JP7233018B1

JP7233018B1 - 機関制御装置

Info

Publication number: JP7233018B1
Application number: JP2021189476A
Authority: JP
Inventors: 祥生大下
Original assignee: NHK Spring Co Ltd
Current assignee: NHK Spring Co Ltd
Priority date: 2021-11-22
Filing date: 2021-11-22
Publication date: 2023-03-06
Anticipated expiration: 2041-11-22
Also published as: WO2023090047A1; JP2023076198A

Abstract

【課題】モータのトルクによってシフト操作をアシストすることができる機関制御装置を提供する。【解決手段】機関制御装置３０は、レバー部材２７と、入力軸５０と、ポテンショメータ５１と、出力ギヤ６１と、モータ７０と、シフトアーム８５と、減速ギヤ機構１１０と、ダンパーユニット１２１を含む力伝達機構１２０を有している。レバー部材２７が中立位置から第１の方向あるいは第２の方向に所定角度を超えて移動すると、ポテンショメータ５１の出力に基づいてモータ７０が回転する。モータ７０の回転が減速ギヤ機構１１０を介してシフトアーム８５に伝わることにより、シフトアーム８５が前進側または後進側のシフトポジションに移動する。レバー部材２７が中立位置から前記所定角度以内で移動するとき、出力ギヤ６１が停止した状態のもとで、ダンパーユニット１２１が変形することにより入力軸５０の回転が許容される。【選択図】図４

Description

この発明は、例えば船外機のティラーハンドルのように機関を操作するためのレバー部材を備えた機関制御装置に関する。

特許文献１や特許文献２に記載されているように、操船者が操作するティラーハンドル（tiller handle）を備えた船外機が知られている。ティラーハンドルにスロットル用の操作部とシフト用のレバー部材を設けることも知られている。スロットル用の操作部を操作することにより、エンジンの増速あるいは減速を行なうことができる。シフト用のレバー部材を前進位置に移動させると、船外機のシフト機構が前進側シフトポジションに切り換わる。前記レバー部材を後進位置に移動させると、前記シフト機構が後進側シフトポジションに切り換わる。船外機のシフト機構は、制御すべき機関（machine to be controlled）の一例である。

シフト操作用のレバー部材を備えたティラーハンドルでは、レバー部材の動きを機関のシフト機構に伝えるために、プッシュプルケーブル等の力伝達部材が使われるのが通例である。前記レバー部材を前進位置あるいは後進位置に操作すると、プッシュケーブルが移動することにより、機関のシフト機構が前進側あるいは後進側のシフトポジションに切り換わる。

特開２０１９－１２０９号公報特開２０１２－１０１７９３号公報

特許文献１あるいは特許文献２に記載されたように、操作部の動きをメカニカルな力伝達部材によって機関に伝える場合、力伝達部材が移動する際の摩擦抵抗が大きいと操作部の動きが阻害される。このため操作部を容易に操作できないことがある。

レバー部材等の操作部の動きを電気的に検出し、その出力に基づいてモータ等のアクチュエータを駆動することにより、力伝達部材を移動させることも考えられた。例えばティラーハンドルにトルクセンサを設け、トルクセンサの出力に基づいてモータ等のアクチュエータを作動させれば、力伝達部材を移動させることができる。

しかし操作部が前進位置あるいは後進位置に移動したことをトルクセンサによって電気的に検出するには制御系が複雑となり、コストも高くなる。しかも電気系統のトラブル等によってアクチュエータが作動不能に陥ったときに、シフト操作が不可能になるという懸念があった。

従って本発明の１つの実施形態の目的は、モータの出力によってシフト操作をアシストすることができ、トルクセンサによらずにモータの発停を制御することができ、電気系統のトラブル等が生じてもシフト操作を行なうことが可能な機関制御装置を提供することにある。

１つの実施形態の機関制御装置は、ベース部材と、シフト操作用のレバー部材と、出力ギヤと、モータと、ポテンショメータと、シフトアームと、減速ギヤ機構と、力伝達機構とを含んでいる。前記レバー部材は、前記ベース部材に設けられた入力軸を中心に回転し、中立位置を境に第１の方向と第２の方向とに移動する。前記出力ギヤは、前記入力軸に設けられ、前記入力軸の軸回りに相対回転可能である。前記モータは第１の回転方向と第２の回転方向とに回転する。

前記ポテンショメータは、前記レバー部材が前記第１の方向に所定の角度まで移動すると、前記モータを前記第１の回転方向に回転させる信号を出す。また前記レバー部材が前記第２の方向に所定の角度まで移動すると、前記モータを前記第２の回転方向に回転させる信号を出す。前記シフトアームは、前記ベース部材に設けられたシフトアーム軸を中心に回動する。前記シフトアーム軸に設けられたシフトアーム駆動ギヤが前記出力ギヤと噛合っている。前記減速ギヤ機構は、前記モータの回転を前記シフトアーム駆動ギヤに伝達する。

前記力伝達機構は、前記入力軸と前記出力ギヤとの間に設けられたダンパーユニットを含んでいる。操船者が前記レバー部材を操作し、前記レバー部材が前記中立位置から所定の角度以内を移動するときには、前記ダンパーユニットが変形することにより、前記出力ギヤが停止した状態において前記入力軸の回転が許容される。前記レバー部材が前記所定の角度を超えて移動すると、前記入力軸の回転が前記ダンパーユニットを介して前記出力ギヤに伝達される。前記出力ギヤが回転するとシフトアーム駆動ギヤが回転することにより、シフトアームが前進側あるいは後進側のシフトポジションに移動する。

前記ダンパーユニットの一例が、前記入力軸と共に回転する駆動側回転体と、前記出力ギヤまたは前記駆動側回転体に設けられたピンと、弾性部材とを有してもよい。前記弾性部材は、前記入力軸が第１の方向に回転した状態において前記ピンによって押されて変形し、前記入力軸が第２の方向に回転した状態において前記ピンによって押されて変形する。

前記ダンパーユニットが、第１のストッパと第２のストッパとを有しているとよい。前記第１のストッパは、前記駆動側回転体が前記第１の方向に回転し前記弾性部材が変形した状態において、前記駆動側回転体が前記出力ギヤに対し第１の角度以上に相対回転することを阻止する。前記第２のストッパは、前記駆動側回転体が前記第２の方向に回転し前記弾性部材が変形した状態において、前記駆動側回転体が前記出力ギヤに対し第２の角度以上に相対回転することを阻止する。

前記弾性部材が、第１の弾性体と第２の弾性体とを含んでいてもよい。前記第１の弾性体は、前記ピンの一方の側面と対向して配置され、前記入力軸が前記第１の方向に回転した状態において前記ピンによって圧縮される。前記第２の弾性体は、前記ピンの他方の側面と対向して配置され、前記入力軸が前記第２の方向に回転した状態において前記ピンによって圧縮される。

前記減速ギヤ機構が複数の平歯車からなり、前記モータが非通電状態において、前記レバー部材から前記入力軸に入力したトルクが前記力伝達機構を介して前記出力ギヤに伝わることにより、前記シフトアーム駆動ギヤと前記シフトアームとが回動するようにしてもよい。そして前記入力軸に入力したトルクが前記減速ギヤ機構を介して前記モータに伝わることにより、前記モータが従動回転するようにしてもよい。

１つの実施形態の機関制御装置によれば、モータのトルクによってシフト操作をアシストすることができる。またトルクセンサによらずにモータの発停を制御することができ、しかも電気系統のトラブル等が生じてもシフト操作を行なうことが可能である。

船外機を備えた小型船舶の一部を示す側面図。第１の実施形態に係る機関制御装置をカバーが取り外された状態で示す斜視図。図２に示された機関制御装置を図２とは反対側から見た斜視図。同機関制御装置の一部を断面で表わした斜視図。同機関制御装置のレバー部材が中立位置から第１の方向に移動した状態を示す側面図。同機関制御装置のレバー部材が中立位置から第２の方向に移動した状態を示す側面図。同機関制御装置の力伝達機構を示す斜視図。図７に示された力伝達機構を分解して示す斜視図。図７に示された力伝達機構の正面図。図９に示された力伝達機構の駆動側回転体が第１の方向に回転した状態を示す正面図。図９に示された力伝達機構の駆動側回転体が第２の方向に回転した状態を示す正面図。第２の実施形態に係るダンパーユニットを備えた力伝達機構の正面図。第３の実施形態に係るダンパーユニットを備えた力伝達機構の正面図。図１３に示された力伝達機構の駆動側回転体が第１の方向に回転した状態を示す正面図。第４の実施形態に係るダンパーユニットを備えた力伝達機構の正面図。図１５に示された力伝達機構の駆動側回転体が第１の方向に回転した状態を示す正面図。第５の実施形態に係るダンパーユニットを備えた力伝達機構の正面図。図１７に示された力伝達機構の駆動側回転体が第１の方向に回転した状態を示す正面図。

以下に１つの実施形態に係る機関制御装置について、図１から図１１を参照して説明する。
図１に一部を示した小型船舶１０は、船体１１の後部に船外機１２を備えている。船外機１２は固定機構１３によって船体１１に固定されている。船外機１２はヒンジ部１４を中心に左右に向きを変えることができる。船外機１２に操舵用のティラーハンドル２０が設けられている。ティラーハンドル２０を操作することにより、船外機１２の向きを変えることができる。

船外機１２の内部にエンジン２１やスロットル機構２２、動力伝達機構２３、シフト機構２４などが配置されている。エンジン２１の回転は動力伝達機構２３とシフト機構２４を介してプロペラ２５に伝達される。シフト機構２４はプロペラ２５の回転方向を切換える機能を有している。シフト機構２４は、制御すべき機関（machine to be controlled）の一例である。ティラーハンドル２０にはスロットル機構２２を操作するためのスロットル操作部材２６と、シフト機構２４を操作するためのレバー部材（シフトレバー）２７が設けられている。スロットル操作部材２６はスロットル用ケーブル２８を介してスロットル機構２２に接続されている。

本実施形態のティラーハンドル２０は機関制御装置３０を備えている。図２は、ティラーハンドル２０のカバー２０ａ（図１に示す）を外した状態で、機関制御装置３０を模式的に示す斜視図である。図３は、機関制御装置３０を図２とは反対側から見た斜視図である。図４は、機関制御装置３０の一部を水平方向に沿う断面で表わした斜視図である。

機関制御装置３０はベース部材４０を備えている。ベース部材４０の形状は特に限定されないが、例えばベース本体４１と、ベース本体４１に設けられた一対のフレーム部材４２，４３とを含んでいる。フレーム部材４２，４３は互いに間隔を存して対向し、ボルト等の締結部材４４によって互いに固定されている。

図４に示されたように、ベース部材４０に入力軸５０とポテンショメータ５１が設けられている。ポテンショメータ５１については後に詳しく説明する。入力軸５０は、フレーム部材４２に設けられた軸受部材５２によって回転自在に支持されている。入力軸５０の第１の端部５０ａはフレーム部材４２の外側に位置している。入力軸５０の第１の端部５０ａに、固定部材５３によってシフト操作用のレバー部材２７が取付けられている。レバー部材２７は入力軸５０を中心に回転することができる。

図５はレバー部材２７が中立位置Ｎから第１の方向Ａ１（前進側）に移動するときの側面図である。図６はレバー部材２７が中立位置Ｎから第２の方向Ａ２（後進側）に移動するときの側面図である。レバー部材２７は操船者の手によって、中立位置Ｎを境に、第１の方向Ａ１と第２の方向Ａ２とに移動させることができる。

入力軸５０の長さ方向の一部に円柱形のギヤ保持部６０（図４に示す）が設けられている。ギヤ保持部６０はフレーム部材４２，４３の内側の空間Ｓに配置されている。ギヤ保持部６０に出力ギヤ６１（図４と図７と図８に示す）が設けられている。出力ギヤ６１は、入力軸５０に対して入力軸５０の軸回りに相対的に回転することができる。出力ギヤ６１の全周に歯部６１ａが形成されている。しかし図７と図８では図面を簡略化するために歯部６１ａの一部のみが示されている。

ベース部材４０にモータ７０が配置されている。モータ７０の出力軸７１（図４に示す）にギヤ７２が設けられている。モータ７０は、直流電流によって第１の回転方向と、第１の回転方向とは反対の第２の回転方向に回転させることができる。すなわちモータ７０は正逆回転可能である。モータ７０の駆動源は船体１１に搭載されたバッテリーである。

ベース部材４０に設けられたポテンショメータ５１は、フレーム部材４３に固定された支持部材７５と、支持部材７５に固定されたポテンショ基板７６などを含んでいる。入力軸５０の第２の端部５０ｂにマグネット７７が設けられている。ポテンショ基板７６に設けられた素子がマグネット７７の磁気に反応することにより、入力軸５０の回転方向の位置（基準位置からの角度）が検出される。

ポテンショメータ５１は、レバー部材２７が第１の方向Ａ１（図５に示す）に第１の角度θ１を移動したとき、モータ７０を第１の回転方向に回転させる信号（第１の信号）を出力する。レバー部材２７が前進位置Ｆ１まで移動すると、モータ７０を停止させる信号が出力される。

ポテンショメータ５１は、レバー部材２７が第２の方向Ａ２（図６に示す）に第２の角度θ２を移動したとき、モータ７０を第２の回転方向に回転させる信号（第２の信号）を出力する。レバー部材２７が後進位置Ｒ１まで移動すると、モータ７０を停止させる信号が出力される。

ベース部材４０にシフトアーム軸８０（図４に示す）が設けられている。シフトアーム軸８０は、フレーム部材４３に設けられた軸受部材８１によって回転自在に支持されている。シフトアーム軸８０にシフトアーム８５（図３と図４に示す）が取付けられている。シフトアーム８５はシフトアーム軸８０を回転中心として前後方向に回動し、ニュートラル位置を境に前進側シフトポジションと後進側シフトポジションとにわたって移動する。

図３に示されたように、シフト用のケーブル８６の一端が接続部材８７を介してシフトアーム８５に接続される。シフト用のケーブル８６の他端は船外機１２（図１に示す）のシフト機構２４に接続される。ケーブル８６の一例は、アウタチューブ８６ａとインナケーブル８６ｂなどから構成されるプッシュプルケーブルである。シフト用のケーブル８６がシフトアーム８５によってプッシュ（押し）あるいはプル（引き）されることにより、シフト機構２４が操作される。

本実施形態の機関制御装置３０は、シフトアーム８５をニュートラル位置と、前進側シフトポジションと、後進側シフトポジションとに制止させるためのディテント機構９０（図３と図４に一部を示す）を有している。ディテント機構９０の一例は、シフトアーム８５の基部の周方向に３か所形成された凹部９１（図３に一部を示す）と、これら凹部９１のいずれかが嵌合するボール等の制動部材９２と、制動部材９２を付勢するばね９３とを含んでいる。３か所の凹部９１は、シフトアーム８５をニュートラル位置と前進側シフトポジションと後進側シフトポジションのいずれかに止めることができる位置に形成されている。

図４に示されたように、シフトアーム軸８０にシフトアーム駆動ギヤ１００が設けられている。シフトアーム駆動ギヤ１００は、出力ギヤ６１と噛合っている。このため出力ギヤ６１が回転すると、出力ギヤ６１の回転方向に応じてシフトアーム駆動ギヤ１００が回転することにより、シフトアーム８５が前進側シフトポジションまたは後進側シフトポジションに移動する。

モータ７０の出力軸７１に設けられたギヤ７２とシフトアーム駆動ギヤ１００との間に、減速ギヤ機構１１０が配置されている。モータ７０の回転が減速ギヤ機構１１０を介してシフトアーム駆動ギヤ１００に伝達される。減速ギヤ機構１１０の一例は、第１のギヤユニット１１１と、第２のギヤユニット１１２と、第３のギヤユニット１１３とを含んでいる。なお減速ギヤ機構１１０の構成は本実施形態に限定されることなく、要するにモータ７０の回転を減速しかつトルクを増大させてシフトアーム駆動ギヤ１００に伝える構成であればよい。

第１のギヤユニット１１１は大径ギヤ１１１ａと小径ギヤ１１１ｂとを含んでいる。大径ギヤ１１１ａはモータ７０のギヤ７２と噛合っている。第２のギヤユニット１１２は大径ギヤ１１２ａと小径ギヤ１１２ｂとを含んでいる。大径ギヤ１１２ａは、第１のギヤユニット１１１の小径ギヤ１１１ｂと噛合っている。第３のギヤユニット１１３は大径ギヤ１１３ａと小径ギヤ１１３ｂとを有している。大径ギヤ１１３ａは、第２のギヤユニット１１２の小径ギヤ１１２ｂと噛合っている。第３のギヤユニット１１３の小径ギヤ１１３ｂは、シフトアーム駆動ギヤ１００と噛合っている。このためモータ７０の回転が減速ギヤ機構１１０によって減速されるとともに、シフトアーム駆動ギヤ１００に伝達される。

減速ギヤ機構１１０を構成する複数のギヤ１１１ａ，１１１ｂ，１１２ａ，１１２ｂ，１１３ａ，１１３ｂは全て平歯車である。モータ７０のギヤ７２とシフトアーム駆動ギヤ１００も平歯車である。このため万一の電源トラブル等によってモータ７０が非通電状態となっても、レバー部材２７に入力したトルクをシフトアーム駆動ギヤ１００に伝えることができるとともに、レバー部材２７に入力したトルクを減速ギヤ機構１１０を介してモータ７０に伝えることができる。このため万一の電源喪失時に、レバー部材２７に入力した手動のトルクによってモータ７０を強制的に従動回転させることができる。しかもシフトアーム８５を前進側のシフトポジションあるいは後進側のシフトポジションに動かすことができる。

図７と図８に示されたように、入力軸５０にダンパーユニット１２１を含む力伝達機構１２０が設けられている。図７は力伝達機構１２０の斜視図、図８は力伝達機構１２０を分解して示した斜視図である。図９はダンパーユニット１２１の正面図である。

ダンパーユニット１２１の一例は、入力軸５０と共に回転する駆動側回転体１２２と、出力ギヤ６１に設けた複数（例えば４つ）のピン１２３と、第１の弾性体１２４と、第２の弾性体１２５と、蓋部材１２６とを含んでいる。駆動側回転体１２２と蓋部材１２６とは、回り止め部材１２７によって回転方向に結合されている。このため駆動側回転体１２２と蓋部材１２６とは、入力軸５０と共に回転する。第１の弾性体１２４と第２の弾性体１２５とによって、弾性部材１２８が構成されている。

図９はダンパーユニット１２１を有する力伝達機構１２０の正面図である。図１０は、力伝達機構１２０の駆動側回転体１２２が第１の方向に回転した状態を示す正面図である。図１１は駆動側回転体１２２が第２の方向に回転した状態を示す正面図である。

第１の弾性体１２４と第２の弾性体１２５とは、例えばエラストマあるいは合成ゴム等のゴム弾性体からなる。図８から図１１に示されたように、弾性体１２４，１２５の一例は中空であるが、必要に応じて弾性体１２４，１２５が中実でもよい。これら弾性体１２４，１２５は、圧縮荷重が加わると潰れる方向に変形するとともに、形状を復元するエネルギーを蓄えることが可能な弾性材料からなる。

駆動側回転体１２２に、ピン１２３の数と同数のダンパー収容孔１３０が形成されている。図９に示されたように、それぞれのダンパー収容孔１３０に弾性部材１２８が収容されている。弾性部材１２８は、第１の弾性体１２４と第２の弾性体１２５とによって構成されている。第１の弾性体１２４と第２の弾性体１２５とは、ピン１２３を挟んで配置されている。第１の弾性体１２４は、ピン１２３の一方の側面と対向してダンパー収容孔１３０に配置されている。第２の弾性体１２５は、ピン１２３の他方の側面と対向してダンパー収容孔１３０に配置されている。他の実施形態として、ピン１２３を駆動側回転体１２２に設け、弾性部材１２８を出力ギヤ６１に設けてもよい。

図５に示すように操船者が手でレバー部材２７を中立位置Ｎから第１の方向Ａ１に動かすと、レバー部材２７から入力軸５０に第１の方向Ａ１のトルクが加わる。図１０に示されたように、第１の方向Ａ１に加わるトルクにより、第１の弾性体１２４がピン１２３によって圧縮される。つまり入力軸５０が第１の方向Ａ１に回転した状態において、ピン１２３によって第１の弾性体１２４が圧縮されて変形（厚さが減少）する。

レバー部材２７が第１の方向Ａ１に所定の第１の角度θ１（図５に示す）以内で移動するときには、第１の弾性体１２４が変形することにより、出力ギヤ６１が停止した状態のもとで入力軸５０の回転が許容される。つまり出力ギヤ６１が動くことなく、入力軸５０のみが第１の方向Ａ１に回転する。

レバー部材２７が第１の方向Ａ１に第１の角度θ１まで移動すると、モータ７０を第１の回転方向に回転させる信号（第１の信号）がポテンショメータ５１から出力される。この第１の信号により、モータ７０が第１の回転方向に回転し、その回転が減速ギヤ機構１１０を介してシフトアーム駆動ギヤ１００に伝わることにより、シフトアーム８５が前進側シフトポジションに移動する。すなわちモータ７０が生じるトルクにより、シフトアーム８５が前進側シフトポジションに移動する。このとき操船者はシフトアーム８５に手を添えればよく、場合によってはシフトアーム８５から手を離すこともできる。

図５に示されたようにレバー部材２７が前進位置Ｆ１まで移動すると、ポテンショメータ５１が出力する信号に基づいてモータ７０が停止する。モータ７０が停止することにより、レバー部材２７が前進位置Ｆ１に停止するとともに、ディテント機構９０によってシフトアーム８５が前進側シフトポジションに保持される。

図６に示すように操船者が手でレバー部材２７を中立位置Ｎから第２の方向Ａ２に動かすと、レバー部材２７から入力軸５０に第２の方向Ａ２のトルクが加わる。図１１に示されたように、第２の方向Ａ２に加わるトルクにより、第２の弾性体１２５がピン１２３によって圧縮される。つまり入力軸５０が第２の方向Ａ２に回転した状態において、ピン１２３によって第２の弾性体１２５が圧縮されて変形（厚さが減少）する。

レバー部材２７が第２の方向Ａ２に所定の第２の角度θ２（図６に示す）以内で移動するときには、第２の弾性体１２５が変形することにより、出力ギヤ６１が停止した状態のもとで入力軸５０の回転が許容される。つまり出力ギヤ６１が動くことなく、入力軸５０のみが第２の方向Ａ２に回転する。

レバー部材２７が第２の方向Ａ２に第２の角度θ２まで移動すると、モータ７０を第２の回転方向に回転させる信号（第２の信号）がポテンショメータ５１から出力される。この第２の信号により、モータ７０が第２の回転方向に回転し、その回転が減速ギヤ機構１１０を介してシフトアーム駆動ギヤ１００に伝わることにより、シフトアーム８５が後進側シフトポジションに移動する。すなわちモータ７０が生じるトルクにより、シフトアーム８５が後進側シフトポジションに移動する。このとき操船者はシフトアーム８５に手を添えていればよく、場合によってはシフトアーム８５から手を離すこともできる。

図６に示すようにレバー部材２７が後進位置Ｒ１まで移動すると、ポテンショメータ５１が出力する信号に基づいてモータ７０が停止する。モータ７０が停止することにより、レバー部材２７が後進位置Ｒ１に停止するとともに、ディテント機構９０によってシフトアーム８５が後進側シフトポジションに保持される。

エンジンのアイドリング時のようにシフト操作を行わない中立状態のとき、レバー部材２７はダンパーユニット１２１の弾性復元力によって中立位置Ｎに向けて付勢される。しかもディテント機構９０によってシフトアーム８５がニュートラルの位置に保持される。このためレバー部材２７やシフトアーム８５が予期せずに前進側あるいは後進側に移動することを防止することができる。

以上述べたように、操船者が手でレバー部材２７を操作する際のトルクにより、ダンパーユニット１２１の弾性体１２４，１２５が変形し、レバー部材２７に適度な反力が生じる。この反力に抗してレバー部材２７が前進側の所定角度θ１または後進側の所定角度θ２を超えたときに、ポテンショメータ５１が出力する信号に基づいてモータ７０が起動される。このためトルクセンサを用いることなく、レバー部材２７の位置に基づいてモータ７０の発停を制御することができる。

本実施形態の機関制御装置３０によれば、シフト操作時に、モータ７０のトルクによって得られるアシスト力をシフトアーム８５の操作力に加えることができる。すなわちモータ７０によるアシスト力により、シフトアーム８５を前進側シフトポジションあるいは後進側シフトポジションに切り換えることができる。このためシフト操作を小さな力で楽に行なうことができる。

万一の電源トラブル等によってモータ７０が非通電状態となっても、操船者がレバー部材２７を手動で第１の方向Ａ１あるいは第２の方向Ａ２に移動させることにより、レバー部材２７に入力したトルクを出力ギヤ６１を介してシフトアーム駆動ギヤ１００に伝達することができる。例えば操船者がレバー部材２７を前進位置Ｆ１に向かって角度θ１を超えて移動させるときには、入力軸５０の回転が第１の弾性体１２４を介して出力ギヤ６１に伝達される。操船者がレバー部材２７を後進位置Ｒ１に向かって角度θ２を超えて移動させるときには、入力軸５０の回転が第２の弾性体１２５を介して出力ギヤ６１に伝達される。

このため電源喪失時にもシフトアーム８５を強制的に手動で回動させることができる。このときレバー部材２７に入力したトルクが減速ギヤ機構１１０を介してモータ７０に伝わるため、モータ７０を従動回転させることができる。

図１２は第２の実施形態に係るダンパーユニット１２１Ａを備えた力伝達機構１２０の正面図である。このダンパーユニット１２１Ａは、コイルばねあるいは皿ばね等の金属製のばね１５１，１５２を有している。一方のばね１５１は、ピン１２３の一方の側面と対向している。他方のばね１５２は、ピン１２３の他方の側面と対向している。一対のばね１５１，１５２によって弾性部材が構成されている。

入力軸５０が第１の方向Ａ１に回転すると、一方のばね１５１がピン１２３によって圧縮される。入力軸５０が第２の方向Ａ２に回転すると、他方のばね１５２がピン１２３によって圧縮される。それ以外の構成について、第２の実施形態のダンパーユニット１２１Ａは、第１の実施形態のダンパーユニット１２１（図９－図１１）と共通であるため、両者に共通の構成要素に共通の符号を付して説明を省略する。

図１３は、第３の実施形態に係るダンパーユニット１２１Ｂを備えた力伝達機構１２０の正面図である。図１４は、ダンパーユニット１２１Ｂの駆動側回転体１２２が第１の方向Ａ１に回転した状態を示している。このダンパーユニット１２１Ｂは、第１のストッパ２０１と第２のストッパ２０２とを有している。第１のストッパ２０１は、ピン１２３と第１の弾性体１２４との間に形成されている。第２のストッパ２０２は、ピン１２３と第２の弾性体１２５との間に形成されている。それ以外の構成について、第３の実施形態のダンパーユニット１２１Ｂは、第１の実施形態のダンパーユニット１２１（図９－図１１）と共通であるため、両者に共通の構成要素に共通の符号を付して説明を省略する。

図１４に示されたように、駆動側回転体１２２が第１の方向Ａ１に回転すると、第１の弾性体１２４がピン１２３によって押されて変形するとともに、ピン１２３が第１のストッパ２０１に当接する。これにより、駆動側回転体１２２が出力ギヤ６１に対し、第１の方向Ａ１に第１の角度θ１以上に相対回転することが阻止される。よって、第１の弾性体１２４が過剰に圧縮されることが抑制され、第１の弾性体１２４の破損を防止でき、かつ、第１の弾性体１２４の耐久性を高めることができる。

図１４とは逆に、駆動側回転体１２２が第２の方向Ａ２に回転すると、第２の弾性体１２５がピン１２３によって押されて変形するとともに、ピン１２３が第２のストッパ２０２に当接する。これにより、駆動側回転体１２２が出力ギヤ６１に対し、第２の方向Ａ２に第２の角度以上に相対回転することが阻止される。よって、第２の弾性体１２５が過剰に圧縮されることが抑制され、第２の弾性体１２５の破損を防止でき、かつ、第２の弾性体１２５の耐久性を高めることができる。

図１５は、第４の実施形態に係るダンパーユニット１２１Ｃを備えた力伝達機構１２０の正面図である。図１６は、ダンパーユニット１２１Ｃの駆動側回転体１２２が第１の方向Ａ１に回転した状態を示している。このダンパーユニット１２１Ｃは、第１の板ばね２１１と、第２の板ばね２１２と、第１のストッパ２１３と、第２のストッパ２１４とを有している。第１の板ばね２１１と第２の板ばね２１２とによって弾性部材２１０が構成されている。第１のストッパ２１３は、第１の板ばね２１１と対向している。第２のストッパ２１４は、第２の板ばね２１２と対向している。

第１の板ばね２１１と第２の板ばね２１２とは、固定用部材２２０と回り止め部材１２７とによって入力軸５０に固定されている。駆動側回転体１２２は入力軸５０と共に回転する。このため板ばね２１１，２１２と、固定用部材２２０と、回り止めの回り止め１２７とは、駆動側回転体１２２と一体に回転する。出力ギヤ６１に一対のピン２２１が設けられている。ピン２２１は出力ギヤ６１と一体に回転する。それ以外の構成について、第４の実施形態のダンパーユニット１２１Ｃは、第１の実施形態のダンパーユニット１２１（図９－図１１）と共通であるため、両者に共通の構成要素に共通の符号を付して説明を省略する。

図１６に示されたように、駆動側回転体１２２が第１の方向Ａ１に回転すると、第１の板ばね２１１がピン２２１によって押されて変形するとともに、ピン２２１が第１のストッパ２１３に突き当たる。これにより、駆動側回転体１２２が出力ギヤ６１に対し、第１の方向Ａ１に第１の角度θ１以上に相対回転することが阻止される。よって、第１の板ばね２１１が過剰に変形することが抑制され、第１の板ばね２１１の破損を防止でき、かつ、第１の板ばね２１１の耐久性を高めることができる。

図１６とは逆に、駆動側回転体１２２が第２の方向Ａ２に回転すると、第２の板ばね２１２がピン２２１によって押されて変形するとともに、ピン２２１が第２のストッパ２１４に突き当たる。これにより、駆動側回転体１２２が出力ギヤ６１に対し、第２の方向Ａ２に第２の角度以上に相対回転することが阻止される。よって、第２の板ばね２１２が過剰に変形することが抑制され、第２の板ばね２１２の破損を防止でき、かつ、第１の板ばね２１１の耐久性を高めることができる。

図１７は、第５の実施形態に係るダンパーユニット１２１Ｄを備えた力伝達機構１２０の正面図である。図１８は、ダンパーユニット１２１Ｄの駆動側回転体１２２が第１の方向Ａ１に回転した状態を示している。このダンパーユニット１２１Ｄは、出力ギヤ６１に設けられた複数（例えば４つ）のピン３００と、ピン３００によって支持された車輪形の弾性部材３０１と、第１のストッパ３１１と、第２のストッパ３１２とを有している。第１のストッパ３１１は出力ギヤ６１に設けられ、弾性部材３０１の一方の側面と対向している。第２のストッパ３１２も出力ギヤ６１に設けられ、弾性部材３０１の他方の側面と対向している。弾性部材３０１には、ピン３００の周りに複数の穴３１３が形成されている。

駆動側回転体１２２に、第１の抑止壁３２１と第２の抑止壁３２２とが設けられている。第１の抑止壁３２１は、第１のストッパ３１１と対応した位置に形成されている。第２の抑止壁３２２は、第２のストッパ３１２と対応した位置に形成されている。それ以外の構成について、第５の実施形態のダンパーユニット１２１Ｄは、第１の実施形態のダンパーユニット１２１（図９－図１１）と共通であるため、両者に共通の構成要素に共通の符号を付して説明を省略する。

図１８に示されたように、駆動側回転体１２２が第１の方向Ａ１に回転すると、弾性部材３０１がピン３００と駆動側回転体１２２との間で圧縮され変形する。弾性部材３０１が圧縮された状態において、第１のストッパ３１１が第１の抑止壁３２１に当接する。これにより、駆動側回転体１２２が出力ギヤ６１に対し、第１の方向Ａ１に第１の角度θ１以上に相対回転することが阻止される。よって、弾性部材３０１が過剰に圧縮されることが抑制され、弾性部材３０１の破損を防止でき、かつ、弾性部材３０１の耐久性を高めることができる。

図１８とは逆に、駆動側回転体１２２が第２の方向Ａ２に回転すると、弾性部材３０１がピン３００と駆動側回転体１２２との間で圧縮され変形する。弾性部材３０１が圧縮された状態において、第２のストッパ３１２が第２の抑止壁３２２に当接する。これにより、駆動側回転体１２２が出力ギヤ６１に対し、第２の方向Ａ２に第２の角度以上に相対回転することが阻止される。よって、弾性部材３０１が過剰に圧縮されることが抑制され、弾性部材３０１の破損を防止でき、かつ、弾性部材３０１の耐久性を高めることができる。

前記実施形態のダンパーユニット１２１，１２１Ａ－１２１Ｄは、いずれも、ピンが出力ギヤ６１に設けられ、弾性部材が駆動側回転体１２２に設けられている。しかしさらに別の実施形態として、ピンが駆動側回転体１２２に設けられ、弾性部材が出力ギヤ６１に設けられてもよい。

本発明を実施するに当たり、機関制御装置を構成する要素の具体的な形状や構成を種々に変更して実施できることは言うまでもない。また本発明の機関制御装置は、船外機のティラーハンドル以外の構造体（例えば船体やキャビン等）に設けてもよい。本発明は船外機以外の各種機器を遠隔操作するための機関制御装置に適用することもできる。

１０…船舶、１１…船体、１２…船外機、２０…ティラーハンドル、２４…シフト機構、２７…レバー部材、３０…機関制御装置、４０…ベース部材、５０…入力軸、５１…ポテンショメータ、６１…出力ギヤ、７０…モータ、８０…シフトアーム軸、８５…シフトアーム、８６…シフト用のケーブル、９０…ディテント機構、１００…シフトアーム駆動ギヤ、１１０…減速ギヤ機構、１２０…力伝達機構、１２１…ダンパーユニット、１２２…駆動側回転体、１２３…ピン、１２４…第１の弾性体、１２５…第２の弾性体、１２８…弾性部材、１３０…ダンパー収容孔、１２１Ａ…ダンパーユニット、１５１，１５２…ばね、１２１Ｂ…ダンパーユニット、２０１…第１のストッパ、２０２…第２のストッパ、１２１Ｃ…ダンパーユニット、２１０…弾性部材、２１１…第１の板ばね、２１２…第２の板ばね、２１３…第１のストッパ、２１４…第２のストッパ、２２１…ピン、１２１Ｄ…ダンパーユニット、３００…ピン、３０１…弾性部材、３１１…第１のストッパ、３１２…第２のストッパ、３２１…第１の抑止壁、３２２…第２の抑止壁。

Claims

ベース部材と、
前記ベース部材に設けられた入力軸を中心に回転し、中立位置を境に第１の方向と第２の方向とに移動するレバー部材と、
前記入力軸に設けられ、前記入力軸の軸回りに相対回転可能な出力ギヤと、
前記ベース部材に配置され、第１の回転方向と第２の回転方向とに回転するモータと、
前記レバー部材が前記第１の方向に移動した状態において前記モータを前記第１の回転方向に回転させる信号を出し、前記レバー部材が前記第２の方向に移動した状態において前記モータを前記第２の回転方向に回転させる信号を出すポテンショメータと、
前記ベース部材に設けられたシフトアーム軸を中心に回動し、シフト用のケーブルが接続されるシフトアームと、
前記シフトアーム軸に設けられ、前記出力ギヤと噛合うシフトアーム駆動ギヤと、
前記モータの回転を前記シフトアーム駆動ギヤに伝達する減速ギヤ機構と、
前記入力軸と前記出力ギヤとの間に設けられたダンパーユニットを含む力伝達機構であって、前記レバー部材が前記中立位置から所定の角度以内にあるときには前記ダンパーユニットが変形することにより前記出力ギヤが停止した状態において前記入力軸の回転を許容し、前記レバー部材が前記所定の角度を超えると前記ダンパーユニットを介して前記入力軸の回転を前記出力ギヤに伝える力伝達機構と、
を具備したことを特徴とする機関制御装置。
請求項１に記載の機関制御装置において、
前記ダンパーユニットが、
前記入力軸と共に回転する駆動側回転体と、
前記出力ギヤまたは前記駆動側回転体に設けられたピンと、
前記入力軸が第１の方向に回転した状態において前記ピンによって押されて変形し、前記入力軸が第２の方向に回転した状態において前記ピンによって押されて変形する弾性部材と、
を含む機関制御装置。
請求項２に記載の機関制御装置において、
前記ダンパーユニットが、
前記駆動側回転体が前記第１の方向に回転し前記弾性部材が変形した状態において、前記駆動側回転体が前記出力ギヤに対し第１の角度以上に相対回転することを阻止する第１のストッパと、
前記駆動側回転体が前記第２の方向に回転し前記弾性部材が変形した状態において、前記駆動側回転体が前記出力ギヤに対し第２の角度以上に相対回転することを阻止する第２のストッパと、
を含む機関制御装置。
請求項２に記載の機関制御装置において、
前記弾性部材が、
前記ピンの一方の側面と対向して配置され、前記入力軸が前記第１の方向に回転した状態において前記ピンによって圧縮される第１の弾性体と、
前記ピンの他方の側面と対向して配置され、前記入力軸が前記第２の方向に回転した状態において前記ピンによって圧縮される第２の弾性体と、
を含む機関制御装置。
請求項１に記載の機関制御装置において、
前記減速ギヤ機構が複数の平歯車からなり、
前記モータが非通電状態において、前記レバー部材から前記入力軸に入力したトルクが前記力伝達機構を介して前記出力ギヤと前記シフトアーム駆動ギヤとに伝わることにより、前記シフトアームが回動するとともに、前記トルクが前記減速ギヤ機構を介して前記モータに伝わることにより、前記モータが従動回転する機関制御装置。
請求項１に記載の機関制御装置であって、
前記機関制御装置が船外機のティラーハンドルに設けられ、
前記シフト用のケーブルが前記船外機のシフト機構に接続された機関制御装置。