JP2001199256A - ハブクラッチ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ４輪駆動車の車軸とハブの間に装着され、２
ＷＤと４ＷＤの切り換えを圧力流体によって行うハブク
ラッチ装置において、２ＷＤと４ＷＤのポジションを板
ばねで保持することにより、製作コストの低減が図れる
ハブクラッチ装置を提供する。 【解決手段】 カバー５内のダイアフラム１４で遮蔽し
た気密室１５、１６に通路２１、２２を介して圧力流体
を給排することにより内輪８を移動させ、外輪１１との
結合と切り離しを行って２ＷＤと４ＷＤを切り換えるハ
ブクラッチ装置において、内輪８を保持する板ばね４１
を、固定ヨーク２０と、上記内輪８に固定した可動ヨー
ク１８との間に傾斜した姿勢で係合させ、この板ばね４
１の反転により上記内輪８の結合、切り離し位置を保持
する。

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
と遮断の切換えを行うためのハブクラッチ装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】パートタイム式の４輪駆動車は、車軸と
前輪ホイールハブの間にハブクラッチ装置を組み込み、
前輪に対する駆動力の伝達と遮断を切り換えることによ
り、２ＷＤ（２駆走行）と４ＷＤ（４駆走行）を選択で
きるようにしている。

【０００３】上記のようなハブクラッチ装置として、車
軸に連結する駆動部材とホイールハブに連結する従動部
材との結合と切り離しを、ダイヤフラムによって隔離さ
れた気密室への圧力流体の制御による駆動部材の移動に
よって行い、駆動部材の従動部材に対する結合状態又は
切り離し状態をコイルばねと磁石を用いて保持するハブ
クラッチ装置を、本出願人は特開平１０−２７２９５４
号によって提案した。

【０００４】図５と図６は、上記したハブクラッチ装置
の構造を示し、４輪駆動車の前輪車軸１にスピンドル２
が外嵌し、車両のナックルに該スピンドル２が固定支持
されていると共に、スピンドル２が軸受３を介してホイ
ールハブ４を回動自在に支持している。

【０００５】前記ホイールハブ４の端面にカバー５がボ
ルト６での締結により、ガスケット７を介して固定さ
れ、ホイールハブ４の端部を密閉していると共に、カバ
ー５内において、前輪車軸１の先端部には、ハブクラッ
チ装置の駆動部材である内輪８がセレーション９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、この内輪８の外周に外歯歯車１０が形成されてい
る。

【０００６】上記カバー５の内部でホイールハブ４寄り
の位置に、ハブクラッチ装置の従動部材となる外輪１１
がセレーション１２を介して該カバー５と一体に回転す
るよう設けられ、この外輪１１の内周面に前記外歯歯車
１０が噛合及び離脱自在となる内歯歯車１３が設けられ
ている。

【０００７】前記カバー５の内部に設けたダイヤフラム
１４は、外周部が固定ヨーク２０とスリーブ２７で挟ま
れ、カバー５の内周に気密状となるよう固定され、か
つ、中央部分が可動ヨーク１８とピストン１８ａで挟持
され、可動ヨーク１８で内輪８に気密状態で軸方向に一
体動するよう結合され、カバー５の内部はこのダイヤフ
ラム１４によって気密状に遮断された二つの気密室１５
と１６になり、両気密室１５、１６に対するエアの給排
を制御することにより内輪８が軸方向に移動し、内歯歯
車１３に対する外歯歯車１０の噛合及び離脱により、２
ＷＤと４ＷＤの切り換えが行われる。

【０００８】上記ダイヤフラム１４とカバー５の対向面
間に、内輪８を後退側の位置に常時押圧するコイルスプ
リング１７が縮設され、カバー５の内面側中央に、内輪
８が前進位置にあるとき、ダイヤフラム１４のピストン
１８ａを吸着し、外歯歯車１０が内歯歯車１３から離脱
した状態を保持するマグネット１９が固定ヨーク２０を
介して固定されている。

【０００９】内輪８を移動させて２ＷＤと４ＷＤの切り
換えを制御するため、ハブクラッチ装置には、両気密室
１５と１６に対して個々に連通する独立した２経路のエ
ア通路２１と２２が設けてある。

【００１０】外側の気密室１５に対する第１のエア通路
２１は、カバー５に該気密室１５と連通するよう設けた
通路２１ａと、スピンドル２とホイールハブ４間の空間
２１ｂと、この空間２１ｂに組込んだ軸受３内の隙間及
び該空間２１ｂと連通するようスピンドル２の後端に設
けた通路２１ｃとによって形成され、通路２１ｃに接続
したエア配管２３がインテクマニホールド等のエア源に
接続される。

【００１１】また、内側の気密室１６に対する第２のエ
ア通路２２は、前輪車軸１とスピンドル２の嵌合面間に
生じた隙間２２ａと、この隙間２２ａと連通するようス
ピンドル２の後端に設けた通路２２ｂとで形成され、こ
の通路２２ｂに接続したエア配管２４がエア源に接続さ
れる。

【００１２】なお、両気密室１５と１６は、スピンドル
２の先端に螺合したナット２５とカバー５の内周の間に
組込んだ密封部材であるオイルシール２６によって気密
状態が保持され、このオイルシール２６は外輪１１の内
側端面にも圧接している。

【００１３】上記ハブクラッチ装置の４ＷＤ時は、図６
（Ａ）に示すように、内輪８を後方に移動させ、外歯歯
車１０を内歯歯車１３に噛合させる。

【００１４】これにより、前輪車軸１と外輪１１が直結
された４ＷＤ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。この４ＷＤは、コイルスプリ
ング１７で保持されることになる。

【００１５】また、上記４ＷＤから２ＷＤに切り換える
には、密閉された外側の気密室１５内のエアを吸引し、
ダイヤフラム１４に作用する圧力差により、コイルスプ
リング１７に打ち勝って内輪８を外方に移動させ、マグ
ネット１９でピストン１８ａを吸着することにより、図
５の如く、外歯歯車１０を内歯歯車１３から離脱させれ
ばよい。

【００１６】上記のように、２ＷＤと４ＷＤの状態の切
り換えは、ダイヤフラム１４の両側の気密室１５又は１
６の何れかに負圧又は正圧を作用させればよいと共に、
２ＷＤはマグネット１９の吸着によって保持し、４ＷＤ
はコイルスプリング１７の押圧力によって保持するよう
になっている。

【００１７】ところで、上記したハブクラッチ装置にお
けるマグネット１９の取り付け構造は、図６（Ａ）、
（Ｂ）に示すように、カバー５内に固定する固定ヨーク
２０の中央部に固定用座金１８に向けて突出する円筒部
２８を設け、この円筒部２８に外嵌する円板状のリング
に形成されたマグネット１９をヨーク２０に接着剤２９
で固定し、円筒部２８の端面がピストン１８ａの吸着面
３０になっている。

【００１８】上記のマグネット１９によるピストン１８
ａの吸着力は、マグネット１９の磁力が一定として、マ
グネット１９の端面と円筒部２８の吸着面３０までの寸
法Ｗによって決定され、所定の吸着力を得るためには、
上記寸法Ｗの管理が極めて重要である。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したハ
ブクラッチ装置において、内輪８を２ＷＤのポジション
に保持するため、マグネット１９の磁力をヨーク先端に
集中させ、ピストン１８ａを一定の力で吸着させる必要
があり、このため、吸着面３０の厳しい精度コントロー
ルが必要となると共に、吸着面３０は振動による摩耗を
防止するため、熱処理を行って硬度を高めることが必要
である等の理由から、製作コストが非常に高くなるとい
う点で改善の余地が見いだされた。

【００２０】そこで、この発明の課題は、内輪の２ＷＤ
と４ＷＤのポジションを板ばねで保持することにより、
コイルスプリングとマグネットを廃止することができ、
製作コストの低減が図れるハブクラッチ装置を提供する
ことにある。

【００２１】

【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、車軸に連結する駆動部材
とホイールハブに連結する従動部材との結合と切り離し
を、ダイヤフラムによって隔離された気密室への圧力流
体の制御による駆動部材の移動によって行い、駆動部材
の従動部材に対する結合状態又は切り離し状態の保持を
板ばねの姿勢により保持するようにしたハブクラッチ装
置において、駆動部材を保持する板ばねを、固定ヨーク
と、上記駆動部材に固定した可動ヨークとの間に傾斜し
た姿勢で係合し、この板ばねの反転により上記結合、切
り離し位置を保持した構成を採用したものである。

【００２２】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、上記ダイヤフラムの内周縁を可動ヨークを介して駆
動部材に固定し、外周縁を従動部材に固定した構成を採
用したものである。

【００２３】請求項３の発明は、請求項１又は２の発明
において、上記板ばねの反転保持力を、上記ダイヤフラ
ムの軸方向推力よりも小さくした構成を採用したもので
ある。

【００２４】請求項４の発明は、請求項１乃至３の発明
において、上記板ばねの両端部にウェーブを設けた構成
を採用したものである。

【００２５】請求項５の発明は、請求項１乃至４の発明
において、上記板ばねをゴム製とした構成を採用したも
のである。

【００２６】請求項６の発明は、請求項１乃至４の発明
において、上記板ばねを合成樹脂製とした構成を採用し
たものである。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
１乃至図４に基づいて説明する。なお、ハブクラッチ装
置の基本的な構造と作用は、図５と図６を用いて従来の
技術の項で述べた先行技術のものと同じであるので、同
一部分に同一符号を付すことによって説明に代える。

【００２８】図１と図２に示すように、内輪（駆動部
材）８の２ＷＤと４ＷＤのポジションの保持に板ばね４
１を使用し、固定ヨーク２０の内部に該板ばね４１を収
納し、この板ばね４１を弾性変形で円弧状にしてその両
端を固定ヨーク２０に係止し、更に板ばね４１の中央部
を、上記内輪８に固定した可動ヨーク１８とピストン１
８ａに取り付けたリベット４２の先端に係合させ、固定
ヨーク２０と内輪８に固定した可動ヨーク１８との間に
傾斜した姿勢で配置することにより、この板ばね４１の
反転で内輪８の結合、切り離し位置を保持するものであ
る。

【００２９】ここで、板ばね４１の反転保持力は、上記
ダイヤフラム１４の軸方向推力よりも小さく設定され、
板ばね４１の中央部を係合させたリベット４２は、可動
ヨーク１８とピストン１８ａで内輪８に対して回転自在
となるよう保持され、板ばね４１の中央部をこのリベッ
ト４２の先端に回転可能で軸方向に適宜の遊びを持たせ
た状態で一体動するよう係合させ、また、ダイヤフラム
１４はその内周縁が可動ヨーク１８とピストン１８ａで
気密状に挟持され、該可動ヨーク１８を介して内輪８に
固定され、また、外周縁はスリーブ２７と固定ヨーク２
０で気密状態に固定されている。

【００３０】図３と図４は、上記板ばね４１の異なった
形状の幾つかの例を示し、図３（Ａ）と（Ｂ）に示す板
ばね４１は、全長を一定幅の帯板状とし、長さ方向の両
端部に固定ヨーク２０の取り付け孔４３に対する幅の狭
い係止片４４を突設すると共に、長さ方向の中央部にリ
ベット４２への嵌合孔４５を設けた形状になっている。

【００３１】図３（Ｃ）の板ばね４１は、図３（Ａ）と
（Ｂ）と同様の板ばね４１において、係止片４４の両側
根元部分に切り込み４６を入れ、係止片４４の弾性を向
上させたものである。

【００３２】図３（Ｄ）の板ばね４１は、図３（Ａ）と
（Ｂ）と同様の板ばね４１において、長さ方向の中央部
両側を嵌合孔４５と同軸心状の弧状に膨出させ、中央部
の強度を向上させたものである。

【００３３】図４（Ａ）乃至（Ｄ）に示す板ばね４１
は、図３（Ａ）と（Ｂ）と同様の板ばね４１において、
長さ方向の両端部にウェーブ４６を設け、板ばね４１の
反転動作が円滑に得られるようにしたものである。

【００３４】上記した各例の板ばね４１において、板ば
ね４１の形成材料は、各種金属のほか、天然や合成のゴ
ム、合成樹脂の何れでもよく、金属材料としては、ばね
鋼、ステンレス等を例示することができる。

【００３５】また、合成樹脂材料は、熱可塑性樹脂、熱
硬化性樹脂の何れでもよく、熱可塑性樹脂の具体的な例
としては、ＰＡ６、ＰＡ４６、ＰＡ１２の如き芳香族ポ
リアミド等のＰＡ系樹脂、ポリオキシメチレン、ポリエ
チレンテレフタート、ポリプチレンテレフタート、ポリ
エチレン等を挙げることができる。

【００３６】更に、熱硬化性樹脂としては、フェノー
ル、エポキシ、メラミン等の樹脂を挙げることができ
る。

【００３７】この発明のハブクラッチ装置は、上記のよ
うな構成であり、４ＷＤ時は、図１に示すように、内輪
８を後方に移動させ、外歯歯車１０を内歯歯車１３に噛
合させる。このとき、板ばね４１は、内輪８側に弧状と
なり、前輪車軸１と外輪（従動部材）１１が直結された
４ＷＤ状態が保持され、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。

【００３８】また、上記４ＷＤ状態から２ＷＤ状態に切
り換えるには、密閉された外側の気密室１５内のエアを
吸引し、ダイヤフラム１４に作用する圧力差により、板
ばね４１の弾性に打ち勝って内輪８を外方に移動させれ
ば、板ばね４１は反転し、図２の如く、外歯歯車１０が
内歯歯車１３から離脱し、２ＷＤ状態が保持される。

【００３９】このように、２ＷＤ状態と４ＷＤ状態の切
り換えは、ダイヤフラム１４の両側の気密室１５又は１
６の何れかに負圧又は正圧を作用させればよいと共に、
内輪の２ＷＤと４ＷＤのポジションは、板ばね４１の反
転によって保持することができる。

【００４０】

【発明の効果】以上のように、この発明によると、２Ｗ
Ｄと４ＷＤの切り換えを圧力流体の給排によって行うハ
ブクラッチ装置において、駆動部材の２ＷＤと４ＷＤの
ポジションを板ばねで保持するようにしたので、該ポジ
ションの保持に、先行技術で必要であったコイルスプリ
ングとマグネットを廃止することができ、精密加工や熱
処理加工が不要になり、製作コストの低減を図ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明のハブクラッチ装置における４駆走行
状態の縦断面図

【図２】この発明のハブクラッチ装置における２駆走行
状態の縦断面図

【図３】（Ａ）は板ばねの縦断正面図、（Ｂ）は同板ば
ねの斜視図、（Ｃ）は板ばねの他の例の正面図、（Ｄ）
は板ばねの更に他の例の正面図

【図４】（Ａ）はウェーブを設けた板ばねの取り付け状
態の縦断側面図、（Ｂ）は同板ばねの斜視図、（Ｃ）は
同正面図、（Ｄ）は同縦断側面図

【図５】先行技術のハブクラッチ装置における２駆走行
状態の縦断面図

【図６】（Ａ）は同上要部を拡大した４駆走行状態の縦
断面図、（Ｂ）は同上におけるマグネットの取り付け構
造を示す拡大断面図

【符号の説明】

１ 前輪車軸 ２ スピンドル ５ カバー ８ 内輪 １０ 外歯歯車 １１ 外輪 １３ 内歯歯車 １４ ダイアフラム １５、１６ 気密室 ２１、２２ 通路 ４１ 板ばね ４２ リベット ４４ 係合片

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車軸に連結する駆動部材とホイールハブ
   に連結する従動部材との結合と切り離しを、ダイヤフラ
   ムによって隔離された気密室への圧力流体の制御による
   駆動部材の移動によって行い、駆動部材の従動部材に対
   する結合状態又は切り離し状態の保持を板ばねの姿勢に
   より保持するようにしたハブクラッチ装置において、駆
   動部材を保持する板ばねを、固定ヨークと、上記駆動部
   材に固定した可動ヨークとの間に傾斜した姿勢で係合
   し、この板ばねの反転により上記結合、切り離し位置を
   保持したことを特徴とするハブクラッチ装置。
2. 【請求項２】 上記ダイヤフラムの内周縁を可動ヨーク
   を介して駆動部材に固定し、外周縁を従動部材に固定し
   たことを特徴とする請求項１に記載のハブクラッチ装
   置。
3. 【請求項３】 上記板ばねの反転保持力を、上記ダイヤ
   フラムの軸方向推力よりも小さくしたことを特徴とする
   請求項１又は２に記載の回転伝達装置。
4. 【請求項４】 上記板ばねの両端部にウェーブを設けた
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のハブ
   クラッチ装置。
5. 【請求項５】 上記板ばねをゴム製としたことを特徴と
   する請求項１乃至４の何れかに記載のハブクラッチ装
   置。
6. 【請求項６】 上記板ばねを合成樹脂製としたことを特
   徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のハブクラッチ
   装置。