JPS6012336A - ハブクラツチ - 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】 本発明は、４輪駆動本に用いられる２輪駆動から４輪駆
動への駆動切換、又はその逆の駆動切換のためのへデク
ラッチに関する。

（従来技術） 従来のハブクラッチとして、大部分のパー）タイム式４
輪駆動車に装着されているものは、駆動切換をドライバ
ーが運転席から降りて左右前車輪の各々を手動操作によ
り切換える、マニュアル操作式のものであった。

しかし、マニュアル操作式のハブクラッチは、前述のよ
うに切換操作がきわめて面倒であるために、これに代る
ハブクラッチとして、現在四−ラ方式ハデクラッチ、カ
ム方式ハブクラッチ、アクチュエータ方式ハブクラッチ
が知られているもので、以下これらの方式のハブクラッ
チについて説明する０ まず、Ｕ−ラ方式ハブクラッチとしては、実開昭５２−
１６６７７２号公報に開示されているように、ドライブ
シャフトにスプライン結合させた断面多角形のインナー
レースと、車輪側のハブにＭｈト結合されたアウターレ
ースと、前記インチ−レースとアウターレースとの間に
介在させたローラとから成り、ドライブシャフト側から
トルクをかけると回転方向にかかわらずインナーレース
をアウターレースに喰い込ませてトルクを伝達し、逆に
車輪側からトルクをかけるとアウターレースが円筒面で
あるために回転方向にかかわらずローラは自由回転して
ドライブシャフト側にはトルクを伝達しない構造のもの
であった０ 従って、ローラ方式ハブクラッチにあっては、兎輪側か
らドライブシャフト側へのトルク伝達がないために、エ
ンジンブレーキやブレーキをかけた場合に４輪駆動状態
であっても２輪駆動と同じ状態でのブレーキ作動しかな
さず、例えば４輪駆動車としてしばしば遭遇する急坂を
降りる際、エンジンブレーキがあまり効かないため、サ
ーｔスデレーキを頻繁に操作しなければならず、ドライ
バーに過度の負担がかかるという問題点を有するもので
あった。

次に、カム方式ハブクラッチとしては、特開昭５７−１
２１２１号公報に開示されているように、ドライブクラ
ッチと、スライドクラッチと、ｒリデンクラッチと、リ
テーナと、カム機構とから成り、リテーナとスライドク
ラッチとの間に相対的な回転が生じたときスライドクラ
ッチを軸方向に移動させてクラッチ結合を行わせ、リテ
ーナとスライ「クラッチ間に相対的な回転がなくドリブ
ン側から前記駆動と逆方向に駆動するとき前記クラッチ
結合を解くようにカム機構を形成したものであった。

従って、カム方式ハブクラッチにあっては、「ライゾシ
ャフトからトルクが伝達されると、カム機構によりクラ
ッチが接続されるが、クラッチの接続を解除する際は、
箪両を一旦停止させ、些かなから後退させた後にトラン
スファーのギヤシフトを２輪に切換えなければならず、
切換操作が煩わしいという問題点を有するものであった
。

次に、アクチュエータ方式ハブクラッチとしては、米国
特許４３４１２８１号公報に開示されているように、フ
四ントデファレンシャルから左右に延設されているドラ
イブシャフトの一方にクラッチ機構を備えたものであっ
た。

従って、２輪駆動状態においては、クラッチ機構を備え
ていない側の車輪回転はそのままフリントデファレンシ
ャルに伝達されているものであるために、クラッチ機構
を備えた側のサイＰヤヤはリバースと同じ方向に逆転し
ていたものであつムすなわち、一般にデファレンシャル
イヤは前進走行に合せて歯当り等を調整しているのに対
し、後退走行状態のイヤ回転となるために、異音が発生
したり、また、回転数がきわめて高くなるために、耐久
性の高いイヤを使用しなければならないという問題点を
有するものであった。

（発明の目的） 本発明は、上述のような問題点を解消せんとなされたも
ので、その目的とするところは、ハブクラッチの断接時
に運転者が車から降りて切換操作する必要も、後退走行
をさせて切換操作する必要もなく、車輪からのトルク伝
達もでき、ざらにフリントデファレンシャルを逆転方向
に空転させることもなく、２輪−４輪のセレクトレバー
に連動させたり、悪路や登板路等を感知するセンサーと
連動させることで、自動的に切換操作を行なせることも
可能なハブクラッチを提供することに存するＯ （発明の構成） エンジンから駆動力を伝達するドライブシャフト又は四
−ドホイールを取付けるホイール／１プのいずれか一方
に、回転方向に一体回転可能に、かつ軸方向へ摺動可能
に設けられたスライドギヤと、前記ドライブシャフト又
はホイールハブの他方に固定され、前記スライドギヤの
軸方向摺動によりギヤ噛合可能に配置されたドリブンギ
ヤと、前記スライドギヤに固定された永久磁石と、前記
ホイールハブをベアリング支持しているナックルスピン
ドルに固定され、前記永久磁石と対向する位置に配置さ
れた電磁石と、から成り、前記永久磁石と電磁石とによ
る吸引力及び反発力によりスライドギヤとドリブンギヤ
とのセレーシヲン結合及び結合解除を行なうように形成
した。

（発明の効果） 従って、かかる本発明のハブクラッチにあっては、ドラ
イブシャフトとホイールハシとを結合又は結合解除する
クラッチ構造としているものであるために、４輪駆動の
際には重輪からのトルク伝達ができ、ブレーキの効きが
低下するということがないし、しかも、２輪駆動状態で
デファレンシャルのサイＰヤヤを逆転方向に空転させる
ようなこともないものである。

また、電磁石と永久磁石との吸引力及び反発力を利用し
てクラッチ断続操作をするものであるために、２輪−４
輪の駆動切換操作は単に電磁石に対して通電するだけで
行なうことができ、しかも電気的な操作手段としている
ものであるために、２輪−４輪のセレクトレバーに連動
させたり、悪路や登板路等を感知するセンサーと連動さ
せることによって、自動的に切換操作を行ない得る効果
を奏するし、さらに一方の磁石を永久磁石としているた
めに、永久磁石が有する自己保持性により、１４／、磁
石に対してソレノイド励磁電・流を常時流す必要はない
。

（実施例） 実施例を述べるにあたって、自動連用ハブクラッチを例
にとり以下説明する。

まず、第１図はパートタイム式４＠躯動車のパワートレ
インを示すもので、エンジン１及びトランスミッション
２の後部にトランスファイヤケース３を配設し、該トラ
ンスファギヤケース３からフロントプロペラシャツ）５
とリヤゾロベラシャフト４とを延出させ、各々のシャフ
ト４，５をフリントデフアレンシャｈ７及びリヤデファ
レンシャル６に連結させる。そして、−万のりャデファ
レンシャル６にはリヤアクスル８が、他方のフロントデ
ファレンシャル７にはフロントドライブシャフト９が取
付けられ、ざらにリヤアクスル８には後輪１０が、フロ
ントドライブシャフト９に社前輪１１が取付けられる。

尚、ハブクラッチＨはフロントドライブシャフト９と前
輪１１との連結部に設けられている。また、トランスフ
ァイヤケース３内は、専用のセレクトレバー３７によっ
て、エンジン１からの駆動力を後２輪に伝達する場合（
通’Ｘｔ　２　Ｈという）と前後４輪に伝達する場合（
通常４Ｈまたは４Ｌという）を選択できるようになって
いる。

次に、ｍ２図に示すフ四ントハブ酩断面図によりハブク
ラッチＨ及びその他の構成を説明する０９はドライブシ
ャフトであって、前記フロントデファレンシャル７から
左右に延設され、ナックルスピンドル１８の穿孔邪１８
／内にニードルベアリング部によって浮動支持されてお
り、長手方間はメタルブツシュ２７及びスラストワッシ
ャ２８を止めているスナップリング四にて位置決めされ
ている。

１４はホイールハブであって、前記ナックルスぎンドル
１８に対してホイールベアリング２０．２１にて浮動支
持されているもので、このホイールハシ１４にはホイー
ルナツト１３により前輪ｐ−ドホイール１２が固定され
ているし、またブレーキディスク１９も固定されている
。

δはスライドイヤであって、前記フロントドライブシャ
フト９の端部に形成したスプライン部９ａにスプライン
結合にて回転方向に一体回転可能に、かつ軸方向へ摺動
可能に設けられているもので、このスライドイヤ５には
セレーション結合できる歯２５ａが形成されている。

１５はドリブンギヤであって、前記ホイール７１プ１４
にボルト１７によって固定され、前記スライドイヤ部の
軸方向摺動によりギヤｐ、Ｉ、合可能なように歯１５　
ａが形成されている。

３２は永久磁石であって、前記スライドギヤ２５に接着
剤等にて固定され、Ｎ極及びＳ極を有１′るものである
。

３１は電磁石であって、ホイールベアリング２１をＩｔ
（＋め付けるロックナツト２２とメタルブツシュがとの
間のナックルスピンドル１８に、リ−Ｙ　！！　３４や
コネクタ３３用のスペーサ蜀と共に固定されているもの
で、電磁石３１の極板３１　ａは前記永久磁石３２と対
向する位置に配置されている。そして、１柄１磁石３２
のソレノイドを励磁するためのリード線アは、１体側か
らデレーキネース如き保護ホースにてナックルスぎンド
ル１８に配され、ナックルスピンドル１８内の配線穴１
８　ａ及び配線溝１８ａ′を経由して、電磁石３１に至
るようにする。尚、ナックルスピンドル１８内の曲げ部
におけるＩＪ　−ｙ線あけラバー語、３６によって保腹
されているし、配線溝１８ａ’のり−Ｖ＃１１３４は接
着剤などで固着され、弛み等がなく、ドライブシャフト
９の組み替え時に引掛り等が起きないようにしである。

尚、図中１６で示すものはカバー羽はロックリツシャ、
２＋１はスナップリングである。

次に、第５図に示す電磁石３１のソレノイド励磁回路の
一例を説明する。

北はイグニッションスイッチであって、エンジン始動と
共に閉じる。また、３９は２輪駆動スイッチであって、
トランス７アギヤセレクトレバー３７を２Ｈにした時に
閉じる。４０は４輪駆動スイッチであって、トランスフ
ァセレクトレバー３７を４Ｈ（または４Ｌ）にした時に
閉じる。４１　、４２はタイマーリレー、Ｓは電磁石３
１のソレノイｒである０そして、ソレノイドＳには、２
輪駆動スイッチ３９がＯＮＬ、、４輪駆動スイッチ４０
がＯＦＦ、！：外つている時は、第４図のＡからＢ方向
に電流が流れ、逆のスイッチ状態では第４図のＢからＡ
方向に電流が流れるように構成しである。

従って、ドライバーがトランスファセレクトレバー３７
を２輪駆動に選択した場合は、２輪駆動スイッチ３９が
ＯＮＬ、、４輪駆動スイッチ４０はＯＦ　１”であるか
ら、ソレノイドＳにはタイマーリレー４１による時間遅
れ１１秒をもってＡからＢ方向に電流が流れ、ソレノイ
「Ｓを励磁し、永久磁石３２と相対する電磁石３１の磁
極板３１　ａを永久研石３２の極とは異極にし、永久磁
石３２″２：吸引する。これにより、スライ「イヤ５は
第２図に示す状態に維持され、クラッチは結合解除の状
態となる。

また、ドライバーがトランスファギヤのセレクトレバー
３７を操作して４輪駆動（４Ｈまたは４１・）を選択し
た場合は、４輪駆動スイッチ４０はＯＮで、２輪駆動ス
イッチ３９はＯＦＦであるため、時間遅れ１２秒をもっ
てＢからＡ方向に電流が流れ、ソレノイドＳを励磁して
磁極板３１　ａを永久磁石３２と同極にし、永久磁石３
２を反発させる。これにより、スライドギヤ５はｒリシ
ンギヤ１５に向かって摺動するＯ ここで、実施例のクラッチ部は、ドッグクラッチタイプ
であるので、フロント「ライブシャフト９の回転速度と
車輪側のトリシンギヤ１５の回転速度とが合わないと噛
み合わないので、一般に待ち機構を設定するのが通例で
ある。

つまり、本発明実施例では、前述のように、まずトラン
スファイヤセレクトレバー３７を操作した後、時間遅れ
ｔ２秒後にソレノイドＳが励ａ！されるため、Ｐライゾ
シャフト回転速度がＴＬ輪回転速度と一致した時点で作
用するようになっているし、またスライドギヤ５のｆｌ
’（２５ａとトリシンギヤ１５の歯１５　ａが入らない
時でも、電磁石３１による反発力ならびに永久磁石３２
によるＶリシンギヤ１５への吸引力によって常にスライ
ドギヤ６に作用力が働いているため、正画を前後方向あ
るいは左右方向に揺さぶるように「ライバーがアクセル
ペダルを操作すれば、ｎ彬に１２５ａと歯１５　ａとが
整合して、第５図に示すように、クラッチ結合状態とな
り得るものである・ さらに、４ｆｌｉ屈動走行中にドライバーが２１’ａ駆
動を選択し、例えば加辻中やエンジンブレーキ中等のク
ラッチ部に大きなトルクがかかった状足；では、歯２５
ａと歯１５　ａが強く噛み合っているために容易にｆｉ
　２Ｅｚ　ａは抜けないが、こＱ）ときも正画１ｑｉ＋
　徒方向に揺さぶるようｔ、（：１４：、転操作をする
ことじより容易にクラッチ結合を解除することができる
ものである。

上述のように、本発明実施例の）＼デクラッチｌ−１に
あっては、２輪駆動と４輪駆動とを選択するトランスフ
ァギヤセレクトレバー３７と連動させているものである
ために、２輪−４輪の駆動切換操作をきわめて容易に行
ない得ると共に、永久磁石３２の採用で、クラッチの結
合時において円滑に結合動作をなし得るものである。

次に、第６図に示す電磁石３１のソレノイド励磁回路の
他側を説明する。

この回路は、第４図に示すソレノイド励磁回路にタイマ
リレー４３　、４４を加えたもので、実施例のハプクラ
ッチＨはクラッチの結合または結合解除の状態において
、永久磁石詔の有する吸引力により自己保持ができるた
め、ソレノイド励磁回路は常時流す必要がなく、２輪駆
動または４輪駆動選択直後の一定時間だけソレノイドＳ
を励磁すればよく、この一定時間だけツレ／イドＳを励
磁するためのタイマリレー４３　、４４を組み込んだも
のである。

従って、前述の他側回路を用いれば、バッテリー消費を
低減させることができる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述してきたが、具
体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、例え
ば悪路や登板路等の４輪駆動を必要とする走行時を検出
するセンサーを備えて、このセンサーによりトランスフ
ァギヤの切換作動及びハブクラッチの切換作動を行なう
ようにした完全自動化装置であっても、また逆にトラン
スファギヤのセレクトレバーと連動させることなく、ハ
ブクラッチの切換操作を別に設けたスイッチで行なうよ
うにしてもよく、要するに特許請求の範囲に記載したハ
ブクラッチを備えていれば本発明に含まれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のハブクラッチを備えた４輪駆動■のパ
ワトレインを示す図、第２図は本発明のハブクラッチを
含むフＶントハプ部の断面図、第６図は第２図’Ｘ−Ｘ
＠による断面図、第４図は実施例ハブクラッチのソレノ
イド励磁回路の一例を示す回路図、第５図は結合状態の
ハブクラッチを示す要部断面図、第６図はソレノイド励
磁回路の他側を示す回路図である。 Ｈ・・・ハブクラッチ、１・・・エンジン、９・・・フ
ロントドライブシャツｂ１１４・・・ホイールハブ、１
５・・・ｒリデンギャ、１８・・・ナックルスピンダル
、δ・・・スライドギヤ、３１・・・電磁石、３２・・
・永久磁石。 特許出願人 日産自動車株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　エンジンがらの駆動力を伝達するドライブシャ
   フト又はｐ−ドホイールを取付けるホイールハブのいず
   れか一方に回転方向に一体回転可能に、かつ軸方向へ摺
   動可能に設けられたスライドギヤとＳ＃記）’ライブシ
   ャフト又はホイーＡｔ　ハｆ　ノ他方に同定され、前記
   スライドギヤの軸方向摺動によりギヤ噛合可能に配置さ
   れたドリブンギヤと、ｔｉ＋１記スライｒヤヤに固定さ
   れた永久磁石と、前記ホイールハブをベアリング支持し
   ているナックルスピンドルに固定され、前記永久磁石と
   対向する位置に配置された電磁石と、から成り、前記永
   久磁石と電磁石とによるｇ＆６１カ及び反発刃によりス
   ライドギヤとドリブンギヤとのセレーション結合及び結
   合解除を行なうように形成したことを特徴とするハブク
   ラッチ。