JPS6343831A - ハブ・クラツチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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・クラッチに関する。

〔従来の技術〕

従来の自動フリーホイールハブ・クラッチ（以下、ハブ
・クラッチという）として、米国特許第４．３２７，８
２１号に開示されたものがある。このハブ・クラッチは
ドライブシャフト外周に係合し、外周側にクラッチ用ス
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ッチ用スプラインとクラ
ッチ結合可能なスプラインを有したクラッチリングと、
クラッチキャンプ（蓋体）と前記クラッチリングとの間
に張設されクラッチリングを軸方向内方（タラソチオフ
方向）へ付勢するリターンスプリングと、クラッチリン
グの軸方向内側に隣接配置され内周で前記ドライブシャ
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）
を有したカムフォロアと、前記カムフォロアの■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同上
に有するとともに固定系（ロックナツト）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ッ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ッグシュとから
成る。ドラッグシュの軸方向内側面とロックナツトの外
側面との摺動部にはスラストワッシャが配設され、リタ
ーンスプリングからクラッチリング、カムフォロア、可
動カム、ドラッグシュ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、クラッチ
キャンプとクラッチリング間に張設されている。前記ク
ラッチキャップとカムフォロアとは、摺動可能な状態で
面接触している。

以上の構成において、ドライブシャ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
インからカムフォ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ォロアの■
型突起ば前記Ｖ型溝状カム面に沿っ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（ドラッグシュによって回転を抑制されている）
の■型窩状のカム面に係合し、これに沿って軸方向外方
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ッチ用スプラインとクラッチリング
とはすでにクラッチ結合しているが、突起が可動カムの
突状カム面に沿って軸方向外方へ移動するにつれてロッ
クはさらに深くなりカムストップと係合したときロック
は完了する。このクラッチ結合状態の保持はドラッグシ
ュが可動カムを制動していることによって実現されてい
る。また、前記クラッ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ャ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、クラッチ用スプライン（軸
方向外側に位置する）と前記クラッチキャップとの間に
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、クラッチ用スプラインとクラッチリングとが完全
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ャフトがこ
れまでの回転方向と逆方向へ回転するため、カムフォロ
アも逆方向へ回転し、カムフォロアの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ッチリングが軸方向内
側に押圧されて、クラッチ用スプラインとクラッチリン
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・クラッチにあっては、車両が
前進、後退を繰り返す場合にクラッチ用スプラインとク
ラッチリングとの噛合が一旦解除されてフリーポジショ
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４　Ｗ　Ｄで前進している途中車体が後方へ
少し下がったり、悪路で前方が行き止まりとなった場合
、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、フリーポジション状態或いはクラ
ッチ用スプラインとクラッチリングとの噛合不良状態が
発生するため、非ロック或いは不完全ロック状態で発進
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、使用条件によっ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、ドラッグシュは固定側である
ボルトと常に摺動しているために、摩耗が促進され、ド
ラッグシュの耐久性が著しく低下するという問題があっ
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ッチ用スプラインと
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トラソゲシュの耐久性
低下を防止するため、ホイールハブに固定され内周にス
プラインを有するとともに外側端面に開口部を有した筒
状のケースと、前記ケースの開口部に回動自在に装着さ
れるとともに軸方向内側から外側へ傾斜したカム面が形
成されたボス部を有したマニュアル操作用のノブと、ア
クスルシャフトの先端外周に固定され外周上にスプライ
ンを有したドライブギヤと、ドライブギヤ外周に軸方向
移動可能にスプライン係合し軸方向内側部に突状のカム
部を有するカム部材と、固定系によって回転を抑止され
るとともに前記カム部材のカム部と係合する溝状カム部
及び摩擦面を有したアウタブレーキと、前記アウタブレ
ーキの摩擦面と係合して制動力を発生させるブレーキ面
を有するとともに前記カム部材の突状カム部と係合する
溝状の第１のカム部と前記溝状の第１のカム部の両側に
連設された第２のカム部とを有したインナーブレーキと
、前記ケース内周のスプラインにスライド移動自在に支
持され軸方向外方へ変位したとき前記ドライブギヤ外周
のスプラインとクラッチ結合するクラッチリングと、前
記カム部材と前記ドライブギヤ外周の段部との間に張設
されて前記カム部材を軸方向内方へ押圧するリターンス
プリングと、前記カム部材の軸方向外側面と摺動的に接
触するとともに前記ノブのカム面と係合可能な爪部を有
したリテーナと、前記リテーナと前記クラッチリングと
の間に張設されて前記リテーナをカム部材に圧接させる
シフトスプリングとを有し、前記ノブをオートポジョン
にセットしたとき前記リテーナの爪部は前記ノブのボス
部のカム面と非保合状態となり、前記ノブをマニュアル
ロック方向へ回動させたとき前記爪部は軸方向内側から
前記ノブのカム面に進入するとともに、前記カム面に沿
って軸方向外側へ移動してロックポジションに達し、前
記爪部が前記ロックポジションにあるとき前記リテーナ
は前記クラッチリング及びカム部材を軸方向外側へ位置
させているようにしたハブ・クラッ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・クラッチにつ
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・クラッチはアクスルシャフト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ッチ結
合用の第１のスプライン２ａ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■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、ロックナツト５
ｂ等から成る）によっ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７
ａ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ポル）２０によって固定され
内周面にスプライン２２を有するとともに端面が開口部
２３となっているケース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とクラッチオンオフするスプライン２５ｂ
を有するリングクラッチ２５と、スプライン２２によっ
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２６ｂ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
ンスプリングに保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とリング
クラッチ２５の軸方向内側壁面間に張設されリングクラ
ッチ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。ケース２４の開口部２３にはノブ３０が手
動によっ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ャフト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の内径側段部によって係
止されることによって軸方向への抜は落ちを防止されて
いる。符号３は、突起部３ａを有するとともにドライブ
ギヤ外同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９ｄ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
てサークリップで固定しても、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となっている。ノブ３０は突出部３１の外
径側にボス部３２を有し、ボス部３２の外周面上にはカ
ム面３２ａ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３２ａの軸方向外側にはロ
ックポジションとしての凹所３２ｂが形成されている。

第４図ｆａ）はノブ３０をオート状態に七ソトシた時に
おけるロック状態を、第４図（ｂ）はノブ３０をマニュ
アル操作でロックにセットした状態を示し、ノブ３０の
回動操作によってリテーナ２６の爪部２６ｃがカム面３
２ａに沿って軸方向内方へ移動して爪部２６Ｃがカム面
３２ａと非保合状態となったときにはオート状態となり
、爪部２６ｃがカム面に沿って軸方向外方へ移動してロ
ックポジション３２ｂにロックされたときにマニュアル
ロック状態となる。

以上の構成において、ノブ３０の回動操作によってリテ
ーナ２６の爪部２６Ｃがカム面３２ａに沿って軸方向内
方へ移動して爪部２６ｃがカム面３２ａと非係合状態と
なったオート状態について、第１図、第２図（ａｌに示
すクラッチオフ状態から第２図（ｂ）及び第４図ｆａ）
に示すクラッチオフ状態に移行する場合の操作について
説明する。まず、アクスルシャフト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１０を圧着させて、クラッチリング９
を制動させる。クラッ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のカム部りａ内に同時に嵌入保
合しているが、アクスルシャツｌ−１の回転によってカ
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）・力によってカム部４ａは各カム部７ａ
及び９ａの各カム面に沿っ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
に沿って軸方向外方へ変位する。カム部材４の軸方向移
動によってリターンスプリング２７がたわめられると、
リングクラッチ２５はシフトスプリング２８によって軸
方向外方へ変位し、スプライン２５ａ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ッチオフ状態になると、ドライブギ
ヤ外周のリリースプレート３はインナ−ブレーキ９内周
の突起９ｄと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
クスルシャフト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の拡開力によってカム
部材４のカム部４ａがカム部９ｂに沿って軸方向内方へ
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のカム部りａ内に落込む。こうして、
クラッ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ッチリング２５のスプライン２
５ｂはスプライン２ａと噛合解除される。

次に、爪部２６ｃがカム面に沿って軸方向外方へ移動し
てロックポジション３２ｄにロックされたときに第４図
（ｂ）のマニュアルロック状態となる。このマニュアル
ロック状態においては、ドライブギヤ２とクラッチリン
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。

従って、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、マニュ
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が非噛合状態となって、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、ノブをロック状態にセットしておけば、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
ェッティングを起して、スプライン部の摩耗を招来する
こともない。

また、マニュアルロッ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った摺動が加わること
がない。従って、ブレーキの耐久性を向上させることが
できる。

万が−、ブレキが耐久寿命を過ぎたり、壊れたりしても
、マニュアルによって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３ｏの回動操作を直接指によって
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ってノブをマニュアル操作
しゃ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・クラッチ全体の軸方向突出長さが
大きくなっていたが、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・クラッチによれば、ノブを
オートポジョンにセットしたときリテーナの爪部は前記
ノブのボス部のカム面と非保合状態となり、前記ノブを
マニュアルロック方向へ回動させたとき前記爪部は軸方
向内側から前記ノブのカム面に進入するとともに、前記
カム面に沿って軸方向外側へ移動してロックポジション
に達し、前記爪部が前記ロックポジションにあるとき前
記リテーナは前記クラッチリング及びカム部材を軸方向
外側へ位置させているようにしたため、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ッチ用スプライ
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
ｆａｌ　（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（ａｌ及び（ｂｌはオートでロック
した状態及びマニュアルでロッ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・・・アクスルシャフト　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・・・ロックナツト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・・・リングクラッチ２５ａ、２５ｂ・・・
スプライン　２６・・・リテーナ２６ａ・・・リテーナ
アーム　　２６ｂ・・・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　２９・・・軸受３０・・・ノブ　　３１・
・・突出部　　３２・・・ボス部３２ａ・・・カム面　
　　　　３２ｂ・・・ロックポジション特許出願人　　
栃木冨土産業株式会社 代理人　弁理士　　　松　原　伸　２ 同　同　　村木清司 同　同　　上島淳− 第２図（ａ） 第２図（ｂ） 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ホィールハブに固定され内周にスプラインを有すると
   ともに外側端面に開口部を有した筒状のケースと、前記
   ケースの開口部に回動自在に装着されるとともに軸方向
   内側から外側へ傾斜したカム面が形成されたボス部を有
   したマニュアル操作用のノブと、アクスルシャフトの先
   端外周に固定され外周上にスプラインを有したドライブ
   ギヤと、ドライブギヤ外周に軸方向移動可能にスプライ
   ン係合し軸方向内側部に突状のカム部を有するカム部材
   と、固定系によって回転を抑止されるとともに前記カム
   部材のカム部と係合する溝状カム部及び摩擦面を有した
   アウタブレーキと、前記アウタブレーキの摩擦面と係合
   して制動力を発生させるブレーキ面を有するとともに前
   記カム部材の突状カム部と係合する溝状の第１のカム部
   と前記溝状の第１のカム部の両側に連設された第２のカ
   ム部を有したインナーブレーキと、前記ケース内周のス
   プラインにスライド移動自在に支持され軸方向外方へ変
   位したとき前記ドライブギヤ外周のスプラインとクラッ
   チ結合するクラッチリングと、前記カム部材と前記ドラ
   イブギヤ外周の段部との間に張設されて前記カム部材を
   軸方向内方へ押圧するリターンスプリングと、前記カム
   部材の軸方向外側面と摺動的に接触するとともに前記ノ
   ブのカム面と係合可能な爪部を有したリテーナと、前記
   リテーナと前記クラッチリングとの間に張設されて前記
   リテーナをカム部材に圧接させるシフトスプリングとを
   有したことを特徴とするハブ・クラッチ。