JPS59500233A - 自動車用安全フリ−ホイ−ル付きクラッチ駆動装置 - 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】 自動車用安全フリーホイール付きクラッチ駆動装置本発明は自動車のプロペラシ ャフト上に搭載される、安全用フリーホイールを備えたクラッチ駆動用装置に関 する。

既に、例えば耕作機械もしくは自動車用の、フリーホイールを備えた多数のクラ ッチ装置が提案されている。

同様に′フランス特許第１，１５７，４２３号（ＲＥＮＡＵＬＴ　）にはフリー ホイールを備えたクラッチ機構が開示されており、これはあらゆる速度に対し連 動することができず、そのため連動装置はもっばら手動であり、自動ではない。

一般的に耕作機械用として予定されるこの装置はプロペラシャフト自体に搭載す るためには余りに嵩高であり、かつそのために自動車のプロペラシャフト上に取 付けることはできない。これが、これまで顧みられなかった理由である。

米国特許第３，１８８，４３５号はフリーホイール付きシステムを目的とするも のであるが、これはある速度に達するとはずされる物であり、危険である。その 上、この装置では安全性がまったく予測されない。

米国特許第２，０１２，０８７号は耕作機械用の２つのシャフトを持つクラッチ 装置を扱っており、これは一方向に於いてのみ解除され得る。

著しく嵩高なこの装置は自動車シャフトとしては採用し得ない。

米国特許第２，２８３，９６５号は２つのシャフトを持つクラッチシステムを目 的とし、該シャフトは該クラッチの単一の回転方向を保証するにすきない。

ところで、自動車用のフリーホイールを備えたクラッチシステムにおいては、ク ラッチが２つの回転方向に動作し得ることが必須である。

そこで、本発明の目的は自動車用のフリーホイールを備えたクラッチ駆動用装置 を提供することにあり、これは比較的簡単な構造を有し、嵩が小さく、且つその 結果としてプロペラシャフト自体の上に取付゛け易いものであり、かつ運転は極 めて信頼し得るものである。

特に、本発明の目的は駆動装置を製造するこ七にあり、該装置は前進中にある速 度から協動するプロペラシャフト付車輪を自動的に再連結することが可能であり 、これは明確な安全性のためである。同様に、本発明は運転者の介入なしに制動 時の２つのシャフトの再連結と同時にエンジンブレーキの自動的回復を可能とす ることをも目的とする。

本発明の目的とするフリーホイール付クラッチの利点は、本質的に、主として自 動車の慣性の回復に基づく密集地の運転中における低速条件下の装置により達成 される燃料の実質的節約にある。

しかしながら、車輪と地面との間の密着は、車輪がそのドライブシャフトから開 放されている際には著しく減じられているので、運転者の安全性のためには予め 決められた速度からおよび制動する場合に、エンジンブレーキの回復を完全に保 証しつつ、瞬間的にプロペラシャフトと車輪とか再連結することが必要であるこ とを容易に理解することができる。

本発明の目的とする駆動装置は自動車のプロペラシャフト上の、該シャフトの第 １駆動部分と１車輪を駆動させている前記シャフトの第２被駆動部分との間に設 置されるものであり、又該装置は２つの回転方向に駆動される被駆動、・−−１ −と駆動シャフトとを連結する手段及び前進に相当する回転方向に駆動されるシ ャフトと被駆動シャフトとを開放するための手段とを有している。

本発明によれば、フリーホイールを備えたクラッチ駆動装置は以下のようなもの を包含している。即ち、−駆動シャフトに固定された鐘内で滑動する勘合ロック ；これは該鐘内部の囲い内に装入するのに通しており、かつ該囲いは画定された ２つの位置の間で振動でき、該２つの位置において該鐘のでの回転を確実なもの とし、これら手段は自動車が前進するばあいには該囲い内に該ロックを自動的に 装入し、且つ運転者が加速しない時並びに制動しない時には該ロックを前記画定 された２つの位置間の中音位置に保つようになっており、その結果被駆動シャフ トは駆動シャフトから開放され、フリーホイールとなる；および 一安全システム；これは前進中子め決められた速度に達すると振動している囲い のロックを自動的に引込めるのに通しており、制動並びに後退の場合には駆動シ ャフトと被駆動シャフトとを再連結する。

本発明の特定例に従えば、前記囲いは滑動ロックを需要する孔を有し、該ロック が液孔に勘合した場合、前進中は駆動シャフトが被駆動シャフトよりも低速で回 転するように配置。され、前記ロックは回転中の囲い並びに該囲い内に形成され たくぼんだ角部分内にローラ番維持している勘合ローラを、停止し、その結果被 駆動シャフトは駆動シャフトから開放され、かつ協動輪が自由になる。

偵１えば下り坂□もしくはアクセルをゆるめた場合に自動車の慣性により生ずる 、車輪を固定した被駆動シャフトの余りに速い回転のために、２つのシャフトの 開放は自動的に生じる。というのは、被駆動シャフトが囲いおよびローラを回転 させるためであるが、この回転はロックにより制限される。即ち、該ロックは該 囲い内に設けられた′適当な横長孔の端部にぶつかることになる。

本発明のその他の特徴並びに利点は、本発明の被限定的具体例の一態様を示す添 付図を参照しつつ展開される以下の記載から明らかとなろう。

第１図は、本発明によるフリーホイールを備えたクラッチ駆動装置のための自動 車車輪およびドライブシャフトの模式的正面図である。

第２図は本発明の目的とするクラッチ駆動装置の１！３様を示す第４図の■−■ に沿って取った縦断面図である。

第３図は第２図のｍ−ｍに沿った詳細な横断面図である。

第４図は第２図の■−■に沿った前記装置の横断面図である。

第５図は第２〜４図に示された装置の一部を構成している振動囲いおよび該囲い 内に勘合されたローラの側面図である。

第６図は自動車のブレーキペダルを介してのクラ、子装置の駆動を示す模式的正 面図である。

第１゛図には自動車の車輪１．自在継手を備えたプロペラシャフト２が示されて おり、該車輪１には２つのサスペンション用アーム４゜５が取付けられている。

ドライブシャフト２はフリー°ホイール付クラッチ装置６を備えており、シャフ ト２の駆動部分２ａを被駆動部分２ｂから開放することができ、もっばら安全性 の理由で自動車を前進させる。

以下にクラッチ装置６およびその駆動システムを、第２〜６図を参照しつつ記載 する。

駆動シャツ）２ａの端部はプレート７に勘合されており、かつプレートに溶接に よって固定されている。プレート７は多数のボルト９を介して円筒状鐘８にしっ かり固定されており、被駆動シャフト２ｂは該鐘８内で同軸状に嵌合された端部 を有している。鐘内には駆動シャフト２ａの反対側において被駆動シャフト２ｂ の心出し用ポールベアリング１１か設けられており、又鐘８の架溝１３内では被 駆動シャフ゛ト２６が囲い１２を軸方向に横切っていて、前方において該シャフ トの端部が横断隔壁１４とぶつかっている。囲い１２と隔壁１４との間には被駆 動シャフトの端部が環体１５の中心におかれている。シャフト２ｂの環状オリフ ィス１７内に装入された号−クリップ１６が囲い１２とポールヘアリング１１と の間に挿入されており、一方鐘８の端部内で嵌合されたサークリップ１８はポー ルベアリング１１を正しい位置に′保持する。

囲い１２は円形輪郭を有し、第２及び４図においてみられるように架ａ１３内に 遊びが設けられている。

該囲いは３つの縦方向の溝２Ｌ２２及び２３を含み、シャツ）２ａ及び２ｂの軸 に平行な軸が１２０°の等角距離にある。各ａ２１にはローラ２４が配置され、 他方連続した２つのローラ２４の間に伸びている壁断面！２ａは曲率半径が被駆 動シャフト２ｂのそれと等しい内側縁部を有し、その上に囲いＩ２が取付けられ ている。

更に、架溝１３の内壁は等距離で設けられた３つのくぼみ２５オよび２つのくぼ み２５間に挿入され且つ実質的にくぼみより大きな曲率半径を有する等距離の３ つの突起２６を有するようにカム形状の表面を有している。３つのくぼみ２５は ３個の突起２６と同様に半円周上になびており、この集団はカム表面を構成し、 該カム上ではローラ２４と囲い１２が遊びによって振動できる。事実、囲い１２ と回転ローラ２４とから構成される集団はこのような状態において２つの制限さ れた角度位置をとることができる。即ち、 ａ）第４図において実線で示されている第１の位置；この位置でローラ２４はく ぼみ２５内にあり、且つセクター１２ａは突起２６と向かい合っているが、該突 起とセクター１２ａとの間に遊びを有している。このような状態で、被駆動シャ フト２６は鐘８の回転が開放され、その結果対応する車輪１が駆動シャフト２ａ から自由になる；ｂ）一点鎖線で図示されたローラ２４ａ（第４図）で示される 第２の角度位置；これは各セクターの前記位置から約１２〜１５°離れていて、 その位置でローラ２４ａ並びに挿入セクター１２ａは突起またはカム２６とぶつ かることになる。囲い１２およびローラ２４は第４図の連続線の位置から一回転 方向または他の方向に鐘８とぶつかる前記位置にくることができ、第４図には前 記制限された位置の１つだけが示されている（ローラ２４ａ）。

ローラ２４の位置に関して対称な２つの位置のいずれかにおいてミ囲い１２は被 駆動シャフト２ｂ及び鐘８に同時に取付けられていて、その結果シャツ）２ａ及 び２ｂの回転状態にあるクラッチは２つの回転方向のいずれかにおいて実現され る。

本発明４畳よれば、クラッチ装置はロック２７を含み、これは心棒により構成さ れ、鐘８の内部で滑動でき、鐘８およびシャツ）２ａ、２ｂの軸と平行で、囲い １２とシャフト２ａとの間に設けられた架溝２８内にある。ロック２７の終端部 は横長孔２９に導入でき、液孔は囲い１２内の２つのａ２１（第４図）に形成さ れたアリコ（ｈａｒｉｃｏｔ　）形状を有する。核化２９は各セクター上に伸び ており、これは第４図に一点鎖線で示された「フリーホイール」位置と一点鎖線 のローラ２４ａで示された前進状態の駆動シャフト２ａ及び被駆動シャフト２ｂ の回転状態への再連結位置との間の囲い１２およびローラ２４の横動遊間Ａに対 応する。ロック２７は第１図に実線で示された第１の位置をとることができ、そ こにおいてロック端部は囲い１２の孔２９に導入され、又引込んだ第２の位置２ ７ａをとることもでき、そこではロック・の端部は孔２９から引き抜かれ、かつ 滑動により架溝２８内にはいる。

本発明はロック２７の位置を自動的に駆動する手段を意図するものであり、例示 された例では、鐘８の架溝中央部における隔壁１４とプレート７との間で、かつ 鐘８内の軸方向に設けられた電磁石３１を有している。電磁石３１は鐘８を横切 っている電気的接続３３によりコレクター３２に結合されている。コレクター３ ２は一方では接点４０（第６図）に結合され、その上部はブレーキペダル３６の 端部に固定された′第２接点４１に押し？けられ、他方では後退ランプ４２を作 動するために接続されたリレー３０に結合されている。このために、接点４ｏと ４１とは、ペダル３６が上げられた場合、即ち運転者が制動しない場合には相互 に接触し、又リレー３０は自動車が後退する場合に電磁石３１の供給を自動的に 停止する。

電磁石３１には図示されていない接続手段により自動車のハソテリーから絶えず 電流が供給され、その結果運転者がブレーキペダル３６を踏んだ時もしくは後退 する場合は別として、駆動接点は電流を常時電磁石３、■に流すことになる。

電磁石の鉄心３４とロック２７との間の駆動用連結は鉄心３４に向かって伸び、 ているアーム３５から構成され、且つ鐘８に固定されている軸５０の回りにピボ ット結合で搭載されている。ロック２７の端部はアーム３５の終端部を横切って おり、該終端部にロック端部が支索の終端フランジにより固定されている。電流 が電磁石３１を流れると、鉄心３４は金属性アーム３５を引き付け、該アームは 軸５０の回りにピボット連結されており、かつロックが横長孔２９内に導入され るまで該ロック２７を滑動する。

逆に、電磁石３１内に電流が全く通されていない場合、鐘８上に支持されたロッ ク２７の回りに動軸上に設けられた調節用スプリング３８はアーム３５上に押圧 力を及ぼす。ロック２７は孔２９の外側の、位置２７ａまで引込められ、アーム ３５は相対的に位置３５ａまで旋回する。かくして、シャフト２ａおよび２ｂは スプリング３８の調節作用によって自動的に再連結され、こうして安全用第１駆 動が構成される。

軸５０の前方において、アーム３５はガバナウェイト３９により伸ばされ、外ガ バナウェイトはシャフト２ａの回転による遠心力の作用下で（第２図に）実線で 示された初期位置から遠ざかる。ガバナウェイト３９は位置３９ａまで回転でき 、その際軸５０の回りにアーム３５を回転させ、ガバナウェイト３９の最大離隔 位置３９ａに対応する引込み位置２７ａまで、横長孔２９からロック２７を引出 す。

しかしながら、孔２９からのロック２７の完全な引出しは所定のある速度、例え ４３８０ｋｍ／時で行われるにすぎない。この引出しにより、外速度に達すると 駆動シャフト２ａと被駆動シャツｌ−２ｂとの自動的再連結が生じ、これによっ て安全用第２駆動が構成される。ガバナウェイト３９の回転により生ずる一組の ロック２７の引出しはロックに取付けられたスプリング３８によりロック２７に 及ぼされる調節力と同し方向であるか、電磁石３１によりアーム３５に及ぼされ る吸引力とは逆方向である。結局、効果的にロック２７を引出すためには、全力 がガバナウェイト３９の移動により発生しなければならず、かつスプリング３８ の調節力はアーム３５上に電磁石３１によって及ぼされる拮抗力よりも高くなけ ればならない。

このことは、予め決められた速度に対し、これら異なった要素を適当に調節する ことにより実現し得る。

これまで記載してきたクラッチの作動は以下の通りである。

■、自動車を停止させる際、接続が切られ、電磁石３１にはまったく電流は流れ ず、その結果調節用スプリング３８はロック２７を横長孔２９の外側の引込めら れた位置（位置２７ａ）に維持する。これによって、自動車の停止のための安全 性が保証され、自動車はギヤーを入れ得る状態にある。

２、自動車が前進する場合および運転者がブレーキペダルを踏み込んでいない場 合、電磁石３１に電流が供給され、既に説明したように横長孔２９内へのロック ２７の導入が起こる。運転者が上記の如く予め定められた速度以下の速度を保ち つつ加速する場合（例えば８０ｋｍ／時）、駆動シャフト２ａおよび鐘８はまず ロック２７を引込みつつ被駆動シャフト２ｂに対し反時計方向に回転する。ロッ クは第４図に鎖線で示された位置から横長孔２９と反対側端部の第２位置近傍ま で、孔２９内を角移動する。かくしてシャフト２ａと２ｂとの間で行われる相対 的回転の終期において、囲い１２とローラ２４とは位置２４ａとは反対の制限さ れた位置で鐘８と連結され、かつこうして上記の如く被駆動シャツ１−２ｂと駆 動シャフト２ａとの間の超動的連結が保証される。低速条件下では、慣性ガバナ ウェイト３９の作用はロック２７の引込みを生ずるには不十分である。

運転者が制動することなしにアクセル上の圧力を緩めた場合、駆動シャツ）２ａ は被駆動シャツ１−２ｂよりも低速で回転する（即ち、矢印Ｒの方向に回転する ）。このため、ロック２７は逆方向に孔２９を回り、第４図に破線として示され た初期位置に戻り、その位置でローラ２４と囲間位置において、シャフト２ａお よび２ｂは前に説明したように解放され、かつ対応する車輪はその結果自由とな る。

３、運転者がブレーキペダル３６を踏込んだ場合、接点４１は接点４ｏがら離れ 、電磁石３１には電流が供給されず、その結果スプリング３８はロック２７を孔 ２９外部の引込まれた位置２７ａに自動的に呼び込む。こうして、シャフト２ａ 、２ｂは再連結され、更にエンジンブレーキが作動する。

４、速度が安全性のために予め定めた値を越えた場合、ガバナウェイト３９の作 用が優勢となり、囲い１２がらのロック２７の引出しが確保され、その結果２つ のシャツ）２ａ、２ｂの自動的再連結が起こる。速度が改めて安全性のために予 め定められた速度以下に低下した場合には、かつ運転者が制動しない場合には、 該装置はロック２７を孔２９内に再導入することにより自動的にフリーホイール 状態に戻る。

５、自動車が後退する場合、後退用ライト４ｏに接読されたリレー３０は電磁石 ３１への電流供給を自動的に停止し、その結果ロック２７は調節用スプリング３ ８により囲い１２の外側に引込まれる。かくして、シャフト２ａおよび２ｂは再 連結される。

更に、運転者の安全のために、（本装置の特徴は、電磁石が異常な供給状態に保 たれている場合に）ロック２７を安全用の所定速度以下になるよう引込めること ができるようにさだめられる。これは慣性ガバナウェイト３９の作用によるもの である。

本発明による駆動用装置は特にプロペラシャフト自体の上に設けることが容易な ものである。このためには、シャフトを切断し、駆動部分２ａと被駆動部分２ｂ との間にクラッチを設置することで十分である。

該駆動シャフトは鐘８に溶接される。この装置を自動車に搭載するために、自動 車の本質的機構を変形する必要はまった（ない。

１　その上、−シャフト２ａおよび２ｂを自動的に再結合するために囲い１２の ロック２７を自動的に引込めるよう本発明で意図した種々の機関は起こり易い種 々の状況において運転者の安全性を保証する。種々の状況とは前進の際に予め定 められた速度を越えること、前進中の制動、後退には、スプリング３８がロック ２７を自動的に引込ませ、更に該駆動装置の安全性が確保される。

７＋；発明の装置は存在するあらゆる自動車に採用でき、かつまた永続的にクラ ッチ解除があるためにフリーホイールが作用する速度範囲内で自動車が走行する 場合に、クラッチ解除なしに速度変換し得るという利点を有している。

ロック２７は鐘８内での滑動に対する抵抗を殆ど示すことのないように調整され る。

本発明は上記実施態様により何等制限されるものではなく、種々の変更を含むこ とができる。即ち、電磁石３１は鐘８の外側に設゛けることができるが、ガバナ ウェイトの偏心の存在に基く装置の非平衡化を補償する手段を設ける必要がある 。変法として偏心用装置はプログラム化されたもしくはされていない様式で自動 車の速度の関数として直接接点を解放することによる、電磁石の直流電源駆動で 代えることができる。最後に、リレー３０は適当なトランジスタ接点で置換する ことができ、かつ自動車の停止の際に電流の遮断を開始するため、自動車コンピ ュータのケーブル上に電子接点を設けることができる。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．自動車のプロペラシャフト上の、該シャフトの駆動第１部分（２ａ）とその 被駆動第２部分（２ｂ）との間に取付けられ、該シャフトが車輪（１）を有し、 該駆動シャフト（２ａ）および被駆動シャツ）　（２ｂ）とをこれらの２つの回 転方向に連結し、かつ該駆動シャフト（２ａ）と被駆動シャツｌ−（２ｂ）とを 前進に対応する回転方向に解放する手段を含むフリーホイール付クラッチ駆動装 置において、囲い（１２）内に導入するのに・敵し、前記駆動シャツ）　（２ａ ）に固定された鐘（８）内を滑動する嵌合ロック；該囲いは鐘（８）内に位置し 、かつ制限された２つの位置の範囲内で該鐘内を振動し、該範囲内で該囲いは鐘 （８）の突起（２６）とぶつかり、かつ該被駆動シャツ）　（２ｂ）と駆動シャ フト（２ａ）を２方向に確実に回転させ、これらの手段は自動車が前進する際に はロック（２７）を該囲い（１２）内に自動的に導入しかつ運転者かの中間位置 にロック（２７）を維持するようになっており、その結果前記被駆動シャツ）　 （２ｂ）は前記駆動シャツ）　（２ａ）から解放されてフリーホイールとなる、 および 前進中、制動の際および後退の際に予め定められた速度に達すると前記ロック（ ２７）を振動囲い（１２）から自動的に引込め、前記両シャフト−（２ａ、　２ ｂ）を再連結するのに敵した安全システム、を含むことを特徴とする、上記クラ ッチ駆動用装置。 ２、前記鐘（８）が、内部突起（２６）間に、くぼみを有する角度セクター、（ ２５）を有し、該セクターは囲い（１２）に対応する架溝（２３）内に嵌めこま れたローラ（２４）を遊びをもって受け入れるために採用され、該囲い内で被駆 動シャツ）　（２ｂ）ばローラ（２４）がくぼみ（２５）内にある場合には一方 で囲い（１２）、鐘（８）および他方で被駆動シャツ）　（２ｂ）の間に遊びが 形成されるように同軸状に取付けられ、そのため該シャフト（２ｂ）は駆動シャ フト（２ａ）から解放され、一方ローラ（２４）が回転方向のいずれかにおいて 突起（２６）とぶつかった場合には被駆動シャツ）　（２ｂ）を伴う囲い（１２ ）は６！（８，）とぶつかって、被駆動シャフト（２ｂ）と駆動シャフト（２ａ ）とを回転状態で再連結することを特徴とする請求の範囲第１項記載の装置。 ３、前記囲い（１２）が滑動ロック（２７）を受け入れるための孔（２９）を有 し、該ロックはこれが核化（２９）内に嵌合されかつ駆動シャフト（２ａ）が被 駆動シャツ）　（２ｂ）よりも低速で回転する場合に自動車がさらに前進するよ うに調整され、前記ロック（２７）は囲い（１２）およびくぼみ（２５）内に維 持されつつ回転しているローラ（２４）を停止さ４、前記ロックが鐘（８）の内 部に位置し、駆動シャツ）　（２ａ）および被駆動シャツ）（２ｂ）の軸に平行 なポル）（２７）であって、横長孔内に嵌合するようになっており、核化は前進 中に駆動シャフト（２ａ）および被駆動シ、ヤフｌ−（２ｂ）を回転状態に再結 合する位置とフリーホイール位置との間の囲い（１２）とローラ（２４）の角横 動遊間に対応する角セクター上で、振動囲い（１２）内に設けられており、これ ら手段は駆動シャフト（２ａ）が前進状態にある場合には囲い（１２）の孔（２ ９）内へのロック（２７）の導入を自動的に駆動するようになっており、かつ運 転者が制動しないかぎりその位置に維持するようになっていることを特徴とする 請求の範囲第２または第３項記載の装置。 ５、前記自動的駆動手段が鐘（８）内にあり、かつブレーキペダル（３６）に固 定された電気接点４１に接続された電磁石（３１）を含み、電気接点は電流供給 を保証し、結果として孔（２９）内への口・ツク（２７）の導入を開始し、かつ 運転者がブレーキペダル（３６）を踏み込まない限りロックを孔内に保つことを 特徴とする請求の範囲第４項記載の装置。 ６、前進中に所定の速度に達するとロック（２７）を引き込めるための前記安全 システムがガバナウェイト（３９）を含み、これは鐘（８）に固定された軸（５ ０）上に連続支持体により固定されており、該支持体は、−礒がロック（２７） と結合されるように回転可能なアーム（３５）、を有し、その結果前記所定の速 度に達した際の遠心力の作用の下でガノ１するエイト（３９）が電磁石（３１） により口・ツク（２７）に及ぼされる反対方向の力よりも大きな力で軸（５０） 上でアーム（３５）を回転させつつその初期位置から離れる場合、囲い（１２） からロックを自動的に引込めることが可能であることを特徴とする請求の範囲第 ４または５項に記載の装置。 ７、前記安全システムが、自動車が停止する場合および接点が遮断される場合に 、引込められた位置にロック（２７）を自動的に戻す機構、例えばスプリングも しくはまた自動車のコンピュータのケーブル上に設けられ電流の遮断を開始する 電気接点を備えていることを特徴とする請求の範囲第１〜６項のいずれか１項に 記載の装置。 ８、後退中にロックを引込めるための前記安全システムが後退用ランプ（４０） の作動手段に接続されたリレー（３０）を含み、後退の際に電磁石（３１）の電 流供給を自動的に停止させることを特徴とする請求の範囲第１〜７のいずれか１ 項に記載の装置。