JP4705310B2 - パワートレイン - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、特に陸上及び水上で走行可能な水陸両用車での使用に適したパワートレイン（動力伝達系列）に係り、より詳細には、従来型の直列形自動車エンジン及び変速機の配置が水陸両用車の車輪及び船舶用推進手段の少なくとも一部を駆動するように適しているパワートレインに関する。本発明はさらに、かかるパワートレインを有する水陸両用車に関する。
【０００２】
既知の自動車用パワートレインの配置では、クランクシャフトを有するエンジンは、クランクシャフトが車両の前後軸の線に一致するようにして位置付けられる。エンジンは、エンジンと同じ線上にあって後方に配置される変速機を駆動する。多くの場合、変速機はアクスルシャフトによって接続されて車両の一対の主車輪を駆動する一体式差動装置を有する。この配置は一般にトランスアクスル駆動として知られており、フロントエンジン、リアエンジン、及び中間エンジンの各パワートレイン設計において用いられる。
【０００３】
直列形パワートレイン、とりわけトランスアクスル前輪駆動配置は、大型の自家用乗用車の生産において数社の大規模自動車製造業者によって今日使用され、それゆえに比較的大量に生産され、水陸両用車での使用に対し最も入手しやすいものとなっている。水陸両用車等の特殊化された生産量の低い車両用のパワートレインを選択する際に利用可能性は重要な要素である。
【０００４】
本発明は、従来型直列形エンジン及び変速機が利用且つ適用される水陸両用車のためのパワートレインを提供することを目的とする。本発明はさらに、かかるパワートレインを備えた水陸両用車を提供することを目的とする。
【０００５】
本発明の第１の態様によると、水陸両用車のためのパワートレインであって、上記パワートレインは、エンジンのクランクシャフトが車両の前後軸と略一直線上になるように車両への取り付けに適したエンジン、変速機、及び上記エンジンと上記変速機の間の駆動ラインに位置付けられたパワーテークオフを有し、上記パワーテークオフが、変速機に沿って作動するシャフトによって水陸両用車の後部に配置される少なくとも１つの船舶用推進装置を駆動するのに適している、パワートレインが提供される。
【０００６】
好ましい実施の形態において、トランスファードライブがエンジン及び変速機の間に設けられ、エンジンのクランクシャフトからの駆動を変速機と、船舶用推進手段用の駆動シャフトとに対し伝達するように用いられ、船舶用推進手段用の駆動シャフトがエンジンのクランクシャフトの軸と一直線に又はほぼ一直線になり、変速機がクランクシャフトに対しオフセットしている（中心がずれている）。上記トランスファードライブは、エンジンのクランクシャフトとともに回転するように配置される駆動スプロケットと、クランクシャフトからオフセットしている従動スプロケットとを有し、駆動及び従動の両スプロケットは、歯付きベルト又はチェーンによって駆動できるように相互接続される。上記駆動スプロケットはエンジンのクランクシャフトに接続される第１のシャフトに取り付けられ、上記第１のシャフトは船舶用推進装置の駆動シャフトを駆動するように用いられる。上記第１のシャフトは、デカプラによって船舶用推進装置用の駆動シャフトに接続されてもよい。好ましい装置において、上記従動スプロケットは、変速機に入力を付与する第２のシャフトを駆動するように配置される。上記第２のシャフトは、フリクション（摩擦）クラッチ又は流体継手等の駆動連結装置によって変速機の入力シャフトに接続される。
【０００７】
別の好ましい実施の形態において、変速機はクランクシャフトの軸線に軸方向が略一直線になるように取り付けられ、少なくとも１つの船舶用推進装置の中心線が車両の前後軸に平行であり、中心線がオフセットされて（ずらされて）配置される。かかる装置において、パワーテークオフは水陸両用車の後部に配置される２つの船舶用推進装置を駆動するように用いられ、それぞれの船舶用推進装置の中心線は平行であり、水陸両用車の前後軸から相対する側に対し中心線をずらして配置される。パワーテークオフは、変速機の相対する側辺に沿って作動するシャフトによって２つの船舶用推進装置を駆動するのに用いられてもよい。
【０００８】
好ましくは、上記エンジン及び変速機が水陸両用車の前方に位置付けられ且つ車両の少なくとも前輪に対し駆動を付与するように用いられる。
【０００９】
あるいはまた、上記エンジン及び変速機が水陸両用車の後方に位置付けられ且つ車両の少なくとも後輪に対し駆動を付与するように用いられる。
【００１０】
更なる別の実施の形態において、上記エンジンが車両の前方に位置付けられるように用いられ、変速機が車両の後方に位置付けられ且つ少なくとも車両の後輪に駆動を付与するように用いられる。
【００１１】
好ましくは、上記変速機が一体式ギアボックスと差動装置を有するトランスアクスル装置である。あるいはまた、上記変速機が一方の側面に配置される出力を有し、エンジンのサンプに隣接して位置付けられる差動装置を駆動する。
【００１２】
更なるパワーテークオフが、パワートレインが車両の前輪及び後輪の双方に対し駆動を付与することができるように設けられてもよい。
【００１３】
好ましくは、上記変速機に沿って作動する１又は２以上のシャフトは車両の前後軸と一直線上に又は平行に取り付けられて用いられる。
【００１４】
本発明の第２の態様によると、発明の第１の態様によるパワートレインを有することを特徴とする水陸両用車が提供される。
【００１５】
本発明の各実施の形態をほんの一例として、添付の図面を参照しながら以下に説明する。
【００１６】
各実施の形態において共通の参照番号は全体を通じて共通の部分を表示する。
【００１７】
まず図１を参照すると、従来式の直列形パワートレイン配置が示され、車両１２の前輪１４、１６を駆動する。エンジン１８は前輪１４、１６より前方に位置付けられ、エンジン１８のクランクシャフト（図示せず）は、車両１２の中心軸２０の方向と一直線上にある。番号１１で表示されるトランスアクスル駆動装置は、エンジン１８と一致して取り付けられる変速機又はギアボックス２２と、変速機２２の底部に位置付けられる一体式差動装置２４を有する。アクスルシャフト２６、２８は差動装置２４から車両の前輪１４、１６を駆動する。車両１２の後輪３０、３２は駆動されない。
【００１８】
本発明の第１の実施の形態は、図２乃至図４を参照して説明する。
【００１９】
番号１０で表示されるパワートレインは、水陸両用車３４の後方に後輪３０、３２の中心線よりも前方に取り付けられるエンジン１８を有し、エンジン１８のクランクシャフト１９（図３に一部図示）は、車両の前後軸２０の軸方向と一直線上にある。番号３６で表示され且つ図３と図４に詳細に図示されるトランスファードライブは、エンジン１８に装着されたチェーンケース３８に収容されている。番号１１で表示されるとともに変速機又はギアボックス２２及び差動装置２４を含むトランスアクスル駆動装置はチェーンケース３８に取り付けられる。パワートレイン１０はさらに、ウォータージェット４０の形式の船舶用推進装置を有する。トランスアクスル駆動装置１１及びウォータジェット４０はともに、トランスファードライブ３６を介してエンジン１８によって駆動される。
【００２０】
トランスファードライブ３６は、駆動シャフト４４に取り付けられる駆動スプロケット４２を有し、この駆動シャフト４４はエンジン１８のクランクシャフト１９に接続される。更なるスプロケット４６は、シャフト４４に対し側方向及び垂直方向にオフセットされ（中心がずらされ）、歯付きベルト又はチェーン４８によって駆動スプロケット４２から駆動される。スプロケット４６はシャフト５０に取り付けられ、シャフト５０を駆動し、後述されるようにトランスアクスル駆動装置１１への入力を付与する。あるいはまた、ギアを駆動シャフト４４から従動シャフト５０への駆動を伝達するために使用することもある。
【００２１】
ウォータージェット４０への駆動は、トランスファードライブ３６の駆動シャフト４４から得られる。駆動シャフト４４はデカプラ５２によってウォータージェットの駆動シャフト５４に接続される。ウォータージェットの駆動シャフト５４は、エンジンのクランクシャフト１９と、さらには車両の前後軸２０の軸方向と略一直線上にある。インペラ（羽根車）５６はシャフト５４に取り付けられる。デカプラ５２がエンジンと船舶用推進装置との間の駆動ラインに組み込まれ、車両が道路モードで走行する際に船舶用推進装置への駆動を選択的に外すことができるようにする一方、絶対に必要なものではないので、デカプラ５２は必要に応じて省略することができる。
【００２２】
トランスアクスル駆動装置１１は、変速機２２の前部に取り付けられたフリクションクラッチ６５を介して駆動シャフト５０によって駆動される。フリクションクラッチ６５は、自動車において一般に使用されるタイプの従来式フリクションクラッチであるので、詳述する必要はない。クラッチ６５は、駆動シャフト５０とともに回転するように配置されるフライホイール又は逆圧力板６４に取り付けられる。クラッチ６５は、従来の方法で従動板（図示せず）を介してフライホイール６４からの駆動を変速機２２の入力シャフト(図示せず）に伝達する。
【００２３】
変速機２２が自動ギアボックスを有する別の実施の形態において、フリクションクラッチ６５は、公知の方法のトルクコンバータ等の流体継手に置き換えることができる。
【００２４】
変速機２２の入力シャフト（図示せず）がシャフト５０の軸と一直線上になるように、トランスアクスル駆動装置１１がエンジンのクランクシャフト１９に対し中心をずらして（オフセットして）いることに留意することである。トランスアクスル駆動装置１１のオフセット位置により、ウォータージェットに対する駆動がエンジンのクランクシャフトと、さらには車両の前後軸と一直線上になり得ることが確実になる。これにより、好ましくは車両の後部中央に位置付けられる単一のウォータージェットに対する駆動系の配置が簡略化される。
【００２５】
トランスアクスル駆動装置１１の差動装置２４は、アクスルシャフト５８、６０を介して後輪３０、３２を駆動する。アクスルシャフト５８は（図上で）左側の後輪３２を駆動するもので、差動装置に直接接続される。しかしながら、トランスアクスル駆動装置は図に示されるように左側にずれているので、（図上で）右側の後輪３０を駆動するアクスルシャフト６０は、リレーシャフト６２を介して差動装置に接続される。リレーシャフト６２は、ウォータージェット装置４０の駆動シャフト５４に対し垂直に通過し、車両３４の特定の形状寸法に依存させてシャフト５４の上下いずれに配置されてもよい。
【００２６】
図５を参照しながら本発明によるパワートレインの第２の実施の形態を説明する。
【００２７】
図５は、図２乃至図４に関して上述された車両３４のパワートレイン１０に類似するパワートレイン１１０を有する水陸両用車１３４を示している。主な相違点は、エンジン１８、トランスファードライブ３６、及びトランスアクスル駆動装置１１が車両の前部に配置されて前輪１４、１６を駆動することと、任意選択可能なデカプラ５２がプロペラシャフト６８に接続され、後部に取り付けたウォータージェット４０を駆動するセンターベアリング６７を備えたことである。
【００２８】
車両６６の後輪３０、３２は駆動されないが、必要に応じてパワーテークオフ（動力取出し装置）（図示せず）がトランスアクスル駆動装置１１から提供されて、後輪３０、３２を駆動するための更なる差動装置（図示せず）を駆動することができる。
【００２９】
先に述べたように、直列形エンジンと変速機との間にトランスファードライブを使用することにより、変速機がクランクシャフトの軸線に対しはずれることになるので、船舶用推進装置への駆動は車両の前後軸の軸と一直線になるように付与されることができる。これは、水陸両用車の設計上の配置において顕著な利点を有する一方で、従来の直ちに利用可能な直列形エンジン−変速機駆動装置を利用できるようにする。この配置は特に、直列形エンジン及びトランスアクスルパワートレイン装置での使用に適している。
【００３０】
図６は、本発明によるパワートレイン２１０の第３の実施の形態を示す。パワートレイン２１０は、水陸両用車２３４の後部に向けて取り付けられたエンジン１８を有し、車両の前後軸（図示せず）に対しほぼ一致したクランクシャフト（図示せず）を備える。直列形トランスアクスル装置１１はエンジンの背後に設けられ、従来の方法で車両の後輪３０、３２を駆動する。
【００３１】
パワートレイン２１０はさらに、車両の後部に２つの船舶用推進装置４０Ａ、４０Ｂを有する。船舶用推進装置４０Ａ、４０Ｂは、それぞれの中心線が平行であり且つ相対する側で車両の前後軸から相対する側にオフセットする（ずれる）ように配置される。サンドイッチ式パワーテークオフ７０はエンジンとトランスアクスル装置１１の間に設けられ、トランスアクスル装置１１の相対する側辺に沿って作動するシャフト７２、７４を介して船舶用推進装置を駆動する。
【００３２】
パワーテークオフ７０は、エンジン１８のクランクシャフトによって駆動される一対の出力シャフト７５、７６を有し、ギアケース９によって封入される。出力シャフト７５、７６は平行であり且つトランスアクスル１１のいずれかの側面にあって、駆動シャフト７２、７４にそれぞれ連結され、これら駆動シャフトは後方に向かって作動し、それぞれ船舶用推進装置４０Ａ及び４０Ｂに駆動可能に接続される。船舶用推進装置４０Ａ、４０Ｂはここで示したようなウォータージェットでもよく、あるいはスクリュープロペラ、又はその他適切な船舶用推進システムでもよい。
【００３３】
本発明による第４の実施の形態のパワートレイン３１０が図７に示される。パワートレイン３１０は、トランスアクスル装置１１が車両の前輪１４、 １６を駆動するようにエンジン及びトランスアクスルが車両３３４の前方に取り付けられることを除いて図６に示したパワートレイン２１０に類似する。エンジン及びトランスアクスルが車両の前方に向けて取り付けられるので、サンドイッチ式パワーテークオフ７０が、トランスアクスル１１の相対する側辺に沿って作動する、センターベアリング６７’をそれぞれ有する伸張された駆動シャフト７２’、７４’を介して船舶用推進装置４０Ａ、４０Ｂを駆動することが必要である。トランスアクスル１１は、従来の自動車用の方法でアクスルシャフト２６、２８を介して前輪１４、１６へ駆動を伝達する。
【００３４】
第５の実施の形態のパワートレイン４１０が図８に示される。パワートレイン４１０は上述したパワートレイン３１０と類似するが、変速機４１１からスルーシャフト６９、及び任意選択できる中央差動装置３１を介して後部差動装置４２４及び後部アクスルドライブシャフト２７、２９へのパワーテークオフによる後輪３０、３２への駆動を含む。デカプラ（図示せず）を変速機４１１とシャフト６９との間に設け、後輪への駆動を遮断できるようにしてもよい。
【００３５】
第６の実施の形態のパワートレイン５１０が図９に示される。パワートレイン５１０は上述したパワートレイン２１０、３１０と類似し、直列形エンジン１８と変速機１１’を有し、エンジンと変速機の間の駆動ライン上にあるパワーテークオフ７０は車両５３４の後部の一対の船舶用推進装置４０Ａ、４０Ｂを駆動する。船舶用推進装置のそれぞれの中心線は平行であり、車両の前後軸からその相対する側にずらされている。しかしながら、この実施の形態では、エンジンは車両の前方に位置付けされ、一方で変速機１１’は車両の後方に配置されて後輪を駆動する。駆動はプロペラシャフトでもよいシャフト８０によってエンジンから変速機へ伝達される。
【００３６】
図示した実施の形態において、変速機１１’は、ギアボックス２２の出力端に直列且つ後方に配置される一体式差動装置２４を有するトランスアクスルである。この差動装置は従来の方法でアクスルシャフト５８、６０を介して車両の後輪を駆動する。しかしながら、変速機は、差動装置がギアボックス２２の底部に配置される図１乃至図８に示されたタイプのトランスアクスルでもよい。
【００３７】
本発明の最後の実施の形態が図１０に示される。パワートレイン６１０は、水陸両用車６３４の後方に配置される直列形エンジン１８と変速機１１”を有する。エンジン１８と変速機１１”との間にあるパワーテークオフ７０は、変速機の相対する側辺に沿って作動する駆動シャフト７２”、７４”によって一対の船舶用推進装置４０Ａ、４０Ｂを駆動する。これら船舶用推進装置のそれぞれの中心線は平行であり、車両の前後軸からその相対する側にずれている。
【００３８】
変速機１１”の出力８２は変速機の一方の側面に配置され且つ前方に延出してエンジン１８のサンプの一方の側面に隣接して位置付けられる差動装置２４”を駆動する。差動装置２４”は、リレーシャフト８４及びアクスルシャフト６０を介して車両の右側の後輪３０を駆動する。差動装置２４”は、従来の方法で直接的に更なるアクスルシャフト５８を介して左側の後輪３２を駆動する。リレーシャフト８４は、車両の設計に好都合であるように、サンプの下方又はサンプに形成された穴を介してサンプの一方の側に沿って通過してもよい。
【００３９】
必要に応じて、パワートレイン６１０のエンジン、パワーテークオフ、及び変速機は車両の前方に位置付けて、差動装置２４”が車両の前輪を駆動するようにしてもよい。この場合、船舶用推進装置を駆動するシャフト７２”、７４”は、図７の実施の形態に示されたシャフト７２’、７４’と同様の方法で延出させる必要がある。
【００４０】
図６乃至図１０に関して上述されたすべての実施の形態において、２つのオフセット形船舶用推進装置を有するのではなく、パワートレインが車両の後部に１つのウォータージェットを有し、ウォータージェットの中心線を、水陸両用車の中心線と平行に且つその中心線からずらして配置してもよい。
【００４１】
本発明を最も実用的且つ好ましい実施の形態であると考えられるものに関して述べてきたが、本発明はここで説明した装置に限定されず、むしろ発明の精神及び範囲内に含まれる種々の変更及び同等の構造を網羅するように意図されることを理解すべきである。例えば、ウォータージェット装置は、船舶用スクリュープロペラ等のその他適切な船舶用推進手段に置き換えることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来式パワートレインの配置を有する車両の概略平面図である。
【図２】 本発明の第１の実施の形態によるパワートレインを有する水陸両用車の概略平面図である。
【図３】 図２のパワートレインを部分的に切断した側面図である。
【図４】 エンジンの方向に見たときの図２及び図３のパワートレインのトランスファードライブを貫通した断面図である。
【図５】 本発明によるパワートレインの第２の実施の形態を示す、図２に類似した図である。
【図６】 本発明によるパワートレインの第３の実施の形態を示す、図２に類似した図である。
【図７】 本発明によるパワートレインの第４の実施の形態を示す、図２に類似した図である。
【図８】 本発明によるパワートレインの第５の実施の形態を示す、図２に類似した図である。
【図９】 本発明によるパワートレインの第６の実施の形態を示す、図２に類似した図である。
【図１０】 本発明によるパワートレインの第７の実施の形態を示す、図２に類似した図である。

Claims (18)

1. 水陸両用車（３４；１３４；２３４；３３４；４３４；５３４；６３４）のためのパワートレイン（１０；１１０；２１０；３１０；４１０；５１０；６１０）であって、前記パワートレインは、エンジンのクランクシャフト（１９）が車両の前後軸（２０）と略一直線上になるように車両への取り付けに適したエンジン（１８）、変速機（１１；１１’；１１”）、及び前記エンジンと前記変速機との間の駆動ラインに位置付けられたパワーテークオフ（３６；７０）を有し、前記変速機が前記エンジンより後方に位置付けられ、前記パワーテークオフが、変速機に沿って作動するシャフト（５４；６８；７２、７４；７２’、７４’；７２”、７４”）によって水陸両用車の後部に配置される少なくとも１つの船舶用推進装置（４０；４０Ａ、４０Ｂ）を駆動するのに適していることを特徴とする、パワートレイン。
2. トランスファードライブ（３６）がエンジン及び変速機の間に設けられ、エンジンのクランクシャフト（１９）からの駆動を変速機と、船舶用推進手段用の駆動シャフト（５４；６８）とに対し伝達するように用いられ、船舶用推進手段用の駆動シャフトがエンジンのクランクシャフトの軸と一直線に又はほぼ一直線になり、変速機がクランクシャフトに対しオフセットしている、請求項１に記載のパワートレイン。
3. 前記トランスファードライブは、エンジンのクランクシャフトとともに回転するように配置される駆動スプロケット（４２）と、クランクシャフトからオフセットしている従動スプロケット（４６）とを有し、駆動及び従動の両スプロケットは、歯付きベルト又はチェーン（４８）によって駆動可能に相互接続される、請求項２に記載のパワートレイン。
4. 前記駆動スプロケットはエンジンのクランクシャフトに接続される第１のシャフト（４４）に取り付けられ、前記第１のシャフトは船舶用推進装置の駆動シャフトを駆動するように用いられる、請求項３に記載のパワートレイン。
5. 前記第１のシャフトは、デカプラ（５２）によって船舶用推進装置用の駆動シャフトに接続される、請求項４に記載のパワートレイン。
6. 前記従動スプロケットは、変速機に入力を付与する第２のシャフト（５０）を駆動するように配置される、請求項２乃至請求項５のいずれか１つに記載のパワートレイン。
7. 前記第２のシャフトは、フリクションクラッチ（６５）又は流体フライホイール等の駆動連結装置によって変速機の入力シャフトに接続される、請求項６に記載のパワートレイン。
8. 変速機は、クランクシャフトの軸線に軸が略一直線になるように取り付けられ、少なくとも１つの船舶用推進装置（４０Ａ、４０Ｂ）の中心線が車両の前後軸に平行であり、中心線がオフセットされて配置される、請求項１に記載のパワートレイン。
9. パワーテークオフが水陸両用車の後部に配置される２つの船舶用推進装置（４０Ａ、４０Ｂ）を駆動するように用いられ、船舶用推進装置の中心線は平行であり、水陸両用車の前後軸から相対する側にオフセットされて配置される、請求項８に記載のパワートレイン。
10. パワーテークオフが、変速機の相対する側辺に沿って作動するシャフト（７２、７４；７２’、７４’；７２”、７４”）によって船舶用推進装置を駆動するのに用いられる、請求項９に記載のパワートレイン。
11. 前記エンジン及び変速機が、水陸両用車の前方に位置付けられ且つ車両の少なくとも前輪（１４、１６）に対し駆動を付与するように用いられる、請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載のパワートレイン。
12. 前記エンジン及び変速機が、水陸両用車の後方に位置付けられ且つ車両の少なくとも後輪（３０、３２）に対し駆動を付与するように用いられる、請求項１乃至請求項１０のいずれか１つに記載のパワートレイン。
13. 前記エンジンが車両の前方に位置付けられるように用いられ、変速機（１１’）が車両の後方に位置付けられ且つ少なくとも車両の後輪に駆動を付与するように用いられる、請求項１乃至請求項１０のいずれか１つに記載のパワートレイン（４３４）。
14. 前記変速機が一体式ギアボックスと差動装置を有するトランスアクスル装置である、請求項１乃至請求項１３のいずれかに記載のパワートレイン。
15. 前記変速機（１１”）が一方の側面に配置される出力（８２）を有し、エンジンのサンプに隣接して位置付けられる差動装置（２４”）を駆動する、請求項１及び請求項８乃至１２のうちのいずれか１つに記載のパワートレイン。
16. パワートレインが車両の前輪及び後輪の双方に対し駆動を付与することができるように、更なるパワーテークオフが設けられる、請求項１乃至請求項１５のいずれかに記載のパワートレイン。
17. 前記変速機に沿って作動するシャフト（５４；６８；７２、７４；７２’、７４’；７２”、７４”）が、車両の前後軸と略一直線上に又は平行に取り付けられて用いられる、請求項１乃至請求項１６のいずれかに記載のパワートレイン。
18. 請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載されているパワートレイン（１０；１１０；２１０；３１０；４１０；５１０；６１０）を有する車両であることを特徴とする、水陸両用車。

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