JP2010242895A

JP2010242895A - ドグクラッチ部噛み合い構造

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Publication number: JP2010242895A
Application number: JP2009093366A
Authority: JP
Inventors: Hajime Yoshimura; 肇吉村; Akira Ogasawara; 亮小笠原; Nobuchika Katagiri; 信近片桐
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2009-04-07
Filing date: 2009-04-07
Publication date: 2010-10-28
Also published as: CA2699014C; US20100282563A1; CA2699014A1; US8834217B2

Abstract

【課題】駆動側ギヤとドグクラッチ部との噛み合い部の回転方向クリアランスを無くすことが可能なドグクラッチ部噛み合い構造を提供する。
【解決手段】ドグクラッチ部２２が、フォワードベベルギヤ１６に臨むクラッチ側凹部２２ｄを備え、このクラッチ側凹部２２ｄの底に２段の段部が形成され、フォワードベベルギヤ１６が、クラッチ側凹部２２ｄに噛み合うフォワード側歯部１６ａを備え、このフォワード側歯部１６ａの回転方向後方側の角部に歯部斜面１６ｇが形成され、２段の段部の間の角部２２ｒが、クラッチ側凹部２２ｄとフォワード側歯部１６ａが噛み合うときに、歯部斜面１６ｇと接触するように形成されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、船外機におけるドグクラッチ部と駆動部側ギヤとが噛み合うドグクラッチ部噛み合い構造の改良に関するものである。

従来のドグクラッチ部噛み合い構造として、駆動軸側に設けられたギヤと出力軸側に軸方向移動可能に設けられたドッグギヤとの噛み合い構造が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１の図１０を以下の図７で説明する。なお、符号は振り直した。
図７に示すように、駆動軸側に設けられた前進ギヤ１０１に軸方向に突出する噛合凸部１０２が形成され、出力軸側に設けられたドッグギヤ１０３に軸方向に凹んだ噛合凹部１０４が形成され、噛合凹部１０４に噛合凸部１０２が噛み合うことで前進ギヤ１０１からドッグギヤ１０３へ動力が伝達される。

特開２００５−４８８２０公報

上記の噛合凹部１０４の周方向の長さＬ１と噛合凸部１０２の周方向の長さＬ２とは略同一にされて噛合凹部１０４と噛合凸部１０２との隙間が嵌合可能に小さくされているが、小さくても周方向の隙間は存在するため、噛合凹部１０４と噛合凸部１０２とが周方向に当たって発生する打音を無くすことは難しい。
また、噛合凹部１０４及び噛合凸部１０２の周方向長さの寸法精度を高く設定しているために寸法管理が難しくなり、コストアップを招く。

本発明の目的は、駆動側ギヤとドグクラッチ部との噛み合い部の回転方向クリアランスを無くすことが可能なドグクラッチ部噛み合い構造を提供することにある。

請求項１に係る発明は、船外機の駆動部からプロペラへ動力を伝達するプロペラシャフトの途中にドグクラッチ部が軸方向移動可能且つプロペラシャフトと一体的に回転可能に設けられ、このドグクラッチ部の側方に駆動部側と共に回転する駆動部側ギヤが回転可能に設けられ、ドグクラッチ部が、駆動部側ギヤに噛み合うドグクラッチ部噛み合い構造において、ドグクラッチ部が、駆動側ギヤに臨む凹部を備え、この凹部の底に２段の段部が形成され、駆動部側ギヤが、凹部に噛み合う凸部を備え、この凸部の回転方向後方側の角部に斜面が形成され、段部の一段目と二段目との間の角部が、凹部と凸部とが噛み合うときに、斜面と接触するように形成されていることを特徴とする。

駆動部側ギヤの凸部とドグクラッチ部の凹部とが噛み合うと、凸部の回転方向後方側の斜面が凹部の一段目と二段目との間の角部に接触するとともに、凸部の回転方向前方側の側面が凹部の回転方向前方側の側面を回転方向に押し付けることで、凸部が凹部の一段目の段部に軸方向にくさび状に嵌合する。

この結果、凸部と凹部との軸方向及び回転方向のクリアランスが無くなるとともに、凸部側から凹部側に動力が伝達される。従って、凸部と凹部とが回転方向に衝突することがなく、凸部と凹部との打音が発生しない。
また、角部と斜面とが接触するようにしたことで、角部及び斜面の軸方向及び回転方向の寸法公差が、凸部に対して凹部が軸方向及び回転方向に移動することで吸収される。

請求項１に係る発明では、ドグクラッチ部が、駆動側ギヤに臨む凹部を備え、この凹部の底に２段の段部が形成され、駆動部側ギヤが、凹部に噛み合う凸部を備え、この凸部の回転方向後方側の角部に斜面が形成され、段部の一段目と二段目との間の角部が、凹部と凸部とが噛み合うときに、斜面と接触するように形成されているので、駆動側ギヤの凸部の斜面とドグクラッチ部の凹部内の角部との接触により、凸部と凹部との回転方向のクリアランスが無くなり、凸部と凹部との噛み合い時の騒音を防止することができる。

また、斜面と角部とを接触させる構造により、凸部の斜面及び凹部の角部の寸法公差を吸収することができ、凸部の斜面及び凹部の角部の寸法精度を低くすることができ、コストを低減することができる。

本発明に係るドグクラッチ部噛み合い構造（実施例１）を採用した船外機の要部断面図である。本発明に係るドグクラッチ部噛み合い構造（実施例１）を示す動力伝達部要部の断面図である。本発明に係るドグクラッチ部噛み合い構造（実施例１）を示す断面図である。本発明に係るドグクラッチ部噛み合い構造（実施例１）の作用を示す第１作用図である。本発明に係るドグクラッチ部噛み合い構造（実施例１）の作用を示す第２作用図である。本発明に係るドグクラッチ部噛み合い構造（実施例２）を示す断面図である。従来のドグクラッチ部噛み合い構造を示す断面図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、説明中の左、右、前、後は船体に乗車した運転者を基準にした向きを示している。また、図面は符号の向きに見るものとする。

本発明の実施例１を説明する。
図１に示すように、船外機の下部を構成するギヤケース１０は、船外機の上部に配置されたエンジンから船外機の下部後部に配置されたプロペラへ動力を伝達する動力伝達機構１１を内蔵している。図中に示す矢印（ＦＲＯＮＴ）はギヤケース１０を含む船外機の前方（船体の前方）を示している（以下同じ。）。

動力伝達機構１１は、ギヤケース１０に上下に延びるように且つ回転自在に取付けられた駆動軸１３と、この駆動軸１３の下端に取付けられた駆動用ベベルギヤ１４と、ギヤケース１０側に回転自在に取付けられるとともに駆動用ベベルギヤ１４に噛み合うフォワードベベルギヤ１６及びリバースベベルギヤ１７と、ギヤケース１０内に設けられたプロペラシャフトホルダ１８及びフォワードベベルギヤ１６に回転自在に支持され且つ前後に延びるように配置されたプロペラシャフト２１と、上記のフォワードベベルギヤ１６及びリバースベベルギヤ１７のそれぞれの間に配置されるとともにプロペラシャフト２１にスプライン結合されて軸方向移動自在に取付けられたドグクラッチ部２２とからなる。

駆動軸１３は、ギヤケース１０に開けられた縦穴１０ａに複列のテーパローラベアリング２５及びニードルベアリング２６で回転自在に取付けられている。
フォワードベベルギヤ１６は、ギヤケース１０に開けられた横穴１０ｂ（詳しくは、横穴１０ｂの前部穴１０ｃ）にテーパローラベアリング２７を介して回転自在に取付けられている。

リバースベベルギヤ１７は、ギヤケース１０の横穴１０ｂ（詳しくは、後部穴１０ｄ）に嵌合されたプロペラシャフトホルダ１８の端部に複列のアンギュラボールベアリング２８を介して回転自在に支持されている。

プロペラシャフトホルダ１８は、中空部１８ａにニードルベアリング（不図示）が取付けられ、このニードルベアリングを介してプロペラシャフト２１の一端部側が回転自在に支持されている。

プロペラシャフト２１は、上記したプロペラシャフトホルダ１８側のニードルベアリングと、フォワードベベルギヤ１６の内周面に取付けられたニードルベアリング１９とを介して回転自在に取付けられている。

プロペラシャフト２１の前端部には、船体の前進、後進及び停止、即ち、プロペラの正回転、逆回転及び停止を切り換えるシフト機構３１が付設されている。
シフト機構３１は、ギヤケース１０に回動自在に取付けられるとともに上下方向に延びるシフトロッド３３と、このシフトロッド３３の下端部に連結されたシフト片３４と、このシフト片３４に前部連結ピン３６を介して連結されるとともにプロペラシャフト２１の後端部内に挿入され且つ前端部が後部連結ピン３７を介してドグクラッチ部２２に連結されたシフトスライダ３８と、このシフトスライダ３８及びドグクラッチ部２２を各シフト位置に保持するディテント機構４１とからなる。
シフトロッド３３は、下端部に軸直角方向に延びるアーム部（不図示）を備え、このアーム部の先端に設けられたピンがシフト片３４の溝部３４ａに係合している。

従って、シフト操作に伴ってシフトロッド３３が回動させると、アーム部及びピンを介してシフト片３４が軸方向に移動し、これによってシフトスライダ３８及びドグクラッチ部２２が軸方向に移動する。

図２に示すように、フォワードベベルギヤ１６は、ドグクラッチ部２２側の面にフォワード側歯部１６ａを備え、リバースベベルギヤ１７は、ドグクラッチ部２２側の面にリバース側歯部１７ａを備える。

プロペラシャフト２１は、端部に、小径部２１ａと、この小径部２１ａよりも外形寸法が大きいおすスプライン２１ｂとが形成され、このおすスプライン２１ｂを貫通するように長穴２１ｃが開けられ、端面２１ｄにシフトスライダ３８が移動自在に挿入されるスライダ挿入穴２１ｅが開けられ、このスライダ挿入穴２１ｅの開口側にボール保持部２１ｇが形成されている。

ドグクラッチ部２２は、プロペラシャフト２１のおすスプライン２１ｂに結合するめすスプライン２２ａと、後部連結ピン３７を通す後部ピン挿入穴２２ｂ，２２ｃと、フォワードベベルギヤ１６のフォワード側歯部１６ａに噛み合うクラッチ側凹部２２ｄと、リバースベベルギヤ１７のリバース側歯部１７ａに噛み合うクラッチ側凹部２２ｅとを備える。

後部ピン挿入穴２２ｂ，２２ｃに通された後部連結ピン３７は、プロペラシャフト２１の長穴２１ｃに通されるとともに、シフトスライダ３８を貫通している。なお、符号４５はドグクラッチ部２２から後部連結ピン３７が抜けるのを防止するピン抜け止め用リングである。

ディテント機構４１は、シフトスライダ３８内に開けられたスライダ穴３８ａ内に一端がそれぞれ位置決めされるように挿入された圧縮コイルばね５２，５２と、これらの圧縮コイルばね５２，５２の他端に当てられた第１ボール５３，５３と、これらの第１ボール５３，５３に当てられるとともにシフトスライダ３８の外周面側とスライダ穴３８ａとを貫通する貫通穴３８ｂ、３８ｂ内に配置された第２ボール５４，５４と、これらの第２ボール５４，５４を所定位置（後述する３カ所）に保持するためにプロペラシャフト２１のスライダ挿入穴２１ｅに形成されたボール保持部２１ｇとからなる。

ボール保持部２１ｇは、内周面に、環状の窪み部４３ａと、この窪み部４３ａの前後に設けられた前保持部４３ｂ及び後保持部４３ｃとが形成され、図２では、第２ボール５４，５４は、圧縮コイルばね５２，５２ｂの弾性力により第１ボール５３，５３を介して上下方向に付勢されて、窪み部４３ａに保持された状態にある。

図３はフォワードベベルギヤ１６のフォワード側歯部１６ａと、ドグクラッチ部２２のクラッチ側凹部２２ｄとを円周方向に展開した図であり、図中の矢印（ＤＲＩＶＥ）はフォワードベベルギヤ１６の回転方向（駆動方向）を表している（以下同じ。）。

フォワード側歯部１６ａは、ベース面１６ｃから突出形成された部分であり、回転方向前方側の歯部前面１６ｄと、回転方向後方側の歯部後面１６ｅと、歯の先端に設けられた頂面１６ｆと、これらの歯部後面１６ｅ及び頂面１６ｆのそれぞれを繋ぐ歯部斜面１６ｇ（即ち、歯部後面１６ｅと頂面１６ｆとの間の角部に形成された歯部斜面１６ｇ）とを備える。

クラッチ側凹部２２ｄは、ベース面２２ｇに対して凹んだ部分であり、フォワードベベルギヤ１６の回転方向前方側の凹部前面２２ｈと、フォワードベベルギヤ１６の回転方向後方側の凹部後面２２ｊと、これらの凹部前面２２ｈ及び凹部後面２２ｊのそれぞれの間に形成された凹部底面２２ｋとを備える。

凹部底面２２ｋは、凹部前面２２ｈに隣接する第１段部２２ｍと、この第１段部２２ｍよりもベース面２２ｇ側に一段高く形成された第２段部２２ｎと、これらの第１段部２２ｍ及び第２段部２２ｎとの間に形成された境界面２２ｐとからなる。

フォワードベベルギヤ１６のフォワード側歯部１６ａとドグクラッチ部２２のクラッチ側凹部２２ｄとが噛み合ったときには、フォワードベベルギヤ１６の歯部前面１６ｄと、ドグクラッチ部２２の凹部前面２２ｈとが当たるとともに、フォワード側歯部１６ａの歯部斜面１６ｇと、ドグクラッチ部２２の第１段部２２ｍと第２段部２２ｎとの角部２２ｒとが当たる。

フォワードベベルギヤ１６の歯部前面１６ｄは、フォワードベベルギヤ１６の軸方向に延びる直線６１に対してベース面１６ｃ側よりも頂面１６ｆ側が回転方向前方に位置するように角度θだけ傾斜している。

また、ドグクラッチ部２２の凹部前面２２ｈも、ドグクラッチ部２２の軸方向に延びる直線６２に対してベース面２２ｇ側よりも第１段部２２ｍ側が回転方向前方に位置するように角度θだけ傾斜している。
リバースベベルギヤ１７（図２参照）のリバース側歯部１７ａ（図２参照）は、上記したフォワード側歯部１６ａと同一形状であり、説明は省略する。

以上に述べたドグクラッチ部２２とフォワードベベルギヤ１６との噛み合い構造の作用を次に説明する。
図４（ａ）は、フォワードベベルギヤ１６が黒塗り矢印で示すように回転し、ドグクラッチ部２２は停止しているか又はフォワードベベルギヤ１６と同一方向に且つフォワードベベルギヤ１６よりも遅い速度で回転している状態を示している。

この状態から、図４（ｂ）に示すように、ドグクラッチ部２２を白抜き矢印のように軸方向に移動させてフォワードベベルギヤ１６に接近させる。ドグクラッチ部２２のベース面２２ｇがフォワードベベルギヤ１６のフォワード側歯部１６ａの頂面１６ｆに接触したり、ドグクラッチ部２２のクラッチ側凹部２２ｄの凹部前面２２ｈがフォワード側歯部１６ａの歯部前面１６ｄに掛かったりすれば、ドグクラッチ部２２は、黒塗り矢印で示すように、フォワードベベルギヤ１６と同一速度又はこれに近い速度で回転する。

そして、更に、ドグクラッチ部２２をフォワードベベルギヤ１６側に移動させると、図４（ｃ）に示すように、フォワードベベルギヤ１６のフォワード側歯部１６ａとドグクラッチ部２２のクラッチ側凹部２２ｄとが完全に噛み合う。

即ち、フォワードベベルギヤ１６の歯部前面１６ｄとドグクラッチ部２２の凹部前面２２ｈとが当たるとともに、フォワード側歯部１６ａの歯部斜面１６ｇが、ドグクラッチ部２２の角部２２ｒに当たり、歯部前面１６ｄから凹部前面２２ｈに動力が伝わる。

このとき、フォワード側歯部１６ａとクラッチ側凹部２２ｄとの軸方向及び回転方向のクリアランスはどちらもゼロになる。従って、フォワード側歯部１６ａとクラッチ側凹部２２ｄとは一体的に回転する。

例えば、駆動部であるエンジンのクランク軸に回転変動が発生し、この回転変動がフォワード側ベベルギヤ１６に伝わっても、フォワード側歯部１６ａとクラッチ側凹部２２ｄとの間に回転方向の隙間が存在しないから、フォワード側歯部１６ａとクラッチ側凹部２２ｄとが回転方向に当たって打音が生じるということがない。

図５に示すように、フォワードベベルギヤ１６のフォワード側歯部１６ａの歯部前面１６ｄがドグクラッチ部２２のクラッチ側凹部２２ｄの凹部前面２２ｈに当たったときには、歯部前面１６ｄが凹部前面２２ｈを押し付ける押し付け荷重をＦとすると、凹部前面２２ｈには荷重Ｆと大きさが等しく方向が反対向きの反力Ｒが発生する。

この反力Ｒの凹部前面２２ｈに垂直な成分をＲ１、凹部前面２２ｈに沿う成分をＲ２とすると、ドグクラッチ部２２は、フォワードベベルギヤ１６に荷重Ｒ２で引き寄せられる。即ち、クラッチ側凹部２２ｄがフォワード側歯部１６ａに押し付けられる。

従って、この押し付け力によって、図４（ｃ）に示したフォワードベベルギヤ１６の歯部斜面１６ｇとドグクラッチ部２２の角部２２ｒは当たった状態が維持されるため、フォワード側歯部１６ａとクラッチ側凹部２２ｄとの回転方向のクリアランスは、フォワード側歯部１６ａとクラッチ側凹部２２ｄとが噛み合って回転している間は常にゼロに保たれる。

次に本発明の実施例２を説明する。実施例１と同一構成については同一符号を付け、詳細説明は省略する。
図６（ａ），（ｂ）はフォワードベベルギヤ１６のフォワード側歯部１６ａと、ドグクラッチ部２２のクラッチ側凹部２２ｔとを円周方向に展開した図である。

図６（ａ）に示すように、クラッチ側凹部２２ｔは、ベース面２２ｇに対して凹んだ部分であり、フォワードベベルギヤ１６の回転方向前方側の凹部前面２２ｈと、フォワードベベルギヤ１６の回転方向後方側の凹部後面２２ｊと、これらの凹部前面２２ｈ及び凹部後面２２ｊのそれぞれの間に形成された凹部底面２２ｕとを備える。

凹部底面２２ｕは、凹部前面２２ｈに隣接する第１段部２２ｍと、この第１段部２２ｍよりもベース面２２ｇ側に形成された第２段部２２ｖと、第１段部２２ｍから立ち上げられた立ち上げ面２２ｗと、これらの第２段部２２ｖ及び立ち上げ面２２ｗのそれぞれの間の角部に形成された凹部斜面２２ｘとからなる。

図６（ｂ）に示すように、フォワードベベルギヤ１６のフォワード側歯部１６ａとドグクラッチ部２２のクラッチ側凹部２２ｔとが噛み合ったときには、フォワードベベルギヤ１６の歯部前面１６ｄとドグクラッチ部２２の凹部前面２２ｈとが当たるとともに、フォワード側歯部１６ａの歯部斜面１６ｇとドグクラッチ部２２の凹部斜面２２ｘとが当たり、歯部前面１６ｄから凹部前面２２ｈに動力が伝えられる。

このように、歯部斜面１６ｇと凹部斜面２２ｘとが当たることで、歯部斜面１６ｇと凹部斜面２２ｘとが当たるときの面圧を小さくすることができ、歯部斜面１６ｇ及び凹部斜面２２ｘの摩耗を抑えることができる。

上記の図２〜図４に示したように、船外機の駆動部からプロペラへ動力を伝達するプロペラシャフト２１の途中にドグクラッチ部２２が軸方向移動可能且つプロペラシャフト２１と一体的に回転可能に設けられ、このドグクラッチ部２２の側方に駆動部側と共に回転する駆動部側ギヤとしてのフォワードベベルギヤ１６及びリバースベベルギヤ１７が回転可能に設けられ、ドグクラッチ部２２が、フォワードベベルギヤ１６又はリバースベベルギヤ１７に噛み合うドグクラッチ部噛み合い構造において、ドグクラッチ部２２が、フォワードベベルギヤ１６及びリバースベベルギヤ１７にそれぞれ臨む凹部としてのクラッチ側凹部２２ｄ，２２ｅを備え、このクラッチ側凹部２２ｄ，２２ｅの底に２段の段部としての第１段部２２ｍ及び第２段部２２ｎが形成され、フォワードベベルギヤ１６及びリバースベベルギヤ１７が、クラッチ側凹部２２ｄ，２２ｅに噛み合う凸部としてのフォワード側歯部１６ａ及びリバース側歯部１７ａを備え、このフォワード側歯部１６ａ及びリバース側歯部１７ａの回転方向後方側の角部に斜面としての歯部斜面１６ｇが形成され、第１段部２２ｍと第２段部２２ｎとの間の角部２２ｒが、クラッチ側凹部２２ｄとフォワード側歯部１６ａ、又はクラッチ側凹部２２ｅとリバース側歯部１７ｄが噛み合うときに、歯部斜面１６ｇと接触するように形成されているので、フォワードベベルギヤ１６のフォワード側歯部１６ａ及びリバースベベルギヤ１７のリバース側歯部１７ａのそれぞれの歯部斜面１６ｇと、ドグクラッチ部２２のクラッチ側凹部２２ｄ，２２ｅ内の角部２２ｒとの接触により、フォワード側歯部１６ａとクラッチ側凹部２２ｄ、及びリバース側歯部１７ａとクラッチ側凹部２２ｅのそれぞれの回転方向のクリアランスが無くなり、フォワード側歯部１６ａとクラッチ側凹部２２ｄとの噛み合い時、又はリバース側歯部１７ａとクラッチ側凹部２２ｅとの噛み合い時の騒音を防止することができる。

また、歯部斜面１６ｇと角部２２ｒとを接触させる構造により、歯部斜面１６ｇ及び角部２２ｒの寸法公差を吸収することができ、斜面１６ｇ及び角部２２ｒの寸法精度を低くすることができ、コストを低減することができる。

本発明のドグクラッチ部噛み合い構造は、船外機のクラッチに好適である。

１６，１７…駆動部側ギヤ（フォワードベベルギヤ、リバースベベルギヤ）、１６ａ，１７ａ…凸部（フォワード側歯部、リバース側歯部）、１６ｇ…斜面（歯部斜面）、２１…プロペラシャフト、２２…ドグクラッチ部、２２ｄ，２２ｅ…凹部（クラッチ側凹部）、２２ｍ，２２ｎ…段部（第１段部、第２段部）、２２ｒ…角部。

Claims

船外機の駆動部からプロペラへ動力を伝達するプロペラシャフトの途中にドグクラッチ部が軸方向移動可能且つプロペラシャフトと一体的に回転可能に設けられ、このドグクラッチ部の側方に前記駆動部側と共に回転する駆動部側ギヤが回転可能に設けられ、前記ドグクラッチ部が、前記駆動部側ギヤに噛み合うドグクラッチ部噛み合い構造において、
前記ドグクラッチ部は、前記駆動側ギヤに臨む凹部を備え、この凹部の底に２段の段部が形成され、
前記駆動部側ギヤは、前記凹部に噛み合う凸部を備え、この凸部の回転方向後方側の角部に斜面が形成され、
前記段部の一段目と二段目との間の角部は、前記凹部と前記凸部とが噛み合うときに、前記斜面と接触するように形成されていることを特徴とするドグクラッチ部噛み合い構造。