JPH01204830A - ハブ・クラッチ - 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〕 本発明はハブ・クラッチに関し、特に、四輪駆動車の自
動フリーホイールハブ・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、米国特許明細書第４．３２
７．８２１号に開示されたものがある。第３図乃至第５
図には、従来の概略構成図を示し、このハブ・クラッチ
は、ドライブシャフト（図示せず）に内周のスプライン
で係合するドライブギヤ１４．　１６外周に形成された
クラッチ用のギヤ部１７及び他のスプライン１５と、ハ
ウジング内周のスプライン４２に軸方向スライド移動自
在に係合するとともに内周に前記クラッチ用ギヤ部１７
とクラッチ結合可能なギヤ部４４を有したスライドギヤ
４０と、クラッチキャップと前記スライドギヤ４０との
間に張設されスライドギヤ４０を軸方向内方（クラッチ
オフ方向）へ付勢するリターンスプリング４５と、スラ
イドギヤ４０・の軸方向内側に隣接配置され内周で前記
ドライブギヤ１４外周の他方のスプライン１５と軸方向
移動自在かつ相対回転不能に係合するとともに軸方向内
側へ突出するＶ型カム部５２及び該Ｖ型カム部の先端外
周上に形成され外径方向へ突出する突起（歯）５３を有
したカム部材５０と、前記カム部材５０のＶ型カム部５
２が整合着座するＶ型溝状カム面２１を軸方向外側端部
外周上に有するとともに、固定系（ロックナツト２３）
に固定されたカムメンバー２０と、カムメンバー２０の
外径側に同軸上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３１及び該カム面先端にカムストッ
プ３４を有した可動カム３０と、可動カムを固定系との
間で制動させるドラッグ・シュー３２とから成る。ドラ
ッグ・シュー３２の軸方向内側面とロックナツト２３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４５からスライドギヤ４０、カム部材
５０、可動カム３０、ドラッグシュー３２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。

以上の構成において、フリー状態（二輪駆動状態）から
ロック状態（四輪駆動状態）へ移行するには、ドライブ
ギヤ１４．１６が回転を開始して前記他方のスプライン
１５からカム部材５０ヘトルクが伝達されると、カムメ
ンバー２０のＶ型溝状カム面２１に嵌入していたカム部
材５０のＶ型カム部５２は該Ｖ型溝状カム面２１に沿っ
て軸方向外方へ移動し、該Ｖ型溝状カム面２１のＶ型溝
を乗り越えると今度は先端の突起５３が可動カム３０（
ドラッグ・シニー３２によって回転を抑制されている）
のＶ型突状のカム面３１に係合し、これに沿って軸方向
外方へ移動する。該突起５３がＶ型溝状カム面２１を乗
り越えた時点でドライブギヤ１６外周のクラッチ用ギヤ
部１７とスライドギヤ４０とはすでにクラッチ結合して
いるが、突起５３が可動カム３０の突状カム面３１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３４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・シュー３
２が可動カム３０を制動していることによって実現され
ている。これにより、ロック状態（四輪駆動状態）が達
成される。

次に、ロック状態（四輪駆動状態）からフリー状態（二
輪駆動状態）に移行する場合は、ドライブギヤ１４．１
６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４５の付勢力によってカム部材５０のＶ型
カム部５２が可動カム３０のカム面に沿って軸方向内方
へ変位し、最後にはカムメンバー２０のＶ型溝状カム面
２１内に落ち込む。カム部材５０の軸方向内方への変位
の過程でスライドギヤ４０のギヤ部４４はドライブギヤ
１６外周のクラッチ用ギヤ部１７と噛合解除されて、ク
ラッチオフ状態となる。こうして、フリー状態（二輪駆
動状態）となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、従来のハブ・クラッチによれば、四輪駆動状態
から二輪駆動状態に移行する過程で、カム部材５０のＶ
型カム部５２が、ギヤ部１７とギヤ部４４との噛合いが
はずれた時点で、カム部材５０を回そうとする力がなく
なるため、リターンスプリング４５の付勢力だけではカ
ムメンバー２０のＶ型溝状カム面２１内に十分に落ち込
まないため、スライドギヤ４０が十分に元位置（二輪駆
動位置）に復帰できない。そこでスライドギヤ４０のギ
ヤ部４４とドライブギヤ１６外周のクラッチ用ギヤ部１
７との間に十分な間隙が得られず、走行時に両ギヤ部１
７．４４が干渉して異音が発生する恐れがあった。

すなわち、第３図及び第４図に示されるように、カム部
材５０とスプライン１５との係合はスプライン溝１５ａ
内にカム部材５０のラグ部５０ａを嵌入させることによ
り行なっている。スプライン溝１５ａとラグ部５０ａと
の嵌入時のバックラッシュは、製造上の誤差を吸収する
程のものであり、極めて狭い間隙となっている。四輪駆
動状態（ロック状態）から二輪駆動状態（フリー状態）
へ移行するため、ドライブシャフト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（第３図
（ロ）矢印方向）へ移動させると、カム部材５０のＶ型
カム部５２は、リターンスプリング４５の付勢力によっ
て可動カム３０のカム面３１に沿って軸方向内方へ移動
する。この内方への移動が進むにつれてＶ型カム部５２
は、カムメンバー２０のＶ型溝状カム面２１へ移行する
。しかしながら、ドライブシャフトに回転抵抗があるた
め、リターンスプリング４５の付勢力だけでは、Ｖ型カ
ム部５２は溝状カム面２１内へは完全に落ち切らず、ス
ライドギヤ４０のギヤ部４４とドライブギヤ１６外周の
クラッチ用ギヤ部１７と噛合解除した時点で、Ｖ型カム
部５２は溝状カム面２１上での移動を停止する。すなわ
ち第４図に示すようにカム部材５０を軸方向内方へ押圧
するリターンスプリング力が、ｂ面でＶ型カム部５２を
溝状カム面２１へ押圧し、その反力がａ面でラグ部５０
ａをスプライン溝１５ａの側壁に押圧するように作用し
、ａ面及びｂ面で摩擦抵抗が生じるため、Ｖ型カム部５
２は溝状カム面２１の中間位置で移動を停止する。

このため、スライドギヤ４０のギヤ部４４とドライブギ
ヤ１６外周のクラッチ用ギヤ部１７とは、間隙がなく当
接して摺動する状態となり、両者が干渉して異音を発生
するようになるのである。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明は上記
に鑑みてなされたものであり、四輪駆動状態から二輪駆
動状態に移行する際に、完全にＶ型溝状カム内にＶ型カ
ム突部が嵌入するようにするため、ドライブギヤとカム
部材との結合部分を改良し、両者の結合状態に所定の裕
度をもたせたハブ・クラッチに関する。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて本発明によるハブ・クラッチを詳
細に説明する。

第１図乃至第２図は本発明によるハブ・クラッチの一実
施例が示されており、このハブ・クラッチはドライブシ
ャフト１０１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ギア部１０２ａと軸方向に延
長する溝１０２ｂとを有したドライブギヤ１０２　と、
溝１０２ｂより幅狭であって溝１０２ｂ内に位置するラ
グ部１０４ｂを有するとともに軸方向内側端縁にＶ型突
起のカム部１０４ａが突出形成されたカム部材１０４と
、固定系（スピンドル１０５と、図示しないロックナツ
ト等から成る）によって回転を抑止され、カム部材１０
４のカム部１０４ａの外径側肉厚部分が嵌合するＶ溝型
のカム部１０８ａを軸方向外側端縁に複数個有したブレ
ーキアウタ１０８と、軸方向外側端縁にカム部１０４ａ
の内径側肉厚部分が嵌合するＶ型溝状の第１のカム部１
０９ａと第１のカム部１０９ａの両側に位置する第２の
カム部１０９ｂとを有するとともに軸方向内側外周面が
後述する摩擦板１１０を介してブレーキアウタ１０８の
軸方向外側面と摺動して所有の制動力を発生するブレー
キインチ１０９　と、ブレーキアウタ１０８　とブレー
キインナ１０９　との間に配設されて制動力を発生する
上記摩擦板１１０と、図示せぬホイールハブにボルト１
２０によって固定され内周面にスプライン１２２を有す
るハウジング１２４　と、外周にハウジング１２４のス
プライン部１２２と軸方向移動自在に係合するスプライ
ン１２５ａを有するとともに内周にドライブギヤ１０２
のギア部１０２　ａと噛合するギヤ部１２５ｂを有する
スライドギヤ１２５　と、スプライン１２２によって回
転を抑止されたリテーナアーム１２６ａ及びリテーナア
ーム１２６ａの軸方向内側に内径方向への屈曲部１２６
　ｂを有したりテーナ１２６と、カム部材１０４内径部
へ当接し一体的に配設され外周面でリテーナ１２６の屈
曲部１２６ｂ内周面を支承かつ係止するスプリングホル
ダ１６０と、ドライブギヤ１０２外周の段部１０２Ｃと
スプリングホルダ１６０の端面との間に張設されたリタ
ーンスブリング１２７と、リテーナの屈曲部１２６　ｂ
とスライドギヤ１２５の軸方向内側壁面間に張設されス
ライドギヤ１２５を軸方向外方へ付勢するシフトスプリ
ング１２８とを有している。ラグ部１０４ｂと溝１０２
ｂのバックラッシュ幅Ａは、移動量がＡ１以上となるよ
うに構成されている（第１図）。

移動量Ａ１とは、四輪駆動状態から二輪駆動状態への移
行に際し、ラグ部１０４ｂが溝１０２ｂ内を移動し、カ
ム部１０４ａがカム部１０８ａを滑り落ちることになる
が、カム部１０４ａがブレーキアウタ１０８のカム部１
０８ａの斜面にかかり（第１図の実線図状態）、リター
ンスプリング１２７の弾発力により軸方向内側へ付勢さ
れて、カム部り０８ａ内に完全に落ち込みフリー位置（
（二輪駆動状態）第１図の破線面状態）になるまでのカ
ム部材１０４の周方向の移動量、又はカム部１０４ａが
ブレーキアウタ１０８のカム部１０８ａの頂点を越え、
ギヤ部１２５ｂとギヤ部１０２ａとの噛合がはずれた時
点からカム部り０８ａ内に完全に落ち込むまでのカム部
材１０４０周方向移動量である。ドライブシャフト１０
１の先端にはセンタリング部材１３０が配設されており
、ドライブシャフト１０１の先端より突出したドライブ
ギヤ１０２の先端部は、センタリング部材１３０外周上
と係合している。センタリング部材１３０　とハウジン
グ１２４の端面の軸方向内面側に突出形成された突出部
１３１　との間には軸受１３２が配設されている。軸受
１３２は内径部をセンタリング部材１３０の段部１３０
ａにより係止され、外径部を突出部１３１の内径何役部
１３１ａによって係止されることによって軸方向への抜
は落ちが防止されている。符号１６１は、ドライブシャ
フト外周に固着されたリリースプレートであり、ブレー
キインナ１０９の内周に設けられた爪と係合可能な位置
関係を有している。

以上の構成に右いて、第２図に示すフリー位置くクラッ
チオフ状態（二輪駆動状態）〉からロック位置（クラッ
チオン状態（四輪駆動状態））に移行する場合の操作に
ついて説明する。まず、ドライブシャフト１０１にエン
ジンからの駆動力が伝達されるとドライブギヤ１０２　
とカム部材１０４が一体回転を開始する。このときカム
部材１０４はブレーキインナ１０９を軸方向内方へ押圧
するため、ブレーキインナ１０９がブレーキアウタ１０
８との間で摩擦板１１０を圧着させて、ブレーキインナ
１０９を制動させる。クラッチオフ状態においては、カ
ム部材１０４のカム部１０４ａはブレーキアウタ１０８
の溝状カム部１０８ａ及びブレーキインナ１０９の第１
のカム部り０９ａ内に同時に我人係合しているが、カム
部材１０４はアクスルシャツ）　１０１０回転によって
各ブレーキ１０８．１０９との間に相対回転を生ずる。

相対回転の結果、各カム面に生ずる軸方向外方へのスラ
スト力によってカム部１０４ａは各カム部１０８ａ及び
１０９の各カム面に沿って軸方向外方へ変位を開始する
。カム部１０４　ａは、溝状カム部１０８ａ、　１０９
ａを乗り越えると、次にブレーキインナ１０９の第２の
カム部１０９ｂ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１０４の軸方向移動によってリター
ンスプリング１２７がたわめられると、スライドギヤ１
２５　はシフトスプリング１２８によって軸方向外方へ
変位し、ギヤ部１２５ａとギヤ部１０２ａが完全に噛合
する。こうして完全なりラッチオン状態になると、リリ
ースプレート１６１はブレーキインナ１０９内周の爪と
係合してブレーキインナ１０９を直接に回すことにより
カム部１０４ａは第２カム部１０９ｂに乗り上げた状態
で一体に回転する。こうして、四輪駆動状態が達成でき
る。

次に、四輪駆動状態から二輪駆動状態にする場合は、ド
ライブシャフト１０１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（第１図矢印方位）に
わずかに移動させる。

この際、ドライブギヤ１０２の溝１０２ｂとカム部材１
０４のう〆部１０４ｂとの位置関係は、カム部材１０４
とスプリングホルダ１６０との摺動部Ｂの回転半径Ｒ１
とカム部材１０４とブレーキアウタ１０８との摺動部Ｃ
の回転半径Ｒ２とが、Ｒ２＞Ｒ１となっているため、リ
ターンスプリング１２７による摺動部Ｂ及びＣへの摺動
抵抗はＣＡＢとなるから、常時第１図の実線図に示すよ
うに、溝１０２ｂ内の第１図矢印方向とは逆方向の側壁
面と当接する状態となっている。車体を第１図矢印方向
に移動させることにより、リターンスプリング１２７の
拡開力によってカム部材１０４のラグ部１０４ｂがドラ
イブギヤ１０２の溝１０２ｂ内を第１図矢印方向に移動
する。これにともない、カム部１０４ａがカム部１０９
ｂに沿って軸方向内方へ変位し、最後にはブレーキアウ
タ１０８のカム部１０８ａ及びブレーキインナ１０９の
カム部り０９ａ内に完全に落ち込む。なお、ラグ部１０
４ｂは溝１０２ｂ内を移動量Ａ９以上移動できる裕度を
有するため、ラグ部１０４ｂが溝１０２ｂとの当接係合
や、ブレーキアウタ１０８のカム部１０８　ａの斜面と
カム部材１０４のカム部１０４ａとの係合により、カム
部材１０４がブレーキアウタ１０８のカム部り０８ａ内
に落ち込まないということは生じない。カム部材１０４
の軸方向内方への変位の過程でスライドギヤ１２５のギ
ヤ部１２５ｂはドライブギヤ１０２のギヤ部１０２ａと
噛合解除されて、クラッチオフ状態が達成され、二輪駆
動状態が得られる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によるハブ・クラッチによれば、ド
ライブギヤとカム部材のラグ部との結合部分に対して、
両者の結合状態に所定の裕度を持たせるように改良した
ため、四輪駆動状態から二輪駆動状態へ移行する際に、
完全にカム部材のカム部がブレーキアウタ及びブレーキ
インナのカム部内に嵌入して二輪駆動位置となるので、
スライドギヤとドライブギヤとの間に十分な間隙が形成
される。このため、走行により異音が発生することはな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第２図は本発明によるハブ・クラッチの一実
施例を示し、第１図は各部材の係合状態を要部説明図、
第２図は縦断構成説明図、第３図乃至第４図は従来のハ
ブ・クラッチを示し、第３図はクラッチ結合状態の概略
説明図、第４図はハウジング側スプラインとドライブシ
ャフト側スプラインとの当接状態の概略説明図である。 符号の説明 １４・・・ドライブギヤ　　　１５・・・スプライン１
５ａ・・・スプライン溝　　１６・・・ドライブギヤ　
　。 １７・・・クラッチ用ギヤ部　２０・・・カムメンバー
２１・・・Ｖ型溝状カム面　　２３・・・ロックナツト
３０・・・可動カム　　　　　３１・・・カム面３２・
・・ドラッグシュー　　３４・・・カムストップ４０・
・・スライドギヤ　　　４２・・・スプライン４４・・
・ギヤ部　　　　　　４５・・・リターンスプリング４
６・・・クラッチキャップ　５０・・・カム部材５０ａ
・・・ラグ部　５２・・・Ｖ型カム部　５３・・・突起
１０１・・・ドライブシャフト　１０２・・・ドライブ
ギヤ１０２　ａ・・・ギア部　　　　１０２　ｂ・・・
溝１０２Ｃ・・・段部　　　　　　１０４・・・カム部
材１０４ａ・・・カム部　　　　１０４　ｂ・０．ラグ
部１０５・・・スピンドル　　　１０８・・・ブレーキ
アウタｔｏｇａ・・・溝状カム部　　１０９・・・ブレ
ーキインナ１０９　ａ・・・第１のカム部　１０９ｂ・
・・第２のカム部１１０・・・摩擦板　　　　　１２０
・・・ボルト１２２・・・スプライン　　　１２４・・
・ハウジング１２５・・・スライドギヤ　　１２５ａ・
・・スプライン１２５ｂ・・・ギア部　　　　１２６・
・・リテーナ１２６　ａ・・・リテーナアーム　１２６
ｂ・・・屈曲部１２７・・・リターンスプリング １２８・・・シフトスプリング １３０・・・スペーサ　　　　１３０ａ・・・段部ユ３
１・・・突出部　　　　　１３１ａ・・・内径側段部１
３２・・・軸受　　　　　　１６０・・・スプリングホ
ルダ１６１　・・・リリースプレート 特許出願人　　栃木富土産業株式会社 代理人　弁理士　　松　　原　　伸　　２同　　　　同
　　　　村　　木　　　清　　　回向　　　　同　　　
　上　　島　　淳　　　−第１図 第２図

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スプラインを有する
   筒状のハウジングと、ドライブシャフトの先端外周に固
   定され外周上にギヤ部と軸方向に延長する溝と有したド
   ライブギヤと、前記ドライブギヤ外周上の溝内にラグ部
   が位置して成り前記溝内を移動可能に配設されるととも
   に軸方向内側部に突状のカム部を有したカム部材と、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を有したブレーキアウタと
   、前記ブレーキアウタと係合して制動力を発生させると
   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ブレーキインナと、前記ハウジ
   ング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ギヤ部
   とクラッチ結合するスライドギヤと、前記カム部材と前
   記ドライブギヤ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を有するハブ・
   クラッチにおいて、前記ドライブギヤ外周の溝と前記カ
   ム部材のラグ部係合部が裕度を持って係合していること
   を特徴とするハブ・クラッチ。