(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、鉛直方向に延伸して前記エンジンからの回転動力を伝達するドライブ軸と、前記ドライブ軸の中間に設けられてシフトポジションを切替えるシフト装置と、を有する船外機であって、
前記シフト装置は、前記ドライブ軸と平行な方向に往復動することによってシフトポジションを切替えるクラッチ体と、前記クラッチ体に係合して前記クラッチ体を前記ドライブ軸と平行な方向に往復動させるシフトフォーク部材と、前記シフトフォーク部材を前記ドライブ軸と平行な方向に往復動させるアクチュエータと、を有し、
前記アクチュエータは、モーターが発生する回転動力を前記ドライブ軸の軸線と平行な向きの直線運動に変換して駆動力を出力するものであって、駆動力出力部材が直線運動する直動型として前記クラッチ体の前側に隣接して配置され、
前記駆動力出力部材に前記シフトフォーク部材が連結され、
プロペラが取り付けられたプロペラ軸を回転可能に支持する下部ユニットの前端部を船外機の操舵中心であるパイロット軸より前側に設け、前記モーターは前記パイロット軸よりも前側に設けられることを特徴とする船外機。
【請求項２】
前記エンジンが設けられる上部ユニットと、
前記上部ユニットと前記下部ユニットの間に設けられ、前記ドライブ軸が収容される中間部ユニットと、
を有し、
前記シフト装置は、前記下部ユニットに設けられることを特徴とする請求項１に記載の船外機。
【請求項３】
前記アクチュエータは、
前記モーターと、
ボールネジナットとネジ軸を有し、前記モーターが発生する回転動力を直線運動に変換するボールネジ機構と
を有し、
前記駆動力出力部材は前記ネジ軸であることを特徴とする請求項１または２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。特には、シフトポジションを切り替えるシフト装置が、エンジンからプロペラシャフトに回転動力を伝達するドライブ軸の中間に設けられる船外機に関する。
【背景技術】
【０００２】
船外機のシフト装置は、移動によってシフトポジションを切換えるクラッチ体と、このクラッチ体を駆動するアクチュエータとを有するものがある。クラッチ体は、駆動力源であるプロペラ軸に回転動力を伝達するドライブ軸の中間や、ドライブ軸とプロペラ軸との間などといった、船外機の下部に設けられている。一方、アクチュエータは、エンジンの近傍などといった、船外機の上部に設けられている。このように、従来の船外機においては、シフト装置のクラッチ体と、このクラッチ体を駆動するアクチュエータとが、離れた位置に配置されている。そして、アクチュエータは、リンク機構を介してクラッチ体を移送させる。例えば、特許文献１には、船外機の上下方向の中間に配置されるアクチュエータが、船外機の下部に配置されるクラッチ体を、シフトロッドを介して移動させる構成が開示されている。
【０００３】
しかしながら、このような構成であると、アクチュエータとクラッチ体との間に設けられるリンク機構のガタ（遊び）や撓みや捩れなどによって、クラッチ外の実際の移動量は、アクチュエータが発生する駆動量よりも小さくなる。このため、クラッチ体を高精度で移動させることが困難である。また、リンク機構のガタや撓みや捩れによって、応答性が低くなる。さらに、アクチュエータとクラッチ体との間のリンク機構のフリクションなどによって、伝達される駆動力に損失が発生する。このため、クラッチ体を確実に移動させるためには、アクチュエータの駆動力を大きくしなければならないが、リンク機構の撓みや捩れなどによって大きな力を伝達できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１６３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記実情に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、クラッチ体の駆動の精度を高くするとともに、アクチュエータの小型化を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するため、本発明は、エンジンと、鉛直方向に延伸して前記エンジンからの回転動力を伝達するドライブ軸と、前記ドライブ軸の中間に設けられてシフトポジションを切替えるシフト装置と、を有する船外機であって、前記シフト装置は、前記ドライブ軸と平行な方向に往復動することによってシフトポジションを切替えるクラッチ体と、前記クラッチ体に係合して前記クラッチ体を前記ドライブ軸と平行な方向に往復動させるシフトフォーク部材と、前記シフトフォーク部材を前記ドライブ軸と平行な方向に往復動させるアクチュエータと、を有し、前記アクチュエータは、モーターが発生する回転動力を前記ドライブ軸の軸線と平行な向きの直線運動に変換して駆動力を出力するものであって、駆動力を出力する駆動力出力部材が直線運動する直動型として前記クラッチ体の前側に隣接して配置され、前記駆動力出力部材に前記シフトフォーク部材が連結され、プロペラが取り付けられたプロペラ軸を回転可能に支持する下部ユニットの前端部を船外機の操舵中心であるパイロット軸より前側に設け、前記モーターは前記パイロット軸よりも前側に設けられることを特徴とする。
【０００７】
前記エンジンが設けられる上部ユニットと、前記上部ユニットと前記下部ユニットの間に設けられ、前記ドライブ軸が収容される中間部ユニットと、を有し、前記シフト装置は、前記下部ユニットに設けられる構成が適用できる。
【０００８】
前記アクチュエータは、前記モーターと、ボールネジナットとネジ軸を有し、前記モーターが発生する回転動力を直線運動に変換するボールネジ機構とを有し、前記駆動力出力部材は前記ネジ軸である構成が適用できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、アクチュエータからクラッチ体に駆動力を伝達するための機構の小型化や単純化を図ることができる。このため、この機構のガタ（遊び）や撓みが小さくなるから、クラッチ体の動作量の精度を高めることができる。また、この機構のフリクションによる損失が小さくなるから、アクチュエータの小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、船外機の構成例を模式的に示す部分断面図である。
【図２】図２は、船外機の下部の内部の構成例を拡大して示す断面図である。
【図３】図３は、シフト装置の構成例を模式的に示す分解斜視図である。
【図４】図４は、シフト装置の構成例を模式的に示す斜視図である。
【図５】図５は、シフト装置の構成例を示す断面図である。
【図６】図６は、シフト装置がロアーユニットハウジングのシフト装置収容室の内部に組み付けられた状態を模式的に示す断面斜視図である。
【図７】図７は、シフト装置の動作を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。本発明の実施形態では、二重反転プロペラを有する船外機を例に示す。なお、各図においては、適宜、船外機の前側を矢印Ｆｒで、後側を矢印Ｒｒで、右側を矢印Ｒで、左側を矢印Ｌで、上側を矢印Ｕｐで、下側を矢印Ｄｎで示す。
【００１３】
＜船外機の全体構成＞
船外機１の全体的な構成例について、図１と図２を参照して説明する。図１は、船外機１の構成例を模式的に示す部分断面図である。図２は、船外機１の下部の内部の構成例を拡大して示す断面図である。図１に示すように、船外機１は、最も上側に設けられる上部ユニット９０１と、最も下側に設けられる下部ユニット９０３と、上部ユニット９０１と下部ユニット９０３との間に設けられる中間部ユニット９０２とを有する。上部ユニット９０１は、筐体としてエンジンカバー１０１を有する。そして、エンジンカバー１０１の内部には、船外機１の駆動力源であるエンジン１３(内燃機関)が搭載される。
【００１４】
下部ユニット９０３は、筐体としてロアーユニットハウジング１０３を有する。ロアーユニットハウジング１０３の内部には、プロペラ軸２３が、回転可能に収容される。プロペラ軸２３は、前側プロペラ１１と後側プロペラ１２のそれぞれに、回転動力を伝達する。ロアーユニットハウジング１０３の後側には、推進力を発生させる前側プロペラ１１と後側プロペラ１２とが、同軸で前後方向に並ぶように配置されている。そして、前側プロペラ１１と後側プロペラ１２とが、互いに反対方向に回転する二重反転プロペラを構成する。本発明の実施形態では、後方から見て、前側プロペラ１１が右回り（時計回り）に回転し、後側プロペラ１２が左回り（反時計回り）に回転すると、船外機１が前進するものとする。
【００１５】
中間部ユニット９０２は、筐体としてドライブシャフトハウジング１０２を有する。ドライブシャフトハウジング１０２の内部には、エンジン１３の回転動力をプロペラ軸２３に伝達するドライブ軸１７の一部が収容される。ドライブシャフトハウジング１０２の前側には、船外機１を船体に取り付けるためのブラケット装置１４が設けられる。船外機１は、このブラケット装置１４を介して船舶の船尾板などに取り付けられて使用される。そして、エンジンカバー１０１とドライブシャフトハウジング１０２とロアーユニットハウジング１０３とが、船外機１の本体の外装（筺体）を構成する。
【００１６】
船外機１の動力伝達系の構成は、次のとおりである。図１に示すように、船外機１は、エンジン１３（内燃機関）と、ドライブ軸１７と、シフト装置４と、プロペラ軸２３とを有する。エンジン１３は、船外機１の駆動力源である。ドライブ軸１７は、エンジン１３が出力する回転動力をプロペラ軸２３に伝達する。ドライブ軸１７は、第１のドライブ軸である上側ドライブ軸１７１と、第２のドライブ軸である下側ドライブ軸１７２とで構成される。上側ドライブ軸１７１と下側ドライブ軸１７２とは別体の部材であり、上下方向に同軸に並べて配置される。シフト装置４は、ドライブ軸１７を構成する上側ドライブ軸１７１と下側ドライブ軸１７２との間で、回転動力の断続と回転方向の切替え（すなわち、シフトポジションの切替え）を行う。プロペラ軸２３は、前側プロペラ１１と一体に回転する内側軸２３１と、後側プロペラ１２と一体に回転する外側軸２３２とで構成される。外側軸２３２は中空軸である。内側軸２３１は、外側軸２３２の内部に同軸に配置される。エンジン１３が出力する回転動力は、上側ドライブ軸１７１と、シフト装置４と、下側ドライブ軸１７２と、プロペラ軸２３（内側軸２３１と外側軸２３２）とを介して、前側プロペラ１１と後側プロペラ１２のそれぞれに伝達される。
【００１７】
図１に示すように、エンジンカバー１０１の内部には、エンジン１３が、エンジンホルダ１５の上側に支持された状態で搭載される。エンジン１３には、例えば、バーティカル型（縦型）の水冷エンジンが適用される。この場合には、エンジン１３は、シリンダヘッド、シリンダブロック、クランクケースなどの組み合わせにより構成される。そして、エンジン１３は、クランクケースが最も前側に位置し、シリンダブロックがクランクケースの後側に位置し、シリンダヘッドが最も後側に位置し、クランクシャフトの軸線が上下方向に平行になる向きで配置される。エンジンホルダ１５の下側であってドライブ軸１７の後側には、オイルパン１６が配置される。
【００１８】
ドライブシャフトハウジング１０２の内部には、ドライブ軸１７の一部である上側ドライブ軸１７１が、上下方向（鉛直方向）に延伸する向き（軸線が鉛直となる向き）で回転可能に収容されている。上側ドライブ軸１７１の上端部は、エンジン１３のクランクシャフトに接続されている。上側ドライブ軸１７１の下端部は、シフト装置４に接続されている。そして、上側ドライブ軸１７１は、エンジン１３が出力する回転動力をシフト装置４に伝達する。また、ドライブシャフトハウジング１０２の内部には、ウォーターポンプ２８が配置される。ウォーターポンプ２８は、上側ドライブ軸１７１の回転によって作動し、船外機１の外部から冷却水を取り入れてエンジン１３に送給する。
【００１９】
図２に示すように、下部ユニット９０３の筐体であるロアーユニットハウジング１０３は、中間部ユニット９０２の筐体であるドライブシャフトハウジング１０２の下側に設けられる。ロアーユニットハウジング１０３の内部には、シフト装置４と、下側ドライブ軸１７２と、軸受ハウジング２０と、一対の被動ギアである前側歯車２１および後側歯車２２と、プロペラ軸２３（内側軸２３１と外側軸２３２）とが配置される。なお、ロアーユニットハウジング１０３の内部の上寄り（ドライブシャフトハウジング１０２と接合部の近傍）には、シフト装置収容室１０６が形成される。シフト装置収容室１０６は、上側（ドライブシャフトハウジング１０２の側）が開口する空間である。そして、シフト装置４は、このシフト装置収容室１０６の内部に収容される。シフト装置４の構成の詳細については後述する。
【００２０】
下側ドライブ軸１７２は、上側ドライブ軸１７１の下側に、上側ドライブ軸１７１と同軸かつ直列に配置される。下側ドライブ軸１７２の軸線は、上下方向に平行である。そして、下側ドライブ軸１７２は、２つの軸受４６，４９によって回転可能に支持される。２つの軸受４６，４９のうちの上側に位置する軸受４６には、ラジアル荷重と上下両方向のスラスト荷重に耐えられるように、複列型の円錐ころ軸受（テーパーローラーベアリング）が適用される。本実施形態では、このような複列型の円錐ころ軸受として、単一のアウターレース４６２と２組の円錐ころの列４６１を有する円錐ころ軸受が適用される。そして、軸受４６は、リングナット４６４によって下側ドライブ軸１７２の外周に保持され、ロアーユニットハウジング１０３の内部に設けられる軸受収容室１０８の内部に収容される。また、下側の軸受４９には、円筒ころ軸受や針状ころ軸受などのラジアル軸受が適用される。ただし、この軸受４６には、２個の単列型の円錐ころ軸受を互いに反対向きに直列に配置し、これら２個の単列型の円錐ころ軸受を単一の円筒状の部材（アウターレース４６２に相当する部材）に収容する構成であってもよい。
【００２１】
下側ドライブ軸１７２の上端部は、シフト装置４に接続されている。そして、下側ドライブ軸１７２は、シフト装置４から鉛直方向下側に向かって延伸する。下側ドライブ軸１７２の下端部には、駆動歯車として機能するピニオン歯車１８が、下側ドライブ軸１７２と一体に回転するように設けられる。このピニオン歯車１８には、笠歯車(べベルギア)が適用される。また、このピニオン歯車１８は、下側ドライブ軸１７２の下端部に、スプライン結合している。
【００２２】
軸受ハウジング２０は、プロペラ軸２３および後側歯車２２を回転可能に支持する部材である。軸受ハウジング２０は、軸線方向に貫通する筒状の部材であり、その軸線が前後方向に平行な向きで配置される。軸受ハウジング２０は、後側からロアーユニットハウジング１０３の内部に挿入され、ボルトなどによってロアーユニットハウジング１０３に着脱可能に固定されている。そして、軸受ハウジング２０は、軸受２２１，２３８によって、外側軸２３２および後側歯車２２を回転可能に支持している。
【００２３】
外側軸２３２は中空軸であり、その軸線が前後方向に平行な向きで配置されている。外側軸２３２の長手方向（前後方向）の中間部は、軸受ハウジング２０の内部に挿通されており、軸受２２１，２３８によって、軸受ハウジング２０に対して回転可能に支持される。なお、外側軸２３２を回転可能に支持する軸受２２１，２３８には、針状ころ軸受や、円筒ころ軸受などのころがり軸受が適用される。外側軸２３２の前端部には、後側歯車２２が、ナットなどによって一体に回転するように固定されている。外側軸２３２の後端部には、前側プロペラ１１が、図略のシャーピンなどを介して一体に回転するように設けられる。
【００２４】
内側軸２３１は、その長手方向の中間部が外側軸２３２の内部に挿入されており、軸受２３６，２３７によって、外側軸２３２および後側歯車２２に対して回転可能に支持されている。外側軸２３２に設けられる軸受２３６には、例えば、針状ころ軸受などの転がり軸受が適用される。後側歯車２２に設けられる軸受２３７には、円錐ころ軸受などが適用できる。このような構成により、内側軸２３１と外側軸２３２とは、互いに独立して回転可能である。内側軸２３１の前端部は、外側軸２３２の前端部から前方に突出しており、側面視において下側ドライブ軸１７２よりも前方に位置している。そして、内側軸２３１の前端部には、前側歯車２１が一体に回転するように係合している。内側軸２３１の後端部は、外側軸２３２の後端部から後方に突出している。そして、内側軸２３１の後端部には、後側プロペラ１２が、図略のシャーピンなどによって一体に回転するように設けられる。
【００２５】
一対の被動歯車である前側歯車２１と後側歯車２２には、いずれもベベルギア（笠歯車）が適用される。前側歯車２１と後側歯車２２は、それぞれ、駆動歯車であるピニオン歯車１８と常時噛合しており、ピニオン歯車１８から回転動力が伝達されて回転する。前側歯車２１は、ピニオン歯車１８の前下側に配置され、ロアーユニットハウジング１０３の内部に、軸受２３３（例えば、円錐ころ軸受など）を介して回転可能に支持されている。後側歯車２２は、ピニオン歯車１８の後下側に配置され、軸受ハウジング２０の前側に、軸受２２１（例えば、スラスト針状ころ軸受やスラスト円筒ころ軸受と円筒ころ軸受との組み合わせ）によって、回転可能に支持されている。前側歯車２１と後側歯車２２は、回転中心軸が前後方向に平行となる向きで、前後方向に同軸に並べて設けられる。そして、前述のとおり、前側歯車２１は、内側軸２３１の前端部に係合しており、前側歯車２１と内側軸２３１とは一体に回転する。一方、後側歯車２２は、外側軸２３２の前端部に設けられており、後側歯車２２と外側軸２３２とは一体に回転する。そして、前側歯車２１と後側歯車２２とは、下側ドライブ軸１７２から伝達される回転動力によって互いに反対方向に回転する。
【００２６】
このように、エンジン１３が出力する回転動力は、上側ドライブ軸１７１と、シフト装置４と、下側ドライブ軸１７２と、ピニオン歯車１８とを介して、一対の被動歯車である前側歯車２１と後側歯車２２とに伝達される。そして、前側歯車２１に伝達された回転動力は、内側軸２３１を介して後側プロペラ１２に伝達される。また、後側歯車２２に伝達された回転動力は、外側軸２３２を介して前側プロペラ１１に伝達される。これにより、前側プロペラ１１と後側プロペラ１２とは、互いに反対方向に回転する二重反転プロペラを構成する。
【００２７】
なお、軸受ハウジング２０と、外側軸２３２と、内側軸２３１と、後側歯車２２とは、モジュール化されている。そして、モジュール化された状態で、ボルトなどによってロアーユニットハウジング１０３に着脱可能に組み付けられる。
【００２８】
図１に示すように、ブラケット装置１４は、船外機１の筐体の前側（特に、ドライブシャフトハウジング１０２の前側）に設けられる。ブラケット装置１４は、スイベルブラケット１４１とトランサムブラケット１４２とを有する。スイベルブラケット１４１は、パイロット軸１４３を介して、船外機１の筐体の前側に水平方向に回転可能（左右方向に揺動可能）に連結される。パイロット軸１４３は、船外機１の操舵中心となる軸である。パイロット軸１４３は、その軸線が上下方向（鉛直方向）に平行になる向きで、船外機１の筐体の前側に固定されている。例えば、パイロット軸１４３の上端部が上部マウントブラケット１４５を介して船外機１の筐体に固定され、下端部が下部マウントブラケット１４６を介して船外機１の筐体に固定される。なお、パイロット軸１４３は、軸線方向に貫通する管状の構成が適用される。
【００２９】
トランサムブラケット１４２は、ティルト軸１４４を介して、スイベルブラケット１４１にピッチング方向に回転可能（上下方向に揺動可能）に連結される。ティルト軸１４４は、その軸線が左右方向に平行になる向きで、スイベルブラケット１４１に固定されている。トランサムブラケット１４２には、このほか、船舶の船尾板などに取り付けるためのクランプなどが設けられる。そして、船外機１は、ブラケット装置１４のトランサムブラケット１４２を介して、船舶の船尾板などに取り付けられる。ブラケット装置１４がこのような構成であると、船外機１は、船舶の船尾板などに取り付けられた状態で、パイロット軸１４３を中心として水平方向に回転可能となり、ティルト軸１４４を中心として上下方向に回転可能となる。
【００３０】
なお、上部マウントブラケット１４５には、図略のステアリングブラケットが設けられる。ステアリングブラケットには、図略の操舵ハンドルが連結される。操船者は、操舵ハンドルを操作することによって、船外機１の操舵の操作をおこなう。また、船外機１には、図略のトリム制御装置が設けられる。トリム装置は、油圧などによって船外機１をピッチング方向に回転させることができる。そして操船者は、トリム制御装置を操作することによって、船外機１のティルトやトリム調整を行う。
【００３１】
このほか、船外機１には、エンジン１３の排気ガスを船外機１の外部に導く排気経路２５と、冷却水をエンジン１３に導く冷却水経路２６が設けられる。
排気経路２５は、上部排気経路２５１と、下部排気経路２５２とで構成される。上部排気経路２５１は、ドライブシャフトハウジング１０２の内部に、上側ドライブ軸１７１の後側に形成される。下部排気経路２５２は、ロアーユニットハウジング１０３の内部に、シフト装置４の後側に形成される。そして、排気経路２５は、ドライブシャフトハウジング１０２とロアーユニットハウジング１０３の内部を上下方向に延伸する。上部排気経路２５１はエンジン１３の排気ポート（図略）に連通している。下部排気経路２５２は、例えばキャビテーションプレート１０５の下面に形成される排気口（図略）と連通している。そして、ロアーユニットハウジング１０３がドライブシャフトハウジング１０２に取り付けられると、上部排気経路２５１と下部排気経路２５２とが一体に連通する。このため、エンジン１３の排気ガスは、上部排気経路２５１と下部排気経路２５２と排気口を通じて、船外機１の外部に排出される。
【００３２】
＜シフト装置の構成＞
次に、シフト装置４の構成について、図３〜図６を参照して説明する。図３は、シフト装置４の構成例を模式的に示す分解斜視図である。図４は、シフト装置４の構成例を模式的に示す斜視図である。図５は、シフト装置４の構成例を示す断面図である。図６は、シフト装置４がロアーユニットハウジング１０３のシフト装置収容室１０６の内部に組み付けられた状態を模式的に示す断面斜視図である。なお、図３においては、中間歯車モジュール４０１が分解された状態と、ロアーユニットハウジング１０３に組み付けられた状態とを、まとめて示してある。
【００３３】
シフト装置４は、第１の歯車である上側歯車４１と、中間歯車４２を有する中間歯車モジュール４０１と、第２の歯車である下側歯車４４と、ドッグクラッチ４５（クラッチ体）と、アクチュエータ５と、シフトフォーク部材６１と、シフトフォークガイド６２とを有する。そして、シフト装置４は、ロアーユニットハウジング１０３の内部に形成されるシフト装置収容室１０６に収容される。シフト装置収容室１０６は、ロアーユニットハウジング１０３の内部の上寄りの部分に形成される空間であり、上側（ドライブシャフトハウジング１０２に接合される側）が開口している。そして、ロアーユニットハウジング１０３の上部には、シフト装置収容室１０６の上側の開口を塞ぐ蓋部材７１が取り付けられる。これにより、シフト装置収容室１０６に外部から水等が侵入することが防止される。また、シフト装置４のアクチュエータ５とシフトフォークガイド６２と上側歯車４１は、この蓋部材７１に支持される。
【００３４】
蓋部材７１は、平板状に形成される。そして、蓋部材７１の平面視における外形は、なお、蓋部材７１の平面視の形状は、ロアーユニットハウジング１０３に形成されるシフト装置収容室１０６の開口部を塞ぐことができるように、この開口部の上端縁の形状に応じた形状に形成される。
【００３５】
蓋部材７１の前寄りの部分には、上下方向に貫通する開口部７１１が形成される。アクチュエータ５は、この開口部７１１に上側から嵌め込まれて下側に突出した状態で、蓋部材７１に固定される。蓋部材７１には、この開口部７１１を囲むように、ガスケット７１４を嵌め込むための溝（図略）が形成される。蓋部材７１の前後方向中央部であって、開口部７１１の後側には、軸受支持部７１２が設けられる。軸受支持部７１２は、上側ドライブ軸１７１を回転可能に支持する軸受４１３（図２参照）と、上側歯車４１を回転可能に支持する軸受４１２（図２参照）とを収容して支持する部分である。軸受支持部７１２は、その内部にこれらの軸受４１２，４１３を収容して支持できるように、内部に空間が形成された筒状の構成を有する。そして軸受支持部７１２は、蓋部材７１の他の部分から上側に向かって突出（換言すると膨出）し、下側が開口する。蓋部材７１の下面には、側面視において開口部７１１と軸受支持部７１２との間に、後述するシフトフォークガイド６２を保持するガイド支持部７１３が設けられる。ガイド支持部７１３は、蓋部材７１の下面から下方に向かって突出する筒状の構成を有し、シフトフォークガイド６２の上端部を挿入できる。また、ガイド支持部７１３は上下方向に貫通する貫通孔が形成されており、上面側からボルト６４を挿入することができる。さらに、蓋部材７１の下面には、ガスケット７１４を嵌め込むための溝が、平面視において外周縁に沿って形成される。
【００３６】
一方、ロアーユニットハウジング１０３のシフト装置収容室１０６の上端部には、上面視においてシフト装置収容室１０６を囲むように、係合面１０７が設けられる。係合面１０７は上側を向く面であり、かつ、ドライブ軸１７の軸線方向に直角な面である。この係合面１０７は、蓋部材７１が接合される面であり、ロアーユニットハウジング１０３と蓋部材７１との分割面となる。
【００３７】
そして、蓋部材７１は、ロアーユニットハウジング１０３の上側から取り付けられる。具体的には、蓋部材７１の下面の周縁部に設けられる溝にガスケット７１４が嵌め込まれ、その状態で、蓋部材７１の下面の周縁部が、ロアーユニットハウジング１０３の係合面に重ね合わせられる。そして、蓋部材７１は、ボルトなどによって、ロアーユニットハウジング１０３に着脱可能に固定される。このような構成であると、ロアーユニットハウジング１０３に設けられるシフト装置収容室１０６は、蓋部材７１によって塞がれる。また、蓋部材７１とロアーユニットハウジング１０３の係合面との間は、ガスケット７１４によって気密性（水密性）が確保される。したがって、外部からシフト装置収容室１０６の内部への水等の浸入が防止される。
【００３８】
上側歯車４１は、軸受４１２によって、蓋部材７１の軸受支持部７１２に回転可能に支持される。この軸受４１２には、ラジアル玉軸受やラジアルころ軸受などが適用される。そして、上側歯車４１は、上側ドライブ軸１７１の下端部に、上側ドライブ軸１７１と一体に回転するように係合している。例えば、上側歯車４１と上側ドライブ軸１７１の下端部とはスプライン結合している。上側歯車４１は、中間歯車４２と常時噛合している。そして、上側歯車４１は、エンジン１３から上側ドライブ軸１７１を介して伝達された回転動力を、中間歯車４２に常時伝達する。なお、上側歯車４１には、ベベルギア（笠歯車）が適用される。上側歯車４１の下面には、ドッグクラッチ４５の上側係合爪４５１と係合可能な係合爪４１１（ドッグ）が設けられる。
【００３９】
中間歯車モジュール４０１は、中間歯車４２と、この中間歯車４２と一体に回転する中間軸４３と、この中間軸４３を回転可能に支持する軸受および軸受ハウジング４７とを有する。中間歯車４２および中間軸４３は、それらの軸線が前後方向に平行となる向きに配置される。中間歯車４２には、笠歯車（ベベルギア）が適用される。中間歯車４２は、上側歯車４１と下側歯車４４の間に設けられ、これらと常時噛合している。そして、中間歯車４２は、上側歯車４１から伝達された回転動力を、下側歯車４４に常時伝達する。なお、中間歯車モジュール４０１は、ロアーユニットハウジング１０３とは別体である。そして、中間歯車モジュール４０１は、ボルト４７６およびナット４７３によって、ロアーユニットハウジング１０３に着脱可能に取り付けられる。また、中間歯車モジュール４０１は、ドライブ軸１７の後側に配置される。なお、中間歯車モジュール４０１の構成については後述する。
【００４０】
下側歯車４４は、上側歯車４１から所定の距離をおいて離れた下側の位置に、上側歯車４１と同軸に配置される。下側歯車４４には、ベベルギア（笠歯車）が適用される。下側歯車４４は、ロアーユニットハウジング１０３のシフト装置収容室１０６の内部に、軸受４４２を介して回転可能に支持される。この軸受４４２には、例えばラジアル玉軸受やラジアルころ軸受が適用される。下側歯車４４は、中間歯車４２と常時噛合しており、上側歯車４１から中間歯車４２を介して回転動力が伝達される。このような構成であると、下側歯車４４は、上側歯車４１とは反対方向に回転する。なお、下側歯車４４の上面には、ドッグクラッチ４５の下側係合爪４５２と係合可能な係合爪４４１（ドッグ）が設けられる。
【００４１】
下側ドライブ軸１７２の上端部は、下側歯車４４の軸孔を貫通して上側歯車４１と下側歯車４４との間に突出している。なお、下側歯車４４と下側ドライブ軸１７２とは固定されておらず、互いに独立して回転することができる。
【００４２】
上側歯車４１と下側歯車４４との間には、下側ドライブ軸１７２の上端部の外周には、ドッグクラッチ４５が設けられる。ドッグクラッチ４５は、下側ドライブ軸１７２と一体に回転するが、下側ドライブ軸１７２に対してその軸線方向（上下方向）に相対的に往復動可能である。例えば、ドッグクラッチ４５の軸孔にはスプライン孔が適用され、下側ドライブ軸１７２の上端部にはスプライン軸が適用される。そして、ドッグクラッチ４５と下側ドライブ軸１７２の上端部とはスプライン結合している。ドッグクラッチ４５の上面には上側係合爪４５１（ドッグ）が設けられ、下面には下側係合爪４５２（ドッグ）が設けられる。
【００４３】
そして、ドッグクラッチ４５が上側に移動すると、ドッグクラッチ４５の上側係合爪４５１と上側歯車４１の下面の係合爪４１１とが係合し、ドッグクラッチ４５は上側歯車４１と一体に回転する。このため、上側ドライブ軸１７１の回転動力は、上側歯車４１とドッグクラッチ４５を介して下側ドライブ軸１７２に伝達される。一方、ドッグクラッチ４５が下側に移動すると、ドッグクラッチ４５の下側係合爪４５２と下側歯車４４の上面の係合爪４４１とが係合し、ドッグクラッチ４５は下側歯車４４と一体に回転する。このため、上側ドライブ軸１７１の回転動力は、上側歯車４１と中間歯車４２と下側歯車４４とドッグクラッチ４５とを介して、下側ドライブ軸１７２に伝達される。ドッグクラッチ４５が上下動の範囲の中間に位置すると、ドッグクラッチ４５の上側係合爪４５１は上側歯車４１の係合爪４１１と係合せず、かつ、下側係合爪４５２は下側歯車４４の上面の係合爪４４１と係合しない。このため、上側ドライブ軸１７１の回転動力は、下側ドライブ軸１７２に伝達されない。
【００４４】
ここで、中間歯車モジュール４０１の構成例について説明する。中間歯車モジュール４０１は、中間歯車４２と、中間軸４３と、２つの軸受４７１と、軸受ハウジング４７と、ナット４７４，４７５とを有する。
【００４５】
中間歯車４２および中間軸４３は、それらの軸線が前後方向に平行となる向きで配置される。中間歯車４２は、前述のとおり笠歯車が適用される。そして、中間歯車４２は、中間軸４３の前端部に、中間軸４３と一体に回転するように設けられる。中間軸４３は、２つの軸受４７１によって軸受ハウジング４７に回転可能に支持される。中間軸４３の前端部と後端部は、それぞれナット４７４，４７５を締結できるように、雄ネジが形成される。２つの軸受４７１には、円錐ころ軸受（テーパーローラーベアリング）が適用される。そして、２つの軸受４７１（円錐ころ軸受）は、互いに反対向きで前後方向に並べて同軸に配置される。
【００４６】
軸受ハウジング４７は、２つの軸受４７１を収容する。軸受ハウジング４７は、例えば半割などの分割構造ではなく、一体構造を有している。例えば、軸受ハウジング４７は鋼などの金属によって一体に形成される。そして、軸受ハウジング４７の内周面の軸線方向の略中心には、軸受４７１を係止する係止部４７７が設けられる。係止部４７７は、例えば、半径方向内側に向かって突起し、円周方向に延伸するリブ状の構成を有する。ただし、係止部４７７の構成は、この構成に限定されない。要は、軸受ハウジング４７に収容された軸受４７１の端面に係止する構成であればよい。
【００４７】
２つの軸受４７１のうちの一方は前側から軸受ハウジング４７に嵌め込まれ、他方は後側から嵌め込まれる。軸受ハウジング４７に嵌め込まれた２つの軸受４７１のそれぞれの端面は、軸受ハウジング４７の係止部４７７に係止する。そして、２つの軸受４７１に中間軸４３が挿通される。その状態で、中間軸４３の後端部にナット４７４が締結される。また、中間軸４３の前端部には、中間歯車４２が嵌め込まれ、さらにその前側からナット４７５が締結される。このように、中間軸４３の両端部に締結されるナット４７４，４７５が、２つの軸受４７１は軸線方向に予圧を掛ける第１の予圧部材として機能する。なお、前側に設けられる軸受４７１は、中間歯車４２を介してナット４７５により予圧が掛けられる。このように、本実施形態においては、中間軸４３に締結される２つのナット４７４，４７５によって、２つの軸受４７１に予圧が掛けられる。また、２つのナット４７４，４７５が中間軸４３に締結されることによって、中間歯車４２と中間軸４３と軸受ハウジング４７と２つの軸受４７１とがモジュール化され、中間歯車モジュール４０１が構成される。
【００４８】
このように、軸受ハウジング４７は、ロアーユニットハウジング１０３と別体に構成される。このような構成であると、軸受ハウジング４７とロアーユニットハウジング１０３とを別種類の材料により形成できる。例えば、ロアーユニットハウジング１０３は、軽量化の観点からアルミニウムやアルミニウム合金などにより形成されるが、軸受ハウジング４７は、強度の観点から鋼によって形成できる。このため、軸受ハウジング４７の剛性を高めることができ、軸受４７１に高い予圧を掛けることができる。
【００４９】
また、軸受ハウジング４７は、半割構造などといった複数の部材の組み合わせによって形成される構成ではなく、一体に形成される単一の部材である。このような構成によれば、軸受ハウジング４７の内周（すなわち、軸受４７１が収容される部分）の寸法精度を高めることができる。そして、軸受ハウジング４７の寸法精度を高めることによって、中間軸４３の組み立て精度が高くでき、中間軸４３の回転振れを小さくできる。したがって、中間歯車４２と上側歯車４１および下側歯車４４との歯当たりの精度が高くなり、歯車の寿命を延ばすことができる。
【００５０】
また、本実施形態においては、中間歯車４２と中間軸４３と軸受ハウジング４７と２つの軸受４７１とがモジュール化される。このような構成であると、中間歯車モジュール４０１は、下部ユニット９０３とは別に単体での組み立てが可能になる。このため、中間歯車モジュール４０１の組み立て工程において、軸受４７１に予圧を掛けることが容易となる。また、中間歯車モジュール４０１は、小型で軽量な部品で構成されることから、組み立てが容易である。そして、予圧が掛かる部品も小型であることから、寸法のバラつきが小さい。
【００５１】
中間歯車モジュール４０１は、ロアーユニットハウジング１０３のシフト装置収容室１０６に収容され、ロアーユニットハウジング１０３に着脱可能に取り付けられる。例えば、軸受ハウジング４７には、上下方向に貫通してボルト４７６を挿通可能な複数の貫通孔４７２が形成される。一方、ロアーユニットハウジング１０３には、上側に向かって突起するように、ボルト４７６が固定されている。そして、これらの貫通孔４７２にボルト４７６を挿通し、貫通孔４７２から突出した部分にナット４７３を締結する。これにより、中間歯車モジュール４０１がロアーユニットハウジング１０３に着脱可能に取り付けられる。
【００５２】
次に、アクチュエータ５について説明する。アクチュエータ５は、シフトフォーク部材６１を介してドッグクラッチ４５をドライブ軸１７の軸線方向に移動させる。これにより、シフトポジションを切替える。本実施形態では、アクチュエータ５には、電動式で直動型のアクチュエータ（リニアアクチュエータ）が適用される。電動式のアクチュエータ５は、油圧式に比較して、次のような利点がある。まず、油圧式であると、油圧を発生させるための構成が必要になり、油圧を発生させるための動力をエンジン１３からから分配する必要がある。これに対して、電動式であれば、このような構成は不要であるため、燃費の向上を図ることができる。また、油圧式であると、油圧配管やソレノイドバルブなどが必要になる。これに対して、電動式であると、それらの機構は不要である。このため、構造の単純化を図ることができ、製造コストや部品コストの削減を図ることができる。また、ロアーユニットハウジング１０３をドライブシャフトハウジング１０２から分離する場合には、油圧式であるとオイルが漏れないようにする必要になるが、電動式であればそのような機構や作業は不要である。
【００５３】
図３〜図５に示すように、アクチュエータ５は、ドッグクラッチ４５の前側に隣接するように設けられる。特に、アクチュエータ５は、ドッグクラッチ４５と略同じ高さに配置される。アクチュエータ５は、モーター５１と、中間歯車５２と、ボールネジ機構５３とを有する。そして、モーター５１と、中間歯車５２と、ボールネジ機構５３とは、ハウジング５０１に収容されている。モーター５１は、アクチュエータ５の駆動力源であり、回転動力を出力する。モーター５１の回転出力軸には駆動歯車５１０が設けられる。中間歯車５２は、モーター５１の駆動歯車５１０とボールネジナット５３１に噛合しており、モーター５１の回転動力をボールネジナット５３１に伝達する。ボールネジ機構５３は、ボールネジナット５３１とネジ軸５３２とを有する。ボールネジナット５３１は、その外周に歯が設けられる歯車（外歯車）でもある。ボールネジ機構５３のネジ軸５３２は、ボールねじ機構の動力出力部材であり、ボールネジナット５３１の回転に伴ってその軸線方向に移動（直線運動）する。
【００５４】
このように、アクチュエータ５は、モーター５１の回転動力をネジ軸５３２の直線運動に変換して出力する直動型のアクチュエータである。図３〜図５に示すように、ボールネジ機構５３の動力出力部材であるネジ軸５３２は、その軸線がドライブ軸１７の軸線と平行な向きで配置される。すなわち、ネジ軸５３２は、ドライブ軸１７と平行な方向に往復直線運動する。なお、ボールネジ機構５３のネジ軸５３２の外周には、シフトフォーク部材６１を連結するために、ネジ（雄ネジ）が形成される。
【００５５】
アクチュエータ５のハウジング５０１は、上半体５０２と下半体５０３とからなる上下半割構造を有する。下半体５０３の内部には、モーター５１が収容されるモーター収容室５０４と、ボールネジ機構５３が収容されるボールネジ機構収容室５０５とが形成される。モーター収容室５０４は、有底で上側が開口する領域である。ボールネジ機構収容室５０５は、上側が開口するとともに、底部にはネジ軸５３２を挿通する貫通孔５０６が形成される。ボールネジナット５３１は、ボールネジ機構収容室５０５に収容され、軸受を介して回転可能に支持される。ネジ軸５３２の下部は、ボールネジ機構収容室５０５の底部に形成される貫通孔５０６から、外部（下側）に突出している。なお、この貫通孔５０６にはパッキンなどが設けられ、シフト装置収容室１０６からオイルなどが浸入しないように構成されている。ハウジング５０１の下半体５０３の上縁部には、平面視において外側に向かって延出するフランジ状の係合部５０７が設けられる。
【００５６】
一方、ハウジング５０１の上半体５０２は、下側が開口する箱状の構成を有する。上半体５０２の下縁部には、下半体５０３と同様に、平面視において外側に向かって延出するフランジ状の係合部が設けられる。また、上半体５０２の上部には、ハウジング５０１の内外を連通する貫通孔が形成される。ケーブル類は、上半体５０２に形成される貫通孔を通じて配策される。なお、この貫通孔には止水グロメットなどが設けられており、外部から水等が浸入しないように構成される。
【００５７】
そして、上半体５０２の係合部と下半体５０３の係合部５０７とを重ね合わせられ、その状態で蓋部材７１にボルト止めされる。このため、ハウジング５０１の下半体５０３は、蓋部材７１の開口部７１１から下側に突出する。一方、ハウジング５０１の上半体５０２は、蓋部材７１の上側に設けられることになる。
【００５８】
なお、図１に示すように、アクチュエータ５のモーター５１は、パイロット軸１４３の下端部が固定される下部マウントブラケット１４６よりも下側に設けられる。そして、モーター５１は、側面視において、パイロット軸１４３よりも前側に設けられている。このように、ロアーユニットハウジング１０３の前端部は、側面視において、パイロット軸１４３よりも前側に位置している。このような構成であると、船外機１の操舵性の向上を図ることができる。すなわち、船外機１を左右に操舵した場合、ロアーユニットハウジング１０３の左右で水流の速度に差が生じ、この速度の差によって、ロアーユニットハウジング１０３に左右方向の力（揚力）が生じる。そして、操舵中心（すなわち、パイロット軸１４３の中心）は、この揚力中心に近い位置にあると、操舵性が向上する。本実施形態のように、ロアーユニットハウジング１０３の前端部をパイロット軸１４３よりも前側に張り出すように設け、そこにモーター５１を配置することにより、揚力中心を前側に移動させてパイロット軸１４３に近付けることができる。したがって、操舵性の向上を図ることができる。
【００５９】
アクチュエータ５を駆動や制御するための信号や電力を伝送するケーブル類は、ハウジング５０１の上半体５０２から上側に引き出され、中空軸であるパイロット軸１４３の内部を通過し、パイロット軸１４３の上端から図略のステアリングブラケットの近傍に至る。そして、このケーブル類の端部は、船舶や操舵ハンドルに設けられるコントロールボックス（図略）などに接続される。操船者等は、コントロールボックスなどを操作することにより、アクチュエータ５を制御してシフトポジションを切替えることができる。
【００６０】
シフトフォークガイド６２は、シフトフォーク部材６１を、ドライブ軸１７の軸線に平行な方向に往復動可能にガイドするガイド部材である。シフトフォークガイド６２は、図３〜図５に示すように、棒状の部材である。シフトフォークガイド６２は、アクチュエータ５とドライブ軸１７との間に、その軸線がドライブ軸１７の軸線と平行な向き（軸線が上下方向に平行な向き）で設けられる。シフトフォークガイド６２は、蓋部材７１に取り付けられる。
【００６１】
シフトフォークガイド６２の組み付け構造は、次のとおりである。蓋部材７１には、シフトフォークガイド６２を支持するガイド支持部７１３が設けられる。ガイド支持部７１３は、蓋部材７１の下面から下側に向かって突出する柱状の構成を有する。そしてその下端面には、シフトフォークガイド６２の上端部を挿入できる凹部が形成される。一方、ロアーユニットハウジング１０３にも、シフトフォークガイド６２を支持するガイド支持部７１３が設けられる。このガイド支持部は、ロアーユニットハウジング１０３のシフト装置収容室１０６の内周面に設けられる凹部が適用できる。そして、シフトフォークガイド６２の上端部は蓋部材７１のガイド支持部７１３の凹部に嵌め込まれ、下端部はシフト装置収容室１０６の内周面に設けられるガイド支持部の凹部に嵌め込まれる。これにより、シフトフォークガイド６２は、上下端を、それぞれ、蓋部材７１とロアーユニットハウジング１０３により支持される。
【００６２】
なお、次のような組み付け構造であってもよい。蓋部材７１のガイド支持部７１３の内部には、上下方向に貫通する貫通孔が形成される。貫通孔の内径は、上寄りの部分と下寄りの部分とで異なっており、下寄りの部分の方が上寄りの部分よりも大きい。このため、ガイド支持部７１３の内部には、下側を向く段差面が設けられる。ガイド支持部７１３に差し込まれたシフトフォークガイド６２の上端は、ガイド支持部７１３の内部の段差面に当接することで、軸線方向に位置決めされる。シフトフォークガイド６２の上端部には雌ネジが形成される。そして、蓋部材７１の上側からこの貫通孔にボルト６４が挿通され、シフトフォークガイド６２の雌ネジに螺合する。これにより、シフトフォークガイド６２は、蓋部材７１に、位置決めされた状態で保持される。
【００６３】
シフトフォーク部材６１は、シフトフォークガイド６２にスライド式に往復動可能に設けられる。シフトフォーク部材６１は、ボールネジ機構５３のネジ軸５３２より駆動されてシフトフォークガイド６２の軸線方向（すなわち、ドライブ軸１７の軸線方向）に平行な方向に直線運動し、ドッグクラッチ４５をドライブ軸１７の軸線方向に移動させる。シフトフォーク部材６１は、スライド部６１１と、フォーク部６１２と、被動部６１３とを有する。
【００６４】
スライド部６１１は、貫通孔が形成される筒状の構成を有する。そして、このスライド部の貫通孔に、シフトフォークガイド６２が挿通されている。このため、スライド部６１１を含むシフトフォーク部材６１は、シフトフォークガイド６２の軸線方向（すなわち、ドライブ軸１７の軸線方向）に平行な方向にスライド式に往復動できる。
【００６５】
フォーク部６１２は、スライド部６１１から後側に向かって延伸してドッグクラッチと係合する部分である。フォーク部６１２は、例えば平面視において略Ｕ字形状の腕を有しており、この腕がドッグクラッチ４５に係合している。例えば、ドッグクラッチ４５の外周面には、円周方向に延伸する溝が形成され、フォーク部６１２（略Ｕ字形状の腕）がこの溝に嵌まり込んでいる。このため、ドッグクラッチ４５は、シフトフォーク部材６１に対して相対的に回転可能であるが、シフトフォーク部材６１の軸線方向の移動に伴って、ドライブ軸１７の軸線方向に平行な方向に移動する。
【００６６】
被動部６１３は、スライド部６１１から前側に向かって延伸してボールネジ機構５３のネジ軸５３２に結合される部分である。被動部６１３の前端部には、雌ネジが形成されている。そして、ボールネジ機構５３のネジ軸５３２に設けられる雄ネジと連結している。このため、被動部６１３を含むシフトフォーク部材６１は、ボールネジ機構５３のネジ軸５３２の直線運動に伴って、シフトフォークガイド６２の軸線方向に平行な方向に直線運動する。前述のとおり、ボールネジ機構５３のネジ軸５３２の軸線と、シフトフォークガイド６２の軸線と、ドライブ軸１７の軸線とは、互いに平行で、かつ、上下方向に平行である。
【００６７】
なお、シフトフォーク部材６１のフォーク部６１２は、ドッグクラッチ４５に係合して、ドッグクラッチ４５をドライブ軸１７の軸線方向に移動させることができる構成であればよく、具体的な構成は限定されない。同様に、シフトフォーク部材６１の被動部６１３は、ボールネジ機構５３のネジ軸５３２に結合される構成であればよく、具体的な構成は限定されない。
【００６８】
ここで、下側ドライブ軸１７２とシフト装置４のロアーユニットハウジング１０３への組み付け方法の例について説明する。本実施形態に係る船外機１においては、前側歯車２１とピニオン歯車１８を組み付けた後に、下側ドライブ軸１７２を組み付け、さらにその後、シフト装置４を組み付ける。下側ドライブ軸１７２とシフト装置４とは、いずれも上側からロアーユニットハウジング１０３に組み付けられる。前述のとおり、ロアーユニットハウジング１０３の上側は開口しており、かつ、シフト装置収容室１０６はロアーユニットハウジング１０３の上寄りの部分に設けられることから、組み付けの作業が容易である。
【００６９】
まず、下側ドライブ軸１７２の外周に、下側ドライブ軸１７２を回転可能に支持する軸受４６を装着する。この軸受４６には、単一のアウターレース４６２と２列の円錐ころの列４６１を有する複列型の円錐ころ軸受が適用される。下側ドライブ軸１７２には、軸受４６の一方のインナーレース（装着された状態で下側に地位するインナーレース）の端面が係合する段差面が設けられる。この段差面は、上側を向く面である。そして、下側ドライブ軸１７２の上側から軸受４６を装着する。軸受４６が下側ドライブ軸１７２に装着されると、軸受４６の下側のインナーレースの端面は、下側ドライブ軸１７２に設けられる段差面に係止する。そしてその状態で、下側ドライブ軸１７２の上側からリングナット４６４を締結する。具体的には、下側ドライブ軸１７２には雄ネジが形成されており、このリングナット４６４を下側ドライブ軸１７２の雄ネジに締結する。これにより、軸受４６は、下側ドライブ軸１７２に設けられる段差面とリングナット４６４とにより挟まれる。
【００７０】
そして、リングナット４６４の締結力を調整することにより、軸受４６にかける与圧を調整する。なお、軸受４６とリングナット４６４との間に、各種のシムを介在させてもよい。このように、リングナット４６４が、軸受４６に予圧を掛ける第２の予圧部材として機能する。このような構成であると、軸受４６にかける与圧の調整が容易となる。すなわち、本実施形態では、リングナット４６４を締結するだけで、軸受４６にかける与圧を調整できる。また、リングナット４６４は小型の部品であることから、寸法のばらつきが小さく、組み付けも容易である。
【００７１】
そして、下側ドライブ軸１７２は、軸受４６が装着された状態で、ロアーユニットハウジング１０３に設けられる軸受収容室１０８に、上側から収容される。この軸受収容室１０８は、上側が開口する空間である。また、この軸受収容室１０８の底部には、下側ドライブ軸１７２の下端部を挿通するための貫通孔が形成される。
【００７２】
そして、下側ドライブ軸１７２の軸受４６が装着される部分を軸受収容室１０８に収容した状態で、上側から、保持部材４６３を締結する。具体的には、保持部材４６３は外周面に雄ネジが形成されるリング状の部材であり、軸受収容室１０８の内周面には雌ネジが形成される。そして、保持部材４６３を軸受収容室１０８の雌ネジに締結する。これにより、軸受４６は、軸受収容室１０８の内部に保持される。この保持部材４６３は、ピニオン歯車１８と前側歯車２１および後側歯車２２との歯当たりを調整する機能を有する。すなわち、ピニオン歯車１８から前側歯車２１と後側歯車２２に回転動力が伝達されると、下側ドライブ軸１７２には、上側に押し上げられるような反力が掛かる。このため、軸受４６のアウターレース４６２の上端が保持部材４６３に押し付けられることになる。そこで、保持部材４６３の位置を調整することによって、ピニオン歯車１８から前側歯車２１と後側歯車２２に回転動力が伝達されている状態における歯当たりを調整することができる。そして、この歯当たりの調整は、保持部材４６３の位置を調整するだけでよく、かつ、上側から作業できるから、作業性がよい。
【００７３】
また、本実施形態では、下側ドライブ軸１７２を回転可能に支持する軸受４６に、単一のアウターレース４６２を有する複列型の円錐ころ軸受が適用される。このような構成であると、複数の軸受を設ける構成に比較して、軸受４６が装着される部分の長さを短くできる。このため、軸受４６に予圧を掛ける予圧部材であるリングナット４６４からピニオン歯車１８までの距離を短くできる。したがって、ロアーユニットハウジング１０３の上下方向寸法を小さくして剛性を高めることができる。また、ピニオン歯車１８からリングナット４６４までの距離を短くできるから、駆動時にピニオン歯車１８にかかる反力によって生じる下側ドライブ軸１７２の軸線方向の変形が小さくなる。このため、ピニオン歯車１８と前側歯車２１および後側歯車２２との歯当たりの変動が小さくなり、歯車の寿命を延ばすことができる。
【００７４】
そして、下側ドライブ軸１７２の上側から、軸受４４２と下側歯車４４を、ロアーユニットハウジング１０３に組み付ける。下側歯車４４は、この軸受４４２によって、ロアーユニットハウジング１０３に回転可能に支持される。すなわち、下側歯車４４は、軸受４４２を介してロアーユニットハウジング１０３に装着される。なお、下側歯車４４と下側ドライブ軸１７２とは結合しておらず、互いに独立して回転可能である。このような構成であると、下側歯車４４と中間歯車４２との歯当たりの調整は、下側歯車４４または軸受４４２の下側に配置するシムを交換するだけでよい。したがって、歯当たりの調整が容易であり、短時間で可能になる。
【００７５】
また、このような構成であると、前進時においては、下側ドライブ軸１７２がピニオン歯車１８を介して前側歯車２１および後側歯車２２から受ける反力（スラスト荷重）は、軸受４６によって受けることになる。一方、後進時において下側歯車４４が中間歯車４２から受ける反力（スラスト荷重）は、軸受４４２によって受けることになる。そして、本実施形態によれば、軸受４６と軸受４４２の外径を略同じに小さくできる。このため、ロアーユニットハウジング１０３のこれらの軸受４６，４４２が設けられる部分の寸法を小さくできる。したがって、ロアーユニットハウジング１０３の流体抵抗を小さくできる。
【００７６】
そして、中間歯車モジュール４０１を、ドライブ軸１７の後側に組み付ける。中間歯車モジュール４０１は、ロアーユニットハウジング１０３のシフト装置収容室１０６に、ボルト４７６とナット４７３によって着脱可能に取り付けられる。中間歯車モジュール４０１がシフト装置収容室１０６に収容されて固定されると、下側歯車４４と中間歯車４２とが噛合する。
【００７７】
アクチュエータ５とシフトフォークガイド６２とを蓋部材７１に組み付ける。また、シフトフォーク部材６１をアクチュエータ５とシフトフォークガイドに組み付ける。具体的には、モーター５１と中間歯車５２とボールネジ機構５３とが組み付けられたハウジング５０１を、蓋部材７１の開口部７１１に上側から嵌め込む。これにより、ハウジング５０１の下半体５０３の係合部５０７が、蓋部材７１の開口部７１１の周縁部の上面に重なるように係合する。そして、アクチュエータ５のハウジング５０１の下半体５０３は、蓋部材７１の開口部７１１を通じて、蓋部材７１の下側（すなわち、シフト装置収容室１０６の内部）に突出する。また、アクチュエータ５のハウジング５０１の下半体５０３の底面からは、ネジ軸５３２が下側に向かって突出する。
【００７８】
なお、蓋部材７１の開口部７１１を囲む溝には、ガスケット５０８を嵌め込んでおく。アクチュエータ５のハウジング５０１が蓋部材７１に取り付けられると、蓋部材７１の開口部７１１はハウジング５０１の下半体５０３によって塞がれる。すなわち、アクチュエータ５のハウジング５０１が、蓋部材７１の開口部７１１を塞ぐ蓋になる。さらに、ハウジング５０１の係合部５０７の下面と、蓋部材７１の上面との間には、ガスケット５０８が介在する。そして、このガスケット５０８によって、シフト装置収容室１０６の内部に水等が侵入しないように封止される。
【００７９】
蓋部材７１の下面に設けられるガイド支持部７１３に、シフトフォークガイド６２を取り付ける。前述のとおり、シフトフォークガイド６２の上端部を、蓋部材７１に設けられるガイド支持部７１３の凹部に嵌め込む。または、シフトフォークガイド６２には、蓋部材７１の上側から挿通されるボルト６４によって、蓋部材７１の下側に固定される。この際、このボルト６４によって、ハウジング５０１の下半体５０３とシフトフォークガイド６２とを、蓋部材７１に共締めする。
【００８０】
さらに、シフトフォーク部材６１のスライド部６１１を、シフトフォークガイド６２に係合する。また、シフトフォーク部材６１の被動部６１３を、ハウジング５０１から下側に突出するボールネジ機構５３のネジ軸５３２に結合する。
【００８１】
また、上側ドライブ軸１７１を回転可能に支持する軸受４１３と、上側歯車４１回転可能に支持する軸受４１２を、蓋部材７１の軸受支持部７１２に下側から収容し、さらにその下側から上側歯車４１を嵌め込む。または、上側歯車４１に軸受４１２を組み付けてから、軸受４１２を軸受支持部７１２に下側から収容する。これにより、上側歯車４１は、軸受４１２を介して、蓋部材７１に回転可能に支持される。軸受支持部７１２は下側が開口する構成であるから、これらの工程を蓋部材７１の下側から行うことができる。
【００８２】
そして、アクチュエータ５とシフトフォークガイド６２と上側歯車４１が組み付けられた蓋部材７１を、ロアーユニットハウジング１０３の上側に取り付ける。この際、シフトフォーク部材６１のフォーク部６１２に、ドッグクラッチ４５を係合させる。また、蓋部材７１の下面の周縁部に設けられる溝に、ガスケット７１４を嵌め込んでおく。ロアーユニットハウジング１０３のシフト装置収容室１０６の上縁には、上面視においてシフト装置収容室１０６の開口を囲むように、係合面１０７が設けられる。係合面１０７は、上側を向く面である。また、係合面１０７の外側には、複数のネジ孔が形成される。これらのネジ孔は、軸線が上下方向に平行で、上側からボルトを締結可能なネジ孔である。そして、蓋部材７１を、ボルトによってロアーユニットハウジング１０３に着脱可能に取り付ける。蓋部材７１がロアーユニットハウジング１０３に取り付けられると、蓋部材７１の下面の外周縁がロアーユニットハウジング１０３の係合面１０７に重なる。そして、蓋部材７１の下面とロアーユニットハウジング１０３の係合面１０７との間には、ガスケット７１４が介在する。したがって、外部からシフト装置収容室１０６に水等が浸入することが防止される。
【００８３】
このように、本実施形態では、シフト装置４は、側面視において、ロアーユニットハウジング１０３とドライブシャフトハウジング１０２との合わせ面の近傍に配置され、ロアーユニットハウジング１０３に着脱可能に取り付けられる。このような構成であると、ロアーユニットハウジング１０３がドライブシャフトハウジング１０２から取り外されると、シフト装置４は、ロアーユニットハウジング１０３の最上部に位置する。このため、上側（すなわち、開口する側）からのアクセスが容易となり、整備性がよい。
【００８４】
また、アクチュエータ５が蓋部材７１に取り付けられ、上側ドライブ軸１７１と上側歯車４１とが蓋部材７１に設けられる軸受支持部７１２に回転可能に支持される。このため、アクチュエータ５のネジ軸５３２と上側ドライブ軸１７１との平行度を出しやすい。したがって、組み付け精度の向上を図ることができる。
【００８５】
また、下部ユニット９０３の筐体であるロアーユニットハウジング１０３を中間部ユニット９０２の筐体であるドライブシャフトハウジング１０２から分離しても、シフト装置収容室１０６の開口部は蓋部材７１に塞がれた状態に維持される。このため、ロアーユニットハウジング１０３をドライブシャフトハウジング１０２から分離した状態であっても、シフト装置収容室１０６に異物が入り込むことや、シフト装置収容室１０６からオイルが漏出することが防止される。したがって、下部ユニット９０３を横倒しにした状態で保管することができる。
【００８６】
なお、中間歯車モジュール４０１をロアーユニットハウジング１０３と別体にモジュール化し、ロアーユニットハウジング１０３に着脱可能に取り付けられる構成とすると、係合面１０７を単純な平面とすることができる。すなわち、中間歯車４２および中間軸４３は、それらの軸線が前後方向に平行である。このため、軸受４７１をロアーユニットハウジング１０３に一体に形成する構成では、前後方向に貫通する貫通孔を形成するために、ロアーユニットハウジング１０３の前方または後方に、貫通孔を形成する工具との干渉を防止るための切欠きなどを設けなければならない。このため、係合面１０７が単純な平面ではなく、切欠きに応じて立体的な形状となる。係合面１０７が立体的な形状となると、ロアーユニットハウジング１０３と蓋部材７１との間の液密性が困難になる。これに対して、本実施形態では、係合面１０７を単純な平面にできるから、ロアーユニットハウジング１０３と蓋部材７１との間の液密性の確保が容易となる。
【００８７】
また、本実施形態では、アクチュエータ５のハウジング５０１が、蓋部材７１に設けられる開口部７１１の蓋となる。したがって、アクチュエータ５のハウジング５０１の全体をシフト装置収容室１０６に収容する構成では、ハウジング５０１とは別の専用の蓋部材が必要になるが、本実施形態の構成では、専用の蓋部材が不要である。また、ハウジング５０１の内部に収容されるモーター５１などに接続されるケーブル類は、上半体５０２から上側に引き出される。このような構成であると、ケーブル類は、シフト装置収容室１０６の内部に配策されない。したがって、ケーブルに耐熱性や耐油性を持たせる必要がない。
【００８８】
また、本実施形態では、アクチュエータ５が、ドッグクラッチ４５の前側に隣接して設けられる。さらに、アクチュエータ５（特に、ハウジング５０１から突出しているネジ軸５３２）とドッグクラッチ４５は、略同じ高さに設けられる。このような構成であると、アクチュエータ５とドッグクラッチ４５との距離が小さくなるから、アクチュエータ５からドッグクラッチ４５の間に介在するシフトフォーク部材６１の小型化と軽量化を図ることができる。そして、シフトフォーク部材６１は、軽量化によって慣性が小さくなるから、動作速度の向上と、動作精度の向上を図ることができる。さらに、アクチュエータ５とドッグクラッチ４５とが略同じ高さにあると、両者の間に介在する部材の数を減らすことができる。このため、両者の間に介在する部材どうしの間の遊び（がたつき）を減らすことができる。したがって、正確なシフト動作が可能になる。また、このような構成であると、両者の間に介在する機構を含め、ドッグクラッチ４５を移動させるための機構の剛性を高めることができる。このため、アクチュエータ５の駆動力や反力による撓みが小さくなり、正確なシフト動作が可能になる。また、このような構成であると、両者の間の位置ずれが小さくなる。このため、シフトポジションの切替えに必要となるアクチュエータ５の動作量の測定や推定が容易となる。
【００８９】
また、従来のように、アクチュエータ５がドッグクラッチ４５の上方（例えばエンジンカバー１０１の内部）に配置される構成であると、アクチュエータ５からドッグクラッチ４５に駆動力を伝達するために、長尺のシフトロッドなどのリンク機構が必要になる。また、シフトロッドを支持する機構も必要になる。このため、リンク機構のガタ（遊び）やシフトロッドのたわみなどによって、ドッグクラッチ４５の正確な駆動が困難になる。これに対して、本実施形態は、アクチュエータ５がドッグクラッチ４５の前側に隣接して配置され、シフトフォーク部材６１によってドッグクラッチ４５を移動させる構成である。このような構成であると、従来の構成と比較して、アクチュエータ５からドッグクラッチ４５に駆動力を伝達するための機構の小型化や単純化を図ることができる。そして、この機構のガタ（遊び）や撓みが小さくなるから、ドッグクラッチ４５の動作量の精度を高めることができる。また、従来構成と比較して、フリクションなどによる駆動力の伝達のロスが発生する箇所を少なくできるから、アクチュエータ５の駆動力を大きくしなくてもよくなり、アクチュエータ５の小型化を図ることができる。
【００９０】
また、ドッグクラッチ４５とアクチュエータ５は、シフトポジションの切替えに用いられる歯車（上側歯車４１、中間歯車４２、下側歯車４４）と同様に、ロアーユニットハウジング１０３に設けられる。このような構成であると、ドッグクラッチ４５やアクチュエータ５などを、前述の歯車と同じ取付基準を用いて取り付けることができる。このため、これらの間の相対的な位置決め精度を高めることができ、滑らかなシフト動作が可能になる。
【００９１】
また、アクチュエータ５とシフトフォーク部材６１は、上側歯車４１と中間歯車４２と下側歯車４４とドッグクラッチ４５と同じく、ロアーユニットハウジング１０３に取り付けられる。このため、ロアーユニットハウジング１０３をドライブシャフトハウジング１０２に組み付ける前に、下部ユニット９０３が単体の状態で、シフト装置４の動作確認を行うことができる。すなわち、アクチュエータ５を含め、シフト装置４の全体が、ロアーユニットハウジング１０３に組み付けられる。このような構成であると、上側歯車４１を回転させることによって、シフト装置４の動作確認ができる。したがって、エンジン１３を作動させなくても、シフト装置４の動作確認が可能になるから、検査環境の改善を図ることができる。また、下部ユニット９０３を単体で出荷することが可能になる。
【００９２】
次に、シフト装置４の動作について、図７を参照して説明する。図７は、シフト装置４の動作を模式的に示す断面図である。それぞれ、図７（ａ）はシフトポジションが中立位置である状態を示し、図７（ｂ）はシフトポジションが前進位置である状態を示し、図７（ｃ）はシフトポジションが後進位置である状態を示す。
【００９３】
操船者等は、アクチュエータ５を操作してモーター５１を作動させる。モーター５１が作動すると、モーター５１の回転動力は、駆動歯車５１０と中間歯車５２とを介してボールネジ機構５３に伝達され、ボールネジ機構５３のネジ軸５３２が上側または下側に直線運動する。ボールネジ機構５３のネジ軸５３２にはシフトフォーク部材６１の被動部６１３が結合され、シフトフォーク部材６１のフォーク部６１２はドッグクラッチ４５に係合している。このため、ネジ軸５３２が上側または下側に直線運動すると、ドッグクラッチ４５はネジ軸５３２の移動に応じて、上側または下側に移動する。
【００９４】
図７（ａ）に示すように、ドッグクラッチ４５が上下方向の可動範囲の中間に位置すると、ドッグクラッチ４５の上側係合爪４５１は上側歯車４１の下端面の係合爪４１１と係合せず、かつ、下側係合爪４５２は下側歯車４４の上端面の係合爪４４１と係合しない。この場合には、エンジン１３から出力された回転動力は、下側ドライブ軸１７２に伝達されない。したがって、シフトポジションは中立となる。
【００９５】
図７（ｂ）に示すように、ドッグクラッチ４５が上方向に移動すると、ドッグクラッチ４５の上側係合爪４５１が上側歯車４１の係合爪４１１と係合し、ドッグクラッチ４５は、上側歯車４１および上側ドライブ軸１７１と一体的に回転する。また、前述のとおり、ドッグクラッチ４５は、下側ドライブ軸１７２と一体的に回転するように設けられている。このため、この状態では、下側ドライブ軸１７２は、上側歯車４１および上側ドライブ軸１７１と一体的に、同じ方向に回転する。そして、エンジン１３の回転動力は、上側ドライブ軸１７１と上側歯車４１とドッグクラッチ４５とを介して、下側ドライブ軸１７２に伝達される。なお、本実施形態では、図７（ａ）に示すように、上側歯車４１からドッグクラッチ４５を介して下側ドライブ軸１７２に回転動力が伝達される状態となると、シフトポジションが前進となる。
【００９６】
図７（ｃ）に示すように、ドッグクラッチ４５が下方向に移動すると、ドッグクラッチ４５の下側係合爪４５２が下側歯車４４の上端面の係合爪４４１と係合し、ドッグクラッチ４５と下側歯車４４とは一体的に同じ方向に回転する。下側歯車４４は、上側歯車４１と中間歯車４２を介して回転動力が伝達され、上側歯車４１とは反対方向に回転する。このため、下側ドライブ軸１７２は、上側歯車４１および上側ドライブ軸１７１とは反対方向に回転する。そしてこの場合には、エンジン１３の回転動力は、上側ドライブ軸１７１と、上側歯車４１と、中間歯車４２と、下側歯車４４と、ドッグクラッチ４５とを介して、下側ドライブ軸１７２に伝達される。本実施形態では、この状態となると、シフトポジションが後進となる。
【００９７】
下側ドライブ軸１７２に伝達された回転動力は、さらに、ピニオン歯車１８から前側歯車２１と後側歯車２２に伝達される。前側歯車２１に伝達された回転動力は、内側軸２３１を介して後側プロペラ１２に伝達される。後側歯車２２に伝達された回転動力は、外側軸２３２を介して前側プロペラ１１に伝達される。
【００９８】
このように、本実施形態では、直動型のアクチュエータ５によって、シフトフォーク部材６１をドライブ軸１７の軸線に平行な方向に移動させる。そして、シフトフォーク部材６１によってドッグクラッチ４５をドライブ軸１７の軸線に平行な方向に移動させる。これにより、シフトポジションを、前進、後進、中立に切替えることができる。
【００９９】
なお、前述のとおり、シフトポジションが後進である場合に、エンジン１３の回転動力は、上側歯車４１と中間歯車４２と下側歯車４４とを介して下側ドライブ軸１７２に伝達される。通常、シフトポジションが後進である場合には、前進である場合に比較して伝達する動力が小さい。このため、上側歯車４１と中間歯車４２と下側歯車４４の強度を低くできるから、これらの歯車の小型化を図ることができる。したがって、シフト装置４の小型化および軽量化を図ることができる。
【０１００】
さらに、シフト装置４には、シフトポジションを保持するポジション保持機構６３が設けられる。ポジション保持機構６３は、例えば、シフトフォークガイド６２の外周面に設けられる３箇所の係合凹部６３１と、シフトフォーク部材６１に設けられる係合部材６３２および付勢部材６３３とで構成される。付勢部材６３３は、例えば圧縮コイルばねが適用され、係合部材６３２をシフトフォークガイド６２の外周面に付勢して押し付ける。係合部材６３２は、例えば鋼球などが適用される。係合部材６３２は、シフトポジションが中立、前進、後進のそれぞれである場合において、シフトフォークガイド６２の外周面に形成される３箇所の係合凹部６３１のいずれかに嵌まり込む。なお、ここでは、３箇所の係合凹部６３１が設けられる構成を示したが、この構成に限定されない。例えば、中立位置において係合する１箇所の係合凹部６３１が設けられる構成であってもよい。
【０１０１】
このような構成であると、シフトフォーク部材６１に軸線方向の外力が掛からない状態では、付勢部材６３３の付勢力によって、係合部材６３２が３箇所の係合凹部６３１のいずれかに嵌まり込んだ状態に保持される。このため、シフトポジションが保持される。シフトチェンジを行う際には、アクチュエータ５は、ある程度の力を掛けてネジ軸５３２を移動させる。そうすると、係合部材６３２は、シフトフォーク部材６１の移動によって、付勢部材６３３の付勢力に抗して係合凹部６３１から抜け出る。したがって、シフトポジションの切替えが可能となる。
【０１０２】
以上説明したとおり、本実施形態では、アクチュエータ５は直動型であり、駆動力出力部材であるネジ軸５３２が直線運動する。そして、ネジ軸５３２の直線運動の方向と、ドッグクラッチ４５の移動方向（ドライブ軸１７の軸線方向）は平行である。このような構成であると、アクチュエータ５が発生する駆動力（直線運動）の方向を変換しなくてもよい。このため、シフト装置４の構成の単純化を図ることができる。また、アクチュエータ５の駆動力の方向を変換する構成であると、方向の変換において偏差が発生する。これに対して、本実施形態の構成によれば、このような偏差が発生しないから、正確な動作が可能になる。
【０１０３】
さらに、本実施形態では、ドッグクラッチ４５の移動量と、アクチュエータ５の作動量とが等しくなる。このため、ドッグクラッチ４５の動作の制御が容易となる。また、シフトポジションを前進に切替える場合と後進に切替える場合とで、ドッグクラッチ４５のストロークが同じであるから、アクチュエータ５の動作量も同じとなる。したがって、アクチュエータ５の制御が簡単になる。
【０１０４】
以上、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明したが、前記実施形態は、本発明の実施にあたっての具体例を示したに過ぎない。本発明の技術的範囲は、前記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明は、シフト装置を有する船外機に好適な技術である。そして本発明によれば、ドッグクラッチの駆動の精度を高くするとともに、アクチュエータの小型化を図ることができる。
【符号の説明】
【０１０６】
１：船外機
１０１：エンジンカバー
１０２：ドライブシャフトハウジング
１０３：ロアーユニットケース
１０５：キャビテーションプレート
１０６：シフト装置室
１０７：シフト装置室の係合面
１０８：下側ドライブ軸の収容室
１７：ドライブ軸
１７１：上側ドライブ軸
１７２：下側ドライブ軸
１８：ピニオン歯車（駆動ギア）
２０：軸受ハウジング
２１：前側歯車（一対の被動ギア）
２２：後側歯車（一対の被動ギア）
４：シフト装置
４０１：中間歯車モジュール
４１：上側歯車
４１１：係合爪
４１２：軸受
４２：中間歯車
４３：中間軸
４４：下側歯車
４４１：係合爪
４５：ドッグクラッチ
４５１：上側係合爪
４５２：下側係合爪
４６；軸受
４６１：アウターレース
４６２：リングナット
４７：軸受ハウジング
４７１：軸受
４７２：貫通孔
４７３：ボルト
４７４：ナット
４８：ナット
５：アクチュエータ
５０１：ハウジング
５０２：上半体
５０３：下半体
５０４：モーター室
５０５：ボールねじ室
５０６：貫通孔
５０７：係合部
５０８：ガスケット
５１：モーター
５１０：駆動歯車
５２：中間歯車
５３：ボールネジ
５３１：ボールネジナット
５３２：ネジ軸
６１：シフトフォーク部材
６１１：スライド部
６１２：フォーク部
６１３：被動部
６２：シフトフォークガイド
６３：シフトポジション保持機構
６３１：シフトフォークガイドの凹部
６３２：付勢部材
６３３：球状部材
６４：ボルト
７１：蓋部材
７１１：開口部
７１２：軸受支持部
７１３：ガイド支持部
７１４：ガスケット
【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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