JP2008507665A - デカプラー - Google Patents

Abstract

デカプラー１０は、駆動ユニット１３に結合するための回転可能な入力部材１２と、出力伝動装置に結合するための回転可能な出力部材と、回転可能な入力部材１２から回転可能な出力部材２８へ駆動を伝達するためのギアセット３４を有する。デカプラー１０は、ギアセット３４の入力ギア３６を、駆動ユニット１３に接続した駆動から選択的に開放でき、そして、エンジンを、駆動ユニット１３に接続した駆動に選択的に係合できる。本発明は、トルクを伝達する方法およびデカプラー１０を組み込む方法にも関する。

Description

この発明はデカプラーに関する。より特別には、排他的でないが、この発明は多速度伝達を取り込むデカプラーに関する。

駆動の伝達は、エンジン、特にエンジン駆動の船および車を持つ多くのデバイスで共通である。別の特定の例では、船内エンジンを持つボートのごとき一般のプロペラ駆動の船は、一般に、単一の前進速度のトランスミッションによりプロペラに結合されたエンジンを持ち、プロペラの角速度、従ってボート速度が、スロットル位置を変えることにより制御されるエンジン速度を変えることによって変更される。しかしながら、ボートの前進移動のためのトランスミッションにより与えられる単一の比は、エンジンが、船の航行速度での最適なエンジン速度で機能するように設定され、他の速度ではより適さないため、このタイプの単一の前進速度の構成は、不利である。例えば、船が航行速度の時、エンジンは、エンジンの高いトルクに対応するエンジン速度で動作するが、同じ比は、ボートが安全速度で航行するための極めて低いエンジン速度を指示しなければならない。その結果、ボートの安全な停泊のための十分に低い速度で駆動されるために、エンジン速度は、十分に低くする必要がある。

エンジン付きの装置のための複数速度のトランスミッションが提案されてきたが、そのようなトランスミッションは、一般に、大型で高価である。より特別には、提案された複数速度のトランスミッションは典型的に、トランスミッション内の比較的に複雑の部品の構成のために大型である。例えば、以前に提案された船用の２前進速度のトランスミッションの特定の形態は、異なる比を得るために、トランスミッション内に、平行の関係で、ギアに装着された複数のシャフトを持つ。この構成は、トランスミッションがかなり長く、かつ広くなり、その結果、エンジンは、船の中で更に前方に取り付けなくてはならず、または、トランスミッションは、船の船尾から外側に延長しなくてはならない。そのようなトランスミッションは、また、一般に重たく、船の重量を最小に維持されなければならない場合、トランスミッションの装備が船の重量バランスを反転する場合に深刻な問題となる。

以前に提案されたコンパクトな複数速度のトランスミッションの関連した不利は、ギア内へのおよびギアからのトランスミッションの移動は急変し、そのため、乗客に不快な振動を与えた。そのような係合は、ユニットの機能に有害でないかも知れないが、トランスミッションを出来る限りにスムーズに運転させることが好ましいので、乗客を不快にし、望ましくない。急激な係合によるそのような問題は、一つ以上の前進ギアを持つ複数速度のトランスミッションだけでなく、一つ以上の前進ギアと後退ギアを持つトランスミッションにも関係する。

以前に提案された複数の前進速度のトランスミッションの別の不利は、トランスミッションがギアを変更する時、“トルク遮断”が起きることである。例えば、第１のギアの開放と第２のギアの結合との間に駆動が、エンジンへのパワー結合から瞬間的に除去される時、駆動に与えられるエンジンパワーが減少するので、衝撃または揺れが起きるかもしれない。

この発明の例は、従来の駆動トランスミッションの一つ以上の不利を少なくとも克服するか緩和することを狙う。特に、この発明の例は、エンジン駆動の乗り物または車のための一般の駆動トランスミッションの一つ以上の不利を克服するか緩和することを狙う。

この発明は、添付した図面を参照して、限定しない実施例により単に説明される。駆動ユニットと出力伝達装置との間に装着されるためのデカプラー１０(図１ａを参照)は、衝撃および望ましくない振動を吸収するためのダンパー１６および、駆動ユニットと出力伝達装置との間の２つの異なる駆動比での結合を制御するための２つのクラッチ２０、２２を持つ。高い(低い範囲)比は、始動クラッチ２０および遊星ギアセット３４を通じて駆動を伝達することにより、達成され、そして、直結の1:1比は、ロック用クラッチ２２を通じて駆動を伝達することにより達成される。

図示した例では、デカプラー１０は、前部シェル部１２を持ち、その前部シェル部１２は、例えばエンジンのフライホイールに強固にボルト(その部品は参照番号１３で示す)固定されることにより、エンジン(不図示)に取り付けられ、その前部シェル部１２は、フライホイールと共に回転する。前部シェル部１２は、デカプラー１０の後部シェル部１４に結合され、前部シェル部１２の回転がデカプラー１０の後部シェル部１４に伝えられる。前部シェル部１２および後部シェル部１４は一体となってデカプラー１０のハウジングを形成する。前部シェル部１２の回転は、ディスク１７に装着されたダンパー１６にも伝えられ、エンジンにより、ディスク１７が駆動される。そのディスク１７は、始動クラッチ２０の入力部１８に結合され、クラッチ入力部１８もエンジンによって駆動される。ダンパー１６は、後部シェル部１４とクラッチ入力部１８との間に弾性的な動きを与えるために、スプリングまたは同種のものを備え、その結果、エンジンの個々の位置での点火による、望ましくない共振や衝撃が、クラッチ入力部１８に対し、更に、デカプラー１０が適用された車の下流駆動ラインに対し、低減される結果となる。

要求された時、始動クラッチ２０およびロック用クラッチ２２を係合し、開放させるために、油圧用オイルはデカプラー１０の内部を通って流れる。より特別には、ロック用クラッチ２２が係合されるべき時には、その油圧用オイルは、デカプラー１０内部を、矢印２４で示した方向に、流れ、その固定クラッチ２２が開放される時には、矢印２６の方向に流れる。始動クラッチ２０およびロック用クラッチ２２は、デカプラー１０の入力部材(つまり、前部シェル部１２)と、デカプラー１０の出力部材(出力シャフト２８)との間で、各々異なる比で関係しているが、双方のクラッチ２０、２２は、始動クラッチ２０と直列に動作できるワンウェイクラッチ３０を動作させることにより、同時に係合できる。その入力は、リングギア３６を通過し、ワンウェイクラッチ３０は、太陽ギア４０を保持し、そして、その出力は遊星ギアキャリア４２を通過する。クラッチパック２２内のクラッチディスクは、遊星ギアキャリア４２と一緒に回転する。クラッチ２２が適用された時、それと遊星ギアキャリア４２は、前部シェル部１２およびリングギア３６と共に回転し、その結果、これらの部品は後部シェル部１４と一体となって、全部がエンジン速度で回転する。これらの２つの要素は一緒に回転するので、ワンウェイクラッチは過速度となり、その出力は、1:1となる。駆動要素と、ギアセットの部品との間の接続を変えることにより、異なる比を達成できることは当業者には明白であろう。

図示した例では、出力シャフト２８は、始動クラッチ２０により1.47:1の比で駆動され、その結果、始動クラッチ２０を通じて駆動された時、出力シャフト２８は、前部シェル部１２より遅く回転する。そして、出力シャフト２８は、固定クラッチ２０により1:1の比で駆動され、その結果、ロック用クラッチ２２を通じて駆動された時、出力シャフト２８は、前部シェル部１２と同じ速度で回転する。このように、デカプラー１０は、第１のギア(つまり、出力シャフト２８が始動クラッチ２０で駆動)と第２のギア(つまり、出力シャフト２８がロック用クラッチ２２で駆動)を達成する。ワンウェイクラッチ３０を包含することによって、始動クラッチ２０とロック用クラッチ２２の両方が同時に係合してもよく、その場合、デカプラー１０は、ワンウェイクラッチ３０のために、第２のギアで動作し、太陽ギア４０が、出力シャフト２８に比例して、一方向に自由に回転することを可能にする。デカプラー１０の別の例(図１ｂ)では、始動クラッチ２０は、省かれ、その結果、ユニットの長さを減じる。始動クラッチ２０を持たないことの欠点は、明白なように、機能のいくつかの損失である(例えば、低速度のスリップ)。

上述したデカプラー(図１ａ)の利点は、車が停止した時およびブレーキが作用した時に、始動クラッチを開放できることである。このようにエンジンは無負荷となり、そのことは、燃料が節約され、また、エミッションは軽減されることを意味する。（このことは、図２に示したデカプラーのエミッション内でも達成できる。）

デカプラー１０に課せられる速度とトルクに従って、そのダンパー１６は調整される。デカプラー１０の一つの特定例では、ダンパー１６は、種々の部品のダンパースプリングを含み、それらは異なる弾性率を持ち、かつ、組みにして配置される。その結果、(比較的低いトルクで)最も軟質のスプリングが最初に圧縮され、一方、より硬い部品のスプリングは、それが圧縮されるためには、より大きいトルクを要求する。このように、ダンパー１６は、例えば、力/トルクに対するダンパーの変位を示したグラフで(図２を参照)わかるように、異なる速度/トルクに調整できる。ダンパーを持つ一般タイプの船舶駆動のトランスミッションでは、そのダンバーはゴム製(一般に円筒状のゴムスプリングの形態)であり、そのダンパーが外界に曝された時、非金属の材質は腐食を回避する。しかしながら、現在のデカプラーでは、ダンパー１６は、便宜のためにデカプラーの内部に装着され、そして、流体により包囲されているので、酸化から保護される。そのような限り、ダンパー１６は例えば、コイルスプリングなどの他の形態を採用してもよい。

デカプラー１０の第１のギアの低ギア比は、始動クラッチ２０と出力シャフト２８との間で作用する遊星ギアセット３４によって与えられる。より特別には、図示した例では、始動クラッチ２０の入力部１８は、始動クラッチ２０のクラッチ板により、遊星ギアセット３４のリングギアである出力部３６に結合される。リングギア３６は、遊星ギアセット３４の１組の遊星ギア３８と噛み合い、その遊星ギア３８も、遊星ギアセット３４の太陽ギア４０と噛み合う。遊星ギア３８は、出力シャフト２８の軸に関して回転可能な遊星ギアキャリア４２上に設けられる。その遊星ギアキャリア４２は出力シャフト２８に結合される。

ワンウェイクラッチ３０は種々のタイプであってもよい。例えば、そのワンウェイクラッチ３０は、“輪止め”タイプのワンウェイクラッチ、ラチェットタイプのワンウェイクラッチ、または、クラッチの回転可能な外側部材と、ラチェット形状の内側の回転可能な部材との間で係合するために一連のスプリングボールを使用するワンウェイクラッチであってもよい。そのようなワンウェイクラッチは公知なので、ここでは詳細に説明しない。

図３はデカプラー１０の別の例を示し、今回は、前進の中立逆に関連してトランスミッション４４を使用し、そして上部と下部に分割されている。上部は、トランスミッション４４に適合したデカプラーの上半分のみを示し、そして、下部は、デカプラー１０およびトランスミッション４４を制御するための制御システムを図式で示す。

図１ａ／１ｂに示したタイプの構造は、例えば船に使用されてもよい。より特別には、このタイプの構造は、船尾駆動タイプ、Vタイプ駆動、シャフト駆動タイプ、表面タイプ駆動または、ジェットタイプ駆動の船への使用に特に適する。これらのすべての駆動タイプは、公知なので、ここでは詳細に説明しない。本出願人は、このデカプラー１０が、エンジン駆動の船のエンジンと、トランスミッションとの間に設けられるのに特に適し、特に、デカプラーは、トランスミッションの複数の速度を得るのに役立つが、トランスミッションが一つの前進速度のみを持つ場合に適することに限定した。

図１ａに示したようなデカプラー１０はまた、トランスミッションのギアチェンジの間に、始動クラッチ２０とロック用クラッチ２２の選択的な嵌合/離脱により、トルク遮断の影響を防止するか、低減するのに役立つ。同時に、クラッチ２０、２０の一方を作動させ、クラッチ２２、２０の他方を非作動にすることにより、かつ、ワンウェイクラッチ３０の使用により、出力シャフト２８が、ギアチェンジの間、ドライブユニットと接続して常に駆動されることを確実にすることにより、駆動ユニットと出力シャフト２８との間のトルク伝達の遮断が回避されるか低減される。

クラッチ２０、２２が、制御された滑りの過程を経て、緩やかに係合して、クラッチ部品の急速な速度変化を回避するので、始動クラッチ２０およびロック用クラッチ２２の選択的な係合/離脱はまた、トランスミッションのギアチェンジの間に、デカプラー１０が、“ガタンと作動する”影響を回避するか、少なくとも低減することを可能にする。これは、オープンまたはクローズドループの制御により達成される。“ガタンと作動する”ことは、典型的に前進、ニュートラルおよび後退の間に急速な変化を与える、ドッグクラッチを持つトランスミッションで主に問題になる。

制御システム５２は、油槽４８を持ち、そこから油圧管路のネットワークを通じてポンプ５４により油圧用オイルが送られ、その油圧管路には、デカプラー１０のクラッチ動作およびトランスミッション４４の前進・ニュートラル・後退のギアの間の変更を制御するためにバルブが使用される。また、油圧管路のネットワークは、デカプラーとトランスミッション４４へ潤滑油を供給するための管路を含む。

より特別には、油圧用オイル４６は油槽４８内にあり、油圧用オイルはそこからくみ出され、そしてフィルタ５０を通って油圧制御システム５２の種々の部品に供給される。図３で陰影がつけられたシステム５２の油圧管路は、デカプラー１０の動作の間に、油圧管路の圧力で油圧用オイルを常時受け取るそれらの部品を表す。管路の圧力は、吸入ライン５５を通じて油槽４８から油圧用オイルを受け取り、かつ、油圧制御システム５２の部品へ供給するために油圧用オイルを圧縮するポンプ５４により与えられる。ポンプ５４は、図３の上部にデカップラの断面図内にそれの実際の位置に示され、デカプラーの出力シャフト２８により駆動される。別の例では、ポンプ５４は、別の形態としてもよく、例えば、電気・油圧ポンプまたは、前進・ニュートラル・後退のトランスミッション内のポンプ、空気動作源または同種であってもよい。

管路圧力での油圧用オイル流は、始動クラッチ２０の係合/離脱を制御するための第１の可変排出ソレノイド(VBS)５６か他の電気・水力ソレノイドに供給する。VBS５６は、チャンバー６０に導く管路５８に沿って油圧用オイル流を制御する。そのチャンバー内の油圧用オイルの圧力は、始動クラッチ２０の板を押すことにより、始動クラッチ２０を係合させる。チャンバー６０内の油圧用オイルに圧力がないとき、始動クラッチ２０は開放される。始動クラッチ２０の滑りは、VBS５６により制御される。そのVBS５６は、管路５８およびチャンバー６０内の圧力を、図４ａに示すように、係合と開放との間の所望の滑りに対応するレベルに維持できる。このように始動クラッチ２０に広い範囲の制御が備えられる。VBS５６は、“ノーマルハイ”のタイプなので、パワー停止(およびVBS５６の供給電流の停止)の場合に、それの「ハイ」圧力状態に戻り、その結果、始動クラッチ２０は、係合され、デカプラー１０の「柔軟な位置」の特徴を提供する。供給圧でハンマーを止めるためにVBS５６に隣接してアキュムレータ６２が提供される。また、VBSを調整するために、また、管路の圧力の変動を抑えるために、VBSのどちらの側面にバッフル６４が提供される。油圧用オイルから金属粒のような物体を濾過するためのキャップ状のフィルタがバッフル６４の上流に備えられる。スプリング付勢バルブ６８は、その一端に管路圧力が印加され、また、その他端にVBS５６からの圧力が印加され、これらの圧力差により制御される。このバルブ６８を使用することによって、管路５８およびチャンバー６０へ入る油圧用オイル流、および、結果、自動クラッチ２０の係合/開放がVBS５６により制御される。

同様なVBS７４または、アキュムレータ７６、キャップ状フィルタ７８およびバッフル８０に関連した他の電気・油圧ソレノイドは、ロック用クラッチ２２の広範囲の係合/離脱を提供する。 また、VBS７４は、クーラー８２への油圧用オイルの流れを管路８４に沿って制御する。この制御は、一端８８でVBS７４から圧力を受け、そして、他端９２で印加制限レギュレータ９０から圧力を受けるバルブ８６を利用することによって実行される。そのバルブ８６は、管路９６に沿った油圧用オイルの流れを制御するため、これらの圧力差に応答して動作する。ロック用クラッチ２２の板を押す油圧用オイルの流れ(矢印２６の方向)により、ロック用クラッチ２２を係合し、また、ロック用クラッチ２２の板を離すことを可能にする、矢印２４の方向の油圧用オイルの流れを制御して、ロック用クラッチ２２を離脱する。VBS７４は、図４ｂに示したような“ノーマルロー”タイプであり、パワー故障の時、そのVBS７４は“低”圧力状態に復帰して、ロック用クラッチ２２は離合する。そのVBS７４は、ロック用クラッチ２２の係合および離合の状態に対応する“ハイ”および“ロー”状態の間のレベルで圧力を維持でき、そのため、ロック用クラッチ２２は要求された時、スリップする。

バルブ８６の動作により示したように、そのバルブ８６は、潤滑のために、減圧弁１００からの油圧用オイルも受け取り、そして、このオイルは、クーラー８２および/または管路９４に供給される。また、油圧制御システム５２の様々な場所に排出ルート１０２が備えられ、余剰のオイルは油槽４８に戻すことができる。

減圧弁１００は、ピストン１２０の両側の箇所１１６、１１８の一方にポンプ５４からの管路圧力でオイルを受け取る。作動用オイルが作用する箇所１１６および１１８での表面積は異なり、相対的な表面積は、適した応答のためにピストン１２０により、調整され、管路圧が変更される。その管路圧調整器１００は、また、スプリング１２２により付勢され、潤滑管路９８、吸入管路５５5、および排出部１４０２から隔てられる。一つの適した管路圧が到達するように、減圧弁１００は動作し、作動用オイルが潤滑管路９８に沿って流れることを許容することによって、余剰圧力は最初に、軽減され、そして、必要なら、作動用オイルが減圧弁１００から吸入管路５５へ直接に流れることを可能にする。

作動用オイルは、トランスミッション４４の潤滑のために、クーラー８２から管路１０４を通って種々の箇所１０６へ進む。

トランスミッション４４の前進、ニュートラル、および後退のギヤの間の制御は、管路１１０に沿った管路圧の作動用オイルが与えられる手動のバルブ１０８によって実行される。このバルブ１０８の操作は、トランスミッション４４の前進の、ニュートラルおよび後退のギヤの選択を制御するために、作動用オイルの供給を制御する。

船には、上で詳細に説明したデカプラー１０を適用するのが有利である。追加的に前進速度の設置は、例えば、オープンスペースで船が高速で運転することを可能にするだけでなく、低速での運転を可能にする。遊星ギアセット３４を利用する一速の設置は、船を静止から海面に沿って疾走、または推進する状態のために利用できる、トルクの量の増加につながる。船のそのような発進は典型的に、静止状態で水没する船の重要な部分による多くの抗力に通常かかわり、その結果、追加トルクの有用性は、急速に船を疾走状態に導くためのこの抗力に打ち勝つのを容易にする。また、同様に、追加トルクの有用性も、船が大きい負荷状態(つまり、牽引、積み込まれたトロール船の場合で、船上の負荷源からの追加的な抗力がある)に使用される場合には有益である。例えば、操縦で非常に遅い速度が用波及される時、船の速度を落とす２つの機会があり、一つは、より低い第１のギアを選択することであり、他の一つは、エンジンのエンストを防止するために、油圧制御システムの適した制御により、滑りを発生できる、始動クラッチ２０による。

また、ディーゼルエンジンは一般に、高いトルクをもつが、比較的狭い範囲の運転速度を持つので、デカプラー１０がディーゼルエンジンに関連して使用されることも有利である。ディーゼルエンジンと組み合わせてデカプラー１０使用することにより、ディーゼルエンジンの運転速度の限られた範囲をより効果的に利用するために、ギア比が選択されてもよく、その結果、船のより大きい可能な速度範囲を達成する。

図５は、例えば車への適用に使用されてもよい６速自動トランスミッション１３６にデカプラー１０が結合されたシステム１２４を示す。デカプラー１０を６速の自動トランスミッションに結合することにより、トランスミッション１２６の前進速度の個数は増し、その結果、７つの前進速度を利用できる。その結果、結合されたシステム１２４により提供された１２速(つまり、トランスミッション１２６により与えられる６速がデカプラー１０により与えられる２速で乗算される)が存在する。

図５の上半分(軸１２８より上)は、トランスミッション１２６に結合されたデカプラー１０の断面図を示し、一方、軸１２８より下は、自動トランスミッション１２６に結合されたトルクコンバータの断面図を示す。デカプラー１０のコンパクトな性質を例証するように、特に、エンジンまたはトランスミッションの位置を変更することなく、トランスミッションのベルハウス内で、トランスミッション前面の既存のトルクコンバータに対して置き換えられてもよいこと示すために、デカプラー１０およびトルクコンバータ１３０が示されている。この構成は、車においてエンジン、および/または、トランスミッションの位置を動かすことは通常高価になるので、有益であり、乗り物の内部スペースを奪うことできは不利となる。図５は、６速の自動トランスミッションと組み合わせて使用されるデカプラー１０を示すが、そのデカプラー１０が他のトランスミッションと組み合わせて使用されることも、もちろん可能であることに注意されるべきである。

海洋の適用では、デカプラー１０の第１のギヤによって提供されるギア低減比が、自動車の適用で要求されるものと異なるかもしれないことが予見される。オーバードライブかアンダードライブになるように、デカプラーの比を構成することができる。図１ａで示されたデカプラー１０は、始動クラッチ２０とロック用クラッチ２２の両方をはずすことによって達成可能なニュートラル状態を持つ。

デカプラー１０は、図６で示されるように船外エンジン１３２内にデカプラーを組み込むことによって、船外エンジンへの適用で使用されてもよい。そのような構成では、前進、ニュートラル、後退の係合/離脱を生じさせるギヤ１３４は、駆動プロペラ１３８と同じシャフトに位置してもよい。

また、図７と８で示されるように船内エンジン１４１０に対してデカプラー１０を取り付けることによって、デカプラー１０は船の船内エンジンと共に使用されてもよい。より特別には、図７ａは、デカプラー１０がエンジン１４０の後部に取り付けられ、かつ、駆動シャフト１４２がデカプラー１０から、駆動システムの前進・ニュートラル・後退の係合/離脱を制御するために使用される、傘歯車セット１４４に向け、後方へ延在する構成を示す。同様に、図７ｂでは、デカプラー１０がエンジン１４０の後部に取り付けられ、駆動システムの前進・ニュートラル・後退の係合/離脱を制御するために使用される、傘歯車セット１４４に向け、後方へ延在する駆動シャフト１４２を有する構成を示す。図７ｂで示したシステムは、エンジン１４０によって駆動され、反対に回転する２個のプロペラを組み込む。

デカプラー１０が使用されるかもしれない別の適用は、図９で示されるような油圧のハンブリッドシステムであり、エンジンおよびトランスミッション１４８は、車の駆動ホイール１５０に結合される。駆動シャフト１５２は、作動オイルを圧力容器１５６へ供給するポンプ１５４を回転させ、例えば、車の回生制動からのエネルギーが、容器１５６内で圧縮された油圧作動オイルの形で蓄えることができる。既存の油圧ハイブリッド駆動システムでは、ポンプ１５４が高い駆動シャフト速度で過剰速度を受けるという問題がある。 図９で示されるようにエンジンとポンプ１５４の間のデカプラー１０を組み込み、デカプラー１０の異なる速度を使用することにより、ポンプ１５４の回転速度の調整が可能となり、過速度を回避できる。始動クラッチ２０とロック用クラッチ２２の両方の離脱により、ポンプ１５４をエンジンから切り離すことも可能となり、エンジンおよびトランスミッション１４８は、ポンプ１５４から開放されてもよい。油圧駆動モータとして、容器１５６に蓄えられたエネルギーが、ポンプ１５４を用いて車を起動するために使用される時、エンジンおよびトランスミッション１４８をポンプ１５４から切り離すことは特に有利である。従って、乗り物が容器１５６に蓄えられたエネルギーで運転されるとき、エンジンとトランスミッションはスイッチオフされてもよく、その結果、車は、エンジンおよびトランスミッション１４８に関係した騒音や燃料消費なしで運転できる。

デカプラー１０が使用されるかもしれないさらに別の形式の駆動システムは図１０で示されるように電気ハイブリッドシステムである。この構成では、内燃機関(図示せず)と電動機１５８(または他の動力源と、多分、油圧)の両方は、デカプラー１０を通して、選択的に出力シャフト２８と結合することができる。より特別には、内燃機関はエンジンダンパー１６を通じて、出力シャフト２８に結合され、そして、電動機(または、他の動力源)１５８は、クラッチ２０および遊星ギアセット(図示せず)を通して駆動シャフト２８に結合される。そのため、出力シャフト２８は、内燃機関のみによって駆動されてもよく、その結果、電動機(または他の動力源)１５８は、出力シャフト２８に結合されない。代わりに、出力シャフト２８がエンジンと電動機(または、動力源)１５８の両方によって駆動されるようにクラッチ２０が係合してもよい。また、この構成では、電動機(または、他の動力源)１５８は、エンジンを始動するためのスターターモータとして使用されてもよい。また、例えば、激しい交通量で車を動かなどように、電動機(または、他の動力源)がエンジンより大きい効率をもたらす適用では、電動機(または、他の動力源)１５８は、エンジンが出力シャフト２８から切り離された状態で、出力シャフト２８を駆動するために使用されてもよい。システムの出力が静止状態に保たれている場合、例えば、デカプラー１０が、交通停滞の車で使用されるとき、アイドリングの内燃機関からの回転エネルギーを例えばパッテリーに蓄えることができるように、エンジンは、充電器として使用できる電動機(または他の動力源)１５８を回転するために使用され得る。また、電動機(または、他の動力源)１５８は、車のブレーキの間、充電器として作動することができるので、車の運動エネルギーはバッテリーに蓄えられたエネルギーに変換できる。

しかしながら、上のシステムでは、エンジンの駆動を必要とするので、電動機単独で車を運転することができない。エンジンが駆動されていないとき、キャリヤーを切り離すためのワンウェイクラッチの設置は、電動機は乗り物を駆動することを可能にする。また、エンジンが駆動されるとき、ワンウェイクラッチはオーバー駆動される。

上述したシステムでは、デカプラー１０の制御が、エンジンやトランスミッションのような他の部品の制御システムと情報を共有できるように、カプラー１０は、好ましくは、CAN(制御エリアネットワーク)ネットワーキングを使用できる。従って、デカプラー１０の前部シェル部の速度に関する情報を制御システムに与える(例えば)入力速度センサにより提供されるような、デカプラー１０の制御システムにより要求された情報は、入力速度センサの必要性を排除できるように、(例えば)エンジンの制御システムによって、代わりに提供され得る。

上のデカプラーおよび、それを組み込んだシステムは、単に一例として述べられ、そして、その変更は、この発明の範囲内で可能である。例えば別の例では、駆動デカプラーのギアセットは、異なる駆動比を与えるために、追加的な出力ギアおよび関連した追加的なクラッチを含んでもよい。

駆動デカプラーの一部断面図 駆動デカプラーの単一クラッチの２速駆動部の一部断面図 印加された力/トルクに対するダンパーの変位を示す図 前進・ニュートラル・後退のトランスミッションに結合された駆動デカプラーの断面図および、駆動デカプラーおよびトランスミッションの油圧制御システムの基本的な系統図 図３の制御システムのノーマルハイの可変排出ソレノイドにおける電流対、圧力を示した図 図３の制御システムのノーマルローの可変排出ソレノイドにおける電流対、圧力を示した図 ６速自動トランスミッションと結合して使用された時の駆動デカプラーの断面図 駆動デカプラーを装備した船用の外付けモータの概略図 船のための船内エンジンの構成でタイプAと称した、船尾駆動のトランスミッションで使用されるような駆動デカプラーの断面図 船のための船内エンジンの構成でタイプBと称した、船尾駆動のトランスミッションで使用されるような駆動デカプラーの断面図 船のための船内エンジンの構成でタイプCと称した、船尾駆動のトランスミッションで使用されるような駆動デカプラーの断面図 油圧システムで使用されるような駆動デカプラーの図 電気ハイブリッドシステムで使用されるような駆動デカプラーの断面図 V駆動システムで使用されるような駆動デカプラーの断面図 ジェットまたは表面駆動システムで使用されるような駆動デカプラーの断面図 駆動デカプラーを組み込んだ制御エリアネットワーク(CAN)のブロック図

符号の説明

１０：デカプラー
１２：前部シェル部
１４：後部シェル部
１６：ダンパー
１７：ディスク
１８：クラッチ入力部
２０：始動クラッチ
２２：ロック用クラッチ
２８：出力シャフト
３０：ワンウェイクラッチ
３４：遊星ギアセット
４０：太陽ギア
４２：遊星ギアキャリア
４４：トランスミッション
４８：油槽
５２：制御システム
４６：油圧用オイル
５０：フィルタ
５４：ポンプ
５５：吸入ライン
５６：第１の可変排出ソレノイド(VBS)
６０：チャンバー
６２：アキュムレータ
６８：スプリング付勢バルブ
１２０：ピストン

Claims (33)

1. 駆動ユニットに結合するための回転可能な入力部材と、出力駆動部に結合するための回転可能な出力部材と、回転可能な入力部材から回転可能な出力部材に駆動を伝えるためのギアセットを持つデカプラーであり、そのデカプラーは、ギアセットの入力ギアを駆動接続から選択的に切り離してことができ、そして、入力ギア部を駆動ユニットとの駆動接続に選択的に結合できることを特徴とするデカプラー。
2. 回転可能な入力および出力部材は、共通軸に関して回転可能である請求項１記載のデカプラー。
3. デカプラーは、クラッチを持ち、駆動ユニットの駆動接続からの/駆動制御への入力ギアの開放/係合は、クラッチの開放/係合により達成される請求項１または２記載のデカプラー。
4. クラッチは摩擦クラッチである請求項３記載のデカプラー。
5. クラッチの滑りを制御するために、クラッチに制御システムが備えられる請求項３または４に記載のデカプラー。
6. 制御システムは、クラッチのフルレンジ制御を与える可変制御ソレノイドである請求項５記載のデカプラー。
7. ギアセットは、入力部材と出力部材との間で、複数の駆動比を与える請求項１から６のいずれかに記載のデカプラー。
8. ギアセットは、1:1より高い第１の駆動比、および、1:1の第２の駆動比、または、1:1第１の駆動比、および、1:1未満の第２の駆動比を提供する遊星ギアセットである請求項７記載のデカプラー。
9. 出力伝導装置を駆動するための電動機(または他の動力源)を含む請求項８記載のデカプラー。
10. 電動機(または他の動力源)は、デカプラーへの回転入力に比例して電荷を発生させるための発電機として運転できる請求項９記載のデカプラー。
11. 電荷はエネルギー格納デバイスに供給される請求項１０記載のデカプラー。
12. デカプラーへの回転入力は、デカプラーが取り付けられている乗り物の運動エネルギーからのものであり、そのため、電動機(または他の動力源)は、車に回生ブレーキを与える請求項１０または１１に記載のデカプラー。
13. デカプラーへの回転入力は、駆動ユニットからのものである請求項１０または１１に記載のデカプラー。
14. 電動機(または他の動力源)は、第１の駆動比で出力伝導装置を駆動し、そして、駆動ユニットは、第２の駆動比で出力伝導装置を駆動するためのエンジンである請求項９ら１３のいずれかに記載のデカプラー。
15. 出力伝導装置は、電動機(又は他の動力源)およびエンジンの双方により同時に駆動される請求項１４に記載のデカプラー。
16. 出力伝動装置を第２の駆動比で駆動するために、デカプラーは、第２の入力ギアおよび、関連した第２のクラッチを含む請求項８から１５のいずれかに記載のデカプラー。
17. 双方のクラッチは滑りが可能であり、そして、第１および第２の比の間の変更において、滑り状態を通じて、一方のクラッチの係合は、他方のクラッチの開放と同期し、その結果、一方のクラッチは、他のクラッチが十分に開放される前に、部分的に係合する請求項１６に記載のデカプラー。
18. 出力駆動部と、駆動ユニットとの駆動接続された第１の部品との間で相対的な回転を可能とするために、デカプラーはワンウェイクラッチを含み、駆動ユニットと駆動結合の第２の部品が出力駆動部へ駆動を伝える請求項８から１６のいずれかに記載のデカプラー。
19. エンジンと既存のトランスミッションの間の動力伝達系内に取り付けられるために適合する単一のモジュールの形態でデカプラーが存在し、出力部材は、既存のトランスミッションを通じて動力伝達系に結合される請求項１から１８のいずれかに記載のデカプラー。
20. エンジンと既存のトランスミッションの間の動力伝達系内に取り付けられるために適合する単一のモジュールの形態でデカプラーが存在し、出力部材は、既存のトランスミッションを通じて動力伝達系に結合される請求項１９記載のデカプラー。
21. また、単一のモジュールは、駆動ユニットと、以前の単一の前進速度の動力伝達系の駆動ラインの出力伝導装置との間に取り付けられるために適合する請求項１９または２０に記載のデカプラー。
22. 高いトルク出力が要求される時、一方または双方のクラッチが、完全に係合する前に、クラッチのすべり量は、エンジンが高いトルクに対応するエンジン速度に達するように制御される請求項２１記載のデカプラー。
23. デカプラーは、船の動力伝達系である請求項１から２２のいずれかに記載のデカプラー。
24. デカブラーは、船のエンジン後部と船の船尾板との間に装着される請求項２３記載のデカプラー。
25. デカプラーは、車の動力伝達系である請求項１から２２のいずれかに記載のデカプラー。
26. デカプラーの取り付け方法であり、
    シェル部の一つが、デカプラーの入力部を形成するために、前記シェル部の一つを、動力伝達系がある駆動ユニットに結合するステップと、および
    デカプラーの出力部を、動力伝達系の出力伝導装置に結合するステップとを含むことを特徴とする方法。
27. 動力伝達系によりあたえられた速度の数を増すために、多数の比で動作するようにデカプラーが構成される請求項２６記載の方法。
28. デカプラーを制御するための制御システムを与えるステップと、
    既存のトランスミッションの状態に関連する情報に応答して、制御システムが、デカプラーを制御できるように、既存のトランスミッションから制御システムまでの信号通信を与えるステップとを更に含む請求項２６または２８に記載の方法。
29. デカプラーは、請求項１から２５のいずれかで請求したデカプラーである請求項２６から２８のいずれかに記載の方法。
30. トルクをトランスミッションを通じて、駆動ユニットから出力伝導装置へ伝達する方法であり、
    第１および第２の入力ギア部を持つギアセットを収納するためのシェル部を持つデカプラーの形態をなすトランスミッションを備えるステップと、
    駆動ユニットの出力に比例した固定回転のためにシェル部の一つを結合するステップと、
    トランスミッションの第１の入力ギアを、シェル部の一つとの駆動接続に係合して、第１の入力ギアを、出力伝導装置と駆動接続にするステップと、
    トランスミッションの第１の入力ギアを、駆動接続から切り離すステップと、および、
    トランスミッションの第２の入力ギアを、シェル部の一つとの駆動接続に係合して、第２の入力ギアを、出力伝導装置と駆動接続にするステップとを含むことを特徴とする方法。
31. 実質的に添付図面に関連して説明されるデカプラー。
32. 実質的に添付図面に関連して説明されるデカプラーの取り付け法。
33. 実質的に添付図面に関連して説明されたトランスミッションを通じ、駆動ユニットから出力伝動装置へトルクを伝達する方法。

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