JP2922612B2 - 船舶推進機用油圧クラッチの切換弁装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は船舶推進機用油圧クラッチの切換弁装置に関
する。

［従来の技術］ 従来、実公昭59−4879号公報に記載の如く、エンジン
の回転力を油圧クラッチを介してプロペラ軸側に伝達
し、プロペラ軸を中立、前進、後進の各運転状態にシフ
トするものがある。

このとき、油圧クラッチは、第６図に示す如くの切換
弁装置を付帯的に備えている。この切換弁装置は、第６
図に示す如く、ハウジング１内にステムバルブ２を配設
し、ステムバルブ２の操作部2Aに設けたシフトレバー3A
に加えられる操作力によって該ステムバルブ２を自軸ま
わりに回転可能とし、ステムバルブ２の自軸に交差する
一端受圧面2Bからステムバルブ２の外周部に形成したオ
イル分配外周面2Cに延びるオイル供給路３をステムバル
ブ２内に穿設している。また、ハウジング１におけるス
テムバルブ２の受圧面2Bに臨む部分にはオイル吐出路４
を開口し、ハウジング１におけるステムバルブ２のオイ
ル分配外周面2Cに臨む部分には前進用油圧クラッチに連
通する前進油路５と後進用油圧クラッチに連通する後進
油路６とを開口している。これにより、この切換弁装置
にあっては、ステムバルブ２の回転によりオイル供給路
３を上記前進油路５と後進油路６に選択的に連通して上
記オイル吐出路４から供給される高圧油を上記前進用油
圧クラッチと後進用油圧クラッチに選択的に分配するも
のである。

そして、高圧油を分配された前進用油圧クラッチはプ
ロペラを前進回転せしめるようにエンジンの回転力をプ
ロペラ軸側に伝達し、高圧油を分配された後進用油圧ク
ラッチはプロペラを後進回転せしめるようにエンジンの
回転力をプロペラ軸側に伝達する。

［発明が解決しようとする課題］ 然るに、上記の如くの切換弁装置にあっては、オイル
ポンプから圧送される高圧油が常にステムバルブ２の受
圧面2Bに作用する状態下で、該ステムバルブ２を回転操
作することにて前進用油圧クラッチと後進用油圧クラッ
チへの油圧回路を切換可能としている。

ここで、ステムバルブ２は受圧面2B〜オイル分配外周
面2Cを含む略全体の外径をストレート状としており、オ
イル分配外周面2Cがそれぞれ一定孔径を備えて隣接する
前進油路５、後進油路６に臨むものである故に一定以上
の比較的大外径をなすものとなっているため、結果とし
て受圧面2Bも比較的大外径とならざるを得ない。

このため、大受圧面積を持つことになる受圧面2Bに作
用する高圧油はステムバルブ２の自軸方向に沿う大きな
スラスト力Ｆ（第６図参照）を生ずることとなり、この
スラスト力がステムバルブ２の回転操作力を大としてシ
フト操作力を重くするという不都合をもたらす。

尚、上述のスラスト力によるシフト操作力を軽くする
ため、スラムバルブ２の受圧面2Bに相対する端面をスラ
スト軸受７にて支持するものとしているが、高油圧の場
合にシフト操作力を軽くするための根本的な対応になっ
ていない。

本発明は、船舶推進機用油圧クラッチの切換弁装置に
おいて、ステムバルブに作用するスラスト力を低減する
ことによってステムバルブの回転操作力を低減し、シフ
ト操作力を軽くすることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、ハウジング内にステムバルブを配設し、ス
テムバルブの操作部に加えられる操作力によって該ステ
ムバルブを自軸まわりに回転可能とし、ステムバルブの
自軸に交差する一端受圧面からステムバルブの外周部に
形成したオイル分配外周面に延びるオイル供給路をステ
ムバルブ内に穿設し、ハウジングにおけるステムバルブ
の受圧面に臨む部分にはオイル吐出路を開口し、ハウジ
ングにおけるステムバルブのオイル分配外周面に臨む部
分には前進用油圧クラッチに連通する前進油路と後進用
油圧クラッチに連通する後進油路とを開口し、ステムバ
ルブの回転により上記オイル供給路を上記前進油路と後
進油路に選択的に連通して上記オイル吐出路から供給さ
れる高圧油を上記前進用油圧クラッチと後進用油圧クラ
ッチに選択的に分配可能とする船舶推進機用油圧クラッ
チの切換弁装置において、ステムバルブの受圧面の受圧
面積が、オイル分配外周面の横断面積より小さく設定さ
れるようにしたものである。

［作用］ 本発明によれば、ステムバルブの受圧面の受圧面積
（A1）を、オイル分配外周面の横断面積（A0）より小さ
く設定したから、それらの両面積が同等であった従来技
術に比して、ステムバルブに作用するスラスト力が（A1
/A0）になって低減できる。このため、スラストバルブ
の回転操作力を低減し、シフト操作力を軽くできる。

尚、シフト操作力が軽くなるため、結果としてシフ
トフィーリングの改善、シフトケーブル寿命の改善、
シフト調整回数の低減、シフト系部品の耐久性の改
善等のメリットがある。

［実施例］ 第１図は本発明が適用された船内外機を示す断面図、
第２図は船内外機の外観を示す側面図、第３図（Ａ）、
（Ｂ）は油圧クラッチの作動回路を示す回路図、第４図
は切換弁装置を示す断面図、第５図（Ａ）〜（Ｃ）は第
４図のＶ−Ｖ線において切換弁装置の切換状態を示す断
面図、第６図は従来の切換弁装置を示す断面図である。

船内外機10は、第１図、第２図に示す如く、船体11に
固定されるジンバルハウジング12に操舵軸を介してジン
バルリング13を転舵可能に支持し、ジンバルリング13の
チルト軸を介して推進ユニット14を傾動可能に支持して
いる。即ち、推進ユニット14はチルト軸のまわりに傾動
してチルトアップ可能とされる。10Aは一対のチルトシ
リンダである。

船体11の内部にはエンジン15が設置されている。

推進ユニット14の上部には入力軸16が略水平配置さ
れ、入力軸16の前端部には自在継手17を介してエンジン
15の出力軸18が連結されている。

推進ユニット14の上部乃至下部にはプロペラ軸19に連
結されている中間軸20が略垂直配置されている。

このとき、中間軸20の下端部には歯車21が固定され、
プロペラ軸19の前端部には歯車21に常時噛合う歯車22が
固定されている。そして、プロペラ軸19の後端部にはプ
ロペラ23が固定されている。

また、中間軸20の上端部には被動歯車24が固定され、
入力軸16の中央部の前後にはそれぞれ被動歯車24に噛合
う前進歯車25と後進歯車26が遊転自在に支持されてい
る。

そして、入力軸16の中央部まわりにおける前進歯車25
と後進歯車26の間には、前進歯車25と後進歯車26とを入
力軸16に対して選択的に結合する油圧クラッチ27が配設
されている。

ここで、入力軸16の中央部まわりにはクラッチハウジ
ング28が溶接接合され、クラッチハウジング28内の前進
歯車25側に前進用油圧クラッチ27Fを形成し、クラッチ
ハウジング28内の後進歯車26側に後進用油圧クラッチ27
Rを形成している。

このとき、前進用油圧クラッチ27Fは以下の如く構成
されている。即ち、クラッチハウジング28の前方側内奥
部には加圧室29が形成されるとともに前進用ピストン30
が収納されている。また、クラッチハウジング28の前方
側内部には、クラッチハウジング28に係合するクラッチ
板31と前進歯車25にスプライン結合する摩擦板32とが交
互に配置されている。クラッチハウジング28の最も内奥
部側合に位置するクラッチ板31は前進用ピストン30と当
接し、クラッチハウジング28の最も前端部側に位置する
クラッチ板31は該クラッチハウジング28に固定されてい
る圧力板33に当接している。尚、前進用ピストン30は戻
しばね34によりクラッチ板31から離れる方向に付勢さ
れ、戻しばね34はばね受板35により背面支持され、ばね
受板35は前進歯車25にスラスト軸受を介して背面支持さ
れている。この前進用油圧クラッチ27Fにあっては、船
内外機10を前進させるとき、加圧下29に高圧油を供給す
るようになっている。

また、後進用油圧クラッチ27Rは以下の如く構成され
ている。即ち、クラッチハウジング28の後方側内奥部に
は加圧室39が形成されるとともに後進用ピストン40が収
納されている。また、クラッチハウジング28の後方側内
部には、クラッチハウジング28に係合するクラッチ板41
と後進歯車26にスプライン結合する摩擦板42とが交互に
配置されている。クラッチハウジング28の最も内奥部側
に位置するクラッチ板41は後進用ピストン40と当接し、
クラッチハウジング28の最も後端部側に位置するクラッ
チ板41は該クラッチハウジング28に固定されている圧力
板43に当接している。尚、後進用ピストン40は戻しばね
44によりクラッチ板41から離れる方向に付勢され、戻し
ばね44はばね受板45により背面支持され、ばね受板45は
後進歯車26にスラスト軸受を介して背面支持されてい
る。この後進用油圧クラッチ27Rにあっては、船内外機1
0を後進させるとき、加圧室39に高圧油を供給するよう
になっている。

更に、入力軸16の後端部には油圧クラッチ27のための
駆動部50が連結されている。駆動部50は、推進ユニット
14の上部後面に形成されている後方開口部51Rに、ボル
ト52により液密に嵌合固定した駆動部ハウジング53を有
し、駆動部ハウジング53にオイルポンプ54と切換弁装置
55を内蔵している。

そして、推進ユニット14と駆動部ハウジング53と入力
軸16には、第３図（Ａ）、（Ｂ）に示す如くの油圧回路
が延設されている。

即ち、オイルポンプ54は入力軸16の後端部に連結され
て駆動される駆動ギヤ54Aと、駆動ギヤ54Aに噛み合う従
動ギヤ54Bとからなるギヤポンプである。54Cはキャップ
である。これにより、オイルポンプ54は推進ユニット14
の下部の歯車21、22の歯車収容室に連通する如くに推進
ユニット14、駆動部ハウジング53に延設されているオイ
ル吸込路56から吸込んだオイルを加圧し、このオイルを
調圧弁57にて適正な油圧に調整した状態で、駆動部ハウ
ジング53に延設されているオイル吐出路58から切換弁装
置55に送る。

切換弁装置55はハウジング53内にステムバルブ59を配
設し、ステムバルブ59の操作軸部に連結されているシフ
トレバー60にケーブル等を介して加えられる遠隔操作力
によって該ステムバルブ59を自軸まわりに回転可能とす
る。また、ステムバルブ59の一端側に突出形成した突出
部59Aの自軸に交差する一端受圧面59Bからステムバルブ
59の外周部に形成したオイル分配外周面59Cに延びるオ
イル供給路61をステムバルブ59内に穿設している。ま
た、ハウジング53におけるステムバルブ59の受圧面59B
に臨む部分には前述のオイル吐出路58を開口し、ハウジ
ング53におけるステムバルブ59のオイル分配外周面59C
に臨む部分には前進用油圧クラッチ27Fに連通する前進
油路64と後進用油圧クラッチ27Rに連通する後進油路65
とを開口している。そして、ステムバルブ59の回転によ
り上記オイル供給路61を上記前進油路64と後進油路65に
選択的に連通して上記オイル吐出路58から供給される高
圧油を上記前進用油圧クラッチ27Fと後進用油圧クラッ
チ27Rに選択的に分配し、結果として下記（１）〜
（３）の中立モード、前進モード、又は後進モードを確
立可能とする。尚、ステムバルブ59は、ハウジング53、
推進ユニット14に延設され歯車収容室に達しているオイ
ルドレン路62に連なるオイル排出路63を備えている。

（１）中立モード（第３図（Ａ）、第５図（Ｂ）参照） 切換弁装置55のステムバルブ59がオイル供給路61を前
進油路64、後進油路65のいずれにも連通されず、前進油
路64、後進油路65をオイル排出路63を介してオイルドレ
ン路62に連通する。これにより、前進用油圧クラッチ27
Fの加圧下29、及び後進用油圧クラッチ27Rの加圧室59と
も高圧油を供給されず、両油圧クラッチ27F、27Rがクラ
ッチ切離し状態となり、入力軸16の回転力は前進歯車2
5、後進歯車26のいずれにも伝達されず、ひいてはプロ
ペラ23を回転停止する。

（２）前進モード（第３図（Ｂ）、第５図（Ｃ）参照） 切換弁装置55のステムバルブ59がオイル供給路61を前
進油路64に連通し、後進油路65をオイル排出路63を介し
てオイルドレン路62に連通する。これにより、前進用油
圧クラッチ27Fの加圧室29に高圧油を供給され、前進用
油圧クラッチ27Fがクラッチ接続状態となり、入力軸16
の回転力は前進歯車25に伝達され、ひいてはプロペラ23
を前進回転する。

（３）後進モード（第５図（Ａ）参照） 切換弁装置55のステムバルブ59がオイル供給路61を後
進油路65に連通し、前進油路64をオイル排出路63を介し
てオイルドレン路62に連通する。これにより、後進用油
圧クラッチ27Rの加圧下39に高圧油が供給され、後進用
油圧クラッチ27Rがクラッチ接続状態となり、入力軸16
の回転力は後進歯車26に伝達され、ひいてはプロペラ23
を後進回転する。

然るに、切換弁装置55にあっては、第４図に示す如
く、ステムバルブ59の受圧面59Bの受圧面積（A1）を、
オイル分配外周面59Cの横断面積（A0）より小さく設定
している。そして、受圧面59Bを備える突出部59Aの外周
部には、Ｏリング又はリングシールからなるシール部材
59Dが装着されている。尚、ステムバルブ59の受圧面59B
に相対する端面はスラスト軸受59Eにて支持されてい
る。

ここで、切換弁装置55は、上述の各モードのそれぞれ
において、第４図に示す如く、ばね66によりバックアッ
プされるディテントボール67をステムバルブ59の外周部
に凹設してある中立、前進、又は後進の各凹部68N、68
F、68Rに係合し、それら各モードを維持可能としてい
る。

また、オイルポンプ54にて加圧されたオイルの一部
は、切換弁装置55の上流側から分枝され、駆動部ハウジ
ング53、入力軸16に延設されている前方潤滑路69Fと後
方潤滑路69Rを介して、両油圧クラッチ27F、27Rを冷却
及び潤滑可能としている。

尚、入力軸16は、推進ユニット14の前方開口部51Fに
ボルト70により液密に嵌合固定した前方軸受ハウジング
71に組込んだ前方軸受72と、後方開口部51Rに嵌合した
軸受ハウジングとしても機能する駆動部ハウジング53に
組込んだ後方軸受73とに支持される。そして、各開口部
51F、51Rの開口径は、油圧クラッチ27や前進歯車25及び
後進歯車26の外径より大きく設定されている。また、推
進ユニット14の上部後面の駆動部50のまわりには、カバ
ー74が被着されている。

また、プロペラ軸19は、前方端部を推進ユニット14に
組込んだ前方軸受75にて支持されるとともに、中間部を
推進ユニット14に装着した軸受ハウジング76に組込んだ
中間軸受77及び後方軸受78にて支持される。

また、中間軸20は、上端部を推進ユニット14に組込ん
だ上方軸受79に被動歯車24を介して間接的に支持され、
中間部を推進ユニット14に組込んだ中間軸受80に支持さ
れ、下端部を推進ユニット14に組込んだ下方軸受81に支
持される。

次に、上記実施例の作用について説明する。

上記実施例によれば、切換弁装置55において、ステム
バルブ59の受圧面59Bの受圧面積（A1）を、オイル分配
外周面59Cの横断面積（A0）より小さく設定したから、
それらの両面積が同等であった従来技術に比して、ステ
ムバルブ59に作用するスラスト力が（A1/A0）になって
低減できる。このため、ステムバルブ59の回転操作力を
低減し、シフト操作力を軽くできる。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、船舶推進機用油圧クラ
ッチの切換弁装置において、ステムバルブに作用するス
ラスト力を低減することによってステムバルブの回転操
作力を低減し、シフト操作力を軽くできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用された船内外機を示す断面図、第
２図は船内外機の外観を示す側面図、第３図（Ａ）、
（Ｂ）は油圧クラッチの作動回路を示す回路図、第４図
は切換弁装置を示す断面図、第５図（Ａ）〜（Ｃ）は第
４図のＶ−Ｖ線において切換弁装置の切換状態を示す断
面図、第６図は従来の切換弁装置を示す断面図である。 10……船内外機、 27、27F、27R……油圧クラッチ、 53……ハウジング、 55……切換弁装置、 58……オイル吐出路、 59……ステムバルブ、 59B……受圧面、 59C……オイル分配外周面、 61……オイル供給路、 64……前進油路、 65……後進油路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B63H 23/30 F16D 25/11 F16K 11/085

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジング内にステムバルブを配設し、ス
   テムバルブの操作部に加えられる操作力によって該ステ
   ムバルブを自軸まわりに回転可能とし、ステムバルブの
   自軸に交差する一端受圧面からステムバルブの外周部に
   形成したオイル分配外周面に延びるオイル供給路をステ
   ムバルブ内に穿設し、ハウジングにおけるステムバルブ
   の受圧面に臨む部分にはオイル吐出路を開口し、ハウジ
   ングにおけるステムバルブのオイル分配外周面に臨む部
   分には前進用油圧クラッチに連通する前進油路と後進用
   油圧クラッチに連通する後進油路とを開口し、ステムバ
   ルブの回転により上記オイル供給路を上記前進油路と後
   進油路に選択的に連通して上記オイル吐出路から供給さ
   れる高圧油を上記前進用油圧クラッチと後進用油圧クラ
   ッチに選択的に分配可能とする船舶推進機用油圧クラッ
   チの切換弁装置において、ステムバルブの受圧面の受圧
   面積が、オイル分配外周面の横断面積より小さく設定さ
   れることを特徴とする船舶推進機用油圧クラッチの切換
   弁装置。