JP2698120B2 - 船舶用推進ユニットのトリム・チルト装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、船外機や船内外機などの船舶推進機におい
て推進ユニットをチルト軸回りに上下に回動させるトリ
ム・チルト装置に関する。

［従来の技術］ 船外機や船内外機などを持つ比較的小型の船舶では、
航走速度などの条件によって航走中の姿勢が変化し、そ
こで航走効率を高めるために推進ユニットの水平なチル
ト軸回りの傾斜角を調整（以下トリム調整という）する
ようにしたものがある。

一方、このような船舶を陸から進水させたり、逆に水
上から陸揚げする場合には、推進ユニットを水平なチル
ト軸回りに大きく傾斜させたりこの傾斜位置から逆に略
直立の状態まで回動させる操作（以下チルト操作とい
う）が必要である。

ここで、従来の船舶推進機のチルト装置の一例として
特開昭60−234096号公報に記載のものがある。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、トム調整もチルト操作も共通の油圧ポンプ
を利用して行なわれるのが一般的である。トリム調整に
ついては、航走中の艇体の姿勢制御のために推進ユニッ
トのトリム角を微調整できることが好ましく、従ってト
リム調整は低速で行なうのがよい。一方、チルト操作に
ついては、最大傾斜位置から略垂直位置の間に微調整は
ほとんど不要であり、共通の油圧ポンプを使用し、その
油圧ポンプの吐出能力が不変である限りトリム調整とチ
ルト操作の速度も不変である。

従って、トリム調整が良好に行なわれるように低速で
トリム角を微調整できるようにした場合においては、チ
ルト操作においても低速を余儀なくされるという問題が
ある。

本発明は、このような問題点に鑑みなされたもので、
その目的とするところは、ポンプ能力を変えることなし
に、かつトリム調整用のシリンダとチルト操作用のシリ
ンダを別途設けることなしにトリム調整における低速と
チルト操作における高速との両方を満足することができ
る船舶用推進ユニットのトリム・チルト装置を提供する
にある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、このような目的を達成するために、作動液
吐出方向が切変え可能な液圧ポンプと、ピストンロッド
が伸縮して推進ユニットを上下に回動させ、ピストンの
一方の液室の受圧断面積が他方の液室の受圧断面積と差
があるシリンダ装置と、液圧ポンプからの作動液をシリ
ンダ装置の一方の液室に導き、他方の液室から作動液を
液圧ポンプに環流させる連通路と、連通路に設けられ、
作動時にシリンダ装置の一方の液室と液圧ポンプとの連
通を遮断するとともに該一方の液室を他方の液室に短絡
させる通路切換手段と、を備えたものである。

［作用］ この構成により、通路切換手段を切換操作するだけ
で、２つの制御機能を提供することができる。すなわ
ち、連通路が遮断されない通常の状態では、液圧ポンプ
による圧力作動液の供給をシリンダ装置の一方の液室に
のみ行ない、他方の液室はシリンダ装置のピストンの動
きに対して受動的に作動液の液圧ポンプへの環流をし、
これを低速によるトリム調整のための仕様とし、通路切
換手段の切替えによって一方の液室を液圧ポンプとの連
通を遮断するとともに、この一方の液室を他方の液室に
短絡させることにより、シリンダ装置の両方の液室に同
時に液圧ポンプからの作動液の圧力を加え、両液室の受
圧断面積が異なることに基き、この受圧断面積の差の分
だけによってピストンを作動させて、ピストンロッドを
より高速で伸縮させ、これによって高速でチルト操作を
させる。

［実施例］ 以下本発明を図面に示す実施例に基いて説明する。

第１図には本発明が適用される一例としての船内外機
の側面図が示され、ここで、船体10にジンバルハウジン
グ11が固定され、ジンバルハウジング11に対してジンバ
ルハウジング12が左右方向に回動可能に支持され、この
ジンバルリング12に対して推進ユニット14を担持するス
イベルブラケット15がチルト軸16の回りに上下に回動可
能に支持されている。13は推進ユニット14の側壁に一対
設けられるシリンダ装置であり、このシリンダ装置13に
作動液が導入されることによりシリンダ装置13のピスト
ンロッド17が伸縮して推進ユニット14をチルト軸16の周
りに上下に回動させる。なお14Aはプロペラである。

第２図には前記シリンダ装置13を作動させる液圧シス
テムの一実施例が示されている。ここで各シリンダ装置
13は、ピストン18によって区画される上液室19と下液室
20を備え、上液室19はピストンロッド17が存在する側で
あるとともに、作動液が供給されることによりピストン
ロッド17を収縮させて推進ユニット14を下降させ、下液
室20に作動液が供給されることによりピストンロッド17
を伸長させて推進ユニット14を上昇させる。ここに22は
アブソーバ弁、23はリターン弁である。

符号24は、正逆転可能な電動モータ25によって作動液
の吐出方向が切換えられる液圧ポンプであり、液圧ポン
プ24の両吐出口26A、26Bは、主として、開閉装置28を介
し、連通路としての上室側管路30および下室側管路31を
介し、それぞれ各シリンダ装置13の上液室19と下液室20
に接続される。開閉装置28は周知のシャトルピストン32
を有し、液圧ポンプ24のいずれの側の吐出時にも作動し
てその逆止弁33、34を開き、前記一対の連通路を導通可
能としている。なお35は液圧ポンプ24が作動液を吐出口
26B側に吐出する時に開く逆止弁、38はこの場合の液圧
解放機能を有するリリーフ弁、37は液圧ポンプ24が作動
液を吐出口26A側に吐出する場合に開くリリーフ弁、36
はこの場合における液圧解放機能を有するリリーフ弁、
39はこれら弁が接続されているリザーバである。

上室側管路30と下室側管路31の中間部に両者をつなぐ
とともにそれぞれ逆止弁43、44を有する補助管路41が配
設され、この補助管路41に手動リリーフ弁42が接続され
ている。この手動リリーフ弁42は、液圧ポンプ24の作動
不良時などにおいて手動で開かれることによりシリンダ
装置13に対する作動液の流れを発生させるものである。
なお符号45はマニホールドであり、船体の内外に延在す
る上室側管路30、下室側管路31を互いに接続するととも
にその管路をシリンダの数だけ分岐させるものである
（第１図参照）。

通路切換手段としての通路切換弁48が、この実施例で
は上室側管路30の途中に設けられ、下室側管路31の途中
に接続されたバイパス管路49がこの通路切換弁48に接続
されている。通路切換弁48は手動レバー50の回動操作に
より、手動レバー50の軸に一体に固定されたカム51を介
して手動で操作されるようになっており、第２図に示す
ようにカム51が低速位置にある時に通路切換弁48は上室
側管路30を遮断せずにそのまま導通せしめるとともにバ
イパス管路49を遮断し、カム51が第３図に示すように高
速位置に回動された場合には上室側管路30の導通をその
位置で遮断するとともにシリンダ装置偏りの上室側管路
30をバイパス管路49に連通せしめる。

次に上記実施例の作動につき、まず第２図に示すよう
な手動レバー50が低速位置にある場合について説明す
る。なおこの場合はトリム調整に適した状態である。今
液圧ポンプ24から作動液が吐出口26B側に吐出される場
合、この作動液は、液圧ポンプ24の作動によって開く開
閉装置28の逆止弁34を介して下室側管路31を通り、各シ
リンダ装置13の下液室20に導かれてピストンロッド17を
伸長させ、トリムアップする。この場合、トリムアップ
速度V₁は、液圧ポンプ24の作動液の吐出流量をQ₀、シリ
ンダ装置13の内径の受圧断面積をS₁とすると、 V₁＝Q₀/S₁ となる。この時、シリンダ装置13の上液室19より液圧ポ
ンプ24に環流される作動液のQ₂は、上液室19にピストン
ロッド17が存在するためにその断面積がピストンロッド
17の断面積S₂だけ少なくなるため Q₂｛（S₁−S₂）/S₁｝・Q₀ となり、液圧ポンプ24の作動液の吐出流量Q₀より不足す
るため、その不足分は逆止弁35を介してリザーバ39から
吸引される。

一方液圧ポンプ24から作動液が吐出口26A側に吐出さ
れる場合、その作動液は開閉装置28の逆止弁33から、導
通している上室側管路30を介し各シリンダ装置13の上液
室19に供給され、一方下液室20には液圧ポンプ24による
吸引圧力が作用して作動液が液圧ポンプ24に戻され、ト
リムダウンする。このトリムダウンの際の速度V₁′も、
ピストンロッド17の収縮が液圧ポンプ24による下液室20
からの作動液の吸引量により行なわれるため、液圧ポン
プ24の吐出方向切換の際の吐出能力が等しければ V₁′＝V₁ となる。この時、シリンダ装置13の上液室19に供給され
る作動液の流量は前述のQ₂の値となり、液圧ポンプ24が
吸引した流量Q₀より少ないため、液圧ポンプ24より吐出
された過剰な作動液はリリーフ弁36を押し開けてリザー
バ39に排出される。

すなわち、この場合には、ピストンロッド17の伸縮速
度は、シリンダ装置13の下液室20に対する作動液の供給
流量もしくは吸引流量に左右され、その速度はV₁で表さ
れ、上液室19に対する作動液の流入はこれに追従するの
みである。

次に手動レバー50を高速側に切換えると、第３図に示
すようにカム51により通路切換弁48は図の左側に移動す
る。この状態では上室側管路30はその途中で遮断され、
シリンダ装置13側の上室側管路30はバイパス管路49と連
通するように切換えられる。すなわち、シリンダ装置13
の上液室19は上室側管路30、バイパス管路49、下室側管
路31を介し下液室20に連通するようになる。

液圧ポンプ24が静止している時は、開閉装置28の逆止
弁33、34が閉じており、作動液は移動しない。シリンダ
装置13の上液室19と下液室20は連通しているものの、上
液室19の断面積と下液室20の断面積が異なるため、ピス
トンが移動するためには余剰または不足する作動液を排
出または吸入する必要があるが、作動液が移動しないた
め結局ピストンロッド17はその位置に静止することにな
る。

液圧ポンプ24がチルトアップ側、すなわち吐出口26B
側に作動液を吐出する場合、開閉装置28の逆止弁34が開
いて作動液は下室側管路31を経てシリンダ装置13の下液
室20に送られるとともに、同時に途中分岐してバイパス
管路49、通路切換弁48、上室側管路30を経てシリンダ装
置13の上液室19にも供給される。ここで、上液室19の受
圧断面積は下液室20の受圧断面積よりもピストンロッド
17の断面積分だけ小さいため、ピストン18はピストンロ
ッド17を伸長させる方向に推力を受けて、上液室19の作
動液を逆に上室側管路30から通路切換弁48、バイパス管
路49を経由して、液圧ポンプ24から送られてくる作動液
と合流させ、シリンダ装置13の下液室20に供給させる。

この場合、液圧ポンプ24から吐出される作動液の液量
がQ₀であれば、下液室20に流入する作動液の流量をQ₁、
上液室19から流出する流量をQ₂とすると Q₁＝Q₀＋Q₂ となる。前述のように、 Q₂＝｛（S₁−S₂）/S₁｝・Q₁ であるから、 Q₁＝（S₁/S₂）・Q₀ となる。従って、この流量Q₁によりピストンロッド17が
伸長する速度V₂は結局 V₂＝Q₁/S₁＝Q₀/S₂ となる。ゆえに、ピストンロッド17が伸長する速度は V₂＝Q₀/S₂＝（S₁/S₂）・V₁ となり、S₁/S₂倍の急速チルトアップが実現される。

なおこの動作において、液圧ポンプ24の吸入側である
吐出口26Aに接続されるリザーバ39は、通路切換弁48の
部分で遮断されているため、作動液の流量Q₀は全て逆止
弁35を経由し、リザーバ39から吸引することになる。

次に液圧ポンプ24がチルトダウン側すなわち吐出口26
A側へ作動液と吐出する場合、上記とは全く逆の動作で
シリンダ装置13の下液室20より作動液を吸引し、従って
前記V₁′に対し同様にS₁/S₂倍の速度でチルトダウンが
実現される。ここで、液圧ポンプ24に、リザーバ39から
作動液が液圧ポンプ24に向かって流れることを許容する
リリーフ弁37が設けられているので、吸引圧は有効にシ
リンダ装置13に伝わるようになっている。

第４図には本発明の第２実施例が示され、この実施例
が前記第１実施例と異なる主な点は、手動の通路切換弁
に変え、電磁式の通路切換弁54にしたことである。具体
的には、第４図において符号56はトリム・チルト操作用
の手動スイッチであり、そのアップ側端子は電動モータ
25の正転端子すなわちアップ側端子57に接続され、ダウ
ン側端子は電動モータ25の逆転端子すなわちダウン側端
子58に接続される、59はこのシステム用の電源である。
通路切換弁54の電磁コイル60は切換スイッチ61を介して
手動スイッチ56のアップ側端子に接続され、切換スイッ
チ61はシフト装置62の操作レバー63が中立位置にあると
きのみONするように制御される。なおシフト装置62にお
いて64は操作レバー63の軸に固定されたカム、65は操作
レバー63が中立位置にある時に前記切換スイッチ61をON
させる信号を発生するためのリミットスイッチなどの中
立検出器である。

この実施例では、シフト装置62の操作レバー63が前進
または後進位置にある場合には切換スイッチ61がOFFで
あるので通路切換弁54の電磁コイル60は励磁されず、従
って通路切換弁54は第４図の位置にあって上室側管路30
を遮断せずに導通させる。この状態でトリム操作用の手
動スイッチ56をアップ側もしくはダウン側の端子に切換
えれば、低速でトリム調整がなされる。

次にシフト装置62の操作レバー63が中立位置にある場
合には、その位置がカム64を介して中立検出器65によっ
て検出され、切換スイッチ61がONとなる。この実施例で
は切換スイッチ61は手動スイッチ56のアップ側端子のみ
に接続されているので、手動スイッチ56がアップ側位置
に切換えられると通路切換弁54の電磁コイル60は励磁さ
れ、通路切換弁54は第４図の右方向に移動して上室側管
路30を途中で遮断するとともにシリンダ装置13の上液室
19をバイパス管路49を介してシリンダ装置13の下液室20
に短絡させる。これにより、前述のようにチルトアップ
操作が高速でなされる。

この実施例は、シフト用の操作レバー63が前進もしく
は後進位置にある場合には推進ユニットを大きくチルト
アップもしくはダウンさせる必要が少ないことに鑑み、
かつチルトアップは高速である必要があるが、チルトダ
ウンは高速でなされる必要性が少ないことに鑑み、シフ
ト用の操作レバーが中立位置であってチルト用の操作が
アップ側に位置する場合にのみ高速でシリンダ装置13の
ピストンロッド17を作動させようとしたものである。な
お大きくチルトダウンさせる場合にも高速が必要な場合
には切換スイッチ61を手動スイッチ56のダウン側端子に
も接続するようにしておけばよい。

この第２実施例は電磁式の通路切換弁54をシフト位置
の判断に基いて行なうようにしたが、これに変え、エン
ジン回転速度による判別、イグニションスイッチONかOF
Fかによる判別、気化器のスロットル弁開度による判
別、船速による判別、トリム角度による判別等に基いて
通路切換弁54の切換えを行なってもよい。また切換スイ
ッチ61をなくし、手動スイッチ56のアップ側端子または
ダウン側端子もしくはその両方を２段切換え可能として
一方ではそのまま電動モータ25の端子に接続するととも
に他方では通路切換弁54の電磁コイル60に接続させるよ
うにしてもよい。

次に第５図には本発明の第３実施例が示され、この実
施例が第４図の第２実施例と異なる点は通路切換弁54を
下室側管路31側に設けた点である。この場合でもシフト
装置62の操作レバー63が前進もしくは後進位置にある場
合には第２実施例と全く同様の作用を奏するが、操作レ
バー63が中立位置となると通路切換弁54は下室側管路31
を遮断し、シリンダ装置13の下液室20を上室側管路30に
短絡させるので、手動スイッチ56をアップ側端子に接続
するとシリンダ装置13は逆に収縮して推進ユニットをチ
ルトダウンさせることになる。この不都合を解消するた
めに、シフト装置62の中立検出器65からの検出信号によ
り電動モータ25のアップ側端子57とダウン側端子58が逆
転するようにした反転スイッチ66を設ける必要がある。
すなわち、シフト用の操作レバー63が中立位置にあって
シリンダの作動が高速使用に切換えられた場合、電動モ
ータ25の極性が反転させられ、手動スイッチ56がアップ
側端子に接続されても推進ユニットがチルトダウンする
ことがないようにしている。

次に第６図には本発明の第４実施例が示され、この実
施例は、前述の各実施例が通路切換弁48をマニホールド
45よりも液圧ポンプ24側に配置して両方のシリンダ装置
13を同時に高速、低速に切換えるようにしたのに対し、
一方のシリンダ装置のみを高速、低速に切換えるように
したものである。すなわち、通路切換弁48を、マニホー
ルド45から分岐した上下室側管路30A、30B、31A、31Bの
うち特に一方の第１のシリンダ装置13Aの上液室19Aに連
なる第１の上室側管路30Aに配置し、この通路切換弁48
のバイパス管路49を第１のシリンダ装置13Aの下液室20A
に接続される第１の下室側管路31Aに接続したものであ
る。

これにより、第６図に示すように手動レバー50が低速
側に操作されたときには、第１の上室側管路30Aを導通
せしめて通常の両シリンダ装置による低速のトリム調整
操作を可能とする。手動レバー50を高速側に切換える
と、上室側管路30Aを遮断してこの上室側管路30Aをバイ
パス管路49を介して下室側管路31Aに連通せしめる。こ
れにより、前述と同様にして第１のシリンダ装置13Aの
みが高速でそのピストンロッド17Aを伸縮する場合の流
量が供給され、他方のシリンダ装置13Bは通常の低速仕
様の状態の流量のままである。しかし左右のピストンロ
ッド17A、17Bは推進ユニット14を介して同一長になるよ
う、取り付けられているため、実際の流量はマニホール
ド45により不均等に分配されることになる。前述の式よ
り展開すると 13A側の有効断面積＝S₂/2 13B側の有効断面積＝S₁/2 との和（S₁＋S₂）/2に対し、ポンプからの吐出流量Q₀が
作用するのと等価になるため、この場合のチルトアップ
速度V₃は となり、 のスピードでチルトアップが実現される。

このように、手動レバー50を低速側に操作したときに
は両シリンダ装置13A、13Bによる低速のトリム調整が可
能であり、手動レバー50を高速側に操作したときにはシ
リンダ装置13Aの主導による高速のチルト操作が可能と
なる。

以上の実施例は、本発明を船内外機に適用した場合の
例であるが、本発明は船外機に使用してもよいことは言
うまでもない。この場合、前述のマニホールド45は不要
となり、単一のシリンダに対して上室側管路30と下室側
管路31がそれぞれの上液室19と下液室20に接続されるこ
とになる。

［効果］ 以上説明したように、本発明によれば、液圧ポンプと
シリンダ装置をつなぐ連通路に通路切換手段を設けると
いう単純な構造によって、低速でのトリム調整と高速で
のチルト操作を切換えることができるという優れた効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される一例としての船内外機を示
す側面図、第２図は本発明のシリンダ装置を作動させる
ための液圧システムの第１実施例であって低速状態を示
す回路図、第３図は同実施例における高速状態を示す回
路図、第４図は本発明の第２実施例を示す系統図、第５
図は本発明の第３実施例を示す系統図、第６図は本発明
の第４実施例を示す系統図である。 13……シリンダ装置,14……推進ユニット 16……チルト軸,17……ピストンロッド 19……上液室,20……下液室 24……液圧ポンプ,30……上室側管路 31……下室側管路,48……通路切換弁 54……通路切換弁

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】作動液吐出方向が切変え可能な液圧ポンプ
   と、ピストンロッドが伸縮して推進ユニットを上下に回
   動させ、ピストンの一方の液室の受圧断面積が他方の液
   室の受圧断面積と差があるシリンダ装置と、液圧ポンプ
   からの作動液をシリンダ装置の一方の液室に導き、他方
   の液室から作動液を液圧ポンプに環流させる連通路と、
   連通路に設けられ、作動時にシリンダ装置の一方の液室
   と液圧ポンプとの連通を遮断するとともに該一方の液室
   を他方の液室に短絡させる通路切換手段と、を備えた船
   舶用推進ユニットのトリム・チルト装置。