JPS629457B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は四輪駆動車の前輪及び後輪のうちで二
輪駆動時に浮動輪となる車輪と此の車輪を駆動す
べく配設された車軸との間のトルク伝達を断続す
る自動車用フリーホイールハブ装置に係り、殊に
その切換を運転席にてトランスフアー装置を操作
することにより、浮動輪となる車輪を駆動する車
軸の連軸状態が継脱されることに起因して制御し
得る型式のフリーホイールハブ装置に関するもの
である。

従来の此種型式の装置には、車輪と一体回転す
る中空のボデーの内周に設けたスプラインとボデ
ーの内部に配設され軸車と一体回転する部材の外
周に設けたスプラインとの間に両者のスプライン
に噛合するスプラインを内周および外周に形成し
たクラツチリングをカムの作用で係脱するように
したものがあるが、クラツチリングを係脱するカ
ム作用をすべき要素の一方が固定部材に支承され
ている為、駆動力を車輪に与えている間は固定部
材と前記要素との摩擦接触が保たれ且つ強い圧接
力が作用して異常に摩耗する虞れがあり、又車輪
振動や打音発生の原因となり、更には摩耗が激し
く進行した場合には作動不足を起こす虞れがあつ
た。

本発明は上時の如き不具合を解消したフリーホ
イールハブ装置を提供することを目的とするもの
であり、以下にその実施例を図面に基づいて説明
する。

先ず第１及び第２図によりその構成を説明す
る。図示しない差動装置から車輌の左右方向に延
出した車軸管１０の右端部には螺溝１１及びキー
溝１２が刻設されており、車軸管１０上左方に係
止された図示しない軸受と軸受５０を介して車輪
を支持する轂体２０が回転自在に支承されてい
る。両軸受はキー溝１２にて回転止めされた係止
板１３をナツト１４にて螺締することにより固定
されている。ナツト１４の右端面部には、スラス
ト軸受５１の軌道板１５がナツト１６により螺締
し定着されている。轂体２０の右方には外筒体２
１が側蓋２９を伴いボルト５２により固定されて
おり、外筒体２１の内周部に刻設されたスプライ
ン２２に嵌合した支持板２３は穴止め輪２４，２
５により固定されている。又、スプライン２２に
は内周部に第２噛合歯である噛合歯２６ａを、左
側部に第１カム手段であるカム２６ｂを（第４図
参照）有する可動係合環２６が軸方向（左右方
向）に移動可能に滑合されている。この可動係合
環２６の左方にはカム輪環２７が装設されており
左端面にてスラスト軸受５１を介して受持されて
おり、外周の右端部には第２カム手段であるカム
２７ｂが形成されている。又、内周部には円周を
等分して４箇所に平面部２７ａが形成されてい
る。可動係合環２６と止め輪２５との間には第３
弾撥手段であるスプリング２８が縮挿されてい
る。車軸管１０の内部には差動装置に連軸する車
軸３０が挿設されており、車軸管１０の側端から
穴出した軸端部には内筒体３１がスプライン嵌合
され座金５４とボルト５３により抜け止めされて
いる。内筒体３１の右方部は支持板２３により回
転自在に支持され、軸止め輪３７により軸方向の
移動が規制されており軸受５０と相俟つて外筒体
２１との同心が保持される。内筒体３１に刻設さ
れたスプライン３４には、外周部に前記噛合歯２
６ａに噛合する第１噛合歯である噛合歯３５ａを
有する係合筒体３５が滑合され、支持板２３の左
側面に装設された座板３８との間に縮設された第
２弾撥手段であるスプリング３９により左方に押
圧されており、軸止め輪３６により左方への移動
が規制されている。内筒体３１の外周部左方には
円周を等分して４箇所に平坦面３２が形成されて
おり、カム輪環２７と内筒体３１との環状隙間に
配設された保持器４０によりローラ４１が平坦面
３２上に配置しており、内筒体３１に設けられた
溝３３と保持器４０に開設された窓４３との間に
両者に共通に係して第１弾撥手段であるスプリン
グ４２が縮挿され、ローラ４１と平坦面３２との
位置関係が維持されている。尚、保持器４０の窓
４３の半径方向外側には制止板４４が固定してあ
る為スプリング４２の飛び出しが防止される。保
持器４０の左側端面には摩擦板４５が固着されて
おり、保持器４０の右方の座金４５と止め輪３６
との間に縮挿されたスプリング４６の附勢力によ
り摩擦板４５はナツト１６の右端面に圧接されて
いる。

以上の如き構成の装置に於て、以下第３図乃至
第６図を併せて参照して本発明による装置の作用
を説明する。トランスフアー装置の操作により車
軸３０と原動機との伝動関係が遮断されている間
は、車軸３０は駆動されず第１図及び第２図に示
す状態で静止している。この時ローラ４１は平坦
面３２の円周方向略中央に位置しており、カム輪
環２７の平面部２７ａに対して隙間を持つて保持
されている。又、自動車が他の車軸によつて二輪
駆動走行するときは轂体２０、外筒体２１は従動
状態にあり、係合環２６とカム輪環２７とはスプ
リング２８の作用により第４図示の状態にあり
又、可動係合環２６の噛合歯２６ａと係合筒体３
５の噛合歯３５ａとは非噛合状態にある。従つ
て、轂体２０、外筒体２１及びこれらに結合した
部材は、車軸管１０に関し車軸３０に関係なく回
転される。この時、カム輪環２７も回転するが平
面部２７ａと平坦面３２との間にローラ４１が楔
挾されることは無く、内筒体３１に対して自由に
又、車軸管１０に対してはスラスト軸受５１を介
して自由に且つ極めて少い抵抗のみで回転するも
のである。

次に、トランスフアー装置の操作により車軸３
０と原動機との伝動関係が接続されると、車軸３
０とともに内筒体３１が回転を始める。此により
保持器４０は摩擦板４５と固定部材であるナツト
１６間の摩擦抵抗により引摺られてスプリング４
２を圧縮して内筒体３１に阻して相対回転変位
し、ローラ４１が平坦面３２の円周方向の端部へ
移動される。この間に於ても、外筒体２０と内筒
体３１とは同一方向へ回転しており、内筒体３１
が外筒体２０に対して僅かに速い回転速度で先行
している。ここで作動を理解し易くする為外筒体
２０が静止しており内筒体３１が時計廻りに回転
するものとして説明を進めると、第２図状態から
内筒体３１が時計廻りに回転し前述した如くロー
ラ４１が移動するもカム輪環２７は静止しており
平坦面３２は既に平面部２７ａとの相対位置を移
しているため、ローラ４１はカム輪環２７の内筒
面２７ｃ上を移動し、次の平面部に至るまでは内
筒体３１とカム輪環２７とは係合されない。この
状態から更に内筒体３１が回転し、次の平面部に
平坦面３２が対面しローラ４１が平面部に到達す
ると平坦面３２と平面部２７ａとの楔状隙間にロ
ーラ４１が第３図示の如く楔挾され内筒体３１と
カム輪環２７とがローラ４１を介して摩擦係合さ
れる。

此の摩擦係合が完成された時のカム輪環２７の
カム２７ｂと可動係合環２６のカム２６ｂ及び可
動係合環２６の噛合歯２６ａと係合筒体３５の噛
合歯３５ａの関係は第４図の如くなる。これは予
め、内筒体３１側の平坦面３２と噛合歯２６ａと
の関係、カム輪環２７の平面部２７ａとカム２７
ｂとの関係及び可動係合環２６のカム２６ｂと噛
合歯３５ａとの関係を設定することにより達成さ
れる。

続いて第３図状態から内筒体３１が時計廻りに
回転するとカム輪環２７も一体的に回転される。
この時点では外筒体２０はまだ回転しておらず、
従つて、第４図にてカム輪環２７が矢印Ａの方向
へ移動しカム２７ｂとカム２６ｂとの作用により
可動係合環２６はスプリング２８の弾撥力に抗し
て右方に移動し噛合歯２６ａの山の先端が係合筒
体３５の噛合歯３５ａの山の先端に当接する。一
方内筒体３１は依然として時計廻りに回転してお
り、可動係合環２６はスプリング２８に加えスプ
リング３９の弾撥力にも抗して係合筒体３５を押
圧しながら第５図に示す如く右方（矢印Ｂの方
向）へ移動する。この間係合筒体３５はカム輪環
２７と一体的に第５図上方へ移動し、噛合歯２６
ａの山に対して噛合歯３５ａの山を円周方向に相
対して右方へ移動し、その後噛合歯３５ａの山が
噛合２６ａの谷に一致するとその瞬間に係合筒体
３５はスプリング３９の弾撥力により左方に押戻
され噛合が完了する。此により外筒体２１と内筒
体３１とは可動係合環２６及び係合筒体３５を介
して一体的に連結され回転をはじめる。

而して、車軸３０と轂体２０に一体的に連結さ
れた車輪との間の伝動関係が係続され四輪駆動が
達成される。この状態にて、若しエンジンブレー
キ時のように轂体２０及び外筒体２１が内筒体３
１に対し先行回転した場合においても、ローラ４
１は後述するように係合状態が保持され車軸３０
と外筒体２１との間の伝動関係が遮断されること
はない。即ち外筒体２１が内筒体３１に対して先
行して回転しようとする過程において、可動係合
環２６の噛合歯２６ａと係合筒体３５の噛合歯３
５ａとの噛合関係が両噛合歯の山と山との円周方
向遊隙分だけ相対回転変位すると、カム２６ｂと
２７ｂとの係合が解かれ前記円周方向遊隙に対応
した軸方向隙間が両カム面間に生ずるが、その瞬
間カム輪環２６がスプリング２８の弾撥力により
軸方向左方に移動し、両カム２６ｂ，２７ｂが当
接係合し、カム輪環２７と内筒体３１とのローラ
４１を介した摩擦係合を維持するので、車軸２と
轂体２０との間の伝動関係が断たれることはな
い。尚両カム２６ｂ，２７ｂの係合が解かれた
際、カム輪環２６が軸方向に移動することを考慮
して噛合歯２６ａ，３５ａの噛合長さを十分にと
つておけばスプリング２８の弾撥力で両者の係合
が外れることはない。又、保持器４０がナツト１
６に摩擦材３６を介して常時摩擦接触しているの
で外筒体２１の先行回転の如何にかかわらず、内
筒体３１が回転している限り保持器４０が引摺ら
れ、ローラ４１と平坦面との関係が第３図示の状
態に継持される。

此のような連結状態（四輪駆動状態）に於て、
車軸３０と轂体２０との伝動関係を解除するに
は、トランスフアー装置の操作により車軸３０と
原動機との伝動関係を遮断し自動車を発進させる
と車軸３０の回転が停止しており、保持器４０の
回転も停止しているため保持器４０と内筒体３１
との間に亙つて介装されたスプリング４２の弾撥
力によりローラ４１が平坦面３２に対する位置を
第２図に示す如く略中央部に移戻されてローラ４
１の楔挾が解かれるその結果内筒体３１のローラ
４１を介してこの駆動及び係合筒体３５の噛合歯
を介しての駆動が行われなくなる。そして外筒体
２１が車輪の従動により回転するので、可動係合
環２６の噛合歯２６ａと係合筒体３５の噛合歯３
５ａとの噛合関係が両噛合歯の山と山との円周方
向遊隙分だけ相対回転変位し、外筒体２１側から
内筒体３１を逆駆動し始める。然し乍ら車軸３１
は自由状態にあり逆駆動に要する両噛合歯の山と
山との接触面での圧接力は僅かであり、又カム輪
環が内筒体３１側から駆動されていない為、スプ
リング２８の弾撥力により可動係合環２６が左方
に押戻されカム２６ｂ，２７ｂの作用によりカム
輪環２７が第６図にて矢印Ａと反対（下方）方向
へ押戻すると同時に噛合歯２６ａと３５ａとの噛
合が外れる。此れにより轂体２０、外筒体２１及
びこれらに結合した部材は、車軸３０に結合した
部材を逆駆動することなく回転するものである。

以上詳細に説明した如く本発明によれば、車軸
と轂体とを連結する為、カム輪環により轂体に固
着された外筒体に軸方向のみ移動可能に嵌合した
可動係合環を第３弾撥手段に抗して押圧変移さ
せ、可動係合環を車軸に結合された内筒体に第２
弾撥手段に抗して軸方向のみ移動可能に嵌合した
係合筒体に噛合させるべく内筒体の外周部に平坦
面を形成し平坦面の円周方向略中央にローラを位
置させるようローラの保持器と内筒体との間に第
１弾撥手段を縮挿するとともに轂体を支承してい
る固定部材に保持器を擦接させ、カム輪環の内周
部に内筒体の平坦面と共働して楔状空間を構成す
るための平面部を形成し此のカム輪環を固定部材
に軸受を介して受持させたことにより、摩擦接触
部分は保持器と固定部材との接面だけであり然も
内筒体と保持器との間の相対回転を生ずるために
必要な引摺抵抗を生ずればよく、その為の摩擦力
は極めて小さくてよく摩擦材が永持するととも
に、小型のものでも十分である。又、ローラを介
しての内筒体とカム輪環との係合の解除が確実に
行なわれるものである。更に、可動係合環と係合
筒体との噛合に先だち内筒体の平坦面とカム輪環
の平面部との楔状空間にローラが楔挾された時の
可動係合環と係合筒体との第１噛合歯の山と第２
噛合歯の谷との位置が円周方向にずれて即ち、両
噛合歯の山と山の先端同士が当接して不一致の状
態にあり、その後カム輪環と可動係合環とのカム
作用により両噛合歯を円周方向に相対移動させる
と共に両噛合歯の山の先端の円周方向長相当分以
上に可動係合環が係合筒体を押圧変位させ、続い
て両噛合歯の一方の山と他方の谷とが一致して噛
合が完了するため、可動係合環と係合筒体との係
合が確実に行われる等の勝れた効果を奏するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例の断面
図であつて、第１図は第２図の線−断面図、
第２図は第１図の線−断面図を示す。第３図
は第２図のローラを介して内筒体とカム輪環とが
係合した状態を示す断面図、第４図乃至第６図は
カム輪環、可動係合環及び係合筒体のカム及び噛
合歯の衝合関係を示す展開模式図である。 １０：車軸管、２０：轂体、２１：外筒体、３
０：軸、３１：内筒体、３５：係合筒体、３５
ａ：第１噛合歯、２６：可動係合環、２６ａ：第
２噛合歯、２６ｂ：第１カム手段、２７：カム輪
環、２７ａ：平面部、２７ｂ：第２カム手段、４
０：保持器、４１：ローラ、４２：第１弾撥手段
（スプリング）、３９：第２弾撥手段（スプリン
グ）、２８：第３弾撥手段（スプリング）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 固定部材である車軸管に軸受を介して支承さ
   れた車輪の轂体に固着された外筒体、前記車軸管
   内部に回転自在に支承された車軸と一体回転すべ
   く前記外筒体の内腔部に同心的に配設され外円周
   上に平坦面を備えた内筒体、該内筒体上に軸方向
   にのみ移動可能に嵌合し且つ第１噛合歯を備えた
   係合筒体、前記外筒体の内周部に軸方向にのみ移
   動可能に嵌合し前記係合筒体の前記第１噛合歯に
   かみ合う第２噛合歯を有するとともに前記係合筒
   体の一方側に離間し且つ前記係合筒体に面しない
   側端部に第１カム手段を備えた可動係合環、該可
   動係合環の該第１カム手段に作用的に係合する第
   ２カム手段を有し該第２カム手段の背面部にて前
   記固定部材に軸受を介して受持され且つ内周部に
   平面部を備えたカム輪環、該カム輪環と前記内筒
   体との間の環状空間に配設され側面部に附設され
   た摩擦部材を介して前記固定部材に擦接している
   保持器、該保持器により保持され前記内筒体の前
   記平坦面上に配置されたローラ、該ローラと前記
   保持器をして前記内筒体の前記平坦面との位置関
   係を維持するため前記内筒体と前記保持器との間
   に弾縮介挿された第１弾撥手段、前記係合筒体を
   前記可動係合環方向に押圧する第２弾撥手段、及
   び前記可動係合環を前記カム輪環に押圧する第３
   弾撥手段を有するとともに、前記係合筒体及び前
   記可動係合環の前記第１噛合歯と前記第２噛合歯
   のかみあいに先だち前記ローラが前記平坦面と前
   記平面部との間の楔状空間に楔挟された時の前記
   第１噛合歯と前記第２噛合歯の一方の山と他方の
   谷の円周方向位置を不一致にしたことを特徴とす
   るフリーホイールハブ装置。