JPH0626534A - 切替え可能なつめ型フリーホイール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 つめ型フリーホイール装置を両方の回転方向
でのトルク伝達に適するように構成する。 【構成】 クラッチスリーブ（２）に付属して２組のつ
め（１３，３８）が配置されており、これら両方のつめ
（１３，３８）はクラッチハブ（５）の切欠きに係合し
ていて、回転方向次第で１つの制御リング（２３）によ
って制御部材（２１）を介してクラッチハブ（５）側と
の係合を解除される。制御部材（２１）は２組のつめそ
れぞれの間に係合していて、両回転方向でつめを制御す
るために周方向で両方向へ延びた制御面（１９，１９
ａ）を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、切替え可能なつめ型フ
リーホイール装置であって、クラッチ部分としてのクラ
ッチハブとクラッチスリーブとを備え、これらクラッチ
部分は、第１のクラッチ部分の第１の切欠き内に半径方
向で弾性的に保持されて第２のクラッチ部分の切欠きに
係合している多くのつめを介して、互いに相対回動不能
に結合可能であり、つめは１つの切替機構によって操作
可能な１つの制御リングおよび複数の制御部材を介して
前記第２のクラッチ部分の切欠きとの係合を解除可能で
あり、前記制御リングは前記制御部材を保持していて前
記第１のクラッチ部分に一定限旋回可能に保持されてお
り、制御部材は第１の制御面を有していて、つめはこれ
ら制御面に面した第２の制御面を有しており、これら両
方の制御面は制御リングの回動位置次第で互いに接触を
解除されるか又は接触を生ずる形式のものに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のつめ型フリーホイール装置は、
米国特許第３５５７９２２号の明細書によって公知であ
る。ただし、この公知例はたんに一回転方向用にとどま
る。

【０００３】西独特許第３５２８５９１号明細書によっ
て知られる同様のフリーホイール装置の場合、トルク伝
達位置でつめが係合するクラッチスリーブ内の切欠きに
半径方向で可動の１つの制御ピンが押し込まれ、つめが
内方へ動かされる。クラッチスリーブとクラッチハブと
の相対運動に伴って、つめは半径方向で外方へ作用する
ばねによってクラッチスリーブの支承孔に圧着される。
その結果摩耗が増大することになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、つめ型フリ
ーホイール装置を、両方の回転方向のトルク伝達に適す
るように構成することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような課題を本発明
は冒頭に述べた形式のつめ型フリーホイール装置におい
て次のようにして解決した。すなわち、第１のクラッチ
部分に２組のつめが付属していて、これらのつめ組はそ
れぞれ両方の回転方向で第２のクラッチ部分の切欠きと
の係合を生ずるか又はその係合を解除され、制御部材
は、半径方向で各２組の所属のつめの間へ係合してい
て、これらのつめを操作するために周方向で互いに逆向
きに延びた２つの制御面を有しているのである。

【０００６】このような構成の利点は、つめがしゃ断位
置では制御部材によって制御部材に対して相対的に回転
するクラッチ部分側へ持ち上げられた位置に保持されて
いるという点である。そのつどのつめの持上げは回転方
向に関連して両方のトルク伝達方向の一方ごとに生ず
る。実施態様によれば、つめは制御部材によって解放位
置で第１の切欠き内に閉じ込められている。

【０００７】有利な実施態様によれば、制御部材は半径
軸線を中心として対称形に構成されている。制御部材の
配置、制御リングの位置および切替機構の配置は、クラ
ッチスリーブが第１のクラッチ部分をなして、制御部材
の制御面がつめの下側へ係合するように構成すれば特に
簡単である。

【０００８】つめの持上げは、制御部材およびつめの制
御面が駆動回転方向とは逆向きに回転軸線に対する半径
方向の間隔を増していることによって有利に生ぜしめら
れる。

【０００９】制御リング、ひいては制御部材がしゃ断の
ために駆動側のクラッチ部分に対して相対的に抑止され
るので、つめの制御面が制御部材の制御面に駆動回転方
向とは逆方向で乗り上がる。この場合つめは第２のクラ
ッチ部分、すなわちクラッチハブの切欠きから半径方向
で外方へ動かされる。

【００１０】つめの一様な持上げを目的として、制御面
がつめの中央に設けられていて１つの切欠きの一部から
成っている。この制御面を側方に設けてもよい。有利な
実施態様の場合、制御部材は制御リングから半径方向で
所属のクラッチ部分の１つの開口を貫通していて、周方
向での両方の終端位置においてはこの開口の周方向での
両方の端壁面のそれぞれに支えられるか又は制御リング
がクラッチ部分のストッパに当たる。これによって、１
つのみぞ内での制御リングの案内を省略することが可能
である。

【００１１】組付けを簡単にするために、制御リングは
取りはずし可能に制御リングに結合されている。制御リ
ングを制御するために、本発明の実施態様によれば、第
１のクラッチ部分に斜面部が付属しており、制御リング
又は制御部材が１つの不動のストッパ又は１つの切替機
構用に、制御リングの外部輪郭から突出した支持突起を
有しており、これらの支持突起は回転方向次第で前記斜
面部によって塞がれるか又は解放される。

【００１２】制御リングを操作するための切替機構は種
々に構成することができる。例えば、半径方向に弾性的
に配置されたストッパとしての１つのピンか又はストッ
パ面を有する旋回可能のアングルレバーから成っていて
もよい。

【００１３】また、制御リングが１つのブレーキ機構に
よって作用を受けるようにすることも可能である。

【００１４】両方の回転方向での被動側の剛性的な接続
を行なうために、本発明の実施態様によれば、制御リン
グが１つの中間位置、それも両方のつめ組のつめが同時
に第２のクラッチ部分の切欠きに係合する中間位置へ回
動可能である。

【００１５】特にこのようなつめ型フリーホイール装置
のための切替機構の実施態様の場合、第１のクラッチ部
分に、回転軸線と交さする制御スリットを有している１
つの制御スリーブが回動不能かつ軸方向可動に付属して
おり、この制御スリーブ内に、制御リングから半径方向
で突出した１つの制御ピンが案内されており、この制御
スリーブは、制御スリーブの切替みぞに係合して外部操
作される切替フォーク又は同様の切替部材を介して軸方
向でしゅう動可能である。

【００１６】

【実施例】次に、図面に示した実施例に従って本発明を
説明する。図１から図６までに示すフリーホイール装置
１ａ，１ｂは二方向へのトルク伝達に適する。図５およ
び図６によるフリーホイール装置１ｂはさらに二方向用
のフリーホイール機能をロックする可能性をも有してい
る。フリーホイール装置１ａは、駆動側のクラッチ部分
をなす第１のクラッチ部分としてのクラッチスリーブ２
を備えている。このクラッチスリーブ２には側面にフラ
ンジ３が溶接されている。このフランジ３はフリーホイ
ール装置を回転駆動装置（図示せず）に相対回転不能に
接続するのに使われる。クラッチスリーブ２は中央の円
筒孔４を有しており、この円筒孔４内にクラッチハブ５
が回転可能に受容されている。このクラッチハブ５はそ
の一方の端面がフランジ３の半径方向の面に接触してい
る。他方の端面は、クラッチスリーブ２に軸線方向で１
つの止めリング８によって固定された始動円板７に沿っ
て案内されている。このクラッチハブ５は回転軸線９を
中心としてクラッチスリーブ２に対して相対的に回動可
能に保持されている。このクラッチハブ５は中央の差込
み孔１０を有しており、この差込み孔１０は例えばスプ
ラインキーを有していて、フリーホイール装置を介して
駆動すべき機械部分の駆動ピンに接続するためか又は自
動車の車輪を駆動するために使われる。クラッチハプ５
の外周面６には周方向に分配されて第１のつめ１３用の
第１の切欠き１１および第２のつめ３８用の第２の切欠
き３９が形成されており、いずれの切欠き１１，３９も
半径方向の支持面１２を有している。これらの切欠き１
１，３９へそのつどのトルク伝達位置次第で第１のつめ
１３か又は第２のつめ３８が係合する。回転方向Ｎでの
トルク伝達の際、クラッチスリーブ２の第２の切欠き４
０内に配置されている第２のつめ３８がその支持面１５
を介してクラッチハブ５の第２の切欠き３９の支持面１
２に接触する。すべてのつめ１３，３８は、クラッチス
リーブ２の切欠き１４，４０内に支えられているばね１
６によってそれぞれクラッチハブ５の切欠き１１，３９
への方向で負荷されている。つめ１３，３８はそれぞ
れ、クラッチハブ５の切欠き１１，３９に相応してクラ
ッチスリーブ２の円筒孔４、周方向に分配されて形成さ
れた切欠き１４，４０内に配置されている。

【００１７】すべてのつめ１３，３８は縦方向の中央に
切欠き１７を有しており、この切欠き１７には制御面１
８，１８ａが形成されている。この制御面１８，１８ａ
に、回転方向次第で半径方向線Ｒに対して対称形をなす
１つの制御部材２１の両方の制御突起２０の制御面１
９，１９ａの一方が接触する。制御面１８，１９もしく
は制御面１８ａ，１９ａは同方向へ傾斜しており、この
場合制御部材２１の制御面１９，１９ａはそれぞれ駆動
回転方向ＮもしくはＮ₁ と逆向きに回転軸線９に対する
半径方向間隔を増大している。制御部材２１はクラッチ
スリーブ２内の半径方向の開口２２に入り込んでいる。
これらの制御部材２１は共通の制御リング２３にねじ２
４によって取りはずし可能に固定されている。制御部材
２１は開口２２内で周方向で、つまり回転軸線９を中心
として旋回可能に案内されている。このような案内によ
り、制御リング２３はクラッチスリーブ２の外周面２５
上でのみ案内されるようにする必要がある。このような
制御リング２３の案内もしくは保持を制御部材２１が引
き受ける。制御リング２３、ひいてはクラッチスリーブ
２の制御部材２１のつめ１３，３８に対する相対的な回
動位置は１つの切替機構２６，２６ａによって生ぜしめ
られる。図２および図３にそれぞれ切替機構２６，２６
ａが示されている。

【００１８】いずれの切替機構２６，２６ａも制御リン
グ２３の外周面２９から突出している制御部材２１の面
か又は制御リング２３の突起によって形成される支持突
起２７，２８へ作用する。支持突起２７，２８は回転方
向Ｎ又はＮ₁ 次第で、クラッチスリーブ２の外部輪郭面
から突出する隣接の斜面３４，３５から解放される。実
施例においては図２に示す切替位置の場合斜面部３５が
制御部材２１の支持突起２７を覆い、従って、クラッチ
スリーブ２が駆動回転方向Ｎで回転した際にピン４１は
斜面部３５に乗り上げ、支持突起２７に接触することは
ない。第３図に示す回転方向Ｎ₁ でのトルク伝達位置へ
フリーホイール装置１を切り替えるには、駆動装置を切
り替えて、駆動側のクラッチスリーブ２が駆動回転方向
Ｎとは逆方向で回転方向Ｎ₁ に回転されるようにする必
要がある。この場合ピン４１のストッパ面は支持突起２
８に接触するに至る。この駆動回転方向Ｎ₁ でさらにク
ラッチスリーブ２が回転するのに伴って制御リング２３
は静止したままであり、クラッチスリーブ２に対して相
対的に位置をずらされる。この場合制御部材２１および
つめ１３の制御面１８，１９は互いに離れる動きを生ず
る。つめ１３はばね１６の力を受けてクラッチスリーブ
２の切欠き１４から半径方向で内方へ旋回することにな
り、これによって新たな駆動回転方向Ｎ₁ でのクラッチ
スリーブ２の回転に伴ないクラッチハブ５の切欠き１１
との係合を生ずることになる。クラッチスリーブ２に対
する制御リング２３の相対回動に伴って、上り勾配の斜
面部３５が支持突起２７の範囲に達してこの支持突起を
塞ぐ。この場合第２のつめ３８はその制御面１８ａが制
御部材２１の制御面１９ａ上へ乗り上がることによって
クラッチハブ５の第２の切欠き３９から持ち上げられ、
これに対して第１のつめ１３はクラッチハブ５の切欠き
１１内に入り込み、このクラッチハブ５を連行する。

【００１９】クラッチスリーブ２と制御リング２３との
互いに回転方向での相対回動は、制御部材２１が開口２
２の周方向での端壁面に当たることによるか、又はスト
ッパピン３７が入り込む制御リング２３内の１つ又は複
数のスリットの長さが相応に設定されることによって、
制限することができる。トルク伝達のためにアングルレ
バー２９が制御リング２３の外部輪郭との接触を断たれ
ている。このアングルレバー２９は、トルク伝達のしゃ
断を行なう時に再び有効に作用する。このしゃ断は接続
時と同様に経過するが、ただしストッパ面３３が支持突
起２８と接触して、つめ１３の持上がりによって解放切
替えが生ずる。

【００２０】図面ではつめ型フリーホイール装置１ａが
クラッチスリーブ２の駆動方向としての回転方向Ｎでト
ルク伝達位置を占めている。第２のつめ３８がクラッチ
ハブ５との係合位置にあり、第１のつめ１３は制御面１
８，１９によってクラッチハブ５の切欠き１１から持ち
上げられている。切替えのためには第２図に示すように
１つの切替機構２６が設けられている。この切替機構２
６は、半径方向で１つのばね３０に支えられて定置のス
リーブ４２内で可動である１つのピン４１を備えてい
る。

【００２１】図示の位置では、ピン４１は回転方向Ｎの
場合、支持突起２７を塞ぐ斜面部３５を介して制御され
て半径方向で外方へ転位する。回転方向Ｎとは逆の駆動
回転方向Ｎ₁ の時このピン４１は支持突起２８と接触す
るに至る。この場合制御リング２３はクラッチスリーブ
２側へ回動しており、第２のつめ３８はクラッチハブ５
の第２の切欠き３９から持ち上げられて、制御面１８
ａ，１９ａの係合によりクラッチスリーブ２の第２の切
欠き４０内へ動かされる。同時に制御部材２１は第１の
つめ１３を解放し、この第１のつめ１３はトルク伝達の
ため切欠き１１へ嵌まり込む。この状態が図３に別の実
施例の切替機構２６ａと共に示されている。

【００２２】図３に示す切替機構２６ａは１つのばね３
０による負荷を受けたアングルレバー２９から成ってい
る。このアングルレバー２９は不動の旋回軸３１を中心
として旋回可能に配置されていて、２つのストッパ面３
２，３３を有しており、これらのストッパ面３２，３３
はいずれも支持突起２７，２８と接触することができ
る。つめ型フリーホイール装置１ａが両方の回転方向で
のトルク伝達用として構成されているので、切替機構２
６ａに非作用位置を用意する必要はない。

【００２３】以上述べたすべての実施例の場合、クラッ
チハブ５はクラッチスリーブ２をそのつどの駆動回転方
向Ｎ又はＮ₁ でオーバーランニングを呈する。この場
合、トルク伝達位置にあるつめ１３又はつめ３８はばね
１６の力に抗して半径方向で外方へ転位する。

【００２４】図４のつめ型フリーホイール装置１ｂの場
合、制御部材２１は分割された１つの制御リング２３に
よって保持されている。この制御リング２３はブレーキ
リングとして構成されている。この制御リング２３に
は、クラッチスリーブ２に対して相対的に制御リング２
３を切替えると共に制動するために、回転軸線９に対し
て平行に可動であってかつ回動不能に保持された１つの
切替キャリパ４３を介して弾性的に支えられたブレーキ
ジョー４４が、ピストンシリンダユニットによって圧着
される。図中で右半部にはブレーキジョー４４が圧着位
置で、また左半部には解放位置でそれぞれ示されてい
る。

【００２５】圧力媒体式のピストンシリンダユニットは
そのピストンロッドを一方のブレーキジョー４４に、シ
リンダを切替キャリパ４３にそれぞれ支えられている。
図５および図６に示すフリーホイール装置１ｂの場合、
そのつど逆方向の駆動回転方向Ｎ，Ｎ₁ への切替えの可
能性以外に、フリーホイール装置のロックの可能性もあ
たえられており、この場合は第１のつめ１３も第２のつ
め３８もそれぞれ所属のクラッチハブ５の切欠き１４，
３９に係合することになる。

【００２６】このためには外部からの切替機構２６ａが
必要となるが、この切替機構２６ａは付加的な中間位
置、すなわちつめおよび制御部材２１のすべての制御面
１８，１９；１８ａ，１９ａが互いに接触を断たれる中
間位置を生ぜしめる。

【００２７】図５には中央部分に制御ピン４７および制
御スリット４５の配置関係が示されている。

【００２８】制御スリット４５は回転軸線３１に対して
交さして延びている。図示から理解されるように、制御
ピン４７は制御スリット４５に対して種々の位置を占め
る。制御部材２１は制御リング２３の一部分から成って
いる。図６の上半部に示されているように、この制御部
材２１はクラッチハブ５の１つの周みぞ５０に嵌まって
おり、また、両方のつめ１３，３８がクラッチハブ５に
係合している。図の下半部には回転方向Ｎにおけるつめ
３８の係合のみが示されている。制御ピン４７は半径方
向で制御リング２３内に挿入されていて、半径方向で外
方では制御スリーブ４６の制御スリット４５に嵌まって
いる。

【００２９】この制御スリーブ４６は回動不能であり、
回転軸線３１に対して平行にしゅう動可能である。この
ためガイド間で案内されている。

【００３０】図５にこの制御スリーブ４６のしゅう動位
置が破線で示されている。しゅう動させるためには、制
御スリーブの切替みぞ４９に係合している外部操作式の
１つの切替部材４８が使われる。

【００３１】以下、本発明の好適な実施態様を例示す
る。 １．つめ（１３，３８）が解除位置では第１の切欠き
（１４，４０）内に閉じ込まれている、請求項１に記載
のつめ型フリーホイール装置。

【００３２】２．制御部材（２１）がいずれも半径軸線
（Ｒ）に対して対称形に構成されている、請求項１に記
載のつめ型フリーホイール装置。

【００３３】３．クラッチスリーブ（２）が第１のクラ
ッチ部分をなしていて、制御部材（２１）の制御面（１
９，１９ａ）がつめ（１３，３８）の下側に係合してい
る、請求項１に記載のつめ型フリーホイール装置。

【００３４】４．制御部材（２１）の制御面（１９，１
９ａ）およびつめ（１３，３８）の制御面が駆動回転方
向（Ｎ）とは逆向きに回転軸線（９）に対して半径方向
の間隔を増大している、前項３に記載のつめ型フリーホ
イール装置。

【００３５】５．制御面（１８，１８ａ）がつめ（１
３，３８）の中央に設けられていて１つの切欠き（１
７）の一部から成っている、請求項１に記載のつめ型フ
リーホイール装置。

【００３６】６．制御部材（２１）が制御リング（２
３）から半径方向で第１のクラッチ部分（２）の開口
（２２）を貫通している、請求項１に記載のつめ型フリ
ーホイール装置。

【００３７】７．制御部材（２１）が周方向での両方の
端部位置において開口（２２）の周方向の両方の端壁面
の各一方に支えられる、前項６に記載のつめ型フリーホ
イール装置。

【００３８】８．制御部材（２１）が制御リング（２
３）と取はずし可能に結合されている、請求項１に記載
のつめ型フリーホイール装置。

【００３９】９．第１のクラッチ部分（２）に斜面部
（３４，３５）が付属しており、制御リング（２３）又
は制御部材（２１）が、１つの不動のストッパ又は１つ
の切替機構用に、制御リング（２３）の外部輪郭から突
出した支持突起（２７，２８）を有しており、これらの
支持突起（２７，２８）は回転方向次第で前記斜面部
（３４，３５）によって塞がれるか又は解放される、請
求項１、前項１から前項８までのいずれかに記載のつめ
型フリーホイール装置。

【００４０】１０．切替機構（２６）が半径方向に弾性
時に配置された１つのピン（４１）から成るストッパで
ある、前項９に記載のつめ型フリーホイール装置。

【００４１】１１．切替機構（２６ａ）がストッパ面
（３２，３３）を有する旋回可能のアングルレバー（２
９）から成っている、前項９に記載のつめ型フリーホイ
ール装置。

【００４２】１２．制御リング（２３）が１つのブレー
キ機構（４４）によって負荷可能である、請求項１、前
項１〜９までのいずれかに記載のつめ型フリーホイール
装置。

【００４３】１３．制御リング（２３）が１つの中間位
置、それも両方のつめ組のつめ（１３，３８）が同時に
第２のクラッチ部分（５）の切欠き（１１，３９）に係
合する中間位置へ回動可能である、前項１に記載のつめ
型フリーホイール装置。

【００４４】１４．第１のクラッチ部分（２）に、回転
軸線（３１）と交差する制御スリット（４５）を有して
いる１つの制御スリーブ（４６）が回動不能かつ軸方向
可動に付属しており、この制御スリーブ（４６）内に、
制御リング（２３）から半径方向で突出した１つの制御
ピン（４７）が案内されており、この制御スリーブ（４
６）は、制御スリーブ（４６）の切替みぞ（４９）に係
合して外部操作される切替フォーク又は同様の切替部材
を介して軸方向でしゅう動可能である、前項１２に記載
のつめ型フリーホイール装置。

【図面の簡単な説明】

【図１】両方の回転方向用のつめ型フリーフイール装置
の実施例を示す縦断面図である。

【図２】図１の実施例の横断面図である。

【図３】図１の実施例を切替機構および回転方向を変え
て示した側面図である。

【図４】制御リング用のブレーキ機構を備えたつめ型フ
リーホイール装置の縦断面図である。

【図５】図４の例とは異なる実施例の縦断面図である。

【図６】図５の実施例の横断面図である。

【符号の説明】

２ クラッチスリーブ（第１のクラッチ部分） ５ クラッチハブ（第２のクラッチ部分） ７ 始動円板 ８ 止めリング １１ クラッチハブの切欠き １３ 第１のつめ １４ クラッチハブの切欠き １７ 切欠き １８，１８ａ つめの制御面 １９，１９ａ 制御部材の制御面 ２１ 制御部材 ２２ クラッチスリーブの開口 ２３ 制御リング ２６，２６ａ，２６ｂ 切替機構 ２７，２８ 支持突起 ２９ アングルレバー ３２，３３ アングルレバーのストッパ面 ３４，３５ 斜面部 ３６ スリット ３７ ストッパピン ３８ 第２のつめ ３９ クラッチハブ内の第２の切欠き ４０ クラッチスリーブ内の第２の切欠き ４１ ピン ４２ スリーブ ４３ 切替キャリパ ４４ ブレーキジョー ４５ 制御スリット ４６ 制御スリーブ ４７ 制御ピン ４８ 切替部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 切替え可能なつめ型フリーホイール装置
   であって、クラッチ部分としてのクラッチハブとクラッ
   チスリーブとを備え、これらクラッチ部分は、第１のク
   ラッチ部分の第１の切欠き内に半径方向で弾性的に保持
   されて第２のクラッチ部分の切欠きに係合している多く
   のつめを介して、互いに相対回動不能に結合可能であ
   り、つめは１つの切替機構によって操作可能な１つの制
   御リングおよび複数の制御部材を介して前記第２のクラ
   ッチ部分の切欠きとの係合を解除可能であり、前記制御
   リングは前記制御部材を保持していて前記第１のクラッ
   チ部分に一定限旋回可能に保持されており、制御部材は
   第１の制御面を有していて、つめはこれら制御面に面し
   た第２の制御面を有しており、これら両方の制御面は制
   御リングの回動位置次第で互いに接触を解除されるか又
   は接触を生ずる形式のものにおいて、第１のクラッチ部
   分（２）に２組のつめ（１３，３８）が付着していて、
   これらのつめ組はそれぞれ両方の回転方向で第２のクラ
   ッチ部分（５）の切欠き（１１，３９）との係合を生ず
   るか又はこの係合を解除され、制御部材（２１）は、半
   径方向で各２組の所属のつめ（１３，３８）の間へ係合
   していて、これらのつめ（１３，３８）を操作するため
   に周方向で互いに逆向きに延びた２つの制御面（１９，
   １９ａ）を有していることを特徴とする、つめ型フリー
   ホイール装置。