(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
プロペラよりも前方に位置する電動モータと、
前後方向に延びる回転軸線まわりに前記プロペラと共に回転するプロペラシャフトと、
前記エンジンから前記プロペラシャフトに延びる第１伝達経路を形成しており、前記第１伝達経路上で前記エンジンの動力を前記プロペラシャフトに伝達する第１伝達部材と、
前記第１伝達経路を経ずに前記電動モータから前記プロペラシャフトに延びる第２伝達経路を形成しており、前記第２伝達経路上で前記電動モータの動力を前記プロペラシャフトに伝達する第２伝達部材と、
船舶推進機の外の水を前記船舶推進機の内部に送るウォーターポンプとを含み、
前記電動モータの少なくとも一部は、前記ウォーターポンプよりも下方に位置している、船舶推進機。
【請求項２】
前記船舶推進機は、前記プロペラシャフトを収容するロワーケースをさらに含み、
前記電動モータの少なくとも一部は、前記ロワーケース内に位置している、請求項１に記載の船舶推進機。
【請求項３】
前記船舶推進機は、前記プロペラシャフトを収容するロワーケースをさらに含み、
前記第１伝達部材は、前記ロワーケースに挿入されたドライブシャフトを含み、
前記電動モータは、前記ドライブシャフトよりも前方に位置している、請求項１または２に記載の船舶推進機。
【請求項４】
前記第１伝達部材は、前記プロペラシャフトに伝達される回転の方向をシフトアクチュエータから伝達される動力に応じて切り替える前後進切替機構を含み、
前記電動モータは、前記シフトアクチュエータよりも後方に位置している、請求項１〜３のいずれか一項に記載の船舶推進機。
【請求項５】
エンジンと、
プロペラよりも前方に位置する電動モータと、
前後方向に延びる回転軸線まわりに前記プロペラと共に回転するプロペラシャフトと、
前記エンジンから前記プロペラシャフトに延びる第１伝達経路を形成しており、前記第１伝達経路上で前記エンジンの動力を前記プロペラシャフトに伝達する第１伝達部材と、
前記第１伝達経路を経ずに前記電動モータから前記プロペラシャフトに延びる第２伝達経路を形成しており、前記第２伝達経路上で前記電動モータの動力を前記プロペラシャフトに伝達する第２伝達部材とを含み、
前記電動モータは、上下方向に延びる出力シャフトを含む、船舶推進機。
【請求項６】
前記電動モータは、前後方向に延びる出力シャフトを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の船舶推進機。
【請求項７】
前記出力シャフトは、前記プロペラシャフトと同軸である、請求項６に記載の船舶推進機。
【請求項８】
前記第１伝達部材は、前記第１伝達経路が切断される切断状態と、前記第１伝達経路の切断が解除される接続状態と、の間で切り替わる第１クラッチを含み、
前記第２伝達部材は、前記第２伝達経路が切断される切断状態と、前記第２伝達経路の切断が解除される接続状態と、の間で切り替わる第２クラッチを含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の船舶推進機。
【請求項９】
エンジンと、
プロペラよりも前方に位置する電動モータと、
前後方向に延びる回転軸線まわりに前記プロペラと共に回転するプロペラシャフトと、
第１伝達経路が切断される切断状態と、前記第１伝達経路の切断が解除される接続状態と、の間で切り替わる第１クラッチを含み、前記エンジンから前記プロペラシャフトに延びる前記第１伝達経路を形成しており、前記第１伝達経路上で前記エンジンの動力を前記プロペラシャフトに伝達する第１伝達部材と、
第２伝達経路が切断される切断状態と、前記第２伝達経路の切断が解除される接続状態と、の間で切り替わる第２クラッチを含み、前記第１伝達経路を経ずに前記電動モータから前記プロペラシャフトに延びる前記第２伝達経路を形成しており、前記第２伝達経路上で前記電動モータの動力を前記プロペラシャフトに伝達する第２伝達部材と、
前記第１クラッチおよび第２クラッチを連動させる連動装置とを含む、船舶推進機。
【請求項１０】
前記連動装置は、前記第１クラッチを前記接続状態から前記切断状態に切り替えながら、前記第２クラッチを前記切断状態から前記接続状態に切り替え、前記第２クラッチを前記接続状態から前記切断状態に切り替えながら、前記第１クラッチを前記切断状態から前記接続状態に切り替える、請求項９に記載の船舶推進機。
【請求項１１】
前記第１クラッチは、前記第１伝達経路が切断される切断位置と前記第１伝達経路の切断が解除される接続位置との間で移動可能な第１移動部材を含み、
前記第２クラッチは、前記第２伝達経路が切断される切断位置と前記第２伝達経路の切断が解除される接続位置との間で移動可能な第２移動部材を含み、
前記連動装置は、前記第１移動部材および第２移動部材と共に移動するシフトスライダーと、前記シフトスライダーを移動させる動力を発生するシフトアクチュエータとを含む、請求項９または１０に記載の船舶推進機。
【請求項１２】
エンジンと、
プロペラよりも前方に位置する電動モータと、
前後方向に延びる回転軸線まわりに前記プロペラと共に回転するプロペラシャフトと、
前記エンジンの回転に応じて回転する第１駆動ギヤと、前記第１駆動ギヤによって回転駆動される第１従動ギヤと、前記第１従動ギヤと共に回転する接続位置と前記第１従動ギヤから離れた切断位置との間で移動可能であり、前記プロペラシャフトと共に前記回転軸線まわりに回転する第１ドッグクラッチとを含み、前記エンジンから前記プロペラシャフトに延びる第１伝達経路を形成しており、前記第１伝達経路上で前記エンジンの動力を前記プロペラシャフトに伝達する第１伝達部材と、
前記第１伝達経路を経ずに前記電動モータから前記プロペラシャフトに延びる第２伝達経路を形成しており、前記第２伝達経路上で前記電動モータの動力を前記プロペラシャフトに伝達する第２伝達部材と、
前記接続位置と前記切断位置との間で前記第１ドッグクラッチを移動させるシフトアクチュエータと、
前記第１従動ギヤの回転速度と前記第１ドッグクラッチの回転速度との差が下限値を超え上限値以下であるときに前記シフトアクチュエータに前記接続位置と前記切断位置との間で前記第１ドッグクラッチを移動させる制御装置とを含む、船舶推進機。
【請求項１３】
前記第１伝達部材は、前記エンジンの回転に応じて回転する第１駆動ギヤと、前記第１駆動ギヤによって回転駆動される第１従動ギヤと、前記第１従動ギヤと共に回転する接続位置と前記第１従動ギヤから離れた切断位置との間で移動可能であり、前記プロペラシャフトと共に前記回転軸線まわりに回転する第１ドッグクラッチとを含み、
前記第２伝達部材は、前記プロペラシャフトと共に前記回転軸線まわりに回転し、前記プロペラシャフトに対して前記第１ドッグクラッチと共に前後方向に移動するシフトスライダーを含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の船舶推進機。
【請求項１４】
前記第２伝達部材は、前記電動モータの動力を増幅しながら前記プロペラシャフトの方へ伝達する減速機構を含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の船舶推進機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶推進機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、内燃機関（以下「エンジン」という。）と電動モータとを備えるハイブリッド式の船外機が開示されている。特許文献２にも、ハイブリッド式の船外機が開示されている。
特許文献１の船外機は、自動遠心クラッチおよびディファレンシャルギアを含む駆動力調整ユニットを備えている。エンジンの回転は、駆動力調整ユニットに伝達され、その後、ドライブシャフトおよびプロペラシャフトを介してプロペラに伝達される。同様に、電動モータの回転は、駆動力調整ユニットに伝達され、その後、ドライブシャフトおよびプロペラシャフトを介してプロペラに伝達される。船舶を低速で前進させるときは、電動モータだけでプロペラが駆動される。所定値以上の速度で船舶を前進させるときは、自動遠心クラッチを閉じるために、エンジンの回転速度を増加させる。これにより、エンジンおよび電動モータの両方でプロペラが駆動される。
【０００３】
特許文献２の船外機は、直列的に配置されたエンジンおよび電動モータの間に介在する多板クラッチを備えている。エンジンの回転は、多板クラッチおよび電動モータを介してドライブシャフトに伝達され、その後、プロペラシャフトを介してプロペラに伝達される。電動モータの回転は、エンジンおよび多板クラッチを介さずに、ドライブシャフトおよびプロペラシャフトを介してプロペラに伝達される。船舶を低速で前進させるときは、多板クラッチが開かれ、電動モータだけでプロペラが駆動される。所定値以上の速度で船舶を前進させるときは、多板クラッチが閉じられ、エンジンだけまたはエンジンおよび電動モータの両方でプロペラが駆動される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−００８３２９号公報
【特許文献２】特開２００８−１３７６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１および特許文献２のいずれにおいても、電動モータの動力は、エンジンの動力をプロペラシャフトに伝達するエンジン用の伝達経路を経てプロペラシャフトに伝達される。そのため、駆動力調整ユニットや多板クラッチなどの追加の部品をエンジン用の伝達経路に配置する必要がある。したがって、エンジンだけを備える既存の船舶推進機（ハイブリッド式でない船舶推進機）に設けられた伝達部材を大幅に変更しなければならず、ドライブシャフトを含む多くの専用部品をハイブリッド式の船外機用に作成しなければならない。
【０００６】
そこで、本発明の目的の一つは、エンジンだけを備える既存の船舶推進機の大部分を流用できる船舶推進機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１実施形態は、エンジンと、プロペラよりも前方に位置する電動モータと、前後方向に延びる回転軸線まわりに前記プロペラと共に回転するプロペラシャフトと、前記エンジンから前記プロペラシャフトに延びる第１伝達経路を形成しており、前記第１伝達経路上で前記エンジンの動力を前記プロペラシャフトに伝達する第１伝達部材と、前記第１伝達経路を経ずに前記電動モータから前記プロペラシャフトに延びる第２伝達経路を形成しており、前記第２伝達経路上で前記電動モータの動力を前記プロペラシャフトに伝達する第２伝達部材と、船舶推進機の外の水を前記船舶推進機の内部に送るウォーターポンプとを含み、前記電動モータの少なくとも一部は、前記ウォーターポンプよりも下方に位置している、船舶推進機を提供する。
【０００８】
この構成によれば、エンジンの動力が、第１伝達経路を形成する第１伝達部材によってプロペラシャフトに伝達される。電動モータの動力は、第２伝達経路を形成する第２伝達部材によってプロペラシャフトに伝達される。第１伝達経路は、エンジンからプロペラシャフトに延びる経路であり、第２伝達経路は、第１伝達経路を経ずに電動モータからプロペラシャフトに延びる経路である。つまり、第１伝達経路および第２伝達経路は、互いに独立した並列の経路である。したがって、エンジンだけを備える既存の船舶推進機に設けられた第１伝達部材を流用できる。さらに、第２伝達部材はエンジンの動力を伝達しないので、電動モータの動力が効率的に伝達されるように第２伝達部材を最適化できる。
さらに、この構成によれば、電動モータの全部または一部が、船舶推進機の外の水を船舶推進機の内部に送るウォーターポンプよりも下方に位置している。電動モータからプロペラシャフトに延びる第２伝達部材も、ウォーターポンプよりも下方に位置している。したがって、ウォーターポンプよりも上方の構造の少なくとも一部を既存の船舶推進機と共通化できる。これにより、ハイブリッド式の船舶推進機の開発に要する費用を低減できる。
【０００９】
第１〜４実施形態において、以下の特徴の少なくとも一つが加えられてもよい。
前記船舶推進機は、前記プロペラシャフトを収容するロワーケースをさらに含み、前記電動モータの少なくとも一部は、前記ロワーケース内に位置している。
この構成によれば、電動モータの全部または一部が、プロペラシャフトを収容するロワーケース内に位置している。電動モータからプロペラシャフトに延びる第２伝達部材も、ロワーケース内に位置している。したがって、ロワーケースとこれに保持された部材とを含むロワーユニットを変更するだけで、既存の船舶推進機をハイブリッド式の船舶推進機に変更できる。言い換えると、ロワーケースよりも上方の構造の少なくとも一部を既存の船舶推進機と共通化できる。さらに、水中に配置されるロワーケースに電動モータが収容されるので、ロワーケースを介して電動モータを効果的に冷却できる。
【００１１】
前記船舶推進機は、前記プロペラシャフトを収容するロワーケースをさらに含み、前記第１伝達部材は、前記ロワーケースに挿入されたドライブシャフトを含み、前記電動モータは、前記ドライブシャフトよりも前方に位置している。
一般的な船外機では、エンジンによって回転駆動されるドライブシャフトが、エンジンの排気ガスを排出する排気通路の前方に配置される。この構成によれば、電動モータがドライブシャフトよりも前方に位置している。したがって、電動モータは、排気通路よりも前方に位置している。そのため、排気通路に影響を与えることなく、電動モータを設けることができる。
【００１２】
前記第１伝達部材は、前記プロペラシャフトに伝達される回転の方向をシフトアクチュエータから伝達される動力に応じて切り替える前後進切替機構を含み、前記電動モータは、前記シフトアクチュエータよりも後方に位置している。
この構成によれば、シフトアクチュエータの動力が前後進切替機構に伝達され、エンジンからプロペラシャフトに伝達される回転の方向が切り替えられる。電動モータは、シフトアクチュエータよりも後方に位置している。したがって、電動モータがシフトアクチュエータよりも前方に位置している場合と比較して、電動モータがプロペラシャフトに近づき、第２伝達経路が短縮される。これにより、第２伝達経路での動力の損失を低減でき、動力の伝達効率を高めることができる。
【００１３】
本発明の第２実施形態は、エンジンと、プロペラよりも前方に位置する電動モータと、前後方向に延びる回転軸線まわりに前記プロペラと共に回転するプロペラシャフトと、前記エンジンから前記プロペラシャフトに延びる第１伝達経路を形成しており、前記第１伝達経路上で前記エンジンの動力を前記プロペラシャフトに伝達する第１伝達部材と、前記第１伝達経路を経ずに前記電動モータから前記プロペラシャフトに延びる第２伝達経路を形成しており、前記第２伝達経路上で前記電動モータの動力を前記プロペラシャフトに伝達する第２伝達部材とを含む、船舶推進機を提供する。前記電動モータは、上下方向に延びる出力シャフトを含む。
第２実施形態以外の実施形態において、前記電動モータは、前後方向に延びる出力シャフトを含んでいてもよい。この場合、前記出力シャフトは、前記プロペラシャフトと同軸であってもよい。
電動モータは、通常、径方向よりも軸方向に長い。電動モータの出力シャフトは、電動モータの軸方向に延びている。電動モータの出力シャフトが上下方向に延びており、電動モータの軸方向が上下方向と平行である場合、電動モータの出力シャフトが前後方向に延びている場合と比較して、船舶推進機を前後方向に小型化できる。その一方で、電動モータの出力シャフトが前後方向に延びており、電動モータの軸方向が前後方向と平行である場合、電動モータの出力シャフトが上下方向に延びている場合と比較して、船舶推進機を上下方向に小型化できる。
【００１４】
前記第１伝達部材は、前記第１伝達経路が切断される切断状態と、前記第１伝達経路の切断が解除される接続状態と、の間で切り替わる第１クラッチを含み、前記第２伝達部材は、前記第２伝達経路が切断される切断状態と、前記第２伝達経路の切断が解除される接続状態と、の間で切り替わる第２クラッチを含む。
第２クラッチは、ドッグクラッチなどの確動クラッチ（positive clutch）であってもよいし、摩擦クラッチであってもよいし、これら以外の形式のクラッチであってもよい。例えば、第２クラッチは、正転方向および逆転方向のトルクをプロペラシャフトの方に伝達し、プロペラシャフトから電動モータへのトルクの伝達を遮断する逆入力遮断クラッチ（reverse input shutoff clutch)であってもよい。
【００１５】
この構成によれば、第１伝達経路を接続および切断する第１クラッチが第１伝達経路に配置されており、第２伝達経路を接続および切断する第２クラッチが第２伝達経路に配置されている。エンジンでプロペラシャフトを回転させるときに第２クラッチを切断状態にすれば、電動モータの抵抗がプロペラシャフトに伝達されることを防止できる。さらに、第２クラッチを切断状態にすれば、エンジンでプロペラシャフトを高速回転させたとしても、大きな誘導起電力が電動モータに発生することを防止できる。加えて、エンジンでプロペラシャフトを回転させているときに第２クラッチの接続および切断を切り替えれば、大きな誘導起電力が発生することを防止しながら、電動モータを発電機として機能させることができる。
【００１６】
本発明の第３実施形態は、エンジンと、プロペラよりも前方に位置する電動モータと、前後方向に延びる回転軸線まわりに前記プロペラと共に回転するプロペラシャフトと、第１伝達経路が切断される切断状態と、前記第１伝達経路の切断が解除される接続状態と、の間で切り替わる第１クラッチを含み、前記エンジンから前記プロペラシャフトに延びる前記第１伝達経路を形成しており、前記第１伝達経路上で前記エンジンの動力を前記プロペラシャフトに伝達する第１伝達部材と、第２伝達経路が切断される切断状態と、前記第２伝達経路の切断が解除される接続状態と、の間で切り替わる第２クラッチを含み、前記第１伝達経路を経ずに前記電動モータから前記プロペラシャフトに延びる前記第２伝達経路を形成しており、前記第２伝達経路上で前記電動モータの動力を前記プロペラシャフトに伝達する第２伝達部材と、前記第１クラッチおよび第２クラッチを連動させる連動装置とを含む、船舶推進機を提供する。
連動装置は、第１クラッチおよび第２クラッチを互いに接続する接続部材と、接続部材を移動させることにより第１クラッチおよび第２クラッチを切り替えるアクチュエータとを含んでいてもよい。もしくは、連動装置は、第１クラッチを切り替える第１アクチュエータと、第１クラッチとは独立して第２クラッチを切り替える第２アクチュエータとを含んでいてもよい。
【００１７】
前記連動装置は、前記第１クラッチを前記接続状態から前記切断状態に切り替えながら、前記第２クラッチを前記切断状態から前記接続状態に切り替え、前記第２クラッチを前記接続状態から前記切断状態に切り替えながら、前記第１クラッチを前記切断状態から前記接続状態に切り替える。
この構成によれば、第１クラッチが切断状態に切り替わると、第２クラッチが接続状態に切り替わる。これとは反対に、第２クラッチが切断状態に切り替わると、第１クラッチが接続状態に切り替わる。したがって、エンジンがプロペラシャフトを回転させているときに、電動モータの抵抗がプロペラシャフトに伝達されることを防止できる。もしくは、電動モータがプロペラシャフトを回転させているときに、エンジンの抵抗がプロペラシャフトに伝達されることを防止できる。これにより、エンジンおよび電動モータの動力を効率的に利用することができる。
【００１８】
前記第１クラッチは、前記第１伝達経路が切断される切断位置と前記第１伝達経路の切断が解除される接続位置との間で移動可能な第１移動部材を含み、前記第２クラッチは、前記第２伝達経路が切断される切断位置と前記第２伝達経路の切断が解除される接続位置との間で移動可能な第２移動部材を含み、前記連動装置は、前記第１移動部材および第２移動部材と共に移動するシフトスライダーと、前記シフトスライダーを移動させる動力を発生するシフトアクチュエータとを含む。
【００１９】
この構成によれば、シフトアクチュエータがシフトスライダーを移動させると、第１移動部材が切断位置と接続位置との間で移動し、第２移動部材が切断位置と接続位置との間で移動する。これにより、第１クラッチおよび第２クラッチが連動する。また、１つのシフトアクチュエータで第１移動部材および第２移動部材の両方を移動させるので、第１移動部材および第２移動部材ごとにアクチュエータが設けられている場合と比較して、船舶推進機を小型化できる。
【００２０】
本発明の第４実施形態は、エンジンと、プロペラよりも前方に位置する電動モータと、前後方向に延びる回転軸線まわりに前記プロペラと共に回転するプロペラシャフトと、前記エンジンの回転に応じて回転する第１駆動ギヤと、前記第１駆動ギヤによって回転駆動される第１従動ギヤと、前記第１従動ギヤと共に回転する接続位置と前記第１従動ギヤから離れた切断位置との間で移動可能であり、前記プロペラシャフトと共に前記回転軸線まわりに回転する第１ドッグクラッチとを含み、前記エンジンから前記プロペラシャフトに延びる第１伝達経路を形成しており、前記第１伝達経路上で前記エンジンの動力を前記プロペラシャフトに伝達する第１伝達部材と、前記第１伝達経路を経ずに前記電動モータから前記プロペラシャフトに延びる第２伝達経路を形成しており、前記第２伝達経路上で前記電動モータの動力を前記プロペラシャフトに伝達する第２伝達部材と、前記接続位置と前記切断位置との間で前記第１ドッグクラッチを移動させるシフトアクチュエータと、前記第１従動ギヤの回転速度と前記第１ドッグクラッチの回転速度との差が下限値を超え上限値以下であるときに前記シフトアクチュエータに前記接続位置と前記切断位置との間で前記第１ドッグクラッチを移動させる制御装置とを含む、船舶推進機を提供する。
【００２１】
この構成によれば、制御装置は、第１ドッグクラッチが第１従動ギヤに噛み合う前に、第１従動ギヤの回転速度と第１ドッグクラッチの回転速度とが概ね等しく、かつ、互いに異なるように、エンジンおよび電動モータの回転速度を制御する。第１従動ギヤの回転速度と第１ドッグクラッチの回転速度とを互いに異ならせる理由は、速度差が０であると、第１ドッグクラッチが第１従動ギヤに噛み合い難くなり得るからである。したがって、第１従動ギヤおよび第１ドッグクラッチの回転速度を前記のように制御することにより、騒音の発生を防止しながら、第１ドッグクラッチを第１従動ギヤに確実に噛み合わせることができる。
【００２２】
前記第１伝達部材は、前記エンジンの回転に応じて回転する第１駆動ギヤと、前記第１駆動ギヤによって回転駆動される第１従動ギヤと、前記第１従動ギヤと共に回転する接続位置と前記第１従動ギヤから離れた切断位置との間で移動可能であり、前記プロペラシャフトと共に前記回転軸線まわりに回転する第１ドッグクラッチとを含み、前記第２伝達部材は、前記プロペラシャフトと共に前記回転軸線まわりに回転し、前記プロペラシャフトに対して前記第１ドッグクラッチと共に前後方向に移動するシフトスライダーを含む。
【００２３】
この構成によれば、第１ドッグクラッチと共に前後方向に移動するシフトスライダーに電動モータの回転が伝達される。これにより、プロペラシャフトと共にシフトスライダーが回転し、電動モータの回転がプロペラに伝達される。このように、既存の船舶推進機に備えられるシフトスライダーが第２伝達部材の一部を兼ねているので、船舶推進機の部品点数を減らすことができ、船舶推進機を小型化することができる。
【００２４】
前記第２伝達部材は、前記電動モータの動力を増幅しながら前記プロペラシャフトの方へ伝達する減速機構を含む。
この構成によれば、電動モータの回転が減速機構に伝達される。減速機構は、電動モータの回転を減速しながらプロペラシャフトの方に伝達する。この間に、電動モータの動力（トルク）が増幅される。したがって、電動モータからプロペラシャフトに伝達されるトルクの最大値を高めることができる。もしくは、電動モータからプロペラシャフトに伝達されるトルクの最大値を維持しながら、電動モータを小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る船舶推進機を示す模式的な左側面図である。
【図２】船舶推進機の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】船外機のロワーユニットの鉛直断面の一部を示す断面図である。
【図４】船外機のロワーユニットの鉛直断面の一部を示す断面図である。
【図５】船外機のロワーユニットの鉛直断面の一部を示す断面図である。
【図６】リモコンユニットの模式図である。
【図７】始動スイッチの模式図である。
【図８】操作レバーを前方に傾けたときの、操作レバーの位置とエンジン等の動作との関係を示す表である。
【図９】操作レバーを後方に傾けたときの、操作レバーの位置とエンジン等の動作との関係を示す表である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る第２クラッチおよびその周辺の鉛直断面を示す断面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る電動モータおよびその周辺の鉛直断面を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る船舶推進機１を示す模式的な左側面図である。図２は、船舶推進機１の電気的構成を示すブロック図である。
以下では、基準姿勢の船舶推進機１について説明する。基準姿勢は、エンジン８の回転軸線（クランクシャフト１４の回転軸線）が鉛直方向に延び、エンジン８の回転軸線に直交するプロペラシャフト１７の回転軸線が前後方向に延びる姿勢である。
【００２７】
図１に示すように、船舶は、水面に浮かぶ船体Ｈ１と、船体Ｈ１を推進させる船舶推進機１とを含む。船舶推進機１は、推力を発生する船外機３と、船外機３を船体Ｈ１の後部に取り付ける懸架装置２とを含む。船舶推進機１は、さらに、船体Ｈ１に対して船外機３を左右に回動させるステアリング装置と、船体Ｈ１に対して船外機３を上下に回動させるチルト装置とを含む。
【００２８】
懸架装置２は、船尾に取付可能なクランプブラケット４と、クランプブラケット４に保持されたスイベルブラケット６と、スイベルブラケット６に保持されたステアリングシャフト７とを含む。スイベルブラケット６は、左右方向に延びるチルティングシャフト５まわりにクランプブラケット４に対して回転可能である。ステアリングシャフト７は、上下方向に延びるステアリングシャフト７まわりにスイベルブラケット６に対して回転可能である。
【００２９】
船外機３は、船体Ｈ１の後方に配置されている。船外機３は、上マウント部材および下マウント部材を介してステアリングシャフト７の上端部および下端部に連結されている。船外機３は、ステアリングシャフト７と共にステアリングシャフト７まわりに回転する。船外機３は、船体Ｈ１に対してステアリングシャフト７まわりに回転可能であり、船体Ｈ１に対してチルティングシャフト５まわりに回転可能である。
【００３０】
船外機３は、エンジン８を含む第１パワートレインと、電動モータ１１を含む第２パワートレインとを含む。エンジン８および電動モータ１１は、いずれも、プロペラ１８を回転させる動力を発生する原動機の一例である。エンジン８の回転は、プロペラシャフト１７を介してプロペラ１８に伝達される。同様に、電動モータ１１の回転は、プロペラシャフト１７を介してプロペラ１８に伝達される。すなわち、プロペラシャフト１７は、第１および第２パワートレインに共有されている。
【００３１】
第１パワートレインは、エンジン８およびプロペラシャフト１７に加えて、エンジン８からプロペラシャフト１７に延びる第１伝達経路９を形成する第１伝達部材１０を含む。第２パワートレインは、電動モータ１１およびプロペラシャフト１７に加えて、電動モータ１１からプロペラシャフト１７に延びる第２伝達経路１２を形成する第２伝達部材１３を含む。
【００３２】
第１伝達経路９および第２伝達経路１２は、互いに独立した並列の経路である。第１伝達経路９の上流端は、エンジン８に接続されており、第１伝達経路９の下流端は、船外機３の内部でプロペラシャフト１７に接続されている。第２伝達経路１２の上流端は、電動モータ１１に接続されており、第２伝達経路１２の下流端は、船外機１の内部でプロペラシャフト１７に接続されている。第１伝達経路９および第２伝達経路１２は、エンジン８および電動モータ１１からプロペラシャフト１７まで互いに離れている。
【００３３】
船外機３は、第１および第２パワートレインを収容するケーシングを含む。ケーシングは、エンジン８を収容するカウル２０と、エンジン８の下方に配置されたエギゾーストガイド２１と、エギゾーストガイド２１の下方に配置されたアッパーケース２３と、アッパーケース２３の下方に配置されたロワーケース２４とを含む。エンジン８は、エギゾーストガイド２１の上に配置されている。電動モータ１１は、ロワーケース２４内に配置されている。潤滑油を収容するオイルパン２２は、エギゾーストガイド２１とロワーケース２４との間に位置しており、アッパーケース２３に収容されている。
【００３４】
第１伝達部材１０は、エンジン８の下方で上下方向に延びるドライブシャフト１５と、ドライブシャフト１５の下端部に連結された前後進切替機構１６とを含む。ドライブシャフト１５は、アッパーケース２３およびロワーケース２４内に配置されている。前後進切替機構１６およびプロペラシャフト１７は、ロワーケース２４内に配置されている。プロペラシャフト１７は、ロワーケース２４内で前後方向に延びている。プロペラ１８は、ロワーケース２４の後方に配置されたプロペラシャフト１７の後端部に取り付けられている。プロペラ１８は、プロペラシャフト１７と共に正転方向または逆転方向に回転する。
【００３５】
エンジン８は、一定の回転方向にドライブシャフト１５を回転させる。前後進切替機構１６は、正転方向の回転がドライブシャフト１５からプロペラシャフト１７に伝達される前進状態と、逆転方向の回転がドライブシャフト１５からプロペラシャフト１７に伝達される後進状態と、ドライブシャフト１５からプロペラシャフト１７への回転の伝達が遮断される中立状態とに切り替わる。船外機３のシフト装置１９は、前後進切替機構１６の状態を切り替えることにより、エンジン８からプロペラ１８に伝達される回転の方向を切り替える。
【００３６】
図２に示すように、エンジン８は、燃焼室に供給される空気の流量を変更するスロットルバルブの開度を変更するスロットルアクチュエータ３２と、燃焼室に供給される燃料の流量を変更する燃料供給装置３３とを含む。船舶推進機１を制御する推進機ＥＣＵ３１（Electronic Control Unit）は、スロットルアクチュエータ３２および燃料供給装置３３を制御することによりエンジン８の出力を変更する。エンジン８の回転速度は、速度センサー３４によって検出される。推進機ＥＣＵ３１は、カウル２０内に配置されたスターターモータ３５にエンジン８を始動させる。
【００３７】
図１に示すように、エンジン８は、ドライブシャフト１５の回転に伴ってウォーターポンプ２７から送られる冷却水で冷却される。船外機３の外の水は、ロワーケース２４の外面で開口する取水口２５から船外機３の内部に吸い込まれ、冷却水通路２６によって排水口２８に案内される。冷却水通路２６は、シリンダヘッドおよびシリンダボディを含むエンジン本体に設けられたウォータージャケットと、取水口２５からウォータージャケットに延びる給水路と、ウォータージャケットから排水口２８に延びる排水路とを含む。排水口２８は、プロペラ１８の排気口３０から水中に排出すべき排気ガスを燃焼室からプロペラ１８に案内する排気通路２９内に配置されている。
【００３８】
図３、図４、および図５は、船外機３のロワーユニットの鉛直断面の一部を示す断面図である。図３は、第１ドッグクラッチ５２が中立位置に位置しており、第２ドッグクラッチ９４が接続位置に位置している状態を示している。図４は、第１ドッグクラッチ５２が前進位置に位置しており、第２ドッグクラッチ９４が前切断位置に位置している状態を示している。図５は、第１ドッグクラッチ５２が後進位置に位置しており、第２ドッグクラッチ９４が後切断位置に位置している状態を示している。
【００３９】
図３に示すように、ロワーケース２４は、第１パワートレインを収容する第１収容室と、第２パワートレインを収容する第２収容室とを形成している。第１収容室は、ドライブシャフト１５が挿入されたシャフト挿入穴４３と、前後進切替機構１６が配置されたギヤ室４４とを含む。第２収容室は、電動モータ１１が配置されたモータ室４１と、後述するシフトスライダー６５の前端部が配置されたシフト室４２とを含む。
【００４０】
シャフト挿入穴４３は、ギヤ室４４から上方に延びており、モータ室４１は、シフト室４２から上方に延びている。シャフト挿入穴４３およびモータ室４１は、前後方向に互いに離れており、ギヤ室４４およびシフト室４２は、互いに接続されている。シフト室４２は、スペーサー７４によってモータ室４１から隔てられている。潤滑油は、シャフト挿入穴４３、ギヤ室４４、およびシフト室４２に貯留されている。
【００４１】
前後進切替機構１６は、ドライブシャフト１５と共に回転するピニオン４９と、ピニオン４９によって回転駆動される前ギヤ５０と、ピニオン４９によって前ギヤ５０とは反対の方向に回転駆動される後ギヤ５１と、前ギヤ５０および後ギヤ５１の一方に噛み合う接続位置と前ギヤ５０および後ギヤ５１の両方から離れた切断位置との間で移動可能な第１ドッグクラッチ５２とを含む。ピニオン４９は、第１駆動ギヤの一例であり、前ギヤ５０および後ギヤ５１は、第１従動ギヤの一例である。
【００４２】
ピニオン４９、前ギヤ５０、および後ギヤ５１は、いずれも、ベベルギヤである。ピニオン４９は、ドライブシャフト１５と同軸であり、前ギヤ５０および後ギヤ５１は、プロペラシャフト１７と同軸である。前ギヤ５０および後ギヤ５１は、プロペラシャフト１７を取り囲んでおり、回転可能にロワーケース２４に支持されている。前ギヤ５０および後ギヤ５１は、間隔を空けて前後方向に対向している。
【００４３】
第１ドッグクラッチ５２は、前ギヤ５０および後ギヤ５１の間に配置されている。第１ドッグクラッチ５２は、ピニオン４９の下方に位置している。第１ドッグクラッチ５２は、プロペラシャフト１７を取り囲む筒状である。第１ドッグクラッチ５２は、前後方向に延びるスプラインによってプロペラシャフト１７に結合されている。第１ドッグクラッチ５２は、プロペラシャフト１７に対して前後方向に移動可能であり、プロペラシャフト１７と共に回転可能である。
【００４４】
図４および図５に示すように、第１ドッグクラッチ５２は、前ギヤ５０の複数の前凹部５３に噛み合う複数の前凸部５４と、後ギヤ５１の複数の後凹部５６に噛み合う複数の後凸部５５とを含む。複数の前凸部５４は、第１ドッグクラッチ５２の周方向に等間隔で配置されており、プロペラシャフト１７および第１ドッグクラッチ５２の軸方向に相当する前後方向に延びている。複数の後凸部５５についても複数の前凸部５４と同様である。第１ドッグクラッチ５２、前凹部５３、および後凹部５６は、第１伝達経路９を接続および切断する第１クラッチに含まれる。
【００４５】
第１ドッグクラッチ５２は、前進位置（図４に示す位置）、中立位置（図３に示す位置）、および後進位置（図５に示す位置）のいずれかに配置される。前進位置は、第１ドッグクラッチ５２が、前ギヤ５０に噛み合い、前ギヤ５０と共に回転する位置である。後進位置は、第１ドッグクラッチ５２が、後ギヤ５１に噛み合い、後ギヤ５１と共に回転する位置である。中立位置は、ドライブシャフト１５からプロペラシャフト１７への回転の伝達が遮断される位置である。中立位置は、第１伝達経路９が切断される切断位置であり、前進位置および後進位置は、第１伝達経路９の切断が解除される接続位置である。
【００４６】
図３に示すように、シフト装置１９は、前後進切替機構１６の状態を切り替える動力を発生するシフトアクチュエータ５７と、第１ドッグクラッチ５２と共に前後方向に移動するシフトスライダー６５と、シフトスライダー６５を前後方向に押すプッシャー６４と、シフトアクチュエータ５７の動力をプッシャー６４に伝達する側面視Ｌ字状のリンクアーム６０と、第１ドッグクラッチ５２およびシフトスライダー６５を互いに連結する連結ピン６６とを含む。シフト装置１９は、連動装置の一例である。
【００４７】
シフトアクチュエータ５７の少なくとも一部は、ロワーケース２４内に配置されている。シフトアクチュエータ５７は、軸方向に移動可能なシフトロッド５９と、シフトロッド５９をその軸方向に移動させる動力を発生するシフトモータと、シフトモータの回転をシフトロッド５９の直線運動に変換するボールネジおよびボールナットと、シフトモータ、ボールナット、およびを収容するシフトハウジング５８とを含む。
【００４８】
シフトハウジング５８は、スペーサー７４を介してロワーケース２４に固定されている。シフトロッド５９は、シフトハウジング５８から下方に突出している。上下方向に延びるシフトロッド５９は、ドライブシャフト１５と平行である。シフトモータがその出力シャフトを回転させると、ボールナットおよびボールネジが相対回転し、シフトロッド５９がシフトハウジング５８に対してシフトロッド５９の軸方向に移動する。これにより、シフトハウジング５８からのシフトロッド５９の突出量が変化する。
【００４９】
シフトスライダー６５は、ロワーケース２４内で前後方向に延びている。シフトスライダー６５は、プロペラシャフト１７と同軸である。シフトスライダー６５の一部は、プロペラシャフト１７の前方に位置している。シフトスライダー６５は、前後方向に延びる複数の歯が外周に設けられたスプライン部７０を含む。スプライン部７０は、プロペラシャフト１７の前端部から後方に延びるプロペラシャフト１７の中心穴７２に挿入されている。シフトスライダー６５は、プロペラシャフト１７にスプライン結合されている。シフトスライダー６５は、プロペラシャフト１７に対して前後方向に移動可能であり、プロペラシャフト１７と共に回転可能である。
【００５０】
連結ピン６６は、プロペラシャフト１７の径方向にプロペラシャフト１７を貫通する貫通穴７３に挿入されている。シフトスライダー６５の後端部は、貫通穴７３内に配置されている。連結ピン６６は、貫通穴７３内でシフトスライダー６５の差込穴７１に挿入されている。連結ピン６６の両端部は、貫通穴７３を取り囲む第１ドッグクラッチ５２に挿入されている。連結ピン６６は、貫通穴７３内で前後方向に移動可能である。連結ピン６６は、第１ドッグクラッチ５２およびシフトスライダー６５と共にプロペラシャフト１７に対して前後方向に移動可能であり、第１ドッグクラッチ５２、シフトスライダー６５、およびプロペラシャフト１７と共に回転可能である。
【００５１】
リンクアーム６０は、左右方向に延びる第１ピン６１を介してシフトロッド５９に連結された第１端部と、左右方向に延びる第２ピン６３を介してプッシャー６４に連結された第２端部と、左右方向に延びる中間ピン６２を介してホルダー７５に連結された中間部とを含む。ホルダー７５は、スペーサー７４から下方に延びており、スペーサー７４を介してロワーケース２４に固定されている。
【００５２】
リンクアーム６０の中間部は、ホルダー７５に対して中間ピン６２の中心線まわりに回転可能である。リンクアーム６０の第２端部は、プッシャー６４に対して第２ピン６３の中心線まわりに回転可能である。リンクアーム６０の第１端部とシフトロッド５９との間に介在する第１ピン６１は、シフトロッド５９に対して前後方向に移動可能にシフトロッド５９に保持されている。
【００５３】
シフトロッド５９が上下方向に移動すると、リンクアーム６０の第１端部が、上方または下方に押され、中間ピン６２の中心線まわりに上下方向に回動する。それに伴って、リンクアーム６０の第２端部が、プッシャー６４に対して第２ピン６３の中心線まわりに回転しながら、中間ピン６２の中心線まわりに前後方向に回動する。これにより、プッシャー６４が前方または後方に押される。
【００５４】
プッシャー６４は、シフトスライダー６５の中心線まわりにシフトスライダー６５を取り囲む環状溝６８に挿入されている。シフトスライダー６５は、環状溝６８の側面を形成する環状の前対向部６７および後対向部６９を含む。前対向部６７は、プッシャー６４の前方に配置されており、後対向部６９は、プッシャー６４の後方に配置されている。前対向部６７および後対向部６９は、シフトスライダー６５がいずれの回転角にあるときでも、プッシャー６４に対向している。プッシャー６４が前方に移動すると、前対向部６７が前方に押され、シフトスライダー６５が前方に移動する。これとは反対に、プッシャー６４が後方に移動すると、後対向部６９が後方に押され、シフトスライダー６５が後方に移動する。
【００５５】
次に、電動モータ１１を含む第２パワートレインについて説明する。
電動モータ１１は、ドライブシャフト１５の前方に配置されている。ドライブシャフト１５は、ウォーターポンプ２７とピニオン４９との間に位置する上ベアリング４７および下ベアリング４８を介してロワーケース２４に回転可能に支持されている。電動モータ１１は、上ベアリング４７の前方に位置している。電動モータ１１の一部は、ロワーケース２４の上方に位置するウォーターポンプ２７よりも下方に配置されている。ウォーターポンプ２７は、ドライブシャフト１５と共に回転するインペラ４５と、インペラ４５を収容するポンプケース４６とを含む。電動モータ１１は、ロワーケース２４から上方に突出している。
【００５６】
電動モータ１１は、例えば、ステッピングモータである。電動モータ１１は、磁石を含むロータ８１と、コイルを含むステータ８２と、ロータ８１と共に回転する出力シャフト８４と、ロータ８１およびステータ８２を収容するモータハウジング８３とを含む。モータハウジング８３は、ロワーケース２４に固定されている。出力シャフト８４は、モータハウジング８３から下方に突出している。出力シャフト８４は、上下方向に延びている。出力シャフト８４は、ドライブシャフト１５と平行である。
【００５７】
第２伝達部材１３は、電動モータ１１の回転を減速および伝達する減速機構８５と、減速機構８５によって減速および伝達された回転をプロペラシャフト１７の方に伝達する中間シャフト９０と、中間シャフト９０と共に回転する第２駆動ギヤ９１とを含む。第２伝達部材１３は、さらに、第２駆動ギヤ９１によって回転駆動される第２従動ギヤ９２と、第２従動ギヤ９２と共に回転する中間リング９３と、第２従動ギヤ９２および中間リング９３によって取り囲まれたシフトスライダー６５とを含む。シフトスライダー６５は、第２伝達部材１３およびシフト装置１９に共有されている。
【００５８】
減速機構８５は、例えば、遊星歯車機構である。減速機構８５は、サンギヤ８６と、サンギヤ８６のまわりに配置された複数の遊星ギヤ８７と、複数の遊星ギヤ８７を介してサンギヤ８６を取り囲むリングギヤ８９と、複数の遊星ギヤ８７を保持するキャリア８８とを含む。サンギヤ８６は、電動モータ１１の出力シャフト８４に連結されている。キャリア８８は、中間シャフト９０に連結されている。リングギヤ８９は、電動モータ１１に対して固定されている。
【００５９】
電動モータ１１が出力シャフト８４を回転させると、サンギヤ８６が出力シャフト８４と共に回転し、電動モータ１１の回転が各遊星ギヤ８７に伝達される。遊星ギヤ８７は、遊星ギヤ８７の中心線まわりに回転しながら、サンギヤ８６とリングギヤ８９との間をサンギヤ８６の周方向に回転する。このとき、キャリア８８は、中間シャフト９０と共に、出力シャフト８４の回転速度よりも小さい回転速度でサンギヤ８６の周方向に回転する。これにより、電動モータ１１の回転が減速および伝達される。
【００６０】
中間シャフト９０は、電動モータ１１と同軸である。中間シャフト９０は、電動モータ１１に対して偏心していてもよい。中間シャフト９０は、キャリア８８から下方に延びている。中間シャフト９０は、ドライブシャフト１５と平行である。中間シャフト９０は、ロワーケース２４に固定された筒状のシャフトハウジング７６内に配置されている。中間シャフト９０は、第２駆動ギヤ９１に連結されている。第２駆動ギヤ９１は、ベアリングを介してシャフトハウジング７６に支持されている。中間シャフト９０および第２駆動ギヤ９１は、シャフトハウジング７６に対して回転可能である。
【００６１】
第２駆動ギヤ９１および第２従動ギヤ９２は、いずれも、ベベルギヤである。第２駆動ギヤ９１は、シフトスライダー６５の上方に位置している。第２従動ギヤ９２は、プロペラシャフト１７の前方に位置している。第２従動ギヤ９２は、シフトスライダー６５と同軸であり、シフトスライダー６５の径方向に間隔を空けてシフトスライダー６５を取り囲んでいる。第２従動ギヤ９２は、シフトスライダー６５から離れている。第２従動ギヤ９２は、第２駆動ギヤ９１の回転軸線よりも後方に配置されている。第２従動ギヤ９２は、第２駆動ギヤ９１の回転軸線よりも前方に配置されていてもよい。
【００６２】
中間リング９３は、シフトスライダー６５と同軸であり、シフトスライダー６５を取り囲んでいる。図３は、中間リング９３が、第２従動ギヤ９２に固定された、第２従動ギヤ９２とは別の部材である例を示している。図４および図５に示すように、中間リング９３および第２従動ギヤ９２は、単一の一体部材であってもよい。中間リング９３は、前後方向における第２従動ギヤ９２とプロペラシャフト１７との間に位置している。中間リング９３は、プロペラシャフト１７から前方に離れている。中間リング９３は、ベアリングおよびアダプター７７を介して回転可能にロワーケース２４に支持されている。
【００６３】
第２伝達部材１３は、中間リング９３がシフトスライダー６５と共に回転する接続状態と、中間リング９３およびシフトスライダー６５の接続が解除される切断状態と、の間で切り替わる第２クラッチを含む。第２クラッチは、中間リング９３に噛み合う接続位置と、中間リング９３から離れた切断位置と、の間で前後方向に移動可能な第２ドッグクラッチ９４を含む。図３は、第２ドッグクラッチ９４およびシフトスライダー６５が、単一の一体部材である例を示している。第２ドッグクラッチ９４は、シフトスライダー６５に固定された、シフトスライダー６５とは別の部材であってもよい。
【００６４】
図４および図５に示すように、第２ドッグクラッチ９４は、中間リング９３の複数の凹部９５に噛み合う複数の凸部９６を含む。複数の凸部９６は、第２ドッグクラッチ９４の周方向に等間隔で配置されている。複数の凸部９６は、シフトスライダー６５から第２ドッグクラッチ９４の径方向における外方に突出している。複数の凹部９５は、中間リング９３の内周面から第２ドッグクラッチ９４の径方向における外方に凹んでいる。複数の凹部９５は、第２ドッグクラッチ９４の周方向に等間隔で配置されている。凸部９６および凹部９５は、前後方向における環状溝６８とスプライン部７０との間に位置している。
【００６５】
第２ドッグクラッチ９４は、前切断位置（図４に示す位置）、接続位置（図３に示す位置）、および後切断位置（図５に示す位置）のいずれかに配置される。第２ドッグクラッチ９４が接続位置に移動すると、各凸部９６が対応する凹部９５に嵌まる。これにより、第２クラッチが切断状態から接続状態に切り替わる。接続状態では、滑りを生じることなく、回転が中間リング９３およびシフトスライダー６５の間で伝達される。切断状態では、中間リング９３およびシフトスライダー６５の間での回転の伝達が遮断される。
【００６６】
シフトアクチュエータ５７は、シフトスライダー６５を前位置（図４に示す位置）、中間位置（図３に示す位置）、および後位置（図５に示す位置）のいずれかに位置させる。中間位置では、第１ドッグクラッチ５２が中立位置に配置され、第２ドッグクラッチ９４が接続位置に配置される。前位置では、第１ドッグクラッチ５２が前進位置に配置され、第２ドッグクラッチ９４が前切断位置に配置される。後位置では、第１ドッグクラッチ５２が後進位置に配置され、第２ドッグクラッチ９４が後切断位置に配置される。
【００６７】
シフトアクチュエータ５７がシフトスライダー６５を中間位置から前位置に移動させるとき、第２ドッグクラッチ９４の複数の凸部９６が、中間リング９３の複数の凹部９５に対して前方に移動しながら、第１ドッグクラッチ５２の複数の前凸部５４が、前ギヤ５０の複数の前凹部５３の方に前方に移動する。シフトスライダー６５が前位置に配置されると、第２ドッグクラッチ９４の複数の凸部９６が、中間リング９３の複数の凹部９５から前方に離れ、第１ドッグクラッチ５２の複数の前凸部５４が、前ギヤ５０の複数の前凹部５３に噛み合う。これにより、第１クラッチが接続され、第２クラッチが切断される。
【００６８】
同様に、シフトアクチュエータ５７がシフトスライダー６５を中間位置から後位置に移動させるとき、第２ドッグクラッチ９４の複数の凸部９６が、中間リング９３の複数の凹部９５に対して後方に移動しながら、第１ドッグクラッチ５２の複数の後凸部５５が、後ギヤ５１の複数の後凹部５６の方に後方に移動する。シフトスライダー６５が後位置に配置されると、第２ドッグクラッチ９４の複数の凸部９６が、中間リング９３の複数の凹部９５から後方に離れ、第１ドッグクラッチ５２の複数の後凸部５５が、後ギヤ５１の複数の後凹部５６に噛み合う。これにより、第１クラッチが接続され、第２クラッチが切断される。
【００６９】
シフトアクチュエータ５７がシフトスライダー６５を前位置または後位置から中間位置に移動させるとき、第２ドッグクラッチ９４の複数の凸部９６が、中間リング９３の複数の凹部９５の方に移動する。それと共に、第１ドッグクラッチ５２の複数の前凸部５４が、前ギヤ５０の複数の前凹部５３に対して後方に移動する。もしくは、第１ドッグクラッチ５２の複数の後凸部５５が、後ギヤ５１の複数の後凹部５６に対して前方に移動する。シフトスライダー６５が中間位置に配置されると、第２ドッグクラッチ９４の複数の凸部９６が、中間リング９３の複数の凹部９５に噛み合い、第１クラッチの前凸部５４および後凸部５５が、第１クラッチの前凹部５３および後凹部５６から離れる。これにより、第２クラッチが接続され、第１クラッチが切断される。
【００７０】
図６は、リモコンユニット１０１の模式図である。図７は、始動スイッチ１０８の模式図である。
船舶推進機１は、船舶の前進および後進の切替と船舶推進機１の出力の調整とを行うときに操作されるリモコンユニット１０１と、船舶推進機１を始動させるときに操作される始動スイッチ１０８とを含む。リモコンユニット１０１および始動スイッチ１０８は、船体Ｈ１に配置されている（図２参照）。ユーザーによるリモコンユニット１０１および始動スイッチ１０８の操作は、無線または有線によって推進機ＥＣＵ３１に電気的に伝達される。
【００７１】
図６に示すように、リモコンユニット１０１は、ユーザーに操作される操作レバー１０２と、操作レバー１０２が前後方向に傾倒できるように操作レバー１０２の根元部を支持するリモコンボックス１０３とを含む。操作レバー１０２は、船舶推進機１の出力を調整するときに操作されるスロットル部材と、船舶の前進および後進を切り替えるときに操作されるシフト部材とに対応する。リモコンユニット１０１は、操作レバー１０２に代えて、互いに独立したスロットル部材およびシフト部材を備えていてもよい。
【００７２】
操作レバー１０２は、第３前進位置Ｆ３と第３後進位置Ｒ３との間で前後方向に傾倒可能である。第３前進位置Ｆ３は、船舶を前方に推進させる推力が最大となる全開位置である。第３後進位置Ｒ３は、船舶を後方に推進させる推力が最大となる全開位置である。中立位置Ｎは、船舶推進機１が推力を発生しない原点位置である。中立位置Ｎから第３前進位置Ｆ３までの領域は、船舶推進機１が船舶を前方に推進させる前進領域である。中立位置Ｎから第３後進位置Ｒ３までの領域は、船舶推進機１が船舶を後方に推進させる後進領域である。
【００７３】
操作レバー１０２は、第１前進位置Ｆ１および第２前進位置Ｆ２をこの順に経て、中立位置Ｎから第３前進位置Ｆ３に移動する。中立位置Ｎから第１前進位置Ｆ１までの領域は、電動モータ１１だけでプロペラ１８を正転方向に回転させるＥＭ前進領域である。第１前進位置Ｆ１から第２前進位置Ｆ２までの領域は、原動機をエンジン８および電動モータ１１の間で切り替える切替領域である。第２前進位置Ｆ２から第３前進位置Ｆ３までの領域は、エンジン８だけでプロペラ１８を正転方向に回転させるＥＧ前進領域である。
【００７４】
同様に、操作レバー１０２は、第１後進位置Ｒ１および第２後進位置Ｒ２をこの順に経て、中立位置Ｎから第３後進位置Ｒ３に移動する。中立位置Ｎから第１後進位置Ｒ１までの領域は、電動モータ１１だけでプロペラ１８を逆転方向に回転させるＥＭ後進領域である。第１後進位置Ｒ１から第２後進位置Ｒ２までの領域は、原動機をエンジン８および電動モータ１１の間で切り替える切替領域である。第２後進位置Ｒ２から第３後進位置Ｒ３までの領域は、エンジン８だけでプロペラ１８を逆転方向に回転させるＥＧ後進領域である。
【００７５】
ユーザーが操作レバー１０２を中立位置Ｎに配置すると、操作レバー１０２に設けられた突起１０４が、リモコンボックス１０３に設けられた凹み１０５に嵌まり、操作レバー１０２に加わる抵抗が増加する。ユーザーが操作レバー１０２を中立位置Ｎから前方または後方に傾けると、突起１０４が凹み１０５から外れる。これにより、操作レバー１０２が中立位置Ｎに位置しているか否かが感覚的にユーザーに伝わる。このような凹み１０５は、第１前進位置Ｆ１、第２前進位置Ｆ２、第１後進位置Ｒ１、および第２後進位置Ｒ２にも設けられている。
【００７６】
リモコンユニット１０１は、操作レバー１０２の位置を検出するレバー位置センサー１０６と、船外機３をシフトさせるシフト変更信号と船舶推進機１の出力を変更させる出力変更信号とをレバー位置センサー１０６の検出値に応じて推進機ＥＣＵ３１に出力するリモコンＥＣＵ１０７とを含む。推進機ＥＣＵ３１は、操作レバー１０２の位置に応じて船舶の前進および後進の切替を行う。また、推進機ＥＣＵ３１は、中立位置Ｎからの操作レバー１０２の移動量が増加するのに従って電動モータ１１またはエンジン８の出力を増加させる。
【００７７】
図７に示すように、始動スイッチ１０８は、ユーザーの操作によって、ＯＦＦ位置、ＯＮ位置、およびＳＴＡＲＴ位置のいずれかに配置される。図７は、始動スイッチ１０８がロータ８１リースイッチである例を示している。始動スイッチ１０８は、ロータ８１リースイッチに限らず、プッシュ式またはプル式のスイッチであってもよいし、これら以外の形式のスイッチであってもよい。ＯＮ位置は、ＯＦＦ位置とＳＴＡＲＴ位置との間の位置である。始動スイッチ１０８がＳＴＡＲＴ位置に配置された後にユーザーが始動スイッチ１０８を離すと、始動スイッチ１０８は自動でＯＮ位置に戻る。
【００７８】
ＯＦＦ位置は、バッテリーと電気機器とを接続する電気回路が切断される位置である。ＯＮ位置は、電気回路の切断が解除され、バッテリーと電気機器とが電気回路を介して接続される位置である。ＳＴＡＲＴ位置は、スターターモータ３５を動作させる位置、もしくは、スターターモータ３５の動作が許可されたことを推進機ＥＣＵ３１に記憶させる位置である。図２に示すように、電動モータ１１は、船体Ｈ１内に配置されたバッテリーＢ１に接続されている。同様に、スターターモータ３５は、船体Ｈ１内に配置されたバッテリーＢ２に接続されている。電動モータ１１およびスターターモータ３５は、同じバッテリーに接続されていてもよい。
【００７９】
操作レバー１０２が中立位置Ｎにあるときに、ユーザーがＯＮ位置を介してＯＦＦ位置からＳＴＡＲＴ位置に始動スイッチ１０８を移動させると、電動モータ１１とバッテリーＢ１との間に介在する電気回路が閉じられる。さらに、エンジン８の始動を許可する始動許可指令が推進機ＥＣＵ３１に入力され、始動が許可されたことが推進機ＥＣＵ３１に記憶される。この記憶は、始動スイッチ１０８がＯＦＦ位置に配置されるまで保持される。後述するように、推進機ＥＣＵ３１は、操作レバー１０２の位置に応じてスターターモータ３５にエンジン８を始動させる。
【００８０】
図８は、操作レバー１０２を前方に傾けたときの、操作レバー１０２の位置とエンジン８等の動作との関係を示す表である。図９は、操作レバー１０２を後方に傾けたときの、操作レバー１０２の位置とエンジン８等の動作との関係を示す表である。
図８および図９において、「←」は操作レバー１０２が前方に移動することを示し、「→」は操作レバー１０２が後方に移動することを示す。「ＥＧ」はエンジン８を意味し、「ＥＭ」は電動モータ１１を意味する。第１ドッグクラッチ５２の「Ｆ」「Ｎ」および「Ｒ」は、それぞれ、「前進位置」「中立位置」および「後進位置」を意味する。第２ドッグクラッチ９４の「ＯＮ」および「ＯＦＦ」は、それぞれ、「接続位置」および「切断位置」を意味する。
【００８１】
最初に、図８を参照して、操作レバー１０２を中立位置Ｎから前方に傾けたときのエンジン８等の動作について説明する。
操作レバー１０２が中立位置Ｎにあるとき、第１ドッグクラッチ５２は、前ギヤ５０および後ギヤ５１の両方から離れた中立位置に位置しており、第２ドッグクラッチ９４は、複数の凸部９６が複数の凹部９５に噛み合う接続位置に位置している。ユーザーが操作レバー１０２を中立位置Ｎから前方に移動させると、推進機ＥＣＵ３１が電動モータ１１を正転方向に回転させ、電動モータ１１が動力（トルク）を発生する。これにより、プロペラ１８が正転方向に回転し、船舶を前方に推進させる推力が発生する。
【００８２】
操作レバー１０２が中立位置Ｎと第１前進位置Ｆ１との間に位置している間、推進機ＥＣＵ３１は、中立位置Ｎからの操作レバー１０２の移動量が増加するのに従って電動モータ１１の動力を増加させ、中立位置Ｎからの操作レバー１０２の移動量が減少するのに従って電動モータ１１の動力を減少させる。それに伴って、船舶を前方に推進させる推力が増加または減少する。
【００８３】
操作レバー１０２が第１前進位置Ｆ１と第２前進位置Ｆ２との間に配置されると、推進機ＥＣＵ３１は、スターターモータ３５にエンジン８を始動させる。これにより、エンジン８の回転がドライブシャフト１５およびピニオン４９を介して前ギヤ５０および後ギヤ５１に伝達され、前ギヤ５０および後ギヤ５１が互いに反対の方向に回転する。その後、推進機ＥＣＵ３１は、例えばスロットルバルブの開度を制御することにより、エンジン８の回転速度を低回転速度に維持する。このときのエンジン８の回転速度は、アイドリング時の回転速度であってもよいし、トローリング時の回転速度であってもよい。
【００８４】
推進機ＥＣＵ３１は、エンジン８が始動した後、前ギヤ５０の回転速度が第１しきい値（第１しきい値は、正の値）以下であり、かつ、前ギヤ５０の回転速度と第１ドッグクラッチ５２の回転速度との差の絶対値を示す速度差が、０を超え第２しきい値（第２しきい値は、正の値）以下であるか否かを判断する。「０」は、下限値の一例であり、第２しきい値は、上限値の一例である。
【００８５】
前ギヤ５０の回転速度は、エンジン８の回転速度に応じて変化する。エンジン８の始動時は、エンジン８の回転速度が一時的に高まるものの、時間の経過に伴って減少する。前ギヤ５０の回転速度が第１しきい値を超えている場合、推進機ＥＣＵ３１は、前ギヤ５０の回転速度が第１しきい値以下になるまで待機する。その一方で、第１クラッチが切断状態にあるので、第１ドッグクラッチ５２の回転速度は、電動モータ１１の回転速度に応じて変化する。速度差が第２しきい値を超える場合、推進機ＥＣＵ３１は、電動モータ１１の回転速度を増加または減少させることにより、速度差を０を超え第２しきい値以下の値に減少させる。
【００８６】
このようにして、推進機ＥＣＵ３１は、第１ドッグクラッチ５２が前ギヤ５０に噛み合う前に、前ギヤ５０の回転速度と第１ドッグクラッチ５２の回転速度とが概ね等しく、かつ、互いに異なるように、エンジン８および電動モータ１１の回転速度を制御する。前ギヤ５０の回転速度と第１ドッグクラッチ５２の回転速度とを互いに異ならせる理由は、速度差が０であると、第１ドッグクラッチ５２の前凸部５４が前ギヤ５０の前凹部５３に対向していない状態が維持され、第１ドッグクラッチ５２の前凸部５４が前ギヤ５０の前凹部５３に嵌まり難くなり得るからである。また、前ギヤ５０の回転速度と第１ドッグクラッチ５２の回転速度とを概ね等しくする理由は、速度差が大きいと、第１ドッグクラッチ５２が前ギヤ５０に噛み合うときに騒音が発生し得るからである。
【００８７】
推進機ＥＣＵ３１は、前ギヤ５０の回転速度が第１しきい値以下であり、かつ、速度差が０を超え第２しきい値以下である状態で、シフトアクチュエータ５７にシフトスライダー６５を中間位置から前位置に移動させる。これにより、第２ドッグクラッチ９４が中間リング９３から離れ、第１ドッグクラッチ５２が前ギヤ５０に噛み合う。そのため、電動モータ１１からプロペラシャフト１７への回転の伝達が遮断され、エンジン８の回転が、前ギヤ５０および第１ドッグクラッチ５２を介してプロペラシャフト１７に伝達される。
【００８８】
操作レバー１０２が第２前進位置Ｆ２に配置される、もしくは、第２前進位置Ｆ２を第３前進位置Ｆ３の方に通過すると、推進機ＥＣＵ３１は、電動モータ１１を停止させる。操作レバー１０２が第２前進位置Ｆ２と第３前進位置Ｆ３との間に位置しているとき、推進機ＥＣＵ３１は、中立位置Ｎからの操作レバー１０２の移動量が増加するのに従ってエンジン８の動力を増加させ、中立位置Ｎからの操作レバー１０２の移動量が減少するのに従ってエンジン８の動力を減少させる。
【００８９】
次に、操作レバー１０２を第３前進位置Ｆ３から中立位置Ｎに戻したときのエンジン８等の動作について説明する。
操作レバー１０２が第３前進位置Ｆ３に配置された後、ユーザーが操作レバー１０２を中立位置Ｎの方に戻して、操作レバー１０２が第２前進位置Ｆ２に配置される、もしくは、第２前進位置Ｆ２を第１前進位置Ｆ１の方に通過すると、推進機ＥＣＵ３１は、例えばスロットルバルブの開度を減少させることにより、エンジン８の回転速度を低下させて低回転速度に維持する。このときのエンジン８の回転速度は、アイドリング時の回転速度であってもよいし、トローリング時の回転速度であってもよい。
【００９０】
推進機ＥＣＵ３１は、エンジン８の回転速度を低下させた後、電動モータ１１に電力を供給し、電動モータ１１を正転方向に回転させる。電動モータ１１の回転は、中間シャフト９０および第２駆動ギヤ９１を介して第２従動ギヤ９２および中間リング９３に伝達される。推進機ＥＣＵ３１は、電動モータ１１が始動した後、中間リング９３の回転速度が第３しきい値（第３しきい値は、正の値）以下であり、かつ、中間リング９３の回転速度と第２ドッグクラッチ９４の回転速度との差の絶対値を示す速度差が０を超え第４しきい値（第４しきい値は、正の値）以下であるか否かを判断する。
【００９１】
推進機ＥＣＵ３１は、中間リング９３の回転速度が第３しきい値以下であり、かつ、速度差が０を超え第４しきい値以下である状態で、シフトアクチュエータ５７にシフトスライダー６５を前位置から中間位置に移動させる。これにより、第１ドッグクラッチ５２が前ギヤ５０から離れ、第２ドッグクラッチ９４が中間リング９３に噛み合う。そのため、エンジン８からプロペラシャフト１７への回転の伝達が遮断され、電動モータ１１の回転が、シフトスライダー６５を介してプロペラシャフト１７に伝達される。
【００９２】
操作レバー１０２が第１前進位置Ｆ１に配置される、もしくは、第１前進位置Ｆ１を中立位置Ｎの方に通過すると、推進機ＥＣＵ３１は、エンジン８を停止させる。操作レバー１０２が第１前進位置Ｆ１と中立位置Ｎとの間に位置しているとき、推進機ＥＣＵ３１は、中立位置Ｎからの操作レバー１０２の移動量が増加するのに従って電動モータ１１の動力を増加させ、中立位置Ｎからの操作レバー１０２の移動量が減少するのに従って電動モータ１１の動力を減少させる。操作レバー１０２が中立位置Ｎに配置されると、推進機ＥＣＵ３１は、電動モータ１１を停止させる。
【００９３】
図９は、操作レバー１０２を中立位置Ｎから後方に傾けたときと、操作レバー１０２を第３後進位置Ｒ３から中立位置Ｎに戻したときのエンジン８等の動作を示している。図９におけるエンジン８等の動作は、電動モータ１１の回転方向が正転方向ではなく逆転方向であることと、第１ドッグクラッチ５２が前進位置ではなく後進位置に配置されることを除き、図８におけるエンジン８等の動作と同様である。したがって、図９についての詳細な説明は省略する。
【００９４】
以上のように第１実施形態では、エンジン８の動力が、エンジン８からプロペラシャフト１７に延びる第１伝達経路９を介してプロペラシャフト１７に伝達される。電動モータ１１の動力は、第１伝達経路９を経ずに電動モータ１１からプロペラシャフト１７に延びる第２伝達経路１２を介してプロペラシャフト１７に伝達される。したがって、エンジンだけを備える既存の船舶推進機に設けられた第１伝達部材を流用できる。さらに、第２伝達部材１３はエンジン８の動力を伝達しないので、電動モータ１１の動力が効率的に伝達されるように第２伝達部材１３を最適化できる。
【００９５】
本実施形態では、電動モータ１１の一部が、プロペラシャフト１７を収容するロワーケース２４内に位置している。電動モータ１１からプロペラシャフト１７に延びる第２伝達部材１３も、ロワーケース２４内に位置している。したがって、ロワーケース２４とこれに保持された部材とを含むロワーユニットを変更するだけで、既存の船舶推進機をハイブリッド式の船舶推進機１に変更できる。言い換えると、ロワーケース２４よりも上方の構造の少なくとも一部を既存の船舶推進機と共通化できる。さらに、水中に配置されるロワーケース２４に電動モータ１１が収容されるので、ロワーケース２４を介して電動モータ１１を効果的に冷却できる。
【００９６】
本実施形態では、電動モータ１１の一部が、ウォーターポンプ２７よりも下方に位置している。電動モータ１１からプロペラシャフト１７に延びる第２伝達部材１３も、ウォーターポンプ２７よりも下方に位置している。したがって、ウォーターポンプ２７よりも上方の構造の少なくとも一部を既存の船舶推進機と共通化できる。これにより、ハイブリッド式の船舶推進機１の開発に要する費用を低減できる。
【００９７】
一般的な船外機では、エンジンによって回転駆動されるドライブシャフトが、エンジンの排気ガスを排出する排気通路の前方に配置される。本実施形態では、電動モータ１１がドライブシャフト１５よりも前方に位置している。したがって、電動モータ１１は、排気通路２９よりも前方に位置している。そのため、排気通路２９に影響を与えることなく、電動モータ１１を設けることができる。
【００９８】
本実施形態では、シフトアクチュエータ５７の動力が前後進切替機構１６に伝達され、エンジン８からプロペラシャフト１７に伝達される回転の方向が切り替えられる。電動モータ１１は、シフトアクチュエータ５７よりも後方に位置している。したがって、電動モータ１１がシフトアクチュエータ５７よりも前方に位置している場合と比較して、電動モータ１１がプロペラシャフト１７に近づき、第２伝達経路１２が短縮される。これにより、第２伝達経路１２での動力の損失を低減でき、動力の伝達効率を高めることができる。
【００９９】
電動モータ１１は、通常、径方向よりも軸方向に長い。電動モータ１１の出力シャフト８４は、電動モータ１１の軸方向に延びている。本実施形態では、電動モータ１１の出力シャフト８４が上下方向に延びており、電動モータ１１の軸方向が上下方向と平行である。この場合、電動モータ１１の出力シャフト８４が前後方向に延びている場合と比較して、船舶推進機１を前後方向に小型化できる。
【０１００】
本実施形態では、第１クラッチが第１伝達経路９に配置されており、第２クラッチが第２伝達経路１２に配置されている。エンジン８でプロペラシャフト１７を回転させるときに第２クラッチを切断状態にすれば、電動モータ１１の抵抗がプロペラシャフト１７に伝達されることを防止できる。さらに、第２クラッチを切断状態にすれば、エンジン８でプロペラシャフト１７を高速回転させたとしても、大きな誘導起電力が電動モータ１１に発生することを防止できる。加えて、エンジン８でプロペラシャフト１７を回転させているときに第２クラッチの接続および切断を切り替えれば、大きな誘導起電力が発生することを防止しながら、電動モータ１１を発電機として機能させることができる。
【０１０１】
本実施形態では、第１クラッチが切断状態に切り替わると、第２クラッチが接続状態に切り替わる。これとは反対に、第２クラッチが切断状態に切り替わると、第１クラッチが接続状態に切り替わる。したがって、エンジン８がプロペラシャフト１７を回転させているときに、電動モータ１１の抵抗がプロペラシャフト１７に伝達されることを防止できる。もしくは、電動モータ１１がプロペラシャフト１７を回転させているときに、エンジン８の抵抗がプロペラシャフト１７に伝達されることを防止できる。これにより、エンジン８および電動モータ１１の動力を効率的に利用することができる。
【０１０２】
本実施形態では、シフトアクチュエータ５７がシフトスライダー６５を移動させると、第１移動部材の一例である第１ドッグクラッチ５２が切断位置と接続位置との間で移動し、第２移動部材の一例である第２ドッグクラッチ９４が切断位置と接続位置との間で移動する。これにより、第１クラッチおよび第２クラッチが連動する。また、１つのシフトアクチュエータ５７で第１ドッグクラッチ５２および第２ドッグクラッチ９４の両方を移動させるので、第１ドッグクラッチ５２および第２ドッグクラッチ９４ごとにアクチュエータが設けられている場合と比較して、船舶推進機１を小型化できる。
【０１０３】
本実施形態では、制御装置の一例である推進機ＥＣＵ３１が、第１ドッグクラッチ５２が第１従動ギヤに噛み合う前に、第１従動ギヤの回転速度と第１ドッグクラッチ５２の回転速度とが概ね等しく、かつ、互いに異なるように、エンジン８および電動モータ１１の回転速度を制御する。第１従動ギヤの回転速度と第１ドッグクラッチ５２の回転速度とを互いに異ならせる理由は、速度差が０であると、第１ドッグクラッチ５２が第１従動ギヤに噛み合い難くなり得るからである。したがって、第１従動ギヤおよび第１ドッグクラッチ５２の回転速度を前記のように制御することにより、騒音の発生を防止しながら、第１ドッグクラッチ５２を第１従動ギヤに確実に噛み合わせることができる。
【０１０４】
本実施形態では、第１ドッグクラッチ５２と共に前後方向に移動するシフトスライダー６５に電動モータ１１の回転が伝達される。これにより、プロペラシャフト１７と共にシフトスライダー６５が回転し、電動モータ１１の回転がプロペラ１８に伝達される。このように、既存の船舶推進機に備えられるシフトスライダー６５が第２伝達部材１３の一部を兼ねているので、船舶推進機１の部品点数を減らすことができ、船舶推進機１を小型化することができる。
【０１０５】
本実施形態では、電動モータ１１の回転が減速機構８５に伝達される。減速機構８５は、電動モータ１１の回転を減速しながらプロペラシャフト１７の方に伝達する。この間に、電動モータ１１の動力（トルク）が増幅される。したがって、電動モータ１１からプロペラシャフト１７に伝達されるトルクの最大値を高めることができる。もしくは、電動モータ１１からプロペラシャフト１７に伝達されるトルクの最大値を維持しながら、電動モータ１１を小型化することができる。
【０１０６】
第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態について説明する。第１実施形態に対する第２実施形態の主要な相違点は、第２クラッチ２９４が、シフトスライダー６５と中間リング２９３との間ではなく、第２従動ギヤ９２と中間リング２９３との間に介在していることと、中間リング２９３が、シフトスライダー６５ではなく、プロペラシャフト１７に連結されていることである。
【０１０７】
図１０は、本発明の第２実施形態に係る第２クラッチ２９４およびその周辺の鉛直断面を示す断面図である。図１０は、第１ドッグクラッチ５２が中立位置に位置している状態を示している。図１０において、図１〜図９に示された各部と同等の構成については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
中間リング２９３は、前ギヤ５０の前方に位置している。中間リング２９３は、プロペラシャフト１７を取り囲む円筒状の内壁部２９３ｉと、第２クラッチ２９４を取り囲む円筒状の外壁部２９３ｏと、内壁部２９３ｉから外壁部２９３ｏに延びる円環状の側壁部２９３ｓとを含む。外壁部２９３ｏは、例えば圧入によってプロペラシャフト１７に固定されている。中間リング２９３は、プロペラシャフト１７と共に回転する。
【０１０８】
中間リング２９３は、外壁部２９３ｏ、内壁部２９３ｉ、および側壁部２９３ｓによって、前方に開いた環状の収容溝を形成している。第２クラッチ２９４は、収容溝内に配置されている。第２従動ギヤ９２の筒状部９２ａは、第２クラッチ２９４と中間リング２９３との間の空間に差し込まれており、中間リング２９３の径方向に間隔を空けて内壁部２９３ｉを取り囲んでいる。筒状部９２ａは、内壁部２９３ｉから外方に離れており、側壁部２９３ｓから前方に離れている。側壁部２９３ｓは、第２クラッチ２９４および第２従動ギヤ９２の後方に位置している。
【０１０９】
第２クラッチ２９４は、第２従動ギヤ９２の筒状部９２ａに連結された第１回転要素と、中間リング２９３の外壁部２９３ｏに連結された第２回転要素とを含む。第２クラッチ２９４は、逆入力遮断クラッチであってもよいし、多板クラッチなどの摩擦クラッチであってもよいし、これら以外のクラッチであってもよい。逆入力遮断クラッチおよび摩擦クラッチは、第１ドッグクラッチ５２を含む第１クラッチとは独立して接続状態と切断状態との間で切り替わる。
【０１１０】
逆入力遮断クラッチは、正転方向および逆転方向のトルクを電動モータ１１側からプロペラシャフト１７側に伝達する。その一方で、プロペラシャフト１７側から逆入力遮断クラッチにトルクが入力されると、逆入力遮断クラッチは、第２伝達経路を切断し、空転する。逆入力遮断クラッチは、例えば、特開２００３−５６６０３号公報に開示されている。この公報の全開示はここに引用により組み込まれるものとする。
【０１１１】
第２実施形態では、第１実施形態に係る作用効果に加えて、以下の作用効果を奏することができる。具体的には、第２実施形態では、第２クラッチ２９４が、第１ドッグクラッチ５２を含む第１クラッチに連動するのではなく、第１クラッチとは独立して切り替わる。したがって、プロペラ１８をエンジン８および電動モータ１１の両方で駆動することができる。さらに、第１伝達経路および第２伝達経路の両方を切断することもできる。
【０１１２】
第３実施形態
次に、本発明の第３実施形態について説明する。第１実施形態に対する第３実施形態の主要な相違点は、電動モータ１１がプロペラシャフト１７と同軸であることと、中間シャフト９０、第２駆動ギヤ９１、および第２従動ギヤ９２が省略されていることである。
図１１は、本発明の第３実施形態に係る電動モータ１１およびその周辺の鉛直断面を示す断面図である。図１１は、第１ドッグクラッチ５２が中立位置に位置しており、第２ドッグクラッチ９４が接続位置に位置している状態を示している。図１１において、図１〜図１０に示された各部と同等の構成については、図１等と同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【０１１３】
電動モータ１１は、プロペラシャフト１７およびシフトスライダー６５の前方に配置されている。電動モータ１１は、シフトアクチュエータ５７よりも前方に配置されている。出力シャフト８４は、モータハウジング８３から後方に突出しており、前後方向に延びている。出力シャフト８４の中心線とプロペラシャフト１７の中心線とは、同じ直線上に位置している。電動モータ１１を収容するモータ室４１は、第２クラッチを収容するシフト室４２の前方に位置している。モータ室４１は、スペーサー７４によってシフト室４２から隔てられている。
【０１１４】
中間リング３９３は、電動モータ１１の出力シャフト８４に連結されている。中間リング３９３は、出力シャフト８４と共に回転する。第２ドッグクラッチ９４は、シフト装置１９のプッシャー６４が挿入された環状溝６８よりも前方に位置している。第２ドッグクラッチ９４が接続位置に配置されると、第２ドッグクラッチ９４の複数の凸部９６が中間リング３９３の複数の凹部９５に噛み合う。このとき、電動モータ１１が出力シャフト８４を回転させると、シフトスライダー６５およびプロペラシャフト１７は、出力シャフト８４と同じ回転速度で同じ回転方向に回転する。
【０１１５】
第３実施形態では、第１実施形態に係る作用効果に加えて、以下の作用効果を奏することができる。具体的には、電動モータ１１は、通常、径方向よりも軸方向に長い。電動モータ１１の出力シャフト８４は、電動モータ１１の軸方向に延びている。本実施形態では、電動モータ１１の出力シャフト８４が前後方向に延びており、電動モータ１１の軸方向が前後方向と平行である。この場合、電動モータ１１の出力シャフト８４が上下方向に延びている場合と比較して、船舶推進機を上下方向に小型化できる。
【０１１６】
本実施形態では、電動モータ１１の出力シャフト８４は、前後方向に延びているだけでなく、プロペラシャフト１７と同軸である。したがって、電動モータ１１の出力シャフト８４がプロペラシャフト１７と同軸でない場合と比較して、第２伝達経路を短縮できる。これにより、第２伝達経路で失われる動力の損失を低減でき、電動モータ１１からプロペラシャフト１７に伝達される動力の伝達効率を高めることができる。
【０１１７】
他の実施形態
本発明は、前述の実施形態の内容に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。
例えば、電動モータ１１の全体がロワーケース２４の外に配置されていてもよい。具体的には、アッパーケース２３が、電動モータ１１の全体を収容していてもよい。この場合、電動モータ１１の少なくとも一部が、ウォーターポンプ２７よりも上方に配置されていてもよい。
【０１１８】
電動モータ１１の少なくとも一部がドライブシャフト１５よりも後方に配置されていてもよい。
第３実施形態において、出力シャフト８４が前後方向に延びていれば、電動モータ１１がプロペラシャフト１７と同軸でなくてもよい。この場合、電動モータ１１を中間リング３９３に対して偏心させるために、出力シャフト８４と中間リング３９３との間に複数のギヤを介在させればよい。
【０１１９】
シフト装置１９は、シフトアクチュエータ５７を備えていない機械式（油圧式またはケーブル式）であってもよい。
船舶推進機１は、船外機３に代えて船内外機を備えていてもよい。
第２クラッチを省略してもよい。
前述の全ての構成の２つ以上が組み合わされてもよい。
【０１２０】
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。
【符号の説明】
【０１２１】
１      ：船舶推進機
３      ：船外機
８      ：エンジン
９      ：第１伝達経路
１０    ：第１伝達部材
１１    ：電動モータ
１２    ：第２伝達経路
１３    ：第２伝達部材
１５    ：ドライブシャフト
１６    ：前後進切替機構
１７    ：プロペラシャフト
１８    ：プロペラ
１９    ：シフト装置
２４    ：ロワーケース
２７    ：ウォーターポンプ
３１    ：推進機ＥＣＵ
４９    ：ピニオン
５０    ：前ギヤ
５１    ：後ギヤ
５２    ：第１ドッグクラッチ
５７    ：シフトアクチュエータ
６５    ：シフトスライダー
８４    ：出力シャフト
８５    ：減速機構
９１    ：第２駆動ギヤ
９２    ：第２従動ギヤ
９３    ：中間リング
９４    ：第２ドッグクラッチ
２９３  ：中間リング
２９４  ：第２クラッチ
３９３  ：中間リング
【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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