JP2578560Y2 - パートタイム方式の全輪駆動車用ハブ機構 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、全輪を駆動したり一部の車輪を駆動した
りすることが可能なパートタイム方式の全輪駆動車に使
用されるハブ機構に関し、詳しくは、例えば四輪駆動車
で後輪だけで駆動する場合に、四輪駆動と二輪駆動とに
切り換えるためのトランスファーをニュートラルにして
前輪側の駆動系である駆動シャフトや車軸（アクスルシ
ャフト）とホイール取付用ハブとの駆動力伝達関係を一
時的に遮断することが可能なハブ機構に関するものであ
る。

［従来の技術］ この種のハブ機構は、従来、下記のものが一般的に採
用されている。

マニアルロック方式： 運転者が自動車から降りて、車輪外側中央部に装着さ
れたロックレバーを手で回転させることにより、車軸に
対しハブを一体回転可能に結合したり、逆に車軸に対す
るハブの連結を解除してハブを自由回転可能な状態にし
たりするもの。

オートロック方式： トランスファーをシフトレバーで操作し、特定の車軸
に駆動力を伝達することにより、その車軸の回転力によ
ってスプリング機構等を介しハブが自動的に車軸に対し
一体回転可能に連結（ロック）される。一方、トランス
ファーをシフトレバーで操作して、特定の車軸への駆動
力の伝達を解除した後、自動車をわずかに逆進させるこ
とにより、車軸に対するハブの連結（ロック）が自動的
に解除されるもの（株式会社フォーバイフォーマガジン
社発行の“４×4Mag"昭和62年４月号）。

［考案が解決しようとする課題］ 例えば四輪駆動車で、坂道や悪路を走行する際に走破
性を高めるため、四輪全部に駆動力を伝達させたり、平
坦な道路を走行する際に四輪駆動によるエネルギー的無
駄を省くため、後輪又は前輪だけに駆動力を伝達させた
りする場合、上記したマニアルロック方式のハブ機構
では、自動車を停止させた後、運転者がその都度、車か
ら降りて必要な車輪のロックレバーを回転させる必要が
あるので、走行中にはハブへの駆動力の切換ができない
うえに、切換作業も面倒で、非常に使いにくい。オー
トロック方式のハブ機構では、トランスファーのシフト
レバーを全輪駆動に（運転席で）シフト操作することに
より、走行中でも車軸に対しハブをロックすることがで
きるが、自動車の進行方向を変える度に駆動力が伝達さ
れない状態（数メートル）が生じることがある。また、
ハブのロック解除は、（トランスファーのシフトレバー
をニュートラルに操作した後に）自動車を停止してか
ら、進行方向と逆向きに数メートル走行させる必要があ
る。このため、走行中に道路状態の変化に応じて自由に
ハブをロックしたり解除したりすることができず、特に
自動車の車輪が泥道に嵌まり込んで動かなくなった時に
ハブをロックできないことがあるなど、肝心なときに役
に立たないという不都合がある。

この考案は上述の点に鑑みなされたもので、運転席な
どから遠隔操作することにより、走行中に車軸に対する
ハブのロックとその解除とが自由にしかも的確に行え、
構造も比較的簡単なパートタイム方式の全輪駆動車用ハ
ブ機構を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 上記した目的を達成するためのこの考案のハブ機構
は、ａ）中空構造の車軸ハウジング内に駆動シャフトを
回動自在に配設し、該車軸ハウジングの端部にキングピ
ンを介してナックルアームを水平旋回可能に軸支し、
ｂ）前記駆動シャフトの先端部に等速ジョイントを介し
て一体回転可能に連結した車軸上に、スライドスリーブ
を車軸の軸方向へ摺動自在に配装するとともに、該スラ
イドスリーブの先端部内周と前記車軸の外周とをスプラ
イン機構を介して一体回転可能に連結し、ｃ）前記スラ
イドスリーブの基端部に係合溝を開設し、この係合溝に
遠隔操作によりシフター及びシフターシャフトを介して
前記スライドスリーブが車軸の軸方向に摺動するように
操作部を係合し、ｄ）前記ナックルアーム上にホイール
取付用ハブを回動自在に配設し、前記スライドスリーブ
の先端部外周面にスプライン機構を介してリング状クラ
ッチ部材を一体回転可能かつ軸方向に摺動自在に配装
し、該リング状クラッチ部材と噛合可能な外周側のリン
グ状クラッチ部材を相対向して前記ハブの先端に一体に
連結し、ｅ）前記クラッチ部材上でその周囲の前記外周
側のクラッチ部材との間に、シンクロナイザーリングを
軸方向に摺動自在に配装している。

また請求項２記載のように、Ａ）駆動シャフトの先端
に等速ジョイントを介して一体回転可能に連結された車
軸と、スイングアームにキングピンを介して水平旋回自
在に軸支されたナックルアームとの間に、ホイール取付
用のハブを回動自在に配設し、該ハブの基端部上にリン
グ状クラッチ部材を一体回転可能に配装し、Ｂ）該クラ
ッチ部材と噛合可能なスリーブ状クラッチ部材を、前記
等速ジョイントの先端部上にスプライン機構を介して一
体回転可能かつ前記車軸の軸方向に摺動自在に配装し、
Ｃ）前記各クラッチ部材の間に、シンクロナイザーリン
グを摺動自在に介設し、Ｄ）前記スリーブ状クラッチ部
材の外周面に係合溝を開設し、この係合溝にシフターを
係合し、運転席からナックルアームに結合した支持体に
対し摺動自在に支承されたシフターシャフトを介して遠
隔操作することにより、スリーブ状クラッチ部材を車軸
の軸方向に摺動できるように構成してもよい。

［作用］ 上記した構成を有する請求項１記載のハブ機構によれ
ば、特定の車輪にエンジンからの駆動力を伝達し駆動輪
として使用するときは、運転者が運転席から遠隔操作す
ることにより、前記スライドスリーブを特定方向に摺動
してハブとの間の一対のリング状クラッチ部材を接続す
る。これにより、駆動シャフトを介して車軸に伝達され
るエンジンからの駆動力が、車軸から前記クラッチ部材
を介してハブに伝達され、ハブとともに車輪のホイール
がエンジンからの駆動力で回転する。一方、駆動輪とし
て使用していた車輪への駆動力の伝達を解除するとき
は、前記と同様に運転者が運転席から遠隔操作すること
により、前記スライドスリーブを前記と逆方向に摺動し
てハブとの間の一対のリング状クラッチ部材の接続状態
を解除する。これにより、車軸に対しハブが自由回転状
態となり、走行時にハブとともに車輪のホイールが自由
回転する。なお通常は、スライドスリーブを遠隔操作す
る際、同時にトランスファーが切り換えられ、車軸とジ
ョイントを介して連結された駆動シャフトがエンジンの
駆動力で回転したり、停止したりする。

また請求項２記載のハブ機構によれば、特定の車輪に
エンジンからの駆動力を伝達し駆動輪として使用すると
きは、運転者が運転席から遠隔操作して前記スリーブ状
クラッチ部材を特定方向に摺動してハブ側のリング状ク
ラッチ部材に接続する。これにより、駆動シャフトを介
して車軸に伝達されるエンジンからの駆動力が、車軸か
ら前記クラッチ部材を介してハブに伝達され、ハブとと
もに車輪のホイールがエンジンからの駆動力で回転す
る。一方、駆動輪として使用していた車輪への駆動力の
伝達を解除するときは、運転者が運転席から遠隔操作す
ることにより、前記スリーブ状クラッチ部材を前記と逆
方向に摺動してハブ側のリング状クラッチ部材との接続
状態を解除する。これにより、車軸に対しハブが自由回
転状態となり、走行時にハブとともに車輪のホイールが
自由回転する。

ところで、前者（請求項１）と後者（請求項２）は前
記したとおり作用的に近似しているが、ハブへ伝達する
駆動力が大きいとき（いいかえれば大型自動車）には前
者が好適であり、逆に駆動力が小さいとき（いいかえれ
ば小型自動車）には後者が好適である。

［実施例］ 以下、この考案の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は第１実施例にかかる前輪側ハブ機構を示す中
央縦断面図、第５図はパートタイム式四輪駆動車の駆動
力系統を示す模式図である。

最初に駆動力系統を説明すると、第５図に示すよう
に、このパートタイム式四輪駆動車Ａは、常時駆動の後
輪71とパートタイム駆動の前輪61とを備えている。エン
ジン51の駆動力はトランスミッション52を介してトラン
スファー53に伝達された後、後輪側プロペラシャフト72
を介して後輪側デフ73に伝達され、このデフ73を介して
駆動シャフト74及びこれと一体の車軸75、車軸75と一体
のハブ76が回転し、ハブ76に取り付けられた後輪71が回
転する。一方、前輪61側への駆動力の伝達は、前記トラ
ンスファー53内のクラッチ54をシフトレバー（図示せ
ず）により接続することによって行われる。すなわち、
トランスファー53から前輪側プロペラシャフト62を介し
て前輪側デフ63に伝達され、駆動シャフト２が回転し、
等速ジョイント５を介して車軸６が回転する。そして車
軸６と前輪取付用ハブ15との間に介設されたクラッチ21
・23を介して、ハブ15に取り付けられた前輪61が回転す
る。なお、クラッチ21・23の接続・遮断は、前記シフト
レバー（図示せず）によるトランスファー53内のクラッ
チ54の接続・遮断と連動して行われる。第５図中の符号
81はハンドル、82はタイロッドである。

続いて、前記した前輪側ハブ機構について詳しく説明
する。第１図に示すように、中空構造の車軸ハウジング
１内に、駆動シャフト２が回動自在に配設されており、
車軸ハウジング１の端部にキングピン３を介して、ナッ
クルアーム４が水平旋回可能に軸支されている。駆動シ
ャフト２の先端部には、等速ジョイント５を介して車軸
６が一体回転可能に連結されている。また車軸６上に、
スライドスリーブ７が車軸６の軸方向へ摺動自在に配装
されると共に、スライドスリーブ７の先端部内周と車軸
６外周とがスプライン機構８を介して一体回転可能に連
結されている。スライドスリーブ７の基端部で車軸６及
びナックルアーム４の間には、それぞれベアリング部材
９が介装されている。さらにスライドスリーブ７の基端
部に、係合溝10が開設され、この係合溝10に操作部11が
係合しており、運転席からシフター12及びシフターシャ
フト13を介して遠隔操作することにより、スライドスリ
ーブ７が車軸６の軸方向に摺動するように構成されてい
る。なお、スライドスリーブ７の摺動操作は、前記トラ
ンスファー53（第５図）のクラッチ54（第５図）の操作
と連動して行われるようになっている。

前記ナックルアーム４上に、ベアリング部材16を介し
て、ホイール取付用ハブ15が回動自在に配設されてお
り、ハブ15の先端面（外側面）に前輪61側タイヤ18のホ
イール17が、ボルト・ナット19で着脱自在に取り付けら
れている。

前記スライドスリーブ７の先端部外周面に、スプライ
ン機構22を介してリング状ドッグクラッチ部材21が、一
体回転可能かつ軸方向に摺動自在に配装されている。そ
して、前記リング状クラッチ部材21と噛合可能なリング
状ドッグクラッチ部材23が、相対向して前記ハブ15の先
端に一体に連結されている。また前記ドッグクラッチ部
材21上で、その周囲のドッグクラッチ部材23のシンクロ
ナイザーコーン面24との間に、シンクロナイザーリング
25が軸方向に摺動自在に配装されている。なお符号26
は、シンクロナイザーリング25の位置決め兼コンスタン
トロード用ボールである。

前記ハブ15の外周面側には、ハブ15と一体にブレーキ
ディスク31が配設され、また前記ドッグクラッチ部材23
の先端で車軸６の先端部には、ベアリング部材32を介し
てベアリングブラケット33が、ドッグクラッチ部材23と
一体に配設されている。ホイール17の外面には、ホイー
ルカバー35が取り外し可能に装着されている。

次に、上記実施例に示したハブ機構についてその作動
を説明する。

第５図において後輪71と共に前輪61にもエンジン51の
駆動力を伝達して全輪駆動により走行する場合は、トラ
ンスファー53内のクラッチ54を接続すると共に、第１図
に示すシフターシャフト13、シフター12及び操作部11を
介してスライドスリーブ７を、車軸６の基端（内側）へ
摺動させる。これにより、スライドスリーブ７の先端側
のドッグクラッチ部材21が、ハブ15側のドッグクラッチ
部材23に対しシンクロナイザー機構24〜26を介して同期
した後に噛合されて、ハブ15が車軸６に対しロックされ
る。したがって、第５図に示すエンジン51の駆動力が、
トランスファー53、後輪側プロペラシャフト72、デフ7
3、駆動シャフト74及び車軸75を経て後輪71に伝達され
ると同時に、クラッチ54、前輪側プロペラシャト62、デ
フ63、駆動シャフト２、等速ジョイント５、車軸６、ド
ッグクラッチ21・23及びハブ15を経て前輪61に伝達され
る。

一方、第５図において後輪71だけの駆動により走行す
る場合は、トランスファー53内のクラッチ54を遮断する
と共に、第１図に示すシフターシャフト13、シフター12
及び操作部11を介してスライドスリーブ７を、車軸６の
先端（外側）へ摺動させる。これにより、スライドスリ
ーブ７の先端側のドッグクラッチ部材21が、ハブ15側の
ドッグクラッチ部材23から離間され、その噛合が解除さ
れて、車軸６に対するハブ15のロック状態が解除され
る。したがって、前輪側プロペラシャフト62、デフ63、
第１図に示す駆動シャフト２、等速ジョイント５及び車
軸６は非回転状態となり、前輪61側のハブ15は、車軸６
に対して自由回転状態になる。そして、第５図に示すエ
ンジン51の駆動力は、トランスファー53、後輪側プロペ
ラシャフト72、デフ73、駆動シャフト74及び車軸75を経
て後輪71にだけ伝達される。

第２図はハブ機構の参考例を示すもので、シンクロナ
イザー機構24〜26を省いたところが上記実施例のハブ機
構と相違している。しかし、その他の構成については上
記実施例と共通しているので、上記実施例と共通の部材
を第１図と同一の符号を用いて第２図に示し、説明を省
略する。なお、第２図のハブ機構は、トランスファー53
（第５図）がそのクラッチ54（第５図）接続部にシンク
ロナイザー機構を備えている場合に好適であるが、例え
ば車軸６とハブ15との間に、相対回転速度の検出センサ
ーを配備し、マイクロコンピューターコントロールで両
者を結合するようにすれば、シンクロナイザー機構を具
備しないトランスファーにも適用できる。

次に、他の考案に係るハブ機構の実施例を第３図に基
づいて説明する。

第３図に示すように、駆動シャフト２の先端に車軸６
が等速ジョイント５を介して一体回転可能に連結されて
いる。スイングアーム39にキングピン３を介してナック
ルアーム４が水平旋回自在に軸支され、前記車軸６が、
そのナックルアーム４内を貫通している。そして、車軸
６とナックルアーム４との間で、前輪61側ホイール取付
用のハブ15が、ベアリング部材16を介して回動自在に配
設されている。またハブ15の基端部（内側）上に、円板
状ドッグクラッチ部材41が一体回転可能に配装されてい
る。

前記リング状ドッグクラッチ部材41と噛合可能なスリ
ーブ状ドッグクラッチ部材43が、前記等速ジョイント５
の先端部上にスプライン機構42を介して一体回転可能か
つ前記車軸６の軸方向に摺動自在に配装されている。ま
たリング状ドッグクラッチ部材41のシンクロナイザーコ
ーン面44とスリーブ状ドッグクラッチ部材43の内周面と
の間に、シンクロナイザーリング45が摺動自在に介設さ
れている。スリーブ状ドッグクラッチ部材43の外周面
に、係合溝46が開設され、この係合溝46に操作部材とし
てのシフター47が係合しており、運転席からシフターシ
ャフト48を介して遠隔操作することにより、スリーブ状
ドッグクラッチ部材43を車軸６の軸方向に摺動できるよ
うに構成されている。なお、シフターシャフト48は、ナ
ックルアーム４にボルト結合された支持体40に対し、図
の左右方向に摺動自在に支承されている。一方、車軸６
はベアリング部材32、49により回動自在に配設されてい
る。なおその他の構成部材で、上記実施例と共通する部
材は、第１図又は第２図で使用した符号と共通する符号
を用いて示し、説明を省略する。

ところで、本考案の実施例に係るハブ機構の作動は、
上記考案の実施例や参考例のハブ機構と基本的に共通し
ているが、第３図を前記第１図又は第２図と比較すれば
明らかなように、本実施例のハブ機構は、構造的にやや
軽量・簡素化されている。したがって、上記各実施例の
ハブ機構が中・大型トラックや大型産業車などの大型自
動車に好適であるのに対し、本実施例のものは乗用車や
小型トラックなどの小型自動車に好適であるといえる。

第４図はハブ機構の別の参考例を示すもので、シンク
ロナイザー機構を省いたところが上記考案の実施例のハ
ブ機構（第３図）と相違している。しかし、その他の構
成については共通しているので、共通の部材を第３図と
同一の符号を用いて第４図に示し、説明を省略する。

なお、上記各実施例ではパートタイム方式の四輪駆動
車について説明したが、本考案のハブ機構は、パートタ
イム方式であれば六輪駆動車や八輪駆動車などにも使用
でき、また前輪側だけでなく後輪側にも使用できる。

［考案の効果］ 以上説明したことから明らかなように、この考案のパ
ートタイム方式の全輪駆動車用ハブ機構は、下記の効果
がある。

（１）運転席などから手動で遠隔操作することにより、
走行中に車軸に対するハブのロックとその解除とが自由
にしかも的確に行える上に、従来のオートロック方式の
ハブ機構と違って、ロック及びロック解除の操作をトラ
ンスファーから車輪の駆動シャフトまでの駆動力系統と
無関係で行えるので、操作が簡単でエネルギーの無駄な
消費がない。しかも構造が簡単で装置全体がコンパクト
で、車輪の内方に十分に収められる。また請求項１記載
のハブ機構は、特に大型自動車に好適である。

（２）請求項２記載のハブ機構は、請求項１記載のもの
に比べて構造が簡単で、特に小型自動車に好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例にかかる前輪側ハブ機構を示
す中央縦断面図、第２図は参考例にかかる前輪側ハブ機
構を示す中央縦断面図、第３図は別の考案の実施例にか
かる前輪側ハブ機構を示す中央縦断面図、第４図は別の
参考例にかかる前輪側ハブ機構を示す中央縦断面図、第
５図はパートタイム式四輪駆動車の駆動力系統を示す模
式図である。 ２……駆動シャフト、４……ナックルアーム、５……等
速ジョイント、６……車軸、７……スライドスリーブ、
８、22、42……スプライン機構、15……ハブ、21、23、
41、43……ドッグクラッチ部材、22〜26、44、45……シ
ンクロナイザー機構、53……トランスファー、54……ク
ラッチ、61……前輪、71……後輪。

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】中空構造の車軸ハウジング内に駆動シャフ
   トを回動自在に配設し、該車軸ハウジングの端部にキン
   グピンを介してナックルアームを水平旋回可能に軸支
   し、 前記駆動シャフトの先端部に等速ジョイントを介して一
   体回転可能に連結した車軸上に、スライドスリーブを車
   軸の軸方向へ摺動自在に配装するとともに、該スライド
   スリーブの先端部内周と前記車軸の外周とをスプライン
   機構を介して一体回転可能に連結し、 前記スライドスリーブの基端部に係合溝を開設し、この
   係合溝に遠隔操作によりシフター及びシフターシャフト
   を介して前記スライドスリーブが車軸の軸方向に摺動す
   るように操作部を係合し、 前記ナックルアーム上にホイール取付用ハブを回動自在
   に配設し、前記スライドスリーブの先端部外周面にスプ
   ライン機構を介してリング状クラッチ部材を一体回転可
   能かつ軸方向に摺動自在に配装し、該リング状クラッチ
   部材と噛合可能な外周側のリング状クラッチ部材を相対
   向して前記ハブの先端に一体に連結し、 前記クラッチ部材上でその周囲の前記外周側のクラッチ
   部材との間に、シンクロナイザーリングを軸方向に摺動
   自在に配装したことを特徴とするパートタイム方式の全
   輪駆動車用ハブ機構。
2. 【請求項２】駆動シャフトの先端に等速ジョイントを介
   して一体回転可能に連結された車軸と、スイングアーム
   にキングピンを介して水平旋回自在に軸支されたナック
   ルアームとの間に、ホイール取付用のハブを回動自在に
   配設し、該ハブの基端部上にリング状クラッチ部材を一
   体回転可能に配装し、 該クラッチ部材と噛合可能なスリーブ状クラッチ部材
   を、前記等速ジョイントの先端部上にスプライン機構を
   介して一体回転可能かつ前記車軸の軸方向に摺動自在に
   配装し、 前記各クラッチ部材の間に、シンクロナイザーリングを
   摺動自在に介設し、 前記スリーブ状クラッチ部材の外周面に係合溝を開設
   し、この係合溝にシフターを係合し、運転席からナック
   ルアームに結合した支持体に対し摺動自在に支承された
   シフターシャフトを介して遠隔操作することにより、ス
   リーブ状クラッチ部材を車軸の軸方向に摺動できるよう
   に構成したことを特徴とするパートタイム方式の全輪駆
   動車用ハブ機構。