JPH09263157A - ハブクラッチ装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ４輪駆動車の車軸とハブ間に装着されるハブ
クラッチにおいて、２輪駆動状態と４輪駆動状態の切り
換えを自動的に行ない、前進走行時にタイトコーナブレ
ーキ現象をドライバーが感じることなく運転できるよう
にする。 【解決手段】 前輪車軸１に軸方向へ可動となるよう外
嵌した可動輪９と外輪１３の間に、内輪１１が可動輪９
と軸方向へ可動となるよう結合されたワンウェイクラッ
チ１５を組み込み、スプリング３１で外歯歯車２４が外
輪１３の内歯歯車２５に常時噛合する４輪駆動状態を保
持し、蓋２６に対するマグネット３２の吸着で２輪駆動
状態を保持すると共に、４輪駆動状態と２輪駆動状態の
切り換えをピストン２７に対するマニホールド負圧の作
用で自動的に行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、４輪駆動車の前
輪に取り付け、車軸とホイールハブの間で駆動力の伝達
と遮断を切り換えるハブクラッチの制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】パートタイム式の４輪駆動車は、前輪ハ
ブと車軸の間にハブクラッチ装置を組み込み、ホイール
に対する駆動力の伝達と遮断を切り換えるようにしてい
る。

【０００３】従来のハブクラッチ装置としては、結合手
段の位置を選ぶことにより、２駆走行モードと４駆走行
ロックモード及び４駆走行オーバランニングモードの切
り換えが行なえるものと、２駆走行モードと４駆走行ロ
ックモードの切り換えを行なうものが提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前者のハブ
クラッチ装置は、４駆走行オーバランニングモードで前
輪側のエンジンブレーキが効かないと共に、４駆走行ロ
ックモードでは、エンジンブレーキが効くため、オーバ
ランニング機能がなくなり、タイトコーナブレーキ現象
が発生するという問題がある。

【０００５】また、後者のハブクラッチ装置も４駆走行
ロックモードでエンジンブレーキが効くため、オーバラ
ンニング機能がなくなり、タイトコーナブレーキ現象が
発生するという問題がある。

【０００６】更に、何れのハブクラッチ装置において
も、各走行モードの切り換えはドライバーが選択しなけ
ればならないという不便があった。

【０００７】そこで、この発明の課題は、４輪駆動での
前進走行時において、４駆走行ロックモードと４駆走行
オーバランニングモードの切り換えが、自動車の前進走
行条件に合わせて自動的に行なえるようにし、ドライバ
ーによる選択操作を不要にすると共に、パートタイム式
でありながら、タイトコーナブレーキ現象を感じること
なく運転できるハブクラッチ装置とその制御方法を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記のような課題を解決
するため、請求項１の発明は、駆動部材と従動部材を内
外に回転可能に嵌合させ、この駆動部材と従動部材の間
にワンウェイクラッチを設け、前記駆動部材と従動部材
の間に、圧力流体の作用で駆動部材と従動部材を結合す
る位置と切り離す位置に移動する結合手段を設けてハブ
クラッチを形成し、このハブクラッチと自動車のマニホ
ールド負圧との間に、負圧センサと、その負圧センサの
出力によって結合手段を制御する制御手段とを設けた構
成を採用したものである。

【０００９】請求項２の発明は、駆動部材と従動部材を
内外に回転可能に嵌合させ、この駆動部材と従動部材の
間にワンウェイクラッチを設け、前記駆動部材と従動部
材の間に、圧力流体の作用で駆動部材と従動部材を結合
する位置と切り離す位置に移動する結合手段を設けて形
成したハブクラッチの前記結合手段と自動車のマニホー
ルド負圧を連動させ、４駆走行モードでのエンジンブレ
ーキが必要なときに、マニホールド負圧によって、結合
手段を駆動部材と従動部材の結合位置に移動させる構成
を採用したものである。

【００１０】請求項３の発明は、請求項２の発明におい
て、ハブクラッチの結合手段に対するマニホールド負圧
の作用を独立した２経路によって行ない、マニホールド
負圧の圧力変動を圧力センサで検出して２経路に対する
マニホールド負圧の切換えを行なう構成を採用したもの
である。

【００１１】ここで、駆動部材は駆動軸に対して軸方向
に移動自在となるよう結合した内輪、従動部材はホイー
ルハブと結合した外輪で形成され、結合部材は内輪に設
けた外歯歯車によって形成され、外輪の内歯歯車と係脱
すると共に、この係脱作用は内輪に連結したピストンの
両側の圧力室に対してマニホールド負圧を作用させるこ
とによって行なわれ、両圧力室に対するマニホールド負
圧が独立した２経路で供給される。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
示例と共に説明する。

【００１３】図１のように、４輪駆動車の前輪車軸１
は、車両の駆動系と連結した等速ジョイント２の軸部よ
りなり、この前輪車軸１にハブクラッチ装置３が装着さ
れている。

【００１４】上記前輪車軸１にはスピンドル４が外嵌
し、車両のナックル５に該スピンドル４が固定支持され
ていると共に、スピンドル４がテーパ軸受６、７を介し
てホイールハブ８を回動自在に支持している。なお、テ
ーパ軸受６、７は複列アンギュラ玉軸受としてもよい。

【００１５】前輪車軸１の先端部には、ハブクラッチ装
置３の駆動部材の一つである可動輪９が、セレーション
溝１０を介して、回転が一体で軸方向に移動自在となる
よう外嵌挿され、この可動輪９の外側に、駆動部材の他
の一つである内輪１１が、一体に回転すると共に軸方向
に可動となるようセレーション溝１２を介して外嵌挿さ
れている。

【００１６】上記可動輪９と内輪１１の外側に、従動部
材となる外輪１３が回転可能に外嵌し、この外輪１３は
後部端面が複数のボルト１４によってホイールハブ８の
端面に固定され、この外輪１３の内周面と前記内輪１１
の間に、該内輪１１を含む一方向クラッチ１５が組み込
まれている。

【００１７】この一方向クラッチ１５は図１と図５に示
すように、内輪１１と外輪１３に対向して設けた円筒面
１１ａ、１３ａ間に径の異なる２つの環状保持器１６、
１７を設け、その各保持器１６、１７に設けたポケット
１８、１９にそれぞれスプラグ２０を組込んで形成さ
れ、各スプラグ２０はリボンスプリング２１によって常
に傾倒する方向にモーメントを受けている。

【００１８】上記構造の一方向クラッチ１５では、内輪
１１（車軸）の回転が外輪１３（ホイールハブ）の回転
を上回ったときスプラグ２０が傾倒して各円筒面１１
ａ、１３ａに係合し、トルクを伝達する。逆に外輪１３
の回転が内輪１１の回転を上回ると各スプラグ２０に対
して外輪１３がフリーランニング（オーバランニング）
の状態となり、トルク伝達が行なわれない。この実施例
では一方向クラッチ１５がロックする回転方向を車輌の
前進走行時の回転方向となるように設定している。な
お、内輪１１と外輪１３の間には、図２及び図５に示す
ように、内輪１１の両端部に支持メタル２２、２３が設
けてある。

【００１９】上記一方向クラッチ１５の内輪１１の後端
とテーパ軸受６の間に、スピンドル４に外嵌する間座４
１を設け、この間座４１と外輪１３の後端部内周面との
間にオイルシール４２が組み込まれている。

【００２０】前記可動輪９は、前輪車軸２及び内輪１１
に対して軸方向に移動自在となり、この可動輪９の先端
部外周面に結合部材となる外歯歯車２４が設けられ、外
輪１３の内周面で一方向クラッチ１５に近接する位置に
内歯歯車２５が設けられ、可動輪９を軸方向に移動させ
ることにより、外歯歯車２４は、内歯歯車２５と噛合す
る位置と離脱する位置とに変化することになる。

【００２１】前記外輪１３の先端側開口は磁性金属材料
を用いた蓋２６によって密閉され、該蓋２６の内部にピ
ストン２７が軸方向に移動自在となるよう嵌挿されてい
る。

【００２２】このピストン２７は、可動輪９と軸方向に
一体動するよう固定化され、その外周面に一端を固定し
たベローズ２８の他端が外輪１３の先端部に固定され、
外輪１３と蓋２６の内部で該ピストン２７の前後に遮断
した圧力室２９、３０を形成している。

【００２３】上記ピストン２７と蓋２６の対向面間に
は、ピストン２７を介して可動輪９を外歯歯車２４が内
歯歯車２５に噛合する方向の移動弾性を常時付勢するス
プリング３１が縮設され、前記蓋２６にはピストン２７
と対向する面にマグネット３２が取り付けられている。

【００２４】このマグネット３２は、ピストン２７が外
方に移動して内歯歯車２５から外歯歯車２４が離脱した
位置にあるとき、該ピストン２７が蓋２６に吸着するよ
うになっており、このときマグネット３２は、圧縮した
スプリング３１の反撥力に打ち勝ってピストン２７を保
持する磁力に設定されている。

【００２５】前記ピストン２７を負圧の作用で移動させ
て２輪駆動状態と４輪駆動状態の切り換えを行なうた
め、２つのエア通路が設けられている。

【００２６】第１のエア通路３３は、外側の圧力室２９
と連通し、４輪駆動状態のピストン２７を２輪駆動状態
に切り換えるためのものであり、図１乃至図３の如く、
外輪１３を軸方向に貫通し、外側の圧力室２９と蓋２６
の通路３３ａを介して連通する通路３３ｂと、スピンド
ル４とホイールハブ８の間の空間３３ｃと、スピンドル
４の後端に該空間３３ｃと連通するよう設けた通路３３
ｄとによって形成されている。

【００２７】また、第２のエア通路３４は、可動輪９と
内輪１１の嵌合するセレーション溝１２間に形成し、内
側の圧力室３０と連通する隙間３４ａと、前輪車軸１と
スピンドル４の嵌合面間に生じた隙間３４ｂと、スピン
ドル４の後端にこの隙間３４ｂと連通するよう設けた通
路３４ｃとによって形成され、内側の圧力室３０に負圧
を作用させることにより、２輪駆動状態のピストン２７
を４輪駆動状態の位置に切り換えることになる。

【００２８】図６は、上記した第１、第２のエア通路３
３、３４と接続され、ピストン２７の２輪駆動状態と４
輪駆動状態の切り換えを制御する動作制御装置を示して
いる。

【００２９】図６に示す制御装置において、負圧源５１
は、エンジンのインテークマニホールドであり、負圧源
５１と接続した負圧パイプ５２は途中にチェックバルブ
５３と負圧タンク５４が設けられ、二又に分岐した先端
側は第１の電磁弁５５と第２の電磁弁５６に各々接続さ
れている。

【００３０】上記負圧源５１としてインテークマニホー
ルドを用いる場合、エンジンの加速時に負圧が得られな
いので、負圧タンク５４は、負圧エアの不足発生を防止
するために有効である。

【００３１】第１の電磁弁５５は、２輪駆動状態から４
輪駆動状態への切り換えを行なうためのものであり、こ
の電磁弁５５から分岐した第１パイプ５７の先端は、ハ
ブクラッチ装置における第２のエア通路３４とスピンド
ル４の後端の通路３４ｃの部分で接続されている。

【００３２】また、第２の電磁弁５６は４輪駆動状態か
ら２輪駆動状態への切り換えを行なうためのものであ
り、この電磁弁５６から分岐した第２パイプ５８の先端
は、ハブクラッチ装置における第１のエア通路３３とス
ピンドル４の後端の通路３３ｄの部分で接続されてい
る。

【００３３】上記、両電磁弁５５、５６の出力側には大
気圧用のパイプ５９が接続され、第１の電磁弁５５は、
通電時に負圧パイプ５２と第１パイプ５７を連通させ、
通電が切れると負圧パイプ５２と第１パイプ５７の連通
を遮断し、第１パイプ５７と大気圧用のパイプ５９を接
続する。

【００３４】また、第２の電磁弁５６は、通電時に負圧
パイプ５２と第２パイプ５８を連通させ、通電が切れる
と負圧パイプ５２と第２パイプ５８の連通を遮断し、第
２パイプ５８と大気圧用のパイプ５９を接続することに
なる。

【００３５】両電磁弁５５、５６を作動させるため、負
圧源５１に圧力センサ６０を設け、負圧源５１の圧力変
動を圧力センサ６０で検出し、この圧力センサ６０で両
電磁弁５５、５６への通電を切り換える。

【００３６】また、トランスファーを４輪駆動のローや
バックにしたときは、ピストン２７を４輪駆動状態にす
るため、トランスファーと両電磁弁５５、５６の間に電
気的な制御手段６１が設けられている。

【００３７】この発明の実施形態のハブクラッチ装置は
上記のような構成であり、次に、この装置を用いた車輪
の走行状態について説明する。

【００３８】トランスファーの２駆走行状態では、図１
と図２に示すように、マグネット３２にピストン２７を
吸着させ、スプリング３１を圧縮してピストン２７と可
動輪９を外側に移動させ、外歯歯車２４を内歯歯車２５
から離脱した状態にしておく。

【００３９】この状態では一方向クラッチ１５がフリー
ランニングし、車軸（駆動部材）とホイールハブ（従動
部材）が完全に切離された状態になるため、ホイールハ
ブのトルクが、車軸に伝達されない。

【００４０】このため、トランスファより動力を切離さ
れた前輪車軸２には、エンジン及びタイヤの両方から駆
動力が伝わらず、後輪だけの２輪走行になるため、トラ
ンスファから前輪車軸までの駆動系を停止させることが
できる。

【００４１】図６はこのときの動作制御装置の状態を示
し、第１、第２両電磁弁５５、５６は通電切れにより、
スプールが負圧パイプ５２に対して第１、第２パイプ５
７及び５８の連通を遮断する位相にあり、これにより、
第１、第２エア通路３３、３４と圧力室２９、３０は共
に大気圧となっている。

【００４２】次に、上記２駆走行状態からトランスファ
ーを４駆の前進走行状態にすると、前輪車軸１が駆動系
と直結され、前進方向に回転する。

【００４３】この４駆の前進走行状態において、エンジ
ンブレーキの作動時に、マニホールド負圧の絶対値が上
昇し、これを検出した圧力センサ６０は、第１の電磁弁
５５に通電となり、該電磁弁５５は負圧パイプ５２と第
１パイプ５７を連通させ、負圧源５１の負圧が第１パイ
プ５７を通り、第２のエア通路３４から内側の圧力室３
０に作用する。

【００４４】図３のように第２エア通路３４によって、
密封された圧力室３０内のエアを吸引すると、ピストン
２７に作用する負圧により、該ピストン２７をマグネッ
ト３２の吸着力に打ちかって蓋２６から引き離し、スプ
リング３１の押圧力とによって該ピストン２７と可動輪
９を内方へ移動させ、外歯歯車２４を外輪１３の内歯歯
車２５に噛合させる。これにより、前輪車軸１と外輪１
３が直結された４輪駆動ロックモードになり、エンジン
ブレーキも前後輪で同時に効かせることができる。

【００４５】また、４駆の前進走行状態において、上記
したエンジンブレーキ作動時以外、即ち、アイドリン
グ、加速時、定速時、後輪エンジンブレーキが作動しな
い程のゆるやかな減速負圧時は、圧力センサ６０は作動
せず、可動輪９は外歯歯車２４が内歯歯車２５から離脱
した位置のままであり、前輪車軸１と外輪１３はワンウ
ェイクラッチ１５だけの噛み合いとなり、前進方向だけ
の駆動とオーバランニング状態となる。

【００４６】更に、前記したエンジンブレーキ作動時の
ロックモードにおいて、後輪エンジンブレーキが解除さ
れると、マニホールド負圧の絶対値が下がるため、圧力
センサ６０がこれを検出し、第２の電磁弁５６に通電と
なり、この電磁弁５６は負圧パイプ５２と第２パイプ５
８を連通する位相となり、負圧源５１の負圧が第２パイ
プ５８から第１のエア通路３３を通って外側の圧力室２
９に作用する。

【００４７】外側の圧力室２９に作用する負圧により、
ピストン２７と可動輪９をスプリング３１に打ち勝って
外方に移動させ、ピストン２７を蓋２６のマグネット３
２に吸着させることにより、外歯歯車２４を内歯歯車２
５から離脱させ、これによって４輪駆動のオーバランニ
ングモードに戻ることになる。

【００４８】また、トランスファーを４駆前進走行のロ
ーや４駆走行のバックに操作すると、制御手段６１によ
る第１の電磁弁５５への通電となり、マニホールド負圧
でピストン２７と可動輪９を内側に移動させ、前輪車軸
１と外輪１３を直結したロックモードとする。

【００４９】

【発明の効果】以上のように、この発明によると、マニ
ホールド負圧の圧力変動で２輪駆動状態と４輪駆動状態
の切り換えを行なうようにしたので、４輪駆動状態時に
エンジンブレーキが必要なときに、結合手段をロックモ
ードの位置へ自動的に作動させることができ、それ以外
のときは結合手段をフリーモードの位置にしておくこと
によって、パートタイム式の４輪駆動車でありながら、
前進方向において、タイトコーナブレーキ現象をドライ
バーが感じることなく運転できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】４輪駆動車に対するハブクラッチ装置の装着例
を示す縦断面図

【図２】同上要部を拡大した２輪駆動状態の縦断面図

【図３】同上要部を拡大した４輪駆動状態の縦断面図

【図４】図１の矢印IV−IVに沿う縦断面図

【図５】一方向クラッチの構造とスプラグを示す縦断面
図

【図６】動作制御装置の説明図

【図７】同上の４輪駆動への切り換え時の状態を示す説
明図

【図８】同上の２輪駆動への切り換え時の状態を示す説
明図

【符号の説明】

１ 前輪車軸 ３ ハブクラッチ装置 ４ スピンドル ８ ホイールハブ ９ 可動輪 １１ 内輪 １３ 外輪 １５ 一方向クラッチ ２０ スプラグ ２４ 外歯歯車 ２５ 内歯歯車 ２６ 蓋 ２７ ピストン ２８ ベローズ ２９、３０ 圧力室 ３１ スプリング ３２ マグネット ３３ 第１のエア通路 ３４ 第２のエア通路 ５１ 負圧源 ５２ 負圧パイプ ５３ チェックバルブ ５４ 負圧タンク ５５ 第１の電磁弁 ５６ 第２の電磁弁 ６０ 圧力センサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動部材と従動部材を内外に回転可能に
   嵌合させ、この駆動部材と従動部材の間にワンウェイク
   ラッチを設け、前記駆動部材と従動部材の間に、圧力流
   体の作用で駆動部材と従動部材を結合する位置と切り離
   す位置に移動する結合手段を設けてハブクラッチを形成
   し、このハブクラッチと自動車のマニホールド負圧との
   間に、負圧センサと、その負圧センサの出力によって結
   合手段を制御する制御手段とを設けたハブクラッチ装
   置。
2. 【請求項２】 駆動部材と従動部材を内外に回転可能に
   嵌合させ、この駆動部材と従動部材の間にワンウェイク
   ラッチを設け、前記駆動部材と従動部材の間に、圧力流
   体の作用で駆動部材と従動部材を結合する位置と切り離
   す位置に移動する結合手段を設けて形成したハブクラッ
   チの前記結合手段と自動車のマニホールド負圧を連動さ
   せ、４駆走行モードでのエンジンブレーキが必要なとき
   に、マニホールド負圧によって、結合手段を駆動部材と
   従動部材の結合位置に自動的に移動させることを特徴と
   するハブクラッチ装置の制御方法。
3. 【請求項３】 ハブクラッチの結合手段に対するマニホ
   ールド負圧の作用を独立した２経路によって行ない、マ
   ニホールド負圧の圧力変動を圧力センサで検出して２経
   路に対するマニホールド負圧の切換えを行なうことを特
   徴とする請求項２記載のハブクラッチ装置の制御方法。