(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水上オートバイの推進ノズルの角度変化に連動して抵抗値が変化するレオスタッドと、該レオスタッドの抵抗値とトリムメータ自身の内部抵抗値とを比較することにより前記推進ノズルの角度を表示するトリムメータと、前記推進ノズルの角度を変化させるアクチュエータを制御するコントロール回路と、前記トリムメータ及びコントロール回路に一定電圧を供給し得る電源安定化回路と、を備えた水上オートバイの推進ノズル制御装置であって、
前記コントロール回路は、前記レオスタッドの出力電圧が上限値を超えるかまたは下限値未満となった際に、前記アクチュエータの動作を停止させると共に、前記水上オートバイの後進時に使用されるニュートラルスイッチが後進にセットされた際に、前記レオスタッドの出力電圧が前記上限値と下限値の間となるように前記アクチュエータを動作させることを特徴とする水上オートバイの推進ノズル制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、推進ノズルから水流を噴射させることにより推進力を得て運行する水上オートバイの推進ノズルに係わり、特に推進ノズルの上下角度を制御し得る水上オートバイの推進ノズル制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、水上オートバイには、エンジンによって駆動されるジェット推進機が備えられ、このジェット推進機の推進ノズルは、トリム調整装置でその上下角度が調整されて船体が安定するように構成されている。トリム調整装置は、推進ノズルの角度を検出する角度検出器と、この検出した角度を表示して運転者に視認させ得るトリムメータ等で構成されている。
【０００３】
そして、このトリム調整装置の角度検出器としては、例えば特開平７−１６５１８５号公報に開示されているようにポテンショメータが使用され、このポテンショメータを使用したトリム調整装置のコントロール回路は、例えば図６に示す如く構成されている。すなわち、コントロール回路１０１は、比較器からなる５個のＩＣ１０１〜ＩＣ１０５と、ＮＯＲ回路からなる４個のＩＣ１０６〜ＩＣ１０９と、２個のリレー１０２ａ、１０２ｂを有するリレー回路１０２及びトリムメータを作動させるための２個のＩＣ１１０、ＩＣ１１１を有するメータ制御回路１０３等で構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このトリム調整装置にあっては、ポテンショメータ１０４自体の市場性が低く部品コストが高かったり、位置検出用に別途スイッチを設ける必要があり部品点数が増加すること等から、角度検出器のコストがアップし易い。また、角度検出器で検出された信号をトリムメータに表示させるための専用のメータ制御回路１０３が必要となって、その部品コストが高くなる等、トリム調整装置全体としての部品費が嵩みコスト高になり易いという問題点があった。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、請求項１記載の発明の目的は、部品費を抑えてコストダウンが図れる水上オートバイの推進ノズル制御装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成すべく、本発明のうち請求項１記載の発明は、水上オートバイの推進ノズルの角度変化に連動して抵抗値が変化するレオスタッドと、レオスタッドの抵抗値とトリムメータ自身の内部抵抗値とを比較することにより推進ノズルの角度を表示するトリムメータと、推進ノズルの角度を変化させるアクチュエータを制御するコントロール回路と、トリムメータ及びコントロール回路に一定電圧を供給し得る電源安定化回路とを備えた水上オートバイの推進ノズル制御装置であって、コントロール回路は、前記レオスタッドの出力電圧が上限値を超えるかまたは下限値未満となった際に、前記アクチュエータの動作を停止させると共に、前記水上オートバイの後進時に使用されるニュートラルスイッチが後進にセットされた際に、前記レオスタッドの出力電圧が前記上限値と下限値の間となるようにアクチュエータを動作させることを特徴とする。
【０００７】
このように構成することにより、乗員のマニュアル操作により推進ノズルの上下角度が変化すると、レオスタッドの抵抗値が変化し、この抵抗値変化と電源安定化回路から一定電圧が供給されているトリムメータの内部抵抗値による所定の電圧が、レオスタッドの出力電圧としてコントロール回路に入力される。コントロール回路は、レオスタッドの出力電圧が、予め設定した上限値を超えるかまたは下限値未満となった際に、アクチュエータの作動を停止させる。
【０００８】
また、コントロール回路は、水上オートバイを後進させるニュートラルスイッチがセットされた際には、レオスタッドの出力電圧に応じて、アクチュエータを作動させて出力電圧が上限値と下限値の間となるように設定し、後進時の船体を安定化させる。推進ノズルの角度を検出する角度検出器として、安価なレオスタッドが使用されるため、部品費を抑えることができて推進ノズル制御装置のコストダウンが図れる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の一例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜図５は、本発明に係わる水上オートバイの推進ノズル制御装置の一実施例を示し、図１が推進ノズル制御装置の船体に対する配置状態を示す配置図、図２が推進ノズル制御装置の基本ブロック図、図３がその回路図、図４がコントロール回路の各部の状態を示す図、図５がそのタイミングチャートである。
【００１０】
図１において、水上オートバイ１は、船体２の船尾船底部に搭載されたジェット推進機３と、このジェット推進機３の推進ノズル４の上下角度を制御する推進ノズル制御装置５（制御装置５という）とを有している。ジェット推進機３は、その水吸引口６が船尾船底に開口し、この開口から船尾方向に形成された流路７中には、エンジン８に連結されたインペラシャフト９が回転可能に配置されている。推進ノズル４は、流路７の後端部に設けられ、横方向に延びる水平軸を中心にして上下方向に揺動すると共に、操作ハンドル１０の操作に追従して左右方向に揺動するように構成されている。
【００１１】
また、船体２の中央部上方には上記操作ハンドル１０が配置され、この操作ハンドル１０の後方には操縦席１１が形成されている。この操縦席１１の前部には、操縦者が操作ハンドル１０を握った状態で操作し易い位置に、後述する如く推進ノズル４の上下位置を調整するトリムスイッチと水上オートバイ１の後進時に使用するニュートラルスイッチ等のスイッチ類１２が配置されると共に、操縦者が見やすい位置に、推進ノズル４の上下角度を表示するトリムメータ１３が配置されている。
【００１２】
さらに、船体２の前方内部には、ジェット推進機３の推進ノズル４の上下角度を検出するレオスタッド１５と、このレオスタッド１５からの検出信号を処理するコントロール回路１６と、このコントロール回路１６の制御信号で作動しアクチュエータを構成するトリムモータ１７等が配置されている。
【００１３】
レオスタッド１５は、その回転軸が、ワイヤー１８でジェット推進機３の推進ノズル４に接続されたトリムモータ１７の駆動軸（もしくはギアボックス）に、図示しない連結部材で連結されている。これにより、推進ノズル４の上下方向の揺動が、ワイヤー１８を介してトリムモータ１７の回転軸に伝達され、この回転軸の変化に順応してレオスタッド１５の抵抗値が変化することになる。
【００１４】
図２は本発明に係わる制御装置５の基本ブロック図を示している。制御装置５のコントロール回路１６は、制御回路２１と、リレー回路２２及び電源安定化回路２３を有し、制御回路２１には、前記レオスタッド１５及びトリムメータ１３、前記スイッチ類１２を構成するトリムアップスイッチ２４、トリムダウンスイッチ２５、ニュートラルスイッチ２６と、リレー回路２２と、バッテリー５７に接続された電源安定化回路２３とが接続され、リレー回路２２にはトリムモータ１７が接続されている。
【００１５】
図３は、上記制御装置５の具体的な回路図を示し、以下これについて説明する。制御装置５のコントロール回路１６は、比較器からなる６個のＩＣ１〜ＩＣ６と、例えばＤフリップフロップからなる１個のＩＣ７と、ＮＯＲ回路からなる４個のＩＣ８〜ＩＣ１１と、ＡＮＤ回路からなる２個のＩＣ１２、ＩＣ１３等を有している。
【００１６】
コントロール回路１６のレオスタッド１５が接続される端子Ｔ１には、直列接続された抵抗２７、２８を介して、ＩＣ１〜ＩＣ３の一方の入力及びＩＣ４の他方の入力が接続されている。この直列接続された抵抗２７、２８の接続点には、ダイオード２９を介して電源安定化回路２３の＋１０Ｖの出力端子（以下、この出力端子を電源Ｂ２という）に接続されている。また、端子Ｔ１と電源Ｂ２間にはトリムメータ１３が接続されている。
【００１７】
したがって、レオスタッド１５の一端がアースされていることから、トリムメータ１３に電源安定化回路２３から供給されている＋１０Ｖの電圧が、トリムメータ１３の内部抵抗１３ａの抵抗値とレオスタッド１５の抵抗値とによって分圧され、その電圧が抵抗２７、２８を介してＩＣ１〜４に出力される。そして、この出力電圧は、トリムメータ１３の内部抵抗１３ａの抵抗値が一定であることから、レオスタッド１５の抵抗値によってその電圧値が変化し、この電圧値が推進ノズル４７の上下角度を表していることになる。
【００１８】
ＩＣ１の他方の入力には、電源Ｂ２に接続され例えば４．３Ｖの基準電圧（上限値）を発生する抵抗３０とアースされた抵抗３１の接続点が接続されている。ＩＣ３の他方の入力には、直列接続された抵抗３２、３３の接続点が接続され、抵抗３２はアースされ、抵抗３３は抵抗３４を介して電源Ｂ２に接続されている。抵抗３３と抵抗３４の接続点はＩＣ４の一方の入力に接続されている。この直列接続された抵抗３２〜３４によって、例えば３．３Ｖと３．６Ｖの基準電圧が発生される。
【００１９】
また、ＩＣ２の他方の入力には、電源Ｂ２に接続され例えば１．２Ｖの基準電圧（下限値）を発生する抵抗３５とアースされた抵抗３６の接続点が接続されている。ＩＣ５の一方の入力は、抵抗３７、３８を介してＩＣ３、ＩＣ４の出力に接続され、他方の入力は、電源Ｂ２に接続され例えば７．５Ｖの基準電圧を発生する抵抗４６とアースされた抵抗４７の接続点に接続されている。このＩＣ５の出力がＩＣ７のリセット端子Ｒに接続されている。
【００２０】
そして、ＩＣ７のクロックパルス端子（ＣＬＫ端子）にはＩＣ６の出力が接続され、このＩＣ６の一方の入力は、抵抗５６、ダイオード３９及び抵抗４０を介して、ニュートラルスイッチ２６の一方の接点に接続されている。なお、抵抗５６とダイオード３９の接続点は抵抗４１を介して電源Ｂ２に接続され、ニュートラルスイッチ２６の他方の接点はアースされている。このニュートラルスイッチ２６は、前進時にオンされ後進時にはオフされる。
【００２１】
ＩＣ７は、その一方の出力（出力１という）がＩＣ１０とＩＣ１１の入力に接続され、他方の出力（出力１の反転出力で出力２という）がＩＣ８とＩＣ９の入力に接続されている。ＩＣ８の他の入力にはＩＣ３の出力が接続され、ＩＣ９の他の入力にはＩＣ４の出力が接続されている。このＩＣ８とＩＣ９の出力は、ダイオード４２と４３を介してＩＣ１２とＩＣ１３の入力に接続されている。
【００２２】
また、ＩＣ１０の他の入力には直列接続された抵抗４８、４９とダイオード５０を介してトリムアップスイッチ２４の一方の接点に接続され、ＩＣ１１の入力には直列接続された抵抗５１、５２とダイオード５３を介してトリムダウンスイッチ２５の一方の接点に接続されている。トリムアップスイッチ２４及びトリムダウンスイッチ２５の他方の接点は共通化されてアースされている。
【００２３】
なお、このトリムアップスイッチ２４及びトリムダウンスイッチ２５は、例えばシーソースイッチが使用され、どちらか一方のみがオンするように設定されている。そして、トリムアップスイッチ２４がオンすることにより、「Ｌ」信号がＩＣ１０に入力され、トリムダウンスイッチ２５がオンすることにより、「Ｌ」信号がＩＣ１１に入力される。
【００２４】
また、ＩＣ１０とＩＣ１１の出力はダイオード４４、４５を介してＩＣ１２、ＩＣ１３の入力に接続され、このＩＣ１２、ＩＣ１３の他の入力にはＩＣ１、ＩＣ２の出力が接続されている。ＩＣ１２とＩＣ１３の出力は、抵抗５４、５５を介してリレー回路２２に接続されている。
【００２５】
このリレー回路２２は、２個のリレー５８、５９とリレー駆動用のトランジスタ６０、６１を有し、抵抗５４、５５がトランジスタ６０、６１のベースに接続され、トランジスタ６０、６１のコレクタにリレー５８、５９のコイル５８ａ、５９ａが接続されている。そして、このリレー５８、５９の共通接点は、正逆転可能なＤＣモータからなるトリムモータ１７に接続され、一方の可動接点はアースされ、他方の可動接点はバッテリー５７のプラス端子に接続されている。
【００２６】
一方、電源安定化回路２３は三端子レギュレータからなるＩＣ１４を有し、このＩＣ１４の入力端子にはダイオード６２を介してバッテリー５７のプラス端子が接続されている。このＩＣ１４の入力端子及び出力端子には、一端がアースされた電解コンデンサー６３、６４が接続され、出力端子から上述した＋１０Ｖの電圧が制御回路２１及びトリムメータ１３に供給される。なお、制御回路２１、リレー回路２２及び電源安定化回路２３からなるコントロール回路１６は、１枚のプリント基板上に形成されている。
【００２７】
図４は、上記コントロール回路１６において、レオスタッド１５の出力電圧Ｖ１が変化した場合のＩＣ１〜ＩＣ５の出力状態（ＨｉｇｈかＬｏｗか）と、ＩＣ５の一方の入力端子ａ（図３参照）における電圧Ｖａを示す図である。この図から明らかなように、レオスタッド１５の出力電圧Ｖ１が１．１Ｖ〜４．３Ｖの範囲内にある場合に、ＩＣ１の出力が「Ｈ」となり、トリムアップスイッチ２４をオンすると、ＩＣ１０の出力が「Ｈ」となってＩＣ１２の出力も「Ｈ」となり、トランジスタ６０にコレクタ電流が流れてトランジスタ６０がオンとなる。このトランジスタ６０のオンにより、リレー５８が作動してトリムモータ１７が正転し、推進ノズル４を上昇させる。
【００２８】
そして、推進ノズル４が上昇して、レオスタッド１５の出力電圧Ｖ１が４．４Ｖ以上になった場合は、ＩＣ１の出力が「Ｌ」となりＩＣ１２の出力も「Ｌ」となるので、トランジスタ６０がオフとなってリレー５８は停止し、トリムモータ１７は自動的に停止する。
【００２９】
また、トリムダウンスイッチ２５をオンした場合も、上記と同様の動作となる。すなわち、トリムダウンスイッチ２５をオンすると、ＩＣ１１の出力が「Ｈ」となってＩＣ１３の出力も「Ｈ」となり、トランジスタ６１にコレクタ電流が流れてトランジスタ６１がオンとなる。このトランジスタ６１のオンにより、リレー５９が作動してトリムモータ１７が逆転し、推進ノズル４を下降させる。
【００３０】
そして、推進ノズル４が下降して、レオスタッド１５の出力電圧Ｖ１が１．１Ｖ以下になった場合は、ＩＣ２の出力は「Ｌ」となりＩＣ１３の出力も「Ｌ」となるので、トランジスタ６１がオフとなってリレー５９は停止し、トリムモータ１７が自動的に停止する。
【００３１】
つまり、コントロール回路１６は、レオスタッド１５の出力電圧Ｖ１が上限値を超えるかまたは下限値未満の場合には、トリムモータ１７がそれ以上回転しないように制御する。
【００３２】
また、コントロール回路１６は、ニュートラルスイッチ２６がＯＦＦの場合には、ＡＵＴＯ作動状態とし、トリムモータ１７を制御して前記出力電圧Ｖ１を一定の範囲内に設定するためトリム調整を行う。
【００３３】
すなわち、レオスタッド１５の出力電圧Ｖ１が１．１〜３．２Ｖの間では推進ノズル４の位置が低いと判定され、ＩＣ８の出力が「Ｈ」となるのでＩＣ１２の出力も「Ｈ」となり、リレー回路２２のリレー５８が作動してトリムモータ１７が正転（ＡＵＴＯ作動という）して推進ノズル４を上昇させる。
【００３４】
また、出力電圧Ｖ１が３．３Ｖ〜３．６Ｖの間では推進ノズル４が中立位置にあると判定して、ＩＣ８及びＩＣ９の出力は「Ｌ」となるので、リレー回路２２の各リレー５８、５９を作動させることなくトリムモータ１７は回転せず（ＡＵＴＯ作動停止という）、推進ノズル４もその位置に停止している。
【００３５】
さらに、出力電圧Ｖ１が３．７Ｖ〜４．４Ｖの間では推進ノズル４の位置が高いと判定して、ＩＣ９の出力が「Ｈ」となるのでＩＣ１３の出力も「Ｈ」となり、リレー回路２２のリレー５９が作動してトリムモータ１７が逆転（ＡＵＴＯ作動）し、推進ノズル４が下降することになる。そして、ａ点の電圧Ｖａは、推進ノズル４の位置が中立位置の時に１０Ｖで、低い位置と高い位置の場合には共に５Ｖになるように設定される。
【００３６】
図５は、ニュートラルスイッチ２６のオン・オフ操作に対する、ＩＣ５〜ＩＣ７の動作を示すタイミングチャートである。この図から明らかなように、ニュートラルスイッチ２６が前進（ＯＮ）状態において、エンジン始動時の時間ｔ１を経過した後に、ＩＣ７の出力１が「Ｌ」となってマニュアル操作が可能になると共に、ＩＣ７の出力２が「Ｈ」となってＡＵＴＯ作動が不可となる。
【００３７】
また、ニュートラルスイッチ２６が後進（ＯＦＦ）でＩＣ６が「Ｈ」の状態においては、時間ｔ２の間マニュアル操作が不可となると共に、ＡＵＴＯ作動が可能になる。この時間ｔ２内で推進ノズル４が所定角度所定方向にＡＵＴＯ作動して、トリム調整されることになる。
【００３８】
このように上記実施例の制御装置５にあっては、レオスタッド１５の抵抗値変化によって推進ノズル４の上下位置を検出し、この検出結果に基づき制御装置５のコントロール回路１６が推進ノズル４の上限及び下限位置を制御するため、角度検出に必要な部品を、レオスタッド１５という安価な一つの部品で形成することができる。
【００３９】
また、トリムメータ１３には、電源安定化回路２３から一定の電圧（＋１０Ｖ）が供給されるのみで、レオスタッド１５の抵抗値変化（出力電圧の変化）、すなわち推進ノズル４の上下角度の変化をトリムメータ１３に表示することができるため、従来のようなトリムメータ１３に表示するための専用のメータ制御回路１０３が不要となる。これらのことから、制御装置５の部品費を低減させることができて、制御装置５自体のコストダウンを図ることが可能になる。
【００４０】
さらに、トリムメータ１３やコントロール回路１６に供給される電圧が、電源安定化回路２３によって得られる＋１０Ｖの安定した電源であるため、トリムメータ１３の指針の指示精度を向上させることができると共に、コントロール回路１６の動作を安定させることができて、制御装置５の動作を高精度に行うことができる。また、コントロール回路１６を構成する制御回路２１、リレー回路２２及び電源安定化回路２３が１枚のプリント基板上に形成されているため、回路の実装密度を高めることができ、製造コストの低減が図れると共に、信頼性の高い制御装置５を得ることができる。
【００４１】
なお、上記実施例においては、電源安定化回路２３により＋１０Ｖの一定電圧をトリムメータ１３やコントロール回路１６（制御回路２１）に供給するようにしたが、本発明はこれに限定されるものでもなく、例えば使用するレオスタッド１５の特性や、コントロール回路１６内で使用する部品に応じて適宜の一定電圧を供給するようにしても良い。
【００４２】
また、比較器を構成するＩＣ１〜ＩＣ５の一方の入力に供給される基準電圧も、上記実施例に限定されず、他の適宜の電圧値を使用することができる。さらに、上記実施例における、制御装置５全体及びコントロール回路１６の構成、制御装置５等の船体２に対する配置位置等も一例であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることはいうまでもない。
【００４３】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１記載の発明によれば、推進ノズルの上下角度の検出に、安価な部品であるレオスタッドを使用することができると共に、トリムメータに専用のメータ制御回路等を設ける必要がなくなり、推進ノズル制御装置の部品費を低減させることができて、そのコストダウンを図ることができる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係わる水上オートバイの推進ノズル制御装置の船体に対する配置状態の一例を示す配置図
【図２】  同推進ノズル制御装置の基本ブロック図
【図３】  同その回路図
【図４】  同コントロール回路の各部の状態を示す図
【図５】  同そのタイミングチャート
【図６】  従来の推進ノズル制御装置の回路図
【符号の説明】
１・・・・・・・水上オートバイ
２・・・・・・・船体
３・・・・・・・ジェット推進機
４・・・・・・・推進ノズル
５・・・・・・・推進ノズル制御装置
１３・・・・・・トリムメータ
１５・・・・・・レオスタッド
１６・・・・・・コントロール回路
１７・・・・・・トリムモータ
２１・・・・・・制御回路
２２・・・・・・リレー回路
２３・・・・・・電源安定化回路
２４・・・・・・トリムアップスイッチ
２５・・・・・・トリムダウンスイッチ
２６・・・・・・ニュートラルスイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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