JP2001018678A - ハブクラッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気回路のエアギャップを狭くし、安定させ
て、小型の電磁石で操作レスポンスを向上させ、動作と
性能を安定させる。 【解決手段】 車輪側のハウジング７と、駆動車軸４１
５に連結されたドライブギヤ３と、ハウジング７とギヤ
３を連結する連結位置と、連結を解除する連結解除位置
とに移動可能なスライドギヤ９と、ギヤ９を移動操作す
る操作手段とを備え、この操作手段が、電磁石１１と、
ア−マチャ１３と、ア−マチャ１３を介してギヤ９を連
結解除位置に押圧する付勢手段１５と、付勢手段１５の
付勢力を電磁石１１がキャンセルするとギヤ９を連結位
置に移動させる付勢手段１７とから構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、４輪駆動車におい
て駆動車軸と車輪間の断続を行うハブクラッチに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のハブクラッチの構造としては、例
えば、特公平２−１９０１０号公報に図６のようなハブ
クラッチ５０１が記載されており、特公昭６２−４６３
７９号公報には図７のようなハブクラッチ６０１が記載
されている。

【０００３】図６のハブクラッチ５０１は、エンジンの
駆動力によって回転する駆動車軸５０３、駆動車軸５０
３に連結され噛み合い歯５０５を持ったドライブギヤ５
０７、車輪が固定されている車輪ハブ５０９、車輪ハブ
５０９にボルト５１１で固定されたハウジング５１３、
ハウジング５１３に固定された電磁石５１５、スプライ
ン部５１７によってハウジング５１３に軸方向移動可能
に連結されると共に、ドライブギヤ５０７の噛み合い歯
５０５と係脱可能な噛み合い歯５１９を持ったスライド
ギヤ５２１、このスライドギヤ５２１をドライブギヤ５
０７との噛み合いが解除される位置に付勢するリタ−ン
スプリング５２３などから構成されている。

【０００４】車輪ハブ５０９とハウジング５１３とスラ
イドギヤ５２１は磁性材料製であり、電磁石５１５の磁
気回路を構成している。回転側のハウジング５１３に固
定された電磁石５１５にはスリップリングを介して電力
が送られ、スライドギヤ５２１がア−マチャになる。
又、ドライブギヤ５０７は非磁性材料製であり、磁気回
路からの磁気の漏洩を防止している。

【０００５】ハブクラッチ５０１は４輪駆動車が２輪駆
動走行する際に切り離される車輪側に配置されている。
トランスファには、ハブクラッチ５０１側の動力伝達系
とトランスファとを係脱する２−４切り換え機構が設け
られており、この２−４切り換え機構は、ハブクラッチ
５０１を連結するときに連結され、ハブクラッチ５０１
の連結を解除するときに連結を解除される。

【０００６】電磁石５１５を励磁すると、磁気回路に磁
力ル−プ５２５が形成され、リタ−ンスプリング５２３
を撓めながらスライドギヤ５２１を吸引し、吸引された
スライドギヤ５２１はドライブギヤ５０７と噛み合っ
て、ハブクラッチ５０１が連結される。

【０００７】ハブクラッチ５０１が連結されると、エン
ジンの駆動力がハブクラッチ５０１側の車輪に伝達され
て車両は４輪駆動状態になり、悪路などでの走破性や脱
出性が向上するのに加え、電磁石５１５の励磁を停止す
ると、リタ−ンスプリング５２３の付勢力によってスラ
イドギヤ５２１が元の位置に戻り、ドライブギヤ５０７
との噛み合いが解除され、ハブクラッチ５０１の連結が
解除されて、車両は２輪駆動状態になり、エンジンの燃
費が向上することができる。

【０００８】図７のハブクラッチ６０１は、エンジンの
駆動力によって回転する駆動車軸６０３、車輪が固定さ
れている車輪ハブ６０５、車輪ハブ６０５にボルト６０
７で固定されると共に、内周に噛み合い歯６０９が形成
されたハウジング６１１、駆動車軸６０３に連結された
ドライブギヤ６１３、車体側のスピンドル６１５に固定
された電磁石６１７、ドライブギヤ６１３と軸方向移動
可能に噛み合いながら、ハウジング６１１の噛み合い歯
６０９と係脱可能な噛み合い歯６１９を持ったスライド
ギヤ６２１、このスライドギヤ６２１をドライブギヤ６
１３との噛み合いが解除される位置（図７の上半部）に
付勢するリタ−ンスプリング６２３、電磁石６１７の励
磁と励磁停止とを行うコントロ−ラ６２５などから構成
されている。

【０００９】また、車輪ハブ６０５とハウジング６１１
とスライドギヤ６２１は磁性材料製であって電磁石６１
７の磁気回路を構成し、スライドギヤ６２１がア−マチ
ャになる。又、ドライブギヤ６１３は非磁性材料製であ
り、磁気回路からの磁気の漏洩を防止している。

【００１０】ハブクラッチ６０１は４輪駆動車が２輪駆
動走行する際に切り離される車輪側に配置されており、
そのトランスファには、コントロ−ラ６２５により、ハ
ブクラッチ６０１の連結と連結解除に連動して連結さ
れ、連結を解除される２−４切り換え機構が設けられて
いる。

【００１１】電磁石６１７を励磁すると、磁気回路に磁
力ル−プ６２７が形成され、リタ−ンスプリング６２３
を撓めながらスライドギヤ６２１を、図７の下半部の位
置に吸引し、吸引されたスライドギヤ６２１はドライブ
ギヤ６１３と噛み合って、ハブクラッチ６０１が連結さ
れ、該ハブクラッチ６０１が連結されると車両は４輪駆
動状態になる。

【００１２】また、電磁石６１７の励磁を停止すると、
スライドギヤ６２１がリタ−ンスプリング６２３の付勢
力によって、図７の上半部の位置に戻り、ドライブギヤ
６１３との噛み合いが解除されてハブクラッチ６０１の
連結が解除され、車両は２輪駆動状態になる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の構造によれ
ば、ハブクラッチ５０１、６０１では、スライドギヤ５
２１、６２１が電磁石５１５、６１７のア−マチャにな
っており、これらは磁気回路の一部を構成するエアギャ
ップ５２７、６２９（空気の層）を介して電磁石５１
５、６１７に吸引されている。

【００１４】ところが、スライドギヤ５２１、６２１は
連結位置と連結解除位置との間を大きく移動するから、
これらが連結解除位置にあるときは、エアギャップ５２
７、６２９が最も広くなる。

【００１５】しかも、周知のように、空気層は磁気抵抗
が極めて大きいから、電磁石５１５、６１７は磁気抵抗
の大きいエアギャップ５２７、６２９を介してスライド
ギヤ５２１、６２１を吸引しなければならず、吸引力が
不足して、操作に対するレスポンスがそれだけ遅くな
り、動作が不安定になり、性能が低下してしまう。

【００１６】また、このように電磁石５１５、６１７の
吸引力が不足すると、スライドギヤ５２１の噛み合い歯
５１９がドライブギヤ５０７の噛み合い歯５０５と噛み
合うとき、あるいは、スライドギヤ６２１の噛み合い歯
６１９がハウジング６１１の噛み合い歯６０９と噛み合
うときに生じるラチェッティングが甚だしくなり易い。

【００１７】その上、ハブクラッチ５０１、６０１には
各噛み合い歯５０５、５１９、６０９、６１９の噛み合
いを促進し、円滑に噛み合わせる待ち機構がないからラ
チェッティングが収束しにくい。

【００１８】このようなラチェッティングによってスラ
イドギヤ５２１、６２１が細かく動き、これに伴ってエ
アギャップ５２７、６２９が変動するから、動作が更に
不安定になってしまう。

【００１９】また、ラチェッティングによって騒音が発
生する上に、噛み合い歯５０５、５１９、６０９、６１
９の耐久性が低下し、あるいは、破損する恐れもある。

【００２０】一方、スライドギヤ５２１の噛み合い歯５
１９とドライブギヤ５０７の噛み合い歯５０５、及び、
スライドギヤ６２１の噛み合い歯６１９とハウジング６
１１の噛み合い歯６０９は、いずれも、歯丈が径方向
（歯幅が軸方向）に形成されているから、大きな噛み合
い強度を得るには噛み合い部に軸方向の充分な噛み合い
幅が必要である。

【００２１】従って、各スライドギヤ５２１、６２１は
連結解除位置と連結位置の間で移動する距離が長くな
り、それだけエアギャップ５２７、６２９が広くなるか
ら、電磁石５１５、６１７の吸引力が低下してレスポン
スが更に遅くなり、ラチェッティングが大きくなって動
作が不安定になり、性能が低下する。

【００２２】しかし、このようなことを改善するため
に、電磁石５１５、６１７を大型にすると、ハブクラッ
チ５０１、６０１が大型になって車載性が低下すると共
に、電力消費が大きくなって車載バッテリの負担が増
え、エンジンの燃費が低下する。

【００２３】また、ハブクラッチ５０１、６０１が連結
された状態では、噛み合い歯５０５、５１９、６０９、
６１９にトルクが掛かり、生じた摩擦抵抗によってこれ
らの噛み合いが解除されにくくなり、連結解除のレスポ
ンスが遅くなる。

【００２４】しかし、これを改善するためにリタ−ンス
プリング５２３、６２３の付勢力を強くすると、これに
応じて電磁石５１５、６１７を大型にしなければならな
くなってしまう。

【００２５】そこで、この発明は、磁気回路のエアギャ
ップを狭くし変動を防止して、小型の電磁石でも速い操
作レスポンスが得られ、動作と性能が安定し、車載性が
向上するハブクラッチの提供を目的とする。

【００２６】

【課題を解決するための手段】請求項１のハブクラッチ
は、車輪側に連結されたハウジングと、エンジンの駆動
力によって回転する駆動車軸と、ハウジングと駆動車軸
との間にそれぞれ噛み合い部を有し、噛み合いによって
これらを連結する連結位置と、噛み合い解除によってこ
の連結を解除する連結解除位置とに移動可能なスライド
ギヤと、このスライドギヤを前記両位置に移動操作する
操作手段とを備え、この操作手段が、電磁石及びア−マ
チャと、このア−マチャを介してスライドギヤを両位置
の一方に押圧する第１の付勢手段と、第１の付勢手段よ
り小さい付勢力でスライドギヤを両位置の他方に押圧す
る第２の付勢手段とからなり、電磁石がア−マチャを移
動操作し第１付勢手段を撓めてスライドギヤの押圧を停
止させると、第２付勢手段がスライドギヤを両位置の他
方に移動させ、電磁石によるア−マチャの移動操作を停
止すると、第１付勢手段が第２付勢手段を撓めながらア
−マチャを介してスライドギヤを両位置の一方に移動さ
せることを特徴とする。

【００２７】このように、電磁石がア−マチャを吸引す
ると、このア−マチャの移動によって第１付勢手段が撓
み、スライドギヤの押圧力がキャンセルされ、第２付勢
手段がスライドギヤを移動させる。又、電磁石の励磁を
停止すると、第２付勢手段より付勢力の大きい第１付勢
手段がア−マチャを介してスライドギヤを反対方向に移
動させる。

【００２８】そこで、第２付勢手段によってスライドギ
ヤが連結位置に移動するように構成すれば、電磁石を励
磁するとハブクラッチが連結され、励磁を停止すると連
結が解除される。（正作動）

【００２９】一方、第１付勢手段によってスライドギヤ
が連結位置に移動するように構成すれば、電磁石を励磁
するとハブクラッチの連結が解除され、励磁を停止する
と連結される。（負作動）

【００３０】このように、正作動と負作動の両方を任意
に選ぶことができる。

【００３１】正作動を選べば、４輪駆動車において走行
時間の大部分を占める２輪駆動状態で電磁石の励磁を停
止することができるから、それだけ車載バッテリの負担
が低減され、エンジンの燃費が向上する。

【００３２】また、請求項１のハブクラッチは、スライ
ドギヤとア−マチャとを別体にしたから、従来例と異な
って、ア−マチャと電磁石とのエアギャップ（ア−マチ
ャの位置）は、スライドギヤのラチェッティングの影響
を受けない。

【００３３】従って、スライドギヤにラチェッティング
が生じても、エアギャップが変動することはないから、
ハブクラッチの動作が安定し、性能が向上する。

【００３４】しかも、スライドギヤを連結位置に付勢力
する付勢部材が待ち機構になるから、噛み合いが促進さ
れ、噛み合いが円滑に行われる。

【００３５】従って、ラチェッティングが収束し易く、
騒音が軽減される上に、噛み合い歯の耐久性が向上す
る。

【００３６】さらに、ラチェッティングを軽減するため
に、電磁石を大型にする必要がなくなるから、これに伴
うハブクラッチの大型化、車載性の低下、車載バッテリ
の負担増加、エンジン燃費の低下などが防止される。

【００３７】請求項２のハブクラッチは、車輪側に連結
されたハウジングと、エンジンの駆動力によって回転す
る駆動車軸と、ハウジングと駆動車軸の一方に移動可能
に連結されると共に、ハウジングと駆動車軸の他方と間
に係脱可能な噛み合い部を有し、噛み合いによってこれ
らを連結する連結位置と、噛み合い解除によってこの連
結を解除する連結解除位置とに移動可能な磁性部材のス
ライドギヤと、磁気回路を介してこのスライドギヤを前
記両位置の一方に移動操作する電磁石と、スライドギヤ
を前記両位置の他方に付勢する付勢手段とを備え、係脱
可能な前記の噛み合い部が、係脱方向に歯丈が形成され
た噛み合い部であると共に、前記磁気回路の一部を構成
していることを特徴とする。

【００３８】電磁石を励磁すると、付勢手段が撓んでス
ライドギヤが一方向に移動し、励磁を停止すると、付勢
手段の付勢力によってスライドギヤが他方向に移動す
る。

【００３９】そこで、付勢手段によってスライドギヤが
連結解除位置に移動するように構成すれば、ハブクラッ
チは、電磁石を励磁すると連結され、励磁を停止すると
連結が解除される。（正作動）

【００４０】一方、付勢手段によってスライドギヤが連
結位置に移動するように構成すれば、ハブクラッチは、
電磁石を励磁すると連結が解除され、励磁を停止すると
連結される。（負作動）

【００４１】このように、正作動と負作動の両方を任意
に選ぶことができる。

【００４２】正作動を選べば、車載バッテリの負担が低
減され、エンジンの燃費が向上する。

【００４３】また、請求項２のハブクラッチは、噛み合
い部を、係脱方向に歯丈が形成された噛み合い歯で構成
すると共に、この噛み合い部を磁気回路の一部にした。

【００４４】従って、この噛み合い部が噛み合っていな
いとき、各噛み合い歯の間に形成される隙間が磁気回路
のエアギャップになる。

【００４５】係脱方向（軸方向）に噛み合い歯（歯丈）
が形成された噛み合い部は、歯丈が径方向に形成された
従来例と異なって、噛み合い歯が僅かに移動するだけで
互いの噛み合いが完了し、充分な噛み合い強度が得られ
る。

【００４６】従って、スライドギヤは連結解除位置と連
結位置の間の移動距離が極めて短くなり、それだけエア
ギャップが狭くなるから、磁気回路の磁気抵抗が大幅に
低減される。

【００４７】従って、電磁石は充分な吸引力が得られる
から、ハブクラッチは、操作に対するレスポンスが極め
て速くなり、動作が安定し、性能が大きく向上する。

【００４８】しかも、この充分な吸引力によってスライ
ドギヤのラチェッティングも迅速に収束するから、更
に、レスポンスが速くなり、動作が安定し、性能が向上
する。

【００４９】さらに、ラチェッティングによる騒音が軽
減され、噛み合い歯の耐久性が向上するのに加えて、電
磁石を大型にする必要がなくなるから、これに伴うハブ
クラッチの大型化、車載性の低下、車載バッテリの負担
増加、エンジン燃費の低下などが防止される。

【００５０】請求項３の発明は、請求項２に記載のハブ
クラッチであって、係脱可能な噛み合い部の噛み合い歯
に、トルクを受けたとき、噛み合い解除方向のカム力を
スライドギヤに与えるカム角を形成したことを特徴と
し、請求項２の構成と同等の効果を得る。

【００５１】これに加えて、噛み合い歯に与えたカム角
によって噛み合い解除方向の力が得られるから、ハブク
ラッチが連結された状態で、噛み合い部に摩擦抵抗が生
じても、噛み合いが解除され易くなり、連結解除のレス
ポンスが改善される。

【００５２】また、連結解除のレスポンスを改善するた
めに、付勢手段の付勢力を強くする必要がなく、これに
応じて電磁石を大型にする必要がないから、電磁石を大
型にすることによる、上記のような問題が生じない。

【００５３】

【発明の実施の形態】図１と図５によって本発明の第１
実施形態（ハブクラッチ１）を説明する。

【００５４】ハブクラッチ１は請求項１の特徴を備えて
いる。図１はハブクラッチ１を示し、図５は各実施形態
のハブクラッチが用いられた４輪駆動車の動力系を示
す。なお、左右の方向はこの車両及び図１での左右の方
向である。また、符号を与えていない部材等は図示され
ていない。

【００５５】図５の動力系は、エンジン４０１、トラン
スミッション４０３、トランスファ４０５、トランスフ
ァ４０５内に設けられた２−４切り換え機構４０７、前
輪側のプロペラシャフト４０９、フロントデフ４１１
（エンジン４０１の駆動力を左右の前輪に配分するデフ
ァレンシャル装置）、前車軸４１３、４１５、実施例の
ハブクラッチ１、１、左右の前輪４１７、４１９、後輪
側のプロペラシャフト４２１、リヤデフ４２３（エンジ
ン４０１の駆動力を左右の後輪に配分するデファレンシ
ャル装置）、後車軸４２５、４２７、左右の後輪４２
９、４３１などから構成されている。

【００５６】２−４切り換え機構４０７はトランスファ
４０５と前輪４１７、４１９側の動力伝達系を切り離
す。又、各ハブクラッチ１は２−４切り換え機構４０７
と連動して連結され、連結を解除される。

【００５７】エンジン４０１の駆動力はトランスミッシ
ョン４０３からトランスファ４０５とプロペラシャフト
４２１とを介してリヤデフ４２３に伝達され、左右の後
輪４２９、４３１に分配される。

【００５８】前記２−４切り換え機構４０７と左右のハ
ブクラッチ１が連結されていると、エンジン４０１の駆
動力は２−４切り換え機構４０７からプロペラシャフト
４０９を介してフロントデフ４１１に伝達され、ハブク
ラッチ１、１を介して左右の前輪４１７、４１９に分配
される。

【００５９】こうして、車両は４輪駆動状態になり、悪
路の走破性や脱出性が向上する。

【００６０】一方、２−４切り換え機構４０７と左右の
ハブクラッチ１の連結をそれぞれ解除すると、前輪４１
７、４１９側が切り離されて車両は２輪駆動状態にな
る。

【００６１】さらに、ハブクラッチ１、１の連結解除に
よって、２−４切り換え機構４０７から各ハブクラッチ
１までの前輪側動力伝達系は、エンジン４０１の回転
と、前輪４１７、４１９の連れ回りの両方から遮断され
て回転が停止し、振動、騒音、磨耗などが防止される。

【００６２】以下、右前輪４１９側のハブクラッチ１を
例にして説明をする。

【００６３】ハブクラッチ１は、ドライブギヤ３、車輪
ハブ５、ハウジング７、スライドギヤ９、電磁石１１、
ア−マチャ１３、リタ−ンスプリング１５（第１の付勢
手段）、シフトスプリング１７（第２の付勢手段）、コ
ントロ−ラなどから構成されている。

【００６４】ドライブギヤ３は、右前車軸４１５（駆動
車軸）の先端部にスプライン連結され、スナップリング
によって位置決めされており、ドライブギヤ３の外周に
は噛み合い歯１９が形成されている。

【００６５】前車軸４１５は車体側の中空スピンドル２
１を貫通しており、滑り軸受けを介してスピンドル２１
に支承されている。

【００６６】車輪ハブ５は、スラストベアリング２３に
よってスピンドル２１の外周に支承されている。このス
ラストベアリング２３は、ワッシャ２５を介してロック
ナット２７に押圧され、余分なガタを無くし、センタリ
ングされている。

【００６７】前記車輪ハブ５には右前輪４１９が固定さ
れている。

【００６８】ハウジング７と車輪ハブ５は、プレ−ト２
９を挟みボルト３１によって互いに固定されている。固
定される前、車輪ハブ５とハウジング７はノックピン３
３によってセンタリングされる。

【００６９】ハウジング７の内周には、噛み合い歯３５
が形成されており、スライドギヤ９は、外周の噛み合い
歯３７によってこの噛み合い歯３５に移動自在に連結さ
れている。

【００７０】また、前記スライドギヤ９の内周には、噛
み合い歯３９が形成されており、この噛み合い歯３９は
ドライブギヤ３の噛み合い歯１９と係脱可能である。

【００７１】ドライブギヤ３の先端部には支持リング４
０が圧入されている。この支持リング４０とハウジング
７との間にはボ−ルベアリング４１が配置されており、
ドライブギヤ３とハウジング７とをセンタリングするこ
とによって、ドライブギヤ３とスライドギヤ９の各噛み
合い歯１９、３９が円滑に係脱できるようにされてい
る。

【００７２】電磁石１１のコア４３は、支持部材４５を
介してスピンドル２１に固定されている。

【００７３】スピンドル２１には２本の溝４７が設けら
れており、各溝４７には薄い銅板４９（導通板）が通っ
ている。電磁石１１のコイル５１はこれらの銅板４９を
介して車載のバッテリに接続されている。

【００７４】ア−マチャ１３には凹部５３が設けられて
おり、電磁石１１のコア４３はこの凹部５３に貫入する
ように配置されている。

【００７５】ア−マチャ１３とコア４３との間には、エ
アギャップ５５が形成されている。

【００７６】リタ−ンスプリング１５は、ア−マチャ１
３に固定されたリテ−ナ５７とプレ−ト２９との間に配
置されている。リタ−ンスプリング１５はシフトスプリ
ング１７より付勢力が強くされており、他に力が働かな
いときは、シフトスプリング１７を撓め、ア−マチャ１
３（リテ−ナ５７）を介してスライドギヤ９を、図１の
下半部に示す連結解除位置に移動させる。

【００７７】スライドギヤ９がこの連結解除位置まで移
動すると、その噛み合い歯３９とドライブギヤ３の噛み
合い歯１９との噛み合いが解除され、ハブクラッチ１の
連結が解除される。

【００７８】シフトスプリング１７は、スライドギヤ９
とハウジング７との間に配置されている。リタ−ンスプ
リング１５より付勢力の弱いシフトスプリング１７は、
リタ−ンスプリング１５の付勢力がキャンセルされる
と、スライドギヤ９を、図１の上半部に示す連結位置に
移動させる。

【００７９】スライドギヤ９がこの連結位置に移動する
と、その噛み合い歯３９がドライブギヤ３の噛み合い歯
１９と噛み合って、ハブクラッチ１が連結される。

【００８０】コントロ−ラは、２−４切り換え機構４０
７の連結に連動して電磁石１１を励磁し、２−４切り換
え機構４０７の連結解除に連動して電磁石１１の励磁を
停止する。

【００８１】該電磁石１１を励磁すると、磁力ル−プ５
９が形成されてア−マチャ１３が吸引され、ア−マチャ
１３が吸引されるとリタ−ンスプリング１５が撓んで付
勢力がキャンセルされ、上記のように、シフトスプリン
グ１７によってスライドギヤ９が連結位置に移動し、ハ
ブクラッチ１が連結される。

【００８２】このとき、スライドギヤ９の噛み合い歯３
９とドライブギヤ３の噛み合い歯１９とを噛み合わせよ
うとするシフトスプリング１７が待ち機構になり、これ
らの噛み合わせが促進されるから、スライドギヤ９（各
噛み合い歯１９、３９）のラチェッティングが迅速に収
束する。

【００８３】前記ハブクラッチ１が連結されると、車両
は４輪駆動状態になる。

【００８４】一方、電磁石１１の励磁を停止すると、上
記のように、スライドギヤ９がリタ−ンスプリング１５
によって連結解除位置に移動し、ハブクラッチ１の連結
が解除され、ハブクラッチ１の連結が解除されると、車
両は２輪駆動状態になる。

【００８５】このように、正作動構成のハブクラッチ１
は、４輪駆動車において走行時間の大部分を占める２輪
駆動状態で電磁石１１の励磁を停止することができるか
ら、車載バッテリの負担が大幅に低減され、エンジン４
０１の燃費が向上する。

【００８６】なお、例えば、図１の下半部の状態で、ス
ライドギヤ９の噛み合い歯３９をドライブギヤ３の噛み
合い歯１９の左側に形成すれば、ハブクラッチ１とは反
対に、電磁石１１を励磁するとハブクラッチの連結が解
除され、励磁を停止すると連結される負作動構成にする
ことができる。

【００８７】また、２−４切り換え機構４０７によって
後輪４２９、４３１側の動力伝達系を切り離すように構
成すれば、ハブクラッチ１を後車軸４２５、４２７と後
輪４２９、４３１との間にそれぞれ配置してもよい。

【００８８】こうして、第１実施形態のハブクラッチ１
が構成されている。

【００８９】ハブクラッチ１は、スライドギヤ９とア−
マチャ１３とを別体にし、リタ−ンスプリング１５がア
−マチャ１３を介してスライドギヤ９を連結解除位置に
付勢し、電磁石１１がリタ−ンスプリング１５の付勢力
をキャンセルすると、シフトスプリング１７がスライド
ギヤ９を連結位置に移動させるように構成したから、従
来例と異なって、ア−マチャ１３と電磁石１１とのエア
ギャップ５５（ア−マチャ１３の位置）は、スライドギ
ヤ９のラチェッティングの影響を受けない。

【００９０】従って、スライドギヤ９にラチェッティン
グが生じても、エアギャップ５５が変動することはない
から、ハブクラッチ１は動作が安定し、性能が向上す
る。

【００９１】しかも、上記のように、シフトスプリング
１７が待ち機構になり、スライドギヤ９のラチェッティ
ングを迅速に収束させるから、騒音が軽減される上に、
噛み合い歯１９、３９の耐久性が向上する。

【００９２】これにより、ラチェッティングを軽減する
ために、電磁石１１を大型にする必要がなくなるから、
これに伴うハブクラッチ１の大型化、車載性の低下、車
載バッテリの負担増加、エンジン燃費の低下などが防止
される。

【００９３】また、電磁石１１が車体側のスピンドル２
１に固定されているから、バッテリと接続するためのス
リップリングやブラシのような摺動部と消耗部材が不要
である。

【００９４】従って、電磁石１１への電力供給が安定す
ることにより、ハブクラッチ１は動作と性能が更に安定
すると共に、高い耐久性が得られる。

【００９５】次に、図２と図５によって本発明の第２実
施形態（ハブクラッチ１０１）を説明する。

【００９６】ハブクラッチ１０１は請求項１の特徴を備
えており、図２はハブクラッチ１０１を示す。なお、左
右の方向は図５の車両及び図２での左右の方向であり、
符号を与えていない部材等は図示されていない。

【００９７】なお、図２及びハブクラッチ１０１の説明
の中で、図１のハブクラッチ１と同機能の部材には同一
の符号を与えて引用する。

【００９８】以下、右前輪４１９側のハブクラッチ１０
１を例にして説明をする。

【００９９】ハブクラッチ１０１は、ドライブギヤ３、
車輪ハブ５、ハウジング７、スライドギヤ９、電磁石１
１、ア−マチャ１３、リタ−ンスプリング１０３（第１
の付勢手段）、シフトスプリング１７（第２の付勢手
段）、ブラシ１０５、スリップリング１０７、コントロ
−ラなどから構成されている。

【０１００】電磁石１１のコア４３は、ボルト１０９に
よってハウジング７に固定されている。

【０１０１】ブラシ１０５は、ボルト１１１によってプ
レ−ト２９に固定されており、電磁石１１のコイル５１
から引き出されているリ−ド線１１３は、このブラシ１
０５に接続されている。

【０１０２】また、スリップリング１０７は、スピンド
ル２１の外周に形成された溝１１５に係合して固定され
ている。スリップリング１０７はスピンドル２１の溝４
７を通る銅板４９を介して車載のバッテリに接続されて
いると共に、ブラシ１０５と摺動しながら回転側（ハウ
ジング７側）の電磁石１１に電力を供給する。

【０１０３】リタ−ンスプリング１０３は、コイルスプ
リングであり、ア−マチャ１３に固定されたリテ−ナ５
７とハウジング７との間に配置されている。リタ−ンス
プリング１０３は周方向等間隔に複数個が配置されてい
る。

【０１０４】これらのリタ−ンスプリング１０３の付勢
力の合計は、シフトスプリング１７の付勢力より強くさ
れており、他に力が働かないときは、シフトスプリング
１７を撓め、ア−マチャ１３（リテ−ナ５７）を介して
スライドギヤ９を図２の下半部に示す連結解除位置に移
動させる。

【０１０５】スライドギヤ９が連結解除位置まで移動す
ると、その噛み合い歯３９とドライブギヤ３の噛み合い
歯１９との噛み合いが解除され、ハブクラッチ１０１の
連結が解除される。

【０１０６】シフトスプリング１７は、スライドギヤ９
とプレ−ト２９との間に配置されており、リタ−ンスプ
リング１０３の付勢力がキャンセルされると、スライド
ギヤ９を図２の上半部に示す連結位置に移動させる。

【０１０７】スライドギヤ９が連結位置まで移動する
と、その噛み合い歯３９がドライブギヤ３の噛み合い歯
１９と噛み合って、ハブクラッチ１０１が連結される。

【０１０８】電磁石１１を励磁すると、ア−マチャ１３
が吸引されてリタ−ンスプリング１０３の付勢力がキャ
ンセルされ、上記のように、シフトスプリング１７によ
ってスライドギヤ９が連結位置に移動し、ハブクラッチ
１が連結され、車両は４輪駆動状態になる。

【０１０９】このとき、シフトスプリング１７が待ち機
構になり、各噛み合い歯１９、３９の噛み合わせが促進
され、スライドギヤ９のラチェッティングが迅速に収束
する。

【０１１０】一方、電磁石１１の励磁を停止すると、上
記のように、スライドギヤ９がリタ−ンスプリング１０
３によって連結解除位置に移動し、ハブクラッチ１０１
の連結が解除され、車両は２輪駆動状態になる。

【０１１１】このように、正作動構成のハブクラッチ１
０１は、走行時間の大部分を占める２輪駆動状態で電磁
石１１の励磁が停止されるから、車載バッテリの負担が
低減され、エンジン４０１の燃費が向上する。

【０１１２】なお、例えば、図２の下半部の状態で、ス
ライドギヤ９の噛み合い歯３９をドライブギヤ３の噛み
合い歯１９の右側に形成すれば、ハブクラッチ１０１と
反対に、電磁石１１の励磁を停止するとハブクラッチが
連結される負作動構成にすることができる。

【０１１３】また、２−４切り換え機構４０７で後輪４
２９、４３１側の動力伝達系を切り離すように構成し、
ハブクラッチ１０１を後車軸４２５、４２７と後輪４２
９、４３１との間にそれぞれ配置してもよい。

【０１１４】こうして、第２実施形態のハブクラッチ１
０１が構成されている。

【０１１５】ハブクラッチ１０１は、スライドギヤ９と
ア−マチャ１３とを別体にし、リタ−ンスプリング１５
がア−マチャ１３を介してスライドギヤ９を連結解除位
置に付勢し、電磁石１１がリタ−ンスプリング１５の付
勢力をキャンセルすると、シフトスプリング１７がスラ
イドギヤ９を連結位置に移動させるように構成したこと
によって、ハブクラッチ１と同等の効果を得る。

【０１１６】しかも、電磁石１１とア−マチャ１３の両
方がハウジング７に固定されているから、これらの間の
エアギャップ５５を狭く設定し易く、従って、電磁石１
１の磁力ロスがそれだけ低減され、ハブクラッチ１０１
は、更に、レスポンスが速くなり、動作が安定し、性能
が向上する。

【０１１７】次に、図３と図５によって本発明の第３実
施形態（ハブクラッチ２０１）を説明する。

【０１１８】ハブクラッチ２０１は請求項２の特徴を備
えており、図３はハブクラッチ２０１を示す。なお、左
右の方向は図５の車両及び図３での左右の方向であり、
符号を与えていない部材等は図示されていない。

【０１１９】なお、図３及びハブクラッチ２０１の説明
の中で、上記各実施形態と同機能の部材には同一の符号
を与えて引用する。

【０１２０】以下、右前輪４１９側のハブクラッチ２０
１を例にして説明をする。

【０１２１】ハブクラッチ２０１は、ドライブギヤ２０
３、車輪ハブ５、ハウジング７、スライドギヤ２０５、
電磁石１１、リタ−ンスプリング２０７（付勢手段）、
コントロ−ラなどから構成されている。

【０１２２】ドライブギヤ２０３は磁性材料で作られて
おり、電磁石１１の磁気回路の一部になる。

【０１２３】ドライブギヤ２０３は右前車軸４１５の先
端部にスプライン連結され、スナップリングによって位
置決めされている。ドライブギヤ２０３の右側には噛み
合い歯２０９が形成されており、この噛み合い歯２０９
は歯丈が軸方向（係脱方向）に形成されている。

【０１２４】スライドギヤ２０５は磁性材料で作られて
おり、電磁石１１のア−マチャになる。

【０１２５】スライドギヤ２０５の外周には噛み合い歯
２１１が形成されており、スライドギヤ２０５はこの噛
み合い歯２１１によってハウジング７の噛み合い歯３５
に移動自在に連結されている。

【０１２６】前記スライドギヤ２０５の左側には噛み合
い歯２１３が形成されている。この噛み合い歯２１３は
歯丈が軸方向（係脱方向）に形成されており、ドライブ
ギヤ２０３の噛み合い歯２０９と係脱可能である。

【０１２７】ドライブギヤ２０３の先端部には支持リン
グ４０が圧入されている。この支持リング４０とハウジ
ング７との間にはボ−ルベアリング４１が配置されてお
り、ドライブギヤ２０３とハウジング７とをセンタリン
グすることによって、ドライブギヤ２０３とスライドギ
ヤ２０５の各噛み合い歯２０９、２１３が円滑に係脱で
きるようにされている。

【０１２８】リタ−ンスプリング２０７は、プレ−ト２
９とスライドギヤ２０５との間に配置されており、他に
力が働かないときは、スライドギヤ２０５を、図３の下
半部に示す連結解除位置に移動させる。

【０１２９】電磁石１１とドライブギヤ２０３との間に
はエアギャップ２１５が形成されている。又、スライド
ギヤ２０５が連結解除位置にあるとき、各噛み合い歯２
０９、２１３の間にエアギャップ２１７が形成される。
これらのエアギャップ２１５、２１７は電磁石１１の磁
気回路の一部を構成する。

【０１３０】なお、電磁石１１とドライブギヤ２０３の
エアギャップ２１５は、前車軸４１５上のドライブギヤ
２０３の位置と、スピンドル２１上の電磁石１１の位置
を調整することによって、最小限に狭く設定されてい
る。

【０１３１】電磁石１１を励磁すると、磁気回路に磁力
ル−プ２１９が形成されてスライドギヤ２０５を吸引
し、図３の上半部に示す連結位置に移動させる。

【０１３２】スライドギヤ２０５が連結位置に移動する
と、その噛み合い歯２１３がドライブギヤ２０３の噛み
合い歯２０９と噛み合って、ハブクラッチ１が連結さ
れ、車両は４輪駆動状態になる。

【０１３３】一方、電磁石１１の励磁を停止すると、上
記のように、スライドギヤ２０５がリタ−ンスプリング
２０７によって連結解除位置に移動し、噛み合い歯２０
９、２１３の噛み合いが解除され、ハブクラッチ１の連
結が解除されて、車両は２輪駆動状態になる。

【０１３４】前記ドライブギヤ２０３には、ステンレス
鋼のような非磁性材料のリング２２１が外周側と内周側
とを分断して配置されている。このリング２２１は磁力
ル−プ２１５の短絡を防止し、電磁石１１の磁力をスラ
イドギヤ２０５に効果的に集中させ、ハブクラッチ２０
１のレスポンス、動作、性能を向上させている。

【０１３５】また、正作動構成のハブクラッチ２０１
は、２輪駆動状態で電磁石１１の励磁を停止することが
できるから、車載バッテリの負担が低減され、エンジン
４０１の燃費が向上する。

【０１３６】なお、例えば、スプリングでスライドギヤ
２０５を連結位置に付勢し、電磁石１１でスライドギヤ
２０５を連結解除位置に移動させるようにすれば、ハブ
クラッチ２０１と反対に、電磁石１１の励磁を停止する
とハブクラッチが連結される負作動構成にすることがで
きる。

【０１３７】また、２−４切り換え機構４０７で後輪４
２９、４３１側の動力伝達系を切り離すように構成し、
ハブクラッチ２０１を後車軸４２５、４２７と後輪４２
９、４３１との間にそれぞれ配置してもよい。

【０１３８】こうして、第３実施形態のハブクラッチ２
０１が構成されている。

【０１３９】ハブクラッチ２０１は、ドライブギヤ２０
３とスライドギヤ２０５の噛み合い部を、歯丈が係脱方
向に形成された噛み合い歯２０９、２１３で構成すると
共に、噛み合い歯２０９、２１３の間のエアギャップ２
１７が磁気回路の一部になっている。

【０１４０】このように、歯丈が係脱方向の噛み合い歯
２０９、２１３は、噛み合い歯５０５、５１９、６０
９、６１９の歯丈が係脱方向と直角に形成された従来例
と異なって、スライドギヤ２０５が僅かに移動するだけ
で互いの噛み合いが完了し、充分な噛み合い強度が得ら
れる。

【０１４１】従って、スライドギヤ２０５は連結解除位
置と連結位置の間の移動距離が極めて短くてすみ、それ
だけエアギャップ２１７が狭くなるから、磁気回路の磁
気抵抗が大幅に低減される。

【０１４２】こうして、電磁石１１は充分な吸引力が得
られ、ハブクラッチ２０１はレスポンスが極めて速くな
り、動作が安定し、性能が大きく向上する。

【０１４３】しかも、この充分な吸引力によってスライ
ドギヤ２０５のラチェッティングも迅速に収束するか
ら、更に、レスポンスが速くなり、動作が安定し、性能
が向上する。

【０１４４】さらに、ラチェッティングによる騒音が軽
減され、噛み合い歯２０９、２１３の耐久性が向上す
る。

【０１４５】また、充分な吸引力が得られることによ
り、電磁石１１を大型にする必要がなくなるから、これ
に伴うハブクラッチ２０１の大型化、車載性の低下、車
載バッテリの負担増加、エンジン４０１の燃費低下など
が防止される。

【０１４６】加えて、第１実施形態のハブクラッチ１と
同様に、電磁石１１が車体側のスピンドル２１に固定さ
れており、スリップリングやブラシのような摺動部と消
耗部材が不要であるから、電磁石１１への電力供給が安
定し、ハブクラッチ２０１は動作と性能が安定すると共
に、高い耐久性が得られる。

【０１４７】次に、図４と図５によって本発明の第４実
施形態（ハブクラッチ３０１）を説明する。

【０１４８】ハブクラッチ３０１は請求項２の特徴を備
えており、図４はハブクラッチ３０１を示す。なお、左
右の方向は図５の車両及び図４での左右の方向であり、
符号を与えていない部材等は図示されていない。

【０１４９】なお、図４及びハブクラッチ３０１の説明
の中で、上記各実施形態と同機能の部材には同一の符号
を与えて引用する。

【０１５０】以下、右前輪４１９側のハブクラッチ３０
１を例にして説明をする。

【０１５１】ハブクラッチ３０１は、ドライブギヤ２０
３、車輪ハブ５、ハウジング７、スライドギヤ２０５、
電磁石１１、リタ−ンスプリング３０３（付勢力手
段）、ブラシ１０５、スリップリング１０７、コントロ
−ラなどから構成されている。

【０１５２】上記のハブクラッチ１０１と同様に、電磁
石１１には、ブラシ１０５とスリップリング１０７とを
介して車載バッテリから電力が供給される。

【０１５３】リタ−ンスプリング３０３はコイルスプリ
ングであり、スライドギヤ２０５とハウジング７との間
に配置されている。リタ−ンスプリング３０３は周方向
等間隔に複数個が配置されている。

【０１５４】電磁石１１を励磁すると、磁気回路に磁力
ル−プ３０５が形成されてスライドギヤ２０５を吸引
し、図４の上半部に示す連結位置に移動させる。

【０１５５】スライドギヤ２０５が連結位置に移動する
と、その噛み合い歯２１３がドライブギヤ２０３の噛み
合い歯２０９と噛み合って、ハブクラッチ１が連結さ
れ、車両は４輪駆動状態になる。

【０１５６】一方、電磁石１１の励磁を停止すると、ス
ライドギヤ２０５がリタ−ンスプリング３０３によって
連結解除位置に移動し、噛み合い歯２０９、２１３の噛
み合いが解除され、ハブクラッチ１の連結が解除され
て、車両は２輪駆動状態になる。

【０１５７】第４実施形態のハブクラッチ３０１は、ド
ライブギヤ２０３とスライドギヤ２０５に歯丈が係脱方
向の噛み合い歯２０９、２１３を形成すると共に、噛み
合い歯２０９、２１３の間のエアギャップ２１７を磁気
回路の一部にしたことによって、ハブクラッチ２０１と
同等の効果を得ている。

【０１５８】前記ハブクラッチ３０１は、ハブクラッチ
２０１と同様に、負作動構成も可能であり、後輪側にも
配置可能である。

【０１５９】なお、ドライブギヤ２０３とスライドギヤ
２０５に係脱方向の歯丈の噛み合い歯２０９、２１３を
形成したハブクラッチ２０１、３０１において、各噛み
合い歯２０９、２１３にカム角を与え、トルクを受けた
とき噛み合い解除方向のカム力がスライドギヤ２０５に
掛かるようにしてもよい。

【０１６０】これは請求項３の構成であり、このように
すれば、ハブクラッチ２０１、３０１が連結されている
間トルクを受けて噛み合い歯２０９、２１３に摩擦抵抗
が生じても、スライドギヤ２０５が抜け易くなり、連結
解除のレスポンスが改善される。

【０１６１】しかも、連結解除のレスポンスを改善する
ために、リタ−ンスプリング２０７、３０３の付勢力を
強くする必要がなく、これに応じて電磁石１１を大型に
する必要がないから、電磁石１１を大型にすることに伴
う、ハブクラッチ２０１、３０１の大型化、車載性の低
下、車載バッテリの負担増加、エンジン４０１の燃費低
下などが防止される。

【０１６２】なお、噛み合い歯５０５、５１９、６０
９、６１９の歯丈が係脱方向と直角に形成された従来例
では、このような請求項３の構成は不可能である。

【０１６３】

【発明の効果】請求項１のハブクラッチは、スライドギ
ヤとア−マチャとを別体にしたことにより、ア−マチャ
と電磁石とのエアギャップがスライドギヤのラチェッテ
ィングの影響から解放され、変動しなくなるから、ハブ
クラッチの動作が安定し、性能が向上する。

【０１６４】しかも、スライドギヤを連結位置に付勢力
する付勢部材が待ち機構になり、噛み合いが円滑になる
から、ラチェッティングが収束し易く、騒音が軽減さ
れ、噛み合い歯の耐久性が向上する。

【０１６５】また、ラチェッティングを軽減するために
電磁石を大型にする必要がないから、これに伴うハブク
ラッチの大型化、車載性の低下、車載バッテリの負担増
加、エンジン燃費の低下などが防止される。

【０１６６】請求項２のハブクラッチは、係脱方向に歯
丈が形成された噛み合い歯で噛み合い部を構成したか
ら、噛み合い歯が僅かに移動するだけで互いの噛み合い
が完了し、充分な噛み合い強度が得られる。

【０１６７】また、スライドギヤの移動距離が短くな
り、噛み合い歯の間に形成されるエアギャップが狭くな
って、磁気回路の磁気抵抗が大幅に低減されるから、レ
スポンスが極めて速くなり、動作が安定し、性能が大き
く向上する。

【０１６８】しかも、スライドギヤのラチェッティング
が迅速に収束するから、レスポンスが速くなり、動作が
安定し、性能が向上し、ラチェッティングによる騒音が
軽減され、噛み合い歯の耐久性が向上する。

【０１６９】請求項３の発明は、請求項２の構成と同等
の効果を得ると共に、噛み合い歯に与えたカム角によっ
て、連結解除のレスポンスが改善される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態のハブクラッチを示す断
面図である。

【図２】第２実施形態のハブクラッチ示す断面図であ
る。

【図３】第３実施形態のハブクラッチ示す断面図であ
る。

【図４】第４実施形態のハブクラッチ示す断面図であ
る。

【図５】各実施形態のハブクラッチを用いた四輪駆動車
の動力系を示すスケルトン機構図である。

【図６】第１の従来例を示す断面図である。

【図７】第２の従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

１，１０１，２０１，３０１ ハブクラッチ ３，２０３ ドライブギヤ ７ ハウジング ９，２０５ スライドギヤ １１ 電磁石 １３ ア−マチャ １５，１０３ リタ−ンスプリング（第１の付勢手段） １７ シフトスプリング（第２の付勢手段） １９ ドライブギヤ３の噛み合い歯 ３９ スライドギヤ９の噛み合い歯 ２０７，３０３ リタ−ンスプリング（付勢手段） ２０９ ドライブギヤ２０３に設けられた噛み合い歯２
０９（歯丈が係脱方向） ２１３ スライドギヤ２０５に設けられた噛み合い歯２
１３（歯丈が係脱方向） ５５，２１７，３０５ エアギャップ ４１５ 前車軸（駆動車軸）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車輪側に連結されたハウジングと、エン
   ジンの駆動力によって回転する駆動車軸と、ハウジング
   と駆動車軸との間にそれぞれ噛み合い部を有し、噛み合
   いによってこれらを連結する連結位置と、噛み合い解除
   によってこの連結を解除する連結解除位置とに移動可能
   なスライドギヤと、このスライドギヤを前記両位置に移
   動操作する操作手段とを備え、この操作手段が、電磁石
   及びア−マチャと、このア−マチャを介してスライドギ
   ヤを両位置の一方に押圧する第１の付勢手段と、第１の
   付勢手段より小さい付勢力でスライドギヤを両位置の他
   方に押圧する第２の付勢手段とからなり、電磁石がア−
   マチャを移動操作し第１付勢手段を撓めてスライドギヤ
   の押圧を停止させると、第２付勢手段がスライドギヤを
   両位置の他方に移動させ、電磁石によるア−マチャの移
   動操作を停止すると、第１付勢手段が第２付勢手段を撓
   めながらア−マチャを介してスライドギヤを両位置の一
   方に移動させることを特徴とするハブクラッチ。
2. 【請求項２】 車輪側に連結されたハウジングと、エン
   ジンの駆動力によって回転する駆動車軸と、ハウジング
   と駆動車軸の一方に移動可能に連結されると共に、ハウ
   ジングと駆動車軸の他方と間に係脱可能な噛み合い部を
   有し、噛み合いによってこれらを連結する連結位置と、
   噛み合い解除によってこの連結を解除する連結解除位置
   とに移動可能な磁性部材のスライドギヤと、磁気回路を
   介してこのスライドギヤを前記両位置の一方に移動操作
   する電磁石と、スライドギヤを前記両位置の他方に付勢
   する付勢手段とを備え、係脱可能な前記の噛み合い部
   が、係脱方向に歯丈が形成された噛み合い部であると共
   に、前記磁気回路の一部を構成していることを特徴とす
   るハブクラッチ。
3. 【請求項３】 請求項２記載の発明であって、係脱可能
   な噛み合い部の噛み合い歯に、トルクを受けたとき、噛
   み合い解除方向のカム力をスライドギヤに与えるカム角
   を形成したことを特徴とするハブクラッチ。