JP2020124990A - Free wheel hub - Google Patents
Free wheel hub Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020124990A JP2020124990A JP2019017786A JP2019017786A JP2020124990A JP 2020124990 A JP2020124990 A JP 2020124990A JP 2019017786 A JP2019017786 A JP 2019017786A JP 2019017786 A JP2019017786 A JP 2019017786A JP 2020124990 A JP2020124990 A JP 2020124990A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- slide gear
- yoke
- axially
- axial direction
- hub
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Arrangement And Mounting Of Devices That Control Transmission Of Motive Force (AREA)
- Mechanical Operated Clutches (AREA)
Abstract
Description
この発明は、パートタイム4輪駆動車に用いられるフリーホイールハブに関する。 The present invention relates to a freewheel hub used for a part-time four-wheel drive vehicle.
2輪駆動と4輪駆動を切り換えることが可能なパートタイム4輪駆動車が知られている。パートタイム4輪駆動車は、通常走行時は、後輪のみを駆動する2輪駆動で走行し、雪道等の悪路を走行するときは、前輪と後輪の両方を駆動する4輪駆動で走行することができる車両である。 Part-time four-wheel drive vehicles that can switch between two-wheel drive and four-wheel drive are known. A part-time four-wheel drive vehicle is a two-wheel drive that drives only the rear wheels during normal driving, and a four-wheel drive that drives both the front wheels and the rear wheels when traveling on a bad road such as a snowy road. It is a vehicle that can run on.
このパートタイム4輪駆動車は、前輪のホイールが取り付けられるハブとして、フリーホイールハブが用いられることが多い。フリーホイールハブは、前輪の車軸と前輪の間で回転を伝達するロック状態と、前輪の車軸と前輪の間の回転の伝達を遮断するフリー状態とを切り換えることが可能なハブである。このフリーホイールハブを用いると、2輪駆動時は、フリーホイールハブをフリー状態にすることで、前輪から車軸に回転が伝達するのを防止し、車軸が回転することによるエネルギー損失を減少させることが可能となる。 In this part-time four-wheel drive vehicle, a freewheel hub is often used as a hub to which front wheels are attached. The freewheel hub is a hub capable of switching between a locked state in which rotation is transmitted between the front wheel axle and the front wheel and a free state in which rotation transmission is blocked between the front wheel axle and the front wheel. By using this freewheel hub, by rotating the freewheel hub during two-wheel drive, transmission of rotation from the front wheels to the axle can be prevented, and energy loss due to rotation of the axle can be reduced. Is possible.
フリーホイールハブとして、特許文献1に記載のものが知られている。この特許文献1のフリーホイールハブは、車軸に対して相対回転可能に支持されるハブと、車軸とハブの間で回転を伝達するロック位置と車軸とハブの間の回転の伝達を遮断するフリー位置との間で軸方向に移動可能に支持されたスライドギヤと、スライドギヤをロック位置とフリー位置との間で軸方向に移動させる軸方向駆動機構とを有する。
As a freewheel hub, the one described in
ここで、軸方向駆動機構は、軸方向に固定して配置された固定ヨークと、固定ヨークと軸方向に対向して配置された可動ヨークと、可動ヨークを固定ヨークに吸着させるように可動ヨークと固定ヨークの対向面間に組み込まれた永久磁石と、可動ヨークを固定ヨークから引き離す方向に可動ヨークを付勢するスプリングと、エア圧により可動ヨークを軸方向に駆動するダイヤフラムと、可動ヨークとスライドギヤを連結する連結部材とを有する。 Here, the axial drive mechanism includes a fixed yoke fixedly arranged in the axial direction, a movable yoke arranged axially opposite the fixed yoke, and a movable yoke so that the movable yoke is attracted to the fixed yoke. And a permanent magnet incorporated between the opposing surfaces of the fixed yoke, a spring that biases the movable yoke in a direction to separate the movable yoke from the fixed yoke, a diaphragm that axially drives the movable yoke by air pressure, and a movable yoke. And a connecting member for connecting the slide gear.
このフリーホイールハブは、ダイヤフラムの駆動力によって、スライドギヤをフリー位置からロック位置に軸方向に移動させたり、ロック位置からフリー位置に軸方向に移動させたりすることが可能となっている。そして、スライドギヤがロック位置にあるときは、スプリングの付勢力で、スライドギヤがロック位置に保持される。一方、スライドギヤがフリー位置にあるときは、永久磁石が可動ヨークを吸着する力で、スライドギヤがフリー位置に保持される。 This freewheel hub is capable of axially moving a slide gear from a free position to a locked position or from a locked position to a free position by a driving force of a diaphragm. Then, when the slide gear is in the lock position, the slide gear is held in the lock position by the urging force of the spring. On the other hand, when the slide gear is in the free position, the slide magnet is held in the free position by the force of the permanent magnet attracting the movable yoke.
このように、上記フリーホイールハブにおいて、ダイヤフラムでスライドギヤを駆動する必要があるのは、スライドギヤをフリー位置とロック位置の間で軸方向に移動させるときのみであり、スライドギヤがいったんフリー位置からロック位置まで移動した後は、ダイヤフラムによる駆動力を解除しても、スライドギヤは、スプリングの付勢力によってロック位置に保持され、同様に、スライドギヤがいったんロック位置からフリー位置まで移動した後は、ダイヤフラムによる駆動力を解除しても、スライドギヤは、永久磁石の吸着力によってフリー位置に保持される。 As described above, in the above free wheel hub, it is only necessary to drive the slide gear with the diaphragm when moving the slide gear in the axial direction between the free position and the lock position. After moving from the lock position to the lock position, the slide gear is held in the lock position by the urging force of the spring even if the driving force of the diaphragm is released, and similarly after the slide gear once moves from the lock position to the free position. Even if the driving force by the diaphragm is released, the slide gear is held in the free position by the attraction force of the permanent magnet.
発明者らは、特許文献1のフリーホイールハブを用いたパートタイム4輪駆動車で悪路を走行することを想定し、フリーホイールハブの評価試験を社内で行なった。その結果、フリーホイールハブのスライドギヤがフリー位置にある状態(すなわち2輪駆動で走行している状態)において、強い振動がフリーホイールハブに加わったときに、スライドギヤをダイヤフラムで駆動していないにもかかわらず、何らかの原因で、スライドギヤがフリー位置からロック位置に移動してしまい、車軸とハブの間で回転が伝達されるおそれがあることが分かった。
The inventors conducted an evaluation test of the freewheel hub in-house, assuming that a part-time four-wheel drive vehicle using the freewheel hub of
そこで、発明者らは、強い振動がフリーホイールハブに加わったときに、スライドギヤがフリー位置からロック位置に移動してしまう原因を調査したところ、以下のことが分かった。 Therefore, the inventors have investigated the cause of the slide gear moving from the free position to the locked position when strong vibration is applied to the free wheel hub, and the following has been found.
すなわち、上記のフリーホイールハブにおいて、可動ヨークがダイヤフラムで軸方向に駆動されたときに、可動ヨークと共にスライドギヤが移動するようにするため、可動ヨークとスライドギヤは連結部材を介して連結され、連結部材とスライドギヤは軸方向に共に移動するように互いに係合している。ここで、スライドギヤがフリー位置にあるときに、可動ヨークとスライドギヤの回転差を吸収する必要があることから、連結部材とスライドギヤの係合は、連結部材とスライドギヤの相対回転を許容するように、軸方向のガタを有する係合とされている。このガタの大きさは、連結部材の製造時の寸法誤差を考慮して2mm程度とされている。 That is, in the above free wheel hub, when the movable yoke is axially driven by the diaphragm, the movable yoke and the slide gear are connected via the connecting member so that the slide gear moves together with the movable yoke. The connecting member and the slide gear are engaged with each other so as to move together in the axial direction. Here, since it is necessary to absorb the rotation difference between the movable yoke and the slide gear when the slide gear is in the free position, the engagement between the connection member and the slide gear allows relative rotation between the connection member and the slide gear. As described above, the engagement has an axial backlash. The size of this play is about 2 mm in consideration of a dimensional error in manufacturing the connecting member.
一方、スライドギヤがフリー位置にあるとき、可動ヨークは永久磁石によって固定ヨークに吸着され、その吸着力によってスライドギヤはフリー位置に保持されているが、このとき、スライドギヤは、連結部材とスライドギヤの間に設けられた2mm程度の大きさのガタに相当する分、軸方向に移動可能な状態となっている。そのため、強い振動がフリーホイールハブに加わると、その振動によってスライドギヤが軸方向に移動し、スライドギヤの慣性力によって、可動ヨークが固定ヨークからわずかに離反する可能性が生じる。ここで、永久磁石の磁力によって可動ヨークが固定ヨークに引き寄せられる力は、可動ヨークが固定ヨークに吸着された状態では最大の大きさであるが、可動ヨークが固定ヨークからわずかでも離れると、急速に減少する傾向がある。そのため、連結部材とスライドギヤの間のガタの範囲で移動するスライドギヤの慣性力によって、可動ヨークが固定ヨークからわずかに離反したときに、スプリングの付勢力によって可動ヨークがフリー位置からロック位置に移動してしまうおそれがあることが分かった。 On the other hand, when the slide gear is in the free position, the movable yoke is attracted to the fixed yoke by the permanent magnet, and the attraction force holds the slide gear in the free position. The amount corresponding to the play of about 2 mm provided between the gears allows the axial movement. Therefore, when strong vibration is applied to the freewheel hub, the vibration causes the slide gear to move in the axial direction, and the movable yoke may slightly separate from the fixed yoke due to the inertial force of the slide gear. Here, the magnetic force of the permanent magnet pulls the movable yoke to the fixed yoke at its maximum when the movable yoke is attracted to the fixed yoke. Tends to decrease. Therefore, when the movable yoke slightly separates from the fixed yoke due to the inertial force of the slide gear that moves within the play between the connecting member and the slide gear, the biasing force of the spring moves the movable yoke from the free position to the locked position. I knew that I might move.
この発明が解決しようとする課題は、強い振動が加わったときにも、安定した動作を得ることが可能なフリーホイールハブを提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a free wheel hub capable of obtaining stable operation even when strong vibration is applied.
上記課題を解決するため、この発明では、以下の構成のフリーホイールハブを提供する。
車軸に対して相対回転可能に支持されるハブと、
前記車軸と前記ハブの間で回転を伝達するロック位置と、前記車軸と前記ハブの間の回転の伝達を遮断するフリー位置との間で軸方向に移動可能とされた環状のスライドギヤと、
前記スライドギヤを前記ロック位置と前記フリー位置との間で軸方向に移動させる軸方向駆動機構と、を有し、
前記軸方向駆動機構は、
軸方向に固定して配置された固定ヨークと、
前記固定ヨークと軸方向に対向して配置された可動ヨークと、
前記可動ヨークを前記固定ヨークに吸着させるように前記可動ヨークと前記固定ヨークの対向面間に組み込まれた永久磁石と、
前記可動ヨークを前記固定ヨークから引き離す方向に前記可動ヨークを付勢するスプリングと、
エア圧により前記可動ヨークを軸方向に駆動するダイヤフラムと、
前記可動ヨークが前記固定ヨークに吸着されたときに前記スライドギヤが前記フリー位置に移動し、前記可動ヨークが前記固定ヨークから離反したときに前記スライドギヤが前記ロック位置に移動するように前記可動ヨークと前記スライドギヤを連結する連結部材と、を有し、
前記連結部材と前記スライドギヤは、両者が軸方向に共に移動するように互いに係合し、その係合が、前記連結部材と前記スライドギヤの相対回転を許容するように軸方向のガタTを有する係合とされているフリーホイールハブにおいて、
前記軸方向のガタTの大きさを、0mm<T≦1.5mmの範囲に設定したことを特徴とするフリーホイールハブ。
In order to solve the above problems, the present invention provides a freewheel hub having the following configuration.
A hub supported so as to be rotatable relative to the axle,
An annular slide gear that is axially movable between a lock position that transmits rotation between the axle and the hub and a free position that blocks transmission of rotation between the axle and the hub;
An axial drive mechanism that axially moves the slide gear between the lock position and the free position,
The axial drive mechanism is
A fixed yoke fixed in the axial direction,
A movable yoke arranged so as to face the fixed yoke in the axial direction,
A permanent magnet incorporated between the facing surfaces of the movable yoke and the fixed yoke so as to attract the movable yoke to the fixed yoke;
A spring for urging the movable yoke in a direction of separating the movable yoke from the fixed yoke;
A diaphragm that axially drives the movable yoke by air pressure,
When the movable yoke is attracted to the fixed yoke, the slide gear moves to the free position, and when the movable yoke separates from the fixed yoke, the slide gear moves to the lock position. A connecting member that connects the yoke and the slide gear,
The connecting member and the slide gear are engaged with each other so that the connecting member and the slide gear both move in the axial direction, and the engagement causes axial backlash T so as to allow relative rotation of the connecting member and the slide gear. In the freewheel hub that is said to have,
A freewheel hub characterized in that the size of the backlash T in the axial direction is set in a range of 0 mm<T≦1.5 mm.
このようにすると、フリーホイールハブに加わる振動によってスライドギヤが軸方向に移動したときにも、スライドギヤの移動距離が小さいため、スライドギヤの慣性力は小さいものとなり、スライドギヤの慣性力によって可動ヨークが固定ヨークから離反するのを防止することができる。そのため、強い振動がフリーホイールハブに加わったときにも、可動ヨークがフリー位置からロック位置に移動してしまう事態を防ぐことができ、安定した動作を得ることが可能である。 With this configuration, even when the slide gear moves in the axial direction due to the vibration applied to the freewheel hub, the slide gear has a small moving distance, so that the inertia force of the slide gear is small and the slide gear moves due to the inertia force. It is possible to prevent the yoke from separating from the fixed yoke. Therefore, even when strong vibration is applied to the free wheel hub, it is possible to prevent the movable yoke from moving from the free position to the locked position, and it is possible to obtain stable operation.
上記のフリーホイールハブは、以下の構成を加えることができる。
前記連結部材は、前記スライドギヤの軸方向外端と軸方向に対向するフランジ部と、前記フランジ部の外周から軸方向内側に折り曲げて形成され、前記スライドギヤの外周に沿って軸方向に延びる外筒部と、前記外筒部の軸方向内端から前記外筒部の内径側に折り返して形成された内筒部とを有するプレス成形品であり、
前記スライドギヤの外周には、前記内筒部の軸方向外端に係止する止め輪と、前記止め輪を収容する円周溝とが設けられ、
前記軸方向のガタTは、前記止め輪が前記内筒部の軸方向外端で係止されることでスライドギヤの軸方向内方への移動が規制されたときの、前記スライドギヤの軸方向外端と前記フランジ部の軸方向内面との間の軸方向距離である。
The above freewheel hub can be added with the following configurations.
The coupling member is formed by bending a flange portion axially opposed to an axially outer end of the slide gear and an inner side in the axial direction from an outer circumference of the flange portion, and extends in the axial direction along the outer circumference of the slide gear. An outer tubular portion, a press-formed product having an inner tubular portion formed by folding back from the axial inner end of the outer tubular portion to the inner diameter side of the outer tubular portion,
The outer periphery of the slide gear is provided with a retaining ring that locks to the axially outer end of the inner cylindrical portion, and a circumferential groove that accommodates the retaining ring.
The backlash T in the axial direction is the shaft of the slide gear when the stop ring is locked at the axially outer end of the inner tubular portion to restrict the movement of the slide gear inward in the axial direction. It is an axial distance between a direction outer end and an axial inner surface of the flange portion.
すなわち、連結部材として、スライドギヤの軸方向外端と軸方向に対向するフランジ部と、フランジ部の外周から軸方向内側に折り曲げて形成され、スライドギヤの外周に沿って軸方向に延びる外筒部と、外筒部の軸方向内端から外筒部の内径側に折り返して形成された内筒部とを有するプレス成形品を採用する場合、プレス成形の寸法精度を考慮して、スライドギヤの軸方向のガタTは2mm程度とすることが一般的であるが、ここでは、スライドギヤがガタTの範囲で移動して生じる慣性力を低減するため、スライドギヤの軸方向のガタTが1.5mm以下の範囲になるよう、プレス成形の寸法精度を管理している。 That is, as a coupling member, a flange portion that axially faces the axially outer end of the slide gear, and an outer cylinder that is formed by being bent axially inward from the outer periphery of the flange portion and that extends axially along the outer periphery of the slide gear. When adopting a press-molded product having an inner cylinder portion formed by folding back from the axial inner end of the outer cylinder portion to the inner diameter side of the outer cylinder portion, the slide gear is considered in consideration of the dimensional accuracy of the press molding. The axial backlash T is generally about 2 mm, but here, in order to reduce the inertial force generated by the slide gear moving within the range of the backlash T, the backlash T in the axial direction of the slide gear is reduced. The dimensional accuracy of press molding is controlled so that the range is 1.5 mm or less.
前記スライドギヤの外周面と前記円周溝の軸方向外側の側面とが交差する角に面取りを形成する場合、面取り寸法は、一般に0.5mm以上とされるが、ここでは、その面取りの寸法を0.3mm以下に設定している。 When chamfering is formed at the corner where the outer peripheral surface of the slide gear and the axially outer side surface of the circumferential groove intersect, the chamfering dimension is generally 0.5 mm or more, but here, the chamfering dimension. Is set to 0.3 mm or less.
このようにすると、前記止め輪が前記内筒部の軸方向外端で係止されることでスライドギヤの軸方向内方への移動が規制されたときの、前記スライドギヤの軸方向外端と前記フランジ部の軸方向内面との間の軸方向距離(軸方向のガタT)を、効果的に小さくすることが可能となる。 With this configuration, when the retaining ring is locked at the axially outer end of the inner tubular portion, the axially outer end of the slide gear when the axially inward movement of the slide gear is restricted. It is possible to effectively reduce the axial distance (axial backlash T) between the and the inner surface of the flange portion in the axial direction.
この発明のフリーホイールハブは、フリーホイールハブに加わる振動によってスライドギヤが軸方向に移動したときにも、スライドギヤの移動距離が小さいため、スライドギヤの慣性力は小さいものとなり、スライドギヤの慣性力によって可動ヨークが固定ヨークから離反するのを防止することができる。そのため、強い振動がフリーホイールハブに加わったときにも、可動ヨークがフリー位置からロック位置に移動してしまう事態を防ぐことができ、安定した動作を得ることが可能である。 In the free wheel hub of the present invention, even when the slide gear moves in the axial direction due to the vibration applied to the free wheel hub, the inertial force of the slide gear becomes small because the moving distance of the slide gear is small. It is possible to prevent the movable yoke from being separated from the fixed yoke by the force. Therefore, even when strong vibration is applied to the free wheel hub, it is possible to prevent the movable yoke from moving from the free position to the locked position, and it is possible to obtain stable operation.
図1に、この発明の実施形態のフリーホイールハブ1が用いられるパートタイム4輪駆動車を模式的に示す。このパートタイム4輪駆動車は、エンジン2と、エンジン2から入力される回転を変速して出力するトランスミッション3と、トランスミッション3から入力される回転をフロントプロペラシャフト4とリアプロペラシャフト5とに分配して出力するトランスファ6とを有する。
FIG. 1 schematically shows a part-time four-wheel drive vehicle in which a
トランスファ6は、トランスファレバー7の操作に応じて、トランスミッション3から入力される回転をフロントプロペラシャフト4には出力せずにリアプロペラシャフト5のみに出力する2輪駆動状態と、トランスミッション3から入力される回転をフロントプロペラシャフト4とリアプロペラシャフト5の両方に出力する4輪駆動状態とを切り換える切換機構8を有する。
The
リアプロペラシャフト5は、リアディファレンシャル9に接続されている。リアディファレンシャル9は、リアプロペラシャフト5から入力される回転を左右一対の車軸10に分配して伝達する差動装置である。左右一対の車軸10は、それぞれ左右一対の後輪11と一体に回転するように各後輪11に接続されている。フロントプロペラシャフト4は、フロントディファレンシャル12に接続されている。フロントディファレンシャル12は、フロントプロペラシャフト4から入力される回転を左右一対の車軸13に分配して伝達する差動装置である。左右一対の車軸13は、それぞれフリーホイールハブ1を介して左右一対の前輪14に接続されている。
The
フリーホイールハブ1は、トランスファレバー7の操作によりトランスファ6が4輪駆動状態に切り換えられたときは、これに連動して、車軸13と前輪14の間で回転を伝達するロック状態に切り替わり、トランスファレバー7の操作によりトランスファ6が2輪駆動状態に切り換えられたときは、これに連動して、車軸13と前輪14の間の回転の伝達を遮断するフリー状態に切り替わるように操作される。フリーホイールハブ1の操作は、エア圧を用いて行なわれる。
When the
図2に示すように、フリーホイールハブ1は、車軸13を囲むように配置される筒状のスピンドル20と、スピンドル20の外周に装着した転がり軸受21で回転可能に支持されるハブ22と、ハブ22と一体に回転するようにハブ22にボルト23で固定されたカバー24とを有する。以下、車軸13の軸線方向に沿って車幅方向の中心に近い側(図の右側)および車幅方向の中心から遠い側(図の左側)を、それぞれ軸方向内側および軸方向外側とする。
As shown in FIG. 2, the
スピンドル20は、車軸13を挿通させる筒状に形成されている。スピンドル20の内周と車軸13の外周との間には、スピンドル20を回転可能に支持する軸受25が組み込まれている。スピンドル20の軸方向内側の端部内周と車軸13の外周との間には、オイルシール26が組み込まれている。スピンドル20は、図示しないステアリングナックルに固定して取り付けられる。
The
ハブ22は、ハブ22の内周とスピンドル20の外周との間に組み込まれた転がり軸受21で、車軸13に対して相対回転可能に支持されている。前輪14(図1参照)はハブ22に固定される。ハブ22の軸方向内側の端部内周とスピンドル20の外周との間には、オイルシール27が組み込まれている。
The
スピンドル20には、ハブ22の内周とスピンドル20の外周の間に形成された環状空間に連通する第1のエア通路28と、スピンドル20の内周と車軸13の外周の間に形成された環状空間に連通する第2のエア通路29とが設けられている。第1のエア通路28と第2のエア通路29は、それぞれ第1のエア配管31と第2のエア配管32に接続されている。第1のエア配管31と第2のエア配管32は、図示しない電磁弁を介して負圧タンクに接続されている。
The
車軸13は、スピンドル20から軸方向外側に突出する部分を有し、その部分の外周に環状のスライドギヤ33が嵌合している。スライドギヤ33と車軸13の嵌合はスプライン嵌合とされ、これにより、スライドギヤ33は、車軸13に対して、軸方向に移動可能、かつ、相対回転不能に支持されている。スライドギヤ33の軸方向内側部分の外周には、周方向に等ピッチに並ぶ複数の外歯34が形成されている。
The
カバー24は、車軸13のスピンドル20から軸方向外側に突出する部分を囲むように形成されたカバー筒部35と、カバー筒部35の軸方向外端を閉塞するカバー蓋部36とを有する。カバー筒部35の内周には、オイルシール37とアウターギヤ38とスリーブ39とが軸方向に並んで嵌め込まれている。オイルシール37は、スピンドル20の軸方向外側の端部外周にねじ係合するナット部材40の外周に摺接している。アウターギヤ38の外周はカバー筒部35の内周とスプライン嵌合し、これによりアウターギヤ38はカバー24に回り止めされている。
The
図3に示すように、アウターギヤ38の内周には、スライドギヤ33の外歯34と噛み合う内歯41が形成されている。スリーブ39の外周には、カバー筒部35の内周に形成された軸方向に延びる溝42に係合する突起43が形成され、この突起43と溝42の係合により、スリーブ39はカバー24に回り止めされている。スリーブ39とアウターギヤ38の軸方向の対向面間は、シール部材44で密封されている。
As shown in FIG. 3,
スライドギヤ33は、その外周の外歯34がアウターギヤ38の内歯41に噛み合うことで、車軸13とハブ22の間で回転を伝達するロック位置(図4参照)と、外歯34とアウターギヤ38の内歯41との噛み合いが外れることで、車軸13とハブ22の間の回転の伝達を遮断するフリー位置(図3参照)との間で軸方向に移動可能とされている。
The
スライドギヤ33には、スライドギヤ33をロック位置とフリー位置との間で軸方向に移動させる軸方向駆動機構50が組み付けられている。軸方向駆動機構50は、カバー24の内側に固定して配置された固定ヨーク51と、固定ヨーク51と軸方向に対向して配置された可動ヨーク52と、可動ヨーク52と固定ヨーク51の対向面間に組み込まれた永久磁石53と、可動ヨーク52を固定ヨーク51から引き離す方向に可動ヨーク52を付勢するスプリング54と、エア圧により可動ヨーク52を軸方向に駆動するダイヤフラム55と、可動ヨーク52とスライドギヤ33を連結する連結部材56とを有する。
An
可動ヨーク52は、固定ヨーク51の軸方向内側に対向している。固定ヨーク51と可動ヨーク52は、いずれも磁性金属材料で形成されている。磁性金属材料は、例えば、比透磁率が1000以上の金属であり、鉄、ケイ素鋼などを採用することができる。可動ヨーク52の外周には、固定ヨーク51に形成された貫通孔57に挿入される回り止め突起58が形成されている。
The
永久磁石53は、固定ヨーク51の可動ヨーク52に対する軸方向対向面に取り付けられている。永久磁石53は、軸方向の両端面のうち一方の端面の全体がN極、他方の端面の全体がS極となる向きに磁化されている。永久磁石53が発生する磁気は、永久磁石53と可動ヨーク52と固定ヨーク51とを通る磁気回路を形成し、可動ヨーク52を固定ヨーク51に吸着させる。スプリング54は、固定ヨーク51と可動ヨーク52の間に軸方向に圧縮した状態で組み込まれている。スプリング54は、線材をコイル状に巻いて形成した圧縮コイルばねである。
The
カバー24の内部は、ダイヤフラム55によって、第1のエア通路28(図2参照)に連通する第1の気密室61と、第2のエア通路29(図2参照)に連通する第2の気密室62に仕切られている。ダイヤフラム55は、可撓性をもつ材質(ゴム等)で形成された膜状部材である。
Inside the
このダイヤフラム55は、エア圧によりスライドギヤ33を軸方向に駆動する。すなわち、第1のエア通路28(図2参照)から第1の気密室61に負圧を導入すると、第1の気密室61と第2の気密室62の圧力差によってダイヤフラム55が軸方向外側に撓み、スライドギヤ33が軸方向外方に駆動される。一方、第2のエア通路29(図2参照)から第2の気密室62に負圧を導入すると、第1の気密室61と第2の気密室62の圧力差によってダイヤフラム55が軸方向内側に撓み、スライドギヤ33が軸方向内方に駆動される。ダイヤフラム55の内周部は、可動ヨーク52と連結部材56の間に挟み込んで固定され、ダイヤフラム55の外周部はスリーブ39に固定されている。
The
連結部材56は、金属板(例えば鋼板)のプレス成形品である。連結部材56は、スライドギヤ33の軸方向外端と軸方向に対向するフランジ部56aと、フランジ部56aの外周から軸方向内側に折り曲げて形成され、スライドギヤ33の外周に沿って軸方向に延びる外筒部56bと、外筒部56bの軸方向内端から外筒部56bの内径側に折り返して形成された内筒部56cとを有する。フランジ部56aは、リベット64で可動ヨーク52に固定されている。スライドギヤ33の外周には、内筒部56cの軸方向外端に係止する止め輪65と、止め輪65を収容する円周溝66とが設けられている。
The connecting
止め輪65は、円周の一部を切り離したC形のサークリップであり、弾性的に縮径可能である。止め輪65は、円形断面をもつ線材で構成されている。止め輪65を構成する線材の断面直径は、1.4mm以上1.8mm以下の範囲に設定することができる。
The
円周溝66は、断面方形の角溝である。円周溝66の軸方向幅は、止め輪65を構成する線材の断面直径よりも大きく、その寸法差は0.3〜0.5mmの範囲に設定されている。図5に示すように、スライドギヤ33の円筒状の外周面67と円周溝66の軸方向外側の側面68とが交差する角には、面取り69が形成されている。図では、面取り69は、角を斜めに真っ直ぐ切り落とした断面形状のC面取りを示しているが、角を円弧状に切り落としたR面取りを採用することができる。面取り69の軸方向幅寸法は0.3mm以下(好ましくは0.2mm以下)に設定されている。
The
連結部材56は、図3に示すように、可動ヨーク52が固定ヨーク51に吸着されたときにスライドギヤ33がフリー位置に移動し、図4に示すように、可動ヨーク52が固定ヨーク51から離反したときにスライドギヤ33がロック位置に移動するように可動ヨーク52とスライドギヤ33を連結している。
As shown in FIG. 3, when the
ここで、連結部材56とスライドギヤ33は、両者が軸方向に共に移動するように互いに係合している。具体的には、図5に示すように、スライドギヤ33が軸方向外方に移動したときは、スライドギヤ33の軸方向外端がフランジ部56aの軸方向内面に受け止められることで、連結部材56がスライドギヤ33と共に軸方向外方に移動し、一方、図6に示すように、スライドギヤ33が軸方向内方に移動したときは、止め輪65が内筒部56cの軸方向外端で係止されることで、連結部材56がスライドギヤ33と共に軸方向内方に移動するようになっている。
Here, the connecting
図3に示すように、スライドギヤ33がフリー位置にあるとき(すなわち2輪駆動で走行しているとき)、ハブ22(図2参照)と車軸13の間の回転伝達が遮断されることから、ハブ22と一体回転する可動ヨーク52と、車軸13と一体回転するスライドギヤ33との間に回転差が生じる。この可動ヨーク52とスライドギヤ33の回転差を吸収するため、連結部材56とスライドギヤ33の係合は、連結部材56とスライドギヤ33の相対回転を許容するように、軸方向のガタT(図5、図6参照)を有する係合とされている。
As shown in FIG. 3, when the
スライドギヤ33の軸方向のガタTの大きさは、連結部材56の製造時のプレス成形の寸法精度を考慮して、一般には2mm程度とされるが、この実施形態では、スライドギヤ33がガタTの範囲で移動して生じる慣性力(後述)を低減するため、連結部材56のプレス成形の寸法精度を管理することで、スライドギヤ33の軸方向のガタTの大きさを、0mm<T≦1.5mm(好ましくは0.2mm≦T≦1.0mm、より好ましくは0.2mm≦<T≦0.6mm)を満たすように設定している。
The size of the play T in the axial direction of the
ここで、図6に示すように、スライドギヤ33の軸方向のガタTは、止め輪65が内筒部56cの軸方向外端で係止されることでスライドギヤ33の軸方向内方への移動が規制されたときの、スライドギヤ33の軸方向外端とフランジ部56aの軸方向内面との間の軸方向距離である。
Here, as shown in FIG. 6, the backlash T in the axial direction of the
このフリーホイールハブ1は、ダイヤフラム55の駆動力によって、スライドギヤ33をフリー位置からロック位置に軸方向に移動させたり、ロック位置からフリー位置に軸方向に移動させたりする。そして、図4に示すように、スライドギヤ33がロック位置にあるときは、スプリング54の付勢力で、スライドギヤ33がロック位置に保持される。一方、図3に示すように、スライドギヤ33がフリー位置にあるときは、永久磁石53が可動ヨーク52を吸着する力で、スライドギヤ33がフリー位置に保持される。
The
具体的には、フリーホイールハブ1は、図1に示す車両が4輪駆動状態で走行するときは、図2に示す第2のエア通路29から第2の気密室62に負圧を導入することで、図4に示すように、スライドギヤ33を軸方向内側に駆動し、スライドギヤ33の外歯34がアウターギヤ38の内歯41に係合するロック位置まで移動させる。これにより、図1に示す車軸13から前輪14に回転が伝達され、前輪14と後輪11の両方を駆動する4輪駆動で走行することが可能となる。ここで、図4に示すように、スライドギヤ33がロック位置にあるとき、スプリング54の付勢力で、スライドギヤ33はロック位置に保持される。
Specifically, the
一方、図1に示す車両が2輪駆動状態で走行するときは、図2に示す第1のエア通路28から第1の気密室61に負圧を導入することで、図3に示すように、スライドギヤ33を軸方向外側に駆動し、スライドギヤ33の外歯34とアウターギヤ38の内歯41の係合が外れるフリー位置まで移動させる。これにより、図1に示す前輪14から車軸13に回転が伝達するのを防止し、車軸13およびフロントプロペラシャフト4が回転することによるエネルギー損失を減少させることが可能となる。ここで、図3に示すように、スライドギヤ33がフリー位置にあるとき、永久磁石53が可動ヨーク52を吸着する力で、スライドギヤ33がフリー位置に保持される。
On the other hand, when the vehicle shown in FIG. 1 travels in the two-wheel drive state, a negative pressure is introduced from the
このフリーホイールハブ1において、ダイヤフラム55でスライドギヤ33を駆動する必要があるのは、スライドギヤ33をフリー位置とロック位置の間で移動させるときのみであり、スライドギヤ33がいったんフリー位置(図3参照)からロック位置(図4参照)まで移動した後は、ダイヤフラム55による駆動力を解除しても、スライドギヤ33は、スプリング54の付勢力によってロック位置に保持され、同様に、スライドギヤ33がいったんロック位置(図4参照)からフリー位置(図3参照)まで移動した後は、ダイヤフラム55による駆動力を解除しても、スライドギヤ33は、永久磁石53の吸着力によってフリー位置に保持される。
In this
ところで、図3に示すように、フリーホイールハブ1のスライドギヤ33がフリー位置にある状態(すなわち2輪駆動で走行している状態)において、強い振動がフリーホイールハブ1に加わったときに、スライドギヤ33をダイヤフラム55で駆動していないにもかかわらず、スライドギヤ33がフリー位置からロック位置に移動してしまい、車軸13とハブ22の間で回転が伝達されるおそれがある。
By the way, as shown in FIG. 3, when a strong vibration is applied to the
すなわち、図3に示すように、スライドギヤ33がフリー位置にあるとき、可動ヨーク52は永久磁石53によって固定ヨーク51に吸着され、その吸着力によってスライドギヤ33はフリー位置に保持されているが、このとき、スライドギヤ33はガタT(図6参照)の分、軸方向に移動可能な状態となっている。このガタTの大きさが、2mm程度かそれ以上の大きさに設定されていると、強い振動がフリーホイールハブ1に加わったときに、その振動によってスライドギヤ33が軸方向に移動し、比較的大きい移動速度をもってスライドギヤ33が止め輪65を介して連結部材56の内筒部56cに衝突し、そのスライドギヤ33の慣性力が永久磁石53による吸着力に打ち勝つことによって、可動ヨーク52が固定ヨーク51からわずかに離反する可能性が生じる。ここで、永久磁石53の磁力によって可動ヨーク52が固定ヨーク51に引き寄せられる力は、可動ヨーク52が固定ヨーク51に吸着された状態では最大の大きさであるが、可動ヨーク52が固定ヨーク51からわずかでも離れると、急速に減少する傾向がある。そのため、連結部材56とスライドギヤ33の間のガタTの範囲で移動するスライドギヤ33の慣性力によって、可動ヨーク52が固定ヨーク51からわずかに離反すれば、スプリング54の付勢力によって可動ヨーク52がフリー位置からロック位置に移動してしまうおそれがある。
That is, as shown in FIG. 3, when the
これに対し、このフリーホイールハブ1は、スライドギヤ33の軸方向のガタTの大きさが、0mm<T≦1.5mm(好ましくは0.2mm≦T≦1.0mm、より好ましくは0.2mm≦<T≦0.6mm)の範囲に設定されているので、フリーホイールハブ1に加わる振動によってスライドギヤ33が軸方向に移動したときにも、スライドギヤ33の移動距離が小さいため、スライドギヤ33の速度と慣性力が小さいものとなり、スライドギヤ33の慣性力によって可動ヨーク52が固定ヨーク51から離反するのを防止することができる。そのため、強い振動がフリーホイールハブ1に加わったときにも、可動ヨーク52がフリー位置からロック位置に移動してしまう事態を防ぐことができ、安定した動作を得ることが可能である。
On the other hand, in the
図5に示すように、スライドギヤ33の外周面67と円周溝66の軸方向外側の側面68とが交差する角に面取り69を形成する場合、面取り寸法は、一般に0.5mm以上とされるが、このフリーホイールハブ1では、スライドギヤ33の外周面67と円周溝66の軸方向外側の側面68とが交差する角の面取り69の寸法を0.3mm以下(好ましくは0.2mm以下)に設定している。これにより、図6に示すように、止め輪65が内筒部56cの軸方向外端で係止されることでスライドギヤ33の軸方向内方への移動が規制されたときの、スライドギヤ33の軸方向外端とフランジ部56aの軸方向内面との間の軸方向距離(軸方向のガタT)を、効果的に小さくすることが可能となっている。
As shown in FIG. 5, when the
スライドギヤ33の軸方向のガタTの大きさを、0mm<T≦1.5mm(好ましくは0.2mm≦T≦1.0mm、より好ましくは0.2mm≦T≦0.6mm)の範囲に設定することによって、強い振動がフリーホイールハブ1に加わったときにも可動ヨーク52がフリー位置からロック位置に移動してしまう事態を防ぐことが可能となることを確認するため、スライドギヤ33の軸方向のガタTの大きさが互いに異なる軸方向駆動機構50の複数のサンプルを準備し、それらのサンプルに振動を加え、振動の加速度を大きくしたときに、スライドギヤ33がフリー位置からロック位置に移動する現象が起きる加速度(耐加振加速度)を測定する試験を行なった。その試験結果を図7に示す。
The amount of backlash T in the axial direction of the
図7に示すように、スライドギヤ33の軸方向のガタTの大きさが1.5mm以下(好ましくは1.0mm以下、より好ましくは0.6mm以下)とすることにより、耐加振加速度を大幅に高めることができ、特にスライドギヤ33の軸方向のガタTの大きさが1.0mm以下(好ましくは0.6mm以下)とすることで、一般的な車両に作用する最大振動値(8G〜10G程度)が加わったときにも、スライドギヤ33を確実にフリー位置に保持することが可能となっていることを確認することができる。
As shown in FIG. 7, by setting the size of the backlash T in the axial direction of the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time are to be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description but by the claims, and is intended to include meanings equivalent to the claims and all modifications within the scope.
1 フリーホイールハブ
13 車軸
22 ハブ
33 スライドギヤ
50 軸方向駆動機構
51 固定ヨーク
52 可動ヨーク
53 永久磁石
54 スプリング
55 ダイヤフラム
56 連結部材
56a フランジ部
56b 外筒部
56c 内筒部
65 止め輪
66 円周溝
67 外周面
68 側面
69 面取り
T ガタ
1
Claims (3)
前記車軸(13)と前記ハブ(22)の間で回転を伝達するロック位置と、前記車軸(13)と前記ハブ(22)の間の回転の伝達を遮断するフリー位置との間で軸方向に移動可能とされた環状のスライドギヤ(33)と、
前記スライドギヤ(33)を前記ロック位置と前記フリー位置との間で軸方向に移動させる軸方向駆動機構(50)と、を有し、
前記軸方向駆動機構(50)は、
軸方向に固定して配置された固定ヨーク(51)と、
前記固定ヨーク(51)と軸方向に対向して配置された可動ヨーク(52)と、
前記可動ヨーク(52)を前記固定ヨーク(51)に吸着させるように前記可動ヨーク(52)と前記固定ヨーク(51)の対向面間に組み込まれた永久磁石(53)と、
前記可動ヨーク(52)を前記固定ヨーク(51)から引き離す方向に前記可動ヨーク(52)を付勢するスプリング(54)と、
エア圧により前記可動ヨーク(52)を軸方向に駆動するダイヤフラム(55)と、
前記可動ヨーク(52)が前記固定ヨーク(51)に吸着されたときに前記スライドギヤ(33)が前記フリー位置に移動し、前記可動ヨーク(52)が前記固定ヨーク(51)から離反したときに前記スライドギヤ(33)が前記ロック位置に移動するように前記可動ヨーク(52)と前記スライドギヤ(33)を連結する連結部材(56)と、を有し、
前記連結部材(56)と前記スライドギヤ(33)は、両者が軸方向に共に移動するように互いに係合し、その係合が、前記連結部材(56)と前記スライドギヤ(33)の相対回転を許容するように軸方向のガタTを有する係合とされているフリーホイールハブにおいて、
前記軸方向のガタTの大きさを、0mm<T≦1.5mmの範囲に設定したことを特徴とするフリーホイールハブ。 A hub (22) rotatably supported with respect to the axle (13),
Axial direction between a locked position for transmitting rotation between the axle (13) and the hub (22) and a free position for blocking transmission of rotation between the axle (13) and the hub (22). An annular slide gear (33) that is movable to
An axial drive mechanism (50) for axially moving the slide gear (33) between the lock position and the free position,
The axial drive mechanism (50) is
A fixed yoke (51) fixedly arranged in the axial direction,
A movable yoke (52) arranged to face the fixed yoke (51) in the axial direction,
A permanent magnet (53) incorporated between the facing surfaces of the movable yoke (52) and the fixed yoke (51) so as to attract the movable yoke (52) to the fixed yoke (51);
A spring (54) for urging the movable yoke (52) in a direction to separate the movable yoke (52) from the fixed yoke (51);
A diaphragm (55) for axially driving the movable yoke (52) by air pressure;
When the movable yoke (52) is attracted to the fixed yoke (51), the slide gear (33) moves to the free position, and the movable yoke (52) separates from the fixed yoke (51). And a connecting member (56) for connecting the movable yoke (52) and the slide gear (33) so that the slide gear (33) moves to the lock position,
The connecting member (56) and the slide gear (33) are engaged with each other so that they both move in the axial direction, and the engagement of the connecting member (56) and the slide gear (33) is relative to each other. In a freewheel hub that is engaged with axial play T to allow rotation,
A freewheel hub characterized in that the size of the backlash T in the axial direction is set in a range of 0 mm<T≦1.5 mm.
前記スライドギヤ(33)の外周には、前記内筒部(56c)の軸方向外端に係止する止め輪(65)と、前記止め輪(65)を収容する円周溝(66)とが設けられ、
前記軸方向のガタTは、前記止め輪(65)が前記内筒部(56c)の軸方向外端で係止されることでスライドギヤ(33)の軸方向内方への移動が規制されたときの、前記スライドギヤ(33)の軸方向外端と前記フランジ部(56a)の軸方向内面との間の軸方向距離である請求項1に記載のフリーホイールハブ。 The connecting member (56) is formed by bending a flange portion (56a) axially opposed to an axially outer end of the slide gear (33) and an axially inner side from an outer circumference of the flange portion (56a), An outer cylinder portion (56b) that extends in the axial direction along the outer periphery of the slide gear (33), and is formed by folding back from the axial inner end of the outer cylinder portion (56b) to the inner diameter side of the outer cylinder portion (56b). A press-molded product having an inner cylinder part (56c)
On the outer periphery of the slide gear (33), a retaining ring (65) that is locked to the axially outer end of the inner cylindrical portion (56c) and a circumferential groove (66) that accommodates the retaining ring (65). Is provided,
The axial backlash T restricts the axially inward movement of the slide gear (33) by locking the retaining ring (65) at the axially outer end of the inner tubular portion (56c). The freewheel hub according to claim 1, which is an axial distance between an axially outer end of the slide gear (33) and an axially inner surface of the flange portion (56a) when the sliding gear (33) is in contact.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019017786A JP7236871B2 (en) | 2019-02-04 | 2019-02-04 | freewheel hub |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019017786A JP7236871B2 (en) | 2019-02-04 | 2019-02-04 | freewheel hub |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020124990A true JP2020124990A (en) | 2020-08-20 |
JP7236871B2 JP7236871B2 (en) | 2023-03-10 |
Family
ID=72083338
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019017786A Active JP7236871B2 (en) | 2019-02-04 | 2019-02-04 | freewheel hub |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7236871B2 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10278621A (en) * | 1997-03-31 | 1998-10-20 | Suzuki Motor Corp | Four-wheel drive vehicle having free wheel |
JP2005351098A (en) * | 2004-06-08 | 2005-12-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Scroll compressor |
JP2008286386A (en) * | 2007-04-16 | 2008-11-27 | Ntn Corp | Electric direct-acting actuator and electric brake device |
JP2016153282A (en) * | 2015-02-20 | 2016-08-25 | Ntn株式会社 | Free wheel hub |
JP2016155536A (en) * | 2015-02-20 | 2016-09-01 | Ntn株式会社 | Free wheel hub |
-
2019
- 2019-02-04 JP JP2019017786A patent/JP7236871B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10278621A (en) * | 1997-03-31 | 1998-10-20 | Suzuki Motor Corp | Four-wheel drive vehicle having free wheel |
JP2005351098A (en) * | 2004-06-08 | 2005-12-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Scroll compressor |
JP2008286386A (en) * | 2007-04-16 | 2008-11-27 | Ntn Corp | Electric direct-acting actuator and electric brake device |
JP2016153282A (en) * | 2015-02-20 | 2016-08-25 | Ntn株式会社 | Free wheel hub |
JP2016155536A (en) * | 2015-02-20 | 2016-09-01 | Ntn株式会社 | Free wheel hub |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7236871B2 (en) | 2023-03-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR20020080278A (en) | Differential gear mechanism | |
JP2002106605A (en) | Power transmission device with electromagnetic clutch | |
KR20050095530A (en) | Locking differential with electromagnetic actuator | |
US6857982B2 (en) | Limited slip differential | |
JP2012193779A (en) | Power transmission device | |
JP7236871B2 (en) | freewheel hub | |
US10982750B2 (en) | Retention system | |
JP2008047567A (en) | Solenoid-actuator, and differential apparatus | |
US7004297B2 (en) | Drive power transmission device | |
JP2017211017A (en) | Drive force connection/disconnection device | |
JP2011122679A (en) | Electromagnetic clutch | |
JP3628982B2 (en) | Lubrication structure of electromagnetic clutch | |
US10808771B2 (en) | Power transmission device | |
CN113374805B (en) | Electromagnetic clutch for vehicle | |
WO2019240026A1 (en) | Freewheel hub | |
CN113692508B (en) | Final stage gear device capable of time-limited differential motion | |
CN110107673B (en) | Differential lock device for vehicle and vehicle | |
JPH0464747A (en) | Differential limiting device | |
US20030173180A1 (en) | Driving force transmission device and method of regulating it | |
JP2006342941A (en) | Mounting structure for driving force transmission device | |
JP2018043633A (en) | Power transmission device | |
JP2006283928A (en) | Positioning structure | |
JP2001047886A (en) | Hub change-over device | |
JP3828853B2 (en) | Multi-plate clutch | |
KR20240021802A (en) | Electromagnetic actuation device and delivery system provided with said electromagnetic actuation device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210913 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220808 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220823 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221013 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230131 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230228 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7236871 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |