(57)【要約】【課題】シフトチェンジのギヤイン時に発生する衝撃を低減し、よって船外機に振動が発生するのを防止すると共に、動力伝達系を損傷させないようにした船外機の動力伝達装置を提供する。【解決手段】エンジン１８の出力を前進ギヤ７６Ｆおよび後進ギヤ７６Ｒに伝達するバーチカルシャフトを、同軸上に配置された第１のシャフト７０ａと第２のシャフト７０ｂの２本のシャフトに分割し、それらを電磁クラッチ５６を介して接続すると共に、シフトチェンジに応じて前記電磁クラッチ５６を作動させる。具体的には、第１のシャフト７０ａと第２のシャフト７０ｂの間の接続を断つように電磁クラッチ５６を作動させてエンジン１８の出力が前進ギヤ７６Ｆおよび後進ギヤ７６Ｒに伝達されないようにしつつ、前進ギヤ７６Ｆと後進ギヤ７６Ｒのいずれかをシンクロメッシュ機構７８を介してプロペラシャフト７２に係合させる。【選択図】  図４
2004276726.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の出力をバーチカルシャフトを介して前進ギヤおよび後進ギヤに伝達すると共に、前記前進ギヤと後進ギヤのいずれかをプロペラシャフトに係合させてシフトチェンジを行い、前記プロペラシャフトに取り付けられたプロペラを回転させて船体を前進あるいは後進させる船外機の動力伝達装置において、前記バーチカルシャフトを同軸上に配置される２本のシャフトに分割し、前記２本のシャフトを電磁クラッチを介して接続すると共に、前記シフトチェンジに応じて前記電磁クラッチを作動させるように構成したことを特徴とする船外機の動力伝達装置。
【請求項２】
前記前進ギヤと後進ギヤのいずれかを前記プロペラシャフトに係合させるとき、前記２本のシャフトの間の接続を断つように前記電磁クラッチを作動させることを特徴とする請求項１項記載の船外機の動力伝達装置。
【請求項３】
前記前進ギヤと後進ギヤを、シンクロメッシュ機構を介して前記プロペラシャフトに係合させることを特徴とする請求項１項または２項記載の船外機の動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は内燃機関の出力をプロペラに伝達する船外機の動力伝達装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
船外機に搭載された内燃機関の出力は、バーチカルシャフトを介して前進ギヤおよび後進ギヤに伝達されると共に、前記前進ギヤと後進ギヤのいずれかを介してプロペラシャフトに伝達される。
【０００３】
前進、後進の各ギヤとプロペラシャフトの係合、即ち、シフトチェンジは、通常、先端にカムを備えたシフトロッドをその軸線方向（上下方向）に駆動してシフトスライダをその軸線方向（水平方向）にスライドさせ、プロペラシャフトと一体に回転するシフタークラッチを前進ギヤあるいは後進ギヤのいずれかに係合させることによって行われる。
【０００４】
あるいは、シフトロッドの先端において、その中心軸から偏芯した位置にロッドピンを設け、シフトロッドを回動させてロッドピンを変位させることによってシフトスライダをスライドさせ、シフタークラッチを前進ギヤあるいは後進ギヤのいずれかに係合させることによって行われる。
【０００５】
ところで、シフタークラッチと前進、後進の各ギヤの係合は、一般に、シフタークラッチに形成された爪部と、前進、後進の各ギヤに形成された爪部を噛合させることによって行われる。即ち、シフタークラッチと前進、後進の各ギヤに形成された爪部によって構成された噛合式のクラッチ（いわゆるドッグクラッチ）によって行われる。
【０００６】
噛合式のクラッチは、主動側（前進、後進の各ギヤ）と従動側（シフタークラッチと一体に回転するプロペラシャフト）の回転が同期していないと、ギヤイン時に各爪部の噛合がスムーズに成立しないため、衝撃が生じ、船外機に振動が発生するおそれがある。また、かかる衝撃により、噛合式のクラッチを形成する爪部やバーチカルシャフトなどを含む動力伝達系に過大な応力が作用し、それらを損傷させるおそれもある。このため、例えば特許文献１に記載される技術にあっては、バーチカルシャフト（ドライブシャフト）を２分割し、それらを弾性体を介して接続することにより、ギヤイン時に動力伝達系に作用する応力を緩和させることを提案している。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−２８０９８３号公報（段落００４０から００５０、図２など）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した特許文献１に係る技術は、動力伝達系に作用する応力を弾性体で緩和させることを提案するに止まり、ギヤイン時に発生する衝撃自体を低減するものではなかった。このため、主動側と従動側の回転数差が大きい場合など、かかる衝撃を吸収しきれず、船体に振動が発生するおそれがあると共に、駆動系を損傷させるおそれがあり、改良の余地を残していた。
【０００９】
従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、シフトチェンジのギヤイン時に発生する衝撃を低減し、よって船外機に振動が発生するのを防止すると共に、動力伝達系を損傷させないようにした船外機の動力伝達装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を解決するために、この発明は請求項１項において、内燃機関の出力をバーチカルシャフトを介して前進ギヤおよび後進ギヤに伝達すると共に、前記前進ギヤと後進ギヤのいずれかをプロペラシャフトに係合させてシフトチェンジを行い、前記プロペラシャフトに取り付けられたプロペラを回転させて船体を前進あるいは後進させる船外機の動力伝達装置において、前記バーチカルシャフトを同軸上に配置される２本のシャフトに分割し、前記２本のシャフトを電磁クラッチを介して接続すると共に、前記シフトチェンジに応じて前記電磁クラッチを作動させるように構成した。
【００１１】
このように、内燃機関の出力を前進ギヤおよび後進ギヤに伝達するバーチカルシャフトを、同軸上に配置される２本のシャフトに分割し、前記２本のシャフトを電磁クラッチを介して接続すると共に、シフトチェンジに応じて前記電磁クラッチを作動させるように構成したので、シフトチェンジする際、分割された２本のシャフトの間の接続を断つように電磁クラッチを作動させることで内燃機関の出力を前進ギヤと後進ギヤに伝達させないようにすることができる。これにより、主動側である前進、後進の各ギヤと従動側であるプロペラシャフトの回転を早期に同期させることができるため、ギヤイン時に発生する衝撃を低減することができ、よって船外機に振動が発生するのを防止することができると共に、動力伝達系の損傷を防止できる。また、かかる衝撃の伝達を動力伝達系の途中、即ち、バーチカルシャフトの途中で遮断することができるため、船外機に発生する振動と動力伝達系の損傷を一層効果的に防止することができる。
【００１２】
また、請求項２項にあっては、前記前進ギヤと後進ギヤのいずれかを前記プロペラシャフトに係合させるとき、前記２本のシャフトの間の接続を断つように前記電磁クラッチを作動させるように構成した。
【００１３】
前進ギヤと後進ギヤのいずれかをプロペラシャフトに係合させるとき、分割された２本のシャフトの間の接続を断つように電磁クラッチを作動させるように構成したので、請求項１項の効果で述べたように、主動側である前進、後進の各ギヤと従動側であるプロペラシャフトの回転を早期に同期させることができるため、ギヤイン時に発生する衝撃を低減することができ、よって船外機に振動が発生するのを防止することができると共に、動力伝達系の損傷を防止できる。
【００１４】
また、請求項３項にあっては、前記前進ギヤと後進ギヤを、シンクロメッシュ機構を介して前記プロペラシャフトに係合させるように構成した。
【００１５】
前進ギヤと後進ギヤをシンクロメッシュ機構を介してプロペラシャフトに係合させる、より具体的には、請求項１項および２項で述べたように、シフトチェンジする際、分割された２本のシャフトの間の接続を断つように電磁クラッチを作動させて前進ギヤと後進ギヤに内燃機関の出力が伝達されないようにしつつ、前進ギヤと後進ギヤをシンクロメッシュ機構を介してプロペラシャフトに係合させるように構成したので、シンクロメッシュ機構の同期作用によって主動側である前進、後進の各ギヤと従動側であるプロペラシャフトの回転をより早期に同期させることができる。このため、ギヤイン時に発生する衝撃を一層低減することができ、よって船外機に振動が発生するのをより効果的に防止することができると共に、動力伝達系の損傷を防止できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に即してこの発明の一つの実施の形態に係る船外機の動力伝達装置を説明する。
【００１７】
図１はその船外機の動力伝達装置を全体的に示す概略図であり、図２は図１の部分説明側面図である。
【００１８】
図１および図２において、符合１０は、内燃機関、プロペラシャフト、プロペラなどが一体化された船外機を示す。船外機１０は、図２に示す如く、スイベルシャフトおよびシフトロッド（共に後述）が回動自在に収容されるスイベルケース１２と、スイベルケース１２が接続されるスターンブラケット１４を介し、船体（船舶）１６の後尾に重力軸回りおよび水平軸回りに転舵自在に取り付けられる。
【００１９】
船外機１０は、その上部に内燃機関（以下「エンジン」という）１８を備える。エンジン１８は火花点火式の直列４気筒で２２００ｃｃの排気量を備える４サイクルガソリンエンジンからなる。エンジン１８は水面上に位置し、エンジンカバー２０で覆われて船外機１０の内部に配置される。エンジンカバー２０で被覆されたエンジン１８の付近には、マイクロコンピュータからなる電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）２２が配置される。
【００２０】
また、船外機１０は、その下部にプロペラ２４と、その付近に設けられたラダー２６を備える。プロペラ２４は、図示しないクランクシャフト、ドライブシャフト、ギヤ機構およびシフト機構を介してエンジン１８の動力が伝達され、船体１６を前進あるいは後進させる。
【００２１】
図１に示す如く、船体１６の操縦席付近にはステアリングホイール２８が配置される。ステアリングホイール２８の付近には舵角センサ３０が配置され、操縦者によって入力されたステアリングホイール２８の操舵（操作）角に応じた信号を出力する。また、操縦席の右側にはスロットルレバー３２が配置されると共に、その付近にはスロットルレバー位置センサ３４が配置され、操縦者によって操作されるスロットルレバー３２の位置に応じた信号を出力する。
【００２２】
スロットルレバー３２に隣接した位置にはシフトレバー３６が配置されると共に、その付近にはシフトレバー位置センサ３８が配置され、操縦者によって操作（シフト）されたシフトレバー３６の位置、具体的には、中立、前進および後進のいずれかに応じた信号を出力する。
【００２３】
さらに、操縦席付近には、船外機１０のチルト角を調整するためのパワーチルトスイッチ４０と、トリム角を調整するためのパワートリムスイッチ４２が配置され、操縦者によって入力されるチルトのアップ・ダウンおよびトリムのアップ・ダウンの指示に応じた信号を出力する。上記した舵角センサ３０、スロットルレバー位置センサ３４、シフトレバー位置センサ３８、パワーチルトスイッチ４０およびパワートリムスイッチ４２の出力は、それぞれ信号線３０Ｌ，３４Ｌ，３８Ｌ，４０Ｌおよび４２Ｌを介してＥＣＵ２２に送られる。
【００２４】
また、前記したスイベルケース１２とスターンブラケット１４の付近には、船外機１０の転舵軸であるスイベルシャフト（図示せず）を回動させる操舵用の電動モータ４６（以下「操舵用電動モータ」という）と、船外機１０のチルト角およびトリム角を調整するための公知のパワーチルトトリムユニット４８が配置され、それぞれ信号線４６Ｌおよび４８Ｌを介してＥＣＵ２２に接続される。また、エンジンケース２０の内部には、シフトロッド（後述）を回動させるシフトチェンジ用の電動モータ５０（以下「シフト用電動モータ」という）と、スロットルバルブ（図示せず）を開閉させる電動モータ５２（以下「スロットル用電動モータ」という）が配置され、それぞれ信号線５０Ｌ，５２Ｌを介してＥＣＵ２２に接続される。
【００２５】
さらに、船外機１０の下部に位置するギヤケース５４の内部において、バーチカルシャフト（後述）の途中には、電磁クラッチ５６が介挿され、信号線５６Ｌを介してＥＣＵ２２に接続される。尚、ギヤケース５４は、前記したラダー２６を一体的に備える。
【００２６】
ＥＣＵ２２は、上記した各センサおよびスイッチの出力に基づき、操舵用電動モータ４６を駆動して船外機１０を操舵すると共に、パワーチルトトリムユニット４８を動作させて船外機１０のチルト角およびトリム角を調整する。また、スロットル用電動モータ５２を駆動してエンジン１８の回転数を調整する共に、シフト用電動モータ５０と電磁クラッチ５６を作動させてシフトチェンジを行う。
【００２７】
図３は、図２を拡大して示す説明側面図である。尚、図３において、図の一部を断面で示す。
【００２８】
図３に示すように、パワーチルトトリムユニット４８は、１本のチルト角度調整用の油圧シリンダ（以下「チルト用油圧シリンダ」という）４８ａと、２本の（図では１本のみ表れる）トリム角度調整用の油圧シリンダ（以下「トリム用油圧シリンダ」という）４８ｂを一体的に備える。
【００２９】
チルト用油圧シリンダ４８ａは、そのシリンダボトムがスターンブラケット１４に固定されて船体１６に取り付けられると共に、ピストンロッドのロッドヘッドがスイベルケース１２に当接させられる。トリム用油圧シリンダ４８ｂも、そのシリンダボトムがスターンブラケット１４に固定されて船体１６に取り付けられると共に、ピストンロッドのロッドヘッドがスイベルケース１２に当接させられる。
【００３０】
スイベルケース１２は、チルティングシャフト６２を介してスターンブラケット１４に接続される。換言すれば、スイベルケース１２は、チルティングシャフト６２を中心として船体１６と相対角度変位自在に接続される。また、スイベルケース１２は、その内部にスイベルシャフト６４が回動自在に収容される。スイベルシャフト６４は、その上端がマウントフレーム６６に固定されると共に、下端がロアマウントセンターハウジング（図示せず）に固定される。マウントフレーム６６とロアマウントセンターハウジングは、それぞれエンジン１８などが載置されるフレームに固定される。
【００３１】
また、スイベルケース１２の上部には、前記した操舵用電動モータ４６が配置され、操舵用電動モータ４６は、ギヤボックス６８を介してマウントフレーム６６に接続される。即ち、操舵用電動モータ４６の回転出力によってマウントフレーム６６が回動させられることにより、船外機１０の水平方向の転舵がパワーアシストされ、よってプロペラ２４およびラダー２６が転舵される。尚、船外機１０の全舵角量は、左転舵３０度、右転舵３０度の合計６０度である。
【００３２】
また、エンジン１８（図３で図示せず）の出力は、クランクシャフト（図示せず）とバーチカルシャフト７０（ドライブシャフト）などを介し、ギヤケース５４の内部に収容されたプロペラシャフト７２に伝達され、それに取り付けられたプロペラ２４を回転させる。
【００３３】
図４は、図３に示すギヤケース５４の部分拡大図である。
【００３４】
図４に良く示すように、バーチカルシャフト７０は、第１のシャフト７０ａと第２のシャフト７０ｂに分割される。第１のシャフト７０ａと第２のシャフト７０ｂは、同軸上に配置されると共に、前記した電磁クラッチ５６を介して断続自在に接続される。第１のシャフト７０ａは、その上端にクランクシャフトが接続され、エンジン１８の出力によって常に回転させられる。これに対し、第２のシャフト７０ｂは、電磁クラッチ５６によって第１のシャフト７０ａと接続されたときにのみ回転させられる。
【００３５】
ここで、電磁クラッチ５６について詳説すると、電磁クラッチ５６は、クラッチ部５６ａと、電磁石５６ｂと、前記クラッチ部５６ａおよび電磁石５６ｂを取り囲むように配置されたロータ５６ｃとからなる。ロータ５６ｃは、第１のシャフト７０ａに接続され、それと一体に回転させられる。
【００３６】
図５は、図４のＶ−Ｖ線断面図である。尚、図５に示す矢印は、ロータ５６ｃの回転方向（即ち、第１のシャフト７０ａの回転方向）を表す。
【００３７】
図４および図５に良く示すように、ロータ５６ｃの内周面のうち第２のシャフト７０ｂの外方に位置する内周面５６ｃ１と、第２のシャフト７０ｂの外周面７０ｂ１の間には、クラッチ部５６ａが配置される。
【００３８】
クラッチ部５６ａは、具体的には、第２のシャフト７０ｂの外周面７０ｂ１に固定されたカムリング５６ａ１と、スイッチばね５６ａ２と、カムリング５６ａ１とロータ５６ｃの内周面５６ｃ１の間に回転自在に配置された１０個のローラ５６ａ３と、ローラ５６ａ３を保持するリテーナ５６ａ４と、リテーナ５６ａ４に接続されてロータ５６ｃの近傍に配置されたアーマチュア５６ａ５とからなる。
【００３９】
カムリング５６ａ１は、断面視正１０角形を呈し、その各辺とロータ５６ｃの内周面５６ｃ１との離間距離の最大値、即ち、各辺の中点と内周面５６ｃ１の離間距離がローラ５６ａ３の直径より僅かに大きい値となり、かつ、各頂点と内周面５６ｃ１との離間距離がローラ５６ａ３の直径より僅かに小さい値となるように設定される。
【００４０】
カムリング５６ａ１とリテーナ５６ａ４には、それぞれ切り欠き５６ａ１１と切り欠き５６ａ４１が形成されると共に、それら切り欠き５６ａ１１，５６ａ４１の端面にはスイッチばね５６ａ２が当接され、スイッチばね５６ａ２の付勢力によってカムリング５６ａ１とリテーナ５６ａ４の位置合わせがなされる。具体的には、カムリング５６ａ１の各辺の中点にそれぞれ１個ずつのローラ５６ａ３が配置されるように、カムリング５６ａ１とリテーナ５６ａ４の位置合わせがなされる。
【００４１】
前述したように、カムリング５６ａ１の各辺の中点とロータ５６ｃの内周面５６ｃ１の離間距離はローラ５６ａ３の直径より僅かに大きい値に設定されていることから、ローラ５６ａ３がカムリング５６ａ１の各辺の中点に配置された場合、ローラ５６ａ３は自由に回転することができ、よって第１のシャフト７０ａの回転は第２のシャフト７０ｂに伝達されない。
【００４２】
ここで、電磁石５６ｂが通電されると、アーマチュア５６ａ５はロータ５６ｃに吸着され、ロータ５６ｃと一体に回転させられる。アーマチュア５６ａ５が回転させられると、それに接続されたリテーナ５６ａ４も回転し、図６に示すように、スイッチばね５６ａ２の付勢力に抗してローラ５６ａ３をカムリング５６ａ１の各頂点に向けて移動させる。カムリング５６ａ１の各頂点とロータ５６ｃの内周面５６ｃ１との離間距離は、ローラ５６ａ３の直径より僅かに小さい値となるように設定されていることから、ローラ５６ａ３をカムリング５６ａ１の各頂点に向けて移動させることにより、内周面５６ｃ１とカムリング５６ａ１の各頂点がローラ５６ａ３を介して係合（ロック）され、よって第１のシャフト７０ａの回転が第２のシャフト７０ｂに伝達される。
【００４３】
また、電磁石５６ｂが通電されてから内周面５６ｃ１とカムリング５６ａ１の各頂点がローラ５６ａ３を介して係合されるまでの間、ローラ５６ａ３が回転する（滑る）ことによって内周面５６ｃ１の回転（即ち、第１のシャフト７０ａの回転）がカムリング５６ａ１（即ち、第２のシャフト７０ｂ）に徐々に伝達される。このため、クラッチ部５６ａは、シフトチェンジの初期において、一時的に半クラッチの状態となる。従って、第１のシャフト７０ａの回転数と第２のシャフト７０ｂの回転数の差が大きいときであっても、それらの係合をスムーズに行うことができる。
【００４４】
また、減速時、即ち、エンジン１８の回転数の低下に伴って第１のシャフト７０ａの回転数が低下し、第１のシャフト７０ａの回転数を第２のシャフト７０ｂの回転数が上回ったときは、図７に示す如く、ローラ５６ａ３はスイッチばね５６ａ２の付勢力に抗してカムリング５６ａ１の反対側の頂点に向けて移動され、ロータ５６ｃの内周面５６ｃ１とカムリング５６ａ１の各頂点が係合される。換言すれば、第２のシャフト７０ｂによって第１のシャフト７０ａが回転させられる。このように、電磁クラッチ５６は、２ウェイクラッチとして機能する。尚、図６および図７において、ロータ５６ｃの外方に示す矢印はロータ５６ｃの回転方向（即ち、第１のシャフト７０ａの回転方向）を表し、第２のシャフト７０ｂの内方に示す矢印は第２のシャフト７０ｂの回転方向を表す。
【００４５】
図４の説明に戻ると、第２のシャフト７０ｂの下端には、ピニオンギヤ７４が固定される。また、プロペラシャフト７２の外周には、前進ギヤ７６Ｆ（べベルギヤ）と後進ギヤ７６Ｒ（べベルギヤ）が回転自在に支持され、それらは前記したピニオンギヤ７４と噛合して相反する方向に回転させられる。また、前進ギヤ７６Ｆと後進ギヤ７６Ｒの間には、プロペラシャフト７２と一体に回転するシンクロメッシュ機構７８が配置される。
【００４６】
ギヤケース５４の内部には、さらにシフトロッド８０が回動自在に収容される。シフトロッド８０は、図３に示す如く、ギヤケース５４とスイベルケース１２（具体的には、そこに収容されるスイベルシャフト６４の内部空間）を貫通し、その上端がエンジンカバー２０の内部に達する。シフトロッド８０の上端は、エンジンカバー２０の内部に配置された複数個のリダクションギヤ８２を介してシフト用電動モータ５０に接続される。
【００４７】
一方、シフトロッド８０の下端面には、図４に良く示すように、ロッドピン８０ａが設けられる。ロッドピン８０ａは、シフトロッド８０の下方に配置されたスライダ８４の凹部８６に挿入される。スライダ８４は、プロペラシャフト７２およびシンクロメッシュ機構７８の延長軸方向にスライド自在に配置されると共に、スプリング８８を介してシンクロメッシュ機構７８に接続される。
【００４８】
図８は、シフトロッド８０の底面図である。図８に示すように、ロッドピン８０ａは、シフトロッド８０の下端面８０ｂにおいてその中心から所定距離偏芯した位置に設けられる。このため、ロッドピン８０ａは、シフトロッド８０が回動されることによって前記したプロペラシャフト７２およびシンクロメッシュ機構７８の延長軸方向に変位を生じる。かかるロッドピン８０ａの変位は、前記した凹部８６、スライダ８４およびスプリング８８を介してシンクロメッシュ機構７８に伝達される。
【００４９】
シンクロメッシュ機構７８は、より詳しくは図４に示す如く、スリーブ７８ａと、前記スリーブに接続されたピン７８ｂと、前進ギヤ７６Ｆに近接して配置された前進用ブロッキングリング７８ｃｆと、後進ギヤ７６Ｒに近接して配置された後進用ブロッキングリング７８ｃｒと、スリーブ７８ａと前進用ブロッキングリング７８ｃｆの間に配置された前進用シンクロばね７８ｄｆと、スリーブ７８ａと後進用ブロッキングリング７８ｃｒの間に配置された後進用シンクロばね７８ｄｒとを備える。
【００５０】
シフトロッド８０が回動されることによって生じたロッドピン８０ａの変位は、凹部８６、スライダ８４およびスプリング８８を介してピン７８ｂに伝達され、スリーブ７８ａを前進ギヤ７６Ｆあるいは後進ギヤ７６Ｒのいずれかの方向に移動させる。
【００５１】
より具体的には、ロッドピン８０ａが前進ギヤ７６Ｆ方向への変位を生じると、スリーブ７８ａは、前進用シンクロばね７８ｄｆの付勢力に抗して前進用ブロッキングリング７８ｃｆの上部へと移動させられる。このとき、前進用ブロッキングリング７８ｃｆは、前進ギヤ７６Ｆの側面に押圧され、摩擦力によってそれらの回転が同期する。そして、ロッドピン８０ａが前進ギヤ７６Ｆ方向へさらに変位することにより、スリーブ７８ａと前進ギヤ７６Ｆの爪部が噛合され、よって主動側である前進ギヤ７６Ｆと従動側であるプロペラシャフト７２の係合がスムーズに成立する。
【００５２】
後進ギヤ７６Ｒをプロペラシャフト７２に係合させる場合も同様である。即ち、ロッドピン８０ａが後進ギヤ７６Ｒ方向への変位を生じると、スリーブ７８ａは後進用シンクロばね７８ｄｒの付勢力に抗して後進用ブロッキングリング７８ｃｒの上部へと移動させられ、後進用ブロッキングリング７８ｃｒと後進ギヤ７６Ｒの摩擦力によってそれらの回転が同期する。そして、ロッドピン８０ａが後進ギヤ７６Ｒ方向へさらに変位することにより、スリーブ７８ａと後進ギヤ７６Ｒの爪部が噛合され、よって主動側である後進ギヤ７６Ｒと従動側であるプロペラシャフト７２の係合がスムーズに成立する。
【００５３】
ＥＣＵ２２は、前述の如く、操縦者によって操作されたシフトレバー３６の位置に基づいてシフト用電動モータ５０と電磁クラッチ５６を作動させることにより、シフトチェンジを行う。具体的には、操縦者によって中立位置が選択された場合、ＥＣＵ２２は、電磁クラッチ５６の電磁石５６ｂに対する電流の供給を遮断して第１のシャフト７０ａと第２のシャフト７０ｂの間の接続を断つと共に、ロッドピン８０ａの位置が中立位置となるように、換言すれば、スリーブ７８ａが前進ギヤ７６Ｆと後進ギヤ７６Ｒのいずれとも噛合しない位置となるようにシフト用電動モータ５０を駆動してシフトロッド８０を回動させ、よってエンジン１８の出力がプロペラシャフト７２に伝達されないようにする。
【００５４】
一方、操縦者によって前進位置が選択された場合、ＥＣＵ２２は、電磁石５６ｂに対する電流の供給を遮断しつつ、即ち、第１のシャフト７０ａと第２のシャフト７０ｂの間の接続を断つように電磁クラッチ５６を作動させつつ、ロッドピン８０ａの位置が前進位置となるように、換言すれば、スリーブ７８ａが前進ギヤ７６Ｆと噛合する位置となるようにシフト用電動モータ５０を駆動してシフトロッド８０を回動させる。このとき、前進ギヤ７６Ｆにはエンジン１８の出力が伝達されていないことから、シンクロメッシュ機構７８の同期作用、具体的には、前進用ブロッキングリング７８ｃｆとの摩擦力により、前進ギヤ７６Ｆの回転速度をスリーブ７８ａの回転速度まで早期に低下させることができる。即ち、主動側である前進ギヤ７６Ｆと従動側であるプロペラシャフト７２の回転（スリーブ７８ａの回転）を早期に同期させることができる。
【００５５】
そして、前進ギヤ７６Ｆとプロペラシャフト７２が係合した後、電磁クラッチ５６の電磁石５６ｂに対する電流の供給を実行して第１のシャフト７０ａと第２のシャフト７０ｂを接続し、よってエンジン１８の出力が前進ギヤ７６Ｆを介してプロペラシャフト７２に伝達されるようにする。これにより、船体１６は、前進方向への推進力を得る。
【００５６】
また、操縦者によって後進位置が選択された場合、ＥＣＵ２２は、電磁石５６ｂに対する電流の供給を遮断しつつ、即ち、第１のシャフト７０ａと第２のシャフト７０ｂの間の接続を断つように電磁クラッチ５６を作動させつつ、ロッドピン８０ａの位置が後進位置となるように、換言すれば、スリーブ７８ａが後進ギヤ７６Ｒと噛合する位置となるようにシフト用電動モータ５０を駆動してシフトロッド８０を回動させる。このとき、後進ギヤ７６Ｒにはエンジン１８の出力が伝達されていないことから、後進用ブロッキングリング７８ｃｒとの摩擦力により、後進ギヤ７６Ｒの回転速度をスリーブ７８ａの回転速度まで早期に低下させることができる。即ち、主動側である後進ギヤ７６Ｒと従動側であるプロペラシャフト７２の回転（スリーブ７８ａの回転）を早期に同期させることができる。
【００５７】
そして、後進ギヤ７６Ｒとプロペラシャフト７２が係合した後、電磁クラッチ５６の電磁石５６ｂに対する電流の供給を実行して第１のシャフト７０ａと第２のシャフト７０ｂを接続し、よってエンジン１８の出力が後進ギヤ７６Ｒを介してプロペラシャフト７２に伝達されるようにする。これにより、船体１６は、後進方向への推進力を得る。
【００５８】
このように、この実施の形態にあっては、エンジン１８の出力を前進ギヤ７６Ｆおよび後進ギヤ７６Ｒに伝達するバーチカルシャフト７０を、同軸上に配置された第１のシャフト７０ａと第２のシャフト７０ｂの２本のシャフトに分割し、それらを電磁クラッチ５６を介して接続すると共に、シフトチェンジに応じて前記電磁クラッチ５６を作動させる、具体的には、前進ギヤ７６Ｆと後進ギヤ７６Ｒのいずれかをプロペラシャフト７２に係合させるとき、第１のシャフト７０ａと第２のシャフト７０ｂの間の接続を断つように電磁クラッチ５６を作動させるように構成したので、シフトチェンジの際、エンジン１８の出力を前進ギヤ７６Ｆと後進ギヤ７６Ｒに伝達させないようにすることができる。
【００５９】
これにより主動側である前進、後進の各ギヤ７６Ｆ，７６Ｒと従動側であるプロペラシャフト７２の回転を早期に同期させることができるため、ギヤイン時に発生する衝撃を低減することができ、よって船外機１０に振動が発生するのを防止することができると共に、動力伝達系の損傷を防止できる。さらに、かかる衝撃の伝達を動力伝達系の途中、即ち、エンジン１８との接続が断たれて回転自在とされた第２のシャフト７０ｂで遮断することができため、船外機に発生する振動と動力伝達系の損傷を一層効果的に防止することができる。尚、「動力伝達系」とは、エンジン１８の出力をプロペラ２４まで伝達するための全ての構成を意味し、具体的には、図示しないクランクシャフトやバーチカルシャフト７０、ピニオンギヤ７４や前進、後進の各ギヤ７６Ｆ，７６Ｒ、プロペラシャフト７２などを意味する。
【００６０】
さらに、この実施の形態にあっては、第１のシャフト７０ａと第２のシャフト７０ｂの間の接続を断つように電磁クラッチ５６を作動させてエンジン１８の出力が前進ギヤ７６Ｆおよび後進ギヤ７６Ｒに伝達されないようにしつつ、前進ギヤ７６Ｆと後進ギヤ７６Ｒのいずれかをシンクロメッシュ機構７８を介してプロペラシャフト７２に係合させるように構成したので、シンクロメッシュ機構７８の同期作用（前進用ブロッキングリング７８ｃｆと前進ギヤ７６Ｆの摩擦力、および後進用ブロッキングリング７８ｃｒと後進ギヤ７６Ｒの摩擦力）によって主動側（前進、後進の各ギヤ７６Ｆ，７６Ｒ）と従動側（プロペラシャフト７２）の回転をより早期に同期させることが可能となってギヤイン時に発生する衝撃を一層低減することができ、よって船外機１０に振動が発生するのをより効果的に防止することができると共に、動力伝達系の損傷を防止できる。
【００６１】
上記の如く、この発明の一つの実施の形態においては、内燃機関（エンジン１８）の出力をバーチカルシャフト７０を介して前進ギヤ７６Ｆおよび後進ギヤ７６Ｒに伝達すると共に、前記前進ギヤ７６Ｆと後進ギヤ７６Ｒのいずれかをプロペラシャフト７２に係合させてシフトチェンジを行い、前記プロペラシャフト７２に取り付けられたプロペラ２４を回転させて船体１６を前進あるいは後進させる船外機１０の動力伝達装置において、前記バーチカルシャフト７０を同軸上に配置される２本のシャフト（第１のシャフト７０ａと第２のシャフト７０ｂ）に分割し、前記２本のシャフトを電磁クラッチ５６を介して接続すると共に、前記シフトチェンジに応じて前記電磁クラッチ５６を作動させるように構成した。
【００６２】
また、前記前進ギヤ７６Ｆと後進ギヤ７６Ｒのいずれかを前記プロペラシャフト７２に係合させるとき、前記２本のシャフトの間の接続を断つように前記電磁クラッチ５６を作動させるように構成した。
【００６３】
また、前記前進ギヤ７６Ｆと後進ギヤ７６Ｒを、シンクロメッシュ機構７８を介して前記プロペラシャフト７２に係合させるように構成した。
【００６４】
【発明の効果】
請求項１項にあっては、内燃機関の出力を前進ギヤおよび後進ギヤに伝達するバーチカルシャフトを、同軸上に配置される２本のシャフトに分割し、前記２本のシャフトを電磁クラッチを介して接続すると共に、シフトチェンジに応じて前記電磁クラッチを作動させるように構成したので、シフトチェンジする際、分割された２本のシャフトの間の接続を断つように電磁クラッチを作動させることで内燃機関の出力を前進ギヤと後進ギヤに伝達させないようにすることができる。これにより、主動側である前進、後進の各ギヤと従動側であるプロペラシャフトの回転を早期に同期させることができるため、ギヤイン時に発生する衝撃を低減することができ、よって船外機に振動が発生するのを防止することができると共に、動力伝達系の損傷を防止できる。また、かかる衝撃の伝達を動力伝達系の途中、即ち、バーチカルシャフトの途中で遮断することができるため、船外機に発生する振動と動力伝達系の損傷を一層効果的に防止することができる。
【００６５】
請求項２項にあっては、前進ギヤと後進ギヤのいずれかをプロペラシャフトに係合させるとき、分割された２本のシャフトの間の接続を断つように電磁クラッチを作動させるように構成したので、請求項１項の効果で述べたように、主動側である前進、後進の各ギヤと従動側であるプロペラシャフトの回転を早期に同期させることができるため、ギヤイン時に発生する衝撃を低減することができ、よって船外機に振動が発生するのを防止することができると共に、動力伝達系の損傷を防止できる。
【００６６】
請求項３項にあっては、前進ギヤと後進ギヤをシンクロメッシュ機構を介してプロペラシャフトに係合させる、より具体的には、請求項１項および２項で述べたように、シフトチェンジする際、分割された２本のシャフトの間の接続を断つように電磁クラッチを作動させて前進ギヤと後進ギヤに内燃機関の出力が伝達されないようにしつつ、前進ギヤと後進ギヤをシンクロメッシュ機構を介してプロペラシャフトに係合させるように構成したので、シンクロメッシュ機構の同期作用によって主動側である前進、後進の各ギヤと従動側であるプロペラシャフトの回転をより早期に同期させることができる。このため、ギヤイン時に発生する衝撃を一層低減することができ、よって船外機に振動が発生するのをより効果的に防止することができると共に、動力伝達系の損傷を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一つの実施の形態に係る船外機の動力伝達装置を全体的に示す説明図である。
【図２】図１に示す装置の部分説明側面図である。
【図３】図２の拡大部分断面図である。
【図４】図３に示すに示すギヤケースの部分拡大断面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】図４に示す電磁クラッチが作動させられているとき（加速時）の図４と同様な断面図である。
【図７】図４に示す電磁クラッチが作動させられているとき（減速時）の図４と同様な断面図である。
【図８】図４に示すピストンロッドの底面図である。
【符号の説明】
１０    船外機
１６    船体
１８    エンジン（内燃機関）
２４    プロペラ
５６    電磁クラッチ
７０    バーチカルシャフト
７０ａ  第１のシャフト
７０ｂ  第２のシャフト
７２    プロペラシャフト
７６Ｆ  前進ギヤ
７６Ｒ  後進ギヤ
７８    シンクロメッシュ機構
【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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