JPS6121302Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は主として四輪駆動車のフロントハブ部
に用いられる半自動オーバランニングクラツチに
関する。

四輪駆動車の二輪駆動走行状態においては、駆
動されていない車輪、例えば、前輪が路面との接
触によつて路面から駆動力を受けることになる。
この被駆動状態では、前輪に付属する各種機構に
もその駆動力が伝えられるため、ベアリングの抵
抗やオイルの撹拌によつて走行能率を低下させる
ことになる。従つて、それを改善するためには、
路面から受ける駆動力を車輪だけにとどめ、それ
以降に伝達されるのを防止する必要がある。

一方、二輪駆動走行状態においても、前輪が路
面との接触によつて路面から受ける駆動力をドラ
イブシヤフトに伝達し、いわゆるエンジンブレー
キをかけることを必要とする場合もある。

この種の要請に対処することを目的として開発
されたものとして、本願出願人によつて出願され
ているものや特公昭34−9211号によるものがあ
る。

前者はケースとの摩擦面がコーン形状をなすと
共に、ドライブクラツチとの結合部が円錐・ボー
ルクラツチ形状および／またはカムクラツチ形状
でなしたコーンクラツチと、このコーンクラツチ
をドライブクラツチの結合部に押圧するスプリン
グと、コーンクラツチの回転を抑止するブレーキ
とを具備する構成を有している（特開昭54−
86046号）。二輪駆動走行状態（ドライブシヤフト
に駆動力が伝わつていない状態）においては前輪
は自由に転動する。また、四輪駆動走行状態にお
いて、ドライブシヤフトの駆動力は前輪に自動的
に伝達されるようになつている。

後者はドライブシヤフトに固着された外周面が
多角柱状のスリーブとケース（ハブと一体となつ
ている）との間にローラを配設し、ケースとスリ
ーブによるローラの挾持状態の強弱によつてクラ
ツチの入り、切り動作をなす構成を基本構成とな
すと共に、上記クラツチの入り、切り動作を手動
によつて任意に選択し得る手段を具備している。

これらのクラツチは、構成が複雑であるので組
立や保守に時間を要する欠点があつた。

とくに前記特開昭54−86046号公報記載の装置
は、いわゆる完全自動のオーバランニングクラツ
チ（ハブクラツチ）であり、本考案のような半自
動（オートの機能にマニユアルの機能をプラスし
たもの）とは使用目的そのものが相違している。
この目的の相違は半自動ハブクラツチオートハブ
クラツチ間の市場性の相違その他の理由に根差し
ている。即ち、フリーホイールハブクラツチとし
ての便利さからすれば、オート（引例）だけで十
分であるようにも考えられるが、コーン状のクラ
ツチ結合部を有したオートハブクラツチにあつて
は運転者が完全クラツチオンしたか否かについて
確認を行うことが不可能であると同時にコーン状
クラツチ両同志がクラツチオンするときには、各
コーン状クラツチ面が摺動し摩耗するので、自動
切換を多用すると耐久性が低下したり、あるいは
摩耗により軸方向変位をきたし、作動のレスポン
スが低下する恐れがある。このため、現実のユー
ザーには切換が確実で、しかも耐久性がすぐれ、
クラツチオンオフの有無の確認が容易なマニユア
ルタイプ志向も多い。

本考案はオートとマニユアルそれぞれの利点を
生かすとともにそれぞれの欠点を解消させること
を可能としたものであり、四輪駆動への切換を完
全自動で実現できるとともに、万一故障その他の
原因で自動的に四輪駆動への切換が行われない場
合には操作板を操作することにより四輪駆動状態
を実現できるようにしたものである。

この目的を実現するため本考案のクラツチは、
ドライブシヤフトによつて軸心を固定させるとと
もに軸方向内方へ突出した突状のカムクラツチ形
状を有したドライブクラツチと、前記ドライブク
ラツチの突状のカムクラツチ形状と係合する凹状
のカムクラツチ形状を軸方向外側に有するととも
に、外周面にはコーン状外周面を有し、さらに前
記ドライブクラツチによつて駆動されないとき
は、軸方向外側への弾性力によつて付勢されてケ
ースの複数内周面と非接触状態になるとともにブ
レーキを介して固定系による制動を受けるコーン
クラツチと、前記コーンクラツチが軸方向内方向
へ変位したときコーンクラツチのコーン状外周面
と接触結合し、該コーンクラツチが軸方向外方へ
変位したとき該コーン状外周面と離間して非接触
となるコーン状内周面を有するとともにハブと一
体化されたケースと、前記コーンクラツチが前記
ドライブクラツチの突状のカムクラツチ形状を介
して駆動されたとき、前記コーンクラツチを軸方
向外方へ付勢する前記弾性付勢力に抗して該コー
ンクラツチのコーン状外周面を前記ケースのコー
ン状内周面に接触結合させる方向の力を前記各カ
ムクラツチ形状同志の結合部に発生させる前記ブ
レーキと、前記ドライブシヤフトが非駆動状態に
ある時、前記コーンクラツチを前記コーン状外周
面を介して前記ケースのコーン状内周面と接触結
合させて該ケースの回転トルクを前記ドライブシ
ヤフトに伝達するように前記コーンクラツチに初
期運動を与えるロツク機構とから成り、前記ロツ
ク機構は、前記ドライブクラツチに設けられた穴
を軸方向移動自在に貫通して前記コーンクラツチ
と係合可能に配設されたピンと、該ピンに前記初
期運動を与える磁石機構とから成り、前記磁石機
構は、ケース内周に対して軸方向移動可能にスプ
ライン係合させられた第１の取付板および該取付
板に等間隔かつ交互に設けられたＮ極およびＳ極
の第１の磁石要素とより成る第１の永久磁石と、
手動操作により所定の回転運動を行う第２の取付
板と、前記第１の磁石要素とそれぞれ対向するよ
うに前記第２の取付板上に等間隔、かつ交互に設
けられたＮ極およびＳ極の磁石要素とよりなる第
２の永久磁石とを具備し、前記第１と第２の永久
磁石の同極を対向させ、その反発作用で軸方向内
方へ移動した前記第１の取付板を介して前記ピン
を押圧して前記コーンクラツチをケースのコーン
状内周面と接触させ、前記第１と第２の永久磁石
の異極を対向させ、その吸引作用でケースのコー
ン状内周面との接触を解くようにしたものであ
る。

以下、図面を参照し本考案について詳しく説明
する。

第１図は本考案の一実施例によるクラツチの構
成説明図で、縦断面である。

ドライブシヤフト１にはドライブクラツチ２が
固着されている。ハブ１０にはケース９がボルト
１８で一体化されている。ケース９の内周面はコ
ーン形状をなし、この内周面９ａでコーンクラツ
チ５の外周面５ａと結合するようになつている。
一方、コーンクラツチ５とドライブクラツチ２と
の結合部はカムクラツチ形状５ｂおよび２ａをな
している。カムクラツチ形状とは第３で示すよう
に、ドライブクラツチ２からほぼ円錐状に突出す
るカム部２ａを設け、その嵌合部５ｂをコーンク
ラツチ５を切欠いて設けて結合し得る構成となし
たものもである。コーンクラツチ５には、回転を
規制するブレーキ７が一体化されてなり、ブレー
キ７は固定系１９に輪状スプリング８によつて押
圧されている。また、コーンクラツチ５はヘリカ
ル状スプリング６によつてドライブクラツチ２の
結合部へ押圧し、コーンクラツチ５とケース９を
非結合状態にしている。ドライブクラツチ２には
貫通穴２ｂが設けられ、この貫通穴２ｂにピン４
が遊貫され、その一端がコーンクラツチ５に接触
する構成となつている。上記ピン４は手動操作１
５の操作によつてその位置が規制されるものであ
るが、その構成について次に説明する。手動操作
１５はＯリング１７を介してケース９に設置され
ており、ねじ２０で一体構成となる円板状の板
（第２の取付板）１６に、ドライブシヤフト１の
軸方向に対して時計方向又は反時計方向の回転変
位を与え、所望の位置でロツクし得る構成をなし
ている。一方、板１６と対向するようにして、環
状の板（第１の取付板）１２がケース９の内周面
にてスプライン構造１１で設置されている。そし
て、板１２および１６の対向する面に永久磁石を
埋設支承する磁石取付板１３および１４が固着さ
れている。磁石取付板１３および１４には第２図
で示すように永久磁石１３Ｎ，１３Ｓ（取付板１
４には永久磁石１４Ｎ，１４Ｓ）が磁極を交互に
違えて、ほゞ等間隔に埋設支承されている。

上記構成をなすクラツチにおける動作について
以下説明する。

手動操作１５の操作は、永久磁石１３Ｎ，１３
Ｓと１４Ｎ，，１４Ｓの相対的位置関係を変える
ものである。第１図は永久磁石１３Ｎ，１３Ｓと
１４Ｎ，１４Ｓの異極が対向し、磁石の吸引作用
によつて板１２が右方向に引つぱられ、ピン４が
コーンクラツチ５に押されて右方向に変位した状
態を示している。この状態を以下片方向クラツチ
と称する。

一方永久磁石１３Ｎ，１３Ｓと１４Ｎ，１４Ｓ
の同極を対向させ、その反発作用によつて板１２
を左方向に押しやり、ピン４を介してコーンクラ
ツチ５が左方向に変位し、ケース９の内周面９ａ
とコーンクラツチ５の外周面５ａが接触する状態
を以下両方向クラツチと称する。

まず、片方向クラツチについて説明する。ドラ
イブシヤフト１の駆動によつてドライブクラツチ
２が回転する。ドライブクラツチ２とカムクラツ
チ形状で結合するコーンクラツチ５も一緒に回転
をなすが、回転当初、コーンクラツチ５はスプリ
ング６で右方向に押圧され、ケース９の内周面９
ａとコーンクラツチ５の外周面５ａは非接触状態
を形成しているのでケース９（ハブ１０）は回転
しない。しかし、ドライブクラツチ２の回転は、
ブレーキ７に抑止されはがら回転するコーンクラ
ツチ５のカムクラツチ形状の結合によつて、コー
ンクラツチ５に左方向の力が作用し、その力がス
プリング６の押圧力に打ち勝つてコーンクラツチ
５を左方向に変位させる。そして、コーンクラツ
チ５の外周面５ａとケース９の内周面９ａの接触
を強めるケース９を回転させる。ドライブシヤフ
ト１の駆動が停止すると、カムクラツチ形状の結
合部の力の作用がなくなると共に、ブレーキ７の
作用によつてコーンクラツチ５の回転は急激に減
じられ、コーンクラツチ５はスプリング６の押圧
力によつて再び右方向に変位し、ケース９とのク
ラツチ入りの状態は解かれる。したがつて、この
ドライブシヤフト１の駆動停止の状態において、
車輪が路面との接触による駆動力を受けても、そ
の駆動力はドライブシヤフト１に伝達されない。
すなわち、片方向クラツチはドライブシヤフトの
駆動時のみ、ドライブシヤフトとハブとを結合す
るものである。

次に、両方向クラツチについて説明する。コン
クラツチ５は永久磁石１３Ｎ，１３Ｓと１４Ｎ，
１４Ｓと反発作用によつて左方向にわずかな変位
が与えられると、コーンクラツチ５の外周面５ａ
とケース９の内周面９ａがわずかに接触し、コー
ンクラツチ５が回転し始める。一たん、コーンク
ラツチ５が回転すると、カムクラツチ５ｂ、２ａ
を介してトルクがドライブクラツチ２に伝えら
れ、ケース９（ハブ１０）の回転はドライブシヤ
フト１の状態に関係なくドライブシヤフト１に伝
達される。しかも、コーンクラツチ５とドライブ
クラツチ２とが一体となつて回転すれば、カムク
ラツチ形状結合部におけるコーンクラツチ５への
作用（左方向に変位させる作用）がどんどん増加
し、ケース９とコーンクラツチ５の結合がますま
す強くなる。一方、ドライブシヤフト１の駆動時
における伝達機構は片方向クラツチ時と同様の構
成でケース９に駆動力が伝達される。このよう
に、両方向クラツチなドライブシヤフト１の駆動
力をハブ１０（ケース９）に、また、ハブ１０
（ケース９）の駆動力をドライブシヤフト１に伝
達することができる。

以上詳しく説明したように、本考案のクラツチ
によれば、ドライブシヤフトによつて軸心を固定
されるとともに軸方向内方へ突出した突状のカム
クラツチ形状を有したドライブクラツチと、該ド
ライブクラツチの突状のカムクラツチ形状と係合
する凹状のカムクラツチ形状を軸方向外側に有す
るとともに、外周面にはコーン状外周面を有し、
さらに前記ドライブクラツチによつて駆動されな
いときは、軸方向外側へ弾性力によつて付勢され
てケースのコーン状内周面と非接触状態になると
ともにブレーキを介して固定系による制動を受け
るコーンクラツチと、該コーンクラツチが軸方向
内方へ変位したときコーンクラツチのコーン状外
周面と接触あるいは非接触となるコーン状内周面
を有するとともにハブと一体化されたケースと前
記コーンクラツチが前記ドライブクラツチの突状
のカムクラツチ形状を介して駆動されたとき、前
記コーンクラツチを軸方向外方へ付勢する前記弾
性付勢力に抗して該コーンクラツチのコーン状外
周面を前記ケースのコーン状内周面に接触結合さ
せる方向の力を前記各カムクラツチ形状部同志の
係合部に発生させる前記ブレーキと、前記ドライ
ブシヤフトが非駆動状態にある時、前記コーンク
ラツチを前記コーン状外周面を介して前記ケース
のコーン状内周面と接触結合させて該ケースの回
転トルクを前記ドライブシヤフトに伝達するよう
に前記コーンクラツチに初期運動を与えるロツク
機構とから成り、該ロツク機構は、前記ドライブ
クラツチに設けられた穴を軸方向移動自在に貫通
して前記コーンクラツチと係合可能に配設された
ピンと、該ピンに前記初期運動を与える磁石機構
とから成り、該磁石機構は、ケース内周に対して
軸方向移動可能にスプライン係合させられた第１
の取付板および該取付板に等間隔かつ交互に設け
られたＮ極およびＳ極の第１の磁石要素とより成
る第１の永久磁石と、手動操作により所定の回転
運動を行う第２の取付板と、前記第１の磁石要素
とそれぞれ対向するように前記第２の取付板上に
等間隔、かつ交互に設けられたＮ極およびＳ極の
磁石要素とよりなる第２の永久磁石とを具備し、
前記第１と第２の永久磁石の同極を対向させ、そ
の反発作用で軸方向内方へ移動した前記第１の取
付板を介して前記ピンを押圧して前記コーンクラ
ツチをケースのコーン状内周面と接触させ、前記
第１と第２の永久磁石の異極を対向させ、その吸
引作用でケースのコーン状内周面との接触を解く
ようにしたため、構成の簡潔化、製造や保守の容
易化、耐久性の向上を達成することができる。ま
た、オートとマニユアルを相互に切り替えること
ができるため、両モードの利点、つまり、四輪駆
動への切換を完全自動で簡単に実現できるオート
の良さと、切換が確実で、耐久性のすぐれたマニ
ユアルの良さを生かすことができる。

なお、本考案は図示の実施例に限定されるもの
でなく本考案の技術思想の範囲内における設計変
更は任意である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の一実施例によるクラツチの
構成説明図である。第２図は、磁石取付板の説明
図である。第３図は、カムクラツチ形状結合部の
説明図である。 符号の説明、１……ドライブシヤフト、２……
ドライブクラツチ、４……ピン、５……コーンク
ラツチ、６……スプリング、７……ブレーキ、８
……環状スプリング、９……ケース、１０……ハ
ブ、１１……スプライン構造、１２……板、１
３，１４……磁石取付板、１３Ｎ，１３Ｓ，１４
Ｎ，１４Ｓ……永久磁石、１５……手動操作、１
６……板、１７……Ｏリング、１８……ボルト、
１９……固定系、２０……ねじ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ドライブシヤフトによつて軸心を固定されると
   ともに軸方向内方へ突出した突状のカムクラツチ
   形状を有したトライブクラツチと、 該ドライブクラツチの突状のカムクラツチ形状
   と係合する凹状のカムクラツチ形状を軸方向外側
   に有するとともに、外周面にはコーン状外周面を
   有し、さらに前記ドライブクラツチによつて駆動
   されないときは、軸方向外側への弾性力によつて
   付勢されてケースのコーン状内周面と非接触状態
   になるとともにブレーキを介して固定系による制
   動を受けるコーンクラツチと、 該コーンクラツチが軸方向内方へ変位したとき
   該コーンクラツチのコーン状外周面と接触あるい
   は非接触となるコーン状外周面と接触あるいは非
   接触となるコーン状内周面を有するとともにハブ
   と一体化されたケースと、 前記コーンクラツチが前記ドライブクラツチの
   突状のカムクラツチ形状を介して駆動されたと
   き、前記コーンクラツチを軸方向外方へ付勢する
   前記弾性付勢力に抗して該コーンクラツチのコー
   ン状外周面を前記ケースのコーン状内周面に接触
   結合させる方向の力を前記カムクラツチ形状部同
   志の係合部に発生させる前記ブレーキと、 前記ドライブシヤフトが非駆動状態にある時、
   前記コーンクラツチを前記コーン状外周面を介し
   て前記ケースのコーン状内周面と接触結合させて
   該ケースの回転トルクを前記ドライブシヤフトに
   伝達するように前記コーンクラツチに初期運動を
   与えるロツク機構とから成り、 該ロツク機構は、前記ドライブクラツチに設け
   られた穴を軸方向移動自在に貫通して前記コーン
   クラツチと係合可能に配設されたピンと、該ピン
   に前記初期運動を与える磁石機構とから成り、 該磁石機構は、ケース内周に対して軸方向移動
   可能にスプライン係合させられた第１の取付板お
   よび該取付板に等間隔かつ交互に設けられたＮ極
   およびＳ極の第１の磁石要素とより成る第１の永
   久磁石と、 手動操作により所定の回転運動を行う第２の取
   付板と、前記第１の磁石要素とそれぞれ対向する
   ように前記第２の取付板上に等間隔、かつ交互に
   設けられたＮ極およびＳ極の磁石要素とよりなる
   第２の永久磁石とを具備し、前記第１と第２の永
   久磁石の同極を対向させ、その反発作用で軸方向
   へ移動した前記第１の取付板を介して前記ピンを
   押圧して前記コーンクラツチをケースのコーン状
   内周面と接触させ、前記第１と第２の永久磁石の
   異極を対向させ、その吸引作用でケースのコーン
   状内周面との接触を解くことを特徴とする半自動
   オーバランニングクラツチ。