JPH08277849A - 車両用ハブロック - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 事前に組み立てることが可能で、かつ軸、ス
ピンドルおよびホイールハブに一つのユニットとして取
り付け可能な車両用ハブロックを提案する。 【解決手段】 駆動ギヤの機能を分け、内側駆動ギヤを
軸の端部に設け、軸の移動を制限する。内側駆動ギヤは
外側にスプラインまたは歯を有し、また外側駆動ギヤは
内側に、内側駆動ギヤと係合するスプラインを有してい
る。内側駆動ギヤを軸に固定する必要がある一方、外側
駆動ギヤは内側駆動ギヤに対して自由に滑動するように
なっている。カムアクチュエータをスピンドルに取り付
け、アクチュエータの他の部分は外側駆動ギヤ、クラッ
チリング、ケージ、カムフォロワ、ばねおよびダイヤル
機構を具え、これらは全てハブロックに事前に組み立
て、かつ軸、スピンドルおよびホイールハブに一つのユ
ニットとして組み立てる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、手動オーバーライ
ドを有する自動ハブロックに関するものであり、本ハブ
ロックは、より簡単に組み立てられるように、かつ手動
オーバーライドが補助されるように設計されたものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】米国特許出願第08/234,681号の開示内容
をここで参照する。前記出願に係る装置において、手動
オーバーライドを有する自動ハブロックには、スピンド
ルおよび軸を設けている。軸は円筒形のスピンドルを通
して挿入されている。駆動ギヤは、前記スピンドルを通
して突出する軸端部と嵌合するスプラインであり、ロッ
クリングが駆動ギヤを軸端部に固定する。駆動ギヤのス
ピンドルに対する凸部は、軸の、スピンドルを通して後
退する動きを制限する。駆動ギヤは、クラッチリングに
よる係合のための外歯もしくはスプラインを具え、また
スプラインはホイールハブと嵌合する。駆動ギヤおよび
ホイールハブとクラッチリングとの係合は、四輪駆動に
おいて車輪と軸とを噛み合わせる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】クラッチリングとホイ
ールハブを組み立てるためには多数の他の部品がなけれ
ばならず、これらの部品は、大部分が連続的に、かつ時
間を要して組み立てられる。本発明の目的は、大半が事
前に組み立てることが可能で、かつ車両の軸、スピンド
ルおよびホイールハブに一つのユニットとして取り付け
可能なハブロック組立体を提案することにある。

【０００４】本発明の第二の部分は、手動オーバーライ
ドに関するものである。手動ロックが必要な場合、手動
でダイヤルを回す。ダイヤルは、クラッチリングを載せ
たスプリングバイアスドケージ(a spring biased cage)
と連結している。ばねはクラッチリングを強制的に分離
状態にし、かつダイヤルを噛み合い状態へ回す。この状
態は、そのため強く抵抗を受け、作業者には遂行し難い
ものとなる。従って本発明の第二の目的は、前記ダイヤ
ルを噛み合い位置へ作業者が回転することを補助するも
のである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】事前の組み立ては、主と
して、駆動ギヤの機能を分け、それによって二つの駆動
ギヤを設けることにより遂行される（この用語は限定を
意図するものではない。これらの部品は、本発明全体に
おいて用いられるように外側および内側の駆動ギヤと言
うよりも、むしろスリーブもしくはスペーサー、および
駆動ギヤを示すものである）。内側駆動ギヤを軸端に設
け、軸の移動を制限または限定するように働く。内側駆
動ギヤは外面スプラインまたは歯を有し、またこれと噛
み合う内面スプラインを有する外側駆動ギヤが、内側駆
動ギヤに取り付けられている。内側駆動ギヤを前記軸に
固定する必要がある一方、外側駆動ギヤは内側駆動ギヤ
に対して自由に滑動および静止するようになっている。
カムアクチュエータ部品がスピンドルにさらに取り付け
られ、前記部品の他の部分は外側駆動ギヤ、クラッチリ
ング、ケージ、カムフォロワ、ばねおよびダイヤル機構
を具え、これらは全て前記ハブロック上に事前に組み立
て、かつ軸、スピンドルおよびホイールハブ上に一つの
ユニットとして組み立てることが可能である。外側駆動
ギヤを用意することは、これら部品の事前の組み立てを
可能とする大きな要因となる。

【０００６】ダイヤルはねじ切りした軸を具える。ナッ
ト状の部材（ナット）がこの軸とねじ式に係合し、ナッ
トの回転がダイヤルの回転によってハブロックハウジン
グに相対的に内側および外側へ動くことを防ぐ。ナット
は（クラッチリングを載せた）ケージと係合し、（ダイ
ヤルの回転による）ナットの外側への移動はクラッチリ
ングとの固定するような係合を生じさせる。ナットの移
動は強いばねによる抵抗を受ける。ハブロックハウジン
グとナットとの間に位置する第二のばねは、ナットを外
側位置に強制的に動かし、それによって強いばねの抵抗
力に抗することとなる。ナットの内部への移動には第二
のばねの圧縮荷重が必要となるが、第二のばねは弱い方
のばねであり、この内部への移動に対する抵抗は他には
ない。作業者はその結果トレードオフを得る。取り外し
のための回転はやや困難となるが、作業者にとってはど
ちらの方向への回転もそれ程困難ではないという正味の
効果がある。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下の詳細な記載および図面を参
照することにより、本発明がより明瞭に理解かつ認識さ
れるであろう。

【０００８】図１によれば、車両の駆動系はエンジン10
を具え、エンジン10は後部プロペラシャフト14を駆動
し、後部プロペラシャフト14は後輪軸18と後部ディファ
レンシャル20を通して連結し、後輪22を駆動する。伝達
ケース16は、前輪32を選択的に駆動するために、エンジ
ン10と、前輪軸28とディファレンシャル30を通して連結
する前部プロペラシャフト24とを接続または分離する。
伝達ケース16での前部プロペラシャフトとの係合を制御
する制御部26は、作業者によって前部プロペラシャフト
24および軸28の選択的な動力回転を達成する。

【０００９】二輪駆動による駆動が望まれた場合、制御
部26はプロペラシャフト24をエンジン10から分離するよ
うに働く。この場合、前輪32が軸28から分離することが
望ましい。そうでなければ、軸28と連結した前輪は、軸
の回転、プロペラシャフト24および関係する部品の不要
な摩耗および動力損失を引き起こす。各前輪に設けたハ
ブロック34は、プロペラシャフト24が二輪駆動のために
エンジンと分離する際の望ましい分離と、四輪駆動を選
択した際の望ましい連結をもたらす。

【００１０】図１Ａは、本発明に係る、前輪の自動的な
連結／分離の構成を有するハブロック34を示すものであ
る。本図は、どのようにして噛み合いシステムが働くか
を理解するためにのみ示されたものである。部材38はハ
ブロックハウジングであり、ホイールハブに（ボルト孔
39で）ボルト締めされるように設計されている。従っ
て、ホイールハブとハブロックハウジングは互いに固定
される。部材36は固定または止りスピンドル(dead spin
dle)である。ハブロックハウジング38（およびホイール
ハブ）は軸受44によって、止りスピンドル36の回りを回
転する。軸28は止りスピンドル36の内部で回転するが、
軸受は図示していない。部材46はクラッチリングであ
り、ハウジングの内歯88と噛み合う外歯を具える。クラ
ッチリングはケージ72内に収められており、その機能に
ついては以下に詳細に述べる。

【００１１】軸には駆動ギヤ58を設け（軸に回転可能に
取り付ける）、駆動ギヤはクラッチリング46の内側の歯
と係合し、または分離する、間隔を有する歯92を有す
る。図示のように、クラッチリング46の歯は、駆動ギヤ
から突出した歯92より分離する。図１Ａに示すようにク
ラッチリング46が右へ移動することにより、クラッチリ
ング46の歯は駆動ギヤの歯92と係合するようになり、軸
およびハブロックハウジング38が（およびそれによって
ホイールハブと）噛み合うようになる。

【００１２】クラッチリングの移動は、手動により、ま
たは自動的に生じる。自動的な移動は、符号48で示すカ
ム機構により遂行される。止りスピンドル36上に固定し
たカム面は、部材48のカム面（図示せず）と係合する。
部材48は軸と嵌合し、かつ軸方向に移動するが、軸に対
して回転可能に固定される。軸28の回転（制御部26によ
り起動される）において、固定スピンドル36上のカム面
および回転部材48は分離し、それによって部材48にケー
ジ72に抗して軸方向に移動するような力を加え、ケージ
72はばね82をクラッチリング46に抗して圧縮し、クラッ
チリングの歯を駆動ギヤの歯92と係合させる。軸28の回
転駆動の終期には、前記カム面が復帰し、かつばね84が
クラッチリングが分離位置に動くようになる（ばね82は
ばね84より強いことに注意せよ）。

【００１３】クラッチリングの手動による移動は回転ダ
イヤル50により達成される。ナット状部材98が、ダイア
ル50のねじ96上を外方へ移動する。ケージ72の端部80は
ナット98と係合するように形成され、ケージ72を外側へ
導く。

【００１４】上述の内容は事実上一般的な話であり、本
発明について、図２〜４を参照して詳述する。図３およ
び図４に破線で示すことからわかるように、軸28はスピ
ンドル36内を滑動できるような直径を有する。通常駆動
ギヤは軸の突出した端部に取り付けられている。本発明
においては、スペーサーギヤまたは内側駆動ギヤ37が軸
の突出した端部に取り付けられ、ロックワッシャ41が内
側ギヤ37を軸端部に固定する。内側ギヤはスピンドルの
開口部よりも大きく、軸28の引き込みを制限する。

【００１５】スピンドルナット54はスピンドル36にねじ
締めされ、ロックリング56によりその位置に固定され
る。ロックリング56はまた内側駆動ギヤ37に対してスラ
ストワッシャとして働く。スピンドルナットの第一の機
能は、軸受44を固定することにあり、ホイールハブはそ
の軸受の周囲を回転する。スピンドルナットはまた円周
状のブレーキ面59およびカム面60を有するように形成さ
れている。ブレーキ面59を取り囲むブレーキ部材64は、
スピンドルのブレーキ面59の周囲を抵抗しながら回転す
る。以後説明するカム面60はカム機構の一部であり、自
動的なクラッチリングの係合を生じさせる。

【００１６】上述した各部品は、図３に示すように車両
のスピンドルおよび軸に容易に組み付けられる。また図
３にスピンドルおよび軸と分離して示す、事前に組み立
てたハブロックハウジング組立体を、符号Ａで示す。

【００１７】ハブロックハウジング組立体は、内面スプ
ラインまたは歯88を設けたハブロックハウジング38を具
える。クラッチリング46はハウジングのスプライン88と
滑動して係合する外面スプライン86を有する。クラッチ
リングは間隔を有して配置した内歯またはスプライン90
を有する。外側駆動ギヤ58は、クラッチリングの歯90と
噛み合う、間隔を有して配置した外歯またはスプライン
92を有する。図３には歯90と92の係合を、図４には歯90
と92の分離を示す。これらの歯は一列の歯と見なすこと
ができ、図２を参照することでよりその形状が理解され
るであろう。クラッチリングが外側の軸方向位置に動か
されると共に、歯は係合し（図３参照）、内側の軸方向
位置において歯の列は正しい列から外れ、その結果分離
する（図４参照）。

【００１８】図４からわかるように、外側駆動ギヤ58は
内面スプライン57を有し、内面スプライン57は内側駆動
ギヤ37の外面スプライン43と噛み合う。軸方向の外側端
部において外側駆動ギヤは軸受部材61によってハブロッ
クハウジング端部52に回転可能に取り付けられる。

【００１９】クラッチリング46はケージ72の端部壁74お
よび76の間に収容される。ケージ72は複数の棒状部材78
（図２参照）を有し、その幾つかは図に示すように、ダ
イアル50へ向けて外方へ延在するループ形もしくはフッ
ク形に形成した延長部80を有する。ケージの内側におい
て、凸形の端部74にはカム面69を有するカムフォロワ68
がある。カムフォロワ68はスプライン67を具え、スプラ
イン67は外側駆動ギヤ58の軸方向の内側の端部でスプラ
イン92と滑動するように係合する。クラッチリング46と
ケージ端部74との間のケージ72内部には、強いばね82が
ある。弱い方のばね84はケージ端部76とハウジング端部
52との間に配置される。ハウジング端部52の外側に、ね
じ山96を有するダイヤル50が配置される。ダイヤル50は
ハブロックハウジング（38，52）に相対的に回転し、ス
ラストワッシャ94がその回転を容易にする。前述のよう
に、ナット部材98はねじ山96と係合し、ナット98の延長
部99はケージ72のループ形の端部80を通して突出する。
ハウジング部52とナット98との間に補助ばね100 を配置
する。

【００２０】図４はスピンドル36、ホイールハブ40およ
び軸28（これらの部品は上述のように組み立てられる）
に取り付けたハブロックハウジング組立体を示すもので
ある。前述のように、内側および外側の駆動ギヤのスプ
ラインは整列し、ハブロック組立体がその位置に滑り込
むように、スピンドルナット54のカム面およびブレーキ
部材64はカムフォロワ68のカム面と整列する。ハブロッ
クハウジングのボルト孔とホイールハブは整列し、ボル
ト102 はサブ組立体を軸、スピンドルおよびホイールハ
ブに相対的な位置に固定する。

【００２１】米国特許出願第08/234,681を参照すると、
これと同様な構造であることに気付くであろう。本発明
による改良点は、駆動ギヤの形状の変化にある。すなわ
ち、本発明は内側および外側の駆動ギヤ（37，58）と、
手動による係合の補助、すなわちスラストワッシャ94お
よびばね補助具100 を含むことを具える。手動オーバー
ライドの補助の改良は以下の操作手順において説明す
る。

【００２２】通常、手動オーバーライドは作動せず、ダ
イヤルは図４に示すように内側に位置するナット98と共
に反時計回りの位置へ回転する。図２に示すように、端
部80のループ形状によりケージ72を、ループを通して突
出するナット延長部99によって、障害なしに内側および
外側へ自由に移動できるようにする。

【００２３】制御部26が分離すると共に（二輪駆動モー
ドの位置にある場合）、ばね84はケージ端部壁76および
それによってクラッチリング46をその分離位置に押しつ
ける（図４参照）。軸28が制御部26による伝達の際に係
合のための回転を引き起こすとき、スピンドルナット54
のカム面60との係合のため、カムフォロワ68は軸方向に
外方へ力を加えられ、その力はケージ端部壁74にばね82
に抗して加わり、最終的には図３に示すようにクラッチ
リング46と外側駆動ギヤ58とが係合する。

【００２４】手動オーバーライドは、ナット98が図３に
示す外側の軸方向の位置に来るようにダイヤル50を回転
することにより達成される。自動アクチュエータが分離
位置にある場合を考える。ナットの外側位置への移動
は、ナット98の延長部99の、延長部80の頂点またはフッ
ク端部との係合を引き起こし、ケージをばね84の力に抗
して導く。すなわち、前述したカムフォロワにより生じ
たカムの動作と同様な動作が達成される。特にスプライ
ンの場合、駆動ギヤおよびクラッチリングは整列せず、
そのためこうした動作は強いばねを押しつぶすことを必
要とし、ダイヤルの回転に強い力を必要とする。作業者
がこの力を加えることは困難であり、補助ばね100 をこ
の作業をより容易にするために設ける。すなわち、ナッ
トをその外側の軸方向の位置へ動かすことは、図４のつ
ぶれたばね100 と図３の延びたばね200 とを比較すれば
明らかである。

【００２５】図５Ａ、４Ｂおよび４Ｃはダイヤルの保持
機構を示すものである。ダイヤルとハブロックハウジン
グとの間には止めラグ(stop lug)104 、106 それぞれが
ある。これらラグは、ダイヤルがナット98が完全な内側
位置（"AUTO"）へ位置するように回転するとき一方で係
合し、ダイヤルがナット98が完全な外側位置（"LOCK"）
へ位置するように回転するとき他方で係合する。成形ば
ね108 をラグ106 の各面に設ける。ラグ104 がラグ106
に接近すると、図５Ａに示すようにラグ104 は、ばねの
バルジ部110 と出会う。図５Ｂはバルジ部が平坦になっ
た状態を示し、図５Ｃはラグ104 がバルジ部110 を通過
し、窪み部112 に位置する状態を示す。ダイヤルの反対
方向への回転は、ダイヤルの各最端位置でバルジ部によ
って抵抗を受ける。

【００２６】本発明の実施形態について、当業者であれ
ば、特許請求の範囲に記載された発明の範囲を逸脱する
ことなく、多くの変形例および改良が可能であろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】車両の駆動系を模式的に示す図である。

【図２】本発明によるハブロックの好適な実施形態の部
品を示す分解図である。

【図３】図２に示すハブロックを組み立てた状態の、図
１の３−３線に沿った断面図である。

【図４】図２に示すハブロックを組み立てた状態の、図
１の３−３線に沿った断面図である。

【図５】本発明に係るハブロックに取り付けたダイヤル
の正面図である。

【図６】図５に示すダイヤルの保持状態を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

10 エンジン 14 後部プロペラシャフト 16 伝達ケース 18 後輪軸 20 後部ディファレンシャル 22 後輪 24 前部プロペラシャフト 26 制御部 28 前輪軸 30 前部ディファレンシャル 32 前輪 34 ハブロック 36 止りスピンドル 37 内側駆動ギヤ 38 ハブロックハウジング 40 ホイールハブ 41 ロックワッシャ 43 外面スプライン 44 軸受 46 クラッチリング 50 回転ダイヤル 52 ハブロックハウジング端部 54 スピンドルナット 56 ロックリング 57 内面スプライン 58 外側駆動ギヤ 59 ブレーキ面 60, 69 カム面 61 軸受部材 64 ブレーキ部材 67, 90, 92 スプライン 68 カムフォロワ 72 ケージ 74, 76 ケージ壁 78 棒状部材 80 棒状部材端部 82 強いばね 84 弱いばね 86 外歯 88 内歯 94 スラストワッシャ 96 ねじ山 98 ナット 99 ナット98の延長部 100 補助ばね 104, 106 ラグ 108 ばね 110 ばね108 のバルジ部 112 ばね108 の窪み部 200 延長ばね

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の軸とホイールハブとの間のハブロ
   ックであって、 軸と、ホイールハブと、第一および第二の位置を有し、
   前記第一の位置でホイールハブを軸に固定し、前記第二
   の位置でホイールハブを軸から外す、移動可能なクラッ
   チリングと、 外側端部を有し、この端部に内側駆動ギヤを取り付けた
   前記軸が貫通して突出し、かつ前記軸の内部への引き込
   みを制限する円筒形スピンドルと、 内側駆動ギヤの外面と滑動可能に嵌合する外側駆動ギヤ
   とを具え、 前記外側駆動ギヤが外面スプラインを有し、前記クラッ
   チリングと前記車軸とを連結するために、前記クラッチ
   リングに、前記外側駆動ギヤの外面スプラインと嵌合す
   る滑動可能なスプラインを設けた車両用ハブロック。
2. 【請求項２】 請求項１記載のハブロックにおいて、 ハブロックハウジングを具え、前記ハブロックハウジン
   グがホイールハブに固定して取り付け可能で、 前記ハウジングの内壁にスプラインを設け、 前期外側駆動ギヤが内面および外面スプラインを有し、
   前記内面スプラインが内側駆動ギヤと嵌合し、かつ前記
   外面スプラインが前記ハウジングの内壁に嵌合し、 前記ハブロックハウジング、前記外側駆動ギヤおよび前
   記クラッチリングに、前記軸に独立なサブ組立体を設
   け、スピンドルおよびホイールハブを、協調するように
   車両に取り付け、前記サブ組立体が車両の前記軸、前記
   スピンドルおよび前記ホイールハブに一つのユニットと
   して取り付け可能な車両用ハブロック。
3. 【請求項３】 請求項２記載のハブロックにおいて、 前記クラッチリングが、前記スピンドル上に予め組み立
   てたスピンドルナットに固定するように取り付けたカム
   アクチュエータを具えるカム機構によって前記第一の位
   置へ移動し、カムフォロワを外側駆動ギヤ、およびサブ
   組立体ユニットの一部に取り付けた車両用ハブロック。
4. 【請求項４】 請求項３記載のハブロックにおいて、 端部と連結用棒状部材とを具えたケージを有し、 前記クラッチリングが前記ケージの端部と第一のばねと
   の間に位置し、一方の端部と前記クラッチリングとの間
   の前記第一のばねが、前記クラッチリングをもう一方の
   端部に押しつけ、前記カムフォロワが、前記カム機構に
   対応して前記第一の端部に抗して働き、前記クラッチリ
   ングを第一の位置に押しつけるために第一のばねに抗し
   て端部を動かし、 また前記第一のばねよりも弱い第二のばねを有し、前記
   第二のばねが前記ハブロックハウジングとケージの前記
   もう一方の端部との間で、前記クラッチリングを前記カ
   ム機構無しに第二の位置へ押しつけ、 サブ組立体の一部として形成した前記ケージおよび第一
   および第二のばねを車両の軸、スピンドルおよびホイー
   ルハブに一つのユニットとして取り付けた車両用ハブロ
   ック。
5. 【請求項５】 請求項４記載のハブロックにおいて、 前記ケージの棒状部材の一部がハブロックハウジングの
   外側端部へ向けて軸方向に延在し、 前記ハブロックハウジングの端部にダイヤルを回転可能
   に取り付け、 ナットを前記ダイヤルに、ダイヤルの回転によって内側
   および外側位置との間で軸方向に移動可能に取り付け、 前記延在した棒状部材を、前記ケージを外側へ軸方向に
   移動かつそれによって前記クラッチリングを第一の位置
   に押しつけるように前記ナットによって係合可能とした
   車両用ハブロック。
6. 【請求項６】 請求項５記載のハブロックにおいて、 前記延在した棒状部材を細長いループ状に形成し、かつ
   ナットの指状部が前記ループを通して延在し、前記ルー
   プは、ナットを内側位置において軸方向に配置すると共
   に、ナットに相対的なケージの移動を与える車両用ハブ
   ロック。
7. 【請求項７】 請求項６記載のハブロックにおいて、ナ
   ットを外側位置に動かし、それによってクラッチリング
   を第一の位置へ動かすためのダイヤルの回転動作を補助
   するために、第三のばねをハブロックハウジング部とナ
   ットとの間に配置する車両用ハブロック。
8. 【請求項８】 請求項７記載のハブロックにおいて、 前記ハウジングに相対的なダイヤルの回転を補助するた
   め、スラスト軸受を前記ダイヤルと前記ハブロックハウ
   ジングとの間に配置する車両用ハブロック。
9. 【請求項９】 車両の軸とホイールハブとの間のハブロ
   ックであって、 軸と、ホイールハブと、第一および第二の位置を有し、
   前記第一の位置でホイールハブを軸に固定し、前記第二
   の位置でホイールハブを軸から外す、移動可能なクラッ
   チリングと、 クラッチリングを囲み、ホイールハブに固定するハブロ
   ックハウジングと、 手動で時計回りおよび反時計回りに回転するように露出
   したハウジング中のダイヤルと、 ダイヤルとクラッチリングとの間に位置し、クラッチリ
   ングを第一および第二の位置へ動かすためにダイヤルの
   一方の方向への回転に対応するリンケージと、 クラッチリングをもう一方の第一および第二の位置へ動
   かす第一のばねと、 ダイヤルの前記回転方向の一方への回転を補助する第二
   のばねとを具える車両用ハブロック。
10. 【請求項１０】 請求項９記載のハブロックにおいて、 ハウジング上の突出ラグおよびダイヤル上の従属ラグ
    が、ダイヤルが二つの最端位置へ回転する際に隣接し、 一つのダイヤルおよびラグに隣接するハウジングに成形
    ばねを設け、前記成形ばねはバルジ部と窪み部とを有
    し、前記バルジ部は前記ラグの他方により係合し、かつ
    抵抗するが、前記ラグの他方が前記成形ばねの窪み部へ
    動くことを妨げず、そこではダイヤルは一方の最端位置
    にあり、かつダイヤルの逆転がバルジ部により抵抗を受
    ける車両用ハブロック。