JP3846823B2 - ハイドロチルト装置のマニュアルバルブ構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、船外機のチルト操作を人力で行なうためのハイドロチルト装置に関し、特に、そのようなハイドロチルト装置におけるマニュアルバルブの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
小型船舶に搭載される船外機では、従来から、船体の後尾板に固定されたクランプブラケットと、船外機を水平方向で回動自在に支持するスイベルブラケットとの間に、マニュアルバルブの開閉操作により油圧シリンダをフリー（伸縮自在）な状態と固定された状態とに切り替えることができるように構成されたハイドロチルト装置を介装させることで、スイベルブラケットとクランプブラケットの上端同士を回動可能に連結する水平方向のチルト軸を回動中心として船外機をアップ・ダウンさせるようなチルト操作を、人力によって行なうことができるようにしている。
【０００３】
すなわち、ハイドロチルト装置のマニュアルバルブを開として、該装置の油圧シリンダをフリーな状態とすることで、船外機を手で持って人力によりアップ・ダウン操作できるようにすると共に、船外機を所望の位置にアップ又はダウンさせた時点で、ハイドロチルト装置のマニュアルバルブを閉として、該装置の油圧シリンダを固定状態とすることで、該油圧シリンダによって船外機をその位置に維持することができるようにしている。
【０００４】
そのように使用される船外機のハイドロチルト装置は、従来、図７あるいは図８に示すように、ピストンロッド１８の一端に設置されたピストン１５によりシリンダ１４内の油室が上油室と下油室に区画される油圧シリンダ１３に対して、シリンダ１４内へのピストンロッド１８の出入に応じた量のオイルを補償するためのガス室１９を設けると共に、シリンダ１４内の上油室と下油室を連通するオイル通路２１を開閉するためのマニュアルバルブ２０を設けることによって構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のような従来の船外機のハイドロチルト装置では、図７または図８に示す何れのものにおいても、マニュアルバルブ２０は、油圧シリンダ１３を完全にフリー（伸縮自在）な状態とするための開弁状態と、油圧シリンダを固定された状態とするための閉弁状態との二段階に切り替えるものとなっていて、船外機をアップ操作する場合には、マニュアルバルブを開弁状態としている。
【０００６】
そのため、アップ操作を中断すると、油圧シリンダを完全にフリーな状態（伸縮自在な状態）となっていることで、直ちに船外機が自重でダウンしてしまい、船外機を人力で持ち上げる途中で休もうとしたり、あるいは、船外機を所定位置まで持ち上げて固定するときには、重い船外機を支えながらマニュアルバルブを閉弁状態に切り替えることが必要となってくる。
【０００７】
そのようなアップ操作の面倒さを回避するために、船外機を固定するために油圧シリンダを固定された状態とし、また、船外機をダウン（またはアップ）するために油圧シリンダをフリー（伸縮自在）な状態とする外に、更に、油圧シリンダを伸長だけ可能な状態とすることで、ダウンさせることなく船外機をアップすることができるように、油圧シリンダを三段階の状態に切り替えるような機能が望まれているが、マニュアルバルブの操作性やコストやスペースの問題などにより、実現されてはいない。
【０００８】
本発明は、上記のような問題の解消を課題とするものであり、具体的には、船外機のハイドロチルト装置において、コンパクトで安価で操作性の良いマニュアルバルブを使用することで、完全にフリーな状態と、固定された状態と、伸長だけ可能な状態との三段階に、油圧シリンダの状態を切り替えることができるようにすることを課題とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記のような課題を解決するために、上記の請求項１に記載したように、ピストンによりシリンダ内の油室が上油室と下油室に区画される油圧シリンダに対して、該上油室と下油室を連通するオイル通路を開閉するためのマニュアルバルブが設けられている船外機のハイドロチルト装置において、そのマニュアルバルブ構造として、
手動で操作される操作軸に一体的に固定された第１カム部材によって保持される第１ボール弁と、第１カム部材と間隔を置いて同軸的に配置された第２カム部材によって保持される第２ボール弁とが、共通のスプリングにより逆方向に付勢された状態で、各カム部材によって分断されたオイル通路の一方の側と他方の側にそれぞれ押し付けられるように配置されており、
係合凸部が形成された第１カム部材と、係合孔部が形成された第２カム部材とが、共通のストッパーにより同じように回動範囲が規制されて、且つ、第１カム部材の係合凸部がそれよりも回動方向で余裕のある第２カム部材の係合孔部に入り込んでいることで、第１カム部材に対して第２カム部材が所定範囲だけ相対回動可能になっていると共に、該係合凸部と係合孔部の間に介装されたスプリングの付勢力により、第１カム部材に対して第２カム部材が一回動方向に押圧されていて、
スプリングにより第２カム部材が押圧される方向に向けて第１カム部材を回動させて、第１カム部材と第２カム部材とを、共通のストッパーにより回動が規制されるまで一方に回動させた状態で、それぞれのカム部材に保持された第１ボール弁と第２ボール弁とが何れもオイル通路を閉じた状態となっていることを特徴とするものである。
【００１０】
上記のようなハイドロチルト装置のマニュアルバルブ構造によれば、
スプリングにより第２カム部材が押圧される方向に向けて第１カム部材を回動させ、第１カム部材と第２カム部材とを、共通のストッパーにより回動が規制されるまで回動範囲の一端側に回動させることで、それぞれのカム部材に保持された第１ボール弁と第２ボール弁が何れもオイル通路を閉じた閉弁の状態となっているが、
そのような閉弁の状態から、係合凸部に対する係合孔部の余裕の範囲内で、第２カム部材が押圧される方向とは反対方向に第１カム部材を回動させることにより、第２カム部材は回動せず、第２カム部材に保持された第２ボール弁がオイル通路を閉じた状態のまま、第１カム部材に保持された第１ボール弁だけがオイル通路を開いた一方向弁の状態となり、
また、そのような一方向弁の状態から、第２カム部材が押圧される方向に向けて第１カム部材を回動させ、第１カム部材と第２カム部材とを、共通のストッパーにより回動が規制される回動範囲の他端側に回動させることで、それぞれのカム部材に保持された第１ボール弁と第２ボール弁が何れもオイル通路を閉じた閉弁の状態となることことから、
閉弁と一方向弁と開弁の三段階の切り替えが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のハイドロチルト装置のマニュアルバルブ構造の実施形態について図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、本発明のマニュアルバルブ構造を有するハイドロチルト装置が使用されている船外機の一例について概略的に示すもので、船体（後尾板２）に対して取り付けられる船外機１は、トップカウル３とアッパーケース４とロアーケース５からなるハウジングに対して、駆動源となるエンジンがトップカウル３内に収納され、推進機となるプロペラ６がロアーケース５の後側に装着されているもので、航走中には、操舵ハンドル７により操舵軸（図示せず）を回動中心として水平方向で回動操作されるものである。
【００１３】
船外機１の船体に対する取り付けについては、船外機１の操舵軸を水平方向で回動自在に支持するスイベルブラケット９と、船体の後尾板２に着脱可能に固定されたクランプブラケット１０とが、各ブラケット９，１０の上端同士で水平方向のチルト軸１１により回動自在に連結されていることで、船外機１は、スイベルブラケット９に対して水平方向で回動可能に、且つ、チルト軸１１を回動軸として上下方向で回動可能に、スイベルブラケット９とクランプブラケット１０を介して、船体に対して着脱可能に取り付けられている。
【００１４】
そのように各ブラケット９，１０を介して船体の後尾板２に取り付けられる船外機１に対して、船外機１をチルト軸１１を中心に回動させることで適当な位置にアップ・ダウンして固定するようなチルト操作を人力で行なうことができるように、スイベルブラケット９とクランプブラケット１０の間に、レバー１２ａの操作でマニュアルバルブを開閉することにより油圧シリンダをフリー（伸縮自在）な状態と固定された状態とに切り替えられるようなハイドロチルト装置１２が設けられている。
【００１５】
図２は、ハイドロチルト装置１２がスイベルブラケット９とクランプブラケット１０の間に組み付けられた状態について、図１の矢印Ａ方向から見たもので、ハイドロチルト装置１２は、油圧シリンダ１３の上端（シリンダの上端部）に形成された上部取付部１３ａが、スイベルブラケット９の上部に回動可能に軸支され、油圧シリンダ１３の下端（ピストンロッドの下端）に固着された下部取付部１３ｂが、クランプブラケット１０の下部に回動可能に軸支されていることで、スイベルブラケット９の上部とクランプブラケット１０の下部に渡って取り付けられている。
【００１６】
図３は、上記のように各ブラケット９，１０の間に設けられるハイドロチルト装置１２の内部構造について、図１の矢印Ａ方向とは反対側から見たもので、ハイドロチルト装置１２は、シリンダ１４とピストン１５（固定ピストン１６とフリーピストン１７）とピストンロッド１８とからなる油圧シリンダ１３に対して、シリンダ１４内に出入するピストンロッド１８の体積に応じた量のオイルをシリンダ１４内の油室に対して補償するためのガス室１９と、ピストン１５により区画されたシリンダ１４内の上油室と下油室を連通するオイル通路を開閉するためのマニュアルバルブ２０とを一体的に設けたものである。
【００１７】
なお、ハイドロチルト装置１２では、シリンダ１４の側方にガス室１９が配置され、ガス室１９の上方でシリンダ１４の上部側方にマニュアルバルブ２０が配置されるように、シリンダ１４とガス室１９とマニュアルバルブ２０のそれぞれのハウジング部分が一体的に形成されている。
【００１８】
それにより、図７に示すようにシリンダ１４の両側にガス室１９とマニュアルバルブ２０を配置した場合と比べて、ガス室１９の容量を充分にとった上で、装置１２の全体を幅方向でコンパクトなものとすることができると共に、図８に示すようにシリンダ１４内の上方にガス室１９を設けた場合と比べて、装置１２の全体を長さ方向でコンパクトなものとすることができる。
【００１９】
ハイドロチルト装置１２の油圧シリンダ１３では、蓋部材１４ａにより下端部が閉鎖されたシリンダ１４に対して、蓋部材１４ａを貫通してシリンダ１４内に出入するようにピストンロッド１８が挿入され、ピストンロッド１８の上端には、シリンダ１４内の油室を上油室と下油室に区画するピストン１５（固定ピストン１６とフリーピストン１７）が設置されていて、シリンダ１４の側壁には、その上端近傍に、上油室をマニュアルバルブ２０に連通させるオイル出入孔２２が開設され、また、その下端近傍に、下油室をガス室１９に連通させるオイル出入孔２３がそれぞれ開設されている。
【００２０】
なお、ハイドロチルト装置１２では、油圧シリンダ１３の温度補償構造として、油圧シリンダ１３が最も伸長した状態において、温度上昇によるオイルの膨張が起きた時に、膨張した分のオイルの圧力によってシリンダ１４が破壊されるのを防ぐために、シリンダ１４内で蓋部材１４ａの上面側に、シリンダ１４の軸線方向で伸縮可能な弾性体（皿バネ）２４が設置されている。
【００２１】
それにより、油圧シリンダ１３の最大伸長時には、ピストン１５（固定ピストン１６）の下面が弾性体２４と当接して伸長が停止されると共に、その状態で温度上昇により上油室内のオイルが膨張した場合には、その膨張分だけピストン１５が弾性体２４を押圧して下方に移動できると共に、ピストン１５が下方に移動した分だけ下油室内のオイルがガス室１９に逃がされることで、温度上昇によるオイル膨張でシリンダ１４が破壊されるのを防止するようにしている。
【００２２】
そのような弾性体２４による油圧シリンダ１３の温度補償構造によれば、ガス室１９とシリンダ１４内の油室とをリリーフバルブを介して連通させるようなオイル逃がし通路を装置のハウジング部分に形成したり、別途にリリーフバルブを設けたりすることなく、油圧シリンダ１３の温度補償を行なうことができて、装置の簡略化やコンパクト化を図ることができる。
【００２３】
ところで、ハイドロチルト装置１２には、シリンダ１４内の上油室と下油室を連通するオイル通路として、上油室側のオイル出入孔２２から、マニュアルバルブ２０を通り、ガス室１９内でパイプ状の通路２５を通って、ガス室１９内の下部から、下油室側のオイル出入孔２３に至るようなオイル通路が、シリンダ１４の側方に形成されている。
【００２４】
なお、シリンダ１４内の上油室と下油室を連通するオイル通路を、ガス室１９内でパイプ状の通路２５として形成していることで、装置１２のハウジング部分にオイル通路を特に形成することなく、ガス室１９内にパイプを嵌め込むという簡単な操作により、オイル通路を簡単に形成することができて、装置の簡略化やコンパクト化を図ることができる。
【００２５】
そのようなオイル通路を開閉するための本発明のマニュアルバルブ２０について、本実施形態では、図１および図２に示したレバー１２ａによって手動で回動操作される操作軸２８が、装置１２のハウジング部分に対して固定される栓体状の基板２７によって回動自在に支持されており、操作軸２８には第１カム部材２９が一体的に固定されていて、第１カム部材２９と間隔を置いて同軸的に配置された第２カム部材３０が、第１カム部材２９に対して回動可能に支持されている。
【００２６】
そして、各カム部材２９，３０によって分断されたオイル通路の一方の側と他方の側に対して、近接して配置された逆方向の二つの一方向弁によりオイル通路が完全に閉じられるような状態で、共通のスプリング３３により逆方向に付勢された第１ボール弁３１と第２ボール弁３２が、オイル通路の一方の側と他方の側にそれぞれ押し付けられるように配置されており、各ボール弁３１，３２は、それぞれの側のカム部材２９，３０の動きに連れて動かされるように、それぞれの側のカム部材２９，３０によって保持されている。
【００２７】
そのような構造を有する本実施形態のマニュアルバルブ２０では、操作軸２８の回動操作により、両方のボール弁３１，３２がそれぞれオイル通路を閉じて、オイルが何れの方向にも流れないような閉弁の状態と、両方のボール弁３１，３２がそれぞれオイル通路を開いて、オイルが何れの方向にも流れるような開弁の状態と、第１ボール弁３１がオイル通路を開き、第２ボール弁３２がオイル通路を閉じて、第２ボール弁３２が一方向弁として働くような一方向弁の状態との３段階に切り替えることができる。
【００２８】
そのようなマニュアルバルブ２０の切り替えについて、図４は、マニュアルバルブ２０の閉弁状態を示し、図５は、マニュアルバルブ２０の一方向弁状態を示し、図６は、マニュアルバルブ２０の開弁状態を示すものである。
【００２９】
図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、マニュアルバルブ２０の第１カム部材２９と第２カム部材３０は、何れも、ストッパー３４によりその回動範囲が規制されており、第１カム部材２９の表面から突出するように形成された係合凸部２９ａが、それよりも回動方向で余裕をもって形成された第２カム部材３０の係合孔部３０ａ内に入り込んでいて、該係合凸部２９ａと係合孔部３０ａの間には、第１カム部材２９に対して第２カム部材３０を反時計方向に付勢するスプリング３５が介装されている。
【００３０】
それにより、図４（Ａ）に示すように、操作軸２８の操作により該軸２８に固定された第１カム部材２９をストッパー３４で阻止されるまで反時計回り方向（以下、図面上の方向で示す）に回動させると、図４（Ｂ）に示すように、第２カム部材３０も、第１カム部材の係合凸部２９ａによりスプリング３５を介して反時計回り方向に押されることで、第１カム部材２９に連れてストッパー３４で阻止されるまで回動する。
【００３１】
その結果、図４（Ｃ）に示すように、それぞれのカム部材２９，３０に保持された各ボール弁３１，３２がそれぞれオイル通路を閉じて、マニュアルバルブ２０は閉弁状態となる。
【００３２】
そのような閉弁状態から操作軸２８を時計回り方向に所定の角度だけ回動させると、図５（Ａ）に示すように、操作軸２８に固定された第１カム部材２９は所定の角度だけ時計回り方向に回動するのに対して、図５（Ｂ）に示すように、第２カム部材３０は、スプリング３５の付勢力によりストッパー３４に押し付けられたままで回動しない。
【００３３】
その結果、図５（Ｃ）に示すように、第１カム部材２９に保持された第１ボール弁３１が動かされてオイル通路を開くのに対して、第２カム部材３０に保持された第２ボール弁３２は動かずオイル通路を閉じたままで、第２ボール弁３２が一方向弁として働くこととなって、マニュアルバルブ２０は、一方向へのオイルの流れが可能な一方向弁の状態となる。
【００３４】
更に、そのような一方向弁の状態から操作軸２８を時計回り方向に回動させると、図６（Ａ）に示すように、操作軸２８に固定された第１カム部材２９がストッパー３４で阻止されるまで時計回り方向に回動すると共に、図６（Ｂ）に示すように、第２カム部材３０についても、第１カム部材２９の係合凸部２９ａで時計回り方向に押されることにより、第１カム部材２９に連れて時計回り方向に回動する。
【００３５】
その結果、図６（Ｃ）に示すように、第１カム部材２９に保持された第１ボール弁３１がオイル通路を開いていると共に、第２カム部材３０に保持された第２ボール弁３２も動かされてオイル通路が開かれ、マニュアルバルブ２０は、何れの方向へもオイルの流れが可能な開弁状態となる。
【００３６】
以上に述べたような本実施形態のマニュアルバルブ２０によれば、マニュアルバルブ２０を三段階に切り替えることで、油圧シリンダ１３を完全にフリーな状態として船外機１を自由にアップ・ダウンさせることができ、また、油圧シリンダ１３を固定された状態として船外機１を確実に固定させることができると共に、さらに、マニュアルバルブ２０を一方向弁の状態とすることで、船外機１のアップ操作を自由に行なうことができ、且つ、アップ操作を停止しても、船外機１を自重でダウンさせることなく確実に固定することができる。
【００３７】
しかも、そのようなマニュアルバルブ２０の三段階の切り替えを、方向が逆となる二つの一方向弁（ボール弁３１，３２とスプリング３３）を設けて、それぞれの一方向弁においてボール弁３１，３２をオイル通路から段階的にずらすことで、一つの操作軸２８の回動により、各カム部材２９，３０を介して、操作性良く行なうことができ、また、マニュアルバルブ２０の構造全体を比較的小さなスペースで設置することができ、マニュアルバルブ２０に要するコストも比較的安価に済ますことができる。
【００３８】
以上、本発明のハイドロチルト装置のマニュアルバルブ構造の一実施形態について説明したが、本発明は、上記のような実施形態にのみ限定されるものではなく、例えば、マニュアルバルブが使用されるハイドロチルト装置については、上記の実施形態に示したような構造のものに限らず、その他のハイドロチルト装置に対して適用することも可能である等、適宜設計変更可能なものであることは言うまでもない。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したような本発明のハイドロチルト装置のマニュアルバルブ構造によれば、コンパクトで安価で操作性の良いマニュアルバルブを使用して、完全にフリーな状態と、固定された状態と、伸長だけ可能な状態との三段階に、油圧シリンダの状態を切り替えることができ、それによって、船外機のアップ操作時において、アップ操作を停止してそのままの状態としても、船外機を自重でダウンさせることなく確実に固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のマニュアルバルブ構造を有するハイドロチルト装置が使用されている船外機の概略を示す説明図。
【図２】本発明の一実施形態に係るハイドロチルト装置について、スイベルブラケットとクランプブラケットの間に組み付けられた状態を示す、図１の矢印Ａ方向から見た前面図。
【図３】図２に示したハイドロチルト装置の内部構造について、図１の矢印Ａ方向とは逆方向から見た断面図。
【図４】図３に示したマニュアルバルブの閉弁時における（Ａ）第１カム部材の作動状態、（Ｂ）第２カム部材の作動状態、（Ｃ）オイル通路に対する各ボール弁の作動状態のそれぞれを示す説明図。
【図５】図３に示したマニュアルバルブの一方向弁時における（Ａ）第１カム部材の作動状態、（Ｂ）第２カム部材の作動状態、（Ｃ）オイル通路に対する各ボール弁の作動状態のそれぞれを示す説明図。
【図６】図３に示したマニュアルバルブの開弁時における（Ａ）第１カム部材の作動状態、（Ｂ）第２カム部材の作動状態、（Ｃ）オイル通路に対する各ボール弁の作動状態のそれぞれを示す説明図。
【図７】従来のハイドロチルト装置の一例を示す断面図。
【図８】従来のハイドロチルト装置の他の例を示す断面図。
【符号の説明】
１ 船外機
１２ ハイドロチルト装置
１３ 油圧シリンダ
１４ シリンダ
１５ ピストン
２０ マニュアルバルブ
２９ 第１カム部材
３０ 第２カム部材
３１ ボール弁（一方の一方向弁を構成する第１ボール弁）
３２ ボール弁（他方の一方向弁を構成する第２ボール弁）
３３ スプリング（両方の一方向弁を構成する共通の）
３４ ストッパー
３５ スプリング（第１カム部材から第２カム部材を押圧する）

Claims (1)

1. ピストンによりシリンダ内の油室が上油室と下油室に区画される油圧シリンダに対して、該上油室と下油室を連通するオイル通路を開閉するためのマニュアルバルブが設けられている船外機のハイドロチルト装置において、
   手動で操作される操作軸に一体的に固定された第１カム部材によって保持される第１ボール弁と、第１カム部材と間隔を置いて同軸的に配置された第２カム部材によって保持される第２ボール弁とが、共通のスプリングにより逆方向に付勢された状態で、各カム部材によって分断されたオイル通路の一方の側と他方の側にそれぞれ押し付けられるように配置されており、
   係合凸部が形成された第１カム部材と、係合孔部が形成された第２カム部材とが、共通のストッパーにより同じように回動範囲が規制されて、且つ、第１カム部材の係合凸部がそれよりも回動方向で余裕のある第２カム部材の係合孔部に入り込んでいることで、第１カム部材に対して第２カム部材が所定範囲だけ相対回動可能になっていると共に、該係合凸部と係合孔部の間に介装されたスプリングの付勢力により、第１カム部材に対して第２カム部材が一回動方向に押圧されていて、
   スプリングにより第２カム部材が押圧される方向に向けて第１カム部材を回動させて、第１カム部材と第２カム部材とを、共通のストッパーにより回動が規制されるまで一方に回動させた状態で、それぞれのカム部材に保持された第１ボール弁と第２ボール弁とが、何れもオイル通路を閉じた状態となっていることを特徴とするハイドロチルト装置のマニュアルバルブ構造。

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