JPH0811569A - 回転伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機械式クラッチの作動を、係合子の保持部材
に連結したブレーキ機構により切換える回転伝達装置に
おいて、機械式クラッチのフリーランニング機能を任意
に停止できるようにする。 【構成】 駆動側となる内輪５と従動側となる外輪４の
間に、スプラグ２０を保持する保持器１２、１３を設
け、大径側の保持器１２にブレーキ機構２を連結する。
外輪４に固定した摩擦部材４１に、保持器１２に噛み合
う接触部材４２を接近離反可能に設け、電磁石４５の作
動により接触部材４２を摩擦部材４１を吸着し、外輪４
と保持器１２を一体化する。これにより、フリーランニ
ングが停止し、外輪４から内輪５にトルクを伝達でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、４輪駆動車の駆動経
路上や前輪車軸とホイールハブとの間で駆動力の伝達と
遮断を切換える回転伝達装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】４輪駆動車において、前後輪を直結した
状態のまま舗装道路のタイトコーナー等を旋回した場
合、前輪と後輪間の旋回半径の違いによりブレーキ現象
が生じ、前後輪間にスリップ現象が発生する不具合があ
る。

【０００３】このような不具合に対処したものとして、
本出願人が特願平５−１３８３５７号又は特願平５−１
３８３０８号により提案した装置がある。

【０００４】この提案の装置は、図１３に示すように、
前輪車軸Ｂに連結する駆動部材６３とホイールハブＣに
連結する従動部材６４との間に、保持部材６５で保持さ
れる複数のクラッチ係合子６６を組込み、そのクラッチ
機構６１の保持部材６５に回転抵抗力を与えるブレーキ
機構６２を連結して構成されており、保持部材６５を駆
動部材６３に対し減速させて係合子６６を駆動部材６３
と従動部材６４間の係合作動位置に移動させるようにな
っている。

【０００５】このような提案の装置では、機械式クラッ
チのもつ係合状態とフリーランニング状態の切換え特性
を利用し、前輪の回転数が駆動軸の回転を上回った時に
両者の連結を切離するため、４輪直結状態でのタイトコ
ーナー・ブレーキング現象の発生を防止することができ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記提案の
装置を４輪駆動車に装着して走行した場合、エンジンブ
レーキを使った走行時においても前輪の回転が駆動軸の
回転を上回るとフリーランニングが作用し、前輪が駆動
系から切離される。このため、後輪だけが車両のエンジ
ンや駆動系に連結することになり、後輪からのみエンジ
ンブレーキが作用する状態になる。

【０００７】このような後輪だけのエンジンブレーキ状
態は、舗装道路等の高い摩擦係数をもつ路面上での走行
中は問題にならないが、雪道やアイスバーンなどの摩擦
係数の低い路面ではブレーキ力が不足する場合がある。
すなわち、摩擦係数の低い路面上で後輪のみのエンジン
ブレーキで走行すると、タイヤがロックしやすくなり、
このタイヤのロックによって車体の後部が振られること
があり、４輪駆動車としての走行能力が低下する問題が
ある。

【０００８】そこで、この発明は、上記の問題を解決
し、機械式クラッチのフリーランニング機能を任意に停
止でき、必要に応じて前輪と後輪のエンジンブレーキを
共に作用させることができる回転伝達装置を提供するこ
とを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明は、内外に嵌合する駆動部材と従動部材の
間に保持部材で保持される複数のクラッチ係合子を組込
んでクラッチ機構を形成し、そのクラッチ機構に、保持
部材の全体又は一部と固定部材の間で減速力を生じさせ
るブレーキ機構を連結した回転伝達装置において、クラ
ッチ機構とブレーキ機構の間に、保持部材と従動部材を
切離し自在に結合する結合手段を設けた構造としたので
ある。

【００１０】なお、上記の構造において、結合手段を、
従動部材に固定する摩擦部材と、保持部材に係合した状
態で摩擦部材に対して接近離反する接触部材と、その接
触部材を摩擦部材に吸着する電磁石とから構成すること
ができる。

【００１１】

【作用】上記の構造では、駆動部材を車両の駆動系に連
結し、従動部材を前輪に連結した場合、通常の走行時
は、従動部材と保持部材を切離した状態におき、クラッ
チ機構とブレーキ機構により係合子を係合作動位置に移
動させる。そして、機械式クラッチの係合とフリーラン
ニング機能を利用し、前輪と駆動系間の回転差に応じて
その両者の係合と離脱を切換える。

【００１２】一方、エンジンブレーキを必要とする場合
は、結合手段により保持部材と従動部材を結合し、駆動
系と前輪を直結する。これにより、駆動系を介して４輪
が直結した状態になり、前輪と後輪から駆動系にトルク
が伝達され、４輪で同時にエンジンブレーキを効かせる
ことができる。

【００１３】

【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。図１及び図２に示すように、この実施例の
回転伝達装置Ａは、クラッチ機構１と、ブレーキ機構２
と、その両機構１、２を連結又は切離し状態にする切換
え手段３とから構成され、４輪駆動車の前輪車軸Ｂとホ
イールハブＣとの間に装着されるようになっている。

【００１４】図２において、４は従動部材となる外輪、
５は駆動部材となる内輪であり、この内輪５は、前輪車
軸Ｂの先端部にセレーション溝６の嵌め合いによって一
体に取付けられている。

【００１５】また、外輪４は、軸受７、８によって内輪
５に回転自在に支持され、その外輪４の端部がボルト９
によってホイールハブＣの端面に固定されている。

【００１６】上記外輪４の内径面と内輪５の外径面に
は、図４及び図８に示すように、同芯の円筒面１０、１
１が形成され、その両円筒面１０、１１の間に、大径保
持器１２と小径保持器１３が組込まれている。

【００１７】上記大径保持器１２は、後端部に延長腕１
４が一体に形成され、その延長腕１４が軸受の案内によ
り外輪４と内輪５に対して回転自在に支持されている。

【００１８】一方、小径保持器１３は、前端部に、内径
側に向かって屈曲する屈曲部１５が形成され、その屈曲
部１５が内輪５の端面にすべり回転可能に接触してお
り、この屈曲部１５と止め輪１７との間に、圧着バネ１
６が組込まれている。この圧着バネ１６は、屈曲部１５
を内輪５の端面に向かって圧着しており、その押圧力に
よって生じる摩擦力により小径保持器１３を内輪５に固
着している。

【００１９】上記大径保持器１２と小径保持器１３の周
面には、径方向に対向して複数のポケット１８、１９が
形成され、その各ポケット１８、１９に、係合子として
のスプラグ２０と、スプラグ２０を保持するバネ２１と
が組込まれている。

【００２０】このスプラグ２０は、外径側と内径側に、
それぞれ異なる曲率中心をもつ左右対称形の円弧面２２
が形成され、左右の両方向に所定角度傾くと両円筒面１
０、１１と係合し、外輪４と内輪５を一体化する。ま
た、バネ２１は、大径保持器１２に一端が支持されてス
プラグ２０を両側から押圧し、各スプラグ２０を円筒面
１０、１１と係合する位置に保持している。

【００２１】上記小径保持器１３の周面には、図５に示
すようにストッパピン２３が取付けられ、そのストッパ
ピン２３が大径保持器１２に設けた角孔２４に嵌合して
おり、この角孔２４の周壁とピン２３との間に回転方向
すき間Ｘが設けられている。

【００２２】また、上記大径保持器１２及び小径保持器
１３の周面には、それぞれ径方向に貫通するスリット２
５、２６が形成され、そのスリット２５、２６に、Ｃ字
形のリング形状をしたスイッチバネ２７の両端部が係合
している。このスイッチバネ２７は、図５に示すように
周方向に縮められた状態でセットされ、一端の爪部を大
径保持器１２に、他端の爪部を小径保持器１３に押し付
けて取付けられており、そのバネ力によって両保持器１
２、１３に円周方向の力を与えている。

【００２３】また、上記ストッパピン２３と角孔２４の
間の回転方向すき間Ｘは、図８及び図９に示すようにス
プラグ２０が傾いて円筒面１０、１１に噛み合い状態と
なる大きさに設定されており、上記スイッチバネ２７の
バネ力により、両保持器１２、１３とスプラグ２０は、
回転の一方向の噛み合い位置でスタンバイの状態となっ
ている。

【００２４】一方、上記クラッチ機構１の後端側に配置
されるブレーキ機構２は、図２及び図３に示すように、
内輪５に嵌合する入力リング２８の外側に抵抗体ケース
２９を配置し、その入力リング２８と抵抗体ケース２９
に軸方向に対向するフランジ３０、３１を形成してい
る。

【００２５】上記抵抗体ケース２９は、ナックルＤの先
端部に設けたキー溝３２にキー３３を介して係合してお
り、ナックルＤに対して軸方向にスライド可能な状態で
回り止めされている。

【００２６】上記入力リング２８のフランジ３０の両側
には抵抗体３４、３５が挿入され、そのフランジ３０
を、フランジ３０と止め輪３６との間に組込んだ皿バネ
などの弾性部材３７により軸方向に押圧し、抵抗体ケー
ス２９のフランジ３１に向かって圧着させている。

【００２７】上記弾性部材３７のバネ力は、上記の圧着
によって入力リング２８のフランジ３０の摺接部に所定
の摩擦力を生じさせる大きさに設定され、この摩擦力に
より、後述するように大径保持器１２と一体に回転しよ
うとする入力リング２８に対してその回転を遅れさせる
減速力を与えている。ここで、ブレーキ機構２において
入力リング２８に加えられる減速力は、スイッチバネ２
７のバネ力によって大径保持器１２に加わる回転力より
も大きくなるように設定されている。

【００２８】上記ブレーキ機構２とクラッチ機構１の間
に配置される切換え手段３は、図２及び図６に示すよう
に、入力リング２８と大径保持器１２の延長腕１４とを
またぐように巻きコイルを連続させたコイルバネ３８で
形成され、そのコイルバネ３８の一端が入力リング２８
の孔３９に係合している。また、コイルバネ３８の他端
側の巻きコイルは、大径保持器１２の延長腕１４に弱い
締まり嵌め状態で嵌合しており、大径保持器１２が巻き
コイルを締め込む方向に回転すると、コイルバネ３８が
大径保持器１２に締まり込むようになっている。

【００２９】上記の切換え手段３では、内輪５を介して
大径保持器１２が図６の矢印イ方向に回転すると、コイ
ルバネ３８が締まり込んで大径保持器１２と入力リング
２８を一体化し、逆に、大径保持器１２が図６の矢印ロ
方向に回転すると、コイルバネ３８の巻きコイルが緩
み、大径保持器１２と入力リング２８を切離すように設
定されている。

【００３０】上記のような構造において、クラッチ機構
１とブレーキ機構２の間には、図３に示すように、外輪
４と大径保持器１２を切離し自在に結合する結合手段４
０が装備されている。

【００３１】この結合手段４０は、外輪４の内径面に環
状の摩擦部材４１を圧入固定し、大径保持器１２の外周
部に、摩擦部材４１と平行に向き合う金属製の接触部材
（アーマチェア）４２を嵌め込んでいる。この接触部材
４２は、図７に示すように、内径側に形成した突起４３
が大径保持器１２の外周面に設けた軸方向の溝４４に嵌
合しており、その突起４３と溝４４の案内により、大径
保持器１２と共回りした状態で摩擦部材４１に向かって
接近離反するようになっている。

【００３２】また、ブレーキ機構２の抵抗体ケース２９
の外径面には、上記摩擦部材４１に対向して電磁石４５
が設けられている。この電磁石４５は、抵抗体ケース２
９の外径をヨークとしてコイル４６を巻き付け、そのコ
イル４６に、リード線４７を介して車両のバッテリ４８
とスイッチ４９とを接続しており、バッテリ４８から直
流電流をコイル４６に流すことにより電磁石を形成す
る。

【００３３】上記結合手段４０は、図３のように各部品
を組立てた状態で、摩擦部材４１と電磁石４５の間に軸
方向すき間ｔ₁ が設けられ、また、接触部材４２が軸方
向すき間ｔ₂ の分だけ自由にスライドできるようになっ
ており、スイッチ４９をＯＮにして電磁石４５を作動さ
せた場合、接触部材４２が軸方向すき間ｔ₂ を移動して
摩擦部材４１に電磁吸着され、その吸着により大径保持
器１２と外輪４を共回り状態に結合させる。

【００３４】この実施例のハブクラッチ装置は、上記の
ような構造であり、図１に示すように内輪５を前輪車軸
Ｄに連結し、外輪４とホイールハブＣを連結して装着す
るが、この場合、車両の前進走行時における内輪５の回
転方向が、切換え手段３が切れる方向（図６の矢印ロ方
向）に一致し、後退時における回転方向が、切換え手段
３の噛み込む方向（図６の矢印イ方向）に一致するよう
に設定する。

【００３５】いま、大きなエンジンブレーキを必要とし
ない通常走行を行なう場合は、図３（ａ）に示すよう
に、結合手段４０における電磁石４５のスイッチ４９を
ＯＦＦの状態にし、外輪４と大型保持器１２を切離した
状態におく。

【００３６】上記の装着状態で自動車が前進走行する
と、前輪車軸Ｂの駆動により内輪５が回転を始め、その
内輪５と一体になった小径保持器１３が同時に回転を始
める。また、大径保持器１２は、スイッチバネ２７の付
勢力によって回転するが、この回転方向では切換え手段
３が空転状態になるため、ブレーキ機構２の入力リング
２８は、抵抗体ケース２９と共に停止状態におかれる。

【００３７】上記とは逆に、自動車が後退する場合は、
内輪５と小径保持器１３が回転を始め、大径保持器１２
は、スイッチバネ２７の付勢力により小径保持器１３と
同時に回転するが、この回転方向は切換え手段３がロッ
ク状態となるため、大径保持器１２と入力リング２８が
一体に回転する。このとき、入力リング２８に加わる減
速力を、スイッチバネ２７による回転力よりも大きく設
定してあるので、大径保持器１２は減速し、スプラグ２
０を上記とは反対方向に傾かせて円筒面１０、１１の間
に係合状態でスタンバイさせる。その後は、ブレーキ機
構２からの回転抵抗を受けながら大径保持器１２が回転
し、スプラグ２０のスタンバイ状態を保持する。

【００３８】図８のようにスプラグ２０が係合位置にス
タンバイした状態では、自動車がスリップせずに前進又
は後退している間は、外輪４と内輪５が同速度で回転
し、スプラグ２０がスタンバイ状態で維持されるため、
内輪５から外輪４に駆動力が伝わらない（なお、厳密に
云えば、直進走行中、前後輪と路面間でわずかなスリッ
プがあるため、内輪５と外輪４の間に回転差が生じ、４
輪駆動になる）。

【００３９】自動車が旋回して舵角をもつと、前輪に連
結する外輪４が内輪５よりも速く回転するため、外輪４
がスプラグ２０に対してフリーランニングする。このた
め、前輪と後輪は切り離されて回転し、タイトコーナで
のブレーキング現象が生じない。

【００４０】一方、長い下り坂や雪道等の走行で大きな
エンジンブレーキを必要とする場合は、図３（ｂ）に示
すように、結合手段４０においてスイッチ４９をＯＮに
してバッテリ４８の直流電流をコイル４６に流し、電磁
石４５を作動させる。

【００４１】これにより、接触部材４２が電磁石４５に
より吸引されてスライドし、図３（ｂ）に示すように摩
擦部材４１に圧着される。この状態では、摩擦部材４１
が、接触部材４２の突起４３を介して大径保持器１２の
溝４４に噛み合うため、外輪４と大径保持器１２が一体
になり、大径保持器１２は外輪４と同一回転方向に回転
する。

【００４２】このため、スプラグ２０が図８のようにフ
リーランニングの状態にあった場合でも、大径保持器１
２の回転によってスプラグ２０は、図９に示すように傾
き方向を変えて内外輪４、５の円筒面１０、１１に係合
し、外輪４と内輪５が噛み合ってフリーランニングを停
止する。これによって、外輪４から前輪車軸Ｂにトルク
を伝達することが可能となり、前輪と後輪の両方でエン
ジンブレーキを効かすことができ、充分なブレーキ力を
発揮することができる。

【００４３】図１０乃至図１２は他の実施例を示してい
る。この例では、クラッチ係合子としてスプラグに代え
てローラ５１を使用し、外輪４と内輪５の対向面にロー
ラ５１が正逆方向で係合するカム面５２と円筒面５３を
形成している。また、ローラ５１を、１個の保持器５４
に設けたポケット５５で保持しており、その保持器５４
にブレーキ機構２と結合手段４０を連結している。

【００４４】また、外輪４の外側に外筒５６を嵌合さ
せ、その外筒５６をホイールハブＣに固定しており、こ
の外筒５６と外輪４の対向する端面に、互いに係合する
トルク伝達用突起５７、５８を形成している。

【００４５】この各トルク伝達用突起５７、５８の間に
は、図１２に示すように回転方向遊びＹ（Ｙ＝Ｙ₁ ＋Ｙ
₂ ）が設けられており、この遊びＹを、保持器５４と内
輪５の連結部に設けた回転方向遊びＸよりも大きく（Ｙ
＞Ｘ）設定している。

【００４６】このように、外輪４をホイールハブＣに直
接固定せず、回転方向遊びＹをもってトルク伝達をする
ようにしたことは、前進車輪ＢとホイールハブＣの間に
回転方向遊びを設けたことと同じであり、次のような働
きがある。

【００４７】車両を前進走行後、坂道等に停止させる
と、ローラ５１は前進方向でスタンバイ状態となるが、
車両が坂道の傾きによって自然に後退した場合、前輪車
軸Ｂが停止した状態でホイールハブＣだけが後退方向に
回転する。このときローラ５１は前進方向にスタンバイ
状態のまま回されるために、その状態でハンドル操作等
した場合に、タイトコーナーのブレーキング現象が発生
する。

【００４８】これに対して、外輪４とホイールハブＣの
間（すなわち、車軸ＢとホイールハブＣの間）に回転方
向遊びＹがあると、停止した車軸Ｂに対してホイールハ
ブＣが後退回転しても、その遊びＹの分だけホイールハ
ブＣが回転する間に前輪車軸Ｂがプロペラシャフトによ
り回されるため、ローラ５１は前進方向のスタンバイ状
態から後退方向のスタンバイ状態に切換わる。したがっ
て、外輪４がローラ５１に対してオーバーランニング可
能となり、上記のようなタイトコーナーのブレーキング
現象の発生が防止される。

【００４９】

【効果】以上のように、この発明は、従動部材と保持部
材を結合可能とし、クラッチのフリーランニングを停止
できるようにしたので、従動部材から駆動部材に向かっ
て逆方向にトルクを伝達することができる。このため、
この回転伝達装置を自動車の駆動経路に組込めば、フル
タイムで直結型の４輪駆動を可能にすると共に、必要に
応じて前輪と後輪の両方でエンジンブレーキを作用させ
ることができ、大きな走破能力を発揮できる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】４輪駆動車に対する回転伝達装置の装着例を示
す一部縦断面図

【図２】実施例の回転伝達装置を示す縦断面図

【図３】（ａ）は電磁石のＯＦＦ状態の結合手段を示す
断面図、（ｂ）は電磁石ＯＮ状態を示す断面図

【図４】図２のIV−IV線の断面図

【図５】図２のＶ−Ｖ線の断面図

【図６】（ａ）は切換え手段を示す正面図、（ｂ）はそ
の縦断面図

【図７】（ａ）は大径保持器と接触部材の嵌合状態を示
す縦断面図、（ｂ）はそのＶII−ＶII線の断面図

【図８】スプラグの前進時の係合状態とフリーランニン
グ状態を示す断面図

【図９】フリーランニングを停止した状態のスプラグを
示す断面図

【図１０】他の実施例を示す縦断面図

【図１１】図１０のXI−XI線の断面図

【図１２】同上のトルク伝達用溝の配置関係を示す図

【図１３】従来例を示す縦断面図

【符号の説明】

１ クラッチ機構 ２ ブレーキ機構 ３ 切換え手段 ４ 外輪 ５ 内輪 １２ 大径保持器 １３ 小径保持器 ２０ スプラグ ２７ スイッチバネ ２８ 入力リング ２９ 抵抗体ケース ３７ 弾性部材 ４０ 結合手段 ４１ 摩擦部材 ４２ 接触部材 ４５ 電磁石 ４８ バッテリ ４９ スイッチ ５１ ローラ ５２ カム面 ５４ 保持器 ５６ 外筒 Ａ 回転伝達装置 Ｂ 前輪車軸 Ｃ ホイールハブ Ｄ ナックル

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内外に嵌合する駆動部材と従動部材の間
   に保持部材で保持される複数のクラッチ係合子を組込ん
   でクラッチ機構を形成し、そのクラッチ機構に、保持部
   材の全体又は一部と固定部材の間で減速力を生じさせる
   ブレーキ機構を連結し、上記保持部材を駆動部材に対し
   て減速させることにより係合子を駆動部材と従動部材間
   の係合作動位置に移動させる回転伝達装置において、上
   記クラッチ機構とブレーキ機構の間に、保持部材と従動
   部材を切離し自在に結合する結合手段を設けたことを特
   徴とする回転伝達装置。
2. 【請求項２】 上記結合手段を、従動部材に固定する摩
   擦部材と、保持部材に係合した状態で上記摩擦部材に対
   して接近離反する接触部材と、その接触部材を摩擦部材
   に吸着する電磁石とから構成したことを特徴とする請求
   項１に記載の回転伝達装置。
3. 【請求項３】 上記電磁石を、ブレーキ機構の固定部材
   にコイルを巻き付けて形成したことを特徴と請求項２に
   記載の回転伝達装置。