JP2902403B2 - 船舶用駆動ユニットのシフト装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、船舶推進機の駆動ユニットに設けられてプ
ロペラ軸を前進回転、後進回転、中立の各状態に選択的
に切換えるシフト装置に関する。 ［従来の技術］ 一般に、船外機や船内外機のシフト装置は、互いに逆
方向に回転されてプロペラ軸に遊転自在に被嵌された前
進用および後進用歯車と、プロペラ軸の軸方向に進退動
操作されるシフトスリーブと、このシフトスリーブに連
動して両歯車間でプロペラ軸上を移動して両歯車に選択
的に噛合することによりその回転をプロペラ軸に伝達す
るドッグクラッチとを備え、シフトスリーブとドッグク
ラッチとの連動のためにクロスピンを使用している。こ
のクロスピンとシフトスリーブとが一体化されている場
合は、シフトレバーがシフトスリーブを介して遊びがな
くドッグクラッチに連結される。そのために、ドッグク
ラッチが前後進用歯車に噛み合う際の操作フィーリング
が悪く、またドッグクラッチおよび歯車の爪の早期摩耗
という問題があった。 そこで、従来においては、シフトスリーブとクロスピ
ンの間に衝撃吸収機構としてコイルばねを設けたものが
あるが（特開昭62−101947号）、この構造はコイルばね
をクロスピンの軸方向両側に圧縮配置している。シフト
が中立の時のドッグクラッチの位置は両ばね力の均衡に
よって定められる。また前進、後進両方向の衝撃吸収時
のばね定数は両側のばねのばね定数を足したものとな
る。一方、一般にコイルばねの製作においては、ばね定
数、自由長は製品ごとのばらつきが大きくなってしま
う。このため駆動ユニットごとにドッグクラッチの位置
がばらついたり、衝撃吸収能力にばらつきが出る。この
内ドッグクラッチの位置のばらつきに対しては、調整用
のシムを追加するという煩雑なシム調整が必要であっ
た。一方２つのばねのばね定数のばらつきの和として表
われる衝撃吸収能力のばらつきは未解決のままであっ
た。 ［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みなされ
たもので、その主たる目的とするところは、前進および
後進の各シフト状態にシフトする際に共に衝撃吸収機能
を有し、かつ衝撃吸収能力が船舶用駆動ユニットごとに
ばらつくことが少ないシフト装置を提供するにある。ま
た第２の目的とするところは、シム調整が不要であるシ
フト装置を提供するにある。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明は、このような目的を達成するために、エンジ
ン駆動軸により互いに逆方向に回転され、プロペラ軸に
遊転自在に被嵌された前進用および後進用歯車と、プロ
ペラ軸に同軸状に設けられた有底穴に対し軸方向に進退
動操作されるシフトスリーブと、該シフトスリーブに連
動可能に連結され、前記両歯車間でプロペラ軸上にスプ
ライン結合され軸方向に移動することにより両歯車に選
択的に噛合してその回転をプロペラ軸に伝達するドッグ
クラッチと、を備えた船舶用駆動ユニットのシフト装置
において、前記シフトスリーブ中にシフト力伝達部材を
挿入するとともに、ドッグクラッチと一体的に移動可能
に前記シフト力伝達部材とドッグクラッチとをクロスピ
ンを介して連結するとともに、前記クロスピンと前記シ
フトスリーブおよびプロペラ軸が軸方向に相対移動可能
となるように、前記シフトスリーブおよびプロペラ軸に
前記クロスピンが遊動する長孔を設け、さらに前記シフ
ト力伝達部材を前記クロスピンを基準に前記後進用歯車
側に配置し、シフト力伝達部材からプロペラ軸の軸方向
に突出する脚部を設け、前記脚部にプロペラ軸方向に離
間して一対の第１および第２ストッパを設けるととも
に、前記脚部に遊嵌され前記第１及び第２ストッパの間
にそれぞれ第１および第２ストッパにより抜け止めされ
る２つのワッシャを設け前記シフトスリーブにもプロペ
ラ軸方向に離間して前記２つのワッシャにそれぞれ第１
および第２ストッパと同じ方向から当接し得るように第
３及び第４ストッパを設け、２つのワッシャの間に１つ
の圧縮ばねを非係止状態で介装し、該圧縮ばねの弾性力
を介してシフトスリーブにシフト力伝達部材を連動させ
たものである。 ［作用］ この構成により、シフトスリーブが進退どちらの方向
に移動してもいづれか一方の第１ストッパと他方の第２
ストッパの間隔が狭くなるため圧縮ばねは圧縮され、そ
の後ばねの復元力によってシフト力伝達部材がその移動
方向に弾性的に移動され、これに伴ってドッグクラッチ
が移動される。 ［実施例］ 以下、本発明を図面に示す実施例に基いて説明する。 第１図は本発明の一実施例としての船外機を示す側面
図であり、図において、駆動ユニット10はアッパーケー
シング12と、ロアーケーシング14と、エンジン（図示省
略）を覆うカウリング16とを備え、スイベルブラケット
17に対し左右回動可能に取付けられ、さらにスイベルブ
ラケット17は左右に回動可能にクランプブラケット18に
取付けられ、クランプブラケット18は船舶の船尾板19に
固定される。 推進プロペラ20はロアーケーシング14内に略水平に配
置されたプロペラ軸21に取付けられ、プロペラ軸21は前
後進切換用の歯車機構22を介してエンジンの駆動軸23に
連結されている。24はシフト軸であって、スイベルブラ
ケット17を貫通し、上端にシフトレバー25が固定されて
いる。 歯車機構22は第２図に詳しく示すように、プロペラ軸
21に遊転可能に被嵌された前進用および後進用の歯車2
6、27を備え、これら歯車26、27はエンジンにより駆動
される駆動軸23に固定されたかさ歯車28にともに噛合し
て互いに逆方向に回転される。 プロペラ軸21には、前記両歯車26、27の間においてド
ッグクラッチ29がスプライン結合され、プロペラ軸21の
軸方向に摺動可能となってる。このドッグクラッチ29に
は軸方向に突出する爪30、31が、また両歯車26、27には
この爪30、31に対向する爪32、33が形成され、これら爪
により噛み合いクラッチが形成されている。 プロペラ軸21にはその軸方向に沿って推進プロペラ20
とは反対側の端部から有底穴34が形成され、この有底穴
34内に略円筒状のシフトスリーブ35が軸方向に進退可能
に挿入されている。このシフトスリーブ35およびプロペ
ラ軸21には、互いに対向して軸方向に長い長孔36および
37がそれぞれ形成され、これら長孔には軸と直角方向に
充分な遊びをもってクロスピン38が貫通するとともに、
このクロスピン38の両端部はドッグクラッチ29に密且つ
スライド可能に嵌入され、ドッグクラッチ29の外周に設
けた環状溝39に臨んでいる。環状溝39にはコイルばね40
が装着され、クロスピン38の脱落が防止されている。 シフトスリーブ35にはディテント機構が設けられてい
る。このディテント機構は、シフトスリーブ35の半径方
向に貫通して進退する複数のボール41と、シフトスリー
ブ35内にあってボール41をはさむ略対称な円錐状のテー
パ面を有する一対のリテーナ42、43と、一方のリテーナ
43の背面に装填されて両リテーナ42、43を閉じる方向す
なわちボール41を半径方向外側に突出させる方向に付勢
するコイルばね44と、を備えている。一方、プロペラ軸
21の内面には凹部45が形成され、シフトスリーブ35ひい
てはドッグクラッチ29の中立位置においてボール41はこ
の凹部45に係入する。従ってこのディテント機構は、ボ
ール41が凹部45に係入した中立位置に節度感をもってシ
フトスリーブ35を保持する一方、シフトスリーブ35に軸
方向の所定の力が加わるとボール41がコイルばね44の付
勢力に対向してリテーナ42、43を押し開いて中心方向に
押し込まれ、凹部45から脱出する。 シフトスリーブ35のプロペラ軸21から露出する端部に
は大径頭部46が形成され、この大径頭部46にカムフォロ
ア47の断面Ｕ字状係止部48が係止されている。カムフォ
ロア47は案内室49内に収容されてプロペラ軸21の軸方向
に移動可能とされ、カム面50を有している。一方前記シ
フト軸24の下端は案内室49内まで延在し、ここに略三角
形状のカム51をスプライン結合させるとともにカム51を
前記カム面50と摺接させている。従ってシフト軸24の回
転操作によりカム51が回転し、これと摺接するカム面50
がプロペラ軸21の軸方向に移動することにより、シフト
スリーブ35が軸方向に移動する。 第３図をも参照し、前記シフトスリーブ35とクロスピ
ン38ひいてはドッグクラッチ29との連動機構を詳しく説
明する。前記クロスピン38には、シフトスリーブ35内に
おいてシフト力伝達部材52が被嵌されており、この伝達
部材52はシフトスリーブ35内を軸方向に摺動可能となっ
ている。伝達部材52は前記クロスピン38を貫通させる大
径頭部53と大径頭部53から一体的に前記ディテント機構
と反対側すなわちプロペラ軸側に突出する脚部54とから
構成されている。シフトスリーブ35の内面にはストッパ
としての段部56が形成される。 そしてシフトスリーブ35のプロペラ側端部付近にはス
トッパとしてのカラー60が挿入され、このカラー60はシ
フトスリーブ35を半径方向に貫通するピン62によって位
置決めされている。 一方、伝達部材52にも大径頭部53と脚部54との間には
ストッパとしての段部58が形成され、伝達部材52の脚部
54の端部にはストッパとしてのサークリップ64が固定さ
れる。 シフトスリーブ35側の２つのストッパ間の寸法すなわ
ち段部56とカラー60の端面66の間の距離は、伝達部材52
側の２つのストッパ間の寸法すなわち段部58とサークリ
ップ64の間の距離とほぼ等しくしている。そしてこの状
態で前記段部56、58に当接して第１ワッシャ68が配置さ
れ、また前記端面66、サークリップ64に当接して第２ワ
ッシャ70が配置され、これら第１ワッシャ68、第２ワッ
シャ70はシフトスリーブ35および伝達部材52に対してそ
れぞれ相対的に軸方向に自由に、かつ各ストッパにより
互いにその軸間距離を縮める方向にのみ移動できるよう
に設けられている。そしてこの第１ワッシャ68、第２ワ
ッシャ70の間に圧縮コイルばね72が介装されており、こ
の圧縮コイルばね72によって伝達部材52、クロスピン38
そしてドッグクラッチ29はシフトスリーブ35に対して基
準位置に付勢されることになる。 なお、シフトスリーブ35側の２つのストッパ間寸法が
伝達部材52側の２つのストッパ間の寸法より大なる時
は、圧縮コイルばね72の弾発力は第１ワッシャ68及び第
２ワッシャ70を介して伝達部材52に支えられる。この時
伝達部材52は第１ワッシャ68、第２ワッシャ70及び圧縮
コイルばね72と一体となって上記寸法差だけシフトスリ
ーブ35に対して自由に移動可能となる。また逆に伝達部
材52側の２つのストッパ間の寸法の方が大なる時、圧縮
コイルばね72の弾発力は第１ワッシャ68及び第２ワッシ
ャ70を介してシフトスリーブ35に支えられる。この時は
伝達部材52のみが寸法差だけシフトスリーブ35に対して
自由に移動可能となる。 今第３図においてシフトスリーブ35がＦ（前進）方向
に移動される場合、このシフト操作力はピン62、カラー
60、第２ワッシャ70、圧縮ばね72および第１ワッシャ68
を介して伝達部材52の段部58に伝えられ、さらにクロス
ピン38を介してドッグクラッチ29に伝えられる。この時
ドッグクラッチ29の爪30が前進用の歯車26の爪32に衝突
してＲ方向への衝撃を受けることがある。この衝撃のエ
ネルギーは、クロピン38、伝達部材52の段部58さらに第
１ワッシャ68を経て圧縮ばね72に伝えられ、圧縮ばね72
のたわみエネルギーとして貯えられる。すなわち両爪3
0、32の間の衝撃は緩和される。 シフトスリーブ35がＲ（後進）方向に移動される場
合、このシフト操作力は段部56、第１ワッシャ68、圧縮
ばね72、第２ワッシャ70、カラー60、伝達部材52および
クロスピン38を介してドッグクラッチに伝えられる。こ
の時にも爪31、33の間で衝突が起こることがある。この
衝撃はカラー60、第２ワッシャ70を介して圧縮ばね72に
衝撃エネルギーが伝えられることにより緩和される。 このように、本実施例によれば、１つの圧縮コイルば
ね72によって前進用、後進用のシフト時の衝撃吸収機能
を果たすことができるので、衝撃吸収機能の駆動ユニッ
トごとのばらつきは１つの圧縮コイルばね72のばらつき
のみによるだけとなる。よって駆動ユニットによって爪
の損傷を起こすような事態の発生は少なくなる。そし
て、クロスピンのＦ側のシフトスリーブ35内部空間をデ
ィテント機構用に使用し得る利点もある。 また、伝達部材52側の２つのストッパ間の寸法とシフ
トスリーブ35側の２つのストッパ間の寸法をほぼ同じと
すれば、シフトが中立におけるシフトスリーブ52に対す
るドッグクラッチ29の位置が基準位置（爪30、32間の隙
間と爪31、33間の隙間がほぼ同じとなる位置）に設定さ
れるので、前進側、後進側のシフトストロークがほぼ同
じとなり、結果として前進時、後進時の両衝撃も同程度
となる。一方圧縮ばね72以外の部品の各部寸法の推進ユ
ニットごとのばらつきは小さくなり、従来技術のように
ドッグクラッチを基準位置に設定するためにシム調整す
る必要はない。 次に第４ないし第６図には本発明の第２実施例が示さ
れている。この第２実施例が第１実施例と異なる点は、
ディテント機構をプロペラ軸21とドッグクラッチ29の間
に設け、シフト時の衝撃吸収機構のための圧縮コイルば
ね72をクロスピン38の推進プロペラとは反対側に配置し
た点である。すなわち、前記クロスピン38とほぼ90度を
なす位置において、ドッグクラッチ29に前記環状溝39に
臨む短尺のピン74を一対配置し、このピン74を前記クロ
スピン38の脱落を防止するためのコイルばね40によって
半径方向内側に付勢するようにし、このピン74がプロペ
ラ軸21の外周に設けられた一対の凹溝75に係入した時に
中立状態であるように構成される。従って、このディテ
ント機構は第１実施例のディテント機構と実質的にその
機能は変わらない。 またシフト時の衝撃吸収機構についても、第１実施例
の場合と実質的に変わるところはない。ただ異なる点
は、伝達部材52の脚部54は大径頭部53から推進プロペラ
とは反対方向に延在し、第１ワッシャ68はシフトスリー
ブ35に一体的に形成された段部56およびサークリップ64
に当接して配置され、一方第２ワッシャ70は、大径頭部
53とシフトスリーブ35の内面との間に介装されたカラー
60の端面と伝達部材52の段部58とに当接されて位置され
ている。そして圧縮コイルばね72が第１ワッシャ68と第
２ワッシャ70の間に介装される。 この第２実施例によれば、ディテント機構をプロペラ
軸21とドッグクラッチ29の間に配置したので、シフトス
リーブ35にはシフト時の衝撃吸収機構のみを設ければよ
く、従ってシフトスリーブ35全体の構造を簡素化するこ
とができる。 次に第７図には本発明の第３実施例が示され、この第
３実施例が第２実施例と異なる点は、伝達部材52、圧縮
コイルばね72を含む前述のシフト時の衝撃吸収機構を第
１実施例と全く同様なようにクロスピン38からプロペラ
軸方向すなわち第７図の右方向に配置した点のみであ
る。 次に第８図には本発明の第４実施例が示され、この第
４実施例が第３実施例と異なる点は、同第３実施例の構
造に加え、さらに圧縮コイルばね72に比してかなり弱い
別の圧縮コイルばね90を大径頭部53の穴の底部と伝達部
材52の大径頭部53の端面との間に介装し、この圧縮コイ
ルばね90によって伝達部材52を常に推進プロペラ方向す
なわち図の右方向に付勢したものである。この第４実施
例によれば、両方向の衝撃力は主に圧縮コイルばね72で
緩和することにより他の実施例と同じ効果を得ることが
できるとともに、さらに伝達部材52側の２つのストッパ
間の寸法と他の２つのストッパ間の寸法との間に差があ
る時、伝達部材52をＲ方向に押圧し、このことによって
ドッグクラッチ29を基準位置に設定できる効果を有す
る。 ［効果］ 本発明によれば、ただ１つの圧縮ばねによって前進側
後進側のシフト時の衝撃吸収機能を持たせることがで
き、かつこれによって大きなスペースを必要とせず、全
体として構造を簡素化できるという極めて優れた効果が
ある。特に、シフト衝撃吸収のための圧縮ばねの設定は
ただ１つであるため、組立て時の調整をせずとも、前進
側後進側についてばねの付勢力が全く同一条件になると
いう特有の効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例である船外機の側面図、第２
図は本発明の第１実施例の要部を拡大して示す断面図、
第３図は第２図のIII-III線に沿う断面図、第４図は本
発明の第２実施例の要部のみを示す断面図、第５図は第
４図のＶ−Ｖ線に沿う断面図、第６図は第４図のVI−VI
線に沿う断面図、第７図は本発明の第３実施例を示す第
４図と略同位置の断面図、第８図は本発明の第４実施例
を示す第４図と略同位置の断面図である。 10…駆動ユニット,21…プロペラ軸 26…前進用歯車,27…後進用歯車 29…ドッグクラッチ,35…シフトスリーブ 38…クロスピン,52…シフト力伝達部材 56、58…段部,60…カラー 64…サークリップ,72…圧縮コイルばね

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．エンジン駆動軸により互いに逆方向に回転され、プ
   ロペラ軸に遊転自在に被嵌された前進用および後進用歯
   車と、プロペラ軸に同軸状に設けられた有底穴に対し軸
   方向に進退動操作されるシフトスリーブと、該シフトス
   リーブに連動可能に連結され、前記両歯車間でプロペラ
   軸上にスプライン結合され軸方向に移動することにより
   両歯車に選択的に噛合してその回転をプロペラ軸に伝達
   するドッグクラッチと、を備えた船舶用駆動ユニットの
   シフト装置において、前記シフトスリーブ中にシフト力
   伝達部材を挿入するとともに、ドッグクラッチと一体的
   に移動可能に前記シフト力伝達部材とドッグクラッチと
   をクロスピンを介して連結するとともに、前記クロスピ
   ンと前記シフトスリーブおよびプロペラ軸が軸方向に相
   対移動可能となるように、前記シフトスリーブおよびプ
   ロペラ軸に前記クロスピンが遊動する長孔を設け、さら
   に前記シフト力伝達部材を前記クロスピンを基準に前記
   後進用歯車側に配置し、シフト力伝達部材からプロペラ
   軸の軸方向に突出する脚部を設け、前記脚部にプロペラ
   軸方向に離間して一対の第１および第２ストッパを設け
   るとともに、前記脚部に遊嵌され前記第１および第２ス
   トッパの間にそれぞれ第１および第２ストッパにより抜
   け止めされる２つのワッシャを設け前記シフトスリーブ
   にもプロペラ軸方向に離間して前記２つのワッシャにそ
   れぞれ第１および第２ストッパと同じ方向から当接し得
   るように第３及び第４ストッパを設け、２つのワッシャ
   の間に１つの圧縮ばねを非係止状態で介装し、該圧縮ば
   ねの弾性力を介してシフトスリーブにシフト力伝達部材
   を連動させた船舶用駆動ユニットのシフト装置。 ２．前記第１および第２ストッパ間の寸法と前記第３お
   よび第４ストッパ間の寸法とが互いにほぼ同じとなるよ
   うにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の船舶用駆動ユニットのシフト装置。