(57)【要約】【課題】プロペラ５，６の回転出力を前進と後進とに切り換える機構を含むものでありながら、構造が簡単で小型化可能な変速装置１３を有する船外機１を提供する。【解決手段】本発明の船外機１は、エンジン１１と下部ギヤ機構１２との間に配置した変速装置１３を備える。変速装置１３は、入力軸１４に伝達された動力を出力軸１５に中継する主中継軸２３と、主中継軸２３の回転動力を更に中継して出力軸１５に中継する後進中継軸２４とを備える。主中継軸２３に、前進ギヤ２８及び後進ギヤ３２と、前進低速ギヤ２８への動力伝達を継断する前進クラッチ２７と、後進ギヤ３１への動力伝達を継断する後進クラッチ３０とを配置する。出力軸１５に、前進低速ギヤ２８と噛合する前進出力ギヤ３３と、後進ギヤ３１と噛合する後進出力ギヤ３６と、後進出力ギヤ３６への動力伝達を継断する前後進切換クラッチ３７とを配置する。【選択図】図２
2018031430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、前記エンジンの下方に配置したプロペラ駆動用の下部ギヤ機構と、前記エンジンと前記下部ギヤ機構との間に配置した変速装置と、前記エンジンから前記変速装置に動力伝達する入力軸と、前記変速装置から前記下部ギヤ機構に動力伝達する出力軸とを備えた船外機において、
前記変速装置は、前記入力軸に伝達された動力を前記出力軸に中継する主中継軸と、該主中継軸の回転動力を更に中継して前記出力軸に中継する後進中継軸とを備えており、
前記主中継軸には、前進ギヤ及び後進ギヤと、前記前進ギヤへの動力伝達を継断する前進クラッチと、前記後進ギヤへの動力伝達を継断する後進クラッチとを配置し、
前記出力軸には、前記前進ギヤと噛合する前進出力ギヤと、前記後進ギヤと噛合する後進出力ギヤと、前記後進出力ギヤへの動力伝達を継断する前後進切換クラッチとを配置し、
前進時には、前記前進クラッチが接続される一方で前記後進クラッチが遮断され、後進時には、前記後進クラッチ及び前記前後進切換クラッチが共に接続される一方で前記前進クラッチが遮断される、
船外機。
【請求項２】
中立状態では、前記前進クラッチ及び前記後進クラッチが共に遮断される一方で、前記前後進切換クラッチが接続される、
請求項１に記載の船外機。
【請求項３】
前記前進クラッチ及び前記後進クラッチが共に油圧クラッチで構成される一方、前記前後進切換クラッチが噛み合わせクラッチで構成される、
請求項１又は２に記載の船外機。
【請求項４】
前記前進ギヤ及び前記前進出力ギヤがそれぞれ、前記主中継軸に対して遊嵌された前進低速ギヤ及び前記出力軸に固着された低速出力ギヤであるとともに、
前記後進ギヤと前進高速ギヤとが連結されて、前記主中継軸に対して遊嵌された前進高速兼後進ギヤが構成されており、
前記前進クラッチが、前記主中継軸から前記前進低速ギヤへの動力伝達を継断する前進低速クラッチを構成するとともに、
前記後進クラッチが、前記主中継軸から前記前進高速兼後進ギヤへの動力伝達を継断する前進高速兼後進クラッチを構成しており、
前記前後進切換クラッチが、前記出力軸に遊嵌された前進高速出力ギヤと後進出力ギヤとを択一的に選択して前記出力軸と連結するように構成され、
前進低速時には、前記前進低速クラッチが接続される一方で前記前後進切換クラッチが遮断され、前進高速時には、前記前進低速クラッチが遮断される一方で前記前後進切換クラッチが接続されるとともに、前記前後進切換クラッチにより前記前進高速出力ギヤが前記出力軸に連結され、後進時には、前記前進低速クラッチが遮断される一方で前記前後進切換クラッチが接続されるとともに、前記前後進切換クラッチにより前記後進出力ギヤが前記出力軸に連結される、
請求項１〜３のいずれかに記載の船外機。
【請求項５】
前記プロペラは、前プロペラと後プロペラとを直列に配置して互いに逆方向に回転駆動させる二重反転式プロペラに構成している、
請求項１〜４のうちいずれかに記載の船外機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンとプロペラ駆動用の下部ギヤ機構との間に変速装置を配置した船外機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、船外機においては、エンジンとプロペラ駆動用の下部ギヤ機構との間に変速装置を配置したものが知られている（例えば特許文献１〜３等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１１０９６８号公報
【特許文献２】国際公開２００７／７７０７号公報
【特許文献３】特開２００９−１８５９７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の船外機では、プロペラの回転出力を前進と後進とに切換可能な前後進切換機構を、変速装置とは別にして下部ギヤ機構に設けているため、船外機の大型化を招来するという問題があった。また、特許文献２及び３の船外機では、前後進切換機構を変速装置内に設けてはいるものの、遊星歯車機構を利用した前後進切換機構を採用しているため、構造が複雑で変速装置の大型化を招来するばかりか、コストも嵩むという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記のような現状を検討して改善を施した船外機を提供することを技術的課題としている。
【０００６】
本発明は、エンジンと、前記エンジンの下方に配置したプロペラ駆動用の下部ギヤ機構と、前記エンジンと前記下部ギヤ機構との間に配置した変速装置と、前記エンジンから前記変速装置に動力伝達する入力軸と、前記変速装置から前記下部ギヤ機構に動力伝達する出力軸とを備えた船外機において、前記変速装置は、前記入力軸に伝達された動力を前記出力軸に中継する主中継軸と、該主中継軸の回転動力を更に中継して前記出力軸に中継する後進中継軸とを備えており、前記主中継軸には、前進ギヤ及び後進ギヤと、前記前進ギヤへの動力伝達を継断する前進クラッチと、前記後進ギヤへの動力伝達を継断する後進クラッチとを配置し、前記出力軸には、前記前進ギヤと噛合する前進出力ギヤと、前記後進ギヤと噛合する後進出力ギヤと、前記後進出力ギヤへの動力伝達を継断する前後進切換クラッチとを配置し、前進時には、前記前進クラッチが接続される一方で前記後進クラッチが遮断され、後進時には、前記後進クラッチ及び前記前後進切換クラッチが共に接続される一方で前記前進クラッチが遮断されるというものである。
【０００７】
また、本発明の船外機においては、中立状態では、前記前進クラッチ及び前記後進クラッチが共に遮断される一方で、前記前後進切換クラッチが接続されるようにしてもよい。
【０００８】
また、本発明の船外機においては、前記前進クラッチ及び前記後進クラッチが共に油圧クラッチで構成される一方、前記前後進切換クラッチが噛み合わせクラッチで構成されるようにしてもよい。
【０００９】
更に、本発明の船外機においては、前記前進ギヤ及び前記前進出力ギヤがそれぞれ、前記主中継軸に対して遊嵌された前進低速ギヤ及び前記出力軸に固着された低速出力ギヤであるとともに、前記後進ギヤと前進高速ギヤとが連結されて、前記主中継軸に対して遊嵌された前進高速兼後進ギヤが構成されており、前記前進クラッチが、前記主中継軸から前記前進低速ギヤへの動力伝達を継断する前進低速クラッチを構成するとともに、前記後進クラッチが、前記主中継軸から前記前進高速兼後進ギヤへの動力伝達を継断する前進高速兼後進クラッチを構成しており、前記前後進切換クラッチが、前記出力軸に遊嵌された前進高速出力ギヤと後進出力ギヤとを択一的に選択して前記出力軸と連結するように構成され、前進低速時には、前記前進低速クラッチが接続される一方で前記前後進切換クラッチが遮断され、前進高速時には、前記前進低速クラッチが遮断される一方で前記前後進切換クラッチが接続されるとともに、前記前後進切換クラッチにより前記前進高速出力ギヤが前記出力軸に連結され、後進時には、前記前進低速クラッチが遮断される一方で前記前後進切換クラッチが接続されるとともに、前記前後進切換クラッチにより前記後進出力ギヤが前記出力軸に連結されるようにしてもよい。
【００１０】
本発明の船外機においては、前記プロペラは、前プロペラと後プロペラとを直列に配置して互いに逆方向に回転駆動させる二重反転式プロペラに構成するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、エンジンと、前記エンジンの下方に配置したプロペラ駆動用の下部ギヤ機構と、前記エンジンと前記下部ギヤ機構との間に配置した変速装置と、前記エンジンから前記変速装置に動力伝達する入力軸と、前記変速装置から前記下部ギヤ機構に動力伝達する出力軸とを備えた船外機において、前記変速装置は、前記入力軸に伝達された動力を前記出力軸に中継する主中継軸と、該主中継軸の回転動力を更に中継して前記出力軸に中継する後進中継軸とを備えており、前記主中継軸には、前進ギヤ及び後進ギヤと、前記前進ギヤへの動力伝達を継断する前進クラッチと、前記後進ギヤへの動力伝達を継断する後進クラッチとを配置し、前記出力軸には、前記前進ギヤと噛合する前進出力ギヤと、前記後進ギヤと噛合する後進出力ギヤと、前記後進出力ギヤへの動力伝達を継断する前後進切換クラッチとを配置したものであるから、前記変速装置について、前記プロペラの回転出力を前進と後進とに切り換える機構を含むものでありながら、構造が簡単で小型且つ安価なものにできる。ひいては船外機のコンパクト化にも寄与する。
【００１２】
また、前記前進クラッチ及び前記後進クラッチが共に遮断された中立状態の場合、前記出力軸が、前記エンジンの回転動力で連れ回りするが、本発明の構成によれば、前記前後進切換クラッチが接続されて、前記主中継軸から前記出力軸に向かう連れ回り回転方向と、前記後進中継軸から前記出力軸に向かう連れ回り回転方向とが互いに逆向きになるため、相互の連れ回り回転力が相殺される。従って、変速装置を中立状態とした場合であっても、前記出力軸を不用意に回転させるおそれがない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態における船外機の概略側面図である。
【図２】船外機の動力伝達系統を示すスケルトン図である。
【図３】変速装置の内部構造を示す概略斜視図である。
【図４】変速装置の内部構造を示す平面断面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ視断面図である。
【図６】船外機の油圧回路図である。
【図７】出力軸の回転速度と各電磁弁における切換動作との関係を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明を具体化した実施形態を図面に基づき説明する。
【００１５】
まず始めに、図１等を参照しながら、船外機１の概要について説明する。図１に示すように、船外機１は、上側から順番に、エンジンカバー２と中間ハウジング３とロアユニットケース４とを備えている。これらは船外機１の筐体（外装）を構成している。ロアユニットケース４の後側には、船外機１のプロペラとして、前プロペラ５と後プロペラ６とを直列に配置している。前後プロペラ５，６は、互いに逆方向に回転駆動する二重反転式プロペラに構成している。中間ハウジング３の前側には、船外機１を船体（図示省略）に支持するブラケット装置７を設けている。船外機１は、ブラケット装置７を介して船体の船尾板等に取り付けられる。一般に、船外機１はブラケット装置７に対して左右回動可能に連結している。ブラケット装置７は船体の船尾板等に上下回動可能に連結している。
【００１６】
実施形態の船外機１は、駆動源としてのエンジン１１と、エンジン１１の下方に配置した前後プロペラ５，６駆動用の下部ギヤ機構１２と、エンジン１１と下部ギヤ機構１２との間に配置した変速装置１３と、エンジン１１から変速装置１３に動力伝達する入力軸１４と、変速装置１３から下部ギヤ機構１２に動力伝達する出力軸１５とを備えている。
【００１７】
エンジン１１はエンジンカバー２の内部に搭載している。実施形態のエンジン１１はエンジン出力軸であるクランク軸（図示省略）が縦向きの縦型水冷エンジンである。下部ギヤ機構１２はロアユニットケース４内に収容している。ロアユニットケース４には、前後プロペラ５，６を回転駆動させる横長のプロペラ軸１６を回動可能に軸支している。変速装置１３は中間ハウジング３内に収容している。実施形態の変速装置１３は、エンジン１１の回転動力を複数段（この場合、前進低速と前進高速との二段）に変速する機能と、前後プロペラ５，６の回転出力を前進と後進とに切り換える機能とを備えている。
【００１８】
入力軸１４の上端側はエンジン１１のクランク軸に連結している。入力軸１４の下端側は、変速装置１３を構成する変速ケース２２（図２参照）内に突出させて回動可能に軸支している。出力軸１５の上端側は、変速ケース２２内に突出させて回動可能に軸支している。出力軸１５の下端側は下部ギヤ機構１２に連結している。入力軸１４及び出力軸１５は縦長の形態になっていて、共に同軸状に位置している。エンジン１１の回転動力は、入力軸１４、変速装置１３、出力軸１５、下部ギヤ機構１２及びプロペラ軸１６を介して、前後プロペラ５，６に伝達される。
【００１９】
図２に示すように、下部ギヤ機構１２は、出力軸１５の下端側に固着した駆動ベベルギヤ１７と、駆動ベベルギヤ１７に常時噛み合う前後一対の従動ベベルギヤ１８，１９とを備えている。一方、プロペラ軸１６は、互いに逆向きに回動可能な内部軸２０と外筒軸２１とで横長同心状の二重軸構造になっている（図２参照）。内部軸２０の前端側には第一従動ベベルギヤ１８を固着し、外筒軸２１の前端側には第二従動ベベルギヤ１９を固着している。内部軸２０及び外筒軸２１の後端側はロアユニットケース４から後向きに突出している。外筒軸２１の後突出端側に前プロペラ５を、内部軸２０の後突出端側に後プロペラ６をそれぞれ取り付けている。
【００２０】
出力軸１５の回転動力は、駆動ベベルギヤ１７から第一従動ベベルギヤ１８と第二従動ベベルギヤ１９との両方に伝達される。第一従動ベベルギヤ１８と第二従動ベベルギヤ１９とは、駆動ベベルギヤ１７との噛み合い関係から互いに逆方向に回転する。従って、内部軸２０と外筒軸２１、ひいては前プロペラ５と後プロペラ６とは、互いに逆方向に回転駆動することになる。
【００２１】
次に、図２〜図５を参照しながら、変速装置１３の内部構造及び動力伝達系統について説明する。変速ケース２２は、第１ケース部２２ａ、第２ケース部２２ｂ、第３ケース部２２ｃの３部材から成り上下に積層して構成される。第１ケース部２２ａの上板部には、入力軸１４の下端側及び主中継軸２３の上端側を回転可能に軸支している一方、第３ケース部２２ｃの下板部には、出力軸１５の中途部及び主中継軸２３の下端側を回転可能に軸支している。出力軸１５の上端部は、入力軸１４の下端部に軸受を介して挿入され、回転可能に軸支されている。第２ケース部２２ｂ、第３ケース部２２ｃとの間に後進中継軸２４を回転可能に軸支している。従って、同軸状に位置する入出力軸１４，１５と主中継軸２３と後進中継軸２４とは、互いに平行状に縦向きに延びている。更に、入出力軸１４，１５と主中継軸２３と後進中継軸２４とは、平面断面視で略三角形の頂点を形成するような位置関係にある（図４参照）。
【００２２】
主中継軸２３には、上流側から順に、入力軸１４の下端側に固着した入力分岐ギヤ２５に常時噛み合っている入力ギヤ２６と、湿式多板形の前進低速クラッチ２７で動力継断可能に連結される前進低速ギヤ２８と、湿式多板形の前進高速兼後進クラッチ３０で動力継断可能に連結される前進高速兼後進ギヤ２９とを遊嵌している。前進高速兼後進ギヤ２９は、前進高速ギヤ３１及び後進ギヤ３２を連結して構成されている。前進低速クラッチ２７は、主中継軸２３から前進低速ギヤ２８への動力伝達を継断するものであり、前進高速兼後進クラッチ３０は、主中継軸２３から前進高速兼後進ギヤ２９への動力伝達を継断するものである。主中継軸２３の下端は、第３ケース部２２ｃと一体形成した筒状の油路受継部材２２ｂに挿入されている。油路受継部材２２ｂには給油ポート２７ａ，３０ａを開口して後述する油圧回路１００に接続され、主中継軸２３内の油路を通じて、各クラッチ２７，３０に対して給油可能とされる。また、給油ポート５１ａを流れる油は主中継軸２３の各クラッチ２７，３０の摩擦板に向けて放出されるようになっている。
【００２３】
前進低速クラッチ２７及び前進高速兼後進クラッチ３０は、湿式多板形の油圧摩擦クラッチで構成されており、主中継軸２３と連結した共通のクラッチハウジング３８内に設けられている。すなわち、クラッチハウジング３８が、主中継軸２３との連結部分を中心に主中継軸２３に沿って上下に円筒状に延設された形状を有しており、クラッチハウジング３８の上下に設けられた前進低速ギヤ２８及び前進高速兼後進ギヤ２９の軸部分が、クラッチハウジング３８内に挿入される。そして、クラッチハウジング３８内周面に設けた摩擦板と前進低速ギヤ２８及び前進高速兼後進ギヤ２９の軸部分に設けた摩擦板とを交互に配置し、主中継軸２３内に設けた前進低速油路４５及び前進高速兼後進油路４６より作動油の吸入／吐出を可能として、クラッチハウジング３８の上下に前進低速クラッチ２７及び前進高速兼後進クラッチ３０を一体的に設けている。
【００２４】
クラッチハウジング３８は、入力軸１４からの動力が入力分岐ギヤ２５及び入力ギヤ２６を介して主中継軸２３に入力されると、主中継軸２３と共に回転する。このとき、前進低速ギヤ２８及び前進高速兼後進ギヤ２９はそれぞれ、主中継軸２３及びクラッチハウジング３８の両方に対して回転可能に軸支されている。従って、前進低速クラッチ２７及び前進高速兼後進クラッチ３０が共に遮断されている場合は、主中継軸２３からの動力が、前進低速ギヤ２８及び前進高速兼後進ギヤ２９に伝達されることがない。また、前進低速クラッチ２７を接続した場合、主中継軸２３の回転動力が、クラッチハウジング３８及び前進低速クラッチ２７を通じて前進低速ギヤ２８に伝達する。一方、前進高速兼後進クラッチ３０を接続した場合、主中継軸２３の回転動力が、クラッチハウジング３８及び前進高速兼後進クラッチ３０を通じて前進高速兼後進ギヤ２９に伝達する。
【００２５】
前進低速ギヤ２８は、出力軸１５の上端側に固着した前進低速出力ギヤ３３に常時噛み合っている。また、前進高速兼後進ギヤ２９の構成要素である前進高速ギヤ３１が、出力軸１５の中途部に遊嵌した前進高速出力ギヤ３４に常時噛み合っている。一方、前進高速兼後進ギヤ２９の構成要素である後進ギヤ３２が、後進中継軸２４に固着した後進中継ギヤ３５を介して、出力軸１５の下端部に遊嵌した後進出力ギヤ３６に常時噛み合っている。出力軸１５の下端側には、前進高速出力ギヤ３４及び後進出力ギヤ３６を択一的に選択して動力継断可能に連結する前後進切換クラッチ３７が、前進高速出力ギヤ３４と後進出力ギヤ３６との間となる位置に設けられている。
【００２６】
前後進切換クラッチ３７は、ドグクラッチなどの噛み合わせクラッチで構成されており、出力軸１５に対して相対回転不能且つ軸線方向にスライド可能に係止されて、出力軸１５と共に回転する。前後進切換クラッチ３７の両端には、前進高速出力ギヤ３４及び後進出力ギヤ３６それぞれに設けられた入力爪に係止する出力爪を有している。従って、前後進切換クラッチ３７を前進高速出力ギヤ３４側にスライドさせると、前後進切換クラッチ３７と前進高速出力ギヤ３４とが係止し、出力軸１５の回転動力が前後進切換クラッチ３７を通じて前進高速出力ギヤ３４に伝達される。一方、前後進切換クラッチ３７を後進出力ギヤ３６側にスライドさせると、前後進切換クラッチ３７と後進出力ギヤ３６とが係止し、出力軸１５の回転動力が前後進切換クラッチ３７を通じて後進出力ギヤ３６に伝達される。
【００２７】
前後進切換クラッチ３７は、ピストン５７に固定されたピストンロッド５８の中途部に固着されたシフタ５９により、出力軸１５の軸方向に沿って上下動する。ピストン５７は、変速ケース２２の外壁部分の一部に設けたシリンダ６０内にスライド可能に内在されている。そして、ピストンロッド５８は、変速ケース２２内で出力軸１５と平行に設置されるとともに、ピストンロッド５８のピストン５７と逆側に配置されるバネ６１により、ピストン５７側に向かって付勢されている。
【００２８】
また、シフタ５９の一端がピストンロッド５８に嵌合されて固定されるとともに、シフタ５９の他端が前後進切換クラッチ３７と係合されて固定されている。バネ６１は、ピストンロッド５８におけるシフタ５９の固定部分と変速ケース２２の内壁で固定されており、ピストンロッド５８と共にピストン５７を下方に付勢する。すなわち、ピストン５７は、バネ６１により、前後進切換クラッチ３７を後進出力ギヤ３６に連結する方向に付勢されている。なお、前後進切換クラッチ３７は、爪部を設けたドグクラッチにより構成されるものとしたが、例えば、シンクロナイザリングなどで構成されるシンクロナイザを、前進高速出力ギヤ３４及び後進出力ギヤ３６それぞれとの連結部分に設けるものとしても構わない。
【００２９】
前進低速クラッチ２７及び前進高速兼後進クラッチ３０を共に遮断状態とし、変速装置１３を中立状態（エンジン１１からの動力が出力軸１５に伝達されない状態）としている場合、前後進切換クラッチ３７が後進出力ギヤ３６に連結される。これにより、出力軸１５は、前進低速出力ギヤ３３を介して、前進低速ギヤ２８と接続される。ここで、エンジン動力はギア２５，２６及び主中継軸２３を介してクラッチハウジング３８を常時駆動しているが、前進低速クラッチ２７の駆動側摩擦板と被駆動側摩擦版との間に発生するドラグトルクが前進低速出力ギヤ３３を前進方向に回転させる。一方、前進高速兼後進クラッチ３０も同様にその駆動側摩擦板と被駆動側摩擦版との間に発生するドラグトルクが後進出力ギヤ３６を後進方向に回転させる。従って、出力軸１５には、前進低速ギヤ２８及び後進出力ギヤ３６それぞれから逆回転となる回転動力が入力されることとなる。そのため、出力軸１５は、エンジン１１からの動力に基づく主中継軸２３の回転に影響されることなく、中立状態を維持できる。
【００３０】
前進低速クラッチ２７を接続するとともに前進高速兼後進クラッチ３０を遮断すると、前進低速ギヤ２８が前進低速クラッチ２７を介して主中継軸２３に相対回転不能に連結される。従って、エンジン１１の回転動力は、入力軸１４の入力分岐ギヤ２５から入力ギヤ２６を介して主中継軸２３に伝達され、主中継軸２３から前進低速クラッチ２７及び前進低速ギヤ２８を介して前進低速出力ギヤ３３に伝達されることで、前後進切換クラッチ３７のスライド位置に拘わらず、前進低速の出力として出力軸１５に伝達される。その結果、変速装置１３は、エンジン１１の回転動力を前進低速の出力として出力軸１５に伝達する前進低速状態になる。
【００３１】
また、前進高速兼後進クラッチ３０を接続し前進低速クラッチ２７を遮断すると、前進高速兼後進ギヤ２９が前進高速兼後進クラッチ３０を介して主中継軸２３に相対回転不能に連結される。従って、エンジン１１の回転動力は、入力軸１４の入力分岐ギヤ２５から入力ギヤ２６を介して主中継軸２３に伝達され、主中継軸２３から前進高速兼後進クラッチ３０を介して、前進高速兼後進ギヤ２９の前進高速ギヤ３１及び後進ギヤ３２それぞれに伝達される。
【００３２】
このとき、前後進切換クラッチ３７が前進高速出力ギヤ３４と接続している場合、前進高速出力ギヤ３４が前後進切換クラッチ３７を介して出力軸１５に相対回転不能に連結される。従って、主中継軸２３に伝達されたエンジン１１の回転動力は、前進高速兼後進ギヤ２９の前進高速ギヤ３１介して前進高速出力ギヤ３４に、前進高速の出力として伝達される。その結果、変速装置１３は、エンジン１１の回転動力を前進高速の出力として出力軸１５に伝達する前進高速状態になる。
【００３３】
一方、前後進切換クラッチ３７が後進出力ギヤ３６と接続している場合、後進出力ギヤ３６が前後進切換クラッチ３７を介して出力軸１５に相対回転不能に連結される。従って、主中継軸２３に伝達されたエンジン１１の回転動力は、前進高速兼後進ギヤ２９の後進ギヤ３２及び後進中継ギヤ３５を介して後進出力ギヤ３６に、後進出力として伝達される。その結果、変速装置１３は、エンジン１１の回転動力を後進出力として出力軸１５に伝達する後進状態になる。
【００３４】
以上まとめると、入力軸１４から主中継軸２３を経由した回転動力は、前進低速ギヤ２８又は前進高速兼後進ギヤ２９を介して出力軸１５に前進出力（前進低速又は前進高速の出力）として伝達される一方、前進高速兼後進ギヤ２９を介して後進中継軸２４を経由した回転動力は、後進中継ギヤ３５を介して出力軸１５に伝達されるのである。
【００３５】
実施形態では、回転速度検出センサ４２（図２参照）を用いて出力軸１５の回転速度を検出し、エンジン１１及び出力軸１５の回転速度の関係から、前進低速クラッチ２７、前進高速兼後進クラッチ３０、及び前後進切換クラッチ３７の継断を自動制御するように構成している。なお、前進低速クラッチ２７、前進高速兼後進クラッチ３０、及び前後進切換クラッチ３７の継断が、レバー等の手動操作で制御されるように構成してもよい。
【００３６】
実施形態では、入力軸１４と主中継軸２３とはエンジン１１駆動中にその回転動力で常時回転する構成になっている。そして、主中継軸２３の最下端部は変速ケース２２の下板部から下向きに突出していて、当該突出端部には、油圧ポンプとして、前進低速クラッチ２７、前進高速兼後進クラッチ３０及びシリンダ６０に作動油を供給するクラッチポンプ４０を連結している。また、変速装置１３の変速ケース２２は作動油タンクとしても利用されていて、変速ケース２２内部の作動油がクラッチポンプ４０に供給される。更に、後進中継軸２４の下端側には、エンジン１１冷却用の冷却水を循環させる冷却水ポンプ４１をクラッチポンプ４０とタンデム式に連結してもよい（図２参照）。
【００３７】
従って、実施形態の変速装置１３は、エンジン１１の回転動力を補機であるクラッチポンプ４０や冷却水ポンプ４１などの補助ポンプを駆動する動力取出機能も有している。また、変速装置１３とクラッチポンプ４０と冷却水ポンプ４１とは、一体的に組み付けられてユニット化している。なお、補助ポンプとしては、例えば、船外機操舵用の操舵油圧ポンプや船外機を上下回動させるチルト／トリム油圧ポンプ等も含まれる。
【００３８】
次に、図５及び図６を参照しながら、船外機１（変速装置１３）の油圧回路１００構造について説明する。船外機１の油圧回路１００は、エンジン１１の回転動力で駆動するクラッチポンプ４０を備えている。クラッチポンプ４０は前述した通り、前進低速クラッチ２７、前進高速兼後進クラッチ３０及びシリンダ６０に作動油を供給するものである。作動油タンクとしての変速ケース２２に接続した作動油路４４の中途部に、クラッチポンプ４０を配置している。作動油路４４のうちクラッチポンプ４０の吸入側には、ストレーナ４３を配置している。
【００３９】
作動油路４４のうちクラッチポンプ４０の吐出側は、給油ポート２７ａを介して前進低速クラッチ２７に向かう前進低速油路４５と、給油ポート３０ａを介して前進高速兼後進クラッチ３０に向かう前進高速兼後進油路４６と、給油ポート６０ａを介してシリンダ６０に向かうピストン作動油路４７との三方に分かれている。前進低速油路４５の中途部には、前進低速クラッチ２７を継断作動させる前進低速比例電磁弁４８を設けている。前進高速兼後進油路４６の中途部には、前進高速兼後進クラッチ３０を継断作動させる前進高速兼後進比例電磁弁４９を設けている。ピストン作動油路４７の中途部には、前後進切換クラッチ３７を継断させるためのピストン５７をスライドさせる前後進切換電磁弁５０を設けている。各比例電磁弁４８、４９及び電磁弁５０の切換作動の組合せによって、前進低速クラッチ２７、前進高速兼後進クラッチ３０の両方、若しくは前進高速兼後進クラッチ３０とシリンダ６０とのいずれかに、選択的に作動油が供給される。
【００４０】
作動油路４４の中途部からは、前進低速クラッチ２７及び前進高速兼後進クラッチ３０に潤滑油としての作動油を注油する潤滑油路５１を延出させている。潤滑油路５１には、上流側から順に、作動油路４４側での油圧保持用のリリーフ弁である作動油圧調整弁５２と、潤滑油圧調整弁５３とを設けている。作動油圧調整弁５２を通過した後の作動油は、潤滑油圧調整弁５３で低圧にした状態で、前進低速クラッチ２７と前進高速兼後進クラッチ３０とに、潤滑油として供給される。所定圧以上の不要な作動油は、潤滑油圧調整弁５３から変速ケース２２に戻される。
【００４１】
潤滑油路５１は、作動油圧調整弁５２と潤滑油圧調整弁５３との間で分岐して、前進低速クラッチ２７及び前進高速兼後進クラッチ３０に作動油を注油する潤滑油供給路５１ｂが形成されている。潤滑油供給路５１ｂの中途部には、前進低速クラッチ２７及び前進高速兼後進クラッチ３０に供給する作動油の流量を調整する作動油流量調整弁５４を設けている。作動油流量調整弁５４の一端側が、前進低速油路４５のうち前進低速比例電磁弁４８よりも下流側から分岐した前進低速背圧油路５５と接続されて、前進低速背圧がパイロット圧力として入力される。また、作動油流量調整弁５４の他端側が、前進高速兼後進油路４６のうち前進高速兼後進比例電磁弁４９よりも下流側から分岐した前進高速兼後進背圧油路５６と接続されて、前進高速兼後進背圧がパイロット圧力として入力される。
【００４２】
前進低速油路４５のうち前進低速比例電磁弁４８と前進低速クラッチ２７との間に、前進低速油路４５の圧力を測定する前進低速側圧力センサ６２が設けられている。そして、前進低速クラッチ２７を接続させる際に、前進低速側圧力センサ６２による測定圧力に基づき、前進低速比例電磁弁４８に与える制御電流量が設定される。同様に、前進高速兼後進油路４６のうち前進高速兼後進比例電磁弁４９と前進高速兼後進クラッチ３０との間に、前進高速兼後進油路４６の圧力を測定する前進高速兼後進側圧力センサ６３が設けられている。そして、前進高速兼後進クラッチ３０を接続させる際に、前進高速兼後進側圧力センサ６３による測定圧力に基づき、前進高速兼後進比例電磁弁４９に与える制御電流量が設定される。
【００４３】
すなわち、前進低速クラッチ２７を接続させる際、前進低速側圧力センサ６２からの圧力信号に基づいて前進低速比例電磁弁４８の弁開度を徐々に開くことで、作動油圧調整弁５２の設定圧を減圧して前進低速クラッチ２７への作動油圧を徐々に上昇させる。同様に、前進高速兼後進クラッチ３０を接続させる際、前進高速兼後進側圧力センサ６３からの圧力信号に基づいて前進高速兼後進比例電磁弁４９の弁開度を徐々に開くことで、前進高速兼後進クラッチ３０への作動油圧を徐々に上昇させる。このため、前進低速クラッチ２７又は前進高速兼後進クラッチ３０を徐々に接続状態（係合状態）にする。その結果、各クラッチ２７，３０接続時のショックが緩和されることになる。
【００４４】
一方、前後進切換電磁弁５０は、シリンダ６０への圧油の供給と、シリンダ６０からの圧油の排出とを瞬時に切り換える。前進高速兼後進クラッチ３０が接続されている場合に、前進高速から後進へ瞬時に切換可能である。このとき、前後進切換電磁弁５０により、シリンダ６０から潤滑油吐出させることで、バネ６１の付勢力によりピストン５７をスライドさせることで、前後進切換クラッチ３７と接続されるギヤを、前進高速出力ギヤ３４から後進出力ギヤ３６に切り換える。なお、後述するが、前進低速クラッチ２７が接続されている場合、回転速度検出センサ４２で測定された出力軸１５の回転速度が所定閾値Ｓｔｈ１（図７参照）を超えると、前後進切換電磁弁５０によりシリンダ６０へ給油を開始する。これにより、ピストン５７がバネ６１に抗して（上方）にスライドして、前後進切換クラッチ３７と接続されるギヤが、後進出力ギヤ３６から前進高速出力ギヤ３４に切り換えられる。
【００４５】
作動油流量調整弁５４は、前進低速背圧と前進高速兼後進背圧とに圧力差がある場合に、潤滑油供給路５１ｂを流れる潤滑油流量を増大させる一方、前進低速背圧と前進高速兼後進背圧とに圧力差がない場合に、潤滑油供給路５１ｂを流れる潤滑油流量を低減させる。そのため、前進低速クラッチ２７又は前進高速兼後進クラッチ３０を接続させた際に、前進低速背圧と前進高速兼後進背圧とに圧力差が生じることから、前進低速クラッチ２７及び前進高速兼後進クラッチ３０に供給させる潤滑油流量を増大させる。また、前進低速クラッチ２７及び前進高速兼後進クラッチ３０を共に遮断させた際には、前進低速背圧と前進高速兼後進背圧とが同程度の圧力となるため、前進低速クラッチ２７及び前進高速兼後進クラッチ３０に供給させる潤滑油流量を低減させ前記ドラグトルクを低減してエネルギーロスを抑制する。これらのバルブ類は油圧ユニットＨＵとして集約され、図１に示すエンジンカバー２内でエンジン１１に隣接して配置される。符号Ｃは、各種電磁弁を駆動制御するコントローラである。
【００４６】
次に、図２、及び図５〜図７を参照しながら、実施形態の船外機１を設けた船体（図示省略）の加減速時における変速装置１３の各部の切換動作について説明する。変速装置１３を中立状態から増速させるとき、コントローラ（図示省略）は、前進低速比例電磁弁４８を作動油供給側に切り換えて前進低速クラッチ２７を接続させる。これにより、変速装置１３は前進低速状態となり、エンジン１１の回転速度に応じて出力軸１５の回転速度が増速される。
【００４７】
その後、コントローラは、回転速度検出センサ４２からの測定信号に基づいて、出力軸１５の回転速度が第１閾値（前後進切換閾値）Ｓｔｈ１を超えたことを確認すると、前後進切換電磁弁５０を作動油供給側に切り換えてピストン５７を駆動させ、前進高速出力ギヤ３４に接続させる。そして、コントローラは、出力軸１５の回転速度が更に増速して第２閾値（低高速切換閾値）Ｓｔｈ２（Ｓｔｈ２＞Ｓｔｈ１）を超えたことを確認すると、前進低速比例電磁弁４８を作動油吐出側に切り換えて前進低速クラッチ２７を遮断させると同時に、前進高速兼後進比例電磁弁４９を作動油供給側に切り換えて前進高速兼後進クラッチ３０を接続させる。このとき、前進低速状態において前進高速兼後進クラッチ３０を遮断している間に、後進出力ギヤ３６から前進高速出力ギヤ３４に切り換えているため、前進低速状態から前進高速状態へ円滑に切り換えられる。
【００４８】
一方、変速装置１３を前進高速状態から減速させて中立状態とする場合には、コントローラは、出力軸１５の回転速度が第２閾値Ｓｔｈ２を下回ったことを確認すると、前進低速比例電磁弁４８を作動油供給側に切り換えて前進低速クラッチ２７を接続させると同時に、前進高速兼後進比例電磁弁４９を作動油吐出側に切り換えて前進高速兼後進クラッチ３０を遮断させる。その後、コントローラは、出力軸１５の回転速度が更に減速して第１閾値Ｓｔｈ１を下回ったことを確認すると、前後進切換電磁弁５０を作動油吐出側に切り換えてピストン５７を駆動させ、クラッチハウジング３８を後進側に接続させる。
【００４９】
上記の記載並びに図２〜図５から明らかなように、実施形態の船外機１によると、変速装置１３は、入力軸１４に伝達された動力を出力軸１５に中継する主中継軸２３と、主中継軸２３の回転動力を更に中継して出力軸１５に中継する後進中継軸２４とを備えており、主中継軸２３には、前進低速ギヤ（前進ギヤ）２８及び後進ギヤ３２と、前進低速ギヤ２８への動力伝達を継断する前進低速クラッチ（前進クラッチ）２７と、後進ギヤ３２への動力伝達を継断する前進高速兼後進クラッチ（後進クラッチ）３０とを配置し、出力軸１５には、前進低速ギヤ２８と噛合する前進低速出力ギヤ（前進出力ギヤ）３３と、後進ギヤ３２と噛合する後進出力ギヤ３６と、後進出力ギヤ３６への動力伝達を継断する前後進切換クラッチ３７とを配置したものであるから、変速装置１３について、プロペラ５，６の回転出力を前進と後進とに切り換える機構を含むものでありながら、構造が簡単で小型且つ安価なものにできる。ひいては船外機１のコンパクト化にも寄与する。
【００５０】
また、前進低速クラッチ（前進クラッチ）２７及び前進高速兼後進クラッチ（後進クラッチ）３０が共に遮断された中立状態の場合、出力軸１５が、エンジン１１の回転動力で連れ回りするが、実施形態の構成によれば、前後進切換クラッチ３７が後進側（後進出力ギヤ３６）に接続されて、主中継軸２３から出力軸１５に向かう連れ回り回転方向と、後進中継軸２４から出力軸１５に向かう連れ回り回転方向とが互いに逆向きになるため、相互の連れ回り回転力が相殺される。従って、変速装置１３を中立状態とした場合であっても、出力軸１５を不用意に回転させるおそれがない。
【００５１】
また、前進高速ギヤ３１と後進ギヤ３２とが連結されて、主中継軸２３に対して遊嵌された前進高速兼後進ギヤ２９が構成されており、主中継軸２３から前進高速兼後進ギヤ２９への動力伝達を継断する前進高速兼後進クラッチ３０を設置しているから、前進高速ギヤ３１と後進ギヤ３２とを共用化して、主中継軸２３側に設けるギヤを一つ省略でき、変速装置１３の更なるコンパクト化を図れる。
【００５２】
しかも、実施形態の船外機１は、前進低速ギヤ２８と、前進高速ギヤ３１と、主中継軸２３から前進低速ギヤ２８への動力伝達を継断する前進低速クラッチ２７と、主中継軸２３から前進高速ギヤ３１への動力伝達を継断する前進高速兼後進クラッチ３０とを備え、前進二速式に構成しているから、状況等に応じた変速比のギヤ２８，３１を適宜選択して適切な出力を発揮でき、的確な航行が可能になる。
【００５３】
なお、本発明における各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１  船外機
５  前プロペラ
６  後プロペラ
１１  エンジン
１２  下部ギヤ機構
１３  変速装置
１４  入力軸
１５  出力軸
１６  プロペラ軸
２２  変速ケース
２３  主中継軸
２４  後進中継軸
２７  前進低速クラッチ
２８  前進低速ギヤ
２９  前進高速兼後進ギヤ
３０  前進高速兼後進クラッチ
３１  前進高速ギヤ
３２  後進ギヤ
３３  前進低速出力ギヤ
３４  前進高速出力ギヤ
３５  後進中継ギヤ
３６  後進出力ギヤ
３７  前後進切換クラッチ
３８  クラッチハウジング
４０  クラッチポンプ
４１  冷却水ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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