JPH0138977B2

JPH0138977B2 -

Info

Publication number: JPH0138977B2
Application number: JP56088814A
Authority: JP
Inventors: Norimichi Harada
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1981-06-11
Filing date: 1981-06-11
Publication date: 1989-08-17
Also published as: JPS57204322A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、船内外機もしくは船外機等の船舶推
進機の前後進切換装置に関する。

第１図は、船体１のトランサムに、支持腕２を
介して取付けられている、一般的な船内外機のア
ウタドライブユニツト３を示す説明図である。船
体１の内部に配置されているエンジンの出力は、
伝動軸４、入力軸５、前後進切換装置６、ドライ
ブ軸７、プロペラ軸８を介してプロペラ９を前進
回転もしくは後進回転可能としている。ここで、
前後進切換装置６は、入力軸５に固定されている
入力ギヤ５Ａにそれぞれ噛合い、互いに反対方向
に回転している前進ギヤ６Ａと後進ギヤ６Ｂのい
ずれか一方を、クラツチ機構を介して選択的にド
ライブ軸７に一体化することにより、ドライブ軸
７、プロペラ軸８およびプロペラ９を前進回転も
しくは後進回転可能としている。

第２図は、従来の改良された船舶推進機の前後
進切換装置を示す説明図である。入力軸１１に固
定されている入力ギヤ１２は、ドライブ軸１３に
回転自在に軸支されている前進ギヤ１４および後
進ギヤ１５に噛合い、前進ギヤ１４と後進ギヤ１
５とを互いに反対方向に回転している。前進ギヤ
１４および後進ギヤ１５の噛合い歯部の内周側に
は、同期デイスク１６，１７がそれぞれ一体化さ
れている。同期デイスク１６，１７は、内向き摩
擦円錐面１６Ａ，１７Ａを備えるとともに、内向
き摩擦円錐面１６Ａ，１７Ａの内周側にクラツチ
爪１６Ｂ，１７Ｂを備えている。また、ドライブ
軸１３の、前進ギヤ１４軸支位置と後進ギヤ１５
軸支位置との中間部にはクラツチドグ１８がスプ
ライン結合され、クラツチドグ１８は、ドライブ
軸１３の軸方向に摺動し、中立位置から前進位置
または後進位置に選択的にシフト可能となつてい
る。ドライブ軸１３とクラツチドグ１８との摺動
面部には、ドライブ軸１３に穿設した貫通孔１９
に挿入されているスプリング２０を挾持するデテ
ントボール２１と、クラツチドグ１８に設けられ
てデテントボール２１が嵌合する波形状の位置決
め溝２２とで形成されるクラツチドグの位置決め
機構が備えられている。クラツチドグ１８の両端
面には、前進ギヤ１４または後進ギヤ１５に一体
化されているクラツチ爪１６Ｂ，１７Ｂに噛合い
可能なクラツチ爪１８Ａ，１８Ｂが備えられてい
る。また、クラツチドグ１８の両端側外周部に
は、前進側および後進側の同期スリーブ２３，２
４がスプライン結合され、それぞれ軸方向摺動可
能に係合されている。同期スリーブ２３，２４に
は、前進ギヤ１４または後進ギヤ１５に一体化さ
れている内向き摩擦円錐面１６Ａ，１７Ａに嵌着
可能な外向き摩擦円錐面２３Ａ，２４Ａが備えら
れている。また、クラツチドグ１８の両端側に
は、複数の収容孔２５Ａ，２５Ｂが半径方向に穿
設され、収容孔２５Ａ，２５Ｂに収容するスプリ
ング２６Ａ，２６Ｂおよびデテントボール２７
Ａ，２７Ｂにより、各同期スリーブ２３，２４の
内周面に形成されているリング状の係止溝２３
Ｂ，２４Ｂを弾発的に押圧し、所定の軸方向重下
で、クラツチドグ１８と同期スリーブ２３，２４
との一体化状態を維持としている。

上記従来の船舶推進機の前後進切換装置におい
て、クラツチドグ１８が中立位置から前進位置に
切換えられる場合には、クラツチドグ１８の前進
側すなわち図において下方への移動に際し、同期
スリーブ２３は、デテントボール２７Ａと係止溝
２３Ｂとの係合を介して、クラツチドグ１８と一
体化して移動する。クラツチドグ１８および同期
スリーブ２３の前進により、同期スリーブ２３の
外向き摩擦円錐面２３Ａが前進ギヤ１４に一体化
している同期デイスク１６の内向き摩擦円錐面１
６Ａに嵌着を開始した後、クラツチドグ１８に作
用するシフト操作力を強めると、初めのうちは外
向き摩擦円錐面２３Ａと内向き摩擦円錐面１６Ａ
とは互いに滑り合つて回転しているものの、摩擦
力によつて次第に同期化する。このようにして、
クラツチドグ１８が前進ギヤ１４に同期化して回
転するようになつた時点で、クラツチドグ１８を
更に強くシフトすると、デテントボール２７Ａは
係止溝２３Ｂとの係止を解かれて収容孔２５Ａに
没入し、クラツチドグ１８は更に一歩前進側にシ
フトされて、クラツチドグ１８のクラツチ爪１８
Ａを前進ギヤ１４に一体化されている同期デイス
ク１６のクラツチ爪１６Ｂに噛合いし、前進ギヤ
１４はクラツチドグ１８を介してドライブ軸１３
に確実に一体化され、ドライブ軸１３を前進回転
可能とする。すなわち、このような従来の船舶推
進機の前後進切換装置によれば、前進ギヤ１４ま
たは後進ギヤ１５とドライブ軸１３とが同期化し
てから、前進ギヤ１４または後進ギヤ１５に一体
化しているクラツチ爪１６Ｂ，１７Ｂにクラツチ
ドグ１８のクラツチ爪１８Ａ，１８Ｂが噛合いす
ることから、クラツチの嵌脱の際に発生する大き
な衝撃やそれによるエンジン停止などの防止を図
ることができる。

しかしながら、このような従来の船舶推進機の
の前後進切換装置においては、クラツチドグ１８
と同期スリーブ２３，２４との、所定荷重下にお
ける軸方向の連結状態が、クラツチドグ１８に設
けられている複数の収容孔２５Ａ，２５Ｂに収容
されているスプリング２６Ａ，２６Ｂおよびデテ
ントボール２７Ａ，２７Ｂと、同期スリーブ２
３，２４に設けられている係止溝２３Ｂ，２４Ｂ
との係止作用によつていることから、以下の欠点
を有する。すなわち、デテントボール２７Ａ，２
７Ｂを収容孔２５Ａ，２５Ｂの内壁面に線接触状
態で保持していることから、クラツチドグ１８と
同期スリーブ２３，２４との連結状態の維持、解
除動作が不安定となる。また、クラツチドグ１８
の肉厚部に、多数の収容孔２５Ａ，２５Ｂを穿設
することから、クラツチドグ１８の機械的強度が
低下する。また、クラツチドグ１８に穿設した多
数の収容孔２５Ａ，２５Ｂに、それぞれスプリン
グ２６Ａ，２６Ｂおよびデテントボール２７Ａ，
２７Ｂを収容する状態下で組立て作業を行う必要
があることから、組立て作業に困難を伴う。

本発明は、上記従来の欠点を解消すべくなされ
たものであり、作動性が安定化され、強度が高
く、組立て性が良好な同期噛合い機構を有する船
舶推進機の前後進切換装置を提供することを目的
とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る船舶
推進機の前後進切換装置は、入力軸に固定されて
いる入力ギヤにそれぞれ噛合い、噛合い歯部の内
周側に内向き摩擦円錐面を備え、内向き摩擦円錐
面の内周側にクラツチ爪を備え、ドライブ軸に回
転自在に軸支されて互いに反対方向に回転する前
進ギヤおよび後進ギヤと、ドライブ軸の前進ギヤ
軸支位置と後進ギヤ軸支位置との中間部に軸方向
摺動可能に係合し、中立位置から前進位置または
後進位置に選択的にシフトされ、前進ギヤまたは
後進ギヤのクラツチ爪に噛合い可能なクラツチ爪
を両端面に備えるクラツチドグとクラツチドグの
両端側外周部にそれぞれ軸方向摺動可能に係合
し、前進ギヤまたは後進ギヤの内向き摩擦円錐面
に嵌着可能な外向き摩擦円錐面を備える前進側お
よび後進側の各同期スリーブと、クラツチドグの
両端側外周部に形成されているリング状の収容溝
に収容され、各同期スリーブの内周面に形成され
ているリング状の係止溝に弾発的に係止する前進
側および後進側の各同期リングと、を有してなる
ようにしたものである。

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

第３図および第４図は、本発明に係る船舶推進
機の前後進切換装置の一実施例を示す説明図であ
る。船内外機のアウタドライブユニツトを内蔵す
るアツパケース３１は、ベアリング３２を介し
て、互いに一体化されている入力ギヤ３３と入力
軸３４とを回転可能に軸支している。入力軸３４
は、伝動軸等を介して、船体の内部に配置されて
いるエンジンに連結されている。また、アツパケ
ース３１には、ベアリング３５，３６を介して前
進ギヤ３７が配設されるとともに、ベアリング３
８を介して後進ギヤ３９が配設され、更にベアリ
ング４０，４１を介して、前進ギヤ３７および後
進ギヤ３９と同軸上にドライブ軸４２を回転可能
に軸支している。すなわち、前進ギヤ３７と後進
ギヤ３９は、入力ギヤ３３にそれぞれ噛合い、ド
ライブ軸４２に回転自在に軸支されて互いに反対
方向に回転可能となつている。

前進ギヤ３７と後進ギヤ３９の噛合い歯部の内
周側には、表面硬化処理されたニツケルクロムモ
リブデンはだ焼鋼からなる同期デイスク４３，４
４が、トルク伝達時に締まる方向のネジを介して
一体的に組付けられている。各同期デイスク４
３，４４には、研摩処理された内向き摩擦円錐面
４３Ａ，４４Ａが備えられるとともに、内向き摩
擦円錐面４３Ａ，４４Ａの内周側にクラツチ爪４
３Ｂ，４４Ｂが備えられている。

ドライブ軸４２の前進ギヤ３７軸支位置と後進
ギヤ３９の軸支位置との中間部には、表面硬化処
理されたニツケルクロムモリブデンはだ焼鋼から
なるクラツチドグ４５が軸方向摺動可能にスプラ
イン結合されている。クラツチドグ４５は、シフ
トレバー４６、シフトフオーク４７を介して遠隔
操作され、中立位置から前進位置または後進位置
に選択的にシフト可能となつている。ドライブ軸
４２とクラツチドグ４５との摺動面部には、ドラ
イブ軸４２に穿設される貫通孔４８に挿入されて
いるスプリング４９、デテントボール５０と、デ
テントボール５０が係合するクラツチドグ４５に
形成した中立、前進、後進の各位置決め溝５１
Ａ，５１Ｂ，５１Ｃとによつて形成されるドグ位
置決め機構が備えられている。クラツチドグ４５
の両端面には、前進ギヤ３７または後進ギヤ３９
にそれぞれ一体化されているクラツチ爪４３Ｂ，
４４Ｂに噛合い可能なクラツチ爪５２Ａ，５２Ｂ
が備えられている。

クラツチドグ４５の両端側外周部には、耐摩耗
性の良好な特殊アルミ青銅からなる前進側および
後進側の各同期スリーブ５３，５４が軸方向摺動
可能にスプライン結合されている。各同期スリー
ブ５３，５４の外周部には、前進ギヤ３７または
後進ギヤ３９に一体化されている内向き摩擦円錐
面４３Ａ，４４Ａに嵌着可能で油溝が形成されて
いる外向き摩擦円錐面５３Ａ，５４Ａが備えられ
ている。

クラツチドグ４５の両端側外周部には、第５図
に拡大して示されるように、リング状の収容溝５
５Ａ，５５Ｂが形成され、各収容溝５５Ａ，５５
Ｂには、第６図に示されるような連係手段として
の、特殊鋳鉄からなるピストンリング状の同期リ
ング５６Ａ，５６Ｂが収容されている。同期リン
グ５６Ａ，５６Ｂは、両側部に形成される平面状
の支持面５７と、収容溝５５Ａ，５５Ｂの両内面
との全円周に亘る広い接触部を介して、収容溝５
５Ａ，５５Ｂに安定状態で収容支持可能となつて
いる。また、同期リング５６Ａ，５６Ｂの外周部
は横断面において弧状をなす係止面５８とされ、
係止面５８を同期スリーブ５３，５４の内周面に
形成されているリング状の係止溝５９に弾発的に
係止し、同期スリーブ５３，５４をクラツチドグ
４５に対して軸方向の正規位置に保持可能として
いる。同期スリーブ５３，５４の内周面には係止
溝５９の一方側に連結する斜面６０が形成され、
所定以上の軸方向荷重下で同期リング５６Ａ，５
６Ｂを係止溝５９から斜面６０側に移動可能と
し、同期リング５６Ａ，５６Ｂの係止溝５９との
係止状態の解除を円滑化可能としている。すなわ
ち、クラツチドグ４５と同期スリーブ５３，５４
との間に作用する所定以上の軸方向荷重によつ
て、同期リング５６Ａ，５６Ｂは、係止溝５９か
ら斜面６０側に移動するとともに、収容溝５５
Ａ，５５Ｂ内に没入可能となつている。なお、同
期リング５６Ａ，５６Ｂは、係止溝５９から斜面
６０対する反対方向には移動不可能となつてい
る。

更に、アツパケース３１には支持軸６１が、ド
ライブ軸４２に対する平行位置に、固定化されて
いる。支持軸６１にはシフトスライド６２が軸方
向移動可能に結合され、シフトスライド６２は、
前進側および後進側の各同期スリーブ５３，５４
の中間部に延設配置されている。シフトスライド
６２は、スプリング６３によつて付勢されるデテ
ントボール６４を、支持軸６１の軸方向３位置に
設けられている中間位置決め溝６５Ａ、前方位置
決め機構６５Ｂ、後方位置決め溝６５Ｃの３位置
に停留可能となつている。シフトスライド６２
は、クラツチドグ４５の中立位置から前進位置ま
たは後進位置へのシフト時に、後進側または前進
側の、同期リング５６Ａ，５６Ｂと係止溝５９と
の係止を介してクラツチドグ４５と一体化してい
る同期スリーブ５３，５４の端面との当接を介し
て、中間位置から前方位置または後方位置に移動
可能となつている。また、シフトスライド６２
は、クラツチドグ４５の前進位置から中立位置へ
のシフト時に、同期リング５６Ａ，５６Ｂが斜面
６０側に配置し、クラツチドグ４５との正規位置
における連結状態が解除されている前進側または
同期スリーブ５３，５４の端面との当接を介し
て、クラツチドグ４５に対して各同期スリーブ５
３，５４を相対移動することにより、同期リング
５６Ａ，５６Ｂを斜面６０に対して移動して係止
溝５９に係止させて、各同期スリーブ５３，５４
をクラツチドグ４５に対する正規位置に位置決め
し、次にこのようにして、クラツチドグ４５に一
体化された状態で移動する同期スリーブ５３，５
４の端面との当接を介して、前方位置または後方
位置から中間位置に移動可能となつている。

次に上記実施例の作用について説明する。クラ
ツチドグ４５が、第３図に示される中立位置から
前進位置に切換えられる場合には、同期リング５
６Ａと係止溝５９との係止を介して、クラツチド
グ４５と一体的に同期スリーブ５３が前進側に移
動する。クラツチドグ４５が前進し、同期スリー
ブ５３の外向き摩擦円錐面５３Ａが前進ギヤ３７
に一体化されている内向き摩擦円錐面４３Ａに嵌
着した後、シフトフオーク４７に作用するシフト
操作力を強めると、初めのうちは外向き摩擦円錐
面５３Ａと内向き摩擦円錐面４３Ａは互いに滑り
合うものの、第７図Ａに示す密着状態下におい
て、摩擦力によつて両者は同期して回転可能とな
る。この外向き摩擦円錐面５３Ａが内向き摩擦円
錐面４３Ａに密着する第７図Ａの状態下にあつて
は、中間位置決め溝６５Ａに位置されているシフ
トスライド６２に、クラツチドグ４５と一体化し
ている後進側の同期スリーブ５４の端面が微小間
隙を介して接近するに至る。この第７図Ａの状態
からシフトフオーク４７に作用するシフト操作力
が更に強くなると、同期リング５６Ａは収容溝５
５Ａに没入し、同期リング５６Ａの係止面５８は
係止溝５９の係止状態を解除されて斜面６０側に
移動し、クラツチドグ４５は更に一歩前進し、第
７図Ｂに示される様に、デテントボール５０は中
立位置決め溝５１Ａから前進位置決め溝５１Ｂに
移動し、クラツチ爪５２Ａがクラツチ爪４３Ｂに
噛合い、前進ギヤ３７の回転力は確実にドライブ
軸４２に伝達され、ドライブ軸４２を前進回転可
能とする。この第７図Ｂの状態下にあつては、ク
ラツチドグ４５と一体的に前進する後進側の同期
スリーブ５４の端面とシフトスライド６２との当
接を介して、シフトスライド６２は、前方側に押
動された後、中間位置決め溝６５Ａから前方位置
決め溝６５Ｂに移送されるシフトスライド６２
は、前方位置決め溝６５Ｂに停留する状態下にお
いて、両側方において回転する同期スリーブ５
３，５４の端面と僅かな間隙を介して静止してい
る。

クラツチドグ４５が、第７図Ｂに示す前進位置
から中間位置に切換えられる場合には、クラツチ
ドグ４５の中立側への移動とともに、クラツチ爪
５２Ａとクラツチ爪４３Ｂとの噛合いが解除さ
れ、デテントボール５０が前進位置決め溝５１Ｂ
から第３図に示すように中立位置決め溝５１Ａに
移送され、前進ギヤ３７からドライブ軸４２への
動力伝達が断たれる。ここで、同期スリーブ５３
は、同期リング５６Ａが斜面６０を押すことによ
りクラツチドグ４５に対して相対移動し、同期リ
ング５６Ａを係止溝５９に再び弾発的に係止する
ことにより、クラツチドグ４５に一体化する正規
位置に復帰する。この場合、クラツチドグ４５と
同期スリーブ５３とが、第７図Ｂに示すような、
同期リング５６Ａが斜面６０側に位置する状態の
まゝで、一体的に移動すると、第７図Ｃに示すよ
うに、シフトスライド６２が同期スリーブ５３の
端面に当接することによつて、同期スリーブ５３
の自由な移動を阻止し、クラツチドグ４５のみを
移動させた後、同期リング５６Ａを斜面６０側か
ら移動させて係止溝５９に係止させ、同期スリー
ブ５３をクラツチドグ４５に対する正規位置に確
実に復帰可能とする。なお、シフトスライド６２
は、クラツチドグ４５および同期スリーブ５３が
第７図Ｃに示す状態から更に後退すると、同期ス
リーブ５３の端面との当接を介して中立側に移動
され、デテントボール６４を前方位置決め溝６５
Ｂから中間位置決め溝６５Ａに復帰させ、第３図
の原状態に至る。

なお、クラツチドグ４５が中立位置から後進位
置に切換えられる場合は、前進位置に切換えられ
る場合と同様の作動原理によつて、後進ギヤ３９
とドライブ軸４２との同期噛合い動作が達成され
る。なお、この場合にも、シフトスライド６２
と、同期スリーブ５３，５４との相互作用によ
り、同期動作完了後の同期スリーブ５４をクラツ
チドグ４５に対する正規位置に確実に復帰させ、
常に正常な同期噛合い動作を達成可能としてい
る。

上記実施例によれば、前進ギヤ３７または後進
ギヤ３９とドライブ軸４２とか同期してから、前
進ギヤ３７または後進ギヤ３９に一体化されてい
るクラツチ爪４３Ｂ，４４Ｂと、クラツチドグ４
５のクラツチ爪５２Ａ，５２Ｂとが噛合いするこ
とから、大きな衝撃やそれによるエンジン停止等
を伴うことなく円滑にクラツチ嵌脱を行うことが
可能となる。また、クラツチドグ４５と同期スリ
ーブ５３，５４とを所定の軸方向荷重下で一体化
する連係手段としての同期リング５６Ａ，５６Ｂ
が、ピストンリング状とされてクラツチドグ４５
に形成したリング状の収容溝５５Ａ，５５Ｂに収
容され、同期リング５６Ａ，５６Ｂの両面が広い
接触面を介して収容溝５５Ａ，５５Ｂの内面に支
持可能となつていることから、同期リング５６
Ａ，５６Ｂが収容溝５５Ａ，５５Ｂにおいてがた
つくことがなく、その作動状態が安定化可能とな
る。また、クラツチドグ４５には、その外周部に
のみリング状の収容溝５５Ａ，５５Ｂを形成すれ
ば足りることから、その強度が大きく損われるこ
とがない。また、クラツチドグ４５には、前進側
および後進側に各単一の同期リング５６Ａ，５６
Ｂを組付けることにより、クラツチドグ４５と同
期スリーブ５３，５４とを一体化する連係手段を
得ることができることから、組立て作業を容易に
行うことが可能となる。また、クラツチドグ４５
の前進位置または後進位置から中立位置へのシフ
ト時に、シフトスライド６２が同期スリーブ５
３，５４に当接し、同期スリーブ５３，５４をク
ラツチドグ４５に対する正規位置に修正可能とな
つていることから、常に正常な同期噛合い動作を
確保することが可能となる。

上記実施例においては、本発明に係る船舶推進
機の前後進切換装置を、船内外機のアツパケース
内に配設する場合について説明したが、本発明に
係る船舶推進機の前後進切換装置は、船外機にお
いても適用可能であり、またロワケース内のドラ
イブ軸とプロペラ軸との間に配設するようにして
もよい。

以上のように、本発明によれば、作動性が安定
化され、強度が高く、組立て性が良好な同期噛合
い機構を有する船舶推進機の前後進切換装置を得
ることができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般の船内外機のアウタドライブユニ
ツトの一部を破断して示す側面図、第２図は従来
例に係る船舶推進機の前後進切換装置を示す断面
図、第３図は本発明に係る船舶推進機の前後進切
換装置の一実施例を示す断面図、第４図は第３図
の−線に沿う断面図、第５図は同実施例の要
部を拡大して示す断面図、第６図は同実施例にお
ける同期リングを取り出して示す側面図、第７図
Ａ，Ｂ，Ｃはそれぞれ同実施例の異なる作動状態
を示す断面図である。３３……入力ギヤ、３４……入力軸、３７……
前進ギヤ、３９……後進ギヤ、４２……ドライブ
軸、４３，４４……同期デイスク、４３Ａ，４４
Ａ……内向き摩擦円錐面、４３Ｂ，４４Ｂ……ク
ラツチ爪、４５……クラツチドグ、５２Ａ，５２
Ｂ……クラツチ爪、５３，５４……同期スリー
ブ、５３Ａ，５４Ａ……外向き摩擦円錐面、５５
Ａ，５５Ｂ……収容溝、５６Ａ，５６Ｂ……同期
リング、５９……係止溝、６０……斜面。

Claims

【特許請求の範囲】

１入力軸に固定されている入力ギヤにそれぞれ
噛合い、噛合い歯部の内周側に内向き摩擦円錐面
を備え、内向き摩擦円錐面の内周側にクラツチ爪
を備え、ドライブ軸に回転自在に軸支されて互い
に反対方向に回転する前進ギヤおよび後進ギヤ
と、ドライブ軸の前進ギヤ軸支位置と後進ギヤ軸
支位置との中間部に軸方向摺動可能に係合し、中
立位置から前進位置または後進位置に選択的にシ
フトされ、前進ギヤまたは後進ギヤのクラツチ爪
に噛合い可能なクラツチ爪を両端面に備えるクラ
ツチドグと、クラツチドグの両端側外周部にそれ
ぞれ軸方向摺動可能に係合し、前進ギヤまたは後
進ギヤの内向き摩擦円錐面に嵌着可能な外向き摩
擦円錐面を備える前進側および後進側の各同期ス
リーブと、クラツチドグの両端側外周部に形成さ
れているリング状の収容溝に収容され、各同期ス
リーブの内周面に形成されているリング状の係止
溝に弾発的に係止する前進側および後進側の各同
期リングと、を有してなる船舶推進機の前後進切
換装置。