JP2009190653A - 船舶推進機のシフト機構 - Google Patents

Abstract

【課題】スムーズなシフトインが可能なシンクロ機構を備えた船舶推進機のシフト機構を提供する。
【解決手段】シフトクラッチ１１を前進ギア１４又は後進ギア１５に係合させることによって、エンジンのドライブ軸の回転をプロペラ軸２１に伝達するシフト機構１０において、シフトクラッチ１１は、プロペラ軸２１と軸方向に移動可能に結合したドッグクラッチ１２と、ドッグクラッチ１２と軸方向に移動可能に結合したシンクロクラッチ１３とを備えている。ドッグクラッチ１２を前進ギア１４又は後進ギア１５側に移動させてシフトインする際、ドッグクラッチ１２の爪部１２ａが前進ギア１４又は後進ギア１５の爪部１４ａ、１５ａとドッグ係合される前に、シンクロクラッチ１３の端面１３ａが前進ギア１４又は後進ギア１５に設けられた当接面１４ｂ、１５ｂと摩擦係合される。
【選択図】図１

Description

本発明は、船舶推進機のシフト機構に関し、特にシンクロ機構を備えた船舶推進機のシフト機構に関する。

船体に搭載されている船外機では、エンジンからプロペラへの動力の伝達を前進、後進、及び中立の何れかに切り換えるためのシフト機構が備えられている。図８は、船体１０１の後尾に取り付けられた船外機１００の一般的な構成を示した図で、船外機１００内には、クランク軸１０３が上下方向になるようにエンジン１０２が配置され、クランク軸１０３の下端に連結されたドライブ軸１０４と、プロペラ１０７の回転軸であるプロペラ軸１０６との間にシフト機構１０５が設置されている。

シフト機構１０５の一般的な構成は、図９に示すように、ドライブ軸１０４の下端に固定した駆動ギア１０８と、プロペラ軸１０６の外周に配置され、駆動ギア１０８と係合して互いに逆方向に回転する前進ギア１０９及び後進ギア１１０と、プロペラ軸１０６と一体に回転するクラッチ１１１とを備えている。そして、シフトチェンジは、シフトスリーブ１１２をプロペラ軸１０６の軸方向に移動させて、シフトスリーブ１１２とクロスピン１１３を介して連結したクラッチ１１１を、前進ギア１０９又は後進ギア１１０に係合させることによって行われる。

ところで、クラッチ１１１と前進ギア１０９又は後進ギア１１０との係合は、一般に、クラッチ１１１の端部に形成された爪部と、前進ギア１０９又は後進ギア１１０に形成された爪部とを噛み合わせる、いわゆるドッグクラッチによって行われる。

しかしながら、ドッグクラッチ１１１を中立位置から前進ギア１０９又は後進ギア１１０に移動させて、前進ギア１０９又は後進ギア１１０にシフトインさせる際、前進ギア１０９又は後進ギア１１０は回転しているのに対し、ドッグクラッチ１１１は回転していないため、お互いの爪部の噛み合わせがスムーズになされない場合、シフトショックが生じる。このシフトショックが生じると、船外機全体や船体への振動や騒音を招くおそれがある。

このような問題に対して、特許文献１には、ドッグクラッチを前進ギア又は後進ギアに係合させるとき、ドライブ軸とエンジンとの接続を遮断して、エンジンの出力を前進ギア又は後進ギアに伝達させない方法が記載されている。これにより、ドッグクラッチと前進ギア又は後進ギアとの回転を早期に同期させることができるため、シフトイン時の衝撃を低減させることができる。さらに、ドッグクラッチと前進ギア又は後進ギアとの間にブロッキングリングを設け、ドッグクラッチが前進ギア又は後進ギアに係合する前に、ブロッキングリングを前進ギア又は後進ギアに押圧する方法が記載されている。これにより、エンジンの出力が伝達されていない前進ギア又は後進ギアの回転速度を落とすことによって、その後のドッグクラッチと前進ギア又は後進ギアとの係合を早期に同期させることができるため、シフトイン時の衝撃を低減させることができる。

しかしながら、上記の方法では、シフトイン時のタイミングに合わせて、ドライブ軸とエンジンとの接続を遮断する機構（特許文献１では、ドライブ軸を２分割し、それを電磁クラッチを介して接続する機構を設けている）を制御する必要があり、構成が複雑になるという問題がある。

そこで、このようなドライブ軸とエンジンとの接続を遮断する機構を設けずに、ドッグクラッチと前進ギア又は後進ギアとの回転を早期に同期させる方法が、特許文献２に記載されている。図１０は、特許文献２に記載されたドッグクラッチ２００の構成を示した図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図である。図１０（ａ）、（ｂ）に示すように、ドッグクラッチ２００は、高さの異なる複数の爪部２００ａ、２００ｂを備えており、シフトイン時に、高さの高い爪部２００ａを前進ギア又は後進ギアの爪部に係合させることによって、ドッグクラッチ２００と前進ギア又は後進ギアとの回転を同期させた後、高さの低い爪部２００ｂを含む全ての爪部２００ａ、２００ｂを前進ギア又は後進ギアに係合させることによって、シフトイン時の衝撃を低減させることができる。
特開２００４−２７６７２６号公報 特開２００４−２４５３４９号公報

しかしながら、上記特許文献２に記載された方法では、ドッグクラッチの回転を同期させる初期の係合において、高さの高い爪部２００ａと前進ギア又は後進ギアの爪部との係合がスムーズになされないおそれがあり、その場合に、初期の係合において衝撃が生じてしまうという問題がある。

本発明は、かかる課題に鑑みなされたもので、その主な目的は、スムーズなシフトインが可能なシンクロ機構を備えた船舶推進機のシフト機構を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、前進ギア又は後進ギアに係合させるシフトクラッチを、プロペラ軸と軸方向に移動可能に結合したドッグクラッチと、ドッグクラッチと軸方向に移動可能に結合したシンクロクラッチとを備えた構成を採用する。

すなわち、本発明に係わる船舶推進機のシフト機構は、シフトクラッチを前進ギア又は後進ギアに係合させることによって、エンジンのドライブ軸の回転をプロペラ軸に伝達する船舶推進機のシフト機構であって、シフトクラッチは、プロペラ軸と軸方向に移動可能に結合したドッグクラッチと、ドッグクラッチと軸方向に移動可能に結合したシンクロクラッチとを備え、ドッグクラッチを前進ギア又は後進ギア側に移動させてシフトインする際、ドッグクラッチの爪部が前進ギア又は後進ギアの爪部とドッグ係合される前に、シンクロクラッチの端面が前進ギア又は後進ギアに設けられた当接面と摩擦係合されることを特徴とする。

このような構成により、ドッグクラッチと軸方向に移動可能に結合したシンクロクラッチを、ドッグクラッチに先立って前進ギア又は後進ギアに摩擦係合させることによって、シンクロクラッチに結合したドッグクラッチを、前進ギア又は後進ギアの回転に同期させた状態で前進ギア又は後進ギアにドッグ係合させることができる。これにより、スムーズなシフトインを確実に行うことができ、シフトイン時の衝撃を低減させることができる。

本発明におけるシフトイン時のシンクロクラッチ及びドッグクラッチの一連の動作は、シフトクラッチに、ドッグクラッチをシンクロクラッチに対して付勢力を付与する付勢手段を備えることによって規制することができる。

すなわち、シフトクラッチがシフトインする際、シフトクラッチの中立位置から、シンクロクラッチの端面が前進ギア又は後進ギアに設けられた当接面と当接されるまで、シンクロクラッチは、付勢手段による付勢力によってドッグクラッチと一体的に移動する。さらに、シンクロクラッチの端面が、前進ギア又は後進ギアに設けられた当接面と当接されてから、ドッグクラッチの爪部が前進ギア又は後進ギアの爪部とドッグ係合されるまで、ドッグクラッチは、付勢力に抗してシンクロクラッチと独立に移動する。

上記付勢手段はディテント機構で構成することが好ましい。このディテント機構は、シンクロクラッチが、ドッグクラッチの外周面に結合されている場合、ドッグクラッチの外周面に形成された溝部と、溝部内に配設されたスプリングと、スプリングによって付勢された状態でシンクロクラッチの内周面に形成された溝部に係合された球体とで構成される。なお、このディテント機構は、シフトクラッチの中立位置を位置決めする作用も果たす。

また、上記シフトクラッチを中立位置に移動させてシフトアウトする際は、シンクロクラッチの他方の端面が、前進ギア又は後進ギアに設けられた当接面と当接されるまで、シンクロクラッチは、付勢手段による付勢力によって、ドッグクラッチと一体的に移動し、その後、ドッグクラッチは、付勢力に抗してシンクロクラッチと独立に移動して中立位置まで戻る。

本発明によれば、ドッグクラッチと軸方向に移動可能に結合したシフトクラッチを、ドッグクラッチに先立って前進ギア又は後進ギアに摩擦係合させることによって、シフトクラッチに係合したドッグクラッチを、前進ギア又は後進ギアの回転に同期させた状態で前進ギア又は後進ギアにドッグ係合させることができる。これにより、スムーズなシフトインが可能なシンクロ機構を備えた船舶推進機のシフト機構を実現することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。

図１は、本発明の実施形態における船外機のシフト機構１０の構成を示した断面図である。なお、本発明におけるシフト機構１０が搭載された船外機の構成は、図８に示した従来の構成と基本的に同じものである。また、本発明は、船外機はもちろん、船内機、船内外機（いわゆるスタンドライブ）にも適用可能である。

図１に示すように、シフトクラッチ１１は、プロペラ軸２１と軸方向に移動可能に結合したドッグクラッチ１２と、このドッグクラッチ１２と軸方向に移動可能に結合したシンクロクラッチ１３とで構成されており、シフトクラッチ１１を前進ギア１４又は後進ギア１５に係合させることによって、エンジンのドライブ軸（不図示）の回転をプロペラ軸２１に伝達する。なお、前進ギア１４及び後進ギア１５は、ドライブ軸の下端に固定した駆動ギア３０と常時係合して互いに逆方向に回転している。

シフトクラッチ１１の動作は、ドッグクラッチ１２を前進ギア１４又は後進ギア１５側に移動させてシフトインする際、ドッグクラッチ１２の爪部１２ａが前進ギア１４の爪部１４ａ又は後進ギア１５の爪部１５ａとドッグ係合される前に、シンクロクラッチ１３の端面１３ａが、前進ギア１４に設けられた当接面１４ｂ又は後進ギア１５に設けられた当接面１５ｂと摩擦係合されるように規制されている。

すなわち、ドッグクラッチ１２と軸方向に移動可能に結合したシンクロクラッチ１３を、ドッグクラッチ１２に先立って前進ギア１４又は後進ギア１５に摩擦係合させることによって、シンクロクラッチ１３は、摩擦力によって、前進ギア１４又は後進ギア１５の回転に同期して回転し始め、それに伴い、シンクロクラッチ１３に係合しているドッグクラッチ１２も、シンクロクラッチ１３と一体的に回転し始める。そして、ドッグクラッチ１２をさらに前進ギア１４又は後進ギア１５側に移動させてシフトインする際、ドッグクラッチ１２を、前進ギア１４又は後進ギア１５の回転に同期させた状態で前進ギア１４又は後進ギア１５にドッグ係合させることができる。これにより、スムーズなシフトインを確実に行うことができ、シフトイン時の衝撃を低減させることができる。

本発明におけるシフトイン時のシンクロクラッチ１３及びドッグクラッチ１２の一連の動作は、シフトクラッチ１１に、ドッグクラッチ１２をシンクロクラッチ１３に対して付勢力を付与する付勢手段を備えることによって規制することができる。

ここで、付勢手段としては、例えば、図１及び図２（ａ）に示すようなディテント機構１６を用いることができる。ここで、図２（ａ）は、図１のIIa−IIa線に沿った断面図である。このディテント機構１６は、ドッグクラッチ１２の外周面に形成された溝部１７と、この溝部１７内に配設されたスプリング２０と、このスプリング２０によって付勢された状態で、シンクロクラッチ１３の内周面に形成された溝部１９に係合された球体１８とで構成されている。

シンクロクラッチ１３は、図１及び図２（ｂ）に示すように、ドッグクラッチ１２の外周面に形成されたキー２２が、シンクロクラッチ１３の内周面に設けられたキー溝２３に結合することによって、ドッグクラッチ１２の外周面にキー結合されている。ここで、図２（ｂ）は、図１のIIb−IIb線に沿った断面図である。なお、キー２２は、シンクロクラッチ１３がドッグクラッチ１２に対して回転方向に移動するのを規制するためのものである。この結合は、シンクロクラッチ１３が軸方向に移動可能にドッグクラッチ１２に結合されるものであれば、どのような結合でもよく、例えば、スプライン結合等を用いてもよい。

また、ドッグクラッチ１２は、図１、図２（ｃ）に示すように、ドッグクラッチ１２を軸方向に移動するシフトスリーブ２４とクロスピン２５を介して連結している。ここで、図２（ｃ）は、図１のIIc−IIc線に沿った断面図である。ドッグクラッチ１２の軸方向の移動、すなわち、シフトクラッチ１１のシフトチェンジの動作は、プロペラ軸２１の中空部内に配置されたシフトスリーブ２４の軸方向の移動によって規制される。

図３（ａ）は、ドッグクラッチ１２の構成を示した斜視図で、前進ギア１４又は後進ギア１５とドッグ係合するための爪部１２ａが等間隔に６個形成されている。また、ドッグクラッチ１２の外周面に、シンクロクラッチ１３とキー結合するためのキー２２が、それぞれ軸方向の前後に分かれて２個形成されている。さらに、ドッグクラッチ１２の内周面には、プロペラ軸２１の外周とスプライン結合するためのスプライン溝２６が軸方向に形成されている。

図３（ｂ）は、シンクロクラッチ１３の構成を示した斜視図で、端面１３ａが円錐面からなるコーンクラッチで構成されている。また、シンクロクラッチ１３の内周面に、ドッグクラッチ１２とキー結合するためのキー溝２３が軸方向に形成されている。

図４は、前進ギア１４又は後進ギア１５の構成を示した正面図である。両ギア１４、１５はベベルギアで構成されており、それぞれ、外周側には、駆動ギアと係合する歯２７が形成されている。また、内周側には、シンクロクラッチ１３の端面１３ａと摩擦係合するための当接面１４ｂ、１５ｂと、ドッグクラッチ１２の爪部１２ａとドッグ係合するための爪部１４ａ、１５ａとが形成されている。なお、当接面１４ｂ、１５ｂは円錐面をなしている。

ここで、前進ギア１４又は後進ギア１５の当接面１４ｂ、１５ｂは、前進ギア１４又は後進ギア１５の外周側に形成された歯２７と内周側に形成された爪部１４ａ、１５ａとの境界スペースを利用して設けることができるため、本発明における前進ギア１４又は後進ギア１５は、従来のものとほとんど同じ大きさにすることができる。

なお、シンクロクラッチ１３の外周面をドッグクラッチ１２の内周面に結合させてもよい。この場合、シンクロクラッチ１３の端面１３ａと摩擦係合する当接面１４ｂ（１５ｂ）は、ドッグクラッチ１２の爪部１２ａとドッグ係合する爪部１４ａ（１５ａ）の内周側に形成される。

次に、図５（ａ）〜（ｃ）を参照しながら、本実施形態におけるシフトクラッチ１１が前進ギア１４側にシフトインする際の動作を説明する。

図５（ａ）は、シフトクラッチ１１が中立位置にある時の状態を示した断面図である。ドッグクラッチ１２及びシンクロクラッチ１３とも、前進ギア１４及び後進ギア１５に係合しておらず、前進ギア１４及び後進ギア１５は、駆動ギア（不図示）のみと係合して、互いに逆方向にプロペラ軸２１に対して空転している。また、ドッグクラッチ１２の外周面に形成された溝部１７内に配設された球体１８は、スプリング２０によって付勢された状態で、シンクロクラッチ１３の内周面に形成された溝部１９に係合している。

次に、図５（ｂ）に示すように、シフトスリーブ２４を矢印の方向に移動させることによって、クロスピン２５を介してシフトスリーブ２４に連結したドッグクラッチ１２を前進ギア１４側に移動させる。このとき、シンクロクラッチ１３は、スプリング２０で付勢された球体１８によって押圧されているため、ドッグクラッチ１２と一体的に移動し、シンクロクラッチ１３の前進ギア１４側の端面１３ａは、前進ギア１４に設けられた当接面１４ｂに当接する。このとき、ドッグクラッチ１２の爪部１２ａは、前進ギア１４の爪部１４ａと所定の距離だけ離れているように、予め、中立位置において、ドッグクラッチ１２とシンクロクラッチ１３との位置関係が調整されている。

さらに、ドッグクラッチ１２を前進ギア１４側に移動させると、シンクロクラッチ１３の端面１３ａは、前進ギア１４の当接面１４ｂに当接しているため、その位置に止まる一方、ドッグクラッチ１２は、スプリング２０による付勢力に抗してシンクロクラッチ１３と独立に移動する。この間、シンクロクラッチ１３の溝部１９内に係合していた球体１８は、係合が解除されて、ドッグクラッチ１２の溝部１７内に埋設されている。また、ドッグクラッチ１２が移動している間、シンクロクラッチ１３の端面１３ａと前進ギア１４の当接面１４ｂとの摩擦係合により、前進ギア１４の回転がシンクロクラッチ１３に伝達されて回転を始め、それと同時に、シンクロクラッチ１３とキー結合しているドッグクラッチ１２もシンクロクラッチ１３と一体回転する。

そして、図５（ｃ）に示すように、ドッグクラッチ１２は、前進ギア１４の回転と同期した状態で、前進ギア１４にドッグ係合される。これにより、ドッグクラッチ１２を、前進ギア１４にスムーズにシフトインさせることができる。

なお、シフトクラッチ１１が後進ギア１５側にシフトインする際の動作も、前進ギア１４側にシフトインする際の動作と同様に行うことができる。

図６は、シフトクラッチ１１が、中立位置から前進ギア１４又は後進ギア１５にシフトインするまでのドッグクラッチ１２の回転数の変化を定性的に示したグラフである。

シンクロクラッチ１３の端面１３ａが、前進ギア１４の当接面１４ｂ又は後進ギア１５の当接面１５ｂに当接した時刻ｔ_１から、シンクロクラッチ１３が摩擦係合によりシンクロ回転を始め、それと同時にドッグクラッチ１２もシンクロ回転を始める。その後、ドッグクラッチ１２は、回転を速めながら、シンクロクラッチ１３とは独立に移動し、回転数がＲ_１になった時刻ｔ_２で、前進ギア１４又は後進ギア１５とドッグ係合する。これにより、ドッグクラッチ１２は、前進ギア１４又は後進ギア１５と同じ回転数Ｒ_２で回転して、ドライブ軸の回転をプロペラ軸に伝達する。

ここで、時刻ｔ_２におけるドッグクラッチ１２のシンクロ回転数Ｒ_１は、シンクロクラッチ１３と前進ギア１４又は後進ギア１５との摩擦係合における摩擦力の大きさや、摩擦係合されている時間（ｔ_２−ｔ_１）によって決まるが、必ずしも前進ギア１４又は後進ギア１５の回転数Ｒ_２と同じである必要はない。例えば、空間的な制約から、前進ギア１４又は後進ギア１５における当接面１４ｂ、１５ｂの面積を十分に取れない場合や、中立位置におけるシフトクラッチ１１と前進ギア１４又は後進ギア１５との距離を十分に取れない場合には、十分なシンクロ回転数Ｒ_１が得られないこともある。しかしながら、その場合でも、シンクロ回転数Ｒ_１が、前進ギア１４又は後進ギア１５の回転数Ｒ_２の２０〜３０％程度に達していれば、スムーズなドッグ係合を行うことができる。

次に、図７（ａ）〜（ｃ）を参照しながら、本実施形態におけるシフトクラッチ１１が前進ギア１４側からシフトアウトする際の動作を説明する。

図７（ａ）に示すように、シフトスリーブ２４を矢印の方向に移動させることによって、ドッグクラッチ１２を後進ギア１５側に移動させる。このとき、シンクロクラッチ１３は、スプリング２０で付勢された球体１８によって押圧されているため、ドッグクラッチ１２と一体的に移動する。そして、シンクロクラッチ１３の後進ギア１５側の端面１３ａが、後進ギア１５に設けられた当接面１５ｂと当接する。なお、このとき、ドッグクラッチ１２は、シンクロクラッチ１３に対して中立位置よりも前進ギア１４側に変位しているため、ドッグクラッチ１２の後進ギア１５側の爪部１２ａは、後進ギア１５の爪部１４ａと所定の距離だけ離れている。

次に、図７（ｂ）に示すように、ドッグクラッチ１２をさらに後進ギア１５側に移動させると、シンクロクラッチ１３の後進ギア１５側の端面１３ａは、後進ギア１５の当接面１５ｂに当接しているため、その位置に止まる一方、ドッグクラッチ１２は、ドッグクラッチ１２の溝部１７内に配設されたスプリング２０による付勢力に抗してシンクロクラッチ１３と独立に移動して図７（ｂ）に示す中立位置まで戻る。

このとき、球体１８とシンクロクラッチ１３の内周面に形成された溝部１９とは、プロペラ軸２１の軸方向において、その一部が互いに重なった位置関係にあるため、図７（ｃ）に示すように、ドッグクラッチ１２の溝部１７内に配設されたスプリング２０の付勢力によって、球体１８がシンクロクラッチ１３の内周面に形成された溝部１９に再び係合されて、これにより、端面１３ａが後進ギア１５の当接面１５ｂに当接していたシンクロクラッチ１３は、図７（ｃ）に示す中立位置に戻される。すなわち、ディテント機構１６は、シフトクラッチ１１の中立位置を位置決めする作用もなす。

なお、シンクロクラッチ１３の端面１３ａが後進ギア１５の当接面１５ｂに当接したとき、シンクロクラッチ１３の回転は後進ギア１５の回転と逆方向であるが、シンクロクラッチ１３の溝部１９との係合から解除された球体１８による付勢力は十分小さく、シンクロクラッチ１３は、ドッグクラッチ１２に対してプロペラ軸２１の軸方向にある程度自由に動くことが可能な状態になっている。そのため、シンクロクラッチ１３と後進ギア１５との摩擦係合における摩擦力が大きくなることはなく、急激なトルク発生は起きない。

上記動作は、前進で走行している船舶を減速してから、後進にシフトチェンジする場合にも有効である。すなわち、ドッグクラッチ１２が後進ギア１５にドッグ係合するのに先立って、シンクロクラッチ１３の端面１３ａが後進ギア１５の当接面１５ｂに摩擦係合することによって、プロペラ軸と共に前進方向に回転していたドッグクラッチ１２を、後進ギア１５の回転と同じ方向に回転させることができる。これにより、ドッグクラッチ１２を後進ギア１５にドッグ係合する際、後進ギア１５に、エンジンの回転方向とは逆向きの急激なトルク変化が加わらないため、運転中のエンジンに急激な負荷がかからないとともに、シンクロクラッチ１３によるシンクロ機構が働いて、ドッグクラッチ１２の後進ギア１５へのスムーズな係合を行うことができる。

ここで、シフトアウトする際、シンクロクラッチ１３の端面１３ａが、摩擦係合している前進ギア１４又は後進ギア１５の当接面１４ｂ、１５ｂとよりスムーズに離れるようにするために、シンクロクラッチ１３を、前進ギア１４又は後進ギア１５と異なる材料を用いてもよい。例えば、シンクロクラッチ１３を銅系合金（例えば、高力黄銅）、前進ギア１４又は後進ギア１５を合金鋼とすることができる。また、シンクロクラッチ１３の端面１３ａの一部に、潤滑油保持用の溝部を形成しておいても、同様の効果を得ることができる。

本発明におけるシフト機構１０は、シンクロクラッチ１３をドッグクラッチ１２に先立って前進ギア１４又は後進ギア１５に摩擦係合させることによって、ドッグクラッチ１２をシンクロ回転させた状態で前進ギア１４又は後進ギア１５にドッグ係合（シフトイン）せるものであるが、前進ギア１４及び後進ギア１５へのシフトインにおける特性の差を考慮して、種々の構成態様を取ることができる。

例えば、一般的に、船の行き足は前進側につきやすいため、中立位置から後進ギア１５にシフトインする際、プロペラが前進側に連れ回っているのを、静止させてから回転を逆転させなければならないため、前進ギア１４にシフトインするよりも大きなトルクが必要となる。このことを考慮して、シンクロクラッチ１３の後進ギア１５側の端面１３ａの傾斜角を、前進ギア１４側の端面１３ａの傾斜角よりも大きくしておいてもよい。これにより、シンクロクラッチ１３における摩擦係合の大きさを後進側で大きくすることができ、後進ギア１５へのシフトインをスムーズに行うことができる。

また、シンクロクラッチ１３の前進ギア１４側の端面１３ａと、後進ギア１５側も端面１３ａを異なる材料にすることによって、シンクロクラッチ１３における摩擦係合の大きさを後進側で大きくすることもできる。

さらに、前進ギア１４へのシフトインの頻度が後進ギア１５へのシフトインの頻度より多いことを考慮して、シンクロクラッチ１３が中立位置にあるときの、シンクロクラッチ１３の後進ギア１５側の端面１３ａと後進ギア１５の当接面１５ｂとの間隔を、シンクロクラッチ１３の前進ギア１４側の端面１３ａと前進ギア１４の当接面１４ｂとの間隔よりも広くしておいてもよい。これにより、前進ギア１４から中立位置にシフトアウトする際、シンクロクラッチ１３の後進ギア１５側の端面１３ａが後進ギア１５の当接面１５ｂに当接するまでの時間を長くすることができるため、シンクロクラッチ１３の回転数をより落とした状態で、後進ギア１５の当接面１５ｂに当接させることができる。その結果、シンクロクラッチ１３の端面１３ａと後進ギア１５の当接面１５ｂとの摩耗を低減することができる。

また、シンクロクラッチ１３の後進ギア１５側の端面１３ａの傾斜角を小さくすることによっても、シンクロクラッチ１３の端面１３ａと後進ギア１５の当接面１５ｂとの摩耗を低減する効果を得ることができる。

以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。例えば、上記実施形態において、シンクロクラッチ１３として、コーンクラッチを用いたが、端面１３ａが傾斜角のない形状のものであってもよい。

本発明の実施形態におけるシフト機構の構成を示した断面図である。 （ａ）は図１のIIa−IIa線に沿った断面図、（ｂ）は図１のIIb−IIb線に沿った断面図、（ｃ）は図１のIIc−IIc線に沿った断面図である。 （ａ）は本実施形態におけるドッグクラッチの斜視図、（ｂ）はシンクロクラッチの斜視図である。 本実施形態における前進ギア又は後進ギアの正面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本実施形態におけるシフトインの動作を示した断面図である。 本実施形態におけるシフトイン時のドッグクラッチの回転数の変化を示したグラフである。 （ａ）〜（ｃ）は、本実施形態におけるシフトアウトの動作を示した断面図である。 従来の船外機の構成を示した概略側面図である。 従来のシフト機構の構成を示した断面図である。 （ａ）は従来のドッグクラッチの構成を示した斜視図、（ｂ）はその正面図である。

符号の説明

１０ シフト機構
１１ シフトクラッチ
１２ ドッグクラッチ
１２ａ ドッグクラッチの爪部
１３ シンクロクラッチ
１３ａ シンクロクラッチの端面
１４ 前進ギア
１４ａ 前進ギアの爪部
１４ｂ 前進ギアの当接面
１５ 後進ギア
１５ａ 後進ギアの爪部
１５ｂ 後進ギアの当接面
１６ 付勢手段（ディテント機構）
１７ ドッグクラッチに設けられた溝部
１８ 球体
１９ シンクロクラッチに設けられた溝部
２０ スプリング
２１ プロペラ軸
２２ キー
２３ キー溝
２４ シフトスリーブ
２５ クロスピン
２６ スプライン溝
２７ 歯
３０ 駆動ギア

Claims (21)

1. シフトクラッチを前進ギア又は後進ギアに係合させることによって、エンジンのドライブ軸の回転をプロペラ軸に伝達する船舶推進機のシフト機構であって、
   前記シフトクラッチは、
   前記プロペラ軸と軸方向に移動可能に結合したドッグクラッチと、
   該ドッグクラッチと軸方向に移動可能に結合したシンクロクラッチと
   を備え、
   前記ドッグクラッチを前記前進ギア又は後進ギア側に移動させてシフトインする際、前記ドッグクラッチの爪部が前進ギア又は後進ギアの爪部とドッグ係合される前に、前記シンクロクラッチの端面が前進ギア又は後進ギアに設けられた当接面と摩擦係合される、船舶推進機のシフト機構。
2. 請求項１に記載の船舶推進機のシフト機構において、
   前記シンクロクラッチは、前記ドッグクラッチの外周面に結合されている、船舶推進機のシフト機構。
3. 請求項１又は２に記載の船舶推進機のシフト機構において、
   前記シフトクラッチは、前記ドッグクラッチを、前記シンクロクラッチに対して付勢力を付与する付勢手段を備えている、船舶推進機のシフト機構。
4. 請求項３に記載の船舶推進機のシフト機構において、
   前記シフトクラッチがシフトインする際、前記シフトクラッチの中立位置から、前記シンクロクラッチの端面が、前記前進ギア又は後進ギアに設けられた当接面と当接されるまで、前記シンクロクラッチは、前記付勢手段による付勢力によって、前記ドッグクラッチと一体的に移動する、船舶推進機のシフト機構。
5. 請求項４に記載の船舶推進機のシフト機構において、
   前記シフトクラッチがシフトインする際、前記シンクロクラッチの端面が、前記前進ギア又は後進ギアに設けられた当接面と当接されてから、前記ドッグクラッチの爪部が前進ギア又は後進ギアの爪部とドッグ係合されるまで、前記ドッグクラッチは、前記付勢力に抗して前記シンクロクラッチと独立に移動する、船舶推進機のシフト機構。
6. 請求項５に記載の船舶推進機のシフト機構において、
   前記ドッグクラッチが前記シンクロクラッチと相対的に移動する間、前記シンクロクラッチは、前記シンクロクラッチの端面と前記前進ギア又は後進ギアに設けられた当接面との摩擦係合により、前記前進ギア又は後進ギアとシンクロ回転するとともに、前記シンクロクラッチと結合した前記ドッグクラッチは、該シンクロクラッチと一体回転する、船舶推進機のシフト機構。
7. 請求項３に記載の船舶推進機のシフト機構において、
   前記付勢手段はディテント機構からなる、船舶推進機のシフト機構。
8. 請求項７に記載の船舶推進機のシフト機構において、
   前記ディテント機構は、前記ドッグクラッチの外周面に形成された溝部と、該溝部内に配設されたスプリングと、該スプリングによって付勢された状態で、前記シンクロクラッチの内周面に形成された溝部に係合された球体とで構成されている、船舶推進機のシフト機構。
9. 請求項７に記載の船舶推進機のシフト機構において、
   前記ディテント機構は、前記シフトクラッチの中立位置を位置決めしている、船舶推進機のシフト機構。
10. 請求項１又は２に記載の船舶推進機のシフト機構において、
    前記シンクロクラッチは、前記ドッグクラッチとキー結合されている、船舶推進機のシフト機構。
11. 請求項１０に記載の船舶推進機のシフト機構において、
    前記ドッグクラッチは、該ドッグクラッチを軸方向に移動するシフトスリーブとクロスピンを介して連結しており、
    前記ドッグクラッチの外周面の前記クロスピンの両側に形成されたキーが、前記シンクロクラッチの内周面に設けられたキー溝に係合されている、船舶推進機のシフト機構。
12. 請求項１に記載の船舶推進機のシフト機構において、
    前記シンクロクラッチは、前記ドッグクラッチとスプライン結合されている、船舶推進機のシフト機構。
13. 請求項１に記載の船舶推進機のシフト機構において、
    前記シンクロクラッチは、端面が円錐面からなるコーンクラッチで構成されている、船舶推進機のシフト機構。
14. 請求項１３に記載の船舶推進機のシフト機構において、
    前記シンクロクラッチの一方の端面における円錐面の傾斜角と、前記シンクロクラッチの他方の端面における円錐面の傾斜角とは、異なっている、船舶推進機のシフト機構。
15. 請求項１３に記載の船舶推進機のシフト機構において、
    前記前進ギア又は後進ギアにおける前記シンクロクラッチとの当接面は、円錐面をなしている、船舶推進機のシフト機構。
16. 請求項１に記載の船舶推進機のシフト機構において、
    前記シンクロクラッチが中立位置にあるとき、前記シンクロクラッチの一方の端面と前記前進ギアの当接面との間隔と、前記シンクロクラッチの他方の端面と前記後進ギアの当接面との間隔は、異なっている、船舶推進機のシフト機構。
17. 請求項１に記載の船舶推進機のシフト機構において、
    前記シフトクラッチを中立位置に移動させてシフトアウトする際、前記シンクロクラッチの他方の端面が、前進ギア又は後進ギアに設けられた当接面と当接されるまで、前記シンクロクラッチは、前記付勢手段による付勢力によって、前記ドッグクラッチと一体的に移動し、その後、前記ドッグクラッチは、前記付勢力に抗して前記シンクロクラッチと独立に移動して中立位置まで戻る、船舶推進機のシフト機構。
18. 請求項１に記載の船舶推進機のシフト機構において、
    前記シンクロクラッチは、前記前進ギア又は後進ギアと異なる材料からなる、船舶推進機のシフト機構。
19. 請求項１７に記載の船舶推進機のシフト機構において、
    前記シンクロクラッチは、銅系合金からなる、船舶推進機のシフト機構。
20. 請求項１に記載の船舶推進機のシフト機構において、
    前記シンクロクラッチの端面の一部に、潤滑油保持用の溝部が形成されている、船舶推進機のシフト機構。
21. 請求項１〜２０の何れかに記載のシフト機構を備えた船舶推進機。

Images