JP3693371B2

JP3693371B2 - ウォータビークルの噴射ノズル角制御装置

Info

Publication number: JP3693371B2
Application number: JP33415094A
Authority: JP
Inventors: 幹也八木
Original assignee: Nippon Cable System Inc; Hi Lex Corp
Current assignee: Nippon Cable System Inc; Hi Lex Corp
Priority date: 1994-12-15
Filing date: 1994-12-15
Publication date: 2005-09-07
Anticipated expiration: 2020-09-07
Also published as: JPH08169399A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はウォータビークルの噴射ノズル角制御装置およびそれに用いるアクチュエータに関する。さらに詳しくは、船底より水を取り込み、後方のノズルより水を噴出させて推進力を得る、いわゆるウォータジェット推進タイプのウォータビークルにおける、噴射ノズルの角度を電気駆動により制御する装置、およびそれに好適に用いられるアクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ウォータジェット推進タイプのウォータビークルは、たとえば図１０に示すように、水上滑走に適した船体１０１と、その前方上面に左右に回動自在に設けられるハンドル１０２と、船体１０１の後方上部に設けられるシート１０３とからなる。そして船体１０１の前方の内部にはエンジン１０４がマウントされ、後方の船底付近には、船底に開口し、船体内を通って後方に延びる流路１０５が設けられている。そしてエンジン１０４から後方に向かって延び、流路１０５内を通る推進軸１０６にはインペラ１０７が取り付けられている。流路１０５の後端はしだいに径が小さくされて固定ノズル１０８となっており、その後方には左右に揺動自在に可動ノズル１０９が設けられている。また一般的には、可動ノズル１０９は前記ハンドル１０２と押し引きコントロールケーブル１１０などで連結され、それによりハンドル１０２の左右の揺動操作により可動ノズル１０９の向きを左右に変化させ、船体１０１の進行方向を変えるようにしている。
【０００３】
また推進力の変化により船体の前方が持ち上がったり下がったりするのを立て直す（補正する）ため、図１１に示すように、運転席に設けた手動操作レバー１１１により、押し引きコントロールケーブル１１０を介して上下に揺動自在に取り付けた可動ノズル１０９の上下角度（トリム角）を調節するトリム角制御装置も知られている（従来例１という））。さらに図１２に示すように、モータＭおよび減速機１１３により、ネジ１１４を往復回転させ、そのネジ１１４に螺合させたナット１１５を往復移動させて、可動ノズルに連結されたコントロールケーブル１１０を往復操作する電動式のトリム角制御装置も知られている（従来例２）。
【０００４】
さらに実公昭６０−４８７６公報では、可動ノズルを水平状態から垂直下方を向くまでの範囲で回動自在とし、運転席の手動操作レバーでノズルの噴射方向を調節できるようにした装置が提案されている。このものは滑走に入る前の静止状態では下方にジェット水流を噴き出し、船体の後部が水没するのを抑制すると共に、滑走状態では後方にジェット水流を噴出させて高速の滑走状態を得ようとするものである（従来例３）。他方、進行方向を変えるとき、ハンドルの回動操作に応じて可動ノズルを左右に振ると同時に上向きに振らせるものが提案されている（特公平４−６４９２０号公報）。このものは船体が旋回するとき、船体の傾きにより左右に振れたノズルが下向きになるのを防ぎ、旋回時の噴射効率を向上させることができる（従来例４）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来例１のトリム角制御装置は、手動操作レバー１１１により操作するものであるので、推力（噴流）が大きい場合はレバー操作が重く、場合により操作ができない。またウォータビークルの高性能化に伴い、エンジンの回転数などの運転条件に応じた自動制御（アクティブ制御）が望まれるが、手動操作レバー１１１を使用しているものではアクティブ制御はできない。他方、従来例２の電動式トリム角制御装置は、ネジ１１４とナット１１５の組合せで回転動作を直進動作に変換しているので、その構造上、寸法が大きくなる。しかも強度上、ネジやナットなどの金属部品を多用するので、重量が重くなると共に、防錆対策が難しい。さらにナット１１５の位置やネジ１１４の回転角は検出しにくいので、それらをフィードバックしてアクティブ制御させるように変更することが困難である。
【０００６】
また従来例３のノズル角度調節装置も手動レバーによる操作であり、前記従来例１のものと同じ問題がある。従来例４の装置はハンドルの回動に応じてノズル左右方向と上下方向を同時に制御するものであり、ある意味で機械的に自動制御を達成しているともいえるが、それぞれの角度を独立して操作することはできないので、他の目的、たとえばトリム角制御に応用することはできない。
【０００７】
本発明は推力が大きい場合でも簡単に可動ノズルの向きを変えることができ、しかもフィードバック制御およびアクティブ制御を容易に適用できるウォータビークルの噴射ノズル角制御装置を提供することを技術課題としている。さらに本発明はそのような装置に用いる、軽量でコンパクトに構成しうる電動式のアクチュエータを提供することを技術課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の噴射ノズル角制御装置は、運転席のスイッチ操作により正転・逆転するモータと、そのモータの出力軸に連結されるウォームおよびそのウォームと噛み合うウォームホイールからなる第１減速機と、その第１減速機のウォームホイールの軸に連結される太陽ギヤ、太陽ギヤと噛み合う第１遊星ギヤ、第１遊星ギヤと外側から噛み合う静止リングギヤ、第１遊星ギヤと一体に自転および公転する、第１遊星ギヤより大径の第２遊星ギヤ、第１遊星ギヤおよび第２遊星ギヤを自転および公転自在に支持するキャリヤ、および第２遊星ギヤと外側から噛み合う回転リングギヤからなる遊星ギヤ式の第２減速機と、前記第２減速機の回転リングギヤに固定される出力レバーとからなるアクチュエータと、一端がその出力レバーにより往復操作されると共に、他端が、揺動制御対象である噴射ノズルに連結されているコントロールケーブルとからなり、前記噴射ノズルが水平軸周りに上下に揺動自在に支持されており、前記コントロールケーブルの押し引き操作によりウォータビークルのトリム角を制御するものであり、前記回転リングギヤが、円板部と、その円板部の外周から立ち上がるリング部と、円板部の中心部からリング部と同じ側に立ち上がるボス部とを有しており、そのボス部に外面に向かって開口する凹所が形成されると共に、その凹所に前記出力レバーの回動角を検出するためのポテンショメータの検出軸が連結されており、前記静止リングギヤに支持されるブラケットにポテンショメータの本体が支持されており、前記ポテンショメータの出力を表示するインジケータが運転席に設けられていることを特徴としている。その場合、前記スイッチからの指令値と角度検出器の検出値の差に基づいてモータの回転をフィードバック制御する制御回路を設けるのが好ましい。
【０００９】
また、運転席のスイッチのほかに、噴流駆動用のエンジン出力に応じてトリム角の大きさを制御する制御回路を設けるのが好ましい。そのような制御回路では、たとえばエンジンの回転数が所定値以下の状態が所定時間以上継続したとき、トリム角を小にし、エンジンの回転数が所定値以上の状態が所定時間継続したとき、トリム角を大にするべくモータを制御するようにする。さらに、前記噴流駆動用のエンジン出力に応じてトリム角を制御する自動制御モードと運転席のスイッチによりトリム角を制御するマニュアルモードとをエンジンスタート時に選択することができ、さらに自動制御モードからマニュアルモードへの復帰をスイッチによりできるようにするものが好ましい。
【００１１】
上述した装置においては前記ボス部の凹所に弾力製を有する高分子材料製のクッションリングが埋め込まれ、そのクッションリングに前記出力レバーの回動角を検出するためのポテンショメータの検出軸が連結されており、前記静止リングギヤに支持されるブラケットにポテンショメータの本体が支持されているものが好ましい。また前記回転リングギヤの円板部の外面に、前記ボス部と同心状に筒部が突設されており、その筒部の外周面が前記ブラケットに回転自在に支持されているものが好ましい。さらに、前記回転リングギヤの下端に静止リングギヤの外側と係合して回転リングギヤの回転範囲を規制するための突起が設けられているものが好ましい。
【００１２】
【作用】
本発明の装置では、運転席のスイッチを操作することにより、モータの正転・停止・逆転を切り換える。モータの回転は遊星ギヤ式の減速機により減速され、出力レバーが回動する。それによりコントロールケーブルが引き出されたり、押し戻され（あるいは送り出し）たりし、その他端側の噴射ノズルの角度が制御される。このように本発明の装置では、モータを駆動源としているので、推進力が大きい場合でも容易に操作することができる。しかも遊星ギヤ式の減速機を採用しているので、計量・コンパクトに構成することができ、コントロールケーブルを介して電気回路などは船体の前方など、水しぶきが入ってこない安全な位置に設置することができる。
【００１３】
減速機の出力部ないし出力レバーに角度検出器、とくにポテンショメータを設けたものでは、その角度検出器の出力を運転席のインジケータに表示したり、あるいはスイッチによる指令値との差に基づくフィードバック制御を行うことができる。モータと遊星ギヤ式減速機との間にウォームギヤ式の減速機を介在させたものでは、全体の大きさをコンパクトにしながら、減速比を大きくすることができる。また外力に対する自己拘束性が確実になる。
【００１４】
遊星ギヤ式の減速機は噛み合い率を高くすることができるので、主要なギヤ要素を合成樹脂製とすることができ、それにより軽量化および防錆性の向上が図られる。さらに出力レバーは所定の角度範囲を揺動させるだけであるので、ノズル角度を迅速かつ正確に変更することができる。そのためとくに船体のトリム角を調節するのに適している。その場合はエンジンの回転数に応じて目標値を変化させることにより、いわゆるアクティブ制御を容易に行うことができる。すなわちエンジンの回転数が低いときはトリム角を小にし、エンジン回転数が高いときはトリム角を大にする。そのときエンジン回転数が一定時間経過したときにモータに指令を送るようにすれば、瞬間的な変化に対しては応答せず、安定した制御を行うことができる。
【００１５】
また本発明の装置は、モータの回転がウォームギヤ式の第１減速機で減速された後、ウォームホイールが太陽ギヤを回転させる。それにより静止リングギヤと噛み合っている第１遊星ギヤがキャリヤにより支持されながら自転および公転する。そのとき第１遊星ギヤと一体の第２遊星ギヤは、第１遊星ギヤと一緒の公転および自転を行うが、第２遊星ギヤと外側から噛み合っている回転リングギヤは、静止リングギヤと第１遊星ギヤの歯数比と、回転リングギヤと第２遊星ギヤの歯数比との差に応じた分だけわずかに回転する。それにより大きいギヤ比で減速することができる。
【００１６】
遊星ギヤ式の減速機は噛み合い率を高くすることができるので、太陽ギヤ、第１および第２遊星ギヤ、静止および回転リングギヤなどのギヤ要素を合成樹脂製とすることができ、それによりアクチュエータの軽量化および防錆性の向上が図られる。また回転リングギヤに凹所を有するボスを設け、その凹所に埋め込んだ弾力性を有する高分子材料製のクッションリングにポテンショメータの検出軸を連結するときは、エンジンなどから振動が伝わってくる場合でも、正確に回転角を検出することができる。その場合、回転リングギヤの外面に筒部を設け、その筒部の外周面をポテンショメータを取りつけるブラケットで回転自在に支持させるときは、回転リングギヤおよびそれに内蔵される遊星ギヤを確実に支持することができる。
【００１７】
【実施例】
つぎに図面を参照しながら本発明の制御装置およびアクチュエータを説明する。図１は本発明の噴射ノズル角制御装置を備えたウォータビークルの一実施例を示す概略断面図、図２は本発明のアクチュエータの一実施例を示す、カバーを外した状態における正面図、図３はその一部切り欠き斜視図、図４は図２のIV-IV 線拡大断面図、図５は図２のアクチュエータの組立前の状態を示す、図４と同じ部分の断面図、図６は図２のアクチュエータの組立前の状態を示す要部斜視図、図７は図２のアクチュエータの制御回路および周辺機器の関係を示すブロック図、図８は図７の制御回路の実施例を示すブロック図、図９は上記制御回路の制御の流れを示すフローチャートである。
【００１８】
図１に示すウォータビークル１は、船体および推進駆動部の構造については図１０の従来のものと基本的に同じであるので、同じ部分には同じ符号を付して説明を省略する。このものの可動ノズルのトリム角を制御する制御装置Ａは、ハンドル２に取りつけたスイッチ３と、そのスイッチ３の操作によりモータ、ウォームギヤ式の減速機および遊星ギヤ式の減速機を介して出力レバーを回動操作するアクチュエータ４と、前記出力レバーにより押し引き操作される押し引きコントロールケーブル５とから構成されている。押し引きコントロールケーブル５の他端は可動ノズル６に固定されたレバー７に連結されている。さらに運転席には、出力レバーの操作状態を表示するインジケータ８が設けられている。
【００１９】
前記アクチュエータ４は図２および図３に示すように、箱型のケース本体１０ａとカバー１０ｂとからなるケース１０と、その内部に収容されるモータＭ、ウォームギヤ式の第１減速機１１、第１減速機１１の出力をさらに減速する遊星ギヤ式の第２減速機１２、その出力により９０°以下、とくに６０〜８０°程度の角度で回動する出力レバー１３とから構成されている。出力レバー１３はコントロールケーブル５の索端ロッド１４に対して、中立状態ではほぼ直角になるように連結されている。
【００２０】
前記ケース１０は、平面形状で、一端側（図２の右側）の幅が広く、他端側の幅が狭い箱形を呈している。そして幅が狭い側の端部１５は、深さが浅くなっており、その壁１６にはコントロールケーブル５の導管１７がケーブルキャップ１７ａにより固定されている。ケース本体１０ａの周辺の３か所には、船体へ取りつけるための取りつけボス１８が設けられており、内側の数カ所にはカバー１０ｂを取りつけるためのねじ穴ないしインサート挿入用の深穴１９が設けられている。そしてカバー１０ｂが当接する端面には、深穴１９を囲むように、１本のパッキン溝２０が形成されており、ゴムないし合成樹脂エラストマー製のひもからなるパッキン２１が挿入されている。なおケース本体１０ａおよびカバー１０ｂは防錆の観点から、合成樹脂成型品ないしステンレススチール製が好ましい。
【００２１】
ケース本体１０ａの幅が広い部分の底部２２には２〜３本のボス２３が突設されており、そのボス２３にウォームギヤ式の第１減速機１１がネジにより取りつけられている（図４参照）。この第１減速機１１は公知のウォームギヤ・ウォームホイールユニットを採用することができ、その場合は、モータＭはそのユニットケースに対し、ウォームを収容する細長い筒状部１１ａと同心状に取りつけて、前記ケース本体１０ａの幅が狭い部分に収容することができる。モータＭは公知の直流モータであり、モータＭに被せるように設置したサーキットボード２４の制御回路により、極性が切り換えられて、正転・停止・逆転の制御が行われる。
【００２２】
前記コントロールケーブル５の索端ロッド１４の基部側は、ケーブルキャップ１７ａに対してその一端がボール・ソケット連結されたガイドパイプ２５内に摺動自在に収容されており、その端部に内索２６が連結されている。したがって索端ロッド１４はケーブルキャップ１７ａに対して摺動自在および所定の角度範囲内で回動自在である。なおガイドパイプ２５の自由端には蛇腹ブーツ２５ａが設けられている。このような索端ロッド１４の連結形態は従来公知である。
【００２３】
つぎに図４、図５および図６を参照して遊星ギヤ式の第２減速機１２の詳細を説明する。図４および図５において、符号２７は第１減速機１１の出力軸２８にトルク伝達可能に固定される太陽ギヤであり、符号２９はユニットケースに固定される静止リングギヤである。太陽ギヤ２７は出力軸２８との嵌合を確実にするため、金属製のものが好ましい。静止リングギヤ２９は図６に示すように、内歯３０を備えたリング部３１と、その周囲に張り出した板状の支持部３２とからなる。支持部３２にはユニットケースに取りつけるためのボス３３が複数個設けられている。さらにリング部３１の左右の両側から、ブラケット支持用の一対の突起３４が突出している。なお図４に示すように、リング部３１の背面側には、ギヤの剛性向上のためにリング部３１の肉厚を厚くしたことに伴い、成型時のヒケ防止のためのスリット３５が刻まれている。
【００２４】
太陽ギヤ２７と静止リングギヤ２９の内歯３０との間には、図４〜５に示すように、３個の第１遊星ギヤ３６がそれぞれ噛み合うように介在されている。本実施例では、図５に示すように、それぞれの第１遊星ギヤ３６はその第１遊星ギヤより歯数が多い第２遊星ギヤ３７と同心状に一体に形成されている。そして３組の第１・第２遊星ギヤ３６・３７は、両側からキャリヤ３８で支持されている。キャリヤ３８はそれぞれ環状の板材からなるサポート部３９、４０と、それらのサポート部の内面の３か所から突出する軸部４１、４２とからなり、軸部４１、４２の先端同士は突起と凹部とで嵌合させ、ビス４３で連結している。第１遊星ギヤ側のサポート部３９は図４のように組み立てたとき、静止リングギヤ２９の歯面と摺動することにより、支持される。なお本実施例では静止リングギヤ２９の中央部は貫通しているが、ユニットケースと当接する側を、中央に太陽ギヤを通す開口を設けた底板で塞いでもよい。第１・第２遊星ギヤ３６、３７およびキャリア３８はそれぞれポリアセタールなどの合成樹脂から成形するのが好ましい。
【００２５】
第２遊星ギヤ３７の外側には、前記静止リングギヤ２９と同心状に対向して配置される回転リングギヤ４４の内歯４５が噛み合っている。図５に示すように回転リングギヤ４４は円板部４６とその周囲から立ち上がるリング部４７とを有し、そのリング部４７の内周に内歯４５が形成されている。その内歯４５のピッチ円径は静止リングギヤ２９のピッチ円径より大きく、歯数も２〜４枚程度多い。そして静止リングギヤ２９と第１遊星ギヤ３６との歯数の比率は、回転リングギヤ４４と第２遊星ギヤ３７との歯数の比率より大きい。なお回転リングギヤ４４においても、リング部４７の背面側にギヤの真円度の変形（撓み）防止のためのスリット４８が形成されている。
【００２６】
回転リングギヤ４４の円板部４６の中央には、外側（図４の左側）に向かって開口する凹所４９を備えたカップ状のボス５０が内側に向かって突出しており、その内部にクッションリング５１が嵌着されている。このクッションリング５１はポテンショメータ５３の検出軸５３ａを連結するためのものである。さらに円板部４６の内側には、前記キャリア３８の第２遊星ギヤ３７側のサポート部４０の内面を摺動自在に支持するための環状突起５２が設けられている。他方、円板部４６の外側には、図５に示すように、ポテンショメータ５３の円筒状の突部５３ｂと摺動自在に嵌合する環状突起５４が設けられている。
【００２７】
回転リングギヤ４４の外面には、図５および図６に示すように出力レバー１３を支持するための角筒状の突起５５、５６および出力レバー１３の側面と嵌合する立ち壁５７、５８が突設されている。なお回転リングギヤ４４の下端には、静止リングギヤ２９の外側に設けた一対のストッパ（図２の符号２９ａ）と係合して回転リングギヤ４４の回転範囲を規制するための突起５９が突出している。回転リングギヤ４４もポリアセタールなどの合成樹脂から成形するのが好ましい
【００２８】
前記静止リングギヤ２９の左右のブラケット支持用の突起３４の前面には、板状のブラケット６０が固定されている。そのブラケット６０の中央部にはポテンショメータ５３の突部５３ｂを通すと共に、前記外面側の環状突起５４の外周面をブッシュ６１を介して摺動自在に支持する円形の開口６２が形成されている。ブラケット６０は通常、ステンレス鋼などの耐食性の高い金属板あるいは合成樹脂板で成形する。
【００２９】
前記出力レバー１３は前記回転リングギヤ２９の角筒状突起５５、５６と嵌合する矩形状の嵌合孔６３、６４を有し、環状突起５４を通すための円形の開口６５を有する。さらにその下端には、コントロールケーブル５の索端ロッド１４と連結するためのピン６６を固定している。出力レバー１３はステンレス鋼などの耐食性の高い金属板から構成するのが好ましいが、合成樹脂など、他の材料を用いてもよい。
【００３０】
前記のように構成されるアクチュエータ４において、モータＭが回転して第１減速機の出力軸２８が図６の矢印Ｃ方向に回転すると、太陽ギヤ２７も同じ方向に回転する。それにより静止リングギヤ２９と噛み合っている第１遊星ギヤ３６が矢印Ｄ方向に自転しながら矢印Ｅ方向に公転する。そして第２遊星ギヤ３７も第１遊星ギヤ３６と同じ方向に、同じ回転数で自転および公転する。そのとき第１遊星ギヤと静止リングギヤの歯数の比と、第２遊星ギヤと回転リングギヤの歯数の比とが同じであれば、回転リングギヤは回転しないが、両者の比に差があれば、その差に応じて回転リングギヤがたとえば矢印Ｆ方向にゆっくりと回転する。それにより高い減速比が得られる。回転リングギヤ４４が回転すると、それに固定されている出力レバー１３も同じ方向に回動し、コントロールケーブル５の索端ロッド１４を、たとえば押し操作する。逆にモータＭが逆転方向に回転すると、前記とは逆にコントロールケーブル５の索端ロッド１４を引き操作する。
【００３１】
上記のアクチュエータ４を採用した図１の噴射ノズル角制御装置Ａは、アクチュエータ４の出力レバー１３が下（索端ロッドと直角）を向いているときに可動ノズル６が水平方向を向く中立位置となるように設定する。そしてそのときのポテンショメータ５３の出力電圧はフルレンジの半分になるようにする。それによりモータＭが中立位置より正転方向に回転すると、可動ノズル６は下向き（矢印Ｇ方向）に、たとえば−１５〜１５°程度角度を変更し、モータＭが逆方向に回転すると、可動ノズル６が上向き（矢印Ｈ方向）に操作される。運転席のハンドル２に設けたスイッチ３は、たとえばモータＭの正転・停止・逆転に対応する３位置のセレクトスイッチとすることができ、その場合は単純にスイッチ３の操作で可動ノズル６を上向きあるいは下向きにマニュアル操作することができる。なお操作時間により、その角度を調節するようにしてもよい。可動ノズル６の角度はコントロールケーブル５を介して出力レバー１３の角度と一対一で対応しているので、その角度はポテンショメータ５３で検出され、運転席のインジケータ８に表示される。この場合はポテンショメータ５３は単にトリム角の表示用に用いられるだけである。
【００３２】
他方、スイッチ３をたとえばダイヤル式のボリュームスイッチとし、そのスイッチ３の出力とポテンショメータ５３からの出力とを比較して、その差が常時ゼロになるようにモータＭの回転方向および回転数を調節すれば、いわゆるネガティブフィードバック制御とすることができ、トリム角は若干の遅れ時間を含む追従制御とすることができる。このような追従制御は、トリム角を連続的に変化させる連続制御の形式、あるいはトリム角を段階的に変化させる段階制御の形式のいずれによっても行うことができる。また前記フィードバック制御はアナログ制御でも、またデジタル制御でも行うことができる。
【００３３】
さらに上記のいずれかの制御方法に対して、エンジンの出力、とくに回転数の大小に応じて、トリム角の正負・大小を自動的に制御するアクティブ制御を導入することもできる。図７のブロック線図はそのような自動制御を行うための回路の一例を示している。図７においてサーキットボード（回路基板）２４には、Ａ／Ｄ変換器やＣＰＵ、メモリーなどの制御要素からなる制御回路７１が組み込まれており、それぞれ入出力ポート７２を介してインジケータ８、スイッチ３、エンジン回転数検出器７３、電源（バッテリ）７４、ポテンショメータ５３、モータＭなどの周辺機器に接続されている。
【００３４】
インジケータ８は前述のウォータビークルＡの運転者にポテンショメータ５３の出力、すなわち出力レバー１３回動角度（トリム角の指標となる）を常時知らせるものである。スイッチ３は運転者がトリム角を上げたいとき、あるいは下げたいときに、自発的にモータＭの駆動電源の入り切りおよび極性の変更を行うマニュアル操作用のものである。さらに本実施例では、自動制御とマニュアル制御の選択スイッチを兼ねており、スイッチを押しながらエンジンをスタートさせると自動制御モードに移行し、押さずにエンジンスタートするとマニュアル操作モードになるようにしている。また自動制御中でも、スイッチ３を操作すると直ちにマニュアル操作に復帰できるようにするのが好ましい。エンジン回転数検出器７３は、ウォータビークルの推力を発生するエンジンの回転数を発電機の電圧などで検出するようにしたものであり、アクティブ制御のためにトリム角の増大、減少、そのままの状態の維持を選択する基準を定めるものである。エンジン回転数検出器としては、たとえばＣＤＩマグネットなどを採用しうる。
【００３５】
前記制御回路７１は、図８に示すように、エンジンのスタート時にスイッチ３が押されていたか否かを検出し、それにより運転モードを変更する手段７５、エンジンの回転数が低速の基準値、たとえば２０００rpm 以下かそれを越えているか、あるいは高速の基準値、たとえば５０００rpm 以上か否かを比較判断する手段７７、その状態が所定時間、たとえば３秒間維持されたか否かの判断基準となるタイマー回路７８、前記基準値を記憶しておくメモリー７９、検出値に応じてモータＭに正転・停止・逆転の指令を出す中央処理装置（ＣＰＵ）８０、プログラムを記憶しておくメモリー８１、インジケータ１１やモータＭなどの外部機器に制御信号や駆動信号を出力するドライバー８２などから構成されている。
【００３６】
つぎに図９を参照して、前記アクチュエータ４および制御回路７２を用いてトリム角のアクティブ制御をする場合を説明する。まずエンジンスタート時にスイッチ３が押されていたか否かを判断し（ステップＳ１）、押されていない場合は自動制御を解除し、マニュアル制御モードに移行させる（ステップＳ２）。エンジンスタート時にスイッチ３が押されていた場合は、自動制御モードに移行する。自動制御モードでは、まずエンジン回転数が３０００rpm 以下の状態が３秒以上続いたか否かを判断し（ステップＳ３）、続いていない場合は中間状態として、アクチュエータに信号を送らず、中立状態（水平状態）のトリム角を維持する。そして３秒以上続いた場合は、低速状態と判断して、出力レバーをポテンショメータ５３のＣＣＷ（フルレンジの方向）に対応する方向に回動させるべくモータＭに指令を出す（ステップＳ４）。その指令により、モータが正転し、出力レバーは図２の矢印Ｆ方向（ＣＷ方向）に回転する。それによりコントロールケーブルの内索が押され、図１の状態でノズルの出口を下向きにし、トリム角を下向きとする。
【００３７】
ついでエンジン回転数５０００rpm 以上の状態が３秒以上持続したか否かを判断し（ステップＳ５）、続いていない場合はそのままのトリム位置を維持させる。続いた場合は高速運転時と判断し、出力レバーをポテンショメータ５３のＣＷ方向（ゼロレンジの方向）に対応する方向に回動させるべくモータＭを逆転させ、エンジンスタート時のノズル位置（すなわち最初にメモリーしていた位置）にする（ステップ６）。このようにしてエンジン回転数に応じた適切なトリム角度が達成される。
【００３８】
上記実施例ではトリム角は上向き、下向きのいずれかを選択するだけであったが、もちろんエンジン回転数に対し、それに比例した、あるいは特定の関数関係となるトリム角に調節するように制御することもできる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明のウォータビークルの噴射ノズル制御装置は、駆動源としてモータを採用し、遊星ギヤ式の減速機で大きく減速するので、噴射ノズルの推力が大きい場合でも簡単に向きを変えることができる。またポテンショメータで噴射ノズルの角度をフィードバックすることができるので、エンジンの出力に応じたアクティブ制御を容易に適用することができる。
【００４０】
本発明のアクチュエータは、減速機として遊星ギヤ式のものを採用しているので、軽量でコンパクトに構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の噴射ノズル角制御装置を備えたウォータビークルの一実施例を示す概略断面図である。
【図２】本発明のアクチュエータの一実施例を示す、カバーを外した状態における正面図である。
【図３】上記アクチュエータの一部切り欠き斜視図である。
【図４】図２のIV-IV 線拡大断面図である。
【図５】上記アクチュエータの組立前の状態を示す、図４と同じ部分の断面図である。
【図６】上記アクチュエータの組立前の状態を示す要部斜視図である。
【図７】上記アクチュエータの制御回路および周辺機器の関係を示すブロック図である。
【図８】上記制御回路の実施例を示すブロック図である。
【図９】上記制御回路の制御の流れを示すフローチャートである。
【図１０】従来のウォータビークルの一例を示す概略断面図である。
【図１１】従来の手動式トリム角制御装置の一例を示す要部構成図である。
【図１２】従来の動力式トリム角制御装置の一例を示す要部構成図である。
【符号の説明】
１ウォータビークル
Ａ制御装置
３スイッチ
４アクチュエータ
５押し引きコントロールケーブル
６可動ノズル
８インジケータ
Ｍモータ
１１第１減速機
１２第２減速機
１３出力レバー
１４索端ロッド
２７太陽ギヤ
２９静止リングギヤ
３６第１遊星ギヤ
３７第２遊星ギヤ
３８キャリヤ
４４回転リングギヤ
５３ポテンショメータ
６０ブラケット
７３エンジン回転数検出器

Claims

運転席のスイッチ操作により正転・逆転するモータと、そのモータの出力軸に連結されるウォームおよびそのウォームと噛み合うウォームホイールからなる第１減速機と、その第１減速機のウォームホイールの軸に連結される太陽ギヤ、太陽ギヤと噛み合う第１遊星ギヤ、第１遊星ギヤと外側から噛み合う静止リングギヤ、第１遊星ギヤと一体に自転および公転する、第１遊星ギヤより大径の第２遊星ギヤ、第１遊星ギヤおよび第２遊星ギヤを自転および公転自在に支持するキャリヤ、および第２遊星ギヤと外側から噛み合う回転リングギヤからなる遊星ギヤ式の第２減速機と、前記第２減速機の回転リングギヤに固定される出力レバーとからなるアクチュエータと、一端がその出力レバーにより往復操作されると共に、他端が、制御対象である噴射ノズルに連結されているコントロールケーブルとからなり、
前記噴射ノズルが水平軸周りに上下に揺動自在に支持されており、前記コントロールケーブルの押し引き操作によりウォータビークルのトリム角を制御するものであり、前記回転リングギヤが、円板部と、その円板部の外周から立ち上がるリング部と、円板部の中心部からリング部と同じ側に立ち上がるボス部とを有しており、そのボス部に外面に向かって開口する凹所が形成されると共に、その凹所に前記出力レバーの回動角を検出するためのポテンショメータの検出軸が連結されており、前記静止リングギヤに支持されるブラケットにポテンショメータの本体が支持されており、
前記ポテンショメータの出力を表示するインジケータが運転席に設けられている、
噴射ノズル角制御装置。
前記スイッチからの指令値とポテンショメータの検出値の差に基づいてモータの回転をフィードバック制御する制御回路を備えている請求項１記載の装置。
運転席のスイッチのほかに、噴流駆動用のエンジン出力に応じてトリム角を制御する制御回路を備えている請求項１記載の装置。
前記噴流駆動用のエンジン出力に応じてトリム角を制御する自動制御モードと運転席のスイッチの指令値とポテンショメータの検出値の差に応じてトリム角を制御するマニュアルモードとをエンジンスタート時に選択することができ、さらに自動制御モードからマニュアルモードへの復帰をスイッチによりできる請求項３記載の装置。
前記第１および第２遊星ギヤ、静止リングギヤ、キャリヤおよび回転リングギヤが合成樹脂製であり、前記太陽ギヤおよび出力レバーが金属製である請求項１記載の装置。
前記ボス部の凹所に弾力製を有する高分子材料製のクッションリングが埋め込まれ、そのクッションリングに前記出力レバーの回動角を検出するためのポテンショメータの検出軸が連結されており、前記静止リングギヤに支持されるブラケットにポテンショメータの本体が支持されている請求項１記載の装置。
前記回転リングギヤの円板部の外面に、前記ボス部と同心状に筒部が突設されており、その筒部の外周面が前記ブラケットに回転自在に支持されている請求項６記載の装置。
前記回転リングギヤの下端に静止リングギヤの外側と係合して回転リングギヤの回転範囲を規制するための突起が設けられている請求項１記載の装置。