JP6186968B2

JP6186968B2 - 船外機の変速機

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Publication number: JP6186968B2
Application number: JP2013144670A
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: US20150013486A1; JP2015016762A; FR3008467B1; US9260170B2; FR3008467A1

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。
また、特許文献４のようにドライブシャフトの中間部に変速機を設け、変速機への入力軸と変速機からの出力軸とを同軸にしたものが知られている。

特開２００９−１４９２０２号公報特公平２−１４２３７号公報実公平４−２７７５７号公報特開昭６２−１９１２９７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、燃費性能を阻害要因となる。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。

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、前記ドッグクラッチ機構を駆動する駆動装置を、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前記変速機室内に配置し、前記ドライブシャフトを前記変速機室の最前部の左右方向中央部に配置し、前記カウンタシャフトと前記油圧シリンダとを前記ドライブシャフト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したことを特徴とする。

また、本発明の船外機の変速機において、前記油圧駆動装置は、電動式の油圧ポンプを備え、前記油圧シリンダを除く該油圧ポンプ及び電磁切換弁を含む構成部材を当該船外機の外の船体側に配置したことを特徴とする。

また、本発明の船外機の変速機において、前記変速機の前記ドッグクラッチ機構は、そのドッグクラッチがスライドヨークを介して上側係合位置と下側係合位置とに移動される構成であって、少なくとも前記スライドヨークの移動位置を上側係合位置に保持するデテント装置を設けたことを特徴とする。

また、本発明の船外機の変速機において、前記歯車列を構成するギヤをハス歯歯車で構成し、前記ドライブシャフト入力軸及び前記カウンタシャフト間で噛合するギヤと、前記ドライブシャフト出力軸及び前記カウンタシャフト間で噛合するギヤとに作用するスラスト反力が互いに対向するように、前記ハス歯歯車のねじれ角度を設定したことを特徴とする。

本発明によれば、ドッグクラッチの駆動装置を油圧駆動装置で構成したことで、変速機における変速の制御が容易に行える。また、油圧シリンダを変速機室内に配置し、油圧シリンダ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。
また、変速機室におけるドライブシャフト、カウンタシャフト及び油圧シリンダの配置関係を工夫することで、ドライブシャフトハウジングがコンパクトに形成される。更に、このことに対応して船外機の慣性モーメントが減少すると共に、最大操舵可能角度も大きく確保することができ、これにより船舶の操縦性が向上する等の効果がある。

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。

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（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。

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。

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。

本発明では特に、ドッグクラッチ６０の駆動装置６３を油圧シリンダ６４で駆動する油圧駆動装置で構成したことで、変速機３３における変速の制御が容易に行なえる。なお、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。

また、図１１等に示したように変速機３３において、ドライブシャフト２２を変速機室３７の最前部の左右方向中央部に配置し、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三角形状に配置する。

上記のような配置関係としたことで、船外機１０のドライブシャフト２２は船外機１０を左右に回動するステアリング軸である支軸１９に接近して設けられ（図３参照）、上記のように三者を三角形に配置することでドライブシャフト２２が収容されるドライブシャフトハウジング１６がコンパクトに形成される。また、ドライブシャフトハウジング１６とステアリング軸とをより接近させて配置できるので、船外機１０の慣性モーメントが減少すると共に、最大操舵可能角度も大きく確保することができ、これにより船舶１の操縦性が向上する。

また、変速機３３のドッグクラッチ機構４０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。

変速機３３のドッグクラッチ６０が、鉛直方向に延びる変速機３３の軸を上下方向にスライド移動する。このドッグクラッチ６０を駆動する油圧シリンダ６４は、船外機１０が停止すると油圧が低下する。油圧が低下した油圧シリンダ６４はドッグクラッチ機構４０等の重さが作用して、ドッグクラッチ６０が下方に下降してしまう。このような場合、ドッグクラッチ６０の下側係合位置を低速段に設定しておけば、船外機１０を再稼動するとき既に低速段に移動しているので、始動の度に変速機３３の変速位置を確認する必要がなく、使用性及び取扱い性等に優れている。

また、油圧駆動装置は、電動式の油圧ポンプ７４を備え、油圧シリンダ６４を除く電動式の油圧ポンプ６４や電磁切換弁は船外機１０の外部の船体側に配置される。
これらの構成部材に対して、船外機１０内部に搭載場所を設ける必要がないので船外機１０をコンパクトに構成することができる。

また、変速機３３のドッグクラッチ機構４０はドッグクラッチ６０がスライドヨーク６５を介して上側係合位置と下側係合位置とに移動される構成において、少なくともスライドヨーク６５の移動位置を上側係合位置に保持するデテント装置７０を配設可能である。

ドッグクラッチ機構４０のスライドヨーク６５を、デテント装置７０でドッグクラッチ６０の係合位置に保持するので、油圧シリンダ６４に常時油圧を作用させる必要がなくなり、油圧ポンプ７４の作動頻度を少なくできる。これにより結果的に船外機１０の燃費効率が向上する。

また、歯車列３９の各歯車はハス歯歯車で構成され、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。

カウンタシャフト３８に作用するスラスト荷重が相殺されるので、カウンタシャフト３８を回転自在に支持する軸受にスラスト軸受手段を設ける必要がない。これにより軸受装置が簡素化できると共に、スラスト加重による軸受の摩擦抵抗が減少して船外機１０の燃料消費率が向上する。

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スライドヨーク６５を上側係合位置に保持するデテント装置７０の例を説明したが、下側係合位置に同様に構成されたデテント装置を配設することが可能である。

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。

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、
前記ドッグクラッチ機構を駆動する駆動装置を、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前記変速機室内に配置し、
前記ドライブシャフトを前記変速機室の最前部の左右方向中央部に配置し、前記カウンタシャフトと前記油圧シリンダとを前記ドライブシャフト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したことを特徴とする船外機の変速機。
前記油圧駆動装置は、電動式の油圧ポンプを備え、前記油圧シリンダを除く該油圧ポンプ及び電磁切換弁を含む構成部材を当該船外機の外の船体側に配置したことを特徴とする請求項１に記載の船外機の変速機。
前記変速機の前記ドッグクラッチ機構は、そのドッグクラッチがスライドヨークを介して上側係合位置と下側係合位置とに移動される構成であって、少なくとも前記スライドヨークの移動位置を上側係合位置に保持するデテント装置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。
前記歯車列を構成するギヤをハス歯歯車で構成し、
前記ドライブシャフト入力軸及び前記カウンタシャフト間で噛合するギヤと、前記ドライブシャフト出力軸及び前記カウンタシャフト間で噛合するギヤとに作用するスラスト反力が互いに対向するように、前記ハス歯歯車のねじれ角度を設定したことを特徴とする請求項１に記載の船外機の変速機。