(57)【要約】  【課題】変速ユニットを小型化すると共に、構造を簡単にでき、且つ、大減速を可能とする船外機を提供する。  【解決手段】エンジンの動力をプロペラに伝達する動力伝達機構２５には、エンジンからの出力を変化させてプロペラに伝達させる変速用遊星歯車列３５を備え、変速用遊星歯車列３５は、変速用太陽歯車３５ａ、変速用ダブル遊星歯車３５ｂ、変速用内歯歯車３５ｃを備え、変速用太陽歯車３５ａが、エンジン側の入力側軸２９ａに第１クラッチ３５ｅを介して接続されると共に、変速用太陽歯車３５ａがハウジング３９に第２ワンウェイクラッチ３５ｄを介して接続され、変速用ダブル遊星歯車３５ｂが、エンジン側の入力側軸２９ａに第２クラッチ３５ｇを介して接続されると共に、変速用ダブル遊星歯車３５ｂがハウジング３９に第１ワンウェイクラッチ３５ｆを介して接続され、変速用内歯歯車３５ｃがプロペラ側の出力側軸２９ｂに接続された。【選択図】図６
2008223934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの動力をプロペラに伝達する動力伝達機構を有する船外機において、
前記動力伝達機構には、前記エンジンからの出力を変化させて前記プロペラに伝達させる変速用遊星歯車列を備え、
前記変速用遊星歯車列は、変速用太陽歯車、変速用ダブル遊星歯車、変速用内歯歯車を備え、前記変速用ダブル遊星歯車の一方の変速用遊星歯車が前記変速用太陽歯車に噛み合い、他方の変速用遊星歯車が前記変速用内歯歯車に噛み合い、
前記変速用太陽歯車が、前記エンジン側の入力側軸に第１クラッチを介して接続されると共に、該変速用太陽歯車が固定部に第２ワンウェイクラッチを介して接続され、
前記変速用ダブル遊星歯車が、前記エンジン側の入力側軸に第２クラッチを介して接続されると共に、該変速用ダブル遊星歯車が固定部に第１ワンウェイクラッチを介して接続され、
前記変速用内歯歯車が前記プロペラ側の出力側軸に接続され、
前記第１クラッチが接続され、前記第２クラッチが切断されることにより、前記変速用ダブル遊星歯車が前記第１ワンウェイクラッチにて回転が拘束され、前記変速用太陽歯車が自転すると共に、前記変速用内歯歯車が、前記変速用ダブル遊星歯車の自転する各変速用遊星歯車を介して前記変速用太陽歯車と同方向に回転して前記プロペラ側の出力側軸側に第１の出力として供給され、
前記第２クラッチが接続され、前記第１クラッチが切断されることにより、前記変速用太陽歯車が前記第２ワンウェイクラッチにて回転が拘束され、前記変速用ダブル遊星歯車が前記変速用太陽歯車の周囲を公転すると共に、前記変速用内歯歯車が前記変速用ダブル遊星歯車の公転方向と同方向に回転して前記プロペラ側の出力側軸側に第２の出力として供給され、
前記第１クラッチ及び前記第２クラッチが接続されることにより、前記変速用太陽歯車、前記変速用ダブル遊星歯車、前記変速用内歯歯車が一体となって回転して前記入力側軸からの速度が等速で前記プロペラ側の出力側軸側に第３の出力として供給されるように構成したことを特徴とする船外機。
【請求項２】
前記変速用遊星歯車列の下側に、シフト切替用遊星歯車列が設けられ、該シフト切替用遊星歯車列は、シフト用太陽歯車、シフト用ダブル遊星歯車、シフト用内歯歯車を備え、前記シフト用ダブル遊星歯車が、前記変速用内歯歯車に接続され、前記シフト用太陽歯車が前記プロペラ側の出力側軸に接続され、
前記シフト用内歯歯車が固定部に、後進・ニュートラル用クラッチを介して接続され、前記シフト用ダブル遊星歯車と前記シフト用内歯歯車とが前進用クラッチにより接続され、
前記前進用クラッチが接続され、前記後進・ニュートラル用クラッチが切断されることにより、前記シフト用太陽歯車、前記シフト用ダブル遊星歯車及び前記シフト用内歯歯車が一体となって回転し、前記変速用遊星歯車列の前記変速用遊星歯車と、前記シフト用遊星歯車列の前記シフト用太陽歯車とが、同方向に同じ速度で回転して前進状態となり、
前記前進クラッチ及び前記後進・ニュートラル用クラッチが切断されることにより、前記シフト用太陽歯車、前記シフト用ダブル遊星歯車及び前記シフト用内歯歯車がそれぞれ自由に回転し、前記変速用遊星歯車列の前記変速用内歯歯車から入力され、前記シフト用遊星歯車列の前記シフト用太陽歯車からの出力が零となって中立状態となり、
前記前進クラッチが切断され、前記後進クラッチが接続されることにより、前記シフト用内歯歯車が固定状態となり、前記シフト用ダブル遊星歯車及び前記シフト用太陽歯車が回転し、前記変速用遊星歯車列の前記変速用内歯歯車と、前記シフト用遊星歯車列の前記シフト用太陽歯車とが、逆方向に回転して後進状態となるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の船外機。
【請求項３】
前記出力側軸の周囲に筒状のウオータポンプ用動力軸が回転自在に配設され、該ウオータポンプ用動力軸が前記シフト用ダブル遊星歯車に接続され、該ウオータポンプ用動力軸にウオータポンプが駆動連結されたことを特徴とする請求項２に記載の船外機。
【請求項４】
前記各クラッチは、多板クラッチであることを特徴とする請求項１又は２に記載の船外機。
【請求項５】
エンジンの動力を第１プロペラと第２プロペラに伝達する動力伝達機構と、前記第１プロペラと前記第２プロペラを互いに逆方向に回転するプロペラ２重反転機構とを有し、
前記動力伝達機構に、入力側と出力側の変速比を変化させる前記変速用遊星歯車列を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の船外機。
【請求項６】
前記プロペラ２重反転機構は、前記第１プロペラと前記第２プロペラをそれぞれ駆動するための２つの被駆動ギヤと、この２つの被駆動ギヤを同時に駆動するピニオンギヤとを有し、
前記動力伝達機構の出力側軸を前記ピニオンギヤに結合したことを特徴とする請求項５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、エンジンの動力をプロペラに伝達する動力伝達機構を有する船外機、特に、その動力伝達機構には、エンジンからの出力を変化させてプロペラに伝達させる変速構造を備えた船外機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来からこの種のものとしては、例えば特許文献１に記載されたようなものがある。この特許文献１には、エンジンの出力軸に第１のドライブシャフトが連結され、この第１のドライブシャフトに変速ユニットを介して第２のドライブシャフトが同軸上に配設され、この第２のドライブシャフトに伝達された回転力をプロペラシャフトに伝達する減速逆転機構が配設された船外機が開示されている。
【０００３】
その変速ユニットは、第１乃至第２の遊星歯車列により構成すると共に、これら第１及び第２の遊星歯車列が、太陽歯車と複数の遊星歯車とこれらの各遊星歯車が噛合する内歯歯車とにより構成されている。
【０００４】
その第１及び第２の遊星歯車列の各太陽歯車の回転中心軸を回転支軸にて連結し、両者を一体化すると共に、この回転支軸に外部からの操作が可能なブレーキ機構が併設され、その第１のドライブシャフトは、その回転力を前記第１の遊星歯車列の内歯歯車に伝達すると共に、これによって回転する当該第１の遊星歯車列の遊星歯車用アームの回転を第２のドライブシャフトに伝達する構成とし、第１の遊星歯車列の遊星歯車用アームと第２の遊星歯車列の内歯歯車とを一体化すると共に、第２の遊星歯車列の遊星歯車用アームの所定方向への回転を許容するワンウェイクラッチを装備する。
【０００５】
これにより、ブレーキ機構が作動した場合に、第２のドライブシャフトに伝達される回転力の減速比が当該ブレーキ機構の作動前に比較して小さくなるように構成した旨開示されている。
【０００６】
一方、船舶に搭載される船外機には、例えば特許文献２、特許文献３に開示されるように、前後に対向して配設された第１プロペラと第２プロペラとを備え、プロペラ２重反転機構により第１プロペラと第２プロペラとを互いに逆方向に回転するものがある。
【０００７】
特許文献２および特許文献３では水中に排気するが、加速時には特許文献２ではプロペラ筒内から排気し、特許文献３ではプロペラ筒外から排気するようになっている。
【特許文献１】特許第２６８６５１７号公報
【特許文献２】特開平７−１４４６９５号公報
【特許文献３】特開平９−２６３２９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このような従来のものにあっては、変速ユニットが上下２段の第１及び第２の遊星歯車列を有しているため、構造が複雑であると共に、配設スペースの大型化を招く、という問題がある。
【０００９】
また、一般的に比較的直径が大きく、ピッチの深いプロペラをゆっくり駆動させることがプロペラ効率上は好ましく最高速向上や航走燃費向上に繋がるが、ピッチを深くすることは加速時にはより大きなプロペラ駆動トルクが必要になり、ターボチャージャー等のような低速トルク向上策では、ピッチを深くするプロペラ高ピッチ化による航走性能向上の改善効果はあまり期待できない。
【００１０】
この発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、変速ユニットを小型化すると共に、構造を簡単にでき、且つ、大減速を可能とする船外機を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
かかる課題を達成するために、請求項１に記載の発明は、エンジンの動力をプロペラに伝達する動力伝達機構を有する船外機において、前記動力伝達機構には、前記エンジンからの出力を変化させて前記プロペラに伝達させる変速用遊星歯車列を備え、前記変速用遊星歯車列は、変速用太陽歯車、変速用ダブル遊星歯車、変速用内歯歯車を備え、前記変速用ダブル遊星歯車の一方の変速用遊星歯車が前記変速用太陽歯車に噛み合い、他方の変速用遊星歯車が前記変速用内歯歯車に噛み合い、前記変速用太陽歯車が、前記エンジン側の入力側軸に第１クラッチを介して接続されると共に、該変速用太陽歯車が固定部に第２ワンウェイクラッチを介して接続され、前記変速用ダブル遊星歯車が、前記エンジン側の入力側軸に第２クラッチを介して接続されると共に、該変速用ダブル遊星歯車が固定部に第１ワンウェイクラッチを介して接続され、前記変速用内歯歯車が前記プロペラ側の出力側軸に接続され、前記第１クラッチが接続され、前記第２クラッチが切断されることにより、前記変速用ダブル遊星歯車が前記第１ワンウェイクラッチにて回転が拘束され、前記変速用太陽歯車が自転すると共に、前記変速用内歯歯車が、前記変速用ダブル遊星歯車の自転する各変速用遊星歯車を介して前記変速用太陽歯車と同方向に回転して前記プロペラ側の出力側軸側に第１の出力として供給され、前記第２クラッチが接続され、前記第１クラッチが切断されることにより、前記変速用太陽歯車が前記第２ワンウェイクラッチにて回転が拘束され、前記変速用ダブル遊星歯車が前記変速用太陽歯車の周囲を公転すると共に、前記変速用内歯歯車が前記変速用ダブル遊星歯車の公転方向と同方向に回転して前記プロペラ側の出力側軸側に第２の出力として供給され、
【００１２】
前記第１クラッチ及び前記第２クラッチが接続されることにより、前記変速用太陽歯車、前記変速用ダブル遊星歯車、前記変速用内歯歯車が一体となって回転して前記入力側軸からの速度が等速で前記プロペラ側の出力側軸側に第３の出力として供給されるように構成した船外機としたことを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記変速用遊星歯車列の下側に、シフト切替用遊星歯車列が設けられ、該シフト切替用遊星歯車列は、シフト用太陽歯車、シフト用ダブル遊星歯車、シフト用内歯歯車を備え、前記シフト用ダブル遊星歯車が、前記変速用内歯歯車に接続され、前記シフト用太陽歯車が前記プロペラ側の出力側軸に接続され、前記シフト用内歯歯車が固定部に、後進・ニュートラル用クラッチを介して接続され、前記シフト用ダブル遊星歯車と前記シフト用内歯歯車とが前進用クラッチにより接続され、前記前進用クラッチが接続され、前記後進・ニュートラル用クラッチが切断されることにより、前記シフト用太陽歯車、前記シフト用ダブル遊星歯車及び前記シフト用内歯歯車が一体となって回転し、前記変速用遊星歯車列の前記変速用遊星歯車と、前記シフト用遊星歯車列の前記シフト用太陽歯車とが、同方向に同じ速度で回転して前進状態となり、前記前進クラッチ及び前記後進・ニュートラル用クラッチが切断されることにより、前記シフト用太陽歯車、前記シフト用ダブル遊星歯車及び前記シフト用内歯歯車がそれぞれ自由に回転し、前記変速用遊星歯車列の前記変速用内歯歯車から入力され、前記シフト用遊星歯車列の前記シフト用太陽歯車からの出力が零となって中立状態となり、前記前進クラッチが切断され、前記後進クラッチが接続されることにより、前記シフト用内歯歯車が固定状態となり、前記シフト用ダブル遊星歯車及び前記シフト用太陽歯車が回転し、前記変速用遊星歯車列の前記変速用内歯歯車と、前記シフト用遊星歯車列の前記シフト用太陽歯車とが、逆方向に回転して後進状態となるように構成されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の構成に加え、前記出力側軸の周囲に筒状のウオータポンプ用動力軸が回転自在に配設され、該ウオータポンプ用動力軸が前記シフト用ダブル遊星歯車に接続され、該ウオータポンプ用動力軸にウオータポンプが駆動連結されたことを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記各クラッチは、多板クラッチであることを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、エンジンの動力を第１プロペラと第２プロペラに伝達する動力伝達機構と、前記第１プロペラと前記第２プロペラを互いに逆方向に回転するプロペラ２重反転機構とを有し、前記動力伝達機構に、入力側と出力側の変速比を変化させる前記変速用遊星歯車列を備えることを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の構成に加え、前記プロペラ２重反転機構は、前記第１プロペラと前記第２プロペラをそれぞれ駆動するための２つの被駆動ギヤと、この２つの被駆動ギヤを同時に駆動するピニオンギヤとを有し、前記動力伝達機構の出力側軸を前記ピニオンギヤに結合したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
前記構成により、この発明は、以下のような効果を有する。
【００１９】
請求項１に記載の発明によれば、エンジンの動力をプロペラに伝達する動力伝達機構には、エンジンからの出力を変化させてプロペラに伝達させる変速用遊星歯車列を備え、前記変速用遊星歯車列は、変速用太陽歯車、変速用ダブル遊星歯車、変速用内歯歯車を備え、前記変速用ダブル遊星歯車の一方の変速用遊星歯車が前記変速用太陽歯車に噛み合い、他方の変速用遊星歯車が前記変速用内歯歯車に噛み合い、前記変速用太陽歯車が、前記エンジン側の入力側軸に第１クラッチを介して接続されると共に、該変速用太陽歯車が固定部に第２ワンウェイクラッチを介して接続され、前記変速用ダブル遊星歯車が、前記エンジン側の入力側軸に第２クラッチを介して接続されると共に、該変速用ダブル遊星歯車が固定部に第１ワンウェイクラッチを介して接続され、前記変速用内歯歯車が前記プロペラ側の出力側軸に接続され、プロペラ側の出力側軸側に第１の出力、第２の出力、第３の出力として供給されるように構成したため、変速部分を小型化できると共に、構造を簡単にでき、且つ、大減速を可能にできる。
【００２０】
また、変速用太陽歯車、変速用ダブル遊星歯車、変速用内歯歯車を備える変速用遊星歯車列にて変速操作を行うことができるようにしているため、変速中に動力を遮断したり歯車の噛み合いを変えないで変速でき、プロペラ駆動に対して動力が途切れることがないために、走行抵抗が陸上輸送車両に対して非常に大きい船舶の場合、加速途中でも容易に変速操作が可能となり、最適な変速タイミングを実現できる。
【００２１】
請求項２に記載の発明によれば、変速用遊星歯車列の下側に設けられ、シフト用太陽歯車、シフト用ダブル遊星歯車、シフト用内歯歯車を備えた一列のシフト用遊星歯車列を有し、シフト切替が行えるようになっているため、変速機構とシフト機をよりコンパクトに纏めることができる。
【００２２】
請求項３に記載の発明によれば、出力側軸の周囲に筒状のウオータポンプ用動力軸が回転自在に配設され、このウオータポンプ用動力軸がシフト用ダブル遊星歯車に接続され、このウオータポンプ用動力軸にウオータポンプが駆動連結されているため、このウオータポンプ用動力軸は常に同方向に回転することから、ウオータポンプの機能を確保することができる。逆回転する場合には、通常、ポンプの機能を果たさない。
【００２３】
請求項４に記載の発明によれば、各クラッチを多板クラッチとすることにより、構成を簡単にできる。
【００２４】
請求項５に記載の発明によれば、動力伝達機構に、エンジン回転速度に応じて入力側と出力側の変速比を変化させる変速用遊星歯車列を備え、特に低速時に大減速比を選択することで、十分な駆動トルク特性を得ることができ、そのプロペラ性能を最大限発揮させることで、発進加速性能及び逆制動停止性能を飛躍的に向上させることが可能となる。
【００２５】
また、一方で、プロペラ高効率を狙ってプロペラピッチを深くする手段をとっても、低速側では駆動トルクを大きく取れるため、加速性の低下を防止でき、合わせて高ピッチプロペラの効果で航走燃費や最高速の向上も同時に図ることができる。
【００２６】
請求項６に記載の発明によれば、変速用遊星歯車列の出力側をピニオンギヤに結合したことで、ピニオンギヤと被駆動ギヤとの間で変速する必要がなくなり、ギヤ設計の自由度が向上してコンパクトな設計が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、この発明の船外機の実施の形態について説明するが、この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明はこれに限定されるものではない。
【００２８】
図１乃至図１２には、この発明の実施の形態を示す。
【００２９】
まず、構成を説明すると、図１に示すように、船舶１１の船体１２には船尾板１２ａにクランプブラケット１３が固定され、このクランプブラケット１３にはスイベルブラケット１４が上下方向に回動可能に取り付けられている。このスイベルブラケット１４には船外機１５が左右方向へ回動可能に取り付けられ、この船外機１５にはプロペラ１６が備えられている。
【００３０】
この船外機１５は、アッパカウル１８、ボトムカウル１９及びケーシング２０を有している。このアッパカウル１８及びボトムカウル１９内にはエンジン２１が配置されている。ケーシング２０はアッパケース２２及びロアケース２３から構成され、アッパケース２２の上部はエプロン２４で覆われている。
【００３１】
ケーシング２０を構成するアッパケース２２及びロアケース２３の内部には、エンジン２１の動力をプロペラ１６へ伝達する動力伝達機構２５が備えられている。
【００３２】
その動力伝達機構２５は、図２に示すように、ドライブ軸２９を有し、このドライブ軸２９はアッパケース２２及びロアケース２３の内部に上下方向に配置されている。このドライブ軸２９には、途中に変速・シフト切替ユニット３０が備えられ、この変速・シフト切替ユニット３０は、エンジン回転速度やエンジン運転条件に応じて入力側と出力側の変速比を変化させると共に、前進，中立及び後進のシフト切替が行われるように構成されている。
【００３３】
そのドライブ軸２９の入力側軸２９ａ，出力側軸２９ｂがクランク軸３２と同一軸上に設けられている。その入力側軸２９ａにエンジン２１の動力がクランク軸３２を介して伝達されるようになっていると共に、変速・シフト切替ユニット３０からの出力が出力側軸２９ｂを介してプロペラ１６に伝達されるように構成されている。
【００３４】
この変速・シフト切替ユニット３０は、変速を行う変速用遊星歯車列３５と、この変速用遊星歯車列３５の下側に設けられ、シフト切替を行うシフト切替用遊星歯車列３６とが設けられており、このシフト切替用遊星歯車列３６が設けられたことにより、従来から設けられているシフトロッド，シフトカム，偏心ピン，ドッグクラッチ及び一方の被駆動ギヤが廃止されている。
【００３５】
その変速・シフト切替ユニット３０の変速用遊星歯車列３５は、図３乃至図６に示すように、ハウジング３９内に、変速用太陽歯車３５ａ、変速用ダブル遊星歯車３５ｂ、変速用内歯歯車３５ｃ等を備えている。
【００３６】
その変速用ダブル遊星歯車３５ｂは、図４に示すように、互いに噛み合う複数対の第１，第２変速用遊星歯車３５ｂ１，３５ｂ２がキャリア３５ｎで連結され、その第１変速用遊星歯車３５ｂ１は変速用太陽歯車３５ａに噛み合い、又、第２変速用遊星歯車３５ｂ２は変速用内歯歯車３５ｃに噛み合っている。
【００３７】
その変速用太陽歯車３５ａは、「固定部」であるハウジング３９に第２ワンウェイクラッチ３５ｄを介して接続され、一方向への回動が許容され、他方向への回動が規制されるようになっている。また、この変速用太陽歯車３５ａは、第１クラッチ３５ｅを介して、入力側軸２９ａに接続されている。
【００３８】
さらに、変速用ダブル遊星歯車３５ｂが「固定部」であるハウジング３９に第１ワンウェイクラッチ３５ｆを介して接続され、一方向への回動が許容され、他方向への回動が規制されるようになっている。また、この変速用ダブル遊星歯車３５ｂは、第２クラッチ３５ｇを介して入力側軸２９ａに接続されている。
【００３９】
それら第２クラッチ３５ｇ及び第１クラッチ３５ｅは、図３に示すように、それぞれ「多板クラッチ」であり、接続又は切断されるように構成されている。
【００４０】
これら第２クラッチ３５ｇ及び第１クラッチ３５ｅは、それぞれピストン３５ｈ１，３５ｈ２が油圧によりスプリング３５ｉ１，３５ｉ２の付勢力に抗して押し下げられることにより、クラッチ板３５ｊ１，３５ｊ２同士が互いに圧接されて接続されるようになっている。
【００４１】
それらのピストン３５ｈ１，３５ｈ２には、入力側軸２９ａに設けられた図示省略のオイルポンプの駆動により、制御弁を介して油圧が作用するように構成されている。この制御弁は、図示してないＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）により所定時に開閉するように制御され、変速用遊星歯車列３５及び各クラッチ３５ｇ等により、１速、２速及び３速の変速制御が行われるようになっている。なお、具体的な変速制御の説明は後述する。
【００４２】
一方、そのシフト切替用遊星歯車列３６は、図３乃至図６等に示すように、シフト切替用太陽歯車３６ａ、シフト切替用ダブル遊星歯車３６ｂ及びシフト切替用内歯歯車３６ｃを有し、シフト切替用ダブル遊星歯車３６ｂは第１シフト切替用遊星歯車３６ｂ１及び第２シフト切替用遊星歯車３６ｂ２を有し、これら第１シフト切替用遊星歯車３６ｂ１及び第２シフト切替用遊星歯車３６ｂ２同士は互いに噛み合うと共に、その第１シフト切替用遊星歯車３６ｂ１はシフト切替用太陽歯車３６ａに、又、第２シフト切替用遊星歯車３６ｂ２はシフト切替用内歯歯車３６ｃにそれぞれ噛み合うようになっている。
【００４３】
そして、このシフト切替用遊星歯車列３６は、図３乃至図６に示すように、シフト切替用ダブル遊星歯車３６ｂが前記変速用内歯歯車３５ｃに接続されている。また、このシフト切替用ダブル遊星歯車３６ｂがシフト切替用内歯歯車３６ｃに前進用クラッチ３６ｄを介して接続され、このシフト切替用内歯歯車３６ｃが後進・ニュートラル用クラッチ３６ｅを介して接続されている。
【００４４】
その両クラッチ３６ｄ，３６ｅには、図３に示すように、それぞれピストン３６ｆ１，３６ｆ２が配設され、これら各ピストン３６ｆ１，３６ｆ２に、図示省略のオイルポンプから制御弁を介して油圧が作用するように構成されている。この制御弁は図示省略のＥＣＵに接続されて制御されるようになっている。また、そのピストン３６ｆ１はスプリング３６ｊにより付勢されて配設されている。
【００４５】
さらに、ピストン３６ｆ２に油圧が作用して、後進・ニュートラル用クラッチ３６ｅのクラッチ板３６ｇ２同士が圧接されることにより、シフト切替用内歯歯車３６ｃがハウジング３９に固定されるようになっていると共に、ピストン３６ｆ１に油圧が作用して、前進用クラッチ３６ｄのクラッチ板３６ｇ１同士が圧接されることにより、シフト切替用内歯歯車３６ｃとシフト切替用ダブル遊星歯車３６ｂとが固定されるようになっている。油圧が作用しないときには、各クラッチ３６ｄ，３６ｅのクラッチ板３６ｇ１，３６ｇ２同士が圧接されることなく、シフト切替用内歯歯車３６ｃ等、それぞれが自由に回動するように構成されている。
【００４６】
さらにまた、シフト切替用太陽歯車３６ａには、下方に延びる出力側軸２９ｂが設けられ、この出力側軸２９ｂの周囲に、筒状のウオータポンプ用動力軸３６ｈが設けられ、このウオータポンプ用動力軸３６ｈがシフト切替用遊星歯車３６ｂに接続されている。
【００４７】
そして、このウオータポンプ用動力軸３６ｈの下端部に、ウオータポンプ３６ｉが接続され、エンジン１２に冷却水を供給するようにしている。このウオータポンプ３６ｉは、ウオータポンプ用動力軸３６ｈの同軸上に配設する場合や、ウオータポンプ用動力軸３６ｈにギヤ等を介して連結される場合がある。
【００４８】
また、その出力側軸２９ｂの下端部には、図２に示すように、ピニオンギヤ４１が出力側軸２９ｂに一体回転可能に設けられ、このピニオンギヤ４１がプロペラ１６を駆動するための被駆動ギヤ４２に噛み合っている。これらピニオンギヤ４１，被駆動ギヤ４２には、それぞれベベルギヤが用いられ、互いに噛み合っている。これにより、ピニオンギヤ４１、被駆動ギヤ４２、プロペラ軸４３及びプロペラ１６の順で、動力が伝達されるようになっている。
【００４９】
次に、船外機１５の変速及びシフト動作について説明する。
【００５０】
エンジン２１が駆動されると、このエンジン２１の動力はクランク軸３２からドライブ軸２９の入力側軸２９ａに伝達され、変速・シフト切替ユニット３０で変速又はシフト切替えされて出力側軸２９が任意の方向に、任意の速度で回転駆動され、この出力側軸２９の回転はピニオンギヤ４１を介して被駆動ギヤ４２に伝達されて回転駆動されることにより、プロペラ１６がプロペラ軸４３を介して任意の方向に、任意の速度で回転駆動される。
【００５１】
ここで、まず、変速動作について説明する。
［１速の場合］
【００５２】
制御弁がＥＣＵにて制御されて、図７に示すように、その第１クラッチ３５ｅが接続されると、入力側軸２９ａからの駆動力が変速用太陽歯車３５ａに伝達され、この変速用太陽歯車３５ａは図７（ａ）中矢印ｆ方向に回転する一方、変速用ダブル遊星歯車３５ｂは、第１ワンウェイクラッチ３５ｆにより、破線の矢印ｇ方向には、回転が規制されているため、各第１，第２変速用遊星歯車３５ｂ１，３５ｂ２がそれぞれ矢印ｈ，ｉ方向に回転し、変速用内歯歯車３５ｃがｊ方向に回転する。
【００５３】
この変速用内歯歯車３５ｃの回転が、シフト切替用遊星歯車列３６に伝達される。
［２速の場合］
【００５４】
制御弁がＥＣＵにて制御されて、図８に示すように、その第２クラッチ３５ｇが接続されると、入力側軸２９ａからの駆動力が変速用ダブル遊星歯車３５ｂに伝達され、この変速用ダブル遊星歯車３５ｂは図８（ａ）中矢印ａ方向に回転する一方、変速用太陽歯車３５ａが破線の矢印ｂ方向には、第２ワンウェイクラッチ３５ｄにより、回転が規制されているため、変速用太陽歯車３５ａは回転せず、各第１，第２変速用遊星歯車３５ｂ１，３５ｂ２がそれぞれ矢印ｃ，ｄ方向に自転しながら矢印ａ方向に移動し、これにより、入力側軸２９ａの回転より減速させられて、変速用内歯歯車３５ｃが矢印ｅ方向に回転する。
【００５５】
この変速用内歯歯車３５ｃの回転が、シフト切替用遊星歯車列３６に伝達される。
［３速の場合］
【００５６】
制御弁がＥＣＵにて制御されて、図９に示すように、第２クラッチ３５ｇ及び第１クラッチ３５ｅがそれぞれ接続されると、変速用遊星歯車列３５は、全体が一体となって矢印ｋ方向に回転し、その変速用内歯歯車３５ｃの回転が、シフト切替用遊星歯車列３６に伝達される。
【００５７】
かかる場合には、λ（変速用太陽歯車３５ａ／変速用内歯歯車３５ｃの歯数比）＝０．４２の時、１速のＧＲ（減速比）＝２．３８、２速のＧＲ（減速比）＝１．７２、３速のＧＲ＝１となり、大きな減速比が得られる。
【００５８】
なお、ここでは、図７に示すように、第１クラッチ３５ｅ及び第１ワンウェイクラッチ３５ｆを接続して１速用としている場合の減速比の方が、図８に示すように、第２クラッチ３５ｇ及び第２ワンウェイクラッチ３５ｄを接続して２速用としている場合の減速比より大きいが、これに限らず、各歯車の歯数比等を変えることにより減速比を、後者の方を大きくすることもできる。
【００５９】
次いで、シフト動作について説明する。
［前進時］
【００６０】
シフト切替用遊星歯車列３６は、前進時には、制御弁がＥＣＵにて制御されて、図１０に示すように、後進・ニュートラル用クラッチ３６ｅが切断状態で、前進用クラッチ３６ｄが接続状態とされると、シフト切替用内歯歯車３６ｃ、シフト切替用ダブル遊星歯車３６ｂ及びシフト切替用太陽歯車３６ａが一体となって図１０（ａ）中矢印ｍ方向に回転して、変速用遊星歯車列３５側と同回転で回転して前進する。
［中立時］
【００６１】
中立時には、制御弁がＥＣＵにて制御されて、図１１に示すように、前進用クラッチ３６ｄ及び後進・ニュートラル用クラッチ３６ｅがそれぞれ切断状態とされると、シフト切替用内歯歯車３６ｃ、第１，第２シフト切替用遊星歯車３６ｂ１，３６ｂ２及びシフト切替用太陽歯車３６ａがそれぞれ自由に回転するため、変速用遊星歯車列３５側からシフト切替用ダブル遊星歯車３６ｂ側に回転力が入力したとしても、出力側軸２９ｂへは出力は伝達されず、中立状態となる。
［後進時］
【００６２】
後進時には、制御弁がＥＣＵにて制御されて、図１２に示すように、後進・ニュートラル用クラッチ３６ｅが接続状態で、前進用クラッチ３６ｄが切断状態となると、シフト切替用内歯歯車３６ｃがハウジング３９に固定され、変速用遊星歯車列３５側からシフト切替用ダブル遊星歯車３６ｂ側に回転力が入力した場合には、このシフト切替用ダブル遊星歯車３６ｂの第１，第２シフト切替用遊星歯車３６ｂ１，３６ｂ２は互いに、シフト切替用内歯歯車３６ｃ内を図１２（ａ）中矢印ｏ方向に移動しながら、互いに逆方向（矢印ｐ、ｑ方向）に回転し、シフト切替用太陽歯車３６ａの回転方向（図中矢印ｒ方向）は、シフト切替用ダブル遊星歯車３６ｂの回転方向（図中矢印ｏ方向）に対して逆方向に回転して後進する。
【００６３】
また、ウオータポンプ用動力軸３６ｈは、シフト切替用ダブル遊星歯車３６ｂに取り付けられ、常に同方向に回転するため、このウオータポンプ用動力軸３６ｈに設けられたウオータポンプ３６ｉは常に同方向に回転することから、ウオータポンプ３６ｉの機能を常時確保することができる。ちなみに、かかるウオータポンプ３６ｉは、一方向に回転している場合は、ポンプとしての機能を発揮するが、逆方向に回転するとポンプとしての機能を発揮しなくなるものである。
【００６４】
このようなものにあっては、変速用ダブル遊星歯車３５ｂを有する変速用遊星歯車列３５に各種クラッチ３５ｄ…を組み合わせることにより、一段の変速用遊星歯車列３５にて１速、２速、３速の３段変速ができるため、小型で、且つ、大減速の変速を行うことができ、容量の大きなプロペラ１６を効率よく回転することにより、加速及び燃費を向上させることができる。
【００６５】
また、変速用太陽歯車３５ａ、変速用ダブル遊星歯車３５ｂ、変速用内歯歯車３５ｃを有する一列の変速用遊星歯車列３５とすることで、変速中に動力を遮断したり歯車の噛み合いを変えないで変速でき、プロペラ駆動に対して動力が途切れることがないために、走行抵抗が陸上輸送車両に対して非常に大きい船舶の場合、加速途中でも容易に変速操作が可能となり、最適な変速タイミングを実現できる。
【００６６】
さらに、特に低速時に高変速比を選択することで、十分な駆動トルク特性を得ることができ、そのプロペラ性能を最大限発揮させることで、発進加速性能及び逆制動停止性能を飛躍的に向上させることが可能となる。
【００６７】
さらにまた、一方で、プロペラ高効率を狙ってプロペラピッチを深くする手段をとっても、低速側では駆動トルクを大きく取れるため、加速性の低下を防止でき、合わせて高ピッチプロペラの効果で航走燃費や最高速の向上も同時に図ることができる。
【００６８】
また、上側に変速用遊星歯車列３５を、下側にシフト切替用遊星歯車列３６が配設されているため、よりコンパクトに配設することができ、ドッグクラッチ及びこのドッグクラッチを駆動させる機構等が必要ないと共に、一対ではなく一つの被駆動ギヤ４２を配設すれば良く、構造を極めて簡単にできる。
【００６９】
なお、ここでは、変速用遊星歯車列３５の下側に、シフト切替用遊星歯車列３６を配置しているが、これに限らず、シフト切替用遊星歯車列３６を用いず、シフト切替は従来のドッグクラッチを用いたものを使用することもできる。
［発明の実施の形態２］
【００７０】
図１３には、この発明の実施の形態２を示す。この図は、船外機１５の下部側の構造を示すものであり、この上側の構造は、実施の形態１と同様で、変速用遊星歯車列３５及びシフト切替用遊星歯車列３６を有している。
【００７１】
この実施の形態２は、実施の形態１と比較すると、一対の互いに反対方向に回動するプロペラ１６，１７が設けられている点で、実施の形態１と異なっている。
【００７２】
この実施の形態２は、前方の被駆動ギヤ４７が第１プロペラ軸４８に、一体となって回転するように接続され、この第１プロペラ軸４８が第２プロペラ４６まで延長されて、この第２プロペラ４６が第１プロペラ軸４８に接続されている。また、後方の被駆動ギヤ５０が第２プロペラ軸４９に、一体となって回転するように接続され、この第２プロペラ軸４９が第１プロペラ４５まで延長されて、この第１プロペラ４５が第２プロペラ軸４９に接続されている。
【００７３】
それら両被駆動ギヤ４７，５０に、出力側軸２９ｂの下端部に取り付けられたピニオンギヤ４１が同時に噛合し、このピニオンギヤ４１が所定方向に回転することにより、両被駆動ギヤ４７，５０が互いに逆方向に回転し、第１，第２プロペラ４５，４６が互いに逆方向に回転するようになっている。
【００７４】
かかる構造のものにおいては、変速用遊星歯車列３５を制御することにより、各プロペラ４５，４６は互いに異なった方向に、異なった３段階の速度で回転させることができると共に、シフト切替用遊星歯車列３６を制御することにより、各第１，第２プロペラ４５，４６を前進状態、中立状態、後進状態にシフト切替えさせることができる。
【００７５】
このようなものにあっては、ピニオンギヤ４１と両被駆動ギヤ４７，５０とは常時噛み合っているため、変速中に動力を遮断したり歯車の噛み合いを変えないで変速でき、プロペラ駆動に対して動力が途切れることがないために、走行抵抗が陸上輸送車両に対して非常に大きい船舶の場合、加速途中でも容易に変速操作が可能となり、最適な変速タイミングを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】この発明の実施の形態１にかかる船舶に備えた船外機の側面図である。
【図２】同実施の形態１にかかる船外機の断面図である。
【図３】同実施の形態１にかかる動力伝達機構を示す断面図である。
【図４】同実施の形態１にかかる動力伝達機構の変速用遊星歯車列の概略平面図である。
【図５】同実施の形態１にかかるワンウェイクラッチを示す概略図である。
【図６】同実施の形態１にかかる動力伝達機構を示す概略図である。
【図７】同実施の形態１にかかる動力伝達機構の変速用遊星歯車列の１速の場合を示す説明図である。
【図８】同実施の形態１にかかる動力伝達機構の変速用遊星歯車列の２速の場合を示す説明図である。
【図９】同実施の形態１にかかる動力伝達機構の変速用遊星歯車列の３速の場合を示す説明図である。
【図１０】同実施の形態１にかかる動力伝達機構のシフト切替用遊星歯車列の前進状態を示す説明図である。
【図１１】同実施の形態１にかかる動力伝達機構のシフト切替用遊星歯車列の中立状態を示す説明図である。
【図１２】同実施の形態１にかかる動力伝達機構のシフト切替用遊星歯車列の後進状態を示す説明図である。
【図１３】この発明の実施の形態２にかかる船外機の下部側を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７７】
15  船外機
16  プロペラ
25  動力伝達機構
29  ドライブ軸
29a 入力側軸
29b 出力側軸
30  変速・シフト切替ユニット
32  クランク軸
35  変速用遊星歯車列
35a 変速用太陽歯車
35b 変速用ダブル遊星歯車
35b1  第１変速用遊星歯車
35b2  第２変速用遊星歯車
35c 変速用内歯歯車
35d 第２ワンウェイクラッチ
35e 第１クラッチ
35f 第１ワンウェイクラッチ
35g 第２クラッチ
36  シフト切替用遊星歯車列
36a シフト切替用太陽歯車
36b シフト切替用ダブル遊星歯車
36b1  第１シフト切替用遊星歯車
36b2  第２シフト切替用遊星歯車
36c シフト切替用内歯歯車
36d 前進用クラッチ
36e 後進・ニュートラル用クラッチ
36h ウオータポンプ用動力軸
36i ウオータポンプ
39  ハウジング（固定部）
【図１】
2008223934.tif 000003
【図２】
2008223934.tif 000004
【図３】
2008223934.tif 000005
【図４】
2008223934.tif 000006
【図５】
2008223934.tif 000007
【図６】
2008223934.tif 000008
【図７】
2008223934.tif 000009
【図８】
2008223934.tif 000010
【図９】
2008223934.tif 000011
【図１０】
2008223934.tif 000012
【図１１】
2008223934.tif 000013
【図１２】
2008223934.tif 000014
【図１３】
2008223934.tif 000015