JPH11218161A - 車両駆動系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 より簡単で効果的な設計により得られる、い
づれの回転方向でも爪タイプのクラッチ機構固有の移動
を提供し、および車両の応用で要求されるコンパクトな
設計を提供すること 【解決手段】 クラッチ機構が、駆動部材３２として提
供される第１部材と被駆動部材３４として提供される第
２部材を備え、第１、第２部材が、駆動部材３２及び被
駆動部材３４が合体して回転しているときに固定した関
係で隣接する各面と、各面内の第１、第２組の係合肩部
７２と、および面間に位置決めされた第１、第２組の爪
５６とを有する。爪５６は係合位置での付勢手段５０に
より付勢される。第１位置と第２位置との間で移動でき
る制御部材５８が爪５６に作用して、爪５６が係合位置
から外れたり、係合位置に係合する。制御部材５８の回
転運動が回転遅延手段８６により遅れ、これにより制御
部材５８の作用で爪が係合位置に係合したり係合解除と
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、１９９７年７月２
１日に提出された米国特許一部継続出願第０８／８９
７，３５５号に関連する。

【０００２】本発明は、いづれの回転方向でも回転部材
間を自動的に接続するためのクラッチ機構に関する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、駆動力を前
輪と後輪の両方に供給する車両の駆動系に主として適用
できる。特に永久的に接続している一組の車輪と、いづ
れの移動方向でも必要に応じて接続できる他の組の車輪
とを有する車両に適用できる。

【０００４】車両は、永久的に駆動接続している後輪を
有し、望ましい駆動状態の下では前輪は駆動接続されて
いない。後輪がスタートしてスリップした場合、例えば
氷や雪の上で運転したときや、スタック状態から逃れよ
うとするときには、前輪が自動的に駆動接続する。

【０００５】そのような接続は、永久に駆動される車輪
（駆動部材）に接続されている車両駆動系の部材と、通
常は受動的な車輪に接続されている駆動系の部材との間
に配置されるクラッチ機構によりもたらされる。スリッ
プし始めたとき、後輪が前輪（受動的な車輪）より速く
回転し、これが被駆動部材より速く回転する駆動部材に
移行する。

【０００６】本発明のクラッチ機構は、駆動部材がその
ようにオーバーランして回転することに反応し、クラッ
チ機構を駆動部材と被駆動部材に相互接続させて、通常
受動的に回転する車輪に駆動力を付与するものである。

【０００７】この目的のために設計された周知のクラッ
チ機構は、アメリカ特許第５，１９５，６０４号に開示
されている。ケージ内に保持されているローラが駆動リ
ングとこれと同心的な関係の被駆動リングとの間に挿入
されている。（ローラが属している）２つのリングの間
の環状の間隙は、リングの間の半径方向距離が、リング
間の間隙がローラの直径より大きい位置と、距離がロー
ラ間の直径より小さい位置との間で変わるように形成さ
れている。オーバーランニングが発生したとき、ローラ
はより小さい間隙の位置へ移動し、リング間で楔状にな
り、それにより２つのリングを相互にロックする。これ
は前方向と後ろ方向のどちらでもそのようになる。

【０００８】しかしローラクラッチは幾つかの欠点を有
する。相互ロックの楔タイプは、半径方向の圧力を生
じ、これにより比較的大規模な駆動リングと被駆動リン
グを必要とすることになる。このため重量とスペースを
取ることになり望ましくない。本発明はローラクラッチ
機構を爪クラッチ機構に取り替えたものである。上記目
的のため、爪クラッチ機構の使用は、アメリカ特許第
４，２２２，４７３号に開示されている。アメリカ特許
第４，２２２，４７３号の爪クラッチ機構は、前駆動と
逆駆動との間で自動的にシフトせず、整相リング（phas
ing ring）、例えばソレノイドの積極シフト（手動）を
必要とする。より以前の特許（アメリカ特許第、１８
１，２４４号）にも、機関車に適用される爪クラッチ機
構が開示されている。複雑で重い機構は、トラニオンに
取り付けられ、トラニオンアームを介して前方及び後方
のドラッグ部材に接続している前後向きの爪を有する。
爪はドラッグ部材の抵抗作用により回動し、１組の爪は
係合するように回動し、他の組の爪は回転方向によって
係合解除される。

【０００９】本発明の目的は、より簡単で効果的な設計
により得られる、いづれの回転方向でも爪タイプのクラ
ッチ機構固有の移動を提供し、および車両の応用で要求
されるコンパクトな設計を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の好ましい実施形
態は、内側駆動リング（駆動部材）と外側駆動リング
（被駆動部材）とを含む。各リングは、リングが前方向
に駆動されるとき、第１の組の爪が係合するようにな
り、またリングが逆方向即ち後ろ方向に駆動されると
き、第２の組の爪が係合するようになっている、肩部を
有するように形成されている。スプリングは各爪を係合
位置に付勢する。爪は軸線方向に延びるカム従動タブを
有し、このタブは制御リングのカムスロット内に突出し
ている。制御リングは固定された支持面を取り囲み、ス
プリング付勢されたドラッグ即ちブレーキシューは制御
リングの回転を許容しながらも抵抗を付与する。リング
が一方向に回転した状態で（例えば車両を前方へ駆動す
る）、爪のカム従動タブがカムスロットのある回転位置
に位置決めされるまで、制御リングは回転に抵抗を付与
する。この位置では、一方の組の爪部分は、係合解除位
置へのスプリングの付勢と遠心力とに抗してカム作用を
受ける。また他方の組の爪部分は、スプリングにより
（遠心力も加わって）係合位置へ付勢される。車両の進
行方向が逆になったとき、即ち駆動リングと被駆動リン
グが反対方向に回転しているとき、制御リングは、爪が
カムスロットの反対側に位置決めされるまで回転に抵抗
を与える。この位置では、爪の位置は逆になる。

【００１１】ドラッグシューの目的は、制御リングに、
駆動リングにより生じる回転抵抗を付与することである
ことが明らかである。これは、固定された支持面との摩
擦係合により最も容易に達成される。しかし、駆動リン
グ及び被駆動リングよりも単にゆっくり回転する支持面
との摩擦係合は、十分（suffice）であり、固定された
支持面により取り囲まれている。そのような制動は、こ
こでは択一的に、グランド（ground）との摩擦係合を有
すると呼び、グランドとの摩擦係合は、制御リングを後
ろ側位置へ付勢するどんな摩擦係合をも意味する。しか
し回転を阻止する他の形態を提供して、制御リング即ち
制御部材の回転を阻止してもよい。

【００１２】カムスロットは、係合解除された爪に適用
された（半径方向外側への）抵抗を有する戻り止めを有
する形態が好ましい。戻り止めは、制御リングのドラッ
グシューに作用する遠心力がドラッグシューを固定され
た支持面から持ち上げるように付勢するとき、高速度で
回転する制御リングの望ましくない移動を防止する。遠
心力は、回転速度が増すほど増加するから、戻し止め及
び従って制御リングは駆動部材に対する回転運動に対す
る抵抗が次第に増し、それによってドラッグシューに作
用する同じ遠心力により対応して減少する減ったドラッ
グ力を無効にする。

【００１３】係合位置に両方の組の爪があることが望ま
しい時の状態がある。例えば急勾配の坂を下るときに、
そのように全ての爪を係合させて、４輪全てにエンジン
ブレーキが掛かるようにすることが望ましい。中間位置
で制御リングに同時に係合することを許容するようなカ
ムスロットの形態も採りうる。上述したように、そのよ
うな中間位置は、制御リングを駆動リングに接続する追
加のクラッチ部材により実現できる。カムスロットのこ
の同じ中間位置は、連続した２輪駆動モードのために両
方の爪を係合解除状態にするために使用することができ
る。

【００１４】即ち本発明は、互いに対して独立して回転
でき且ついづれの回転方向にも回転することができる、
回転可能な駆動部材と回転可能な被駆動部材とを有する
車両駆動系用のクラッチ機構であって、該クラッチ機構
が駆動部材として提供される第１部材と被駆動部材とし
て提供される第２部材を備え、前記第１、第２部材が、
前記駆動部材及び被駆動部材が合体して回転していると
きに固定した関係で隣接する各面と、前記各面内の第
１、第２組の係合肩部と、および前記面間に位置決めさ
れた第１、第２組の爪とを有し、前記第１組の爪が、一
方の回転方向において前記第１、第２部材をロック係合
とその解除をするために第１組の両方の肩部に係合する
位置および係合解除する位置の間で移動することがで
き、また前記第２組の爪が、他方の回転方向において前
記第１、第２部材をロック係合とその解除をするために
第２組の両方の肩部に係合する位置および係合解除する
位置の間で移動することができ、前記クラッチ機構は更
に、係合位置での前記爪を付勢する前記クラッチ機構の
付勢手段と、第１位置と第２位置との間で移動でき且つ
前記第１組の爪を前記第１位置の係合位置から外すよう
に引っ込めさせ、前記第２組の爪を前記第２位置の係合
位置から外すように引っ込めさせるように前記爪に作用
する制御部材と、前記制御部材の回転運動を遅らせて、
それにより前記制御部材が前記一方の方向で回転が遅れ
た状態で、前記第１、第２部材が前記一方の方向に回転
することにより、前記制御部材が前記第１位置へ移動す
るようなり、また前記制御部材が前記他方の方向で回転
が遅れた状態で、前記第１、第２部材が前記他方の方向
に回転することにより、前記制御部材が前記第２位置へ
移動するようにさせる、回転遅延手段とを備えることを
特徴とするクラッチ機構である。

【００１５】前記制御部材は、いづれの回転方向でも両
方の組の爪を係合させる第３位置に位置決めでき、前記
制御部材に接続しており且つ前記第３位置において車両
の運転手により前記制御部材を位置決めするように選択
的に作動されるアクチュエータを備えていてもよい。

【００１６】前記爪がカム従動タブを有し、前記制御部
材がカムスロットを有し、該カムスロットを介して前記
カム従動タブが突出し、前記カムスロットは前記爪が係
合できるようになっており、且つ前記爪に対する前記制
御部材の位置によって爪を係合解除位置に押し下げるよ
うに形成されていてもよい。

【００１７】前記スロットは戻り止めを有し、回転中に
前記爪と制御部材の相対的移動に対して抵抗を付与する
ために、前記押し下げられた係合解除位置において前記
爪が該戻り止めに係合していてもよい。

【００１８】前記面はリング部材が同心的な関係で横た
わる周面であり、前記爪は遠心力により係合位置に幾分
付勢され、前記回転遅延手段が、支持面側へ付勢された
制御部材に設けられるドラッグシューを有し、グランド
への摩擦係合を有する制御部材により提供され、前記ド
ラッグシューは遠心力により、摩擦係合状態から幾分離
れるように付勢され、それにより前記爪とブレーキシュ
ーの両方に対する遠心力が増加したときに、ブレーキシ
ューによる移動への抵抗が減少し、戻り止めによる移動
への抵抗が増加するようにしてもよい。

【００１９】前記面はリング部材が同心的な関係で横た
わる周面であり、前記爪は遠心力により係合位置の方へ
付勢されていてもよい。

【００２０】前記制御部材をいづれの回転方向でも両方
の組の爪の係合を禁止する第３位置に位置決めすること
ができ、前記制御部材に接続しており且つ前記第３位置
に前記制御部材を位置決めするように選択的に作動され
るアクチュエータを備えていてもよい。

【００２１】前記回転遅延手段は、支持面側へ付勢され
た制御部材に提供されるドラッグシューを有し、グラン
ドへの摩擦係合を有する制御部材により提供され、該支
持面は固定されているか、または前記第１部材より遅く
回転し、前記制御部材は、前記第１部材に対してどちら
の回転方向での回転も制限されて、前記制御部材の前記
第１位置と第２位置を規定する後ろ側の位置へ移動して
もよい。

【００２２】前記爪にはカム従動タブが設けられ、前記
制御部材がカムスロットを有し、該カムスロットを介し
て前記カム従動タブが突出し、前記カムスロットは前記
爪が係合できるようになっており、且つ前記爪が前記制
御部材の位置によって係合解除位置に押し下げられるよ
うに形成されており、前記スロットは、前記爪が係合解
除位置に押されて戻り止めに係合し、高速回転中に該戻
り止めが前記爪と制御部材との相対的移動に対して抵抗
を与えるように位置決めされた戻り止めを有し、前記ド
ラッグシューは前記支持面の方へ付勢力により付勢さ
れ、前記付勢力と、前記爪に作用する前記戻り止めによ
って与えられる前記抵抗力とが、遠心力により逆影響を
受け、これにより前記第１部材の回転の開始速度が、前
記制御部材の後方位置への移動を確実にさせるようにし
てもよい。

【００２３】前記アクチュエータは、車両の運転手によ
って選択的に作動されるようにしてもよい。

【００２４】前記アクチュエータは、コンピュータによ
って作動されるようにしてもよい。これらの追加の特徴
と他の特徴及び利点は、添付図面を参照しながら説明し
た以下の詳細な説明を参照することにより、より深く理
解できるであろう。また好ましい実施形態を簡単に説明
したが、本発明の広い概念は、運転手の関与なしに、前
後方向の作動位置の間で爪を固有的に移動する単一の制
御部材によって制御される両方の回転方向における爪の
利用も包含するものである。そして本発明は車両駆動系
への適用のためにコンパクトな形態で以上の特徴を提供
できる。

【００２５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明を適用した車両の
シャシを示している。車輪１０は車両の後輪であり、車
輪１２は前輪である。エンジン１４がトランスミッショ
ン１６に回転力を提供し、トランスミッション１６は推
進シャフト１８に回転力を伝達する。推進シャフト１８
は、後輪１０を駆動するための差動装置２２を介して車
軸２０に連結している。

【００２６】本例では、後輪がエンジン１４に永久的に
接続しており、前輪１２は必要なときにエンジンに接続
されるようにすることが望ましい。後輪が車両を推進す
るために十分な駆動力を提供することができない場合、
即ち後輪が地面に対して十分なグリップ力を発揮でき
ず、スリップしてしまうときには、前輪もエンジンに接
続することによって前輪と地面とのグリップ力を追加す
ることが望ましい。

【００２７】従って図１の車両は、トランスミッション
１６に接続可能な伝達ケース２４を提供する。前推進シ
ャフト２６が伝達ケースから前側差動装置３０を介して
前輪の車軸２８へ延び、そして前輪１２へ接続してい
る。

【００２８】前輪を、エンジン、トランスミッションに
よって代表される前輪駆動系統、伝達ケース、前推進シ
ャフト、前輪差動装置および前車軸に接続または接続解
除するために、駆動部材と被駆動部材とを規定する少な
くとも１カ所の分離地点が必要である。これらの部材は
隣接する関係にあり、クラッチ部材は、（前輪もエンジ
ンで駆動するように）部材に接続し、あるいは（後輪だ
けをエンジンで駆動するように）部材から接続解除する
ように、作動される。上記に示したような前輪と後輪と
の間の構造は逆にしてもよい。即ち、前輪を永久接続し
ておき、後輪を必要に応じて接続するようにしても良
い。

【００２９】図２は分解斜視図であり、図３，４はそれ
ぞれ、駆動部材、被駆動部材の断面図及びこれら部材の
接続または接続解除のためのクラッチ機構の断面図であ
る。部材３２が駆動部材であり、部材３４が被駆動部材
である。クラッチ機構は、駆動部材及び被駆動部材の構
造を取り巻いている。図面に示された多くの他の部材と
ともにこれらを以下説明する。

【００３０】目的を明らかにするために、駆動部材と被
駆動部材とが駆動系に永久に接続しているものとする。
図示の実施形態では、駆動部材３２は、駆動系の駆動部
のスプライン付きシャフト（図示せず）に接続している
スプライン３６を有し、被駆動部材３４は、駆動系の被
駆動部分のスプライン付きシャフト（図示せず）に接続
しているスプライン３８を有する。しかし他の接続構造
でもよく、当業者はそのような他の接続構造に良く精通
しており、本概念をそのような構造に容易に適用できる
であろう。

【００３１】図示の実施形態の被駆動部材３４は、キャ
リア４１のキーウエイ４４に係合するキー４２によって
キャリア４１に接続して回転可能になっているカムリン
グ４０を有する。カムリング４０の特徴は、異なる部材
の製造、組立における認識された利点と、多くの点で図
示の設計を決定する基準により、被駆動部材を一体的に
具現化することができることである。

【００３２】被駆動部材３４のカムリング４０には凹部
を形成する内側形状４６が形成され、駆動部材３２には
異なる形状の凹部を有する外側形状４８が形成され、明
らかなように内側形状４６内に外側形状４８は嵌まり込
むようになっている。図３には、組立時に、内側形状４
６と外側形状４８とが同心的に間隔を開けて向かい合わ
せになっている様子を示す。

【００３３】外側形状４８の凹部内には、リーフスプリ
ング５０が設けられている。図２から、各リーフスプリ
ング５０はベース部分５２と一対の羽部分５４を含むこ
とがわかるであろう。各羽部分５４とカムリング４０の
内側形状４６との間には、爪５６（図４参照）が挿入さ
れる。図で明らかなように、各スプリング５０に対して
一対の爪５６が設けられる。各対の爪のうち一方は、前
方へ係合するためのものであり、また爪の他方は、反対
の方向へ係合するためのものである。これらを以後説明
する。

【００３４】上記で説明したような爪の係合は制御部材
５８によって制御される。制御部材の拡大図を図５に示
す。制御部材は、環状フランジ６０と半径方向に延びる
フランジ６２とを有する形状のリング形態である。図
２、３に関して述べたように、半径方向に延びるフラン
ジ６２は、内側形状４６と外側形状４８の間の間隙とス
プリング５０とに隣接している。上述したように、制御
部材５８の円周方向に延びるフランジ６０は、この間隙
から軸線方向に離れて延びている。

【００３５】図５に戻り、制御部材５８の半径方向フラ
ンジ６２には、カムスロット６４が形成されている。カ
ムスロット６４の形状は、図４に良く示されている。図
示されているように、カムスロット６４は細長い側部６
６と幅広の中央部６８とを有するように形成されてい
る。図２に戻り、各爪５６にはガイド即ちカム従動タブ
７０が形成されている。これらのガイド即ちカム従動タ
ブは、図３，４に示すようにカムスロット６４の中に延
びている。各スロット６４は２つのタブ７０を収容し、
タブの一方は側部６６の中に入れられ、他方はスロット
の幅広の中央部６８に入れられる。タブ７０の向き（一
方は側部内にあり、他方はスロットの中央部内にある）
は、駆動部材３２に対する制御部材５８の移動により変
わる。

【００３６】図２に関して、スプリング５０と爪５６と
が外側形状４８の凹部内に着座していることを思い出し
てほしい。凹部は肩部７２を有し、この肩部７２には爪
の１つのエッジが隣接している。（各対の爪のうち一方
の爪は、一方の肩部７２に向いており、他方の爪は他方
の肩部７２に向いている。）制御部材５８は駆動部材３
２に対して、限られた量だけ自由に回転することができ
る。即ち、このような回転量の制限は、制御部材５８の
ボス７４が駆動部材３２の凹所７６内に突出しているた
めである。図４に示すように、凹所７６はボス７４より
広い幅を有するため、制御部材５８は、限られた量７８
だけ駆動部材３２に対して回転することができる。

【００３７】図４では、制御部材５８は駆動部材３２に
対して最も時計回り方向の位置まで回転している。即ち
駆動部材３２は、矢印９２によって示すように反時計回
りに駆動されている。この位置では、爪５６はカムスロ
ット６４の左側に位置決めされる。図４の点線は、カム
スロット６４に対する外形形状４８の肩部７２の位置を
示している。（カムスロット６４内の一対の爪のうち）
右側の爪のガイドタブ７０は、半径方向外側に突出して
おり、この位置では、爪は被駆動部材３４の凹部内に突
出している。左側の爪は、スロットの形状によるカム作
用で引っ込んだ位置にある。制御部材５８が反対方向へ
相対的に回転するとき、即ち距離７８だけ最も反時計回
り方向の位置のところまで回転すると、爪はカムスロッ
トの右側に移動して、左側の爪はカムスロットの右側の
制限的形状により、係合から解除されて引っ込められ
る。制御部材の駆動部材に対する時計方向と反時計方向
への回転は、これから説明するドラッグ機構により生じ
る。

【００３８】制御部材５８の周囲のフランジ部分６０
（図５参照）には、開口８０（図２に示す８個の開口８
０）が形成される。図２、図３を参照すると、ドラッグ
シューセグメント８２がフランジ部分６０内の開口８０
を通って外側に突出し、このようにして制御部材５８に
回転可能な状態で取り付けられている。ドラッグシュー
セグメント８２は、ガータスプリング８４によって支持
面８６側へ（内側へ）付勢されており、これによってシ
ューの制動が制御部材５８に伝達される。制御部材５８
は、そこにドラッグシューセグメント８２が取り付けら
れた状態で、摩擦グランド部材８８の固定支持面８６の
周囲に位置決めされている。摩擦グランド部材８８は、
図に示すように、取り付けタブ９０によって車両のシャ
シの固定部分に取り付けられている。

【００３９】（動作）上記で説明したように、本発明は
車両の駆動系、特に必要なときだけ４輪駆動へ接続する
ことができる、２輪／４輪駆動の車両に関する。車両が
乾いた道路を走行中は、標準の２輪駆動により道路表面
との十分なグリップ力が得られ、従って４輪駆動は必要
ない。クラッチ機構が実質的に受動状態で作用する状態
では、いくらかのトルクがほとんどの駆動状態で前車軸
に伝達される。図４は、矢印９２によって示されるよう
に、反時計方向に駆動されている状態を示す。駆動力
は、駆動部材３２に供給される。制御部材５８の円周上
のフランジ６０がドラッグシューセグメント８２と接続
するため、及びドラッグシューセグメント８２はガータ
ースプリング８４によって支持面８６に対して付勢され
るから、制御部材５８は、この反時計周り方向の回転に
抵抗を与える。

【００４０】制御部材５８の回転抵抗により、制御部材
５８のボス７４が駆動部材の凹所７６の回転方向後側の
肩部９４に当接するようになるまで、制御部材が駆動部
材３２の回転より遅れるようになる。駆動部材３２が爪
５６を支持するから、カムスロット６４が爪に対して時
計回り方向の位置へ限界まで移動し、これにより各対の
爪のうち回転方向前側の爪が、カムスロットの制限され
た側に位置決めし、（これにより前側の爪がスロット内
に引っ込み、）回転方向後ろ側の爪がスロットの幅広の
中央部分６８内に位置決めする。これにより後ろ側の爪
は、スプリング５０の羽部分５４の復帰力により被駆動
部材３４の方へ、即ち外側へ、特に内側形状４６の凹部
内へ付勢される。

【００４１】乾いた路面上で４輪が適切に適合している
と仮定して（更にここでは説明上の目的のためだけに後
輪が駆動輪と仮定して）、後輪が駆動すると車両を最初
に推進し、前輪は後輪がスリップしたとき与えられた少
しの推進力を提供するだけである。コーナリングや減速
の間に典型的に発生する状態では、前輪が後輪より早く
移動しようとするまで、後ろ側の爪は、駆動方向９２に
駆動部材３２から被駆動部材３４側へ外側へ傾いた状態
で突出しているから、被駆動部材３４の内側形状４６は
カム作用をなして、（内側へ爪を付勢して）爪を容易に
乗り越えて、係合を回避する。

【００４２】車両が滑りやすい路面状態に遭遇した場合
には、後輪（駆動輪）はグリップ力を失いスリップし始
める。即ち後輪は、速い速度で回転しても車両の動きに
はその全回転力は伝達されない。回転力を受動する前輪
は、車両の動きに対してのみ回転し、駆動部材３２は被
駆動部材３４より速く回転し始める。回転方向後ろ側の
爪５６は被駆動部材３４の内側形状４６の凹部に係合し
て、前輪は受動回転車輪から駆動回転車輪に変換され
る。

【００４３】逆方向、即ち回転方向９２と反対の方向で
の制御部材５８と爪５６の作用は、ここでは詳細に説明
しないが、その作用は上述したものと同様であり、一対
の爪のうち他方の爪が回転方向後方側の爪になるだけで
ある。同様であるがドラッグシューによって反対の作用
が生じる。即ち、制御リング５８は回転に抵抗を与え、
凹所７６の反対側に移動し、それにより回転方向後ろ側
の爪がカムスロット６４内で中央に位置決めされ、そし
て（スプリング５０により）被駆動部材の内側形状の方
へ外側へ斜めに突出する。

【００４４】上記説明では、最も典型的な道路状態での
クラッチ機構の所望の作用について述べたが、その他の
状態も考え得る。車両が高速で駆動されている場合、遠
心力によりドラッグシューセグメント８２が支持面８６
から持ち上げられるから、制御部材は駆動部材に対して
相対的に回転するための摩擦抵抗を失う。シューセグメ
ントの擦り切れがそれによって減少するから、このよう
な減少が生じることは望ましくすらある。制御部材５８
に付与されるドラッグ抵抗が弱まったとき、制御部材が
駆動部材に対して前方にドリフトする機会がある。本発
明の実施形態では、そのようなドリフトは、カムスロッ
ト６４の形状（図４参照）に戻り止め９６を形成するこ
とにより回避されている。低速度での戻り止めは、（爪
５６の）案内タブ７０が、側部のスロット部分からスロ
ット６４の幅広の中央部分の方へスライドするときにと
ても小さな抵抗となる。しかし高速度では、ドラッグシ
ューセグメント８２の持ち上げを生じるのと同じ遠心力
が爪をも持ち上げてしまい、制御プレートの回転運動に
大きな障害となる。２つの抵抗力は逆の関係にあり、低
速度では、戻り止め力に比較してガータースプリング力
が十分に大きく、駆動方向が逆向きになったときに、制
御部材５８が後方側位置へシフトすることを確実にす
る。

【００４５】本発明は、クラッチ動作を選択的に除去す
ることの必要性も考慮する。例えば、急勾配の坂を下る
車両は、エンジンブレーキを使用することが望ましく、
即ち車両が重力の影響でエンジン速度より速く移動しよ
うとしているときに、エンジンは被駆動車輪にドラッグ
を提供する。４つの車輪全てが両方の回転方向でエンジ
ンに回転可能に取り付けられているという状況では好ま
しい。これにより、各爪セットの両方の爪５６が被駆動
部材３４の凹部４６内に突出し、それによりどちらかの
部材が他方の部材を走り越すときにはいつでも係合する
ようにすることができる。カムスロット６４の中心位置
６８’が十分長く、爪の中心位置が、両方の爪を例えば
図９に示すように外側に突出させるようにする場合に
は、制御部材は両方の爪のそのような突出を提供する。
所望のクラッチ除去の他の形態は、中心部分６８’を短
くする時に達成される。この場合には、図１０に示すよ
うに両方の爪を押し込み、車両が２輪駆動のみで機能す
る。どちらの形態でも、中心決めと、制御部材５８の位
置を駆動部材３２に対して固定することによって、爪の
位置はカムスロット６４に対して中心決めされる。その
ような機構を図６〜８に関連して説明する。

【００４６】クラッチ機構を中立にするために相互作用
する部材が、図６に示されている。駆動部材３２’は、
図２に示すものと実質的に変わらず、ブレーキシューセ
グメント８２’とガータースプリング８４’も同様であ
る。（図２の制御部材５８の機能を達成する）図６の制
御部材が、符号９８，１００で示す２つの部分である。
制御部材部分９８は、カムスロット６４’とボス部分７
４’とを有し、これらはそれぞれ図２の制御部材５８の
カムスロット６４とボス７４と同様な機能を有する。制
御部材部分１００はブレーキシューセグメント８２’を
受け入れる開口８０’を有し、これは図２の制御部材５
８と同様である。２つの制御部材部分９８，１００は、
Ｖ字形状の溝１０４の入口と適合する制御部材部分９８
のラグ１０２によって一緒にキー締めされる。

【００４７】機能の差は、２つの制御部材部分９８，１
００の間に挿入されるセンタリングリング１０６により
提供される。センタリングリング１０６のボス部分１０
８は駆動部材３２’の外側形状４８’の凹部にぴったり
と適合しており、センタリングリング１０６は回転でき
るように取り付けられているが、駆動部材３２’に対し
て軸線方向には固定されていない。制御部材部分１００
の周囲の壁セグメント１１０は、ウエブセグメント１１
４がＶ字溝１０４内に位置決めされた状態で、センタリ
ングリング１０６の環状スロット１１２を貫通して嵌ま
り込む。ウエブセグメント１１４は、Ｖ字溝１０４の入
口近くに位置決めされているときには実質的なクリアラ
ンスを有し、ウエブセグメント１１４が溝１００の頂点
の方へ内側へ位置決めされた時には、それらの位置は溝
の中心に制限される。

【００４８】制御部材部分９８，１００（ブレーキシュ
ー８２’とガーターリング８４’を含む）とセンタリン
グリング１０６との間の相互適合は図８に示されてい
る。センタリングリングは、Ｖ字溝１０４の入口に位置
決めされたとき、クラッチ機構の妨げにならないことが
図６、８からわかるであろう。（組み合わせられた）制
御部材９８，１００は、ボス部分７４’が凹所４８’の
幅より小さく、駆動部材３２’に対する回転運動は制限
される。センタリングリング１０６のボス１０８は凹所
４８’に入り込み、これによりセンタリングリング１０
６が回転できる状態で駆動部材３２’に固定される。セ
ンタリングリング１０６は、センタリングリングのウエ
ブ１１４がＶ字溝１０４の入口に位置決めされている限
り、制御リングに対して自由に回転する。

【００４９】センタリングリング１０６がＶ字溝１０４
の頂点の方へ軸線方向に移動するときには、ウエブ１１
４は溝１０４の側部のいづれかに（カム作用のように）
接触しながら、ウエブ１１４が溝の頂点に位置決めされ
るまで、センタリングリング１０６は制御部材９８，１
００に対して相対的に回転する。Ｖ字溝１０４の頂点に
位置決めされたときには、センタリングリング１０６と
制御部材９８，１００とが回転可能な状態で相互に固定
される。従って、駆動部材と制御リングは回転可能な状
態で相互に固定される。図９，１０に示すように、この
相互固定によりカムスロット６４’内で爪５６を中央に
位置決めすることによって、爪は中央位置にロックさ
れ、（図９に示すように）フルタイム４輪駆動になるよ
うにいづれかの部材による走り超しに対しても駆動部材
と被駆動部材とをロックし、あるいは（図１０に示すよ
うに）２輪駆動にするように駆動部材と被駆動部材との
ロックを解除する。

【００５０】Ｖ字溝１０４の入口と頂点との間でのセン
タリングリング１０６の移動は、図７に示すようにハウ
ジング１１８に取り付けられたアクチュエータ１１６に
よって制御される。アクチュエータ１１６は前後に（図
７では左右に）ピストン１２０を動かす。サドルリング
１２２がピストン１２０に固定され、センタリングリン
グ１０６が図示のようにサドルリング１２２に保持され
ている。センタリングリング１０６のクラッチ動作位
置、即ちウエブセグメント１１４がＶ字溝１０４の入口
内に位置決めされた状態が、実線で示されており、また
センタリングリング１０６のクラッチ中立位置、即ちウ
エブセグメント１１４がＶ字溝１０４の頂点に位置決め
された状態が、破線で示されている。

【００５１】図６〜８のアクチュエータとセンタリング
リングの代わりに、センタリングスプリング１２４が図
１０に示されている。センタリングスプリング１２４
は、同一出願人の親出願に詳しく開示されている。セン
タリングリングは駆動部材（図１０には示されていない
が、親出願には示されている）に固定されており、スプ
リング１２４の端部１２４ｅが、制御部材５８（９８）
を中心位置に付勢している。この別の構造では、選択的
に回転されるべき、図２のグランド部材８８を提供する
ことによって、即ちグランド部材をハウジングに開放可
能にロックできる状態で、達成することができる摩擦シ
ューの付勢力を除去することが望ましい。クラッチ機構
が中立になるときを除き、通常グランド部材はロックさ
れている。回転できるがロックできるグランド部材は、
アメリカ特許出願番号Ｎｏ.０８／７２１，８２２号に
示されている。

【００５２】上記実施形態は本発明の好ましい例示であ
り、本発明の精神と範囲から離れることなしに、当業者
は変更と改変をすることができるであろう。従って本発
明は上述の実施形態に限定するものではなく、特許請求
の範囲より決定されるべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した車両のシャシの模式図であ
る。

【図２】図１のシャシに組み込まれた本発明のクラッチ
機構の分解斜視図である。

【図３】図２の機構の組立状態における断面図である。

【図４】図３の４−４線に沿って破断した断面図であ
る。

【図５】図２，図３のクラッチ機構で使用される制御部
材の斜視図である。

【図６】図２のクラッチ機構同様の他の形態のクラッチ
機構であり、固定されたフルタイム接続モード（あるい
は固定された係合解除モード）に移動することが可能な
特徴を有するクラッチ機構の分解斜視図である。

【図７】図６のクラッチ機構の組立状態およびシフト機
構を示す断面図である。

【図８】図７のクラッチ機構の制御部材を示す斜視図で
ある。

【図９】図６〜図８のクラッチ機構により達成される機
能を示す部分断面図である。

【図１０】図９の機能とは別の機能を示し、図６〜図８
のシフト機構とは別の機構を示す部分断面図である。

【符号の説明】

１０ 後輪 １２ 前輪 １４ エンジン １６ トランスミッション １８ 推進シャフト ２０、２８ 車軸 ２２ 差動装置 ２４ 伝達ケース ２６ 前推進シャフト ３２ 駆動部材 ３４ 被駆動部材 ３６、３８ スプライン ４０ カムリング ４１ キャリア ４２ キー ４４ キーウエイ ４６ 内側形状 ４８ 外側形状 ５０ リーフスプリング ５２ ベース部分 ５４ 羽部分 ５６ 爪 ５８ 制御部材 ６０ 環状フランジ ６２ 半径方向フランジ ６４ カムスロット ６６ 側部 ６８ 中央部 ７０ タブ ７２ 肩部 ７４ ボス ７６ 凹所 ７８ 移動可能な距離 ８０ 開口 ８２ ドラッグシューセグメント ８４ ガータスプリング ８６ 支持面 ９２ 駆動方向 ９４ 肩部 ９６ 戻り止め ９８、１００ 制御部材部分（制御部材） １０２ ラグ １０４ 溝 １０６ センタリングリング １０８ ボス部分 １１０ 壁セグメント １１２ 環状スロット １１４ ウエブセグメント １１６ アクチュエータ １１８ ハウジング １２０ ピストン １２２ サドルリング １２４ スプリング １２４ｅ 端部

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに対して独立して回転でき且ついづれ
   の回転方向にも回転することができる、回転可能な駆動
   部材と回転可能な被駆動部材とを有する車両駆動系用の
   クラッチ機構であって、該クラッチ機構が駆動部材とし
   て提供される第１部材と被駆動部材として提供される第
   ２部材を備え、 前記第１、第２部材が、前記駆動部材及び被駆動部材が
   合体して回転しているときに固定した関係で隣接する各
   面と、前記各面内の第１、第２組の係合肩部と、および
   前記面間に位置決めされた第１、第２組の爪とを有し、 前記第１組の爪が、一方の回転方向において前記第１、
   第２部材をロック係合とその解除をするために第１組の
   両方の肩部に係合する位置および係合解除する位置の間
   で移動することができ、また前記第２組の爪が、他方の
   回転方向において前記第１、第２部材をロック係合とそ
   の解除をするために第２組の両方の肩部に係合する位置
   および係合解除する位置の間で移動することができ、 前記クラッチ機構は更に、 係合位置での前記爪を付勢する前記クラッチ機構の付勢
   手段と、 第１位置と第２位置との間で移動でき且つ前記第１組の
   爪を前記第１位置の係合位置から外すように引っ込めさ
   せ、前記第２組の爪を前記第２位置の係合位置から外す
   ように引っ込めさせるように前記爪に作用する制御部材
   と、 前記制御部材の回転運動を遅らせて、それにより前記制
   御部材が前記一方の方向で回転が遅れた状態で、前記第
   １、第２部材が前記一方の方向に回転することにより、
   前記制御部材が前記第１位置へ移動するようなり、また
   前記制御部材が前記他方の方向で回転が遅れた状態で、
   前記第１、第２部材が前記他方の方向に回転することに
   より、前記制御部材が前記第２位置へ移動するようにさ
   せる、回転遅延手段とを備えることを特徴とするクラッ
   チ機構。
2. 【請求項２】請求項１記載のクラッチ機構であって、 前記制御部材が、いづれの回転方向でも両方の組の爪を
   係合させる第３位置に位置決めでき、前記制御部材に接
   続しており且つ前記第３位置において車両の運転手によ
   り前記制御部材を位置決めするように選択的に作動され
   るアクチュエータを備えることを特徴とするクラッチ機
   構。
3. 【請求項３】請求項１記載のクラッチ機構であって、 前記爪がカム従動タブを有し、前記制御部材がカムスロ
   ットを有し、該カムスロットを介して前記カム従動タブ
   が突出し、前記カムスロットは前記爪が係合できるよう
   になっており、且つ前記爪に対する前記制御部材の位置
   によって爪を係合解除位置に押し下げるように形成され
   ていることを特徴とするクラッチ機構。
4. 【請求項４】請求項３記載のクラッチ機構であって、 前記スロットは戻り止めを有し、回転中に前記爪と制御
   部材の相対的移動に対して抵抗を付与するために、前記
   押し下げられた係合解除位置において前記爪が該戻り止
   めに係合することを特徴とするクラッチ機構。
5. 【請求項５】請求項４記載のクラッチ機構であって、 前記面はリング部材が同心的な関係で横たわる周面であ
   り、前記爪は遠心力により係合位置に幾分付勢され、前
   記回転遅延手段が、支持面側へ付勢された制御部材に設
   けられるドラッグシューを有し、グランドへの摩擦係合
   を有する制御部材により提供され、前記ドラッグシュー
   は遠心力により、摩擦係合状態から幾分離れるように付
   勢され、それにより前記爪とブレーキシューの両方に対
   する遠心力が増加したときに、ブレーキシューによる移
   動への抵抗が減少し、戻り止めによる移動への抵抗が増
   加することを特徴とするクラッチ機構。
6. 【請求項６】請求項２記載のクラッチ機構であって、 前記面はリング部材が同心的な関係で横たわる周面であ
   り、前記爪は遠心力により係合位置の方へ付勢されるこ
   とを特徴とするクラッチ機構。
7. 【請求項７】請求項１記載のクラッチ機構であって、 前記制御部材をいづれの回転方向でも両方の組の爪の係
   合を禁止する第３位置に位置決めすることができ、 前記制御部材に接続しており且つ前記第３位置に前記制
   御部材を位置決めするように選択的に作動されるアクチ
   ュエータを備えることを特徴とするクラッチ機構。
8. 【請求項８】請求項１記載のクラッチ機構であって、 前記回転遅延手段は、支持面側へ付勢された制御部材に
   提供されるドラッグシューを有し、グランドへの摩擦係
   合を有する制御部材により提供され、該支持面は固定さ
   れているか、または前記第１部材より遅く回転し、 前記制御部材は、前記第１部材に対してどちらの回転方
   向での回転も制限されて、前記制御部材の前記第１位置
   と第２位置を規定する後ろ側の位置へ移動することを特
   徴とするクラッチ機構。
9. 【請求項９】請求項８記載のクラッチ機構であって、 前記爪にはカム従動タブが設けられ、前記制御部材がカ
   ムスロットを有し、該カムスロットを介して前記カム従
   動タブが突出し、前記カムスロットは前記爪が係合でき
   るようになっており、且つ前記爪が前記制御部材の位置
   によって係合解除位置に押し下げられるように形成され
   ており、前記スロットは、前記爪が係合解除位置に押さ
   れて戻り止めに係合し、高速回転中に該戻り止めが前記
   爪と制御部材との相対的移動に対して抵抗を与えるよう
   に位置決めされた戻り止めを有し、 前記ドラッグシューは前記支持面の方へ付勢力により付
   勢され、前記付勢力と、前記爪に作用する前記戻り止め
   によって与えられる前記抵抗力とが、遠心力により逆影
   響を受け、これにより前記第１部材の回転の開始速度
   が、前記制御部材の後方位置への移動を確実にさせるこ
   とを特徴とするクラッチ機構。
10. 【請求項１０】請求項７記載のクラッチ機構であって、 前記アクチュエータは、車両の運転手によって選択的に
    作動されることを特徴とするクラッチ機構。
11. 【請求項１１】請求項７記載のクラッチ機構であって、 前記アクチュエータは、コンピュータによって作動され
    ることを特徴とするクラッチ機構。