制御／電源ユニット１１及び電池部１３の全体がバッテリボックス内に収納される構成としてもよい。電池部１３の電池パックは直流電源であり、例えばリチウムイオン電池のセル集合体が適用可能であり、外部機器１の充電器２によって充電することにより、繰り返して使用することができる。そして、電池パックが電池パック装着部に取り付けられることで、制御部１２や船外機本体２０の電動モータ、あるいはその他の各部を駆動するための電力が供給可能になる。

【0017】

次に船外機本体２０において、電動モータ２１とインバータ２２と推進部２３とスイベルブラケット２４と操舵ハンドル（ティラーハンドル）２５とクランプブラケット２６等を含んでいる。
電動モータ２１はモータハウジング（モータケース）２７を介して、ドライブシャフトハウジング２８と連結される。操舵ハンドル２５はハンドルブラケット２９を介して、モータハウジング２７に結合される。なお、操舵ハンドル２５は上下方向に折畳み可能に取り付けられる（図２、矢印Ａ）。ドライブシャフトハウジング２８の上部寄りの部位は、スイベルブラケット２４に水平方向に回転可能に結合され、電動モータ２１、インバータ２２、推進部２３及び操舵ハンドル２５は一体となって、スイベルブラケット２４に対して水平方向に回動できる（図２、矢印Ｓ）。

【0018】

クランプブラケット２６は、左右方向に架設されるクランプブラケットシャフト３０を介してスイベルブラケット２４の前側に連結される。クランプブラケット２６とスイベルブラケット２４とは、クランプブラケットシャフト３０を介して相対的に回転できる。このためクランプブラケット２６が船舶のトランサムボードに固定されている状態において、クランプブラケットシャフト３０を中心として船外機本体２０を回転させることにより（図２、矢印Ｔ）、推進部２３を水中から引き上げるチルトアップ操作を行うことができる。

【0019】

電動モータ２１は、推進部２３の推進プロペラ３１を回転駆動させるための駆動源であり、例えば三相交流誘導電動機等の交流電動機が適用される。この場合、モータハウジング２７の内部には交流電流により回転磁界を形成するコイルと、この回転磁界により回転する回転子とが収容される。回転子に設けられる回転出力軸は、その軸線方向が略垂直になるように設けられ、モータハウジング２７の下側に延出する。

【0020】

また、電動モータ２１は、その回転出力軸の軸線方向からの平面視で略円形の形状を有し、回転出力軸を基準とする半径方向寸法が、軸線方向寸法よりも大きい略扁平な形状を有する。このような半径方向寸法が大きい電動機は、特に低回転時におけるトルクが大きい。このため船舶の始動時等に、中間減速機等を用いることなく大きな推進力が得られる。船外機本体２０として全高を低く抑えつつ、コンパクトな構成でありながら、必要且つ十分な出力が得られる。なお、電動モータ２１は図５のように位相、速度及び温度等の作動パラメータを検出するセンサ３２が付帯しており、それらの検知信号が制御部１２に送出されるようになっている。

【0021】

インバータ２２は、制御／電源ユニット１１から供給される直流電流を交流電流に変換して電動モータ２１に供給する。インバータ２２は、電動モータ２１から上下方向に離間して積層するように配設される。この場合、上側からの平面視において、インバータ２２の左右及び前端は、電動モータ２１の外形線の内側に収まっている。

【0022】

推進部２３は、電動モータ２１の回転動力を船舶に対する推進力に変換する。推進部２３において、ドライブシャフトハウジング２８内に収容支持されたドライブシャフト（図示せず）がギヤケース３３内のギヤを介して、推進プロペラ３１と連結される。従って、電動モータ２１が発生する回転動力は、ドライブシャフト及びギヤケース内のギヤを介して、推進プロペラ３１に伝達され、これにより推進プロペラ３１が回転する。前述のように電動モータ２１は低速時においても高いトルクの回転動力を出力できるため、減速機が不要であり、電動モータ２１とドライブシャフトとは、減速機を介さずに直接に結合される。従って、推進部２３の小型化、軽量化あるいは構成の簡略化を図ることができると共に、ギヤ数を削減することでギヤが発する騒音を低減できる。また、推進プロペラ３１の正回転と逆回転の切替えもしくはシフト（即ち、船舶の前後進の切替え）は、電動モータ２１の回転方向の切替えによって行われるため、内燃機関が適用される船外機のような逆転機構が不要である。

【0023】

操舵ハンドル２５は、操船者が本船外機１０のステアリング操作に用いるハンドルであり、本発明の操作装置の主要部を構成する。操舵ハンドル２５は、電動モータ２１から前方に向かって延伸するように設けられる。操舵ハンドル２５の基端部はハンドルブラケット２９を介して、モータハウジング２７の前端部の下側の面に固定され、操船者が操舵ハンドル２５を略水平方向に回転させると、電動モータ２１及び推進部２３が操舵ハンドル２５と一体に略水平方向に回転し、これによりステアリング操作可能になる。操舵ハンドル２５はスイベルブラケット２４の直上に配置されているため、ステアリング操作可能な最低限の高さになっている。このため操舵ハンドル２５と電動モータ２１の高さは略一致する。

【0024】

操舵ハンドル２５には図５等のように表示部３４やエマージェンシスイッチ３５、更にアクセルグリップ３６等が設けられる。表示部３４は、制御／電源ユニット１１の電池残量や電動モータ２１の回転速度や船舶の進行速度等、船外機１０や本船外機１が搭載される船舶に関する情報を表示できる。エマージェンシスイッチ３５は、船外機１０を緊急停止させるためのスイッチである。

【0025】

アクセルグリップ３６は、電動モータ２１の回転方向及びその回転速度を調整するものである。アクセルグリップ３６は操舵ハンドル２５の先端部に、操舵ハンドル２５の軸心回りに正転及び逆転可能に取り付けれ（図２、矢印Ｂ）、その回転方向及び回転量がシフトセンサ３７及びアクセルセンサ３８（図５）によりそれぞれ検出されるようになっている。アクセルグリップ３６の回転量に応じて、電動モータ２１の回転数が設定される。なお、メインスイッチ３９のキー操作でシステム電源がＯＮ／ＯＦＦする。

【0026】

上記の場合、外部機器１において、故障診断／データ書換えユニット３を更に有する。この故障診断／データ書換えユニット３は、制御／電源ユニット１１の制御部１２に信号を送受信可能に電気的に接続することにより、船外機１０の状態を読み出して正常であるか否かを判断できる。更に、故障診断／データ書換えユニット３は、制御部１２のメモリに格納されるソフトウェアや設定を書き換えることができる。

【0027】

さて、本発明の船外機１０において特に操舵ハンドル２５、より具体的には図４のようにアクセルグリップ３６の先端にセーフティスイッチ４０を有する。このセーフティスイッチ４０は、アクセルグリップ３６側へ押込み可能に構成された（図４、矢印Ｃ）押しボタン式のスイッチであり、押す度にＯＮ（オン）するようになっており、表示部３４を経由して制御／電源ユニット１１の制御部１２と接続されている。制御部１２はセーフティスイッチ４０からの信号を受けて、船外機システムが所定のモード状態となるように制御設定し、モード状態を切り替える。この場合、図示を省略するが、表示部３４にモードを表示するモードインジケータ（モード表示手段）を搭載し、表示部３４にて現在のモード状態が表示される。

【0028】

次に図６を参照して、本実施形態における具体的な作用について説明する。本実施形態では後述するようにロックモード及び走行モードを含むシステム作動モードを有し、電源ＯＮ状態でアクセルをニュートラル（Ｎ）にして一定時間経過するとロックモードとなり、アクセル操作しても電動モータ２１の起動がロックされる。

【0029】

先ず、電源ＯＦＦ（オフ）の状態からキー操作によりシステム電源がＯＮし、ロックモードになる。即ち、電源ＯＮ時のモードはロックモードから開始する。ここにロックモードとは、アクセル操作しても電動モータ２１の起動しないモードである。このロックモードにおいては、セーフティスイッチ４０を押すことで走行モードとなり、アクセル操作に応じて電動モータ２１の駆動制御が可能となる。ここに走行モードとは、通常の走行可能な状態であり、アクセル操作によって推進プロペラ３１を回転駆動することができる。

【0030】

一方、走行モードにおいて、アクセルをニュートラル（Ｎ）にしたままで一定時間ｔが経過するとロックモードに移行し、この場合ブザー等の警告手段によりロックモードに移行したことが操船者に告知される。上記の一定時間ｔとしては、アクセルを頻繁にニュートラルに入れる場合等を考慮し、そのようなアクセル操作が確保されるのに必要且つ十分な長さの時間とする。

【0031】

走行モードあるいはロックモードいずれのモード状態にあるかは、表示部３４のモードインジケータに表示され、操船者は現在のモード状態を確認することができる。
また、いずれのモード状態においてもキー操作によりシステムを電源ＯＦＦにすることができる。

【0032】

本発明によれば先ず、電源ＯＮしてもセーフティスイッチ４０を押さない限り、電動モータ２１を起動することができないので、操作者が誤ってアクセルグリップ３６を操作しても当該船舶が不用意に発進することはない。つまり電源ＯＮの操作とセーフティスイッチ４０の操作の２アクションの操作で初めて発進が可能となるため、高い安全性を保証することができる。
また、セーフティスイッチ４０をアクセルグリップ３６に設けることにより、アクセル操作とセーフティスイッチ４０の操作の双方を同一の片手で行うことができる。つまり、セーフティスイッチ４０を設けることで安全性を確保しながら、操作を容易且つ的確に行うことができ、使用性及び取扱い性等に極めて優れている。

【0033】

また、例えば離岸あるいは着岸等のようにアクセルを頻繁にニュートラルに入れる場合でも、一定時間ｔが経過するまでロックモードに移行しないため、そのようなアクセル操作が阻害される心配が全くない。このようにニュートラルに入れても直ちにロックモードに移行しないから、実使用において操船上、使い勝手に極めて優れている。

【0034】

ここで本発明の変形例において例えば、上記実施形態ではアクセルグリップ３６の先端にセーフティスイッチ４０を設けた例を説明したが、表示部３４に搭載のモード表示手段であるモードインジケータの適所に、セーフティスイッチ４０を配設してもよい。
このようにセーフティスイッチ４０を設けることで、セーフティスイッチ４０を押す際にモードインジケータに表示されたモード状態を目視し、確実に確認することができる。また、セーフティスイッチ４０の引回し用リード線もしくは配線を実質的に省略でき、構成の簡素化や装置の軽量化、更にはコストダウン等に効果がある。

【0035】

以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
セーフティスイッチ４０の配設位置としては、アクセルグリップ３６の先端あるいはモードインジケータの他に電動モータ２１の近傍適所、更には制御／電源ユニット１１の上面部位等に設定することも可能である。
また、ロックモードに移行する一定時間ｔは、実使用に応じて適宜、最適な長さの時間に設定することができる。
また、上記実施形態において船外機本体と電源ユニットとが接続ケーブル１４を介して電気的に接続される例を説明したが、その他に例えば両者を所謂、バスバー等の電気的接続手段で接続することも可能である。

【符号の説明】

【0036】

１０ 船外機、１１ 制御／電源ユニット、１２ 制御部、１３ 電池部、１４ 接続ケーブル、２０ 船外機本体、２１ 電動モータ、２２ インバータ、２３ 推進部、２４ スイベルブラケット、２５ 操舵ハンドル、２６ クランプブラケット、２７ モータハウジング、２８ ドライブシャフトハウジング、２９ ハンドルブラケット、３０ クランプブラケットシャフト、３１ 推進プロペラ、３２ センサ、３３ ギヤケース、３４ 表示部、３５ エマージェンシスイッチ、３６ アクセルグリップ、３７ シフトセンサ、３８ アクセルセンサ、３９ メインスイッチ、４０ セーフティスイッチ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】