JPH04300733A - ハブクラッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ドライブシャフトと
ホイールハブとの間で駆動力の伝達と遮断を行なうハブ
クラッチに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】主としてオフロード走行を目的とする４
輪駆動車には、後輪を常時駆動すると共に、前輪のドラ
イブシャフトとホイールハブとの間にハブクラッチを組
込み、そのハブクラッチによりホイールハブへの駆動力
の伝達と遮断を行なって、４輪駆動と２輪駆動を切換え
るようにしたものがある。

【０００３】このようなハブクラッチとして、従来、実
公平２−４３７８５号公報で提案されたものが公知であ
る。このクラッチは、ドライブシャフトの動きに連動す
るカム機構等の作用によってシャフトに外嵌したスライ
ドギヤを移動させ、そのスライドギヤをホイールハブに
噛み合せて、ドライブシャフトとホイールハブを断接す
るようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記提案のハ
ブクラッチの場合、ドライブシャフトが駆動されている
間は、ドライブシャフトとホイールハブが常に直結した
状態にあるため、タイトコーナーを旋回した際に、前輪
と後輪の間に生じる旋回距離の差によって速く回ろうと
する前輪にスリップが生じ、ブレーキング現象を生じさ
せる不具合がある。

【０００５】このため、上記のクラッチを使用した構造
では、フルタイムの４輪駆動を実現できず、運転者がタ
イトコーナー旋回などの走行状態に応じて手動で前後輪
間の連結を切離し、４輪駆動と２輪駆動を使い分ける必
要があり、切換えの操作に手間がかかるという欠点があ
った。

【０００６】そこで、この発明の目的は、ドライブシャ
フトとホイールハブの回転差に応じて自動的にその両者
の係合と離脱の切換えができ、常時直結型でフルタイム
の４輪駆動を可能とするハブクラッチを提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明のハブクラッチは、ドライブシャフトとそ
れに嵌合するホイールハブの対向する面に、それぞれ係
合子の係合面を形成し、その両係合面間に回動可能に設
けた保持器のポケットに、保持器とドライブシャフトの
相対回転によって両係合面に係合する係合子と、その係
合子を両係合面間と係合しない位置に保持する弾性部材
とを組込み、上記保持器とドライブシャフトを回転方向
すき間を介して共回り可能に連結すると共に、保持器と
ドライブシャフトの間に回転差を生じさせる差動手段を
備えた構造としたのである。

【０００８】

【作用】上記の構造においては、ドライブシャフトが回
転すると、差動手段の作用により回転方向すき間の分だ
け保持器とドライブシャフトが相対回転し、係合子が係
合作動位置に移動する。

【０００９】この状態で、ドライブシャフトの回転がホ
イールハブより速いと、係合子が両係合面に係合し、ド
ライブシャフトとホイールハブが一体で回転する。逆に
、ホイールハブの回転がドライブシャフトの回転より速
くなると、ホイールハブは係合子に対してオーバーラン
ニングし、ドライブシャフトと切離された状態で回転す
る。このため、駆動力の伝達は、ドライブシャフトから
ホイールハブに向かう方向だけとなり、逆方向は遮断さ
れる。

【００１０】

【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。

【００１１】図１に示すように、前輪駆動用のドライブ
シャフト１に、その先端部分を除いて車体に固定される
ナックル２が嵌合し、そのナックル２に軸受３、３を介
してホイールハブ４が回転可能に支持される。

【００１２】このホイールハブ４は、ボルト７を介して
連結される前部材５と後部材６とから成り、後部材６に
、タイヤホイール８やブレーキ装置９が取付けられる。 また、前部材５には、先端部に防水・防塵用のキャップ
１０が装着され、内周面にクラッチ用外輪１１が圧入に
よって固定される。

【００１３】その外輪１１と向き合うドライブシャフト
１の周面には、セレーション溝の嵌め合いによりクラッ
チ用内輪１２が一体に取付けられ、その内輪１２と外輪
１１の対向する面に、それぞれ係合子としてのスプラグ
１５が係合する円筒形の係合面１３、１４が形成される
。

【００１４】この両係合面１３、１４の間には、大径の
回動可能な制御保持器１６と、内輪１２に取付けた作動
ピン１８に固定される小径の固定保持器１７が組込まれ
、その作動ピン１８の先端が、制御保持器１６に設けた
ピン孔１９に挿通している。

【００１５】制御保持器１６と固定保持器１７には、図
２に示すように、対向して周方向に複数のポケット２０
、２１が形成され、その各ポケット２０、２１に、スプ
ラグ１５と弾性部材２２とが組込まれる。

【００１６】このスプラグ１５は、図４に示すごとく、
外径側と内径側がスプラグの中央線上に曲率中心をもつ
弧状面２３で形成され、左右の両方向に所定角度傾くと
、両係合面１３、１４と係合してドライブシャフト１と
ホイールハブ４を一体化する。また、弾性部材２２は、
制御保持器１６に支持され、各スプラグ１５を両側から
押圧して、通常時両係合面１３、１４と係合しない中立
の位置にスプラグを保持する。

【００１７】一方、上記の制御保持器１６の後端部には
、ドライブシャフト１にホルダー２４を介して取付けた
差動軸受２５が連結している。この差動軸受２５は、半
径方向すき間をゼロ以下に設定し、所定圧以上の予圧を
加えて転がり時の回転モーメントを大きく設定してあり
、その回転抵抗により制御保持器１６を減速して、ドラ
イブシャフト１に対して制御保持器１６を常に遅れ回転
させる機能をもっている。

【００１８】また、内輪１２と両保持器１６、１７を挿
通する作動ピン１８は、図３に示すように、内輪１２と
固定保持器１７に対してはすき間なく一体で固定される
が、制御保持器１６のピン孔１９との間には回転方向す
き間２６をもって遊嵌される。この回転方向すき間２６
は、制御保持器１６のドライブシャフト１に対する遅れ
角を決めるもので、その大きさは、スプラグ１５が内外
輪１１、１２間の中立の位置から弾性部材２２を介して
両係合面１３、１４に接触するまでの距離よりも大きく
設定される。

【００１９】実施例のハブクラッチＡは上記のような構
造であり、次に、このハブクラッチの作用を、図６に示
すような後輪Ｄ、Ｄを常時駆動輪とし、フロントデフＢ
から延びるドライブシャフト１、１と、各前輪Ｃ、Ｃの
ホイールハブ４、４との間にハブクラッチＡを組込んだ
例に基づいて説明する。

【００２０】いま、ドライブシャフト１が回転すると、
差動軸受２５の作用により減速される制御保持器１６は
、回転方向すき間２６の分だけドライブシャフト１より
回転が遅れ、固定保持器１７に対して相対回転する。 この両保持器１６、１７の相対回転により図４に示すよ
うにスプラグ１５がドライブシャフト１の回転方向（矢
印）に対して反対方向に傾き、両係合面１３、１４に接
触して係合作動状態になる。

【００２１】この場合、制御保持器１６に取付けた弾性
部材２２がスプラグ１５を常に押圧状態で保持するため
、作動ピン１８とピン孔１９の周壁が接触する前に全ス
プラグ１５が係合状態に移動し、その状態でドライブシ
ャフト１と制御保持器１６が共回りする。

【００２２】上記の状態から、ドライブシャフト１がひ
きつづき回転して、ホイールハブ４との間に回転差が生
じると、スプラグ１５が即座に係合面１３、１４に係合
し、外輪１１と内輪１２を一体化する。このため、ドラ
イブシャフト１の駆動力がホイールハブ４を介して前輪
に伝わり、４輪駆動状態になる。

【００２３】また、自動車が直進状態にあるときは、後
輪と前輪がつれ回りするため、ドライブシャフト１とホ
イールハブ４の回転は同じになるはずであるが、実際に
は、後輪に発生する滑りにより車速が若干落ち、前輪お
よびホイールハブの回転に対してドライブシャフト１の
回転がわずかに上回る。このため、直進走行時において
もスプラグ１５が係合面１３、１４に係合して前輪が駆
動され、４輪駆動となる。

【００２４】一方、タイトコーナーの旋回によって後輪
より前輪が速く回転すると、ホイールハブ４の回転がド
ライブシャフト１の回転を上回るが、この状態では、外
輪１１がスプラグ１５に対してオーバーランニング（空
転）するため、スプラグ１５は係合面１３、１４に係合
しない。このため、ドライブシャフト１とホイールハブ
４は切離された状態で回転し、後輪の動きによって前輪
の動きが規制されないため、タイトコーナーのブレーキ
ング現象が生じない。

【００２５】また、タイトコーナーの旋回中、後輪がス
リップして車速が落ちると、減速する前輪よりもドライ
ブシャフト１の回転が上回り、ドライブシャフト１の回
転がホイールハブ４よりも速くなる。このため、スプラ
グ１５が係合面１３、１４に係合し、４輪駆動状態に切
換わる。

【００２６】その場合、旋回中のスプラグ１が常に図４
に示すような係合作動状態にあるため、スプラグ１と係
合面１３、１４は瞬時に係合し、係合の際に衝撃等が発
生せず、円滑な切換えが行なえる。

【００２７】このように、上記の構造では、走行中駆動
輪である後輪がスリップすると自動的に４輪駆動に切換
わり、タイトコーナーの旋回中などにおいて前輪の回転
が後輪より速くなると、クラッチのオーバーランニング
によって前後輪が切離されるため、スムーズで安定した
走行を行なうことができる。

【００２８】また、ドライブシャフト１が逆向きに回転
すると、制御保持器１６が逆方向に回動して、スプラグ
１５を係合面１３、１４の反対側の係合位置に移動させ
るため、自動車の前進と後退の両方向において駆動の切
換えを全く同様に行なうことができる。

【００２９】図５は、他の実施例を示し、クラッチの係
合子にスプラグに代えてローラを用いた例を示している
。この例では、ホイールハブ４に取付けた外輪３１に円
筒形の係合面３２を形成し、ドライブシャフト１に取付
けた内輪３３の外周面に、上記の係合面３２に対してく
さび状のカム面を形成する複数の係合面３４を設けてい
る。

【００３０】また、係合面３２と係合面３４の間に、環
状の保持器３５を組込み、この保持器３５に設けたポケ
ット３６に、一対のローラ３７、３８と、そのローラ３
７、３８をポケット３６の対向する側面に押し付けて中
立位置に保持する弾性部材３９を組込んでいる。

【００３１】この場合、図示は省略したが、保持器３５
に設けたピン孔に、内輪３３から突出作動ピンを遊嵌し
、かつ保持器３５に差動軸受を連結させる。

【００３２】上記の構造では、保持器３５がドライブシ
ャフト１に対して左右方向に回動すると、ローラ３７、
３８の一方が係合面３２、３４に交互に係合し、ドライ
ブシャフト１とホイールハブ４を一体化する。

【００３３】なお、クラッチの係合子は、一方向の回転
方向によって係合するスプラグを左右一対で係合面の間
に組込んで用いるようにしてもよい。

【００３４】また、保持器とドライブシャフトの間に回
転差をつける差動手段は、上述した差動軸受２５に限ら
ず、歯車差速機構や、摩擦部材とのすべり接触によって
減速させるブレーキ機構などを利用することもできる。

【００３５】

【効果】以上のように、この発明のハブクラッチは、機
械式クラッチの係合とオーバーランニングの作用を利用
し、ドライブシャフトとホイールハブとの間の回転差に
応じて自動的に両者の係合と離脱を切換えるので、４輪
直結状態でタイトコーナーを旋回してもブレーキング現
象を引き起こすことがなく、フルタイムで直結型の４輪
駆動を実現できる効果がある。

【００３６】また、係合子を常に係合作動状態におくの
で、車輪のスリップ等によりドライブ車輪とホイールハ
ブとの間にわずかでも回転差が生じると、瞬時に係合子
を係合させることができ、応答性のよい駆動力の切換え
と強力な駆動力の伝達が行なえる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の縦断正面図

【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った拡大断面図

【図３
】図１のＩＩＩ　−ＩＩＩ　線に沿った拡大断面図

【図
４】図２の要部の拡大断面図

【図５】他の実施例を示す断面図

【図６】自動車へのハブクラッチの装着例を示す図

【符号の説明】

１　　ドライブシャフト ４　　ホイールハブ １３、１４、３２、３４　　係合面 １５　　スプラグ １６　　制御保持器 １７　　固定保持器 １８　　作動ピン ２０、２１　　ポケット ２２　　弾性部材 ２５　　差動軸受 ２６　　回転方向すき間 ３２、３４　　係合面 ３５　　保持器 ３６　　ポケット ３７、３８　　ローラ ３９　　弾性部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　ドライブシャフトとそれに嵌合するホ
   イールハブの対向する面に、それぞれ係合子の係合面を
   形成し、その両係合面間に回動可能に設けた保持器のポ
   ケットに、保持器とドライブシャフトの相対回転によっ
   て両係合面に係合する係合子と、その係合子を両係合面
   間と係合しない位置に保持する弾性部材とを組込み、上
   記保持器とドライブシャフトを回転方向すき間を介して
   共回り可能に連結すると共に、保持器とドライブシャフ
   トの間に回転差を生じさせる差動手段を備えたハブクラ
   ッチ。