JPH01218926A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、パートタイム四輪駆動車（パートタイム４
ＷＤ車）等に用いられるハブクラッチに関する。

（従来の技術） 例えばフロントエンジンリアドライブ（ＦＲ）ベースの
パートタイム４ＷＤ車において、単に二輪駆動（以下、
２ＷＤという）にして走行をする場合は前車輪側のプロ
ペラシャフト、デファレンシャル装置、車軸などの動力
伝達系は前車輪の回転を受けて回転する。それに伴って
発生ずる騒音、燃費の低下、動力伝達系各部の寿命の低
下などを軽減するためにハブクラッチを用いて前車輪と
その動力伝達系との切離しを行う。

このハブクラッチの作動（連結−切離し）手段には動力
を用いたものがあり、特開昭６１−２３８５１６号公報
記載のものはその一例であって、第８図に示すように構
成されている。

すなわら、２０１はＴＪ１ｍ２０３に係合づるドライブ
ギヤ、２０５は車輪ハブ側のハウジング、２Ｏ７は軸方
向に移動してドライブギヤ２０１とハウジング２０５と
に係合しこれらを連結するスライドギヤであるＳハウジ
ング２０５はベアリング２０９．２１１によってスピン
ドル２１３に回転自在に支承されている。２１５はハウ
ジング２０５を左右に区画する可撓性のダイヤフラムで
あり、２１７はこのダイヤフラム２１５とともに左右に
移動してスライドギヤ２０７に上記の係合をさせる板で
ある。ダイヤフラム２１５の第８図中左側に形成された
気密室２１９は通路２２１を介してエンジンの吸気マニ
ホールドと連結されており、通路２２１の途中に設けら
れた制御弁２２３によって真空状態か大気圧状態に切換
られる。気密室２１９が真空状態になるとダイヤフラム
２１５は吸引され、板２１７はコイルばね２２５の力に
抗してスライドギヤ２０７を左方に移動させ、ドライブ
ギヤ２０１とハウジング２０５とを連結する（ロック状
態）。従って、四輪駆動（以下、４ＷＤという）が可能
である。次に、気密室２１９を大気圧状態にすればスラ
イドギヤ２０７はコイルばね２２５の付勢力で右方へ移
動しドライブギヤ２０１とハウジング２０５との連結は
解除されて（フリー状態’）２ＷＤとなる。従って２Ｗ
Ｄ時にプロペラシャフト等を無駄に連れ回ることがない
。

ダイヤフラム２１５の右側に形成された隔室２２７には
通気ボート２２９が設けられ、隔室２２７を大気に連通
させている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、このような構成にあっては、４ＷＤ走行中ス
ライドギヤ２０７をドライブギヤ２０１との連結位置に
保持するために、気密室２１９の内部は常に負圧状態に
しておく必要がある。従って、シール部から気密室２１
９の内部に埃、泥、水などの異物が侵入し易く、侵入し
たこれらの異物、特に泥の同化、水の凍結などによりス
ライドギ１７２０７、ダイヤフラム２１５などの可動部
、ドライブギヤ２０１、ハウジング２０５、スライドギ
ヤ２０７の連結部、ベアリング２０９．２１１の摺動部
などに入り込みこれらの機能と耐久性とを低下させる。

また、例えば通路２２１の漏れや詰りなどにより負圧が
変動し吸引力がコイルばね２２５の付勢力より小さくな
ると、その付勢力によりドライブギヤ２０１とスライド
ギヤ２０７との係合が外れて２ＷＤ状態に戻ってしまう
ことがある。

そこで、この発明は、内部に異物が侵入しずらく、従っ
て耐久性に優れているとともに、ロック状態またはフリ
ー状態におけるスライドギヤの位置保持が安定したハブ
クラッチの提供を目的とする。

［発明の構成１ （課題を解決するための手段） この発明のハブクラッチは、車軸側のドライブギヤと、
このドライブギヤと同心状に配置されたハウジングと、
前記ドライブギヤとハウジングとを連結する連結位置お
よび連結を解除する解除位置へ移動可能なスライドギヤ
と、前記ハウジング内に形成された圧力室への圧力供給
により前記スライギヤを連結位置と解除位置の一方へ移
動させる移動部材と、前記スライドギＶを連結位置と解
除位置の他方へ付勢する付勢手段と、圧力室への一度目
の圧力供給により連結位置又は解除位置へ移動したスラ
イドギヤを圧力供給解除に係わらず保持すると共に２度
目の圧力供給により保持を解除づる保持手段とからなる
ことを特徴とする。

（作用） 圧力（正圧または負圧）の供給により圧力室は膨部また
は収縮して移動部材を移動させ、付勢手段の付勢力に抗
してスライドギヤを軸方向の一方へ移動させる。圧力の
供給が停止されると、付勢手段の付勢力によりスライド
ギヤは元の位置へ戻る。このようにしてスライドギヤは
連結位置と解除位置との間を移動する。スライドギヤが
連結位置へ移動すればドライブギヤとハウジングとが連
結され、ハブクラッチはロック状態となり、スライドギ
ヤが解除位置へ移動すればドライブギヤとハウジングと
の連結は解除され、ハブクラッチはフリー状態になる。

また保持手段によって連結位置又は解除位置におけるス
ライドギヤの位置保持が行われるから、ハブクラッチは
ロック状態とフリー状態において各々安定に作動する。

〈実施例） 第１図ないし第７図により一実施例の説明をする。この
実施例はＦＲベースのパートタイム４ＷＤ車において、
２ＷＤに切換えたとき非駆動側となる前車軸に用いた。

また、第１図はハブクラッチのロック状態を示し、第２
図は圧力室に負圧を供給している状態を示し第３図はフ
リー状態を示す。なお、以下の説明において左右の方向
は上記図面における方向とする。

まず、構成を説明する。

車軸１の先端部にはドライブギヤ３がスプライン結合し
ている。ハウジング５は車軸１とドライブギｉ７３とを
囲むように同心状に配置されている。

ハウジング５はハブ部７を有する基部９と円筒部１１お
よび袋状の頂部１３とからなっている。

これらの基部９、円筒部１１、頂部１３はボルト１５で
一体に固定されている。ハブ部７にはホイール１７とブ
レーキのディスクロータ１９とがボルト２１とナツト２
３により共締めされている。

ハウジング５はベアリング２５．２７により車体側のス
ピンドル２９に回転自在に支承されている。

また、ベアリング２５の左方においてハウジング５の基
部９とスピンドル２９の基部３１との間にシール３３が
配設されている。

スピンドル２９の先端にはねじ部３５とスプライン３７
とが設りられており、ねじ部３５にはベアリング２７の
ロックナツト３つが螺着され、ロックナツト３９には軸
方向１ｉ３７に爪４１を係合した状態で回り止め４３が
ねじ４５で固定されている。

車軸１はスピンドル基部３１の左方において等速ジヨイ
ント４７と連結されるとともに、スピンドル基部３１と
の間に装着したブツシュベアリング４９によりスピンド
ル２９に回転自在に支承されている。また、車軸１とス
ピンドル基部３１との間にはシール５１が配設されてい
る。巾軸１上には、スピンドル２つの先端に当接するに
うに、ストッパリング５３が取り付けられており車ｆｌ
ｌｌ　１の左方への動きを規制している。

ドライブギヤ３とハウジング５の円筒部１１との間には
ストッパリング５５．５７とで支持されたベアリング５
９が配設されている。このベアリング５９は車＃１１と
ドライブギヤ３とをハウジング５に対して回転自在に支
承するとともにこれらのセンタリングを行っている。ま
た、ドライブギヤ３どスピンドル２９の先端部の間には
シール６１が配設されている。

スライドギヤ６３はリング状の連結部材であり、その内
周面にはスプライン６５がまた外周面にはスプライン６
７が設けられている。一方、ドライブギヤ３の外周面に
は、スプライン６５と活動自在に係合するスプライン６
９が設けられ、ハウジング５の円筒部１１の内周面には
スプライン６７と摺動自在に係合するスプライン７１が
設けられている。スライドギヤ６３はドライブギヤ３の
スプライン６９上をスライドすることにより、ハウジン
グ５のスプライン７１と係合してドライブギヤ３とハウ
ジング５とを連結する連結位置（第１図に示したロック
状態）とハウジング５との係合から離脱した解除位置（
第３図に示したフリー状態）との間を往復移動できる。

移動部材７３は袋状を呈し、ストッパリング７５によっ
てスライドギヤ６３に一体に取り付けられている。移動
部材７３とドライブギヤ３との間には０リング７７が配
設され、移動部材７３とドライブギヤ３との間に圧力室
７９を形成している。

圧力室７９の内部において、ストッパリング８１の抜は
止めによりカム部材８３がドライブギヤ３に取り付けら
れている。このカム部材８３には凹部８５が設けられて
いる。一方、移動部材７３には凸部８７が設けられ、こ
の凸部８７はカム部材の凹部８５に活動自在に嵌合して
いる。

カム部材８３には、第４図（ａ　）に示したように、ハ
ート形の溝部８９を有するハートカム９１が形成されて
いる。一方、移動部材７３の凸部８７にはビン９２の軸
部９３が嵌合装着され、ビン９２の先端は、溝部８９の
底部に弾接しながらハートカム９１に係合している。こ
の溝部８９は溝ａから溝ｑに区分されており、これらの
満ａ〜Ｑの底部は、第５図に示す底部断面の展開図に承
りように、段差と勾配とを有する形状が与えられている
。この段差によりビン９２の移動方向は規制され、第５
図の矢印のように、ｔｅａから溝す−ｒを介して溝０に
至り再び溝ａに戻る方向にだけ移動可能であり、その間
ピン９２は第４図（ｂ　）に示した軌跡を描く。このカ
ム部材８３は、第６図に示したように、上下二分割とな
っており下半部には、後述のように、空気の通路９５と
なる山道孔が設けられている。

カム部材８３とビン９２の軸部９３との間には、このビ
ン９２および移動部材７３を介してスライドギヤ６３を
右方へ付勢する付勢手段であるリターンスプリング９７
が装着されている。このリターンスプリング９７および
１肖記のハートカム９１とビン９２とにより保持手段９
４が構成される。

車軸１とスピンドル２９との間には間隙９９が設けられ
ている。間隙９９は右方において車ｌＮ１１とドライブ
ギヤ３の間に第７図のように設けられた通路１０１とカ
ム部材８３の通路９５とを介して圧力室７つに連通して
おり、左方においてスピンドル基部３１に設（プられた
オリフィス１０３、通路１０５、制御弁１０７を介して
エンジンの吸気マニホールド側に接続されている。この
ようにして、エンジンの吸気マニホールドと圧力室７９
とを結ぶ圧力（負圧）供給系路が形成されている。

この圧力供給系路における負圧の供給は、例えば、運転
席のインストルメントパネル上の切換スイッチにより単
独操作可能か、あるいは２ＷＤ−４ＷＤ切換操作手段（
スイッチまたはレバー、以下２−４切換スイツチという
）により運動操作可能である。つまり、この２−４切換
スイツチと萌記１ｊ制御弁１０７とは連動し、２−４切
換スイツチを切換操作すると圧力供給系路を介して圧ノ
〕至７９に負圧が供給され、一定時間の後またはセンサ
からの信号により負圧の供給が停止される。

次に、機能を説明する。

２−４切換スイツチを切換操作して４ＷＤに切換えると
、上記のように、圧力室７９に一度目の負圧が供給され
リターンスプリング９７の付勢力に抗して移動部材７３
が左方へ吸引される。これに伴いスライドギヤ６３と保
持手段９４のビン９２が左方へ移動する。このとき、ド
ライブギヤ３とスライドギヤ６３との位相が合わなくて
も移動部材７３と収縮しながら移動部材７３を吸引する
圧力室７９とが待ち機構として働き、ドライブギヤ３と
スライドギヤ６３が相対回転し位相が合ったところで両
者のスプライン６７．７１の係合が行われる。また、ビ
ン９２はハートカム９１の溝部８９の始点である溝ａか
ら溝す、ｃを経て溝ｄまで移動し、溝ｄの屈曲点１０９
で停止する。この時、スライドギヤ６３は、第２図に示
したように、ドライブギヤ３上の準備位置まで移動する
。

ここまでの所要時間は、待ち機構が働いた場合でも概ね
１０秒以下である。次いで、一定時間が経過するか、あ
るいはビン９２の位置を検知するセンサ、スイッチなど
からの信号により圧力室７９への負圧の供給を停止する
と、リターンスプリング９７の付勢力によりビン９２は
溝ｄから溝ｅへ移動し、溝ｅの屈曲点１１１で停止し、
スライドギＡアロ　３は移動部材７３を介して付勢され
第２図の準備位置からやや右方の第１図に示した連結位
置まで移動する。この状態でハブクラッチはロック状態
であり４ＷＤ走行が可能である。この時、ビン９２はリ
ターンスプリング９７の付勢力により、溝Ｃの屈曲点１
１１に保持され、従ってスライドギヤ６３は連結位置に
保持されるから、安定した４ＷＤ走行が行える。

２−４切換スイツチを切換操作して２ＷＤに切換えると
、圧力室７９に二度目の負圧が供給されシフトスプリン
グ９７の付勢力に抗して移動部材７３が左方へ吸引され
る。これに伴い、ビン９２は溝ｅから溝「へ移動し、溝
ｆの屈曲点１１３で停止する。この時、スライドギヤ６
３は再び第２図の準備位置へ移＆’ｌする。これに要す
る時間は概ね１０秒以下である。次いで、上記と同様に
、−定時間経過後あるいはセンサからの信号により負圧
の供給を停止するど、シフトスプリング９７の付勢力に
より、ビン９２が溝「から溝０を経て再び始点の溝ａに
戻るとともに、スライドギヤ６３はドライブギＡ１３と
の係合状態から離脱し、第３図に示した、解除位置に戻
る。この状態でハブクラッチはフリー状態どなり、非駆
動側の車輪とその動力伝達系とが切離される。

このように、２ＷＤ走行の際は非駆動側の車輪とその動
力伝達系とを切離して燃費と耐久性の向上および騒音の
低下などを図ることができる。また、４ＷＤ走行をした
い時はこの非駆動側の車輪と動力伝達系とを連結するこ
とができる。

また、上記のように、保持手段９４によりスライドギヤ
６３は連結位置と解除位置に各々保持されるから、例え
ば圧力供給系路の漏れや詰りなどにより圧力に変動が生
じても安定した４ＷＤ走行が行える。

ロック状態とフリー状態間の切換の際に負圧を供給づる
時間はいずれも概ね１０秒以下で極めて短く、従来例の
ように４ＷＤ走行中負圧を供給し続ける必要がない。従
って、ハウジング５の内部へ異物が侵入することは殆ん
どなく、異物にょる機能、耐久性の低下などが生じない
。

圧ノ〕窄７９をドライブギヤ３の先端部に形成して容積
を小さくしたから、ハウジング５内部の圧力室７９を除
いた隔室１１５の空気容量が大きくなり、充分な彫版性
と圧縮性が得られるので移動部材７３に高い圧力応答性
を与えるために第８図に示した従来例において必要であ
った通気孔２２９に相当する外気との連通孔は不要であ
る。従ってその連通孔からの異物の侵入がなく、従って
泥の固化、水の凍結などによる作動不能や耐久性の低下
などが生じない。

スライドギヤ６３およびこれと係合づるスプライン６９
．７１は圧力室７９の外部に配置されている。従って、
従来例のようにハブクラッチを作動する度にこれらの係
合部からグリースが空気どともに吸引されて潤滑不良と
なり耐久性が低下づることはない。

さらに、ハウジング５はホイール１７に取付ｔノられた
基部９と円筒部１１および頂部１３とが分υ１されてい
るから基部１１をホイール１７に取付けた状態で他の部
材の組付けまたは分解を行うことができる。従って、第
８図に示したようなハウジング２０５がワンピースであ
る従来例に比べて組付（プの細分解、修理、部品交換、
注油、清掃などが惨めで容易となる。

なお、この発明は次のような態様が可能である。

圧力室７９に供給する圧力は負圧に限らない。圧力源を
別途用意して正圧を供給してもよい。この場合ハートカ
ム９１の溝部８９は左右逆向きにするとともにリターン
スプリング９７は例えば移動部材７３とハウジング５の
頂部１３との間に配冒しスライドギヤ６３を左方に付勢
するように構成する。また、圧力媒体は上記の実施例の
ような気体でなく液体を用いてもよい。スライドギヤ６
３の移動方向において、連結位置を左方とするか右方と
するかは自由に選択してよい。例えば、上記の実施例に
おいてハウジング５の円筒部１１のスプライン７１を頂
部１３の内周面に設ければこの実施例とは反対に左方が
解除位置（フリー状態）となり右方が連結位置（ａツク
状！ｉ！、）となる。

さらに、リターンスプリングを省略し、圧力室７９が負
圧になることによって隔室１１５も負圧となる特性を利
用してもよい。

［発明の効果］ このように、この発明のハブクラッチを用いれば、パー
トタイム４ＷＤ屯において、２Ｗ［）走行時の燃費と耐
久性を向上させ、騒音を低減づることができる。また、
２ＷＤ走行および４ＷＤ走行が各々安定して行えるとと
もに内部に異物が侵入しずらく耐久性が向上し正常な機
能が長く保たれる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は一実施例に関し、第１図は全体断
面図、第２図と第３図は部分断面図、第４図（ａ）はハ
ートカムの正面図、第４図（ｂ）はビンの軌跡を示す図
面、第５図はハートカムの底部断面展開図、第６図は第
２図のＡ−Ａ断面図、第７図は第２図のＢ−８断面図、
第８図は従来例の全体断面図である。 １・・・車軸　　　　　　３・・・ドライブギＶ５・・
・ハウジング　　１７・・・ホイール２９・・・スピン
ドル　６３・・・スライドギヤ７３・・・移動部材　　
７９・・・圧力至９１・・・ハートカム　９２・・・ビ
ン９４・・・保持手段 ９７・・・リターンスプリング（付勢手段）代理人　弁
理士　三　好　　保　男 第２図 第３図 第４図（ａ）　　　　　　　　　　　第５図２４ゴ（ｂ
） 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車軸側のドライブギヤと、このドライブギヤと同心状に
   配置されたハウジングと、前記ドライブギヤとハウジン
   グとを連結する連結位置および連結を解除する解除位置
   へ移動可能なスライドギヤと、前記ハウジング内に形成
   された圧力室への圧力供給により前記スイラドギヤを連
   結位置と解除位置の一方へ移動させる移動部材と、前記
   スライドギヤを連結位置と解除位置の他方へ付勢する付
   勢手段と、圧力室への一度目の圧力供給により連結位置
   又は解除位置へ移動したスライドギヤを圧力供給解除に
   係わらず保持すると共に２度目の圧力供給により保持を
   解除する保持手段とからなることを特徴とするハブクラ
   ッチ。