JP2012086666A

JP2012086666A - 船舶推進機用トリム・チルト装置

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Publication number: JP2012086666A
Application number: JP2010234816A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Sadakata; 和彦定方; Hayato Tsutsui; 隼人筒井
Original assignee: Showa Corp
Current assignee: Showa Corp
Priority date: 2010-10-19
Filing date: 2010-10-19
Publication date: 2012-05-10
Anticipated expiration: 2030-10-19
Also published as: JP5610971B2

Abstract

【課題】船舶推進機に対する水中障害物の衝突による衝撃力が過大になるときでも、過大な衝撃力を吸収することのできる船舶推進機用トリム・チルト装置を提供する。
【解決手段】船舶推進機用トリム・チルト装置において、チルトピストン７１に設けられているショックリリーフ弁７３の第１チルト室４２Ａに連通する入口７３Ａを、ピストンロッド６１の伸長端で第１トリム室との連通路４６に導く油路７３Ｂが、該チルトピストン７１に設けられてなるもの。
【選択図】図９

Description

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。

船外機用トリム・チルト装置として、特許文献１に記載の如く、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であり、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、トリムピストンとチルトピストンに挟まれるシリンダ内に配置され、第２トリム室と第２チルト室を区画するフリーピストンとを有してなるものがある。

この船舶推進機用トリム・チルト装置は、第１チルト室の作動油を設定圧で第２チルト室に移送するショックリリーフ弁と、第２チルト室の作動油を第１チルト室に戻すリターン弁を、チルトピストンに設けている。

これにより、船舶推進機による船体の前進航走中に、船舶推進機への流木等の水中障害物の衝突により、シリンダ装置の伸長方向への衝撃力が加わると、これによって昇圧する第１チルト室の作動油がショックリリーフ弁を開いて、第２チルト室に移送され、ピストンロッド及びチルトピストンが伸長して船舶推進機が跳ね上がり、上述の衝撃力を吸収する。

特許4132440

しかしながら、特許文献１に記載の船舶推進機用トリム・チルト装置は、船舶推進機への水中障害物の衝突時に、ピストンロッド及びチルトピストンをシリンダのチルト室内で伸長動作させることにより、前述の衝撃力を吸収しようとするものであるに過ぎない。

従って、水中障害物との衝突によってシリンダ装置に加わる衝撃力が過大であり、ピストンロッド及びチルトピストンがシリンダのチルト室内で最伸長までチルト動作し、チルトピストンの上端面がシリンダの天面に衝接するに至ると、チルトピストンの上端面に設けられている、ショックリリーフ弁の第１チルト室に臨んでいた入口がシリンダの天面によって閉じられる。

このため、ピストンロッド及びチルトピストンがシリンダのチルト室内で最伸長に達した後もなお、シリンダ装置によって伸長方向への過大な衝撃力が加わり続けるような場合には、この過大な衝撃力がシリンダ及びトリムピストンをハウジングのトリム室内で伸長方向に移動させようとするものになる。ところが、船舶推進機に水中障害物が衝突する前進航走時には作動油給排装置のポンプが停止し、シリンダ装置への油圧流路はロックされている。従い、トリムピストンは密閉されている第１トリム室を異常に加圧し、ハウジングの第１トリム室を区画しているシリンダガイドを破損したり、作動油給排装置の油圧流路を破損するおそれがある。

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、船舶推進機に対する水中障害物の衝突による衝撃力が過大になるとき、ピストンロッド及びチルトピストンをシリンダのチルト室内で最伸長まで伸長動作させた後、更に、シリンダ及びトリムピストンをハウジングのトリム室内で伸長動作させ、過大な衝撃力を吸収することにある。

請求項１に係る発明は、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ものであり、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、トリムピストンとチルトピストンに挟まれるシリンダ内に配置され、第２トリム室と第２チルト室を区画するフリーピストンとを有してなる船舶推進機用トリム・チルト装置において、第１トリム室と第１チルト室を連通する連通路をシリンダに設け、第１トリム室と第１チルト室の作動油を設定圧で第２チルト室に移送するショックリリーフ弁と、第２チルト室の作動油を第１チルト室に戻すリターン弁を、チルトピストンに設け、チルトピストンに設けられているショックリリーフ弁の第１チルト室に連通する入口を、ピストンロッドの伸長端で第１トリム室との連通路に導く油路が、該チルトピストンに設けられてなるようにしたものである。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において更に、前記チルトピストンに設けられる油路が、ピストンロッドの伸長端でシリンダに衝接する該チルトピストンの端面における、ショックリリーフ弁の入口まわりに設けられる溝状油路からなるようにしたものである。

請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明において更に、前記チルトピストンに設けられる油路が、ピストンロッドの伸長端でシリンダに衝接する該チルトピストンの細径外周部の側面に開口する孔状油路からなるようにしたものである。

（請求項１）
(a)チルトピストンに設けられているショックリリーフ弁の第１チルト室に連通する入口を、ピストンロッドの伸長端で第１トリム室との連通路に導く油路が、該チルトピストンに設けられる。従って、水中障害物との衝突によってシリンダ装置に加わる衝撃力が過大であり、ピストンロッド及びチルトピストンがシリンダのチルト室内で最伸長までチルト動作し、チルトピストンの上端面がシリンダの天面に衝接するに至ったとき、チルトピストンに設けられているショックリリーフ弁の第１チルト室に臨んでいた入口が、該チルトピストンに設けられた油路を介して第１トリム室との連通路に導かれる。

このため、ピストンロッド及びチルトピストンがシリンダのチルト室内で最伸長に達した後もなお、シリンダ装置に伸長方向への過大な衝撃力が加わり続けるとき、これによって昇圧される第１トリム室の作動油が上記油路からショックリリーフ弁を開いて第２チルト室に移送され（チルトピストンとフリーピストンの間の第２チルト室は、チルトピストンの急激な伸長動作によって負圧状態にあり、第１トリム室の昇圧された作動油を受入れできる）、シリンダ及びトリムピストンが伸長して上述の過大な衝撃力を吸収する。これにより、第１トリム室の異常加圧を防止し、ハウジングの第１トリム室を区画しているシリンダガイドの破損や、作動油給排装置の油圧流路の破損を回避できる。

（請求項２）
(b)上述(a)のチルトピストンに設けられる油路を、ピストンロッドの伸長端でシリンダに衝接する該チルトピストンの上端面における、ショックリリーフ弁の入口まわりに設けられる溝状油路により簡易に形成できる。

（請求項３）
(c)上述(a)のチルトピストンに設けられる油路を、ピストンロッドの伸長端でシリンダに衝接する該チルトピストンの細径外周部の側面に開口する孔状油路により簡易に形成できる。

図１は船舶推進機を示す模式図である。図２はトリム・チルト装置を示す断面図である。図３はトリム・チルト装置の油圧回路図である。図４はトリムダウン状態を示す断面図である。図５はトリム動作状態を示す断面図である。図６は流木衝突によるチルトピストンの伸長状態を示す断面図である。図７は流木衝突によるチルトピストンの最伸長状態を示す断面図である。図８は流木衝突によるトリムピストンの伸長状態を示す断面図である。図９は図８の要部拡大図である。図１０はチルトピストンを示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は端面図である。図１１は本発明の変形例を示す断面図である。

船舶推進機１０（船外機、但し船内外機であっても良い）は、図１に示す如く、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が略水平軸まわ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が転舵軸まわ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。

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。

（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２、図３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。

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、ハウジング３１の開口端に螺着されるとともに、トリム室３２に密接するＯリング等のシール部材３５を備えるとともに、シリンダ４１の外面に摺接するＯリング等のシール部材３６を備える。

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の端部に螺着されて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。

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部４３からチルト室４２に伸縮可能に挿入している。ロッドガイド部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を備える。ピストンロッド６１は取付ジョイント６２にスイベルブラケット１４への取付ピン挿着孔６２Ａを備える。

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の端部に座金７１Ａを介してナット７１Ｂにより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。

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８２を備える。

また、シリンダ装置２１にあっては、シリンダ４１を鉄系材料により鍛造成形されたものとし、外パイプ４１Ｂと前述のロッドガイド部４３を鍛造により一体成形し、組立工数を削減し、且つ強度面でも高強度化している。そして、シリンダ４１は、ロッドガイド部４３の内端面に設けた凹部と、外パイプ４１Ｂに螺着される前述のトリムピストン５１の内端面に設けた凹部との間に内パイプ４１Ａを挟持し、チルトシリンダ組立体としている。これにより、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。連通路４６は内パイプ４１Ａの上端面周りにおけるロッドガイド部４３の天面に設けた通路４６Ａを介して第１チルト室４２Ａに連通し、外パイプ４１Ｂの下端面周りにおけるトリムピストン５１に設けた通路４６Ｂを介して第１トリム室３２Ａに連通する。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の連通路４６、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。

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をフリーピストン８１に臨ませ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（図２では不図示）に直接接続され、第２チルト室４２Ｂは、フリーピストン８１、トリムピストン５１の連通路５３を介して、第２トリム室３２Ｂと接する。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。

（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。

このとき、シリンダ装置２１は、ハウジング３１の側傍にポンプハウジング２７をボルトにより固定し、ポンプハウジング２７の内部をタンク２５としている。そして、タンク２５内にあるモータ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の出力軸とポンプ２４の被動軸とが接続されている。

また、シリンダ装置２１にあっては、シリンダ４１がトリム動作域でハウジング３１のシリンダガイド３４から外方に突き出る部分を、作動油給排装置２２を構成するサブタンクハウジング２８により覆っている。サブタンクハウジング２８は例えば樹脂製からなり、サブタンクハウジング２８の下端開口部をシリンダガイド３４まわりに嵌合し、サブタンクハウジング２８の下端フランジ部２８ＡをＯリングを介してハウジング３１の開口端面にボルトにより液密に締結してある。そして、サブタンクハウジング２８の上端開口部にはピストンロッド６１を液密に摺接可能とするオイルシール等のシール部材２８Ｂを設けてある。これにより、サブタンクハウジング２８は、シリンダ４１とピストンロッド６１の長手方向に沿ってそれらシリンダ４１、ピストンロッド６１の周囲に一定の間隙を介するように立設されてサブタンク２８Ｃを形成し、このサブタンク２８Ｃを、サブタンクハウジング２８に設けた連絡口部２８Ｄをポンプハウジング２７の側壁にＯリング等を介して液密に貫通せしめることにより、ポンプハウジング２７の内部のタンク２５に連通させている。

尚、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もポンプハウジング２７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１０６Ａ、伸側緩衝弁１０６Ｂ、手動切替弁１０７を設けている。

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。

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。

ポンプ２４とタンク２５との接続管路９４Ａ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。

ポンプ２４とタンク２５との接続管路９４Ｂ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。

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。

伸側リリーフ弁１０５は、シャトルピストン１１１に内蔵され、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。

縮側緩衝弁１０６Ａ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。

伸側緩衝弁１０６Ｂ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を伸長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。

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。

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
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３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に密接しているフリーピストン８１及びチルトピストン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の受圧面積の方がフリーピストン８１及びチルトピストン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。

(2)チルトアップ
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のロッドガイド部４３に設けた通路４６Ａ、シリンダ４１の連通路４６、トリムピストン５１に設けた通路４６Ｂ、第１トリム室３２Ａを介して第１流路９１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たるシリンダ４１のロッドガイド部４３の天面に衝合するに至り、最大チルトアップとなる。

(3)チルトダウン
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３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４６Ｂ、シリンダ４１の連通路４６、通路４６Ａ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及びフリーピストン８１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及びフリーピストン８１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トリム室３２Ｂの作動油が第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及びフリーピストン８１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。

(4)トリムダウン
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。

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。アップ時のピストンロッド６１の移行速度は、「トリム域＜チルト域（チルト域の方がトリム域より高速）」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（トリム域の方がチルト域より大きな力）」であり、ダウン時のピストンロッド６１の移行速度は、「トリム域＜チルト域（チルト域の方がトリム域より高速）」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（チルト域の方がトリム域より大きな力）」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。

しかるに、トリム・チルト装置２０にあっては、推進ユニット１５による船体１１の前進航走中に、推進ユニット１５に対する水中障害物の衝突による衝撃力が過大になるとき、ピストンロッド６１及びチルトピストン７１をシリンダ４１のチルト室４２内で最伸長まで伸長させた後、更に、シリンダ４１及びトリムピストン５１をハウジング３１のトリム室３２内で伸長動作させ、過大な衝撃力を吸収するため、下記(A)〜(C)の構成を具備する（図２、図３、図９、図１０）

(A)第１トリム室３２Ａと第１チルト室４２Ａを連通する連通路４６をシリンダ４１に設ける。

(B)第１トリム室３２Ａと第２チルト室４２Ａの作動油を設定圧で第２チルト室４２Ｂに移送するショックリリーフ弁７３と、第２チルト室４２Ｂの作動油を第１チルト室４２Ａに戻すリターン弁７４を、チルトピストン７１に設ける。本実施例では、４個のショックリリーフ弁７３と１個のリターン弁７４をチルトピストン７１に設けてある。

(C)チルトピストン７１に設けられているショックリリーフ弁７３の第１チルト室４２Ａに連通する入口７３Ａを、ピストンロッド６１がシリンダ４１から突き出る伸長端で第１トリム室３２Ａとの連通路４６に導く油路７３Ｂがチルトピストン７１に設けられる。

本実施例では、チルトピストン７１に設けられる油路７３Ｂが、ピストンロッド６１の伸長端でシリンダ４１のロッドガイド部４３の天面に衝接するチルトピストン７１の上端面における、ショックリリーフ弁７３の入口７３Ａまわりに凹設される溝状油路からなる。

このとき、チルトピストン７１の上端寄り外周部７１Ｒは、シリンダ４１の内パイプ４１Ａの内周に摺接する下端側外周より細径をなし、シリンダ４１の内パイプ４１Ａの内周との間に常時第１チルト室４２Ａを形成する。溝状油路７３Ｂはショックリリーフ弁７３の入口７３Ａまわりからチルトピストン７１の上端寄り細径外周部７１Ｒにまで展開される（図９、図１０）。ピストンロッド６１の伸長端でロッドガイド部４３の天面に衝接したチルトピストン７１は、第１チルト室４２Ａの最上部に、ショックリリーフ弁７３の入口７３Ａが開口する油路７３Ｂの溝状スペースをロッドガイド部４３の天面下に形成するとともに、この油路７３Ｂの溝状スペースが開口する環状スペースを内パイプ４１Ａの内周に形成する。そして、シリンダ４１のロッドガイド部４３に設けてある連通路４６の通路４６Ａが、第１チルト室４２Ａの最上部の上述の溝状スペースと環状スペースに連通するものになる。

従って、トリム・チルト装置２０は、推進ユニット１５による船体１１の前進航走中に、推進ユニット１５に対する水中障害物の衝突による衝撃力を受けたとき、以下の如くに推進ユニット１５を跳ね上げ動作する。

(1)トリム・チルト装置２０は、船体１１の前進航走時に、作動油給排装置２２のポンプ２４により第２トリム室３２Ｂに作動油を供給し、トリムピストン５１を図４から図５の如くにトリムアップ動作する。ピストンロッド６１及びチルトピストン７１をシリンダ４１に対する収縮位置に位置付けたまま、シリンダ４１及びピストンロッド６１をハウジング３１の外方へ突き出す（図５）。これにより、推進ユニット１５をトリム域内の所定位置に位置付け、船体１１に最適な前進航走姿勢を確保したとき、作動油給排装置２２のポンプ２４を停止し、トリム・チルト装置２０への油圧流量をロックする。

(2)前述(1)の前進航走中に、推進ユニット１５への流木等の水中障害物の衝突が生じ、シリンダ装置２１のピストンロッド６１に伸長方向への衝撃力が加わると、これによって昇圧する第１チルト室４２Ａの作動油がショックリリーフ弁７３を開いて、チルトピストン７１とフリーピストン８１の間の第２チルト室４２Ｂに移送され、ピストンロッド６１及びチルトピストン７１がシリンダ４１のチルト室４２内で図６の如くに伸長して推進ユニット１５を跳ね上げ、上述の衝撃力を吸収する。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。

尚、水中障害物との衝突による衝撃力が上述(2)で吸収し終われば、推進ユニット１５の自重や船体１１の前進推力でピストンロッド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）に戻ろうとし、これによってリターン弁７４が開く。チルトピストン７１とフリーピストン８１との間の第２チルト室４２Ｂの作動油を第１チルト室４２Ａに戻す。

(3)水中障害物との衝突による衝撃力が上述(2)で吸収しきれないときには、シリンダ装置２１のピストンロッド６１に作用し続ける伸長方向への衝撃力が第１チルト室４２Ａの作動油を昇圧し続けてショックリリーフ弁７３を開き続け、この第１チルト室４２Ａの作動油をチルトピストン７１とフリーピストン８１との間の第２チルト室４２Ｂに移送し続ける。そして、ピストンロッド６１及びチルトピストン７１はシリンダ４１のチルト室４２内で最伸長まで伸長し、チルトピストン７１の上端面が図７に示す如く、シリンダ４１のロッドガイド部４３の天面に衝接するに至る。

(4)ピストンロッド６１及びチルトピストン７１がシリンダ４１のチルト室４２内で上述(3)の如くに最伸長に達したとき、水中障害物との衝突による衝撃力が過大であってなお吸収しきれない場合には、この過大な衝撃力がシリンダ４１及びトリムピストン５１をハウジング３１のトリム室３２内で伸長方向に移動させようとするものになる。ところが、推進ユニット１５に水中障害物が衝突する前進航走時には作動油給排装置２２のポンプ２４が停止し、シリンダ装置２１への油圧流路はロックされている。従い、トリムピストン５１は密閉されている第１トリム室３２Ａを加圧するものになるが、本実施例では、チルトピストン７１に設けられているショックリリーフ弁７３の第１チルト室４２Ａに臨んでいる入口７３Ａが、該チルトピストン７１に設けられた油路７３Ｂを介して第１トリム室３２Ａとの連通路４６に導かれている。

このため、過大な衝撃力を受けた上述のトリムピストン５１によって加圧された第１トリム室３２Ａの作動油は、上述の連通路４６、油路７３Ｂを介してショックリリーフ弁７３を開き、第２チルト室４２Ｂに移送され、結果としてシリンダ４１及びトリムピストン５１がトリム動作可能域（シリンダ装置２１がトリムアップ完了していない状態）で伸長して上述の過大な衝撃力を吸収する。

尚、トリム・チルト装置２０は、フリーピストン８１にリセット逆止弁８３を有している。船舶推進機１０の前進中の障害物との衝突、前進中のブレーキ操作時、ある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、ショックリリーフ弁７３が開いてピストンロッド６１が延び、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との間に入った状態で、かつフリーピストン８１が最下点にあるとき、これをポンプ作動によりピストンロッド６１を圧縮させながら前進したとき、リセット逆止弁８３が開いてチルトピストン７１とフリーピストン８１が接するもとの位置にリセットされる。リセット逆止弁８３は、船体１１の停泊中に、チルトピストン７１とフリーピストン８１の間に入った油の気温による膨張分を逃がす働きもある。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)チルトピストン７１に設けられているショックリリーフ弁７３の第１チルト室４２Ａに連通する入口７３Ａを、ピストンロッド６１の伸長端で第１トリム室３２Ａとの連通路４６に導く油路７３Ｂが、該チルトピストン７１に設けられる。従って、水中障害物との衝突によってシリンダ装置２１に加わる衝撃力が過大であり、ピストンロッド６１及びチルトピストン７１がシリンダ４１のチルト室４２内で最伸長までチルト動作し、チルトピストン７１の上端面がシリンダ４１の天面に衝接するに至ったとき、チルトピストン７１に設けられているショックリリーフ弁７３の第１チルト室４２Ａに臨んでいた入口７３Ａが、該チルトピストン７１に設けられた油路７３Ｂを介して第１トリム室３２Ａとの連通路４６に導かれる。

このため、ピストンロッド６１及びチルトピストン７１がシリンダ４１のチルト室４２内で最伸長に達した後もなお、シリンダ装置２１に伸長方向への過大な衝撃力が加わり続けるとき、これによって昇圧される第１トリム室３２Ａの作動油が上記油路７３Ｂからショックリリーフ弁７３を開いて第２チルト室３２Ｂに移送され（チルトピストン７１とフリーピストン８１の間の第２チルト室３２Ｂは、チルトピストン７１の急激な伸長動作によって負圧状態にあり、第１トリム室３２Ａの昇圧された作動油を受け入れできる）、シリンダ４１及びトリムピストン５１が伸長して上述の過大な衝撃力を吸収する。これにより、第１トリム室３２Ａの異常加圧を防止し、ハウジング３１の第１トリム室３２Ａを区画しているシリンダガイド３４の破損や、作動油給排装置２２の油圧流路の破損を回避できる。

(b)上述(a)のチルトピストン７１に設けられる油路７３Ｂを、ピストンロッド６１の伸長端でシリンダ４１に衝接する該チルトピストン７１の上端面における、ショックリリーフ弁７３の入口７３Ａまわりに設けられる溝状油路７３Ｂにより簡易に形成できる。

図１１は本発明の変形例を示し、チルトピストン７１に設けられてショックリリーフ弁７３の入口７３Ａを、ピストンロッド６１がシリンダ４１から突き出る伸長端で第１トリム室３２Ａとの連通路４６に導く油路７３Ｂが、ピストンロッド６１の伸長端でシリンダ４１のロッドガイド部４３の天面に衝接するチルトピストン７１の細径外周部７１Ｒの側面に開口する孔状油路からなるものにした。油路７３Ｂを簡易に形成できる。

従って、図１１の変形例では、ピストンロッド６１の伸長端でロッドガイド部４３の天面に衝接したチルトピストン７１の細径外周部７１Ｒが、第１チルト室４２Ａの最上部において、ショックリリーフ弁７３の入口７３Ａに連通している孔状油路７３Ｂが開口する環状スペースを内パイプ４１Ａの内周に形成する。そして、シリンダ４１のロッドガイド部４３に設けてある連通路４６の通路４６Ａが、第１チルト室４２Ａの最上部の上述の環状スペースに連通するものになる。

尚、図１１の変形例では、チルトピストン７１に設けるショックリリーフ弁７３の入口７３Ａをチルトピストン７１の上端面に開口し、この入口７３Ａの中間部に横孔状に交差する孔状油路７３Ｂを設けた。但し、チルトピストン７１にあっては、ショックリリーフ弁７３の入口７３Ａをチルトピストン７１の上端面に開口せず、チルトピストン７１の内部で入口７３Ａと孔状油路７３ＢをＬ字状に交差させても良い。

以上、本発明の実施例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例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。

本発明は、船舶推進機用トリム・チルト装置において、第１トリム室と第１チルト室を連通する連通路をシリンダに設け、第１トリム室と第１チルト室の作動油を設定圧で第２チルト室に移送するショックリリーフ弁と、第２チルト室の作動油を第１チルト室に戻すリターン弁を、チルトピストンに設け、チルトピストンに設けられているショックリリーフ弁の第１チルト室に連通する入口を、ピストンロッドの伸長端で第１トリム室との連通路に導く油路が、該チルトピストンに設けられる。これにより、船舶推進機用トリム・チルト装置において、船舶推進機に対する水中障害物の衝突による衝撃力が過大になるとき、ピストンロッド及びチルトピストンをシリンダのチルト室内で最伸長まで伸長動作させた後、更に、シリンダ及びトリムピストンをハウジングのトリム室内で伸長動作させ、過大な衝撃力を吸収することができる。

１０船舶推進機
１１船体
１５推進ユニット（船舶推進機）
２０トリム・チルト装置
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
２８サブタンクハウジング
２８Ｃサブタンク
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
３４シリンダガイド
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
７３ショックリリーフ弁
７３Ａ入口
７３Ｂ油路
７４リターン弁
８１フリーピストン

Claims

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であり、
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、
トリムピストンとチルトピストンに挟まれるシリンダ内に配置され、第２トリム室と第２チルト室を区画するフリーピストンとを有してなる船舶推進機用トリム・チルト装置において、
第１トリム室と第１チルト室を連通する連通路をシリンダに設け、
第１トリム室と第１チルト室の作動油を設定圧で第２チルト室に移送するショックリリーフ弁と、第２チルト室の作動油を第１チルト室に戻すリターン弁を、チルトピストンに設け、
チルトピストンに設けられているショックリリーフ弁の第１チルト室に連通する入口を、ピストンロッドの伸長端で第１トリム室との連通路に導く油路が、該チルトピストンに設けら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。
前記チルトピストンに設けられる油路が、ピストンロッドの伸長端でシリンダに衝接する該チルトピストンの端面における、ショックリリーフ弁の入口まわりに設けられる溝状油路からなる請求項１に記載の船舶推進機用トリム・チルト装置。
前記チルトピストンに設けられる油路が、ピストンロッドの伸長端でシリンダに衝接する該チルトピストンの細径外周部の側面に開口する孔状油路からなる請求項１に記載の船舶推進機用トリム・チルト装置。