JP4132440B2

JP4132440B2 - 船舶推進機用トリム・チルト装置

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Publication number: JP4132440B2
Application number: JP20390099A
Authority: JP
Inventors: 保中村; 臣人豊島; 久雄高柳; 恵二折原
Original assignee: Showa Corp
Current assignee: Showa Corp
Priority date: 1999-07-16
Filing date: 1999-07-16
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2019-07-16
Also published as: US6328616B1; JP2001030992A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
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。
【０００２】
【従来の技術】
従来、船舶推進機用トリム・チルト装置として、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がある。
【０００３】
このような船舶推進機用トリム・チルト装置として、本件の出願人は、特願平11-112856号により、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を有し、更に、上記シリンダ装置のシリンダがトリム動作域でハウジングから外方に突き出る部分を作動油給排装置を構成するタンクハウジングにより覆ってなるものを提案している。これによれば、シリンダ装置のシリンダをタンクハウジングにより覆って外水に触れさせることがなく、タンクハウジング内の作動油により簡易かつ確実に不錆化できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特願平11-112856号に記載の船舶推進機用トリム・チルト装置では、前進航走時に、トリム動作可能域（シリンダ装置がトリムアップ完了していない状態）で、トリム・チルト装置のポンプを停止し、作動油給排装置によるシリンダ装置への作動油給排油圧流路がロックされている状態で、船舶推進機に流木等の水中障害物が衝突すると、ピストンロッドとシリンダは一体となってハウジング及びタンクハウジングに対しトリムストロークする。このとき、船舶推進機用トリム・チルト装置では、第１チルト室のロック状態にある油圧の昇圧により、チルトピストンの緩衝弁を開いて、この油圧を第２チルト室に移動し、衝撃を吸収可能としている。
【０００５】
然しながら、ピストンロッドとシリンダが上述の如くにハウジング及びタンクハウジングに対し移動（トリムストローク）したとき、タンクの内圧を急激に加圧し、樹脂製タンクハウジングを破損したり、このタンクに連通して設けられているポンプ室を覆うポンプモータの樹脂製端板を破損する虞がある。
【０００６】
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、シリンダ装置のシリンダを作動油給排装置のタンクハウジングにより覆うに際し、水中障害物等の衝突に伴うシリンダの移動による、タンクの異常加圧を回避することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明は、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船舶推進機用トリム・チルト装置において、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とともに、第１チルト室の油圧が一定値以上に昇圧したことにより開弁して第１チルト室の作動油を第２チルト室に移動可能とする緩衝弁を備えてなる小径のチルトピストンとを有し、上記シリンダ装置のシリンダがトリム動作域でハウジングから外方に突き出る部分を作動油給排装置を構成するタンクハウジングにより覆い、かつタンクの油圧が一定値以上に昇圧したことにより開弁してタンクの作動油を第２トリム室にリリーフ可能とするリリーフ弁を設け、船舶推進機にシリンダ装置を伸長させる方向への衝撃力が加わったことによる、シリンダの移動によるタンクの異常加圧を回避するようにしたものである。
【０００８】
【作用】
(1)タンクの内圧が一定値異常に昇圧したことにより開弁してタンクの作動油を第２トリム室にリリーフするリリーフ弁を設けた。従って、船舶推進機への水中障害物等の衝突時に、ピストンロッドとシリンダが一体となってタンクハウジング内でトリムストロークすることにより、タンクの内圧が急激に加圧されても、この内圧を上述のリリーフ弁により直ちに第２トリム室の側へ逃がすことができる。これにより、タンクの異常加圧を回避し、樹脂製タンクの破損を防止できる。
【０００９】
(2)タンクの異常加圧を吸収するために該タンクのエア容量を大きくしておく必要がなく、タンクの大型化を回避できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は船舶推進機を示す模式図、図２はトリム・チルト装置を示す模式図、図３は図２の側面図、図４は図２の平面図、図５はシリンダ装置のハウジングへの作動油給排装置の組み込み状態を示す模式図、図６はトリム・チルト装置の油圧回路を示す模式図、図７はチェック弁付リリーフ弁を示す断面図、図８はリリーフ弁を示す断面図である。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
（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１、図２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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
チルトピストン７１は、伸側緩衝弁７３と逆止弁７４とを有している。伸側緩衝弁７３は、推進ユニット１５への流木等の水中障害物の衝突時等に、シリンダ装置２１の伸長方向への衝撃力が加わったとき、油圧回路の保護のために設定圧で開き、第１チルト室４２Ａの作動油を第２チルト室４２Ｂ内にある後述するフリーピストン８１の側に移送してピストンロッド６１を伸長可能とする。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。逆止弁７４は、伸側緩衝弁７３の上述の開弁の後、推進ユニット１５の自重でピストンロッド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）に戻ろうとするとき開き、チルトピストン７１とフリーピストン８１との間の作動油を第１チルト室４２Ａに戻す。
【００１９】
また、シリンダ装置２１は、シリンダ４１の第２チルト室４２Ｂ、４２Ｃ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８３を備える。
【００２０】
また、フリーピストン８１は、リセット逆止弁８２（図６）、（図２では不図示）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、伸側緩衝弁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８２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。
【００２１】
然るに、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。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の内パイプ４１Ａに設けた通路９１Ａ、シリンダ４１の連通路４６、シリンダ４１の外パイプ４１Ｂに設けた通路９１Ｂ、トリムピストン５１に設けた通路９１Ｃ、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。
【００２２】
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と第２チルト室４２Ｃとを連通す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に直接接続され、第２チルト室４２Ｃは、フリーピストン８１、トリムピストン５１の連通路５３、第２トリム室３２Ｂを介して第２流路９２に接続される。これにより、第２トリム室３２Ｂと第２チルト室４２Ｃ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。
【００２３】
（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４２Ｃに作動油を給排可能とする。
【００２４】
このとき、作動油給排装置２２は、図５に示す如く、シリンダ装置２１のハウジング３１に形成したモータ据付面３１Ａにモータ２３の取付けベース２３Ａを据付けてボルト２７により固定し、モータ２３をシリンダ装置２１のシリンダ４１の横に並設してある。
【００２５】
また、作動油給排装置２２は、シリンダ装置２１のハウジング３１におけるトリム室３２の側傍に形成した空洞部分をタンク２５として作動油を収容する。そして、ハウジング３１に設けられたタンク２５の内で、モータ２３の下部対応部分には開口２５Ａを設け、この開口２５Ａにはモータ２３の取付けベース２３Ａに連なる嵌合部２３ＢがＯリング等のシール部材２５Ｂを介して気密に嵌合される。そして、ハウジング３１に設けたタンク２５内におけるモータ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の嵌合部２３Ｂから突出している出力軸２３Ｃとポンプ２４の被動軸２４Ａとが接続されている。
【００２６】
然るに、本実施形態にあっては、シリンダ装置２１のシリンダ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２９Ａを介してハウジング３１の開口端面にボルト３０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、シリンダガイド３４に設けた通路２８Ｄ、ハウジング３１に設けた通路２８Ｅを介してハウジング３１の前述のタンク２５に連通している。図３、図４において、２８Ｆは注油プラグである。
【００２７】
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もハウジング３１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、手動切替弁１０７を設けている。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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、シリンダ４１の内容積は、ピストンロッド６１の退出容積だけ不足することとなり、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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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とタンク２５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。
【００３６】
更に、船舶推進機１０にあっては、後進航走時の後進推力や波の力が推進ユニット１５を上に持ち上げる力等の、シリンダ装置２１を伸長させる方向への外力が作用しているときにも、シリンダ装置２１の伸長時（アップ時）に、トリムアップ動作よりも先にチルトアップ動作してしまう不都合を回避するため、作動油給排装置２２にチェック弁１２１とリリーフ弁１２２を有している。即ち、作動油給排装置２２は、第１トリム室３２Ａと第１チルト室４２Ａをポンプ２４に接続する第１流路９１に、ポンプ２４から第１トリム室３２Ａと第１チルト室４２Ａへの作動油の流れを許容するチェック弁１２１と、第１トリム室３２Ａと第１チルト室４２Ａの油圧が一定値以上に昇圧したことを条件に開弁するリリーフ弁１２２とを並列接続している。これにより、後進航走時の後進推力や、波の力が推進ユニット１５を上に持ち上げる力等の、シリンダ装置２１を伸長させる方向への外力が作用しているときにも、シリンダ装置２１がトリムピストン５１のトリムアップ移動完了後、チルトピストン７１をチルトアップ移動開始せしめるように伸長動作可能とする。
【００３７】
尚、図７はチェック弁１２１を備えたリリーフ弁１２２であり、１２３はバルブボディ、１２４はバルブボディ１２３に圧入されたバルブシート、１２５は盲栓、１２６はチェック弁１２１のボール、１２７はリリーフ弁１２２のボール、１２８はスプリングシート、１２９はリリーフスプリングである。
【００３８】
また、船舶推進機１０は、前進航走時に、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、トリム・チルト装置２０のポンプ２４を停止し、作動油給排装置２２によるシリンダ装置２１への油圧流路９１、９２がロックされている状態で、推進ユニット１５に流木等の水中障害物が衝突し、ピストンロッド６１とシリンダ４１が一体となってハウジング３１、タンクハウジング２８及びタンク２５、２８Ｃに対しトリムストロークすることによる、タンク２５、２８Ｃの異常加圧を回避するため、作動油給排装置２２にリリーフ弁１３１を有している。即ち、タンク２５、２８Ｃの油圧が一定値以上に昇圧したことにより開弁してタンク２５、２８Ｃの作動油を第２トリム室３２Ｂにリリーフ可能とするリリーフ弁１３１を、タンク２５のモータ２３の下部でポンプ２４を固定配置している底面に設置し、第２トリム室３２Ｂに連通する流路９５（９２）に接続してある。これにより、推進ユニット１５に水中障害物等が衝突し、シリンダ装置２１を伸長させる方向への衝撃力が加わったことによる、シリンダ４１の移動（トリムストローク）によるタンク２５、２８Ｃの異常加圧を回避可能とする。
【００３９】
尚、図８は、リリーフ弁１３１であり、１３２はバルブボディ、１３３はバルブボディ１３２に圧入させたバルブカラー、１３４はボール、１３５はリリーフスプリングである。
【００４０】
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６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。
【００４１】
(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４２Ｃ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４３に設けた通路９１Ａ、シリンダ４１の連通路４６、シリンダ４１の外パイプ４１Ｂに設けた通路９１Ｂ、トリムピストン５１に設けた通路９１Ｃ、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とフリーピストン８１が共に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に衝合するに至り、最大チルトアップとなる。
【００４２】
(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６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９１Ｃ、通路９１Ｂ、シリンダ４１の連通路４６、通路９１Ａ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チルト室４２Ｃの作動油がトリムピストン５１の貫通孔状の連通路５３から第２トリム室３２Ｂを経て第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。
【００４３】
(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。
【００４４】
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。このため、ピストンロッド６１の移行速度は「トリム域＜チルト域」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」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。
【００４５】
従って、本実施形態によれば、以下の作用がある。
(A) 後進航走時等のシリンダ装置２１を伸長させる外力の作用時におけるトリムアップ動作の確保
【００４６】
▲１▼第１トリム室３２Ａと第１チルト室４２Ａをポンプ２４に接続する作動油流路９１に、チェック弁１２１とリリーフ弁１２２を並列接続した。チェック弁１２１は、シリンダ装置２１のダウン動作時に第１トリム室３２Ａと第１チルト室４２Ａ（上室）にポンプ２４の吐出油を導入するためのものであり、リリーフ弁１２２はアップ動作時に第１トリム室３２Ａと第１チルト室４２Ａの作動油が昇圧してこのリリーフ弁１２２を押し開けることにより初めてアップ動作可能とするものである。従って、後進航走時の後進推力や波の力が推進ユニット１５を上に持ち上げる力等の、シリンダ装置２１を伸長させる方向への外力が作用しているときに、シリンダ装置２１をアップ動作させようとしてポンプ２４の吐出油を第２トリム室３２Ｂ（下室）に供給すると、第２トリム室３２Ｂの油圧がトリムピストン５１、チルトピストン７１を介して第１トリム室３２Ａと第１チルト室４２Ａ（上室）の油圧を昇圧し、この昇圧された油圧がリリーフ圧に達するまでリリーフ弁１２２が閉じていて第１チルト室４２Ａ〜ポンプ２４吸込側への油圧流路をロック維持する。そして、第１トリム室３２Ａと第１チルト室４２Ａの油圧が昇圧してリリーフ圧に達するとリリーフ弁１２２が開き、下室側受圧面積の大きいトリムピストン５１の方がチルトピストン７１より先にアップ動作することになる。
【００４７】
▲２▼上述▲１▼のリリーフ弁１２２の設定圧Ｐは、チルトピストン７１の受圧面積Ｓに作用する後進推力等の外力Ｆａより大きな値とすることが望ましく、Ｐ＜Ｆａ／Ｓであり、例えば30kgf／cm²とする。このとき、リリーフ圧Ｐが高すぎると、ポンプ２４の効率を悪くし、過大負荷になるので、例えばＰ＝30±10kgf／cm²とする。但し、実際には管路の圧損やフリクション等の影響があり、リリーフ圧ＰはＰ＞Ｆａ／Ｓよりも小さくとも成り立つこととなる。
【００４８】
(B) 水中障害物等の衝突に伴うシリンダ４１の移動（トリムストローク）による、タンク２５の異常加圧の回避
【００４９】
(1)タンク２５、２８Ｃの内圧が一定値異常に昇圧したことにより開弁してタンク２５、２８Ｃの作動油を第２トリム室３２Ｂにリリーフするリリーフ弁１３１を設けた。従って、推進ユニット１５への水中障害物等の衝突時に、ピストンロッド６１とシリンダ４１が一体となってタンクハウジング２８内でトリムストロークすることにより、タンク２５、２８Ｃの内圧が急激に加圧されても、この内圧を上述のリリーフ弁１３１により直ちに第２トリム室３２Ｂの側へ逃がすことができる。これにより、タンク２５、２８Ｃの異常加圧を回避し、樹脂製タンクハウジング２８の破損を防止し、あるいはこのタンク２８Ｃに連通して設けられているポンプ室を覆うポンプモータ２３の樹脂製端板の破損を防止できる。
【００５０】
(2)タンク２５、２８Ｃの異常加圧を吸収するために該タンク２５、２８Ｃのエア容量を大きくしておく必要がなく、タンク２５、２８Ｃの大型化を回避できる。
【００５１】
(3)上述(1)のリリーフ弁１３１の設定圧は、タンク２５、２８Ｃがわずかな負圧になっただけでリリーフ弁１３１が開弁してしまうことのないように、即ち、リリーフ弁１３１の開弁動作の安定を図るに必要なだけの小さな値で足り、例えば１〜３kgf／cm²とする。
【００５２】
尚、本実施形態によれば、以下の作用もある。
(1)シリンダ装置２１のシリンダ４１はタンクハウジング２８により覆われて外水に触れることがなく、タンク２８Ｃ内の作動油により簡易且つ確実に不銹化される。このため、シリンダ４１が船体１１と推進ユニット１５の間で一定の推進力（軸圧縮力）を伝達する部材として、小断面で一定の強度を確保できるように鉄系材料等の金属材料で構成するに際しても、シリンダ４１を高級不銹材料により構成したり、塗装等の不銹処理を施す必要がなく、不銹処理のための加工工数を削減し、コスト低減できる。
【００５３】
(2)シリンダ４１の外面は上述(1)により不銹化されて錆を生じないので、シリンダ４１がトリム動作域でハウジング３１に設けたシリンダガイド３４のシール部材３５に繰り返し慴接する場合にも、シリンダ４１の外面がそのシール部材３５をキズ付けることがない。
【００５４】
(3)作動油給排装置２２のタンクハウジング２８は、ハウジング３１から外方に突き出るシリンダ４１の全体を該シリンダ４１の長手方向の全域で覆うものとなる。このため、タンクハウジング２８はシリンダ４１の長手方向に沿って延在するものとなり、シリンダ４１の基部まわりで横外方に大きく張り出ることがなく、トリム・チルト装置２０をコンパクト化できる。
【００５５】
ここで、シリンダ装置２１のハウジング３１は作動油給排装置２２のタンク２５を一体成形された例えばアルミ合金鋳造製であり、錆びることがない。また、サブタンクハウジング２８は例えば樹脂製であって錆びない。
【００５６】
尚、シリンダ４１の外周面にメッキ等の処理を施し、ハウジング３１のシリンダガイド３４に対する摺動性の良好を図っても良い。
【００５７】
(4)第１トリム室３２Ａと第１チルト室４２Ａとをシリンダ４１の壁内に設けた連通路４６にて連通したので、作動油給排装置２２からシリンダ装置２１に給排される作動油の配管がシリンダ装置２１の外部に露出することを抑制できる。これにより、シリンダ装置２１の外観はコンパクトで、露出配管の損傷や接続部からの油洩れ等の心配がない。このとき、第１トリム室３２Ａと第１チルト室４２Ａとの連通路４６を、シリンダ４１の壁内に設けたものであるから、シリンダ装置２１の構成は簡易である。
【００５８】
(5)シリンダ装置２１の液密シール必要部が、ハウジング３１に設けたシリンダガイド３４に対するシリンダ４１の摺動部（シール部材３５）、ハウジング３１のトリム室３１内面に対するトリムピストン５１の摺動部（シール部材５２）、シリンダ４１に設けたロッドガイド部４３に対するピストンロッド６１の摺動部（シール部材４４）、シリンダ４１のチルト室４２内面に対するチルトピストン７１の摺動部（シール部材７２）の４カ所だけであり、シリンダ装置２１のシール性を向上できる。
【００５９】
(6)チルトピストン７１は、チルト動作時に、シリンダ４１のチルト室４２内面に外周部を摺接するだけで上下動するものであり、その組立性、摺動性が良く、チルト動作性を向上できる。
【００６０】
(7)シリンダ装置２１のシリンダ４１を二重筒構造とすることにより、内パイプ４１Ａと外パイプ４１Ｂの結合によりこの二重筒構造を形成し、それらの両パイプ４１Ａ、４１Ｂ間の間隙を第１トリム室３２Ａと第１チルト室４２Ａとの連通路４６として用いることができる。これにより、シリンダ装置２１の構成を極めて簡易にできる。
【００６１】
(8)作動油給排装置２２のポンプ２４とタンク２５と切替弁付き流路２６を、シリンダ装置２１のハウジング３１に内蔵することにより、作動油給排装置２２とシリンダ装置２１との連絡流路を外部に露出することがなく、前記(4)と相まってトリム・チルト装置２０の全ての露出配管をなくすことができる。
【００６２】
(9)作動油給排装置２２をシリンダ装置２１に一体に組み付けるものとなり、シリンダ装置２１のハウジング３１とピストンロッド６１とを船体１１と船舶推進機１０とに連結することのみにより、作動油給排装置２２の取付けも同時完了となる。
【００６３】
然るに、本発明にあっては、シリンダの壁内に内蔵されて第１トリム室と第１チルト室とを連通する連通路を、シリンダの肉厚内に設けた孔状連通路にて構成しても良い。このとき、シリンダを鋳物にて形成し、孔状連通路を鋳造するものであっても良く、シリンダをパイプにて形成し、孔状連通路をパイプの肉厚内に穿設するものであっても良い。
【００６４】
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。
【００６５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、船舶推進機用トリム・チルト装置において、シリンダ装置のシリンダを作動油給排装置のタンクハウジングにより覆うに際し、水中障害物等の衝突に伴うシリンダの移動による、タンクの異常加圧を回避することができる。
【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はトリム・チルト装置を示す模式図である。
【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はシリンダ装置のハウジングへの作動油給排装置の組み込み状態を示す模式図である。
【図６】図６はトリム・チルト装置の油圧回路を示す模式図である。
【図７】図７はチェック弁付リリーフ弁を示す断面図である。
【図８】図８はリリーフ弁を示す断面図である。
【符号の説明】
１０船舶推進機
１１船体
１５推進ユニット（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
４１シリンダ
４２チルト室
４２Ａ第１チルト室
４２Ｂ、４２Ｃ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
１３１リリーフ弁

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船舶推進機用トリム・チルト装置において、
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とともに、第１チルト室の油圧が一定値以上に昇圧したことにより開弁して第１チルト室の作動油を第２チルト室に移動可能とする緩衝弁を備えてなる小径のチルトピストンとを有し、
上記シリンダ装置のシリンダがトリム動作域でハウジングから外方に突き出る部分を作動油給排装置を構成するタンクハウジングにより覆い、かつタンクの油圧が一定値以上に昇圧したことにより開弁してタンクの作動油を第２トリム室にリリーフ可能とするリリーフ弁を設け、船舶推進機にシリンダ装置を伸長させる方向への衝撃力が加わったことによる、シリンダの移動によるタンクの異常加圧を回避することを特徴とする船舶推進機用トリム・チルト装置。