JP7340483B2 - 船外機のシフト装置 - Google Patents

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Description

本発明は、船外機のシフト装置に関する。
従来、船外機のシフト装置として、ドライブ・バイ・ワイヤ方式（以下、ＤＢＷ方式と称する）のシフト装置が提案されている。このＤＢＷ方式のシフト装置では、ユーザによって操作される操作装置からの電気信号に応じて、船外機のシフトポジションが変更される（特許文献１参照）。
例えば、ＤＢＷ方式のシフト装置は、互いに対向して配置される前進ギア及び後進ギアと、前進ギアと後進ギアとの間に配置されるクラッチギアと、クラッチギアと前進ギア及び後進ギアとの噛み合いを解除させる位置と、クラッチギアと前進ギア又は後進ギアとを噛み合わせる位置との間で移動可能なシフトアクチュエータと、を備えている。操作装置からの電気信号に応じてシフトアクチュエータが上記の複数の位置の間で移動することで、船外機のシフトポジションがニュートラルポジション、フォワードポジション、リバースポジションの間で変更される。
特開２００６－３２１２６２号公報
通常、クラッチギアの位置は、クラッチギアと前進ギア及び後進ギアとが適切な噛み合い幅で噛み合うように設定されている。しかしながら、シフトアクチュエータの位置を検出するシフトセンサによってクラッチギアの位置を間接的に検出する場合、様々な要因（例えば、シフトアクチュエータとクラッチギアの間に介在する部材の公差、組み付け位置のばらつき、形状の経年変化、シフトセンサの組み付け位置のばらつき）によって、クラッチギアと前進ギア及び後進ギアとを適切な噛み合い幅で噛み合わせることができなくなる虞がある。
本発明は、以上の背景を鑑み、クラッチギアと前進ギア及び後進ギアとを適切な噛み合い幅で噛み合わせることを課題とする。
上記課題を解決するために本発明のある態様は、船外機（１）のシフト装置（１０）であって、互いに対向して配置される前進ギア（３０）及び後進ギア（３１）と、前記前進ギアと前記後進ギアとの間に配置されるクラッチギア（３２）と、前記クラッチギアと前記前進ギア及び前記後進ギアとの噛み合いを解除する中立基準位置と、前記クラッチギアと前記前進ギア又は前記後進ギアとの噛み合わせる噛合基準位置との間で移動可能なシフトアクチュエータ（４３）と、前記シフトアクチュエータの移動を制御する制御装置（２８）とを備え、前記制御装置は、前記中立基準位置と前記噛合基準位置との間に中間目標位置を設定し、且つ、前記シフトアクチュエータが前記中間目標位置から前記噛合基準位置まで移動する速度を前記シフトアクチュエータが前記中立基準位置から前記中間目標位置まで移動する速度よりも遅くする。
この態様によれば、中立基準位置から中間目標位置まではシフトアクチュエータを素早く移動させつつ、中間目標位置から噛合基準位置まではシフトアクチュエータをゆっくりと移動させることができる。これに伴って、シフトアクチュエータを適切な位置で停止させ、クラッチギアと前進ギア及び後進ギアとを適切な噛み合い幅で噛み合わせることができる。
上記の態様において、前記中間目標位置は、前記クラッチギアと前記前進ギア又は前記後進ギアとの噛み合いが開始される位置であっても良い。
この態様によれば、クラッチギアと前進ギア又は後進ギアとの噛み合いが開始されるときに、シフトアクチュエータを減速させることができる。これに伴って、クラッチギアと前進ギア又は後進ギアとを確実且つ滑らかに噛み合わせることができ、クラッチギア、前進ギア及び後進ギアの破損を抑制することができる。
上記の態様において、前記中間目標位置は、前記クラッチギアと前記前進ギア又は前記後進ギアとの噛み合いが開始される直前の位置であっても良い。
この態様によれば、クラッチギアと前進ギア又は後進ギアとの噛み合いが開始される直前に、シフトアクチュエータを減速させることができる。これに伴って、クラッチギアと前進ギア又は後進ギアとを確実且つ滑らかに噛み合わせることができ、クラッチギア、前進ギア及び後進ギアの破損を抑制することができる。
上記の態様において、前記シフト装置は、前記シフトアクチュエータの位置を直接的に検出するシフトセンサ（４４）を更に備え、前記制御装置は、前記シフトセンサからの信号に基づいて前記シフトアクチュエータの位置を特定しても良い。
この態様によれば、シフトアクチュエータの位置を正確に特定することができる。これに伴って、シフトアクチュエータをより適切な位置で停止させ、クラッチギアと前進ギア及び後進ギアとをより適切な噛み合い幅で噛み合わせることができる。
上記の態様において、前記噛合基準位置は、前記クラッチギアと前記前進ギア又は前記後進ギアとの噛み合い幅が最大となる位置であっても良い。
この態様によれば、シフトアクチュエータが噛合基準位置にある状態で、クラッチギアと前進ギア又は後進ギアとの噛み合いが不用意に解除されるのを確実に抑制することができる。
上記の態様において、前記シフト装置は、前記クラッチギアに連結されるシフトスライダ（３３）と、前記シフトアクチュエータと前記シフトスライダとを接続するリンク機構（４６）とを更に備え、前記制御装置は、前記シフトアクチュエータが前記中立基準位置から前記噛合基準位置まで移動した後、前記リンク機構のたわみ量に相当する長さだけ、前記シフトアクチュエータの移動を継続させても良い。
この態様によれば、シフト装置を構成する部品の組み付け位置のばらつきや形状の経年変化が生じた場合であっても、クラッチギアと前進ギア又は後進ギアとの噛み合い幅が最大となる位置まで、シフトアクチュエータを確実に移動させることができる。そのため、シフトアクチュエータが噛合基準位置にある状態で、クラッチギアと前進ギア又は後進ギアとの噛み合いが不用意に解除されるのをより確実に抑制することができる。
上記の態様において、前記制御装置は、前記クラッチギアと前記前進ギア又は前記後進ギアとの噛み合いが開始される位置と前記噛合基準位置との間に噛合保持位置を設定し、且つ、前記制御装置からの指令信号とは無関係に前記シフトアクチュエータが前記噛合基準位置から前記噛合保持位置まで移動した場合に、前記シフトアクチュエータを前記噛合保持位置から前記噛合基準位置まで復元させても良い。
この態様によれば、外力によってクラッチギアと前進ギア又は後進ギアとの噛み合いが不用意に解除されるのを確実に抑制することができる。
上記の態様において、前記シフト装置は、前記シフトアクチュエータを移動させるシフトモータ（４５）を更に備え、前記制御装置は、前記シフトアクチュエータが前記中間目標位置から前記噛合基準位置まで移動するときの前記シフトモータのデューティー比を、前記シフトアクチュエータが前記中立基準位置から前記中間目標位置まで移動するときの前記シフトモータのデューティー比よりも低く設定しても良い。
この態様によれば、シフトアクチュエータの移動速度を簡易且つ正確に制御することができる。
上記の態様において、前記制御装置は、前記シフトアクチュエータが前記噛合基準位置から前記中間目標位置まで移動する速度を前記シフトアクチュエータが前記中間目標位置から前記中立基準位置まで移動する速度よりも遅く設定しても良い。
この態様によれば、クラッチギアと前進ギア又は後進ギアとの噛み合いを円滑に解除することができる。
上記の態様において、前記制御装置は、ユーザの入力操作を受け付ける操作装置（５７）からの電気信号に応じて前記シフトアクチュエータの移動を制御しても良い。
この態様によれば、ドライブ・バイ・ワイヤ方式のシフト装置において、クラッチギアと前進ギア及び後進ギアとを適切な噛み合い幅で噛み合わせることができる。
以上の構成によれば、クラッチギアと前進ギア及び後進ギアとを適切な噛み合い幅で噛み合わせることができる。
本発明の一実施形態に係る船外機を示す側面図 本発明の一実施形態に係るシフト装置のクラッチ機構を示す断面図 本発明の一実施形態に係るシフト装置のシフト機構を示す斜視図 本発明の一実施形態に係るシフト装置において、シフトロッドとクラッチギアの位置関係を示すグラフ 本発明の一実施形態に係るシフト装置において、クラッチ機構の状態の変化を示す断面図 本発明の一実施形態に係るシフトロッドの位置の変化を示すグラフ 本発明の他の実施形態に係るシフトロッドの位置の変化を示すグラフ
以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る船外機１について説明する。以下、前後、上下、左右等の方向を示す用語は、船外機１の長手方向が鉛直方向と一致している状態（図１参照）を基準として用いる。各図に適宜付される矢印Ｆｒ、Ｒｅ、Ｕ、Ｌｏ、Ｌ、Ｒは、それぞれ船外機１の前方、後方、上方、下方、左方、右方を示している。
＜船外機１の構成＞
図１に示されるように、船外機１は、ユーザ（操作者）の操作に応じて船体Ｓを推進させるべく、船体Ｓの後尾に取り付けられている。船外機１は、スイベル軸３を中心に左右に揺動可能に設けられ、且つ、チルト軸４を中心に上下に傾動可能に設けられている。
船外機１は、カバー６と、エンジン７（内燃機関）と、駆動軸８と、プロペラ９と、シフト装置１０とを含んでいる。以下、船外機１の構成要素について順番に説明する。
カバー６は、上下方向に長い箱型を成している。カバー６は、エンジンケース１３と、エンジンケース１３の下方に配置されるメインケース１４と、メインケース１４の下方に配置されるギアケース１５と、を含んでいる。
エンジン７は、カバー６のエンジンケース１３に収容されている。エンジン７は、例えば、上下方向に並んだ複数の気筒１７を有するＶ型エンジンである。なお、他の実施形態では、エンジン７は、Ｖ型エンジン以外の多気筒エンジンであっても良いし、単気筒エンジンであっても良い。エンジン７は、上下方向に延びるクランク軸１８を有する。
駆動軸８は、カバー６のメインケース１４及びギアケース１５に収容されており、上下方向に延びている。駆動軸８の上端部は、エンジン７のクランク軸１８に接続されている。駆動軸８の下端部には、駆動ギア２０が設けられている。
プロペラ９は、カバー６のギアケース１５に回転可能に取り付けられている。プロペラ９は、前後方向に延びるプロペラ軸２２と、プロペラ軸２２の後部の外周に固定されたプロペラ本体２３とを含んでいる。プロペラ軸２２の前部は、ギアケース１５に収容されている。プロペラ軸２２の後部とプロペラ本体２３は、ギアケース１５の外部に露出している。プロペラ本体２３の外周面には、複数のフィン２４が突出している。
シフト装置１０は、クラッチ機構２６と、クラッチ機構２６に接続されたシフト機構２７と、シフト機構２７を制御する制御装置２８とを含んでいる。
シフト装置１０のクラッチ機構２６は、ギアケース１５に収容されている。クラッチ機構２６は、いわゆるドッグクラッチによって構成されている。図２に示されるように、クラッチ機構２６は、互いに対向して配置される前進ギア３０及び後進ギア３１と、前進ギア３０と後進ギア３１との間に配置されるクラッチギア３２と、クラッチギア３２に連結されるシフトスライダ３３とを含んでいる。
クラッチ機構２６の前進ギア３０及び後進ギア３１は、プロペラ軸２２の外周に設けられており、前後方向（即ち、プロペラ軸２２の軸方向）に間隔をおいて配置されている。前進ギア３０及び後進ギア３１は、駆動軸８の駆動ギア２０と常時噛み合っており、駆動軸８の駆動ギア２０とともにベベルギア機構を構成している。前進ギア３０の内面には第１従動爪３５が設けられており、後進ギア３１の内面には第２従動爪３６が設けられている。
クラッチ機構２６のクラッチギア３２は、プロペラ軸２２の外周に取り付けられている。クラッチギア３２は、プロペラ軸２２に対して前後方向に移動可能且つプロペラ軸２２と一体回転可能に設けられている。クラッチギア３２の前面には、前進ギア３０の第１従動爪３５と噛合可能な第１駆動爪３８が設けられている。クラッチギア３２の後面には、後進ギア３１の第２従動爪３６と噛合可能な第２駆動爪３９が設けられている。
クラッチ機構２６のシフトスライダ３３は、前後方向に延びている。シフトスライダ３３は、連結ピン４０を介してクラッチギア３２に連結されており、クラッチギア３２と一体に前後方向に移動可能に設けられている。シフトスライダ３３の外周面には、係合溝４１が設けられている。
図３を参照して、シフト装置１０のシフト機構２７は、シフトロッド４３（シフトアクチュエータの一例）と、シフトロッド４３の位置を直接的に検出するシフトセンサ４４と、シフトロッド４３を移動させるシフトモータ４５と、シフトロッド４３とシフトスライダ３３とを接続するリンク機構４６と、を含んでいる。
シフト機構２７のシフトロッド４３は、前後方向に長い棒状を成している。シフトロッド４３は、前後方向に直線運動可能に設けられている。
シフト機構２７のシフトセンサ４４は、シフトロッド４３の側方に配置されている。シフトセンサ４４は、例えば、シフトロッド４３の位置に対応する電圧を出力するポテンショメータによって構成されている。
シフト機構２７のシフトモータ４５は、ボールねじ機構等の変換機構（図示せず）を介してシフトロッド４３に接続されている。シフトモータ４５が回転すると、シフトモータ４５の回転が変換機構によってシフトロッド４３の直線運動に変換される。
シフト機構２７のリンク機構４６は、取付ロッド４８を介してシフトロッド４３に取り付けられた第１リンク板４９と、第１リンク板４９に取り付けられた第２リンク板５０と、取付アーム５１を介して第２リンク板５０に取り付けられたリンクロッド５２と、一対のリンクギア５３を介してリンクロッド５２に接続されたリンクシャフト５４とを備えている。図２に示されるように、リンクシャフト５４の下端部には、係合ピン５５が設けられている。係合ピン５５は、リンクシャフト５４の回転中心から偏心した位置に設けられており、リンクシャフト５４の回転に伴って前後に移動する。係合ピン５５は、シフトスライダ３３の係合溝４１に係合している。
図１を参照して、シフト装置１０の制御装置２８は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）によって構成されている。制御装置２８は、船体Ｓに設けられた操作装置５７に接続されている。操作装置５７は、ユーザの入力操作を受け付ける装置であり、シフトレバー５８を備えている。シフトレバー５８は、船外機１のシフトポジションをニュートラルとする第１位置と、船外機１のシフトポジションをフォワードとする第２位置と、船外機１のシフトポジションをリバースとする第３位置と、の間で移動可能に設けられている。
図３を参照して、制御装置２８は、シフトセンサ４４に接続されており、シフトセンサ４４からの信号（シフトセンサ４４が出力する電圧）に基づいてシフトロッド４３の位置を特定する。制御装置２８は、シフトロッド４３を移動させるシフトモータ４５に接続されており、シフトモータ４５に指令信号を送信することでシフトロッド４３の移動を制御する。
＜シフト装置１０の動作＞
ユーザが操作装置５７のシフトレバー５８を操作すると、このシフトレバー５８の操作に応じた電気信号が操作装置５７から制御装置２８に送信される。制御装置２８は、操作装置５７からの電気信号に応じてシフトロッド４３の移動を制御する。つまり、本実施形態に係るシフト装置１０は、シフト・バイ・ワイヤ方式のシフト装置である。
例えば、ユーザがシフトレバー５８を第１位置から第２位置に移動させると、制御装置２８からの指令信号に基づいてシフトモータ４５が駆動し、シフトモータ４５がシフトロッド４３を前方に移動させる。これに伴って、第１、第２リンク板４９、５０が前方に移動し、リンクロッド５２が平面視で反時計回りに回転し、リンクシャフト５４が平面視で時計回りに回転する。これに伴って、リンクシャフト５４の係合ピン５５が前方に移動し、シフトスライダ３３を前方に押圧する。これに伴って、シフトスライダ３３及びクラッチギア３２が前方に移動し、クラッチギア３２の第１駆動爪３８と前進ギア３０の第１従動爪３５が噛み合う。すなわち、船外機１のシフトポジションがニュートラルからフォワードにシフトする。
一方で、ユーザがシフトレバー５８を第１位置から第３位置に移動させると、制御装置２８からの指令信号に基づいてシフトモータ４５が駆動し、シフトモータ４５がシフトロッド４３を後方に移動させる。これに伴って、第１、第２リンク板４９、５０が後方に移動し、リンクロッド５２が平面視で時計回りに回転し、リンクシャフト５４が平面視で反時計回りに回転する。これに伴って、リンクシャフト５４の係合ピン５５が後方に移動し、シフトスライダ３３を後方に押圧する。これに伴って、シフトスライダ３３及びクラッチギア３２が後方に移動し、クラッチギア３２の第２駆動爪３９と後進ギア３１の第２従動爪３６が噛み合う。すなわち、船外機１のシフトポジションがニュートラルからリバースにシフトする。
なお、ユーザがシフトレバー５８を第２位置又は第３位置から第１位置に移動させた場合、シフト装置１０は、上記の動作とは逆の動作をする。これにより、船外機１のシフトポジションがフォワード又はリバースからニュートラルにシフトする。
＜船外機１の動作＞
エンジン７が駆動すると、エンジン７のクランク軸１８が回転する。クランク軸１８の回転は、駆動軸８を介して前進ギア３０及び後進ギア３１に伝達され、前進ギア３０と後進ギア３１が互いに逆方向に回転する。
例えば、クラッチギア３２の第１駆動爪３８と前進ギア３０の第１従動爪３５が噛み合っている場合（船外機１のシフトポジションがフォワードになっている場合）、前進ギア３０の回転がクラッチギア３２を介してプロペラ軸２２に伝達され、プロペラ９が一方向に回転する。これに伴って、前方への推進力が船体Ｓに付与され、船体Ｓが前進する。
一方で、クラッチギア３２の第２駆動爪３９と後進ギア３１の第２従動爪３６が噛み合っている場合（船外機１のシフトポジションがリバースになっている場合）、後進ギア３１の回転がクラッチギア３２を介してプロペラ軸２２に伝達され、プロペラ９が上記一方向とは逆方向に回転する。これに伴って、後方への推進力が船体Ｓに付与され、船体Ｓが後進する。
なお、クラッチギア３２の第１駆動爪３８が前進ギア３０の第１従動爪３５と噛み合っておらず、且つ、クラッチギア３２の第２駆動爪３９が後進ギア３１の第２従動爪３６と噛み合っていない場合（船外機１のシフトポジションがニュートラルになっている場合）、前進ギア３０及び後進ギア３１の回転がクラッチギア３２及びプロペラ軸２２に伝達されず、プロペラ９の回転が停止する。そのため、推進力が船体Ｓに付与されず、船体Ｓが停止する。
＜シフトロッド４３とクラッチギア３２の位置関係＞
図４を参照して、シフトロッド４３は、ストッパー位置Ｓｆとストッパー位置Ｓｒとの間で前後方向に移動可能に設けられている。ストッパー位置Ｓｆは、シフトロッド４３が前側ストッパー（図示せず）に突き当たる位置、すなわち、シフトロッド４３が前方に最大限移動した位置である。ストッパー位置Ｓｒは、シフトロッド４３が後側ストッパー（図示せず）に突き当たる位置、すなわち、シフトロッド４３が後方に最大限移動した位置である。
ストッパー位置Ｓｆとストッパー位置Ｓｒの中間点（例えば、ストッパー位置Ｓｆとストッパー位置Ｓｒから等距離にある点）には、中立基準位置Ｎが設けられている。シフトロッド４３が中立基準位置Ｎにある状態では、クラッチギア３２の第１駆動爪３８が前進ギア３０の第１従動爪３５と噛み合っておらず、且つ、クラッチギア３２の第２駆動爪３９が後進ギア３１の第２従動爪３６と噛み合っていない（図５（Ａ）参照）。
シフトロッド４３が中立基準位置Ｎから前方に移動すると、これに伴ってクラッチギア３２も前方に移動する。シフトロッド４３が中立基準位置Ｎよりも前方の噛合開始位置Ａｆに到達すると、クラッチギア３２の第１駆動爪３８と前進ギア３０の第１従動爪３５の噛み合いが開始される（図５（Ｂ）参照）。
シフトロッド４３が噛合開始位置Ａｆから更に前方に移動すると、これに伴ってクラッチギア３２も更に前方に移動する。シフトロッド４３が噛合開始位置Ａｆよりも前方の噛合基準位置Ｂｆに到達すると、クラッチギア３２の第１駆動爪３８が前進ギア３０の第１従動爪３５の底部に突き当たる（図５（Ｃ）参照）。つまり、噛合基準位置Ｂｆにおいて、クラッチギア３２の第１駆動爪３８と前進ギア３０の第１従動爪３５の噛み合い幅が最大となる。なお、シフトロッド４３とクラッチギア３２の間に介在するリンク機構４６は、たわむことができる（弾性変形することができる）構成要素を含んでいる。そのため、シフトロッド４３は、クラッチギア３２の第１駆動爪３８と前進ギア３０の第１従動爪３５の噛み合い幅が最大となった状態（クラッチギア３２がそれ以上前方に移動できない状態）で、リンク機構４６のたわみ量に相当する長さＬだけ、噛合基準位置Ｂｆよりも更に前方に移動可能である。
一方で、シフトロッド４３が噛合基準位置Ｂｆから後方に所定距離Ｄ１だけ移動している間は、クラッチギア３２は停止している。シフトロッド４３が噛合基準位置Ｂｆから後方に所定距離Ｄ１以上移動すると、これに伴ってクラッチギア３２も後方に移動する。シフトロッド４３が噛合基準位置Ｂｆよりも後方の噛合解除位置Ｃｆに到達すると、クラッチギア３２の第１駆動爪３８と前進ギア３０の第１従動爪３５の噛み合いが解除される（図５（Ｂ）参照）。シフトロッド４３が噛合解除位置Ｃｆから更に後方に移動すると、シフトロッド４３が中立基準位置Ｎに復元する（図５（Ａ）参照）。
シフトロッド４３が中立基準位置Ｎから後方に移動すると、これに伴ってクラッチギア３２も後方に移動する。シフトロッド４３が中立基準位置Ｎよりも後方の噛合開始位置Ａｒに到達すると、クラッチギア３２の第２駆動爪３９と後進ギア３１の第２従動爪３６の噛み合いが開始される（図５（Ｄ）参照）。
シフトロッド４３が噛合開始位置Ａｒから更に後方に移動すると、これに伴ってクラッチギア３２も更に後方に移動する。シフトロッド４３が噛合開始位置Ａｒよりも後方の噛合基準位置Ｂｒに到達すると、クラッチギア３２の第２駆動爪３９が後進ギア３１の第２従動爪３６の底部に突き当たる（図５（Ｅ）参照）。つまり、噛合基準位置Ｂｒにおいて、クラッチギア３２の第２駆動爪３９と後進ギア３１の第２従動爪３６の噛み合い幅が最大となる。なお、シフトロッド４３は、クラッチギア３２の第２駆動爪３９と後進ギア３１の第２従動爪３６の噛み合い幅が最大となった状態（クラッチギア３２がそれ以上後方に移動できない状態）で、リンク機構４６のたわみ量に相当する長さＬだけ、噛合基準位置Ｂｒよりも更に後方に移動可能である。
一方で、シフトロッド４３が噛合基準位置Ｂｒから前方に所定距離Ｄ２だけ移動している間は、クラッチギア３２は停止している。シフトロッド４３が噛合基準位置Ｂｒから前方に所定距離Ｄ２以上移動すると、これに伴ってクラッチギア３２も前方に移動する。シフトロッド４３が噛合基準位置Ｂｒよりも後方の噛合解除位置Ｃｒに到達すると、クラッチギア３２の第２駆動爪３９と後進ギア３１の第２従動爪３６の噛み合いが解除される（図５（Ｄ）参照）。シフトロッド４３が噛合解除位置Ｃｒから更に前方に移動していくと、シフトロッド４３が中立基準位置Ｎに復元する。
＜制御装置２８によるシフトロッド４３の移動制御＞
図６に示されるように、制御装置２８は、中立基準位置Ｎと噛合基準位置Ｂｆとの間に中間目標位置Ｅ１を設定している。本実施形態では、中間目標位置Ｅ１は、クラッチギア３２と前進ギア３０との噛み合いが開始される直前の位置である。同様に、制御装置２８は、中立基準位置Ｎと噛合基準位置Ｂｒとの間に中間目標位置Ｅ１（図示せず）を設定している。制御装置２８は、噛合基準位置Ｂｆとストッパー位置Ｓｆとの間に、噛合目標位置Ｅ２を設定している。
以下、ユーザがシフトレバー５８を第１位置から第２位置に移動させる場合を例に、制御装置２８によるシフトロッド４３の移動制御について説明する。
時刻Ｔ０からＴ１までの間は、ユーザがシフトレバー５８を第１位置に保持している。そのため、時刻Ｔ０からＴ１までの間は、シフトモータ４５が停止しており、シフトロッド４３が中立基準位置Ｎで停止している。
時刻Ｔ１においてユーザがシフトレバー５８を第１位置から第２位置に移動させると、制御装置２８からの指令信号に基づいてシフトモータ４５が駆動し、シフトモータ４５がシフトロッド４３を中立基準位置Ｎから前方に移動させる。制御装置２８は、シフトロッド４３が中間目標位置Ｅ１に到達するまで、シフトロッド４３の移動目標位置を中間目標位置Ｅ１に維持し、シフトモータ４５の目標デューティー比を第１の値に維持する。これにより、シフトロッド４３が第１目標速度で中間目標位置Ｅ１に向かって移動する。
時刻Ｔ２においてシフトロッド４３が中間目標位置Ｅ１に到達すると、制御装置２８は、シフトロッド４３の移動目標位置を中間目標位置Ｅ１から噛合目標位置Ｅ２に変更し、シフトモータ４５の目標デューティー比を第１の値から第２の値（第１の値よりも低い値）に変更する。これにより、シフトロッド４３が第２目標速度（第１目標速度よりも遅い速度）で噛合目標位置Ｅ２に向かって移動する。
時刻Ｔ３においてシフトロッド４３が噛合基準位置Ｂｆに到達しても、制御装置２８は、シフトモータ４５を停止させない。そのため、シフトモータ４５がシフトロッド４３の前方への移動を継続させる。
時刻Ｔ４においてシフトロッド４３が噛合基準位置Ｂｆからリンク機構４６のたわみ量に相当する長さＬだけ移動すると、シフトロッド４３が噛合目標位置Ｅ２に到達する前にシフトロッド４３の移動が停止し、シフトロッド４３の位置が安定する。
時刻Ｔ５において時刻Ｔ４（シフトロッド４３の移動が停止した時刻）から所定時間Ｘが経過すると、制御装置２８からの指令信号に基づいてシフトモータ４５が停止する。これにより、リンク機構４６のたわみが徐々に解消され、シフトロッド４３が徐々に後方に移動する。
時刻Ｔ６においてリンク機構４６のたわみが完全に解消されると、シフトロッド４３の移動が停止し、シフトロッド４３の位置が安定する。制御装置２８は、この時刻Ｔ６におけるシフトロッド４３の位置を、噛合基準位置Ｂｆとして記憶する。
＜効果＞
以上のように、シフトロッド４３が中立基準位置Ｎから噛合基準位置Ｂｆまで移動する場合に、制御装置２８は、シフトロッド４３が中間目標位置Ｅ１から噛合基準位置Ｂｆまで移動する目標速度を、シフトロッド４３が中立基準位置Ｎから中間目標位置Ｅ１まで移動する目標速度よりも遅くしている。そのため、中立基準位置Ｎから中間目標位置Ｅ１まではシフトロッド４３を素早く移動させつつ、中間目標位置Ｅ１から噛合基準位置Ｂｆまではシフトロッド４３をゆっくりと移動させることができる。これに伴って、シフトロッド４３を適切な位置で停止させ、クラッチギア３２と前進ギア３０とを適切な噛み合い幅で噛み合わせることができる。
また、中間目標位置Ｅ１は、クラッチギア３２と前進ギア３０との噛み合いが開始される直前の位置である。そのため、クラッチギア３２と前進ギア３０との噛み合いが開始される直前に、シフトロッド４３を減速させることができる。これに伴って、クラッチギア３２と前進ギア３０とを確実且つ滑らかに噛み合わせることができ、クラッチギア３２と前進ギア３０の破損を抑制することができる。なお、図７に示されるように、他の実施形態では、中間目標位置Ｅ１は、噛合開始位置Ａｆ（クラッチギア３２と前進ギア３０との噛み合いが開始される位置）と同じ位置であっても良い。この場合も、本実施形態と同様の効果が発揮される。
また、制御装置２８は、シフトロッド４３が中立基準位置Ｎから噛合基準位置Ｂｆまで移動した後、リンク機構４６のたわみ量に相当する長さＬだけ、シフトロッド４３の移動を継続させる。これにより、シフト装置１０を構成する部品の組み付け位置のばらつきや形状の経年変化が生じた場合であっても、クラッチギア３２と前進ギア３０との噛み合い幅が最大となる位置まで、シフトロッド４３を確実に移動させることができる。そのため、シフトロッド４３が噛合基準位置Ｂｆにある状態で、クラッチギア３２と前進ギア３０との噛み合いが不用意に解除されるのを確実に抑制することができる。
また、制御装置２８は、シフトロッド４３が中間目標位置Ｅ１から噛合基準位置Ｂｆまで移動するときのシフトモータ４５の目標デューティー比を、シフトロッド４３が中立基準位置Ｎから中間目標位置Ｅ１まで移動するときのシフトモータ４５の目標デューティー比よりも低く設定している。これにより、シフトロッド４３の移動速度を簡易且つ正確に制御することができる。
なお、シフトロッド４３が噛合基準位置Ｂｆから中立基準位置Ｎまで移動する場合に、制御装置２８は、シフトロッド４３が噛合基準位置Ｂｆから中間目標位置Ｅ１まで移動する速度をシフトロッド４３が中間目標位置Ｅ１から中立基準位置Ｎまで移動する速度よりも遅くすると良い。これにより、クラッチギア３２と前進ギア３０との噛み合いを円滑に解除することができる。
以上、シフトロッド４３が中立基準位置Ｎから前方に移動する場合の移動制御及びその効果について説明した。このような移動制御は、シフトロッド４３が中立基準位置Ｎから後方に移動する場合にも適用することができ、同様の効果を発揮する。
＜クラッチギア３２と前進ギア３０又は後進ギア３１との噛み合いの保持＞
図４に示されるように、制御装置２８は、噛合開始位置Ａｆと噛合基準位置Ｂｆとの間に噛合保持位置Ｄｆを設定している。制御装置２８は、噛合開始位置Ａｒと噛合基準位置Ｂｒとの間に噛合保持位置Ｄｒを設定している。
船外機１の使用時には、制御装置２８からの指令信号とは無関係に、外力（例えば、水圧）によってシフトロッド４３が噛合基準位置Ｂｆから噛合保持位置Ｄｆまで戻る（移動する）ことがある。このような場合に、制御装置２８は、シフトモータ４５を駆動させることで、シフトロッド４３を噛合保持位置Ｄｆから噛合基準位置Ｂｆまで復元させる。これにより、外力によってクラッチギア３２と前進ギア３０との噛み合いが不用意に解除されるのを確実に抑制することができる。
同様に、制御装置２８からの指令信号とは無関係に、外力によってシフトロッド４３が噛合基準位置Ｂｒから噛合保持位置Ｄｒまで移動する場合がある。このような場合に、制御装置２８は、シフトモータ４５を駆動させることで、シフトロッド４３を噛合保持位置Ｄｒから噛合基準位置Ｂｒまで復元させる。これにより、外力によってクラッチギア３２と後進ギア３１との噛み合いが不用意に解除されるのを確実に抑制することができる。
以上で具体的な実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態や変形例に限定されることなく、幅広く変形実施することができる。
１ ：船外機
１０ ：シフト装置
２８ ：制御装置
３０ ：前進ギア
３１ ：後進ギア
３２ ：クラッチギア
３３ ：シフトスライダ
４３ ：シフトロッド（シフトアクチュエータの一例）
４４ ：シフトセンサ
４５ ：シフトモータ
４６ ：リンク機構
５７ ：操作装置

Claims (10)

  1. 船外機のシフト装置であって、
    互いに対向して配置される前進ギア及び後進ギアと、
    前記前進ギアと前記後進ギアとの間に配置されるクラッチギアと、
    前記クラッチギアと前記前進ギア及び前記後進ギアとの噛み合いを解除する中立基準位置と、前記クラッチギアと前記前進ギア又は前記後進ギアとを噛み合わせる噛合基準位置との間で移動可能なシフトアクチュエータと、
    前記シフトアクチュエータの移動を制御する制御装置とを備え、
    前記制御装置は、前記中立基準位置と前記噛合基準位置との間に中間目標位置を設定し、且つ、前記シフトアクチュエータが前記中間目標位置から前記噛合基準位置まで移動する速度を前記シフトアクチュエータが前記中立基準位置から前記中間目標位置まで移動する速度よりも遅くすることを特徴とする船外機のシフト装置。
  2. 前記中間目標位置は、前記クラッチギアと前記前進ギア又は前記後進ギアとの噛み合いが開始される位置であることを特徴とする請求項１に記載の船外機のシフト装置。
  3. 前記中間目標位置は、前記クラッチギアと前記前進ギア又は前記後進ギアとの噛み合いが開始される直前の位置であることを特徴とする請求項１に記載の船外機のシフト装置。
  4. 前記シフトアクチュエータの位置を直接的に検出するシフトセンサを更に備え、
    前記制御装置は、前記シフトセンサからの信号に基づいて前記シフトアクチュエータの位置を特定することを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の船外機のシフト装置。
  5. 前記噛合基準位置は、前記クラッチギアと前記前進ギア又は前記後進ギアとの噛み合い幅が最大となる位置であることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の船外機のシフト装置。
  6. 前記クラッチギアに連結されるシフトスライダと、
    前記シフトアクチュエータと前記シフトスライダとを接続するリンク機構とを更に備え、
    前記制御装置は、前記シフトアクチュエータが前記中立基準位置から前記噛合基準位置まで移動した後、前記リンク機構のたわみ量に相当する長さだけ、前記シフトアクチュエータの移動を継続させることを特徴とする請求項５に記載の船外機のシフト装置。
  7. 前記制御装置は、前記クラッチギアと前記前進ギア又は前記後進ギアとの噛み合いが開始される位置と前記噛合基準位置との間に噛合保持位置を設定し、且つ、前記制御装置からの指令信号とは無関係に前記シフトアクチュエータが前記噛合基準位置から前記噛合保持位置まで移動した場合に、前記シフトアクチュエータを前記噛合保持位置から前記噛合基準位置まで復元させることを特徴とする請求項５又は６に記載の船外機のシフト装置。
  8. 前記シフトアクチュエータを移動させるシフトモータを更に備え、
    前記制御装置は、前記シフトアクチュエータが前記中間目標位置から前記噛合基準位置まで移動するときの前記シフトモータのデューティー比を、前記シフトアクチュエータが前記中立基準位置から前記中間目標位置まで移動するときの前記シフトモータのデューティー比よりも低く設定することを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の船外機のシフト装置。
  9. 前記制御装置は、前記シフトアクチュエータが前記噛合基準位置から前記中間目標位置まで移動する速度を前記シフトアクチュエータが前記中間目標位置から前記中立基準位置まで移動する速度よりも遅く設定することを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載の船外機のシフト装置。
  10. 前記制御装置は、ユーザの入力操作を受け付ける操作装置からの電気信号に応じて前記シフトアクチュエータの移動を制御することを特徴とする請求項１～９のいずれか１項に記載の船外機のシフト装置。
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