| 【発明の名称】 |
シャトル弁装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】西 学
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| 【要約】 |
【課題】シャトル弁装置において、構成部品の管理と組付性を向上するとともに、液封性を向上すること。
【解決手段】シャトル弁装置36において、第1逆止弁37は第1弁ケース53にカートリッジ化され、第2逆止弁38はスプールホルダ39に一体化された第2弁ケース58にカートリッジ化され、弁格納孔37に第1弁ケース53と第2弁ケース58を隣接させて嵌合し、プラグ62にて閉塞してなるもの。 |
【特許請求の範囲】
【請求項1】 弁箱に設けた弁格納孔に格納され、スプールの両側に第1逆止弁と第2逆止弁を配置し、スプールと第1逆止弁との間に第1シャトル室を形成し、スプールと第2逆止弁との間に第2シャトル室を形成し、第1シャトル室に付与される送油圧力によって第1逆止弁を開くとともに、スプールを摺動させて第2逆止弁を開き、第2シャトル室に付与される送油圧力によって第2逆止弁を開くとともに、スプールを摺動させて第1逆止弁を開くシャトル弁装置において、第1逆止弁は第1弁ケースにカートリッジ化され、第2逆止弁はスプールを摺動自在に収納するスプールホルダに一体化された第2弁ケースにカートリッジ化され、弁格納孔の開口部から該弁格納孔に第1弁ケースと第2弁ケースを隣接させて嵌合し、該弁格納孔の開口部をプラグにて閉塞してなることを特徴とするシャトル弁装置。
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【発明の詳細な説明】【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は船舶推進機用チルト・トリム装置等の油圧回路に用いて好適なシャトル弁装置に関する。 【0002】 【従来の技術】従来、船舶推進機用チルト・トリム装置等の油圧回路では、作動油給排装置と油圧アクチュエータとの間に介装され、作動油の流れを制御するシャトル弁装置を用いている。 【0003】シャトル弁装置は、弁箱に設けた弁格納孔に格納され、スプールの両側に第1逆止弁と第2逆止弁を配置し、スプールと第1逆止弁との間に第1シャトル室を形成し、スプールと第2逆止弁との間に第2シャトル室を形成し、第1シャトル室に付与される送給圧力によって第1逆止弁を開くとともに、スプールを摺動させて第2逆止弁を開き、第2シャトル室に付与される送給圧力によって第2逆止弁を開くとともに、スプールを摺動させて第1逆止弁を開くようになっている。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技術には以下の問題点がある。 ■シャトル弁装置は、スプールと第1逆止弁と第2逆止弁とを有して構成されるものであるが、スプールはこれを摺動可能に収容するスプールホルダを伴い、第1逆止弁は弁体とこれを付勢するばねと該ばねのためのばね押えからなり、第2逆止弁も弁体とこれを付勢するばねと該ばねのためのばね押えからなる等、多数の部品からなり、部品管理に困難がある。 【0005】■多数の部品を弁格納孔の小孔内に組付けるものであり、部品組付性が悪い。 【0006】■シャトル弁装置は、作動油給排装置と油圧アクチュエータとの間に設けられる複数の作動油流路間に介装されるものであり、各部品の弁格納孔との嵌合部、或いは各部品相互間での嵌合部がそれら複数の作動油流路間の液封性を損なうことのないように、多数のシール部を管理する必要があって煩雑である。 【0007】本発明の課題は、シャトル弁装置において、構成部品の管理と組付性を向上するとともに、液封性を向上することにある。 【0008】 【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明は、弁箱に設けた弁格納孔に格納され、スプールの両側に第1逆止弁と第2逆止弁を配置し、スプールと第1逆止弁との間に第1シャトル室を形成し、スプールと第2逆止弁との間に第2シャトル室を形成し、第1シャトル室に付与される送油圧力によって第1逆止弁を開くとともに、スプールを摺動させて第2逆止弁を開き、第2シャトル室に付与される送油圧力によって第2逆止弁を開くとともに、スプールを摺動させて第1逆止弁を開くシャトル弁装置において、第1逆止弁は第1弁ケースにカートリッジ化され、第2逆止弁はスプールを摺動自在に収納するスプールホルダに一体化された第2弁ケースにカートリッジ化され、弁格納孔の開口部から該弁格納孔に第1弁ケースと第2弁ケースを隣接させて嵌合し、該弁格納孔の開口部をプラグにて閉塞してなるようにしたものである。 【0009】 【作用】請求項1に記載の本発明によれば、下記■〜■の作用がある。 ■シャトル弁装置は、第1逆止弁をカートリッジ化した第1弁ケースと、第2逆止弁をカートリッジ化するとともにスプールを収納した第2弁ケースとを弁格納孔に嵌合可能としたので、シャトル弁装置の組付性を容易化できる。 【0010】■第1逆止弁の構成部品を第1弁ケースに内蔵してカートリッジ化し、第2逆止弁の構成部品とスプールとを第2弁ケースに内蔵してカートリッジ化した。しかも、第2弁ケースにスプールホルダを一体化して第2逆止弁とスプールとを単一のカートリッジとしたから、第2逆止弁のカートリッジ部分と、スプールのカートリッジ部分(スプールホルダ)とを別物とする場合に比して、カートリッジ数も削減できた。従って、シャトル弁装置が多数の別部品からなるものであるにもかかわらず、部品の管理を少ないカートリッジ単位で容易に行なうことができる。また、シャトル弁装置が故障しても、故障したカートリッジ部分のみを交換すれば足り、シャトル弁装置のメンテナンスも容易化できる。 【0011】■複数の作動油流路間の液封性は、第1弁ケースと第2弁ケースの弁格納孔との嵌合シール部にて確保される。ここで、第2弁ケースは弁格納孔に直接嵌合され、弁格納孔に嵌合される別物の弁ホルダの如くに嵌合されるものでなく、それら第2弁ケースと弁ホルダの如くの部品相互間での嵌合シール部をともなわない。従って、複数の作動油流路間の液封性を確保するに際し、部品相互のシール部の管理点数を削減し、液封性を向上できる。 【0012】 【発明の実施の形態】図1は本発明が適用された船外機を示す模式図、図2は図1のチルト・トリム装置を示す模式図、図3はチルト・トリム装置の油圧回路図、図4は第1実施形態のシャトル弁装置を示す模式図、図5は第1弁ケースと第1逆止弁を示す模式図、図6は第2弁ケースと第2逆止弁を示す模式図、図7は第2実施形態のシャトル弁装置を示す模式図、図8は第3実施形態のシャトル弁装置を示す模式図、図9は第1逆止弁の変形例を示す模式図である。 【0013】(第1実施形態)(図1〜図5) 図1に示すように、船舶用推進機としての船外機10は、プロペラ11及びエンジン12を備えた推進ユニット13が、スイベルブラケット14に水平方向揺動可能に軸支され、このスイベルブラケット14がクランプブラケット15に鉛直方向に傾動可能に軸支されたものである。クランプブラケット15が船体16を把持して、この船体16に固定されることにより、推進ユニット13は、船体16に対し水平方向に揺動可能とされ、鉛直方向に傾動可能とされる。この船外機10のプロペラ11がエンジン12により正逆方向に回転されて、船体16が前進或いは後進する。 【0014】船外機10のスイベルブラケット14とクランプブラケット15との間にチルト・トリム装置17が設置される。このチルト・トリム装置17の伸縮により、船外機10の推進ユニット13をチルト操作或いはトリム操作させる。トリム操作は、船体16の航走中に、プロペラ11の推力に抗して推進ユニット13の角度を調整し、船体16の航走姿勢を変化させるものである。また、チルト操作は、停船中或いは船体16の陸上げ時等に、推進ユニット13をその自重に抗して傾動させて、この推進ユニット13を水面上に上昇させるものである。 【0015】チルト・トリム装置17は、図2及び図3に示すように、油圧シリンダ装置18、ポンプ装置19及びタンク装置20を有して構成される。これらの油圧シリンダ装置18、ポンプ装置19及びタンク装置20がユニットとして 1つにまとめて配置される。つまり、油圧シリンダ装置18のシリンダ21、ポンプ装置19のマニホールド22及びタンク装置20のタンクケース23が一体に成形されている。 【0016】油圧シリンダ装置18は、図3に示すように、シリンダ21にピストン24及びフリーピストン30が摺動自在に配設され、このピストン24に連結されたピストンロッド25が、ロッドガイド26を貫通して構成される。ロッドガイド26がシリンダ21の開口部を閉塞して、シリンダ21内は液密に構成される。更に、ピストン24及びフリーピストン30により、シリンダ21内は下室27Aと上室27Bとに区画される。 【0017】油圧シリンダ装置18のシリンダ21に軸支部28(図2)が形成され、この軸支部28を介してシリンダ21がクランプブラケット15に支持される。また、油圧シリンダ装置18のピストンロッド25の先端に軸支部29が設置され、この軸支部29がスイベルブラケット14に軸支される。従って、図3のポンプ装置19から油圧シリンダ装置18の下室27A又は上室27Bに作動油が供給されることにより、油圧シリンダ装置18が伸縮、つまりピストンロッド25がシリンダ21から突出(油圧シリンダ装置18の伸長)し、或いはピストンロッド25がシリンダ21内へ収納(油圧シリンダ装置18の収縮)する。 【0018】ポンプ装置19は、図2に示すように、マニホールド22内にギアポンプ31を収容したポンプ部32と、ギアポンプ31を正逆いずれかの方向に回転駆動するモータ部33とを有して構成される。ポンプ部32のマニホールド22には、ギアポンプ31の上方に油溜り室34が形成され、この油溜り室34が連通路35を介してタンク装置20のタンクケース23内部に連通されている。この連通路35は、シリンダ21、マニホールド22及びタンクケース23に連続して穿設して形成される。また、弁箱としてのマニホールド22内に後述のシャトル弁装置36が配設される。尚、図2中の符号52は、モータ部33へ給電するための電線である。 【0019】ポンプ装置19のギアポンプ31は、図3に示すように、第1下室側流路41、シャトル弁装置36の下室側逆止弁37及び第2下室側流路42を経て、油圧シリンダ装置18の下室27Aに接続される。また、ギアポンプ31は、第1上室側流路43、シャトル弁装置36の上室側逆止弁38及び第2上室側流路44を経て、油圧シリンダ装置18の上室27Bに接続される。更に、ギアポンプ31は、第1油溜り流路45、第2油溜り流路46を経てそれぞれ油溜り室34に接続され、連通路35(図2)を介してタンク装置20に接続される。 【0020】シャトル弁装置36は、図3及び図4に示すように、スプール36Sの両側に第1逆止弁としての上記下室側逆止弁37、第2逆止弁としての上記上室側逆止弁38がそれぞれ設置され、スプール36Sはスプールホルダ39内で摺動自在に収容されたものである。スプール36Sの両端部に下室側逆止弁37、上室側逆止弁38をそれぞれ押圧して開弁可能とする押圧部40A、40Bが突設される。スプール36Sは、下室側逆止弁37と上室側逆止弁38のそれぞれとの間に、下室側油室39A(第1シャトル室)と上室側油室39B(第2シャトル室)のそれぞれに区画形成している。 【0021】従って、ギアポンプ31の正転時には、このギアポンプ31は油溜り室34、タンク装置20内の作動油を図3の実線矢印に示すように、第1油溜り流路45及び第1下室側流路41を介してシャトル弁装置36の下室39A内へ導く。この下室側油室39A内に導かれた作動油は、下室側逆止弁37を開弁するとともに、スプール36Sを上室側油室39B側へ押圧して、押圧部40Bにて上室側逆止弁38を開弁する。下室側逆止弁37の開弁により、下室側油室39A内の作動油は、図3の実線矢印に示すように、第2下室側流路42を経て油圧シリンダ装置18の下室27Aへ至り、上室27Bの作動油が第2上室側流路44、上室側逆止弁38(開弁状態)及び第1上室側流路43を経てギアポンプ31に導かれる。この結果、油圧シリンダ装置18のピストンロッド25がシリンダ21から突出する方向にピストン24及びフリーピストン30が移動して油圧シリンダ装置18が伸長し、船外機10の推進ユニット13がトリムアップ、チルトアップ操作される。 【0022】また、ギアポンプ31の逆転時には、このギアポンプ31は、油溜り室34、タンク装置20内の作動油を、図3の破線矢印に示すように、第2油溜り流路46及び第1上室側流路43を介してシャトル弁装置36の上室側油室39Bへ導く。この上室側油室39B内に導かれた作動油は、上室側逆止弁38を開弁させるとともに、スプール36Sを下室側油室39Aの方向へ移動させて押圧部40Aにて下室側逆止弁37を開弁状態とする。上記上室側油室39B内の作動油は、図3の破線矢印に示すように、第2上室側流路44を経て油圧シリンダ装置18の上室27Bへ至り、下室27A内の作動油が第2下室側流路42、下室側逆止弁37(開弁状態)及び第1下室側流路41を経てギアポンプ31へ戻される。この結果、ピストンロッド25がシリンダ21内へ収納する方向にピストン24が移動して油圧シリンダ装置18が収縮し、船外機10の推進ユニット13がチルトダウン、トリムダウン操作される。 【0023】上述のチルト・トリム装置17の油圧回路では、シャトル弁装置36の上室側油室39Bにダウンブローバルブ47が接続され、シャトル弁装置36の下室側油室39Aにアップブローバルブ48が配置され、更に、第2下室側流路42と第2上室側流路44とを連通する連通流路51にサーマルブローバルブ49及びマニュアルバルブ50が接続される。上記ダウンブローバルブ47、アップブローバルブ48、サーマルブローバルブ49及びマニュアルバルブ50は、シャトル弁装置36とともにマニホールド22内に配設される。 【0024】ダウンブローバルブ47は、油圧シリンダ装置18の収縮時に、シリンダ21内へ侵入するピストンロッド25の体積相当分の作動油を油溜り室34を介してタンク装置20内へ導く。また、アップブローバルブ48は、油圧シリンダ装置18の伸長時、ピストン24がロッドガイド26に当接してもなお、ギアポンプ31が正転中のときに、余剰の作動油を油溜り室34を介してタンク装置20内へ導く。 【0025】サーマルブローバルブ49は、温度変化により、油圧シリンダ装置18の下室27A及び第2下室側流路42内の作動油の容積が増大したときに、その増大した作動油を油溜り室34を経てタンク装置20へ逃がす。また、マニュアルバルブ50は、推進ユニット13の故障時等に、作業者が手動で開操作させることによって、油圧シリンダ装置18の下室27A及び上室27B内の作動油を油溜り室34を介してタンク装置20と連通させ、推進ユニット13を手動でチルトアップ、チルトダウン可能とするものである。 【0026】さて、図4に示すように、上記シャトル弁装置36の下室側逆止弁37は、図5に示す如く、第1弁ケースとしての下室側弁ケース53内に下室側弁体54が摺動自在に配設され、この下室側弁体54が、ばね押え55にて支持されたばね56によりばね付勢されて開閉可能に構成される。ばね押え55は弁ケース53の嵌合部に外径圧入される。これらの下室側弁体54、ばね押え55及びばね56は下室側弁ケース53に内蔵されて、カートリッジ化され、マニホールド22の弁格納孔57内に着脱可能に収容される。このとき、弁ケース53の外周に装着されたOリング53Aが第1下室側流路41と第2下室側流路42の間で弁格納孔57を液封する。 【0027】尚、下室側逆止弁37は図9に示す下室側逆止弁37Aの如くに変形できる。下室側逆止弁37Aは、ばね押え55Aを弁ケース53の嵌合部に内径圧入したものである。 【0028】シャトル弁装置36の上室側逆止弁38は、図6に示す如く、下室側逆止弁37と同様に、第2弁ケースとしての上室側弁ケース58内に上室側弁体59が摺動自在に配設され、上室側弁体59が、ばね押え60にて支持されたばね61によりばね付勢されて開閉可能に構成される。これらの上室側弁体59、ばね押え60及びばね61は、上室側弁ケース58に内蔵されてカートリッジ化され、マニホールド22の弁格納孔57内に着脱可能に収容される。このとき、上室側弁ケース58はスプール36Sを摺動自在に収納する前述のスプールホルダ39と一体化されて単一部品化されている。 【0029】シャトル弁装置36のスプール36Sは、上述の如く、上室側弁ケース58と一体のスプールホルダ39内に摺動自在に配設され、この上室側弁ケース58に一体となってカートリッジ化され、マニホールド22の弁格納孔57内に着脱可能に収容される。このとき、スプールホルダ39と上室側弁ケース58のそれぞれの外周に装着されたOリング39C、58Aがそれぞれ第1下室側流路41と第1上室側流路43の間、第1上室側流路43と第2上室側流路44の間で弁格納孔57を液封する。そして、このスプールホルダ39には、下室側油室39Aと第1下室側流路41とを連通する下室側連通路64が形成され、又、上室側油室39Bと第1上室側流路43とを連通する上室側連通路65が形成されている。 【0030】シャトル弁装置36は、マニホールド22の弁格納孔57の開口部から該弁格納孔57内に、下室側弁ケース53にカートリッジ化された下室側逆止弁37、上室側弁ケース58にカートリッジ化された上室側逆止弁38、スプール36Sを隣接させて嵌合し、プラグ62を該弁格納孔57の開口部に螺装してそれら下室側弁ケース53、上室側弁ケース58を弁格納孔57内に押圧保持せしめる。このとき、プラグ62の外周に装着されたOリング62Aが第2上室側流路44の外方側で弁格納孔57を液封する。そして、このプラグ62には、上室側逆止弁38を第2上室側流路44に連通するプラグ連通路63が形成されている。 【0031】従って、本実施形態によれば、以下の作用がある。 ■シャトル弁装置36は、下室側逆止弁37をカートリッジ化した下室側弁ケース53と、上室側逆止弁38をカートリッジ化するとともにスプール36Sを収納した上室側弁ケース58とを弁格納孔57に嵌合可能としたので、シャトル弁装置36の組付性を容易化できる。 【0032】■下室側逆止弁37の構成部品を下室側弁ケース53に内蔵してカートリッジ化し、上室側逆止弁38の構成部品とスプール36Sとを上室側弁ケース58に内蔵してカートリッジ化した。しかも、上室側弁ケース58にスプールホルダ39を一体化して上室側逆止弁38とスプール36Sとを単一のカートリッジとしたから、上室側逆止弁38のカートリッジ部分と、スプール36Sのカートリッジ部分(スプールホルダ39)とを別物とする場合に比して、カートリッジ数も削減できた。従って、シャトル弁装置36が多数の別部品からなるものであるにもかかわらず、部品の管理を少ないカートリッジ単位で容易に行なうことができる。また、シャトル弁装置36が故障しても、故障したカートリッジ部分のみを交換すれば足り、シャトル弁装置36のメンテナンスも容易化できる。 【0033】■複数の作動油流路41〜44間の液封性は、下室側弁ケース53と上室側弁ケース58の弁格納孔57との嵌合シール部(Oリング53A、39C、58A、62A)にて確保される。ここで、上室側弁ケース58は弁格納孔57に直接嵌合され、弁格納孔57に嵌合される別物の弁ホルダの如くに嵌合されるものでなく、それら上室側弁ケース58と弁ホルダの如くの部品相互間での嵌合シール部をともなわない。従って、複数の作動油流路41〜44間の液封性を確保するに際し、部品相互のシール部の管理点数を削減し、液封性を向上できる。 【0034】(第2実施形態)(図7) 第2実施形態が第1実施形態と異なる点は、第1実施形態において前述したと同一機能のアップブローバルブ48をシャトル弁装置36のスプール36Sに内蔵したことにある。 【0035】即ち、第2実施形態のスプール36Sにあっては、図7(A)、(B)に示す如く、スプール36Sを軸方向に二分割した組立体とし、このスプール36Sに形成した貫通孔71をばね72(ばね押え73A)で付勢されたアップブローバルブ48の弁体73で開閉可能としたものである。 【0036】この第2実施形態のアップブローバルブ48の開弁動作は、ポンプ装置19のギアポンプ31が正転中で、第1下室側流路41からシャトル弁装置36の下室側油室39Aを経て第2下室側流路42へ作動油が流れ、第2上室側流路44からシャトル弁装置36の上室側油室39Bを経て第1上室側流路43へ作動油が流れている状態下で、油圧シリンダ装置18の下室27Aが満杯となったときに発生する。このときには、スプール36Sが上室側逆止弁38側へ移動して、スプール36Sの貫通孔71とスプールホルダ39の上室側連通路65とが対向位置にあるので、ギアポンプ31から吐出した作動油は、第1下室側流路41及び下室側油室39Aを経てアップブローバルブ48を開弁し、貫通孔71を経て、上室側油室39Bから上室側連通路65を経て第1上室側流路43へ至り、ギアポンプ31の吸い込み側へ戻される。 【0037】(第3実施形態)(図8) 第3実施形態が第1実施形態と異なる点は、第1実施形態において前述したと同一機能のダウンブローバルブ47とアップブローバルブ48をシャトル弁装置36のスプール36Sに内蔵したことにある。 【0038】即ち、第3実施形態のスプール36Sにあっては、図8(A)、(B)に示す如く、スプール36Sを軸方向に二分割した組立体とし、このスプール36Sに形成した貫通孔71をばね72(ばね押え73A、74A)で付勢されたアップブローバルブ48の弁体73、ダウンブローバルブ47の弁体74で開閉可能としたものである。ダウンブローバルブ47とアップブローバルブ48のブロー圧は、弁体74、弁体73の球径にて調整され、弁体74が弁体73よりも大径化されて、ダウンブローバルブ47のブロー圧の方がアップブローバルブ48よりも低く設定されている。 【0039】ポンプ装置19のギアポンプ31の正転中に、ギアポンプ31から吐出された作動油が第1下室側流路41、下室側油室39A、下室側逆止弁37及び第2下室側流路42を経て油圧シリンダ装置18の下室27Aへ流れ、油圧シリンダ装置18の上室27B内の作動油が第2上室側流路44、上室側逆止弁38、上室側油室39B及び第1上室側流路43を経てギアポンプ31へ流れている状態下で、油圧シリンダ装置18の下室27Aが満杯となったとき、アップブローバルブ48が開弁して、下室側油室39A内の作動油が、スプール36Sの貫通孔71、スプール本体油孔75、凹部76、及びスプールホルダ39のスプールホルダ油孔(不図示)を経て第3油溜り流路77へ至り、油溜り室34、タンク装置20へ導かれる。 【0040】また、ポンプ装置19のギアポンプ31の逆転中に、ギアポンプ31から吐出された作動油が第1上室側流路43、上室側油室39B、上室側逆止弁38及び第2上室側流路44を経て油圧シリンダ装置18の上室27B内へ流れ、油圧シリンダ装置18の下室27A内の作動油が、第2下室側流路42、下室側逆止弁37、下室側油室39A及び第1下室側流路41を経てギアポンプ31へ流れて、油圧シリンダ装置18が収縮作動したとき、ダウンブローバルブ47が開弁して、油圧シリンダ装置18のシリンダ21内へ侵入するピストンロッド25の侵入体積相当分の作動油が、上室側油室39Bから貫通孔71、スプール本体油孔75、凹部76及びスプールホルダ39のスプールホルダ油孔(不図示)を経て第3油溜り流路77へ至り、油溜り室34、タンク装置20へ導かれる。 【0041】尚、上記第1実施形態では、スプール36S内にアップブローバルブ48が配置されるものを述べたが、ダウンブローバルブ47が配置されるものであっても良い。また、上記実施の形態では、船外機のチルト・トリム装置の場合を述べたが、シャトル弁装置36が用いられる油圧回路に、本発明は広く適用できる。 【0042】 【発明の効果】以上のように、本発明によれば、シャトル弁装置において、構成部品の管理と組付性を向上するとともに、液封性を向上することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】000146010 【氏名又は名称】株式会社ショーワ
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| 【出願日】 |
平成10年7月24日(1998.7.24) |
| 【代理人】 |
【識別番号】100081385 【弁理士】 【氏名又は名称】塩川 修治
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| 【公開番号】 |
特開2000−46208(P2000−46208A) |
| 【公開日】 |
平成12年2月18日(2000.2.18) |
| 【出願番号】 |
特願平10−223774 |
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