艦船用バルブ駆動ユニット
【課題】艦船に特有の課題を解決したバルブ駆動ユニットを提供する。
【解決手段】艦内の各所に配置されたバルブユニットＶＵに対して個別に組付けられる油圧ユニットＨＵであり、中央制御機構から電気的ラインを介して個別に油圧ユニットＨＵが駆動される。油圧ユニットＨＵは、バルブユニットＶＵを駆動する油圧式のアクチュエータ１と、正逆回転式の電動油圧ポンプ２と、電動油圧ポンプを正逆回転駆動する電機式モータＭをマニホールドブロック４に搭載し、マニホールドブロック４によりクローズ回路３を形成する油圧回路を構成する。アクチュエータ１は、出力軸に設けたピニオンを挟んで噛合する第１ラック及び第２ラックを同時に往動又は復動させるシリンダを設けたダブルラック形式とされ、マニホールドブロック４に形成した往動経路２５及び復動経路２６を介してシリンダに圧油が供給される。
【解決手段】艦内の各所に配置されたバルブユニットＶＵに対して個別に組付けられる油圧ユニットＨＵであり、中央制御機構から電気的ラインを介して個別に油圧ユニットＨＵが駆動される。油圧ユニットＨＵは、バルブユニットＶＵを駆動する油圧式のアクチュエータ１と、正逆回転式の電動油圧ポンプ２と、電動油圧ポンプを正逆回転駆動する電機式モータＭをマニホールドブロック４に搭載し、マニホールドブロック４によりクローズ回路３を形成する油圧回路を構成する。アクチュエータ１は、出力軸に設けたピニオンを挟んで噛合する第１ラック及び第２ラックを同時に往動又は復動させるシリンダを設けたダブルラック形式とされ、マニホールドブロック４に形成した往動経路２５及び復動経路２６を介してシリンダに圧油が供給される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、艦船用バルブ駆動ユニット、例えば、艦船のバラストライン、ビルジライン、燃料ライン又は消火ライン等に設けられたバルブをリモートコントロールするシステムにおける艦船用バルブ駆動ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願人は、リモートコントロールされる船舶用油圧バルブコントロールシステムに関して、船内の油圧配管を不要とし、低騒音かつ省エネルギーとしたシステムを過去に提案した（特許文献１）。
【０００３】
前記システムは、各バルブユニット毎に油圧システムを組付けた個別のパッケージユニットを構成しており、前記油圧システムは、電機モータにより駆動される油圧ポンプによりオイルタンクの圧油をアクチュエータに送り、該アクチュエータを駆動した後にオイルタンクに戻すようにしたオープン回路を構成している。オープン回路には、２つのポペット形の電磁弁が設けられ、該電磁弁を切換作動することにより、アクチュエータの正逆回転を切り換えるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２６１４１２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の技術は、船内の油圧配管を不要にするという優れた効果を奏するが、艦船に利用するときは、更に解決すべき多くの課題を含んでいる。
【０００６】
即ち、艦船の艦内は、例えば、乗員のベッド側部にまで機器が配置される程に、多くの機器が満載されているため、各機器のコンパクト化の要求が極めて高い。この点に関して、特許文献１の技術の場合、前述のようにオープン回路を構成しているため、オイルタンクの大型化が避けられず、しかも、２つの電磁弁を必須とするため、小型化に限界があるという問題がある。
【０００７】
また、艦船においては、砲弾発射時の衝撃加速度が極めて大きく、例えば、機器質量が１０ｋｇの場合、通常時の１００倍以上になることが報告されており、そのような状況でも誤作動しない構造であることが要求される。しかも、就役後３０年という長期保証が要求されるので、頑強な材料及び構造が求められる。この点に関して、前述の特許文献１のような電磁弁を設けると、誤作動の原因になり易いという問題がある。
【０００８】
また、特許文献１の場合、船内の油圧配管は不要とするが、各バルブユニットに組付けられる油圧システム自体としては、油圧ポンプと電磁弁とアクチュエータの間に油圧配管が必要であるため、衝撃を受けた際に、油圧配管の継手部分から油漏れを生じることが懸念される。
【０００９】
更に、艦船の場合、被弾時や機器トラブル発生時等に、電源使用不能（ブラックアウト）の状態となるため、特許文献１のように、電機モータを唯一の駆動源とすることは望ましくない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、特許文献１と同様に、各バルブユニット毎に油圧システムを組付けた個別のパッケージユニットを構成することにより、艦内の油圧配管を不要とし、中央制御機構から電気的ラインによりリモートコントロール可能とした装置に関して、上述したような艦船に特有の課題を解決した艦船用バルブ駆動ユニットを提供することを目的とする。
【００１１】
そこで、本発明が手段として構成したところは、バルブユニットを駆動する油圧式のアクチュエータと、正逆回転式の電動油圧ポンプと、前記電動油圧ポンプを正逆回転駆動する電機式モータをマニホールドブロックに搭載し、前記マニホールドブロックを介して、モータの正転時に電動油圧ポンプの第１ポートから吐出する圧油をアクチュエータに送ることにより該アクチュエータをバルブ開方向に駆動した後に電動油圧ポンプの第２ポートに戻し、モータの逆転時に電動油圧ポンプの第２ポートから吐出する圧油をアクチュエータに送ることにより該アクチュエータをバルブ閉方向に駆動した後に電動油圧ポンプの第１ポートに戻すようにしたクローズ回路を形成したユニットを構成しており、前記アクチュエータは、出力軸に設けたピニオンを挟んで噛合する第１ラック及び第２ラックと、第１ラックを往復駆動する第１ピストンを備えた第１シリンダと、第２ラックを往復駆動する第２ピストンを備えた第２シリンダを設け、第１ピストンと第２ピストンを同時に駆動させるように、第１ピストンを挟んで第１シリンダの両側に往動ポートと復動ポートを設けると共に、第２ピストンを挟んで第２シリンダの両側に往動ポートと復動ポートを設けており、前記マニホールドブロックは、第１シリンダ及び第２シリンダの往動ポートを電動油圧ポンプの第１ポートに連絡させる往動経路と、第１シリンダ及び第２シリンダの復動ポートを電動油圧ポンプの第２ポートに連絡させる復動経路を形成して成る点にある。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態は、レバー駆動型の手動油圧ポンプと、該手動油圧ポンプの吐出経路と流入経路を手動で切り換え自在とする切換バルブと、パイロットチェック弁を前記マニホールドブロックに搭載しており、前記クローズ回路は、前記マニホールドブロックの内部に形成された往動経路及び復動経路と、該往動経路及び復動経路のそれぞれからマニホールドブロックの外部に延長された外部経路と、該外部経路のそれぞれからマニホールドブロックの内部に延長された駆動経路により構成され、前記駆動経路のそれぞれを電動油圧ポンプの第１ポート及び第２ポートに連絡しており、前記外部経路に前記手動油圧ポンプの切換バルブを介装し、前記切換バルブと駆動経路の間に位置して前記外部経路に前記パイロットチェック弁を介装している。
【００１３】
また、本発明の好ましい実施形態は、加圧シリンダと安全弁を前記マニホールドブロックに搭載しており、前記安全弁は、前記外部経路に介装され、前記加圧シリンダは、マニホールドブロックに形成した加圧経路を介して前記アクチュエータと前記電動油圧ポンプと前記安全弁に連絡されている。
【００１４】
更に、本発明の好ましい実施形態は、前記電動油圧ポンプの第１ポート及び第２ポートの間に介装されたアンチキャビテーション弁を前記マニホールドブロックに搭載し、該アンチキャビテーション弁を通過する圧油を電動油圧ポンプに還流させるように構成している。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の本発明によれば、アクチュエータ１と、電動油圧ポンプ２と、電機式モータＭをマニホールドブロック４に搭載し、該マニホールドブロック４によりクローズ回路３とされた油圧回路を構成しているので、オープン回路のようなオイルタンクが不要とされ、しかも、油圧回路を構成する油圧配管が不要なため、全体として装置のコンパクト化が可能となり、艦船用に適したバルブ駆動ユニットを提供することができる。
【００１６】
この際、電機式モータＭにより電動油圧ポンプ２を正逆回転駆動することにより、アクチュエータ１のバルブ開方向の駆動とバルブ閉方向の駆動を可能にするものであるから、従来のような油圧回路を切り換えるための２つの電磁弁を設ける必要がなく、これにより装置全体のコンパクト化が可能になる。そして、衝撃加速が非常に大きい艦船では、マグネットを使用してスプールを動かす電磁弁は衝撃により誤作動の原因となることがあるため、電磁弁を使用しないことにした。また、マニホールドブロック４により油圧回路を形成することにより、油漏れのおそれがある油圧配管を設けない構成としているので、艦船に特有の過酷な衝撃に十分耐え得る信頼性の高いバルブ駆動ユニットを提供することができる。
【００１７】
更に、油圧式のアクチュエータ１の構成に関して、第１シリンダ１８の第１ピストン１６ａ、１６ｂと、第２シリンダ１９の第２ピストン１７ａ、１７ｂにより、出力軸１４のピニオン１５を挟んで噛合する第１ラック１６及び第２ラック１７を同時に往復駆動させるように構成したものであるから、小型化された装置でありながら、トルク効率が良く、高出力のアクチュエータ１が提供される。即ち、出力軸に設けたピニオンを片側から１つのラックで駆動するシングルラック形式の場合は、ピニオンが横荷重を受けるため、トルクロスを生じることにより出力トルクが減少するのに対して、本発明によれば、ピニオン１５を一対のラック１６、１７で挟んだダブルラック形式が構成され、相互に逆方向に往動又は復動するラック１６、１７により、ピニオン１５が受ける横荷重を相殺し、必要な回転力のみを受取らせることができるので、これにより高出力のアクチュエータ１が可能となり、換言すれば、アクチュエータ１を格段に小型化することが可能となる。
【００１８】
請求項２に記載の本発明によれば、艦船の被弾時や機器トラブル発生時等における電源使用不能（ブラックアウト）の緊急状態においては、手動で切換バルブ８を切り換えると共に、人力で手動油圧ポンプ１１を作動させることによりアクチュエータ１を駆動し、バルブユニットＶＵを開閉することができるので、艦船における非常時ないし緊急時の要求に応えることができる。
【００１９】
この際、手動油圧ポンプ１１によりアクチュエータ１を駆動するための外部経路２７、２８は、前記切換バルブ８と、電動油圧ポンプ２によりアクチュエータ１を駆動するための駆動経路２９、３０との間に位置して、パイロットチェック弁９を設けているので、手動油圧ポンプ１１から吐出される圧油が電動油圧ポンプ２に向けて流れることにより該手動油圧ポンプ１１に負荷が生じることを防止することができ、圧油を切換バルブ８とアクチュエータ１の間に形成されたクローズ回路３ａの内部で好適に循環させることができる。
【００２０】
そして、マニホールドブロック４に搭載した手動油圧ポンプ１１の切換バルブ８とパイロットチェック弁９により外部経路２７、２８を形成させ、該外部経路２７、２８をマニホールドブロック４の内部に形成した駆動経路２９、３０に連絡するように構成することにより、油圧配管が不要とされるので、装置全体のコンパクト化が実現される。
【００２１】
請求項３に記載の本発明によれば、前記アクチュエータ１と電動油圧ポンプ２と安全弁７に連絡される加圧シリンダ６を設けた構成であるから、オイルタンクを不要としたクローズ回路３を形成する構成でありながら、電動油圧ポンプ２の作動時及び手動油圧ポンプ１１の作動時の何れの場合にも、該ポンプ２、１１がキャビテーションを起こす心配がない。
【００２２】
しかも、加圧シリンダ６を安全弁７に連絡しており、該安全弁７により油圧回路の吸入圧力を常に正圧で保持できるので、クローズ回路３における圧油の好適な循環が可能となる。
【００２３】
そして、前記加圧シリンダ６と安全弁７を前記マニホールドブロック４に搭載し、加圧シリンダ６からの加圧経路３１をマニホールドブロック４の内部に形成することにより、油圧配管が不要とされるので、装置全体のコンパクト化が実現される。
【００２４】
請求項４に記載の本発明によれば、アンチキャビテーション弁５を電動油圧ポンプ２の第１ポートＦと第２ポートＲの間に介装し、該アンチキャビテーション弁５を経由してブースト圧を電動油圧ポンプ２に与えるように構成しているので、電動油圧ポンプ２の吸入圧力不足を生じることはない。
【００２５】
そして、このようなアンチキャビテーション弁５も前記マニホールドブロック４に搭載されているので（図示実施形態の場合は電動油圧ポンプ２を介して間接的にマニホールドブロック４に搭載されているので）、油圧配管を不要とし、装置全体のコンパクト化を実現する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る艦船用バルブ駆動ユニットを示す油圧回路図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る艦船用バルブ駆動ユニットの外観を示しており、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。
【図３】図２（Ｂ）のＡ−Ａ線の拡大断面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ線の拡大断面図である。
【図５】マニホールドブロックを介して形成されたクローズ回路を説明しており、（Ａ）は側面方向から表した回路図、（Ｂ）はマニホールドブロックに形成された回路を平面方向から表した回路図である。
【図６】電動油圧ポンプによりアクチュエータをバルブ開方向に駆動させた場合の圧油の流れを示す油圧回路図である。
【図７】電動油圧ポンプによりアクチュエータをバルブ閉方向に駆動させた場合の圧油の流れを示す油圧回路図である。
【図８】手動油圧ポンプによりアクチュエータをバルブ開方向に駆動させた場合の圧油の流れを示す油圧回路図である。
【図９】手動油圧ポンプによりアクチュエータをバルブ閉方向に駆動させた場合の圧油の流れを示す油圧回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下図面に基づいて本発明の好ましい実施形態を詳述する。
【００２８】
図１に示すように、艦船用バルブ駆動ユニットは、艦内の各所に配置されるバルブを備えたバルブユニットＶＵのそれぞれに対応して組付けられる油圧ユニットＨＵを構成している。油圧ユニットＨＵは、前記バルブユニットＶＵのバルブを開閉駆動する油圧式のアクチュエータ１と、正逆回転式の電動油圧ポンプ２と、該電動油圧ポンプ２を正逆回転駆動する電機式モータＭを備えており、前記モータＭの正転時には、電動油圧ポンプ２の第１ポートＦから吐出する圧油を前記アクチュエータ１に送り、該アクチュエータをバルブ開方向Ｏに駆動した後に電動油圧ポンプ２の第２ポートＲに戻し、モータＭの逆転時には、電動油圧ポンプ２の第２ポートＲから吐出する圧油を前記アクチュエータ１に送り、該アクチュエータをバルブ閉方向Ｓに駆動した後に電動油圧ポンプ２の第１ポートＦに戻すように構成したクローズ回路３を設けている。
【００２９】
そこで、艦内の各所に配置されたバルブユニットＶＵに対して個別に組付けられた油圧ユニットＨＵの多数は、コンピュータ及びＤ／Ａコンバータ等から成る中央制御機構に電気的ラインで接続され、油圧ユニットＨＵを個別に駆動し、所望のバルブユニットＶＵを開閉させる。即ち、中央制御機構から電気的ラインを介してリモートコントロールすることにより、油圧ユニットＨＵが個別に駆動され、これに対応するバルブユニットＶＵが個別に開閉される。従って、艦内に油圧配管を設けていない。
【００３０】
図２に示すように、油圧ユニットＨＵは、中央に配置した盤状のマニホールドブロック４を中心として、該マニホールドブロック４の一側面（図示の下側面）に前記アクチュエータ１が搭載されている。該マニホールドブロック４の他側面（図示の上側面）には、前記電動油圧ポンプ２及びモータＭが搭載され、該電動油圧ポンプ２にアンチキャビテーション弁５を備えており、前記電動油圧ポンプ２の近隣に位置して、加圧シリンダ６が搭載されると共に、前記モータＭの近隣に位置して、安全弁７と切換バルブ８とパイロットチェック弁９とバイパスプレート１０が積層状に搭載され、前記切換バルブ８の側方にレバー駆動型の手動油圧ポンプ１１が設けられている。前記手動油圧ポンプ１１には駆動レバー１２が設けられ、前記切換バルブ８には切換レバー１３が設けられている。
【００３１】
前記電動油圧ポンプ２及び手動油圧ポンプ１１とアクチュエータ１を連絡する油圧回路は、前記マニホールドブロック４を介して形成されており、従って、油圧配管は設けていない。また、油圧回路は、充填された圧油を循環させるクローズ回路３を構成しており、従って、圧油を貯留するためのオイルタンクは設けていない。これにより、油圧ユニットＨＵは、全体としてコンパクトに形成されている。
【００３２】
前記マニホールドブロック４は、油圧回路を形成するため、上下左右前後の６面に約１００本のきり穴をあけ、内部に巣のない鋼材により形成されている。
【００３３】
図３及び図４に示すように、前記アクチュエータ１は、出力軸１４に設けたピニオン１５を挟んで噛合する第１ラック１６及び第２ラック１７と、第１ラック１６を往復駆動する第１ピストン１６ａ、１６ｂを備えた第１シリンダ１８と、第２ラック１７を往復駆動する第２ピストン１７ａ、１７ｂを備えた第２シリンダ１９から構成され、第１ピストン１６ａ、１６ｂと第２ピストン１７ａ、１７ｂを同時に駆動させるように、第１ピストン１６ａ、１６ｂを挟んで第１シリンダ１８の両側に往動ポート２２と復動ポート２１を設け、第２ピストン１７ａ、１７ｂを挟んで第２シリンダ１９の両側に往動ポート２４と復動ポート２３を設けており、従って、図３に示すように、出力軸１３の軸線を中心として第１シリンダ１８と第２シリンダ１９が点対称となるように構成されている。
【００３４】
この際、アクチュエータ１のシリンダ１８、１９を含むケーシング２０は、強度の問題で、ダクタイル鋳鉄を採用せざるを得ないが、鋳鉄は巣が発生しがちであり、巣を構成するピンホールが繰り返して衝撃を受けると、クラックを発生する可能性がある。このため、高圧油通路穴を構成する往動ポート２２、２４及び復動ポート２１、２３は、最短距離のストレート通路となるように形成されている。そして、ケーシング２０とマニホールドブロック４は、材質を変えた別ブロックとして形成され、取付ボルトで固着されている。
【００３５】
そこで、第１シリンダ１８の往動ポート２２と第２シリンダ１９の往動ポート２４に圧油が同時に供給されると、第１ラック１６及び第２ラック１７が図示矢印Ｆで示すように往動することにより出力軸１４をバルブ開方向に駆動回転する。このとき、第１シリンダ１８の復動ポート２１第２シリンダ１９の復動ポート２３から吐出される圧油は、クローズ回路３に戻されて循環する。
【００３６】
反対に、第１シリンダ１８の復動ポート２１と第２シリンダ１９の復動ポート２３に圧油が同時に供給されると、第１ラック１６及び第２ラック１７が図示矢印Ｒで示すように復動することにより出力軸１４をバルブ閉方向に駆動回転する。このとき、第１シリンダ１８の往動ポート２２と第２シリンダ１９の往動ポート２４から吐出される圧油は、クローズ回路３に戻され循環する。
【００３７】
図１に示すように、前記クローズ回路３は、前記マニホールドブロック４の内部に形成された往動経路２５及び復動経路２６と、該往動経路２５及び復動経路２６のそれぞれからマニホールドブロック４の外部に延長された第１外部経路２７及び第２外部経路２８と、該外部経路２７、２８のそれぞれからマニホールドブロック４の内部に延長された第１駆動経路２９及び第２駆動経路３０により構成されている。
【００３８】
前記往動経路２５は、アクチュエータ１における前記第１シリンダ１８及び第２シリンダ１９の往動ポート２２、２４に連絡され、前記復動経路２６は、アクチュエータ１における前記第１シリンダ１８及び第２シリンダ１９の復動ポート２１、２３に連絡されている。
【００３９】
前記外部経路２７、２８は、前記マニホールドブロック４に積層状に搭載された安全弁７と切換バルブ８とパイロットチェック弁９とバイパスプレート１０の内部を連通するように形成されており、バイパスプレート１０の内部で折り返された第１延長路２７ａ及び第２延長路２８ａを介して第１駆動経路２９及び第２駆動経路３０に連絡されている。
【００４０】
図５に示すように、マニホールドブロック４の内部の第１駆動経路２９は、電動油圧ポンプ２の第１ポートＦに連通される連通孔Ａ１と、第１延長路２７ａに連通される連通孔Ａ２を相互に連絡する。そして、マニホールドブロック４の内部の往動経路２５は、第１外部経路２７に連通される連通孔Ａ３と、前記シリンダ１８、１９の往動ポート２２、２４を相互に連絡する。
【００４１】
また、マニホールドブロック４の内部の第２駆動経路３０は、電動油圧ポンプ２の第２ポートＲに連通される連通孔Ｂ１と、第２延長路２８ａに連通される連通孔Ｂ２を相互に連絡する。そして、マニホールドブロック４の内部の復動経路２６は、第２外部経路２８に連通される連通孔Ｂ３と、前記シリンダ１８、１９の復動ポート２１、２３を相互に連絡する。
【００４２】
図１に示すように、前記駆動経路２９、３０は、それぞれ、アンチキャビテーション弁５を介して、電動油圧ポンプ２の第１ポートＦ及び第２ポートＲに連絡されており、該アンチキャビテーション弁５は第１ポートＦ及び第２ポートＲの間に介装されている。図例の場合、アンチキャビテーション弁５は、電動油圧ポンプ２に取付けられ、従って、該電動油圧ポンプ２を介して間接的にマニホールドブロック４に搭載されている。
【００４３】
前記加圧シリンダ６は、マニホールドブロック４に形成された加圧経路３１を介して前記アクチュエータ１と電動油圧ポンプ２と安全弁７に連絡されている。
【００４４】
前記手動油圧ポンプ１１は、駆動レバー１２により往復動され、方向制御弁１１ａを介して、圧油を吐出する吐出ポートｆと、圧油を吸入する吸入ポートｒを有しており、前記切換バルブ８を介して外部経路２７、２８に連絡される。
【００４５】
以下、図６ないし図９に基づいて、油圧ユニットＨＵの作用を説明する。各図において、圧油の供給側を黒塗りの矢印で示し、戻り側を白抜きの矢印で示している。尚、手動油圧ポンプ１１の切換バルブ８は、常時は、閉位置８ａに位置させられており、非常時ないし緊急時に切り換えられる。
【００４６】
（電動油圧ポンプの正転時におけるアクチュエータの駆動）
図６に示すように、モータＭにより電動油圧ポンプ２を正転駆動すると、第１ポートＦから第１駆動経路２９に向けて吐出される圧油は、第１延長路２７ａ及び第１外部経路２７を経て往動経路２５に供給され、アクチュエータ１における第１シリンダ１８及び第２シリンダ１９の往動ポート２２、２４に流入されることにより、出力軸１３をバルブ開方向Ｏに駆動回転し、バルブユニットＶＵを開かせる。
【００４７】
第１外部経路２７を流れる圧油は、該第１外部経路２７の一部を構成するパイロットチェック弁９の第１弁９ａを通過すると共に、第２外部経路２８の一部を構成するパイロットチェック弁９の第２弁９ｂを開放させる。
【００４８】
アクチュエータ１における第１シリンダ１８及び第２シリンダ１９の復動ポート２１、２３から吐出される圧油は、第２外部経路２８及び第２延長路２８ａを経て、第２駆動経路３０から電動油圧ポンプ２の第２ポートＲに戻され、クローズ回路３を循環させられる。
【００４９】
（電動油圧ポンプの逆転時におけるアクチュエータの駆動）
図７に示すように、モータＭにより電動油圧ポンプ２を逆転駆動すると、第２ポートＲから第２駆動経路３０に向けて吐出される圧油は、第２延長路２８ａ及び第２外部経路２８を経て復動経路２６に供給され、アクチュエータ１における第１シリンダ１８及び第２シリンダ１９の復動ポート２１、２３に流入されることにより、出力軸１３をバルブ閉方向Ｓに駆動回転し、バルブユニットＶＵを閉じさせる。
【００５０】
第２外部経路２８を流れる圧油は、該第２外部経路２８の一部を構成するパイロットチェック弁９の第２弁９ｂを通過すると共に、第１外部経路２７の一部を構成するパイロットチェック弁９の第１弁９ａを開放させる。
【００５１】
アクチュエータ１における第１シリンダ１８及び第２シリンダ１９の往動ポート２２、２４から吐出される圧油は、第１外部経路２７及び第１延長路２７ａを経て、第１駆動経路２９から電動油圧ポンプ２の第１ポートＦに戻され、クローズ回路３を循環させられる。
【００５２】
電動油圧ポンプ２の正転駆動と逆転駆動の何れの状態でも、アンチキャビテーション弁５が加圧シリンダ６により加圧されており、該アンチキャビテーション弁５を通過する圧油を電動油圧ポンプ２に還流するように構成しているので、電動油圧ポンプ２がキャビテーションを生じることはない。外部経路２７、２８に安全弁７が設けられ、加圧シリンダ６により該安全弁７を経由してブースト圧をかけているので、前記クローズ回路３のアクチュエータ１まわりのキャビテーションの発生を防止している。
【００５３】
（手動油圧ポンプによるアクチュエータのバルブ開方向の駆動）
図８に示すように、切換バルブ８を往動位置８ｂに切り換えた状態で手動油圧ポンプ１１を手動で駆動すると、該ポンプ１１の吐出ポートｆから圧油を第１外部経路２７に向けて吐出すると共に往動経路２５に供給し、アクチュエータ１における第１シリンダ１８及び第２シリンダ１９の往動ポート２２、２４に圧油を流入することにより、出力軸１４をバルブ開方向Ｏに駆動回転し、バルブユニットＶＵを開かせる。
【００５４】
アクチュエータ１における第１シリンダ１８及び第２シリンダ１９の復動ポート２１、２３から吐出される圧油は、第２外部経路２８を経て、切換バルブ８から手動油圧ポンプ１１の吸入ポートｒに戻される。
【００５５】
（手動油圧ポンプによるアクチュエータのバルブ閉方向の駆動）
図９に示すように、切換バルブ８を復動位置８ｃに切り換えた状態で手動油圧ポンプ１１を手動で駆動すると、該ポンプ１１の吐出ポートｆから圧油を第２外部経路２８に向けて吐出すると共に復動経路２６に供給し、アクチュエータ１における第１シリンダ１８及び第２シリンダ１９の復動ポート２１、２３に圧油を流入することにより、出力軸１４をバルブ閉方向Ｓに駆動回転し、バルブユニットＶＵを閉じさせる。
【００５６】
アクチュエータ１における第１シリンダ１８及び第２シリンダ１９の往動ポート２２、２４から吐出される圧油は、第１外部経路２７を経て、切換バルブ８から手動油圧ポンプ１１の吸入ポートｒに戻される。
【００５７】
前記切換バルブ８と延長路２７ａ、２８ａの間にはパイロットチェック弁９が設けられているので、手動油圧ポンプ１１の使用中、手動油圧ポンプ１１から吐出される圧油は、電動油圧ポンプ２に向けて流れることにより負荷を増大するようなことはなく、切換バルブ８とアクチュエータ１の間に形成されたクローズ回路３ａを好適に循環させられる。
【００５８】
外部経路２７、２８に安全弁７が設けられ、加圧シリンダ６により該安全弁７を経由してブースト圧をかけているので、前記クローズ回路３ａが手動油圧ポンプ１１の使用時にキャビテーションを起こす心配はない。
【符号の説明】
【００５９】
ＶＵ バルブユニット
ＨＵ 油圧ユニット
１ アクチュエータ
２ 電動油圧ポンプ
Ｆ 第１ポート
Ｒ 第２ポート
Ｍ 電機式モータ
３、３ａ クローズ回路
４ マニホールドブロック
５ アンチキャビテーション弁
６ 加圧シリンダ
７ 安全弁
８ 切換バルブ
９ パイロットチェック弁
１０ バイパスプレート
１１ 手動油圧ポンプ
ｆ 吐出ポート
ｒ 吸入ポート
１４ 出力軸
１５ ピニオン
１６ 第１ラック
１７ 第２ラック
１６ａ、１６ｂ 第１ピストン
１７ａ、１７ｂ 第２ピストン
１８ 第１シリンダ
１９ 第２シリンダ
２１ 復動ポート
２２ 往動ポート
２３ 復動ポート
２４ 往動ポート
２５ 往動経路
２６ 復動経路
２７、２８ 外部経路
２９、３０ 駆動経路
３１ 加圧経路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、艦船用バルブ駆動ユニット、例えば、艦船のバラストライン、ビルジライン、燃料ライン又は消火ライン等に設けられたバルブをリモートコントロールするシステムにおける艦船用バルブ駆動ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願人は、リモートコントロールされる船舶用油圧バルブコントロールシステムに関して、船内の油圧配管を不要とし、低騒音かつ省エネルギーとしたシステムを過去に提案した（特許文献１）。
【０００３】
前記システムは、各バルブユニット毎に油圧システムを組付けた個別のパッケージユニットを構成しており、前記油圧システムは、電機モータにより駆動される油圧ポンプによりオイルタンクの圧油をアクチュエータに送り、該アクチュエータを駆動した後にオイルタンクに戻すようにしたオープン回路を構成している。オープン回路には、２つのポペット形の電磁弁が設けられ、該電磁弁を切換作動することにより、アクチュエータの正逆回転を切り換えるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第２６１４１２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の技術は、船内の油圧配管を不要にするという優れた効果を奏するが、艦船に利用するときは、更に解決すべき多くの課題を含んでいる。
【０００６】
即ち、艦船の艦内は、例えば、乗員のベッド側部にまで機器が配置される程に、多くの機器が満載されているため、各機器のコンパクト化の要求が極めて高い。この点に関して、特許文献１の技術の場合、前述のようにオープン回路を構成しているため、オイルタンクの大型化が避けられず、しかも、２つの電磁弁を必須とするため、小型化に限界があるという問題がある。
【０００７】
また、艦船においては、砲弾発射時の衝撃加速度が極めて大きく、例えば、機器質量が１０ｋｇの場合、通常時の１００倍以上になることが報告されており、そのような状況でも誤作動しない構造であることが要求される。しかも、就役後３０年という長期保証が要求されるので、頑強な材料及び構造が求められる。この点に関して、前述の特許文献１のような電磁弁を設けると、誤作動の原因になり易いという問題がある。
【０００８】
また、特許文献１の場合、船内の油圧配管は不要とするが、各バルブユニットに組付けられる油圧システム自体としては、油圧ポンプと電磁弁とアクチュエータの間に油圧配管が必要であるため、衝撃を受けた際に、油圧配管の継手部分から油漏れを生じることが懸念される。
【０００９】
更に、艦船の場合、被弾時や機器トラブル発生時等に、電源使用不能（ブラックアウト）の状態となるため、特許文献１のように、電機モータを唯一の駆動源とすることは望ましくない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、特許文献１と同様に、各バルブユニット毎に油圧システムを組付けた個別のパッケージユニットを構成することにより、艦内の油圧配管を不要とし、中央制御機構から電気的ラインによりリモートコントロール可能とした装置に関して、上述したような艦船に特有の課題を解決した艦船用バルブ駆動ユニットを提供することを目的とする。
【００１１】
そこで、本発明が手段として構成したところは、バルブユニットを駆動する油圧式のアクチュエータと、正逆回転式の電動油圧ポンプと、前記電動油圧ポンプを正逆回転駆動する電機式モータをマニホールドブロックに搭載し、前記マニホールドブロックを介して、モータの正転時に電動油圧ポンプの第１ポートから吐出する圧油をアクチュエータに送ることにより該アクチュエータをバルブ開方向に駆動した後に電動油圧ポンプの第２ポートに戻し、モータの逆転時に電動油圧ポンプの第２ポートから吐出する圧油をアクチュエータに送ることにより該アクチュエータをバルブ閉方向に駆動した後に電動油圧ポンプの第１ポートに戻すようにしたクローズ回路を形成したユニットを構成しており、前記アクチュエータは、出力軸に設けたピニオンを挟んで噛合する第１ラック及び第２ラックと、第１ラックを往復駆動する第１ピストンを備えた第１シリンダと、第２ラックを往復駆動する第２ピストンを備えた第２シリンダを設け、第１ピストンと第２ピストンを同時に駆動させるように、第１ピストンを挟んで第１シリンダの両側に往動ポートと復動ポートを設けると共に、第２ピストンを挟んで第２シリンダの両側に往動ポートと復動ポートを設けており、前記マニホールドブロックは、第１シリンダ及び第２シリンダの往動ポートを電動油圧ポンプの第１ポートに連絡させる往動経路と、第１シリンダ及び第２シリンダの復動ポートを電動油圧ポンプの第２ポートに連絡させる復動経路を形成して成る点にある。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態は、レバー駆動型の手動油圧ポンプと、該手動油圧ポンプの吐出経路と流入経路を手動で切り換え自在とする切換バルブと、パイロットチェック弁を前記マニホールドブロックに搭載しており、前記クローズ回路は、前記マニホールドブロックの内部に形成された往動経路及び復動経路と、該往動経路及び復動経路のそれぞれからマニホールドブロックの外部に延長された外部経路と、該外部経路のそれぞれからマニホールドブロックの内部に延長された駆動経路により構成され、前記駆動経路のそれぞれを電動油圧ポンプの第１ポート及び第２ポートに連絡しており、前記外部経路に前記手動油圧ポンプの切換バルブを介装し、前記切換バルブと駆動経路の間に位置して前記外部経路に前記パイロットチェック弁を介装している。
【００１３】
また、本発明の好ましい実施形態は、加圧シリンダと安全弁を前記マニホールドブロックに搭載しており、前記安全弁は、前記外部経路に介装され、前記加圧シリンダは、マニホールドブロックに形成した加圧経路を介して前記アクチュエータと前記電動油圧ポンプと前記安全弁に連絡されている。
【００１４】
更に、本発明の好ましい実施形態は、前記電動油圧ポンプの第１ポート及び第２ポートの間に介装されたアンチキャビテーション弁を前記マニホールドブロックに搭載し、該アンチキャビテーション弁を通過する圧油を電動油圧ポンプに還流させるように構成している。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の本発明によれば、アクチュエータ１と、電動油圧ポンプ２と、電機式モータＭをマニホールドブロック４に搭載し、該マニホールドブロック４によりクローズ回路３とされた油圧回路を構成しているので、オープン回路のようなオイルタンクが不要とされ、しかも、油圧回路を構成する油圧配管が不要なため、全体として装置のコンパクト化が可能となり、艦船用に適したバルブ駆動ユニットを提供することができる。
【００１６】
この際、電機式モータＭにより電動油圧ポンプ２を正逆回転駆動することにより、アクチュエータ１のバルブ開方向の駆動とバルブ閉方向の駆動を可能にするものであるから、従来のような油圧回路を切り換えるための２つの電磁弁を設ける必要がなく、これにより装置全体のコンパクト化が可能になる。そして、衝撃加速が非常に大きい艦船では、マグネットを使用してスプールを動かす電磁弁は衝撃により誤作動の原因となることがあるため、電磁弁を使用しないことにした。また、マニホールドブロック４により油圧回路を形成することにより、油漏れのおそれがある油圧配管を設けない構成としているので、艦船に特有の過酷な衝撃に十分耐え得る信頼性の高いバルブ駆動ユニットを提供することができる。
【００１７】
更に、油圧式のアクチュエータ１の構成に関して、第１シリンダ１８の第１ピストン１６ａ、１６ｂと、第２シリンダ１９の第２ピストン１７ａ、１７ｂにより、出力軸１４のピニオン１５を挟んで噛合する第１ラック１６及び第２ラック１７を同時に往復駆動させるように構成したものであるから、小型化された装置でありながら、トルク効率が良く、高出力のアクチュエータ１が提供される。即ち、出力軸に設けたピニオンを片側から１つのラックで駆動するシングルラック形式の場合は、ピニオンが横荷重を受けるため、トルクロスを生じることにより出力トルクが減少するのに対して、本発明によれば、ピニオン１５を一対のラック１６、１７で挟んだダブルラック形式が構成され、相互に逆方向に往動又は復動するラック１６、１７により、ピニオン１５が受ける横荷重を相殺し、必要な回転力のみを受取らせることができるので、これにより高出力のアクチュエータ１が可能となり、換言すれば、アクチュエータ１を格段に小型化することが可能となる。
【００１８】
請求項２に記載の本発明によれば、艦船の被弾時や機器トラブル発生時等における電源使用不能（ブラックアウト）の緊急状態においては、手動で切換バルブ８を切り換えると共に、人力で手動油圧ポンプ１１を作動させることによりアクチュエータ１を駆動し、バルブユニットＶＵを開閉することができるので、艦船における非常時ないし緊急時の要求に応えることができる。
【００１９】
この際、手動油圧ポンプ１１によりアクチュエータ１を駆動するための外部経路２７、２８は、前記切換バルブ８と、電動油圧ポンプ２によりアクチュエータ１を駆動するための駆動経路２９、３０との間に位置して、パイロットチェック弁９を設けているので、手動油圧ポンプ１１から吐出される圧油が電動油圧ポンプ２に向けて流れることにより該手動油圧ポンプ１１に負荷が生じることを防止することができ、圧油を切換バルブ８とアクチュエータ１の間に形成されたクローズ回路３ａの内部で好適に循環させることができる。
【００２０】
そして、マニホールドブロック４に搭載した手動油圧ポンプ１１の切換バルブ８とパイロットチェック弁９により外部経路２７、２８を形成させ、該外部経路２７、２８をマニホールドブロック４の内部に形成した駆動経路２９、３０に連絡するように構成することにより、油圧配管が不要とされるので、装置全体のコンパクト化が実現される。
【００２１】
請求項３に記載の本発明によれば、前記アクチュエータ１と電動油圧ポンプ２と安全弁７に連絡される加圧シリンダ６を設けた構成であるから、オイルタンクを不要としたクローズ回路３を形成する構成でありながら、電動油圧ポンプ２の作動時及び手動油圧ポンプ１１の作動時の何れの場合にも、該ポンプ２、１１がキャビテーションを起こす心配がない。
【００２２】
しかも、加圧シリンダ６を安全弁７に連絡しており、該安全弁７により油圧回路の吸入圧力を常に正圧で保持できるので、クローズ回路３における圧油の好適な循環が可能となる。
【００２３】
そして、前記加圧シリンダ６と安全弁７を前記マニホールドブロック４に搭載し、加圧シリンダ６からの加圧経路３１をマニホールドブロック４の内部に形成することにより、油圧配管が不要とされるので、装置全体のコンパクト化が実現される。
【００２４】
請求項４に記載の本発明によれば、アンチキャビテーション弁５を電動油圧ポンプ２の第１ポートＦと第２ポートＲの間に介装し、該アンチキャビテーション弁５を経由してブースト圧を電動油圧ポンプ２に与えるように構成しているので、電動油圧ポンプ２の吸入圧力不足を生じることはない。
【００２５】
そして、このようなアンチキャビテーション弁５も前記マニホールドブロック４に搭載されているので（図示実施形態の場合は電動油圧ポンプ２を介して間接的にマニホールドブロック４に搭載されているので）、油圧配管を不要とし、装置全体のコンパクト化を実現する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る艦船用バルブ駆動ユニットを示す油圧回路図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る艦船用バルブ駆動ユニットの外観を示しており、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図である。
【図３】図２（Ｂ）のＡ−Ａ線の拡大断面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ線の拡大断面図である。
【図５】マニホールドブロックを介して形成されたクローズ回路を説明しており、（Ａ）は側面方向から表した回路図、（Ｂ）はマニホールドブロックに形成された回路を平面方向から表した回路図である。
【図６】電動油圧ポンプによりアクチュエータをバルブ開方向に駆動させた場合の圧油の流れを示す油圧回路図である。
【図７】電動油圧ポンプによりアクチュエータをバルブ閉方向に駆動させた場合の圧油の流れを示す油圧回路図である。
【図８】手動油圧ポンプによりアクチュエータをバルブ開方向に駆動させた場合の圧油の流れを示す油圧回路図である。
【図９】手動油圧ポンプによりアクチュエータをバルブ閉方向に駆動させた場合の圧油の流れを示す油圧回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下図面に基づいて本発明の好ましい実施形態を詳述する。
【００２８】
図１に示すように、艦船用バルブ駆動ユニットは、艦内の各所に配置されるバルブを備えたバルブユニットＶＵのそれぞれに対応して組付けられる油圧ユニットＨＵを構成している。油圧ユニットＨＵは、前記バルブユニットＶＵのバルブを開閉駆動する油圧式のアクチュエータ１と、正逆回転式の電動油圧ポンプ２と、該電動油圧ポンプ２を正逆回転駆動する電機式モータＭを備えており、前記モータＭの正転時には、電動油圧ポンプ２の第１ポートＦから吐出する圧油を前記アクチュエータ１に送り、該アクチュエータをバルブ開方向Ｏに駆動した後に電動油圧ポンプ２の第２ポートＲに戻し、モータＭの逆転時には、電動油圧ポンプ２の第２ポートＲから吐出する圧油を前記アクチュエータ１に送り、該アクチュエータをバルブ閉方向Ｓに駆動した後に電動油圧ポンプ２の第１ポートＦに戻すように構成したクローズ回路３を設けている。
【００２９】
そこで、艦内の各所に配置されたバルブユニットＶＵに対して個別に組付けられた油圧ユニットＨＵの多数は、コンピュータ及びＤ／Ａコンバータ等から成る中央制御機構に電気的ラインで接続され、油圧ユニットＨＵを個別に駆動し、所望のバルブユニットＶＵを開閉させる。即ち、中央制御機構から電気的ラインを介してリモートコントロールすることにより、油圧ユニットＨＵが個別に駆動され、これに対応するバルブユニットＶＵが個別に開閉される。従って、艦内に油圧配管を設けていない。
【００３０】
図２に示すように、油圧ユニットＨＵは、中央に配置した盤状のマニホールドブロック４を中心として、該マニホールドブロック４の一側面（図示の下側面）に前記アクチュエータ１が搭載されている。該マニホールドブロック４の他側面（図示の上側面）には、前記電動油圧ポンプ２及びモータＭが搭載され、該電動油圧ポンプ２にアンチキャビテーション弁５を備えており、前記電動油圧ポンプ２の近隣に位置して、加圧シリンダ６が搭載されると共に、前記モータＭの近隣に位置して、安全弁７と切換バルブ８とパイロットチェック弁９とバイパスプレート１０が積層状に搭載され、前記切換バルブ８の側方にレバー駆動型の手動油圧ポンプ１１が設けられている。前記手動油圧ポンプ１１には駆動レバー１２が設けられ、前記切換バルブ８には切換レバー１３が設けられている。
【００３１】
前記電動油圧ポンプ２及び手動油圧ポンプ１１とアクチュエータ１を連絡する油圧回路は、前記マニホールドブロック４を介して形成されており、従って、油圧配管は設けていない。また、油圧回路は、充填された圧油を循環させるクローズ回路３を構成しており、従って、圧油を貯留するためのオイルタンクは設けていない。これにより、油圧ユニットＨＵは、全体としてコンパクトに形成されている。
【００３２】
前記マニホールドブロック４は、油圧回路を形成するため、上下左右前後の６面に約１００本のきり穴をあけ、内部に巣のない鋼材により形成されている。
【００３３】
図３及び図４に示すように、前記アクチュエータ１は、出力軸１４に設けたピニオン１５を挟んで噛合する第１ラック１６及び第２ラック１７と、第１ラック１６を往復駆動する第１ピストン１６ａ、１６ｂを備えた第１シリンダ１８と、第２ラック１７を往復駆動する第２ピストン１７ａ、１７ｂを備えた第２シリンダ１９から構成され、第１ピストン１６ａ、１６ｂと第２ピストン１７ａ、１７ｂを同時に駆動させるように、第１ピストン１６ａ、１６ｂを挟んで第１シリンダ１８の両側に往動ポート２２と復動ポート２１を設け、第２ピストン１７ａ、１７ｂを挟んで第２シリンダ１９の両側に往動ポート２４と復動ポート２３を設けており、従って、図３に示すように、出力軸１３の軸線を中心として第１シリンダ１８と第２シリンダ１９が点対称となるように構成されている。
【００３４】
この際、アクチュエータ１のシリンダ１８、１９を含むケーシング２０は、強度の問題で、ダクタイル鋳鉄を採用せざるを得ないが、鋳鉄は巣が発生しがちであり、巣を構成するピンホールが繰り返して衝撃を受けると、クラックを発生する可能性がある。このため、高圧油通路穴を構成する往動ポート２２、２４及び復動ポート２１、２３は、最短距離のストレート通路となるように形成されている。そして、ケーシング２０とマニホールドブロック４は、材質を変えた別ブロックとして形成され、取付ボルトで固着されている。
【００３５】
そこで、第１シリンダ１８の往動ポート２２と第２シリンダ１９の往動ポート２４に圧油が同時に供給されると、第１ラック１６及び第２ラック１７が図示矢印Ｆで示すように往動することにより出力軸１４をバルブ開方向に駆動回転する。このとき、第１シリンダ１８の復動ポート２１第２シリンダ１９の復動ポート２３から吐出される圧油は、クローズ回路３に戻されて循環する。
【００３６】
反対に、第１シリンダ１８の復動ポート２１と第２シリンダ１９の復動ポート２３に圧油が同時に供給されると、第１ラック１６及び第２ラック１７が図示矢印Ｒで示すように復動することにより出力軸１４をバルブ閉方向に駆動回転する。このとき、第１シリンダ１８の往動ポート２２と第２シリンダ１９の往動ポート２４から吐出される圧油は、クローズ回路３に戻され循環する。
【００３７】
図１に示すように、前記クローズ回路３は、前記マニホールドブロック４の内部に形成された往動経路２５及び復動経路２６と、該往動経路２５及び復動経路２６のそれぞれからマニホールドブロック４の外部に延長された第１外部経路２７及び第２外部経路２８と、該外部経路２７、２８のそれぞれからマニホールドブロック４の内部に延長された第１駆動経路２９及び第２駆動経路３０により構成されている。
【００３８】
前記往動経路２５は、アクチュエータ１における前記第１シリンダ１８及び第２シリンダ１９の往動ポート２２、２４に連絡され、前記復動経路２６は、アクチュエータ１における前記第１シリンダ１８及び第２シリンダ１９の復動ポート２１、２３に連絡されている。
【００３９】
前記外部経路２７、２８は、前記マニホールドブロック４に積層状に搭載された安全弁７と切換バルブ８とパイロットチェック弁９とバイパスプレート１０の内部を連通するように形成されており、バイパスプレート１０の内部で折り返された第１延長路２７ａ及び第２延長路２８ａを介して第１駆動経路２９及び第２駆動経路３０に連絡されている。
【００４０】
図５に示すように、マニホールドブロック４の内部の第１駆動経路２９は、電動油圧ポンプ２の第１ポートＦに連通される連通孔Ａ１と、第１延長路２７ａに連通される連通孔Ａ２を相互に連絡する。そして、マニホールドブロック４の内部の往動経路２５は、第１外部経路２７に連通される連通孔Ａ３と、前記シリンダ１８、１９の往動ポート２２、２４を相互に連絡する。
【００４１】
また、マニホールドブロック４の内部の第２駆動経路３０は、電動油圧ポンプ２の第２ポートＲに連通される連通孔Ｂ１と、第２延長路２８ａに連通される連通孔Ｂ２を相互に連絡する。そして、マニホールドブロック４の内部の復動経路２６は、第２外部経路２８に連通される連通孔Ｂ３と、前記シリンダ１８、１９の復動ポート２１、２３を相互に連絡する。
【００４２】
図１に示すように、前記駆動経路２９、３０は、それぞれ、アンチキャビテーション弁５を介して、電動油圧ポンプ２の第１ポートＦ及び第２ポートＲに連絡されており、該アンチキャビテーション弁５は第１ポートＦ及び第２ポートＲの間に介装されている。図例の場合、アンチキャビテーション弁５は、電動油圧ポンプ２に取付けられ、従って、該電動油圧ポンプ２を介して間接的にマニホールドブロック４に搭載されている。
【００４３】
前記加圧シリンダ６は、マニホールドブロック４に形成された加圧経路３１を介して前記アクチュエータ１と電動油圧ポンプ２と安全弁７に連絡されている。
【００４４】
前記手動油圧ポンプ１１は、駆動レバー１２により往復動され、方向制御弁１１ａを介して、圧油を吐出する吐出ポートｆと、圧油を吸入する吸入ポートｒを有しており、前記切換バルブ８を介して外部経路２７、２８に連絡される。
【００４５】
以下、図６ないし図９に基づいて、油圧ユニットＨＵの作用を説明する。各図において、圧油の供給側を黒塗りの矢印で示し、戻り側を白抜きの矢印で示している。尚、手動油圧ポンプ１１の切換バルブ８は、常時は、閉位置８ａに位置させられており、非常時ないし緊急時に切り換えられる。
【００４６】
（電動油圧ポンプの正転時におけるアクチュエータの駆動）
図６に示すように、モータＭにより電動油圧ポンプ２を正転駆動すると、第１ポートＦから第１駆動経路２９に向けて吐出される圧油は、第１延長路２７ａ及び第１外部経路２７を経て往動経路２５に供給され、アクチュエータ１における第１シリンダ１８及び第２シリンダ１９の往動ポート２２、２４に流入されることにより、出力軸１３をバルブ開方向Ｏに駆動回転し、バルブユニットＶＵを開かせる。
【００４７】
第１外部経路２７を流れる圧油は、該第１外部経路２７の一部を構成するパイロットチェック弁９の第１弁９ａを通過すると共に、第２外部経路２８の一部を構成するパイロットチェック弁９の第２弁９ｂを開放させる。
【００４８】
アクチュエータ１における第１シリンダ１８及び第２シリンダ１９の復動ポート２１、２３から吐出される圧油は、第２外部経路２８及び第２延長路２８ａを経て、第２駆動経路３０から電動油圧ポンプ２の第２ポートＲに戻され、クローズ回路３を循環させられる。
【００４９】
（電動油圧ポンプの逆転時におけるアクチュエータの駆動）
図７に示すように、モータＭにより電動油圧ポンプ２を逆転駆動すると、第２ポートＲから第２駆動経路３０に向けて吐出される圧油は、第２延長路２８ａ及び第２外部経路２８を経て復動経路２６に供給され、アクチュエータ１における第１シリンダ１８及び第２シリンダ１９の復動ポート２１、２３に流入されることにより、出力軸１３をバルブ閉方向Ｓに駆動回転し、バルブユニットＶＵを閉じさせる。
【００５０】
第２外部経路２８を流れる圧油は、該第２外部経路２８の一部を構成するパイロットチェック弁９の第２弁９ｂを通過すると共に、第１外部経路２７の一部を構成するパイロットチェック弁９の第１弁９ａを開放させる。
【００５１】
アクチュエータ１における第１シリンダ１８及び第２シリンダ１９の往動ポート２２、２４から吐出される圧油は、第１外部経路２７及び第１延長路２７ａを経て、第１駆動経路２９から電動油圧ポンプ２の第１ポートＦに戻され、クローズ回路３を循環させられる。
【００５２】
電動油圧ポンプ２の正転駆動と逆転駆動の何れの状態でも、アンチキャビテーション弁５が加圧シリンダ６により加圧されており、該アンチキャビテーション弁５を通過する圧油を電動油圧ポンプ２に還流するように構成しているので、電動油圧ポンプ２がキャビテーションを生じることはない。外部経路２７、２８に安全弁７が設けられ、加圧シリンダ６により該安全弁７を経由してブースト圧をかけているので、前記クローズ回路３のアクチュエータ１まわりのキャビテーションの発生を防止している。
【００５３】
（手動油圧ポンプによるアクチュエータのバルブ開方向の駆動）
図８に示すように、切換バルブ８を往動位置８ｂに切り換えた状態で手動油圧ポンプ１１を手動で駆動すると、該ポンプ１１の吐出ポートｆから圧油を第１外部経路２７に向けて吐出すると共に往動経路２５に供給し、アクチュエータ１における第１シリンダ１８及び第２シリンダ１９の往動ポート２２、２４に圧油を流入することにより、出力軸１４をバルブ開方向Ｏに駆動回転し、バルブユニットＶＵを開かせる。
【００５４】
アクチュエータ１における第１シリンダ１８及び第２シリンダ１９の復動ポート２１、２３から吐出される圧油は、第２外部経路２８を経て、切換バルブ８から手動油圧ポンプ１１の吸入ポートｒに戻される。
【００５５】
（手動油圧ポンプによるアクチュエータのバルブ閉方向の駆動）
図９に示すように、切換バルブ８を復動位置８ｃに切り換えた状態で手動油圧ポンプ１１を手動で駆動すると、該ポンプ１１の吐出ポートｆから圧油を第２外部経路２８に向けて吐出すると共に復動経路２６に供給し、アクチュエータ１における第１シリンダ１８及び第２シリンダ１９の復動ポート２１、２３に圧油を流入することにより、出力軸１４をバルブ閉方向Ｓに駆動回転し、バルブユニットＶＵを閉じさせる。
【００５６】
アクチュエータ１における第１シリンダ１８及び第２シリンダ１９の往動ポート２２、２４から吐出される圧油は、第１外部経路２７を経て、切換バルブ８から手動油圧ポンプ１１の吸入ポートｒに戻される。
【００５７】
前記切換バルブ８と延長路２７ａ、２８ａの間にはパイロットチェック弁９が設けられているので、手動油圧ポンプ１１の使用中、手動油圧ポンプ１１から吐出される圧油は、電動油圧ポンプ２に向けて流れることにより負荷を増大するようなことはなく、切換バルブ８とアクチュエータ１の間に形成されたクローズ回路３ａを好適に循環させられる。
【００５８】
外部経路２７、２８に安全弁７が設けられ、加圧シリンダ６により該安全弁７を経由してブースト圧をかけているので、前記クローズ回路３ａが手動油圧ポンプ１１の使用時にキャビテーションを起こす心配はない。
【符号の説明】
【００５９】
ＶＵ バルブユニット
ＨＵ 油圧ユニット
１ アクチュエータ
２ 電動油圧ポンプ
Ｆ 第１ポート
Ｒ 第２ポート
Ｍ 電機式モータ
３、３ａ クローズ回路
４ マニホールドブロック
５ アンチキャビテーション弁
６ 加圧シリンダ
７ 安全弁
８ 切換バルブ
９ パイロットチェック弁
１０ バイパスプレート
１１ 手動油圧ポンプ
ｆ 吐出ポート
ｒ 吸入ポート
１４ 出力軸
１５ ピニオン
１６ 第１ラック
１７ 第２ラック
１６ａ、１６ｂ 第１ピストン
１７ａ、１７ｂ 第２ピストン
１８ 第１シリンダ
１９ 第２シリンダ
２１ 復動ポート
２２ 往動ポート
２３ 復動ポート
２４ 往動ポート
２５ 往動経路
２６ 復動経路
２７、２８ 外部経路
２９、３０ 駆動経路
３１ 加圧経路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブユニット(VU)を駆動する油圧式のアクチュエータ(1)と、正逆回転式の電動油圧ポンプ(2)と、前記電動油圧ポンプを正逆回転駆動する電機式モータ(M)をマニホールドブロック(4)に搭載し、
前記マニホールドブロック(4)を介して、モータの正転時に電動油圧ポンプ(2)の第１ポート(F)から吐出する圧油をアクチュエータ(1)に送ることにより該アクチュエータをバルブ開方向に駆動した後に電動油圧ポンプ(2)の第２ポート(R)に戻し、モータの逆転時に電動油圧ポンプ(2)の第２ポート(R)から吐出する圧油をアクチュエータ(1)に送ることにより該アクチュエータをバルブ閉方向に駆動した後に電動油圧ポンプ(2)の第１ポート(F)に戻すようにしたクローズ回路(3)を形成したユニット(HU)を構成しており、
前記アクチュエータ(1)は、出力軸(14)に設けたピニオン(15)を挟んで噛合する第１ラック(16)及び第２ラック(17)と、第１ラック(16)を往復駆動する第１ピストン(16a,16b)を備えた第１シリンダ(18)と、第２ラック(17)を往復駆動する第２ピストン(17a,17b)を備えた第２シリンダ(19)を設け、第１ピストンと第２ピストンを同時に駆動させるように、第１ピストン(16a,16b)を挟んで第１シリンダ(18)の両側に往動ポート(22)と復動ポート(21)を設けると共に、第２ピストン(17a,17b)を挟んで第２シリンダ(19)の両側に往動ポート(24)と復動ポート(23)を設けており、
前記マニホールドブロック(4)は、第１シリンダ及び第２シリンダの往動ポート(22)(24)を電動油圧ポンプ(2)の第１ポート(F)に連絡させる往動経路(25)と、第１シリンダ及び第２シリンダの復動ポート(21)(23)を電動油圧ポンプ(2)の第２ポート(R)に連絡させる復動経路(26)を形成して成ることを特徴とする艦船用バルブ駆動ユニット。
【請求項２】
レバー駆動型の手動油圧ポンプ(11)と、該手動油圧ポンプの吐出経路と流入経路を手動で切り換え自在とする切換バルブ(8)と、パイロットチェック弁(9)を前記マニホールドブロック(4)に搭載しており、
前記クローズ回路(3)は、前記マニホールドブロック(4)の内部に形成された往動経路(25)及び復動経路(26)と、該往動経路及び復動経路のそれぞれからマニホールドブロックの外部に延長された外部経路(27)(28)と、該外部経路のそれぞれからマニホールドブロックの内部に延長された駆動経路(29)(30)により構成され、前記駆動経路(29)(30)のそれぞれを電動油圧ポンプ(2)の第１ポート(F)及び第２ポート(R)に連絡しており、
前記外部経路(27)(28)に前記手動油圧ポンプの切換バルブ(8)を介装し、前記切換バルブ(8)と駆動経路(29)(30)の間に位置して前記外部経路(27)(28)に前記パイロットチェック弁(9)を介装して成ることを特徴とする請求項１に記載の艦船用バルブ駆動ユニット。
【請求項３】
加圧シリンダ(6)と安全弁(7)を前記マニホールドブロック(4)に搭載しており、
前記安全弁(7)は、前記外部経路(27)(28)に介装され、前記加圧シリンダ(6)は、マニホールドブロック(4)に形成した加圧経路(31)を介して前記アクチュエータ(1)と前記電動油圧ポンプ(2)と前記安全弁(7)に連絡されて成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の艦船用バルブ駆動ユニット。
【請求項４】
前記電動油圧ポンプ(2)の第１ポート(F)及び第２ポート(R)の間に介装されたアンチキャビテーション弁(5)を前記マニホールドブロック(4)に搭載し、該アンチキャビテーション弁(5)を通過する圧油を電動油圧ポンプ(2)に還流させるように構成して成ることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の艦船用バルブ駆動ユニット。
【請求項１】
バルブユニット(VU)を駆動する油圧式のアクチュエータ(1)と、正逆回転式の電動油圧ポンプ(2)と、前記電動油圧ポンプを正逆回転駆動する電機式モータ(M)をマニホールドブロック(4)に搭載し、
前記マニホールドブロック(4)を介して、モータの正転時に電動油圧ポンプ(2)の第１ポート(F)から吐出する圧油をアクチュエータ(1)に送ることにより該アクチュエータをバルブ開方向に駆動した後に電動油圧ポンプ(2)の第２ポート(R)に戻し、モータの逆転時に電動油圧ポンプ(2)の第２ポート(R)から吐出する圧油をアクチュエータ(1)に送ることにより該アクチュエータをバルブ閉方向に駆動した後に電動油圧ポンプ(2)の第１ポート(F)に戻すようにしたクローズ回路(3)を形成したユニット(HU)を構成しており、
前記アクチュエータ(1)は、出力軸(14)に設けたピニオン(15)を挟んで噛合する第１ラック(16)及び第２ラック(17)と、第１ラック(16)を往復駆動する第１ピストン(16a,16b)を備えた第１シリンダ(18)と、第２ラック(17)を往復駆動する第２ピストン(17a,17b)を備えた第２シリンダ(19)を設け、第１ピストンと第２ピストンを同時に駆動させるように、第１ピストン(16a,16b)を挟んで第１シリンダ(18)の両側に往動ポート(22)と復動ポート(21)を設けると共に、第２ピストン(17a,17b)を挟んで第２シリンダ(19)の両側に往動ポート(24)と復動ポート(23)を設けており、
前記マニホールドブロック(4)は、第１シリンダ及び第２シリンダの往動ポート(22)(24)を電動油圧ポンプ(2)の第１ポート(F)に連絡させる往動経路(25)と、第１シリンダ及び第２シリンダの復動ポート(21)(23)を電動油圧ポンプ(2)の第２ポート(R)に連絡させる復動経路(26)を形成して成ることを特徴とする艦船用バルブ駆動ユニット。
【請求項２】
レバー駆動型の手動油圧ポンプ(11)と、該手動油圧ポンプの吐出経路と流入経路を手動で切り換え自在とする切換バルブ(8)と、パイロットチェック弁(9)を前記マニホールドブロック(4)に搭載しており、
前記クローズ回路(3)は、前記マニホールドブロック(4)の内部に形成された往動経路(25)及び復動経路(26)と、該往動経路及び復動経路のそれぞれからマニホールドブロックの外部に延長された外部経路(27)(28)と、該外部経路のそれぞれからマニホールドブロックの内部に延長された駆動経路(29)(30)により構成され、前記駆動経路(29)(30)のそれぞれを電動油圧ポンプ(2)の第１ポート(F)及び第２ポート(R)に連絡しており、
前記外部経路(27)(28)に前記手動油圧ポンプの切換バルブ(8)を介装し、前記切換バルブ(8)と駆動経路(29)(30)の間に位置して前記外部経路(27)(28)に前記パイロットチェック弁(9)を介装して成ることを特徴とする請求項１に記載の艦船用バルブ駆動ユニット。
【請求項３】
加圧シリンダ(6)と安全弁(7)を前記マニホールドブロック(4)に搭載しており、
前記安全弁(7)は、前記外部経路(27)(28)に介装され、前記加圧シリンダ(6)は、マニホールドブロック(4)に形成した加圧経路(31)を介して前記アクチュエータ(1)と前記電動油圧ポンプ(2)と前記安全弁(7)に連絡されて成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の艦船用バルブ駆動ユニット。
【請求項４】
前記電動油圧ポンプ(2)の第１ポート(F)及び第２ポート(R)の間に介装されたアンチキャビテーション弁(5)を前記マニホールドブロック(4)に搭載し、該アンチキャビテーション弁(5)を通過する圧油を電動油圧ポンプ(2)に還流させるように構成して成ることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の艦船用バルブ駆動ユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−５２７６１（Ｐ２０１１−５２７６１Ａ）
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０２４９３（Ｐ２００９−２０２４９３）
【出願日】平成２１年９月２日（２００９．９．２）
【出願人】（５０８２７８８８２）株式会社シー・オー・シー (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月２日（２００９．９．２）
【出願人】（５０８２７８８８２）株式会社シー・オー・シー (3)
【Ｆターム（参考）】
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