JPH01289724A - 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（４ＷＤ）串などに
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・フロントドライブ（ＦＦ）
ベースのパートタイム４ＷＤＩＩにおいて、二輪駆ｆ７
１（２ＷＤ）状態にして走行する場合は後車輪側のプロ
ペラシャフト、デファレンシャル装置、車軸などの動力
伝達系は後車輪の回転を受けて回転する。それに伴って
発生するＵＳ、燃費の低下、動力伝達系各部の摩耗によ
る寿命の低下などを軽減するためにハブクラッチを用い
て後車輪とその動力伝達系との切離しを行う。

第４図にこのようなハブクラッチの一例を部分的に示す
。これは実開昭６０−９５３３１号公報に記載されたも
のであり、次のように構成されている。なお、この構成
の説明中車幅方向左右は同図における左右の方向である
。

車軸２０１は車体側のスピンドル２０３の軸心部に回転
可能に配貨されており、車輪ホイール側のフリーホイー
ルハブ２０５はスピンドル２０３の外側に回転自在に配
置されている。クラッチ２Ｏ７は軸方向移動により車軸
２０１とフリーホイールハブ２０５とに係合しこれらを
連結する。スピンドル２０３の先端部には油圧シリンダ
２０９とピストン２１１およびそのピストン室と連通ず
る油路２１３が設けられ、その基部には油圧源に接続さ
れた油路２１５がｉ、Ｑｌノられている。スピンドル２
０３の内周には筒部材２１７が！！ｉ＠されている。こ
の筒部材２１７は比較的肉薄の部材であり両端部に塑性
加工を施して大径部２１９．２１９を形成し、この大径
部２１９．２１９とスピンドル２０３との間を液密状態
にするとともに前記油路２１３．２１５を連通する油路
２２１をその小径部とスピンドル２０３との間に形成し
ている。

こうして油圧源とピストン室とを結ぶ油圧供給系路が形
成されている。又、車軸２０１にはクラッチ２０７を左
方へ付勢するコイルばね２２３が装着されている。従っ
て、油圧供給系路を介してピストン室に油圧を供給する
と、ピストン２１１はコイルばね２２３の付勢力に抗し
てクラッチ２０７を右方へ移動させ、ドライブシャフト
２０１とフリーホイールハブ２０５とを連結させてハブ
クラッチをロック状態とし、車両を４ＷＤ走行可能状態
とする。又、油圧の供給を停止すると、コイルばね２２
３はクラッチ２０７をピストン２１１と共に左方へ押し
戻し、ドライブシャフト２０１とフリーホイールハブ２
０５の連結を解除してハブクラッチをフリー状態とし、
車両を２ＷＤ走行可能状態とする。

ところで、上記構成において、筒部材２１７はスピンド
ル２０３との係合部に絞り加工を施して段付形状としで
ある。従って、車軸２０１との干渉を避けるためにはあ
まり肉厚にできず、剛性が不充分であり、スピンドル２
０３へ挿入するに当って変形し易く作業性が悪い。また
、圧入することにより密封性を得ることが難しく、又シ
ールを用いても全周にわたって充分な緊迫力（シール性
）を得ることが困難である。接着による方法は接着強度
とシール性の耐久力が不充分である。結局、従来例の場
合は密封性を与えるに筒部材２１７をアクスル２０３に
溶接することが適当であって、この理由により筒部材２
１７の材質は事実上金属それも溶接性の良い金属に限定
される。又、薄肉材料の溶接は母材に穴があき易く難し
い。

（発明が解決しようとする課題） そこで、この発明は、内挿部材（筒部材２１７）の圧入
による装着が容易であり、その材質および密封手段を広
く選択することのできるハブクラッチの提供を目的とす
る。

Ｅ発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明のハブクラッチは、車体側のスピンドルを回転
自在に貫通する車軸上に設けられたドライブギヤと、こ
のドライブギヤと同心状に回転自在に配置され車輪ホイ
ール側に連結されるハウジングと、軸方向移動により前
記ハウジングとドライブギヤとを連結するスライドギヤ
と、前記ハウジング内に設けられ圧力供給により膨張又
は収縮して前記スライドギヤを連結位置と解除位置とへ
移動させる作動手段と、前記スピンドルの内周側に軸方
向ストレートな筒部材を係合し、この筒部材の外周面の
一部又はスピンドルの内面に前記圧力供給の系路の一部
となる通路を形成したことを特徴とする。

（作用） 圧力供給系路を介して圧力（正圧又は負圧）が供給され
ると作動手段は膨張または収縮し、付勢部材の付勢力に
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、付勢部材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Ｖ
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、解除位置
へ移動すればフリー状態になる。

又、筒部材の肉厚を確保できるからその装着は容易であ
るとともに、圧入による密封性を得ることができ、材質
の選択自由度も広い。

（実施例） 次に、第１図により第１実施例を説明する。

この図は、例えばフロントエンジンリヤドライブ（ＦＲ
）ベースのパートタイム４ＷＤ車の前輪側に用いたもの
を示している。なお、同図（ａ　）の上半部はハブクラ
ッチのフリー状態を示し、下半部はロック状態を示す。

又、以下の説明において左右の方向は同図の左右方向で
あり、車両の車幅方向に相当する。

車＠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。又、車軸１とドライブギヤ３とを囲んでハウジ
ング５が同心状に配置されている。

ハウジング５は袋状の頂部７と、ハブ部９を有づる基部
１１とからなり、これらはボルト１３で一体に固定され
ている。基部１１のハブ部９には車輪ホイール１５とブ
レーキディスク１７とがボルト１９とナツト２１により
取付けられている。

又、ハウジング５はベアリング２３．２５により車体側
のスピンドル２７に回転自在に支承されている。

スピンドル２７の先端にはベアリング２５のロックナツ
ト２９が螺着されており、廻り止め３１がスピンドル２
７の先端部に設けられたスプライン３３に爪３５を係合
した状態でねじ３７によりロックナツト２９に固定され
ている。又、スピンドル２７の基部３９とハウジング５
の基部１１との間にはシール４１が配設されている。

車軸１には左方に等速ジヨイント４３が介設されるとと
もに、車軸１はスピンドル２７の基部３９との間に装着
されたすべり軸受４５によりスピンドル２７に回転自在
に支承されている。又、車軸１とスピンドル２７の基部
３９との間にはシール４７が配設されている。車軸１の
先端のドライブギヤ３とハウジング５の頂部７の内周面
との間には内輪と外輪とを各々ストッパリング４９．５
１で位置止めされたベアリング５３が配置され、ハウジ
ング５をドライブギヤ３を介して巾軸１上に回転自在に
支承するとともに、これらの間のセンタリングを行って
いる。

スライドギＡ７５５はリング状の連結部材であって、外
周面に設けられたスプライン５７によって、ハウジング
５の頂部７の内周面に設けられたスプライン５９上に軸
方向移動自在に係合している。

又、スライドギヤ５５の内周面にはドライブギヤ３の外
周面に設けられたスプライン６１と係合可能なスプライ
ン６３が設けられている。このようにして、スライドギ
ヤ５５はハウジング５のスプライン５９上を軸方向にス
ライドすることにより、ドライブギヤ３と係合してドラ
イブギヤ３とハウジング５とを連結する連結部ｆｇｔ（
第１図（ａ　）の下半部に示すロック状態）とドライブ
ギヤ３と係合しない解除位置く第１図（ａ）の上半部に
示すフリー状態）との間を往復移動できる。

スライドギヤ５５とハウジング５の頂部７との間にはシ
フトスプリング６５が配置されており、ドライブギヤ３
とスライドギヤ５５との保合に際して両者のスプライン
６１．６３の位相が合わないときこのシフトスプリング
６５は待ち機構として働く。

スピンドル２７の先端部にはシリンダ部材６７と、この
シリンダ部材６７に設けられた凹部に摺動自在に係合し
たピストン部材６９とからなるアクチュエータ７１が設
けられている。アクチュエータ７１はシフトスプリング
６５と共にこの実施例の作動部材を構成する。シリンダ
部材６７はスピンドル２７の先端部外周に嵌着するとと
もにスピンドル２７のスプライン３３はシリンダ部材６
７と係合しその廻り止めとなっている。シリンダ部材６
７とスピンドル２７との間にはＯリング７３が配設され
ている。さらに、車軸１にはシリンダ部材６７の右端部
に当接したストッパリング７５と、このストッパリング
７５の止め輪７７が装着され、シリンダ部材６７の脱落
防止が行われている。シリンダ部材６７とピストン部材
６９との活動部にはシール７９．８１が装着されている
。

アクチュエータ７１のピストン室が圧力室８３となって
おり、この圧力室８３の内部において、シリンダ部材６
７とピストン部材６９の間に付勢部材であるリターンス
プリング８５がｉｔされている。

シリンダ部材６７の円筒形外周部の右端には凸部８７が
等間隔に設けられている。移動部材８９は複数本の腕９
１をこの凸部８７の間に係合しシリング部材６７に摺動
自在に装着されている。この凸部８７は腕９１と係合す
ることにより移動部材８９の廻り止めとなっている。又
、移動部材８９は左側面においてピストン部材６９と当
接し、右側面においてスライドギヤ５５と当接している
。

腕９１にはシリンダ部材６７の凸部８７と当接するスト
ッパリング９２が装着され、移動部材８９の右方への動
きを規制することによりピストン部材６９とリターンス
プリング８５のストッパとなっている。

スピンドル２７の内周とシリンダ部材６７の内周には、
第１図（ｂ）に示す、円筒状で肉厚の筒部材９３が架は
渡りように圧入装着されており、スピンドル２７および
シリンダ部材６７と筒部材９３との間にはＯリング９５
．９７が各々配設されている。第１図（ａ）、（Ｃ）に
示すようにスピンドル２７と筒部材９３との間にはスピ
ンドル２７内面を削った通路９９が設けられている。こ
の通路９９はスピンドル２７の基部３９に設けられたオ
リフィス１０１と左方において連通し、右方においては
シリンダ部材６７の内壁に設けられた開口１０３を通じ
て圧力室８３に開口している。

オリフィス１０１は通路１０５と制御弁１０７とを介し
てエンジンの吸気マニホールド側に接続されている。こ
うして、エンジンの吸気マニホールドと圧力室８３とを
結ぶ圧ノｊ（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切換切換子段（ス
イッチ又はレバー、以下２−４切換スイツチという）に
より連動操作可能である。つまり、２−４切換スイツチ
と前記制御弁１０７とは連動しており、４ＷＤに切換え
ると吸気マニホールドから圧力供給系路を介して圧力室
８３に負圧が供給され、２ＷＤに切換えると負圧の供給
が停止される。

次に、機能を説明する。

２−４切換スイツチにより４ＷＤに切換えると、上記の
ように、負圧が供給され、圧力室８３は真空状態となっ
て収縮し、ピストン部材６９はリターンスプリング８５
の付勢力に抗して左へ移動する。これに伴ってシフトス
プリング６５はスライドギヤ５５を移動部材８９ととも
に左方の連結位置へスライドさせてドライブギヤ３と係
合させ、第１図（ａ）の下半部に示すように、ハブクラ
ッチをロック状態とする。従って、車軸１と車輪ホイー
ル１５とが連結され車両は４ＷＤ走行が可能となる。又
、ドライブギヤ３とスライドギヤ５５の係合に当って両
名のスプライン６１．６３の位相が合わなければ、シフ
トスプリング６５は、上記のように、待ち機構として働
いてプリセット状態とし、両者が回転して位相が揃った
ところで両者を係合させる。

２−４切換スイツチにより２ＷＤに切換えると負圧の供
給が停止され、圧力室８３内の圧力は大気圧状態に戻る
。これに伴いリターンスプリング８５はピストン部材６
９と移動部材８９とを介しスライドギヤ５５をシフトス
プリング６５の付勢力に抗して右方の解除位置へスライ
ドさせる。スライドギヤ５５はドライブギヤ３との係合
状態から１１１ｔ１２Ｌ、第１図（ａ　）の上半部に示
寸ように、ハブクラッチをフリー状態とする。従って、
車軸１と車輪ホイール１５との連結は解除され車両は２
ＷＤ走行可能状態となる。従って、前輪が路面から受け
る回転力により前輪側の動力伝達系を無駄に連れ回るこ
とがなく、燃費や耐久性が向上し、騒音が低下する。

このように、パートタイム４ＷＤ車において２ＷＤ走行
をするときは非駆動側の車輪とその動力伝達系とを切離
して、上記のように、燃費と耐久性の向上、騒音の低下
などを図ることができ、４ＷＤ走行の際はこの非駆動側
車輪をその動力伝達系と連結し４ＷＤ走行を可能にする
。

筒部材９３は肉厚とし剛性を高めたから、スピンドル２
７およびシリンダ部材６７への装着が容易である。又、
高剛性であるから圧入することもでき、この場合はＯリ
ング９５．９７を省くこともでき、さらに低コストとな
る。又、肉厚であるから溶接したとしても容易である。

筒部材９３はストレートであるからスピンドル２７と車
軸１との間の間隙に応じて肉厚にできる。

又、この実施例においては、圧力室８３と圧力供給系路
とからなる圧力系をすべて固定側に設け、囮勤部にシー
ルを設ける必要をなくした。従って、シールは固定面間
に設番プればよく、簡便で小型のシール部材であるＯリ
ング７３．９５．９７を用いることができるからこれら
の配置スペースが小さく有利になるとともに圧力系の密
封性とその耐久性とに優れている。

又、圧力室８３をハウジング５内の一部に限定し少容積
としたから、ハブクラツナ作動時にＬ［力室８３が収縮
して隔室１０９（ハウジング５の圧力室８３以外の部分
）に生じる負圧の影響は小さい。従って、ハブクラッチ
の応答性賄保のための隔室１０つと外気とを連通する開
口部が不要でありハウジング５を密閉ｖ４造にできる。

従って、天候に関りなく異物が侵入せず、異物による機
能不良が起らない。

各スプライン５７．５９．６１．６３を圧力系の外部に
配置したから、ハブクラッチの作動に伴う圧力系内の空
気流動によってこれらの係合部からグリースが吸引され
てｒａｍ不良となり耐久性が低下するということはない
。

ハウジング５は基部１１を車輪ホイール１５に取付けた
状態で頂部７や伯の部材の組付け、取外しができるから
、これらの作業を含めて修理、清掃などが極めて容易で
ある。

次に、第２図により第２実施例を説明する。この実施例
と第１実施例との主な相異点は筒部材１１１にある。以
下、同一の部材には同一の番号を附して引用しながら第
１寅施例との相異点だけを説明する。

筒部材１１１は、第２図（ａ　）に示すように、円筒形
の肉厚部材でありその外周の両端部に設けられた半周溝
１１３．１１５とこれらを結ぶ軸方向の溝１１７とをも
っている。この筒部材１１１は、第２図（ｂ）に示すよ
うに、スピンドル１１９の内周とシリンダ部材１２１の
内周とにその外周が密着するように圧入されＭＷされて
いる。その際、谷溝１１３．１１５．１１７以外の肉厚
部が剛性（強度）を受持つから変形づる心配がなく作業
性がよい。又、装着されたとき、左側の溝１１３はスピ
ンドル１１９に設けられたオリフィス１２３０開口１２
５と対向する位置に設けられ、右側の溝１１５はシリン
ダ部材１２１の圧力室１２９と連通する開口１２７と対
向する位置に設けられている。こうして、溝１１３．１
１５と溝１１７は圧力室１２９への圧力供給系路の一部
をなす通路１３１を形成する。

この構成において、筒部材１１１の外周とスピンドル１
１つとシリンダ部材］２１の内周との密着部がシールを
行い密封性を保つから、第１実施例におけるＯリング９
５．９７が不要となり、スピンドル１１９とシリンダ部
材１２１にこれらを装着するための溝を設ける必要がな
い。又、内挿部材に満１１３．１１５．１１７を設けた
から、スピンドル１１９の内周に、第１実施例において
必要であった通路９９を形成するための溝加工を施す必
要がない。これらの理由によりコスト低減を図ることが
できる。又、筒部材１１１に強度の大きい樹脂を用い、
溝とともに成型加工ずればさらに低コストにできる。な
お、溝１１７は剛性に影響を与えない限り複数本設けて
も幅を広くしても、又例えば網目状に形成してもよい。

又、板をプレス加工して溝とともに成型すれば軒樋であ
りなから＾剛性を与えることができる。この他の構成、
機能、効果は第１実施例と同一である。

次に、第３図により第３実施例を説明する。この実施例
と−り開用１、第２実施例との主な相異点は筒部材１３
３にある。以下、同一の部材には同一の番号を附して引
用しながら上記実施例との相異点だけを説明する。

筒部材１３３は、同図（ａ　）に示すように、肉厚の部
材であり、円筒の側面の一部を軸方向に切り欠いた形状
であり、この切り欠き部１３５の反対側の外周には軸方
向に長い凹み１３７が設けられている。この凹み１３７
の両側にはシール面１３９．１４１が設けられている。

この筒部材１３３は広がろうとする方向に弾性を与えら
れており、第３図（ｂ　）に示すように、切り欠き１３
５を縮めた状態でスピンドル１１９とシリンダ部材１２
１の各内周にシール面１３９．１４１が密着するように
又、凹み１３７がスピンドル１１９の開口１２５とシリ
ンダ部材１２１の開口１２７とを連通ずるように装着さ
れる。このようにして、凹み１３７は圧力室１２９への
圧力供給系路の一部をなす通路１４３を形成する。

従って、この実施例では第２実施例に比べて内挿部材１
３３の装着がさらに容易である。

この他の構成、機能、効果は上記実施例と同一である。

なお、この発明は次のような態様が可能である。

筒部材の材質は金属に限らない。例えば、エンジニアリ
ングプラスヂックのような強曵の高い樹脂を用いてもよ
い。又、シール部材、圧入などで密封性を確保する場合
は溶接性の劣る金属を用いることもできる。又、加工方
法としては、削り出し、締り、射出成型、プレス加工な
どから適宜に選択できる。

圧力室８３．１２９へ供給する圧力は負圧に限らない。

圧力源を別途設けて正圧を供給してもよい。この場合、
リターンスプリング８５は不要となる。又、圧力媒体に
は上記のような気体の他に液体を用いてもよい。

圧力室８３．１２９の膨張および収縮とハブクラッチの
ロック状態およびフリー状態との関係は自由に選んでよ
い。例えば第１実施例のスライドギヤ５５において右方
に設けであるスプライン６３を左方に設ければ、この実
施例とは逆に圧力室８３が關脹したときロック状態とな
り収縮したときフリー状態となる。

以上、圧力室８３．１２９をスピンドル２７．１１９上
に設けた場合を例に挙げて説明したが、圧力室は車軸１
側あるいはハウジング５側に設けてもよい。

［発明の効果コ 以上のように、この発明のハブクラッチを用いれば４Ｗ
Ｄ車において２ＷＤ走行時の燃費と耐久性とを向上させ
騒音を低下させることができる。

その上、筒部材を肉厚にできるから、その圧入装着に当
っての作業性がよい。又、圧入してシールする態様を選
べばシール部材を省いてコスト低減を図ることも可能で
ある。筒部材の材質の選択幅が広い。

面図、（ｂ）図は内挿部材の斜視図、（Ｃ）図は＜ａ　
）図のＡ−Ａ断面図、第２図は第２実施例に係り、（ａ
）図は伯の内挿部材の斜視図、（ｂ）図はこの内挿部材
を含んだ部分的な横断面図、第３図は第３実施例に係り
、（ａ）図は他の内挿部材の斜視図、（ｂ）図はこの内
挿部材を含ｌυだ部分的な縦断面図、第４図は従来例の
上半部断面図である。

１・・・車軸　　　　　　　　　　３・・・ドライブギ
ヤ５・・・ハウジング　　　　　　１５・・・車輪ホイ
ール２７．１１９・・・スピンドル　５５・・・スライ
ドギヤ６５・・・シフトスプリング ７１・・・アクチュエータ ８５・・・リターンスプリング（付勢部材）９３．１１
１．１３３・・・筒部材 ９９．１１７．１３７・・・通路 代理人　弁理士　　三　好　保　男

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 車体側のスピンドルを回転自在に貫通する車軸上に設け
   られたドライブギヤと、このドライブギヤと同心状に回
   転自在に配置され車輪ホイール側に連結されるハウジン
   グと、軸方向移動により前記ハウジングとドライブギヤ
   とを連結するスライドギヤと、前記ハウジング内に設け
   られ圧力供給により膨脹又は収縮して前記スライドギヤ
   を連結位置と解除位置とへ移動させる作動手段と、前記
   スピンドルの内周側に軸方向ストレートな筒部材を係合
   し、この筒部材の外周面の一部又はスピンドルの内面に
   前記圧力供給の系路の一部となる通路を形成したことを
   特徴とするハブクラッチ。