JPH0417807B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、四輪駆動のフリーホイール装置とし
て用いられるハブ・クラツチに関する。

〔従来の技術〕

従来の自動フリーホイールハブ・クラツチ（以
下、ハブ・クラツチという）として、米国特許第
4327821号に開示されたものがある。このハブ・
クラツチはドライブシヤフト外周に係合し、外周
側にクラツチ用スプライン及び他のスプラインが
形成されたドライブギヤと、ボデー内周のスプラ
インに軸方向スライド自在に係合するとともに内
周に前記クラツチ用スプラインとクラツチ結合可
能なスプラインを有したクラツチリングと、クラ
ツチキヤツプ（蓋体）と前記クラツチリングとの
間に張設されクラツチリングを軸方向内方（クラ
ツチオフ方向）へ付勢するリターンスプリング
と、クラツチリングの軸方向内側に隣接配置され
内周で前記ドライブシヤフト外周の他方のスプラ
インと軸方向移動自在に係合するとともに軸方向
内側へ突出するＶ型突起及び前記Ｖ型の先端外周
上に形成され外径方向へ突出する突起（歯）を有
したカムフオロアと、前記カムフオロアのＶ型突
起が整合着座するＶ型溝状カム面を軸方向外側端
部外周上に有するとともに固定系（ロツクナツ
ト）に固定されたカムメンバーと、カムメンバー
外径側に同軸状に回転可能状態で配設され軸方向
外側に略Ｖ型突状のカム面及び前記カム面先端に
カムストツプを有した可動カムと、可動カムを固
定系との間で制動させるドラツグシユとから成
る。ドラツグシユの軸方向内側面とロツクナツト
の外側面との摺動部にはスラストワツシヤが配設
され、リターンスプリングからクラツチリング、
カムフオロア、可動カム、ドラツグシユをへて伝
えられた押圧力を支持するように構成されてい
る。前記リターンスプリング軸方向内側にはシフ
トスプリングが同軸状に配設され、シフトスプリ
ングは、リングの外周に設けられた、クラツチキ
ヤツプとクラツチリング間に張設されている。前
記クラツチキヤツプとカムフオロアとは、摺動可
能な状態で面接触している。

以上の構成において、ドライブシヤフトが回転
を開始するとドライブギヤも一体的に回転し、前
記他方のスプラインからカムフオロアへトルクが
伝達される。カムメンバーのＶ型溝状カム面に嵌
入していたカムフオロアのＶ型突起は前記Ｖ型溝
状カム面に沿つて軸方向外方へ移動し、前記Ｖ型
溝を乗り越えると、今度は先端の突起が可動カム
（ドラツグシユによつて回転を抑制されている）
のＶ型突状のカム面に係合し、これに沿つて軸方
向外方へ移動する。前記突起がＶ型溝を乗り越え
た時点でドライブギヤ外周のクラツチ用スプライ
ンとクラツチリングとはすでにクラツチ結合して
いるが、突起が可動カムの突状カム面に沿つて軸
方向外方へ移動するにつれてロツクはさらに深く
なりカムストツプと係合したときロツクは完了す
る。このクラツチ結合状態の保持はドラツグシユ
が可動カムを制動していることによつて実現され
ている。また、前記クラツチ用のスプライン及び
他のスプラインはともにドライブシヤフト上に軸
方向移動可能な状態で隣接配列されているが、ク
ラツチ用スプライン（軸方向外側に位置する）と
前記クラツチキヤツプとの間に張設されたシフト
スプリングがこれらの軸方向外方への変位を弾性
的に抑制している。

また、クラツチ用スプラインとクラツチリング
とが完全に噛合した4WDモードにおいて、車両
が前進、後退の繰り返しを余儀なくされる走行条
件下を走行する場合がある。この時に前進と後退
とではドライブシヤフトがこれまでの回転方向と
逆方向へ回転するため、カムフオロアも逆方向へ
回転し、カムフオロアのＶ型突起がカムメンバー
のＶ型溝状カム面の溝内へ落ち込む結果、リター
ンスプリングの拡張力によりクラツチリングが軸
方向内側に押圧されて、クラツチ用スプラインと
クラツチリングとの噛合が解除される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前記ハブ・クラツチにあつて
は、車両が前進、後退を繰り返す場合にクラツチ
用スプラインとクラツチリングとの噛合が一旦解
除されてフリーポジシヨンとなるため、種々の不
都合を生じている。例えば、急な登り坂を4WD
で前進している途中車体が後方へ少し下がつた
り、悪路で前方が行き止まりとなつた場合、Ｕタ
ーンをするためにハンドルを切り返し、前進後退
を繰り返す。すると、フリーポジシヨン状態或い
はクラツチ用スプラインとクラツチリングとの噛
合不良状態が発生するため、非ロツク或いは不完
全ロツク状態で発進することになる。このような
状況下では、最初他の駆動輪だけによる2WDの
状態で発進せざるを得ないこととなり、雪道、泥
道、その他のオフロード等々においてはとくにこ
れが致命的な欠陥となる。

また、使用条件によつては常に四輪駆動で用い
る場合がある。このような場合に、ドラツグシユ
は固定側であるボルトと常に摺動しているため
に、摩耗が促進され、ドラツグシユの耐久性が著
しく低下するという問題があつた。

〔問題点を解決するための手段および作用〕

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、
オートの四輪駆動時に車体を前後移動させた場合
にクラツチ用スプラインとドライブギヤとが一旦
非噛合状態となることを防止して、二輪駆動発進
に伴う種々の不都合を解消し、又、長期的四輪駆
動で走行する際におこるドラツグシユの耐久性低
下を防止するため、ホイールハブに固定され内周
にギヤ部を有するとともに外側端面に開口部を有
したケースと、前記ケースの開口部に回転自在に
装着されるとともにケース内部側にカム面を有す
るノブと、アクスルシヤフトの先端外周に固定さ
れ外周にギヤ部を有したドライブギヤと、アクス
ルシヤフトの回転に応答して変位運動を発揮し得
る作動機構と、ケースのギヤ部と結合可能なギヤ
部とドライブギヤのギヤ部と結合可能なギヤ部を
有し、作動機構の変位運動または、ノブの回動操
作により軸方向移動してケースとドライブギヤと
を結合または、非結合するクラツチリングと、前
記作動機構と接触するとともに前記ノブのカム面
と係合可能な係合部と有するリテーナと、前記ケ
ースとドライブギヤとが結合される際に圧縮され
ることによりクラツチリングを軸方向移動させる
シフトスプリングと、前記クラツチリングをケー
スとドライブギヤの結合から解除するリターンス
プリングとを有し、前記ノブをオートポジシヨン
にセツトしたときは、アクスルシヤフトの回転に
応答して作動機構が変位運動を発揮し、この変位
運動によつてクラツチリングが軸方向に移動して
ケースとドライブギヤとを結合させる。前記ノブ
をマニユアルロツク方向に回動させると、リテー
ナの係合部はノブのカム面と係合してクラツチリ
ングを軸方向に移動させて、ケースとドライブギ
ヤとを結合させるようにしたハブ・クラツチを提
供するものである。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて本発明によるハブ・クラ
ツチについて詳細に説明する。

第１図乃至第４図ａ，ｂは本発明の一実施例で
あり、このハブ・クラツチはアクスルシヤフト１
先端外周上に固定的にスプライン結合され外周上
にクラツチ結合用の第１のスプライン２ａ（ギヤ
部）と第２のスプライン部２ｂとを有したドライ
ブギヤ２と、第２のスプライン部２ｂに軸方向移
動自在にスプライン結合されるとともに軸方向内
側端縁にＶ突型のカム部４ａが突出形成されたカ
ム部材４と、固定系（スピンドル５ａと、ロツク
ナツト５ｂ等から成る）によつて回転を抑止され
カム部材４のカム部４ａの外径側肉厚部分が嵌合
するＶ溝型のカム部７ａを軸方向外側端縁に複数
個有したアウタブレーキ８と、軸方向外側端縁に
カム部４ａの内径側肉厚部分が嵌合するＶ型溝状
の第１のカム部９ａと第１のカム部９ａの両側に
位置する第２のカム部９ｂとを有するとともに軸
方向内側外周面が摩擦板１０を介してアウタブレ
ーキ８の軸方向外側面と摺動して所要の制動力を
発生するインナーブレーキ９と、アウタブレーキ
８とインナーブレーキ９との間に配設されて制動
力を発生する摩擦板１０と、図示せぬホイールハ
ブにボルト２０によつて固定され内周面にスプラ
イン２２（ギヤ部）を有するとともに端面が開口
部２３となつているケース２４と、外周にケース
２４のスプライン部２２と軸方向移動自在に係合
するスプライン２５ａ（ギヤ部）を有するととも
に内周にドライブギヤの第１のスプライン２ａと
クラツチオンオフするスプライン２５ｂ（ギヤ部）
を有するクラツチリング２５と、スプライン２２
によつて回転を抑止されたリテーナアーム２６ａ
及びリテーナアーム２６ａの軸方向内側に内径方
向への屈曲部２６ｂを有したリテーナ２６と、カ
ム部材４内径部に接触してリテーナの屈曲部２６
ｂ内周面を支承するスプリングホルダ４ｂ（スプ
リングホルダ４ｂは屈曲部２６ｂの軸方向外側面
よりも軸方向外側に突出してその端面でリターン
スプリングに係合するように寸法設定するのが好
ましい）と、ドライブギヤ２外周に刻設された第
１のスプライン２ａを有する段部３ｃとスプリン
グホルダ４ｂの端面（リテーナの端面を含む）と
の間に張設されたリターンスプリング２７と、リ
テーナの屈曲部２６ｂとクラツチリング２５の軸
方向内側壁面間に張設されクラツチリング２５を
軸方向外方へ付勢するシフトスプリング２８とか
ら成る。アウタブレーキ８、インナブレーキ９、
摩擦板１０でアクスルシヤフトが回転されたこと
に応答して固定系との間で制動力を発生するブレ
ーキ機構を構成し、カム部材４の軸方向内側端縁
に形成されたＶ突形のカム部４ａと、アウタブレ
ーキ８のＶ溝形のカム部７ａおよびインナブレー
キ９のＶ形溝状の第１のカム９ａと第１のカム部
９ａの両側に位置する第２のカム部９ｂとで、軸
方向移動のためのスラスト力を発生するカム機構
を構成し、ブレーキ機構とカム機構とで作動機構
を構成している。ケース２４の開口部２３にはノ
ブ３０が手動によつて回動可能に取り付けられ、
ノブ３０の内側中央部には突出部３１が形成され
ている。ドライブギヤ２の先端はアクスルシヤフ
ト１の先端より突出しており、ドライブギヤ２の
先端内周とノブの突出部３１との間には軸受２９
が取り付けられている。軸受２９は内径部を突出
部３１の段部３１ａにより係止され、外径部をド
ライブギヤ２の内径側段部によつて係止されるこ
とによつて軸方向への抜け落ちを防止されてい
る。符号３は、突起部３ａを有するとともにドラ
イブギヤ外周上に一体的に設けられたリリースプ
レートであり、インナーブレーキ９内側の突起９
ｄと係合可能な位置関係を有している。リリース
プレート３は、第１図のようにドライブギヤ２と
別体の物をスプライン係合させてサークリツプで
固定しても、或いは一体化させてもよい。

リテーナ２６のリテーナアーム２６ａの軸方向
外側端部は、第１図、第５図に示すように、内径
側へ折曲げられて爪部２６ｃ（係合部）となつて
いる。ノブ３０は突出部３１の外径側にボス部３
２を有し、ボス部３２の外周面上にはカム面３２
ａが形成されている。このカム面３２ａは、軸方
向内側から外側へ連続的に傾斜した面であり、リ
テーナ２６の爪部２６ｃが係合可能に構成されて
いる。カム面３２ａの軸方向内側は爪部２６ｃの
進入離脱が可能となるように開放され、カム面３
２ａの軸方向外側にはロツクポジシヨンとしての
凹所３２ｂが形成されている。第４図ａはノブ３
０をオート状態にセツトした時におけるロツク状
態を、第４図ｂはノブ３０をマニユアル操作でロ
ツクにセツトした状態を示し、ノブ３０の回動操
作によつてリテーナ２６の爪部２６ｃがカム面３
２ａに沿つて軸方向内方へ移動して爪部２６ｃが
カム面３２ａと非係合状態となつたときにはオー
ト状態となり、爪部２６ｃがカム面に沿つて軸方
向外方へ移動してロツクポジシヨン３２ｂにロツ
クされたときにマニユアルロツク状態となる。

以上の構成において、ノブ３０の回動操作によ
つてリテーナ２６の爪部２６ｃがカム面３２ａに
沿つて軸方向内方へ移動して爪部２６ｃがカム面
３２ａと非係合状態となつたオート状態につい
て、第１図、第２図ａに示すクラツチオフ状態か
ら第２図ｂ及び第４図ａに示すクラツチオン状態
に移行する場合の操作について説明する。まず、
アクスルシヤフト１にエンジンからの駆動力が伝
達されるとドライブギヤ２とカム部材４が一体回
転を開始する。このときカム部材４はインナーブ
レーキ９を軸方向内方へ押圧するため、インナー
ブレーキ９がアウタブレーキ８との間で摩擦板１
０を圧着させて、インナーブレーキ９を制動させ
る。クラツチオフ状態においてカム部材４のカム
部４ａはアウタブレーキ８の溝状カム部７ａ及び
インナーブレーキ９の第１のカム部９ａ内に同時
に嵌入係合しているが、アクスルシヤフト１の回
転によつてカム部材４が回転を開始すると各カム
面に生ずる軸方向外方へのスラスト力によつてカ
ム部４ａは各カム部７ａ及び９ａの各カム面に沿
つて軸方向外側へ変位する。カム部４ａは溝状カ
ム部７ａ，９ａを乗り越えると次に、インナーブ
レーキの第２のカム部９ｂに乗り上げてこれに沿
つて軸方向外方へ変位する。カム部材４の軸方向
移動によつてリターンスプリング２７がたわめら
れると、クラツチリング２５はシフトスプリング
２８によつて軸方向外方へ変位し、スプライン２
５ａとスプライン２ａとが完全に噛合する（第２
図ｂ、第４図ａ）。こうして完全なクラツチオン
状態になると、ドライブギヤ外周のリリースプレ
ート３はインナーブレーキ９内周の突起９ｄに係
合してカム部材の軸方向変位を停止するとともに
インナーブレーキ９を直接に回すことにより回転
トルクを伝達する。

次に、四輪駆動状態から二輪駆動状態にする場
合は、アクスルシヤフト１への駆動力の伝達を遮
断してから車体を今までの進行方向と逆方向にわ
ずかに移動させることにより、リターンスプリン
グ２７の拡開力によつてカム部材４のカム部４ａ
がカム部９ｂに沿つて軸方向内方へ変位し、最後
にはアウタブレーキ８のカム部７ａ及びインナー
ブレーキ９のカム部９ａ内に落込む。こうして、
クラツチオフ状態が実現される。カム部材４の軸
方向内方への変位の過程でクラツチリング２５の
スプライン２５ｂはスプライン２ａと噛合解除さ
れる。

次に、爪部２６ｃがカム面に沿つて軸方向外方
へ移動してロツクポジシヨン３２ｄにロツクされ
たときに第４図ｂのマニユアルロツク状態とな
る。このマニユアルロツク状態においては、ドラ
イブギヤ２とクラツチリング２５とは完全な常時
結合状態となるため車体の前進後退の繰り返しが
行われても、スプライン２ａと２５ａとが外れる
ことがない。

従つて、急坂等における発進においても、完全
な四輪駆動状態を維持し続けることができる。つ
まり、道路条件に応じて、オートの四輪駆動で走
行することと、マニユアルの完全四輪駆動走行と
を選択することができるのである。また、例えば
急坂発進の他にも、深い泥に車輪が落込んだ際
に、前後に車体を動かしながら脱出を図る場合に
おいては、オートの四輪駆動では先進後退のたび
にスプライン２ａ，２５ａが非噛合状態となつ
て、駆動力がホイールに伝達されない状態が発生
し迅速な脱出が困難となるが、ノブをロツク状態
にセツトしておけば、このような問題は生じな
い。

さらに、各スプライン２ａと２５ａとが噛合う
時にラチエツテイングを起して、スプライン部の
摩耗を招来することもない。

また、マニユアルロツク時にはリテーナの屈曲
部２６ｂと係合するスプリングホルダ４ｂがリタ
ーンスプリング２７をたわめながら軸向外方へ移
動させて、リターンスプリング２７の拡張力がカ
ム部材４に入らなくなるため、四輪駆動走行時に
おいてインナーブレーキ９とアウタブレーキ８と
に対して圧着力を伴つた摺動が加わることがな
い。従つて、ブレーキの耐久性を向上させること
ができる。万が一、ブレーキが耐久寿命を過ぎた
り、壊れたりしても、マニユアルによつて2WD
と4WDを切り換えることができる。

次に、第６図は本発明の他の実施例であり、前
記第１の実施例と同一の部分は同一の符号で表わ
し、重複した説明は省略するが、ノブ３０の回動
操作を直接指によつて行うのでなく、ドライバー
を用いて行わせるように構成した点において前記
実施例とは相違している。具体的には、第１の実
施例では指によつてノブをマニユアル操作しやす
くするためにノブ端面の凹所が必然的に深く形成
され、その結果ハブ・クラツチ全体の軸方向突出
長さが大きくなつていたが、第２の実施例ではド
ライバーの先端を差し込む浅い溝３４さえあれば
操作上十分であるため、軸方向長さを短くするこ
とができる。ノブの回動操作に要する力の点でも
ドライバーによる方が楽であり作業性がよい。

〔発明の効果〕

以上のように本発明のハブ・クラツチによれ
ば、ノブをオートポジシヨンにセツトしたとき
は、アクスルシヤフトの回転に応答して作動機構
が変位運動を発揮し、この変位運動によつてクラ
ツチリングが軸方向に移動してケースとドライブ
ギヤとを結合させる。前記ノブをマニユアルロツ
ク方向に回動させると、リテーナの係合部はノブ
のカム面と係合してクラツチリングを軸方向に移
動させて、ケースとドライブギヤとを結合させる
ようにしたため、オートの四輪駆動時に車体を前
後移動させた場合にクラツチ用スプラインとドラ
イブギヤとが一旦非噛合状態となることを防止し
て、駆動トルク伝達の遮断に基づく二輪駆動発進
に伴う種々の不都合を解消することができる。ま
た、四輪駆動時にブレーキの耐久性が向上でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体の構成説明
図、第２図ａ，ｂは各カム部の係合状態の説明
図、第３図はインナーブレーキとリリースプレー
トとの係合状態を示す説明図、第４図ａ及びｂは
オートでロツクした状態及びマニユアルでロツク
した状態を示す説明図、第５図はリテーナ及びノ
ブの構成を示す斜視図、第６図は本発明の他の実
施例の構成説明図。 符号の説明、１……アクスルシヤフト、２……
ドライブギヤ、２ａ，２ｂ……スプライン部、３
……リリースプレート、３ａ……突起部、４……
カム部材、４ａ……カム部、５ａ……スピンド
ル、５ｂ……ロツクナツト、７ａ……カム部、８
……アウタブレーキ、９……インナーブレーキ、
９ａ，９ｂ……カム部、９ｄ……突起、１０……
摩擦板、２０……ボルト、２２……スプライン、
２３……開口部、２４……ケース、２５……クラ
ツチリング、２５ａ，２５ｂ……スプライン、２
６……リテーナ、２６ａ……リテーナアーム、２
６ｂ……屈曲部、２６ｃ……爪部、２７……リタ
ーンスプリング、２８……シフトスプリング、２
９……軸受、３０……ノブ、３１……突出部、３
２……ボス部、３２ａ……カム面、３２ｂ……ロ
ツクポジシヨン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ホイールハブに固定され内周にギヤ部を有す
   るとともに外側端面に開口部を有したケースと、
   前記ケースの開口部に回転自在に装着されるとと
   もにケース内部側にカム面を有するノブと、アク
   スルシヤフトの先端外周に固定され外周にギヤ部
   を有したドライブギヤと、アクスルシヤフトの回
   転に応答して変位運動を発揮し得る作動機構と、
   ケースのギヤ部と結合可能なギヤ部とドライブギ
   ヤのギヤ部と結合可能なギヤ部を有し、作動機構
   の変位運動または、ノブの回動操作により軸方向
   移動してケースとドライブギヤとを結合または、
   非結合するクラツチリングと、前記作動機構と接
   触するとともに前記ノブのカム面と係合可能な係
   合部を有するリテーナと、前記ケースとドライブ
   ギヤとが結合される際に圧縮されることによりク
   ラツチリングを軸方向移動させるシフトスプリン
   グと、前記クラツチリングをケースとドライブギ
   ヤの結合から解除するリターンスプリングとを有
   したことを特徴とするハブ・クラツチ。