JP6186967B2

JP6186967B2 - 船外機の変速機

Info

Publication number: JP6186967B2
Application number: JP2013144656A
Authority: JP
Inventors: 良樹久保; 圭介大穀; 圭治今永
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2013-07-10
Filing date: 2013-07-10
Publication date: 2017-08-30
Anticipated expiration: 2033-07-10
Also published as: FR3008464B1; FR3008464A1; US20150017847A1; JP2015016760A; US9238503B2

Description

本発明は、上部のエンジンと下部のプロペラとを連結するドライブシャフトを有する船外機における変速機に関するものである。

従来、船外機本体の上部に配置された動力源であるエンジンと下部に配置されたプロペラを有する推進器とがドライブシャフトを介して相互に連結された船外機において、ドライブシャフトの途中適所に変速機を設けたものがある。このような船外機を搭載した船舶の走行状態あるいは環境等に応じて変速機をシフトし、船外機の動力性能や燃費性能等の向上を図ろうとしている。

かかる変速機の具体的な構成としては種々のものが考案されており、例えば特許文献１に記載の船外機では、エンジンと推進器（ロアユニット）を結ぶドライブシャフトに２個のプラネタリギヤ、３個の湿式多板クラッチ及び１個のワンウェイクラッチから自動変速機を設けている。この例によれば変速機の位置を船外機の上下方向で略中間部位とすることで、船外機全体のプロフィールに影響を与えることなく、コンパクトに変速機付船外機を実現し、これにより加速性能と燃費性能を両立させることができる。

更に、特許文献２のものでは動力伝達効率のよい平行軸平歯車により２速変速機を構成している。また、遠心クラッチを用いて変速機の切替え点を設定するようにしたものや、特許文献３のように変速機ケースと水ポンプケースとを一体に構成したもの等が知られている。

特開２００９−１４９２０２号公報特公平２−１４２３７号公報実公平４−２７７５７号公報特公平６−１０４４７５号公報

特許文献１のものでは湿式多板クラッチは強力な油圧装置を必要とするため、高価である上、油圧を維持するための油圧ポンプ作動に要するエネルギが多大であり、燃費性能の阻害要因となる。また、湿式多板クラッチは滑らかに繋がるが、４輪車の場合と異なり、船外機においては小さな慣性モーメントしか持たないプロペラのプロペラ速度の変化を吸収するために、４輪車の場合程その機能を必要としない。このため湿式多板クラッチにあっては価格、重量及び動作エネルギが大きい割には変速ショックを緩和するメリットが小さい。その他、遊星歯車は高価であるばかりでなく、動力伝達効率に関して平行軸平歯車よりも劣る等々の点から船外機には適していないと言わざるを得ない。

また、特許文献２のものでは変速切換機構がメカニカルリンク機構であるため、その切換時にリンクに伝わるショックを抑止し切れない。そして、変速遷移時に中間点での位置を許容していることから、相対速度差による磨耗の問題がある。更に、動力直結時に低速側、カウンタ経由時に高速側に設定していることから、燃費に大きく影響する巡航時にカウンタ経由の動力伝達となり、歯車伝達効率分だけ燃費が悪化してしまう。
更に、特許文献３のものではカウンタシャフトが進行方向前側に配置され、流体力学的に有利な前すぼまり型のギヤケース内にカウンタギヤを収めるので、大径のギヤを配置することができず、強度的に問題が発生する。また、メカニカルリンク機構によりギヤシフトするため、変速時のショックがリンク側へそのまま伝わってしまう等の問題がある。

一方、上述のような変速機は多数の可動部品を持ち、円滑作動を確保する上でその潤滑は極めて重要である。例えば特許文献４のものではエンジン用の潤滑油のオイルパンの潤滑油圧中に変速機の一部を浸漬することで、変速機の要部を潤滑するようにしている。このように変速機を潤滑するために特別な工夫をし、あるいは潤滑のための特別な装置等を必要としていた。

本発明はかかる実情に鑑み、変速制御を円滑且つ適正に行いながら、動力性能や燃費性能等の向上を図る船外機の変速機を提供することを目的とする。

本発明の船外機の変速機は、上部に搭載したエンジンの鉛直方向に延びるクランクシャフトがドライブシャフトに連結され、前記ドライブシャフトの上下に分離された、前記クランクシャフトと連結するドライブシャフト入力軸及びプロペラを駆動するドライブシャフト出力軸間に、変速比を少なくとも高低２段に切換可能な歯車式変速機を介装した船外機において、前記変速機はドライブシャフトハウジング内に形成した変速機室に収容され、前記ドライブシャフトと、このドライブシャフトと平行に配設したカウンタシャフトと、これらドライブシャフト入力軸及び出力軸と前記カウンタシャフトとの間にそれぞれ掛け渡された歯車列と、高速段と低速段とを選択的に切り換えるドッグクラッチ機構とを含んで構成され、前記変速機室の底部にて前記カウンタシャフトの下部軸受の下部に、この下部軸受を通して流下した潤滑油を溜める潤滑油の下部溜り部を設け、この潤滑油の下部溜り部から前記変速機の各部に潤滑油を送る潤滑油ポンプを備え、前記潤滑油ポンプは、前記カウンタシャフトの中空内部に螺旋溝を設けてなる螺旋ポンプにより構成されることを特徴とする。

また、本発明の船外機の変速機において、前記螺旋ポンプの螺旋溝は、前記カウンタシャフトの中空内部に上下に貫通する別体の筒体を挿入し、この筒体の外周に螺旋状の凹溝を形成して前記カウンタシャフトの中空内面との間に螺旋状の通路として形成されることを特徴とする。

また、本発明の船外機の変速機において、前記カウンタシャフトの上部に潤滑油の上部溜り部を設け、前記潤滑油ポンプは前記カウンタシャフトの中空内部を通して潤滑油の上部溜り部に潤滑油を汲み上げ、この潤滑油の上部溜り部から前記カウンタシャフトの上部軸受及び前記ドライブシャフト入力軸の軸受に潤滑油を供給する潤滑油通路を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、潤滑油の下部溜り部を設けることで、変速機室の下方に配置された特にはギヤ及びそれらの軸受まわりが、下部溜り部中の潤滑油に浴し、潤滑される。これにより特別な装置を必要とすることなく、適正な潤滑を行い、装置の円滑作動を保証することができる。

本発明に係る船外機を示す後方斜視図である。本発明に係る船外機を搭載した船舶の左側面図である。本発明に係る船外機の概略構成例を示す左側面図である。本発明に係る船外機における変速機の配置構成例を示す断面図である。本発明に係る船外機における変速機のケースを示す分解斜視図である。本発明に係る船外機におけるミッドユニットに配置構成される変速機を示す破断斜視図である。本発明に係る船外機における変速機室の横断面図である。本発明に係る船外機における変速機の破断斜視図である。本発明に係る船外機における変速機の縦断面図である。本発明に係る船外機における変速機の縦断面図である。図９のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。図９のII−II線に沿う断面図である。図９のIII−III線に沿う断面図である。本発明に係る船外機における変速機の構成例を示すブロック図である。本発明における変速機の潤滑系の構成例を示す断面図である。本発明における変速機の潤滑系の構成例を示す断面図である。本発明に係る船外機における冷却系の構成例を示すそれぞれ断面図である。本発明に係る船外機における冷却系の構成例を示す断面図である。本発明に係る船外機における冷却系の構成例を示すそれぞれ断面図である。

以下、図面に基づき、本発明による船外機の変速機における好適な実施の形態を説明する。
図１は、本発明に係る船外機１０の一部破断した外観を示す後方斜視図である。船外機１０は図２のように船舶１の船体後部に搭載され、この場合その前部側にて図３に示されるように船舶１の船体の後尾板Ｐに固定されるものとする。なお、図３は船外機１０の概略構成例を示す左側面図であるが、以下の説明中で各図において必要に応じて、船外機１０の前方を矢印Ｆｒにより、また後方を矢印Ｒｒによりそれぞれ示し、また船外機１０の側方右側を矢印Ｒにより、側方左側を矢印Ｌによりそれぞれ示す。

先ず、船外機１０の全体基本構成について説明する。図１及び特に図３において、上部から下部へエンジンユニットもしくはパワーユニット１１、ミッドユニット１２及びロアユニット１３が順に配置され、これらのユニットは一体的に結合構成される。エンジンユニット１１においてエンジン１４はエンジンベースもしくはエンジンホルダを介して、そのクランクシャフト１５が鉛直方向を向くように縦置きに搭載支持される。なお、エンジン１４としては、例えばＶ型多気筒エンジン等が選ばれる。エンジンユニット１１及びミッドユニット１２まわりは図１のように外装カバーにより覆われるが、図１ではミッドユニット１２の外装カバーの一部を仮想的に破断した状態が示され、概略図示したドライブシャフトハウジング１６内部に後述のドライブシャフトが配設される。なお、エンジン１４はドライブシャフトハウジング１６の上部に搭載される。

ミッドユニット１２は、アッパマウント１７Ａ及びロアマウント１７Ｂを介して、スイベルブラケット１８に設定された支軸１９（ステアリング軸）のまわりに一体に回動可能となるように支持される。スイベルブラケット１８の左右両側にはクランプブラケット２０が設けられ、このクランプブラケット２０を介して船体の後尾板Ｐに固定される。スイベルブラケット１８は、左右水平方向に設定された支軸２１（チルト軸）のまわりに上下方向に回動可能に支持される。

ミッドユニット１２において、クランクシャフト１５の下端部に連結するドライブシャフト２２が上下方向に貫通配置され、このドライブシャフト２２の駆動力が、ロアユニット１３のギヤケース内の後述するプロペラシャフトに伝達されるようになっている。ドライブシャフト２２の前側には、前後進の切換等を行うためのシフトロッド２３が上下方向に平行配置される。ミッドユニット１２は、ドライブシャフト２２を収容するドライブシャフトハウジング１６を有している。

ロアユニット１３において、ドライブシャフト２２の駆動力によりプロペラ２４を回転駆動する複数のギヤ等を含むギヤケース２５を有する。ミッドユニット１２から下方へ延出したドライブシャフト２２はそれ自体に取り付けたギヤが、ギヤケース２５内のギヤと噛合することで最終的にプロペラ２４を回転させるが、シフトロッド２３の作用でギヤケース２５内のギヤ装置の動力伝達経路を切り換える、即ちシフトするようになっている。また、一体形成されたケーシング２６にはミッドユニット１２との合せ面付近にて上下に配置されたアンチスプラッシュプレート２７及びアンチキャビテーションプレート２８を有し、これらの下方へ延出したケーシング２６の下部には、前後方向に弾丸状もしくは砲弾状を呈するように配置されたギヤケース２５が配置される。

ケーシング２６におけるギヤケース２５の砲弾状の先端部側にシフトロッド２３が上下に挿通支持される。シフトロッド２３は、プロペラシャフト２９の軸線延長線と交差する位置まで垂設される。また、ケーシング２６の前後方向の略中央部付近には、ドライブシャフト２２が挿通支持される。ギヤケース２５において、プロペラシャフト２９が前後方向に沿って配置され、複数のベアリングを介して回転自在に支持される。ドライブシャフト２２の下端部にはドライブギヤ３０が取り付けられ、プロペラシャフト２９にはドライブギヤ３０と噛合する前後一対のフォワード（前進）ギヤ３１及びリバース（後進）ギヤ３２が、それぞれ回転自在に支持される。

シフトロッド２３を介してのシフト操作によりフォワードギヤ３１又はリバースギヤ３２からプロペラシャフト２９への動力伝達経路が形成される。エンジン１４が始動することで、その出力トルクがドイブシャフト２２から推進装置に伝達される。即ち、フォワードギヤ３１又はリバースギヤ３２を介してプロペラシャフト２９及びプロペラ２４が回転して船外機１０が推進力を発生し、従ってこれを搭載する船舶１が前進又は後進する。

上記の基本構成でなる船外機１０において、図４にも示すようにミッドユニット１２において、クランクシャフト１５の下端部に連結するドライブシャフト２２が上下方向に貫通配置され、このドライブシャフト２２は更に、ロアユニット１３のギヤケース２５内のプロペラシャフト２９に連結される。本発明では特に、図４のようにドライブシャフト２２は、クランクシャフト１５と連結するドライブシャフト入力軸２２Ａとプロペラ２４を駆動するドライブシャフト出力軸２２Ｂとに上下に分離される。これらドライブシャフト入力軸２２Ａ及びドライブシャフト出力軸２２Ｂ間に、変速比を少なくとも高低２段に切換可能な歯車式変速機３３が介装される。

ミッドユニット１２においてドライブシャフトハウジング１６の下方にて、変速機３３の後述する変速機室３７を形成するためのアッパケース３４及びロアケース３５が相互に一体に結合する。アッパケース３４はドライブシャフトハウジング１６に結合し、ロアケース３５はロアユニット１３と結合する。図５はアッパケース３４及びロアケース３５の具体的構成例を示しており、両者は上下に重合して、主にアッパケース３４の前半部内に変速機３３の変速機室３７を形成するためのスペースを有する。なお、アッパケース３４及びロアケース３５とも後半部には上方に配置されたエンジン１４から排出される排気ガスを、下方のロアユニット１３側へと流して排出するための排気通路３６が形成されている。ここでは、アッパケース３４及びロアケース３５はドライブシャフトハウジング１６と別体に構成されるが、それらは実質的にドライブシャフトハウジング１６の一部として機能し、従って変速機３３自体もドライブシャフトハウジング１６内に配置構成されるとしてもよい。

図６は、ミッドユニット１２まわりの外装カバーを取り外し、アッパケース３４及びロアケース３５内に構成される変速機３３を示す破断斜視図である。前述のように一体的に結合するアッパケース３４及びロアケース３５の内部には、変速機３３の変速機室３７が形成され、この変速機室３７内に変速機３３の複数の構成部材が収容配置される。変速機室３７内は液密構造になっている。図７は変速機室３７の横断面を示しており、アッパケース３４の前半部に変速機室３７が配置されると共に、その後半部には排気通路３６が形成される。

変速機３３について、図８等を用いて更に具体的に説明する。変速機３３は、変速機室３７に収容され、ドライブシャフト２２と平行に配設されたカウンタシャフト３８と、これらドライブシャフト２２のドライブシャフト入力軸２２Ａ及びドライブシャフト出力軸２２Ｂとカウンタシャフト３８との間にそれぞれ掛け渡された歯車列３９と、高速段と低速段とを選択的に切換可能なドッグクラッチ機構４０とを含んで構成される。
特にドッグクラッチ機構４０を駆動する後述の駆動装置６３を油圧シリンダで駆動する油圧駆動装置で構成すると共に、この油圧シリンダを変速機室３７内に配置する。

更に図９をも参照して、ドライブシャフト入力軸２２Ａは、変速機室３７の前部寄りで左右方向略中央部に上方から挿入され、その下端部がベアリング４１（以下、特にことわらない限りテーパローラベアリングを意味する）を介して間接的にアッパケース３４に回転可能に支持される。ドライブシャフト出力軸２２Ｂはドライブシャフト入力軸２２Ａの真下位置で、その上端側がベアリング４２を介して間接的にロアケース３５に回転可能に支持される。また、カウンタシャフト３８はその上下端部がベアリング４３，４４を介して、それぞれアッパケース３４及びロアケース３５に回転可能に支持される。

歯車列３９として、ドライブシャフト入力軸２２Ａに回転一体に設けられた主ドライブギヤ４５と、ドライブシャフト出力軸２２Ｂに回転自在に軸支された主ドリブンギヤ４６と、主ドライブギヤ４５に噛合いカウンタシャフト３８へ回転一体に設けられたカウンタドリブンギヤ４７と、カウンタシャフト３８と回転一体に設けられて主ドリブンギヤ４６に噛合うカウンタドライブギヤ４８とを含んでいる。

ドライブシャフト入力軸２２Ａの下端部に形成されたスプライン（雄）４９と主ドライブギヤ４５のボス部に形成されたスプライン（雌）５０とが係合することで、ドライブシャフト入力軸２２Ａ及び主ドライブギヤ４５が回転一体に結合する。また、カウンタドリブンギヤ４７及びカウンタドライブギヤ４８間にはスペーサ５１が介装され、両ギヤの間隔、即ち上下方向位置が規制される。カウンタシャフト３８のカウンタドリブンギヤ４７及びカウンタドライブギヤ４８対応部位にはスプライン（雄）５２が形成され、カウンタドリブンギヤ４７及びカウンタドライブギヤ４８にはそれぞれスプライン（雌）５３，５４が形成され、これらのスプライン５２及び５３，５４が係合することで、カウンタシャフト３８及びカウンタドリブンギヤ４７あるいはカウンタドライブギヤ４８が回転一体に結合する。このため主ドライブギヤ４５、カウンタドリブンギヤ４７、カウンタドライブギヤ４８及び主ドリブンギヤ４６でなる歯車列３９は常時接続状態に保持される。

ドライブシャフト出力軸２２Ｂの上端部には中空のアイドルシャフト５５が外嵌し、この場合ドライブシャフト出力軸２２Ｂに形成されたスプライン（雄）５６とアイドルシャフト５５に形成されたスプライン（雌）５７とが係合することで、ドライブシャフト出力軸２２Ｂ及びアイドルシャフト５５が回転一体に結合する。また、アイドルシャフト５５に外嵌するインナスリーブ５８と主ドリブンギヤ４６との間にベアリング（ニードルベアリング）５９が装着され、主ドリブンギヤ４６はドライブシャフト出力軸２２Ｂとの関係では回転自在となる。なお、アイドルシャフト５５の上端と主ドライブギヤ４５の間にはベアリング４２Ａが装着される。

歯車列３９の各歯車はハス歯歯車で構成される。この場合、相互に係合する主ドライブギヤ４５及びカウンタドリブンギヤ４７に作用するスラスト反力と、相互に係合する主ドリブンギヤ４６及びカウンタドライブギヤ４８に作用するスラスト反力が互いに対向するようにハス歯のねじれ角度を設定している。
また、主ドライブギヤ４５及びカウンタドリブンギヤ４７間のギヤ比Ｇｒ₁、主ドリブンギヤ４６及びカウンタドライブギヤ４８間のギヤ比Ｇｒ₂とすると、歯車列３９全体での減速比Ｒ＝Ｇｒ₁×Ｇｒ₂である。

ドッグクラッチ機構４０において、アイドルシャフト５５に外嵌して、主ドライブギヤ４５及び主ドリブンギヤ４６間をアイドルシャフト５５の軸方向に沿って上下に往復動可能に支持されるドッグクラッチ６０を有する。アイドルシャフト５５に形成されたスプライン（雄）６１とドッグクラッチ６０に形成されたスプライン（雌）６２とが係合することで、アイドルシャフト５５及びドッグクラッチ６０が回転一体に結合する。上述のようにドライブシャフト出力軸２２Ｂ及びアイドルシャフト５５は回転一体に結合しており、従ってドッグクラッチ６０、アイドルシャフト５５及びドライブシャフト出力軸２２Ｂの三者は回転一体に結合する。

ドッグクラッチ６０を上下動させる駆動装置については後述するが、上方に移動して主ドライブギヤ４５と係合し（上側係合位置）、下方に移動して主ドリブンギヤ４６と係合する（下側係合位置）。そして、変速機３３はドッグクラッチ６０が上下にスライドして高速段と低速段とに切り換えるように構成され、ドッグクラッチ６０の下側係合位置が低速段に設定される。図９ではドッグクラッチ６０の中立、即ちニュートラル位置が示されているが、上方へ移動することでドッグクラッチ６０は主ドライブギヤ４５と係合し、この場合ドライブシャフト入力軸２２Ａ及びドライブシャフト出力軸２２Ｂ間は主ドライブギヤ４５及びドッグクラッチ６０を介して直結される。また、ドッグクラッチ６０が下方へ移動することでドッグクラッチ６０は主ドリブンギヤ４６と係合し、この場合ドライブシャフト入力軸２２Ａ及びドライブシャフト出力軸２２Ｂ間は、主ドライブギヤ４５、カウンタドリブンギヤ４７、カウンタドライブギヤ４８及び主ドリブンギヤ４６を経てなる動力伝達経路を介して、減速比Ｒで接続される。

変速機３３の駆動装置６３は、油圧シリンダによって駆動する油圧駆動装置で構成される。この油圧駆動装置は、電動式の油圧ポンプを備え、この油圧ポンプで発生させた油圧により油圧シリンダを作動させるようになっている。図１０に示されるようにそのシリンダ軸線が鉛直方向に設定された油圧シリンダ６４を有し、この例では油圧シリンダ６４のシリンダ本体が変速機室３７の天上部３７ａに固定支持される。油圧シリンダ６４とドッグクラッチ６０は、両者の間に配置されたスライドヨーク６５を介して連結される。この場合スライドヨーク６５は、変速機室３７内に垂架されたガイドシャフト６６に沿って上下にスライド可能に支持され、一端側は油圧シリンダ６４の出力ロッド６４ａに連結される。これにより油圧シリンダ６４によってスライドヨーク６５を上下動させる。

また、スライドヨーク６５の他端側にはシフトフォーク６７が付設され、このシフトフォーク６７はドッグクラッチ６０側へ延出してこれと係合する。具体的にはドッグクラッチ６０は図１１等に示されるように平面視で概略円形状を呈し、図１０及び図１１のようにその外周縁に沿ってフランジ部６０ａが突設される。シフトフォーク６７は図１１のように平面視で円弧状を呈し、フランジ部６０ａを上下両側から挟むように係合する（図１０）。

ここで、図１１あるいは図１２に示されるようにドライブシャフト２２（ドライブシャ
フト入力軸２２Ａ及びドライブシャフト出力軸２２Ｂ）は変速機室３７の最前部の左右方向中央部に配置される。また、カウンタシャフト３８と油圧シリンダ６４とをドライブシャフト２２の後方でそれぞれ左右にオフセットして平面視において三角形状に配置する。つまりドライブシャフト２２、カウンタシャフト３８及び油圧シリンダ６４の三者が、前後方向あるいは左右方向に直線的に並ばない配置関係となっている。

油圧シリンダ６４には図６のように油圧配管６８が接続され、これらの油圧配管６８を介して油圧シリンダ６４に圧油が流出入する。これら油圧シリンダ６４直近の油圧配管６８は外装カバー内に収容されるが、変速機３３の駆動装置６３のうち油圧シリンダ６４を除く電動式油圧ポンプや電磁切換弁等は船外機１０の外部、即ち船舶１の船体側に配置される。この場合、油圧配管６８と船体側の油圧ポンプは図１に示される油圧ホース６９を介して接続される。

変速機３３において、図１３に示したように少なくともスライドヨーク６５の移動位置を、ドッグクラッチ６０の上側係合位置に保持するデテント装置７０を設けることができる。デテント装置７０は図１０（Ａ矢視）をも参照して、アッパケース３４の側壁に固定され、スライドヨーク６５側へ突設されたデテントホルダ７１を有し、このデテントホルダ７１に装着されたボール７２がスプリング７３の弾力によりスライドヨーク６５の外側面に弾接するようになっている。なお、このデテント装置７０は必要に応じて選択的に設けることができる。

図１４は、駆動装置６３の全体構成例を示している。油圧シリンダ６４を含む油圧系において、電動モータ７４Ａにより駆動される油圧ポンプ７４、油圧調整を行うレギュレータ７５、ワンウェイバルブ７６、フィルタ７７、アキュームレイタ７８、ソレノイドバルブ７９、油圧センサ８０及びリザーバタンク８１が油圧配管８２を介して図示のように接続される。これらの構成部材は船体側に装備され、ソレノイドバルブ７９と油圧シリンダ６４とは前述したように油圧ホース６９を介して接続される。ソレノイドバルブ７９等は船体側に装備のＥＣＵ（Engine Control Unit）２によって作動制御される。油圧シリンダ６４にはストロークセンサ８３が付帯され、このストロークセンサ８３により油圧シリンダ６４の少なくとも作動ストローク端が検出されて、その検出信号がＥＣＵ２へ送出される。なお、図１に示されるように船舶１の操縦席にはステアリング装置３やリモートコントロール装置４等が配置されており、これらの操作に応じてＥＣＵ２を介して駆動装置６３が制御される。

上記構成の変速機３３の基本的動作において、油圧シリンダ６４を作動させてスライドヨーク６５を介して、例えばシフトフォーク６７によりドッグクラッチ６０を図９のニュートラル位置から上方へ移動させる。この場合、ドッグクラッチ６０は主ドライブギヤ４５と係合し、ドライブシャフト入力軸２２Ａ及びドライブシャフト出力軸２２Ｂ間は主ドライブギヤ４５及びドッグクラッチ６０を介して直結され、変速機３３は高速段にシフトする。一方、ソレノイドバルブ７９を切り換えて、油圧シリンダ６４を上記とは逆方向に作動させるとドッグクラッチ６０は図９のニュートラル位置から下方へ移動する。この場合、ドライブシャフト入力軸２２Ａ及びドライブシャフト出力軸２２Ｂ間は、歯車列３９を介して、減速比Ｒで接続される。このように変速機３３においてドッグクラッチ６０を上下にスライドさせることにより、高速段と低速段とに適宜切り換えることができる。

このようにドライブシャフト２２の途中に変速機３３を設けたことで、動力性能や燃費性能等の向上を図ることができる。また、油圧シリンダ６４を変速機室３７内に配置されるため、油圧シリンダ６４が海水に曝される心配はなく、装置の耐久性を大幅に向上することができる。

本発明において更に、変速機３３を潤滑するための潤滑系を備え、歯車列３９及びドッグクラッチ機構４０等の潤滑を要する変速機３３の各部に潤滑油を供給するようにしている。次にこの潤滑系について説明する。
図１５及び図１６において、変速機室３７の底部３７ｂにてカウンタシャフト３８の下部軸受であるベアリング４４の下部に、このベアリング４４を通して流下した潤滑油を溜める潤滑油の下部溜り部８４を設けられる。そして、この下部溜り部８４から潤滑油を汲み上げて、変速機３３の各部に潤滑油を送る潤滑油ポンプ８５を備える。

潤滑油ポンプ８５は、カウンタシャフト３８の中空内部に螺旋溝を設けてなる螺旋ポンプにより構成される。より具体的には、カウンタシャフト３８の中空内部に、上下に貫通する別体の筒体でなるヘリカルステータ８６が挿入される。なお、ヘリカルステータ８６の上端は、アッパケース３４の上内壁に形成されたネジ部に螺着する。カウンタシャフト３８及びヘリカルステータ８６の下端部は下部溜り部８４内に浸漬される。図９にも示されるようにヘリカルステータ８６の外周には螺旋状の凹溝８６ａが形成され、この凹溝８６ａとカウンタシャフト３８の中空内面との間に螺旋状の潤滑油通路８７が形成される。このようにヘリカル状の潤滑油通路８７を持つ螺旋ポンプによれば、カウンタシャフト３８が回転することで、下部溜り部８４内に溜まった潤滑油を潤滑油通路８７に沿って上昇させる（図１５、矢印Ｌ₀）ことができる。

なおここで、本例では図９等に示されるようにヘリカルステータ８６の外周に左ネジ方向に螺旋状の凹溝８６ａが形成される。一方、カウンタシャフト３８の回転方向は上面視で反時計方向に設定され、カウンタシャフト３８が回転すると、潤滑油はそれ自体の剪断抵抗により潤滑油通路８７を上っていく。

汲み上げられた潤滑油は、ヘリカルステータ８６の上端から溢れ出し、カウンタシャフト３８の上部に形成された潤滑油の上部溜り部８８に流入する。ここで、図５に示されるようにアッパケース３４には、ドライブシャフト２２及びカウンタシャフト３８の嵌挿穴８９，９０がそれぞれ形成されている。カウンタシャフト３８の嵌挿穴９０の上側に設けられる上部溜り部８８は、ドライブシャフト２２の嵌挿穴８９に向けて拡がるように形成される。更に、上部溜り部８８と連通するかたちで、汲み上げられた潤滑油を上部溜り部８８からカウンタシャフト３８及びドライブシャフト入力軸２２Ａのそれぞれ軸受であるベアリング４３，４１に供給する潤滑油通路９１，９２が形成される。

上部溜り部８８には図１５のように蓋板９３が被せられ、潤滑油通路９１，９２はアッパケース３４外部から遮断されている。また、ヘリカルステータ８６は中空構造を有するが、その上端にはプラグ９４が嵌着し（図９参照）、潤滑油がヘリカルステータ８６の上端からその中空内部に落ちて入ることはない。このため潤滑油は上部溜り部８８から潤滑油通路９１，９２を通って、図１５の矢印Ｌ₁及び矢印Ｌ₂のようにそれぞれベアリング４３，４１に供給される。

ここで、歯車列３９を構成する主ドライブギヤ４５、主ドリブンギヤ４６、カウンタドリブンギヤ４７及びカウンタドライブギヤ４８にはそれぞれ、図１１〜図１３に示されるように複数の肉盗み穴９５が歯幅方向に貫通形成されている。ベアリング４３に供給された潤滑油の一部は、カウンタドリブンギヤ４７及びカウンタドライブギヤ４８のそれぞれ肉盗み穴９５を通って順次落下しながら（図１５、矢印Ｌ₃）、それらの歯面や周辺部材を潤滑する。また、ベアリング４１に供給された潤滑油の一部は、主ドライブギヤ４５及び主ドリブンギヤ４６のそれぞれ肉盗み穴９５を通ると共に、ベアリング４２Ａ（図９）、シフトフォーク６７、ドッグクラッチ６０及びベアリング５９（ニードルベアリング）に順次落下しながら（図１５、矢印Ｌ₄）、それらの歯面及び周辺部材を潤滑する。

また、ベアリング４３及びベアリング４１に供給された潤滑油の他の一部は、図１６の矢印Ｌ₅のようにカウンタドリブンギヤ４７及び主ドライブギヤ４５の上面を伝って、それらの外周部から落下し、あるいは飛散する。このように落下あるいは飛散する場合でもそれらの歯面や周辺部材を潤滑する。

上記のように上部溜り部８８からベアリング４３，４１に供給された潤滑油は、その後図１５あるいは図１６の矢印Ｌ₁〜矢印Ｌ₅のような経路を通って、変速機室３７内で落下あるいは飛散する。この場合、潤滑油が通る典型的な経路を示し、あるいは図示したものであり、この潤滑系によれば総じて、変速機室３７内の細部まで潤滑油を満遍なく行き渡らせることができる。

変速機室３７内の各部を潤滑した潤滑油は、変速機室３７の底部３７ｂに落下するが、図１６に示されるように底部３７ｂと下部溜り部８４とは連通孔９６を介して相互に連通している。これにより変速機３３の潤滑に供した潤滑油は、変速機室３７の底部３７ｂに落下後、下部溜り部８４に回収され、再び上記のように潤滑油ポンプ８５によって汲み上げられて使用される。なお、連通孔９６には図１６のようにプラグ９７が打設され、塞がれている。

次に本発明の船外機１０における変速機３３の特長的な作用効果について説明する。先ず、変速機室３７の底部３７ｂでカウンタシャフト３８のベアリング４４の下部に、このベアリング４４を通して流下した潤滑油の下部溜り部８４を設け、この下部溜り部８４から潤滑油を汲み上げて、潤滑油を送る潤滑油ポンプ８５を備える。

上記のように潤滑油の下部溜り部８４を設けることで、変速機室３７の下方に配置された特には主ドリブンギヤ４６、カウンタドライブギヤ４８及びそれらのベアリング４２，４４まわりは、下部溜り部８４中の潤滑油に浴し、潤滑される。このため潤滑油の特別な供給装置を必要とすることなく、即ち構成の簡素化を図りながら、必要箇所を適正に潤滑することができる。その際、潤滑油を変速機室３７内部に充満させることがない、つまり一定量の潤滑油を潤滑油ポンプ８５により循環させているので、潤滑油の攪拌抵抗が小さて済む。

また、潤滑油ポンプ８５は記カウンタシャフト３８を中空にしてその内部に螺旋状の凹溝８６ａを設けて螺旋ポンプを形成してなる。
このように特別な装置を設けることなく、簡単な構成で潤滑油ポンプ８５を実現することができる。螺旋ポンプの作用により、潤滑油を下部溜り部８４から上方のベアリング４３へと容易且つ的確に導くことができる。

また、ヘリカルステータ８６の外周の凹溝８６ａとカウンタシャフト３８の中空内面との間に螺旋状の潤滑油通路８７が形成される。
カウンタシャフト３８と比べて機械的強度を必要としない別体のヘリカルステータ８６に螺旋状の凹溝８６ａを形成したので、螺旋状の凹溝８６ａの成形が容易であり、製造上極めて有利である。更に、かかる螺旋溝の横断面をコ字状ではなく「ロ」（四角形）又は「○」（円形）形状の閉断面にできるのでポンプ効率が向上する。

また、潤滑油ポンプ８５はカウンタシャフト３８の中空内部を通して潤滑油の上部溜り部８８に潤滑油を汲み上げ、この潤滑油の上部溜り部８８からベアリング４３，４１に供給される。
特別な装置を設けることなく、潤滑油を上部溜り部８８から主ドライブギヤ４５上方のベアリング４１に導くことができる。また、主ドライブギヤ４５の上方のベアリング４１を潤滑した潤滑油は、飛散することで主ドライブギヤ４５及びこれに噛合するカウンタドリブンギヤ４７を特別な潤滑油供給装置なしに潤滑することができる。

また、本発明において更に、エンジン１４を冷却するための冷却系を備える。ここでは変速機３３との関係で冷却系について概略説明する。ロアユニット１３において、図１７（Ａ）に概略図示したように冷却水ポンプ９８が設置され、この冷却水ポンプ９８から上方へ冷却水パイプ９９がロアケース３５内へと延出する。なお、以下の図において、冷却系における冷却水の流れを矢印Ｃにより示す。冷却水パイプ９９はロアケース３５の側部から一旦、外部へ出て図１７（Ｂ）のように冷却水ホース１００に接続される。冷却水ホース１００は図１にも示されるように変速機３３のケース、特にはアッパケース３５を迂回して、図１８のようにミッドユニット１２内の冷却水導入通路１０１に接続される。

冷却水導入通路１０１は図１８のようにミッドユニット１２内を上昇し、図１９（Ａ）のようにアッパユニット１１の下端付近の冷却水路１０２に接続される。冷却水路１０２に流入した冷却水はその後、図１９（Ｂ）のようにアッパユニット１１内を上昇し、排気マニホールドやシリンダブロック周辺を流通しながら冷却する。

この冷却系において冷却水パイプ９９はロアケース３５の側部から外部へ出て、冷却水ホース１００に接続されるが、外装カバーにより覆われて外観に露呈しない。変速機３３をミッドユニット１２においてドライブシャフト２２の途中に配置するが、変速機３３が極めてコンパクトに構成されているため、冷却水ホース１００を迂回するように配置しても既存の外装カバーを使うことができる。

以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
上記実施形態においてヘリカルステータ８６の外周に左ネジ方向に螺旋状の凹溝８６ａを形成する例を説明したが、右ネジ方向に形成し、これに対応してカウンタシャフト３８の回転方向を上記実施形態と反対に設定することも可能である。

１船舶、２ＥＣＵ、３ステアリング装置、４リモートコントロール装置、１０船外機、１１エンジン（パワー）ユニット、１２ミッドユニット、１３ロアユニット、１４エンジン、１５クランクシャフト、１６ドライブシャフトハウジング、１７Ａアッパマウント、１７Ｂロアマウント、１８スイベルブラケット、１９，２１支軸、２０クランプブラケット、２２ドライブシャフト、２３シフトロッド、２４プロペラ、２５ギヤケース、２６ケーシング２６（ロアケース）、２７アンチスプラッシュプレート、２８アンチキャビテーションプレート、２９プロペラシャフト、３０ドライブギヤ、３１フォワード（前進）ギヤ、３２リバースギヤ、３３変速機、３４アッパケース、３５ロアケース、３６排気通路、３７変速機室、３８カウンタシャフト、３９歯車列、４０ドッグクラッチ機構、４５主ドライブギヤ、４６主ドリブンギヤ、４７カウンタドリブンギヤ、４８カウンタドライブギヤ、５１スペーサ、５５アイドルシャフト、５８インナスリーブ、６０ドッグクラッチ、６３駆動装置、６４油圧シリンダ、６５スライドヨーク、６６ガイドシャフト、６７シフトフォーク、６８油圧配管、６９油圧ホース、７０デテント装置、７１デテントホルダ、７２ボール、７３スプリング、７４油圧ポンプ、７５レギュレータ、７６ワンウェイバルブ、７７フィルタ、７８キュームレイタ、７９ソレノイドバルブ、８０油圧センサ、８１リザーバタンク、８２油圧配管、８３ストロークセンサ、８４下部溜り部、８５潤滑油ポンプ、８６ヘリカルステータ、８７潤滑油通路、８８上部溜り部、８９，９０嵌挿穴、９１，９２潤滑油通路、９３蓋板、９４プラグ、９５肉盗み穴、９６連通孔、９７プラグ、９８冷却水ポンプ、９９冷却水パイプ、１００冷却水ホース、１０１冷却水導入通路、１０２冷却水路。

Claims

上部に搭載したエンジンの鉛直方向に延びるクランクシャフトがドライブシャフトに連結され、前記ドライブシャフトの上下に分離された、前記クランクシャフトと連結するドライブシャフト入力軸及びプロペラを駆動するドライブシャフト出力軸間に、変速比を少なくとも高低２段に切換可能な歯車式変速機を介装した船外機において、
前記変速機はドライブシャフトハウジング内に形成した変速機室に収容され、前記ドライブシャフトと、このドライブシャフトと平行に配設したカウンタシャフトと、これらドライブシャフト入力軸及び出力軸と前記カウンタシャフトとの間にそれぞれ掛け渡された歯車列と、高速段と低速段とを選択的に切り換えるドッグクラッチ機構とを含んで構成され、
前記変速機室の底部にて前記カウンタシャフトの下部軸受の下部に、この下部軸受を通して流下した潤滑油を溜める潤滑油の下部溜り部を設け、この潤滑油の下部溜り部から前記変速機の各部に潤滑油を送る潤滑油ポンプを備え、
前記潤滑油ポンプは、前記カウンタシャフトの中空内部に螺旋溝を設けてなる螺旋ポンプにより構成されることを特徴とする船外機の変速機。
前記螺旋ポンプの螺旋溝は、前記カウンタシャフトの中空内部に上下に貫通する別体の筒体を挿入し、この筒体の外周に螺旋状の凹溝を形成して前記カウンタシャフトの中空内面との間に螺旋状の通路として形成されることを特徴とする請求項１に記載の船外機の変速機。
前記カウンタシャフトの上部に潤滑油の上部溜り部を設け、前記潤滑油ポンプは前記カウンタシャフトの中空内部を通して潤滑油の上部溜り部に潤滑油を汲み上げ、この潤滑油の上部溜り部から前記カウンタシャフトの上部軸受及び前記ドライブシャフト入力軸の軸受に潤滑油を供給する潤滑油通路を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の船外機の変速機。