JP3945878B2 - 船舶推進機用トリム・チルト装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、船外機、船内外機等のための船舶推進機用トリム・チルト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、船舶推進機用トリム・チルト装置として、船体と、この船体に傾動自在に支持された船舶推進機との間にシリンダ装置を介装し、作動油給排装置からシリンダ装置に作動油を供給もしくは排出制御することにより、シリンダ装置を伸縮させて船舶推進機をトリム動作及びチルト動作させるものがる。即ち、トリム動作は、航走中の船舶推進機を推進力に抗して所定のトリム域内で傾動させてトリムアップ−ダウンさせ、水面ロードの変化に対して船舶推進機の航走姿勢を調整し、最良の航走状態を得るものであり、シリンダ装置に比較的大きな推進力を必要とする。また、チルト動作は、停泊中の船舶推進機を重力に抗して所定のチルト域内で傾動させてチルトアップ−ダウンさせ、船舶推進機を水面から上昇させるものであり、シリンダ装置の推進力は比較的小さくて足りる。
【０００３】
然るに、トリム・チルト装置のコンパクト化を図るため、シリンダ装置を外観的に単筒化したものとして、USP325240 に記載のものがある。この従来技術のシリンダ装置は、船体と船舶推進機の一方に連結して用いられる、大径のトリム室を形成するハウジングと、ハウジングのトリム室に伸縮可能に挿入され、小径のチルト室を形成するシリンダと、ハウジングのトリム室内のシリンダ端部に固定され、トリム室をシリンダ収容側の第１トリム室と、シリンダ非収容側の第２トリム室とに区画する大径のトリムピストンと、船体と船舶推進機の他方に連結して用いられ、シリンダのチルト室に伸縮可能に挿入されるピストンロッドと、シリンダのチルト室内のピストンロッド端部に固定され、チルト室をピストンロッド収容側の第１チルト室と、ピストンロッド非収容側の第２チルト室とに区画する小径のチルトピストンとを有する。そして、トリムピストンに固定して起立せしめた起立管をチルトピストンに摺動可能に貫通し、この起立管の管内通路により第１トリム室と第１チルト室とを連通し、第１トリム室と第１チルト室をトリム動作とチルト動作の収縮行程で作動油給排装置の供給側に連絡し、伸長行程で作動油給排装置の排出側に連絡するように構成するものとした。また、トリムピストンに貫通形成した連通路により第２トリム室と第２チルト室とを連通し、これらの第２トリム室と第２チルト室をトリム動作とチルト動作の伸長行程で作動油給排装置の供給側に連絡し、収縮行程で作動油給排装置の排出側に連絡するように構成するものとした。
【０００４】
この従来技術では、第１トリム室と第１チルト室とをトリムピストンに固定した起立管にて連通したので、作動油給排装置からシリンダ装置に給排される作動油の配管がシリンダ装置の外部に露出することを抑制できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら、従来技術には以下の問題点がある。
▲１▼シリンダ装置回りの露出配管を削減するために、トリムピストンに固定して起立せしめた起立管をチルトピストンに摺動可能に貫通するものであり、シリンダ装置の構成は複雑である。
【０００６】
▲２▼シリンダ装置の液密シール必要部が、ハウジングに設けたシリンダガイドに対するシリンダの摺動部、ハウジングのトリム室内面に対するトリムピストンの摺動部、シリンダに設けたロッドガイドに対するピストンロッドの摺動部、シリンダのチルト室内面に対するチルトピストンの摺動部の４カ所の他に、チルトピストンの貫通孔に対する起立管の摺動部を加えた全５カ所となり、シール性の確保に困難を伴う。
【０００７】
▲３▼チルトピストンは、チルト動作時にシリンダのチルト室内面に外周部を、起立管に内周部を摺接して上下動するものであり、シリンダと起立管の同芯度が悪いとその組立性、摺動性が悪く、チルト動作性を損なう。
【０００８】
本発明の課題は、船舶推進機用トリム・チルト装置において、シリンダ装置の構成を簡易にしながら、シリンダ装置回りでの配管の露出を抑制するとともに、シリンダ装置のシール性を向上し、且つチルト動作性を向上することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明は、船体と、この船体に傾動自在に支持された船舶推進機との間にシリンダ装置を介装し、作動油給排装置からシリンダ装置に作動油を供給もしくは排出制御することにより、シリンダ装置を伸縮させて船舶推進機をトリム動作及びチルト動作させる船舶推進機用トリム・チルト装置において、前記シリンダ装置が、船体と船舶推進機の一方に連結して用いられる、大径のトリム室を形成するハウジングと、ハウジングのトリム室に伸縮可能に挿入され、小径のチルト室を形成するシリンダと、ハウジングのトリム室内のシリンダ端部に固定され、トリム室をシリンダ収容側の第１トリム室と、シリンダ非収容側の第２トリム室とに区画する大径のトリムピストンと、船体と船舶推進機の他方に連結して用いられ、シリンダのチルト室に伸縮可能に挿入されるピストンロッドと、シリンダのチルト室内のピストンロッド端部に固定され、チルト室をピストンロッド収容側の第１チルト室と、ピストンロッド非収容側の第２チルト室とに区画する小径のチルトピストンとを有し、シリンダの壁内に第１トリム室と第１チルト室とを連通する連通路を内蔵してなり、これらの第１トリム室と第１チルト室はトリム動作とチルト動作の収縮行程で作動油給排装置の供給側に連絡され、伸長行程で作動油給排装置の排出側に連絡されるように構成され、トリムピストンが第２トリム室と第２チルト室とを連通する連通路を内蔵してなり、これらの第２トリム室と第２チルト室はトリム動作とチルト動作の伸長行程で作動油給排装置の供給側に連絡され、収縮行程で作動油給排装置の排出側に連絡されるように構成され、第１チルト室に面するチルトピストンの受圧面積の方が第１トリム室に面するトリムピストンの受圧面積より大きくなるように設定され、チルト動作の収縮行程で作動油が第１トリム室と第１チルト室に供給されるとき、チルトピストンがトリムピストンに衝合するまではチルトピストンだけが押し下げられるように構成されてなるものである。
【００１０】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の本発明において更に、前記シリンダ装置のシリンダが二重筒構造をなし、二重筒間の通路を前記連通路としてなるようにしたものである。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の本発明において更に前記作動油給排装置がモータとポンプとタンクと切替弁付き流路からなり、前記ハウジングに形成したモータ据付面にモータを据付けて該モータを前記シリンダの横に並設し、ポンプとタンクと切替弁付き流路をハウジングに内蔵することにより、ハウジングの外部に作動油の配管を露出しないようにしたものである。
【００１２】
請求項１に記載の本発明によれば下記▲１▼〜▲３▼の作用がある。
▲１▼第１トリム室と第１チルト室とをシリンダの壁内に設けた連通路にて連通したので、作動油給排装置からシリンダ装置に給排される作動油の配管がシリンダ装置の外部に露出することを抑制できる。これにより、シリンダ装置の外観はコンパクトで、露出配管の損傷や接続部からの油洩れ等の心配がない。このとき、第１トリム室と第１チルト室との連通路を、シリンダの壁内に設けたものであるから、シリンダ装置の構成は簡易である。
【００１３】
▲２▼シリンダ装置の液密シール必要部が、ハウジングに設けたシリンダガイドに対するシリンダの摺動部、ハウジングのトリム室内面に対するトリムピストンの摺動部、シリンダに設けたロッドガイドに対するピストンロッドの摺動部、シリンダのチルト室内面に対するチルトピストンの摺動部の４カ所だけであり、シリンダ装置のシール性を向上できる。
【００１４】
▲３▼チルトピストンは、チルト動作時に、シリンダのチルト室内面に外周部を摺接するだけで上下動するものであり、その組立性、摺動性が良く、チルト動作性を向上できる。
【００１５】
請求項２に記載の本発明によれば下記▲４▼の作用がある。
▲４▼シリンダ装置のシリンダを二重筒構造とすることにより、内パイプと外パイプの結合によりこの二重筒構造を形成し、それらの両パイプ間の間隙を第１トリム室と第１チルト室との連通路として用いることができる。これにより、シリンダ装置の構成を極めて簡易にできる。
【００１６】
請求項３に記載の本発明によれば下記▲５▼、▲６▼の作用がある。
▲５▼作動油給排装置のポンプとタンクと切替弁付き流路を、シリンダ装置のハウジングに内蔵することにより、作動油給排装置とシリンダ装置との連絡流路を外部に露出することがなく、前記▲１▼と相まってトリム・チルト装置の全ての露出配管をなくすことができる。
【００１７】
▲６▼作動油給排装置をシリンダ装置に一体に組付けるものとなり、シリンダ装置のハウジングとピストンロッドとを船体と船舶推進機とに連結することのみにより、作動油給排装置の取付けも同時完了となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は船舶推進機を示す模式図、図２はトリム・チルト装置を示す模式図、図３は図２の平面図、図４はシリンダ装置のハウジングへの作動油給排装置の組み込み状態を示す模式図、図５はトリム・チルト装置の油圧回路のトリム動作状態を示す模式図、図６はトリム・チルト装置の油圧回路のチルト動作状態を示す模式図である。
【００１９】
船舶推進機１０（船外機、但し船内外機であっても良い）は、船体１１の船尾板１１Ａにクランプブラケット１２を固定され、クランプブラケット１２にはチルト軸１３を介してスイベルブラケット１４が略水平軸回りに傾動可能に枢着されている。スイベルブラケット１４には、図示されない略鉛直配置される転舵軸を介して、推進ユニット１５が転舵軸回りに回動可能に枢着されている。推進ユニット１５の上部にはエンジンユニット１６が搭載され、推進ユニット１５の下部にはプロペラ１７が備えられている。
【００２０】
即ち、船舶推進機１０は、船体１１に固定のクランプブラケット１２に、チルト軸１３、スイベルブラケット１４を介して推進ユニット１５を傾動自在に支持され、クランプブラケット１２とスイベルブラケット１４との間にトリム・チルト装置２０のシリンダ装置２１を介装し、作動油給排装置２２からシリンダ装置２１に作動油を供給もしくは排出制御することにより、シリンダ装置２１を伸縮させて推進ユニット１５を図１のトリム域ないしはチルト域で傾動可能としている。尚、船舶推進機１０は、推進ユニット１５をトリム域内の比較的緩傾斜状態に保持することにより、水面ロードの変化に対して最適な航走姿勢を得ることを可能としている。
【００２１】
（シリンダ装置２１）
トリム・チルト装置２０のシリンダ装置２１は、図１、図２に示す如く、クランプブラケット１２に連結して用いられるハウジング３１を有し、このハウジング３１に大径のトリム室３２を形成している。尚、ハウジング３１は、例えばアルミ合金の鋳造製であり、クランプブラケット１２への取付ピン挿着孔３３を備える。
【００２２】
また、シリンダ装置２１は、トリム域でのトリムアップ−ダウン操作時に、ハウジング３１の開口端に設けてあるシリンダガイド３４からトリム室３２に伸縮可能に挿入されるシリンダ４１を有し、このシリンダ４１に小径のチルト室４２を形成している。シリンダガイド３４は、シリンダ４１の外面に摺接するＯリング等のシール部材３５、ウォータシール３６を備える。
【００２３】
また、シリンダ装置２１は、ハウジング３１のトリム室３２内にあるシリンダ４１の端部に固定される大径のトリムピストン５１を有する。トリムピストン５１は、トリム室３２の内面に摺接するＯリング等のシール部材５２を備え、トリム室３２を、シリンダ４１を収容する側の第１トリム室３２Ａと、シリンダ４１を収容しない側の第２トリム室３２Ｂとに区画する。
【００２４】
また、シリンダ装置２１は、スイベルブラケット１４に連結して設けられるピストンロッド６１を有し、このピストンロッド６１をチルト域でのチルトアップ−ダウン操作時にシリンダ４１の開口端に設けてあるロッドガイド４３からチルト室４２に伸縮可能に挿入されている。ロッドガイド４３は、ピストンロッド６１の外面に摺接するＯリング等のシール部材４４、ウォータシール４５を備える。ピストンロッド６１はスイベルブラケット１４への取付ピン挿着孔６２を備える。
【００２５】
また、シリンダ装置２１は、シリンダ４１のチルト室４２内にあるピストンロッド６１の端部に固定される小径のチルトピストン７１を有する。チルトピストン７１は、シリンダ４１の内面に摺接するＯリング等のシール部材７２を備え、チルト室４２を、ピストンロッド６１を収容する側の第１チルト室４２Ａと、ピストンロッド６１を収容しない側の第２チルト室４２Ｂとに区画する。
【００２６】
チルトピストン７１は、伸側緩衝弁７３と逆止弁７４とを有している。伸側緩衝弁７３は、推進ユニット１５への流木衝突時等に、シリンダ装置２１の伸長方向への衝撃力が加わったとき、油圧回路の保護のために設定圧で開き、第１チルト室４２Ａの作動油を第２チルト室４２Ｂ内にある後述するフリーピストン８１の側に移送してピストンロッド６１を伸長可能とする。このとき、フリーピストン８１はその位置にとどまり、チルトピストン７１だけが動く。逆止弁７４は、伸側緩衝弁７３の上述の開弁の後、推進ユニット１５の自重でピストンロッド６１のチルトピストン７１が元の位置（フリーピストン８１がとどまっている位置）に戻ろうとするとき開き、チルトピストン７１とフリーピストン８１との間の作動油を第１チルト室４２Ａに戻す。
【００２７】
また、シリンダ装置２１は、シリンダ４１の第２チルト室４２Ｂ内で、通常チルトピストン７１に接する位置に設定されるフリーピストン８１を有する。フリーピストン８１は、シリンダ４１の内周に接するＯリング等のシール部材８３を備える。また、フリーピストン８１は、リセット逆止弁８２を有している。船舶推進機１０の後進中の追突、前進中のブレーキ操作時、或いは始動操作時に何らかの理由でシリンダ装置２１の伸長方向への外力が加わったとき、伸側緩衝弁７３が開いてピストンロッド６１が伸び、第１チルト室４２Ａから第２チルト室４２Ｂに移送された油がチルトピストン７１とフリーピストン８１との間に入ることがある。これをポンプ作動により強制的に戻したいとき、リセット逆止弁８２が開いてチルトピストン７１とフリーピストン８１が接する元の位置にリセットされる。
【００２８】
然るに、シリンダ装置２１にあっては、シリンダ４１を内パイプ４１Ａと外パイプ４１Ｂからなる二重筒構造とし、内パイプ４１Ａと外パイプ４１Ｂの間の間隙を第１トリム室３２Ａと第１チルト室４２Ａとを連通する連通路４６としている。即ち、第１トリム室３２Ａはハウジング３１に設けてある第１流路９１に直接接続され、第１チルト室４２Ａはシリンダ４１のロッドガイド４３に設けた通路９１Ａ、シリンダ４１の連通路４６、シリンダ４１の外パイプ４１Ｂに設けた通路９１Ｂ、ハウジング３１のシリンダガイド３４に設けた通路９１Ｃ、第１トリム室３２Ａを介して第１流路９１に接続される。これにより、第１トリム室３２Ａと第１チルト室４２Ａは、トリム動作とチルト動作の(a) 収縮行程で作動油給排装置２２の供給側に第１流路９１を介して連絡され、(b) 伸長行程で作動油給排装置２２の排出側に第１流路９１を介して連絡される。
【００２９】
また、シリンダ装置２１にあっては、トリムピストン５１が第２トリム室３２Ｂと第２チルト室４２Ｂとを連通する貫通孔状の連通路５３を有している。即ち、第２トリム室３２Ｂはハウジング３１に設けてある第２流路９２に直接接続され、第２チルト室４２Ｂはトリムピストン５１の連通路５３、第２トリム室３２Ｂを介して第２流路９２に接続される。これにより、第２トリム室３２Ｂと第２チルト室４２Ｂは、トリム動作とチルト動作の(a) 伸長行程で作動油給排装置２２の供給側に第２流路９２を介して連絡され、(b) 収縮行程で作動油給排装置２２の排出側に第２流路９２を介して連絡される。
【００３０】
（作動油給排装置２２）
作動油給排装置２２は、可逆式モータ２３と可逆式ギヤポンプ２４とタンク２５と切替弁付き流路２６からなり、前述の第１流路９１、第２流路９２を介して、シリンダ装置２１の第１トリム室３２Ａ、第２トリム室３２Ｂ、第１チルト室４２Ａ、第２チルト室４２Ｂに作動油を給排可能とする。
【００３１】
このとき、作動油給排装置２２は、図４に示す如く、シリンダ装置２１のハウジング３１に形成したモータ据付面３１Ａにモータ２３の取付けベース２３Ａを据付けてボルト２７により固定し、モータ２３をシリンダ装置２１のシリンダ４１の横に並設してある。
【００３２】
また、作動油給排装置２２は、シリンダ装置２１のハウジング３１におけるトリム室３２を囲む両側に伸びる空洞部分をタンク２５として作動油を収容する。そして、ハウジング３１に設けられたタンク２５の内で、モータ２３の下部対応部分には開口２５Ａを設け、この開口２５Ａにはモータ２３の取付けベース２３Ａに連なる嵌合部２３ＢがＯリング等のシール部材２５Ｂを介して気密に嵌合される。そして、ハウジング３１に設けたタンク２５内におけるモータ２３の下部にはポンプ２４が油中に浸漬される状態で固定配置され、モータ２３の嵌合部２３Ｂから突出している出力軸２３Ｃとポンプ２４の被動軸２４Ａとが接続されている。
【００３３】
また、作動油給排装置２２は、ポンプ２４を第１流路９１、第２流路９２に連絡する切替弁付き流路２６もハウジング３１に内蔵し、この切替弁付き流路２６にシャトル式切替弁１０１、逆止弁１０２、１０３、縮側リリーフ弁１０４、伸側リリーフ弁１０５、縮側緩衝弁１０６、手動切替弁１０７を設けている。
【００３４】
シャトル式切替弁１０１は、シャトルピストン１１１、シャトルピストン１１１の両側に位置する第１チェック弁１１２Ａ及び第２チェック弁１１２Ｂを有し、シャトルピストン１１１の第１チェック弁１１２Ａ側に第１シャトル室１１３Ａを画成し、シャトルピストン１１１の第２チェック弁１１２Ｂ側に第２シャトル室１１３Ｂを画成している。第１チェック弁１１２Ａは、ポンプ２４の正転によって管路９３Ａを介して第１シャトル室１１３Ａに加えられる送油圧力によって開作動され、第２チェック弁１１２Ｂは、ポンプ２４の逆転によって管路９３Ｂを介して第２シャトル室１１３Ｂに加えられる送油圧力によって開作動可能とされている。また、シャトルピストン１１１は、ポンプ２４の正転による送油圧力によって第２チェック弁１１２Ｂを開作動し、ポンプ２４の逆転による送油圧力によって第１チェック弁１１２Ａを開作動可能としている。
【００３５】
シャトル式切替弁１０１の第１チェック弁１１２Ａは第１流路９１に接続され、第２チェック弁１１２Ｂは第２流路９２に接続されている。
【００３６】
ポンプ２４とタンク２５との接続管路９４Ａの中間部には逆止弁１０２が介装されている。即ち、船舶推進機１０のチルトアップ操作時に、第１チルト室４２Ａの内容積は、ピストンロッド６１の退出容積だけ増加することとなり作動油の循環油量が不足することから、上記逆止弁１０２が開作動し、タンク２５からポンプ２４に循環油量の不足分を補償可能としている。
【００３７】
ポンプ２４とタンク２５との接続管路９４Ｂの中間部には逆止弁１０３が介装されている。即ち、船舶推進機１０のトリムダウン操作時に、トリムピストン５１が最大収縮位置に達してトリムダウンが完了し、第２トリム室３２Ｂからポンプ２４への戻り油がなくなった時点で、なおポンプ２４が作動する場合に、上記逆止弁１０３が開作動し、タンク２５からポンプ２４に作動油を供給可能としている。
【００３８】
縮側リリーフ弁１０４は、第１シャトル室１１３Ａに接続され、チルトダウン、トリムダウン作動時に余るロッド分の油量をタンク２５に戻すため、及びトリムダウンが完了してもなおポンプ２４を作動し続けたときの油圧回路保護のため、設定圧で回路圧をタンク２５に逃がすものである。
【００３９】
伸側リリーフ弁１０５は、第２シャトル室１１３Ｂに接続され、チルトアップ操作時に、ピストンロッド６１が最大伸長位置に達してチルトアップが完了してもなおポンプ２４を作動し続けたときの油圧回路保護のため、設定圧で回路圧をタンク２５に逃がすものである。
【００４０】
縮側緩衝弁１０６は、シリンダ装置２１のチルトピストン７１、フリーピストン８１がチルト室４２の中間位置で航走中、ピストンロッド６１を収縮する方向の何らかの衝撃力が推進ユニット１５に加わったとき（推進ユニット１５に後方から障害物がぶつかった場合等）の油圧回路保護のため、設定圧で回路圧をタンク２５に逃がすものである。
【００４１】
手動切替弁１０７は、第１流路９１と第２流路９２の連絡路９５に介装され、第１流路９１と第２流路９２を導通することにより、シリンダ装置２１を手動で伸縮せしめ、推進ユニット１５をトリム域とチルト域とで傾動自在とするものである。
【００４２】
以下、トリム・チルト装置２０の作動について説明する。
(1) トリムアップ（図５）
モータ２３及びポンプ２４を逆転すると、ポンプ２４の吐出油は、管路９３Ｂからシャトル式切替弁１０１の第２シャトル室１１３Ｂへ流れ、シャトルピストン１１１は図５で右側に移動し、第１チェック弁１１２Ａを押し開く。また、切替弁１０１の第２シャトル室１１３Ｂに流入した作動油は自らの圧力で第２チェック弁１１２Ｂを押し開き、実線矢印で示すように、管路９２を介して第２トリム室３２Ｂに送られる。このようにして、第２トリム室３２Ｂに流れ込んだ作動油は、トリムピストン５１を押し上げようとする。尚、第２トリム室３２Ｂの作動油は、トリムピストン５１に作用するだけでなく、トリムピストン５１に密接しているチルトピストン７１にもトリムピストン５１の貫通孔状の連通路５３を通って作用するが、トリムピストン５１の受圧面積の方がチルトピストン７１の受圧面積より大きくなるように連通路５３の面積を設定してあるため、トリムピストン５１がチルトピストン７１を押し上げ移動するものとなる。このとき、第１トリム室３２Ａの作動油が第１流路９１へ流出し、ひいてはポンプ２４に戻るため、トリムピストン５１が移動するとともに、シリンダ４１及びピストンロッド６１をハウジング３１の外方へ突出し、トリムアップする。そして、トリムピストン５１が第１トリム室３２Ａ内のトリムアップ方向のストロークエンドに衝合するに至り、最大トリムアップとなる。
【００４３】
(2) チルトアップ（図６）
上記(1) において、トリムピストン５１が最大トリムアップまで移動した後、更に、作動油が第２トリム室３２Ｂに供給されると、第２トリム室３２Ｂ内の作動油圧力がトリムピストン５１に設けてある貫通孔状の連通路５３からフリーピストン８１を介してチルトピストン７１の反ピストンロッド６１側端面に及ぶ。これにより、第２トリム室３２Ｂに供給される作動油は、シリンダ４１内でトリムピストン５１とフリーピストン８１（及びチルトピストン７１）との間に次第に拡張形成される第２チルト室４２Ｂに充填され、第１チルト室４２Ａ内の作動油はシリンダ４１のロッドガイド４３に設けた通路９１Ａ、シリンダ４１の連通路４６、シリンダ４１の外パイプ４１Ｂに設けた通路９１Ｂ、ハウジング３１のシリンダガイド３４に設けた通路９１Ｃ、第１トリム室３２Ａを介して第１流路９１Ａへ流出するため、チルトピストン７１のみが移動することとなる。これにより、ピストンロッド６１はシリンダ４１の外方へ突出し、チルトアップする。そして、チルトピストン７１が第１チルト室４２Ａ内のチルトアップ方向のストロークエンドに衝合するに至り、最大チルトアップとなる。
【００４４】
(3) チルトダウン（図６）
モータ２３及びポンプ２４が正転すると、ポンプ２４からの吐出油は管路９３Ａから切替弁１０１の第１シャトル室１１３Ａへ流れ、シャトルピストン１１１は図６で左側へ移動し、第２チェック弁１１２Ｂを押し開く。また、切替弁１０１の第１シャトル室１１３Ａに流入した作動油は、自らの圧力で第１チェック弁１１２Ａを押し開き、破線矢印で示すように、第１流路９１から第１トリム室３２Ａ、通路９１Ｃ、通路９１Ｂ、シリンダ４１の連通路４６、通路９１Ａを介して第１チルト室４２Ａに送られる。このようにして、作動油が第１チルト室４２Ａへ流れ込むと、上記作動油はチルトピストン７１（及びフリーピストン８１）を押し下げる。尚、このとき、第１トリム室３２Ａの作動油がトリムピストン５１に作用するが、第１チルト室４２Ａに面するチルトピストン７１の受圧面積の方が第１トリム室３２Ａに面するトリムピストン５１の受圧面積より大きくなるように設定してあるため、チルトピストン７１がトリムピストン５１に衝合するまではチルトピストン７１だけが押し下げられる。これにより、ピストンロッド６１はシリンダ４１の内方へ没入し、チルトダウンする。このとき、第２チルト室４２Ｂの作動油がトリムピストン５１の貫通孔状の連通路５３から第２トリム室３２Ｂを経て第２流路９２へ流出し、ひいてはポンプ２４に戻る。そして、チルトピストン７１がトリム室３２のトリムアップ方向のストロークエンドに停留しているトリムピストン５１に衝合するに至り、チルトダウンを終了する。
【００４５】
(4) トリムダウン（図５）
上記(3) のチルトダウン終了後、更に、作動油が第１トリム室３２Ａ、第１チルト室４２Ａに供給されると、チルトピストン７１（及びフリーピストン８１）はトリムピストン５１と一体となって第２トリム室３２Ｂの側へ押し下げられ、第２トリム室３２Ｂ内の作動油は第２流路９２へ流出するため、シリンダ４１及びピストンロッド６１はハウジング３１の内方へ更に没入し、トリムダウンする。そして、トリムピストン５１が第２トリム室３２Ｂ内のトリムダウン方向のストロークエンドに衝合するに至り、トリムダウンを終了する。
【００４６】
ここで、トリム・チルト装置２２にあっては、上記(1) 〜(2) のトリムアップからチルトアップへの移行過程、及び(3) 〜(4) のチルトダウンからトリムダウンへの移行過程で、ピストン５１、７１の有効面積が大径トリムピストン５１と小径チルトピストン７１との間で変化する。このため、ピストンロッド６１の移行速度は「トリム域＜チルト域」であり、ピストンロッド６１に作用する力は「トリム域＞チルト域」である。即ち、上記実施例では、(a) トリム域においては、プロペラ推力に対向してトリム角の微調整ができるとともに、浅瀬航行も可能となり、(b) チルト域においては、推進ユニット自重を支えるに必要な比較的小さな力で、迅速にチルトアップ／ダウンできる。
【００４７】
従って、本実施形態によれば以下の作用がある。
▲１▼第１トリム室３２Ａと第１チルト室４２Ａとをシリンダ４１の壁内に設けた連通路４６にて連通したので、作動油給排装置２２からシリンダ装置２１に給排される作動油の配管がシリンダ装置２１の外部に露出することを抑制できる。これにより、シリンダ装置２１の外観はコンパクトで、露出配管の損傷や接続部からの油洩れ等の心配がない。このとき、第１トリム室３２Ａと第１チルト室４２Ａとの連通路４６を、シリンダ４１の壁内に設けたものであるから、シリンダ装置２１の構成は簡易である。
【００４８】
▲２▼シリンダ装置２１の液密シール必要部が、ハウジング３１に設けたシリンダガイド３４に対するシリンダ４１の摺動部（シール部材３５）、ハウジング３１のトリム室３１内面に対するトリムピストン５１の摺動部（シール部材５２）、シリンダ４１に設けたロッドガイド４３に対するピストンロッド６１の摺動部（シール部材４４）、シリンダ４１のチルト室４２内面に対するチルトピストン７１の摺動部（シール部材７２）の４カ所だけであり、シリンダ装置２１のシール性を向上できる。
【００４９】
▲３▼チルトピストン７１は、チルト動作時に、シリンダ４１のチルト室４２内面に外周部を摺接するだけで上下動するものであり、その組立性、摺動性が良く、チルト動作性を向上できる。
【００５０】
▲４▼シリンダ装置２１のシリンダ４１を二重筒構造とすることにより、内パイプ４１Ａと外パイプ４１Ｂの結合によりこの二重筒構造を形成し、それらの両パイプ４１Ａ、４１Ｂ間の間隙を第１トリム室３２Ａと第１チルト室４２Ａとの連通路４６として用いることができる。これにより、シリンダ装置２１の構成を極めて簡易にできる。
【００５１】
▲５▼作動油給排装置２２のポンプ２４とタンク２５と切替弁付き流路２６を、シリンダ装置２１のハウジング３１に内蔵することにより、作動油給排装置２２とシリンダ装置２１との連絡流路を外部に露出することがなく、前記▲１▼と相まってトリム・チルト装置２０の全ての露出配管をなくすことができる。
【００５２】
▲６▼作動油給排装置２２をシリンダ装置２１に一体に組み付けるものとなり、シリンダ装置２１のハウジング３１とピストンロッド６１とを船体１１と船舶推進機１０とに連結することのみにより、作動油給排装置２２の取付けも同時完了となる。
【００５３】
然るに、本発明にあっては、シリンダの壁内に内蔵されて第１トリム室と第１チルト室とを連通する連通路を、シリンダの肉厚内に設けた孔状連通路にて構成しても良い。このとき、シリンダを鋳物にて形成し、孔状連通路を鋳造するものであっても良く、シリンダをパイプにて形成し、孔状連通路をパイプの肉厚内に穿設するものであっても良い。
【００５４】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、船舶推進機用トリム・チルト装置において、シリンダ装置の構成を簡易にしながら、シリンダ装置回りでの配管の露出を抑制するとともに、シリンダ装置のシール性を向上し、且つチルト動作性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は船舶推進機を示す模式図である。
【図２】図２はトリム・チルト装置を示す模式図である。
【図３】図３は図２の平面図である。
【図４】図４はシリンダ装置のハウジングへの作動油給排装置の組み込み状態を示す模式図である。
【図５】図５はトリム・チルト装置の油圧回路のトリム動作状態を示す模式図である。
【図６】図６はトリム・チルト装置の油圧回路のチルト動作状態を示す模式図である。
【符号の説明】
１０ 船舶推進機
１１ 船体
２１ シリンダ装置
２２ 作動油給排装置
２３ モータ
２４ ポンプ
２５ タンク
２６ 切替弁付き流路
３１ ハウジング
３２ トリム室
３２Ａ 第１トリム室
３２Ｂ 第２トリム室
４１ シリンダ
４２ チルト室
４２Ａ 第１チルト室
４２Ｂ 第２チルト室
４６ 連通路
５１ トリムピストン
５３ 連通路
６１ ピストンロッド
７１ チルトピストン
【発明の属する技術分野】
本発明は、船外機、船内外機等のための船舶推進機用トリム・チルト装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、船舶推進機用トリム・チルト装置として、船体と、この船体に傾動自在に支持された船舶推進機との間にシリンダ装置を介装し、作動油給排装置からシリンダ装置に作動油を供給もしくは排出制御することにより、シリンダ装置を伸縮させて船舶推進機をトリム動作及びチルト動作させるものがる。即ち、トリム動作は、航走中の船舶推進機を推進力に抗して所定のトリム域内で傾動させてトリムアップ−ダウンさせ、水面ロードの変化に対して船舶推進機の航走姿勢を調整し、最良の航走状態を得るものであり、シリンダ装置に比較的大きな推進力を必要とする。また、チルト動作は、停泊中の船舶推進機を重力に抗して所定のチルト域内で傾動させてチルトアップ−ダウンさせ、船舶推進機を水面から上昇させるものであり、シリンダ装置の推進力は比較的小さくて足りる。
【０００３】
然るに、トリム・チルト装置のコンパクト化を図るため、シリンダ装置を外観的に単筒化したものとして、USP325240 に記載のものがある。この従来技術のシリンダ装置は、船体と船舶推進機の一方に連結して用いられる、大径のトリム室を形成するハウジングと、ハウジングのトリム室に伸縮可能に挿入され、小径のチルト室を形成するシリンダと、ハウジングのトリム室内のシリンダ端部に固定され、トリム室をシリンダ収容側の第１トリム室と、シリンダ非収容側の第２トリム室とに区画する大径のトリムピストンと、船体と船舶推進機の他方に連結して用いられ、シリンダのチルト室に伸縮可能に挿入されるピストンロッドと、シリンダのチルト室内のピストンロッド端部に固定され、チルト室をピストンロッド収容側の第１チルト室と、ピストンロッド非収容側の第２チルト室とに区画する小径のチルトピストンとを有する。そして、トリムピストンに固定して起立せしめた起立管をチルトピストンに摺動可能に貫通し、この起立管の管内通路により第１トリム室と第１チルト室とを連通し、第１トリム室と第１チルト室をトリム動作とチルト動作の収縮行程で作動油給排装置の供給側に連絡し、伸長行程で作動油給排装置の排出側に連絡するように構成するものとした。また、トリムピストンに貫通形成した連通路により第２トリム室と第２チルト室とを連通し、これらの第２トリム室と第２チルト室をトリム動作とチルト動作の伸長行程で作動油給排装置の供給側に連絡し、収縮行程で作動油給排装置の排出側に連絡するように構成するものとした。
【０００４】
この従来技術では、第１トリム室と第１チルト室とをトリムピストンに固定した起立管にて連通したので、作動油給排装置からシリンダ装置に給排される作動油の配管がシリンダ装置の外部に露出することを抑制できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら、従来技術には以下の問題点がある。
▲１▼シリンダ装置回りの露出配管を削減するために、トリムピストンに固定して起立せしめた起立管をチルトピストンに摺動可能に貫通するものであり、シリンダ装置の構成は複雑である。
【０００６】
▲２▼シリンダ装置の液密シール必要部が、ハウジングに設けたシリンダガイドに対するシリンダの摺動部、ハウジングのトリム室内面に対するトリムピストンの摺動部、シリンダに設けたロッドガイドに対するピストンロッドの摺動部、シリンダのチルト室内面に対するチルトピストンの摺動部の４カ所の他に、チルトピストンの貫通孔に対する起立管の摺動部を加えた全５カ所となり、シール性の確保に困難を伴う。
【０００７】
▲３▼チルトピストンは、チルト動作時にシリンダのチルト室内面に外周部を、起立管に内周部を摺接して上下動するものであり、シリンダと起立管の同芯度が悪いとその組立性、摺動性が悪く、チルト動作性を損なう。
【０００８】
本発明の課題は、船舶推進機用トリム・チルト装置において、シリンダ装置の構成を簡易にしながら、シリンダ装置回りでの配管の露出を抑制するとともに、シリンダ装置のシール性を向上し、且つチルト動作性を向上することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明は、船体と、この船体に傾動自在に支持された船舶推進機との間にシリンダ装置を介装し、作動油給排装置からシリンダ装置に作動油を供給もしくは排出制御することにより、シリンダ装置を伸縮させて船舶推進機をトリム動作及びチルト動作させる船舶推進機用トリム・チルト装置において、前記シリンダ装置が、船体と船舶推進機の一方に連結して用いられる、大径のトリム室を形成するハウジングと、ハウジングのトリム室に伸縮可能に挿入され、小径のチルト室を形成するシリンダと、ハウジングのトリム室内のシリンダ端部に固定され、トリム室をシリンダ収容側の第１トリム室と、シリンダ非収容側の第２トリム室とに区画する大径のトリムピストンと、船体と船舶推進機の他方に連結して用いられ、シリンダのチルト室に伸縮可能に挿入されるピストンロッドと、シリンダのチルト室内のピストンロッド端部に固定され、チルト室をピストンロッド収容側の第１チルト室と、ピストンロッド非収容側の第２チルト室とに区画する小径のチルトピストンとを有し、シリンダの壁内に第１トリム室と第１チルト室とを連通する連通路を内蔵してなり、これらの第１トリム室と第１チルト室はトリム動作とチルト動作の収縮行程で作動油給排装置の供給側に連絡され、伸長行程で作動油給排装置の排出側に連絡されるように構成され、トリムピストンが第２トリム室と第２チルト室とを連通する連通路を内蔵してなり、これらの第２トリム室と第２チルト室はトリム動作とチルト動作の伸長行程で作動油給排装置の供給側に連絡され、収縮行程で作動油給排装置の排出側に連絡されるように構成され、第１チルト室に面するチルトピストンの受圧面積の方が第１トリム室に面するトリムピストンの受圧面積より大きくなるように設定され、チルト動作の収縮行程で作動油が第１トリム室と第１チルト室に供給されるとき、チルトピストンがトリムピストンに衝合するまではチルトピストンだけが押し下げられるように構成されてなるものである。
【００１０】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の本発明において更に、前記シリンダ装置のシリンダが二重筒構造をなし、二重筒間の通路を前記連通路としてなるようにしたものである。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の本発明において更に前記作動油給排装置がモータとポンプとタンクと切替弁付き流路からなり、前記ハウジングに形成したモータ据付面にモータを据付けて該モータを前記シリンダの横に並設し、ポンプとタンクと切替弁付き流路をハウジングに内蔵することにより、ハウジングの外部に作動油の配管を露出しないようにしたものである。
【００１２】
請求項１に記載の本発明によれば下記▲１▼〜▲３▼の作用がある。
▲１▼第１トリム室と第１チルト室とをシリンダの壁内に設けた連通路にて連通したので、作動油給排装置からシリンダ装置に給排される作動油の配管がシリンダ装置の外部に露出することを抑制できる。これにより、シリンダ装置の外観はコンパクトで、露出配管の損傷や接続部からの油洩れ等の心配がない。このとき、第１トリム室と第１チルト室との連通路を、シリンダの壁内に設けたものであるから、シリンダ装置の構成は簡易である。
【００１３】
▲２▼シリンダ装置の液密シール必要部が、ハウジングに設けたシリンダガイドに対するシリンダの摺動部、ハウジングのトリム室内面に対するトリムピストンの摺動部、シリンダに設けたロッドガイドに対するピストンロッドの摺動部、シリンダのチルト室内面に対するチルトピストンの摺動部の４カ所だけであり、シリンダ装置のシール性を向上できる。
【００１４】
▲３▼チルトピストンは、チルト動作時に、シリンダのチルト室内面に外周部を摺接するだけで上下動するものであり、その組立性、摺動性が良く、チルト動作性を向上できる。
【００１５】
請求項２に記載の本発明によれば下記▲４▼の作用がある。
▲４▼シリンダ装置のシリンダを二重筒構造とすることにより、内パイプと外パイプの結合によりこの二重筒構造を形成し、それらの両パイプ間の間隙を第１トリム室と第１チルト室との連通路として用いることができる。これにより、シリンダ装置の構成を極めて簡易にできる。
【００１６】
請求項３に記載の本発明によれば下記▲５▼、▲６▼の作用がある。
▲５▼作動油給排装置のポンプとタンクと切替弁付き流路を、シリンダ装置のハウジングに内蔵することにより、作動油給排装置とシリンダ装置との連絡流路を外部に露出することがなく、前記▲１▼と相まってトリム・チルト装置の全ての露出配管をなくすことができる。
【００１７】
▲６▼作動油給排装置をシリンダ装置に一体に組付けるものとなり、シリンダ装置のハウジングとピストンロッドとを船体と船舶推進機とに連結することのみにより、作動油給排装置の取付けも同時完了となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は船舶推進機を示す模式図、図２はトリム・チルト装置を示す模式図、図３は図２の平面図、図４はシリンダ装置のハウジングへの作動油給排装置の組み込み状態を示す模式図、図５はトリム・チルト装置の油圧回路のトリム動作状態を示す模式図、図６はトリム・チルト装置の油圧回路のチルト動作状態を示す模式図である。
【００１９】
船舶推進機１０（船外機、但し船内外機であっても良い）は、船体１１の船尾板１１Ａにクランプブラケット１２を固定され、クランプブラケット１２にはチルト軸１３を介してスイベルブラケット１４が略水平軸回りに傾動可能に枢着されている。スイベルブラケット１４には、図示されない略鉛直配置される転舵軸を介して、推進ユニット１５が転舵軸回りに回動可能に枢着されている。推進ユニット１５の上部にはエンジンユニット１６が搭載され、推進ユニット１５の下部にはプロペラ１７が備えられている。
【００２０】
即ち、船舶推進機１０は、船体１１に固定のクランプブラケット１２に、チルト軸１３、スイベルブラケット１４を介して推進ユニット１５を傾動自在に支持され、クランプブラケット１２とスイベルブラケット１４との間にトリム・チルト装置２０のシリンダ装置２１を介装し、作動油給排装置２２からシリンダ装置２１に作動油を供給もしくは排出制御することにより、シリンダ装置２１を伸縮させて推進ユニット１５を図１のトリム域ないしはチルト域で傾動可能としている。尚、船舶推進機１０は、推進ユニット１５をトリム域内の比較的緩傾斜状態に保持することにより、水面ロードの変化に対して最適な航走姿勢を得ることを可能としている。
【００２１】
（シリンダ装置２１）
トリム・チルト装置２０のシリンダ装置２１は、図１、図２に示す如く、クランプブラケット１２に連結して用いられるハウジング３１を有し、このハウジング３１に大径のトリム室３２を形成している。尚、ハウジング３１は、例えばアルミ合金の鋳造製であり、クランプブラケット１２への取付ピン挿着孔３３を備える。
【００２２】
また、シリンダ装置２１は、トリム域でのトリムアップ−ダウン操作時に、ハウジング３１の開口端に設けてあるシリンダガイド３４からトリム室３２に伸縮可能に挿入されるシリンダ４１を有し、このシリンダ４１に小径のチルト室４２を形成している。シリンダガイド３４は、シリンダ４１の外面に摺接するＯリング等のシール部材３５、ウォータシール３６を備える。
【００２３】
また、シリンダ装置２１は、ハウジング３１のトリム室３２内にあるシリンダ４１の端部に固定される大径のトリムピストン５１を有する。トリムピストン５１は、トリム室３２の内面に摺接するＯリング等のシール部材５２を備え、トリム室３２を、シリンダ４１を収容する側の第１トリム室３２Ａと、シリンダ４１を収容しない側の第２トリム室３２Ｂとに区画する。
【００２４】
また、シリンダ装置２１は、スイベルブラケット１４に連結して設けられるピストンロッド６１を有し、このピストンロッド６１をチルト域でのチルトアップ−ダウン操作時にシリンダ４１の開口端に設けてあるロッドガイド４３からチルト室４２に伸縮可能に挿入されている。ロッドガイド４３は、ピストンロッド６１の外面に摺接するＯリング等のシール部材４４、ウォータシール４５を備える。ピストンロッド６１はスイベルブラケット１４への取付ピン挿着孔６２を備える。
【００２５】
また、シリンダ装置２１は、シリンダ４１のチルト室４２内にあるピストンロッド６１の端部に固定される小径のチルトピストン７１を有する。チルトピストン７１は、シリンダ４１の内面に摺接するＯリング等のシール部材７２を備え、チルト室４２を、ピストンロッド６１を収容する側の第１チルト室４２Ａと、ピストンロッド６１を収容しない側の第２チルト室４２Ｂとに区画する。
【００２６】
チルトピストン７１は、伸側緩衝弁７３と逆止弁７４とを有している。伸側緩衝弁７３は、推進ユニット１５への流木衝突時等に、シリンダ装置２１の伸長方向への衝撃力が加わったとき、油圧回路の保護のために設定圧で開き、第１チルト室４２Ａの作動油を第２チルト室４２Ｂ内にある後述するフリーピストン８１の側に移送してピストンロッド６１を伸長可能とする。このとき、フリーピストン８１はその位置にとどまり、チルトピストン７１だけが動く。逆止弁７４は、伸側緩衝弁７３の上述の開弁の後、推進ユニット１５の自重でピストンロッド６１のチルトピストン７１が元の位置（フリーピストン８１がとどまっている位置）に戻ろうとするとき開き、チルトピストン７１とフリーピストン８１との間の作動油を第１チルト室４２Ａに戻す。
【００２７】
また、シリンダ装置２１は、シリンダ４１の第２チルト室４２Ｂ内で、通常チルトピストン７１に接する位置に設定されるフリーピストン８１を有する。フリーピストン８１は、シリンダ４１の内周に接するＯリング等のシール部材８３を備える。また、フリーピストン８１は、リセット逆止弁８２を有している。船舶推進機１０の後進中の追突、前進中のブレーキ操作時、或いは始動操作時に何らかの理由でシリンダ装置２１の伸長方向への外力が加わったとき、伸側緩衝弁７３が開いてピストンロッド６１が伸び、第１チルト室４２Ａから第２チルト室４２Ｂに移送された油がチルトピストン７１とフリーピストン８１との間に入ることがある。これをポンプ作動により強制的に戻したいとき、リセット逆止弁８２が開いてチルトピストン７１とフリーピストン８１が接する元の位置にリセットされる。
【００２８】
然るに、シリンダ装置２１にあっては、シリンダ４１を内パイプ４１Ａと外パイプ４１Ｂからなる二重筒構造とし、内パイプ４１Ａと外パイプ４１Ｂの間の間隙を第１トリム室３２Ａと第１チルト室４２Ａとを連通する連通路４６としている。即ち、第１トリム室３２Ａはハウジング３１に設けてある第１流路９１に直接接続され、第１チルト室４２Ａはシリンダ４１のロッドガイド４３に設けた通路９１Ａ、シリンダ４１の連通路４６、シリンダ４１の外パイプ４１Ｂに設けた通路９１Ｂ、ハウジング３１のシリンダガイド３４に設けた通路９１Ｃ、第１トリム室３２Ａを介して第１流路９１に接続される。これにより、第１トリム室３２Ａと第１チルト室４２Ａは、トリム動作とチルト動作の(a) 収縮行程で作動油給排装置２２の供給側に第１流路９１を介して連絡され、(b) 伸長行程で作動油給排装置２２の排出側に第１流路９１を介して連絡される。
【００２９】
また、シリンダ装置２１にあっては、トリムピストン５１が第２トリム室３２Ｂと第２チルト室４２Ｂとを連通する貫通孔状の連通路５３を有している。即ち、第２トリム室３２Ｂはハウジング３１に設けてある第２流路９２に直接接続され、第２チルト室４２Ｂはトリムピストン５１の連通路５３、第２トリム室３２Ｂを介して第２流路９２に接続される。これにより、第２トリム室３２Ｂと第２チルト室４２Ｂは、トリム動作とチルト動作の(a) 伸長行程で作動油給排装置２２の供給側に第２流路９２を介して連絡され、(b) 収縮行程で作動油給排装置２２の排出側に第２流路９２を介して連絡される。
【００３０】
（作動油給排装置２２）
作動油給排装置２２は、可逆式モータ２３と可逆式ギヤポンプ２４とタンク２５と切替弁付き流路２６からなり、前述の第１流路９１、第２流路９２を介して、シリンダ装置２１の第１トリム室３２Ａ、第２トリム室３２Ｂ、第１チルト室４２Ａ、第２チルト室４２Ｂに作動油を給排可能とする。
【００３１】
このとき、作動油給排装置２２は、図４に示す如く、シリンダ装置２１のハウジング３１に形成したモータ据付面３１Ａにモータ２３の取付けベース２３Ａを据付けてボルト２７により固定し、モータ２３をシリンダ装置２１のシリンダ４１の横に並設してある。
【００３２】
また、作動油給排装置２２は、シリンダ装置２１のハウジング３１におけるトリム室３２を囲む両側に伸びる空洞部分をタンク２５として作動油を収容する。そして、ハウジング３１に設けられたタンク２５の内で、モータ２３の下部対応部分には開口２５Ａを設け、この開口２５Ａにはモータ２３の取付けベース２３Ａに連なる嵌合部２３ＢがＯリング等のシール部材２５Ｂを介して気密に嵌合される。そして、ハウジング３１に設けたタンク２５内におけるモータ２３の下部にはポンプ２４が油中に浸漬される状態で固定配置され、モータ２３の嵌合部２３Ｂから突出している出力軸２３Ｃとポンプ２４の被動軸２４Ａとが接続されている。
【００３３】
また、作動油給排装置２２は、ポンプ２４を第１流路９１、第２流路９２に連絡する切替弁付き流路２６もハウジング３１に内蔵し、この切替弁付き流路２６にシャトル式切替弁１０１、逆止弁１０２、１０３、縮側リリーフ弁１０４、伸側リリーフ弁１０５、縮側緩衝弁１０６、手動切替弁１０７を設けている。
【００３４】
シャトル式切替弁１０１は、シャトルピストン１１１、シャトルピストン１１１の両側に位置する第１チェック弁１１２Ａ及び第２チェック弁１１２Ｂを有し、シャトルピストン１１１の第１チェック弁１１２Ａ側に第１シャトル室１１３Ａを画成し、シャトルピストン１１１の第２チェック弁１１２Ｂ側に第２シャトル室１１３Ｂを画成している。第１チェック弁１１２Ａは、ポンプ２４の正転によって管路９３Ａを介して第１シャトル室１１３Ａに加えられる送油圧力によって開作動され、第２チェック弁１１２Ｂは、ポンプ２４の逆転によって管路９３Ｂを介して第２シャトル室１１３Ｂに加えられる送油圧力によって開作動可能とされている。また、シャトルピストン１１１は、ポンプ２４の正転による送油圧力によって第２チェック弁１１２Ｂを開作動し、ポンプ２４の逆転による送油圧力によって第１チェック弁１１２Ａを開作動可能としている。
【００３５】
シャトル式切替弁１０１の第１チェック弁１１２Ａは第１流路９１に接続され、第２チェック弁１１２Ｂは第２流路９２に接続されている。
【００３６】
ポンプ２４とタンク２５との接続管路９４Ａの中間部には逆止弁１０２が介装されている。即ち、船舶推進機１０のチルトアップ操作時に、第１チルト室４２Ａの内容積は、ピストンロッド６１の退出容積だけ増加することとなり作動油の循環油量が不足することから、上記逆止弁１０２が開作動し、タンク２５からポンプ２４に循環油量の不足分を補償可能としている。
【００３７】
ポンプ２４とタンク２５との接続管路９４Ｂの中間部には逆止弁１０３が介装されている。即ち、船舶推進機１０のトリムダウン操作時に、トリムピストン５１が最大収縮位置に達してトリムダウンが完了し、第２トリム室３２Ｂからポンプ２４への戻り油がなくなった時点で、なおポンプ２４が作動する場合に、上記逆止弁１０３が開作動し、タンク２５からポンプ２４に作動油を供給可能としている。
【００３８】
縮側リリーフ弁１０４は、第１シャトル室１１３Ａに接続され、チルトダウン、トリムダウン作動時に余るロッド分の油量をタンク２５に戻すため、及びトリムダウンが完了してもなおポンプ２４を作動し続けたときの油圧回路保護のため、設定圧で回路圧をタンク２５に逃がすものである。
【００３９】
伸側リリーフ弁１０５は、第２シャトル室１１３Ｂに接続され、チルトアップ操作時に、ピストンロッド６１が最大伸長位置に達してチルトアップが完了してもなおポンプ２４を作動し続けたときの油圧回路保護のため、設定圧で回路圧をタンク２５に逃がすものである。
【００４０】
縮側緩衝弁１０６は、シリンダ装置２１のチルトピストン７１、フリーピストン８１がチルト室４２の中間位置で航走中、ピストンロッド６１を収縮する方向の何らかの衝撃力が推進ユニット１５に加わったとき（推進ユニット１５に後方から障害物がぶつかった場合等）の油圧回路保護のため、設定圧で回路圧をタンク２５に逃がすものである。
【００４１】
手動切替弁１０７は、第１流路９１と第２流路９２の連絡路９５に介装され、第１流路９１と第２流路９２を導通することにより、シリンダ装置２１を手動で伸縮せしめ、推進ユニット１５をトリム域とチルト域とで傾動自在とするものである。
【００４２】
以下、トリム・チルト装置２０の作動について説明する。
(1) トリムアップ（図５）
モータ２３及びポンプ２４を逆転すると、ポンプ２４の吐出油は、管路９３Ｂからシャトル式切替弁１０１の第２シャトル室１１３Ｂへ流れ、シャトルピストン１１１は図５で右側に移動し、第１チェック弁１１２Ａを押し開く。また、切替弁１０１の第２シャトル室１１３Ｂに流入した作動油は自らの圧力で第２チェック弁１１２Ｂを押し開き、実線矢印で示すように、管路９２を介して第２トリム室３２Ｂに送られる。このようにして、第２トリム室３２Ｂに流れ込んだ作動油は、トリムピストン５１を押し上げようとする。尚、第２トリム室３２Ｂの作動油は、トリムピストン５１に作用するだけでなく、トリムピストン５１に密接しているチルトピストン７１にもトリムピストン５１の貫通孔状の連通路５３を通って作用するが、トリムピストン５１の受圧面積の方がチルトピストン７１の受圧面積より大きくなるように連通路５３の面積を設定してあるため、トリムピストン５１がチルトピストン７１を押し上げ移動するものとなる。このとき、第１トリム室３２Ａの作動油が第１流路９１へ流出し、ひいてはポンプ２４に戻るため、トリムピストン５１が移動するとともに、シリンダ４１及びピストンロッド６１をハウジング３１の外方へ突出し、トリムアップする。そして、トリムピストン５１が第１トリム室３２Ａ内のトリムアップ方向のストロークエンドに衝合するに至り、最大トリムアップとなる。
【００４３】
(2) チルトアップ（図６）
上記(1) において、トリムピストン５１が最大トリムアップまで移動した後、更に、作動油が第２トリム室３２Ｂに供給されると、第２トリム室３２Ｂ内の作動油圧力がトリムピストン５１に設けてある貫通孔状の連通路５３からフリーピストン８１を介してチルトピストン７１の反ピストンロッド６１側端面に及ぶ。これにより、第２トリム室３２Ｂに供給される作動油は、シリンダ４１内でトリムピストン５１とフリーピストン８１（及びチルトピストン７１）との間に次第に拡張形成される第２チルト室４２Ｂに充填され、第１チルト室４２Ａ内の作動油はシリンダ４１のロッドガイド４３に設けた通路９１Ａ、シリンダ４１の連通路４６、シリンダ４１の外パイプ４１Ｂに設けた通路９１Ｂ、ハウジング３１のシリンダガイド３４に設けた通路９１Ｃ、第１トリム室３２Ａを介して第１流路９１Ａへ流出するため、チルトピストン７１のみが移動することとなる。これにより、ピストンロッド６１はシリンダ４１の外方へ突出し、チルトアップする。そして、チルトピストン７１が第１チルト室４２Ａ内のチルトアップ方向のストロークエンドに衝合するに至り、最大チルトアップとなる。
【００４４】
(3) チルトダウン（図６）
モータ２３及びポンプ２４が正転すると、ポンプ２４からの吐出油は管路９３Ａから切替弁１０１の第１シャトル室１１３Ａへ流れ、シャトルピストン１１１は図６で左側へ移動し、第２チェック弁１１２Ｂを押し開く。また、切替弁１０１の第１シャトル室１１３Ａに流入した作動油は、自らの圧力で第１チェック弁１１２Ａを押し開き、破線矢印で示すように、第１流路９１から第１トリム室３２Ａ、通路９１Ｃ、通路９１Ｂ、シリンダ４１の連通路４６、通路９１Ａを介して第１チルト室４２Ａに送られる。このようにして、作動油が第１チルト室４２Ａへ流れ込むと、上記作動油はチルトピストン７１（及びフリーピストン８１）を押し下げる。尚、このとき、第１トリム室３２Ａの作動油がトリムピストン５１に作用するが、第１チルト室４２Ａに面するチルトピストン７１の受圧面積の方が第１トリム室３２Ａに面するトリムピストン５１の受圧面積より大きくなるように設定してあるため、チルトピストン７１がトリムピストン５１に衝合するまではチルトピストン７１だけが押し下げられる。これにより、ピストンロッド６１はシリンダ４１の内方へ没入し、チルトダウンする。このとき、第２チルト室４２Ｂの作動油がトリムピストン５１の貫通孔状の連通路５３から第２トリム室３２Ｂを経て第２流路９２へ流出し、ひいてはポンプ２４に戻る。そして、チルトピストン７１がトリム室３２のトリムアップ方向のストロークエンドに停留しているトリムピストン５１に衝合するに至り、チルトダウンを終了する。
【００４５】
(4) トリムダウン（図５）
上記(3) のチルトダウン終了後、更に、作動油が第１トリム室３２Ａ、第１チルト室４２Ａに供給されると、チルトピストン７１（及びフリーピストン８１）はトリムピストン５１と一体となって第２トリム室３２Ｂの側へ押し下げられ、第２トリム室３２Ｂ内の作動油は第２流路９２へ流出するため、シリンダ４１及びピストンロッド６１はハウジング３１の内方へ更に没入し、トリムダウンする。そして、トリムピストン５１が第２トリム室３２Ｂ内のトリムダウン方向のストロークエンドに衝合するに至り、トリムダウンを終了する。
【００４６】
ここで、トリム・チルト装置２２にあっては、上記(1) 〜(2) のトリムアップからチルトアップへの移行過程、及び(3) 〜(4) のチルトダウンからトリムダウンへの移行過程で、ピストン５１、７１の有効面積が大径トリムピストン５１と小径チルトピストン７１との間で変化する。このため、ピストンロッド６１の移行速度は「トリム域＜チルト域」であり、ピストンロッド６１に作用する力は「トリム域＞チルト域」である。即ち、上記実施例では、(a) トリム域においては、プロペラ推力に対向してトリム角の微調整ができるとともに、浅瀬航行も可能となり、(b) チルト域においては、推進ユニット自重を支えるに必要な比較的小さな力で、迅速にチルトアップ／ダウンできる。
【００４７】
従って、本実施形態によれば以下の作用がある。
▲１▼第１トリム室３２Ａと第１チルト室４２Ａとをシリンダ４１の壁内に設けた連通路４６にて連通したので、作動油給排装置２２からシリンダ装置２１に給排される作動油の配管がシリンダ装置２１の外部に露出することを抑制できる。これにより、シリンダ装置２１の外観はコンパクトで、露出配管の損傷や接続部からの油洩れ等の心配がない。このとき、第１トリム室３２Ａと第１チルト室４２Ａとの連通路４６を、シリンダ４１の壁内に設けたものであるから、シリンダ装置２１の構成は簡易である。
【００４８】
▲２▼シリンダ装置２１の液密シール必要部が、ハウジング３１に設けたシリンダガイド３４に対するシリンダ４１の摺動部（シール部材３５）、ハウジング３１のトリム室３１内面に対するトリムピストン５１の摺動部（シール部材５２）、シリンダ４１に設けたロッドガイド４３に対するピストンロッド６１の摺動部（シール部材４４）、シリンダ４１のチルト室４２内面に対するチルトピストン７１の摺動部（シール部材７２）の４カ所だけであり、シリンダ装置２１のシール性を向上できる。
【００４９】
▲３▼チルトピストン７１は、チルト動作時に、シリンダ４１のチルト室４２内面に外周部を摺接するだけで上下動するものであり、その組立性、摺動性が良く、チルト動作性を向上できる。
【００５０】
▲４▼シリンダ装置２１のシリンダ４１を二重筒構造とすることにより、内パイプ４１Ａと外パイプ４１Ｂの結合によりこの二重筒構造を形成し、それらの両パイプ４１Ａ、４１Ｂ間の間隙を第１トリム室３２Ａと第１チルト室４２Ａとの連通路４６として用いることができる。これにより、シリンダ装置２１の構成を極めて簡易にできる。
【００５１】
▲５▼作動油給排装置２２のポンプ２４とタンク２５と切替弁付き流路２６を、シリンダ装置２１のハウジング３１に内蔵することにより、作動油給排装置２２とシリンダ装置２１との連絡流路を外部に露出することがなく、前記▲１▼と相まってトリム・チルト装置２０の全ての露出配管をなくすことができる。
【００５２】
▲６▼作動油給排装置２２をシリンダ装置２１に一体に組み付けるものとなり、シリンダ装置２１のハウジング３１とピストンロッド６１とを船体１１と船舶推進機１０とに連結することのみにより、作動油給排装置２２の取付けも同時完了となる。
【００５３】
然るに、本発明にあっては、シリンダの壁内に内蔵されて第１トリム室と第１チルト室とを連通する連通路を、シリンダの肉厚内に設けた孔状連通路にて構成しても良い。このとき、シリンダを鋳物にて形成し、孔状連通路を鋳造するものであっても良く、シリンダをパイプにて形成し、孔状連通路をパイプの肉厚内に穿設するものであっても良い。
【００５４】
以上、本発明の実施の形態を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、船舶推進機用トリム・チルト装置において、シリンダ装置の構成を簡易にしながら、シリンダ装置回りでの配管の露出を抑制するとともに、シリンダ装置のシール性を向上し、且つチルト動作性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は船舶推進機を示す模式図である。
【図２】図２はトリム・チルト装置を示す模式図である。
【図３】図３は図２の平面図である。
【図４】図４はシリンダ装置のハウジングへの作動油給排装置の組み込み状態を示す模式図である。
【図５】図５はトリム・チルト装置の油圧回路のトリム動作状態を示す模式図である。
【図６】図６はトリム・チルト装置の油圧回路のチルト動作状態を示す模式図である。
【符号の説明】
１０ 船舶推進機
１１ 船体
２１ シリンダ装置
２２ 作動油給排装置
２３ モータ
２４ ポンプ
２５ タンク
２６ 切替弁付き流路
３１ ハウジング
３２ トリム室
３２Ａ 第１トリム室
３２Ｂ 第２トリム室
４１ シリンダ
４２ チルト室
４２Ａ 第１チルト室
４２Ｂ 第２チルト室
４６ 連通路
５１ トリムピストン
５３ 連通路
６１ ピストンロッド
７１ チルトピストン
Claims (3)
- 船体と、この船体に傾動自在に支持された船舶推進機との間にシリンダ装置を介装し、作動油給排装置からシリンダ装置に作動油を供給もしくは排出制御することにより、シリンダ装置を伸縮させて船舶推進機をトリム動作及びチルト動作させる船舶推進機用トリム・チルト装置において、
前記シリンダ装置が、
船体と船舶推進機の一方に連結して用いられる、大径のトリム室を形成するハウジングと、
ハウジングのトリム室に伸縮可能に挿入され、小径のチルト室を形成するシリンダと、
ハウジングのトリム室内のシリンダ端部に固定され、トリム室をシリンダ収容側の第１トリム室と、シリンダ非収容側の第２トリム室とに区画する大径のトリムピストンと、
船体と船舶推進機の他方に連結して用いられ、シリンダのチルト室に伸縮可能に挿入されるピストンロッドと、
シリンダのチルト室内のピストンロッド端部に固定され、チルト室をピストンロッド収容側の第１チルト室と、ピストンロッド非収容側の第２チルト室とに区画する小径のチルトピストンとを有し、
シリンダの壁内に第１トリム室と第１チルト室とを連通する連通路を内蔵してなり、これらの第１トリム室と第１チルト室はトリム動作とチルト動作の収縮行程で作動油給排装置の供給側に連絡され、伸長行程で作動油給排装置の排出側に連絡されるように構成され、
トリムピストンが第２トリム室と第２チルト室とを連通する連通路を内蔵してなり、これらの第２トリム室と第２チルト室はトリム動作とチルト動作の伸長行程で作動油給排装置の供給側に連絡され、収縮行程で作動油給排装置の排出側に連絡されるように構成され、
第１チルト室に面するチルトピストンの受圧面積の方が第１トリム室に面するトリムピストンの受圧面積より大きくなるように設定され、チルト動作の収縮行程で作動油が第１トリム室と第１チルト室に供給されるとき、チルトピストンがトリムピストンに衝合するまではチルトピストンだけが押し下げられるように構成されてなることを特徴とする船舶推進機用トリム・チルト装置。 - 前記シリンダ装置のシリンダが二重筒構造をなし、二重筒間の通路を前記連通路としてなる請求項１記載の船舶推進機用トリム・チルト装置。
- 前記作動油給排装置がモータとポンプとタンクと切替弁付き流路からなり、前記ハウジングに形成したモータ据付面にモータを据付けて該モータを前記シリンダの横に並設し、ポンプとタンクと切替弁付き流路をハウジングに内蔵することにより、ハウジングの外部に作動油の配管を露出しない請求項１又は２記載の船舶推進機用トリム・チルト装置。
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