(57)【要約】【課題】シフトチェンジを行うのに必要な可動部位を低減し、操作フィーリングおよびメンテナンス性を向上させると共に、船外機内部の占有スペースを低減させるようにした船外機のシフトチェンジ装置を提供する。【解決手段】エンジンの出力によって回転させられる前進ギヤ６２をプロペラシャフト６０に係合させる前進用電磁クラッチ５６と、エンジン１８の出力によって回転させられる後進ギヤ６４をプロペラシャフト６０に係合させる後進用電磁クラッチ５８とを備え、前進用電磁クラッチ５６と後進用電磁クラッチ５８のいずれかを作動させることによって前進ギヤ６２あるいは後進ギヤ６４をプロペラシャフト６０に係合させてシフトチェンジを行う。【選択図】  図３
2004278654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の出力によって回転させられる前進ギヤあるいは後進ギヤをプロペラシャフトに係合し、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シフトチェンジ装置において、前記前進ギヤを前記プロペラシャフトに係合させる第１の電磁クラッチと、前記後進ギヤを前記プロペラシャフトに係合させる第２の電磁クラッチとを備え、前記第１の電磁クラッチと第２の電磁クラッチのいずれかを作動させることによって前記前進ギヤあるいは後進ギヤを前記プロペラシャフトに係合させてシフトチェンジを行うように構成したことを特徴とする船外機のシフトチェンジ装置。
【請求項２】
前記前進ギヤと後進ギヤのそれぞれに前記プロペラシャフトが挿通されるべき孔を穿設して前記前進ギヤと後進ギヤを前記プロペラシャフトの外周に回転自在に支持し、前記第１の電磁クラッチのクラッチ部を前記前進ギヤに穿設された孔の内周面と前記プロペラシャフトの外周面の間に配置すると共に、前記第２の電磁クラッチのクラッチ部を前記後進ギヤに穿設された孔の内周面と前記プロペラシャフトの外周面の間に配置するように構成したことを特徴とする請求項１項記載の船外機のシフトチェンジ装置。
【請求項３】
前記第１の電磁クラッチのクラッチ部と前記第２の電磁クラッチのクラッチ部は、それぞれ前記プロペラシャフトの外周面に固定されたカムリングと、前記カムリングと前記孔の内周面の間に回転自在に配置されたローラとを備え、前記第１の電磁クラッチあるいは前記第２の電磁クラッチが作動されたとき、前記孔の内周面とカムリングを前記ローラを介して係合して前記孔の内周面の回転を前記カムリングに伝達すると共に、前記第１の電磁クラッチあるいは前記第２の電磁クラッチが作動されてから前記孔の内周面とカムリングが前記ローラを介して係合されるまでの間、前記孔の内周面の回転を前記ローラの回転によって前記カムリングに徐々に伝達し、よって前記シフトチェンジの初期において、前記クラッチ部が半クラッチ状態とされるように構成したことを特徴とする請求項２項記載の船外機のシフトチェンジ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は船外機のシフトチェンジ装置（変速機）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、船外機のシフトチェンジ装置にあっては、プッシュプルケーブルやリンク機構を介し、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内燃機関の出力が伝達される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シフトチェンジが行われる。
【０００３】
あるいは、先端において中心軸から偏芯した位置にロッドピンを備えたシフトロッドをプッシュプルケーブルやリンク機構を介して回動させ、前記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てシフトチェンジを行う。
【０００４】
また、船外機の内部にアクチュエータを配置してリンク機構などを介してシフトロッドに接続し、前記シフトロッドをアクチュエータで駆動するように構成することで、シフトチェンジをパワーアシストするようにしたシフトチェンジ装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特許第２８１７７３８号公報（段落００１６、図２など）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術に係るシフトチェンジ装置あっては、プッシュプルケーブルやリンク機構、シフトロッド、シフトスライダ、シフタークラッチなど、多くの可動部位が存在するため、ガタツキが生じて操作フィーリングを低下させるおそれがあると共に、メンテナンス作業が煩雑であるという不具合があった。
【０００７】
また、シフトチェンジ用のアクチュエータやプッシュプルケーブル、リンク機構などを船外機の上部（水面より上方）に配置し、それらを船外機下部（水面下）に配置されたシフトスライダなどにシフトロッドを介して接続していたため、船外機内部のスペース、特に上下方向のスペースを広く占有してしまうという不具合があった。
【０００８】
従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、シフトチェンジを行うのに必要な可動部位を低減し、操作フィーリングおよびメンテナンス性を向上させると共に、船外機内部の占有スペースを低減させるようにした船外機のシフトチェンジ装置を提供することにある。
【０００９】
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る噛合式のクラッチ（いわゆるドッグクラッチ）によって行われる。噛合式のクラッチは、主動軸側（前進、後進の各ギヤ）と従動軸側（シフタークラッチ）の回転が同期していないと、ギヤインする際に各爪部の噛合がスムーズに成立せず、衝撃が生じて操作フィーリングを低下させると共に、場合によっては、クラッチ部（係合部）である爪部が損傷するおそれがあった。
【００１０】
従って、この発明のさらなる目的は、上記した課題を解決し、ギヤイン時の衝撃を低減して操作フィーリングを向上させると共に、クラッチ部の損傷を防止するようにした船外機のシフトチェンジ装置を提供することにある。
【００１１】
【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、内燃機関の出力によって回転させられる前進ギヤあるいは後進ギヤをプロペラシャフトに係合し、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シフトチェンジ装置において、前記前進ギヤを前記プロペラシャフトに係合させる第１の電磁クラッチと、前記後進ギヤを前記プロペラシャフトに係合させる第２の電磁クラッチとを備え、前記第１の電磁クラッチと第２の電磁クラッチのいずれかを作動させることによって前記前進ギヤあるいは後進ギヤを前記プロペラシャフトに係合させてシフトチェンジを行うように構成した。
【００１２】
このように、内燃機関の出力によって回転させられる前進ギヤをプロペラシャフトに係合させる第１の電磁クラッチと、内燃機関の出力によって回転させられる後進ギヤを前記プロペラシャフトに係合させる第２の電磁クラッチとを備え、前記第１の電磁クラッチと第２の電磁クラッチのいずれかを作動させることによって前記前進ギヤあるいは後進ギヤを前記プロペラシャフトに係合させてシフトチェンジを行うように構成したので、従来のシフトチェンジ装置に必要とされたプッシュプルケーブルやリンク機構、シフトロッドなどの多くの可動部位を不要とすることができるため、操作フィーリングおよびメンテナンス性を向上させることができると共に、船外機内部におけるシフトチェンジ装置の占有スペース、特に上下方向の占有スペースを低減することができる。
【００１３】
また、請求項２項にあっては、前記前進ギヤと後進ギヤのそれぞれに前記プロペラシャフトが挿通されるべき孔を穿設して前記前進ギヤと後進ギヤを前記プロペラシャフトの外周に回転自在に支持し、前記第１の電磁クラッチのクラッチ部を前記前進ギヤに穿設された孔の内周面と前記プロペラシャフトの外周面の間に配置すると共に、前記第２の電磁クラッチのクラッチ部を前記後進ギヤに穿設された孔の内周面と前記プロペラシャフトの外周面の間に配置するように構成した。
【００１４】
このように、前進ギヤと後進ギヤに穿設された孔にプロペラシャフトを挿通して前記前進ギヤと後進ギヤをプロペラシャフトの外周に回転自在に支持し、第１の電磁クラッチのクラッチ部（前進ギヤとプロペラシャフトを機械的に係合させる部位）を前記前進ギヤに穿設された孔の内周面と前記プロペラシャフトの外周面の間に配置すると共に、前記第２の電磁クラッチのクラッチ部（後進ギヤとプロペラシャフトを機械的に係合させる部位）を前記後進ギヤに穿設された孔の内周面と前記プロペラシャフトの外周面の間に配置するように構成したので、船外機内部におけるシフトチェンジ装置の占有スペースを一層低減することができる。
【００１５】
また、請求項３項にあっては、前記第１の電磁クラッチのクラッチ部と前記第２の電磁クラッチのクラッチ部は、それぞれ前記プロペラシャフトの外周面に固定されたカムリングと、前記カムリングと前記孔の内周面の間に回転自在に配置されたローラとを備え、前記第１の電磁クラッチあるいは前記第２の電磁クラッチが作動されたとき、前記孔の内周面とカムリングを前記ローラを介して係合して前記孔の内周面の回転を前記カムリングに伝達すると共に、前記第１の電磁クラッチあるいは前記第２の電磁クラッチが作動されてから前記孔の内周面とカムリングが前記ローラを介して係合されるまでの間、前記孔の内周面の回転を前記ローラの回転によって前記カムリングに徐々に伝達し、よって前記シフトチェンジの初期において、前記クラッチ部が半クラッチ状態とされるように構成した。
【００１６】
このように、第１の電磁クラッチのクラッチ部と第２の電磁クラッチのクラッチ部が、それぞれプロペラシャフトの外周面に固定されたカムリングと、前記カムリングと前進、後進の各ギヤに穿設された孔の内周面の間に回転自在に配置されたローラとを備え、前記第１の電磁クラッチあるいは前記第２の電磁クラッチが作動されたとき、前記孔の内周面とカムリングをローラを介して係合して前記孔の内周面の回転をカムリングに伝達すると共に、前記第１の電磁クラッチあるいは前記第２の電磁クラッチが作動されてから前記孔の内周面とカムリングがローラを介して係合されるまでの間、前記孔の内周面の回転をローラの回転によってカムリングに徐々に伝達し、よってシフトチェンジの初期において、前記クラッチ部が半クラッチ状態とされるように構成したので、ギヤイン時の衝撃を低減して操作フィーリングを向上させることができると共に、クラッチ部の損傷を防止することができる。
【００１７】
【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シフトチェンジ装置を説明する。
【００１８】
図１はその船外機のシフトチェンジ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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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、スロットルバルブ（図示せず）を開閉させる電動モータ５０（以下「スロットル用電動モータ」という）が配置され、信号線５０Ｌを介してＥＣＵ２２に接続される。
【００２６】
さらに、船外機１０の下部に位置するギヤケース５２の内部において、プロペラ２４が取り付けられるプロペラシャフト（後述）の外周には、プロペラシャフトと前進ギヤ（後述）を係合させる前進用電磁クラッチ５６（第１の電磁クラッチ）と、プロペラシャフトと後進ギヤ（後述）を係合させる後進用電磁クラッチ５８（第２の電磁クラッチ）とが配置され、それぞれ信号線５６Ｌおよび５８Ｌを介してＥＣＵ２２に接続される。尚、ギヤケース５２は、前記したラダー２６を一体的に備える。
【００２７】
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５０を駆動してエンジン１８の回転数を調整する共に、前進用電磁クラッチ５６と後進用電磁クラッチ５８を作動させてシフトチェンジを行う。
【００２８】
図３は、図２に示すギヤケース５２付近の拡大断面図である。
【００２９】
図３に示すように、ギヤケース５２の内部において、プロペラ２４が取り付けられるプロペラシャフト６０の外周には、前進用電磁クラッチ５６と後進用電磁クラッチ５８が配置される。また、前進用電磁クラッチ５６のクラッチ部５６ａの外周には前進ギヤ６２（べベルギヤ）が回転自在に支持されると共に、後進用電磁クラッチ５８のクラッチ部５８ａの外周には後進ギヤ６４（べベルギヤ）が回転自在に支持される。
【００３０】
エンジン１８（図３で図示せず）の出力によって回転させられるバーチカルシャフト６８の下端には、ピニオンギヤ７０が取り付けられる。前進ギヤ６２と後進ギヤ６４は、前記ピニオンギヤ７０に噛合され、相反する方向に回転させられる。即ち、エンジン１８の出力は、バーチカルシャフト６８とピニオンギヤ７０を介して前進ギヤ６２と後進ギヤ６４に伝達される共に、前進用電磁クラッチ５６と後進用電磁クラッチ５８のクラッチ部５６ａ，５８ａのいずれかを介してプロペラシャフト６０に伝達され、よってプロペラシャフト６０に取り付けられたプロペラ２４を、船外機１０を前進あるいは後進させる方向に回転させる。
【００３１】
図４は、図３に示す前進用電磁クラッチ５６と後進用電磁クラッチ５８付近の拡大図である。図４に示すように、前進用電磁クラッチ５６は、前記したクラッチ部５６ａと、プロペラシャフト６０の外周に配置された電磁石５６ｂと、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、前進ギヤ６２に接続され、前進ギヤ６２と一体に回転させられる。
【００３２】
後進用電磁クラッチ５８も、同様にクラッチ部５８ａと、プロペラシャフト６０の外周に配置された電磁石５８ｂと、電磁石５８ｂを取り囲むように配置されたロータ５８ｃとからなる。ロータ５８ｃは、後進ギヤ６４に接続され、後進ギヤ６４と一体に回転させられる。
【００３３】
図５は、図４のＶ−Ｖ線断面図である。尚、図５に示す矢印は前進ギヤ６２の回転方向を表す。
【００３４】
図４および図５に良く示すように、前進ギヤ６２の中心部には孔６２ａが穿設され、孔６２ａにはプロペラシャフト６０が挿通されると共に、孔６２ａの内周面６２ｂとプロペラシャフト６０の外周面６０ａの間には、前記した前進用電磁クラッチ５６のクラッチ部５６ａが配置される。
【００３５】
クラッチ部５６ａは、具体的には、プロペラシャフト６０の外周面６０ａ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と孔６２ａの内周面６２ｂ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に接続されたアーマチュア５６ａ５とからなる。アーマチュア５６ａ５の近傍には、前記したロータ５６ｃが配置される。
【００３６】
カムリング５６ａ１は、断面視正１０角形を呈し、その各辺と孔６２ａの内周面６２ｂとの離間距離の最大値、即ち、各辺の中点と内周面６２ｂ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６２ｂ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。
【００３７】
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。
【００３８】
前述したように、カムリング５６ａ１の各辺の中点と孔６２ａの内周面６２ｂ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、よって前進ギヤ６２の回転はプロペラシャフト６０に伝達されない。
【００３９】
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の各頂点と前進ギヤ６２の孔６２ａの内周面６２ｂ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、孔６２ａの内周面６２ｂ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、よって前進ギヤ６２の回転がプロペラシャフト６０に伝達される。
【００４０】
また、電磁石５６ｂが通電されてから内周面６２ｂ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６２ｂの回転（即ち、前進ギヤ６２の回転）がカムリング５６ａ１（即ち、プロペラシャフト６０）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、前進ギヤ６２の回転数とプロペラシャフト６０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、よってギヤイン時の衝撃を低減して操作フィーリングを向上させることができると共に、クラッチ部５６ａ（係合部）の損傷を防止することができる。
【００４１】
また、減速時、即ち、エンジン１８の回転数の低下に伴って前進ギヤ６２の回転数が低下し、ロータ５６ｃの回転数をプロペラシャフト６０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、孔６２ａの内周面６２ｂとカムリング５６ａ１の各頂点が係合される。換言すれば、プロペラシャフト６０によって前進ギヤ６２が回転させられる。このように、前進用電磁クラッチ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、前進ギヤ６２の外方に示す矢印は前進ギヤ６２の回転方向を表し、プロペラシャフト６０の内方に示す矢印はプロペラシャフト６０の回転方向を表す。
【００４２】
上記した前進用電磁クラッチ５６の構成は、後進用電磁クラッチ５８に対しても妥当する。図８は、図４のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。尚、図８に示す矢印は後進ギヤ６４の回転方向を表す。
【００４３】
図４および図８を参照して後進用電磁クラッチ５８の構成について詳説すると、後進用電磁クラッチ５８は、図示の如く、後進ギヤ６４の中心部には孔６４ａが穿設され、孔６４ａにはプロペラシャフト６０が挿通されると共に、孔６４ａの内周面６４ｂとプロペラシャフト６０の外周面６０ａの間には、後進用電磁クラッチ５８のクラッチ部５８ａが配置される。
【００４４】
クラッチ部５８ａは、プロペラシャフト６０の外周面６０ａに固定されたカムリング５８ａ１と、スイッチばね５８ａ２と、カムリング５８ａ１と孔６４ａの内周面６４ｂの間に回転自在に配置された１０個のローラ５８ａ３と、ローラ５８ａ３を保持するリテーナ５８ａ４と、リテーナ５８ａ４に接続されたアーマチュア５８ａ５とからなる。アーマチュア５８ａ５の近傍には前記したロータ５８ｃが配置される。
【００４５】
カムリング５８ａ１は、断面視正１０角形を呈し、その各辺と孔６４ａの内周面６４ｂとの離間距離の最大値、即ち、各辺の中点と内周面６４ｂの離間距離がローラ５８ａ３の直径より僅かに大きい値となり、かつ、各頂点と内周面６４ｂとの離間距離がローラ５８ａ３の直径より僅かに小さい値となるように設定される。
【００４６】
カムリング５８ａ１とリテーナ５８ａ４には、それぞれ切り欠き５８ａ１１と切り欠き５８ａ４１が形成されると共に、それら切り欠き５８ａ１１，５８ａ４１の端面にはスイッチばね５８ａ２が当接され、スイッチばね５８ａ２の付勢力によってカムリング５８ａ１とリテーナ５８ａ４の位置合わせがなされる。具体的には、カムリング５８ａ１の各辺の中点にそれぞれ１個ずつのローラ５８ａ３が配置されるように、カムリング５８ａ１とリテーナ５８ａ４の位置合わせがなされる。
【００４７】
前述したように、カムリング５８ａ１の各辺の中点と孔６４ａの内周面６４ｂの離間距離はローラ５８ａ３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５８ａ３がカムリング５８ａ１の各辺の中点に配置された場合、ローラ５８ａ３は自由に回転することができ、よって後進ギヤ６４の回転はプロペラシャフト６０に伝達されない。
【００４８】
ここで、電磁石５８ｂが通電されると、アーマチュア５８ａ５はロータ５８ｃに吸着され、ロータ５８ｃと一体に回転させられる。アーマチュア５８ａ５が回転させられると、それに接続されたリテーナ５８ａ４も回転し、図９に示すように、スイッチばね５８ａ２の付勢力に抗してローラ５８ａ３をカムリング５８ａ１の各頂点に向けて移動させる。カムリング５８ａ１の各頂点と後進ギヤ６４の孔６４ａの内周面６４ｂとの離間距離は、ローラ５８ａ３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５８ａ３をカムリング５８ａ１の各頂点に向けて移動させることにより、孔６４ａの内周面６４ｂとカムリング５８ａ１の各頂点がローラ５８ａ３を介して係合（ロック）され、よって後進ギヤ６４の回転がプロペラシャフト６０に伝達される。
【００４９】
また、電磁石５８ｂが通電されてから内周面６４ｂとカムリング５８ａ１の各頂点がローラ５８ａ３を介して係合されるまでの間、ローラ５８ａ３が回転する（滑る）ことによって内周面６４ｂの回転（即ち、後進ギヤ６４の回転）がカムリング５８ａ１（即ち、プロペラシャフト６０）に徐々に伝達される。このため、クラッチ部５８ａ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、後進ギヤ６４の回転数とプロペラシャフト６０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、よってギヤイン時の衝撃を低減して操作フィーリングを向上させることができると共に、クラッチ部５８ａ（係合部）の損傷を防止することができる。
【００５０】
また、減速時、即ち、エンジン１８の回転数の低下に伴って後進ギヤ６４の回転数が低下し、ロータ５８ｃの回転数をプロペラシャフト６０の回転数が上回ったときは、図１０に示す如く、ローラ５８ａ３はスイッチばね５８ａ２の付勢力に抗しつつカムリング５８ａ１の反対側の頂点に向けて移動され、孔６４ａの内周面６４ｂとカムリング５８ａ１の各頂点が係合される。換言すれば、プロペラシャフト６０によって後進ギヤ６４が回転させられる。このように、後進用電磁クラッチ５８も、前進用電磁クラッチ５６と同様に２ウェイクラッチとして機能する。尚、図９および図１０において、後進ギヤ６４の外方に示す矢印は後進ギヤ６４の回転方向を表し、プロペラシャフト６０の内方に示す矢印はプロペラシャフト６０の回転方向を表す。
【００５１】
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の位置に基づいて前進用電磁クラッチ５６と後進用電磁クラッチ５８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、前進用電磁クラッチ５６の電磁石５６ｂに対する電流の供給を遮断して前進ギヤ６２とプロペラシャフト６０を係合させないようにすると共に、後進用電磁クラッチ５８の電磁石５８ｂに対する電流の供給も遮断して後進ギヤ６４とプロペラシャフト６０を係合させないようにする、即ち、前進用電磁クラッチ５６と後進用電磁クラッチ５８のいずれも作動させず、よってエンジン１８の出力がプロペラシャフト６０に伝達されないようにする。
【００５２】
一方、操縦者によって前進位置が選択された場合、ＥＣＵ２２は、前進用電磁クラッチ５６の電磁石５６ｂに対する電流の供給を実行して前進ギヤ６２とプロペラシャフト６０を係合させると共に、後進用電磁クラッチ５８の電磁石５８ｂに対する電流の供給を遮断して後進ギヤ６４とプロペラシャフト６０を係合させないようにする、即ち、前進用電磁クラッチ５６のみを作動させ、よってエンジン１８の出力が前進ギヤ６２を介してプロペラシャフト６０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。
【００５３】
また、操縦者によって後進位置が選択された場合、ＥＣＵ２２は、前進用電磁クラッチ５６の電磁石５６ｂに対する電流の供給を遮断して前進ギヤ６２とプロペラシャフト６０を係合させないようにすると共に、後進用電磁クラッチ５８の電磁石５８ｂに対する電流の供給を実行して後進ギヤ６４とプロペラシャフト６０を係合させる、換言すれば、後進用電磁クラッチ５８のみを作動させ、よってエンジン１８の出力が後進ギヤ６４を介してプロペラシャフト６０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。
【００５４】
このように、この実施の形態にあっては、エンジン１８の出力によって回転させられる前進ギヤ６２をプロペラシャフト６０に係合させる前進用電磁クラッチ５６と、エンジン１８の出力によって回転させられる後進ギヤ６４をプロペラシャフト６０に係合させる後進用電磁クラッチ５８とを備え、前進用電磁クラッチ５６と後進用電磁クラッチ５８のいずれかを作動させることによって前進ギヤ６２あるいは後進ギヤ６４をプロペラシャフト６０に係合させてシフトチェンジを行うように構成したので、従来のシフトチェンジ装置に必要とされたプッシュプルケーブルやリンク機構、シフトロッドなどの多くの可動部位を不要とすることができるため、操作フィーリングおよびメンテナンス性を向上させることができると共に、船外機１０の内部におけるシフトチェンジ装置の占有スペース、特に上下方向の占有スペースを低減することができる。
【００５５】
さらに、前進ギヤ６２と後進ギヤ６４に穿設された孔６２ａ，６４ａにプロペラシャフト６０を挿通して前記前進ギヤ６２と後進ギヤ６４をプロペラシャフト６０の外周に回転自在に支持し、前進用電磁クラッチ５６のクラッチ部５６ａ（前進ギヤ６２とプロペラシャフト６０を機械的に係合する部位）を前記前進ギヤ６２に穿設された孔６２ａの内周面６２ｂと前記プロペラシャフト６０の外周面６０ａの間に配置すると共に、前記後進用電磁クラッチ５８のクラッチ部５８ａ（後進ギヤ６４とプロペラシャフト６０を機械的に係合する部位）を前記後進ギヤ６４に穿設された孔６４ａの内周面６４ｂと前記プロペラシャフト６０の外周面６０ａの間に配置するように構成した、換言すれば、シフトチェンジに必要な前進用電磁クラッチ５６と後進用電磁クラッチ５８を、それぞれ前進ギヤ６２と後進ギヤ６４に一体的に配置するように構成したので、船外機１０の内部におけるシフトチェンジ装置の占有スペースを一層低減することができる。
【００５６】
また、前進用電磁クラッチ５６あるいは後進用電磁クラッチ５８が作動されたとき、前進、後進の各ギヤ６２，６４に穿設された孔６２ａ，６４ａの内周面６２ｂ，６４ｂとカムリング５６ａ１，５８ａ１をローラ５６ａ３，５８ａ３を介して係合し、前記孔の内周面６２ｂ，６４ｂの回転（即ち、前進ギヤ６２あるいは後進ギヤ６４の回転）をカムリング５６ａ１，５８ａ１（即ち、プロペラシャフト６０）に伝達すると共に、前記前進用電磁クラッチ５６あるいは前記後進用電磁クラッチ５８が作動されてから前記孔の内周面６２ｂ，６４ｂとカムリング５６ａ１，５８ａ１がローラ５６ａ３，５８ａ３を介して係合されるまでの間、前記孔の内周面６２ｂ，６４ｂの回転をローラ５６ａ３，５８ａ３の回転によってカムリング５６ａ１，５８ａ１に徐々に伝達し、よってシフトチェンジの初期において、前記クラッチ部５６ａ，５８ａが半クラッチ状態とされるように構成したので、前進ギヤ６２とプロペラシャフト６０の回転数の差、あるいは後進ギヤ６４の回転数とプロペラシャフト６０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、よってギヤイン時の衝撃を低減して操作フィーリングを向上させることができると共に、クラッチ部５６ａ，５８ａの損傷を防止することができる。
【００５７】
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）の出力によって回転させられる前進ギヤ６２あるいは後進ギヤ６４をプロペラシャフト６０に係合し、前記プロペラシャフト６０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のシフトチェンジ装置において、前記前進ギヤ６２を前記プロペラシャフト６０に係合させる第１の電磁クラッチ（前進用電磁クラッチ５６）と、前記後進ギヤ６４を前記プロペラシャフト６０に係合させる第２の電磁クラッチ（後進用電磁クラッチ５８）とを備え、前記第１の電磁クラッチと第２の電磁クラッチのいずれかを作動させることによって前記前進ギヤ６２あるいは後進ギヤ６４を前記プロペラシャフト６０に係合させてシフトチェンジを行うように構成した。
【００５８】
また、前記前進ギヤ６２と後進ギヤ６４のそれぞれに前記プロペラシャフト６０が挿通されるべき孔６２ａ，６４ａを穿設して前記前進ギヤ６２と後進ギヤ６４を前記プロペラシャフト６０の外周に回転自在に支持し、前記第１の電磁クラッチのクラッチ部５６ａ（前進ギヤ６２とプロペラシャフト６０を機械的に係合する部位。具体的には、カムリング５６ａ１、スイッチばね５６ａ２、ローラ５６ａ３、リテーナ５６ａ４およびアーマチュア５６ａ５）を前記前進ギヤ６２に穿設された孔６２ａの内周面６２ｂと前記プロペラシャフト６０の外周面６０ａの間に配置すると共に、前記第２の電磁クラッチのクラッチ部５８ａ（後進ギヤ６４とプロペラシャフト６０を機械的に係合する部位。具体的には、カムリング５８ａ１、スイッチばね５８ａ２、ローラ５８ａ３、リテーナ５８ａ４およびアーマチュア５８ａ５）を前記後進ギヤ６４に穿設された孔６４ａの内周面６４ｂと前記プロペラシャフト６０の外周面６０ａの間に配置するように構成した。
【００５９】
また、前記第１の電磁クラッチのクラッチ部５６ａと前記第２の電磁クラッチのクラッチ部５８ａは、それぞれ前記プロペラシャフト６０の外周面６０ａに固定されたカムリング５６ａ１，５８ａ１と、前記カムリング５６ａ１，５８ａ１と前記孔６２ａ，６４ａの内周面６２ｂ，６４ｂの間に回転自在に配置されたローラ５６ａ３，５８ａ３とを備え、前記第１の電磁クラッチあるいは前記第２の電磁クラッチが作動されたとき、前記孔の内周面６２ｂ，６４ｂとカムリング５６ａ１，５８ａ１を前記ローラ５６ａ３，５８ａ３を介して係合して前記孔の内周面６２ｂ，６４ｂの回転をカムリング５６ａ１，５８ａ１に伝達すると共に、前記第１の電磁クラッチあるいは前記第２の電磁クラッチが作動されてから前記孔の内周面６２ｂ，６４ｂとカムリング５６ａ１，５８ａ１が前記ローラ５６ａ３，５８ａ３を介して係合されるまでの間、前記孔の内周面６２ｂ，６４ｂの回転を前記ローラ５６ａ３，５８ａ３の回転によって前記カムリング５６ａ１，５８ａ１に徐々に伝達し、よってシフトチェンジの初期において、前記クラッチ部５６ａ，５８ａが半クラッチ状態とされるように構成した。
【００６０】
【発明の効果】
請求項１項にあっては、内燃機関の出力によって回転させられる前進ギヤをプロペラシャフトに係合させる第１の電磁クラッチと、内燃機関の出力によって回転させられる後進ギヤを前記プロペラシャフトに係合させる第２の電磁クラッチとを備え、前記第１の電磁クラッチと第２の電磁クラッチのいずれかを作動させることによって前記前進ギヤあるいは後進ギヤを前記プロペラシャフトに係合させてシフトチェンジを行うように構成したので、従来のシフトチェンジ装置に必要とされたプッシュプルケーブルやリンク機構、シフトロッドなどの多くの可動部位を不要とすることができるため、操作フィーリングおよびメンテナンス性を向上させることができると共に、船外機内部におけるシフトチェンジ装置の占有スペース、特に上下方向の占有スペースを低減することができる。
【００６１】
請求項２項にあっては、前進ギヤと後進ギヤに穿設された孔にプロペラシャフトを挿通して前記前進ギヤと後進ギヤをプロペラシャフトの外周に回転自在に支持し、第１の電磁クラッチのクラッチ部を前記前進ギヤに穿設された孔の内周面と前記プロペラシャフトの外周面の間に配置すると共に、前記第２の電磁クラッチのクラッチ部を前記後進ギヤに穿設された孔の内周面と前記プロペラシャフトの外周面の間に配置するように構成したので、船外機内部におけるシフトチェンジ装置の占有スペースを一層低減することができる。
【００６２】
請求項３項にあっては、第１の電磁クラッチのクラッチ部と第２の電磁クラッチのクラッチ部が、それぞれプロペラシャフトの外周面に固定されたカムリングと、前記カムリングと前進、後進の各ギヤに穿設された孔の内周面の間に回転自在に配置されたローラとを備え、前記第１の電磁クラッチあるいは前記第２の電磁クラッチが作動されたとき、前記孔の内周面とカムリングをローラを介して係合して前記孔の内周面の回転をカムリングに伝達すると共に、前記第１の電磁クラッチあるいは前記第２の電磁クラッチが作動されてから前記孔の内周面とカムリングがローラを介して係合されるまでの間、前記孔の内周面の回転をローラの回転によってカムリングに徐々に伝達し、よってシフトチェンジの初期において、前記クラッチ部が半クラッチ状態とされるように構成したので、ギヤイン時の衝撃を低減して操作フィーリングを向上させることができると共に、クラッチ部の損傷を防止することができる。
【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シフトチェンジ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に示すギヤケース付近の拡大断面図である。
【図４】図３に示す前進用電磁クラッチと後進用電磁クラッチ付近の拡大図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】図３に示す前進用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３に示す前進用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のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。
【図９】図３に示す後進用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１０】図３に示す後進用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。
【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      前進用電磁クラッチ（第１の電磁クラッチ）
５６ａ    （前進用電磁クラッチの）クラッチ部
５６ａ１  カムリング（前進用電磁クラッチのクラッチ部）
５６ａ２  スイッチばね（前進用電磁クラッチのクラッチ部）
５６ａ３  ローラ（前進用電磁クラッチのクラッチ部）
５６ａ４  リテーナ（前進用電磁クラッチのクラッチ部）
５６ａ５  アーマチュア（前進用電磁クラッチのクラッチ部）
５８      後進用電磁クラッチ（第２の電磁クラッチ）
５８ａ    （後進用電磁クラッチの）クラッチ部
５８ａ１  カムリング（後進用電磁クラッチのクラッチ部）
５８ａ２  スイッチばね（後進用電磁クラッチのクラッチ部）
５８ａ３  ローラ（後進用電磁クラッチのクラッチ部）
５８ａ４  リテーナ（後進用電磁クラッチのクラッチ部）
５８ａ５  アーマチュア（後進用電磁クラッチのクラッチ部）
６０      プロペラシャフト
６０ａ    （プロペラシャフトの）外周面
６２      前進ギヤ
６２ａ    （前進ギヤの）孔
６２ｂ    （前進ギヤの孔の）内周面
６４      後進ギヤ
６４ａ    （後進ギヤの）孔
６４ｂ    （後進ギヤの孔の）内周面
【図１】
2004278654.tif 000003
【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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