JP2014172446A - アクセルレバーおよびそれを備えた船舶 - Google Patents

Abstract

【課題】長期間にわたって安定して操作量の検出をすることができるアクセルレバーおよびそれを備えた船舶を提供する。
【解決手段】ポテンショメータによって操作具の一つであるアクセルレバー２の操作量が検出される船舶において、複数のポテンショメータである第１ポテンショメータ２ｂと第２ポテンショメータ２ｃとを具備し、第１ポテンショメータ２ｂと第２ポテンショメータ２ｃとによってアクセルレバー２の操作量を検出し、第１ポテンショメータ２ｂと第２ポテンショメータ２ｃとが検出した操作量が合成されて制御装置である操船制御装置１９に入力される。
【選択図】図４

Description

本発明は、アクセルレバーおよびそれを備えた船舶に関する。

従来、船体内部又は外部に配置された原動機（エンジン）から船体外部に配置された複数の推進装置へ動力を伝達する船舶が知られている。推進装置は、推進用プロペラを回転することによって船体を推進させる。エンジンの操作等は、操縦席に設けられた操作具によって行われる。操作具の操作量は、操作具の内部に設けられたポテンショメータによって検出される。例えば、アクセルレバーのポテンショメータが検出した信号に基づいてエンジンのコントローラ（ＥＣＵ）がエンジンのスロットルの制御を行う。

このような操作具を備えた船舶において、ポテンショメータに断線や短絡等の異常が発生した場合においても必要最低限の操船が行えるようにポテンショメータ以外に検出用のセンサを設けた操作具を備えた船舶がある。例えば、特許文献１に記載の如くである。

しかし、特許文献１に記載の船舶は、ポテンショメータに異常が発生した場合に操船機能が大幅に制限される。従って、必要最低限の操船機能が使用できても操縦者の技量によっては操船が困難な場合がある。このため、操作具に故障時の補助機能が付加されていても安定した操作が出来なくなる点で不利であった。

特開２００９−６７２４９号公報

本発明は、このような問題を解決すべくなされたものであり、長期間にわたって安定して操作量の検出をすることができるアクセルレバーおよびそれを備えた船舶の提供を目的とする。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、ポテンショメータによって操作具の操作量が検出される船舶のアクセルレバーにおいて、複数のポテンショメータを具備し、それぞれのポテンショメータによってアクセルレバーの操作量を検出し、それぞれのポテンショメータが検出した操作量が合成されて制御装置に入力されるものである。

請求項２においては、前記複数のポテンショメータである第１ポテンショメータと第２ポテンショメータとがアクセルレバーの回転中心に設けられるとともに、第１ポテンショメータと第２ポテンショメータとが並列に接続され、アクセルレバーの揺動角度を検出するものである。

請求項３においては、船体にエンジンを備え、前記アクセルレバーによってエンジンの加速制御を行うアクセルレバーを備える船舶である。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１に記載の発明によれば、制御装置への入力構成を変更することなくアクセルレバーの信頼性が向上する。これにより、長期間にわたって安定して操作量の検出をすることができる。

請求項２に記載の発明によれば、第１ポテンショメータと第２ポテンショメータとのうち一方のポテンショメータに一時的な非接触状態が生じてもアクセルレバーの操作量を安定的に検出することができる。これにより、長期間にわたって安定して操作量の検出をすることができる。

請求項３に記載の発明によれば、船舶のアクセルレバーの信頼性が向上する。これにより、長期間にわたって安定して操作量の検出をすることができる。

本発明に係る船舶の全体概要を示す図。 本発明に係る船舶のアウトドライブ装置の構成を示す図。 本発明に係る船舶のアクセルレバーと操船制御装置との構成を示す図。 本発明に係る船舶のアクセルレバーの構成を示す図。

まず、図１及び図２を用いて本発明の一実施形態である船舶１００の全体概要及び構成について説明する。なお、図１及び図２の船舶１００は、アウトドライブ装置を二台備えた、いわゆる二軸推進方式の船舶を示している。但し、一軸推進方式等であっても成立し、これに限定するものではない。

図１及び図２に示すように、船舶１００は、アクセルレバー２の操作に応じてエンジン６の運転状態、例えばスロットル装置７（図３参照）による燃料噴射量が調節され、ひいては推進用プロペラ１５の回転速度が変更されて推進する。船舶１００は、船体１にアクセルレバー２、操舵ハンドル３、ジョイスティックレバー４、二機のエンジン６、ＥＣＵ９、二台のアウトドライブ装置１０、及び操船制御装置１９が具備される。さらに、船体１には、操舵ハンドル３又はジョイスティックレバー４の近傍にこれらの操作状況等の表示を行うモニタ５が設置される。船舶１００は、操舵ハンドル３やジョイスティックレバー４の操作に応じてアウトドライブ装置１０を回動可能に構成される。

ＥＣＵ９は、エンジン６を制御するものである。ＥＣＵ９には、エンジン６の制御を行うための種々のプログラムやデータが格納される。ＥＣＵ９は、各エンジン６にそれぞれ設けられる。ＥＣＵ９は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であってもよく、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってもよい。

ＥＣＵ１９は、スロットル装置７と接続され、スロットル装置７のスロットル弁７ｂの開閉を制御することが可能である（図３参照）。

図２に示すように、アウトドライブ装置１０は、推進用プロペラ１５を回転させることによって船体１を推進させる。また、アウトドライブ装置１０は、船体１の進行方向に対して回動することによって該船体１を旋回させる。アウトドライブ装置１０は、主に入力軸１１と、切換クラッチ１２と、駆動軸１３と、出力軸１４と、推進用プロペラ１５と、で構成される。

入力軸１１は、エンジン６の回転動力を切換クラッチ１２に伝達する。入力軸１１の一端部は、エンジン６の出力軸に取り付けられたユニバーサルジョイントと連結される。入力軸１１の他端部は、アッパーハウジング１０Ｕの内部に配置された切換クラッチ１２と連結される。

切換クラッチ１２は、入力軸１１等を介して伝達されたエンジン６の回転動力を正回転方向又は逆回転方向に切換可能とする。切換クラッチ１２は、ディスクプレートを備えるインナードラムと連結された正回転用ベベルギア、ならびに、逆回転用ベベルギアを有する。切換クラッチ１２は、入力軸１１に連結されたアウタードラムのプレッシャープレートをいずれのディスクプレートに押し付けるかによって回転方向の切り換えを行なう。

駆動軸１３は、切換クラッチ１２等を介して伝達されたエンジン６の回転動力を出力軸１４に伝達する。駆動軸１３の一端部に設けられたベベルギアは、切換クラッチ１２に設けられた正回転用ベベルギア、ならびに、逆回転用ベベルギアと歯合される。駆動軸１３の他端部に設けられたベベルギアは、ロアハウジング１０Ｒの内部に配置された出力軸１４のベベルギアと歯合される。

出力軸１４は、駆動軸１３等を介して伝達されたエンジン６の回転動力を推進用プロペラ１５に伝達する。出力軸１４の一端部に設けられたベベルギアは、上述したように駆動軸１３のベベルギアと歯合さる。出力軸１４の他端部には、推進用プロペラ１５が取り付けられている。

推進用プロペラ１５は、回転することによって推進力を発生させる。推進用プロペラ１５は、出力軸１４等を介して伝達されたエンジン６の回転動力によって駆動される。推進用プロペラ１５は、回転軸周りに配置された複数枚のブレード１５ａが周囲の水をかくことによって推進力を発生させる。

なお、アウトドライブ装置１０は、船体１の船尾板（トランサムボード）に取り付けられたジンバルハウジング８に支持されている。具体的には、アウトドライブ装置１０は、該アウトドライブ装置１０のジンバルリング１６が喫水線ｗｌから略垂直方向となるようにジンバルハウジング８に支持されている。なお、ジンバルリング１６とは、アウトドライブ装置１０に取り付けられた略円筒形状の回動軸である。アウトドライブ装置１０は、該ジンバルリング１６を中心として回動する。

ジンバルリング１６の上側端部には、船体１の内部に延設された操舵アーム１７が取り付けられている。そして、操舵アーム１７は、ジンバルリング１６を中心にアウトドライブ装置１０を回動させる。なお、操舵アーム１７は、操舵ハンドル３やジョイスティックレバー４の操作に応じて連動する油圧アクチュエータ１８によって駆動される。

操船制御装置１９は、アクセルレバー２、操舵ハンドル３、ジョイスティックレバー４等からの検出信号に基づいて制御信号を作成する。また、操船制御装置１９は、全地球測位システム（ＧＰＳ：Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）からの情報に基づいて制御信号を作成することを可能としている。つまり、操船制御装置１９は、オペレータが手動で行なう操船のほかに、自らの位置と設定された目的地とから航路を算出して自動で操船を行なう、いわゆる自動航法を可能としている。

操船制御装置１９は、エンジン６及びアウトドライブ装置１０の制御を行うための種々のプログラムやデータが格納される。ＥＣＵ１９は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であってもよく、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってもよい。

操船制御装置１９は、アクセルレバー２、操舵ハンドル３及びジョイスティックレバー４等と接続され、アクセルレバー２、操舵ハンドル３及びジョイスティックレバー４等からの制御信号を取得することが可能である。

操船制御装置１９は、各エンジン６のＥＣＵ９と接続され、各エンジン６の起動状況及び各ＥＣＵ９が取得する各種信号を取得することが可能である。

操船制御装置１９は、モニタ５に接続され、モニタ５にアクセルレバー２、操舵ハンドル３及びジョイスティックレバー４等の操作状況、各ＥＣＵ９から取得した各種信号に基づく各エンジン６の状況等を表示することが可能である。

次に、図３及び図４を用いて上述の操作具の一つであるアクセルレバー２について具体的に説明する。

図３に示すように、アクセルレバー２は、エンジン６の運転状態を調節するものである。具体的には、アクセルレバー２の操作量に基づいてエンジン６のスロットル装置７が作動して燃料噴射量が変更される。アクセルレバー２は、エンジン６から離れた位置にある操縦席に配置される。

アクセルレバー２は、揺動自在に支持される操作レバー２ａの回転中心に第１ポテンショメータ２ｂと第２ポテンショメータ２ｃとが設けられる。第１ポテンショメータ２ｂと第２ポテンショメータ２ｃとは、回転角度を電圧に変換して検出する可変抵抗器から構成される。第１ポテンショメータ２ｂと第２ポテンショメータ２ｃとは、接触型ポテンショメータから構成される。アクセルレバー２は、配線２０（図４参照）を介して操船制御装置１９に接続される。アクセルレバー２は、配線２０を介して第１ポテンショメータ２ｂと第２ポテンショメータ２ｃとが検出した操作レバー２ａの揺動角度についての信号を操船制御装置１９に伝達可能に構成される。なお、本実施形態において、ポテンショメータは接触型の可変抵抗器から構成されるが、これに限定されるものではなく操作レバー２ａの操作量を検出できるものであればよい。

アクセルレバー２は、操作レバー２ａが操作されると（図４における白塗矢印参照）第１ポテンショメータ２ｂと第２ポテンショメータ２ｃとの抵抗値がその操作量に応じて変動する。それに伴い、第１ポテンショメータ２ｂと第２ポテンショメータ２ｃとに加わる電圧値が変動する。アクセルレバー２は、第１ポテンショメータ２ｂと第２ポテンショメータ２ｃとの電圧（検出信号）を操船制御装置１９に伝達する。操船制御装置１９は、アクセルレバー２から取得した検出信号に基づいてスロットル装置７の電動アクチュエータ７ａに制御信号を伝達する。これにより、エンジン６のスロットル弁７ｃが電動アクチュエータ７ａによって開閉制御され、エンジン６の回転速度が変更される。

アクセルレバー２の操作レバー２ａがＮの位置にある場合、エンジン６の出力が推進用プロペラ１５に伝達されない。操作レバー２ａがＦの位置にある場合、船舶１００が前進するようにエンジン６の出力が推進用プロペラ１５に伝達される。エンジン６の出力は、操作レバー２ａの操作量が増加するにつれて大きくなる。すなわち、船舶１００の前進速度が増加する。操作レバー２ａがＲの位置にある場合、船舶１００が後進するようにエンジン６の出力が推進用プロペラ１５に伝達される。エンジン６の出力は、操作レバー２ａの操作量が増加するにつれて大きくなる。すなわち、船舶１００の後進速度が増加する。このように、アクセルレバー２は、第１ポテンショメータ２ｂと第２ポテンショメータ２ｃとが操作レバー２ａの操作量を逐次検出して操船制御装置１９に伝達するように構成される。

図４に示すように、アクセルレバー２は、第１ポテンショメータ２ｂと第２ポテンショメータ２ｃとが独立して操作レバー２ａの操作量を検出可能に構成される。つまり、アクセルレバー２は、操作レバー２ａの操作量を第１ポテンショメータ２ｂと第２ポテンショメータ２ｃとによって二重に検出される。

アクセルレバー２は、その内部において第１ポテンショメータ２ｂと第２ポテンショメータ２ｃとが並列に接続されている。これにより、アクセルレバー２は、第１ポテンショメータ２ｂの検出信号と第２ポテンショメータ２ｃの検出信号とが合成され、１つの出力として出力される。つまり、アクセルレバー２は、第１ポテンショメータ２ｂと第２ポテンショメータ２ｃとを具備しつつ、単一の系統である配線２０のみで操船制御装置１９に接続される。従って、ポテンショメータの数に応じて操船制御装置１９の入出力点や操船制御装置１９までの配線を複数設ける必要がない。なお、本実施形態において、アクセルレバー２は、２つのポテンショメータを具備するがこれに限定されるものではない。

また、アクセルレバー２は、一方のポテンショメータに一時的な電気的非接触状態（摺動雑音）による検出不良が生じても、他方のポテンショメータの検出信号により検出精度を維持することができる。同様に、アクセルレバー２は、一方のポテンショメータに故障が生じても他方のポテンショメータによって検出を継続することによって外乱によるアクセルレバー２の故障確率を低減させることができる。つまり、複数のポテンショメータを設けることでアクセルレバー２の耐用年数を長くすることができる。

以上の如く、本発明に係る船舶１００は、ポテンショメータによって操作具の一つであるアクセルレバー２の操作量が検出される船舶１００において、複数のポテンショメータである第１ポテンショメータ２ｂと第２ポテンショメータ２ｃとを具備し、第１ポテンショメータ２ｂと第２ポテンショメータ２ｃとによってアクセルレバー２の操作量を検出し、第１ポテンショメータ２ｂと第２ポテンショメータ２ｃとが検出した操作量が合成されて制御装置である操船制御装置１９に入力されるものである。
このように構成することにより、操船制御装置１９の入力構成を変更することなくアクセルレバー２の信頼性が向上する。これにより、長期間にわたって安定して操作量の検出をすることができる。

また、第１ポテンショメータ２ｂと第２ポテンショメータ２ｃとがアクセルレバー２の回転中心に設けられるとともに、第１ポテンショメータ２ｂと第２ポテンショメータ２ｃとが並列に接続され、アクセルレバー２の揺動角度を検出するものである。
このように構成することにより、第１ポテンショメータ２ｂと第２ポテンショメータ２ｃとのうち一方のポテンショメータに一時的な非接触状態が生じてもアクセルレバー２の操作量を安定的に検出することができる。これにより、長期間にわたって安定して操作量の検出をすることができる。

また、船体１にエンジン６を備え、アクセルレバー２によってエンジン６の加速制御を行うアクセルレバー２を備えるものである。
このように構成することにより、船舶１００のアクセルレバー２の信頼性が向上する。これにより、長期間にわたって安定して操作量の検出をすることができる。

２ アクセルレバー
２ｂ 第１ポテンショメータ
２ｃ 第２ポテンショメータ
１９ 操船制御装置
１００ 船舶

Claims (3)

1. ポテンショメータによって操作具の操作量が検出される船舶のアクセルレバーにおいて、
   複数のポテンショメータを具備し、それぞれのポテンショメータによってアクセルレバーの操作量を検出し、それぞれのポテンショメータが検出した操作量が合成されて制御装置に入力されるアクセルレバー。
2. 前記複数のポテンショメータである第１ポテンショメータと第２ポテンショメータとがアクセルレバーの回転中心に設けられるとともに、第１ポテンショメータと第２ポテンショメータとが並列に接続され、アクセルレバーの揺動角度を検出する請求項１に記載のアクセルレバー。
3. 船体にエンジンを備え、前記アクセルレバーによってエンジンの加速制御を行う請求項１または請求項２に記載のアクセルレバーを備えた船舶。

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