JPS6143219B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は車両外へ出て操作する必要性をなくし
たハブクラツチに関する。

四輪駆動車の二輪駆動走行状態においては、非
駆動車輪、例えば、前輪が路面との接触によつて
路面から駆動力を受けることになる。この被駆動
状態では、前輪に付属する各種機構にもその駆動
力が伝えられるため、ベアリングの抵抗やオイル
の撹拌によつて走行能率を低下させたり、駆動軸
や歯車等の無駄な回転をさせて、それらに不必要
な摩耗をもたらすことになる。従つて、それらを
改善するためには、路面から受ける駆動力を車輪
だけにとどめ、それ以降の要素に伝達されるのを
防ぐ装置が必要である。

この種の要求に対して開発されたハブクラツチ
には、例えば次のようなものがある。

第１図は、本出願人によつてすでに出願されて
いるハブクラツチの概略の構成説明図（縦断面
図）である（例えば、実願昭第52−166772号（実
開昭54−91547号公報）参照）。このハブクラツチ
の特徴とするところは、ケース１１０をハブ１１
１に結合するボルト１１２の軸部１１２ａをケー
ス１１０の内周面に露出して設け、そのボルトの
軸部１１２ａにドライブクラツチ１１５に連結自
在なドリブンクラツチ１１３の外周に形成した溝
１１４をすべり自在に係合し、ドリブンクラツチ
の回転をその溝１１４を通じ直接ボルトに伝えこ
のボルト１１２によりハブ１１１に伝えるように
したことにある。従つて、ケース１１０自体にト
ルクの伝達機能を持たせる必要がなく、そのため
ケース１１０を軽合金のように強度が小さい軽量
材料を用いることが可能となり、これによりハブ
クラツチの軽量化ができる。またケース１１０の
内周面にスプラインを形成する必要がないことか
ら、その加工が容易になり、かつドリブンクラツ
チ１１３の内径が大きくとれるので、他の部品類
をその内部に取り付けることが容易となり、ハブ
クラツチの全長を大巾に短縮することができるな
ど種々の効果が得られる。しかしながら、このハ
ブクラツチの欠点は、クラツチの断接、すなわち
４輪駆動から２輪駆動または２輪駆動から４輪駆
動に切換える場合に、運転者が車から降りてノブ
１２０を手で回さなければならないことである。

第２図イおよび第２図ロはそれぞれ米国特許第
2884101号に開示されているホイールハブクラツ
チの縦断面図と横断面図である。このクラツチ
は、ドライブシヤフト２１２に固着され断面が正
多角形の筒状カム（またはスリーブ）２２０と、
このカムの外側に配置される円筒状ケース２２８
（ボルト２７６でハブ部２７１に固着されてい
る）と、カム２２０とケース２２８の間にあつて
リテーナ（またはローラ・ケージ）２２６で等間
隔に位置決めされている複数個のローラ２２４
と、スプリング２３４とで構成されている。リテ
ーナ２２６に時計方向又はその逆方向の外力を与
えない限り、スプリングによつてこの弱い接触状
態が保持され、動力の伝達はされない、セレクト
レバーを二輪から四輪駆動に切換えることによ
り、ドライブシヤフトすなわちカムが回転し、リ
テーナーは付属の摩擦部材が固定系と接触してい
るため回転せず、ローラーがカムとケースの間に
はさみ込まれた形となり、動力が伝達される。セ
レクトレバーを二輪駆動に切換えると、ドライブ
シヤフトは回転しないため、リテーナーはスプリ
ングにより元の位置に戻り、動力の伝達は断たれ
る。このように、このハブクラツチはカムとリテ
ーナの相対的な位置を変えることによつて、ロー
ラをわずかに移動してハブクラツチの切換え操作
をなすようにしているため、ハブクラツチの断接
は容易で確実に行うことができる。

しかしながら、このハブクラツチは、一応オー
トと呼ばれているが、(イ)エンジンブレーキが利か
ない。オフロード走行時にはエンジンブレーキを
利かせるために、運転者が車から降りて手動操作
部（切換えレバー）２７０を回し係合部２２５と
２７１を噛合せドライブシヤフトからの動力をガ
イドロツド２２９を介して直接ハブに伝えロツク
する必要がある（ローラ２２４からは動力伝達し
ない）。(ロ)ロツク機構を含む構造が極めて複雑で
ある。(ハ)耐久性に欠ける。(ニ)重量が重い等の欠点
がある。

また、この他にも特開昭54−42728号に開示さ
れたフリーホイールハブ装置がある。この装置に
おいては、ドライブシヤフトが回転をしたとき、
固定系から抵抗を得る摩擦シユーと、このシユー
に設けられたカム面と係合するカム面をもつたカ
ムリングとの間で、前記抵抗によりスラスト力を
発生し、前記カムリングが軸方向へ移動すること
により皿バネを介してクラツチリングがクラツチ
オン方向へ押圧され、リターンスプリングを圧縮
しながら外スプラインとボデーの内スプラインと
ボデーの内スプラインとがクラツチオン状態を得
る。

つまり、この装置にあつては、カム部自体は皿
バネ１２をたわめるだけに機能している。したが
つて、このような装置にあつてはクラツチリング
の両端にシフトスプリング（皿バネ）とリターン
スプリングを直列に配列しているため、部品点数
が多いだけでなく、軸方向長さを考慮すればクラ
ツチリングの軸方向幅が制約されるためにクラツ
チリング自体が倒れを生じ易くなるためボデーの
内スプライン部との噛合が円滑に行われない恐れ
がある。さらにスプリングは高精度化が困難であ
るため、スプリングによる付勢は不均一加圧にな
りやすく、クラツチリングの倒れを助長する恐れ
があり得る。また、シヤフトとボデーのセンタリ
ング（芯合せ）はシヤフト先端外周の前記スペー
サによつて行われているが、このような位置にス
ペーサを設けることにより、装置全体の軸方向長
さがさらに増大する恐れがある。とくにこの構成
だと少なくとも前記スペーサの外径側位置またボ
デーを突出させる必要があるため、ボデーが大
型、重量化するという問題もある。

本発明は上記の点に鑑み、ハブクラツチの断接
時に運転者が車から降りての切換え操作が不要で
エンジンブレーキ等いかなる方向のトルクも伝達
でき、構成が簡単で軽量、そして、耐久性および
信頼性の点で優れたハブクラツチを提供するもの
である。

上記目的を達成するため、本発明のハブクラツ
チは、ドライブシヤフトの外周に軸心を固定的に
支持されたドライブクラツチと、該ドライブクラ
ツチの外周上に軸方向移動自在にスプライン係合
し外周上に歯形部を有するとともに外周上にピン
が突設されたスライドクラツチと、該スライドク
ラツチの外径側に配設されるとともにハブと一体
化され、該スライドクラツチの軸方向移動によつ
て該スライドクラツチの歯形部と断接される歯形
部を有した筒状のドリブンクラツチと、該ドライ
ブクラツチ外周面によつて摺動的に内周面を支持
されるとともに外周面で前記ドリブンクラツチ内
周と摺動的に接触し、しかもブレーキを介して固
定系軸によつて回転を制動され、さらに前記スラ
イドクラツチのピンが内部へ突出してスライド移
動自在に係合する弓形ガイド溝を軸方向外方へ突
出した張出部に形成したリテーナとを有するよう
にしたものである。

以下図面を参照して本発明について詳しく説明
する。

第３図イは、本発明の一実施例によるハブクラ
ツチの構成説明図で、ハブクラツチ切りの状態を
示す縦断面図である。

ドライブシヤフト５に固定されたドライブクラ
ツチ３は、スライドクラツチ２とスプラインを介
して係合している。スライドクラツチ２は外周面
に歯形部２ｂを有している。ドリブンクラツチ１
は、このスライドクラツチ２の歯車部２ｂと結合
する歯形部１ａをその内周面に有し、その外周部
はボルト１３によつてハブ１２へ固定されてい
る。スライドクラツチ２にはその半径方向に従動
体であるピン２ａが打ち込まれている。４はスナ
ツプリングである。ドライブシヤフト５の外側に
配設された円筒状固定系軸１０上には、リテーナ
６の回転を制動するためのブレーキ８がナツト１
１を介して回転方向にすべり自在に装着されてい
る。７はブレーキ用ガータスプリングである。

第３図イにおいて、リテーナ６と一体構造で右
側へ突出したカム部は、スライドクラツチ２の外
周面から半径方向外側へ所定の間隔をもつて保持
されている。このリテーナ６には、第４図に斜視
図で示すように弓形のカム溝６ａが設けてある。
第４図に示す弓形カム溝６ａは、リテーナ６から
一体的に軸方向外側へ突出した張出部６ｂに形成
されており、その周方向両端の弓幹は軸方向外側
に、中央の弓腹部は軸方向内側にそれぞれ位置
し、それらは周方向に伸びるとともに、それらを
結ぶ部分は傾斜部をなしている。なお弓形ガイド
溝（弓形カム溝）６ａとは、図示のような貫通孔
状のものの他にも、文字通り「溝状」のものを含
むものである。スライドクラツチ２に打ち込まれ
ているピン２ａはこのカム溝を移動する構成にな
つている。第３図イに示すハブクラツチ切りの状
態では、ピン２ａは第４図に示すＡの位置にあ
る。この状態でスライドクラツチ２は、その軸方
向移動路の最右軸方向外側端に位置し、従つてド
リブンクラツチ１の歯形部１ａと係合していな
い。ドライブシヤフト５およびドライブクラツチ
３の回転と共に回転するスライドクラツチ２は、
その回転に伴いピン２ａが第４図に示すＡの位置
からＢまたはB′の位置へ移動するため、そのピン
２ａによつて軸方向左側へ移動されて、その歯形
部２ｂがドリブンクラツチ１の歯形部１ａと係合
する構成になつている。４，９および１４はスナ
ツプリングである。

カム溝６ａを移動するピン２ａによつて左方向
（クラツチオン側）へ押しやられたスライドクラ
ツチ２の歯形部２ｂは、その外周部に配置されて
いるドリブンクラツチの歯形部１ａと噛み合うこ
とになる。ピン２ａが第４図に示すＢまたはB′の
位置にきた時、すなわちハブクラツチの完全入り
の状態を示したのが第３図ロである。この時、図
面に示すように、スライドクラツチ２の歯形部２
ｂはドリブンクラツチ１の歯形部１ａと完全に噛
み合つている。これによりハブクラツチ入り、す
なわち四輪駆動が提供される。

第５図は、本発明によるハブクラツチのもう１
つの実施態様を示すものであつて、第４図に示す
弓形カム溝の向きを逆にした場合、すなわちカム
溝の弓腹部を外向きにした場合のハブクラツチの
構成説明図である。この場合には、スライドクラ
ツチ２が、左に移動した時にドリブンクラツチ１
とが噛合が断たれてハブクラツチの切れが提供さ
れ、右に移動した時にドリブンクラツチ１と噛み
合つてハブクラツチ入りが提供される。

上記構成をなすハブクラツチにおける動作につ
いて以下に説明する。

(1) 四輪駆動に切換えた場合 運転席の適当な場所に配設した切換えレバー
（図示せず）を操作することによつて四輪駆動に
切換えた場合、ドライブシヤフト５に回転を与え
るとドライブクラツチ３とスライドクラツチ２は
ドライブシヤフト５と共に回転する。一方、リテ
ーナ６はブレーキ８の作用によつて回転が抑制さ
れている。このため、リテーナ６とスライドクラ
ツチ２の間には相対的な回転が生じ、弓形カム６
ａの働きによりスライドクラツチ２に打ち込まれ
たピン２ａは第４図に示すＡの位置からＢまたは
B′の位置へ移動する。すなわち、スライドクラツ
チ２が左側へ移動する。このため、ドライブシヤ
フト５とドリブンクラツチ１が結合されて四輪駆
動が得られる。

(2) 二輪駆動に切換えた場合 前記切換えレバーの操作によつて、四輪駆動か
ら二輪駆動に切換えた場合、先づドライブシヤフ
ト５への動力を断ち、ドリブンクラツチ１を今ま
でと逆方向へ回転させる（この操作は、駆動輪に
より今までの車の進行方向とは逆方向に少し車を
動かすことによつて達せられる）。スライドクラ
ツチ２とドライブシヤフト５はドリブンクラツチ
１により回転されるが、リテーナ６はブレーキ８
の抵抗により回転しない。このため、前記四輪駆
動に切換えた場合におけるようにリテーナ６とス
ライドクラツチ間に相対的な回転が生じ、弓形カ
ム６ａの作用によりピン２ａは第４図に示すＢま
たはB′の位置からＡの位置へ移動する。従つて、
スライドクラツチ２は軸方向右側へ移動し、ドリ
ブンクラツチ１との噛合が外れ、ドライブシヤフ
ト５は停止し、ドリブンクラツチ１のみが空転し
二輪駆動が得られる。

また、第５図に示すようにリテーナ６のカム溝
６ａが、その弓腹部を右側へ向けた構成の場合に
は、前述とは逆となり、スライドクラツチ２が、
左に移動した時にハブクラツチの切れ、従つて二
輪駆動、右に移動した時にハブクラツチの入り、
従つて四輪駆動が得られる。

以上のように本発明は、ドライブシヤフトとド
リブンクラツチの間にあつて、ブレーキと連動す
る弓形カムにより軸方向に移動するスライドクラ
ツチを設け、このスライドクラツチの移動により
ドリブンクラツチとの断接を行なうようにしたの
で、四輪駆動と二輪駆動の切換え時、すなわちハ
ブクラツチの断接時に、運転者が車を降りての切
換え操作が不要であり、エンジンブレーキ等いか
なる方向のトルクも伝達でき、構成を簡単なもの
にできる。また、操作の信頼性および耐久性の点
においても優れている。

また、本発明のハブクラツチは、前記特開昭54
−42728号公報記載のフリーホイールハブ装置と
比較した場合、次の各点において優れている。

(a) 前記公報記載の装置のカム部（カムリングと
摩擦シユーのカム面から成る）は皿バネ（シフ
トスプリング）をたわめるために役立つている
のに対し、本発明のハブクラツチは弓形ガイド
溝（貫通孔である場合を含む）内にピン２ａを
突出係合させて、該弓形ガイド溝（カム部）に
よりスライドクラツチ２を直接的に軸方向へ移
動させてクラツチオン・オフさせるように構成
されている。従つて引例のごとくクラツチリン
グの両側にシフトおよびリターンスプリングを
配する必要はなく、２つのスプリングを省略可
能とした点に大きな利点を有する。また、両ス
プリングを省略したことにより、スライドクラ
ツチ２の軸長を十分に確保することができ、そ
の結果としてスライドクラツチの倒れを防止し
クラツチ作動を良好にできる。

(b) 前記公報記載の装置はクラツチリングの軸方
向両端にシフトスプリングとリターンスプリン
グが配設されているため、クラツチリングへの
加圧が不均一となりやすくクラツチリングの軸
方向移動時に倒れが生じ易くなる。クラツチリ
ングの倒れは、噛合時における噛合と噛合解除
に対する支障となる。これに対して本発明のハ
ブクラツチでは、スライドクラツチ２の軸方向
移動（クラツチオンオフ）は専ら弓形ガイド溝
（弓形カム溝）によつてピン２ａを案内するこ
とによつて実現されるため、シフト及びリター
ンスプリングが一切不要となり、その分だけス
ライドクラツチ２の軸方向長さを大きくでき
る。このため、スライドクラツチの倒れが防止
され、クラツチオンオフ時に噛合不良、離脱不
良を解消できる。

(c) 上記公報記載のものにあつては各部材のセン
タリング（芯合せ）をドライブシヤフト先端の
スペーサを用いて行つているので、その分、部
品数が多くなるとともに、スペーサの外径側に
までボデーを延在させることが必要となるの
で、その分だけボデーが大型・重量化して軸方
向突出量も大となる恐れがある。これに対し
て、本発明にあつては、各部品のセンタリング
はリテーナ６（軸方向へは動かない）を介して
行われていると同時に、リテーナ６は前記公報
のスペーサとカムリングを兼ねているため、ド
リブンクラツチ１の小型・軽量化及び軸方向長
さの短縮化と、部品点数の低減による低コスト
化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のハブクラツチの構成説明図、
第２図イは、従来の別のハブクラツチの縦断面
図、第２図ロは第２図イに示すＡ−Ａ矢印につい
ての横断面図、第３図イは、本発明の一実施例に
よるハブクラツチ切れの状態を示す縦断面略図、
第３図ロは、第３図イに示すハブクラツチ入りの
状態を示す縦断面図、第４図は、第３図イ，ロに
示すカムの斜視図、第５図は本発明による別実施
例によるカムの斜視図である。 １……ドリブンクラツチ、２……スライドクラ
ツチ、３……ドライブクラツチ、４，９，１４…
…スナツプリング、５……ドライブシヤフト、６
……リテーナ（カム）、７……ブレーキ用ガータ
ースプリング、８……ブレーキシユー、１０……
固定系軸、１１……ナツト、１２……ハブ、１３
……ボルト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ドライブシヤフトの外周に軸心を固定的に支
   持されたドライブクラツチと、 該ドライブクラツチの外周上に軸方向移動自在
   にスプライン係合し外周上に歯形部を有するとと
   もに外周上にピンが突設されたスライドクラツチ
   と、 該スライドクラツチの外径側に配設されるとと
   もにハブと一体化され、該スライドクラツチの軸
   方向移動によつて該スライドクラツチの歯形部と
   断接される歯形部を有した筒状のドリブンクラツ
   チと、 該ドライブクラツチ外周面によつて摺動的に内
   周面を支持されるとともに外周面で前記ドリブン
   クラツチ内周と摺動的に接触し、しかもブレーキ
   を介して固定系軸によつて回転を制動され、さら
   に前記スライドクラツチのピンが内部へ突出して
   スライド移動自在に係合する弓形ガイド溝を軸方
   向外方へ突出した張出部に形成したリテーナとを
   有することを特徴とするハブクラツチ。