JP2004149000A - 船舶用ガスシリンダ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】船舶用ガスシリンダ装置において、推進機を軽い力でアップ／ダウン可能にするとともに、切換弁装置を小型簡素にすること。
【解決手段】ピストンロッド側油室２５とピストン側油室２６とガス室３１の連絡状態を切換え可能にする切換弁装置５０を設けてなる船舶用ガスシリンダ装置２０において、切換弁装置５０は、弁ケース５１に設けた連絡室５３に開口する各ポートＡ〜Ｃに各ポペット弁６１〜６３を配置し、弁ケース５１に支持される回転板７３のボール作動面７４と各ポペット弁６１〜６３との間にボール７５〜７７を挟み、回転板７３の回転操作によりボール７５〜７７を介して各ポペット弁６１〜６３を対応するポートＡ〜Ｃに接離させるもの。
【選択図】 図６
【解決手段】ピストンロッド側油室２５とピストン側油室２６とガス室３１の連絡状態を切換え可能にする切換弁装置５０を設けてなる船舶用ガスシリンダ装置２０において、切換弁装置５０は、弁ケース５１に設けた連絡室５３に開口する各ポートＡ〜Ｃに各ポペット弁６１〜６３を配置し、弁ケース５１に支持される回転板７３のボール作動面７４と各ポペット弁６１〜６３との間にボール７５〜７７を挟み、回転板７３の回転操作によりボール７５〜７７を介して各ポペット弁６１〜６３を対応するポートＡ〜Ｃに接離させるもの。
【選択図】 図６
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は船舶用ガスシリンダ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、特許文献１の如く、船舶用ガスシリンダ装置として、シリンダブロックを船体と推進機の一方に連結し、シリンダブロックに設けたロッドガイドからシリンダブロック内に挿入されたピストンロッドを船体と推進機の他方に連結し、シリンダブロック内にピストンロッド収容側のピストンロッド側油室と、ピストンロッド非収容側のピストン側油室を設け、ピストンロッド側油室とピストン側油室に連絡可能にされるガス室をシリンダブロックに一体に形成し、ピストンロッド側油室とピストン側油室とガス室の連絡状態を切換え可能にする切換弁装置をシリンダブロックに設けてなるものがある。切換弁装置の開操作により、ピストンロッド側油室とピストン側油室とガス室を連絡することにより、ガス圧をピストンロッドに及ぼすアシスト力を得ながら、推進機を軽い力で手動チルトアップ／ダウンすることができる。
【０００３】
【特許文献１】
特公平３−１２００（３頁、第３図、第４図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１の従来技術では、切換弁装置が、ガス室を連絡室に連絡するとともに、ピストンロッド側油室を連絡室に連絡する連絡路に、ピストンロッド側油室の油圧により閉じる逆止弁を設け、ピストン側油室を連絡室に連絡する連絡路に、ピストン側油室の油圧により閉じる逆止弁を設けている。このとき、切換弁装置が弁ケースに支持したピンにより各逆止弁を開閉するものであるから、切換弁装置はピンが倒れなくスムースに往復動できる支持構造を弁ケースに具備する必要があり、大型複雑になる。
【０００５】
また、特許文献１の従来技術では、ガス室を連絡室に直結している。従って、ガスシリンダ装置がピストンに近接配置されるフリーピストンを有するとともに、ピストンにアブソーバ弁とリターン弁を有し、推進ユニットが障害物と衝突してピストン及びピストンロッドが一旦伸長動作したとき、ガス室の油が逆止弁を開いてフリーピストンの下側油室に補給され、結果として、衝突の前後で、フリーピストンの停留位置を変位させ、シリンダブロックに対するピストンロッドの衝撃吸収後における復帰位置を、衝撃吸収前の係留位置と一致させることができない。
【０００６】
本発明の課題は、船舶用ガスシリンダ装置において、推進機を軽い力でアップ／ダウン可能にするとともに、切換弁装置を小型簡素にすることにある。
【０００７】
本発明の他の課題は、船舶用ガスシリンダ装置において、障害物との衝突の前後で、フリーピストンの停留位置を変位させないことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、シリンダブロックを船体と推進機の一方に連結し、シリンダブロックに設けたロッドガイドからシリンダブロック内に挿入されたピストンロッドを船体と推進機の他方に連結し、シリンダブロック内にピストンロッド収容側のピストンロッド側油室と、ピストンロッド非収容側のピストン側油室を設け、ピストンロッド側油室とピストン側油室に連絡可能にされるガス室をシリンダブロックに一体に形成し、ピストンロッド側油室とピストン側油室とガス室の連絡状態を切換え可能にする切換弁装置をシリンダブロックに設けてなる船舶用ガスシリンダ装置において、切換弁装置は、ピストンロッド側油室を連絡室に連絡する連絡路に、ピストンロッド側油室の油圧により閉じる逆止弁を設け、ピストン側油室を連絡室に連絡する連絡路に、ピストン側油室の油圧により閉じる逆止弁を設け、ガス室を連絡室に連絡する連絡路に、ガス室の油圧により閉じる逆止弁を設け、切換弁装置は、全ての逆止弁を一度に開閉操作可能にし、開き操作によって全ての逆止弁を開くことにより、全ての連絡路を連絡室で互いに連絡可能にするとともに、閉じ操作によって全ての逆止弁を閉じることにより、全ての連絡路を連絡室に対して遮断可能にするようにしたものである。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記切換弁装置が、弁ケースに設けた連絡室に各連絡路のポートを開口し、各連絡路のポートのそれぞれに前記各逆止弁を配置し、弁ケースに支持される回転体のボール作動面と上記各逆止弁との間にボールを挟み、回転体の回転操作によりボールを介して各逆止弁を対応するポートに接離させるようにしたものである。
【００１０】
請求項３の発明は、シリンダブロックを船体と推進機の一方に連結し、シリンダブロックに設けたロッドガイドからシリンダブロック内に挿入されたピストンロッドを船体と推進機の他方に連結し、シリンダブロック内にピストンロッド収容側のピストンロッド側油室と、ピストンロッド非収容側のピストン側油室を設け、ピストンロッド側油室とピストン側油室に連絡可能にされるガス室をシリンダブロックに一体に形成し、ピストンロッド側油室とピストン側油室とガス室の連絡状態を切換え可能にする切換弁装置をシリンダブロックに設けてなる船舶用ガスシリンダ装置において、切換弁装置は、ガス室を連絡室に連絡するとともに、ピストンロッド側油室を連絡室に連絡する連絡路に、ピストンロッド側油室の油圧により閉じる逆止弁を設け、ピストン側油室を連絡室に連絡する連絡路に、ピストン側油室の油圧により閉じる逆止弁を設け、切換弁装置は、全ての逆止弁を一度に開閉操作可能にし、開き操作によって全ての逆止弁を開くことにより、全ての連絡路を連絡室で互いに連絡可能にするとともに、閉じ操作によって全ての逆止弁を閉じることにより、全ての連絡路を連絡室に対して遮断可能にするものであり、切換弁装置は、弁ケースに設けた連絡室に各連絡路のポートを開口し、ピストンロッド側油室の連絡路のポートと、ピストン側油室の連絡路のポートのそれぞれに前記ガス封入圧より高い開弁圧の各逆止弁を配置し、弁ケースに支持される回転体のボール作動面と上記各逆止弁との間にボールを挟み、回転体の回転操作によりボールを介して各逆止弁を対応するポートに接離させるようにしたものである。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１又は３の発明において更に、前記切換弁装置が、回転体のボール作動面と各逆止弁のボールを挟む部分の形状の調整により、回転体の回転操作にともなう各逆止弁の開閉タイミングを調整可能にするようにしたものである。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１、３又は４の発明において更に、前記弁ケースと回転体との間にスラストワッシャを介装したものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は船舶推進機を示す模式図、図２はガスシリンダ装置を示す断面図、図３は図２の側面図、図４は図２の平面図、図５は図２のＶ−Ｖ線に沿う矢視図、図６は図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図、図７は図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図、図８は図５のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図、図９はガスシリンダ装置の油圧回路図である。
【００１４】
（第１実施形態）（図１〜図９）
船舶推進機（船外機、但し、船内外機でも良い）１０は、図１に示す如く、船体１１にクランプブラケット１２を固定し、クランプブラケット１２にチルト軸１３を介してスイベルブラケット１４を略水平軸まわりに傾動可能に枢着し、スイベルブラケット１４に転舵軸（不図示）を介して推進ユニット１５（推進機）を略鉛直軸まわりに回動可能に枢着している。推進ユニット１５はエンジンユニット１６によりプロペラ１７を駆動する。
【００１５】
船舶推進機１０は、クランプブラケット１２とスイベルブラケット１４の間にガスシリンダ装置２０を介装している。ガスシリンダ装置２０は、図２〜図４に示す如く、アルミ合金等から鋳造されたシリンダブロック２１と、ピストンロッド２２を有する。ピストンロッド２２はシリンダブロック２１にＯリング２３Ａ、２３Ｂを介して液密に螺着したロッドガイド２３から、シリンダブロック２１内にオイルシール２３Ｃ、Ｏリング２３Ｄを介して液密に挿入されている。シリンダブロック２１の下端部に設けた取付部２１Ａをクランプブラケット１２、ピストンロッド２２の上端部に設けた取付部２２Ａをスイベルブラケット１４に連結している。
【００１６】
ガスシリンダ装置２０は、シリンダブロック２１に挿入したピストンロッド２２の挿入端にピストン２４（Ｏリング２４Ａ）を固定し、シリンダブロック２１の内部にピストンロッド２２を収容するピストンロッド側油室２５と、ピストンロッド２２を収容しないピストン側油室２６を設け、ピストンロッド側油室２５とピストン側油室２６に作動油を収容している。尚、ピストン側油室２６は、ピストン２４に近接配置されるフリーピストン２７（Ｏリング２７Ａ）を収容する。フリーピストン２７は、ピストン側油室２６を、上ピストン側油室２６Ａと下ピストン側油室２６Ｂに区画する。
【００１７】
ピストン２４は、ピストンロッド側油室２５とピストン側油室２６Ａを連絡する２つの流路のそれぞれにアブソーバ弁２８とリターン弁２９を設けている。アブソーバ弁２８は、障害物との衝突による衝撃力作用下におけるように、ピストンロッド側油室２５内の圧力が異常に上昇し、その上昇圧力が所定の圧力値以上に達した時点で開弁し、ピストンロッド側油室２５内の油を上ピストン側油室２６Ａに移送可能としている。リターン弁２９は、障害物との衝突による衝撃力吸収後、チルトアップされた推進ユニット１５の自重作用下で、上ピストン側油室２６Ａ内の圧力が所定の圧力値以上にまで達した時点で開弁可能とされている。
【００１８】
ガスシリンダ装置２０は、ピストンロッド側油室２５とピスト側油室２６に連絡可能にされるガス室３１をシリンダブロック２１の上部の一方側の側傍に一体に形成している。ガス室３１は、フリーピストン３２（Ｏリング３２Ａ）を介して下部油室３３を付帯的に備える。
【００１９】
ガスシリンダ装置２０は、ピストンロッド側油室２５をピストン側油室２６とガス室３１の連絡状態を切換え可能にする切換弁装置５０をシリンダブロック２１に設けている。切換弁装置５０は、シリンダブロック２１の上部で、ガス室３１に対する反対側の側傍に設けられる。
【００２０】
ガスシリンダ装置２０は、ピストンロッド側油室２５を切換弁装置５０に連絡する連絡路３４と、ピストン側油室２６を切換弁装置５０に連絡する連絡路３５と、ガス室３１（下部油室３３）を切換弁装置５０に連絡する連絡路３６を有している。切換弁装置５０は、全ての連絡路３４、３５、３６を互いに遮断するオフモードと、全ての連絡路３４、３５、３６を互いに連絡するオンモードのいずれかに切換設定される。
【００２１】
切換弁装置５０がオフモードに設定されたとき、ガスシリンダ装置２０はピストンロッド側油室２５とピストン側油室２６とガス室３１（下部油室３３）の連絡を遮断してピストンロッド２２の伸縮を停止し、ガス室３１の影響を受けることなく推進ユニット１５を任意の位置でチルトロック状態にする。切換弁装置５０のオフモードでは、推進ユニット１５が障害物と衝突してピストンロッド２２及びピストン２４が一旦伸長動作したときにも、フリーピストン２７の下側の下ピストン側油室２６Ｂにガス室３１の下部油室３３の油が全く補給されず、結果として、衝突の前後で、フリーピストン２７の停留位置を変位させることがなく、ピストンロッド側油室２５からアブソーバ弁２８を経て上ピストン側油室２６Ａへ流入する油量と、上ピストン側油室２６Ａからリターン弁２９を経てピストンロッド側油室２５へ返送される油量とが同一になり、シリンダブロック２１に対するピストンロッド２２の衝撃吸収後における復帰位置を、衝撃吸収前の停留位置に確実に一致せしめる。
【００２２】
切換弁装置５０がオンモードに設定されたとき、ガスシリンダ装置２０はピストンロッド側油室２５とピストン側油室２６とガス室３１（下部油室３３）を互いに連絡してピストンロッド２２の伸縮を可能にし、推進ユニット１５を手動チルトアップ／チルトダウン可能とする。切換弁装置５０のオンモードでは、ガス室３１のガス圧がピストンロッド２２にアシスト力を及ぼし、手動チルトアップ／チルトダウンの操作力を軽減する。また、切換弁装置５０のオンモードでは、ガスシリンダ装置２０のチルトアップ行程で、ピストンロッド側油室２５、ピストン側油室２６から退出するピストンロッド２２の容積分の油がガス室３１の下部油室３３からピストン側油室２６に補給され、ガスシリンダ装置２０のチルトダウン行程で、ピストンロッド側油室２５、ピストン側油室２６に進入するピストンロッド２２の容積分の油がピストン側油室２６から下部油室３３に退出される。
【００２３】
尚、ガスシリンダ装置２０は、ピストン側油室２６とガス室３１の下部油室３３とを連絡する連絡路３７の中間部に設けたバルブ挿入部３８に温度補償用リリーフ弁３９を介装している。切換弁装置５０のオフモードで、ピストンロッド側油室２５、ピストン側油室２６の作動油温度が異常に上昇したとき、ピストン側油室２６の油をリリーフ弁３９から下部油室３３に逃す。
【００２４】
ガスシリンダ装置２０は、（Ａ）シリンダブロック２１に設ける連絡路３４〜３７の取回し構造、（Ｂ）切換弁装置５０の構造を以下の如くにしている。
【００２５】
（Ａ）シリンダブロック２１における連絡路３４〜３７の取回し構造（図２〜図４、図６）
【００２６】
連絡路３４は、シリンダブロック２１に設けられる横孔であり、ピストンロッド側油室２５の上端部に開口する。連絡路３４は、短尺孔であり、鋳造後のシリンダブロック２１にドリル加工される。
【００２７】
連絡路３５は、シリンダブロック２１に設けられる横孔３５Ａ、縦孔３５Ｂ、横孔３５Ｃからなる。ピストン側油室２６の下端部に開口する横孔３５Ａと、切換弁装置５０に開口する横孔３５Ｃは短尺孔であり、鋳造後のシリンダブロック２１にドリル加工されて形成される。横孔３５Ａはプラグ３５Ｄを封着される。縦孔３５Ｂは、横孔３５Ａと横孔３５Ｃをつなぐ長尺孔であり、シリンダブロック２１の鋳造後に形成される。
【００２８】
連絡路３６は、シリンダブロック２１とロッドガイド２３を用いて形成される。このとき、ガスシリンダ装置２０は、シリンダブロック２１にＯリング４１Ａを介して液密に螺着されるキャップ４１の下端小径部４２に、引抜き管からなるパイプ４３の上端内周部をＯリング４２Ａを介して液密に嵌着し、このパイプ４３をシリンダブロック２１に挿入し、パイプ４３の内部に前述のガス室３１、フリーピストン３２、下部油室３３を設けている。４４はガス封入部である。
【００２９】
そして、連絡路３６は、シリンダブロック２１とパイプ４３の間の環状中空部に設けられる環状孔３６Ａ、シリンダブロック２１に設けられる斜め孔３６Ｂ、ロッドガイド２３に設けられる環状溝３６Ｃ、シリンダブロック２１に設けられる横孔３６Ｄからなる。環状孔３６Ａは、長尺孔であり、パイプ４３の下端切欠部から下部油室３３に連通する。斜め孔３６Ｂは環状孔３６Ａの上端部と環状溝３６Ｃをつなぐ短尺孔であり、鋳造後のシリンダブロック２１にドリル加工される。環状溝３６Ｃはロッドガイド２３の外周に切削加工される。横孔３６Ｄは環状溝３６Ｃを切換弁装置５０につなぐ短尺孔であり、鋳造後のシリンダブロック２１にドリル加工される。
【００３０】
連絡路３７は、シリンダブロック２１に設けられる横孔３７Ａ、縦孔３７Ｂからなる。横孔３７Ａは、ピストン側油室２６をバルブ挿入部３８につなぐ短尺孔であり、鋳造後のシリンダブロック２１にドリル加工される。バルブ挿入部３８はプラグ３８Ａにより封着される。縦孔３７Ｂは、バルブ挿入部３８と下部油室３３をつなぐ短尺孔であり、シリンダブロック２１の鋳造時に成形されても良く、又は鋳造後のシリンダブロック２１にドリル加工されても良い。
【００３１】
従って、ガスシリンダ装置２０にあっては、シリンダブロック２１の鋳造時に成形される長尺孔は連絡路３５の縦孔３５Ｂだけとなる。また、ガス室３１を引抜き管のパイプ４３にて形成したから、パイプ４３を加工せずにフリーピストン３２を収容できる。
【００３２】
（Ｂ）切換弁装置５０の構造（図５〜図９）
切換弁装置５０は、シリンダブロック２１の上部で、前述の如く、ガス室３１に対する反対側の側傍に一体成形された弁ケース５１を有し、この弁ケース５１にＯリング５２Ａを介して液密に、キャップ５２を螺着して備え、弁ケース５１の内部空間を連絡室５３とする。
【００３３】
切換弁装置５０は、弁ケース５１に弁ガイド５４、スペーサ５５を収容し、弁ガイド５４を弁ケース５１の嵌合突起５６に嵌合し位置決め及び回り止めし、弁ガイド５４、スペーサ５５をキャップ５２で固定化している。又はスペーサ５５はキャップに一体成形したものを使用しても良い。
【００３４】
切換弁装置５０は、図９に示す如く、三方向弁であり、弁ガイド５４において連絡室５３に臨む位置に、弁ケース５１に設けた各連絡路３４、３５、３６のポートＡ、Ｂ、Ｃを開口している。切換弁装置５０は、ピストンロッド側油室２５を連絡室５３に連絡する連絡路３４のポートＡに、ピストンロッド側油室２５の油圧により閉じる（ピストンロッド側油室２５から連絡室５３への油の流れを阻止する）ポペット弁６１を設け、ピストン側油室２６を連絡室５３に連絡する連絡路３５のポートＢに、ピストン側油室２６の油圧により閉じる（ピストン側油室２６から連絡室５３への油の流れを阻止する）ポペット弁６２を設け、ガス室３１（下部油室３３）を連絡室５３に連絡する連絡路３６のポートＣに、ガス室３１（下部油室３３）の油圧により閉じる（ガス室３１（下部油室３３）から連絡室５３への油の流れを阻止する）ポペット弁６３を設けている。
【００３５】
切換弁装置５０は、各ポートＡ〜Ｃに合致することになるガイド孔６４、６５、６６を弁ガイド５４に設け、ガイド孔６４〜６６の端面の外周に設けたＯリング５７〜５９を弁ケース５１のシート面５１Ａに密着する状態で、各ポペット弁６１〜６３を各ガイド孔６４〜６６のそれぞれに直線移動可能に設けている。各ポペット弁６１〜６３は本発明の逆止弁を構成し、弁体６１Ａ〜６３Ａの外端面に設けてあるシール部材６１Ｂ〜６３Ｂを各ガイド孔６４〜６６の弁座６４Ａ〜６６Ａに着座させて各ポートＡ〜Ｃを閉じ、離座させて各ポートＡ〜Ｃを開く。弁ガイド５４は、各弁座６４〜６６Ａの中心部に、連絡室５３に開口する孔６４Ｂ、６６Ｂを備える。各ポペット弁６１〜６３の背面と弁ケース５１のシート面５１Ａとの間に介装されるバルブスプリング６７は弁体６１Ａ〜６３Ａの応答性を向上するものであるが、なくても良い。
【００３６】
しかるに、切換弁装置５０は、弁ガイド５４に設けた全てのポペット弁６１〜６３を一度に、本実施形態では同時に開閉操作可能にする。開き操作によって全てのポペット弁６１〜６３を開くことにより、全ての連絡路３４〜３６のポートＡ〜Ｃを連絡室５３で互いに連絡可能にするとともに、閉じ操作によって全てのポペット弁６１〜６３を閉じることにより、全ての連絡路３４〜３６のポートＡ〜Ｃを連絡室５３に対して遮断可能にする。
【００３７】
このため、切換弁装置５０は、弁ケース５１に支持される回転軸７１をキャップ５２に、Ｏリング７１Ａを介して液密に挿入し、回転軸７１の外側端部には回転操作レバー７２を設け、回転軸７１の内側端部をシート面５１Ａに設けた軸受凹部に枢着し、回転軸７１の中間部にスプリングピン７１Ｂを介して回転板７３を一体化した。
【００３８】
切換弁装置５０は、回転板７３のボール作動面７４（凹み７４Ａ等）と、各ポペット弁６１〜６３の弁体６１Ａ〜６３Ａの外端面との間にボール７５〜７７を挟み、回転板７３の回転操作によりボール７５〜７７を介して各ポペット弁６１〜６３を対応するポートＡ〜Ｃの弁座６４Ａ〜６６Ａに対して接離させる。各ボール７５〜７７は、弁ガイド５４の孔６４Ｂ〜６６Ｂのそれぞれに遊挿されて保持される。回転板７３の回転により、回転板７３のボール作動面７４の凹み７４Ａからボール７５〜７７が外れると、ポペット弁６１〜６３がボール７５〜７７により押し下げられ、ポペット弁６１〜６３を一度に開く。
【００３９】
切換弁装置５０は、弁ガイド５４の回転板７３に対向する端面における周方向一部に節度スプリング８１でバックアップされたクリックボール８２を有する。回転板７３の平面の周方向に離隔する２ヶ所には、閉じ位置対応孔８３Ａと、開き位置対応孔８３Ｂとが設けられる。回転操作レバー７２が弁ケース５１の閉じ側ストッパ５１Ａに衝合するまで回転され（図３）、回転板７３の閉じ位置対応孔８３Ａが弁ガイド５４のクリックボール８２に係合するとき、回転板７３は閉じ操作位置に設定される（図８の下半部）。回転操作レバー７２が弁ケース５１の開き側ストッパ５１Ｂに衝合するまで回転され（図３）、回転板７３の開き位置対応孔８３Ｂが弁ガイド５４のクリックボール８２に係合するとき、回転板７３は開き操作位置に設定される。
【００４０】
これにより、切換弁装置５０は、回転操作レバー７２により回転軸７１に一体の回転板７３を回転操作し、（ａ）回転板７３を閉じ操作位置に位置付けると、回転板７３のボール作動面７４の凹み７４Ａがボール７５〜７７を受け入れることにより、ボール７５〜７７によるポペット弁６１〜６３の押し下げが解除され、各ポペット弁６１〜６３を対応するポートＡ〜Ｃの弁座６４Ａ〜６６Ａに着座させてポートＡ〜Ｃを塞ぎ、全ての連絡路３４〜３６を遮断する、前述のオフモードに設定される（図６の下半部）。
【００４１】
他方、切換弁装置５０は、回転操作レバー７２により回転軸７１に一体の回転板７３を回転操作し、（ｂ）回転板７３を開き操作位置に位置付けると、回転板７３の平面がボール７５〜７７を押し下げることにより、各ポペット弁６１〜６３を対応するポートＡ〜Ｃの弁座６４〜６６Ａから離座させてポートＡ〜Ｃを連絡室５３に導通し、全ての連絡路３４〜３６を互いに連絡する、前述のオンモードに設定される（図６の上半部）。
【００４２】
尚、切換弁装置５０は、ボール７５〜７７を挟む、回転板７３のボール作動面７４（凹み７４Ａ等）と各ポペット弁６１〜６３の弁体６１Ａ〜６３Ａの外端面の形状の調整により、回転板７３の回転操作にともなう各ポペット弁６１〜６３の開閉タイミングを調整できる。例えば、切換弁装置５０がオンモードに設定される過程で、ポペット弁６３に対応するボール７７が接するボール作動面７４の凹み７４Ａを浅く（もしくは平面）し、ポペット弁６１、６２に対応するボール７５、７６が接するボール作動面７４の凹み７４Ａを深くするときには、ガス室３１（下部油室３３）のポートＣのポペット弁６３が先行して開き、続いてピストンロッド側油室２５、ピストン側油室２６のポートＡ、Ｂのポペット弁６１、６２を開く。
【００４３】
また、切換弁装置５０は、回転板７３と弁ケース５１のキャップ５２の間にスラストワッシャ９１を、回転板７３と弁ガイド５４の間にスラストワッシャ９２を介装することにより、回転板７３の回転のスムースを図ることができる。
【００４４】
本実施形態によれば、以下の作用がある。
▲１▼切換弁装置５０が弁ケース５１の内部で、回転板７３のボール作動面７４と各ポペット弁６１〜６３との間に挟んだボール７５〜７７を介して、各ポペット弁６１〜６３を開閉する。ボール７５〜７７の配置は簡単で組立性が良く、格別な支持構造を弁ケース５１に設ける必要もなく、切換弁装置５０を小型簡素にできる。
【００４５】
▲２▼回転板７３の開閉操作端で、回転板７３のボール作動面７４と各ポペット弁６１〜６３のボール７５〜７７を挟む部分に凹み７４Ａを設けることにより、開閉操作の節度感（クリック感）を得ることができ、クリックボール８２等の節度感機構を別途設ける必要をなくすこともでき、切換弁装置５０を簡素にできる。
【００４６】
▲３▼切換弁装置５０の閉じ操作で連絡室５３が密閉空間になる。即ち、切換弁装置５０を構成する各ポペット弁６１〜６３は、ピストンロッド側油室２５、ピストン側油室２６又はガス室３１の圧力により閉じ、それらの圧力が大きくなっても閉じ続ける構造であり、連絡室５３は密閉空間になる。このような連絡室５３の作動油が異常な温度上昇により膨張すると、連絡室５３の油圧が高圧になるが、この高圧油はいずれかの逆止弁を押し開いて自然にブローする（低圧のガス室３１に対応するポペット弁６３がブローする）結果、切換弁装置５０の破損を防止する等のために、温度補償用リリーフ弁機構を連絡室５３に設ける必要がなく、切換弁装置５０を簡素にできる。
【００４７】
▲４▼切換弁装置５０の閉じ操作で、ガス室３１は連絡室５３に対して遮断され、ガス室３１の油が連絡室５３の側に吸引されることがない。従って、ガスシリンダ装置２０がピストン２４に近接配置されるフリーピストン２７を有するとともに、ピストン２４にアブソーバ弁２８とリターン弁２９を有し、推進ユニット１５が障害物と衝突してピストン２４及びピストンロッド２２が一旦伸長動作したときにも、ガス室３１の油がポペット弁６３を開いてフリーピストン２７の下側のピストン側油室２６に補給されず、結果として、衝突の前後で、フリーピストン２７の停留位置を変位させることがない。シリンダブロック２１に対するピストンロッド２２の衝撃吸収後における復帰位置を、衝撃吸収前の停留位置に一致させることができる。
【００４８】
▲５▼回転板７３のボール作動面７４と各ポペット弁６１〜６３のボール７５〜７７を挟む部分の形状の調整により、各ポペット弁６１〜６３の開閉タイミングを調整できる。例えば、回転板７３のボール作動面７４に設ける凹み７４Ａの深さを調整し、ガス室３１に対応するポペット弁６３を先行させて開き、続いて他のポペット弁６１、６２を開く等ができる。
【００４９】
▲６▼弁ケース５１（キャップ５２）と回転板７３の間にスラストワッシャ９１を介装することにより、回転板７３と弁ケース５１（キャップ５２）の摩擦ずれを防止し、磨耗粉の発生を防止し、回転板７３の回転をスムースに行なうことができる。弁ガイド５４と回転板７３の間に介装されるスラストワッシャ９２によっても同様の作用がある。
【００５０】
（第２実施形態）
第２実施形態のガスシリンダ装置２０が、第１実施形態のガスシリンダ装置２０と異なる点は、ガス室３１（下部油室３３）を連絡室５３に連絡する連絡路３６に設けたポペット弁６３を撤去し、ガス室３１（下部油室３３）を連絡室５３に直に連絡する。そして、ピストンロッド側油室２５、ピストン側油室２６のそれぞれを連絡室５３に連絡する連絡路３４、３５に設けたポペット弁６１、６２の開弁圧をガス室３１のガス封入圧より高く設定した。
【００５１】
第２実施形態のガスシリンダ装置２０では、ポペット弁をポペット弁６１、６２の２つだけとし、ポペット弁６１、６２の開弁圧をそれらのバルブスプリング６７によりガス室３１のガス封入圧より高く設定することで、ポペット弁６１、６２が閉じ状態にあるときに推進ユニット１５に障害物が衝突しても、ポペット弁６２が開くことがない構造であり、ガス室３１が連絡室５３に常に連通していても、ピストンロッド側油室２５及びピストン側油室２６に油が流れることがなく、フリーピストン２７は移動しない。
【００５２】
第２実施形態のガスシリンダ装置２０によれば、２つのポペット弁６１、６２を用いるだけで、第１実施形態における前述▲１▼〜▲６▼と同様の作用を奏する。
【００５３】
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。例えば、本発明の実施において、逆止弁はポペット弁に限らない。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、船舶用ガスシリンダ装置において、推進機を軽い力でアップ／ダウン可能にするとともに、切換弁装置を小型簡素にすることができる。
【００５５】
また、本発明によれば、船舶用ガスシリンダ装置において、障害物との衝突の前後で、フリーピストンの停留位置を変位させないようにすることができる。
【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はガスシリンダ装置を示す断面図である。
【図３】図３は図２の側面図である。
【図４】図４は図２の平面図である。
【図５】図５は図２のＶ−Ｖ線に沿う矢視図である。
【図６】図６は図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。
【図７】図７は図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。
【図８】図８は図５のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図９】図９はガスシリンダ装置の油圧回路図である。
【符号の説明】
１０ 船舶推進機
１１ 船体
１５ 推進ユニット（推進機）
２０ ガスシリンダ装置
２１ シリンダブロック
２２ ピストンロッド
２３ ロッドガイド
２４ ピストン
２５ ピストンロッド側油室
２６ ピストン側油室
３１ ガス室
３４〜３６ 連絡路
５０ 切換弁装置
５１ 弁ケース
５３ 連絡室
６１〜６３ ポペット弁（逆止弁）
７３ 回転板（回転体）
７４ ボール作動面
７５〜７７ ボール
９１ スラストワッシャ
【発明の属する技術分野】
本発明は船舶用ガスシリンダ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、特許文献１の如く、船舶用ガスシリンダ装置として、シリンダブロックを船体と推進機の一方に連結し、シリンダブロックに設けたロッドガイドからシリンダブロック内に挿入されたピストンロッドを船体と推進機の他方に連結し、シリンダブロック内にピストンロッド収容側のピストンロッド側油室と、ピストンロッド非収容側のピストン側油室を設け、ピストンロッド側油室とピストン側油室に連絡可能にされるガス室をシリンダブロックに一体に形成し、ピストンロッド側油室とピストン側油室とガス室の連絡状態を切換え可能にする切換弁装置をシリンダブロックに設けてなるものがある。切換弁装置の開操作により、ピストンロッド側油室とピストン側油室とガス室を連絡することにより、ガス圧をピストンロッドに及ぼすアシスト力を得ながら、推進機を軽い力で手動チルトアップ／ダウンすることができる。
【０００３】
【特許文献１】
特公平３−１２００（３頁、第３図、第４図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１の従来技術では、切換弁装置が、ガス室を連絡室に連絡するとともに、ピストンロッド側油室を連絡室に連絡する連絡路に、ピストンロッド側油室の油圧により閉じる逆止弁を設け、ピストン側油室を連絡室に連絡する連絡路に、ピストン側油室の油圧により閉じる逆止弁を設けている。このとき、切換弁装置が弁ケースに支持したピンにより各逆止弁を開閉するものであるから、切換弁装置はピンが倒れなくスムースに往復動できる支持構造を弁ケースに具備する必要があり、大型複雑になる。
【０００５】
また、特許文献１の従来技術では、ガス室を連絡室に直結している。従って、ガスシリンダ装置がピストンに近接配置されるフリーピストンを有するとともに、ピストンにアブソーバ弁とリターン弁を有し、推進ユニットが障害物と衝突してピストン及びピストンロッドが一旦伸長動作したとき、ガス室の油が逆止弁を開いてフリーピストンの下側油室に補給され、結果として、衝突の前後で、フリーピストンの停留位置を変位させ、シリンダブロックに対するピストンロッドの衝撃吸収後における復帰位置を、衝撃吸収前の係留位置と一致させることができない。
【０００６】
本発明の課題は、船舶用ガスシリンダ装置において、推進機を軽い力でアップ／ダウン可能にするとともに、切換弁装置を小型簡素にすることにある。
【０００７】
本発明の他の課題は、船舶用ガスシリンダ装置において、障害物との衝突の前後で、フリーピストンの停留位置を変位させないことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、シリンダブロックを船体と推進機の一方に連結し、シリンダブロックに設けたロッドガイドからシリンダブロック内に挿入されたピストンロッドを船体と推進機の他方に連結し、シリンダブロック内にピストンロッド収容側のピストンロッド側油室と、ピストンロッド非収容側のピストン側油室を設け、ピストンロッド側油室とピストン側油室に連絡可能にされるガス室をシリンダブロックに一体に形成し、ピストンロッド側油室とピストン側油室とガス室の連絡状態を切換え可能にする切換弁装置をシリンダブロックに設けてなる船舶用ガスシリンダ装置において、切換弁装置は、ピストンロッド側油室を連絡室に連絡する連絡路に、ピストンロッド側油室の油圧により閉じる逆止弁を設け、ピストン側油室を連絡室に連絡する連絡路に、ピストン側油室の油圧により閉じる逆止弁を設け、ガス室を連絡室に連絡する連絡路に、ガス室の油圧により閉じる逆止弁を設け、切換弁装置は、全ての逆止弁を一度に開閉操作可能にし、開き操作によって全ての逆止弁を開くことにより、全ての連絡路を連絡室で互いに連絡可能にするとともに、閉じ操作によって全ての逆止弁を閉じることにより、全ての連絡路を連絡室に対して遮断可能にするようにしたものである。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記切換弁装置が、弁ケースに設けた連絡室に各連絡路のポートを開口し、各連絡路のポートのそれぞれに前記各逆止弁を配置し、弁ケースに支持される回転体のボール作動面と上記各逆止弁との間にボールを挟み、回転体の回転操作によりボールを介して各逆止弁を対応するポートに接離させるようにしたものである。
【００１０】
請求項３の発明は、シリンダブロックを船体と推進機の一方に連結し、シリンダブロックに設けたロッドガイドからシリンダブロック内に挿入されたピストンロッドを船体と推進機の他方に連結し、シリンダブロック内にピストンロッド収容側のピストンロッド側油室と、ピストンロッド非収容側のピストン側油室を設け、ピストンロッド側油室とピストン側油室に連絡可能にされるガス室をシリンダブロックに一体に形成し、ピストンロッド側油室とピストン側油室とガス室の連絡状態を切換え可能にする切換弁装置をシリンダブロックに設けてなる船舶用ガスシリンダ装置において、切換弁装置は、ガス室を連絡室に連絡するとともに、ピストンロッド側油室を連絡室に連絡する連絡路に、ピストンロッド側油室の油圧により閉じる逆止弁を設け、ピストン側油室を連絡室に連絡する連絡路に、ピストン側油室の油圧により閉じる逆止弁を設け、切換弁装置は、全ての逆止弁を一度に開閉操作可能にし、開き操作によって全ての逆止弁を開くことにより、全ての連絡路を連絡室で互いに連絡可能にするとともに、閉じ操作によって全ての逆止弁を閉じることにより、全ての連絡路を連絡室に対して遮断可能にするものであり、切換弁装置は、弁ケースに設けた連絡室に各連絡路のポートを開口し、ピストンロッド側油室の連絡路のポートと、ピストン側油室の連絡路のポートのそれぞれに前記ガス封入圧より高い開弁圧の各逆止弁を配置し、弁ケースに支持される回転体のボール作動面と上記各逆止弁との間にボールを挟み、回転体の回転操作によりボールを介して各逆止弁を対応するポートに接離させるようにしたものである。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１又は３の発明において更に、前記切換弁装置が、回転体のボール作動面と各逆止弁のボールを挟む部分の形状の調整により、回転体の回転操作にともなう各逆止弁の開閉タイミングを調整可能にするようにしたものである。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１、３又は４の発明において更に、前記弁ケースと回転体との間にスラストワッシャを介装したものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は船舶推進機を示す模式図、図２はガスシリンダ装置を示す断面図、図３は図２の側面図、図４は図２の平面図、図５は図２のＶ−Ｖ線に沿う矢視図、図６は図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図、図７は図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図、図８は図５のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図、図９はガスシリンダ装置の油圧回路図である。
【００１４】
（第１実施形態）（図１〜図９）
船舶推進機（船外機、但し、船内外機でも良い）１０は、図１に示す如く、船体１１にクランプブラケット１２を固定し、クランプブラケット１２にチルト軸１３を介してスイベルブラケット１４を略水平軸まわりに傾動可能に枢着し、スイベルブラケット１４に転舵軸（不図示）を介して推進ユニット１５（推進機）を略鉛直軸まわりに回動可能に枢着している。推進ユニット１５はエンジンユニット１６によりプロペラ１７を駆動する。
【００１５】
船舶推進機１０は、クランプブラケット１２とスイベルブラケット１４の間にガスシリンダ装置２０を介装している。ガスシリンダ装置２０は、図２〜図４に示す如く、アルミ合金等から鋳造されたシリンダブロック２１と、ピストンロッド２２を有する。ピストンロッド２２はシリンダブロック２１にＯリング２３Ａ、２３Ｂを介して液密に螺着したロッドガイド２３から、シリンダブロック２１内にオイルシール２３Ｃ、Ｏリング２３Ｄを介して液密に挿入されている。シリンダブロック２１の下端部に設けた取付部２１Ａをクランプブラケット１２、ピストンロッド２２の上端部に設けた取付部２２Ａをスイベルブラケット１４に連結している。
【００１６】
ガスシリンダ装置２０は、シリンダブロック２１に挿入したピストンロッド２２の挿入端にピストン２４（Ｏリング２４Ａ）を固定し、シリンダブロック２１の内部にピストンロッド２２を収容するピストンロッド側油室２５と、ピストンロッド２２を収容しないピストン側油室２６を設け、ピストンロッド側油室２５とピストン側油室２６に作動油を収容している。尚、ピストン側油室２６は、ピストン２４に近接配置されるフリーピストン２７（Ｏリング２７Ａ）を収容する。フリーピストン２７は、ピストン側油室２６を、上ピストン側油室２６Ａと下ピストン側油室２６Ｂに区画する。
【００１７】
ピストン２４は、ピストンロッド側油室２５とピストン側油室２６Ａを連絡する２つの流路のそれぞれにアブソーバ弁２８とリターン弁２９を設けている。アブソーバ弁２８は、障害物との衝突による衝撃力作用下におけるように、ピストンロッド側油室２５内の圧力が異常に上昇し、その上昇圧力が所定の圧力値以上に達した時点で開弁し、ピストンロッド側油室２５内の油を上ピストン側油室２６Ａに移送可能としている。リターン弁２９は、障害物との衝突による衝撃力吸収後、チルトアップされた推進ユニット１５の自重作用下で、上ピストン側油室２６Ａ内の圧力が所定の圧力値以上にまで達した時点で開弁可能とされている。
【００１８】
ガスシリンダ装置２０は、ピストンロッド側油室２５とピスト側油室２６に連絡可能にされるガス室３１をシリンダブロック２１の上部の一方側の側傍に一体に形成している。ガス室３１は、フリーピストン３２（Ｏリング３２Ａ）を介して下部油室３３を付帯的に備える。
【００１９】
ガスシリンダ装置２０は、ピストンロッド側油室２５をピストン側油室２６とガス室３１の連絡状態を切換え可能にする切換弁装置５０をシリンダブロック２１に設けている。切換弁装置５０は、シリンダブロック２１の上部で、ガス室３１に対する反対側の側傍に設けられる。
【００２０】
ガスシリンダ装置２０は、ピストンロッド側油室２５を切換弁装置５０に連絡する連絡路３４と、ピストン側油室２６を切換弁装置５０に連絡する連絡路３５と、ガス室３１（下部油室３３）を切換弁装置５０に連絡する連絡路３６を有している。切換弁装置５０は、全ての連絡路３４、３５、３６を互いに遮断するオフモードと、全ての連絡路３４、３５、３６を互いに連絡するオンモードのいずれかに切換設定される。
【００２１】
切換弁装置５０がオフモードに設定されたとき、ガスシリンダ装置２０はピストンロッド側油室２５とピストン側油室２６とガス室３１（下部油室３３）の連絡を遮断してピストンロッド２２の伸縮を停止し、ガス室３１の影響を受けることなく推進ユニット１５を任意の位置でチルトロック状態にする。切換弁装置５０のオフモードでは、推進ユニット１５が障害物と衝突してピストンロッド２２及びピストン２４が一旦伸長動作したときにも、フリーピストン２７の下側の下ピストン側油室２６Ｂにガス室３１の下部油室３３の油が全く補給されず、結果として、衝突の前後で、フリーピストン２７の停留位置を変位させることがなく、ピストンロッド側油室２５からアブソーバ弁２８を経て上ピストン側油室２６Ａへ流入する油量と、上ピストン側油室２６Ａからリターン弁２９を経てピストンロッド側油室２５へ返送される油量とが同一になり、シリンダブロック２１に対するピストンロッド２２の衝撃吸収後における復帰位置を、衝撃吸収前の停留位置に確実に一致せしめる。
【００２２】
切換弁装置５０がオンモードに設定されたとき、ガスシリンダ装置２０はピストンロッド側油室２５とピストン側油室２６とガス室３１（下部油室３３）を互いに連絡してピストンロッド２２の伸縮を可能にし、推進ユニット１５を手動チルトアップ／チルトダウン可能とする。切換弁装置５０のオンモードでは、ガス室３１のガス圧がピストンロッド２２にアシスト力を及ぼし、手動チルトアップ／チルトダウンの操作力を軽減する。また、切換弁装置５０のオンモードでは、ガスシリンダ装置２０のチルトアップ行程で、ピストンロッド側油室２５、ピストン側油室２６から退出するピストンロッド２２の容積分の油がガス室３１の下部油室３３からピストン側油室２６に補給され、ガスシリンダ装置２０のチルトダウン行程で、ピストンロッド側油室２５、ピストン側油室２６に進入するピストンロッド２２の容積分の油がピストン側油室２６から下部油室３３に退出される。
【００２３】
尚、ガスシリンダ装置２０は、ピストン側油室２６とガス室３１の下部油室３３とを連絡する連絡路３７の中間部に設けたバルブ挿入部３８に温度補償用リリーフ弁３９を介装している。切換弁装置５０のオフモードで、ピストンロッド側油室２５、ピストン側油室２６の作動油温度が異常に上昇したとき、ピストン側油室２６の油をリリーフ弁３９から下部油室３３に逃す。
【００２４】
ガスシリンダ装置２０は、（Ａ）シリンダブロック２１に設ける連絡路３４〜３７の取回し構造、（Ｂ）切換弁装置５０の構造を以下の如くにしている。
【００２５】
（Ａ）シリンダブロック２１における連絡路３４〜３７の取回し構造（図２〜図４、図６）
【００２６】
連絡路３４は、シリンダブロック２１に設けられる横孔であり、ピストンロッド側油室２５の上端部に開口する。連絡路３４は、短尺孔であり、鋳造後のシリンダブロック２１にドリル加工される。
【００２７】
連絡路３５は、シリンダブロック２１に設けられる横孔３５Ａ、縦孔３５Ｂ、横孔３５Ｃからなる。ピストン側油室２６の下端部に開口する横孔３５Ａと、切換弁装置５０に開口する横孔３５Ｃは短尺孔であり、鋳造後のシリンダブロック２１にドリル加工されて形成される。横孔３５Ａはプラグ３５Ｄを封着される。縦孔３５Ｂは、横孔３５Ａと横孔３５Ｃをつなぐ長尺孔であり、シリンダブロック２１の鋳造後に形成される。
【００２８】
連絡路３６は、シリンダブロック２１とロッドガイド２３を用いて形成される。このとき、ガスシリンダ装置２０は、シリンダブロック２１にＯリング４１Ａを介して液密に螺着されるキャップ４１の下端小径部４２に、引抜き管からなるパイプ４３の上端内周部をＯリング４２Ａを介して液密に嵌着し、このパイプ４３をシリンダブロック２１に挿入し、パイプ４３の内部に前述のガス室３１、フリーピストン３２、下部油室３３を設けている。４４はガス封入部である。
【００２９】
そして、連絡路３６は、シリンダブロック２１とパイプ４３の間の環状中空部に設けられる環状孔３６Ａ、シリンダブロック２１に設けられる斜め孔３６Ｂ、ロッドガイド２３に設けられる環状溝３６Ｃ、シリンダブロック２１に設けられる横孔３６Ｄからなる。環状孔３６Ａは、長尺孔であり、パイプ４３の下端切欠部から下部油室３３に連通する。斜め孔３６Ｂは環状孔３６Ａの上端部と環状溝３６Ｃをつなぐ短尺孔であり、鋳造後のシリンダブロック２１にドリル加工される。環状溝３６Ｃはロッドガイド２３の外周に切削加工される。横孔３６Ｄは環状溝３６Ｃを切換弁装置５０につなぐ短尺孔であり、鋳造後のシリンダブロック２１にドリル加工される。
【００３０】
連絡路３７は、シリンダブロック２１に設けられる横孔３７Ａ、縦孔３７Ｂからなる。横孔３７Ａは、ピストン側油室２６をバルブ挿入部３８につなぐ短尺孔であり、鋳造後のシリンダブロック２１にドリル加工される。バルブ挿入部３８はプラグ３８Ａにより封着される。縦孔３７Ｂは、バルブ挿入部３８と下部油室３３をつなぐ短尺孔であり、シリンダブロック２１の鋳造時に成形されても良く、又は鋳造後のシリンダブロック２１にドリル加工されても良い。
【００３１】
従って、ガスシリンダ装置２０にあっては、シリンダブロック２１の鋳造時に成形される長尺孔は連絡路３５の縦孔３５Ｂだけとなる。また、ガス室３１を引抜き管のパイプ４３にて形成したから、パイプ４３を加工せずにフリーピストン３２を収容できる。
【００３２】
（Ｂ）切換弁装置５０の構造（図５〜図９）
切換弁装置５０は、シリンダブロック２１の上部で、前述の如く、ガス室３１に対する反対側の側傍に一体成形された弁ケース５１を有し、この弁ケース５１にＯリング５２Ａを介して液密に、キャップ５２を螺着して備え、弁ケース５１の内部空間を連絡室５３とする。
【００３３】
切換弁装置５０は、弁ケース５１に弁ガイド５４、スペーサ５５を収容し、弁ガイド５４を弁ケース５１の嵌合突起５６に嵌合し位置決め及び回り止めし、弁ガイド５４、スペーサ５５をキャップ５２で固定化している。又はスペーサ５５はキャップに一体成形したものを使用しても良い。
【００３４】
切換弁装置５０は、図９に示す如く、三方向弁であり、弁ガイド５４において連絡室５３に臨む位置に、弁ケース５１に設けた各連絡路３４、３５、３６のポートＡ、Ｂ、Ｃを開口している。切換弁装置５０は、ピストンロッド側油室２５を連絡室５３に連絡する連絡路３４のポートＡに、ピストンロッド側油室２５の油圧により閉じる（ピストンロッド側油室２５から連絡室５３への油の流れを阻止する）ポペット弁６１を設け、ピストン側油室２６を連絡室５３に連絡する連絡路３５のポートＢに、ピストン側油室２６の油圧により閉じる（ピストン側油室２６から連絡室５３への油の流れを阻止する）ポペット弁６２を設け、ガス室３１（下部油室３３）を連絡室５３に連絡する連絡路３６のポートＣに、ガス室３１（下部油室３３）の油圧により閉じる（ガス室３１（下部油室３３）から連絡室５３への油の流れを阻止する）ポペット弁６３を設けている。
【００３５】
切換弁装置５０は、各ポートＡ〜Ｃに合致することになるガイド孔６４、６５、６６を弁ガイド５４に設け、ガイド孔６４〜６６の端面の外周に設けたＯリング５７〜５９を弁ケース５１のシート面５１Ａに密着する状態で、各ポペット弁６１〜６３を各ガイド孔６４〜６６のそれぞれに直線移動可能に設けている。各ポペット弁６１〜６３は本発明の逆止弁を構成し、弁体６１Ａ〜６３Ａの外端面に設けてあるシール部材６１Ｂ〜６３Ｂを各ガイド孔６４〜６６の弁座６４Ａ〜６６Ａに着座させて各ポートＡ〜Ｃを閉じ、離座させて各ポートＡ〜Ｃを開く。弁ガイド５４は、各弁座６４〜６６Ａの中心部に、連絡室５３に開口する孔６４Ｂ、６６Ｂを備える。各ポペット弁６１〜６３の背面と弁ケース５１のシート面５１Ａとの間に介装されるバルブスプリング６７は弁体６１Ａ〜６３Ａの応答性を向上するものであるが、なくても良い。
【００３６】
しかるに、切換弁装置５０は、弁ガイド５４に設けた全てのポペット弁６１〜６３を一度に、本実施形態では同時に開閉操作可能にする。開き操作によって全てのポペット弁６１〜６３を開くことにより、全ての連絡路３４〜３６のポートＡ〜Ｃを連絡室５３で互いに連絡可能にするとともに、閉じ操作によって全てのポペット弁６１〜６３を閉じることにより、全ての連絡路３４〜３６のポートＡ〜Ｃを連絡室５３に対して遮断可能にする。
【００３７】
このため、切換弁装置５０は、弁ケース５１に支持される回転軸７１をキャップ５２に、Ｏリング７１Ａを介して液密に挿入し、回転軸７１の外側端部には回転操作レバー７２を設け、回転軸７１の内側端部をシート面５１Ａに設けた軸受凹部に枢着し、回転軸７１の中間部にスプリングピン７１Ｂを介して回転板７３を一体化した。
【００３８】
切換弁装置５０は、回転板７３のボール作動面７４（凹み７４Ａ等）と、各ポペット弁６１〜６３の弁体６１Ａ〜６３Ａの外端面との間にボール７５〜７７を挟み、回転板７３の回転操作によりボール７５〜７７を介して各ポペット弁６１〜６３を対応するポートＡ〜Ｃの弁座６４Ａ〜６６Ａに対して接離させる。各ボール７５〜７７は、弁ガイド５４の孔６４Ｂ〜６６Ｂのそれぞれに遊挿されて保持される。回転板７３の回転により、回転板７３のボール作動面７４の凹み７４Ａからボール７５〜７７が外れると、ポペット弁６１〜６３がボール７５〜７７により押し下げられ、ポペット弁６１〜６３を一度に開く。
【００３９】
切換弁装置５０は、弁ガイド５４の回転板７３に対向する端面における周方向一部に節度スプリング８１でバックアップされたクリックボール８２を有する。回転板７３の平面の周方向に離隔する２ヶ所には、閉じ位置対応孔８３Ａと、開き位置対応孔８３Ｂとが設けられる。回転操作レバー７２が弁ケース５１の閉じ側ストッパ５１Ａに衝合するまで回転され（図３）、回転板７３の閉じ位置対応孔８３Ａが弁ガイド５４のクリックボール８２に係合するとき、回転板７３は閉じ操作位置に設定される（図８の下半部）。回転操作レバー７２が弁ケース５１の開き側ストッパ５１Ｂに衝合するまで回転され（図３）、回転板７３の開き位置対応孔８３Ｂが弁ガイド５４のクリックボール８２に係合するとき、回転板７３は開き操作位置に設定される。
【００４０】
これにより、切換弁装置５０は、回転操作レバー７２により回転軸７１に一体の回転板７３を回転操作し、（ａ）回転板７３を閉じ操作位置に位置付けると、回転板７３のボール作動面７４の凹み７４Ａがボール７５〜７７を受け入れることにより、ボール７５〜７７によるポペット弁６１〜６３の押し下げが解除され、各ポペット弁６１〜６３を対応するポートＡ〜Ｃの弁座６４Ａ〜６６Ａに着座させてポートＡ〜Ｃを塞ぎ、全ての連絡路３４〜３６を遮断する、前述のオフモードに設定される（図６の下半部）。
【００４１】
他方、切換弁装置５０は、回転操作レバー７２により回転軸７１に一体の回転板７３を回転操作し、（ｂ）回転板７３を開き操作位置に位置付けると、回転板７３の平面がボール７５〜７７を押し下げることにより、各ポペット弁６１〜６３を対応するポートＡ〜Ｃの弁座６４〜６６Ａから離座させてポートＡ〜Ｃを連絡室５３に導通し、全ての連絡路３４〜３６を互いに連絡する、前述のオンモードに設定される（図６の上半部）。
【００４２】
尚、切換弁装置５０は、ボール７５〜７７を挟む、回転板７３のボール作動面７４（凹み７４Ａ等）と各ポペット弁６１〜６３の弁体６１Ａ〜６３Ａの外端面の形状の調整により、回転板７３の回転操作にともなう各ポペット弁６１〜６３の開閉タイミングを調整できる。例えば、切換弁装置５０がオンモードに設定される過程で、ポペット弁６３に対応するボール７７が接するボール作動面７４の凹み７４Ａを浅く（もしくは平面）し、ポペット弁６１、６２に対応するボール７５、７６が接するボール作動面７４の凹み７４Ａを深くするときには、ガス室３１（下部油室３３）のポートＣのポペット弁６３が先行して開き、続いてピストンロッド側油室２５、ピストン側油室２６のポートＡ、Ｂのポペット弁６１、６２を開く。
【００４３】
また、切換弁装置５０は、回転板７３と弁ケース５１のキャップ５２の間にスラストワッシャ９１を、回転板７３と弁ガイド５４の間にスラストワッシャ９２を介装することにより、回転板７３の回転のスムースを図ることができる。
【００４４】
本実施形態によれば、以下の作用がある。
▲１▼切換弁装置５０が弁ケース５１の内部で、回転板７３のボール作動面７４と各ポペット弁６１〜６３との間に挟んだボール７５〜７７を介して、各ポペット弁６１〜６３を開閉する。ボール７５〜７７の配置は簡単で組立性が良く、格別な支持構造を弁ケース５１に設ける必要もなく、切換弁装置５０を小型簡素にできる。
【００４５】
▲２▼回転板７３の開閉操作端で、回転板７３のボール作動面７４と各ポペット弁６１〜６３のボール７５〜７７を挟む部分に凹み７４Ａを設けることにより、開閉操作の節度感（クリック感）を得ることができ、クリックボール８２等の節度感機構を別途設ける必要をなくすこともでき、切換弁装置５０を簡素にできる。
【００４６】
▲３▼切換弁装置５０の閉じ操作で連絡室５３が密閉空間になる。即ち、切換弁装置５０を構成する各ポペット弁６１〜６３は、ピストンロッド側油室２５、ピストン側油室２６又はガス室３１の圧力により閉じ、それらの圧力が大きくなっても閉じ続ける構造であり、連絡室５３は密閉空間になる。このような連絡室５３の作動油が異常な温度上昇により膨張すると、連絡室５３の油圧が高圧になるが、この高圧油はいずれかの逆止弁を押し開いて自然にブローする（低圧のガス室３１に対応するポペット弁６３がブローする）結果、切換弁装置５０の破損を防止する等のために、温度補償用リリーフ弁機構を連絡室５３に設ける必要がなく、切換弁装置５０を簡素にできる。
【００４７】
▲４▼切換弁装置５０の閉じ操作で、ガス室３１は連絡室５３に対して遮断され、ガス室３１の油が連絡室５３の側に吸引されることがない。従って、ガスシリンダ装置２０がピストン２４に近接配置されるフリーピストン２７を有するとともに、ピストン２４にアブソーバ弁２８とリターン弁２９を有し、推進ユニット１５が障害物と衝突してピストン２４及びピストンロッド２２が一旦伸長動作したときにも、ガス室３１の油がポペット弁６３を開いてフリーピストン２７の下側のピストン側油室２６に補給されず、結果として、衝突の前後で、フリーピストン２７の停留位置を変位させることがない。シリンダブロック２１に対するピストンロッド２２の衝撃吸収後における復帰位置を、衝撃吸収前の停留位置に一致させることができる。
【００４８】
▲５▼回転板７３のボール作動面７４と各ポペット弁６１〜６３のボール７５〜７７を挟む部分の形状の調整により、各ポペット弁６１〜６３の開閉タイミングを調整できる。例えば、回転板７３のボール作動面７４に設ける凹み７４Ａの深さを調整し、ガス室３１に対応するポペット弁６３を先行させて開き、続いて他のポペット弁６１、６２を開く等ができる。
【００４９】
▲６▼弁ケース５１（キャップ５２）と回転板７３の間にスラストワッシャ９１を介装することにより、回転板７３と弁ケース５１（キャップ５２）の摩擦ずれを防止し、磨耗粉の発生を防止し、回転板７３の回転をスムースに行なうことができる。弁ガイド５４と回転板７３の間に介装されるスラストワッシャ９２によっても同様の作用がある。
【００５０】
（第２実施形態）
第２実施形態のガスシリンダ装置２０が、第１実施形態のガスシリンダ装置２０と異なる点は、ガス室３１（下部油室３３）を連絡室５３に連絡する連絡路３６に設けたポペット弁６３を撤去し、ガス室３１（下部油室３３）を連絡室５３に直に連絡する。そして、ピストンロッド側油室２５、ピストン側油室２６のそれぞれを連絡室５３に連絡する連絡路３４、３５に設けたポペット弁６１、６２の開弁圧をガス室３１のガス封入圧より高く設定した。
【００５１】
第２実施形態のガスシリンダ装置２０では、ポペット弁をポペット弁６１、６２の２つだけとし、ポペット弁６１、６２の開弁圧をそれらのバルブスプリング６７によりガス室３１のガス封入圧より高く設定することで、ポペット弁６１、６２が閉じ状態にあるときに推進ユニット１５に障害物が衝突しても、ポペット弁６２が開くことがない構造であり、ガス室３１が連絡室５３に常に連通していても、ピストンロッド側油室２５及びピストン側油室２６に油が流れることがなく、フリーピストン２７は移動しない。
【００５２】
第２実施形態のガスシリンダ装置２０によれば、２つのポペット弁６１、６２を用いるだけで、第１実施形態における前述▲１▼〜▲６▼と同様の作用を奏する。
【００５３】
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。例えば、本発明の実施において、逆止弁はポペット弁に限らない。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、船舶用ガスシリンダ装置において、推進機を軽い力でアップ／ダウン可能にするとともに、切換弁装置を小型簡素にすることができる。
【００５５】
また、本発明によれば、船舶用ガスシリンダ装置において、障害物との衝突の前後で、フリーピストンの停留位置を変位させないようにすることができる。
【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はガスシリンダ装置を示す断面図である。
【図３】図３は図２の側面図である。
【図４】図４は図２の平面図である。
【図５】図５は図２のＶ−Ｖ線に沿う矢視図である。
【図６】図６は図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。
【図７】図７は図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。
【図８】図８は図５のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図９】図９はガスシリンダ装置の油圧回路図である。
【符号の説明】
１０ 船舶推進機
１１ 船体
１５ 推進ユニット（推進機）
２０ ガスシリンダ装置
２１ シリンダブロック
２２ ピストンロッド
２３ ロッドガイド
２４ ピストン
２５ ピストンロッド側油室
２６ ピストン側油室
３１ ガス室
３４〜３６ 連絡路
５０ 切換弁装置
５１ 弁ケース
５３ 連絡室
６１〜６３ ポペット弁（逆止弁）
７３ 回転板（回転体）
７４ ボール作動面
７５〜７７ ボール
９１ スラストワッシャ
Claims (5)
- シリンダブロックを船体と推進機の一方に連結し、シリンダブロックに設けたロッドガイドからシリンダブロック内に挿入されたピストンロッドを船体と推進機の他方に連結し、
シリンダブロック内にピストンロッド収容側のピストンロッド側油室と、ピストンロッド非収容側のピストン側油室を設け、
ピストンロッド側油室とピストン側油室に連絡可能にされるガス室をシリンダブロックに一体に形成し、
ピストンロッド側油室とピストン側油室とガス室の連絡状態を切換え可能にする切換弁装置をシリンダブロックに設けてなる船舶用ガスシリンダ装置において、
切換弁装置は、ピストンロッド側油室を連絡室に連絡する連絡路に、ピストンロッド側油室の油圧により閉じる逆止弁を設け、ピストン側油室を連絡室に連絡する連絡路に、ピストン側油室の油圧により閉じる逆止弁を設け、ガス室を連絡室に連絡する連絡路に、ガス室の油圧により閉じる逆止弁を設け、
切換弁装置は、全ての逆止弁を一度に開閉操作可能にし、開き操作によって全ての逆止弁を開くことにより、全ての連絡路を連絡室で互いに連絡可能にするとともに、閉じ操作によって全ての逆止弁を閉じることにより、全ての連絡路を連絡室に対して遮断可能にすることを特徴とする船舶用ガスシリンダ装置。 - 前記切換弁装置が、弁ケースに設けた連絡室に各連絡路のポートを開口し、各連絡路のポートのそれぞれに前記各逆止弁を配置し、弁ケースに支持される回転体のボール作動面と上記各逆止弁との間にボールを挟み、回転体の回転操作によりボールを介して各逆止弁を対応するポートに接離させる請求項１に記載の船舶用ガスシリンダ装置。
- シリンダブロックを船体と推進機の一方に連結し、シリンダブロックに設けたロッドガイドからシリンダブロック内に挿入されたピストンロッドを船体と推進機の他方に連結し、
シリンダブロック内にピストンロッド収容側のピストンロッド側油室と、ピストンロッド非収容側のピストン側油室を設け、
ピストンロッド側油室とピストン側油室に連絡可能にされるガス室をシリンダブロックに一体に形成し、
ピストンロッド側油室とピストン側油室とガス室の連絡状態を切換え可能にする切換弁装置をシリンダブロックに設けてなる船舶用ガスシリンダ装置において、
切換弁装置は、ガス室を連絡室に連絡するとともに、ピストンロッド側油室を連絡室に連絡する連絡路に、ピストンロッド側油室の油圧により閉じる逆止弁を設け、ピストン側油室を連絡室に連絡する連絡路に、ピストン側油室の油圧により閉じる逆止弁を設け、
切換弁装置は、全ての逆止弁を一度に開閉操作可能にし、開き操作によって全ての逆止弁を開くことにより、全ての連絡路を連絡室で互いに連絡可能にするとともに、閉じ操作によって全ての逆止弁を閉じることにより、全ての連絡路を連絡室に対して遮断可能にするものであり、
切換弁装置は、弁ケースに設けた連絡室に各連絡路のポートを開口し、ピストンロッド側油室の連絡路のポートと、ピストン側油室の連絡路のポートのそれぞれに前記ガス封入圧より高い開弁圧の各逆止弁を配置し、弁ケースに支持される回転体のボール作動面と上記各逆止弁との間にボールを挟み、回転体の回転操作によりボールを介して各逆止弁を対応するポートに接離させることを特徴とする船舶用ガスシリンダ装置。 - 前記切換弁装置が、回転体のボール作動面と各逆止弁のボールを挟む部分の形状の調整により、回転体の回転操作にともなう各逆止弁の開閉タイミングを調整可能にする請求項１又は３に記載の船舶用ガスシリンダ装置。
- 前記弁ケースと回転体との間にスラストワッシャを介装した請求項１、３又は４に記載の船舶用ガスシリンダ装置。
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