JPH0514899Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は随時四輪駆動車に用いられるハブ・ク
ラツチに関し、特にロツク状態への移行時には充
分なブレーキ力を発生させてレスポンスを向上さ
せたハブ・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、米国特許明
細書第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上に順次
組付けられた回転系の部品群と、スピンドル上に
組付けられた固定系の部品とから成り、ドライブ
シヤフトの回転開始によつて回転系部品群が連係
しながら作動を開始して、ドライブシヤフトとホ
イールハブ間を連結（ロツク）状態にする。回転
系部品群と固定系部品は、固定系のブレーキ部材
と回転系のブレーキ部材（ブレーキシユー）とに
よつて連係されており、これらのブレーキ部材は
四輪駆動走行時にドライブシヤフトとホイールハ
ブとの連結状態を保持する。ブレーキシユーは、
固定系のブレーキ部材の外周面に摺接するととも
にリング状のスプリングによつて固定系のブレー
キ部材に対して常に所定の力で圧接されている。

〔考案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、
スプリング等の弾性加圧手段によつて両ブレーキ
部材間の摺動部に与えられる圧接力が充分でない
ことに起因した制動力不足により応答性が低下し
たり作動不良を起すという問題を有している。そ
こで、作動不良を防止するためには大きな制動力
を得ることが必要となり弾性加圧手段の弾発力
や、巻き数を増大させる等の手段を講じる必要が
あるが、弾性加圧手段の弾発力や巻き数の増大は
ブレーキシユーの早期摩耗による耐久性低下、コ
ストアツプ、軸方向長さの増大等の不都合を招く
ため問題であつた。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕

本考案は上記に鑑みてなされたものであり、弾
性加圧手段自体の弾発力を増大させる等による
種々の問題点を生じることなく、ロツク状態への
移行の過程における固定系のブレーキ部材による
回転系のブレーキ部材の制動を確実化して応答性
を向上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、本考案のハブ・クラツチについて詳細に
説明する。

第１図乃至第５図は本考案の一実施例の構成説
明図であり、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ギヤ部２ａとスプライ
ン部２ｂとを有したドライブギヤ２と、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５と、ロツクナツト等から成る）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８ａを軸方向外
側端縁に複数個有した固定ブレーキ部材としての
ブレーキアウタ８と、軸方向外側端縁にカム部４
ａ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とこの両側に位置する第２のカム部９
ｂおよび突起部９ｆとを有する可動ブレーキ部材
としてのブレーキインナ９と、ドライブギヤ２の
外周にサークリツプ１２によつて固定され後記ワ
イヤブレーキの被係合端部１６ａ，１６ｂに係合
可能なアームが突設されたリリースプレート１１
と、ブレーキインナ９の軸方向内側端部とブレー
キアウタ８の軸方向外側面との間にスラストベア
リング１３を介して配設されたスラストワツシヤ
１４と、ブレーキアウタ８の内周面とブレーキイ
ンナ９との間に配設された略Ｃ型のワイヤブレー
キ１６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ギヤ部としてのスプライ
ン２２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を有するとともに内周にドライブギヤの
ギヤ部２ａとクラツチオンオフするギヤ部２５ｂ
を有するスライドギヤ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、スプ
リングホルダー３２と、ドライブギヤ２外周の段
部２ｃとスプリングホルダー３２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とスライドギヤ２５の軸方向内側壁面間
に張設されスライドギヤ２５を軸方向外方へ付勢
するシフトスプリング２８とを有している。カム
部材４と、ブレーキアウタ８のＶ溝型カム部８ａ
およびブレーキインナ９のＶ型溝状の第１のカム
部９ａ、第２のカム部９ｂで変位運動を発生する
作動機構を構成している。サークリツプ１２はド
ライブギヤ２の外周面に嵌着されてドライブギヤ
外周に保持された各部材４，１１等の抜け落ちを
防止している。

リターンスプリング２７は、シフトスプリング
２８よりも強い拡開力を有するように構成されて
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
内側中央部にはボス部３１が突出形成されてい
る。ドライブギヤ２の先端はアクスルシヤフト１
より突出しており、アクスルシヤフト１先端に固
定された先端部材１ａによつて内周を支持されて
おり、この先端部材１ａは、スペーサ１ｂを介し
てボルト１ｃにより、アクスルシヤフト１に固定
されている。先端部材１ａの外周面とノブのボス
部３１内周面との間には軸受２９が取り付けられ
ている。リリースプレート１１は、ドライブギヤ
外周上に突出して配設されており、アーム１１ａ
がワイヤ１６の被係合端部１６ａ，１６ｂと係合
可能な位置関係を有している。

ワイヤブレーキ１６は、丸断面のワイヤを第１
図ｂのように略Ｃ型に成型するとともに、二つの
端部１６ａ，１６ｂを内径方向及び軸方向外側へ
屈曲させた構成を有しており、ワイヤブレーキ１
６が摺動自在に係合するブレーキアウタ８の内周
面には略Ｖ型の溝１８が周方向へ形成されている
（第１図ｃ）。溝１８の底部は図示のように平坦に
形成してもよいし、Ｖ字状に尖鋭としてもよい。

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ａに示すように、内径側へ屈
曲し爪部２６ｃとなつている。ボス部３１の外周
面上にはカム面３１ａが形成されている。このカ
ム面は、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。カム面の軸方向内側は爪部２
６ｃの進入離脱が可能となるように開放部３１ｂ
として開放され、カム面の軸方向外側にはロツク
ポジシヨンとしての凹所３１ｃが形成されてい
る。ノブ３０の同動操作によつてリテーナ２６の
爪部２６ｃがカム面に沿つて軸方向内方へ移動し
て爪部２６ｃがカム面と非係合状態となつたとき
にはオート状態になり、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３１
ｃ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、第１図ａ、第２図ａ，
ｂ，ｃのフリー走行時（２輪走行時）にはアクス
ルシヤフト１に駆動力が伝達されておらず、アク
スルシヤフト１は回転しない一方、各ギヤ部２ａ
と２５ｂはクラツチオフ（非噛合）状態にあるの
で、ハウジング２４、リテーナ２６、ノブ３０、
スライドギヤ２５等が回転する。ブレーキインナ
９の係合突起９ｆは、ワイヤブレーキ１６の被係
合端部１６ａ，１６ｂと非係合状態にある。

次に、第１図ａに示すクラツチオフ状態から第
４図ａ，ｂ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のカム部４ａはブレーキ
アウタ８のカム溝８ａ及びブレーキインナ９の溝
状カム部９ａ内に同時に嵌合しているが、固定系
であるブレーキアウタ８の溝状カム部９ａとの接
触部に発生するスラスト力によつてカム部材４は
両ブレーキ８，９を軸方向内方へ押圧しながら軸
方向外方へ移動しようとする。カム部材４のカム
部４ａはブレーキアウタ８の溝状カム部８ａに沿
つて軸方向外方へ移動し、溝８ａを登り切ると、
今度はブレーキインナ９の第２のカム部９ｂに当
る（第３図ｂ，ｃ）。この時既にブレーキインナ
９はカム部材４によつて回されており、ブレーキ
インナの係合突起９ｆがワイヤブレーキ１６の一
方の被係合端部１６ｂ（または１６ａ）に係合し
てこれを回転させようとするが、ワイヤブレーキ
１６は拡開されてブレーキアウタ８の溝１８の傾
斜した内壁面と圧着するため、両者間に大きな回
転抵抗が発生する。ワイヤブレーキ１６が回転を
抑制される結果として、ブレーキインナ９も回転
を抑制され、カム部４ａはブレーキインナの第２
のカム部９ｂをさらに軸方向外方へ登つて行く。
カム部４ａが第４図あのようにブレーキインナの
第２のカム部９ｂを登り切つた時点において、リ
リースプレート１１のアーム１１ａがワイヤブレ
ーキ１６の他方の被係合端部１６ａに係合してこ
れを回転させるため、ワイヤブレーキ１６は収縮
し、ブレーキアウタ８との間の回転抵抗が著しく
低下する。続いてワイヤブレーキ１６は、ブレー
キインナ９とともにリリースプレート１１によつ
て一体回転させられる。この時、スライドギヤ２
５はシフトスプリング２８の弾発力によつて軸方
向外方へ変位し、スライドギヤのギヤ部２５ｂが
ドライブギヤのギヤ部２ａと完全に噛合してロツ
ク状態が実現する。こうして完全なクラツチオン
状態になると、リリースプレートのアーム１１ａ
はワイヤブレーキの被係合端部１６ａを介してブ
レーキインナ９内周の突起９ｆと係合してワイヤ
ブレーキ１６を収縮しながら直接に回すことによ
り回転トルクを伝達する。このため、摺動抵抗を
用いた制動力は小さなものとなり、両者の間の相
対回転にもとづく抵抗は充分に解消され、耐久性
低下等の不都合を惹起する恐れがなくなる。スラ
ストベアリング１３及びスラストワツシヤ１４も
両ブレーキ部材８，９間の摺動による耐久性の低
下を防止するために寄与している。

四輪駆動から二輪駆動状態に移行させる場合に
は、アクスルシヤフト１に対する駆動力の伝達を
遮断して、車体を今までの進行方向と反対の方向
へ僅かに移動させる。すると、リリースプレート
１１のアーム１１ａがワイヤブレーキの被係合端
部１６ａまたは１６ｂから離れるため、ワイヤブ
レーキ１６は再びブレーキインナの係合突起９ｆ
によつて回転方向へ押圧され、ブレーキアウタの
内周面に圧着する。ブレーキインナ９はフリーか
らロツクへの移行時と同様にワイヤブレーキ１６
によつて回転を抑制されるため、カム部材４のカ
ム部４ａは第２のカム部９ｂに沿つて軸方向内方
へ移動してくる。なお、このとき、リターンスプ
リング２７の拡開力によつてカム部材４が軸方向
内方へ押圧されるため、カム部４ａがカム部９ｂ
に沿つて軸方向内方へ変位することが容易とな
り、最後にはブレーキアウタ８のカム部７ａ及び
ブレーキインナ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（第１図
ａ、第２図ａ〜ｃ）。カム部材４の軸方向内方へ
の変位の過程でリターンスプリング２７の拡開力
によつてスライドギヤ２５のギヤ部２５ｂはギヤ
部２ａと噛合解除される。

第６図ａ及びｂは本考案におけるワイヤブレー
キ１６とブレーキアウタの溝１８との係合状態及
び溝１８が無い場合の係合状態を示している。第
６図ｂのように溝１８が無い場合にブレーキアウ
タ面に加わる圧接力（面圧）をＰとし、摩擦係数
をμとすると、ブレーキ力はμPである。一方、
第６図ａのように溝１８がある場合に二つの接点
における面圧はP₁＝Ｐ／2cosθ（０＜θ＜π／
２）、各ブレーキ力μP₁のトータルは2μP₁＝μP／
cosθとなる。μP／cosθ＞μPであるから、このた
め、二つの接点におけるブレーキ力が大幅に増大
するのにも拘らず、面圧は増大しない。従つて、
大きな制動力を得ることができる一方で摺動部に
おける耐久性の低下率を著しく低減させることが
ないという利点を有している。

さらに、ワイヤブレーキの弾発力を増大させた
り、巻き数を増大させる等の大きな設計上の変更
を伴うことなく、溝の形状という簡単な加工によ
つてブレーキ力を大幅に増大させることができ
る。

また、略Ｖ型の溝１８の底面とワイヤブレーキ
１６との間に形成される間隙にグリース等の潤滑
油を保持しやすくなるため、溝１８内における摺
動面の耐久性の向上を図ることができる。

次に、ノブ３０の回動操作によつてリテーナ２
６の爪部２６ｃがカム面に沿つて軸方向内方へ移
動して爪部２６ｃがカム面と非係合状態となつた
ときには第１図ａ〜第４図ａ，ｂのオート状態に
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にロツクされたときに
第５図ａ，ｂのマニユアルロツク状態となる。

〔考案の効果〕

以上のように本考案のハブ・クラツチによれ
ば、ワイヤブレーキ自体の弾発力を増大させる等
の煩雑な手段を講じることなく、ロツク状態への
移行の過程における固定系ブレーキ部材による回
転系ブレーキ部材の制動力を増大して、応答性を
向上させることができ、しかも耐久性の低下が防
止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂ及びｃはフリー時における本考案
の一実施例の全体の構成説明図、ワイヤブレーキ
の斜視図及びワイヤブレーキとブレーキアウタと
の係合部の拡大図、第１図ｄは各部品の展開図、
第２図ａ，ｂ，ｃはフリー時における各カム部等
の係合状態の説明図、第３図ａ，ｂ，ｃはオート
のロツク状態への移行の過程における各カム部等
の係合状態の説明図、第４図ａ，ｂはオートのロ
ツク時における各部材の係合状態の説明図、第５
図ａ，ｂはマニユアルロツク時における各部材の
係合状態の説明図、第６図ａ，ｂはワイヤブレー
キとブレーキアウタとの摺動部における面圧とブ
レーキ力との関係を示す説明図。 符号の説明、１……アクスルシヤフト、２……
ドライブギヤ、２ａ，２５ｂ……ギヤ部、４……
カム部材、４ａ……カム部、５ａ……スピンド
ル、５ｂ……ロツクナツト、８ａ……カム部、８
……ブレーキアウタ、９……ブレーキインナ、９
ａ，９ｂ……カム部、９ｃ……ストツパ、１０…
…摩擦板、１１……リリースプレート、１２……
サークリツプ、１３……スラストベアリング、１
４……スラストワツシヤ、１６……ワイヤブレー
キ、１８……溝、２０……ボルト、２２……スプ
ライン、２３……開口部、２４……ケース、２５
……スライドギヤ、２ｂ，２５ａ……スプライン
部、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……ボ
ス。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ホイールハブに固定され内周にギヤ部を有した
   ケースと、 アクスルシヤフトの先端に固定され外周にギヤ
   部を有したドライブギヤと、 前記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
   構と、 前記アクスルシヤフトが回転したときに、前記
   ブレーキ機構の制動力により生じる相対回転に基
   づいて、変位運動を発生する作動機構と、 前記作動機構の前記変位運動によつて、前記ケ
   ースの前記ギヤ部と前記ドライブギヤの前記ギヤ
   部とを断接するスライドギヤと、 を有するハブ・クラツチにおいて、 前記ブレーキ機構は、 前記固定系によつて回転を抑止されるとともに
   断面略Ｖ型状溝を有した固定ブレーキ部材と、 前記固定ブレーキ部材に隣接配置され突起部を
   有した可動ブレーキ部材と、 前記固定ブレーキ部材の前記Ｖ型状溝に嵌着さ
   れ、 両端部が径方向に屈曲されて前記可動ブレーキ部
   材の前記突起部と係合する被係合部を有するワイ
   ヤブレーキと、 を有することを特徴とするハブ・クラツチ。