JP4576099B2 - 船外機用シフト操作装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、船外機のエンジンのシフト機構を遠隔操作するための船外機用シフト操作装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
小形船舶のエンジンのシフト操作等を遠隔操作するためのエンジンコントロール装置が提案されている。(例えば下記特許文献1,2参照)
従来のエンジンコントロール装置は、操縦席等に設置されたリモコンボックスと、前記リモコンボックスが出力する信号に基いて作動するモータおよびギヤ機構等を内蔵した駆動ユニットと、前記モータが発生する駆動力をエンジン側のシフト機構の被操作部に伝達するためのプッシュプルケーブルなどを備えている。
この駆動ユニットは船体内部に収容されている。
【0003】
【特許文献1】
米国特許第5,080,619号明細書
【0004】
【特許文献2】
特開平4−94431号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
従来のエンジンコントロール装置では、船体側に設ける駆動ユニットと船外機のシフト機構の被操作部との間をシフト操作用のプッシュプルケーブルでつなぐ必要がある。このためプッシュプルケーブルのレイアウトの制約が大きく、汎用性に問題がある。
【0006】
また、シフト機構のポジション(シフト中立、シフト前進、シフト後進)を検出するためのセンサが、エンジンからかなり離れた位置にある駆動ユニットに内蔵されている。しかも船体側の駆動ユニットと、船外機側のシフト機構との間に、長尺なプッシュプルケーブルが存在する。このためシフト機構の実際のポジションと、センサが検出するシフトポジション信号との間に、若干のずれが生じる懸念がある。このためシフトポジションをエンジン近傍のセンサで正確に検出することが望まれた。
【0007】
従ってこの発明の目的は、船外機と船体との間にシフト操作用のプッシュプルケーブルを設ける必要がなく、しかもシフト機構のポジションをより正確に検出することができる船外機用シフト操作装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の船外機用シフト操作装置は、船外機のトップカバーの内側に配置された防水構造のケースと、前記ケースの外部に設けられた防水形のモータと、前記ケースに収容され前記モータによって回転するウォームギヤと、前記ケースに収容され前記ウォームギヤに噛合うウォームホイールと、前記ケースに回転自在に設けられた出力軸と、前記出力軸が前記ケースを貫通する部分に設けられた防水用のシール部材と、前記ウォームホイールの回転を前記出力軸に伝達するギヤ機構と、前記ケースの外部において前記出力軸に取付けられ、中立位置を境にシフト前進位置とシフト後進位置とにわたって移動する出力アームと、前記ケースに収容されかつ前記ウォームギヤを挟んで前記出力軸の反対側に配置され、前記出力軸の回転に連動して回転する平歯車を介して該出力軸と同じ方向に回転することにより前記出力アームのシフト位置に関する信号を制御回路に出力するセンサと、一端が前記出力アームに接続され、他端がシフト機構の被操作部に接続される力伝達部材とを具備している。
【0009】
本発明の好ましい形態では、出力アームのシフト中立位置とシフト前進位置とシフト後進位置を検出するセンサにポテンショメータを用いる。あるいは、出力アームのシフト中立位置とシフト前進位置とシフト後進位置を検出するセンサにそれぞれホールICを用いてもよい。
【0010】
本発明の好ましい形態では、前記力伝達部材がリンクロッド、あるいはプッシュプルケーブルである。この発明では、前記出力軸に対する前記出力アームの回転方向の相対位置を調整可能なアーム調整機構をさらに備えていてもよい。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の第1の実施形態について図1から図5を参照して説明する。
図1に示す船外機用シフト操作装置10は、防水構造のケース11を備えている。図2に示すようにケース11は、ケース本体12と蓋部材13とを有している。
【0012】
図1に示すようにケース本体12に取付孔15が形成されている。このケース11は、取付孔15に挿入されるボルト16と、必要に応じてモータ30に取付ける取付金具17(図3に示す)の取付孔18に挿入するボルト19によって、船外機20(図4に一部を示す)のトップカバー21の内側に配置される。
【0013】
ケース11に防水形の直流モータ30が設けられている。このモータ30は、電流の方向を切り替えることによって、第1の方向とその反対の第2の方向に回転することができる。モータ30の出力軸にウォームギヤ31が取付けられている。ウォームギヤ31はケース11の内部に収容されている。
【0014】
ケース11の内部に、ウォームホイール32と、このウォームホイール32と一体に回転する第1の平歯車33が収容されている。ウォームホイール32はウォームギヤ31に噛合っている。
【0015】
ケース11に出力軸40が回転自在に設けられている。ケース11と出力軸40との間に軸受41,42が設けられている。軸受41の近傍に防水用のシール部材43が設けられている。
【0016】
出力軸40に第2の平歯車50が取付けられている。第2の平歯車50は第1の平歯車33に噛合っている。第2の平歯車50は第1の平歯車33よりも歯数が多いため、第1の平歯車33の回転が減速されて第2の平歯車50に伝達される。これらの平歯車33,50は、ウォームホイール32の回転を出力軸40に伝達するためのギヤ機構51を構成している。
【0017】
出力軸40に調整プレート55と出力アーム56が取付けられている。これら調整プレート55と出力アーム56はケース11の外側に位置し、ボルト57によって出力軸40からの抜け止めがなされている。出力アーム56は、図1に一例を示す中立位置Nを境に、シフト前進位置Fと、シフト後進位置Rとの間を往復移動することができるようになっている。
【0018】
調整プレート55の中央に形成された孔60は、出力軸40に対して相対回転不能に嵌合している。調整プレート55に、複数のタップ孔61が形成されている。これらのタップ孔61は、出力軸40を中心とする同一円上に等ピッチで形成されており、選択された一対のタップ孔61にボルト62をねじ込むことにより、出力アーム56が調整プレート55に固定されている。
【0019】
ボルト62をタップ孔61から外すと、出力アーム56を調整プレート55に対して回転させることが可能になる。船外機20の機種等に応じて出力アーム56の向きを変えたい場合、ボルト62をタップ孔61から外し、出力アーム56を所望の方向に向けたのち、ボルト62をタップ孔61にねじ込むことにより、出力アーム56を調整プレート55に固定する。
【0020】
こうすることにより、ケース11に対して出力アーム56を所望の方向に向けることができる。タップ孔61を有する調整プレート55と、タップ孔61にねじ込まれるボルト62によって、アーム調整機構が構成されている。なお、アーム調整機構の他の例として、出力軸40にスプラインを形成するとともに、出力アーム56に該スプラインに嵌合するスプライン溝を形成してもよい。このような構造によっても、出力軸40に対する出力アーム56の回転方向の相対位置を調整することができる。
【0021】
ケース11の内部において、第2の平歯車50に第3の平歯車65が噛合っている。第3の平歯車65に第4の平歯車66が噛合っている。第4の平歯車66は、下記ポテンショメータ71と一体に回転するようになっている。
【0022】
ケース11の内部に、エンジンスタート許可用のマイクロスイッチ70と、シフト位置検出センサとして機能するポテンショメータ71(図2に示す)が収容されている。マイクロスイッチ70の検出レバー72の先端部は第4の平歯車66の外周面に接している。
【0023】
出力アーム56が中立位置Nにあるとき、検出レバー72の先端部が、第4の平歯車66に形成されている凹部73に入ることにより、マイクロスイッチ70がオンとなる。マイクロスイッチ70がオンになると、その信号が制御回路80(図5に示す)に出力されることにより、スタータスイッチ81によるエンジン82の始動が許可されるようになっている。制御回路80とシフト操作装置10は、互いに電気ケーブル83によってつながれている。制御回路80に接続される電気ケーブル84は、船体(図示せず)と船外機20との間に配索される。
【0024】
ポテンショメータ71は、出力アーム56が中立位置Nからシフト前進位置Fへ移動する際の平歯車66の回転量を検出する。また、出力アーム56が中立位置Nからシフト後進位置Rへ移動する際の平歯車66の回転量も検出する。これらの検出信号は制御回路80に出力される。
【0025】
出力アーム56がシフト前進位置Fまで移動したことがポテンショメータ71によって検出されたとき、制御回路80によってモータ30が停止する。出力アーム56がシフト後進位置Rまで移動したことがポテンショメータ71によって検出されたときも、モータ30が停止するようになっている。
【0026】
図3に示すように、出力アーム56に設けたピン90に、リンクロッド91の一端92が接続されている。リンクロッド91の他端93は、被操作部としてのシフトレバー95の端部96にピン97によって接続される。シフトレバー95の端部96は、シフトレール98に沿って、図3に矢印A,Bで示す方向に移動することができ、矢印A方向に移動したときにシフト機構100(図5に模式的に示す)が前進ポジションに切替わり、矢印B方向に移動したときにシフト機構100が後進ポジションに切替わるようになっている。
【0027】
操縦席等に設けるリモコンボックス110(図5に示す)の操作レバー111は、中立位置Nからシフト前進位置Fを経て前進側のフルスロットル位置まで移動させることができる。またこの操作レバー111は、中立位置Nからシフト後進位置Rを経て後進側のフルスロットル位置まで移動させることができる。
【0028】
操作レバー111の位置はポテンショメータ112によって検出される。操作レバー111がシフト前進位置Fまで移動したときに制御回路80に出力される信号によって、シフト操作装置10のモータ30が第1の方向に回転する。これにより、出力アーム56が前進位置Fまで移動する。操作レバー111がシフト後進位置Rまで移動したときには、モータ30が第2の方向に回転し、出力アーム56が後進位置Rまで移動する。
【0029】
次に上記構成のシフト操作装置10の作用について説明する。
リモコンボックス110の操作レバー111が中立位置Nにあるとき、シフト操作装置10のモータ30は停止している。このとき出力アーム56は中立位置Nにある。
【0030】
リモコンボックス110の操作レバー111をシフト前進位置Fまで移動させると、ポテンショメータ112が出力する信号に基いて、シフト操作装置10のモータ30が第1の方向に回転し、第1の平歯車33と第2の平歯車50を介して出力アーム56がシフト前進位置Fまで移動する。
【0031】
これにより、リンクロッド91を介してシフトレバー95の端部96が図3中の矢印A方向に移動し、シフト機構100が前進ポジションに入る。出力アーム56が前進位置Fまで移動し終わると、ポテンショメータ71が出力する信号に基いてモータ30が停止するため、シフト機構100が前進ポジションに保持される。
【0032】
リモコンボックス110の操作レバー111を、シフト前進位置Fからさらに前方に移動させると、ポテンショメータ112から制御回路80に出力される信号に基いて、エンジン82のスロットル機構(図示せず)が増速側に作動する。
【0033】
リモコンボックス110の操作レバー111をシフト後進位置Rまで移動させると、ポテンショメータ112が出力する信号に基いて、モータ30が第2の方向に回転し、第1の平歯車33と第2の平歯車50を介して出力アーム56がシフト後進位置Rまで移動する。
【0034】
これにより、リンクロッド91を介してシフトレバー95の端部96が図3中の矢印B方向に移動し、シフト機構100が後進ポジションに入る。出力アーム56が後進位置Rまで移動し終わると、ポテンショメータ71が出力する信号に基いてモータ30が停止するため、シフト機構100が後進ポジションに保持される。
【0035】
リモコンボックス110の操作レバー111を、シフト後進位置Rからさらに後方に移動させると、ポテンショメータ112から制御回路80に出力される信号に基いて、エンジン82のスロットル機構(図示せず)が増速側に作動する。
【0036】
なお、出力アーム56とリンクロッド91の接続部に着脱可能なクイックリリースタイプのボールジョイントを採用すれば、モータ30の故障時等に該ボールジョイントを外し、リンクロッド91を手動で操作することにより、シフト操作を行なうことが可能である。
【0037】
以上説明した実施形態では、出力アーム56の位置を検出するセンサとして、マイクロスイッチ70とポテンショメータ71を用いたが、図6に示す第2の実施形態では、センサとしてホールIC120〜123が使用されている。それ以外の基本的な構成は図1〜図5に示す第1の実施形態と共通である。
【0038】
図6に示す実施形態において、電源VCCは抵抗R1を介して各ホールIC120〜123の電源端子に接続されている。各ホールIC120〜123のアース端子は、それぞれコンデンサC1〜C5を介してアース端子GNDに接続されている。
【0039】
モータ30の回転数検出用のホールIC120は、抵抗R2を介して出力端子Out1に接続されている。このホールIC120は、モータ30の周りに配置される。
【0040】
出力アーム56の中立位置Nを検出するホールIC121は、抵抗R3を介して出力端子Out2に接続されている。このホールIC121は、出力アーム56の中立位置Nに対応した位置に配置される。
【0041】
前進側のシフト位置を示すホールIC122は、抵抗R4を介して出力端子Out3に接続されている。このホールIC122は、出力アーム56のシフト前進位置Fに対応した位置に配置される。
【0042】
後進側のシフト位置を示すホールIC123は、抵抗R5を介して出力端子Out4に接続されている。このホールIC123は、出力アーム56のシフト後進位置Rに対応した位置に配置される。
【0043】
これらのホールIC120〜123を用いた位置センサは、第1の実施形態のようなポテンショメータ71を用いる場合と比較してコンパクトであるため、シフト操作装置10をさらにコンパクトに構成することができ、船外機20に組込むことがさらに容易になる。
【0044】
図7と図8は本発明の第3の実施形態の船外機用シフト操作装置10´を示している。このシフト操作装置10´も船外機20のトップカバー21の内部においてエンジン82に取付けられている。このシフト操作装置10´と、シフトレバー95の端部96が、互いにプッシュプルケーブル130によって接続されている。プッシュプルケーブル130は、船外機20のトップカバー21の内部に配索されている。
【0045】
プッシュプルケーブル130は、アウタチューブ131と、アウタチューブ131の内側に挿通されたインナケーブル(図示せず)と、該インナケーブルの両端に接続されたケーブルロッド132,133などを備えている。一方のケーブルロッド132に設けたケーブルエンド134が出力アーム56に接続されている。アウタチューブ131は、モータ30に固定されたブラケット部材135の保持部136に支持されている。出力アーム56は出力軸40に直接固定されている。
【0046】
なお、出力アーム56とケーブルエンド134との接続部に着脱可能なクイックリリースタイプのボールジョイントを採用すれば、モータ30の故障時に該ボールジョイントを外し、ケーブルエンド134を手動で操作することにより、シフト操作を行なうことが可能である。
【0047】
他方のケーブルロッド133に設けられているケーブルエンド140が、シフトレバー95の端部96に接続されている。この実施形態では、プッシュプルケーブル130のねじ部141に対してケーブルエンド140を回転させることにより、アウタチューブ131に対するケーブルエンド140の相対位置を調整することができる。
【0048】
この第2の実施形態のシフト操作装置10´は、上記以外の構成と作用について第1の実施形態のシフト操作装置10と同様であるから、両者に共通の部位に同一の符号を付して説明を省略する。
【0049】
これらの実施形態をはじめとして、この発明を実施するに当たり、ケースやモータ、ウォームギヤとウォームホイール、アーム、センサ、力伝達部材など、この発明の構成要素をこの発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変更して実施できることは言うまでもない。
【0050】
【発明の効果】
本発明によれば、船外機内部のエンジンの近傍に、電気的な信号によって作動するシフト操作装置が配置され、エンジンのシフト機構をこのシフト操作装置によって操作するため、船体と船外機との間にプッシュプルケーブルを配索する必要がない。しかもエンジン近傍に配置されるシフト操作装置にシフトポジション検出用のセンサを内蔵しているため、シフト機構の実際のシフトポジションを正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態を示す船外機用シフト操作装置の正面図。
【図2】図1中のII−II線に沿う船外機用シフト操作装置の断面図。
【図3】図1に示された船外機用シフト操作装置にリンクロッドを取付けた場合の正面図。
【図4】図3に示された船外機用シフト操作装置が組込まれた船外機の一部の平面図。
【図5】小形船舶用リモコンボックスと船外機等を模式的に示す側面図。
【図6】本発明の第2の実施形態においてセンサ用ホールICを用いる場合の回路図。
【図7】本発明の第3の実施形態を示す船外機用シフト操作装置の正面図。
【図8】図7に示された船外機用シフト操作装置が組込まれた船外機の一部の側面図。
【符号の説明】
10,10´…船外機用シフト操作装置
20…船外機
30…モータ
31…ウォームギヤ
32…ウォームホイール
40…出力軸
51…ギヤ機構
56…出力アーム
70…マイクロスイッチ(センサ)
71…ポテンショメータ(センサ)
80…制御回路
91…リンクロッド(力伝達部材)
120〜123…ホールIC(センサ)
130…プッシュプルケーブル(力伝達部材)
Claims (6)
- 船外機のトップカバーの内側に配置された防水構造のケースと、
前記ケースの外部に設けられた防水形のモータと、
前記ケースに収容され前記モータによって回転するウォームギヤと、
前記ケースに収容され前記ウォームギヤに噛合うウォームホイールと、
前記ケースに回転自在に設けられた出力軸と、
前記出力軸が前記ケースを貫通する部分に設けられた防水用のシール部材と、
前記ウォームホイールの回転を前記出力軸に伝達するギヤ機構と、
前記ケースの外部において前記出力軸に取付けられ、中立位置を境にシフト前進位置とシフト後進位置とにわたって移動する出力アームと、
前記ケースに収容されかつ前記ウォームギヤを挟んで前記出力軸の反対側に配置され、前記出力軸の回転に連動して回転する平歯車を介して該出力軸と同じ方向に回転することにより前記出力アームのシフト位置に関する信号を制御回路に出力するセンサと、
一端が前記出力アームに接続され、他端がシフト機構の被操作部に接続される力伝達部材と、
を具備したことを特徴とする船外機用シフト操作装置。 - 前記出力アームのシフト中立位置とシフト前進位置とシフト後進位置を検出するセンサがポテンショメータであることを特徴とする請求項1に記載の船外機用シフト操作装置。
- 前記出力アームのシフト中立位置とシフト前進位置とシフト後進位置を検出するセンサに、それぞれホールICを用いたことを特徴とする請求項1に記載の船外機用シフト操作装置。
- 前記力伝達部材がリンクロッドであることを特徴とする請求項1に記載の船外機用シフト操作装置。
- 前記力伝達部材がプッシュプルケーブルであることを特徴とする請求項1に記載の船外機用シフト操作装置。
- 前記出力軸に対する前記出力アームの回転方向の相対位置を調整可能なアーム調整機構をさらに備えていることを特徴とする請求項4または5に記載の船外機用シフト操作装置。
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