(57)【要約】【課題】コンパクトな構成で、二重反転プロペラを備えた船外機の前後進切替機構を提供すること。【解決手段】船外機は、ドライブシャフト９と、歯車機構２８と、固定装置２９と、連結装置３０とを含む。歯車機構２８は、ドライブシャフト９の第１シャフト２４に連結された第１ギヤ３１、ドライブシャフト９の第２シャフト２５に連結された第２ギヤ３２、第１ギヤ３１および第２ギヤ３２の間に配置され、両方のギヤに噛み合う第３ギヤ３３、ならびに第３ギヤ３３が自転できるよう第３ギヤ３３を保持し、ドライブシャフト９まわりに回転可能に構成されたキャリア３４を含む。固定装置２９は、キャリア３４が固定された固定状態と、固定が解除された非固定状態との間でキャリア３４の状態を切り替えるように構成されている。連結装置３０は、キャリア３４を第２シャフト２５に連結する連結状態と、連結が解除された非連結状態との間で切り替わるように構成されている。【選択図】図３
2011174497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
船体を推進させる推進力を発生する船外機であって、
同一軸線上に配置された第１シャフトおよび第２シャフトを含むドライブシャフトと、
内軸、および前記内軸を取り囲む筒状の外軸を含むプロペラシャフトと、
前記内軸および外軸が互いに反対方向に回転するように、前記ドライブシャフトの回転を前記プロペラシャフトに伝達する伝達機構と、
前記第１シャフトに連結された第１ギヤと、前記第２シャフトに連結され、前記ドライブシャフトの軸方向に間隔を空けて前記第１ギヤに対向する第２ギヤと、前記第１ギヤおよび第２ギヤの間に配置され、前記第１ギヤおよび第２ギヤの両方に噛み合う第３ギヤと、前記第３ギヤが自転できるよう前記第３ギヤを保持し、前記ドライブシャフトまわりに回転可能に構成されたキャリアとを含む歯車機構と、
前記キャリアが固定された固定状態と、前記キャリアの固定が解除された非固定状態との間で前記キャリアの状態を切り替える固定装置と、
前記キャリアを前記第２シャフトに連結する連結状態と、前記キャリアと前記第２シャフトとの連結が解除された非連結状態との間で切り替わる連結装置とを含む、船外機。
【請求項２】
前記歯車機構は、前記船体が前方に滑走している状態において、水面よりも上に位置するように構成されている、請求項１記載の船外機。
【請求項３】
前記第１ギヤ、第２ギヤ、および第３ギヤは、傘歯車である、請求項１または２記載の船外機。
【請求項４】
前記歯車機構を収容するハウジングをさらに含み、
前記固定装置は、前記キャリアが前記ハウジングに固定された固定状態と、前記ハウジングに対する前記キャリアの固定が解除された非固定状態との間で前記キャリアの状態を切り替えるように構成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の船外機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、船外機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一つの先行技術に係る船外機（以下では、「第１船外機」という。）は、たとえば、特許文献１に記載されている。第１船外機は、二重反転プロペラ(Contra-Rotating Propeller)を備える船外機である。すなわち、第１船外機は、エンジンと、ドライブシャフトと、前後進切替機構と、２つのプロペラとを含む。エンジンの回転は、ドライブシャフトおよび前後進切替機構を介して、２つのプロペラに伝達される。２つのプロペラは、互いに反対方向に回転するように構成されている。ドライブシャフトは、同一軸線上に配置された複数のシャフトを含む。前後進切替機構は、複数のシャフトの間に配置されている。前後進切替機構の大部分は、船体の航走時における水面よりも上に配置されている。
【０００３】
また、前後進切替機構は、第１および第２回転部材と、円錐クラッチ（cone clutch）と、シフターとを含む。第１および第２回転部材は、円錐クラッチを間に挟んで対向している。第１および第２回転部材は、互いに反対方向に回転駆動される。円錐クラッチは、第１および第２回転部材にそれぞれ対向する円錐形の２つの接触面を含む。円錐クラッチがシフターによって移動されると、２つの接触面の何れか一方が、第１または第２回転部材に押し付けられる。これにより、円錐クラッチが、摩擦力によって第１または第２回転部材に連結される。そして、第１および第２回転部材の何れか一方の回転が円錐クラッチに伝達される。
【０００４】
また、他の先行技術に係る船外機（以下では、「第２船外機」という。）は、たとえば、特許文献２に記載されている。第２船外機は、エンジンと、ドライブシャフトと、前後進切替機構と、プロペラとを含む。ドライブシャフトは、同一軸線上に配置された複数のシャフトを含む。前後進切替機構は、複数のシャフトの間に配置されている。前後進切替機構は、遊星歯車機構を含む。遊星歯車機構は、環状のギヤ列を含むシングルピニオン式、または同心状に配置された環状の２つのギヤ列を含むダブルピニオン式の遊星歯車機構である。遊星歯車機構は、サンギヤと、サンギヤを取り囲むリングギヤと、サンギヤとリングギヤとの間に配置された複数の遊星ギヤと、各遊星ギヤを保持するキャリアとを含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６-２２１３８３号公報
【特許文献２】国際公開２００７／００７７０７号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述のように、第１船外機では、円錐クラッチが、摩擦力によって第１および第２回転部材に連結される。したがって、第１および第２回転部材に対する円錐クラッチの滑りを防止するために、各接触面を第１および第２回転部材に面接触させる必要がある。そのため、各接触面が高い寸法精度で形成される必要がある。
また、円錐クラッチが、摩擦力によって第１および第２回転部材に連結されるから、摩擦熱が発生する。特に、二重反転プロペラを備える船外機では、前後進切替機構に伝達されるトルクが大きいから、摩擦により発生する熱量が大きい。しかしながら、前後進切替機構の大部分は、水面よりも上に配置されている。したがって、第１船外機の周囲の水を利用して前後進切替機構を簡単に冷却することができない。
【０００７】
一方、第２船外機では、第１船外機とは異なり、遊星ギヤを利用して前後進の切替が行われる。このような前後進切替機構であれば、前述の円錐クラッチによる摩擦熱は発生しない。しかしながら、第２船外機では、複数の遊星ギヤがサンギヤの周囲に配置されている。さらに、リングギヤが複数の遊星ギヤの周囲に配置されている。したがって、前後進切替機構の外径が比較的大きい。また、遊星歯車機構の部品点数が多いから、前後進切替機構の重量が比較的大きく、第２船外機のロワーケースが大型化してしまう。特に、遊星歯車機構が、ダブルピニオン式の遊星歯車機構である場合には、前後進切替機構の外径および重量が一層大きく、第２船外機のロワーケースがさらに大型化してしまう。
【０００８】
そこで、この発明の目的は、コンパクトな構成で前後進切替機構を備える船外機を提供することである。
前記目的を達成するための請求項１記載の発明は、船体を推進させる推進力を発生する船外機であって、同一軸線上に配置された第１シャフトおよび第２シャフトを含むドライブシャフトと、内軸、および前記内軸を取り囲む筒状の外軸を含むプロペラシャフトと、前記内軸および外軸が互いに反対方向に回転するように、前記ドライブシャフトの回転を前記プロペラシャフトに伝達する伝達機構と、前記第１シャフトに連結された第１ギヤと、前記第２シャフトに連結され、前記ドライブシャフトの軸方向に間隔を空けて前記第１ギヤに対向する第２ギヤと、前記第１ギヤおよび第２ギヤの間に配置され、前記第１ギヤおよび第２ギヤの両方に噛み合う第３ギヤと、前記第３ギヤが自転できるよう前記第３ギヤを保持し、前記ドライブシャフトまわりに回転可能に構成されたキャリアとを含む歯車機構と、前記キャリアが固定された固定状態と、前記キャリアの固定が解除された非固定状態との間で前記キャリアの状態を切り替える固定装置と、前記キャリアを前記第２シャフトに連結する連結状態と、前記キャリアと前記第２シャフトとの連結が解除された非連結状態との間で切り替わる連結装置とを含む、船外機である。
【０００９】
この構成によれば、ドライブシャフトの回転が、伝達機構によって、プロペラシャフトに伝達される。これにより、プロペラシャフトの内軸および外軸が互いに反対方向に回転する。そして、内軸および外軸にそれぞれ連結された第１プロペラおよび第２プロペラが互いに反対方向に回転する。船体を前方に推進させる推進力は、第１プロペラおよび第２プロペラがそれぞれの前進方向に回転されることにより発生される。また、船体を後方に推進させる推進力は、第１プロペラおよび第２プロペラが前進方向とは反対の後進方向に回転されることにより発生される。第１プロペラおよび第２プロペラの回転方向は、歯車機構、固定装置、および連結装置によって切り替えられる。
【００１０】
具体的には、歯車機構は、第１シャフトに連結された第１ギヤ、第２シャフトに連結された第２ギヤ、第１ギヤおよび第２ギヤの両方に噛み合う第３ギヤ、第３ギヤを保持するキャリアを含む。第１ギヤおよび第２ギヤは、ドライブシャフトの軸方向に間隔を空けて対向している。第３ギヤは、第１ギヤおよび第２ギヤの間に配置されている。第３ギヤは、キャリアによって自転可能に保持されている。キャリアは、ドライブシャフトまわりに回転可能に構成されている。固定装置は、キャリアが固定された固定状態と、キャリアの固定が解除された非固定状態との間でキャリアの状態を切り替えるように構成されている。また、連結装置は、キャリアを第２シャフトに連結する連結状態と、キャリアと第２シャフトとの連結が解除された非連結状態との間で切り替わるように構成されている。
【００１１】
たとえば、固定装置がキャリアを固定しており、連結装置が第２シャフトに対するキャリアの連結を解除している状態で、第１シャフトが回転されると、駆動力が第１ギヤから第３ギヤに伝達される。このとき、キャリアが固定されているから、キャリアに保持された第３ギヤは、その場で自転する。したがって、第１ギヤから第３ギヤに伝達された駆動力は、第３ギヤの自転により第２ギヤに伝達される。これにより、第２ギヤおよび第２シャフトが回転する。このときの第２シャフトの回転方向は、第１シャフトの回転方向とは反対の方向である。
【００１２】
一方、たとえば、固定装置がキャリアの固定を解除しており、連結装置がキャリアを第２シャフトに連結している状態で、第１シャフトが回転されると、駆動力が第１ギヤから第３ギヤに伝達される。このとき、キャリアが第２シャフトに連結されているから、第３ギヤは自転できない。そのため、第１ギヤから第３ギヤに伝達された駆動力は、第３ギヤからキャリアに伝達され、さらに、キャリアから第２シャフトに伝達される。これにより、第３ギヤ、キャリア、第２ギヤおよび第２シャフトが一体回転する。このときの第２シャフトの回転方向は、第１シャフトの回転方向と同じである。
【００１３】
このように、歯車機構、固定装置、および連結装置は、第１シャフトおよび第２シャフトが同一方向または反対方向に回転するように、第１シャフトおよび第２シャフトの一方から他方に回転を伝達することができる。これにより、第１プロペラおよび第２プロペラの回転方向が切り替えられる。また、歯車機構の各歯車（第１ギヤ、第２ギヤ、および第３ギヤ）は、円錐クラッチに比べて、高い寸法精度が必要とされない。さらに、歯車機構は、歯の噛み合いにより駆動力を伝達するから、円錐クラッチに比べて、摩擦により発生する熱量が小さい。さらにまた、歯車機構では、第１ギヤ、第２ギヤ、および第３ギヤが、ドライブシャフトの軸方向に沿って配置されている。それに対し、遊星歯車機構では、複数のギヤが同心円状に配置されている。したがって、歯車機構は、遊星歯車機構に比べて、外径が小さい。しかも、歯車機構は、遊星歯車機構に比べて、部品点数が少ない。したがって、船外機はコンパクトな構成で前後進切替機構を備えることができる。
【００１４】
前記歯車機構は、前記船体が前方に滑走している状態において、水面よりも上に位置するように構成されていてもよい。前述のように、歯車機構は、歯の噛み合いにより駆動力を伝達するから、円錐クラッチに比べて、摩擦により発生する熱量が小さい。したがって、歯車機構は、冷却されなくてもよい。すなわち、たとえば、歯車機構に供給される水をくみ上げるポンプが設けられていなくてもよい。
【００１５】
また、前記第１ギヤ、第２ギヤ、および第３ギヤは、傘歯車であってもよい。また、前記第１ギヤおよび第２ギヤは、フェースギヤ（face gear）であってもよい。この場合、第３ギヤは、平歯車であってもよいし、はすば歯車（helical gear）であってもよい。
また、前記船外機は、前記歯車機構を収容するハウジングをさらに含んでいてもよい。この場合、前記固定装置は、前記キャリアが前記ハウジングに固定された固定状態と、前記ハウジングに対する前記キャリアの固定が解除された非固定状態との間で前記キャリアの状態を切り替えるように構成されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る船外機の左側面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る船外機の縦断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る前後進切替機構およびこれに関連する構成の縦断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る前後進切替機構およびこれに関連する構成の横断面図である。
【図５】各クラッチの接続状態と第１プロペラおよび第２プロペラの回転方向との関係を説明するための表である。
【図６】本発明の一実施形態に係る前後進切替機構の動作を説明するための模式図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る前後進切替機構の動作を説明するための模式図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る前後進切替機構の動作を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る船外機１の左側面図である。また、図２は、本発明の一実施形態に係る船外機１の縦断面図である。図２では、断面を示すハッチングが省略されている。
船外機１は、船外機本体２と、取付機構３とを含む。船外機本体２は、取付機構３によって船体Ｈ１の後部に取り付けられる。取付機構３は、スイベルブラケット４と、クランプブラケット５と、スイベル軸６と、チルト軸７とを含む。スイベル軸６は、上下に延びるように配置されている。チルト軸７は、左右に延びるように水平に配置されている。スイベルブラケット４は、スイベル軸６を介して船外機本体２に連結されている。また、クランプブラケット５は、チルト軸７を介してスイベルブラケット４に連結されている。クランプブラケット５は、船体Ｈ１の後部に固定される。船外機本体２およびスイベルブラケット４は、クランプブラケット５に対して、チルト軸７まわりに上下に回動可能である。また、船外機本体２は、スイベルブラケット４およびクランプブラケット５に対して、スイベル軸６まわりに左右に回動可能である。船体Ｈ１は、船外機本体２がスイベル軸６まわりに回動されることにより操舵される。
【００１８】
また、船外機本体２は、エンジン８と、ドライブシャフト９と、プロペラシャフト１０と、２つのプロペラ（第１プロペラ１１および第２プロペラ１２）と、伝達機構１３と、前後進切替機構１４とを含む。また、船外機本体２は、エンジンカバー１５と、ケーシング１６とを含む。エンジン８は、たとえばガソリンなどの燃料を燃焼させて動力を発生する内燃機関である。エンジン８は、クランク軸１７を含む。エンジン８は、クランク軸１７の回転軸線が上下に延びるように配置されている。エンジン８は、エンジンカバー１５内に収容されている。ケーシング１６は、エンジンカバー１５の下に配置されている。ケーシング１６は、水平面に沿って配置されたキャビテーションプレート１８を含む。船外機本体２は、船体Ｈ１が前方に滑走している状態において、キャビテーションプレート１８の高さが水面Ｗ１に一致するように船体Ｈ１に取り付けられる。
【００１９】
また、ドライブシャフト９は、ケーシング１６内で上下に延びるように配置されている。プロペラシャフト１０は、ケーシング１６の下部内で前後に延びるように配置されている。ドライブシャフト９の上端部は、クランク軸１７に連結されている。また、ドライブシャフト９の下端部は、伝達機構１３によってプロペラシャフト１０の前端部に連結されている。ドライブシャフト９は、同一軸線（ドライブシャフト９の中心軸線に相当）上に配置された複数のシャフトを含む。
【００２０】
また、前後進切替機構１４は、ドライブシャフト９の複数のシャフトの間に配置されている。前後進切替機構１４は、キャビテーションプレート１８よりも上に位置している。前後進切替機構１４は、ドライブシャフト９の上端部および下端部が同一方向に回転するように、ドライブシャフト９の上端部からドライブシャフト９の下端部に回転を伝達できるように構成されている。また、前後進切替機構１４は、ドライブシャフト９の上端部および下端部が互いに反対方向に回転するように、ドライブシャフト９の上端部からドライブシャフト９の下端部に回転を伝達できるように構成されている。さらに、前後進切替機構１４は、ドライブシャフト９の上端部からドライブシャフト９の下端部への回転の伝達を遮断できるように構成されている。
【００２１】
また、プロペラシャフト１０は、前後に延びる内軸１９と、内軸１９を同軸的に取り囲む筒状の外軸２０とを含む。内軸１９は、外軸２０に対して回転可能である。内軸１９の前端部は、外軸２０の前端から前方に突出している。また、内軸１９の後端部は、外軸２０の後端から後方に突出している。第１プロペラ１１および第２プロペラ１２は、それぞれ、内軸１９および外軸２０の後端部に連結されている。第１プロペラ１１および第２プロペラ１２は、それぞれ、内軸１９および外軸２０の後端部と共に回転する。第１プロペラ１１および第２プロペラ１２は、互いに反対方向に回転するように構成されている。
【００２２】
また、伝達機構１３は、駆動ギヤ２１と、前側従動ギヤ２２と、後側従動ギヤ２３とを含む。駆動ギヤ２１、前側従動ギヤ２２、および後側従動ギヤ２３は、たとえば、筒状の傘歯車である。駆動ギヤ２１は、中心軸線が上下に延びるように配置されている。駆動ギヤ２１の歯部は、下に向けられている。また、前側従動ギヤ２２および後側従動ギヤ２３は、それぞれ、中心軸線が前後に延びるように配置されている。前側従動ギヤ２２および後側従動ギヤ２３は、互いの歯部が前後に間隔を空けて向かい合うように配置されている。前側従動ギヤ２２および後側従動ギヤ２３は、駆動ギヤ２１に噛み合わされている。駆動ギヤ２１の回転は、前側従動ギヤ２２および後側従動ギヤ２３に伝達される。
【００２３】
ドライブシャフト９の下端部は、駆動ギヤ２１内に嵌められている。駆動ギヤ２１は、ドライブシャフト９の下端部と共に回転する。また、内軸１９の前端部は、後側従動ギヤ２３の内周を通って後側従動ギヤ２３の前方に達している。後側従動ギヤ２３は、軸受Ｂ１を介して内軸１９に支持されている。後側従動ギヤ２３および内軸１９は、相対回転可能である。内軸１９の前端部は、後側従動ギヤ２３の前方において、前側従動ギヤ２２内に嵌められている。前側従動ギヤ２２は、内軸１９の前端部と共に回転する。また、外軸２０の前端部は、後側従動ギヤ２３内に嵌められている。後側従動ギヤ２３は、外軸２０の前端部と共に回転する。駆動ギヤ２１が回転すると、前側従動ギヤ２２および後側従動ギヤ２３は、互いに反対方向に回転する。これにより、内軸１９および外軸２０が互いに反対方向に回転する。
【００２４】
エンジン８の回転は、ドライブシャフト９の上端部に伝達される。そして、ドライブシャフト９の上端部に伝達された回転は、前後進切替機構１４によってドライブシャフト９の下端部に伝達される。さらに、ドライブシャフト９の下端部に伝達された回転は、伝達機構１３によって内軸１９および外軸２０に伝達される。これにより、第１プロペラ１１および第２プロペラ１２が互いに反対方向に回転する。船体Ｈ１を前進および後進させる推進力は、第１プロペラ１１および第２プロペラ１２の回転により発生される。また、第１プロペラ１１および第２プロペラ１２の回転方向は、前後進切替機構１４によって切り替えられる。船体Ｈ１の前進および後進は、第１プロペラ１１および第２プロペラ１２の回転方向によって切り替えられる。第１プロペラ１１および第２プロペラ１２の回転方向は、たとえば、船体Ｈ１に設けられた操作部材（たとえば、レバー）の操作により切り替えられる。
【００２５】
図３は、本発明の一実施形態に係る前後進切替機構１４およびこれに関連する構成の縦断面図である。また、図４は、本発明の一実施形態に係る前後進切替機構１４およびこれに関連する構成の横断面図である。以下では、図３を参照して、前後進切替機構１４について説明する。また、以下の説明において、図４を適宜参照する。
ドライブシャフト９は、同一軸線（ドライブシャフト９の中心軸線に相当）上に配置された第１シャフト２４、第２シャフト２５、および第３シャフト２６を含む。第１シャフト２４、第２シャフト２５、および第３シャフト２６は、上からこの順に配置されている。第１シャフト２４および第２シャフト２５は、上下に間隔を空けて配置されている。第３シャフト２６は、筒状の上端部を含む。第２シャフト２５の下端部は、第３シャフト２６の上端部内に嵌められている。第２シャフト２５は、たとえばスプラインによって第３シャフト２６に連結されている。第２シャフト２５は、第３シャフト２６と共に回転する。
【００２６】
また、前後進切替機構１４は、ハウジング２７内に収容されている。前後進切替機構１４は、歯車機構２８と、第１クラッチ２９と、第２クラッチ３０とを含む。また、歯車機構２８は、入力ギヤ３１と、出力ギヤ３２と、複数（たとえば、４つ）の中間ギヤ３３と、キャリア３４とを含む。入力ギヤ３１、出力ギヤ３２、および各中間ギヤ３３は、たとえば、筒状の傘歯車である。入力ギヤ３１および出力ギヤ３２は、それぞれ、第１シャフト２４の下端部および第２シャフト２５の上端部に同軸的に連結されている。入力ギヤ３１および出力ギヤ３２は、互いの歯部がドライブシャフト９の軸方向Ｘ１に間隔を空けて向かい合うように配置されている。また、複数の中間ギヤ３３は、入力ギヤ３１および出力ギヤ３２の間においてドライブシャフト９まわりに等間隔を空けて配置されている。各中間ギヤ３３は、入力ギヤ３１および出力ギヤ３２の両方に噛み合わされている。各中間ギヤ３３は、キャリア３４によって自転可能に保持されている。
【００２７】
キャリア３４は、ドライブシャフト９まわりに回転可能に構成されている。キャリア３４は、第１筒状部材３５、第２筒状部材３６、および第３筒状部材３７と、複数（たとえば、４つ）の支軸３８と、複数（たとえば、４つ）の軸受Ｂ２とを含む。第１筒状部材３５、第２筒状部材３６、および第３筒状部材３７は、たとえば、円筒状である。第１筒状部材３５、第２筒状部材３６、および第３筒状部材３７は、それぞれ、ドライブシャフト９を同軸的に取り囲んでいる。第１筒状部材３５、第２筒状部材３６、および第３筒状部材３７は、一体回転するように構成されている。具体的には、第２筒状部材３６の上端部は、第１筒状部材３５の中間部内に嵌められている。第２筒状部材３６は、たとえば圧入によって第１筒状部材３５に連結されている。また、第２筒状部材３６の下端部は、第３筒状部材３７の上端部内に嵌められている。第２筒状部材３６は、たとえばスプラインによって第３筒状部材３７に連結されている。
【００２８】
また、第１筒状部材３５、第２筒状部材３６、および第３筒状部材３７は、ドライブシャフト９まわりに回転可能に構成されている。具体的には、第１筒状部材３５は、軸受Ｂ３を介してハウジング２７に支持されている。第１筒状部材３５は、ハウジング２７に対して回転可能である。また、第２筒状部材３６は、軸受Ｂ４を介して第２シャフト２５を支持している。第２筒状部材３６は、第２シャフト２５に対して回転可能である。また、第３筒状部材３７の中間部は、軸受Ｂ５を介して第３シャフト２６に支持されている。第３筒状部材３７の下端部は、径方向に間隔を空けて第３シャフト２６を同軸的に取り囲んでいる。第３筒状部材３７は、第２シャフト２５および第３シャフト２６に対して回転可能である。
【００２９】
また、複数の支軸３８は、それぞれ、第１筒状部材３５の上端部によって保持されている。各支軸３８は、第１筒状部材３５の径方向に沿って第１筒状部材３５の上端部から内側に延びるように保持されている。複数の支軸３８は、第１筒状部材３５の周方向に等間隔を空けて配置されている。各支軸３８は、第１筒状部材３５の内側において、対応する中間ギヤ３３内に嵌められている。各中間ギヤ３３は、軸受Ｂ２を介して対応する支軸３８に同軸的に保持されている。各中間ギヤ３３は、対応する支軸３８に対して回転可能である。出力ギヤ３２および複数の中間ギヤ３３は、第１筒状部材３５の上端部によって同軸的に取り囲まれている。
【００３０】
また、第１クラッチ２９は、たとえば、多板クラッチである。第１クラッチ２９は、複数枚の第１クラッチ板３９および第２クラッチ板４０と、第１ピストン４１と、第１弾性部材４２とを含む。また、第１クラッチ２９は、第１油室４３と、第１油路４４と、第１バルブ４５とを含む。各第１クラッチ板３９、各第２クラッチ板４０、および第１ピストン４１は、ハウジング２７によって形成された第１収容溝４６内に収容されている。第１収容溝４６は、たとえば、ドライブシャフト９の中心軸線を同軸的に取り囲む円筒形状を有している。第１収容溝４６は、上向きに開口している。第１筒状部材３５の下端部は、第１収容溝４６内に位置している。
【００３１】
各第１クラッチ板３９および第２クラッチ板４０は、たとえば円環状である。各第１クラッチ板３９の外径は、各第２クラッチ板４０の外径よりも大きい。また、各第１クラッチ板３９の内径は、各第２クラッチ板４０の内径より大きい。さらに、各第１クラッチ板３９の内径は、各第２クラッチ板４０の外径より小さい。複数枚の第１クラッチ板３９および第２クラッチ板４０は、それぞれ、ドライブシャフト９の中心軸線を同軸的に取り囲んでいる。複数枚の第１クラッチ板３９および第２クラッチ板４０は、部分的に重なり合わされた状態で交互に配置されている。
【００３２】
図４に示すように、各第１クラッチ板３９は、第１クラッチ板３９の外周部に設けられた複数の爪４７を含む。また、図４に示すように、ハウジング２７は、各第１クラッチ板３９の複数の爪４７に対応する複数の溝４８を含む。複数の爪４７は、複数の溝４８に噛み合わされている。各第１クラッチ板３９は、複数の爪４７と複数の溝４８との噛み合いにより、ハウジング２７に対する回転が規制されている。また、各溝４８は、ハウジング２７の軸方向（図４では紙面に垂直な方向）に延びている。したがって、各第１クラッチ板３９は、ハウジング２７に対して上下に移動可能である。
【００３３】
また、各第２クラッチ板４０は、第２クラッチ板４０の内周部に設けられた複数の爪を含む。また、第１筒状部材３５の下端部は、各第２クラッチ板４０の複数の爪に対応する
複数の溝を含む。各第２クラッチ板４０の複数の爪は、第１筒状部材３５の複数の溝に噛み合わされている。各第２クラッチ板４０は、複数の爪と複数の溝との噛み合いにより、第１筒状部材３５の下端部に対する回転が規制されている。また、第１筒状部材３５の各溝は、第１筒状部材３５の軸方向に延びている。したがって、各第２クラッチ板４０は、第１筒状部材３５に対して上下に移動可能である。
【００３４】
また、第１ピストン４１は、第１収容溝４６の底に配置されている。第１ピストン４１は、ドライブシャフト９を同軸的に取り囲んでいる。各第１クラッチ板３９および第２クラッチ板４０は、第１ピストン４１の外周部と、第１収容溝４６における外側の内壁面に取り付けられた第１ストッパ４９との間に配置されている。また、第１弾性部材４２は、第１ピストン４１の内周部と、第１収容溝４６における内側の内壁面に取り付けられた第２ストッパ５０との間に配置されている。第１弾性部材４２は、第１ピストン４１を下向きに弾性的に押している。
【００３５】
また、第１油室４３は、第１収容溝４６の底面と第１ピストン４１の下面との間に設けられている。第１油室４３は、第１ピストン４１に保持された２つのシールリング５１、５２によって密閉されている。第１油室４３は、第１油路４４によって、船外機本体２内に配置されたオイルポンプ５３（図１参照）に接続されている。また、第１バルブ４５は、第１油路４４に接続されている。オイルポンプ５３によって汲み取られたオイルは、第１バルブ４５が開かれることにより、第１油路４４を介して第１油室４３に供給される。上下に対向する第１クラッチ板３９および第２クラッチ板４０は、オイルが第１油室４３に供給されることにより互いに押し付けられる。
【００３６】
具体的には、オイルが第１油室４３に供給されると、第１ピストン４１が、オイルの圧力によって上昇する。そして、第１ピストン４１が上昇すると、一番下に位置する第１クラッチ板３９が、第１ピストン４１によって押されて上昇する。これにより、複数枚の第１クラッチ板３９および第２クラッチ板４０が次々と押されて上昇する。そして、一番上に位置する第２クラッチ板４０が第１ストッパ４９に接触すると、上下に対向する第１クラッチ板３９および第２クラッチ板４０が互いに押し付けられる。第１筒状部材３５の下端部は、第１クラッチ板３９と第２クラッチ板４０との間に生じる摩擦力によってハウジング２７に固定される。これにより、キャリア３４がハウジング２７に固定される。
【００３７】
また、第１油室４３へのオイルの供給が停止されると、第１ピストン４１を上に押す力が弱まる。そのため、第１ピストン４１が第１弾性部材４２によって押し下げられて、第１油室４３からオイルが排出される。これにより、第１クラッチ板３９と第２クラッチ板４０との間に生じる摩擦力が弱まって、ハウジング２７に対するキャリア３４の固定が解除される。このように、第１クラッチ２９は、キャリア３４が固定された固定状態と、キャリア３４の固定が解除された非固定状態との間でキャリア３４の状態を切り替えるように構成されている。ハウジング２７に対するキャリア３４の固定、およびキャリア３４の固定の解除は、第１バルブ４５の開閉により制御される。第１バルブ４５は、たとえば、船外機本体２内に配置されたＥＣＵ５４（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）により開閉される。
【００３８】
一方、第２クラッチ３０は、たとえば、多板クラッチである。第２クラッチ３０は、複数枚の第３クラッチ板５５および第４クラッチ板５６と、第２ピストン５７と、第２弾性部材５８とを含む。また、第２クラッチ３０は、第２油室５９と、第２油路６０と、第２バルブ６１とを含む。各第３クラッチ板５５、各第４クラッチ板５６、および第２ピストン５７は、第３シャフト２６によって形成された第２収容溝６２内に収容されている。第２収容溝６２は、たとえば、ドライブシャフト９の中心軸線を同軸的に取り囲む円筒形状を有している。第２収容溝６２は、上向きに開口している。第３筒状部材３７の下端部は、第２収容溝６２内に位置している。
【００３９】
各第３クラッチ板５５および第４クラッチ板５６は、たとえば円環状である。各第３クラッチ板５５の外径は、各第４クラッチ板５６の外径よりも大きい。また、各第３クラッチ板５５の内径は、各第４クラッチ板５６の内径より大きい。さらに、各第３クラッチ板５５の内径は、各第４クラッチ板５６の外径より小さい。複数枚の第３クラッチ板５５および第４クラッチ板５６は、それぞれ、ドライブシャフト９の中心軸線を同軸的に取り囲んでいる。複数枚の第３クラッチ板５５および第４クラッチ板５６は、部分的に重なり合わされた状態で交互に配置されている。
【００４０】
各第３クラッチ板５５は、第１クラッチ板３９と同様に、第３クラッチ板５５の外周部に設けられた複数の爪を含む。また、第３シャフト２６は、各第３クラッチ板５５の複数の爪に対応する複数の溝を含む。各第３クラッチ板５５の複数の爪は、第３シャフト２６の複数の溝に噛み合わされている。各第３クラッチ板５５は、複数の爪と複数の溝との噛み合いにより、第３シャフト２６に対する回転が規制されている。また、第３シャフト２６の各溝は、ドライブシャフト９の軸方向Ｘ１に延びている。したがって、各第３クラッチ板５５は、第３シャフト２６に対して上下に移動可能である。
【００４１】
また、各第４クラッチ板５６は、第４クラッチ板５６の内周部に設けられた複数の爪を含む。また、第３筒状部材３７の下端部は、各第４クラッチ板５６の複数の爪に対応する複数の溝を含む。各第４クラッチ板５６の複数の爪は、第３筒状部材３７の複数の溝に噛み合わされている。各第４クラッチ板５６は、複数の爪と複数の溝との噛み合いにより、第３筒状部材３７の下端部に対する回転が規制されている。また、第３筒状部材３７の各溝は、第３筒状部材３７の軸方向に延びている。したがって、各第４クラッチ板５６は、第３筒状部材３７に対して上下に移動可能である。
【００４２】
また、第２ピストン５７は、第２収容溝６２の底に配置されている。第２ピストン５７は、ドライブシャフト９を同軸的に取り囲んでいる。各第３クラッチ板５５および第４クラッチ板５６は、第２ピストン５７の外周部と、第２収容溝６２における外側の内壁面に取り付けられた第３ストッパ６３との間に配置されている。また、第２弾性部材５８は、第２ピストン５７の内周部と、第２収容溝６２における内側の内壁面に取り付けられた第４ストッパ６４との間に配置されている。第２弾性部材５８は、第２ピストン５７を下向きに弾性的に押している。
【００４３】
また、第２油室５９は、第２収容溝６２の底面と第２ピストン５７の下面との間に設けられている。第２油室５９は、第２ピストン５７に保持された２つのシールリング６５、６６によって密閉されている。第２油室５９は、第２油路６０によってオイルポンプ５３（図１参照）に接続されている。また、第２バルブ６１は、第２油路６０に接続されている。オイルポンプ５３によって汲み取られたオイルは、第２バルブ６１が開かれることにより、第２油路６０を介して第２油室５９に供給される。上下に対向する第３クラッチ板５５および第４クラッチ板５６は、オイルが第２油室５９に供給されることにより互いに押し付けられる。
【００４４】
具体的には、オイルが第２油室５９に供給されると、第２ピストン５７が、オイルの圧力によって上昇する。そして、第２ピストン５７が上昇すると、一番下に位置する第３クラッチ板５５が、第２ピストン５７によって押されて上昇する。これにより、複数枚の第３クラッチ板５５および第４クラッチ板５６が次々と押されて上昇する。そして、一番上に位置する第４クラッチ板５６が第３ストッパ６３に接触すると、上下に対向する第３クラッチ板５５および第４クラッチ板５６が互いに押し付けられる。これにより、第３筒状部材３７が、摩擦力によって第３シャフト２６に固定される。また、第３シャフト２６が、スプラインによって第２シャフト２５に連結されているから、第３筒状部材３７が第３シャフト２６に固定されることにより、ドライブシャフト９の回転方向に関して、第３筒状部材３７が第２シャフト２５に固定される。これにより、キャリア３４が第２シャフト２５に連結される。
【００４５】
また、第２油室５９へのオイルの供給が停止されると、第２ピストン５７を上に押す力が弱まる。そのため、第２ピストン５７が第２弾性部材５８によって押し下げられて、第２油室５９からオイルが排出される。これにより、第３クラッチ板５５と第４クラッチ板５６との間に生じる摩擦力が弱まって、第３シャフト２６に対する第３筒状部材３７の固定が解除される。したがって、第２シャフト２５に対するキャリア３４の連結が解除される。このように、第２クラッチ３０は、キャリア３４を第２シャフト２５に連結する連結状態と、第２シャフト２５に対するキャリア３４の連結が解除された非連結状態との間で切り替わるように構成されている。第２シャフト２５に対するキャリア３４の連結、および第２シャフト２５に対するキャリア３４の連結の解除は、第２バルブ６１の開閉により制御される。第２バルブ６１は、たとえば、ＥＣＵ５４により開閉される。
【００４６】
図５は、各クラッチ２９、３０の接続状態と第１プロペラ１１および第２プロペラ１２の回転方向との関係を説明するための表である。また、図６〜図８は、それぞれ、前後進切替機構１４の動作を説明するための模式図である。以下では、図５〜図８を参照して、各クラッチ２９、３０の接続状態と第１プロペラ１１および第２プロペラ１２の回転方向との関係を説明する。
【００４７】
前後進切替機構１４は、ニュートラル、前進、および後進の何れかの状態に設定される。ニュートラルは、ドライブシャフト９の上端部からドライブシャフト９の下端部への回転の伝達が遮断される状態である。また、前進は、ドライブシャフト９の上端部および下端部が同一方向に回転するように、ドライブシャフト９の上端部からドライブシャフト９の下端部に回転が伝達される状態である。また、後進は、ドライブシャフト９の上端部および下端部が互いに反対方向に回転するように、ドライブシャフト９の上端部からドライブシャフト９の下端部に回転が伝達される状態である。
【００４８】
前後進切替機構１４が前進に設定されている状態では、第１プロペラ１１および第２プロペラ１２がそれぞれの前進方向に回転する。第１プロペラ１１の前進方向と第２プロペラ１２の前進方向とは互いに反対の方向である。また、前後進切替機構１４が後進に設定されている状態では、第１プロペラ１１および第２プロペラ１２がそれぞれの後進方向に回転する。第１プロペラ１１の前進方向と第１プロペラ１１の後進方向とは互いに反対の方向である。第２プロペラ１２についても同様である。ＥＣＵ５４は、たとえば、船体Ｈ１に設けられた操作部材の操作に応じて、ニュートラル、前進、および後進の何れかの状態に前後進切替機構１４を設定する。
【００４９】
図５の上欄および図６に示すように、前後進切替機構１４がニュートラルに設定されている状態では、ＥＣＵ５４が、第１クラッチ２９および第２クラッチ３０を切断している。第１クラッチ２９が切断されている状態では、ハウジング２７に対するキャリア３４の固定が解除されている。したがって、この状態では、キャリア３４は、ハウジング２７に対して回転できる。また、第２クラッチ３０が切断されている状態では、第２シャフト２５に対するキャリア３４の連結が解除されている。したがって、この状態では、キャリア３４および第２シャフト２５は相対回転できる。そのため、図６に示すように、第１シャフト２４に回転が伝達されると、駆動力が入力ギヤ３１から各中間ギヤ３３に伝達され、各中間ギヤ３３が自転しながら、キャリア３４がドライブシャフト９まわりに回転する。すなわち、各中間ギヤ３３およびキャリア３４が空転するだけで、第１シャフト２４から第２シャフト２５に回転が伝達されない。これにより、ドライブシャフト９の上端部からドライブシャフト９の下端部への回転の伝達が遮断される。
【００５０】
また、図５の中欄および図７に示すように、前後進切替機構１４が前進に設定されている状態では、ＥＣＵ５４が、第１クラッチ２９を切断しており、第２クラッチ３０を接続している。第１クラッチ２９が切断されている状態では、キャリア３４が、ハウジング２７に対して回転できる。また、第２クラッチ３０が接続されている状態では、キャリア３４が第２シャフト２５に連結されている。したがって、キャリア３４および第２シャフト２５の相対回転が規制されて、その結果、各中間ギヤ３３の自転が規制される。すなわち、各中間ギヤ３３、キャリア３４、および第２シャフト２５が一体回転可能に連結される。そのため、図７に示すように、第１シャフト２４に回転が伝達されると、駆動力が入力ギヤ３１から各中間ギヤ３３に伝達されて、各中間ギヤ３３、キャリア３４、および第２シャフト２５が一体回転する。したがって、ドライブシャフト９の上端部に伝達された回転が、反転されずにドライブシャフト９の下端部に伝達される。これにより、第１プロペラ１１および第２プロペラ１２が前進方向に回転される。
【００５１】
また、図５の下欄および図８に示すように、前後進切替機構１４が後進に設定されている状態では、ＥＣＵ５４が、第１クラッチ２９を接続しており、第２クラッチ３０を切断している。第１クラッチ２９が接続されている状態では、キャリア３４がハウジング２７に固定されている。したがって、この状態では、ハウジング２７に対するキャリア３４の回転が規制されている。また、第２クラッチ３０が切断されている状態では、第２シャフト２５に対するキャリア３４の連結が解除されている。したがって、この状態では、第２シャフト２５がキャリア３４対して回転できる。そのため、図８に示すように、第１シャフト２４に回転が伝達されると、キャリア３４が固定された状態で、各中間ギヤ３３が自転する。これにより、入力ギヤ３１の回転が、各中間ギヤ３３によって反転されて出力ギヤ３２および第２シャフト２５に伝達される。したがって、ドライブシャフト９の上端部に伝達された回転が、反転されてドライブシャフト９の下端部に伝達される。これにより、第１プロペラ１１および第２プロペラ１２が後進方向に回転される。
【００５２】
以上のように本実施形態では、第１クラッチ２９および第２クラッチ３０が制御されることにより、ドライブシャフト９の上端部に伝達された回転が、反転されて、または反転されずにドライブシャフト９の下端部に伝達される。これにより、第１プロペラ１１および第２プロペラ１２の回転方向が切り替えられる。また、歯車機構２８の各歯車（入力ギヤ３１、出力ギヤ３２、および中間ギヤ３３）は、円錐クラッチに比べて、高い寸法精度が必要とされない。具体的には、円錐クラッチ（特に、円錐形の接触面）は、切削加工や研磨加工などの高い寸法精度を確保できる加工方法で加工される必要がある。一方、歯車機構２８の各歯車は、円錐クラッチに比べて、高い寸法精度が必要とされないから、たとえば鍛造加工などの生産効率の高い加工方法によって加工されていてもよい。
【００５３】
また、歯車機構２８は、歯の噛み合いにより駆動力を伝達するから、円錐クラッチに比べて、摩擦により発生する熱量が小さい。さらに、歯車機構２８では、入力ギヤ３１、出力ギヤ３２、および中間ギヤ３３が、ドライブシャフト９の軸方向Ｘ１に沿って配置されている。それに対し、遊星歯車機構では、複数のギヤが同心円状に配置されている。したがって、歯車機構２８は、遊星歯車機構に比べて、外径が小さい。しかも、歯車機構２８は、遊星歯車機構に比べて、部品点数が少ない。また、歯車機構２８の外径が相対的に小さいから、スイベル軸６およびドライブシャフト９の中心間距離Ｄ１（図２参照）を短縮することができる。これにより、前後進切替機構１４などの比較的重量の大きい機構とスイベル軸６との間の距離が短縮されるので、スイベル軸６まわりに船外機本体２を回動させるときの力（操舵力）が低減される。
【００５４】
また、本実施形態では、前後進切替機構１４が、キャビテーションプレート１８よりも上に配置されている。すなわち、前後進切替機構１４は、船体Ｈ１が前方に滑走している状態において、水面Ｗ１よりも上に位置するように構成されている。したがって、前後進切替機構１４を冷却する場合には、たとえば、歯車機構２８に供給される水をくみ上げるポンプが必要となる。しかし、前述のように、歯車機構２８は、歯の噛み合いにより駆動力を伝達するから、円錐クラッチに比べて、摩擦により発生する熱量が小さい。したがって、歯車機構２８は、冷却されなくてもよい。そのため、歯車機構２８に供給される水をくみ上げるポンプが船外機１に設けられていなくてもよい。
【００５５】
また、本実施形態では、歯車機構２８の各歯車が傘歯車である。したがって、歯車機構２８に入力された回転を反転させて出力する場合、および反転させずに出力する場合の両方の場合において、入力回転と出力回転との比が１対１である。一方、たとえば遊星歯車機構では、入力回転と出力回転との比を１対１に設定するために、たとえば複雑な計算が必要になったり、ダブルピニオン式の構造を採用する必要が生じたりする場合がある。したがって、本実施形態では、遊星歯車機構に比べて簡単に、入力回転と出力回転との比を１対１に設定することができる。
【００５６】
この発明の実施の形態の説明は以上であるが、この発明は、前述の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。たとえば、前述の実施形態では、前後進切替機構１４が、キャビテーションプレート１８よりも上に配置されている場合について説明した。しかし、前後進切替機構１４全体がキャビテーションプレート１８よりも下に配置されていてもよい。また、前後進切替機構１４の一部がキャビテーションプレート１８よりも下に配置されていてもよい。
【００５７】
また、前述の実施形態では、入力ギヤ３１、出力ギヤ３２、および中間ギヤ３３が、傘歯車であり、中間ギヤ３３全体が、入力ギヤ３１および出力ギヤ３２の間に配置されている場合について説明した。しかし、中間ギヤ３３の一部のみが、入力ギヤ３１および出力ギヤ３２の間に配置されていてもよい。また、入力ギヤ３１および出力ギヤ３２は、傘歯車に限らず、フェースギヤであってもよい。この場合、中間ギヤ３３は、平歯車であってもよいし、はすば歯車であってもよい。
【００５８】
また、前述の実施形態では、第１クラッチ２９および第２クラッチ３０が、多板クラッチである場合について説明した。しかし、第１クラッチ２９は、単板クラッチや電磁クラッチなどのその他の形式のクラッチであってもよい。第２クラッチ３０についても同様である。
また、前述の実施形態では、エンジン８の回転が第１シャフト２４に伝達されて、第１シャフト２４に伝達された回転が、歯車機構２８によって第２シャフト２５および第３シャフト２６に伝達される場合について説明した。しかし、エンジン８の回転が第２シャフト２５および第３シャフト２６に伝達されて、第２シャフト２５および第３シャフト２６に伝達された回転が、歯車機構２８によって第１シャフト２４に伝達されてもよい。すなわち、前後進切替機構１４は、図３の上下が反転された構成を有していてもよい。
【００５９】
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
以下に、特許請求の範囲に記載された構成要素と前述の実施形態における構成要素との対応関係を示す。
船体              船体Ｈ１
第１シャフト      第１シャフト２４
第２シャフト      第２シャフト２５
ドライブシャフト  ドライブシャフト９
内軸              内軸１９
外軸              外軸２０
プロペラシャフト  プロペラシャフト１０
伝達機構          伝達機構１３
第１ギヤ          入力ギヤ３１
第２ギヤ          出力ギヤ３２
第３ギヤ          中間ギヤ３３
キャリア          キャリア３４
歯車機構          歯車機構２８
固定装置          第１クラッチ２９
連結装置          第２クラッチ３０
船外機            船外機１
水面              水面Ｗ１
ハウジング        ハウジング２７
【符号の説明】
【００６０】
１        船外機
９        ドライブシャフト
１０      プロペラシャフト
１１      第１プロペラ
１２      第２プロペラ
１３      伝達機構
１９      内軸
２０      外軸
２４      第１シャフト
２５      第２シャフト
２７      ハウジング
２８      歯車機構
２９      第１クラッチ
３０      第２クラッチ
３１      入力ギヤ
３２      出力ギヤ
３３      中間ギヤ
３４      キャリア
Ｈ１      船体
Ｗ１      水面
【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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【図８】
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