船外機
【課題】前進ギア又は後退ギアとドッグギアとを噛合する際や駆動力を伝達する際に、噛合凸部や噛合凹部の耐久性を向上できるクラッチ装置を備える船外機を提供する。
【解決手段】駆動部で駆動される駆動軸２１により常時反対方向に駆動される一対の前進ギア３１及び後退ギア３３と、出力軸２９の周囲に配置されたドッグギア３５とを備え、それぞれ互いに嵌合可能な噛合凸部３１ａ、３３ａ及び噛合凹部３６ａが複数設けられ、ドッグギアが一方の軸方向に移動させられることにより、前進ギア又は後退ギアの一方と噛合するクラッチ装置２５を備える船外機１０であり、駆動軸は駆動ギア２３を備え、前進ギア及び後退ギアは、それぞれ駆動ギアと常時噛合された入力ギア３１ｃ、３３ｃを備え、噛合凸部及び噛合凹部は、入力ギアより径方向内側に配置されて周方向にそれぞれ７個以上１０個以下設けられている。
【解決手段】駆動部で駆動される駆動軸２１により常時反対方向に駆動される一対の前進ギア３１及び後退ギア３３と、出力軸２９の周囲に配置されたドッグギア３５とを備え、それぞれ互いに嵌合可能な噛合凸部３１ａ、３３ａ及び噛合凹部３６ａが複数設けられ、ドッグギアが一方の軸方向に移動させられることにより、前進ギア又は後退ギアの一方と噛合するクラッチ装置２５を備える船外機１０であり、駆動軸は駆動ギア２３を備え、前進ギア及び後退ギアは、それぞれ駆動ギアと常時噛合された入力ギア３１ｃ、３３ｃを備え、噛合凸部及び噛合凹部は、入力ギアより径方向内側に配置されて周方向にそれぞれ７個以上１０個以下設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、駆動部により回転駆動される駆動軸から出力軸へ駆動力を伝達するためのクラッチ装置を備える船外機に係り、特に、駆動軸により駆動される前進ギア及び後退ギアと出力軸側のドッグギアとの噛合部位の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、船外機は、図１４に示すように、ケーシング６１の上部には図示しない駆動部としてのエンジンが搭載され、エンジンにより駆動される駆動軸６２が垂設され、駆動軸６２の下端部の駆動ギア６３と連結されたクラッチ装置６４が配設され、クラッチ装置６４にプロペラ６５を有する出力軸６６が連結されている。
【０００３】
クラッチ装置６４は、出力軸６６の周囲に回転自在に配置されて、駆動軸６２の駆動ギア６３により常時反対方向に駆動される一対の前進ギア６７及び後退ギア６８と、出力軸６６の周囲の前進ギア６７と後退ギア６８との間に配置されて、出力軸６６に対して周方向に回転不能な状態で軸方向に移動可能なドッグギア６９とを備えている。
【０００４】
このクラッチ装置６４では、ドッグギア６９が前進ギア６７又は後退ギア６８の何れか一方側に移動することにより、前進ギア６７又は後退ギア６８の一方とドッグギア６９とが噛合してその一方のギア６７、６８の駆動力が出力軸６６に伝達されて、プロペラ６５が前進又は後退方向に回転させられるようになっている。
【０００５】
このような船外機６０のクラッチ装置６４は、図１５及び図１６に示すように、ドッグギア６９の両面の前進ギア６７及び後退ギア６８との対向面には噛合凹部６９ａが設けられ、前進ギア６７及び後退ギアの噛合凹部６９ａとの対向面には、噛合凸部６７ａ、６８ａが設けられている。そして、前進ギア６７又は後退ギア６８とが噛合した状態では、噛合凸部６７ａ、６８ａが噛合凹部６９ａ内に配置され、噛合凹部６９ａの駆動力伝達面６９ｂに噛合凸部６７ａ、６８ａの駆動力伝達面６７ｂ、６８ｂが当接して駆動力が伝達されている。
【０００６】
このような船外機用クラッチ構造として、例えば下記特許文献１に記載されたようなものが知られている。ここでは、噛合凸部６７ａ、６８ａと噛合凹部６９ａとの周方向の長さを略同一にすることで、駆動系の騒音を低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−４８８２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来のクラッチ構造では、エンジンの出力が高い場合、前進ギア６７又は後退ギア６８とドッグギア６９とを噛合させる際や噛合状態で駆動力を伝達する際に、噛合凸部６７ａ、６８ａと噛合凹部６９ａとの一部に潰れ、割れ、変形等の破損が生じることがあった。
【０００９】
そこで、この発明では、前進ギア又は後退ギアとドッグギアとを噛合する際や駆動力を伝達する際に、噛合凸部や噛合凹部の耐久性を向上できるクラッチ装置を備える船外機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する請求項１に記載の発明は、ケーシングの上部に駆動部が搭載され、該駆動部により駆動される駆動軸と、前記駆動軸の下端側に当該駆動軸と一体に回転可能に配設された駆動ギアと、前記ケーシングの下部に配設され、前記駆動ギアと連結されたクラッチ装置と、前記クラッチ装置に連結され、プロペラを駆動する出力軸と、を備え、前記クラッチ装置は、前記プロペラを駆動する前記出力軸の周囲に回転自在に配置され、前記駆動部で駆動される前記駆動軸により常時反対方向に駆動される一対の前進ギア及び後退ギアと、前記出力軸の周囲の前記前進ギアと前記後退ギアとの間に配置され、前記出力軸に対して軸方向に移動可能、且つ、周方向に回転不能なドッグギアとを備え、前記前進ギア及び前記後退ギアの前記ドッグギアと対向する部位と、前記ドッグギアの前記前進ギア及び前記後退ギアとそれぞれ対向する部位とに設けられた噛合部に、それぞれ互いに嵌合可能な噛合凸部及び噛合凹部が複数設けられ、前記ドッグギアが前記出力軸に対して一方の軸方向に移動させられて、前記複数の噛合凹部と前記複数の噛合凸部とが嵌合することにより、前記ドッグギアと前記前進ギア又は前記後退ギアの一方とが噛合し、前記出力軸が駆動されるように構成されており、前記駆動軸は、前記出力軸側に固定された前記駆動ギアを回転させるものであり、前記前進ギア及び前記後退ギアは、前記駆動ギアと常時噛合された入力ギアをそれぞれ備え、前記噛合凸部及び前記噛合凹部は、前記入力ギアより径方向内側の範囲で、それぞれ周方向に７個以上１０個以下配設されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記噛合凸部は前記噛合凹部よりも周方向の長さが前記出力軸の軸中心角度で１度乃至１２度小さくなるように形成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記前進ギアと前記ドッグギアとの前記各噛合部又は前記後退ギアと前記ドッグギアとの前記各噛合部では、前記駆動力伝達面の面積の合計がそれぞれ３４０ｍｍ２以上であることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか一つに記載の構成に加え、前記前進ギアと前記ドッグギアとの前記各噛合部又は前記後退ギアと前記ドッグギアとの前記各噛合部では、前記各駆動力伝達面の外側端縁が、それぞれ前記出力軸の軸方向に対して直交方向に沿う直線状に形成され、前記各噛合部の前記外側端縁の長さの合計がそれぞれ７０ｍｍ以上であることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れか一つに記載の構成に加え、前記前進ギアと前記ドッグギアとの前記各噛合部又は前記後退ギアと前記ドッグギアとの前記各噛合部では、少なくとも一方の前記噛合凹部に隣接する頂部に、他方の前記噛合凸部を該噛合凹部に案内するスロープが形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、ドッグギアと各前進ギア及び後退ギアとの互いに対向する各噛合部では、噛合凸部及び噛合凹部が入力ギアより径方向内側に配置されているので、全ての噛合凸部及び噛合凹部とが入力ギアと出力軸との間の限られた空間内に設けられている。そのため、噛合凸部及び噛合凹部の大きさが著しく制限されるが、このように噛合凸部及び噛合凹部の大きさが制限されていても、噛合凸部及び噛合凹部を周方向にそれぞれ７個以上１０個以下設けることで、噛合時には噛合凸部と噛合凹部との互いに周方向に対向する駆動力伝達面のそれぞれに伝達トルクを分散し、噛合凸部や噛合凹部の耐久性を向上することができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、噛合凸部は噛合凹部よりも周方向の長さが出力軸の軸中心角度で所定範囲小さくなるように形成されていることで、噛合凸部と噛合凹部を噛合い易くすることができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、前進ギアとドッグギアとの各噛合部又は後退ギアとドッグギアとの各噛合部では、駆動力伝達面の面積の合計がそれぞれ所定値以上であるので、伝達トルクを十分に分散することができ、噛合凸部や噛合凹部の耐久性を向上することができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、前進ギアとドッグギアとの各噛合部又は後退ギアとドッグギアとの各噛合部では、各駆動力伝達面の軸方向外側の端縁がそれぞれ出力軸の軸方向に対して直交方向に沿う直線状に形成され、各噛合部の外側端縁の長さの合計がそれぞれ所定値以上であるので、前進ギア又は後退ギアとドッグギアとを噛合する際に、駆動力伝達面の外側端縁近傍同士の当接時の衝撃を分散することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、前進ギアとドッグギアとの各噛合部又は後退ギアとドッグギアとの各噛合部では、少なくとも一方の各噛合凹部の隣接する頂部に、他方の噛合凸部をその噛合凹部に案内するスロープが形成されているので、噛合凸部及び噛合凹部をそれぞれ７個以上設けることでピッチが小さくても、回転速度の異なる噛合凹部と噛合凸部とを嵌合させる際、噛合凸部が噛合凹部に隣接する頂部に圧接されれば、頂部で噛合凸部が摺動してスロープにより案内され、その噛合凹部に容易に噛合させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の実施の形態のクラッチ装置を装着した船外機の側面図である。
【図２】この発明の実施の形態の船外機のクラッチ装置を示す断面図である。
【図３】同実施の形態のクラッチ装置の前進ギア及び後退ギアの断面図である。
【図４】同実施の形態のクラッチ装置の前進ギア及び後退ギアの正面図である。
【図５】同実施の形態の図４のＡ−Ａを円周方向に沿って切断した断面図である。
【図６】同実施の形態のクラッチ装置のドッグギアの断面図である。
【図７】同実施の形態のクラッチ装置のドッグギアの平面図である。
【図８】同実施の形態のクラッチ装置のドッグギアの正面図である。
【図９】同実施の形態の図８のＢ−Ｂを円周方向に沿って切断した断面図である。
【図１０】同実施の形態のクラッチ装置のドッグギアを出力軸に装着した状態の平面図である。
【図１１】同実施の形態の図２のＣ−Ｃ断面図である。
【図１２】同実施の形態の図２のＤ−Ｄ断面図である。
【図１３】同実施の形態のクラッチ装置の前進ギア及び後退ギアの噛合凸部とドッグギアの噛合凹部との噛合動作を説明するための断面図である。
【図１４】従来の船外機の下部の側面図である。
【図１５】従来のクラッチ装置のドッグギアの側面図であり、前進ギア及び後退ギアとの噛合状態を示している。
【図１６】従来のクラッチ装置の図１５のＥ−Ｅを円周方向に沿って切断した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、この発明の実施の形態について説明する。
【００２２】
図１乃至図１２は、この実施の形態を示す。
【００２３】
図１及び図２において、１０は船外機であり、船体１２に固定されるケーシング１４の上部には、図示しない駆動部としてのエンジンがカウリング１６に覆われて搭載されている。このエンジンは最大馬力３００ＰＳ以上の出力を有している。このエンジンにより駆動される駆動軸２１がケーシング１４内に垂設されており、駆動軸２１の下端側に駆動軸２１と一体に回転可能な駆動ギア２３を備えている。そして、駆動軸２１の駆動ギア２３に連結されたクラッチ装置２５がケーシング１４の下部に配設され、クラッチ装置２５にプロペラ２７を有する出力軸２９が連結されている。
【００２４】
このクラッチ装置２５は、出力軸２９で周囲に回転自在に配置され、駆動軸２１の下端部に設けられた駆動ギア２３と噛合した一対の前進ギア３１及び後退ギア３３と、前進ギア３１と後退ギア３３との間で出力軸２９に連結され、出力軸２９の軸方向に移動させられることにより前進ギア３１又は後退ギア３３と択一的に噛合可能なドッグギア３５とを備えている。
【００２５】
前進ギア３１と後退ギア３３は、図３〜図５に示すように、一方の側面の外周側に駆動ギア２３から駆動力が入力される入力ギア３１ｃ、３３ｃを有し、入力ギア３１ｃ、３３ｃより径方向内側にドッグギア３５と対向して噛合可能な噛合部３１ｄ、３３ｄを備えている。この前進ギア３１と後退ギア３３は、出力軸２９の周囲に出力軸２９に接合されることなく、それぞれケーシング１４に固定された軸受け２６により回転自在に保持されている。そして、これらの前進ギア３１及び後退ギア３３には、駆動軸２１の駆動ギア２３が常時噛合されており、駆動軸２１の回転により、常時互いに反対方向に駆動されるようになっている。
【００２６】
ドッグギア３５は、図６〜図９に示すように、前進ギア３１と後退ギア３３との間の出力軸２９の周囲に配置され、両側面に前進ギア３１及び後退ギア３３と対向して噛合可能な噛合部３５ｄを有する略円筒形状を有し、内周面には軸方向にスプライン歯３５ｃが設けられている。
【００２７】
このドッグギア３５は、ドッグギア３５の軸方向に設けられたスプライン歯３５ｃが出力軸２９に軸方向に設けられたスプライン歯２９ａに結合されるとともに、後述する切換え機構４１の固定ピン３４が出力軸２９の軸方向に形成された長孔２９ｂとドッグギア３５の相通孔３５ｆとに挿通されて、周囲からコイルバネ２８で係止されることにより、出力軸２９に対して軸方向に移動可能に連結されている。
【００２８】
また、このドッグギア３５は、そのスプライン歯３５ｃが出力軸２９に設けられた軸方向のスプライン歯２９ａに結合されることにより、出力軸２９に対して周方向に回転不能に連結されている。
【００２９】
そして、前進ギア３１及び後退ギア３３の噛合部３１ｄ、３３ｄには、図５に示すような複数の噛合凸部３１ａ、３３ａが周方向に均等に配設されており、一方、ドッグギア３５の噛合部３５ｄには、図９に示すような噛合凹部３６ａが、噛合凸部３１ａ、３３ａと同ピッチで配設されている。
【００３０】
これらの噛合凸部３１ａ、３３ａ及び噛合凹部３６ａは、入力ギア３１ｃ、３３ｃより内側であって、出力軸２９より外側の範囲に設けられており、その範囲としては、例えば、出力軸２９の軸心廻りの半径２０〜３２ｍｍの範囲とするのが好適である。この範囲の最小半径が小さ過ぎると、出力軸２９の直径が不足して、３００ＰＳ以上のエンジンによる駆動力に対する強度が不足し易くなる。一方、最大半径が大きすぎると前進ギア３１及び後退ギア３３の入力ギア３１ｃ、３３ｃの外径が大きくなるため、クラッチ装置２５が肥大化して船外機１０が大型化し易い。
【００３１】
また、３００ＰＳ以上のエンジンにより駆動される場合、噛合凸部３１ａ、３３ａ及び噛合凹部３６ａは、それぞれ少なくとも７個設けられることが必要であり、好ましくは、１０個以下とするのが好適である。噛合凸部３１ａ、３３ａ及び噛合凹部３６ａが多過ぎると、噛合い時の噛合い衝突が増加し、好ましくない。好ましくは、これらの噛合凸部３１ａ、３３ａ及び噛合凹部３６ａの数は８個乃至１０個、特に好ましくは、この実施の形態のようにそれぞれ９個設けられることが好適である。
【００３２】
これらの前進ギア３１及び後退ギア３３の各噛合凸部３１ａ、３３ａの駆動方向前方側には、ドッグギア３５の噛合時に、ドッグギア３５の噛合凹部３６ａと周方向に対向して当接する駆動力伝達面３１ｂ、３３ｂを有し、一方、ドッグギア３５の各噛合凹部３６ａの駆動方向後方側には、前進ギア３１及び後退ギア３３との噛合時に、前進ギア３１及び後退ギア３３の各噛合凸部３１ａ、３３ａと周方向に対向して当接する駆動力伝達面３５ｂを有している。
【００３３】
このクラッチ装置２５では、前進ギア３１の噛合部３１ｄにおける全ての噛合凸部３１ａの駆動力伝達面３１ｂの面積の合計、及び、前進ギア３１の噛合部３１ｄと噛合するドッグギア３５の噛合部３５ｄにおける全ての噛合凹部３６ａの駆動力伝達面３５ｂの面積の合計が３４０ｍｍ２以上となっていることが好ましく、更に好ましくは、３９４．６２５ｍｍ２以上であることが好適である。
【００３４】
また。後退ギア３３の噛合部３３ｄにおける全ての噛合凸部３３ａの駆動力伝達面３３ｂの面積の合計、及び、後退ギア３３の噛合部３３ｄと噛合するドッグギア３５の噛合部３５ｄにおける全ての噛合凹部３６ａの駆動力伝達面３５ｂの面積の合計が３４０ｍｍ２以上となっていることが好ましく、更に好ましくは、３９４．６２５ｍｍ２以上であることが好適である。
【００３５】
ここでは、前進ギア３１の駆動力伝達面３１ｂの面積の合計及び前進ギア３１側の駆動力伝達面３５ｂの面積の合計か、後退ギア３３の駆動力伝達面３３ｂの面積の合計及び後退ギア３３側の駆動力伝達面３５ｂの面積の合計かの一方がこの面積以上であってもよいが、好ましくは、両方がこの面積以上であることが好適である。
【００３６】
駆動力伝達面３１ｂ、駆動力伝達面３３ｂ、駆動力伝達面３５ｂがこのような範囲であれば、前進ギア３１又は後退ギア３３とドッグギア３５との噛合状態で、伝達トルクを十分に分散することができ、噛合凸部や噛合凹部の破損をより防止し易いからである。
【００３７】
また、このクラッチ装置２５では、噛合凸部３１ａ、３３ａ及び噛合凹部３６ａは、それぞれ出力軸２９の軸心を中心に４０度のピッチθ１で形成されており、各噛合凸部３１ａ、３３ａ及び噛合凹部３６ａの周方向長さは出力軸２９の軸心を中心にした角度で１２度〜２３度の範囲に形成されている。この範囲であれば、３００ＰＳ以上のエンジンによる駆動力に対する強度を確保し易いからである。
【００３８】
その場合、噛合凸部３１ａ、３３ａは噛合凹部３６ａより周方向長さが出力軸２９の軸心を中心にした角度で１度〜１２度小さく形成されることが好ましい。噛合い易さのためである。更に、ここでは、４０度のピッチと噛合凸部３１ａ、３３ａの周方向長さとの差θ２を２０度以上確保することが特に好ましい。これにより噛合凸部と噛合凹部とを確実に嵌合し易くできるからである。
【００３９】
更に、このクラッチ装置２５では、各駆動力伝達面３１ｂ、３３ｂのドッグギア３５側となる外側端縁３１ｇ、３３ｇと、ドッグギア３５の前進ギア３１側の各駆動力伝達面３５ｂの前進ギア３１側となる外側端縁３５ｇと、ドッグギア３５の後退ギア３３側の各駆動力伝達面３５ｂの後退ギア３３側となる外側端縁３５ｇとが、全て出力軸２９の軸方向に対して直交方向に沿う直線状に形成されている。
【００４０】
ここでは、前進ギア３１の噛合部３１ｄにおける全ての駆動力伝達面３１ｂの外側端縁３１ｇの長さの合計、及び、前進ギア３１の噛合部３１ｄと噛合するドッグギア３５の噛合部３５ｄにおける全ての駆動力伝達面３５ｂの外側端縁３５ｇの長さの合計が、７０ｍｍ以上となっていることが好ましく、更に好ましくは７１．７５ｍｍ以上であることが好適である。
【００４１】
後退ギア３３の噛合部３３ｄにおける全ての駆動力伝達面３３ｂの外側端縁３３ｇの長さの合計、及び、後退ギア３３の噛合部３３ｄと噛合するドッグギア３５の噛合部３５ｄにおける全ての駆動力伝達面３５ｂの外側端縁３５ｇの長さの合計が、７０ｍｍ以上となっていることが好ましく、更に好ましくは７１．７５ｍｍ以上であることが好適である。
【００４２】
ここでは、前進ギア３１の駆動力伝達面３１ｂの外側端縁３１ｇの合計及び前進ギア３１側の駆動力伝達面３５ｂの外側端縁３５ｇの長さの合計か、後退ギア３３の駆動力伝達面３３ｂの外側端縁３３ｇの長さの合計及び後退ギア３３側の駆動力伝達面３５ｂの外側端縁３５ｇの長さの合計かの一方がこの長さ以上であってもよく、両方であってもよい。好ましくは、両方がこの長さ以上であることが好適である。
【００４３】
駆動力伝達面３１ｂ、駆動力伝達面３３ｂ、駆動力伝達面３５ｂの長さの合計がこのような範囲であれば、前進ギア３１又は後退ギア３３とドッグギア３５との噛合時に、駆動力伝達面３１ｂ、３３ｂ、３５ｂの外側端縁３１ｇ、３３ｇ、３５ｇ近傍同士が当接した際の衝撃を分散することができる。
【００４４】
また、このクラッチ装置２５では、隣接する噛合凹部３６ａ間の噛合凸部である頂部３７ａ、即ち、各噛合凹部３６ａの駆動方向前方側の頂部３７ａに、後壁部３５ｅまで達するスロープ３７ｂが設けられている。このスロープ３７ｂは噛合凹部３６ａの駆動方向前方側に駆動方向に沿って深くなるように形成されている。なお、頂部３７ａのスロープ３７ｂ以外の部分は出力軸２９の軸心と直交する平面に形成されている。
【００４５】
このようにすれば、噛合凸部３１ａ、３３ａ及び噛合凹部３６ａをそれぞれ７個以上設けることでピッチθ１が小さくなり、噛合し難くなっていても、噛合凸部３１ａ、３３ａが噛合凹部３６ａに隣接する頂部に圧接されて、スロープ３７ｂ上を摺動することで、その噛合凹部３６ａに嵌合し易くなるからである。
【００４６】
このスロープ３７ｂは、図９に示すように各噛合凹部３６ａの駆動方向前方端部の底部３６ｂから延びる仮想平面３７ｃと一致するように形成することが好ましい。スロープ３７ｂを加工し易いからである。
【００４７】
このクラッチ装置２５は、ドッグギア３５が固定ピン３４に連結された切換え機構４１により軸方向に移動可能に構成されている。
【００４８】
この切換え機構４１は、図２及び図１０〜図１２に示すように、出力軸２９のプロペラ２７とは反対側の端部の中心部に配置され、固定ピン３４と連結された軸方向に移動可能なシフトプランジャ４３と、このシフトプランジャ４３の端部に接合されたシフト従動体４５と、このシフト従動体４５をケーシング１４の上部から軸方向に操作するためのシフトロッド４７と、このシフトロッド４７の上部に固定されてシフトロッド４７を回動させるためのシフトレバー４９とを有している。
【００４９】
シフトプランジャ４３には、位置決め用ボール５１がバネ部材５３により直径方向に付勢された状態で配置されており、ドッグギア３５が前進ギア３１又は後退ギア３３と噛合しない位置で位置決め用ボール５１が出力軸２９の被係止部２９ｃに係止できる構成となっている。
【００５０】
また、図１１及び図１２に示すように、シフトロッド４７の下端近傍には、シフトロッド４７の軸から偏心してシフト従動体４５と連結したカム部５５が設けられている。一方、シフト従動体４５のカム部５５との連結部位には、カム部５５が摺動可能な横溝５７が設けられている。そのため、シフトロッド４７が回動されてカム部５５がシフトロッド４７の軸を中心に揺動すると、カム部５５が横溝５７を押圧して、シフト従動体４５とシフトプランジャ４３とが軸方向に移動し、ドッグギア３５が軸方向に移動可能となっている。
【００５１】
このような構成のクラッチ装置２５を有する船外機１０では、エンジンにより駆動軸２１が回転すると、駆動ギア２３により前進ギア３１及び後退ギア３３が互いに逆方向に回転駆動される。そして、シフトレバー４９によりシフトロッド４７を前進となる一方側に回動させると、シフトロッド４７のカム部５５が揺動してシフト従動体４５の横溝５７を一方側に押圧することにより、シフト従動体４５及びシフトプランジャ４３が出力軸２９の軸方向の端部側へ移動する。
【００５２】
すると、シフトプランジャ４３に連結されている固定ピン３４を介して、ドッグギア３５が出力軸２９の軸方向の端部側に移動し、ドッグギア３５の一方の噛合部３５ｄが前進ギア３１に噛合する。
【００５３】
このとき、前進ギア３１はエンジンの回転数に応じた回転速度で回転しているが、出力軸２９及びドッグギア３５は停止状態等、前進ギア３１とは異なる回転速度となっている。即ち、噛合凸部３１ａが噛合凹部３６ａより速い速度で移動している。そのため、噛合凹部３６ａが噛合凸部３１ａに対向する位置においてドッグギア３５が軸方向に充分に速い移動速度で挿入されれば、噛合凹部３６ａが直接、噛合凸部３１ａに嵌合されることができるが、通常は、ドッグギア３５を軸方向に移動させると、図１３（ａ）から（ｅ）に示すように、隣接する噛合凹部３６ａ間が噛合凸部３１ａの頂面に当接して嵌合されることになる。
【００５４】
まず、図１３（ａ）に示すように、噛合凸部３１ａが矢印Ｘ方向に移動している状態で、停止状態の噛合凹部３６ａを矢印Ｙ方向に移動させると、噛合凸部３１ａの頂面３１ｅに噛合凹部３６ａ間の頂部３７ａが圧接され、（ｂ）に示すように、頂部３７ａが噛合凸部３１ａの頂面３１ｅ上で摺動してスロープ３７ｂに到達する。ここでスロープ３７ｂの形状に沿って移動し、（ｃ）に示すように、噛合凹部３６ａが噛合凸部３１ａ側に案内される。そして、噛合凹部３６ａが噛合凸部３１ａの位置に達すると、（ｄ）に示すように、噛合凹部３６ａの駆動力伝達面３５ｂの先端部分が噛合凸部３１ａの駆動力伝達面３１ｂの外側端縁に当接し、噛合凹部３６ａ内の所定位置に噛合凸部３１ａが配置される。その後、（ｅ）に示すように、噛合凹部３６ａ内に噛合凸部３１ａが嵌合され、両者の駆動力伝達面３１ｂ、３５ｂ同士が確実に当接されてドッグギア３５と前進ギア３１とが噛合される。
【００５５】
このようにしてドッグギア３５と前進ギア３１とが噛合されると、駆動軸２１からの駆動力が前進ギア３１を介してドックギア３５に伝達され、ドッグギア３５のスプライン歯３５ｃにより出力軸２９に伝達されて、出力軸２９及びこの出力軸２９に連結されているプロペラ２７を前進方向に回転させることができる。
【００５６】
なお、後退する場合には、シフトレバー４９によりシフトロッド４７を反対方向に回動させ、シフトロッド４７のカム部５５により、シフト従動体４５及びシフトプランジャ４３を反対方向に移動させ、ドッグギア３５を出力軸２９のプロペラ２７側へ移動させることにより、前記と同様にしてドッグギア３５と後退ギア３３とを噛合させればよい。
【００５７】
以上のような構成のクラッチ装置２５を有する船外機１０によれば、ドッグギア３５と各前進ギア３１及び後退ギア３３との互いに対向する各噛合部３１ｄ、３３ｄ、３５ｄでは、噛合凸部３１ａ、３３ａ及び噛合凹部３６ａが入力ギア３１ｃ、３３ｃより径方向内側に配置されているので、噛合凸部３１ａ、３３ａ及び噛合凹部３６ａとが、入力ギア３１ｃ、３３ｃと出力軸２９との間の限られた空間に配置されている。そのため、噛合凸部３１ａ、３３ａ及び噛合凹部３６ａの大きさが著しく制限されている。
【００５８】
ところが、このような限られた空間内であっても、噛合凸部３１ａ、３３ａ及び噛合凹部３６ａを周方向にそれぞれ７個以上設け、噛合時に噛合凸部３１ａ、３３ａと噛合凹部３６ａとの互いに周方向に対向する駆動力伝達面３１ｂ、３３ｂ、３５ｂのそれぞれに伝達トルクを分散するように構成されているので、３００ＰＳ以上の最大出力を有する駆動部から大きな駆動力を出力軸２９に伝達される場合であっても、噛合させる際や噛合状態で駆動力を伝達する際に、噛合凸部３１ａ、３３ａや噛合凹部３６ａに潰れ、割れ、変形等の破損が生じることを防止することができる。例えば、クラッチ装置２５の伝達トルクが６０ｋｇ・ｍ以上であっても十分に破損を防止することが可能である。
【００５９】
なお、上記実施の形態は、この発明の範囲内において、適宜変更可能である。例えば、上記では、ドッグギア３５だけにスロープ３７ｂを設けた例について説明したが、前進ギア３１及び後退ギア３３にスロープを設けてもよく、前進ギア３１及び後退ギア３３並びにドッグギア３５にスロープを設けることも可能である
【符号の説明】
【００６０】
１０ 船外機
２１ 駆動軸
２３ 駆動ギア
２５ クラッチ装置
２９ 出力軸
３１ 前進ギア
３１ａ 噛合凸部
３１ｂ 駆動力伝達面
３１ｃ、３３ｃ 入力ギア
３１ｄ 噛合部
３１ｇ 外側端縁
３３ 後退ギア
３３ａ 噛合凸部
３３ｂ 駆動力伝達面
３３ｄ 噛合部
３３ｇ 外側端縁
３５ ドッグギア
３５ｂ 駆動力伝達面
３５ｄ 噛合部
３６ａ 噛合凹部
３７ｂ スロープ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、駆動部により回転駆動される駆動軸から出力軸へ駆動力を伝達するためのクラッチ装置を備える船外機に係り、特に、駆動軸により駆動される前進ギア及び後退ギアと出力軸側のドッグギアとの噛合部位の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、船外機は、図１４に示すように、ケーシング６１の上部には図示しない駆動部としてのエンジンが搭載され、エンジンにより駆動される駆動軸６２が垂設され、駆動軸６２の下端部の駆動ギア６３と連結されたクラッチ装置６４が配設され、クラッチ装置６４にプロペラ６５を有する出力軸６６が連結されている。
【０００３】
クラッチ装置６４は、出力軸６６の周囲に回転自在に配置されて、駆動軸６２の駆動ギア６３により常時反対方向に駆動される一対の前進ギア６７及び後退ギア６８と、出力軸６６の周囲の前進ギア６７と後退ギア６８との間に配置されて、出力軸６６に対して周方向に回転不能な状態で軸方向に移動可能なドッグギア６９とを備えている。
【０００４】
このクラッチ装置６４では、ドッグギア６９が前進ギア６７又は後退ギア６８の何れか一方側に移動することにより、前進ギア６７又は後退ギア６８の一方とドッグギア６９とが噛合してその一方のギア６７、６８の駆動力が出力軸６６に伝達されて、プロペラ６５が前進又は後退方向に回転させられるようになっている。
【０００５】
このような船外機６０のクラッチ装置６４は、図１５及び図１６に示すように、ドッグギア６９の両面の前進ギア６７及び後退ギア６８との対向面には噛合凹部６９ａが設けられ、前進ギア６７及び後退ギアの噛合凹部６９ａとの対向面には、噛合凸部６７ａ、６８ａが設けられている。そして、前進ギア６７又は後退ギア６８とが噛合した状態では、噛合凸部６７ａ、６８ａが噛合凹部６９ａ内に配置され、噛合凹部６９ａの駆動力伝達面６９ｂに噛合凸部６７ａ、６８ａの駆動力伝達面６７ｂ、６８ｂが当接して駆動力が伝達されている。
【０００６】
このような船外機用クラッチ構造として、例えば下記特許文献１に記載されたようなものが知られている。ここでは、噛合凸部６７ａ、６８ａと噛合凹部６９ａとの周方向の長さを略同一にすることで、駆動系の騒音を低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−４８８２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来のクラッチ構造では、エンジンの出力が高い場合、前進ギア６７又は後退ギア６８とドッグギア６９とを噛合させる際や噛合状態で駆動力を伝達する際に、噛合凸部６７ａ、６８ａと噛合凹部６９ａとの一部に潰れ、割れ、変形等の破損が生じることがあった。
【０００９】
そこで、この発明では、前進ギア又は後退ギアとドッグギアとを噛合する際や駆動力を伝達する際に、噛合凸部や噛合凹部の耐久性を向上できるクラッチ装置を備える船外機を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する請求項１に記載の発明は、ケーシングの上部に駆動部が搭載され、該駆動部により駆動される駆動軸と、前記駆動軸の下端側に当該駆動軸と一体に回転可能に配設された駆動ギアと、前記ケーシングの下部に配設され、前記駆動ギアと連結されたクラッチ装置と、前記クラッチ装置に連結され、プロペラを駆動する出力軸と、を備え、前記クラッチ装置は、前記プロペラを駆動する前記出力軸の周囲に回転自在に配置され、前記駆動部で駆動される前記駆動軸により常時反対方向に駆動される一対の前進ギア及び後退ギアと、前記出力軸の周囲の前記前進ギアと前記後退ギアとの間に配置され、前記出力軸に対して軸方向に移動可能、且つ、周方向に回転不能なドッグギアとを備え、前記前進ギア及び前記後退ギアの前記ドッグギアと対向する部位と、前記ドッグギアの前記前進ギア及び前記後退ギアとそれぞれ対向する部位とに設けられた噛合部に、それぞれ互いに嵌合可能な噛合凸部及び噛合凹部が複数設けられ、前記ドッグギアが前記出力軸に対して一方の軸方向に移動させられて、前記複数の噛合凹部と前記複数の噛合凸部とが嵌合することにより、前記ドッグギアと前記前進ギア又は前記後退ギアの一方とが噛合し、前記出力軸が駆動されるように構成されており、前記駆動軸は、前記出力軸側に固定された前記駆動ギアを回転させるものであり、前記前進ギア及び前記後退ギアは、前記駆動ギアと常時噛合された入力ギアをそれぞれ備え、前記噛合凸部及び前記噛合凹部は、前記入力ギアより径方向内側の範囲で、それぞれ周方向に７個以上１０個以下配設されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記噛合凸部は前記噛合凹部よりも周方向の長さが前記出力軸の軸中心角度で１度乃至１２度小さくなるように形成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記前進ギアと前記ドッグギアとの前記各噛合部又は前記後退ギアと前記ドッグギアとの前記各噛合部では、前記駆動力伝達面の面積の合計がそれぞれ３４０ｍｍ２以上であることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか一つに記載の構成に加え、前記前進ギアと前記ドッグギアとの前記各噛合部又は前記後退ギアと前記ドッグギアとの前記各噛合部では、前記各駆動力伝達面の外側端縁が、それぞれ前記出力軸の軸方向に対して直交方向に沿う直線状に形成され、前記各噛合部の前記外側端縁の長さの合計がそれぞれ７０ｍｍ以上であることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れか一つに記載の構成に加え、前記前進ギアと前記ドッグギアとの前記各噛合部又は前記後退ギアと前記ドッグギアとの前記各噛合部では、少なくとも一方の前記噛合凹部に隣接する頂部に、他方の前記噛合凸部を該噛合凹部に案内するスロープが形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、ドッグギアと各前進ギア及び後退ギアとの互いに対向する各噛合部では、噛合凸部及び噛合凹部が入力ギアより径方向内側に配置されているので、全ての噛合凸部及び噛合凹部とが入力ギアと出力軸との間の限られた空間内に設けられている。そのため、噛合凸部及び噛合凹部の大きさが著しく制限されるが、このように噛合凸部及び噛合凹部の大きさが制限されていても、噛合凸部及び噛合凹部を周方向にそれぞれ７個以上１０個以下設けることで、噛合時には噛合凸部と噛合凹部との互いに周方向に対向する駆動力伝達面のそれぞれに伝達トルクを分散し、噛合凸部や噛合凹部の耐久性を向上することができる。
【００１６】
請求項２に記載の発明によれば、噛合凸部は噛合凹部よりも周方向の長さが出力軸の軸中心角度で所定範囲小さくなるように形成されていることで、噛合凸部と噛合凹部を噛合い易くすることができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、前進ギアとドッグギアとの各噛合部又は後退ギアとドッグギアとの各噛合部では、駆動力伝達面の面積の合計がそれぞれ所定値以上であるので、伝達トルクを十分に分散することができ、噛合凸部や噛合凹部の耐久性を向上することができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、前進ギアとドッグギアとの各噛合部又は後退ギアとドッグギアとの各噛合部では、各駆動力伝達面の軸方向外側の端縁がそれぞれ出力軸の軸方向に対して直交方向に沿う直線状に形成され、各噛合部の外側端縁の長さの合計がそれぞれ所定値以上であるので、前進ギア又は後退ギアとドッグギアとを噛合する際に、駆動力伝達面の外側端縁近傍同士の当接時の衝撃を分散することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、前進ギアとドッグギアとの各噛合部又は後退ギアとドッグギアとの各噛合部では、少なくとも一方の各噛合凹部の隣接する頂部に、他方の噛合凸部をその噛合凹部に案内するスロープが形成されているので、噛合凸部及び噛合凹部をそれぞれ７個以上設けることでピッチが小さくても、回転速度の異なる噛合凹部と噛合凸部とを嵌合させる際、噛合凸部が噛合凹部に隣接する頂部に圧接されれば、頂部で噛合凸部が摺動してスロープにより案内され、その噛合凹部に容易に噛合させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の実施の形態のクラッチ装置を装着した船外機の側面図である。
【図２】この発明の実施の形態の船外機のクラッチ装置を示す断面図である。
【図３】同実施の形態のクラッチ装置の前進ギア及び後退ギアの断面図である。
【図４】同実施の形態のクラッチ装置の前進ギア及び後退ギアの正面図である。
【図５】同実施の形態の図４のＡ−Ａを円周方向に沿って切断した断面図である。
【図６】同実施の形態のクラッチ装置のドッグギアの断面図である。
【図７】同実施の形態のクラッチ装置のドッグギアの平面図である。
【図８】同実施の形態のクラッチ装置のドッグギアの正面図である。
【図９】同実施の形態の図８のＢ−Ｂを円周方向に沿って切断した断面図である。
【図１０】同実施の形態のクラッチ装置のドッグギアを出力軸に装着した状態の平面図である。
【図１１】同実施の形態の図２のＣ−Ｃ断面図である。
【図１２】同実施の形態の図２のＤ−Ｄ断面図である。
【図１３】同実施の形態のクラッチ装置の前進ギア及び後退ギアの噛合凸部とドッグギアの噛合凹部との噛合動作を説明するための断面図である。
【図１４】従来の船外機の下部の側面図である。
【図１５】従来のクラッチ装置のドッグギアの側面図であり、前進ギア及び後退ギアとの噛合状態を示している。
【図１６】従来のクラッチ装置の図１５のＥ−Ｅを円周方向に沿って切断した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、この発明の実施の形態について説明する。
【００２２】
図１乃至図１２は、この実施の形態を示す。
【００２３】
図１及び図２において、１０は船外機であり、船体１２に固定されるケーシング１４の上部には、図示しない駆動部としてのエンジンがカウリング１６に覆われて搭載されている。このエンジンは最大馬力３００ＰＳ以上の出力を有している。このエンジンにより駆動される駆動軸２１がケーシング１４内に垂設されており、駆動軸２１の下端側に駆動軸２１と一体に回転可能な駆動ギア２３を備えている。そして、駆動軸２１の駆動ギア２３に連結されたクラッチ装置２５がケーシング１４の下部に配設され、クラッチ装置２５にプロペラ２７を有する出力軸２９が連結されている。
【００２４】
このクラッチ装置２５は、出力軸２９で周囲に回転自在に配置され、駆動軸２１の下端部に設けられた駆動ギア２３と噛合した一対の前進ギア３１及び後退ギア３３と、前進ギア３１と後退ギア３３との間で出力軸２９に連結され、出力軸２９の軸方向に移動させられることにより前進ギア３１又は後退ギア３３と択一的に噛合可能なドッグギア３５とを備えている。
【００２５】
前進ギア３１と後退ギア３３は、図３〜図５に示すように、一方の側面の外周側に駆動ギア２３から駆動力が入力される入力ギア３１ｃ、３３ｃを有し、入力ギア３１ｃ、３３ｃより径方向内側にドッグギア３５と対向して噛合可能な噛合部３１ｄ、３３ｄを備えている。この前進ギア３１と後退ギア３３は、出力軸２９の周囲に出力軸２９に接合されることなく、それぞれケーシング１４に固定された軸受け２６により回転自在に保持されている。そして、これらの前進ギア３１及び後退ギア３３には、駆動軸２１の駆動ギア２３が常時噛合されており、駆動軸２１の回転により、常時互いに反対方向に駆動されるようになっている。
【００２６】
ドッグギア３５は、図６〜図９に示すように、前進ギア３１と後退ギア３３との間の出力軸２９の周囲に配置され、両側面に前進ギア３１及び後退ギア３３と対向して噛合可能な噛合部３５ｄを有する略円筒形状を有し、内周面には軸方向にスプライン歯３５ｃが設けられている。
【００２７】
このドッグギア３５は、ドッグギア３５の軸方向に設けられたスプライン歯３５ｃが出力軸２９に軸方向に設けられたスプライン歯２９ａに結合されるとともに、後述する切換え機構４１の固定ピン３４が出力軸２９の軸方向に形成された長孔２９ｂとドッグギア３５の相通孔３５ｆとに挿通されて、周囲からコイルバネ２８で係止されることにより、出力軸２９に対して軸方向に移動可能に連結されている。
【００２８】
また、このドッグギア３５は、そのスプライン歯３５ｃが出力軸２９に設けられた軸方向のスプライン歯２９ａに結合されることにより、出力軸２９に対して周方向に回転不能に連結されている。
【００２９】
そして、前進ギア３１及び後退ギア３３の噛合部３１ｄ、３３ｄには、図５に示すような複数の噛合凸部３１ａ、３３ａが周方向に均等に配設されており、一方、ドッグギア３５の噛合部３５ｄには、図９に示すような噛合凹部３６ａが、噛合凸部３１ａ、３３ａと同ピッチで配設されている。
【００３０】
これらの噛合凸部３１ａ、３３ａ及び噛合凹部３６ａは、入力ギア３１ｃ、３３ｃより内側であって、出力軸２９より外側の範囲に設けられており、その範囲としては、例えば、出力軸２９の軸心廻りの半径２０〜３２ｍｍの範囲とするのが好適である。この範囲の最小半径が小さ過ぎると、出力軸２９の直径が不足して、３００ＰＳ以上のエンジンによる駆動力に対する強度が不足し易くなる。一方、最大半径が大きすぎると前進ギア３１及び後退ギア３３の入力ギア３１ｃ、３３ｃの外径が大きくなるため、クラッチ装置２５が肥大化して船外機１０が大型化し易い。
【００３１】
また、３００ＰＳ以上のエンジンにより駆動される場合、噛合凸部３１ａ、３３ａ及び噛合凹部３６ａは、それぞれ少なくとも７個設けられることが必要であり、好ましくは、１０個以下とするのが好適である。噛合凸部３１ａ、３３ａ及び噛合凹部３６ａが多過ぎると、噛合い時の噛合い衝突が増加し、好ましくない。好ましくは、これらの噛合凸部３１ａ、３３ａ及び噛合凹部３６ａの数は８個乃至１０個、特に好ましくは、この実施の形態のようにそれぞれ９個設けられることが好適である。
【００３２】
これらの前進ギア３１及び後退ギア３３の各噛合凸部３１ａ、３３ａの駆動方向前方側には、ドッグギア３５の噛合時に、ドッグギア３５の噛合凹部３６ａと周方向に対向して当接する駆動力伝達面３１ｂ、３３ｂを有し、一方、ドッグギア３５の各噛合凹部３６ａの駆動方向後方側には、前進ギア３１及び後退ギア３３との噛合時に、前進ギア３１及び後退ギア３３の各噛合凸部３１ａ、３３ａと周方向に対向して当接する駆動力伝達面３５ｂを有している。
【００３３】
このクラッチ装置２５では、前進ギア３１の噛合部３１ｄにおける全ての噛合凸部３１ａの駆動力伝達面３１ｂの面積の合計、及び、前進ギア３１の噛合部３１ｄと噛合するドッグギア３５の噛合部３５ｄにおける全ての噛合凹部３６ａの駆動力伝達面３５ｂの面積の合計が３４０ｍｍ２以上となっていることが好ましく、更に好ましくは、３９４．６２５ｍｍ２以上であることが好適である。
【００３４】
また。後退ギア３３の噛合部３３ｄにおける全ての噛合凸部３３ａの駆動力伝達面３３ｂの面積の合計、及び、後退ギア３３の噛合部３３ｄと噛合するドッグギア３５の噛合部３５ｄにおける全ての噛合凹部３６ａの駆動力伝達面３５ｂの面積の合計が３４０ｍｍ２以上となっていることが好ましく、更に好ましくは、３９４．６２５ｍｍ２以上であることが好適である。
【００３５】
ここでは、前進ギア３１の駆動力伝達面３１ｂの面積の合計及び前進ギア３１側の駆動力伝達面３５ｂの面積の合計か、後退ギア３３の駆動力伝達面３３ｂの面積の合計及び後退ギア３３側の駆動力伝達面３５ｂの面積の合計かの一方がこの面積以上であってもよいが、好ましくは、両方がこの面積以上であることが好適である。
【００３６】
駆動力伝達面３１ｂ、駆動力伝達面３３ｂ、駆動力伝達面３５ｂがこのような範囲であれば、前進ギア３１又は後退ギア３３とドッグギア３５との噛合状態で、伝達トルクを十分に分散することができ、噛合凸部や噛合凹部の破損をより防止し易いからである。
【００３７】
また、このクラッチ装置２５では、噛合凸部３１ａ、３３ａ及び噛合凹部３６ａは、それぞれ出力軸２９の軸心を中心に４０度のピッチθ１で形成されており、各噛合凸部３１ａ、３３ａ及び噛合凹部３６ａの周方向長さは出力軸２９の軸心を中心にした角度で１２度〜２３度の範囲に形成されている。この範囲であれば、３００ＰＳ以上のエンジンによる駆動力に対する強度を確保し易いからである。
【００３８】
その場合、噛合凸部３１ａ、３３ａは噛合凹部３６ａより周方向長さが出力軸２９の軸心を中心にした角度で１度〜１２度小さく形成されることが好ましい。噛合い易さのためである。更に、ここでは、４０度のピッチと噛合凸部３１ａ、３３ａの周方向長さとの差θ２を２０度以上確保することが特に好ましい。これにより噛合凸部と噛合凹部とを確実に嵌合し易くできるからである。
【００３９】
更に、このクラッチ装置２５では、各駆動力伝達面３１ｂ、３３ｂのドッグギア３５側となる外側端縁３１ｇ、３３ｇと、ドッグギア３５の前進ギア３１側の各駆動力伝達面３５ｂの前進ギア３１側となる外側端縁３５ｇと、ドッグギア３５の後退ギア３３側の各駆動力伝達面３５ｂの後退ギア３３側となる外側端縁３５ｇとが、全て出力軸２９の軸方向に対して直交方向に沿う直線状に形成されている。
【００４０】
ここでは、前進ギア３１の噛合部３１ｄにおける全ての駆動力伝達面３１ｂの外側端縁３１ｇの長さの合計、及び、前進ギア３１の噛合部３１ｄと噛合するドッグギア３５の噛合部３５ｄにおける全ての駆動力伝達面３５ｂの外側端縁３５ｇの長さの合計が、７０ｍｍ以上となっていることが好ましく、更に好ましくは７１．７５ｍｍ以上であることが好適である。
【００４１】
後退ギア３３の噛合部３３ｄにおける全ての駆動力伝達面３３ｂの外側端縁３３ｇの長さの合計、及び、後退ギア３３の噛合部３３ｄと噛合するドッグギア３５の噛合部３５ｄにおける全ての駆動力伝達面３５ｂの外側端縁３５ｇの長さの合計が、７０ｍｍ以上となっていることが好ましく、更に好ましくは７１．７５ｍｍ以上であることが好適である。
【００４２】
ここでは、前進ギア３１の駆動力伝達面３１ｂの外側端縁３１ｇの合計及び前進ギア３１側の駆動力伝達面３５ｂの外側端縁３５ｇの長さの合計か、後退ギア３３の駆動力伝達面３３ｂの外側端縁３３ｇの長さの合計及び後退ギア３３側の駆動力伝達面３５ｂの外側端縁３５ｇの長さの合計かの一方がこの長さ以上であってもよく、両方であってもよい。好ましくは、両方がこの長さ以上であることが好適である。
【００４３】
駆動力伝達面３１ｂ、駆動力伝達面３３ｂ、駆動力伝達面３５ｂの長さの合計がこのような範囲であれば、前進ギア３１又は後退ギア３３とドッグギア３５との噛合時に、駆動力伝達面３１ｂ、３３ｂ、３５ｂの外側端縁３１ｇ、３３ｇ、３５ｇ近傍同士が当接した際の衝撃を分散することができる。
【００４４】
また、このクラッチ装置２５では、隣接する噛合凹部３６ａ間の噛合凸部である頂部３７ａ、即ち、各噛合凹部３６ａの駆動方向前方側の頂部３７ａに、後壁部３５ｅまで達するスロープ３７ｂが設けられている。このスロープ３７ｂは噛合凹部３６ａの駆動方向前方側に駆動方向に沿って深くなるように形成されている。なお、頂部３７ａのスロープ３７ｂ以外の部分は出力軸２９の軸心と直交する平面に形成されている。
【００４５】
このようにすれば、噛合凸部３１ａ、３３ａ及び噛合凹部３６ａをそれぞれ７個以上設けることでピッチθ１が小さくなり、噛合し難くなっていても、噛合凸部３１ａ、３３ａが噛合凹部３６ａに隣接する頂部に圧接されて、スロープ３７ｂ上を摺動することで、その噛合凹部３６ａに嵌合し易くなるからである。
【００４６】
このスロープ３７ｂは、図９に示すように各噛合凹部３６ａの駆動方向前方端部の底部３６ｂから延びる仮想平面３７ｃと一致するように形成することが好ましい。スロープ３７ｂを加工し易いからである。
【００４７】
このクラッチ装置２５は、ドッグギア３５が固定ピン３４に連結された切換え機構４１により軸方向に移動可能に構成されている。
【００４８】
この切換え機構４１は、図２及び図１０〜図１２に示すように、出力軸２９のプロペラ２７とは反対側の端部の中心部に配置され、固定ピン３４と連結された軸方向に移動可能なシフトプランジャ４３と、このシフトプランジャ４３の端部に接合されたシフト従動体４５と、このシフト従動体４５をケーシング１４の上部から軸方向に操作するためのシフトロッド４７と、このシフトロッド４７の上部に固定されてシフトロッド４７を回動させるためのシフトレバー４９とを有している。
【００４９】
シフトプランジャ４３には、位置決め用ボール５１がバネ部材５３により直径方向に付勢された状態で配置されており、ドッグギア３５が前進ギア３１又は後退ギア３３と噛合しない位置で位置決め用ボール５１が出力軸２９の被係止部２９ｃに係止できる構成となっている。
【００５０】
また、図１１及び図１２に示すように、シフトロッド４７の下端近傍には、シフトロッド４７の軸から偏心してシフト従動体４５と連結したカム部５５が設けられている。一方、シフト従動体４５のカム部５５との連結部位には、カム部５５が摺動可能な横溝５７が設けられている。そのため、シフトロッド４７が回動されてカム部５５がシフトロッド４７の軸を中心に揺動すると、カム部５５が横溝５７を押圧して、シフト従動体４５とシフトプランジャ４３とが軸方向に移動し、ドッグギア３５が軸方向に移動可能となっている。
【００５１】
このような構成のクラッチ装置２５を有する船外機１０では、エンジンにより駆動軸２１が回転すると、駆動ギア２３により前進ギア３１及び後退ギア３３が互いに逆方向に回転駆動される。そして、シフトレバー４９によりシフトロッド４７を前進となる一方側に回動させると、シフトロッド４７のカム部５５が揺動してシフト従動体４５の横溝５７を一方側に押圧することにより、シフト従動体４５及びシフトプランジャ４３が出力軸２９の軸方向の端部側へ移動する。
【００５２】
すると、シフトプランジャ４３に連結されている固定ピン３４を介して、ドッグギア３５が出力軸２９の軸方向の端部側に移動し、ドッグギア３５の一方の噛合部３５ｄが前進ギア３１に噛合する。
【００５３】
このとき、前進ギア３１はエンジンの回転数に応じた回転速度で回転しているが、出力軸２９及びドッグギア３５は停止状態等、前進ギア３１とは異なる回転速度となっている。即ち、噛合凸部３１ａが噛合凹部３６ａより速い速度で移動している。そのため、噛合凹部３６ａが噛合凸部３１ａに対向する位置においてドッグギア３５が軸方向に充分に速い移動速度で挿入されれば、噛合凹部３６ａが直接、噛合凸部３１ａに嵌合されることができるが、通常は、ドッグギア３５を軸方向に移動させると、図１３（ａ）から（ｅ）に示すように、隣接する噛合凹部３６ａ間が噛合凸部３１ａの頂面に当接して嵌合されることになる。
【００５４】
まず、図１３（ａ）に示すように、噛合凸部３１ａが矢印Ｘ方向に移動している状態で、停止状態の噛合凹部３６ａを矢印Ｙ方向に移動させると、噛合凸部３１ａの頂面３１ｅに噛合凹部３６ａ間の頂部３７ａが圧接され、（ｂ）に示すように、頂部３７ａが噛合凸部３１ａの頂面３１ｅ上で摺動してスロープ３７ｂに到達する。ここでスロープ３７ｂの形状に沿って移動し、（ｃ）に示すように、噛合凹部３６ａが噛合凸部３１ａ側に案内される。そして、噛合凹部３６ａが噛合凸部３１ａの位置に達すると、（ｄ）に示すように、噛合凹部３６ａの駆動力伝達面３５ｂの先端部分が噛合凸部３１ａの駆動力伝達面３１ｂの外側端縁に当接し、噛合凹部３６ａ内の所定位置に噛合凸部３１ａが配置される。その後、（ｅ）に示すように、噛合凹部３６ａ内に噛合凸部３１ａが嵌合され、両者の駆動力伝達面３１ｂ、３５ｂ同士が確実に当接されてドッグギア３５と前進ギア３１とが噛合される。
【００５５】
このようにしてドッグギア３５と前進ギア３１とが噛合されると、駆動軸２１からの駆動力が前進ギア３１を介してドックギア３５に伝達され、ドッグギア３５のスプライン歯３５ｃにより出力軸２９に伝達されて、出力軸２９及びこの出力軸２９に連結されているプロペラ２７を前進方向に回転させることができる。
【００５６】
なお、後退する場合には、シフトレバー４９によりシフトロッド４７を反対方向に回動させ、シフトロッド４７のカム部５５により、シフト従動体４５及びシフトプランジャ４３を反対方向に移動させ、ドッグギア３５を出力軸２９のプロペラ２７側へ移動させることにより、前記と同様にしてドッグギア３５と後退ギア３３とを噛合させればよい。
【００５７】
以上のような構成のクラッチ装置２５を有する船外機１０によれば、ドッグギア３５と各前進ギア３１及び後退ギア３３との互いに対向する各噛合部３１ｄ、３３ｄ、３５ｄでは、噛合凸部３１ａ、３３ａ及び噛合凹部３６ａが入力ギア３１ｃ、３３ｃより径方向内側に配置されているので、噛合凸部３１ａ、３３ａ及び噛合凹部３６ａとが、入力ギア３１ｃ、３３ｃと出力軸２９との間の限られた空間に配置されている。そのため、噛合凸部３１ａ、３３ａ及び噛合凹部３６ａの大きさが著しく制限されている。
【００５８】
ところが、このような限られた空間内であっても、噛合凸部３１ａ、３３ａ及び噛合凹部３６ａを周方向にそれぞれ７個以上設け、噛合時に噛合凸部３１ａ、３３ａと噛合凹部３６ａとの互いに周方向に対向する駆動力伝達面３１ｂ、３３ｂ、３５ｂのそれぞれに伝達トルクを分散するように構成されているので、３００ＰＳ以上の最大出力を有する駆動部から大きな駆動力を出力軸２９に伝達される場合であっても、噛合させる際や噛合状態で駆動力を伝達する際に、噛合凸部３１ａ、３３ａや噛合凹部３６ａに潰れ、割れ、変形等の破損が生じることを防止することができる。例えば、クラッチ装置２５の伝達トルクが６０ｋｇ・ｍ以上であっても十分に破損を防止することが可能である。
【００５９】
なお、上記実施の形態は、この発明の範囲内において、適宜変更可能である。例えば、上記では、ドッグギア３５だけにスロープ３７ｂを設けた例について説明したが、前進ギア３１及び後退ギア３３にスロープを設けてもよく、前進ギア３１及び後退ギア３３並びにドッグギア３５にスロープを設けることも可能である
【符号の説明】
【００６０】
１０ 船外機
２１ 駆動軸
２３ 駆動ギア
２５ クラッチ装置
２９ 出力軸
３１ 前進ギア
３１ａ 噛合凸部
３１ｂ 駆動力伝達面
３１ｃ、３３ｃ 入力ギア
３１ｄ 噛合部
３１ｇ 外側端縁
３３ 後退ギア
３３ａ 噛合凸部
３３ｂ 駆動力伝達面
３３ｄ 噛合部
３３ｇ 外側端縁
３５ ドッグギア
３５ｂ 駆動力伝達面
３５ｄ 噛合部
３６ａ 噛合凹部
３７ｂ スロープ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングの上部に駆動部が搭載され、該駆動部により駆動される駆動軸と、
前記駆動軸の下端側に当該駆動軸と一体に回転可能に配設された駆動ギアと、
前記ケーシングの下部に配設され、前記駆動ギアと連結されたクラッチ装置と、
前記クラッチ装置に連結され、プロペラを駆動する出力軸と、を備え、
前記クラッチ装置は、
前記プロペラを駆動する前記出力軸の周囲に回転自在に配置され、前記駆動部で駆動される前記駆動軸により常時反対方向に駆動される一対の前進ギア及び後退ギアと、
前記出力軸の周囲の前記前進ギアと前記後退ギアとの間に配置され、前記出力軸に対して軸方向に移動可能、且つ、周方向に回転不能なドッグギアとを備え、
前記前進ギア及び前記後退ギアの前記ドッグギアと対向する部位と、前記ドッグギアの前記前進ギア及び前記後退ギアとそれぞれ対向する部位とに設けられた噛合部に、それぞれ互いに嵌合可能な噛合凸部及び噛合凹部が複数設けられ、
前記ドッグギアが前記出力軸に対して一方の軸方向に移動させられて、前記複数の噛合凹部と前記複数の噛合凸部とが嵌合することにより、前記ドッグギアと前記前進ギア又は前記後退ギアの一方とが噛合し、前記出力軸が駆動されるように構成されており、
前記駆動軸は、前記出力軸側に固定された前記駆動ギアを回転させるものであり、
前記前進ギア及び前記後退ギアは、前記駆動ギアと常時噛合された入力ギアをそれぞれ備え、
前記噛合凸部及び前記噛合凹部は、前記入力ギアより径方向内側の範囲で、それぞれ周方向に７個以上１０個以下配設されていることを特徴とする船外機。
【請求項２】
前記噛合凸部は前記噛合凹部よりも周方向の長さが前記出力軸の軸中心角度で１度乃至１２度小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の船外機。
【請求項３】
前記前進ギアと前記ドッグギアとの前記各噛合部又は前記後退ギアと前記ドッグギアとの前記各噛合部では、前記駆動力伝達面の面積の合計がそれぞれ３４０ｍｍ２以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の船外機。
【請求項４】
前記前進ギアと前記ドッグギアとの前記各噛合部又は前記後退ギアと前記ドッグギアとの前記各噛合部では、前記各駆動力伝達面の外側端縁が、それぞれ前記出力軸の軸方向に対して直交方向に沿う直線状に形成され、
前記各噛合部の前記外側端縁の長さの合計がそれぞれ７０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載の船外機。
【請求項５】
前記前進ギアと前記ドッグギアとの前記各噛合部又は前記後退ギアと前記ドッグギアとの前記各噛合部では、少なくとも一方の前記噛合凹部に隣接する頂部に、他方の前記噛合凸部を該噛合凹部に案内するスロープが形成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載の船外機。
【請求項１】
ケーシングの上部に駆動部が搭載され、該駆動部により駆動される駆動軸と、
前記駆動軸の下端側に当該駆動軸と一体に回転可能に配設された駆動ギアと、
前記ケーシングの下部に配設され、前記駆動ギアと連結されたクラッチ装置と、
前記クラッチ装置に連結され、プロペラを駆動する出力軸と、を備え、
前記クラッチ装置は、
前記プロペラを駆動する前記出力軸の周囲に回転自在に配置され、前記駆動部で駆動される前記駆動軸により常時反対方向に駆動される一対の前進ギア及び後退ギアと、
前記出力軸の周囲の前記前進ギアと前記後退ギアとの間に配置され、前記出力軸に対して軸方向に移動可能、且つ、周方向に回転不能なドッグギアとを備え、
前記前進ギア及び前記後退ギアの前記ドッグギアと対向する部位と、前記ドッグギアの前記前進ギア及び前記後退ギアとそれぞれ対向する部位とに設けられた噛合部に、それぞれ互いに嵌合可能な噛合凸部及び噛合凹部が複数設けられ、
前記ドッグギアが前記出力軸に対して一方の軸方向に移動させられて、前記複数の噛合凹部と前記複数の噛合凸部とが嵌合することにより、前記ドッグギアと前記前進ギア又は前記後退ギアの一方とが噛合し、前記出力軸が駆動されるように構成されており、
前記駆動軸は、前記出力軸側に固定された前記駆動ギアを回転させるものであり、
前記前進ギア及び前記後退ギアは、前記駆動ギアと常時噛合された入力ギアをそれぞれ備え、
前記噛合凸部及び前記噛合凹部は、前記入力ギアより径方向内側の範囲で、それぞれ周方向に７個以上１０個以下配設されていることを特徴とする船外機。
【請求項２】
前記噛合凸部は前記噛合凹部よりも周方向の長さが前記出力軸の軸中心角度で１度乃至１２度小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の船外機。
【請求項３】
前記前進ギアと前記ドッグギアとの前記各噛合部又は前記後退ギアと前記ドッグギアとの前記各噛合部では、前記駆動力伝達面の面積の合計がそれぞれ３４０ｍｍ２以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の船外機。
【請求項４】
前記前進ギアと前記ドッグギアとの前記各噛合部又は前記後退ギアと前記ドッグギアとの前記各噛合部では、前記各駆動力伝達面の外側端縁が、それぞれ前記出力軸の軸方向に対して直交方向に沿う直線状に形成され、
前記各噛合部の前記外側端縁の長さの合計がそれぞれ７０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載の船外機。
【請求項５】
前記前進ギアと前記ドッグギアとの前記各噛合部又は前記後退ギアと前記ドッグギアとの前記各噛合部では、少なくとも一方の前記噛合凹部に隣接する頂部に、他方の前記噛合凸部を該噛合凹部に案内するスロープが形成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一つに記載の船外機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−１５９１９６（Ｐ２０１２−１５９１９６Ａ）
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−６９４７９（Ｐ２０１２−６９４７９）
【出願日】平成２４年３月２６日（２０１２．３．２６）
【分割の表示】特願２００７−３１０５３（Ｐ２００７−３１０５３）の分割
【原出願日】平成１９年２月９日（２００７．２．９）
【出願人】（００００１００７６）ヤマハ発動機株式会社 (3,045)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２３日（２０１２．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年３月２６日（２０１２．３．２６）
【分割の表示】特願２００７−３１０５３（Ｐ２００７−３１０５３）の分割
【原出願日】平成１９年２月９日（２００７．２．９）
【出願人】（００００１００７６）ヤマハ発動機株式会社 (3,045)
【Ｆターム（参考）】
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