(57)【要約】      （修正有）【課題】簡易な操作でシフトショックを抑えることができる船外機を提供する。【解決手段】ドッグクラッチは、シフト操作部材の操作に応じて前進ギア及び後進ギアに選択的に噛み合うことで、プロペラ軸に対する前進ギア及び後進ギアの接続を切り換える。摩擦クラッチは、第１摩擦面と第２摩擦面とを接触させることで、ドライブ軸の回転をプロペラ軸に伝達する。制御部７３は、ドッグクラッチと前進ギア又は後進ギアとが噛み合うシフトイン段階の前に、アクチュエータ４２を制御して、摩擦クラッチの第１摩擦面と第２摩擦面とを接触させる同期制御を実行するようにプログラムされている。【選択図】図１１
2015160514.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
前記エンジンから下方に延びるドライブ軸と、
前記ドライブ軸に固定されるドライブギアと、
前記ドライブ軸と交差する方向に延びるプロペラ軸と、
前記ドライブギアと噛み合う前進ギアと、
前記ドライブギアと噛み合う後進ギアと、
前進と後進とを切り換えるために操作されるシフト操作部材と、
前記プロペラ軸上に配置され、前記シフト操作部材の操作に応じて前記前進ギア及び前記後進ギアに選択的に噛み合うことで、前記プロペラ軸に対する前記前進ギア及び前記後進ギアの接続を切り換えるドッグクラッチと、
前記ドライブ軸の回転を伝達する第１摩擦面と、前記プロペラ軸の回転を伝達する第２摩擦面とを含み、前記第１摩擦面と前記第２摩擦面とを接触させることで、前記ドライブ軸の回転を前記プロペラ軸に伝達する摩擦クラッチと、
前記摩擦クラッチを駆動するアクチュエータと、
前記ドッグクラッチと前記前進ギア又は前記後進ギアとが噛み合うシフトイン段階の前に、前記アクチュエータを制御して、前記摩擦クラッチの前記第１摩擦面と前記第２摩擦面とを接触させる同期制御を実行するようにプログラムされている制御部と、
を備える船外機。
【請求項２】
前記制御部は、前記同期制御において、所定時間の間、前記第１摩擦面と前記第２摩擦面との接触状態を保持するように、前記アクチュエータを制御する、
請求項１に記載の船外機。
【請求項３】
前記制御部は、前記所定時間の間、前記第１摩擦面と前記第２摩擦面との摩擦力が一定となるように、前記アクチュエータを制御する、
請求項２に記載の船外機。
【請求項４】
前記所定時間は、前記プロペラ軸の回転速度と前記ドライブ軸の回転速度との差が平衡状態となるまでの時間である、
請求項２に記載の船外機。
【請求項５】
前記所定時間は、前記プロペラ軸の回転速度が、前記ドライブ軸の回転速度の７０％以上且つ８０％以下の所定の閾値となるまでの時間である、
請求項２に記載の船外機。
【請求項６】
前記アクチュエータの動作を前記ドッグクラッチと前記摩擦クラッチとに伝達するシフト軸をさらに備え、
前記シフト軸は、第１目標位置と第２目標位置とに移動可能に設けられており、
前記シフト軸が前記第１目標位置に位置する状態で、前記第１摩擦面と前記第２摩擦面とが接触を開始し、
前記シフト軸が前記第２目標位置に位置する状態で、前記ドッグクラッチと前記前進ギアとが噛み合い、
前記制御部は、前記シフト軸が前記第１目標位置と前記第２目標位置とに移動するように前記アクチュエータを制御する、
請求項１に記載の船外機。
【請求項７】
前記シフト軸の位置を検出する位置検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記シフト軸が前記第１目標位置と前記第２目標位置とに移動するように、前記位置検出部からの検出信号に基づいて前記アクチュエータをフィードバック制御により制御する、
請求項６に記載の船外機。
【請求項８】
前記制御部は、前記アクチュエータの駆動力に応じた指令信号を前記アクチュエータに入力し、
前記制御部は、前記同期制御において前記アクチュエータに第１指令値の指令信号を入力し、
前記制御部は、前記シフトイン段階において前記アクチュエータに前記第１指令値と異なる第２指令値の指令信号を入力する、
請求項１に記載の船外機。
【請求項９】
前記第１指令値は、前記第２指令値よりも小さい、
請求項８に記載の船外機。
【請求項１０】
前記第１指令値は、固定値である、
請求項９に記載の船外機。
【請求項１１】
前記アクチュエータの動作を前記ドッグクラッチと前記摩擦クラッチとに伝達するシフト軸をさらに備え、
前記シフト軸は、中立位置と第１目標位置と第２目標位置とに移動可能に設けられており、
前記シフト軸が前記中立位置に位置する状態で、前記第１摩擦面と前記第２摩擦面とは非接触であり、且つ、前記ドッグクラッチと前記前進ギアとは噛み合っておらず、
前記シフト軸が前記第１目標位置に位置する状態で、前記第１摩擦面と前記第２摩擦面とが接触を開始し、
前記シフト軸が前記第２目標位置に位置する状態で、前記ドッグクラッチと前記前進ギアとが噛み合い、
前記制御部は、前記シフト軸が前記中立位置と前記第１目標位置と前記第２目標位置とに移動するように前記アクチュエータを制御し、
前記制御部は、前記アクチュエータに第３指令値の指令信号を入力することで、前記シフト軸を前記中立位置から前記第１目標位置に向かって移動させ、
前記制御部は、前記アクチュエータに前記第３指令値より小さい第１指令値の指令信号を入力することで、前記シフト軸を前記第１目標位置に位置させて前記同期制御を実行し、
前記制御部は、前記アクチュエータに前記第１指令値より大きい第２指令値の指令信号を入力することで、前記シフト軸を前記第１目標位置から前記第２目標位置に向かって移動させる、
請求項１に記載の船外機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船外機に関する。
【背景技術】
【０００２】
船外機は、エンジンからプロペラ軸への動力の伝達を、前進、後進、中立のいずれかに切り換えるためのシフト機構を備えている。シフト機構は、ドッグクラッチと前進ギアと後進ギアとを含む。シフト機構は、ドッグクラッチと前進ギアとの接続と、ドッグクラッチと後進ギアとの接続と、を切り換えることで、プロペラ軸への動力の伝達方向を切り換える。
【０００３】
ドッグクラッチと前進ギアとを噛み合わせる場合、ドッグクラッチと前進ギアとには回転速度差がある。このため、ドッグクラッチと前進ギアとを円滑に噛み合わせることは容易ではなく、シフトショックが発生することがある。ドッグクラッチと後進ギアとを噛み合わせる場合も同様に、ドッグクラッチと後進ギアとの回転速度差によってシフトショックが発生することがある。
【０００４】
このようなシフトショックを抑えるために、例えば特許文献１の船外機のシフト機構は、コーンクラッチを備えている。コーンクラッチは、ドッグクラッチとドライブ軸の軸線方向に並んで配置されており、ドッグクラッチと結合されている。コーンクラッチは、ドッグクラッチと前進ギア、又は、ドッグクラッチと後進ギアとが噛み合う前に、前進ギア又は後進ギアに設けられた当接面と摩擦係合する。これにより、ドッグクラッチを前進ギア又は後進ギアの回転と同期させた状態で、ドッグクラッチを前進ギア又は後進ギアに噛み合わせることができることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１９０６５３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、前進ギア又は後進ギアの当接面と摩擦するコーンクラッチの摩擦面は小さいため、ドッグクラッチの回転を前進ギア又は後進ギアの回転と十分に同期させることは容易ではない。このため、操船者は、ドッグクラッチの回転が前進ギア又は後進ギアの回転と十分に同期するまで、シフトレバーの操作により、コーンクラッチの摩擦状態を調整する必要がある。しかし、このような操作は複雑であり好ましくない。
【０００７】
また、特許文献１では、ドッグクラッチの同期回転速度が前進ギア又は後進ギアの回転速度の２０〜３０％程度であれば、スムーズにドッグクラッチを前進ギア又は後進ギアに噛み合わせることができると記載されている。しかし、実際には、スムーズにドッグクラッチを前進ギア又は後進ギアに噛み合わせるためには、ドッグクラッチの回転速度をさらに同期させて、回転速度差を小さくする必要がある。そのためには、上述したようなシフトレバーによる複雑な操作が必要となる。
【０００８】
本発明の課題は、簡易な操作でシフトショックを抑えることができる船外機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様に係る船外機は、エンジンと、ドライブ軸と、ドライブギアと、プロペラ軸と、前進ギアと、後進ギアと、シフト操作部材と、ドッグクラッチと、摩擦クラッチと、アクチュエータと、制御部と、を備える。ドライブ軸は、エンジンから下方に延びる。ドライブギアは、ドライブ軸に固定される。プロペラ軸は、ドライブ軸と交差する方向に延びる。前進ギアは、ドライブギアと噛み合う。後進ギアは、ドライブギアと噛み合う。シフト操作部材は、前進と後進とを切り換えるために操作される。ドッグクラッチは、プロペラ軸上に配置される。ドッグクラッチは、シフト操作部材の操作に応じて前進ギア及び後進ギアに選択的に噛み合うことで、プロペラ軸に対する前進ギア及び後進ギアの接続を切り換える。摩擦クラッチは、ドライブ軸の回転を伝達する第１摩擦面と、プロペラ軸の回転を伝達する第２摩擦面とを含む。摩擦クラッチは、第１摩擦面と第２摩擦面とを接触させることで、ドライブ軸の回転をプロペラ軸に伝達する。アクチュエータは、摩擦クラッチを駆動する。制御部は、ドッグクラッチと前進ギア又は後進ギアとが噛み合うシフトイン段階の前に、アクチュエータを制御して、摩擦クラッチの第１摩擦面と第２摩擦面とを接触させる同期制御を実行するようにプログラムされている。
【００１０】
本態様に係る船外機では、制御部がアクチュエータを制御することによって、摩擦クラッチによる精度の高い同期制御を実行することができる。これにより、簡易な操作でシフトショックを抑えることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、簡易な操作でシフトショックを抑えることができる船外機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態に係る船外機の側面図である。
【図２】シフト軸が中立位置に位置している状態でのシフト機構を示す断面図である。
【図３】シフト軸が中立位置に位置している状態でのシフト機構の拡大図である。
【図４】リンク機構の拡大図である。
【図５】シフト軸が前進中間位置に位置している状態でのシフト機構を示す断面図である。
【図６】シフト軸が前進中間位置に位置している状態でのシフト機構の拡大図である。
【図７】シフト軸が前進接続位置に位置している状態でのシフト機構を示す断面図である。
【図８】シフト軸が前進接続位置に位置している状態でのシフト機構の拡大図である。
【図９】シフト軸が後進中間位置に位置している状態でのシフト機構を示す断面図である。
【図１０】シフト軸が後進接続位置に位置している状態でのシフト機構を示す断面図である。
【図１１】船外機の制御系を示すブロック図である。
【図１２】前進シフトインでの同期制御を示すタイミングチャートである。
【図１３】シフト軸の目標位置のキャリブレーション方法を示すフローチャートである。
【図１４】変形例に係る船外機の制御系を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、実施形態に係る船外機について図面を参照して説明する。図１は、実施形態に係る船外機１の側面図である。船外機１は、エンジンカバー２と、ケーシング３と、ブラケット４と、エンジン５とを含む。エンジンカバー２は、エンジン５を収容する。ケーシング３は、エンジンカバー２の下方に配置される。船外機１は、ブラケット４を介して船体に取り付けられる。
【００１４】
エンジン５は、エンジンカバー２内に配置される。エンジン５は、クランク軸１０を含む。クランク軸１０は、上下方向に延びている。ケーシング３内には、ドライブ軸１１が配置される。ドライブ軸１１は、エンジン５から下方に延びており、ケーシング３内において上下方向に延びている。ドライブ軸１１は、クランク軸１０に固定される。
【００１５】
ケーシング３は、アッパーケーシング３ａとロアーケーシング３ｂとを含む。アッパーケーシング３ａは、エンジンカバー２の下方に配置される。アッパーケーシング３ａは、エンジンカバー２とロアーケーシング３ｂとの間に配置される。ロアーケーシング３ｂは、アッパーケーシング３ａの下方に配置される。
【００１６】
ロアーケーシング３ｂの下部には、プロペラ１２が配置される。プロペラ１２は、エンジン５の下方に配置されている。プロペラ１２はプロペラボス１３を含む。プロペラボス１３の内部には、プロペラ軸１４が配置される。プロペラ軸１４は、ドライブ軸１１と交差する方向に延びる。すなわち、プロペラ軸１４は、前後方向に沿って配置されている。
【００１７】
船外機１は、シフト機構１５を含む。プロペラ軸１４は、シフト機構１５を介してドライブ軸１１に接続されている。プロペラ軸１４は、ドライブ軸１１からの駆動力をプロペラ６に伝達する。シフト機構１５は、ドライブ軸１１からプロペラ軸１４へ伝達される動力の回転方向を切り換える。シフト機構１５は、船外機１が搭載される船体を前進させる方向と後進させる方向とにプロペラ６の回転方向を切り換える。
【００１８】
図２は、ロアーケーシング３ｂ内の構成を示す断面図である。図２に示すように、プロペラ軸１４は、ロアーケーシング３ｂに収容されている。プロペラ軸１４は、軸受１８，１９を介してロアーケーシング３ｂに回転可能に支持されている。
【００１９】
シフト機構１５は、ドライブギア２１と、前進ギア２２と、後進ギア２３とを含む。ドライブギア２１は、ドライブ軸１１の下端部に固定されている。前進ギア２２と後進ギア２３とは、前後方向に並んで配置されている。すなわち、前進ギア２２と後進ギア２３とは、プロペラ軸１４の軸線方向（以下、「プロペラ軸線方向」と呼ぶ）に並んで配置されている。前進ギア２２と後進ギア２３とは、プロペラ軸１４と同心に配置されている。ドライブギア２１は、前進ギア２２と後進ギア２３との間に配置されており、前進ギア２２と後進ギア２３とに噛み合っている。
【００２０】
前進ギア２２は、貫通孔２２１を含む。後進ギア２３は、貫通孔２３１を含む。プロペラ軸１４は、前進ギア２２の貫通孔２２１と後進ギア２３の貫通孔２３１とに挿入されている。前進ギア２２は、プロペラ軸１４に対して回転可能に設けられている。また、前進ギア２２は、プロペラ軸１４に対してプロペラ軸線方向に移動可能に設けられている。後進ギア２３は、プロペラ軸１４に対して回転可能に設けられている。また、後進ギア２３は、プロペラ軸１４に対してプロペラ軸線方向に移動可能に設けられている。
【００２１】
前進ギア２２は、ギア部２２２と筒部２２３とを含む。ギア部２２２は、歯部２２４と爪部２２５とを含む。歯部２２４は、上述したドライブギア２１と噛み合う。ドライブギア２１と歯部２２４とは、ベベルギアである。爪部２２５は、歯部２２４の径方向内方に位置する。爪部２２５は、後述するドッグクラッチ２６と噛み合う。筒部２２３は、ギア部２２２からプロペラ軸線方向に突出している。筒部２２３は、軸受２４を介してロアーケーシング３ｂに回転可能に支持されている。
【００２２】
後進ギア２３は、ギア部２３２と筒部２３３とを含む。ギア部２３２は、歯部２３４と爪部２３５とを含む。歯部２３４は、上述したドライブギア２１と噛み合う。歯部２３４は、ベベルギアである。爪部２３５は、歯部２３４の径方向内方に位置する。爪部２３５は、後述するドッグクラッチ２６と噛み合う。筒部２３３は、軸受２５を介してロアーケーシング３ｂに回転可能に支持されている。筒部２３３は、ギア部２３２からプロペラ軸線方向に突出している。
【００２３】
シフト機構１５は、ドッグクラッチ２６と、摩擦クラッチ３１，３２と、接続切換機構２８と、を含む。ドッグクラッチ２６は、プロペラ軸１４に対する前進ギア２２及び後進ギア２３の接続を切り換える。ドッグクラッチ２６は、プロペラ軸１４上に配置されている。ドッグクラッチ２６は、前進ギア２２と後進ギア２３との間に配置されている。ドッグクラッチ２６は、プロペラ軸１４に対して回転不可能に設けられている。従って、ドッグクラッチ２６は、プロペラ軸１４と共に回転する。また、ドッグラッチは、プロペラ軸１４に対してプロペラ軸線方向に移動可能に設けられている。
【００２４】
ドッグクラッチ２６は、軸部２６１と、前進爪部２６２と、後進爪部２６３と、を含む。プロペラ軸１４は、径方向にプロペラ軸１４を貫通する孔１４１を含む。孔１４１は、プロペラ軸線方向に延びる長孔である。ドッグクラッチ２６の軸部２６１は、プロペラ軸１４の孔１４１に挿入されている。前進爪部２６２は、前進ギア２２の爪部２２５とプロペラ軸線方向に対向している。後進爪部２６３は、後進ギア２３の爪部２３５とプロペラ軸線方向に対向している。
【００２５】
摩擦クラッチ３１，３２は、ドライブ軸１１の回転を摩擦力によってプロペラ軸１４に伝達する。摩擦クラッチ３１，３２は、前進クラッチ３１と後進クラッチ３２とを含む。前進クラッチ３１と後進クラッチ３２とは、プロペラ軸線方向にドッグクラッチ２６と並んで配置されている。前進クラッチ３１は、前進ギア２２の回転を摩擦力によってプロペラ軸１４に伝達する。前進クラッチ３１は、前進ギア２２とプロペラ軸１４との間に配置されている。後進クラッチ３２は、後進ギア２３の回転を摩擦力によってプロペラ軸１４に伝達する。後進クラッチ３２は、後進ギア２３とプロペラ軸１４との間に配置される。
【００２６】
図３は、シフト機構１５の拡大図である。図３に示すように、前進クラッチ３１は、複数の第１クラッチ板３３，３４と、第１クラッチピストン３５と、を含む。複数の第１クラッチ板３３，３４は、複数の第１外クラッチ板３３と、複数の第１内クラッチ板３４と、を含む。なお、図３では、１つの第１外クラッチ板３３にのみ符号３３を付して、他の第１外クラッチ板３３の符号は省略している。また、１つの第１内クラッチ板３４にのみ符号３４を付して、他の第１内クラッチ板３４の符号は省略している。第１外クラッチ板３３と第１内クラッチ板３４とは、プロペラ軸線方向に交互に並んで配置されている。
【００２７】
第１クラッチピストン３５は、管状の形状を含む。第１クラッチピストン３５は、プロペラ軸１４に対してプロペラ軸線方向に移動可能に設けられる。第１クラッチピストン３５は、プロペラ軸１４に対して回転不能に設けられる。従って、第１クラッチピストン３５は、プロペラ軸１４と共に回転する。例えば、第１クラッチピストン３５は、プロペラ軸１４の外周面にスプライン結合されている。
【００２８】
第１外クラッチ板３３は、前進ギア２２の筒部２２３の内周面に取り付けられている。第１外クラッチ板３３は、前進ギア２２の筒部２２３に対してプロペラ軸線方向に移動可能に設けられている。前進ギア２２の筒部２２３には、抜け止め部材３６が取り付けられている。抜け止め部材３６は、第１外クラッチ板３３が前進ギア２２の筒部２２３から抜け出ないように設けられている。第１外クラッチ板３３は、前進ギア２２の筒部２２３に対して回転不能に設けられている。例えば、第１外クラッチ板３３は、前進ギア２２の筒部２２３の内周面にスプライン結合されている。第１外クラッチ板３３は、前進ギア２２の筒部２２３と共に回転する。
【００２９】
第１内クラッチ板３４は、第１クラッチピストン３５の外周面に取り付けられている。第１内クラッチ板３４は、第１クラッチピストン３５に対して軸線方向に移動可能に設けられている。第１内クラッチ板３４は、第１クラッチピストン３５に対して回転不能に設けられている。従って、第１内クラッチ板３４は、第１クラッチピストン３５と共に回転する。例えば、第１内クラッチ板３４は、第１クラッチピストン３５の外周面にスプライン結合されている。第１内クラッチ板３４は、第１クラッチピストン３５及びプロペラ軸１４と共に回転する。
【００３０】
第１クラッチピストン３５は、フランジ部３５１を含む。フランジ部３５１は、プロペラ軸線方向に、複数の第１クラッチ板３３，３４と対向している。第１クラッチピストン３５がプロペラ軸線方向に移動することで、フランジ部３５１が、第１内クラッチ板３４を第１外クラッチ板３３に向けて押圧する。これにより、第１外クラッチ板３３と第１内クラッチ板３４とが接触して、前進クラッチ３１が接続状態となる。従って、第１外クラッチ板３３の表面は、ドライブ軸１１の回転を伝達する第１摩擦面に相当する。第１内クラッチ板３４の表面は、プロペラ軸１４の回転を伝達する第２摩擦面に相当する。なお、フランジ部３５１が第１内クラッチ板３４を押圧していない状態では、潤滑油等の作用により、第１内クラッチ板３４と第１外クラッチ板３３とは互いに離れるように動作する。
【００３１】
後進クラッチ３２は、前進クラッチ３１と同様の構成を有する。後進クラッチ３２は、複数の第２クラッチ板３７，３８と、第２クラッチ板３７，３８を押圧する第２クラッチピストン３９と、を含む。複数の第２クラッチ板３７，３８は、第２外クラッチ板３７と第２内クラッチ板３８とを含む。なお、図３では、１つの第２外クラッチ板３７のみに符号３７を付して、他の第２外クラッチ３７の符号を省略している。また、１つの第２内クラッチ板３８のみに符号３８を付して、他の第２内クラッチ３８の符号を省略している。
【００３２】
第２外クラッチ板３７は、上述した第１外クラッチ板３３と同様の構成である。第２内クラッチ板３８は、上述した第１内クラッチ板３４と同様の構成である。また、第２クラッチピストン３９は、上述した第１クラッチピストン３５と同様の構成である。従って、後進クラッチ３２については詳細な説明を省略する。
【００３３】
接続切換機構２８は、ドッグクラッチ２６の接続と摩擦クラッチ３１，３２の接続とを切り換える。接続切換機構２８は、シフト軸４１を含む。シフト軸４１は、ロアーケーシング３ｂ内に収容されている。シフト軸４１は、プロペラ軸線方向に延びるように配置されている。詳細には、プロペラ軸１４は、プロペラ軸線方向に延びる孔１４２を含む。シフト軸４１は、プロペラ軸１４の孔１４２内に配置されている。図２に示すように、シフト軸４１の一端は、プロペラ軸１４の孔１４２からプロペラ軸線方向に突出している。シフト軸４１は、プロペラ軸線方向に移動可能に設けられている。接続切換機構２８は、シフト軸４１の位置に応じて、ドッグクラッチ２６と前進ギア２２との接続と、前進クラッチ３１の接続と、ドッグクラッチ２６と後進ギア２３との接続と、後進クラッチ３２の接続と、を切り換える。
【００３４】
図１に示すように、シフト機構１５は、アクチュエータ４２と、伝達軸４３と、リンク機構４４と、を含む。アクチュエータ４２は、伝達軸４３とリンク機構４４とを介して、シフト軸４１をプロペラ軸線方向に移動させる。アクチュエータ４２は、例えば、電動シリンダである。アクチュエータ４２は、ロアーケーシング３ｂに取り付けられている。アクチュエータ４２の出力軸は、伝達軸４３に接続されている。アクチュエータ４２は、伝達軸４３を伝達軸４３の軸線方向に移動させる。すなわち、アクチュエータ４２は、伝達軸４３を上下方向に移動させる。
【００３５】
伝達軸４３は、ロアーケーシング３ｂ内において上下方向に延びるように配置されている。伝達軸４３は、アクチュエータ４２の動作をシフト軸４１に伝達する。リンク機構４４は、伝達軸４３の上下方向の動きをシフト軸４１のプロペラ軸線方向の動きに変換して伝達する。
【００３６】
図４は、リンク機構４４の拡大図である。リンク機構４４は、側面視において屈曲した形状を有する。リンク機構４４は、回転支持部４４１を含む。回転支持部４４１はリンク機構４４の屈曲部に設けられている。回転支持部４４１は、ロアーケーシング３ｂに回転可能に支持されている。リンク機構４４は、回転支持部４４１を中心に回転可能に設けられている。リンク機構４４は、第１端部４４２と第２端部４４３とを含む。第１端部４４２は、伝達軸４３に回転可能に接続されている。第１端部４４２は第１ピン部材４４４を介して伝達軸４３に接続されている。第２端部４４３は、シフト軸４１に回転可能に接続されている。詳細には、第２端部４４３は、第２ピン部材４４５を介してシフト軸４１に接続されている。
【００３７】
詳細には、シフト軸４１の端部は、第１フランジ部４１１と第２フランジ部４１２と係止溝部４１３とを含む。第１フランジ部４１１と係止溝部４１３と第２フランジ部４１２とは、シフト軸４１の軸線方向に並んで配置されている。係止溝部４１３は、第１フランジ部４１１と第２フランジ部４１２との間に位置している。第２ピン部材４４５は、係止溝部４１３内に配置されている。
【００３８】
伝達軸４３が上方に移動すると、リンク機構４４が、回転支持部４４１を中心に、図４における時計回りに回転する。これにより、第１フランジ部４１１が第２ピン部材４４５によって押されて、シフト軸４１が図４における左方（以下、「前シフト方向」と呼ぶ）に移動する。逆に、伝達軸４３が下方に移動すると、リンク機構４４が、回転支持部４４１を中心に、図４における反時計回りに回転する。これにより、第２フランジ部４１２が第２ピン部材４４５によって押されて、シフト軸４１が図４における右方（以下、「後シフト方向」と呼ぶ）に移動する。
【００３９】
シフト軸４１は、アクチュエータ４２の動作をドッグクラッチ２６と前進クラッチ３１と後進クラッチ３２とに伝達する。図２に示すように、シフト軸４１は、ドッグクラッチ２６の軸部２６１に連結されている。シフト軸４１がプロペラ軸線方向に移動することで、ドッグクラッチ２６がプロペラ軸線方向に移動する。これにより、ドッグクラッチ２６の接続と切断とが切り換えられる。シフト軸４１がプロペラ軸線方向に移動することで、前進クラッチ３１の接続と切断とが切り換えられる。また、シフト軸４１がプロペラ軸線方向に移動することで、後進クラッチ３２の接続と切断とが切り換えられる。
【００４０】
詳細には、接続切換機構２８は、第１デテント機構４５と第２デテント機構４６とを含む。第１デテント機構４５と第２デテント機構４６とは、シフト軸４１に取り付けられている。第１デテント機構４５は、第１クラッチピストン３５内に配置されている。図３に示すように、第１デテント機構４５は、デテント本体部５１と、第１係止部材５２と、第１弾性部材５３と、第２係止部材５４と、第２弾性部材５５とを含む。
【００４１】
デテント本体部５１は管状の形状を有する。デテント本体部５１は、デテント本体部５１の軸線がシフト軸４１の軸線方向に直交するように配置されている。シフト軸４１は、シフト軸４１の軸線に直交する方向にシフト軸４１を貫通する孔４１４を含む。デテント本体部５１は、シフト軸４１の孔４１４に挿入されている。デテント本体部５１の両端は、それぞれシフト軸４１の外周面からシフト軸４１の径方向に突出している。デテント本体部５１は、第１収容部５１１と第２収容部５１２とを含む。第１収容部５１１は、デテント本体部５１の軸線方向に延びる孔である。第１収容部５１１は、デテント本体部５１の一端において開口している。第２収容部５１２は、デテント本体部５１の軸線方向に延びる孔である。第２収容部５１２は、デテント本体部５１の他端において開口している。
【００４２】
第１弾性部材５３は、第１収容部５１１内に配置されている。第１弾性部材５３は、第１クラッチピストン３５の内周面に向けて第１係止部材５２を押圧する。第２弾性部材５５は、第２収容部５１２内に配置されている。第２弾性部材５５は、第１クラッチピストン３５の内周面に向けて第２係止部材５４を押圧する。第１弾性部材５３と第２弾性部材５５とは、例えばコイルスプリングである。ただし、第１弾性部材５３と第２弾性部材５５とは、コイルスプリングに限らず、第１係止部材５２及び第２係止部材５４を押圧する弾性力を生じさせるものであればよい。
【００４３】
第１係止部材５２と第２係止部材５４とは球状の部材である。第１係止部材５２の一部は、第１収容部５１１内に配置されている。第１係止部材５２の一部は、デテント本体部５１から突出しており、第１クラッチピストン３５の内周面に接触している。第２係止部材５４の一部は、第２収容部５１２内に配置されている。第２係止部材５４の一部は、デテント本体部５１から突出しており、第１クラッチピストン３５の内周面に接触している。
【００４４】
第１クラッチピストン３５の内周面は、第１平坦面３５２と、第１段部３５３と、第２平坦面３５４と、を含む。第１平坦面３５２は、第２平坦面３５４よりも第１クラッチピストン３５の径方向における外方に位置している。第１段部３５３は、第１平坦面３５２と第２平坦面３５４との間に位置する。
【００４５】
第１クラッチピストン３５の内周面は、第３平坦面３５５と、第２段部３５６と、第４平坦面３５７と、を含む。第３平坦面３５５は、第４平坦面３５７よりも第１クラッチピストン３５の径方向における外方に位置している。第２段部３５６は、第３平坦面３５５と第４平坦面３５７との間に位置する。
【００４６】
第１デテント機構４５は、シフト軸４１が前シフト方向に移動するときに、第１係止部材５２を第１段部３５３に係止させ、第２係止部材５４を第２段部３５６に係止させる。これにより、第１デテント機構４５は、第１クラッチピストン３５を前シフト方向に移動させる。
【００４７】
第２デテント機構４６は、第２クラッチピストン３９内に配置されている。第２デテント機構４６は、デテント本体部６１と、第１係止部材６２と、第１弾性部材６３と、第２係止部材６４と、第２弾性部材６５とを含む。第２デテント機構４６のデテント本体部６１と第１係止部材６２と第１弾性部材６３と第２係止部材６４と第２弾性部材６５とは、それぞれ上述した第１デテント機構４５のデテント本体部５１と第１係止部材５２と第１弾性部材５３と第２係止部材５４と第２弾性部材５５と同様である。
【００４８】
第２クラッチピストン３９の内周面は、第１平坦面３９２と第１段部３９３と第２平坦面３９４とを含む。第２クラッチピストン３９の第１平坦面３９２と第１段部３９３と第２平坦面３９４とは、それぞれ第１クラッチピストン３５の第１平坦面３５２と第１段部３５３と第２平坦面３５４と同様である。また、第２クラッチピストン３９の内周面は、第３平坦面３９５と第２段部３９６と第４平坦面３９７とを含む。第２クラッチピストン３９の第３平坦面３９５と第２段部３９６と第４平坦面３９７とは、それぞれ第１クラッチピストン３５の第３平坦面３５５と第２段部３５６と第４平坦面３５７と同様である。
【００４９】
第２デテント機構４６は、シフト軸４１が後シフト方向に移動するときに、第１係止部材６２を第１段部３９３に係止させ、第２係止部材６４を第２段部３９６に係止させる。これにより、第２デテント機構４６は、第２クラッチピストン３９を後シフト方向に移動させる。
【００５０】
次に、シフト機構１５によるドッグクラッチ２６と摩擦クラッチ３１，３２の切換動作について説明する。上述した図２は、シフト軸４１が中立位置に位置している状態（以下、「中立状態」と呼ぶ）のシフト機構１５を示している。シフト軸４１は、中立位置から前シフト方向へ移動することで、中立位置から前進中間位置を通り前進接続位置に移動する。
【００５１】
図５は、シフト軸４１が前進中間位置に位置している状態（以下、「前進同期状態」と呼ぶ）のシフト機構１５を示している。図６は、前進同期状態のシフト機構１５の拡大図である。図７は、シフト軸４１が前進接続位置に位置している状態（以下、「前進接続状態」と呼ぶ）のシフト機構１５を示している。図８は、前進接続状態のシフト機構１５の拡大図である。図５に示す前進中間位置は、図２に示す中立位置と図７に示す前進接続位置との間の位置である。
【００５２】
図２に示すように、中立状態では、ドッグクラッチ２６の軸部２６１がドライブ軸１１の軸線の直下に位置している。ドッグクラッチ２６の前進爪部２６２は、前進ギア２２の爪部２２５から離れている。また、ドッグクラッチ２６の後進爪部２６３は、後進ギア２３の爪部２３５から離れている。従って、ドッグクラッチ２６は、前進ギア２２と後進ギア２３の両方から切断されている。
【００５３】
また、図３に示すように、中立状態では、第１デテント機構４５は第１クラッチピストン３５への係止を解除している。すなわち、第１係止部材５２は第１段部３５３を押圧しておらず、また、第２係止部材５４は第２段部３５６を押圧していない。このため、後進クラッチ３２の第２内クラッチ板３８と第２外クラッチ板３７とは互いに離れている。このため、前進クラッチ３１は切断状態となっている。なお、中立状態において、第１デテント機構４５の第１係止部材５２は第１段部３５３に接触していてもよい。また、中立状態において、第１デテント機構４５の第２係止部材５４は第２段部３５６に接触していてもよい。
【００５４】
第１デテント機構４５と同様に、中立状態では、第２デテント機構４６は第２クラッチピストン３９への係止を解除している。すなわち、第２デテント機構４６の第１係止部材６２は第１段部３９３を押圧していない。また、第２デテント機構４６の第２係止部材６４は第２段部３９６を押圧していない。このため、後進クラッチ３２は切断状態となっている。
【００５５】
なお、中立状態では、第１デテント機構４５の第１係止部材５２は第１平坦面３５２に接触しており、第２係止部材５４は第３平坦面３５５に接触している。また、中立状態では、第２デテント機構４６の第１係止部材６２は第１平坦面３９２に接触しており、第２係止部材６４は第３平坦面３９５に接触している。
【００５６】
以上のように、中立状態では、接続切換機構２８は、ドッグクラッチ２６と前進ギア２２とを切断状態とすると共に、前進クラッチ３１を切断状態とする。また、中立状態では、接続切換機構２８は、ドッグクラッチ２６と後進ギア２３とを切断状態とすると共に、後進クラッチ３２を切断状態とする。従って、中立状態では、ドライブ軸１１の回転は、プロペラ軸１４には伝達されない。
【００５７】
シフト軸４１が中立位置から前シフト方向に移動すると、第１デテント機構４５の第１係止部材５２が第１段部３５３を前シフト方向に押圧し、第２係止部材５４が第２段部３５６を前シフト方向に押圧する。これにより、第１クラッチピストン３５が前シフト方向に移動して、前進クラッチ３１の第１内クラッチ板３４と第１外クラッチ板３３とを押圧する。その結果、前進クラッチ３１の第１内クラッチ板３４と第１外クラッチ板３３との接触が開始されて、シフト機構１５は、図５に示す前進同期状態となる。
【００５８】
前進同期状態では、ドッグクラッチ２６の軸部２６１は、ドライブ軸１１の軸線の直下の位置から前シフト方向に移動している。ただし、ドッグクラッチ２６の前進爪部２６２は、前進ギア２２の爪部２２５から離れている。また、ドッグクラッチ２６の後進爪部２６３は、後進ギア２３の爪部２３５から離れている。従って、ドッグクラッチ２６は、前進ギア２２と後進ギア２３の両方から切断されている。
【００５９】
また、図６に示すように、前進同期状態では、第１デテント機構４５は第１クラッチピストン３５に係止している。すなわち、第１係止部材５２は第１段部３５３に接触しており、第２係止部材５４は第２段部３５６に接触している。前進クラッチ３１の第１内クラッチ板３４と第１外クラッチ板３３とを接触させるように、第１係止部材５２は第１段部３５３を押圧しており、第２係止部材５４は第２段部３５６を押圧している。このため、前進クラッチ３１は接続状態となっている。なお、シフト軸４１が前シフト方向に移動するほど、第１内クラッチ板３４と第１外クラッチ板３３との押圧力が強くなる。
【００６０】
また、前進同期状態では、第２デテント機構４６は第２クラッチピストン３９への係止を解除している。すなわち、第２デテント機構４６の第１係止部材６２は第１段部３９３から離れており、第２係止部材６４は、第２段部３９６から離れている。従って、第１係止部材６２は第１段部３９３を押圧しておらず、第２係止部材６４は第２段部３９６を押圧していない。このため、後進クラッチ３２は切断状態となっている。
【００６１】
以上のように、前進同期状態では、接続切換機構２８は、ドッグクラッチ２６と前進ギア２２とを切断状態とすると共に、前進クラッチ３１を接続状態とする。また、前進同期状態では、接続切換機構２８は、ドッグクラッチ２６と後進ギア２３とを切断状態とすると共に、後進クラッチ３２を切断状態とする。従って、前進同期状態では、ドライブ軸１１の回転は、前進クラッチ３１を介してプロペラ軸１４に伝達される。前進同期状態では、前進クラッチ３１の第１内クラッチ板３４と第１外クラッチ板３３とは、互いに滑りながらドライブ軸１１の回転をプロペラ軸１４に伝達する。これにより、ドッグクラッチ２６がプロペラ軸１４と共に回転することで、前進ギア２２とドッグクラッチ２６とが同期される。
【００６２】
シフト軸４１が、前進中間位置から更に前シフト方向に駆動され、第１デテント機構４５から第１クラッチピストン３５にかかる荷重が所定値以上となると、第１係止部材５２が、第１弾性部材５３の弾性力に抗して、シフト軸４１の径方向内方へ移動する。また、第２係止部材５４が、第２弾性部材５５の弾性力に抗して、シフト軸４１の径方向内方へ移動する。これにより、第１係止部材５２が、第１段部３５３を乗り越えて前シフト方向に移動する。また、第２係止部材５４が、第２段部３５６を乗り越えて前シフト方向に移動する。これにより、第１デテント機構４５の第１クラッチピストン３５への係止が解除される。その結果、シフト軸４１が、前進中間位置から前進接続位置へ移動し、シフト機構１５は、図７に示す前進接続状態となる。
【００６３】
前進接続状態では、ドッグクラッチ２６の軸部２６１は、ドライブ軸１１の軸線の直下の位置から更に前シフト方向に移動している。ドッグクラッチ２６の前進爪部２６２は、前進ギア２２の爪部２２５に噛み合っている。ドッグクラッチ２６の後進爪部２６３は、後進ギア２３の爪部２３５から離れている。従って、ドッグクラッチ２６は、前進ギア２２に接続されており、後進ギア２３から切断されている。
【００６４】
また、図８に示すように、前進接続状態では、第１デテント機構４５は第１クラッチピストン３５への係止を解除している。すなわち、第１係止部材５２は、第１段部３５３を乗り越えて、第２平坦部３５４に接触している。また、第２係止部材５４は、第２段部３５６を乗り越えて、第４平坦部３５７に接触している。このため、第１係止部材５２と第２係止部材５４は、第１クラッチピストン３５をプロペラ軸線方向に押圧しておらず、前進クラッチ３１の第１内クラッチ板３４と第１外クラッチ板３３とは互いに離れている。このため、前進クラッチ３１は切断状態となっている。
【００６５】
また、前進接続状態では、第２デテント機構４６は第２クラッチピストン３９への係止を解除している。すなわち、第２デテント機構４６の第１係止部材６２は第１段部３９３から離れており、第２係止部材６４は、第２段部３９６から離れている。従って、第１係止部材６２は第１段部３９３を押圧しておらず、第２係止部材６４は第２段部３９６を押圧していない。このため、後進クラッチ３２は切断状態となっている。
【００６６】
以上のように、前進接続状態では、接続切換機構２８は、ドッグクラッチ２６と前進ギア２２とを接続状態とすると共に、前進クラッチ３１を切断状態とする。また、前進接続状態では、接続切換機構２８は、ドッグクラッチ２６と後進ギア２３とを切断状態とすると共に、後進クラッチ３２を切断状態とする。従って、前進接続状態では、ドライブ軸１１の回転は、前進ギア２２とドッグクラッチ２６とを介してプロペラ軸１４に伝達される。
【００６７】
また、シフト軸４１は、中立位置から、前シフト方向と反対の後シフト方向に移動することで、中立位置から後進中間位置を通り後進接続位置まで移動する。後進中間位置は、中立位置と後進接続位置との間に位置する。図９は、シフト軸４１が後進中間位置に位置する状態（以下、「後進同期状態」と呼ぶ）のシフト機構１５を示す図である。図１０は、シフト軸４１が後進接続位置に位置する状態（以下、「後進接続状態」と呼ぶ）のシフト機構１５を示す図である。
【００６８】
図９に示すように、後進同期状態では、前進同期状態と同様に、ドッグクラッチ２６は、前進ギア２２と後進ギア２３の両方から切断されている。また、後進同期状態では、第２デテント機構４６は第２クラッチピストン３９に係止している。このため、後進クラッチ３２は接続状態となっている。また、後進同期状態では、第１デテント機構４５は第１クラッチピストン３５への係止を解除している。このため、前進クラッチ３１は切断状態となっている。
【００６９】
以上のように、後進同期状態では、接続切換機構２８は、ドッグクラッチ２６と後進ギア２３とを切断状態とすると共に、後進クラッチ３２を接続状態とする。また、後進同期状態では、接続切換機構２８は、ドッグクラッチ２６と前進ギア２２とを切断状態とすると共に、前進クラッチ３１を切断状態とする。従って、後進同期状態では、ドライブ軸１１の回転は、後進クラッチ３２を介してプロペラ軸１４に伝達される。これにより、ドッグクラッチ２６がプロペラ軸１４と共に回転することで、後進ギア２３とドッグクラッチ２６とが同期される。
【００７０】
シフト軸４１が、後進中間位置から更に後シフト方向に駆動されて、第２デテント機構４６から第２クラッチピストン３９にかかる荷重が所定値以上となると、第２デテント機構４６の第１係止部材６２が、第１弾性部材６３の弾性力に抗して、シフト軸４１の径方向内方へ移動する。また、第２係止部材６４が、第２弾性部材６５の弾性力に抗して、シフト軸４１の径方向内方へ移動する。これにより、第１係止部材６２が、第１段部３９３を乗り越えて後シフト方向に移動する。また、第２係止部材６４が、第２段部３９６を乗り越えて後シフト方向に移動する。その結果、シフト機構１５は、図１０に示す後進接続状態となる。
【００７１】
後進接続状態では、ドッグクラッチ２６の後進爪部２６３は、後進ギア２３の爪部２３５に噛み合っている。また、ドッグクラッチ２６の前進爪部２６２は、前進ギア２２の爪部２２５から離れている。従って、ドッグクラッチ２６は、後進ギア２３に接続されており、前進ギア２２から切断されている。
【００７２】
また、後進接続状態では、第２デテント機構４６は第２クラッチピストン３９への係止を解除している。このため、後進クラッチ３２は切断状態となっている。また、後進接続状態では、第１デテント機構４５は第１クラッチピストン３５への係止を解除している。このため、前進クラッチ３１は切断状態となっている。
【００７３】
以上のように、後進接続状態では、接続切換機構２８は、ドッグクラッチ２６と後進ギア２３とを接続状態とすると共に、後進クラッチ３２を切断状態とする。また、後進接続状態では、接続切換機構２８は、ドッグクラッチ２６と前進ギア２２とを切断状態とすると共に、前進クラッチ３１を切断状態とする。従って、後進接続状態では、ドライブ軸１１の回転は、後進ギア２３とドッグクラッチ２６とを介してプロペラ軸１４に伝達される。
【００７４】
次に、船外機１の制御系について説明する。図１１は、船外機１の制御系を示すブロック図である。船外機１は、シフト操作部材７１と、位置検出部７２と、制御部７３とを含む。シフト操作部材７１は、中立操作位置Ｎと、前進操作位置Ｆと、後進操作位置Ｒと、に操作可能に構成されている。シフト操作部材７１の操作位置を示す検出信号は制御部７３に入力される。
【００７５】
位置検出部７２は、シフト軸４１の位置を常時、検出する。シフト軸４１の位置を示す検出信号は制御部７３に入力される。例えば、位置検出部７２は、アクチュエータ４２内のモータ軸の回転角を検出することで、伝達軸４３の上下位置を検出する。制御部７３は、伝達軸４３の上下位置の値から、シフト軸４１の前後位置を決定する。
【００７６】
制御部７３は、ＣＰＵなどの演算装置と、ＲＡＭ及びＲＯＭなどの記憶装置とを含む。制御部７３は、シフト操作部材７１の操作位置とシフト軸４１の位置とに応じて、アクチュエータ４２を電子制御するようにプログラムされている。制御部７３は、指令信号をアクチュエータ４２に入力する。アクチュエータ４２の駆動力は、指令信号に応じて変更される。制御部７３は、ドッグクラッチ２６と前進ギア２２又は後進ギア２３とが噛み合うシフトイン段階の前に、同期制御を実行するようにプログラムされている。以下、ドッグクラッチ２６と前進ギア２２とが噛み合う前進シフトインでの同期制御について説明する。
【００７７】
前進シフトインでは、制御部７３は、アクチュエータ４２を制御して、シフト軸４１を中立位置から前進中間位置に移動させる。これにより、前進クラッチ３１の第１内クラッチ板３４と第１外クラッチ板３３とを接触させて、前進ギア２２の回転速度とドッグクラッチ２６の回転速度とを同期させる。図１２は、前進シフトインでの同期制御を示すタイミングチャートである。
【００７８】
図１２（Ａ）において破線は、前進ギア２２の回転速度の変化を示している。前進ギア２２の回転速度は、アイドリング回転速度ＲＩＤＬで一定であるものとする。図１２（Ａ）において実線はプロペラ１２の回転速度の変化を示している。図１２（Ｂ）は、シフト軸４１の位置の変化を示している。図１２（Ｃ）は、アクチュエータ４２への指令電圧値の変化を示している。
【００７９】
時点ｔ０では、シフト操作部材７１が中立操作位置Ｎに位置している。従って、図１２（Ｃ）に示すように、アクチュエータ４２への指令電圧値は０であり、アクチュエータ４２は駆動されていない。また、図１２（Ｂ）に示すように、シフト軸４１は中立位置Ｎに位置している。また、図１２（Ａ）に示すように、プロペラの回転速度は０である。
【００８０】
シフト操作部材７１が中立操作位置Ｎから前進操作位置Ｆに操作されると、制御部７３は、シフト軸４１が中立位置Ｎから第１目標位置Ｆ１を経て第２目標位置Ｆ２に移動するように、アクチュエータ４２を制御する。前進シフトインの同期制御では、第１目標位置Ｆ１は、上述した前進中間位置である。第２目標位置Ｆ２は、上述した前進接続位置である。制御部７３は、シフト軸４１が第１目標位置Ｆ１と第２目標位置Ｆ２とに移動するように、位置検出部７２からの検出信号に基づいてアクチュエータ４２をフィードバック制御により制御する。
【００８１】
詳細には、まず、時点ｔ０から時点ｔ１の間、制御部７３は、アクチュエータ４２に第３指令値Ｖ３の指令信号を入力する。これにより、シフト軸４１が、中立位置Ｎから第１目標位置Ｆ１に向かって移動する。第３指令値Ｖ３は、固定値である。本実施形態において、第３指令値Ｖ３は、アクチュエータ４２への最大電圧値である。ただし、第３指令値Ｖ３は最大電圧値より小さくてもよい。また、第３指令値Ｖ３は、固定値に限らず、可変であってもよい。
【００８２】
時点ｔ１において、前進クラッチ３１の接続が開始される。すなわち、時点ｔ１において、前進クラッチ３１の第１内クラッチ板３４と第１外クラッチ板３３との接触が開始される。なお、時点ｔ１の直前において、制御部７３は、アクチュエータ４２への指令値を減少させる。これにより、シフト軸４１が減速することで、第１目標位置Ｆ１を超えてしまうことが防止される。
【００８３】
制御部７３は、時点ｔ１から時点ｔ２の間、アクチュエータ４２に第１指令値Ｖ１の指令信号を入力することで、シフト軸４１を第１目標位置Ｆ１に位置させて同期制御を実行する。第１指令値Ｖ１は、第３指令値Ｖ３より小さい。第１指令値Ｖ１は、固定値である。ただし、第１指令値Ｖ１は、固定値に限らず、可変であってもよい。
【００８４】
同期制御において、制御部７３は、所定時間の間、アクチュエータ４２への指令値を第１指令値Ｖ１に保持する。これにより、前進クラッチ３１の第１内クラッチ板３４と第１外クラッチ板３３との接触状態が保持される。すなわち、所定時間の間、前進クラッチ３１の第１内クラッチ板３４と第１外クラッチ板３３との摩擦力が一定に保持される。
【００８５】
図１２（Ａ）に示すように、時点ｔ１からｔ２の間に、同期制御によってプロペラの回転速度が徐々に増大する。これにより、前進ギア２２の回転速度とプロペラ１２の回転速度との差が減少する。
【００８６】
なお、所定時間は、プロペラ１２の回転速度と前進ギア２２の回転速度との差が平衡状態となるまでの時間である。すなわち、所定時間は、プロペラ軸１４の回転速度とドライブ軸１１の回転速度との差が平衡状態となるまでの時間である。平衡状態とは、プロペラ１２への水からの抗力と前進クラッチ３１の摩擦力とのバランスによって、プロペラ軸１４の回転速度と前進ギア２２の回転速度との差が、ほとんど変化しなくなる状態を意味する。本実施形態では、所定時間は一定である。例えば、所定時間は、プロペラ軸１４の回転速度が、前進ギア２２の回転速度の７０％以上且つ８０％以下の所定の閾値となるまでの時間が予め設定されている。ただし、所定時間は一定に限らず、可変であってもよい。
【００８７】
次に、制御部７３は、時点ｔ２から時点ｔ３の間、アクチュエータ４２に第２指令値Ｖ２の指令信号を入力することで、シフト軸４１を第１目標位置Ｆ１から第２目標位置Ｆ２に向かって移動させる。第２指令値Ｖ２は、第１指令値Ｖ１より大きい。第２指令値Ｖ２は、固定値である。本実施形態において、第２指令値Ｖ２は、アクチュエータ４２への最大電圧値である。ただし、第２指令値Ｖ２は、最大電圧値より小さくてもよい。また、第２指令値Ｖ２は、固定値に限らず、可変であってもよい。
【００８８】
時点ｔ２と時点ｔ３との間において、シフト軸４１が第２目標位置Ｆ２に到達すると、前進ギア２２とドッグクラッチ２６とが噛み合う。このとき、同期制御によって前進ギア２２の回転速度とドッグクラッチ２６の回転速度との差が小さくなっているため、前進ギア２２とドッグクラッチ２６とは円滑に噛み合うことができる。
【００８９】
その後、時点ｔ３において、制御部７３は、アクチュエータ４２への指令値を０とする。これにより、シフト軸４１が停止して、前進シフトインが完了する。なお、時点ｔ３の直前において、制御部７３は、アクチュエータ４２への指令値を減少させる。これにより、シフト軸４１が減速することで、シフト軸４１を迅速に停止させることができる。
【００９０】
ドッグクラッチ２６と後進ギア２３とが噛み合う後進シフトインにおいても、上記の前進シフトインと同様の同期制御が行われる。後進シフトイン時には、第１目標位置Ｆ１は、上述した後進中間位置である。第２目標位置Ｆ２は、上述した後進接続位置である。制御部７３は、シフト軸４１が第１目標位置Ｆ１と第２目標位置Ｆ２とに移動するように、位置検出部７２からの検出信号に基づいてアクチュエータ４２をフィードバック制御により制御する。後進シフトイン時のアクチュエータ４２への指令値は、前進シフトイン時の指令値と正負が反転することを除いて、同様である。このため、後進シフトイン時の制御については詳細な説明を省略する。
【００９１】
なお、上述したシフト軸４１の中立位置と、前進中間位置と、後進中間位置とは、シフト機構１５の各部品の精度の影響を受ける。従って、各位置の値が、予め一律に設定されるよりも、船外機１の１台ずつに固有の値に設定されることが好ましい。以下、図１３に基づいてシフト軸４１の目標位置のキャリブレーション方法について説明する。
【００９２】
まず、ステップＳ１では、前進中間位置を決定する。ここでは、制御部７３は、アクチュエータ４２を制御して、前シフト方向にシフト軸４１を駆動する。このとき、アクチュエータ４２への指令値は、アクチュエータ４２の電圧と温度とが標準状態であるときに前進クラッチ３１において所定の目標押し付け力が得られるような値に、予め設定されている。例えば、アクチュエータ４２への指令値は、上述した第１指令値Ｖ１に設定される。そして、制御部７３は、シフト軸４１が停止した位置を前進中間位置として記憶装置に保存する。
【００９３】
次に、ステップＳ２では、後進中間位置を決定する。ここでは、制御部７３は、アクチュエータ４２を制御して、後シフト方向にシフト軸４１を駆動する。このとき、アクチュエータ４２への指令値は、アクチュエータ４２の電圧と温度とが標準状態であるときに後進クラッチ３２において所定の目標押し付け力が得られるような値に、予め設定されている。例えば、アクチュエータ４２への指令値は、上述した第１指令値Ｖ１の正負を反転させた値（−Ｖ１）に設定される。そして、制御部７３は、シフト軸４１が停止した位置を、後進中間位置として記憶装置に保存する。
【００９４】
次に、ステップＳ３では、中立位置を決定する。ここでは、制御部７３は、ステップＳ１で決定した前進中間位置と、ステップＳ２で決定した後進中間位置との平均値を中立位置として決定する。
【００９５】
以上説明した本実施形態に係る船外機１によれば、制御部７３がアクチュエータ４２を制御することによって、摩擦クラッチ３１，３２による精度の高い同期制御を実行することができる。これにより、簡易な操作でシフトショックを抑えることができる。
【００９６】
制御部７３は、前進シフトインの同期制御において、所定時間の間、第１外クラッチ板３３と第１内クラッチ板３４との接触状態を保持するように、アクチュエータ４２を制御する。また、第１外クラッチ板３３と第１内クラッチ板３４との摩擦力が一定となるように、アクチュエータ４２が制御される。これにより、前進ギア２２とドッグクラッチ２６とを安定的に同期させることができる。
【００９７】
制御部７３は、後進シフトインの同期制御において、所定時間の間、第２外クラッチ板３７と第２内クラッチ板３８との接触状態を保持するように、アクチュエータ４２を制御する。また、第２外クラッチ板３７と第２内クラッチ板３８との摩擦力が一定となるように、アクチュエータ４２が制御される。これにより、後進ギア２３とドッグクラッチ２６とを安定的に同期させることができる。
【００９８】
所定時間は、プロペラ軸１４の回転速度とドライブ軸１１の回転速度との差が平衡状態となるまでの時間である。このため、摩擦クラッチ３１，３２による伝達能力の概ね上限まで、プロペラ軸１４の回転速度を同期させることができる。これにより、プロペラ軸１４の回転速度とドライブ軸１１の回転速度との差を小さくして、シフトショックの発生を抑えることができる。
【００９９】
所定時間は、プロペラ軸１４の回転速度が、ドライブ軸１１の回転速度の７０％以上且つ８０％以下の所定の閾値となるまでの時間である。このため、プロペラ軸１４の同期回転速度がドライブ軸１１の２０〜３０％程度である場合と比べて、シフトショックの発生を抑えることができる。また、所定時間が、プロペラ軸１４の回転速度が、ドライブ軸１１の回転速度と同じになるまでの時間である場合と比べて、伝達能力の小さな摩擦クラッチ３１，３２を用いることができる。これにより、摩擦クラッチ３１，３２を小型化することができる。
【０１００】
制御部７３は、シフト軸４１が第１目標位置Ｆ１と第２目標位置Ｆ２とに移動するように、位置検出部７２からの検出信号に基づいてアクチュエータ４２をフィードバック制御により制御する。これにより、精度の高い同期制御を実行することができる。
【０１０１】
制御部７３は、同期制御においてアクチュエータ４２に第１指令値Ｖ１の指令信号を入力し、シフトイン段階においてアクチュエータ４２に第２指令値Ｖ２の指令信号を入力する。第１指令値Ｖ１は、第２指令値Ｖ２よりも小さい。従って、同期制御時には、シフトイン段階よりもアクチュエータ４２が小さな駆動力でシフト軸４１を駆動する。このため、シフトショックの発生を抑えることができる。また、逆に言えば、シフトイン段階の第２指令値Ｖ２は、同期制御時の第１指令値Ｖ１よりも大きい。このため、迅速にシフトインを完了させることができる。
【０１０２】
制御部７３は、アクチュエータ４２に第３指令値Ｖ３の指令信号を入力することで、シフト軸４１を中立位置Ｎから第１目標位置Ｆ１に向かって移動させる。第３指令値Ｖ３は、第１指令値Ｖ１よりも大きい。このため、シフト軸４１を中立位置Ｎから第１目標位置Ｆ１に迅速に移動させることができる。
【０１０３】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【０１０４】
後進クラッチ３２は省略されてもよい。すなわち、前進クラッチ３１による同期のみが行われてもよい。
【０１０５】
摩擦クラッチ３１，３２は、多板式のクラッチに限らず、単板式等の他の方式のクラッチであってもよい。
【０１０６】
接続切換機構２８の構成は、上記のようにシフト軸４１と第１デテント機構４５と第２デテント機構４６とを用いた構成に限られず、変更されてもよい。
【０１０７】
上記の実施形態では、制御部７３は、位置検出部７２からの検出信号に基づいてアクチュエータ４２をフィードバック制御している。しかし、アクチュエータ４２の制御は、位置制御に限らず、他の制御方式であってもよい。例えば、図１４は変形例に係る制御系を示すブロック図である。図１４に示すように、船外機１は、電流検出部７４を備える。電流検出部７４は、アクチュエータ４２の電流を常時、測定する。アクチュエータ４２の駆動力は、アクチュエータ４２の電流値に応じて変化する。制御部７３は、電流検出部７４からの検出信号に基づいてアクチュエータ４２をフィードバック制御する。変形例に係る制御系では、上述した指令値は、アクチュエータ４２への指令電流値となる。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明によれば、簡易な操作でシフトショックを抑えることができる船外機を提供することができる。
【符号の説明】
【０１０９】
５          エンジン
１１        ドライブ軸
２１        ドライブギア
１４        プロペラ軸
２２        前進ギア
２３        後進ギア
７１        シフト操作部材
２６        ドッグクラッチ0
３１，３２  摩擦クラッチ
４２        アクチュエータ
７３        制御部
４１        シフト軸
７２        位置検出部
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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