JP3649793B2 - フリーホイールクラッチ - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクスルシャフトと遊動輪との間で動力の伝達・遮断を行なうフリーホイールクラッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
フリーホイールクラッチは、四輪駆動車において、二輪駆動走行時に、駆動系に起因する振動騒音の低減、燃費の向上を図るため、トランスファギヤからアクスルまでの回転部の不要な回転を避ける目的で設けられる。
【０００３】
一般に、フリーホイールクラッチにおいて、アクスルシャフトの動力は等速自在継手を介して車軸軸受に入力される。車軸軸受はナックル部の外径に嵌合され、その外輪に遊動輪ホイールが連結される。また、外輪の遊動輪側端部にはカップ状のハウジングが固定され、このハウジングの内径にスライドギヤが軸方向スライド自在に装着される。等速自在継手の軸部の軸端はナックル部の内径を貫通させて、上記ハウジングの内部空間まで挿通される。この軸端にドライブギヤが固定される。そして、ハウジングのスライドギヤを油圧、空気圧、手動（ワイヤー）等によりスライド操作し、これを等速自在継手のドライブギヤに係合・離脱させることにより、アクスルシャフトと遊動輪との間で動力の伝達・遮断を行なう（特開平１−２８９７２４号公報、実開平１−１０９４３２号公報等ご参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来のフリーホイールクラッチは、遊動輪側に設けたハウジング空間において、スライドギヤとドライブギヤとを係合・離脱制御する構造であるため、以下に示す問題点が指摘される。
（１）油圧、空気圧、ワイヤー等の作動手段を、車体側からナックル部を介してスライドギヤまで導びく必要があるため、ナックル部の構造が大型・複雑化する。
（２）等速自在継手の軸部が非常に長くなる。
（３）上記作動手段の経路は、通常、ナックル中に設けられるため、ナックルの肉厚が薄くなり、その強度が懸念される。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑み提案されたもので、その目的とするところは、フリーホイールクラッチにおける構造の簡略化、コンパクト化を図ると共に、強度上の懸念を解消することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のフリーホイールクラッチは、遊動輪ホイールに連結されるアクスルハブ、車体側部材に連結されるハブ外輪を有する車軸軸受と、アクスルシャフトに連結される内方部材、車体側部材に回転及び軸方向スライド自在に支持される外方部材を有する等速自在継手と、車軸軸受のアクスルハブと等速自在継手の外方部材との間に設けられた相互に係合可能な係合部とを備え、等速自在継手のスライド移動に伴う、上記係合部の係合・離脱を介して、アクスルシャフトと遊動輪との間で動力の伝達又は遮断を行なうものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。
【０００８】
図１は、本発明の実施形態に係わるフリーホイールクラッチを示し、軸線Ｘより上部分は動力遮断時（二輪駆動時）、軸線Ｘより下部分は動力伝達時（四輪駆動時）の状態を示している。
【０００９】
車軸軸受１は、図示されていない遊動輪ホイールにハブボルトで連結される中空状のアクスルハブ２、ステアリングナックル３にハブボルトで連結されたハブ外輪４を備えている。
【００１０】
車軸軸受１よりも車体側（同図で右側）に筒状ハウジング５が配置され、筒状ハウジング５の内径に、２つの環状のバネ受け６、７、スライドスリーブ８、および玉軸受９が配置される。バネ受け６とバネ受け７との間には、コイルスプリング１０が介装される。バネ受け６は、ハブ外輪４の車体側端部外径と筒状ハウジング５の遊動輪側（同図で左側）端部内径の双方に嵌合固定される。バネ受け７およびスライドスリーブ８は、筒状ハウジング５の車体側端部内径に軸方向スライド自在に嵌合される。玉軸受９は、スライドスリーブ８の内径に嵌合固定される。
【００１１】
スライドスリーブ８には、ワイヤ１１が連結される。ワイヤ１１は筒状ハウジング５に設けられた貫通孔を通って外部に延び、図示されていない二輪駆動・四輪駆動の切換レバー等に連結される。
【００１２】
等速自在継手２０は、アクスルシャフト２１に連結された内方部材２２、筒状ハウジング５の内径に、スライドスリーブ８および玉軸受９を介して回転及び軸方向スライド自在に支持された外方部材２３、外方部材２３に接合又は一体に設けられた軸部２４を備えている。軸部２４は、アクスルハブ２の内径に挿通され、針状ころ軸受２５で回転及び軸方向スライド自在に支持される。尚、図１に示す等速自在継手２０は固定型（駆動軸と従動軸との間の角度変位のみを許容するタイプ）であるが、アクスルシャフト２１の図示されていない軸端には摺動型の等速自在継手（駆動軸と従動軸との間の角度変位と軸方向変位を許容するタイプ）が装着されている。そのため、この実施形態の等速自在継手２０はアクスルシャフト２１と共に、軸方向移動することができる。
【００１３】
車軸軸受１のアクスルハブ２と等速自在継手２０の外方部材２３との間には、相互に係合可能な係合部２６が設けられている。この実施形態において、係合部２６は、アクスルハブ２の内径に形成されたスプライン２６ａと、等速自在継手２０の軸部２４の外径に形成されたスプライン２６ｂとで構成される。
【００１４】
図１上部分に示すように、二輪駆動時においては、バネ受け６、７間に介装されたスプリング１０の弾性力によって、等速自在継手２０が同図で右側（車体側）に押圧され、係合部２６のスプライン２６ａとスプライン２６ｂとが離脱する。そのため、アクスルハブ２と等速自在継手２０の軸部２４との連結が外れ、これにより、アクスルシャフト２１と遊動輪との間で動力が遮断される。一方、図１下部分に示すように、四輪駆動時においては、ワイヤ１１の張力（切換レバー等の操作により発生する）によって、等速自在継手２０がスプリング１０の弾性力に抗して同図で左側（遊動輪側）に軸方向スライド移動し、係合部２６のスプライン２６ａとスプライン２６ｂとが係合する。そのため、アクスルハブ２と等速自在継手２０の軸部２４とが連結され、これにより、アクスルシャフト２１と遊動輪との間で動力が伝達される。ワイヤ１１の張力を解除すると、スプリング１０の弾性復元力によって、等速自在継手２０が同図で右側に軸方向スライド移動し、図１上部分に示す二輪駆動時に自動的に切り換わる。
【００１５】
図２に示す実施形態では（動力遮断時の状態を示している。）、係合部２６’が、アクスルハブ２の車体側端面に形成されたフェイススプライン２６ａ’と、等速自在継手２０の外方部材２３の軸部２４の遊動輪側端面に形成されたフェイススプライン２６ｂ’とで構成されている。筒状ハウジング５は、ハブ外輪４の車体側端部内径に嵌合固定される。等速自在継手２０の外方部材２３は、筒状ハウジング５の内径に設けられたスプラインに適合するスプラインを外径に設けた針状ころ軸受９’を介して、回転及び軸方向スライド自在に支持される。図示されていない内方部材には、アクスルシャフトが連結さる。尚、この実施形態の等速自在継手２０は摺動型であり、アクスルシャフトに対して、軸方向移動することができる。等速自在継手２０の軸方向スライド移動は、上述したようなワイヤ、油圧、空気圧等の適宜の手段で行なう。図１に示す構成に比べ、ナックル部の軸方向寸法が減少し、一層コンパクト化が図られている。その他の基本的な構成および作用効果は、図１に示すものと同様であるので、実質的に同一の部材及び部分には同じ符号を付して示し、重複する説明を省略する。
【００１６】
ところで、図１、図２に示す実施形態においては、四輪駆動時に何らかの意図せぬ理由でワイヤ１１の張力が失われた場合でも、スプリング１０の弾性復元力によって自動的に二輪駆動に切り換わってしまうが、一般に、四輪駆動車は、トラブル発生時には四輪駆動として走行できるように配慮されているのが望ましい。図３に示す実施形態は、このような配慮に基づくものである。
【００１７】
図３に示すように、筒状ハウジング５の内径にバネ受け６’、軸受ハウジング７’、ワイヤストッパ８’、および玉軸受９が配置されている。バネ受け６’は筒状ハウジング５に対して固定、軸受ハウジング７’およびワイヤストッパ８’は筒状ハウジング５に対して軸方向スライド自在である。コイルスプリング１０は、バネ受け６’と軸受ハウジング７’の鍔部７’ａとの間に介装され、玉軸受９は軸受ハウジング７’の内径に嵌合固定される。ワイヤ１１は、ワイヤストッパ８’に連結される。
【００１８】
ワイヤ１１の張力が作用していない時は、図３に示すように、等速自在継手２０がスプリング１０の弾性力によって同図で左側（遊動輪側）に押圧され、係合部２６のスプライン２６ａとスプライン２６ｂとが係合する。そのため、アクスルハブ２と等速自在継手２０の軸部２４とが連結され、これにより、アクスルシャフト２１と遊動輪との間で動力が伝達される（四輪駆動）。一方、ワイヤ１１の張力が作用すると、等速自在継手２０がスプリング１０の弾性力に抗して同図で右側（車体側）に軸方向スライド移動し、係合部２６のスプライン２６ａとスプライン２６ｂとが離脱する。そのため、アクスルハブ２と等速自在継手２０の軸部２４との連結が外れ、これにより、アクスルシャフト２１と遊動輪との間で動力が遮断される（二輪駆動）。
【００１９】
尚、上記実施形態における車軸軸受１は、遊動輪側のボール列が接触する内側軌道面をアクスルハブ２の外径に直接形成したものであるが、一対の内輪をアクスルハブの外径に嵌合した構成のものでも良い。すなわち、本発明は、車軸軸受の形式、等速自在継手の形式を問わず適用可能である。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、車軸軸受のアクスルハブと等速自在継手の外方部材との間に相互に係合可能な係合部を設け、等速自在継手のスライド移動に伴う、係合部の係合・離脱を介して、アクスルシャフトと遊動輪との間で動力の伝達・遮断を行なう構成を有するので、以下に示す特有の効果を奏する。
（１）等速自在継手のスライド移動によって動力の伝達・遮断を切換えるので、切換えのための作動手段をナックル部の外部に配置することができる。そのため、ナックル部の構造が簡略化、コンパクト化される。
（２）等速自在継手の軸部を、従来に比べ、大幅に短くすることができる。
（３）ナックル部の強度上の懸念が解消される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す断面図であり、軸線Ｘより上部分は動力遮断時（二輪駆動時）、軸線Ｘより下部分は動力伝達時（四輪駆動時）の状態を示している。
【図２】本発明の他の実施形態を示す断面図であり、動力遮断時（二輪駆動時）の状態を示している。
【図３】本発明の他の実施形態を示す断面図であり、動力伝達時（四輪駆動時）の状態を示している。
【符号の説明】
１ 車軸軸受
２ アクスルハブ
４ ハブ外輪
２０ 等速自在継手
２１ アクスルシャフト
２２ 内方部材
２３ 外方部材
２６ 係合部
２６ａ スプライン
２６ｂ スプライン
２６’ 係合部
２６ａ’ フェイススプライン
２６ｂ’ フェイススプライン

Claims (1)

  1. 遊動輪ホイールに連結されるアクスルハブ、車体側部材に連結されるハブ外輪を有する車軸軸受と、アクスルシャフトに連結される内方部材、車体側部材に回転及び軸方向スライド自在に支持される外方部材を有する等速自在継手と、車軸軸受のアクスルハブと等速自在継手の外方部材との間に設けられた相互に係合可能な係合部とを備え、
    等速自在継手のスライド移動に伴う、上記係合部の係合・離脱を介して、アクスルシャフトと遊動輪との間で動力の伝達又は遮断を行なうフリーホイールクラッチ。
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