JPH03506012A - 船舶用エンジンの液圧傾け機能用制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 船舶用エンジンの液圧傾は機能用制御システム技術分野 本発明は、船外エンジン用エンジン傾はシステムを作動させるための制御システ ムに関し、更に詳細には、船舶用駆動ユニットをゆっくりと高さ調節し又は高速 で傾ｌすることができるようにし、更に、駆動ユニットの、制御を受けていない 迅速な上方への移動を検出する制御システムに関する。

背景技術 代表的な船外駆動ユニットは、垂直方向に回動自在の支持ブラケットで船体の船 尾に取り付けられることによって、駆動ユニットを下方に傾けて水中へ入れたり 、又は水中から上方に傾けて水中から出すことを選択的に行うことができる。機 能を満足に果たすためには、船体を逆方向に駆動した場合にプロペラのスラスト によって駆動ユニットが上方に揺動し、ないように、駆動ユニットは、好ましく は、その下位置に係止することができなくてはならない。係止システムは、好ま しくは、船体を急制動又は急停止した場合に駆動ユニットが水の抵抗によって上 方に揺動しないようにしなければならない。しかしながら、駆動ユニットが損傷 しないようにする、或いは駆動ユニットに加わる損傷を最小にするためには、係 止システムは、好ましくは、自動解放式でなければならないし、水中の障害物と 衝突した場合に駆動ユニットを上方に揺動できるものでなければならない。係止 システムは、好ましくは、陸上げや格納のため駆動ユニットを傾けて水中から出 すことができるように、操作者が選択的に解放できるものでなければならない。

更に、この係止システムは、航行状態にあるとき駆動ユニットの高さ調節を行う ことができるようにし、前進モード及び後進モードの両モードで調節自在である ばかりでな（、駆動ユニットを浅い水中で駆動する傾は位置に配置できるように するものでなければならない。

従来、これらの機能は複雑な機械的相互連結リンク及びばねで行われ、その例を 以下に列挙する。米国特許第４．０６４，８２４号、米国特許第４．０５２，９ ５２号、米国特許第３゜９９９．５０２号、米国特許第３，９８３．８３５号、 米国特許第３，８８８．２０３号、米国特許第３，８６３，５９２号、米国特許 第３．８３９゜９８６号、Ｒｅ、２７−９３２号、米国特許第３，７２２，４５ ５号、米国特許第３，４３４，４５０号、米国特許第３，４３４．４４８号、及 び米国特許第３，２８５，２２１号。これらのシステムのうち幾つかのものでは 、このようなリンクを液圧装置又はガス加圧式液圧装置に代えているが、必要な 機能を適切に果たすことはできなかった。

米国特許第４，４９３Ｊ５９号に示されているシステムのようなシステムは、初 期のシステムに存在した欠点のうちの幾つかを解決するのに使用されたが、これ らのシステムは所望の機能の全てを提供する訳ではない。

本発明は、１文で論じた全ての機能を提供でき、ゆっくりとした高さ調節及び素 早い傾は作動を可能にし、更に駆動ユニットの望ましからぬ迅速な移動を検出し 且つこれを回避することのできる制御システム、を提供する。

船体と船舶用駆動ユニットとの間に作動的に連結された、ピストンを収容した液 圧シリンダを通る液圧流体の移動を制御するためのシステムは、シリンダの流体 室間の流体流れに制限を加えるための、シリンダ内の弁手段と、これらの流体室 間で流体を制限なしで流すことのできるバイパス手段とを有する。

本発明の一つの特徴によれば、バイパスには、ピストンの移動の第１の方向での 流体の制限された流れを提供する高さ調節弁が設けられている。

本発明の他の特徴によれば、バイパスには、高さ調節弁が開位置にあるとき、ピ ストンの移動の第１の方向で流体を制限なしで流すことのできる傾は弁手段が設 けられている。

本発明の更に他の特徴によれば、バイパスには、駆動ユニットの迅速な上方への 移動を表す高速流体流れに応じて常開位置から閉位置へ移動する速度検出弁が設 けられている。

本発明の別の特徴によれば、制御システムには、ピストンが最大に延ばした位置 から下駆動ユニットを表す位置へ戻るとき、室間の流体流れを補助する副バイパ ス手段が設けられている。

更に、制御システムには、システム内の種々の弁を選択的に開閉するための手動 作動手段が設けられている。

かくして、本発明は、流体を収容した液圧シリンダの室を通る液圧流体の移動を 制御するシステムを提供し、これによって操作者は室間の流れの方向及び速度を 選択的に決定することができる。更にこのシステムは駆動ユニットの望ましから ぬ上方への迅速な移動を検出し、これを回避する。

本発明の更に別の特徴及び利点は、添付図面を参照１゜てなされた、本発明の好 ましい実施例の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

図面の簡単な説明 第１図は、油圧システム類は装置を備えた船外駆動ユニットの左側の側面図であ り、 第２図は、本発明の制御システムで使用された速度弁の側断面図であり、 第３図は、速度弁のスプールが閉位置に移動されている、第２図と同様の図であ り、 第４図は、第２図の４−４線での断面図であり、第５図乃至第１１図は、制御シ ステムの作動の種々の段階を示す制御システムの概略図であり、第５図は、船外 駆動ユニットが下降位置にあり、所定速度で作動している場合の制御システムを 図示し、第６図は、船外駆動ユニットが下降位置にあり、所定速度で作動し、全 ての弁が閉じた状態で水中の障害物に当たった場合の制御システムを図示し、第 ７図は、水中の障害物に当たったことによって駆動ユニットが持ち上げられ、そ の下降位置に戻る行程にある場合の制御システムを図示し、 第８図は、手動弁が開かれ、船外駆動ユニットが水中の障害物に当たった場合の 制御システムを図示し、第９図は、水中の障害物に当たったことによってエンジ ンが上昇位置へ移動され、弁を開位置にしてこのエンジンをその下降位置に戻す 場合の制御システムを図示し、第１０図は、駆動ユニットは作動していないので も非常に低い速度で作動しているのでもなく、ゆっくりと高さ調節を行う弁が開 かれている場合の制御システムを図示し、 第１１図は、駆動ユニットがその下降位置にあり、所定速度で作動し、ゆっくり と高さ調節を行う弁が開かれている場合の制御システムを図示する。

実　　施　　例 第１図は、船体１４の船尾梁１２に回動自在に取り付けられた代表的な船外駆動 ユニット１０を図示する。駆動ユニット１０は、動力部１６と、駆動シャフトハ ウジング１８と、プロペラ２２を含む下ユニット２０とを有する。駆動ユニット １０は、垂直な動き及び操舵運動を行うように船尾梁１２に支持ブラケット２４ で回動自在に取り付けられ、駆動ユニット１０の手動傾け／高さ調節を補助する ため、油圧シリンダ２６が船外駆動ユニット１０と支持ブラケット２４との間に 作動的に連結されている。

第５図乃至第１１図に示すように、油圧シリンダ２６は、シリンダハウジング２ ８を有し、このハウジング内にピストンヘッド３０及び記憶ピストン３１が摺動 自在に配置されている。ピストンヘッド３０及び記憶ピストン３１は一対の流体 室３２及び３３を構成し、ピストンヘッド３０はこのピストンヘッドに連結され たピストンロッド３６を有し、このピストンロッドはケーシング２８から外に延 びている。ピストンロッド３６の端部は、駆動ユニット１０に枢動自在に連結さ れ、そのため、ピストンロッド３６を延ばすと、船外駆動ユニット１０は下ユニ ット２０を水中から上方に移動させるように枢動する。ピストンヘッド３０及び 記憶ピストン３１は、通常は接触しており、一体で移動する。しか１．なから、 ピストンロッド３６に作用する上方への力はピストンヘッド３０を上方へ移動さ せ、この際、記憶ピストン３１は元の位置に留まる。この分離は付加的な流体室 ３４（第６図参照）をつくる。

ピストンヘッド３０には一対の弁４０及び４２が設けられている。弁４０は常閉 の弁であるが、室３２から充分な圧力が加わると開放して液圧流体の制限された 流れを室３２から室３４へ流す。これは、代表的には、充分な上方への力がピス トンロッド３６に作用した場合に起こる。同様に、弁４２は常閉の弁であるが、 室３４から充分な圧力が加わると開放して液圧流体の制限された流れを室３４か ら室３２へ流す。これはピストンロッド３６に下方への力が加わった場合に起こ る。弁４０は代表的には６３．２７　ｋｇ／ｃｍ２　（９００ｐｓｉ）の範囲に 設定されるのに対し、弁４２は２．１１乃至７．０３　ｋｇ／ａｍ２　（３０乃 至１００ｐｓｉ）の低圧に設定される。これは、ピストンロッド３６が加える上 方への力が、代表的には、通常は船外駆動ユニット１００重量に限定される下方 への力よりも　かに大きいためである。

室３２と室３４との間の液圧流体の流れは、位置が機械的作動装置５２で手動で 制御される一連の一方向弁４６．４８、及び５０を含む制御システム４４で監視 され且つ制御される。機械的作動装置は、代表的な１ノバーーカム型の制御装置 であり、本明細書中、詳細には説明しない。

更に、制御システム４４には速度弁５４が設けられ、この速度弁５４を以下に詳 細に説明する。加圧流体リザ−バ５６は、ピストン５９を備えたアキュムレータ ５８を有し、逆止弁６０と関連している。逆止弁６０の作動もまた機械的作動装 置５２によって制御される。制御システム４４は、液圧流体が室３２と３３との 間で制限なしで移動できるように弁４０及び４２のバイパスを有し、システム４ ４は制限部６４及び関連した逆止弁６６を持つ副バイパスシステム６２も有する 。

制御システム４４の種々の構成部材の作動及び相互作用は、駆動ユニット１０の 種々の作動状態の下で作動する本システムを図示する第５図乃至第１１図を参照 して最もよく説明することができる。

第５図は、駆動ユニット１０が第１図に示すようなその下降位置にあり、所定の 速度で作動している場合を図示する。機械的作動装置５２はその閉鎖位置にあり 、この位置では、弁４６．４８．５０、及び６０がその閉鎖位置にあり、駆動ユ ニット１０にピストンヘッド３０を移動させるような通常ならざる力が全く加わ っておらず、従って記憶ピストン３１はピストンヘッド３０と接触したままであ る。

第６図は、第５図に示した場合と類似した場合を図示し、この場合では、駆動ユ ニット１０はその下降位置にあり且つ所定の速度で作動し、弁４６．４８、及び ５０は閉鎖位置にある。しかしながら、第６図では、駆動ユニット１０が水中の 障害物にぶつかり、かくしてピストンロッド３６に上方への力が加わっている。

この上方への力によって室３２内の液圧流体が加圧され、この力は液圧管路６８ に伝えられる。しかしなか、弁５０か閉鎖位置にあるため、圧力を解放すること ができず、この圧力は弁４０に作用してこの弁を解放位置に移動させる。

弁４０をその開放位置にあると、シリンダヘッド３０が記憶ピストン３１から離 れて上方に移動するため、液圧流体の制限された流れが室３２から室３４に向か つで生じる。この制限された流れは衝撃吸収器即ちンヨックアブソーバの作用を なして駆動ユニット１０を過度に高速で又は過度に高く上昇させることを回避す る。

第７図は、第６図の場合の直後の場合を図示し、この場合では、駆動ユニットは 水中の障害物を通り越し、その下降位置へ戻されている。駆動ユニット１０の剪 断重量によって、弁４２をこの開放位置まで移動し、液圧流体の制限された流れ を室３４から室３２へ生ぜしめる程度に室３４内の液圧流体を加圧するのに充分 な下方への力を生じる。かくして、駆動ユニット１０はゆっくりと下降して、ピ ストンヘッド３０が記憶ピストン３１と接触したその元の位置に戻る。

第８図は、駆動ユニット１０がその下降位置にあり、機械的作動装置５２がその 全開位置へ移動されている場合を図示する。機械的作動装置５２の全開位置では 、弁４６．４８．５０．及び６０はその開位置にある。第８図では、駆動ユニッ ｈｌｏが水中の障害物に当たって、上方への力がピストンロッド３６に及ぼされ 、室３２内の液圧流体が加圧されている。弁５０がその開位置にあるため、液圧 流体は、最初、液圧管路６８を高速で流れる。しかしながら、この高速流の検出 時に速度弁５４がその閉位置に移動する。液圧管路６８内で流れが生じ内容にす ることによって、室３２内の圧力を弁４０に作用させてこれをその開位置に移動 させ、再び液圧流体の制限された流れを室３２から室３４へ流す。かくして、速 駆動ユニット１０が高速で上方に移動することを回避する。

速度弁５４の構造及び作動を第２図、第３図、及び第４図に示す。第２図でわか るように、速度弁５４は、入ロア４及び出口アロを持つ流体流れ通路７２を構成 する弁体７０を有する弁体７０は、スプール８０が摺動自在に配置されたボア７ ８を更に有する。スプール８０は、通路７２を通る流体流れを制限する縮径部分 ８２を有する。拡径部分８４は、第３図に示すように通路７２に配置されると通 路７２内の液圧流体の流れを阻止する。スプール８０は、スプール８０のばね座 ８８に作用を及ぼすばね８６によってその縮径部分８２が通路７２中に配置され たその開放位置に押圧される。弁５４には連通路９０が設けられ、この連通路に よって通路７０内の加圧流体がスプール表面９２に作用する。縮径部／ｒＪ８２ が及ぼす制限によって通路７２内に差圧が生じる。８１．９４ｃｍ３／ｓ　　（ 毎秒５立方インチ）の流量では差圧は十分に大きくなり、表面９２に及ぼされる 圧力はばね８６の力及びばね室９４内の液圧流体の圧力に打ち勝つのに十分大き い。かくして、スプール８０は右に移動され、スプールの拡径部分８４が通路７ ２内に移動し、液圧流体の流れを更に制限する。これは更に大きな差圧を発生さ せ、且つ更に大きな力を表面９２に作用させるため、スプール８０は第３図に示 すようにその全開位置に移動する。

かくして、弁５４は、８１．９４ｃＩＩ３／ｓ　　（毎秒５立方インチ）以上の 流量を検出すると、閉位置に移動し、加圧流体が弁４０を開放するように作用す る。弁５４を閉じるのに十分な流量は、船の速度が約時速６マイル又はそれ以上 である場合に得ることができる。かくして、弁４６．４８、及び５０がその開位 置にあり、船が約時速６マイル又はそれ以上の速度で水中の障害物に当たった場 合、速度弁５４がその閉位置に移動して液圧流体が弁５０を通らないようにする 。かくして、バイパスシステム４４が開放状態に置かれている場合であっても駆 動ユニット１０が迅速に上方に移動することが回避され、液圧流体の制限された 流れが室３２から室３４へ弁４０を通して形成され、これによって、駆動ユニッ ト１０の上方への移動を更にゆっくりとしたものにする。

第９図は、第８図の場合の直後の場合であり、この場合では、駆動ユニット１０ はその上方への移動の限変に達し、次にその下降位置に戻る。アキュムレータ５ ８は加圧流体を管路９４を通して供給し、これは記憶ピストン３１が下降位置へ 戻るのを阻止する。駆動ユニット１０の重量による室３４内の圧力は弁４２をそ の開位置へ移動させ、加圧流体の制限された流れが室３４から室３２へ生じ、こ れによって駆動ユニット１０をゆっくりとその下降位置に戻す。

第１０図では、駆動ユニット１０は作動していないのでも非常に低い推力レベル で作動しているのでもなく、操作者が機械的作動装置５２を弁４６．４８．５０ 、及び６０がその開位置にある位置へ移動させである。アキュムレータ５８は、 ２１．０９　ｋｇ／ｃｍ２　（３００ｐｓｉ）乃至４９．２１　ｋｇ／ｃＩ１２ 　（７００ｐｓｉ）の圧力の加圧流体をシステムに供給し、この圧力が駆動ユニ ット１０に本来の重量のほぼ８０％をｔ自殺する。加圧流体がシステムに供給さ れ、流体が室３２と３３との間を比較的制限なしに流れることができるように全 ての弁が開位置にある状態では、駆動ユニッ！・１０をその上位置へ比較的容易 に傾けることができる。かくして、第１０図は、船の操作者が駆動ユニット１０ を任意の所望の傾は位置へ手動で持ち上げよ・うとする場合を図示する。

第１１図は、駆動ユニット１０が高速で作動し、船の葛さ調節を行うため船の操 作者が駆動ユニット１０を下降位置へ降ろした場合を図示する。第１１図では、 船の操作者は、機械的作動装置５２を低速高さ調節弁４８及びアキュムレータ弁 ６０だけが開位置にある中間位置へ移動させる。この位置では、液圧流体を管路 ９４を通して流してアキュムレータ５９に戻すことができる。制限部９６は液圧 流体が迅速に流れることを阻止し、そのため、駆動ユニット１０は所望の高さ調 節位置へゆっくりと移動することができる。かくして、弁４８は高さ調節弁とし て役立ち、この高さ調節弁は、開位置にある場合には弁４６及び５０がその閉位 置にある場合に弁１６及び５０が駆動ユニット１０を迅速に傾けるための傾は弁 システムとして作動する。

制御システム４４には、副バイパス管路６２も設けられ、この副バイパス管路６ ２は、ピストンヘッド３０の底がシリンダハウジング２８のポート９８よりも上 にあるようにピストンヘッドが最も上に持ち上げられた位置にある場合に作動す ることができる。この位置では、ピストンヘッド３０よりも下の加圧流体が弁６ ６に作用してこの弁をその開位置に移動させ、その結果、室３４からの加圧流体 がバイパス管路６２を通って室３２へ流すことができる。ピストンヘッド３０を ひとたび閉じると、即ちピストンヘッドがボート９８を通過すると、副バイパス 管路６２は不作動になり、室３４から室３２への流体流れは弁４２を通さなけれ ばならなくなる。

添付の請求の範囲の範鴫で種々の等価の態様、及び変形態様が可能であるという ことは理解されよう。

ＦＩＧ、　Ｉ＋ 補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の８）平成　３　年　１　月　１４日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．船体（１４）に回動自在に連結された船外駆動ユニット（１０）と、ピスト ンを収容した液圧シリンダ（２６）を存し、この液圧シリンダ（２６）は、駆動 ユニット（１０）が回動するとシリンダ（２６）内の一対の流体室（３２、３３ ）間で液圧流体の移動が起こるように、船体（１４）と駆動ユニット（１０）と の間に作動的に連結されている、シリンダ（２６）を通る液圧流体の移動を制御 するための制御システムにおいて、流体室（３２、３３）間の流体流れを制限す る、シリンダ（２６）の弁手段（４０、４２）と、流体室（３２、３３）間で流 体が制限を受けずに流れることができるようにするバイパス手段（４４）と、開 位置にあるとき、ピストンの移動の第１の方向で流体が制限を受けつつ流れるこ とができるようにする、前記バイパス手段に配置された高さ調節弁（４８）と、 開位置にあるとき、シリンダ（２６）の流体室（３２、３３）間で流体が制限を 受けずに流れることができるようにする前記バイパス手段（４４）内に配置され た傾け弁手段（４６、５０）と、前記高さ調節弁（４８）及び前記傾け弁手段（ ４６、５０）を選択的に開閉するための作動手段とを有する制御システム。 ２．前記ピストン（３６）がシリンダ（２６）内で延長位置から戻されていると き、ピストンの前記第１方向での移動中、流体室（３２、３３）間の流体流れを 補助するための副バイパス手段（６２）を有する、ことを特徴とする請求項１に 記載の制御システム。 ３．ピストンの第２方向での迅速な移動によって引き起こされる高速の流体流れ を検出し、前記高速流体流れに応じて常閉位置から閉位置へ移動するため、前記 バイパス手段（４４）に配置された速度検出弁手段（５４）を存する、ことを特 徴とする請求項１又は２に記載の制御システム。 ４．前記速度検出弁手段は、入口（７４）と出口（７６）とを備えた流体流れ通 路（７２）を構成する弁体（７０）を有し、前記流体流れ通路（７２）と交差す るボア（７８）はスプール（８０）を摺動自在に収容するようになっており、前 記スプール（８０）は、縮径部分（８２）が前記通路（７２）を通る流体流れを 制限する開位置と、拡径部分（８４）が前記通路（７２）を通る流体流れを無く す閉位置との間を移動することができ、前記スプール（８０）を前記開位置に抑 圧する抑圧手段（８６）と、前記ボアの上流の流体圧力が前記スプール（８０） を閉位置に押圧するように前記流体圧力を前記スプール（８０）の表面に伝える ための連通路（９０）とを更に有する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載 の制御システム。 ５．前記作動手段が、前記傾け弁手段（４６、５０）の開放前に前記高さ調節弁 （４８）を開く手動制御装置（５２）を存する、ことを特徴とする請求項１乃至 ４に記載の制御システム。 ６．前記バイパス手段（４４）が、圧力流体を前記シリンダに加えるための加圧 流体リザーバ手段（５６）を含む、ことを特徴とする請求項１乃至４に記載の制 御システム。 ７．入口（７４）と出口（７６）とを備えた流体流れ通路（７２）を構成する弁 体（７０）を有し、前記流体流れ通路（７２）と交差するボア（７８）はスプー ル（８０）を摺動自在に収容するようになっており、前記スプール（８０）は、 縮径部分（８２）が前記通路（７２）を通る流体流れを制限する開位置と、拡径 部分（８４）が前記通路（７２）を通る流体流れを無くす閉位置との間を移動す ることができ、前記スプール（８０）を前記開位置に抑圧する抑圧手段（８６） と、前記ボアの上流の流体圧力が前記スプール（８０）を閉位置に押圧するよう に前記流体圧力を前記スプール（８０）の表面に伝えるための連通路（９０）と を更に有する、ことを特徴とする速度検出弁手段。