JP6497925B2 - ポンプ装置、船外機のチルト・トリム装置 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1に記載のチルト・トリム装置は、シリンダ内に、ピストンロッドの一端部に固定されたピストンが摺動自在に配設されるとともに、作動油が充填される油圧シリンダ装置と、作動油を貯溜可能とするタンク装置と、タンク装置内の作動油を油圧シリンダ装置内へ給排して、この油圧シリンダ装置を伸縮作動させるポンプ装置とを有し、油圧シリンダ装置の伸縮作動により推進ユニットをチルト・トリムが操作させる。シリンダ装置は、内シリンダ内にピストンが摺動自在に収容されるとともに、作動油が充填される。内シリンダ内は、ピストンにより、ピストンロッドを収容するロッド側室と、ピストンロッドを収容しないピストン側室とに区画される。そして、油圧シリンダ装置のピストン側室又はロッド側室に、ポンプ装置のギアポンプから作動油が給排されることにより、油圧シリンダ装置が伸縮する。
図1は、本発明の実施の形態に係るチルト・トリム装置1が適用される船外機10の概略構成図である。
船外機10は、船舶の船体2に対して推進力を発生する船外機本体10aと、船体2に対する船外機本体10aの傾斜角度θを調整するチルト・トリム装置1とを備えている。
船外機本体10aは、クランク軸(不図示)の軸方向が水面に対して垂直方向(図1では上下方向)に向くように置かれたエンジン(不図示)と、そのクランク軸の下端に回転一体に連結されて鉛直下方に延びるドライブ軸(不図示)とを有する。また、船外機本体10aは、このドライブ軸とべべルギヤ機構を介して連結されたプロペラ軸11と、このプロペラ軸11の後端に装着されたプロペラ12とを有する。
図2は、チルト・トリム装置1の外観図である。
図3は、チルト・トリム装置1の部分断面図である。
チルト・トリム装置1は、図2、図3に示すように、作動流体の一例であるオイルの供給、排出によって伸縮するシリンダ装置50と、オイルを吐出するポンプ装置100と、ポンプ装置100を駆動するモータ70とを備えている。
シリンダ装置50は、図3に示すように、軸心CL方向に延びたシリンダ51と、シリンダ51の内部に配置されて、シリンダ51の内部空間を第1室Y1と第2室Y2とに区画するピストン52とを備えている。また、シリンダ装置50は、ピストン52を軸心CL方向の一端部に保持して、ピストン52とともに、シリンダ51に対して軸心CL方向に移動するピストンロッド53を備えている。
以下では、シリンダ51の軸心CL方向における方向を示す場合には、図3中下方を「下方」と称し、図3中上方を「上方」と称する場合もある。
ポンプ装置100は、作動流体の一例としてのオイルを貯留するタンク180と、タンク180に配置されるとともにタンク180に貯留されたオイルを吐出するポンプ103(図4参照)とを備えている。
タンク180は、図3に示すように、ハウジング181と、ハウジング181とモータ70とによって囲まれた空間であるタンク室182とを有している。
本実施の形態に係るハウジング181は、図3に示すように、上方が開口した有底円筒状であり、シリンダ装置50のシリンダ51と一体的に形成されている。そして、シリンダ51とハウジング181との間には、後述する第1流路111および第2流路112を構成する孔が形成されている。
なお、タンク180は、シリンダ装置50のシリンダ51に、ボルトなどの締付部材にて締め付けられていてもよい。
図4は、第1実施形態に係るポンプ装置100の油圧回路である。
((ポンプ103))
ポンプ103は、図4に示すように、タンク180に貯留されたオイルを吐出する第1吐出部101aとオイルを吐出する第2吐出部101bとを有する第1ポンプ101と、オイルを吐出する第3吐出部102aとオイルを吐出する第4吐出部102bとを有する第2ポンプ102とを備えている。
ポンプ103は、モータ70が正転すると、第1ポンプ101の第1吐出部101aおよび第2ポンプ102の第3吐出部102aからオイルを吐出する。他方、ポンプ103は、モータ70が逆転すると、第1ポンプ101の第2吐出部101bおよび第2ポンプ102の第4吐出部102bからオイルを吐出する。
図4に示すように、ポンプ装置100は、シリンダ装置50の第1室Y1と第1ポンプ101の第1吐出部101aとを接続する第1流路111と、シリンダ装置50の第2室Y2と第1ポンプ101の第2吐出部101bとを接続する第2流路112とを備えている。
第2流路112は、切替弁150とシリンダ装置50の第2室Y2とを接続するシリンダ側第2流路112aと、切替弁150と第1ポンプ101の第2吐出部101bとを接続するポンプ側第2流路112bと、シリンダ側第2流路112aから分岐したシリンダ側第2流路分岐路112cとを有する。
本実施の形態においては、第3流路113は、第1流路111を介してシリンダ装置50の第1室Y1に接続され、第4流路114は、第2流路112を介してシリンダ装置50の第2室Y2に接続されている。
また、ポンプ装置100は、第4流路114に設けられ、第2ポンプ102の第4吐出部102bから第2流路112へのオイルの流れを許容するとともに第2流路112から第4吐出部102bへの流れを妨げる第2チェックバルブ132を備えている。
また、ポンプ装置100は、第4流路114とタンク180とを接続し、タンク180に貯められたオイルを第4吐出部102bまで流通させる第2吸入路122とを備えている。
また、ポンプ装置100は、第2吸入路122に設けられ、タンク180から第2ポンプ102の第4吐出部102bへのオイルの流れを許容するとともに第4吐出部102bからタンク180への流れを妨げる第4チェックバルブ134を備えている。
また、ポンプ装置100は、第2流路112から分岐してタンク180に接続される第6流路116と、第6流路116に設けられ、第5流路115の圧力を受けて第6流路116を開放する第6流路開閉弁142とを備えている。
第5流路開閉弁141、第6流路開閉弁142については後で詳述する。
第6流路116は、第2流路112と第6流路開閉弁142とを接続するポンプ側第6流路116aと、第6流路開閉弁142とタンク180とを接続するタンク側第6流路116bとを有する。
第9流路119は、第9流路開閉弁145と第3流路113とを接続するポンプ側第9流路119aと、第9流路開閉弁145とタンク180とを接続するタンク側第9流路119bとを有する。
第9流路開閉弁145については後で詳述する。
ポンプ装置100は、第1流路111と第2流路112とに接続されて、第1ポンプ101から吐出されたオイルの流れの向きを切り替える切替弁150を備えている。
切替弁150は、第1流路111上に設けられた第1開閉弁160と第2流路112上に設けられた第2開閉弁170とを備えている。
第1開閉弁160は、第1作動弁161と第1逆止弁165とを備えている。
第1作動弁161は、第1弁室162内を摺動するスプール163と、スプール163に内蔵された作動弁ボール164とを備えている。第1弁室162はスプール163によって、第1逆止弁165に通じる側のメイン油室166と反対側のサブ油室167とに区画されている。第1流路111のうち第1ポンプ101から第1開閉弁160に通じるポンプ側第1流路111bは、第1開閉弁160のメイン油室166に接続されている。
作動弁ボール164は、メイン油室166の圧力がサブ油室167の圧力より高いときは第1孔を開き、メイン油室166の圧力がサブ油室167の圧力より低いときは第1孔を閉じる。
第5流路開閉弁141は、弁室141c内を摺動する作動弁141aと、作動弁141aにばね力を作用させるコイルばね141bとを備えている。
作動弁141aには、ポンプ側第5流路115aとタンク側第5流路115bとを連通する連通路141dが形成されている。
弁室141cは、作動弁141aによってコイルばね141bが配置された側のメイン油室141eと反対側のサブ油室141fとに区画されている。そして、サブ油室141fには、第6流路116のポンプ側第6流路116aが接続されている。
第6流路開閉弁142は、弁室142c内を摺動する作動弁142aと、作動弁142aにばね力を作用させるコイルばね142bとを備えている。
作動弁142aには、ポンプ側第6流路116aとタンク側第6流路116bとを連通する連通路142dが形成されている。
弁室142cは、作動弁142aによってコイルばね142bが配置された側のメイン油室142eと反対側のサブ油室142fとに区画されている。そして、サブ油室142fには、第5流路115のポンプ側第5流路115aが接続されている。
第9流路開閉弁145は、弁室145c内を摺動する作動弁145aと、逆止弁145bとを備えている。
弁室145cは、作動弁145aによって逆止弁145bに通じる側のメイン油室145dと反対側のサブ油室145eとに区画されている。メイン油室145dには、第9流路119のうち第2ポンプ102の第3吐出部102aから第9流路開閉弁145に通じるポンプ側第9流路119aが接続され、サブ油室145eには、第2流路112のシリンダ側第2流路112aから分岐したシリンダ側第2流路分岐路112cが接続されている。
作動弁145aは、逆止弁145bに向かって突出し、逆止弁145bの側に変位したとき逆止弁145bを押す突起145fを有している。
他方、シリンダ側第2流路112a(シリンダ側第2流路分岐路112c)のオイルの圧力が第2所定圧力以下である場合には、作動弁145aは逆止弁145b側へ移動せず、突起145fは逆止弁145bを押さない。そのため、第9流路119は、逆止弁145bにて閉ざされている。
以下に、図面を用いて、第1実施形態に係るポンプ装置100を有するチルト・トリム装置1の作用及び効果について説明する。
(停船時)
図5は、船舶の停船時に、船体2に対する船外機本体10aの傾斜角度θを小さくするべくモータ70を正転させた場合のオイルの流れを示す図である。
モータ70が正転すると、第1ポンプ101の第1吐出部101aから吐出されたオイルは、第1流路111のポンプ側第1流路111bに送出され、切替弁150の第1開閉弁160のメイン油室166へ流入する。また、第2ポンプ102の第3吐出部102aから吐出されたオイルは、第3流路113を介して第1流路111のポンプ側第1流路111bに送出され、第1開閉弁160のメイン油室166へ流入する。そして、メイン油室166の圧力が高くなることで第1逆止弁165が開き、オイルは、第1流路111のシリンダ側第1流路111aに流れる。そして、シリンダ側第1流路111aに流れたオイルは、シリンダ装置50の第1室Y1に流入し、ピストン52を第2室Y2に向けて押す。
モータ70が逆転すると、第1ポンプ101の第2吐出部101bから吐出されたオイルは、第2流路112のポンプ側第2流路112bに送出され、切替弁150の第2開閉弁170のメイン油室176へ流入する。また、第2ポンプ102の第4吐出部102bから吐出されたオイルは、第4流路114を介して第2流路112のポンプ側第2流路112bに送出され、第2開閉弁170のメイン油室176へ流入する。そして、メイン油室176の圧力が高くなることで第2逆止弁175が開き、オイルは、第2流路112のシリンダ側第2流路112aに流れる。そして、シリンダ側第2流路112aに流れたオイルは、シリンダ装置50の第2室Y2に流入し、ピストン52を第1室Y1に向けて押す。
図7は、船舶の航走時に、船体2に対する船外機本体10aの傾斜角度θを小さくするべくモータ70を正転させた場合のオイルの流れを示す図である。
モータ70が正転すると、第1ポンプ101の第1吐出部101aから吐出されたオイルは、第1流路111のポンプ側第1流路111bに送出され、切替弁150の第1開閉弁160のメイン油室166へ流入する。そして、メイン油室166の圧力が高くなることで第1逆止弁165が開き、オイルは、第1流路111のシリンダ側第1流路111aに流れる。そして、シリンダ側第1流路111aに流れたオイルは、シリンダ装置50の第1室Y1に流入し、ピストン52を第2室Y2に向けて押す。また、船舶が航走時である場合には、シリンダ装置50が、船外機10の推力に応じて、ピストンロッド53の軸方向に縮もうとする方向の力を受けるため、第2室Y2のオイルは、ピストン52により押されて、船外機10の推力相当分、圧力が高くなる。つまり、第2室Y2のオイルの圧力は、第1ポンプ101から吐出されたオイルが第1室Y1に流入してピストン52を押すことに加えて、船外機10の推力に応じてピストンロッド53がピストン52を第2室Y2に向けて押すことにより高くなる。
モータ70が逆転すると、第1ポンプ101の第2吐出部101bから吐出されたオイルは、第2流路112のポンプ側第2流路112bに送出され、切替弁150の第2開閉弁170のメイン油室176へ流入する。そして、メイン油室176の圧力が高くなることで第2逆止弁175が開き、オイルは、第2流路112のうち第2開閉弁170からシリンダ装置50の第2室Y2に通じるシリンダ側第2流路112aに流れる。そして、シリンダ側第2流路112aに流れたオイルは、シリンダ装置50の第2室Y2に流入し、ピストン52を第1室Y1に向けて押す。また、船舶が航走時である場合には、シリンダ装置50が、船外機10の推力に応じて、ピストンロッド53の軸方向に縮もうとする方向の力を受けるため、第2室Y2のオイルは、ピストン52により押されて、船外機10の推力相当分、圧力が高くなる。つまり、第2室Y2のオイルの圧力は、第1ポンプ101から吐出されたオイルの圧力に加えて、船外機10の推力に応じてピストンロッド53がピストン52を第2室Y2に向けて押すことにより高くなる。
つまり、本実施形態に係るポンプ装置100は、簡易な構成かつ高効率でシリンダ装置50の伸縮の作動速度を状況に応じて変化させることができる。また、本実施形態に係るチルト・トリム装置1は、簡易な構成かつ高効率で傾斜角度θの変更の作動速度を状況に応じて変化させることができる。
つまり、本実施形態に係るポンプ装置100は、簡易な構成かつ高効率でシリンダ装置50の伸縮の作動速度を状況に応じて変化させることができる。また、本実施形態に係るチルト・トリム装置1は、簡易な構成かつ高効率で傾斜角度θの変更の作動速度を状況に応じて変化させることができる。
図9は、第2実施形態に係るポンプ装置200の油圧回路である。
第2実施形態に係るポンプ装置200は、第4流路114から分岐してタンク180に接続される第4流路分岐路の一例としての第10流路220に設けられ、第2流路112の圧力を受けて第10流路220を開放する第4流路分岐路開閉弁の一例としての第10流路開閉弁246を備える点が第1実施形態に係るポンプ装置100と異なる。また、第10流路220は、第10流路開閉弁246と第4流路114とを接続するポンプ側第10流路220aと、第10流路開閉弁246とタンク180とを接続するタンク側第10流路220bとを有する点が第1実施形態に係るポンプ装置100と異なる。以下では、異なる点を中心に説明する。
第10流路開閉弁246は、弁室246c内を摺動する作動弁246aと、逆止弁246bとを備えている。
弁室246cは、作動弁246aによって逆止弁246bに通じる側のメイン油室246dと反対側のサブ油室246eとに区画されている。メイン油室246dには、第10流路220のうち第2ポンプ102の第4吐出部102bから第10流路開閉弁246に通じるポンプ側第10流路220aが接続され、サブ油室246eには、第2流路112のシリンダ側第2流路分岐路112cが接続されている。
作動弁246aは、逆止弁246bに向かって突出し、逆止弁246bの側に変位したとき逆止弁246bを押す突起246fを有している。
他方、シリンダ側第2流路112aのオイルの圧力が第22所定圧力以下である場合には、作動弁246aは逆止弁246b側へ移動せず、突起246fは逆止弁246bを押さない。そのため、第10流路220は、逆止弁246bにて閉ざされている。
以下に、図面を用いて、第2実施形態に係るポンプ装置200を有するチルト・トリム装置1の作用及び効果について、第1実施形態に係るポンプ装置100を有するチルト・トリム装置1の作用・効果と異なる点について説明する。
図10は、船舶の航走時に、船体2に対する船外機本体10aの傾斜角度θを大きくするべくモータ70を逆転させた場合のオイルの流れを示す図である。
船舶が航走時である場合、第10流路開閉弁246においては、シリンダ側第2流路112aのオイルの圧力が第22所定圧力よりも高いため、作動弁246aが逆止弁246b側へ移動し、第10流路220が開放する。それゆえ、第2ポンプ102の第4吐出部102bから吐出されたオイルは、第10流路220を介してタンク180へ排出される。
図11は、第3実施形態に係るポンプ装置300の油圧回路である。
第3実施形態に係るポンプ装置300は、第1流路分岐路315を介して第1流路111と、第2流路分岐路316を介して第2流路112とに接続されるとともにタンク180に接続されたタンク流路185に接続され、第1流路111および第2流路112のいずれか一方の流路の圧力が予め定められた接続圧力よりも高い場合には他方の流路をタンク流路185へ接続する接続弁340を備える点が第1実施形態に係るポンプ装置100と異なる。以下では、異なる点を中心に説明する。
作動弁342には、第1流路分岐路315とタンク流路185とを連通する第1流路連通路345と、第2流路分岐路316とタンク流路185とを連通する第2流路連通路346とが形成されている。
以下に、図面を用いて、第3実施形態に係るポンプ装置300を有するチルト・トリム装置1の作用及び効果について、第1実施形態に係るポンプ装置100を有するチルト・トリム装置1の作用・効果と異なる点について説明する。
図12は、船舶の停船時に、船体2に対する船外機本体10aの傾斜角度θを小さくするべくモータ70を正転させた場合のオイルの流れを示す図である。
切替弁150の第1開閉弁160のメイン油室166には、第1ポンプ101および第2ポンプ102から吐出されたオイルが流入するため、メイン油室166に接続された第1流路分岐路315のオイルの圧力は接続圧力よりも高い。そのため、接続弁340は、第2流路分岐路316とタンク流路185とを接続する。その結果、第2室Y2から第2流路112のシリンダ側第2流路112aに排出されたオイルは、切替弁150の第2開閉弁170のメイン油室176、第2流路分岐路316、タンク流路185を介してタンク180に排出される。
切替弁150の第2開閉弁170のメイン油室176には、第1ポンプ101および第2ポンプ102から吐出されたオイルが流入するため、メイン油室176に接続された第2流路分岐路316のオイルの圧力は接続圧力よりも高い。そのため、接続弁340は、第1流路分岐路315とタンク流路185とを接続する。その結果、第1室Y1から第1流路111のシリンダ側第1流路111aに排出されたオイルは、切替弁150の第1開閉弁160のメイン油室166、第1流路分岐路315、タンク流路185を介してタンク180に排出される。
Claims (3)
- 作動流体が貯留されるタンクと、
前記作動流体を吐出する第1吐出部と前記作動流体を吐出する第2吐出部とを有する第1ポンプと、
第1室と第2室とに区画されるシリンダの前記第1室と前記第1吐出部とを接続する第1流路と、
前記シリンダの前記第2室と前記第2吐出部とを接続する第2流路と、
前記作動流体を吐出する第3吐出部と前記作動流体を吐出する第4吐出部とを有する第2ポンプと、
前記第3吐出部と前記第1流路とを接続する第3流路と、
前記第4吐出部と前記第2流路とを接続する第4流路と、
前記第3流路に設けられ、前記第3吐出部から前記第1流路への前記作動流体の流れを許容するとともに前記第1流路から前記第3吐出部への流れを妨げる第1チェックバルブと、
前記第4流路に設けられ、前記第4吐出部から前記第2流路への前記作動流体の流れを許容するとともに前記第2流路から前記第4吐出部への流れを妨げる第2チェックバルブと、
前記第1流路から分岐して、前記タンクに接続される第5流路と、
前記第2流路から分岐して、前記タンクに接続される第6流路と、
前記第5流路に設けられ、前記第6流路の圧力を受けて前記第5流路を開放する第5流路開閉弁と、
前記第6流路に設けられ、前記第5流路の圧力を受けて前記第6流路を開放する第6流路開閉弁と、
を備えるポンプ装置。 - シリンダと、前記シリンダの内部を第1室と第2室とに区画するピストンと、前記ピストンに端部が固定され、前記シリンダから延出するピストンロッドとを備えるシリンダ装置と、
作動流体を前記シリンダ装置の内部へ供給することにより前記シリンダ装置を伸縮させるポンプ装置と、
を備え、
前記シリンダ装置は、伸縮に応じて、船体の推進力を発生する船外機本体の前記船体に対する傾斜角度を変更する傾斜角度変更部を備え、
前記ポンプ装置は、
作動流体が貯留されるタンクと、
前記作動流体を吐出する第1吐出部と前記作動流体を吐出する第2吐出部とを有する第1ポンプと、
前記シリンダ装置の前記第1室と前記第1吐出部とを接続する第1流路と、
前記シリンダ装置の前記第2室と前記第2吐出部とを接続する第2流路と、
前記作動流体を吐出する第3吐出部と前記作動流体を吐出する第4吐出部とを有する第2ポンプと、
前記第3吐出部と前記第1流路とを接続する第3流路と、
前記第4吐出部と前記第2流路とを接続する第4流路と、
前記第3流路に設けられ、前記第3吐出部から前記第1流路への前記作動流体の流れを許容するとともに前記第1流路から前記第3吐出部への流れを妨げる第1チェックバルブと、
前記第4流路に設けられ、前記第4吐出部から前記第2流路への前記作動流体の流れを許容するとともに前記第2流路から前記第4吐出部への流れを妨げる第2チェックバルブと、
前記第1流路から分岐して、前記タンクに接続される第5流路と、
前記第2流路から分岐して、前記タンクに接続される第6流路と、
前記第5流路に設けられ、前記第6流路の圧力を受けて前記第5流路を開放する第5流路開閉弁と、
前記第6流路に設けられ、前記第5流路の圧力を受けて前記第6流路を開放する第6流路開閉弁と、
を備える船外機のチルト・トリム装置。 - シリンダと、前記シリンダの内部を第1室と第2室とに区画するピストンと、前記ピストンに端部が固定され、前記シリンダから延出するピストンロッドとを備えるシリンダ装置と、
作動流体を前記シリンダ装置の内部へ供給することにより前記シリンダ装置を伸縮させるポンプ装置と、
を備え、
前記シリンダ装置は、伸縮に応じて、船体の推進力を発生する船外機本体の前記船体に対する傾斜角度を変更する傾斜角度変更部を備え、
前記ポンプ装置は、
作動流体が貯留されるタンクと、
前記作動流体を吐出する第1吐出部と前記作動流体を吐出する第2吐出部とを有する第1ポンプと、
前記シリンダ装置の前記第1室と前記第1吐出部とを接続する第1流路と、
前記シリンダ装置の前記第2室と前記第2吐出部とを接続する第2流路と、
前記作動流体を吐出する第3吐出部と前記作動流体を吐出する第4吐出部とを有する第2ポンプと、
前記第3吐出部と前記第1流路とを接続する第3流路と、
前記第4吐出部と前記第2流路とを接続する第4流路と、
前記第3流路に設けられ、前記第3吐出部から前記第1流路への前記作動流体の流れを許容するとともに前記第1流路から前記第3吐出部への流れを妨げる第1チェックバルブと、
前記第4流路に設けられ、前記第4吐出部から前記第2流路への前記作動流体の流れを許容するとともに前記第2流路から前記第4吐出部への流れを妨げる第2チェックバルブと、
前記第1流路と前記第2流路とに接続されるとともに前記タンクに接続されたタンク流路に接続され、前記第1流路および前記第2流路のいずれか一方の流路の圧力が所定圧力よりも高い場合には他方の流路を前記タンク流路へ接続する接続弁と、
を備え、
前記第3流路から分岐して前記タンクに至る第3流路分岐路と、
前記第3流路分岐路に設けられ、前記第2室の圧力が所定圧力よりも高い場合に前記第3流路分岐路を開放する第3流路分岐路開閉弁と、
をさらに備える船外機のチルト・トリム装置。
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