JPS6111815B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は駆動部材と被駆動部材との間に配置さ
れて、両者の連結と分離を行う自動クラツチに関
する。

車輛等に採用されている全輪駆動の方式は積
雪・氷結の路面、山岳・原野などの悪路面を走行
する場合にエンジンの駆動力及び制動力を活用す
るうえで有効な方式である。しかし、通常の道路
を走行する場合は不必要な駆動軸系を回転させる
ことになり、従つてエネルギーを浪費し、また走
行騒音が増大するという欠点がある。そのためそ
の不必要となる駆動軸系を駆動側からだけでなく
車輪側からも切離すようにしたクラツチ、即ちフ
リーホイル・ハブが用いられている。しかるにこ
のフリーホイル・ハブを作動させるためには通常
は車を停止させ、フリーホイル・ハブが装着され
ている車輪の位置にゆき、手動で操作する必要が
あつた。従つてこの欠点を改善するため近年、こ
の手動操作に替えて自動操作ができるようにした
装置が開発されたが、これらの装置はエンジン制
動が効かず、構造が比較的複雑であり、また、車
輛が停止する都度作動するなどの欠点があつた。
そのため、本発明者等は、車輛を降りて手動で操
作する必要がなく、迅速・簡単に切換ができ、し
かも以上の欠点のない自動クラツチを開発した
（特願昭53−30332（特開昭54−123648号公報）参
照）。しかし、この自動クラツチは噛合のタイミ
ング上で時折、構成部材の一部に過大な負荷が
かゝる場合があり、従つて、強力なトルクを伝達
する用途に用いた場合にはその構成部材の耐久性
に問題が生ずることが判明した。

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので駆動
部材と被駆動部材との間にあつて、両部材を自動
的に連絡・分離することができ、さらに被駆動側
を逆回転させない限り解放されないようにし、し
かも強力なトルクを伝達する用途に用いても耐久
性に問題のない自動クラツチを提供しようとする
ものである。

本発明は被駆動部材側に固定されたドリブンク
ラツチと、駆動軸側にあつて軸線方向にのみ移動
可能でスプリングによつて離脱の方向に常時付勢
された前記ドリブンクラツチと離脱・接合するド
ライブクラツチとからなる自動クラツチにおい
て、前記ドライブクラツチが付勢されて移動する
側に該ドライブクラツチと同様に移動するアウタ
ーカムを設け、該アウターカムを他のスプリング
を介してドライブクラツチと相互に付勢しあうよ
うに配置するとともに、このアウターカムに対
し、リターンピンを介設して、ドライブクラツチ
を離脱の方向に常時付勢する前記スプリングによ
つて別途付勢し、またクラツチの離脱・接合に対
応して、このアウターカムと接合・離脱する突出
部材の固定されたインナーカムを設け、さらに該
インナーカムの突出部と係合する一段目の突起と
二段目の突起とを備え、駆動軸が停止してもアウ
ターカムとインナーカムとの接合を阻止するホー
ルドアウトリングを設け、該ホールドアウトリン
グは円周方向に摺動可能にアウターカムに嵌着さ
れていることを特徴とする自動クラツチである。

本発明の前記目的、利点及び特徴は図面に示す
実施例についての以下の説明によつて明らかにな
る。

以下は本発明の自動クラツチを全輪駆動車にお
けるフリーホイル・ハブに適用した実施例であ
る。

第１図において、１はフリーホイル・ハブ組立
品、２はハウジング、３はハブキヤツプ、１１は
ドリブンクラツチである。ハブキヤツプ３は環状
のドリブンクラツチ１１に圧入等の手段で嵌着固
定されている。ドリブンクラツチ１１とハウジン
グ２は複数本のボルト４によつて車輪側に固定さ
れている。５は駆動源につながるドライブシヤフ
トで、その先端部でドライブクラツチ組立品６
（第２図および第３図参照）とは一緒に回転する
が軸線方向の移動が相対的に可能な構造、例えば
スプライン嵌合しており、スナツプリング７でド
ライブクラツチ組立品６が抜けないようにしてあ
る。ドライブクラツチ組立品６は次のように構成
されている。即ち環状のドライブクラツチ８を設
け、その軸方向の両端面にスプリングリテーナ９
とスラストワツシヤ１２とを配置し、複数のスラ
ストピン３１を貫挿して両者を固定してある。ド
ライブクラツチ８は前記ドリブンクラツチ１１に
周設された歯１３と相対して噛合う歯１４を備え
ている（第６図及び第７図参照）。３２な所定間
隔を置いて周設された複数のリターンピンでドラ
イブクラツチ８を軸方向に平行に貫通し、ドライ
ブクラツチ８の端面に当接する環状のリターンプ
レート３３に直角に固定されている。リターンプ
レート３３とスプリングリテーナ９との間にはス
プリング１０が介設され、リターンプレート３３
即ちリターンピン３２を常時軸方向に付勢してい
る。３４はドライブクラツチ８の軸部外周に摺動
可能に嵌挿されたアウターカムで、ドライブクラ
ツチ８との間にスプリング３５を介設して相互に
付勢し、そのアウターカム３４の端面は前記リタ
ーンピン３２の端面に当接している。そしてその
反対側端面にカム歯２３を多数周設するととも
に、前記スラストワツシヤ１２の端縁で軸方向の
移動が阻止されている（第８図及び第９図参
照）。１５はホールドアウトリングで、アウター
カム３４に周設された環状の溝１６に嵌入する環
状突起１７をその内周面に備えてアウターカム３
４に嵌着されている。そして一定以上の回転力が
作用した時のみアウターカム３４とホールドアウ
トリング１５が相対的に摺動するような摩擦条件
のもとに嵌着されている。また、ホールドアウト
リング１５の他の端辺には複数個の突起１８を所
定間隔を置いて突設してある。この突設１８は円
周方向に幅の広い一段目の突起１８１と、そこか
ら更に軸方向に延長されたより幅の狭い二段目の
突起１８２とからなつている（第１０図及び第１
１図参照）。一段目の突起１８１はそのホールド
アウトリング１５の円周に平行な側端面１８１′
が、後述のインナーカム２０の突出部２５の円周
方向の側端面と当接し、それによつてアウターカ
ム３４が軸線方向に移動しないようにし、アウタ
ーカム３４がインナーカム２０と噛合うのを阻止
している。また二段目の突起１８２は軸線に平行
な側端面１８２′がインナーカム２０の突出部２
５の軸線に平行な側端面に当接してホールドアウ
トリング１５自体の回転を阻止している（第５図
参照）。また、一段目の突起１８１の高さ（即ち
軸線方向の長さ）はアウターカム３４の後述のカ
ム歯２３とインナーカム２０の後述のカム歯２４
の各歯先が相互に乗上つた位置で、前述のように
インナーカム２０の突出部２５と当接するような
相互関係にある。また、アウターカム３４のカム
歯２３とインナーカム２０のカム歯２４とが噛合
つた時、最終的にはドライブクラツチ８とドリブ
ンクラツチ１１との噛合は外れるようにしてあ
る。１９はホールドアウトリング１５に設けられ
た切欠き部で、ホールドアウトリング１５を拡張
してアウターカム３４に嵌着するため組立作業上
の必要から設けられたものである。３６は環状の
スラストメタルである。以上がドライブクラツチ
組立品の構成である。２０はインナーカムで車体
のナツクル２１に慣用手段で固定される。本実施
例ではインナーカム２０の内周面の一部に突設し
たキー（図示を省略）をナツクル２１上の溝に嵌
入することによつて固定している。アウターカム
３４とインナーカム２０の相対する各面には夫々
交互に噛合うようにした頂部が平坦な山形のカム
歯２３及び２４が多数、環状に周設されている。
またインナーカム２０にはその外周辺に任意数の
Ｌ状の突出部２５が周設されている（第１２図〜
第１４図参照）。２６はハブである。

本装置におけるフリーホイル・ハブ離脱時の状
態を第１図の下半分の断面図に示してある。図に
おいてドリブンクラツチ１１の歯１３とドライブ
クラツチ８の歯１４とは噛合つていない。従つて
車輪からハブ２６、ハウジング２及びドリブンク
ラツチ１１を経て伝達される回転力はドライブク
ラツチ８へは伝達されず、車輪は自由な状態とな
つている。よつてドライブクラツチ８からドライ
ブシヤフト５を経てデフ、プロペラシヤフト（共
に図示せず）等の駆動系は車輪からの回転力によ
つて回転されることはない。

次に全輪駆動時におけるフリーホイル・ハブ接
合時の状態を第１図の上半分の断面図に示してあ
る。いま第１図の下半分の断面図の状態にあると
き、全輪駆動とするためトランスフアの前側駆動
をONとすると、ドライブシヤフト５にエンジン
からの回転力が伝達される。従つてドライブクラ
ツチ組立品６が回転を始める。即ちドライブクラ
ツチ８とアウターカム３４が回転を始めると、そ
のため第４図に示すように当初噛合つていたアウ
ターカム３４のカム歯２３と車体に固定されてい
るインナーカム２０のカム歯２４は噛合が外れ、
第５図に示すように相互に山形の歯先に乗上げ
る。そのためアウターカム３４はリターンピン３
２を介しスプリング１０の押圧力に抗して第１図
において左方に移動する。ドライブクラツチ８も
スプリング３５を介して同様に左方に押され、従
つてドライブクラツチ８の歯１４はドリブンクラ
ツチ１１の歯１３に噛合う。しかし相互の位相が
一致せずに両者の歯先が当る場合にはドライブク
ラツチ８はスプリング３５の押圧力に抗してその
まゝの状態を維持する。しかしドライブクラツチ
８の回転にともなつて両者の位相が合えば歯１４
と歯１３とはスプリング３５の復元力の助けによ
り噛合うことになる。一方、アウターカム３４の
回転によつてホールドアウトリング１５も共に回
転する。しかし前記インナーカム２０のカム歯２
４とアウターカム３４のカム歯２３が前記のよう
に夫々の歯先に乗上げて回転を続けるとホールド
アウトリング１５の端辺に突設した二段階の突起
１８が、固定されているインナーカム２０の突出
部２５の側部に当る。即ち、第５図に示すように
突出部２５の角隅部が突起１８の一段目の突起１
８１の側端面１８１′と二段目の突起１８２の側
端面１８２′とで形成された段部に嵌入した状態
となる。従つてホールドアウトリング１５のみは
その位置で停止し、アウターカム３４はドライブ
クラツチ８とともにホールドアウトリング１５と
の間に摺動関係を維持しながら回転を続けること
になる。インナーカム２０の突出部２５の角隅部
がホールドアウトリング１５の突起１８の前記段
部に嵌入しているため一段目の突起１８１の側端
面１８１′によつてアウターカム３４はインナー
カム２０の方向へ移動が阻止される。従つて、ア
ウターカム３４の回転にともなつてそのカム歯２
３とインナーカム２０のカム歯２４との位相が回
転の途中で一致しても両者は噛合うことがない。
かくしてドライブシヤフト５からの回転力はドラ
イブクラツチ８、ドリブンクラツチ１１、ハウジ
ング２、ハブ２６を経て車輪へ伝達される。以上
の結果、同一方向回転中はエンジンドライブ時、
エンジン制動時を問わずドライブクラツチ８とド
リブンクラツチ１１との噛合は外れない。なお、
以上の噛合状態にある時、これを逆方向に回転さ
せた場合（例えば前進していた車輛を一時後退さ
せた場合）にも、一時的にドライブクラツチ８と
ドリブンクラツチ１１はその噛合が外れるが、ホ
ールドアウトリング１５の他の突起１８（第１０
図参照）にインナーカム２０の突出部２５の他の
側部が当り、両クラツチの噛合は再び維持される
ことになる。即ちトランスフアの前側駆動がON
である限り、前記状態は維持される。

次に前記フリーホイル・ハブ接合状態から、こ
れを解放する場合について説明する。まず、トラ
ンスフアの前側駆動をOFFとし、ドライブシヤ
フト５への回転力の伝達を遮断する。次にドリブ
ンクラツチ１１側を今までの逆方向に回転させ
る。即ち実際は車輛を従来の移動方向に対し反対
方向にゆつくり移動させればよい。この移動距離
は車輪で約1/4回転以内で済む。これによつて車
輪からハブ２６、ハウジング２、ドリブンクラツ
チ１１、ドライブクラツチ８、アウターカム３
４、ホールドアウトリング１５に回転力が伝達さ
れる。そのためインナーカム２０の突出部２５の
角隅部とホールドアウトリング１５の突起１８の
段部における第５図に示す前記係合が、ホールド
アウトリング１５の回転によつて解除される。従
つてアウターカム３４のカム歯２３とインナーカ
ム２０のカム歯２４との位相が一致する位置で、
スプリング１０の付勢によつてアウターカム３４
が第１図において右方に移動し第４図に示すよう
にインナーカム２０と噛合う。従つて、ドリブン
クラツチ１１とドライブクラツチ８との噛合が外
れる。この結果、前記のようにドライブシヤフト
５側から回転力が伝達されない限り、ドリブンク
ラツチ１１とドライブクラツチ８とは噛合うこと
がない。

以上のように本発明に係る装置は、駆動部材と
被駆動部材との間に配置されて、両者を自動的に
連結・分離できるように構成してある。例えば両
側の駆動及び被駆動部材を夫々Ａ（前記ドライブ
シヤフト側に相当）、Ｂ（前記車輪側に相当）と
仮定すると、次のような機能を備えている。

(1) Ａ側を回転させるとクラツチが接合され、従
つてＢ側も回転する。

(2) Ａ側を回転状態（正回転、逆回転に拘らず）
に置く限り、クラツチは接合されたまゝであ
り、Ａ側、Ｂ側のどちらからでも駆動すること
ができる。

(3) Ａ側を静止させ（従つてＢ側も静止する）、
Ｂ側を静止前と逆方向に所定角度（この角度は
設計的な条件によつて適宜選定する）回転させ
ると、初めてクラツチは離脱する。

(4) クラツチ離脱後はＡ側を静止状態に置く限
り、クラツチは離脱されたまゝであり、従つて
Ｂ側は自由に正回転、静止及び逆回転ができ
る。

さらに、先に開発した前記自動クラツチ（特願
昭53−30332（特開昭54−123648号公報））におい
ては、第１５図に示すようにインナーカムａとド
ライブクラツチｂとを直接噛合せていたゝめ、イ
ンナーカムａとドライブクラツチｂの噛合が半分
外れて相互の歯が半分乗上つた状態の時に、ドラ
イブクラツチｂの他側の歯ｃがドリブンクラツチ
ｄの歯ｅと半分噛合つた状態となる場合があり、
この場合にはドライブシヤフトｆからのトルクが
ドライブクラツチｂからドリブンクラツチｄに
かゝり、従つてドリブンクラツチｄとハウジング
ｇとの間のスプライン嵌合部ｈにトルクがかゝ
る。そのため、クラツチ噛合の方向に力を作用さ
せているインナーカムａに強力な負荷が作用し、
ナツクルｉとインナーカムａとの固定部（例えば
キーなど）に強力な負荷が作用する。従つて強力
なトルクを伝達する用途に用いた場合にはこの固
定部の耐久性に問題が生じ、破損する場合もあつ
た。なおｊはホールドアウトリングである。しか
るに本発明に係る装置にあつては、仮りに前記の
ような噛合状態となつてもドリブンクラツチ１１
とハウジング２との間にスプライン嵌合部がな
く、且つドライブクラツチ８はスプリング３５を
介してアウターカム３４によつてクラツチ噛合の
方向に押圧され、しかもインナーカム２０はアウ
ターカム３４との間に噛合うように構成されてお
り、スプリング１０はリターンピン３２を介して
アウターカム３４を付勢するようにしてあるの
で、インナーカム２０には前記のような半噛合時
における強力な負荷は作用しない。

以上のように本発明に係る装置は、回転可能な
両部材の間に介設されて、各部材自体の回転を制
御するのみで相互間における回転伝達を自動的に
制御することができ、しかも、被駆動側を逆回転
しない限り、両部材の連結は継続される。従つ
て、本装置を例えば全輪駆動車等のフリーホイ
ル・ハブに用いることによつて、運転者は従来の
ように車輛を降り、手動で操作する必要がなく、
迅速且つ簡単に切換ができる。また、他の自動操
作装置のように自動的にフリーホイル・ハブを作
動させることができても、エンジン制動が効かな
いという欠点もなく、さらに車輛が停止する都
度、装置が作動して駆動部材と被駆動部材との連
結が外れ、摩耗等によつて部品寿命等に影響を与
えるということもない。そして、強力なトルクを
伝達する用途に用いても構成部材が損耗破損する
というおそれもなく耐久性のある自動クラツチが
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る装置の一実施例を示す側
断面図で、下半分はクラツチの離脱時を、上半分
は同接合時を夫々示す。第２図は同じくドライブ
クラツチ組立品の側断面図、第３図は第２図のＡ
矢視図、第４図は同じくクラツチ離脱時のインナ
ーカムとアウターカムの係合状態を示す部分説明
図、第５図は同じくクラツチ接合時の同係合状態
を示す部分説明図、第６図及び第７図はドライブ
クラツチを示し、第６図は第７図のＢ−Ｂ断面
図、第７図は第６図のＣ矢視図である。第８図及
び第９図はアウターカムを示し、第８図は第９図
のＤ−Ｄ断面図、第９図は第８図のＥ矢視図であ
る。第１０図及び第１１図はホールドアウトリン
グを示し、第１０図はその平面図、第１１図は第
１０図におけるＦ矢視図である。第１２図〜第１
４図はインナーカムを示し、第１２図は第１４図
のＧ−Ｇ断面図、第１３図は第１２図のＨ矢視
図、第１４図は第１２図のＪ矢視図、第１５図は
改良前の他の自動クラツチの側断面図である。 １……フリーホイル・ハブ組立品、２……ハウ
ジング、３……ハブキヤツプ、５……ドライブシ
ヤフト、６……ドライブクラツチ組立品、８……
ドライブクラツチ、９……スプリングリテーナ、
１０，３５……スプリング、１１……ドリブンク
ラツチ、１２……スラストワツシヤ、１５……ホ
ールドアウトリング、１８……突起、２０……イ
ンナーカム、２１……ナツクル、２５……突出
部、２６……ハブ、３２……リターンピン、３３
……リターンプレート、３４……アウターカム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被駆動部材側に固定されたドリブンクラツチ
   と、駆動軸側にあつて軸線方向にのみ移動可能で
   スプリングによつて離脱の方向に常時付勢された
   前記ドリブンクラツチと離脱・接合するドライブ
   クラツチとからなる自動クラツチにおいて、前記
   ドライブクラツチ８が付勢されて移動する側に該
   ドライブクラツチ８と同様に移動するアウターカ
   ム３４を設け、該アウターカム３４を他のスプリ
   ング３５を介してドライブクラツチ８と相互に付
   勢しあうように配置するとともに、このアウター
   カム３４に対し、リターンピン３２を介設して、
   ドライブクラツチ８を離脱の方向に常時付勢する
   前記スプリング１０によつて別途付勢し、またク
   ラツチの離脱・接合に対応して、このアウターカ
   ム３４と接合・離脱する突出部２５付の固定され
   たインナーカム２０を設け、さらに該インナーカ
   ム２０の突出部２５と係合する一段目の突起１８
   １と二段目の突起１８２とを備え、駆動軸が停止
   してもアウターカム３４とインナーカム２０との
   接合を阻止するホールドアウトリング１５を設
   け、該ホールドアウトリング１５は円周方向に摺
   動可能にアウターカム３４に嵌着されていること
   を特徴とする自動クラツチ。