JP5326795B2

JP5326795B2 - 船外機のシフト機構

Info

Publication number: JP5326795B2
Application number: JP2009118616A
Authority: JP
Inventors: 守央岸本; 潤伊藤; 泰章矢田貝
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2009-05-15
Filing date: 2009-05-15
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2029-05-15
Also published as: JP2010264905A

Description

本発明は船外機のシフト機構に係り、特にシフト位置の検出を好適に実施する船外機のシフト機構に関する。

船外機のシフト機構は、フォワード位置、リバース位置またはニュートラル位置の各シフト位置を切り換えて、プロペラシャフト（プロペラ）を正転、逆転またはニュートラル状態とするものである。このシフト位置の切り換えは、シフトロッドを操作し、ドッグクラッチをプロペラシャフトの軸方向に直線移動させることで実施される。

特許文献１に記載のシフト機構には、図１０に示すように、エンジンホルダ１００を貫通するクラッチシャフト１０１のエンジンホルダ１００の内側端部にクラッチレバー１０２が、エンジンホルダ１００の外側端部にクラッチシャフトアーム１０３がそれぞれ回転一体に結合され、クラッチシャフトアーム１０３にクラッチシャフトロッド１０４を介してクラッチシャフトレバー１０５が連結され、このクラッチシャフトレバー１０５が、シフトロッド（不図示）の上部に連結されたクラッチロッド１０６に回転一体に結合されたものが開示されている。

そして、クラッチレバー１０２を電動アクチュエータ（またはクラッチケーブル）により回動操作することで、リング部材を構成するクラッチシャフトアーム１０３、クラッチシャフトロッド１０４及びクラッチシャフトレバー１０５を介してクラッチロッド１０６が回動され、これにより、シフトロッドが回動操作されてドッグクラッチが直線移動し、シフト機構のシフト位置が切り換えられる。

更に、この特許文献１には、クラッチシャフト１０１におけるエンジンホルダ１００の内側端部にシフトポジションセンサ１０７が配設されている。このシフトポジションセンサ１０７は、クラッチシャフト１０１の回動角を検知することで、ドッグクラッチの位置を間接的に検知してシフト位置を検出している。

特開２００９−１２７１６号公報特開２０００−４５８３６号公報

ところが、特許文献１に記載のシフト機構では、シフトポジションセンサ１０７が配設されたクラッチシャフト１０１とクラッチロッド１０６との間に、リンク部材（クラッチシャフトアーム１０３、クラッチシャフトロッド１０４及びクラッチシャフトレバー１０５）が介在されているため、部品点数が増大するばかりか、このリンク部材のがたつき等によって、シフトポジションセンサ１０７がクラッチロッド１０６の回動角、つまりドッグクラッチの直線移動量を正確に検出できず、シフト位置の検出精度が低下する恐れがある。

本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、シフトポジションセンサによるシフト位置の検出を正確に実施できる船外機のシフト機構を提供することにある。

本発明は、フォワード位置、リバース位置またはニュートラル位置の各シフト位置を切り換えて、プロペラシャフトを正転、逆転またはニュートラル状態とし、前記シフト位置の切り換えをシフトロッドの移動により行なう船外機のシフト機構において、前記シフトロッドを移動させるための操作力が、クラッチレバー及びクラッチシャフトユニットを介し、このクラッチシャフトユニットに直接連結されたクラッチロッドへ伝達され、更にこのクラッチロッドに直接連結された前記シフトロッドへ伝達され、前記クラッチシャフトユニットに、シャフト部と、クラッチレバーに連結されるレバー部と、クラッチロッドに連結されるアーム部とを備えると共に、前記クラッチシャフトユニットに備えた前記シャフト部のシャフト軸上に、前記シフトロッドの移動量を検知して前記シフト位置を検出するシフトポジションセンサが配設されたことを特徴とするものである。

本発明によれば、シフトポジションセンサは、クラッチロッドに直接連結されたクラッチシャフトユニットに配設されたので、クラッチロッド及びシフトロッドの移動量を正確に検知でき、この結果、シフト位置の検出を正確に実施できる。

本発明に係る船外機のシフト機構における第１の実施の形態が適用された船外機を、一部を破断して示す左側面図。図１のギアケース内部を示す側断面図。図１のクラッチシャフトユニット周りを示す左側面図。図３のＩＶ矢視図。図４のＶ矢視図。図３のＶＩ矢視図。図３及び図６におけるクラッチシャフトユニットを示す平面図。図７のクラッチシャフトユニットを示す斜視図。本発明に係る船外機のシフト機構における第２の実施の形態に用いられるクラッチシャフトユニットを示す斜視図。従来の船外機のシフト機構における一部を、エンジンホルダの下方から目視して示す底面図。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。

［Ａ］第１の実施の形態（図１〜図８）
図１は、本発明に係る船外機のシフト機構における第１の実施の形態が適用された船外機を、一部を破断して示す左側面図である。この図１に示す船外機１０はエンジンホルダ１２を備え、このエンジンホルダ１２にエンジン１１が搭載される。エンジンホルダ１２の下部にオイルパンブロック１３、ドライブシャフトハウジング１４及びギアケース１５が順次組み付けられている。図中符号１６は、エンジン１１及びエンジンホルダ１２を覆うエンジンカバーである。

船外機１０は、図示しないパイロットシャフトがスイベルブラケット１７に枢支されることで水平方向に回動自在に支持され、このスイベルブラケット１７がスイベルシャフト１８を介してクランプブラケット１９に対し鉛直方向に回動自在に支持され、クランプブラケット１９が船体の船尾部２０に固定される。これにより、船外機１０は、船体に対し、水平方向及び鉛直方向に旋回可能に取り付けられる。

エンジン１１は、そのクランクシャフト２９を鉛直方向に向けて縦置きに設置される。このエンジン１１におけるクランクシャフト２９の回転力は、エンジンホルダ１２、オイルパンブロック１３、ドライブシャフトハウジング１４及びギアケース１５内を鉛直方向に延在するドライブシャフト２１に伝達される。このドライブシャフト２１の下端部には、図２に示すように駆動用ベベルギア２２が固定される。この駆動用ベベルギア２２は、ギアケース１５内で水平方向に配置されたプロペラシャフト２３に回転自在に遊嵌された前進ギア２４及び後進ギア２５に常時噛み合う。

また、プロペラシャフト２３には、一端部にプロペラ２６が固定されると共に、ドッグクラッチ２７が回転一体、且つ軸方向にスライド可能に嵌合される。このドッグクラッチ２７のドッグ２７Ａが前進ギア２４のドッグ２４Ａまたは後進ギア２５のドッグ２５Ａに噛み合うことで、ドライブシャフト２１及び駆動用ベベルギア２２を介して前進ギア２４及び後進ギア２５に伝達されたエンジン１１の回転力は、ドッグクラッチ２７を介してプロペラシャフト２３へ伝達され、プロペラ２６が正転または逆転する。これにより、船体は前進（フォワード）側または後進（リバース）側の推進力を得る。

船外機１０は、このように、ドッグクラッチ２７をフォワード位置（ドッグクラッチ２７のドッグ２７Ａを前進ギア２４のドッグ２４Ａに噛み合わせる位置）に切り換えてプロペラシャフト２３（プロペラ２６）を正転状態とし、またはドッグクラッチ２７をリバース位置（ドッグクラッチ２７のドッグ２７Ａを後進ギア２５のドッグ２５Ａに噛み合わせる位置）に切り換えてプロペラシャフト２３を逆転状態とし、またはドッグクラッチ２７をニュートラル位置（ドッグクラッチ２７のドッグ２７Ａを前進ギア２４のドッグ２４Ａ及び後進ギア２５のドッグ２５Ａに噛み合わせない位置）に切り換えてプロペラシャフト２３をニュートラル状態とするシフト機構２８を有する。

このシフト機構２８は、図１に示すように、船外機１０のエンジンカバー１６内に設置されて操作力の方向を変換する操作方向変換部３０と、ギアケース１５内に設置されてドッグクラッチ２７を作動（直線移動）させるドッグクラッチ作動部３１とを備える。操作方向変換部３０とドッグクラッチ作動部３１とがクラッチロッド３２により連結される。このクラッチロッド３２は、スイベルブラケット１７に枢支されたパイロットシャフト（不図示）内に挿通されると共に、ドライブシャフトハウジング１４とギアケース１５との結合部付近で、ドッグクラッチ作動部３１のシフトロッド３３に直接連結される。

ドッグクラッチ作動部３１は、図２に示すように、前記ドッグクラッチ２７、前記シフトロッド３３、シフトカム３６、プッシュロッド３７及びクラッチスプリング３８を有して構成される。ドッグクラッチ２７は、プロペラシャフト２３の軸方向に移動可能に、このプロペラシャフト２３にスプライン結合されると共に、ドッグピン３４を介してプロペラシャフト２３と回転一体に設けられ、且つ軸方向両端にドッグ２７Ａを備える。また、シフトロッド３３は、ギアケース１５内に上下方向に移動可能に設けられる。

シフトカム３６は、シフトロッド３３の下端部に結合され、カム面３５（後述）を備える。また、プッシュロッド３７は、プロペラシャフト２３内で、このプロペラシャフト２３の軸方向に移動可能に設けられ、シフトカム３６のカム面３５とドッグクラッチ２７のドッグピン３４との間に配設される。また、クラッチスプリング３８は、プロペラシャフト２３内に配設され、ドッグピン３４を介してプッシュロッド３７へ付勢力を付与し、このプッシュロッド３７をシフトカム３６のカム面３５に当接させる。

前記シフトカム３６のカム面３５には、上方から下方へ向かってフォワード位置３５Ｆ、ニュートラル位置３５Ｎ、リバース位置３５Ｒが順次連続して形成され、シフトカム３６はディテント機構３９によってこれらの各位置に位置決めされる。このカム面３５のフォワード位置３５Ｆ、ニュートラル位置３５Ｎ、リバース位置３５Ｒは、それぞれドッグクラッチ２７をフォワード位置、ニュートラル位置、リバース位置の各シフト位置に位置付けるものである。

シフトロッド３３が上下方向に移動することで、シフトカム３６のカム面３５に倣ってプッシュロッド３７が軸方向に移動する。このプッシュロッド３７がシフトカム３６のカム面３５のフォワード位置３５Ｆに当接したときに、クラッチスプリング３８の作用でドッグクラッチ２７のドッグ２７Ａが前進ギア２４のドッグ２４Ａに噛み合って、ドッグクラッチ２７がフォワード位置に切り換えられる。これにより、ドライブシャフト２１の駆動力が駆動用ベベルギア２２、前進ギア２４及びドッグクラッチ２７を経てプロペラシャフト２３へ伝達され、プロペラ２６が正転して船体が前進する。

また、プッシュロッド３７がシフトカム３６のカム面３５のリバース位置３５Ｒに当接したときには、このプッシュロッド３７の作用でドッグクラッチ２７のドッグ２７Ａが後進ギア２５のドッグ２５Ａに噛み合って、ドッグクラッチ２７がリバース位置に切り換えられ。これにより、ドライブシャフト２１の駆動力が駆動用ベベルギア２２、後進ギア２５及びドッグクラッチ２７を経てプロペラシャフト２３へ伝達され、プロペラ２６が逆転して船体が後進する。

更に、プッシュロッド３７がシフトカム３６のカム面３５のニュートラル位置３５Ｎに当接したときには、プッシュロッド３７またはクラッチスプリング３８の作用で、ドッグクラッチ２７のドッグ２７Ａが前進ギア２４のドッグ２４Ａ及び後進ギア２５のドッグ２５Ａのいずれにも噛み合わなくなり、ドッグクラッチ２７がニュートラル位置に切り換えられる。これにより、ドライブシャフト２１の駆動力はプロペラシャフト２３及びプロペラ２６へ伝達されず、プロペラ２６は船体の推進を停止する。

図１に示す前記操作方向変換部３０は、図３〜図６に示すように、クラッチホルダ４２、クラッチレバー４４及びクラッチシャフトユニット４６を有して構成される。クラッチホルダ４２は、エンジン１１のクランクケース４０に取引ボルト４１を用いて固定される。また、クラッチレバー４４は、クラッチホルダ４２の軸部４３に回転自在に軸支される。また、クラッチシャフトユニット４６は、クラッチホルダ４２に回転自在に配設されると共に、クラッチレバー４４にクラッチレバーロッド４５を介して連結され、更にクラッチロッド３２に直接連結される。

このクラッチシャフトユニット４６は、図７及び図８に示すように、シャフト部４７の両端にレバー部４８とアーム部４９が一体成形されて構成される。これらのレバー４８及びアーム部４９は、シャフト部４７の端部から半径方向に延出された部分であり、これらの延出方向は、シャフト部４７のシャフト軸Ｏに直交する平面内において同一または異なった方向、例えば９０度だけ異なった方向に設定される。また、シャフト部４７はジャーナル４７Ａを備え、このジャーナル４７Ａがクラッチホルダ４２の軸受け凹部（不図示）に嵌合される。この軸受け凹部の開口を覆うようにキャップ部材５０がボルト５１により固定されることで、クラッチシャフトユニット４６は、クラッチホルダ４２に対してシャフト部４７のシャフト軸Ｏ回りに回転可能に設けられる。

図３に示すように、前記クラッチレバーロッド４５は、一端がクラッチレバー４４にピン支持されると共に、他端がクラッチシャフトユニット４６におけるレバー部４８の先端に設けられたピン５２に支持される。また、図５及び図６に示すように、クラッチシャフトユニット４６におけるアーム部４９の先端に形成された係止穴５３にクラッチロッド３２の上端部が係止されて、このクラッチロッド３２がアーム部４９に直接連結される。

図３に示すように、クラッチレバー４４にはクラッチケーブル５４が接続され、このクラッチケーブル５４に作用する操作力がクラッチレバー４４、クラッチレバーロッド４５及びクラッチシャフトユニット４６を介してクラッチロッド３２へ伝達される。つまり、このクラッチケーブル５４が操作されることで、クラッチレバー４４がクラッチホルダ４２の軸部４３を中心に、図３の左右方向に回動する。これにより、クラッチレバーロッド４５を介して、クラッチシャフトユニット４６のレバー部４８がシャフト軸Ｏ回りに、図３及び図８の左右方向に回動し、クラッチシャフトユニット４６のアーム部４９がシャフト軸Ｏ回りに、図３及び図８の上下方向に回動する。この結果、このアーム部４９に直接連結されたクラッチロッド３２が、船外機１０の上下方向に移動する。このクラッチロッド３２の上下方向の移動により、前述の図１及び図２に示す如く、シフトロッド３３、シフトカム３６及びプッシュロッド３７等を介して、ドッグクラッチ２７がフォワード位置、ニュートラル位置またはリバース位置に切り換えられる。

図３に示すように、クラッチホルダ４２の軸部４３には、スロットルレバー５５が回転自在に軸支される。このスロットルレバー５５の一端にスロットルケーブル５６が接続され、他端に、図示しないスロットルロッド及びスロットルシャフト等を介してスロットルバルブ（不図示）が連結される。スロットルケーブル５６の操作によりスロットルレバー５５が回動し、スロットルロッド等を介してスロットルバルブが開閉され、エンジン１１の吸入空気量、即ちエンジン１１の回転数が調整される。

上述のクラッチケーブル５４及びスロットルケーブル５６は、船体に設置された操作レバー５７（図１）に接続される。この操作レバー５７の操作範囲は、ニュートラル位置Ｎを中心にフォワード位置Ｆからリバース位置Ｒまでのシフト範囲ａと、このシフト範囲ａの外側のスロットル範囲ｂとに区分される。操作レバー５７をフォワード位置Ｆ、ニュートラル位置Ｎ、リバース位置Ｒにそれぞれ操作することで、クラッチケーブル５４、クラッチレバー４４、クラッチシャフトユニット４６、クラッチロッド３２、シフトロッド３３及びシフトカム３６を介して、ドッグクラッチ２７がフォワード位置、ニュートラル位置、リバース位置にそれぞれ切り換えられて、プロペラ２６（プロペラシャフト２３）が正転状態、ニュートラル状態、逆転状態となる。

操作レバー５７がシフト範囲ａにあるときには、スロットルケーブル５６が操作されず、スロットルバルブは全閉状態を維持する。操作レバー５７がシフト範囲ａを超えてスロットル範囲ｂに至ると、スロットルケーブル５６が操作され、スロットルレバー５５及びスロットルロッド等を介してスロットルバルブが開操作される。

ところで、図４〜図７に示すように、アーム部４９がクラッチロッド３２に直接連結されるクラッチシャフトユニット４６のシャフト部４７には、そのシャフト軸Ｏ線上にセンサ係合部５８が一体に形成される。このセンサ係合部５８に、シフトポジションセンサ６０の測定部６１が係合して配設される。シフトポジションセンサ６０の取付部６２は、取付ねじ６３を用いてクラッチホルダ４２に固定される。このシフトポジションセンサ６０は、クラッチシャフトユニット４６のシャフト部４７の回動角を検知することで、クラッチロッド３２及びシフトロッド３３の移動量を検知し、これにより、ドッグクラッチ２７のシフト位置（フォワード位置、リバース位置、ニュートラル位置）を検出する。このシフトポジションセンサ６０の検出信号は、エンジンカバー１６（図１）内に設置されたコントロールユニット６４へ送信される。

このコントロールユニット６４は、特許文献２に記載のように、シフト位置がニュートラル位置以外に切り換えられ、且つエンジン１１の回転数が低下判定回転数以下になったときに、スロットルバルブ下流側の吸気通路へエア供給路（共に図示せず）から供給するエア供給量を制御するエアコントロールバルブ（不図示）の開度を所定角度増大させる開度補正を行って、所定の補正回転数を得るようにエンジン１１を駆動制御する。この駆動制御においてシフト位置の検出が、クラッチシャフトユニット４６に配設された前記シフトポジションセンサ６０によってなされる。

従って、本実施の形態によれば、次の効果（１）〜（３）を奏する。

（１）シフトポジションセンサ６０は、その測定部６１が、クラッチロッド３２に直接連結されたクラッチシャフトユニット４６に配設されたので、クラッチロッド３２とクラッチシャフトユニット４６との間にリンク部材等が介在される場合に比べ、クラッチシャフトユニット４６の回動角を検知することで、クラッチロッド３２及びシフトロッド３３の移動量を、リンク部材等のがたつきなく正確に検知でき、この結果、ドッグクラッチ２７のシフト位置を正確に検出できる。

（２）クラッチシャフトユニット４６のアーム部４９にクラッチロッド３２が直接連結されたので、クラッチシャフトユニット４６とクラッチロッド３２との間にリンク部材等が介在されず、このため部品点数を低減できる。

（３）シフトポジションセンサ６０によりドッグクラッチ２７のシフト位置を正確に検出できるので、コントロールユニット６４が実施するエンジン１１の駆動制御を好適に実施できる。例えば、船体の前進中に制動をかけるべくドッグクラッチ２７のシフト位置をフォワード位置からリバース位置に切り換え、この切り換えに際し、スロットルバルブが全閉状態になると共に、エンジン１１の負荷が急激に増大してエンジン回転数が低下判定回転数以下になったとしても、コントロールユニット６４は、シフト位置（特にリバース位置Ｒ）の正確な検出結果に基づき、エアコントロールバルブの開度を所定角度増大させる。これにより、エンジン１１にはエア供給路から十分な空気が供給されることになるので、エンジン回転数が確保されてエンジンストールの発生を防止できる。

しかも、このときのエンジン回転数は所定の補正回転数であり、過大な回転数ではないので、ドッグクラッチ２７のシフト位置の切り換えをスムーズに実施でき、ギアのシンクロ特性（操作感）を向上させることができる。

［Ｂ］第２の実施の形態（図９）
図９は、本発明に係る船外機のシフト機構における第２の実施の形態に用いられるクラッチシャフトユニットを示す斜視図である。この第２の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

本実施の形態のクラッチシャフトユニット７０は、シャフト部７１、レバー部７２及びアーム部７３が別体に形成され、シャフト部７１の両端にレバー部７２及びアーム部７３が結合されてなる。図９では、レバー部７２及びアーム部７３を実線で、シャフト部７１を破線で表示している。このシャフト部７１がクラッチホルダ４２の軸受け凹部に嵌合され、キャップ部材５０により覆われることで、クラッチシャフトユニット７０は、シャフト部７１のシャフト軸Ｐ回りに一体回転可能に設けられる。

前記レバー部７２及びアーム部７３は、シャフト軸Ｐに交差する位置までシャフト部７１の半径方向に延びて、このシャフト部７１の両端部のそれぞれに結合される。これらのレバー部７２及びアーム部７３がシャフト部７１の半径方向に延びる方向は、シャフト軸Ｐに直交する平面内において同一または異なった方向、例えば９０度だけ異なった方向である。

レバー部７２は、基端がシャフト部７１に結合されると共に、先端にピン５２が設けられる。レバー部７２の先端は、このピン５２に支持されるクラッチレバーロッド４５（図３）を介してクラッチレバー４４に連結される。また、アーム部７３は、基端がシャフト部７１に結合されると共に、先端に係止穴５３が形成される。この係止穴５３にクラッチロッド３２の上端が係止されることで、アーム部７３の先端はクラッチロッド３２に直接連結される。

アーム部７３の基端には、シャフト部７１のシャフト軸Ｐと交差する、このシャフト軸Ｐ上の位置にセンサ係合部７４が一体に形成される。このセンサ係合部７４にシフトポジションセンサ６０の測定部６１（図４）が係合して配設される。この場合も、シフトポジションセンサ６０の取付部６２は、クラッチホルダ４２に取付ねじ６３を用いて固定される。そして、シフトポジションセンサ６０の測定部６１によりクラッチシャフトユニット７０のシャフト部７１の回動角が検知されて、クラッチロッド３２及びシフトロッド３３の移動量が検知され、これにより、ドッグクラッチ２７のシフト位置（フォワード位置、リバース位置、ニュートラル位置）が検出される。

従って、本実施の形態においても、シフトポジションセンサ６０の測定部６１が、クラッチロッド３２に直接連結されたクラッチシャフトユニット７０に配設されたので、前記第１の実施の形態の効果（１）〜（３）と同様な効果を奏する。

以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。

１０船外機
２３プロペラシャフト
２７ドッグクラッチ
３２クラッチロッド
３３シフトロッド
４４クラッチレバー
４６クラッチシャフトユニット
４７シャフト部
４８レバー部
４９アーム部
５８センサ係合部
６０シフトポジションセンサ
６１測定部
７０クラッチシャフトユニット
７１シャフト部
７２レバー部
７３アーム部
７４センサ係合部
Ｆフォワード位置
Ｎニュートラル位置
Ｒリバース位置
Ｏ、Ｐシャフト軸

Claims

フォワード位置、リバース位置またはニュートラル位置の各シフト位置を切り換えて、プロペラシャフトを正転、逆転またはニュートラル状態とし、前記シフト位置の切り換えをシフトロッドの移動により行なう船外機のシフト機構において、前記シフトロッドを移動させるための操作力が、クラッチレバー及びクラッチシャフトユニットを介し、このクラッチシャフトユニットに直接連結されたクラッチロッドへ伝達され、更にこのクラッチロッドに直接連結された前記シフトロッドへ伝達され、前記クラッチシャフトユニットに、シャフト部と、クラッチレバーに連結されるレバー部と、クラッチロッドに連結されるアーム部とを備えると共に、前記クラッチシャフトユニットに備えた前記シャフト部のシャフト軸上に、前記シフトロッドの移動量を検知して前記シフト位置を検出するシフトポジションセンサが配設されたことを特徴とする船外機のシフト機構。
前記クラッチシャフトユニットは、シャフト部の両端に、クラッチレバーに連結されるレバー部と、クラッチロッドに連結されるアーム部とが一体成形されてなり、前記シャフト部のシャフト軸回りに回転可能に構成されたことを特徴とする請求項１に記載の船外機のシフト機構。
前記クラッチシャフトユニットは、シャフト部と、クラッチレバーに連結されるレバー部と、クラッチロッドに連結されるアーム部とが別体に形成され、前記シャフト部の両端に前記レバー部、前記アーム部がそれぞれ結合されてなり、これらのシャフト部、レバー部及びアーム部が、前記シャフト部のシャフト軸回りに一体回転可能に構成されたことを特徴とする請求項１に記載の船外機のシフト機構。