JPH03249339A - 機関制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、小型船舶や産業用車両等の機関を遠隔操作す
るために使用される機関制御装置に関する。

［従来の技術］ 小型船舶の機関のシフト制御やスロットル制御を行うた
めの周知の遠隔操作用コントロールボックスは、機関か
ら離れた操舵席付近に設けられており、コントロールボ
ックスの出力端と機関の被操作部との間がプッシュプル
ケーブルによってつながれている。コントロールボック
スには手動の操作レバーが設けられており、操作レバー
の操作方向および操作角に応じて、プッシュプルケーブ
ルがブツシュ（押し）あるいはプル（引き）され、被操
作部の遠隔操作がなされる構成である。

［Ｊｌが解決しようとする課題］ プッシュプルケーブルか使用された従来の機関制御装置
は、コントロールボックスから被操作部までの距離が長
くなると、その分だけ長いプッシュプルケーブルが必要
であり、プッシュブルヶプル自体の摩擦抵抗が増大する
とともに、各部の遊びも多くなる。このため、かなり大
きな操作力を操作レバーに加えないと、被操作部を動か
すことができなくなり、シフトの切替えやスロットル制
御等を迅速かつ確実に行う上で支障が出る。また、操作
時のバックラッシュも大きくなる。

従って本発明の目的は、機関の遠隔操作を軽い操作力で
迅速かつ確実に行うことができるような機関制御装置を
提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を果たすために開発された本発明は、操作レバ
ーに連動する移動子を有しこの移動子の位置に応じた電
気信号を送出する指令部と、上記指令部に接続される電
気ケーブルと、駆動側端部および被動側端部を有してい
て被動側端部が被操作部に接続されるメカニカルな動力
伝達手段と、この動力伝達手段を動かす中間駆動ユニッ
トとを具備している。しかもこの中間駆動ユニットは、
上記電気ケーブルを介して指令部から送られてくる信号
に基いて発停が制御される正逆回転可能なモータと、こ
のモータの出力軸に設けられたウオームおよびこのウオ
ームに噛合するウオームホイールを含むギヤ機構と、上
記動力伝達手段の駆動側端部に接続されかつ上記ウオー
ムホイールの回転に伴って駆動される可動ラックと、上
記可動ラックの移動量に応じて発せられる電気的信号に
基いて上記モータの発停を制御するモータ制御手段とを
含んでいる。

［作用コ 操作レバーを回動させると、その操作方向および操作角
に応じて、指令部の移動子が動くとともに、移動子の変
位量に応じた電気信号か電気ケーブルを介して中間駆動
ユニットに送られ、モータが回転することにより、ギヤ
機構を介してラックが移動する。ラックが移動すると、
動力伝達手段がラックと同じ方向に動くことにより、機
関の被操作部が操作される。被操作部が所定量動くと、
モータ制御手段が発する電気信号に基づいてモ〜りが停
止させられる。モータが停止状態にある時、上記動力伝
達手段からラックに加わる逆入力に対しては、ウオーム
とウオームホイールとを用いたギヤ機構のロックアツプ
機能によりロック状態が維持される。

［実施例］ 以下に本発明の第１実施例について、第１図ないし第６
図に示された小型船舶用の機関制御装置１０を参照して
説明する。

図示例の機関制御袋ｆｆｌ０は、操作レバー１１を備え
たコントロールボックス１２と、機関１３の被操作部の
一例としてのシフトレバ−１４との間に設けられている
。シフトレバ−１４は、第１図に示される中立位置Ｎを
境に、第２図に示される前進位置Ｆから、第３図に示さ
れる後進位置Ｒにわたって回動するようになっている。

コントロールボックス１２は、例えば操舵室等に配置さ
れる。操作レバー１１は、第１図に示される中立位置Ｎ
を境に、第２図に示される前進位置Ｆから、第３図に示
される後進位置Ｒにわたって、回動させることができる
ようになっている。

コントロールボックス１２の出力端１５に、プッシュプ
ルケーブル２０のコア２１の一端側が接続されている。

図示例のコントロールボックス１２の出力端１５は、操
作レバー１１と一体に回動する形式であるが、要するに
コントロールボックス１２は、操作レバー１１の操作方
向と操作角に応じてコア２１を軸線方向に押し引きする
ことのできるものであればよいから、図示側以外にも種
々の構造を採用できる。コア２１はアウタチューブ２２
に挿通させられている。

プッシュプルケーブル２０の他端側に、指令部ユニット
２５か設けられている。指令部ユニット２５は、防水ケ
ース２６と、この防水ケース２６の内部に図示左右方向
に往復移動自在に設けられた移動子２７と、移動子２７
の移動方向に配列された４個のマイクロスイッチ３１，
３２．３３３４等を備えて構成されている。プッシュプ
ルケーブル２０のアウタチューブ２２の端末は、ケス２
６に設けられたケーブル支持部３５に支持されている。

移動子２７は、プッシュプルケーブル２０のコア２１と
一体に動く可動端末３６に連結されている。そしてこの
移動子２７は、ケース２６内に設けられた直線状のガイ
ド部４０に沿って往復動可能としである。移動子２７の
四隅コーナ一部分は、マイクロスイッチ３１〜３４の感
知部４１．４２゜４３．４４を円滑に押圧できるよう、
角をとった形状ないしは丸みをもたせた形状としである
。

第１図に示されるように、操作レバー１１か中立位置Ｎ
にある時、移動子２７は第１スイツチ３１の感知部４１
と第３スイツチ３３の感知部４３との間に位置している
。第２図に示されるように、操作レバー１１が前進位置
Ｆまで倒された時、移動子２７は第２スイツチ３２の感
知部４２に接する位置まで前進する。また、第３図に示
されるように、操作レバー１１が後進位置Ｒまで倒され
た時、移動子２７は第４スイツチ３４の感知部４４に接
する位置まで移動するようになっている。

言い換えると、第１スイツチ３１の感知部４１は、移動
子２７が第１図の中立位置から距離ｐ１だけ前進した時
に移動子２７と接する位置にある。

第２スイツチ３２の感知部４２は、移動子２７が第２図
の前進位置から中立位置方向に距離ｇ２だけ後退した時
に移動子２７から離れる位置にある。

第３スイツチ３３の感知部４３は、移動子２７が第１図
の中立位置から距離ｇ３だけ後退した時に移動子２７と
接する位置にある。第４スイツチ３４の感知部４４は、
移動子２７が第３図の後進位置から中立位置方向に距離
ｇ４だけ前進した時に移動子２７から離れる位置にある
。各スイッチ３１〜３４は、電気ケーブル４５を介して
、モータ制御手段の一例としての制御盤４６に接続され
ている。

制御盤４６は、電気ケーブル５０を介して、中間駆動ユ
ニット５１に接続されている。中間駆動ユニット５１は
、防水ケース５２を備えている。

防水ケース５２の内部に、正逆回転可能なモータ５３と
、マイクロスイッチを用いたニュートラルスイッチ５５
．フォワードスイッチ５６　リバーススイッチ５７と、
可動ラック６０と、ギヤ機構６１などが収容されている
。

ギヤ機構６１は、モータ５３の出力軸６２に設けられた
ウオーム６３と、このウオーム６３に噛合うウオームホ
イール６４と、このウオームホイール６４と一体に回転
するピニオンギヤ６５などからなる。ピニオンギヤ６５
は、ラック６０の歯部７０に噛合っている。ラック６０
は、ガイド７１に沿って図示左右方向に移動可能としで
ある。

従ってモータ５３が回転すると、ウオーム６３か回転す
るとともに、ウオームホイール６４とピニオンギヤ６５
が一体に回転することにより、ラック６０がガイド７１
に沿って移動する。ウオーム６３とウオームホイール６
４は、ギヤケース７２に入れられている。

ラック６０に、メカニカルな動力伝達手段の一例として
のプッシュプルケーブル７５のコア７６の駆動側端部７
７ａが接続されている。コア７６の被動側端部７７ｂは
シフトレバ−１４に接続されている。電気ケーブル４５
．５０とプッシュプルケーブル２０．７５は、コントロ
ールボックス１２から機関１３までの間の距離や配置関
係等に応じた態様で配索される。

ラック６０にアーム状の連動部材７８が固定されている
。連動部材７８の先端７９は、前記スイッチ５５，５６
．５７の感知部８５，８６．８７に対し円滑に接離でき
るように丸みをもたせた形状ないしは面取りされた形状
としである。

感知部８５．８６間の距Ｍｌ　４と、感知部８５゜８７
間の距離１５は、シフトレバ−１４の作動ストロークに
対応させである。すなわち、第１図に示されるように、
シフトレバ−１４が中立位置Ｎにある時、連動部材７８
の先端７９がニュートラルスイッチ５５の感知部８５に
接する。第２図に示されるように、シフトレバ−１４か
前進位置Ｆまで変位した時、連動部材７８の先端７９が
フォワードスイッチ５６の感知部８６に接する位置まで
移動する。また、第３図に示されるように、シフトレバ
−１４が後進位置Ｒまで変位した時、連動部材７８の先
端７９かリバーススイッチ５７の感知部８７に接する位
置まで移動するようになっている。なお、連動部材７８
とスイッチ５５〜５７の相対位置を調整することにより
、シフトレバ−１４の作動ストロークに適合させること
ができる。

次に上記実施例装置１０の作用について説明する。

操作レバー１１が中立位置Ｎから前進位置Ｆ方向、に動
かされると、プッシュプルケーブル２０のコア２１が引
かれ、移動子２７が第１スイツチ３１の感知部４１に触
れることにより、第１スイツチ３１がオンとなる。第１
スイツチ３１がオンになると、制御盤４６を通じて中間
駆動ユニット５１のモータ５３を回転させる電力が供給
され、モータ５３が回転（正転）することによってラッ
ク６０が図示左方向に前進し、プッシュプルケーブル７
５のコア７６が引っ張られることにより、シフトレバ−
１４が第２図に示される前進位置Ｆ方向に移動してゆく
。連動部材７８がフォワードスイッチ５６の感知部８６
に触れる位置まで移動すると、フォワードスイッチ５６
がオンになることにより、モータ５３の回転が停止し、
ラック６０の移動が停止する。こうして、シフトレバ−
１４が前進位置Ｆに保持される。なお、操作レバー１１
が前進位置Ｆに達する直前に、移動子２７が第２スイツ
チ３２の感知部４２に触れることにより、第２スイツチ
３２がオンとなるが、この信号は無視される。

操作レバー１１がＦからＮ方向に戻されると、移動子２
７が第２スイツチ３２の感知部４２から離れることによ
り、第２スイツチ３２かオフとなる。第２スイツチ３２
がオフになると、制御盤４６によって、モータ５３を逆
転させる電力か供給され、ラック６０が中立位置から図
示右方向に後退し、プッシュプルケーブル７５のコア７
６が押されることにより、シフトレバ−１４かＦ−Ｎ方
向に移動してゆく。連動部材７８がニュートラルスイッ
チ５５の感知部８５に触れる位置まで移動すると、ニュ
ートラルスイッチ５５がオンになることにより、モータ
５３の回転が停止し、ラック６０の移動も停止する。こ
うして、シフトレバ−１４が中立位置Ｎに戻る。なお、
操作レバー１１が中立位置Ｎに戻る直前に、移動子２７
が第１スイツチ３１の感知部４１から離れることにより
第１スイツチ３１がオフとなるか、この信号は無視され
る。

操作レバー１１が中立位置Ｎから後進位置Ｒ方向に動か
された時、移動子２７が第３スイツチ３３の感知部４３
に触れることにより、第３スイッチ３３がオンとなる。

第３スイツチ３３かオンになると、制御盤４６を通じて
供給される電力によってモータ５３が逆転し、ラック６
０が図示右方向に後退するとともに、プッシュプルケー
ブル７５のコア７６が押されることにより、シフトレバ
−１４が第３図に示されるＲ方向に移動してゆく。連動
部材７８がリバーススイッチ５７の感知部８７に触れる
位置まで移動すると、リバーススイッチ５７がオンする
ことにより、モータ５３の回転が停止し、ラック６０の
移動も停止する。こうして、シフトレバ−１４は後進位
置Ｒに保持される。なお、操作レバー１１が後進位置Ｒ
に達する直前に、移動子２７が第４スイツチ３４の感知
部４４に触れることにより、第４スイツチ３４かオンと
なるが、この信号は無視される。

操作レバー１１がＲからＮ方向に戻されると、移動子２
７が第４スイツチ３４の感知部４４から離れることによ
り、第４スイツチ３４がオフとなる。第４スイツチ３４
がオフになると、モータ５３を正転させる電力が供給さ
れ、ラック６０が前進するとともに、プッシュプルケー
ブル７５のコア７６が引かれることにより、シフトレバ
−１４がＮ方向に移動してゆく。連動部材７８かニュー
トラルスイッチ５５の感知部８５に触れる位置まで移動
すると、ニュートラルスイッチ５５かオンすることによ
り、モータ５３の回転か停止し、ラック６０の移動も停
止する。こうして、シフトレバ−１４が中立位置Ｎに戻
る。なお、操作レバー１１が中立位置Ｎに戻る直前に、
移動子２７か第３スイツチ３３の感知部４３から離れる
ことにより、第３スイツチ３３がオフになるか、この信
号は無視される。

上述した一連のシフト操作の動作履歴を図に示すと第６
図のようになる。この図かられかるように、多少のヒス
テリシスを伴ってシフト操作がなされる。

上記実施例装置１０においては、コントロールボックス
１２と指令部ユニット２５とをつないているのはメカニ
カルなプッシュプルケーブル２０であるが、このケーブ
ル２０の長さが可及的短くてすむから、操作レバー１１
を操作するのに要する力が過大にならずにすむ。また、
指令部ユニット２５と中間駆動ユニット５１との間は、
電気ケーブル４５．５０を介して電気的につながれてい
るので、これらユニット２５．５１間の距離か大きく離
れていても、操作力には何等の影響も及ぼさない。そし
て指令部ユニット２５や制御盤４６および中間駆動ユニ
ット５１は、船内の適宜の位置に配置することができる
。

なお、第７図に示した第２実施例の指令部ユニット８８
のように、２個のスイッチ８９ａ。

８９ｂのみを使って、移動子２７の位置情報を得るよう
にしてもよい。移動子２７は、前記第１実施例と同様に
、中立位置を境に前進位置と後退位置とにわたって往復
移動自在としである。そして一方のスイッチ８９ａは、
移動子２７の中立位置と前進位置との中間に設けられ、
他方のスイッチ８９ｂは、移動子２７の中立位置と後退
位置との中間に設けられている。中間駆動ユニット５１
の構成は第１実施例と同様である。

この第２実施例において、操作レバー１１（第１図参照
）をＮ−Ｆ方向に動かした時、一方のスイッチ８９ａが
オンとなることにより、モータ５３が正転し、シフトレ
バ−１４がＦ方向に動く。

シフトレバ−１４が前進位置Ｆに達すると、連動部材７
８によってフォワードスイッチ５６がオンになることに
より、モータ５３が停止する。操作レバー１１をＦ−Ｎ
方向に戻した時には、このスイッチ８９ａかオンからオ
フに切換わることにより、モータ５３が逆転し、シフト
レバ−１４がＮ方向に動く。そしてシフトレバ−１４か
中立位置Ｎに達すると、連動部材７８によってニュート
ラルスイッチ５５がオンとなってモータ５３が停止する
。操作レバー１１をＮ−Ｒ方向に動かした時には、他方
のスイッチ８９ｂかオンとなることにより、モータ５３
が逆転し、シフトレバ−１４がＲ方向に動く。操作レバ
ー１１をＲ−Ｎ方向に戻した時には、スイッチ８９ｂが
オンがらオフに切換わることにより、モータ５３が正転
し、シフトレバ−１４がＮ方向に戻る。

この第２実施例では、第８図に示されるような動作履歴
となり、ヒステリシスが大きくなるが、シフトレバ−１
４の切換操作には支障がない。

第９図ないし第１３図に本発明の第３実施例を示す。こ
の機関制御装置９０においては、指令部ユニット９１と
中間駆動ユニット９２に、それぞれ第１のポテンショメ
ータ９３と第２のポテンショメータ９４が使用されてい
る。それ以外の基本的構成は前述した第１実施例の装置
１０と実質的に共通であるから、共通箇所に同一の符号
を付して説明は省略する。

この第３実施例の指令部ユニット９１においては、移動
子９５がプッシュプルケーブル２０のコア２１の端末３
６に、アジャスタねじ９６によって取付けられている。

移動子９５は第１のポテンショメータ９３のロッド９７
に連結されている。

ポテンショメータ９３の変位量に応じた無段階的な位置
情報は、電気ケーブル４５を介して制御盤４６に送られ
る。

一方、中間駆動ユニット９２においては、ラック６０に
連動部材９８か設けられており、この連動部材９８が第
２のポテンショメータ９４のロッド９９に連結されてい
る。ポテンショメータ９４の変位量に応じた無段階的な
位置情報は、電気ケーブル５０を介して制御盤４６にフ
ィードバックされる。

この第３実施例の機関制御装置９０において、操作レバ
ー１１が第９図に示される位置Ｎから第１０図に示され
る位置Ｆ方向に操作されると、第１のポテンショメータ
９３の変位量に応じた抵抗値と、第２のポテンショメー
タ９４の抵抗値との差がゼロとなるように制御盤４６に
よってモータ５３が駆動される。すなわち、操作レバー
１１の回動方向と操作角に応じて、モータ５３が無段階
的に必要量だけ回転し、ラック６０が移動するといった
具合である。

このような構成によれば、第１３図に示したように、ヒ
ステリシスをほとんどなくすことができるから、例えば
機関１３の絞り弁をコントロールするスロットルレバー
のように、操作レバー１１の操作角に比例した微妙なコ
ントロールを行なう場合に適している。但し、シフトレ
バ−１４の切換操作に使用することもできる。

なお、上記第３実施例では直線方向に動くポテンショメ
ータ９３．９４が使われているが、これ以外にも、例え
ばロータリ式のポテンショメータを採用することによっ
て、コンパクト化とコストダウンを図ってもよい。ロー
タリ式のポテンショメータを採用する場合、ギヤあるい
はリンク等を介して、操作レバー１１や移動子２７の動
きあるいはラック６０の動きをポテンショメータの回転
運動に変換するように構成する。また、指令部ユニット
２５の一部ないし全部をコントロールボックス１２に内
蔵するようにしてもよい。

プッシュプルケーブル７５の代りに、適宜のロッドやリ
ンク機構等のメカニカルな動力伝達手段が採用されても
よい。

また本発明は、船用機関以外に、例えば土木・建設現場
で使われる産業用車両等の機関を遠隔操作するシステム
に採用することができる。

［発明の効果］ 本発明によれば、操作レバーと被操作部との間を、操作
力に影響を及ぼさない電気ケーブルと、必要最小限の長
さのプッシュプルケーブルとによってつなぐことができ
るため、機関の遠隔操作を軽い操作力で行うことができ
、バックラッシュもなく、迅速かつ確実に機関制御を行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の第１実施例を示し、第１
図は機関制御装置の一部を断面で示すシステム構成説明
図、第２図および第３図は互いに異なる作動状態を示す
システム構成説明図、第４図は第１図中のＩＶ−ＩＶ線
に沿う指令部ユニットの断面図、第５図は第１図中のＶ
−■線に沿う中間駆動ユニットの断面図、第６図は操作
レバーの角度とラックの移動距離との関係を示す動作履
歴図、第７図は本発明の第２実施例を示す指令部ユニッ
トの断面図、第８図は第７図に示された指令部ユニット
を用いた場合の操作レバーの角度とラックの移動距離と
の関係を示す動作履歴図、第９図ないし第１３図は本発
明の第３実施例を示し、第９図は機関制御装置の一部を
断面で示すシステム構成説明図、第１０図は操作レバー
が操作された状態を示すシステム構成説明図、第１１図
は第９図中のＡ−Ａ線に沿う指令部ユニットの断面図、
第１２図は第９図中のＢ−Ｂ線に沿う中間駆動ユニット
の断面図、第１３図は操作レバーの角度とラックの移動
距離との関係を示す動作履歴図である。 １０・・・機関制御装置、１１・・・操作レバー１２・
・・コントロールボックス、１３・・・機関、１４・・
・被操作部（シフトレバ−）、２５・・・指令部ユニッ
ト、２７・・・移動子、３１，３２．３３゜３４・・・
スイッチ、４６・・・制御盤、５０・・・電気ケーブル
、５１・・・中間駆動ユニット、５３・・・モータ、５
５．５６．５７・・・スイッチ、６０・・・可動ラック
、６１・・・ギヤ機構、６３・・・ウオーム、６４・・
・ウオームホイール、７５・・・プッシュプルケーブル
（動力伝達手段）、７６・・・コア、８８・・・指令部
ユニット、９０・・・機関制御装置、９１・・・指令部
ユニット、２・・・中間駆動ユニット、 ９３゜ ９４　・・ ポテンシ メ 夕、 ５・・・移動子。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）操作レバーを備えたコントロールボックスと機関
   の被操作部との間に設けられる機関制御装置であって、 上記操作レバーに連動する移動子を有しこの移動子の位
   置に応じた電気信号を送出する指令部と、上記指令部に
   接続される電気ケーブルと、駆動側端部および被動側端
   部を有していて被動側端部が上記被操作部に接続される
   メカニカルな動力伝達手段と、この動力伝達手段を動か
   す中間駆動ユニットとを具備し、 かつ上記中間駆動ユニットは、上記電気ケーブルを介し
   て上記指令部から送られてくる信号に基いて発停が制御
   される正逆回転可能なモータと、上記モータの出力軸に
   設けられたウォームおよびこのウォームに噛合するウォ
   ームホィールを含むギヤ機構と、上記動力伝達手段の駆
   動側端部に接続されかつ上記ウォームホィールの回転に
   伴って駆動される可動ラックと、上記可動ラックの移動
   量に応じて発せられる電気的信号に基いて上記モータの
   発停を制御するモータ制御手段とを具備したことを特徴
   とする機関制御装置。
2. （２）上記指令部は上記移動子が中立位置から前進方向
   あるいは後退方向に移動したことを検出する少なくとも
   ２個のマイクロスイッチを含み、また上記中間駆動ユニ
   ットは上記可動ラックの中立位置を検出するニュートラ
   ルスイッチと可動ラックの前進位置を検出するフォワー
   ドスイッチと可動ラックの後退位置を検出するリバース
   スイッチとを含み、また上記モータ制御手段は上記各ス
   イッチから送出される信号を取込んで上記モータの発停
   を制御する制御盤を含んでいる請求項１記載の機関制御
   装置。
3. （３）上記指令部は上記移動子の位置に応じて変位する
   第１のポテンショメータを含み、また上記中間駆動ユニ
   ットは上記可動ラックの位置に応じて変位する第２のポ
   テンショメータを含み、また上記モータ制御手段は上記
   第１および第２のポテンショメータからの信号を比較し
   て上記モータの発停を制御する制御盤を含んでいる請求
   項１記載の機関制御装置。
4. （４）上記動力伝達手段がプッシュプルケーブルである
   請求項１記載の機関制御装置。
5. （５）上記コントロールボックスの出力端と上記指令部
   の移動子とが互いにプッシュプルケーブルでつながれて
   いる請求項１記載の機関制御装置。