WO2016133077A1 - フリーホイールハブ - Google Patents

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WO2016133077A1
WO2016133077A1 PCT/JP2016/054418 JP2016054418W WO2016133077A1 WO 2016133077 A1 WO2016133077 A1 WO 2016133077A1 JP 2016054418 W JP2016054418 W JP 2016054418W WO 2016133077 A1 WO2016133077 A1 WO 2016133077A1
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WO
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diaphragm
wheel drive
gear
reinforcing plate
slide gear
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PCT/JP2016/054418
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English (en)
French (fr)
Inventor
佐藤 光司
尚弘 岡田
恭兵 笹沼
Original Assignee
Ntn株式会社
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K23/00Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for
    • B60K23/08Arrangement or mounting of control devices for vehicle transmissions, or parts thereof, not otherwise provided for for changing number of driven wheels, for switching from driving one axle to driving two or more axles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D25/00Fluid-actuated clutches
    • F16D25/04Fluid-actuated clutches in which the fluid actuates an elastic clutching, i.e. elastic actuating member, e.g. a diaphragm or a pneumatic tube

Definitions

  • This invention relates to a freewheel hub for a four-wheel drive vehicle.
  • the FR-based four-wheel drive vehicle has a transfer that distributes the power from the engine and the transmission to the front propeller shaft and the rear propeller shaft, and the two-wheel drive (2WD) and four-wheel drive (4WD) are transferred by the transfer. Switching is performed.
  • the driven side wheel and the driven side axle are in a coupled state during traveling by two-wheel drive, the driven side axle is rotated from the driven side wheel, so that the traveling resistance increases and energy is wasted. Will be consumed.
  • a free wheel hub is provided between the driven wheel and the driven axle, and the transfer is switched to two-wheel drive.
  • the driven wheel is separated from the driven axle, and the driven wheel is set in a free state so as to reduce useless running resistance.
  • the transfer is switched to four-wheel drive, the driven wheel and the driven axle are locked, and the power from the engine is transmitted to the driven wheel.
  • the wheel hub of the driven wheel is provided rotatably on the same axis as the driven axle, and the outside of the wheel hub.
  • a two-wheel drive side negative pressure chamber and a four-wheel drive side negative pressure chamber are formed by incorporating a diaphragm into a hub housing connected to the side end face. Deform toward the wheel drive side negative pressure chamber, slide the slide gear connected to the diaphragm on the driven side axle, release the mesh with the outer gear fixed inside the hub housing, and move it to the driven side axle On the other hand, the wheel hub is in a free state.
  • the diaphragm is deformed toward the four-wheel drive side negative pressure chamber by depressurization of the four-wheel drive side negative pressure chamber, and a slide gear that moves toward the outer gear side is engaged with the outer gear so that the wheel hub is engaged with the driven side axle. Is locked.
  • the pressure reduction of the two-wheel drive side negative pressure chamber or the four-wheel drive side negative pressure chamber is maintained for a long time. If so, a large suction force is always applied to the sealing member that seals each of the negative pressure chambers and the sealing seal member of the suction path that communicates with each negative pressure chamber, and the function of the sealing member is reduced, Durability will be reduced.
  • a magnet is attached to the inner surface of the diaphragm cover that holds the outer periphery of the diaphragm, and the magnet adsorbs an outer reinforcing plate provided outside the diaphragm. The two-wheel drive state is maintained.
  • a spring is incorporated between the diaphragm cover and the outer reinforcing plate, and the four-wheel drive state is maintained by the action of the spring pressing the diaphragm toward the four-wheel drive side negative pressure chamber.
  • the magnetic attractive force by the magnet is set to a value higher than the pressing force of the spring.
  • a bush is incorporated in the inside end which is the fixed end of the cylindrical spindle, and the driven axle is rotatably supported by the bush.
  • the bush There is a guide gap between the mating surfaces of the side axles, and there is a possibility that the end of the driven side axle will run around within the range of the guide gap.
  • An object of the present invention is to stabilize the maintenance of a two-wheel drive state and improve the reliability of power transmission in a freewheel hub that magnetically attracts an outer reinforcing plate with a magnet to maintain the two-wheel drive state. .
  • the driven-side axle is rotatably supported by the bush incorporated in the inside end portion of the cylindrical spindle, and is supported rotatably about the spindle.
  • a hub housing that covers the shaft end of the driven-side axle is connected to the outside end of the wheel hub, and an outer gear is provided in the hub housing so as to be integrally rotatable.
  • the driven-side axle is connected to the outer gear.
  • the outer periphery of the diaphragm is supported by the end surface of the sleeve provided on the outer side of the outer gear and the outer periphery of the diaphragm cover connected to the outer side end of the sleeve.
  • a guide gap formed between the cylindrical portion of the inner reinforcing plate and the fitting surface of the slide gear and between the driven axle and the fitting surface of the bush In this range, a configuration in which a gap of a size capable of absorbing the vibration when the swinging of the slide gear occurs together with the shaft end portion of the driven-side axle is employed.
  • a gap having a size capable of absorbing the swing of the slide gear when the whirling occurs on the driven axle between the cylindrical portion of the inner reinforcing plate and the fitting surface of the slide gear is provided.
  • the outside end surface of the slide gear is formed into an arc surface centered on the swing center of the driven side axle in a state where the slide gear is disposed at the switching position of the two-wheel drive, so that the driven gear and the driven side axle are combined.
  • the precession is performed while maintaining the state in which the arc surface of the slide gear is in contact with the inner surface of the inner reinforcing plate, and the tilting of the outer reinforcing plate can be prevented more reliably.
  • a bush for rotatably supporting the driven axle in the outside end portion of the spindle is provided instead of the formation of the vibration absorbing gap of the first invention.
  • the built-in configuration was adopted.
  • the driven-side axle is rotatably supported by two bushes provided at intervals in the axial direction. Therefore, the driven-side axle is smoothly rotated and the occurrence of swinging at the shaft end portion is suppressed, and the outer reinforcing plate is not inclined. As a result, the two-wheel drive state can be reliably maintained.
  • the bush in the outer side end of the spindle is a press-molded product, the cost can be reduced as compared with the case where the bush is manufactured by turning.
  • seizure at the rotation support portion can be prevented, and the driven axle can be smoothly rotated and supported.
  • Both the first invention and the second invention can prevent the outer reinforcing plate from tilting in the two-wheel drive maintaining state in which the magnet attracts the outer reinforcing plate, and the two-wheel driving state. It is possible to stabilize the maintenance of the power and improve the reliability of power transmission.
  • a longitudinal sectional view showing an embodiment of a freewheel hub according to the present invention Sectional drawing which expands and shows a part of FIG. Sectional view showing the four-wheel drive state of the freewheel hub
  • a longitudinal sectional view showing another embodiment of the freewheel hub according to the present invention Longitudinal sectional view showing still another embodiment of the freewheel hub according to the present invention
  • FIGS. 1 and 2 a front axle 1 as a driven side axle and a wheel hub 2 of a front wheel as a driven wheel provided on the outside thereof are arranged coaxially.
  • a cylindrical spindle 3 is incorporated between the front axle 1 and the wheel hub 2.
  • the spindle 3 has a flange 3a at an end on the inside side, and the flange 3a serves as a fixed support.
  • a bush 4 is incorporated in the inside end portion of the spindle 3, and the front axle 1 is rotatably supported by the bush 4.
  • a bearing 5 is incorporated on the outer periphery of the spindle 3, and the wheel hub 2 is rotatably supported by the bearing 5.
  • the hub housing 7 is connected to the outside end surface of the wheel hub 2 by tightening a bolt 6 screwed into the wheel hub 2.
  • An outer gear 8 and a sleeve 9 are incorporated in the hub housing 7 on the outer side in the axial direction.
  • the outer gear 8 has a ring shape, and spline teeth 8a as tooth portions are formed on the inner periphery thereof.
  • Each of the outer gear 8 and the sleeve 9 is fixed to the inner diameter surface of the hub housing 7 by fitting with a spline so as to rotate integrally, and a seal member is provided between the axially opposed surfaces of the outer gear 8 and the sleeve 9. Sealed by 10 built-ins.
  • a slide gear 11 is fitted to the shaft end located inside the hub housing 7 of the front axle 1.
  • the slide gear 11 is prevented from rotating on the front axle 1 by fitting of a spline or serration, and is supported so as to be movable in the axial direction. Is provided.
  • a diaphragm 13 is incorporated inside the hub housing 7 on the outer side in the axial direction of the sleeve 9.
  • the outer peripheral portion of the diaphragm 13 is sandwiched from both sides by an outer side end surface of the sleeve 9 and a diaphragm cover 14 having a cylindrical portion 14a on the outer periphery of the sleeve 9 that is press-fitted to the outer periphery of the outer side end portion of the sleeve 9. Yes.
  • the central portion of the diaphragm 13 is sandwiched between the outer reinforcing plate 15 and the inner reinforcing plate 16 from both sides, and the outer reinforcing plate 15 and the inner reinforcing plate 16 are coupled and integrated by caulking a rivet 17 inserted through the center hole. ing.
  • the outer reinforcing plate 15 and the inner reinforcing plate 16 are made of a press-formed product of a magnetic metal plate.
  • a cylindrical portion 18 is provided on the outer peripheral portion of the inner reinforcing plate 16, and the opening end of the cylindrical portion 18 is bent inward.
  • the inner cylinder portion 18a is formed, and the inner cylinder portion 18a is fitted to a cylindrical outer diameter surface 11b formed on the outer periphery of the outside side end portion of the slide gear 11 so as to be axially connected to the slide gear 11. It is connected.
  • a ring groove 19 is formed at the end of the cylindrical outer diameter surface 11 b of the slide gear 11, and a retaining ring 20 fitted in the ring groove 19. The end portion of the inner cylinder portion 18a is engaged.
  • a gap 21 is provided between the cylindrical outer diameter surface 11b of the slide gear 11 and the fitting surface of the inner cylinder portion 18a.
  • the size ⁇ of the gap 21 is such that the swing of the slide gear 11 when the slide gear 11 swings together with the shaft end portion of the front axle 1 within the range of the guide gap 22 formed between the front axle 1 and the bush 4. It is supposed to be a size that can absorb.
  • a two-wheel drive-side negative pressure chamber 23 is formed inside the hub housing 7 in the axial direction outside of the diaphragm 13, and a four-wheel drive-side negative pressure chamber 24 is formed inside the diaphragm 13 in the axial direction.
  • a ring member 25 is fitted to the outside side end portion of the spindle 3, and the cylindrical portion 25a provided at the outside side end portion of the ring member 25 and the open end portion of the hub housing 7 are opposed to each other in the radial direction.
  • the space between the opposing portions is sealed by the incorporation of the seal member 26.
  • the flange 3 a at the inner side end of the spindle 3 and the facing portion of the wheel hub 2 are sealed by incorporating a pair of seal members 27. Further, the radial facing portions of the front axle 1 and the flange 3 a are also sealed by incorporating the seal member 28.
  • the flange 3a of the spindle 3, the first port P 1 and the second port P 2 is provided.
  • the first port P 1 communicates with the two-wheel drive-side negative pressure chamber 23 via a first suction path 29 formed between the inner periphery of the wheel hub 2 and the outer periphery of the spindle 3 and on the inner diameter surface of the hub housing 7.
  • is two-wheel drive-side negative pressure chamber 23 is depressurized by sucking the first port P 1.
  • the second port P 2 communicates via a second suction path 30 provided between the outer periphery of the front axle 1 and the inner periphery of the spindle 3, and sucks the second port P 2 to thereby drive the four-wheel drive side.
  • the negative pressure chamber 24 is depressurized.
  • a spring 31 and a magnet 32 are incorporated inside the diaphragm cover 14.
  • the spring 31 urges the slide gear 11 toward the outer gear 8 through the diaphragm 13 and holds the slide gear 11 in a state of meshing with the outer gear 8.
  • FIGS. 1 and 2 show a traveling state by two-wheel drive.
  • the diaphragm 13 is placed in the two-wheel drive side negative pressure chamber 23.
  • the slide gear 11 is in a state of releasing meshing with the outer gear 8.
  • the slide gear 11 moves toward the outer gear 8 and meshes with the outer gear 8 as shown in FIG. 3, and the wheel hub 2 is in a locked state coupled to the front axle 1.
  • the rotation is transmitted from the front axle 1 to the wheel hub 2.
  • the guide gap 22 exists between the front axle 1 and the bush 4 that rotatably supports the front axle 1, and therefore, within the range of the guide gap 22.
  • a swing occurs at the shaft end portion of the front axle 1 around a point O that is approximately bisected in the axial length of the bush 4.
  • the slide gear 11 disposed on the shaft end portion of the front axle 1 also swings with the front axle 1, and when the outer reinforcement plate 15 together with the inner reinforcement plate 16 tilts due to the swing, the outer reinforcement plate 15 by the magnet 32.
  • the suction holding becomes unstable and switches to the suction release state, and the two-wheel drive state cannot be maintained.
  • the front axle is provided between the fitting surface of the cylindrical outer diameter surface 11 b of the slide gear 11 and the inner cylindrical portion 18 a provided on the cylindrical portion 18 of the inner reinforcing plate 16. Since the gap 21 having a size ⁇ capable of absorbing the swing of the slide gear 11 that swings around with the shaft end of the shaft 1 is provided, the swing of the slide gear 11 is absorbed by the gap 21 and the outer reinforcing plate 15 is inclined. It never happens. For this reason, the outer reinforcing plate 15 is held in the attracted state by the magnet 32, and the two-wheel drive state is maintained.
  • FIG. 5 shows another embodiment of the freewheel hub. This embodiment is different from the free wheel hub shown in FIG. 1 in that a bush 34 for rotatably supporting the front axle 1 is incorporated in the outside end portion of the spindle 3. For this reason, the same components as those shown in FIG.
  • the front axle 1 rotates with the two bushes 4, 34 of the bush 4 incorporated into the inside end of the spindle 3. Since it is supported freely, the front axle 1 is smoothly rotated to prevent the shaft end portion from swinging, and the outer reinforcing plate 15 is not tilted. As a result, the two-wheel drive state is reliably maintained, and a highly reliable power transmission state can be obtained.
  • each of the pair of bushes 4 and 34 incorporated in both ends of the spindle 3 is a press-formed product, the cost can be reduced as compared with the case where the bushes are manufactured by turning. Further, if the bushes 4 and 34 are sintered oil-impregnated bearings, seizure at the bushes 4 and 34 that support the front axle 1 can be prevented, and the front axle 1 can be smoothly rotated and supported.

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Abstract

 ダイヤフラムカバー(14)の内面に磁石(32)を取付け、その磁石(32)がダイヤフラム(13)の外側に設けられた外側補強板(15)を吸着する作用によってスライドギヤ(11)がアウタギヤ(8)に対して噛合解除する2輪駆動への切換え状態を維持するフリーホイールハブにおいて、ダイヤフラム(13)の内周部を外側補強板(15)とで両側から挟持する内側補強板(16)の円筒部(18)とスライドギヤ(11)の嵌合面間に間隙(21)を設け、その間隙(21)により前側車軸(1)の軸端部の振れを吸収し、外側補強板(15)に傾きが生じて磁石(32)から吸着解除されるのを防止する。

Description

フリーホイールハブ
 この発明は、4輪駆動車のフリーホイールハブに関する。
 FRベースの4輪駆動車においては、エンジンおよびトランスミッションからの動力を前側プロペラシャフトと後側プロペラシャフトに分配するトランスファを有し、そのトランスファによって2輪駆動(2WD)と4輪駆動(4WD)の切換えを行うようにしている。
 ここで、2輪駆動による走行時に、従動側車輪と従動側車軸とが結合された状態にあると、従動側車輪から従動側車軸が回転されるため、走行抵抗が増大してエネルギが無駄に消費されることになる。
 そのような不都合を解消するため、下記特許文献1に記載された4輪駆動車においては、従動側車輪と従動側車軸との間にフリーホイールハブを設け、トランスファの2輪駆動への切換えにおいて、従動側車輪を従動側車軸から切り離し、従動側車輪をフリー状態として無駄な走行抵抗の低減を図るようにしている。一方、トランスファの4輪駆動への切換えにおいては、従動側車輪と従動側車軸とをロック状態にして、エンジンからの動力が従動側車輪に伝達されるようにしている。
 2輪駆動と4輪駆動の切換えのため、特許文献1に記載されたフリーホイールハブにおいては、従動側車軸と同軸上に従動側車輪のホイールハブを回転可能に設け、そのホイールハブのアウトサイド側端面に連結されたハブハウジングの内部にダイヤフラムを組込んで2輪駆動側負圧室と4輪駆動側負圧室とを形成し、上記2輪駆動側負圧室の減圧によりダイヤフラムを2輪駆動側負圧室に向けて変形させ、そのダイヤフラムに連結されたスライドギヤを従動側車軸上でスライドさせて、ハブハウジングの内部に固定されたアウタギヤとの噛合を解除し、従動側車軸に対してホイールハブをフリー状態としている。
 また、上記4輪駆動側負圧室の減圧によりダイヤフラムを4輪駆動側負圧室に向けて変形させ、アウタギヤ側に向けて移動するスライドギヤをそのアウタギヤに噛合させてホイールハブを従動側車軸に対してロック状態としている。
 ここで、2輪駆動状態(フリー状態)または4輪駆動状態(ロック状態)を維持するために、2輪駆動側負圧室または4輪駆動側負圧室の減圧を長時間にわたって維持する構成であると、負圧室のそれぞれを密封するシール部材や、それぞれの負圧室に連通する吸引路の密封用シール部材に常に大きな吸引力が負荷されて、そのシール部材の機能を低下させ、耐久性を低下させることになる。
 そのような不都合を解消するため、上記フリーホイールハブにおいては、ダイヤフラムの外周部を保持するダイヤフラムカバーの内面に磁石を取付け、その磁石がダイヤフラムの外側に設けられた外側補強板を吸着する作用によって2輪駆動状態を維持するようにしている。
 また、ダイヤフラムカバーと上記外側補強板間にスプリングを組込み、そのスプリングがダイヤフラムを4輪駆動側負圧室に向けて押圧する作用により4輪駆動状態を維持するようにしている。このとき、磁石による磁気吸引力がスプリングの弾性力より小さいと、2輪駆動状態を維持することができないため、磁石による磁気吸引力をスプリングの押圧力より高い値に設定している。
特開平10-278621号公報
 ところで、上記従来のフリーホイールハブにおいては、筒状スピンドルの固定側端部であるインサイド側端部内にブッシュを組込み、そのブッシュによって従動側車軸を回転自在に支持しているが、上記ブッシュと従動側車軸の嵌合面間には案内隙間が存在し、その案内隙間の範囲内で従動側車軸の端部に振れ回りが生じる可能性があり、その振れ回りによって以下のような問題が生じ、改善すべき点が残されている。
 すなわち、スライドギヤがアウタギヤに対して噛合解除する2輪駆動状態で従動側車軸の端部に振れ回りが生じると、その従動側車軸の軸端部に支持されたスライドギヤも同様に振れ回ることになる。このとき、スライドギヤには内側補強板が連結され、その内側補強板は外側補強板とでダイヤフラムを両側から挟持する状態にあるため、スライドギヤの振れ回りにより内側補強板と共に外側補強板に傾きが生じ、磁石による外側補強板の保持が低下して解除され、2輪駆動状態を維持できなくなる。
 この発明の課題は、磁石で外側補強板を磁気吸引して2輪駆動状態を維持するフリーホイールハブにおいて、2輪駆動状態の維持の安定化を図り、動力伝達の信頼性を高めることである。
 上記の課題を解決するため、第1の発明においては、筒状スピンドルのインサイド側端部内に組み込まれたブッシュによって従動側車軸を回転自在に支持し、前記スピンドルを中心にして回転可能に支持されたホイールハブのアウトサイド側端部に前記従動側車軸の軸端部を覆うハブハウジングを連結し、そのハブハウジングの内部にアウタギヤを一体回転可能に設け、前記従動側車軸には前記アウタギヤに対して噛合可能なスライドギヤをスライド自在に支持し、前記アウタギヤのアウトサイド側に設けられたスリーブの端面と、そのスリーブのアウトサイド側端部に接続されるダイヤフラムカバーの外周部とでダイヤフラムの外周部を両側から挟持して、そのダイヤフラムの軸方向外側に2輪駆動側負圧室と、軸方向内側に4輪駆動側負圧室とを設け、前記ダイヤフラムの内周部を外側補強板とで両側から挟持する内側補強板の外周部に前記スライドギヤに連結される円筒部を設け、前記2輪駆動側負圧室の減圧によるダイヤフラムの弾性変形によりスライドギヤをアウタギヤとの噛合が解除する方向に移動させて2輪駆動に切換え、前記ダイヤフラムカバーの内面に取付けた磁石が外側補強板を磁気吸着する作用によって2輪駆動への切換え状態を保持するようにしたフリーホイールハブにおいて、前記内側補強板の円筒部と前記スライドギヤの嵌合面間に前記従動側車軸と前記ブッシュの嵌合面間に形成された案内隙間の範囲内で従動側車軸の軸端部と共にスライドギヤに振れ回りが生じた際の振れを吸収可能とする大きさの間隙を設けた構成を採用したのである。
 上記第1の発明のように、内側補強板の円筒部とスライドギヤの嵌合面間に従動側車軸に振れ回りが生じた際のスライドギヤの振れを吸収可能とする大きさの間隙を設けることにより、磁石が外側補強板を吸着する2輪駆動状態で従動側車軸の端部がブッシュとの嵌合面間に形成された案内隙間の範囲内でスライドギヤに振れ回りが生じたとしても、その振れは内側補強板の円筒部とスライドギヤの嵌合面間に形成された間隙で吸収される。このため、従動側車軸の軸端部の振れ回りによって外側補強板が傾動するというようなことがなく、磁石によって吸着状態が保持され、2輪駆動状態が維持される。
 ここで、スライドギヤのアウトサイド側端面を、そのスライドギヤが2輪駆動の切換え位置に配置される状態で従動側車軸の振れ回り中心を中心とする円弧面とすることにより、従動側車軸と共にスライドギヤが振れ回った際、スライドギヤの円弧面が内側補強板の内面と接触する状態を保って歳差運動し、外側補強板に傾きが生じるのをより確実に防止することができる。
 上記の課題を解決するため、第2の発明においては、上記第1の発明の振れ吸収用間隙の形成に代えて、スピンドルのアウトサイド側端部内に従動側車軸を回転自在に支持するブッシュを組み込んだ構成を採用したのである。
 上記第2の発明のように、スピンドルのアウトサイド側端部内にブッシュを組み込むことにより、従動側車軸は軸方向に間隔をおいて設けられた二個のブッシュで回転自在に支持されることになるため、従動側車軸は円滑に回転して軸端部に振れ回りが生じるのが抑制されることになり、外側補強板に傾きが生じるようなことがなくなる。その結果、2輪駆動状態を確実に維持することができる。
 ここで、スピンドルのアウトサイド側端部内のブッシュをプレス成形品とすると、旋削によってブッシュを製作する場合に比較してコストの低減を図ることができる。また、ブッシュを焼結含油軸受とすることによって、回転支持部での焼き付きを防止し、従動側車軸を円滑に回転支持することができる。
 第1の発明および第2の発明のいずれの発明も、磁石が外側補強板を吸着する2輪駆動の維持状態で上記外側補強板に傾きが生じるのを防止することができ、2輪駆動状態の維持の安定化を図り、動力伝達の信頼性を高めることができる。
この発明に係るフリーホイールハブの実施の形態を示す縦断面図 図1の一部を拡大して示す断面図 フリーホイールハブの4輪駆動状態を示す断面図 この発明に係るフリーホイールハブの他の実施の形態を示す縦断面図 この発明に係るフリーホイールハブのさらに他の実施の形態を示す縦断面図
 以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1および図2に示すように、従動側車軸としての前側車軸1とその外側に設けられた従動側車輪としての前輪のホイールハブ2は同軸上の配置とされている。
 前側車軸1とホイールハブ2との間には筒状のスピンドル3が組み込まれている。スピンドル3はインサイド側の端部にフランジ3aを有し、そのフランジ3aが固定の支持とされる。スピンドル3のインサイド側端部内にはブッシュ4が組み込まれ、そのブッシュ4によって前側車軸1が回転自在に支持されている。
 また、スピンドル3の外周には軸受5が組み込まれ、その軸受5によってホイールハブ2が回転自在に支持されている。
 ホイールハブ2のアウトサイド側端面には、そのホイールハブ2にねじ込まれるボルト6の締め付けによってハブハウジング7が連結されている。ハブハウジング7の内部にはアウタギヤ8と、その軸方向外側にスリーブ9が組込まれている。
 アウタギヤ8はリング状をなし、その内周には歯部としてのスプライン歯8aが形成されている。アウタギヤ8およびスリーブ9のそれぞれは、スプラインによる嵌合によりハブハウジング7の内径面に固定されて一体に回転するようになっており、そのアウタギヤ8とスリーブ9の軸方向の対向面間はシール部材10の組込みによってシールされている。
 前側車軸1のハブハウジング7の内部に位置する軸端部にはスライドギヤ11が嵌合されている。スライドギヤ11はスプラインあるいはセレーションの嵌合によって前側車軸1に回り止めされ、かつ、軸方向に移動自在に支持され、その外径面には上記アウタギヤ8のスプライン歯8aと噛合可能なスプライン歯11aが設けられている。
 ハブハウジング7の内部には、スリーブ9の軸方向外側にダイヤフラム13が組込まれている。ダイヤフラム13の外周部は、スリーブ9のアウトサイド側端面と、そのスリーブ9のアウトサイド側端部の外周に圧入嵌合される円筒部14aを外周に有するダイヤフラムカバー14とによって両側から挟持されている。
 ダイヤフラム13の中央部は、外側補強板15と内側補強板16とで両側から挟持され、その外側補強板15と内側補強板16は中心孔に挿通されたリベット17の加締めによって結合一体化されている。
 外側補強板15および内側補強板16は、磁性金属板のプレス成形品からなり、内側補強板16の外周部には円筒部18が設けられ、その円筒部18の開口端は内方に折曲げられて内筒部18aが形成され、その内筒部18aがスライドギヤ11のアウトサイド側端部の外周に形成された円筒状外径面11bに嵌合されて、スライドギヤ11と軸方向に連結されている。
 内側補強板16とスライドギヤ11の軸方向の連結に際し、ここでは、スライドギヤ11の円筒状外径面11bの端部にリング溝19を形成し、そのリング溝19に嵌合した止め輪20に内筒部18aの端部を係合させるようにしている。
 スライドギヤ11の円筒状外径面11bと内筒部18aの嵌合面間には間隙21が設けられている。間隙21の大きさδは、前側車軸1とブッシュ4間に形成される案内隙間22の範囲内で前側車軸1の軸端部と共にスライドギヤ11に振れ回りが生じた際のスライドギヤ11の振れを吸収可能な大きさとされている。
 上記ダイヤフラム13の組み込みによってハブハウジング7の内部には、そのダイヤフラム13の軸方向外側に2輪駆動側負圧室23と、ダイヤフラム13の軸方向内側に4輪駆動側負圧室24とが形成されている。
 スピンドル3のアウトサイド側端部にはリング部材25が嵌合され、そのリング部材25のアウトサイド側端部に設けられた円筒部25aとハブハウジング7の開口端部は径方向で対向し、その対向部間はシール部材26の組込みによって密閉されている。
 スピンドル3のインサイド側端部のフランジ3aとホイールハブ2の対向部間は一対のシール部材27の組込みによって密閉されている。また、前側車軸1とフランジ3aの径方向の対向部間もシール部材28の組込みによって密閉されている。
 スピンドル3におけるフランジ3aには、第1ポートPおよび第2ポートPが設けられている。第1ポートPはホイールハブ2の内周とスピンドル3の外周間およびハブハウジング7の内径面に形成された第1吸引路29を介して2輪駆動側負圧室23に連通し、上記第1ポートPを吸引することで2輪駆動側負圧室23が減圧される。
 一方、第2ポートPは前側車軸1の外周とスピンドル3の内周間に設けられた第2吸引路30を介して連通し、上記第2ポートPを吸引することで4輪駆動側負圧室24が減圧される。
 図2に示すように、ダイヤフラムカバー14の内側にはスプリング31と磁石32とが組み込まれている。スプリング31はダイヤフラム13を介してスライドギヤ11をアウタギヤ8に向けて付勢して、そのスライドギヤ11をアウタギヤ8と噛合する状態に保持するようになっている。
 一方、磁石32はダイヤフラムカバー14の端板内面に固定され、ダイヤフラム13が2輪駆動側負圧室23に向けて変形してスライドギヤ11がアウタギヤ8と噛合が解除する状態とされた際に外側補強板15を磁気吸引してスライドギヤ11を噛合解除状態に保持するようになっている。
 実施の形態で示すフリーホイールハブは上記の構造からなり、図1および図2は、2輪駆動による走行状態を示し、図2に示すように、ダイヤフラム13は2輪駆動側負圧室23に向けて弾性変形し、スライドギヤ11はアウタギヤ8に対して噛合を解除する状態にある。
 図1および図2に示す2輪駆動による走行状態において、第2ポートPに吸引力を付与すると、4輪駆動側負圧室24が減圧され、ダイヤフラム13が4輪駆動側負圧室24に向けて弾性変形する。
 ダイヤフラム13の弾性変形により、スライドギヤ11がアウタギヤ8に向けて移動して、図3に示すように、アウタギヤ8と噛合し、ホイールハブ2は前側車軸1に対して結合されたロック状態となり、上記前側車軸1からホイールハブ2に回転が伝達される状態となる。
 このとき、スプリング31によってスライドギヤ11はアウタギヤ8と噛合する状態に保持される。このため、第2ポートPに対する吸引を解除しても、フリーホイールハブは4輪駆動の走行状態に維持される。
 図3に示す4輪駆動の走行状態から2輪駆動の走行状態への切換えに際しては、第1ポートPに吸引力を付与して2輪駆動側負圧室23を減圧する。その減圧によりダイヤフラム13が2輪駆動側負圧室23に向けて弾性変形し、そのダイヤフラム13に連結されたスライドギヤ11がアウタギヤ8から離反する方向に移動して、図1に示すように、アウタギヤ8との噛合が解除された2輪駆動切換え位置に配置され、ホイールハブ2は前側車軸1に対し切り離されてフリー状態となり、ホイールハブ2から前側車軸1への回転伝達が遮断される状態になる。
 2輪駆動への切り換え状態において、ダイヤフラムカバー14内に設けられた磁石32が外側補強板15を吸着する。その吸着により第1ポートPに対する吸引を解除しても、フリーホイールハブは2輪駆動状態に維持される。
 上記のような磁石32による2輪駆動の維持状態において、前側車軸1とその前側車軸1を回転自在に支持するブッシュ4間には案内隙間22が存在するため、その案内隙間22の範囲内で前側車軸1の軸端部にブッシュ4の軸方向長さのほぼ2等分位置の点Oを中心にして図1の矢印Fで示すように振れ回りが生じる。
 このとき、前側車軸1の軸端部上に配置されたスライドギヤ11も前側車軸1と共に振れ回り、その振れ回りによって内側補強板16と共に外側補強板15が傾くと、磁石32による外側補強板15の吸着保持が不安定となって吸着解除の状態に切り換わり、2輪駆動状態を維持することができなくなる。
 しかし、実施の形態においては、図2に示すように、スライドギヤ11の円筒状外径面11bと内側補強板16の円筒部18に設けられた内筒部18aの嵌合面間に前側車軸1の軸端部と共に振れ回るスライドギヤ11の振れを吸収可能とする大きさδの間隙21が設けられているため、スライドギヤ11の振れは間隙21で吸収され、外側補強板15に傾きが生じるようなことはない。このため、外側補強板15は磁石32によって吸着状態が保持され、2輪駆動状態が維持される。
 ここで、図4に示すように、スライドギヤ11が2輪駆動の切換え位置に配置される状態において、そのスライドギヤ11のアウトサイド側端面33を図1に示す前側車軸1の振れ回り中心Oを中心とする円弧面とすることにより、前側車軸1と共にスライドギヤ11が振れ回った際、スライドギヤ11の円弧面33が内側補強板16の内面と接触する状態を保って歳差運動することになる。このため、外側補強板15に傾きが生じるのをより確実に防止することができる。
 図5は、フリーホイールハブの他の実施の形態を示す。この実施の形態においては、スピンドル3のアウトサイド側端部内に前側車軸1を回転自在に支持するブッシュ34を組み込んでいる点で図1に示すフリーホイールハブと相違している。このため、図1に示すものと同一の部品には同一の符号を付して説明を省略する。
 図5に示すように、スピンドル3のアウトサイド側端部内にブッシュ34を組み込むことにより、前側車軸1はスピンドル3のインサイド側端部内に組み込まれたブッシュ4の二個のブッシュ4、34で回転自在に支持されることになるため、前側車軸1は円滑に回転して軸端部に振れ回りが生じるのが抑制されることになり、外側補強板15に傾きが生じるようなことがなくなる。その結果、2輪駆動状態が確実に維持されることになり、信頼性の高い動力伝達状態を得ることができる。
 ここで、スピンドル3の両端部内に組み込まれた一対のブッシュ4、34のそれぞれをプレス成形品とすると、旋削によってブッシュを製作する場合に比較してコストの低減を図ることができる。また、ブッシュ4、34を焼結含油軸受とすると、前側車軸1を支持するブッシュ4、34での焼き付きを防止し、前側車軸1を円滑に回転支持することができる。
1  前側車軸(従動側車軸)
2  ホイールハブ
3  スピンドル
4  ブッシュ
7  ハブハウジング
8  アウタギヤ
9  スリーブ
11 スライドギヤ
13 ダイヤフラム
14 ダイヤフラムカバー
15 外側補強板
16 内側補強板
18 円筒部
21 間隙
22 案内隙間
23 2輪駆動側負圧室
24 4輪駆動側負圧室
32 磁石
33 円弧面
34 ブッシュ

Claims (5)

  1.  筒状スピンドル(3)のインサイド側端部内に組み込まれたブッシュ(4)によって従動側車軸(1)を回転自在に支持し、前記スピンドル(3)を中心にして回転可能に支持されたホイールハブ(2)のアウトサイド側端部に前記従動側車軸(1)の軸端部を覆うハブハウジング(7)を連結し、そのハブハウジング(7)の内部にアウタギヤ(8)を一体回転可能に設け、前記従動側車軸(1)の軸端部上には前記アウタギヤ(8)に対して噛合可能なスライドギヤ(11)をスライド自在に支持し、前記アウタギヤ(8)のアウトサイド側に設けられたスリーブ(9)の端面と、そのスリーブ(9)のアウトサイド側端部に接続されるダイヤフラムカバー(14)の外周部とでダイヤフラム(13)の外周部を両側から挟持して、そのダイヤフラム(13)の軸方向外側に2輪駆動側負圧室(23)と、軸方向内側に4輪駆動側負圧室(24)とを設け、前記ダイヤフラム(13)の内周部を外側補強板(15)とで両側から挟持する内側補強板(16)の外周部に前記スライドギヤ(11)に連結される円筒部(18)を設け、前記2輪駆動側負圧室(23)の減圧によるダイヤフラム(13)の弾性変形によりスライドギヤ(11)をアウタギヤ(8)との噛合が解除する方向に移動させて2輪駆動に切換え、前記ダイヤフラムカバー(14)の内面に取付けた磁石(32)が外側補強板(15)を磁気吸着する作用によって2輪駆動への切換え状態を保持するようにしたフリーホイールハブにおいて、
     前記内側補強板(16)の円筒部(18)と前記スライドギヤ(11)の嵌合面間に前記従動側車軸(1)と前記ブッシュ(4)の嵌合面間に形成された案内隙間(22)の範囲内で従動側車軸(1)が振れ回った際のスライドギヤ(11)の振れを吸収可能とする大きさの間隙(21)を設けたことを特徴とするフリーホイールハブ。
  2.  前記スライドギヤ(11)のアウトサイド側端面を、そのスライドギヤ(11)が2輪駆動の切換え位置に配置される状態で従動側車軸(1)の振れ回り中心(O)を中心とする円弧面(33)とした請求項1に記載のフリーホイールハブ。
  3.  筒状スピンドル(3)のインサイド側端部内に組み込まれたブッシュ(4)によって従動側車軸(1)を回転自在に支持し、前記スピンドル(3)を中心にして回転可能に支持されたホイールハブ(2)のアウトサイド側端部に前記従動側車軸(1)の軸端部を覆うハブハウジング(7)を連結し、そのハブハウジング(7)の内部にアウタギヤ(8)を一体回転可能に設け、前記従動側車軸(1)の軸端部上には前記アウタギヤ(8)に対して噛合可能なスライドギヤ(11)をスライド自在に支持し、前記アウタギヤ(8)のアウトサイド側に設けられたスリーブ(9)の端面と、そのスリーブ(9)のアウトサイド側端部に接続されるダイヤフラムカバー(14)の外周部とでダイヤフラム(13)の外周部を両側から挟持して、そのダイヤフラム(13)の軸方向外側に2輪駆動側負圧室(23)と、軸方向内側に4輪駆動側負圧室(24)とを設け、前記ダイヤフラム(13)の内周部を外側補強板(15)とで両側から挟持する内側補強板(16)の外周部に前記スライドギヤ(11)に連結される円筒部(18)を設け、前記2輪駆動側負圧室(23)の減圧によるダイヤフラム(13)の弾性変形によりスライドギヤ(11)をアウタギヤ(8)との噛合が解除する方向に移動させて2輪駆動に切換え、前記ダイヤフラムカバー(14)の内面に取付けた磁石(32)が外側補強板(15)を磁気吸着する作用によって2輪駆動への切換え状態を保持するようにしたフリーホイールハブにおいて、
     前記スピンドル(3)のアウトサイド側端部内に前記従動側車軸(1)を回転自在に支持するブッシュ(34)を組み込んだことを特徴とするフリーホイールハブ。
  4.  前記スピンドル(3)のアウトサイド側端部内のブッシュ(34)をプレス成形品とした請求項3に記載のフリーホイールハブ。
  5.  前記スピンドル(3)のアウトサイド側端部内のブッシュ(34)を焼結含油軸受とした請求項3に記載のフリーホイールハブ。
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