(57)【要約】  【課題】  プッシュプルケーブルを直線運動で前後移動させることができ、移動力が強くしかも小型化が可能であり、バックラッシュがほとんどなく精度の高いエンジン制御ができる船舶エンジン用のコントロール装置を提供する。【解決手段】  所定の間隔をあけて一対の歯付プーリ７・８をケース２内に回転自在に設けるとともに、両歯付プーリ間に無端の歯付ベルト９を掛け渡し、この歯付ベルト９の上位走行部にプッシュプルケーブル１１のインナーケーブル１１ａ端部の止着部１３を一体走行可能に取り付け、歯付ベルト９の上位走行部の走行方向の延長位置においてケース２の一部にプッシュプルケーブル１１のアウターケーブル１１ｂ端部を把持する把持具１２を設け、歯付プーリ７・８の一方７を減速機構１９〜２３および電磁クラッチ１８を介して電動モータ１７により回転させるようにしている。【選択図】      図１
2005119516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶用エンジンの回転数の制御やクラッチ装置の切換などをプッシュプルケーブルを介してリモートコントロールするための船舶用エンジンのコントロール装置において、
前後方向に所定の間隔をあけて一対の歯付プーリをケース内に回転自在に設けるとともに、両歯付プーリ間に無端の歯付ベルトを掛け渡し、この歯付ベルトの上位走行部に前記プッシュプルケーブルのインナーケーブル端部の止着部を一体走行可能に取り付け、前記歯付ベルトの上位走行部の走行方向の延長位置において前記ケースの一部に前記プッシュプルケーブルのアウターケーブル端部を把持する把持具を設け、前記歯付プーリの一方を減速機構および電磁クラッチを介して電動モータにより回転させるようにしたことを特徴とする船舶用エンジンのコントロール装置。
【請求項２】
前記電動モータの駆動軸と前記電磁クラッチの一方の従動軸とにそれぞれ歯付プーリを一体回転可能に取り付けて無端の歯付ベルトで接続し、前記電磁クラッチの他方の駆動軸に小歯車を設け、前記インナーケーブル止着部を備えた前記歯付ベルト側で駆動側の前記歯付プーリの回転軸に大歯車を設けて前記小歯車と噛合させ、前記インナーケーブル端部の止着部近傍に目印を付け、この目印の移動方向に沿って移動距離計測用目盛りを取り付けた請求項１記載の船舶用エンジンのコントロール装置。
【請求項３】
前記ケース内に前記インナーケーブル端部の止着部を備えた歯付ベルトおよび前記一対の歯付プーリ並びにアウターケーブル端部の把持具を備えたプッシュプルケーブルの操作部を前後方向に平行にかつ幅方向に間隔をあけて２組設け、前記減速機構、電磁クラッチおよび前記電動モータを備えた２組の歯付ベルト走行機構を前記ケース内の中央寄りに中心線を挟んでほぼ左右対称に配置し、一方をエンジンのクラッチ操作に、他方をエンジンの回転数制御に用いるようにした請求項１又は２記載の船舶用エンジンのコントロール装置。
【請求項４】
エンジンのアイドル位置からの操作開始時又は操作方向の切換時において操作される際に、前記プッシュプルケーブルがあらかじめ設定されたステップ量をいったんジャンプし、それから操作する制御機能を備えた請求項１〜３のいずれかに記載の船舶用エンジンのコントロール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、船舶用エンジンの回転数の制御やクラッチ装置の切換などをプッシュプルケーブルを介してリモートコントロールするための船舶用エンジンのコントロール装置に関し、くわしくはプッシュプルケーブルを移動操作するためのアクチュエータ部（駆動部）の改良に関する。なお、船舶用エンジンは船体内に設置するタイプと船外機タイプの両者を対象とする。
【背景技術】
【０００２】
例えば、船体の前後方向の中央寄りに操船席を備えたり、操船席を船外と船内の２カ所に備えたりした船舶の場合、エンジンを直接制御できないため、エンジンの操作部とプッシュプルケーブルにてアクチュエータユニットであるコントロール装置を接続し、各操船席からそのコントロール装置を電気的にリモートコントロールしてエンジンを操作することが一般に行われている。
【０００３】
この種のコントロール装置は、例えばその主要部を図８に示すように、プッシュプルケーブル（図示せず）のインナーケーブルを押し引きする操作レバー５１が上下方向に揺動しながら前後に移動するため、とくに後方へ牽引したインナーケーブルを前方へ押し戻す際にインナーケーブルがアウターケーブルの湾曲部などに引っかかってケーブルの移動ができなくなったり、ケーブルが完全に引っかかって破損したりすることがある。なお、図８中の符号５１ａはインナーケーブル端部の止着具、５２は電動モータで、操作レバー５１の回転軸５１ｂに取り付けた歯付プーリ５３と電動モータ５２の駆動軸５２ａに取り付けた歯付プーリ５４とが歯付ベルト５５により接続されている。
【０００４】
そこで、図示は省略するが、プッシュプルケーブルのインナーケーブルをアウターケーブルと平行に一直線状に前後移動させるために、ラックアンドピニオン機構を用いてラックにインナーケーブルの先端を止着した構造のコントロール装置が開発され、使用されている。しかし、この構造の装置は、所定の押し引き力を得るのにラックアンドピニオンが大型になって装置全体が大型化するうえ、バックラッシュが大きくて高精度の制御が困難である。つまり、インナーケーブルの移動方向が変化（例えば後方への牽引から前方への押し戻しに変化）したときに、インナーケーブルが直ぐには移動せず、エンジンの応答性が悪いという指摘がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記した従来のコントロール装置における問題点を解消するものであって、プッシュプルケーブルを直線運動で前後移動させることができ、移動力が強くしかも小型化が可能であり、バックラッシュがほとんどなく精度の高いエンジン制御ができる船舶用エンジンのコントロール装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために本発明の船舶用エンジンのコントロール装置は、船舶用エンジンの回転数の制御やクラッチ装置の切換などをプッシュプルケーブルを介してリモートコントロールするための船舶用エンジンのコントロール装置において、前後方向に所定の間隔をあけて一対の歯付プーリをケース内に回転自在に設けるとともに、両歯付プーリ間に無端の歯付ベルトを掛け渡し、この歯付ベルトの上位走行部に前記プッシュプルケーブルのインナーケーブル端部の止着部を一体走行可能に取り付け、前記歯付ベルトの上位走行部の走行方向の延長位置において前記ケースの一部に前記プッシュプルケーブルのアウターケーブル端部を把持する把持具を設け、前記歯付プーリの一方を減速機構および電磁クラッチを介して電動モータにより回転させるようにしたことを特徴とする。
【０００７】
上記の構成を有するエンジンコントロール装置によれば、歯付ベルト（タイミングベルト）の一部にインナーケーブルの端部が止着され、歯付ベルトはこの歯に噛合される歯付プーリが電動モータで回転されることによって回転走行し、歯付ベルトの走行に伴ってインナーケーブルも直線的に牽引あるいは押される。このため、インナーケーブルの反対端に止着されるエンジンスロットルやクラッチレバーが操作される。しかも、インナーケーブルはアウターケーブル内を直線的に移動するため、インナーケーブルが引っかかったり、折損したりしない。
【０００８】
請求項２に記載のように、前記電動モータの駆動軸と前記電磁クラッチの一方の従動軸とにそれぞれ歯付プーリを一体回転可能に取り付けて無端の歯付ベルトで接続し、前記電磁クラッチの他方の駆動軸に小歯車を設け、前記インナーケーブル止着部を備えた前記歯付ベルト側で駆動側の前記歯付プーリの回転軸に大歯車を設けて前記小歯車と噛合させ、前記インナーケーブル端部の止着部近傍に目印を付け、この目印の移動方向に沿って移動距離計測用目盛りを取り付けることができる。
【０００９】
請求項２記載のエンジンコントロール装置によれば、減速機構における歯車の噛合部が一箇所であとは歯付ベルト駆動により減速されるので、バックラッシュが最小限に抑えられ、精度の高い制御が行われる。また、プッシュプルケーブルの操作時や点検時などにインナーケーブル端部の停止位置や移動量、移動速度などを目盛りから簡単に読み取ることができ、点検時の調整作業などが容易に行える。
【００１０】
請求項３に記載のように、前記ケース内に前記インナーケーブル端部の止着部を備えた歯付ベルトおよび前記一対の歯付プーリ並びにアウターケーブル端部の把持具を備えたプッシュプルケーブルの操作部を前後方向に平行にかつ幅方向に間隔をあけて２組設け、前記減速機構、電磁クラッチおよび前記電動モータを備えた２組の歯付ベルト走行機構を前記ケース内の中央寄りに中心線を挟んでほぼ左右対称に配置し、一方をエンジンのクラッチ操作に、他方をエンジンの回転数制御に用いるようにしてもよい。
【００１１】
このエンジンコントロール装置によれば、１台の装置でエンジンの回転数とクラッチとを遠隔操作によりそれぞれ操作することができ、装置の内部構造もシンプルで、コンパクトになる。
【００１２】
請求項４に記載のように、エンジンのアイドル位置から増速方向への操作開始時又は操作方向の切換時において、前記プッシュプルケーブル（いいかえれば、実施例ではエンジンのスロットルレバー）があらかじめ設定されたステップ量をいったんジャンプし、そのジャンプした位置からスムーズに動作する制御機能を備えるのが好ましい。
【００１３】
請求項４記載のエンジンコントロール装置によれば、上記の制御機能により、エンジンのアイドル付近でのアイドルガタによるデッドゾーン（たとえば増速しない領域）がなくなる。さらに、上記の制御機能により、プッシュプルケーブルの動作方向変更のメカ的なバックラッシュが吸収でき、エンジンの回転数制御がリアル性をもってスムーズに行われ、エンジン制御の精度が大幅に向上する。
【発明の効果】
【００１４】
上記の構成により、本発明の船舶用エンジンのコントロール装置は、エンジンの回転数などを高精度で制御することができる。また、プッシュプルケーブルの押し引き操作を直線的に行えるので、インナーケーブルの折損や引っかかりが起こりにくく、円滑な操作が確保されるとともに、歯付ベルト（タイミングベルト）でプッシュプルケーブルを操作するので、操作力が強く、装置全体の小型化が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の船舶用エンジンのコントロール装置について実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図１はコントロール装置の実施例を示す平面図および同正面図で、上蓋を取り外した状態を表し、図２はプッシュプルケーブルの駆動部を示す平面図、同正面図および同背面図である。
【００１７】
図１に示すように、コントロール装置１は箱形のケース２内に、エンジン回転数（ガバナー）用駆動部４とクラッチ用駆動部３とが中心線を挟んで左右対称に配備されている。また、ケース２内の上部には、エンジン制御を行うためのメモリーやＣＰＵを含む電気回路基板５が両側の駆動部３・４上に跨って配備されている。各駆動部３・４は、図２に示すように（図２はエンジン回転数用駆動部３を示す）上端開放の箱形シャーシ６内の前後に、歯付プーリ７・８が回転軸７ａ（８ａ）および軸受７ｂ（８ｂ）を介して回転自在に軸支されている。歯付プーリ７・８間に無端の歯付ベルト９が掛け渡され、歯付ベルト９の裏面の歯９ａに歯付プーリ７・８の歯が噛合されている。
【００１８】
シャーシ６の一端（右側）上端には、箱形の上蓋６ａが開放側を下向きにして被せるように複数のボルトナット６ｃで取り付けられている。上蓋６ａは長孔６ｄにより左右に位置調整可能に取り付けられ、右側の大径歯付プーリ８が回転軸（８ａ）・軸受（８ｂ）により上蓋６ａ側に固定されているため、左側の小径歯付プーリ７との間隔を調整できるようになっている。上蓋６ａ上に、プッシュプルケーブル１１のアウターケーブル１１ｂの端部をクランプするための把持具１２がネジで取り付けられている。
【００１９】
一方、歯付ベルト９の上位走行部にインナーケーブル１１ａの端部を止着するための止め金具１３が取り付けられている。前後一対のガイドシャフト１５・１５が間隔をあけて平行に無端歯付ベルト９内の左右方向に配設され、シャーシ６に前後に跨って固定された左右一対の支持金具１４・１４間に跨って支持されており、止め金具１３の下部がガイド部１３ａを介してガイドシャフト１５・１５に沿って移動自在に案内されるようになっている。また、止め金具１３の移動距離を計測できるように、止め金具１３には矢印１３ａが、またその移動路と平行に目盛り板１６がシャーシ６の後壁に取り付けられている。
【００２０】
シャーシ６の後壁側に可変速モータとしてのＤＣモータ１７が配設され、またその左側に電磁クラッチ１８が併設されている。さらに、ＤＣモータ１７にはポテンショメータ２４が接続されている。ＤＣモータ１７の駆動軸１７ａに小径の歯付プーリ１９が、電磁クラッチ１８の駆動軸１８ａに大径の歯付プーリ２０が、それぞれ一体回転可能に取着されている。両側の歯付プーリ１９・２０間には、無端の歯付ベルト２１が掛け渡されている。後部の回転軸７ａは一部が後壁から後方へ突出し、その突出部に大径歯車２３が一体回転可能に取着されている。この大径歯車２３は、電磁クラッチ１８の従動軸２２ａに刻設された小径歯車２２に噛合されている。
【００２１】
上記のようにしてプッシュプルケーブル１１のインナーケーブル１１ａを作動（牽引・押し）するアクチュエータ部（コントロール装置）１が構成される。左右の駆動部３・４の把持具１２に、それぞれプッシュプルケーブル１１のアウターケーブル１１ｂの端部が止着される。また、歯付ベルト９の止め金具１３に、インナーケーブル１１ａの端部が止着される。一方、プッシュプルケーブル１１の反対側端部は、船舶用エンジンのスロットルバルブおよびクラッチ装置の操作レバーに接続される。なお、コントロール装置１は図７に示すように船体３１内のエンジン３２付近に設置され、たとえばリモートコントロール発信器３３をコントロール装置１に接続して船上などからエンジン３２を遠隔操作することができる。また、船内に設置されたリモコン３４もコントロール装置１に接続されており、このリモコン３４からもエンジン３２を遠隔操作できる。
【００２２】
次に、上記のコントロール装置１の制御について図面に基づいて説明する。図３（ａ）はスロットルレバーにおけるアイドルステップ機能を備えたツーハンドルタイプの制御方式による増減速状態を示すグラフ、同（ｂ）はアイドルステップ機能を備えたワンハンドルタイプの制御方式による増減速状態を示すグラフである。図４（ａ）はスロットルレバーにおけるバックステップ機能を備えたツーハンドルタイプの制御方式による増減速状態を示すグラフ、同（ｂ）はバックステップ機能を備えたワンハンドルタイプの制御方式による増減速状態を示すグラフである。図５（ａ）は従来のスロットルレバーにおけるツーハンドルタイプの制御方式による増減速状態を示すグラフ、同（ｂ）は従来のワンハンドルタイプの制御方式による増減速状態を示すグラフである。図６（ａ）は上記コントロール装置１に適用した制御方式の実施例を示すフローチャート、同（ｂ）は従来の制御方式を示すフローチャートである。
【００２３】
ここでツーハンドルタイプとは、前進、中立、後進を切り換えるクラッチ操作用ハンドルをスロットルレバー操作用のハンドルとは別に備えた方式であり、ワンハンドルタイプは一つ（共通）のハンドルでスロットルレバーの操作とクラッチレバーの前進、中立、後進の切換を行う方式である。
【００２４】
さて、上記コントロール装置１では、たとえばダイヤルを回転操作してエンジンをコントロールするリモコン発信器を接続して操作することができるが、同コントロール装置１はリモコン発信器からの信号を受けてプッシュプルケーブル１１をＤＣモータ１７の回転で制御するための一連の操作手順を電気回路基板５のメモリー（図示せず）に組み込んでいる。コントロール装置１の駆動部３・４は上記したとおり、減速機構における歯車の噛合部が一箇所しかないため、バックラッシュが最小限に抑えられる。これに加えて、電気回路基板５においても精度を向上させる制御機能を備えている。すなわち、エンジンのスロットルレバーにおけるアイドル（アイドリング）位置付近でジャンプ機能（アイドルステップ機能）を設けている。アイドル位置からエンジンの回転を増速する方向へ操作されると、図３に示すようにスロットルレバーがあらかじめ設定されたステップ量を一回ジャンプする、つまり１ステップジャンプしてから増速されるようにしている。
【００２５】
このような制御機能により、メカ的なガタによるエンジンのアイドル付近でデッドゾーンおよびメカ的なガタがなくなり、アイドル付近での応答性が改善される。
【００２６】
さらに、エンジンを増速から減速に、あるいは減速から増速に切り換える際、スロットルレバーの動作においてあらかじめ設定されたステップ量を一回ジャンプさせるという、バックステップ機能をもたせている。すなわち、図４に示すように、増速時と減速時とでスロットルレバーが平行な別々の制御ラインに沿って変化するようになっている。このような制御機能により、上記コントロール装置１の駆動部３・４におけるプッシュプルケー
ブル１１のメカ的なバックラッシュが吸収され、方向切換時における応答性がアップする。上記の二つの機能の導入によってエンジン制御におけるリアル性が大きく向上する。
【００２７】
なお、アイドルステップ機能およびバックステップ機能については、一方もしくは両方あるいは両機能なしの三者からスイッチで選択できるようにしている。
【００２８】
上記のスロットルレバーにおけるアイドルステップ機能およびバックステップ機能に加えて、プッシュプルケーブル１１のインナーケーブル１１ａによる制御において位置の要素だけでなく速度の要素も導入している。すなわち、図６（ａ）に示すように、リモコン発信器のダイヤル操作位置→アナログ／デジタル変換→位置指令変換とともに、現在位置と指令位置との偏差量に応じて、まず指令速度が自動的に演算され速度指令として発信される。そして、その指令速度値と現在速度との偏差に基づき電流指令に変換され、電動モータ１７に所定の電流を与える。これにより、電動モータ１７の回転で歯付ベルト９が所定速度で所定位置へ走行して移動する。一方、インナーケーブル１１ａの端部の操作位置、つまり止め金具１３の移動位置が歯付ベルト９と連動しているポテンションメータ２４のアナログ／デジタル変換により、ダイヤル操作による指令位置かどうかがフィードバックされて偏差（ズレ）があれば、偏差が０になるまで修正される。
【００２９】
従来は図６（ｂ）に示すように、リモコン発信器のダイヤル操作位置→アナログ／デジタル変換→位置指令変換され、指令位置と現在位置との偏差量に基づいて電流指令に変換され、電動モータが回転してレバーを介してインナーケーブルが移動する。一方、インナーケーブルの現在位置がフィードバックされ、指令位置とに偏差（ズレ）があれば０になるまで修正が継続される。このため、従来の制御方式では速度要素がないため、制御における精度が低くなっている。つまり、上記した本発明による制御方式によれば、よりスムーズに、よりリアルにエンジンの回転速度を制御できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１（ａ）は本発明のコントロール装置の実施例を示す平面図、図１（ｂ）は同正面図で、上蓋を取り外した状態を表している。
【図２】図２（ａ）はプッシュプルケーブルの駆動部を示す平面図、図２（ｂ）は同正面図、図２（ｃ）は同背面図である。
【図３】図３（ａ）はスロットルレバーにおけるアイドルステップ機能を備えたツーハンドルタイプの制御方式による増減速状態を示すグラフ、図３（ｂ）はアイドルステップ機能を備えたワンハンドルタイプの制御方式による増減速状態を示すグラフである。
【図４】図４（ａ）はスロットルレバーにおけるバックステップ機能を備えたツーハンドルタイプの制御方式による増減速状態を示すグラフ、図４（ｂ）はバックステップ機能を備えたワンハンドルタイプの制御方式による増減速状態を示すグラフである。
【図５】図５（ａ）は従来のスロットルレバーにおけるツーハンドルタイプの制御方式による増減速状態を示すグラフ、図５（ｂ）は従来のワンハンドルタイプの制御方式による増減速状態を示すグラフである。
【図６】図６（ａ）は本発明のコントロール装置１に適用した制御方式の実施例を示すフローチャート、図６（ｂ）は従来の制御方式を示すフローチャートである。
【図７】本例のエンジンのコントロール装置を船体内に設置した状態を概略的に示す斜視図である。
【図８】図８（ａ）は従来のコントロール装置の一例を示す正面図、図８（ｂ）は同平面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  コントロール装置
２  箱形ケース
３  エンジン回転数（ガバナー）用駆動部
４  クラッチ用駆動部
５  電気回路基盤
６  箱形シャーシ
７・８  歯付プーリ
７ａ  回転軸
７ｂ  軸受
９  無端歯付ベルト
１１  プッシュプルケーブル
１１ａインナーケーブル
１１ｂアウターケーブル
１２  把持具
１３  止め金具
１５  ガイドシャフト
１６  目盛り板
１７  電動モータ（ＤＣモータ）
１８  電磁クラッチ
１９・２０  歯付プーリ
２１  無端歯付ベルト
２２  小径歯車
２３  大径歯車
【図１】
2005119516.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005119516.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2005119516.tif 000008
【図７】
2005119516.tif 000009
【図８】
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