JP2948882B2 - 機関制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 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
ための従来の制御装置は、操作レバーを備えたコントロ
ールボックスの出力端と機関の被制御部とが、プッシュ
プルケーブル等の機械的なコントロールケーブルによっ
てつながれている。操作レバーの動きは上記コントロー
ルケーブルを介して被制御部に伝達される。このような
コントロールケーブルが使用された機関制御装置は、操
作レバーから被制御部までの距離が長くなると、コント
ロールケーブルを操作する際の摩擦抵抗が増大するとと
もに、各部の遊びも多くなるなどの問題を生じる。

そこで、被制御部の近くにモータを内蔵した機関制御
装置を設け、モータのトルクによって被制御部を動かす
ようにしたものが提案された。この種の機関制御装置の
モータは、電気ケーブルを介して、操縦席等に配置され
た操作レバーによって発停が制御され、モータの回転方
向あるいは回転量に応じて被制御部がコントロールされ
る。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながらモータを使用した機関制御装置は、電気
系統の故障等の何らかの原因によってモータが動かなく
なってしまうと機関が制御不能に陥ってしまうため、こ
のような非常時において手動でコントロールケーブルを
直接操作できるようなバックアップシステムが望まれて
いた。

従って本発明の目的は、モータが作動不能に陥っても
手動でコントロールケーブルを直接操作できるようなバ
ックアップ機能を備えた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、ハウジ
ングに設けられたモータと、上記モータによって回転駆
動されるドライブギヤと、ガイド部材に沿ってガイド部
材の軸線方向に往復動自在でかつ両側部に第１の歯部と
第２の歯部を有しておりしかも上記第１の歯部と上記ド
ライブギヤとが互いに噛み合う第１の位置から上記第１
の歯部とドライブギヤとの噛み合いが外れる第２の位置
にわたって変位可能に保持された可動ラックと、上記可
動ラックを上記第１の位置および第２の位置のいずれか
に選択的に保持するラック位置切換機構と、上記可動ラ
ックに接続された動力伝達部材と、上記可動ラックが上
記第２の位置に変位した状態においてこの可動ラックの
第２の歯部に噛み合う手動ギヤと、この手動ギヤを回転
操作するための手回しハンドルとを具備している。

［作 用］ 通常の使用状態では、可動ラックが第１の位置に保持
されている。この場合、モータの回転力は、ドライブギ
ヤを介して可動ラックに伝達され、モータの回転方向に
応じて可動ラックが移動する。そして可動ラックに接続
されているコントロールケーブル等の動力伝達部材が駆
動されることにより、機関が制御される。

何らかの原因によってモータが作動不能に陥った場
合、可動ラックを第２の位置に切換える。こうすること
により、可動ラックとドライブギヤとの噛み合いが外れ
るとともに、第２の歯部が手動ギヤに噛み合う。従って
手回しハンドルによって手動ギヤを回転させると、その
回転方向に応じて可動ラックが動き、動力伝達部材を所
望の機関制御方向に動かすことができる。

［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
７図に示された小型船舶用の機関制御装置１を参照して
説明する。

図示例の機関制御装置１は、水密構造のハウジング２
の内部にモータ３を備えている。第３図等に示されるよ
うに、モータ３の出力軸にウォーム４が設けられてい
る。ウォーム４はウォームホィール５に噛み合わされて
いる。ウォーム４とウォームホィール５は、ギヤケース
６に収容されている。ギヤケース６は仕切板７に固定さ
れている。仕切板７の裏面側に、モータ３の発停制御に
使われる制御回路部８が設けられている。モータ３は制
御回路部８および電気ケーブル９を介して、図示しない
操作レバーによって遠隔制御がなされるようになってい
る。上記操作レバーは操縦席等に設けられている。ハウ
ジング２にブザー10が内蔵されている。

第３図に示されるように、ウォームホィール５の軸15
にドライブギヤ16が連結されている。ドライブギヤ16は
可動ラック17に噛み合っている。可動ラック17は、その
両側部に、互いに平行な第１の歯部18と第２の歯部19を
備えている。第１の歯部18は、ドライブギヤ16側に位置
している。

可動ラック17は、ロッド状のガイド部材21によって、
軸線方向に移動自在に保持されている。すなわち、可動
ラック17の中心部に軸線方向に沿う貫通孔22が設けられ
ており、この貫通孔22にガイド部材21が相対移動自在に
挿通させられている。ガイド部材21の基部23は、ハウジ
ング２に設けられたブラケット24に、支軸25によって回
動自在に支持されており、このガイド部材21は、支軸25
を中心として第１図中の角度θの範囲で揺動できる。従
って可動ラック17は、第１図に示される第１の位置、す
なわち第１の歯部18がドライブギヤ16に噛み合う位置か
ら、第７図に示される第２の位置、すなわち第１の歯部
18がドライブギヤ16から距離G₂だけ離れる位置にわたっ
て変位することができる。

ガイド部材21の自由端26側に、ラック位置切換機構30
が設けられている。図示例のラック位置切換機構30は、
手指でつかむことのできる形状のノブ31を備えている。
ノブ31の中心を通る貫通孔32に、ガイド部材21が軸線方
向に移動自在に挿通させられている。ノブ31の端面に凸
部33が設けられている。凸部33は、ハウジング２に設け
られた係止孔35に嵌合する。第４図に示されるように、
係止孔35は、第１の嵌合部36と第２の嵌合部37を備えて
おり、これら嵌合部36,37のうちいずれか一方に、ノブ3
1の凸部33が選択的に嵌合できるようになっている。そ
して凸部33が第１嵌合部36に嵌合した状態においては、
ガイド部材21が前述した第１の位置に保持され、凸部33
が第２嵌合部37に嵌合した状態においては、ガイド部材
21が前述した第２の位置に保持される。

ガイド部材21に設けられたばね座38とノブ31との間
に、ばね39が圧縮された状態で設けられている。このば
ね39は、上記凸部33を係止孔35に嵌合させる方向に、ノ
ブ31を付勢している。

可動ラック17に、動力伝達部材の一例としてのコント
ロールケーブル45が接続されている。コントロールケー
ブル45の一例は、第５図に示されるようなプッシュ・プ
ルケーブルである。図示例のコントロールケーブル45
は、アウタチューブ46の内部にコア47が軸線方向に移動
自在に挿通され、コア47の先端にロッド48が固定されて
いる。また、アウタチューブ46の先端側にハブ52が固定
されており、ハブ52の先端にスリーブ53が接続されてい
る。

ハブ52とスリーブ53との接続部54は、ある程度の角度
範囲で揺動できるような関節構造が採用されている。こ
の可動接続部54の近傍に、前述した支軸25が位置してお
り、ガイド部材21とスリーブ53がそれぞれ角度θの範囲
で揺動できるようになっている。可動接続部54の外側は
カバー55によって覆われている。ハブ52は、ハウジング
２に設けられたケーブル支持部57に固定されている。

上記ロッド48は、スリーブ53の外に突出している。ロ
ッド48の端部は接続用の部品58を利用して、可動ラック
17に固定されている。コントロールケーブル45の他端側
は、図示しない機関のシフトレバーあるいはスロットル
レバー等の被制御部に接続され、コア47の動きに応じて
機関をコントロールできるようになっている。

可動ラック17の第２の歯部19と対向する位置に、手動
ギヤ60が設けられている。この手動ギヤ60は、可動ラッ
ク17が前記第１の位置にある時には、第１図に示される
ように可動ラック17から距離Ｇだけ離れているが、可動
ラック17が第２の位置まで移動した時に、距離Ｇがゼロ
になって可動ラック17の歯部19に噛み合うようになって
いる。手動ギヤ60の軸61に、手回しハンドル62が取付け
られている。手回しハンドル62は、ハウジング２の外に
ある。

可動ラック17の軸方向位置を検出するために、ポテン
ショメータ65が設けられている。ポテンショメータ65の
軸66にアーム67が固定されている。アーム67の先端側に
長孔68が設けられており、この長孔68に、ピン69が嵌合
させられている。ピン69は、可動ラック17に設けられた
ピン保持部70に取付けられている。従って可動ラック17
の軸方向位置は、アーム67の回転角としてポテンショメ
ータ65によって検出される。

次に、上記構成の機関制御装置１の作用について説明
する。

第１図に示されるように、可動ラック17が第１の位置
にある時、ドライブギヤ16が可動ラック17の第１の歯部
18に噛み合っている。この状態でモータ３が回転させら
れると、モータ３のトルクはウォームホィール５を介し
てドライブギヤ16を回転させ、ドライブギヤ16の回転方
向に応じて、可動ラック17がガイド部材21の軸線方向に
沿って移動する。例えばドライブギヤ16が反時計回りに
回転すると、第２図に示されるように可動ラック17が図
示上方に移動し、ポテンショメータ65によって所定位置
に達したことが検知されたところでモータ３が停止す
る。

何らかの原因によってモータ３が動かなくなった時、
第６図に示されるようにノブ31をばね39の弾力に抗して
手で引き、凸部33と係止孔35との嵌合を外したのち、第
７図に示されるように、凸部33を第２嵌合部37に嵌合さ
せる。こうすることにより、ガイド部材21が支軸25を中
心に前記角度θだけ傾き、可動ラック17の第２の歯部19
が手動ギヤ60に噛み合う。この時、コントロールケーブ
ル45も、可動接続部54においてガイド部材21と同じ方向
に傾く。

以上の切換操作により、可動ラック17を手動ギヤ60に
噛み合わせてから、手回しハンドル62を手で回転させ
る。こうして、手動ギヤ60の回転に応じて可動ラック17
を所望の方向に動かすことができ、コントロールケーブ
ル45が操作される。この時、可動ラック17とドライブギ
ヤ16との噛み合いが外れた状態になっているから、手回
しハンドル62による手動操作を問題なく行なうことがで
きる。

第８図ないし第10図に本発明の第２実施例を示す。こ
の第２実施例は、ラック位置切換機構80が前記第１実施
例と相違するが、それ以外の構造と作用は第１実施例と
共通である。以下にラック位置切換機構80について説明
する。

この第２実施例のラック位置切換機構80は、軸81を中
心に回動可能な切換レバー82を備えている。この切換レ
バー82は、ホルダ85に設けられた第１の凹部83あるいは
第２の凹部84のいずれか一方に選択的に係合できるよう
になっているとともに、第10図中の矢印Ｃ方向にもある
程度揺動できるようになっている。ホルダ85はハウジン
グ２に固定されている。

切換レバー82は、第10図に示される付勢機構90によっ
て、上記凹部83（または84）に嵌合する方向に付勢され
ている。図示例の付勢機構90は、鋼球等の押圧子91と、
この押圧子91を付勢する圧縮ばね92とを備えており、ば
ね92の弾力によって押圧子91が切換レバー82に向かって
押されている。同第10図に２点鎖線で示すように、切換
レバー82をばね92の弾力に抗して持ち上げると、切換レ
バー82を凹部83（または84）から外すことができる。

切換レバー82の長手方向中間部に長孔93が設けられて
おり、この長孔93にガイド部材21が挿通させられてい
る。ガイド部材21は、前記第１実施例と同様に支軸25を
中心に角度θの範囲で揺動することができる。そして切
換レバー82が第１の凹部83に嵌合した状態（第８図）で
は、可動ラック17の第１の歯部18がドライブギヤ16に噛
み合い、切換レバー82が第２の凹部84に嵌合させられた
時に、ドライブギヤ16と第１の歯部18との噛み合いが外
れるとともに、可動ラック17の第２の歯部19が手動ギヤ
60に噛み合うといった構成である。

第１実施例および第２実施例のいずれにおいても、ロ
ッド状のガイド部材21が可動ラック17の貫通孔22に挿通
させられており、このガイド部材21とコントロールケー
ブル45が、互いにほぼ同一位置にある支軸25と可動接続
部54を中心に首を振ることができるようになっているた
め、コンパクトに構成でき、しかも構造が簡単ですむ。

但し、ガイド部材21はロッド状に限ることはなく、例
えば、可動ラック17の外面に摺接する案内面をもつ断面
凹状のレール部材あるいはプレート状のガイド部材が採
用されてもよい。また、コントロールケーブル45の代り
に、ロッドやリンク等の動力伝達部材が可動ラック17に
接続されてもよい。

なお本発明は、船用機関以外に、例えば産業用車両や
建築機械等の油圧制御弁等を遠隔操作するシステムに採
用することもできる。

［発明の効果］ 本発明によれば、電気系統の故障等によってモータが
作動不能に陥っても、可動ラックにつながるコントロー
ルケーブル等の動力伝達部材を直接手回しハンドルによ
って動かすことができ、常に機関の制御が可能であり高
い信頼性が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７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ハウジングの一部を取外した状態の
正面図、第２図雨はコントロールケーブルが操作された
状態の正面図、第３図は第１図中のIII−III線に沿う断
面図、第４図は第１図中のIV−IV線に沿う断面図、第５
図はコントロールケーブルを一部断面で示す側面図、第
６図はノブの作動態様を示す正面図、第７図は可動ラッ
クを第２の位置まで変位させた状態の正面図、第８図は
本発明の第２実施例を示す機関制御装置の正面図、第９
図は第８図に示された機関制御装置の平面図、第10図は
第８図に示された機関制御装置の一部の側面図である。 １……機関制御装置、２……ハウジング、３……モー
タ、16……ドライブギヤ、17……可動ラック、18……第
１の歯部、19……第２の歯部、21……ガイド部材、25…
…支軸、30……ラック位置切換機構、31……ノブ、45…
…コントロールケーブル、54……可動接続部、60……手
動ギヤ、62……手回しハンドル、80……ラック位置切換
機構。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02D 9/00 - 11/10 G05G 1/00 - 25/04

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジングに設けられたモータと、上記モ
   ータによって回転駆動されるドライブギヤと、ガイド部
   材に沿ってガイド部材の軸線方向に往復動自在でかつ両
   側部に第１の歯部と第２の歯部を有しておりしかも上記
   第１の歯部と上記ドライブギヤとが互いに噛み合う第１
   の位置から上記第１の歯部とドライブギヤとの噛み合い
   が外れる第２の位置にわたって変位可能に保持された可
   動ラックと、上記可動ラックを上記第１の位置および第
   ２の位置のいずれかに選択的に保持するラック位置切換
   機構と、上記可動ラックに接続された動力伝達部材と、
   上記可動ラックが上記第２の位置に変位した状態におい
   てこの可動ラックの第２の歯部に噛み合う手動ギヤと、
   この手動ギヤを回転操作するための手回しハンドルとを
   具備したことを特徴とする機関制御装置。
2. 【請求項２】上記ガイド部材は、その基部が支軸によっ
   て揺動自在に枢着されており、しかもこのガイド部材を
   上記可動ラックに設けられた軸線方向に沿う貫通孔に挿
   通させた請求項１記載の機関制御装置。
3. 【請求項３】上記ガイド部材の自由端側に、このガイド
   部材の軸線方向に移動可能なノブが設けられており、こ
   のノブの一部はハウジング側に設けられた係止孔の第１
   嵌合部あるいは第２嵌合部のいずれかに選択的に嵌合可
   能としてあり、上記ノブが上記第１嵌合部に嵌合した状
   態においては上記可動ラックの第１の歯部が上記ドライ
   ブギヤに噛み合い、ノブが上記第２嵌合部に嵌合した状
   態においては上記可動ラックの第２の歯部が上記手動ギ
   ヤに噛み合うようにしてある請求項２記載の機関制御装
   置。