JP3565664B2 - Hub clutch device - Google Patents
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Description
【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付け、車軸とホイールハブの間で圧力流体の制御により駆動力の伝達と遮断を切り換えるハブクラッチ装置、更に詳しくは、圧力流体の給排を行なう経路の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
パートタイム式の4輪駆動車においては、前輪ハブと車軸の間にハブクラッチ装置を組込み、ホイールに対する駆動力の伝達状態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は、車軸に嵌合したスライドギヤを軸方向に移動自在とし、このギヤをホイールハブに対して係脱させ、係合時に車軸とホイールハブを直結した4輪駆動状態とし、離脱時は2輪駆動状態となる構造を有し、この駆動の切り換えには、圧力流体、例えばエア圧力を使用するようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、エア圧力でスライドギヤを移動させて駆動の切り換えを制御するには、エア経路を車体に設けられたエア供給源と気密室との間に形成する必要があり、ホイールハブを回転自在に支持する軸受の外側にこれらの経路を設けるようにすると、加工が複雑となり、コスト的に高くなると共に、ハブクラッチ装置の断面径が大きくなるという問題がある。
【0005】
そこで、この発明の課題は、駆動部材と従動部材の結合と切り離しを行なう圧力流体の経路の1つに軸受の内部を利用すると共に、他の経路を車軸の外周面に形成し、製作面、コスト面で有利となり、断面径を小さくすることができるハブクラッチ装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記の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軸受で回動自在に支持されたホイールハブに連結する従動部材とを内外に回転可能に嵌合させ、前記駆動部材と従動部材の間に、圧力流体によって駆動部材と従動部材とを結合する位置と切り離す位置とに移動させるための結合部材を設け、この結合部材の両側に設けた2つの気密室にそれぞれ圧力流体を給排する2つの通路を形成したハブクラッチ装置において、前記2つの気密室がそれぞれエア源に接続されており、前記ホイールハブを支持する軸受内に生じる空間を、一方の気密室に連通する通路として使用し、前記車軸の外周面に、他方の気密室に連通する通路を形成する構成を採用したものである。
【0007】
請求項2の発明は、車軸に連結する駆動部材と軸受で回動自在に支持されたホイールハブに連結する従動部材とを内外に回転可能に嵌合させ、前記駆動部材と従動部材の間に、圧力流体によって駆動部材と従動部材とを結合する位置と切り離す位置とに移動させるための結合部材を設け、この結合部材に結合する位置へ向けての移動弾性を付勢し、前記結合部材の切り離し位置をマグネットの吸着によって保持するようにし、前記結合部材の両側に設けた2つの気密室にそれぞれ圧力流体を給排する2つの通路を形成したハブクラッチ装置において、前記2つの気密室がそれぞれエア源に接続されており、前記ホイールハブを支持する軸受内に生じる空間を、一方の気密室に連通する通路として使用し、前記車軸の外周面に、他方の気密室に連通する通路を形成する構成を採用したものである。
【0008】
請求項3の発明は、車軸に連結する駆動部材と軸受で回動自在に支持されたホイールハブに連結する従動部材とを内外に回転可能に嵌合させ、その駆動部材と従動部材の間に、駆動部材と従動部材が相対回転したときにその両部材間に係合する係合子と、駆動部材と従動部材に対して相対回転可能な係合子の保持器とを組込み、この保持器に、係合子が係合作動位置に移動するように保持器を駆動部材に対して相対回転させる回転力付与手段を連結し、保持器と従動部材の間に、流体の圧力によって保持器と従動部材とを結合する位置と切り離す位置とに移動させるための結合部材を設け、この結合部材に結合する位置と切り離す位置との何れか一方をスプリングの押圧弾性によって保持し、他方をマグネットの吸着によって保持するようにし、前記結合部材の両側に設けた2つの気密室にそれぞれ圧力流体を給排する2つの通路を形成したハブクラッチ装置において、前記2つの気密室がそれぞれエア源に接続されており、前記ホイールハブを支持する軸受内に生じる空間を、一方の気密室に連通する通路として使用し、前記車軸の外周面に、他方の気密室に連通する通路を形成する構成を採用したものである。
【0009】
ここで、結合部材を移動させる流体はエアの負圧又は正圧を使用し、4輪駆動と2輪駆動の切り換え時にのみ結合部材に作用させ、切り換わった後は大気圧に戻す。4輪駆動状態はスプリングの押圧弾性によって保持し、2輪駆動状態は従動部材の蓋又は駆動部材に対するマグネットの吸着力によって保持する。
【0010】
また、駆動部材と外輪間に組み込んだ係合子は、4輪駆動時に、車軸の回転を前輪ハブに伝えると共に、前輪ハブの回転が車軸を上回ったとき、フリーランニング機能を停止し、エンジンブレーキが効く。
【0011】
【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。
【0012】
図1と図2に示す第1の実施形態において、1はハブクラッチ装置、2は4輪駆動車の前輪車軸であり、この前輪車軸2は、車両の駆動系と連結した等速ジョイント3の軸部より成っている。
【0013】
上記前輪車軸2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。
【0014】
前輪車軸2の先端部には、ハブクラッチ装置1の駆動部材である内輪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、この内輪9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、前記内輪9の外周面に外歯歯車15を設けると共に、外輪13の内周面に前記外歯歯車15が噛合及び離脱自在となる内歯歯車16が設けられている。
【0015】
上記外輪13の内部で先端側の位置に軸方向への移動が自在となるようシールリング17を介して嵌合したスライダー18が、前記内輪9と軸方向に一体動するよう固定化され、このスライダー18と蓋19の対向面間に、内輪9を後退側の位置に常時押圧するスプリング20が縮設され、外輪13内はスライダー18によって両側に遮蔽された二つの気密室21と22になっている。
【0016】
前記スライダー18の外面側中央に、内輪9が前進側の位置にあるとき蓋19に吸着し、外歯歯車15が内歯歯車16から離脱した状態を保持するマグネット23がケース24を介して固定されている。
【0017】
また、蓋19に設けたフェールセーフ機構は、蓋19の中心部に固定したピンケース25でピン26を軸方向に移動自在となるよう支持し、このピン26を押し込むことによりマグネット23を蓋19から引き離し、スプリング20によりスライダー18と内輪9を移動させ、外歯歯車15を内歯歯車16に噛合させるようになっている。
【0018】
前記スライダー18を移動させて2輪駆動と4輪駆動の切り換えを制御するため、ハブクラッチ装置1には、気密室21、22に対して個々に連通する2経路のエア通路27、28が設けられている。
【0019】
外側の気密室21と連通する第1のエア通路27は、外輪13に軸方向へ貫通するよう設けた通路27aと、この通路27aの先端と外側の気密室21を接続するよう蓋19に設けた切欠部27bと、スピンドル4とホイルハブ5の間に設けられ、前記通路27aの後端と連通する間隔27cと、この間隔27c内に組込まれたテーパ軸受6、7の内部空間と、スピンドル4の後端に隙間27cと連通するように設けた通路27dとによって形成され、通路27dに接続したエア配管29が、4輪駆動車のトランスファ等からの遠隔操作によって負圧又は正圧のエアの給排を切り換えるエア源(図示省略)に接続されている。
【0020】
また、内側の気密室22と連通する第2のエア通路28は、前輪車軸2の外周面とスピンドル4の嵌合面間の隙間28aと、この隙間28aの後端と連通するよう、スピンドル4の後端部に設けた通路28bとで形成され、隙間28aは先端が気密室22と連通し、通路28bに前記と同様のエア配管30が接続されている。
【0021】
上記両気密室21、22は、スピンドル4の先端に螺合固定したナット31と、このナット31と外輪13の内周面の間に設けたオイルシール32によって気密保持され、両通路27と28は遮蔽されている。
【0022】
このように、2経路の通路の形成において、第1の通路27を軸受6、7の内部を通って形成し、第2の通路28を軸受6、7の内輪よりも内側に形成することにより、軸受6、7の内部隙間及び車軸2とスピンドル4間の隙間を有効に利用でき、通路を別途加工する必要がないという利点がある。
【0023】
第1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、4輪駆動時は、図2に示すように、スライダー18と内輪9を後方に移動させ、外歯歯車15を内歯歯車16に噛合させる。
【0024】
これにより、前輪車軸2と外輪13が直結された4輪駆動状態になり、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。
【0025】
また、上記4輪駆動状態から2輪駆動状態に切り換えるには、外側の気密室21内のエアを吸引し、スライダー18に作用する負圧により、スプリング20に打ち勝って該スライダー18と内輪9を外方に移動させ、マグネット23を蓋19に吸着させることにより、外歯歯車15を内歯歯車16から離脱させればよい。
【0026】
上記のように、2輪駆動状態と4輪駆動の状態の切り換えは、スライダー18の両側の気密室21又は22の何れかに負圧又は正圧を作用させればよいと共に、2輪駆動状態はマグネット23の蓋19に対する吸着によって保持し、4輪駆動状態はスプリング20の押圧力によって保持する。
【0027】
従って、切り換え動作後において、負圧又は正圧を作用させる必要はなく、切り換わった後はエア通路を大気圧に戻るように設定できるので、ハブ部やスピンドル部のシールに作用する圧力が短時間ですみ、ハブ部やスピンドル部のシールの耐久性を向上させることができる。
【0028】
図3乃至図10に示す第2の実施形態において、1はハブクラッチ装置、2は4輪駆動車の前輪車軸であり、この前輪車軸2は、車両の駆動系と連結した等速ジョイント3の軸部より成っている。
【0029】
上記前輪車軸2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。
【0030】
前輪車軸2の先端部には、図4と図5に示すように、ハブクラッチ装置1の駆動部材である内輪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、この内輪9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、二方向クラッチ41が組み込まれている。
【0031】
この二方向クラッチ41は、図7乃至図9に示すように、外輪13の内径面と内輪9の外径面が同芯の円筒面42、43に形成され、その両円筒面42、43の間に大径保持器44と小径保持器45が組み込まれている。
【0032】
上記大径保持器44は、図4及び図5に示すように、外輪13と内輪9に対して相対回転可能に収納され、一方、小径保持器45は、先端部に、内径側に向かって屈曲する屈曲部46が形成され、その屈曲部46が内輪9の端面にすべり接触しており、この屈曲部46に、皿バネから成る圧着バネ47が圧着している。この圧着バネ47は、屈曲部46を内輪9の端面に向かって押圧しており、その押圧力によって生じる摩擦力により小径保持器45を内輪9に保持している。なお、図中の48は圧着バネ47を止める止め輪である。
【0033】
また、上記大径保持器44と小径保持器45の周面には、図9に示すように、径方向に対向して複数のポケット49、50が形成され、その各ポケット49、50に、係合子としてのスプラグ51と、スプラグ51を保持するバネ52とが組込まれている。
【0034】
このスプラグ51は、外径側と内径側に、それぞれ異なった曲率中心をもつ左右対称形の円弧面53と53aが形成され、左右の両方向に所定角度傾くと両円筒面42、43と係合し、外輪13と内輪9を一体化する。また、バネ52は、大径保持器44に一端が支持されてスプラグ51を両側から押圧し、各スプラグ51を円筒面42、43と係合しない中立する位置に保持している。
【0035】
上記大径保持器44及び小径保持器45の周面には、図8の如く、それぞれ径方向に貫通するスリット54、55が形成され、そのスリット54、55に、C字形のリング形状をしたスイッチバネ56の両端部が係合している。このスイッチバネ56は、周方向に縮められた状態でセットされ、一端を大径保持器44に、他端を小径保持器45に押し付けて取付けられており、そのバネ力によって両保持器44、45に円周方向の力を与えている。
【0036】
ここで、上記スイッチバネ56のバネ力により、両保持器44、45とスプラグ51は、回転の一方向の噛み合い位置でスタンバイの状態となっている。上記の構造では、スイッチバネ56が大径保持器44に一方向の回転力を付与する回転力付与手段を構成する。
【0037】
上記二方向クラッチ41の外輪13内と内輪9の後端部間に支持メタル57を組み込み、この二方向クラッチ41の内輪9の後端とテーパ軸受6の間に、スピンドル4に外嵌するナット58を設け、このナット58と外輪13の後端部内周面との間に後述する二つの気密室の気密保持を行なうオイルシール59が組み込まれている。
【0038】
前記外輪13の先端面に、この先端面を密閉する蓋60が固定され、蓋60は外輪13内に丁度嵌合する円筒状で外端側が閉鎖されたシリンダ部61を有し、このシリンダ部61内に円形リング状のスライダー62が外周に嵌着したシールリング63を介して軸方向に摺動するよう収納され、このスライダー62によってその両側に遮蔽された二つの気密室64と65を形成している。
【0039】
前記二方向クラッチ41における大径保持器44の先端部に、図6の如く、円周方向に所定の間隔でギヤ歯66が形成され、また、蓋60のシリンダ部61における後端部に同様の条件でギヤ歯67が形成され、更にスライダー62の後端部外周に、上記両ギヤ歯66、67にわたって噛合すると共に、蓋60のギヤ歯67に沿って移動自在となるギヤ歯68が設けられている。
【0040】
従って、スライダー62が前方に移動すると、スライダー62のギヤ歯68は、大径保持器44のギヤ歯66と蓋60のギヤ歯67の両者にわたって噛合し、スライダー62を介して大径保持器44と蓋60(即ち外輪13)を一体に結合すると共に、スライダー62が後方に移動すると、大径保持器44と蓋60の結合を解くことになる。
【0041】
上記スライダー62と、二方向クラッチ41の先端面に配置したリング状受座金69との間に、スライダー62を常時先端側に押圧し、大径保持器44と蓋60の結合を解いた位置を保持するスプリング70が縮設させ、このスライダー62の後端で内輪9の先端面と対向する位置に、マグネット71が固定されている。
【0042】
このマグネット71は、スライダー62が後方に移動し、そのギヤ歯68が、大径保持器44と蓋60のギヤ歯66、67に噛合しない結合を解く位置にあるとき、内輪9に吸着して結合を解く位置を保持するようになっており、このとき、マグネット71は、圧縮したスプリング70の反発力に打ち勝ってスライダー62を保持する磁力に設定されている。
【0043】
前記スライダー62を移動させて2輪駆動状態と、4輪駆動状態の切り換えを行なうため、ハブクラッチ装置1に設けた2経路のエア通路27、28は、先に述べた第1の実施形態と同じであるので、同一部分に同一符号を付すことによって説明に代える。
【0044】
前記蓋60の内面中心部に円軸72を突設し、内輪9の先端部内側をメタル73を介して円軸72で支持していると共に、上記スライダー62の内径はこの円軸72に嵌合し、その内周面には円軸72に摺接するシールリング74が嵌着してある。
【0045】
前記蓋60の外面中心部にフェールセーフ用のボタンねじ75が回転可能に取り付けられ、円軸72を囲む周囲の複数箇所には、蓋60とスライダー62を軸方向に移動自在となるよう気密状に貫通する複数のピン76が配置され、各ピン76の後端はスライダー62との軸方向への係合端部になっていると共に、各ピン76の先端はボタンねじ75の外周面に形成した送りねじに嵌合するねじ頭部を有し、ボタンねじ75の回転操作により各ピン76を軸方向に移動させるようになっている。
【0046】
各ピン76は後退動位置にあるとき、スライダー62の前後動に干渉しないと共に、スライダー62のマグネット71が内輪9に吸着した2輪駆動状態時に、エア通路等でのエアもれで故障した場合、ドライバーがボタンねじ75を回転させると、各ピン76は外方へ前進動し、このピン76でスライダー62を介してマグネット71を内輪9から強制的に引き離し、スプリング70でスライダー62を外側へ移動させ、ギヤ歯68を蓋60と大径保持器44のギヤ歯66、67に嵌合させた4輪駆動状態にするフェールセーフ機能が得られるようになる。
【0047】
この発明の第2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輌の走行状態について説明する。
【0048】
2駆走行状態では、図4と図6(A)に示すように、マグネット71を内輪9に吸着させ、スプリング70を圧縮してスライダー62を後退位置に保持し、そのギヤ歯68を蓋60のギヤ歯67から離脱させた状態にしておく。
【0049】
この状態で車輌が前進走行すると、二方向クラッチ41は、スプラグ51を前進方向の、係合作動位置へ移動させる。
【0050】
このようにスプラグ51が係合作動位置に移行した状態では、車軸の回転数より上回った回転が外輪13に与えられた場合、スプラグ51は係合状態を解除し、外輪13はフリーランニングすることができる。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、トランスファーから前輪車軸までの駆動系を停止させることができる。
【0051】
雪道等の摩擦係数の低い路面を4駆走行する場合は、図5のように密封された気密室64内のエアを吸引し、スライダー62に作用する負圧により、マグネット71を吸着力に打ちかって内輪9から引き離し、スプリング70の押圧力とによって該スライダー62を外方へ移動させ、そのギヤ歯68を、蓋60と大径保持器44の両ギヤ歯66、67にわたって噛合させる。なお、上記負圧は、切り換えに必要な時間だけとし、切り換え後は大気圧に戻す。
【0052】
これにより、外輪13と大径保持器44が一体になり、大径保持器44は外輪13と同一方向に回転する。このため、スプラグ51が図9のようにフリーランニングの状態にある場合でも、大径保持器44の回転によってスプラグ51は傾きを変えて内外輪9、13の円筒面42、43に結合し、外輪13のフリーランニングが停止する。したがって、外輪13と前輪車軸2が直結し、前後輪が直結した4輪駆動状態になり、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。
【0053】
一方、舗装道路等の摩擦係数の高い路面を4駆走行する場合は、図4のように、内側の気密室65内のエアを吸引し、スライダー62を後方に移動させ、マグネット71を内輪9に吸着させることにより、ギヤ歯68を蓋60のギヤ歯67から離脱させ、外輪13と大径保持器44を切り離した状態にする。
【0054】
これにより、前進方向において4輪駆動となり、駆動側と従動側の回転差に応じてフリーランニング機能が作動する。
【0055】
すなわち、車両が旋回して蛇角をもつと、前輪と後輪の旋回距離の差により、前輪に連結する外輪13が内輪9よりも速く回転し、外輪13がスプラグ51に対してフリーランニングする。このため、前輪と後輪は切離されて回転し、タイトコーナでのブレーキング現象が生じない。
【0056】
また、後輪2輪による前進走行中、後輪がスリップすると、車速の低下に伴って減速する前輪に対して前輪車軸2の回転が上回るため、スプラグ51が内外輪9、13に係合し、外輪13と内輪9が一体化する。これにより、前輪に駆動力が加わり、自動的に4輪駆動に切換わる。
【0057】
このように、第2の実施形態のハブクラッチ装置では、走行中の刻々と変わる路面の変化に幅広く対応することができ、フルタイムの4輪駆動車と同様に安定した走行を行なうことができる。
【0058】
また、エアによるスライダー62の駆動は、常時負圧或いは正圧の状態を保って結合部材を保持しておく必要がなく、スライダー62の移動時に負圧又は正圧を使ってスイッチ的にエアを使用するため、エア供給源の制御構造を簡略化できると共に、ハブ部やスピンドル部等のシール部の摩耗を抑えることができる。
【0059】
さらに、密封された気密室64、65に対するエアの導出入は、気密室64、65にエア通路を連通させることで行なうことができるため、外輪13に孔加工をするだけで簡単に対応することができ、ナックルや等速ジョイント等に対する複雑な加工や成形を不要にすることができる。
【0060】
次に、図11と図12に示す第3の実施形態を説明する。この第3の実施形態は、先に述べた第2実施形態における2駆走行と4駆走行の切り換えを行なうスライダーの操作を第2の実施形態と逆になるようにしたものであり、第2の実施形態と同一部分については同一符号を付して説明に代える。
【0061】
第3の実施形態においては、スライダー62と蓋60の対向面間に該スライダー62を内輪9側の後退位置に向けて押圧するスプリング70を縮設すると共に、蓋60の内面に前進位置のスライダー62を吸着保持するマグネット71を固定している。
【0062】
また、蓋60に設けたギヤ歯67と大径保持器44に設けたギヤ歯66は、スライダー62が後退位置にあるときそのギヤ歯68が両ギヤ歯66、67にわたって噛合し、蓋60と大径保持器44を結合すると共に、スライダー62が前進位置にあるとき、ギヤ歯68が大径保持器44のギヤ歯66から離脱するように設けられている。
【0063】
この第3の実施形態のフェールセーフ機構は、蓋60の中央部外面に設けたねじ孔81内にねじ板82を螺合し、ねじ板82を回転させることにより、蓋60を気密状に貫通する複数のピン83を軸方向に移動させ、マグネット71に吸着したスライダー62をピン83で押圧してマグネット71から引き離すようになっている。
【0064】
第3の実施形態は上記のような構成であり、図11のように、スライダー62が前進位置にあるとき、蓋60と大径保持器44の結合が解かれ、2駆走行状態となり、また、図12のように、スライダー62が後退位置にあるとき、蓋60と大径保持器44は直結され、4駆走行状態となる。この2駆走行と4駆走行の切り換えは、第2の実施形態と同様、スライダー62の両側の気密室64、65に負圧又は正圧を作用させればよい。
【0065】
【発明の効果】
以上のように、この発明によると、2輪駆動状態と4輪駆動状態を圧力流体で結合部材を移動させて切り換えるハブクラッチ装置において、結合部材を移動させるために流体を給排する2つの流体通路を、軸受の内部と車軸の外周面に設けたので、通路を別途加工する必要がなく、コスト的に有利であると共に、ハブクラッチ装置全体の小径化が可能になる。
【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第1の実施形態を示す一部縦断面図
【図2】同上要部を拡大した4輪駆動状態の縦断面図
【図3】第2の実施形態を示す一部縦断面図
【図4】同上要部を拡大した2輪駆動状態の縦断面図
【図5】同上要部を拡大した4輪駆動状態の縦断面図
【図6】(A)は切り換え部分の2輪駆動状態を示す拡大断面図、(B)は(A)の矢印B−Bの断面図、(C)は切り換え部分の4輪駆動状態を示す拡大断面図
【図7】二方向クラッチのスプラグの部分を示す断面図
【図8】二方向クラッチのスイッチバネの部分を示す断面図
【図9】二方向クラッチのスプラグの部分を示す拡大断面図
【図10】図3の矢印X−X部に沿う縦断面図
【図11】ハブクラッチ装置の第3の実施形態を示す2輪駆動時の縦断面図
【図12】同上の4輪駆動時の縦断面図
【符号の説明】
1 ハブクラッチ装置
2 前輪車軸
4 スピンドル
6、7 テーパ軸受
8 ホイールハブ
9 内輪
13 外輪
15 外歯歯車
16 内歯歯車
18 スライダー
19 蓋
20 スプリング
21、22 気密室
23 マグネット
27、28 エア通路
41 二方向クラッチ
44 大径保持器
45 小径保持器
51 スプラグ
60 蓋
62 スライダー
63 シールリング
66、67、68 ギヤ歯
70 スプリング
71 マグネット[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a hub clutch device which is mounted on a front wheel of a four-wheel drive vehicle and switches between transmission and disconnection of a driving force by controlling a pressure fluid between an axle and a wheel hub, and more specifically, a hub clutch device for supplying and discharging a pressure fluid. Regarding the structure.
[0002]
[Prior art]
In a part-time type four-wheel drive vehicle, a hub clutch device is incorporated between the front wheel hub and the axle to switch the state of transmission of the driving force to the wheels.
[0003]
In the conventional hub clutch device, a slide gear fitted to an axle is movable in the axial direction, this gear is disengaged from a wheel hub, and a four-wheel drive state in which the axle and the wheel hub are directly connected when engaged, It has a structure in which it is in a two-wheel drive state at the time of disengagement, and a pressure fluid, for example, air pressure is used for switching the drive.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in order to control the switching of the drive by moving the slide gear by the air pressure, it is necessary to form an air path between an air supply source provided in the vehicle body and the airtight chamber, and the wheel hub is rotatable. If these paths are provided outside the bearing to be supported, there is a problem that processing becomes complicated, cost increases, and a cross-sectional diameter of the hub clutch device increases.
[0005]
Therefore, an object of the present invention is to use the inside of the bearing as one of the paths of the pressure fluid for connecting and disconnecting the drive member and the driven member, and to form another path on the outer peripheral surface of the axle, It is an object of the present invention to provide a hub clutch device which is advantageous in cost and can reduce the cross-sectional diameter.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
[0007]
According to a second aspect of the present invention, a driving member connected to an axle and a driven member connected to a wheel hub rotatably supported by a bearing are rotatably fitted inside and outside, and between the driving member and the driven member. A coupling member for moving the driving member and the driven member to a position where the driving member and the driven member are coupled to each other by a pressure fluid, and biasing the movement elasticity toward the position where the coupling member is coupled to the coupling member; In a hub clutch device in which a disconnection position is held by the attraction of a magnet and two passages for supplying and discharging a pressure fluid to two airtight chambers provided on both sides of the coupling member, respectively, the two airtight chambers are respectively provided. A space, which is connected to an air source and is generated in a bearing that supports the wheel hub, is used as a passage communicating with one airtight chamber, and is provided on the outer peripheral surface of the axle and on the other airtight chamber. It is obtained by adopting a configuration to form a passage for passing.
[0008]
According to a third aspect of the present invention, a driving member connected to the axle and a driven member connected to a wheel hub rotatably supported by a bearing are rotatably fitted inside and outside, and between the driving member and the driven member. When the driving member and the driven member rotate relative to each other, an engaging element that engages between the two members, and a retainer of an engaging element that is rotatable relative to the driving member and the driven member are incorporated. Rotating force applying means for rotating the retainer relative to the drive member so that the engagement element moves to the engagement operation position is connected, and the retainer and the driven member are moved between the retainer and the driven member by the pressure of the fluid. A coupling member is provided for moving the coupling member to a coupling position and a disconnecting position, and one of the coupling position and the disconnecting position is retained by the pressing elasticity of the spring, and the other is retained by the attraction of the magnet. like , At the hub clutch device forming the two passages for supplying and discharging pressure fluid respectively to the two airtight chambers provided on both sides of the coupling member, the two air-tight chambers is connected to the air source, respectively, said wheel hub Is used as a passage communicating with one of the airtight chambers, and a passage communicating with the other airtight chamber is formed on the outer peripheral surface of the axle .
[0009]
Here, the fluid for moving the coupling member uses the negative pressure or the positive pressure of the air, acts on the coupling member only when switching between four-wheel drive and two-wheel drive, and returns to atmospheric pressure after switching. The four-wheel drive state is held by the pressing elasticity of the spring, and the two-wheel drive state is held by the attraction of the magnet to the lid of the driven member or the driving member.
[0010]
In addition, the engaging element incorporated between the drive member and the outer wheel transmits the rotation of the axle to the front wheel hub during four-wheel drive, and stops the free running function when the rotation of the front wheel hub exceeds the axle, thereby stopping the engine brake. Works.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0012]
In the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2,
[0013]
A
[0014]
An
[0015]
A
[0016]
At the center of the outer surface side of the
[0017]
The fail-safe mechanism provided on the
[0018]
In order to control the switching between the two-wheel drive and the four-wheel drive by moving the
[0019]
The
[0020]
The
[0021]
The
[0022]
As described above, in forming the two-path passage, the
[0023]
The hub clutch device according to the first embodiment has the above-described configuration. During four-wheel drive, the
[0024]
As a result, a four-wheel drive state in which the
[0025]
In order to switch from the four-wheel drive state to the two-wheel drive state, air in the outer
[0026]
As described above, the switching between the two-wheel drive state and the four-wheel drive state can be performed by applying a negative pressure or a positive pressure to either of the
[0027]
Therefore, it is not necessary to apply a negative pressure or a positive pressure after the switching operation, and the air passage can be set to return to the atmospheric pressure after the switching, so that the pressure acting on the seal of the hub portion and the spindle portion is short. In a short time, the durability of the seal of the hub portion and the spindle portion can be improved.
[0028]
In the second embodiment shown in FIGS. 3 to 10,
[0029]
A
[0030]
As shown in FIGS. 4 and 5, an
[0031]
As shown in FIGS. 7 to 9, the two-way clutch 41 is formed such that the inner diameter surface of the
[0032]
As shown in FIGS. 4 and 5, the large-
[0033]
As shown in FIG. 9, a plurality of
[0034]
The
[0035]
As shown in FIG. 8, slits 54 and 55 penetrating in the radial direction are respectively formed on the peripheral surfaces of the large-
[0036]
Here, due to the spring force of the
[0037]
A
[0038]
A
[0039]
As shown in FIG. 6,
[0040]
Therefore, when the
[0041]
Between the
[0042]
The
[0043]
In order to switch between the two-wheel drive state and the four-wheel drive state by moving the
[0044]
A
[0045]
A fail-
[0046]
When each
[0047]
The hub clutch device according to the second embodiment of the present invention is configured as described above. Next, the running state of a vehicle using this device will be described.
[0048]
In the two-wheel drive state, as shown in FIGS. 4 and 6A, the
[0049]
When the vehicle travels forward in this state, the two-way clutch 41 moves the
[0050]
In the state where the
[0051]
When four-wheel drive is performed on a road surface having a low coefficient of friction such as a snowy road, the air in the sealed
[0052]
As a result, the
[0053]
On the other hand, when four-wheel drive is performed on a road surface having a high coefficient of friction such as a pavement road, as shown in FIG. 4, the air in the inner
[0054]
As a result, four-wheel drive is performed in the forward direction, and the free running function operates according to the rotation difference between the drive side and the driven side.
[0055]
That is, when the vehicle turns and has an angle, the
[0056]
Also, when the rear wheels slip during forward traveling by the two rear wheels, the rotation of the
[0057]
As described above, the hub clutch device according to the second embodiment can widely cope with a constantly changing road surface during traveling, and can perform stable traveling as in a full-time four-wheel drive vehicle. .
[0058]
In addition, when the
[0059]
Further, the air can be introduced into and closed from the sealed
[0060]
Next, a third embodiment shown in FIGS. 11 and 12 will be described. In the third embodiment, the operation of the slider for switching between the two-wheel drive and the four-wheel drive in the above-described second embodiment is reversed from that in the second embodiment. The same parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[0061]
In the third embodiment, a
[0062]
The
[0063]
In the fail-safe mechanism of the third embodiment, a
[0064]
The third embodiment is configured as described above. When the
[0065]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the hub clutch device that switches between the two-wheel drive state and the four-wheel drive state by moving the coupling member with the pressurized fluid, the two fluids that supply and discharge the fluid to move the coupling member Since the passage is provided inside the bearing and on the outer peripheral surface of the axle, there is no need to separately process the passage, which is advantageous in terms of cost and allows the hub clutch device as a whole to be reduced in diameter.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial longitudinal sectional view showing a first embodiment of a hub clutch device for a four-wheel drive vehicle. FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a four-wheel drive state in which essential parts of the hub clutch device are enlarged. FIG. FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a two-wheel drive state in which essential parts of the embodiment are enlarged. FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a four-wheel drive state in which the essential parts are enlarged. (A) is an enlarged sectional view showing a two-wheel drive state of a switching portion, (B) is a sectional view of an arrow BB of (A), and (C) is an enlarged sectional view showing a four-wheel drive state of a switching portion. 7 is a sectional view showing a sprag part of the two-way clutch. FIG. 8 is a sectional view showing a switch spring part of the two-way clutch. FIG. 9 is an enlarged sectional view showing a sprag part of the two-way clutch. FIG. 11 is a longitudinal sectional view taken along the arrow XX section of FIG. 3. FIG. Sectional view and FIG. 12 is a longitudinal sectional view of the 4-wheel drive of the same [Description of symbols]
DESCRIPTION OF
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