(57)【要約】【課題】永久磁石による磁気吸引力によって２輪駆動状態を維持するようにしたフリーホイールハブにおいて、２輪駆動状態の維持機能の信頼性を高めることである。【解決手段】ハブハウジング６の内部を２輪駆動側負圧室４０と４輪駆動側負圧室４１とに仕切るダイヤフラム１１の一側面に、そのダイヤフラム１１とスライドギヤ９とを連結するキャップ状の連結部材１４を衝合し、その連結部材１４とダイヤフラム１１の他側面に衝合したスプリングリテナ１５をリベット１６により結合する。ダイヤフラム１１の内面に永久磁石２０を固定し、その永久磁石２０がスプリングリテナ１５を磁気吸引する作用によってスライドギヤ９がハブハウジング６の内部に固定されたアウタギヤ７と噛合解除する２輪駆動状態に維持する。ダイヤフラム１１の外周部を保持するダイヤフラムカバー１３にガイド筒３１を形成し、そのガイド筒３１でリベット１６の円形頭部１６ａを摺動案内し、振動等でスプリングリテナ１５が傾くのを防止して、２輪駆動状態を維持する。【選択図】図１
2011131693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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タ側端面に連結されたハブハウジングの内部に、そのハブハウジングと一体に回転するアウタギヤを設け、前記ハブハウジングの内部に位置する従動側車軸の端部にスライドギヤをスライド自在に嵌合し、かつ、回り止めし、前記ハブハウジングの内部を２輪駆動側負圧室と４輪駆動側負圧室とに仕切るダイヤフラムの一側面に、そのダイヤフラムと前記スライドギヤとを連結するキャップ状の連結部材を衝合し、その連結部材とダイヤフラムの他側面に衝合されたスプリングリテナを結合し、前記ダイヤフラムの外周部を支持し、前記ハブハウジングの内径面に外周部が取り付けられたダイヤフラムカバーの内面に前記スプリングリテナを磁気吸引する永久磁石を固定し、かつ、ダイヤフラムとスプリングリテナとの間に前記スライドギヤがアウタギヤと噛合する方向にダイヤフラムを付勢するスプリングを組込み、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って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、前記永久磁石がスプリングリテナを磁気吸引する作用によって２輪駆動への切換え状態を保持し、４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ってスライドギヤをアウタギヤに噛合する位置まで移動させて４輪駆動に切換え、前記スプリングがダイヤフラムをアウタギヤに向けて付勢する作用により４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、
前記ダイヤフラムカバーとスプリングリテナの相互間に、そのスプリングリテナを軸方向に摺動案内する案内手段を設けたことを特徴とするフリーホイールハブ。
【請求項２】
前記案内手段が、前記ダイヤフラムカバーの中心部に設けられたガイド筒と、スプリングリテナに設けられて２輪駆動への切り換え時に前記ガイド筒内にスライド自在に嵌合される円形突出部とからなる請求項１に記載のフリーホイールハブ。
【請求項３】
前記ガイド筒の先端面と外径面の交差部に面取りを形成した請求項２に記載のフリーホイールハブ。
【請求項４】
前記円形突出部の端面外周部に面取りを形成した請求項２に記載のフリーホイールハブ。
【請求項５】
前記円形突出部が、前記連結部材とスプリングリテナの中心部に挿通されて、その両部材を結合一体化するリベットの頭部である請求項２乃至４のいずれかの項に記載のフリーホイールハブ。
【請求項６】
前記リベットが、非磁性体からなる請求項５に記載のフリーホイールハブ。
【請求項７】
非磁性体が、アルミ、ステンレスの一種からなる請求項６に記載のフリーホイールハブ。
【請求項８】
前記円形突出部が、前記スプリングリテナの軸心を中心とする同一円上に配置された複数の切起こし片からなる請求項２乃至４のいずれかの項に記載のフリーホイールハブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、４輪駆動車のフリーホイールハブに関する。
【背景技術】
【０００２】
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）とに切換えるようにしている。
【０００３】
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。
【０００４】
そのような不都合を解消するため、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り、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。
【０００５】
２輪駆動と４輪駆動の切換えのため、上記特許文献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タ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、そのスライドギヤとハブハウジングの内部に固定されたアウタギヤの噛合を解除し、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。
【０００６】
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とそのアウタギヤの噛合により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。
【０００７】
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負圧経路を密封する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。
【０００８】
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永久磁石を取付け、その永久磁石がダイヤフラムの一側面に固定されたスプリングリテナを磁力により吸引する作用によって２輪駆動状態を維持するようにしている。
【０００９】
また、ダイヤフラムカバーとスプリングリテナ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押圧する作用によって４輪駆動状態を維持するようにしている。このとき、永久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、永久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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１０−２７８６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、上記のように、永久磁石による磁気吸引力によって２輪駆動状態を維持し、スプリングの押圧によって４輪駆動状態を維持するフリーホイールハブにおいては、２輪駆動による車両の走行状態で、振動等によりスプリングリテナに傾きが生じると、磁気吸引力が急激に低下し、４輪駆動側負圧室を減圧していないのにも拘わらず、スプリングの弾性力によって４輪駆動状態に切り換わる可能性があり、維持機能の信頼性が低いという問題がある。
【００１２】
この発明の課題は、永久磁石による磁気吸引力によって２輪駆動状態を維持するようにしたフリーホイールハブにおいて、２輪駆動状態の維持機能の信頼性を高めることである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するため、この発明においては、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タ側端面に連結されたハブハウジングの内部に、そのハブハウジングと一体に回転するアウタギヤを設け、前記ハブハウジングの内部に位置する従動側車軸の端部にスライドギヤをスライド自在に嵌合し、かつ、回り止めし、前記ハブハウジングの内部を２輪駆動側負圧室と４輪駆動側負圧室とに仕切るダイヤフラムの一側面に、そのダイヤフラムと前記スライドギヤとを連結するキャップ状の連結部材を衝合し、その連結部材とダイヤフラムの他側面に衝合されたスプリングリテナを結合し、前記ダイヤフラムの外周部を支持し、前記ハブハウジングの内径面に外周部が取り付けられたダイヤフラムカバーの内面に前記スプリングリテナを磁気吸引する永久磁石を固定し、かつ、ダイヤフラムとスプリングリテナとの間に前記スライドギヤがアウタギヤと噛合する方向にダイヤフラムを付勢するスプリングを組込み、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って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、前記永久磁石がスプリングリテナを磁気吸引する作用によって２輪駆動への切換え状態を保持し、４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ってスライドギヤをアウタギヤに噛合する位置まで移動させて４輪駆動に切換え、前記スプリングがダイヤフラムをアウタギヤに向けて付勢する作用により４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、前記ダイヤフラムカバーとスプリングリテナの相互間に、そのスプリングリテナを軸方向に摺動案内する案内手段を設けた構成を採用したのである。
【００１４】
上記の構成からなるフリーホイールハブにおいて、２輪駆動側負圧室に対する減圧によりダイヤフラムを２輪駆動側負圧室に弾性変形させ、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輪駆動に切換えると、永久磁石がスプリングリテナを磁気吸引する。このため、２輪駆動側負圧室の減圧を解除しても、フリーホイールハブは２輪駆動状態に維持される。
【００１５】
このとき、スプリングリテナはダイヤフラムカバーに設けられた案内手段によって軸方向に摺動案内されるため、振動等によってスプリングリテナが傾くようなことはない。このため、スプリングリテナに対して安定した磁気吸引力を負荷することができ、フリーホイールハブを２輪駆動状態に確実に維持することができる。
【００１６】
ここで、スプリングリテナを軸方向に摺動案内する案内手段として、ダイヤフラムカバーの中心部に設けられたガイド筒と、スプリングリテナに設けられて２輪駆動への切り換え時に前記ガイド筒内にスライド自在に嵌合される円形突出部とからなるものを採用することができる。
【００１７】
この場合、ガイド筒の先端面と外径面の交差部と、円形突出部の端面外周部の少なくとも一方に面取りを形成しておくことにより、ダイヤフラムを２輪駆動側負圧室に向けて弾性変形させる２輪駆動への切り換え時に、円形突出部をガイド筒内にスムーズに進入させることができ、２輪駆動状態に確実に切り換えることができる。
【００１８】
上記案内手段における円形突出部は、連結部材とスプリングリテナの中心部に挿通されて、その両部材を結合一体化するリベットの頭部であってもよく、あるいは、スプリングリテナの軸心を中心とする同一円上に配置された複数の切起こし片からなるものであってもよい。
【００１９】
リベットの頭部を円形突出部とする場合において、そのリベットをアルミやステンレス等の非磁性体で形成しておくと、磁束の漏洩を防止し、永久磁石とスプリングリテナの相互間における磁気吸引力を高めることができる。
【発明の効果】
【００２０】
上記のように、この発明に係るフリーホイールハブにおいては、ダイヤフラムカバーとスプリングリテナの相互間に、スプリングリテナを軸方向に摺動案内する案内手段を設けたことにより、２輪駆動への切り換え状態で永久磁石により磁気吸引されるスプリングリテナが振動等で傾くのを防止することができ、フリーホイールハブを２輪駆動状態に確実に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】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正面図
【図２】図１に示すダイヤフラムの中央部を拡大して示す断面図
【図３】ホイールハブのロック状態を示す断面図
【図４】（Ｉ）は、案内手段の他の例を示す断面図、（II）は、（Ｉ）の一部切欠側面図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、この発明の実施の形態を図面に基いて説明する。図１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前輪（従動側車輪）のホイールハブ２は同軸上の配置とされている。
【００２３】
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、そのスピンドル３とホイールハブ２は軸受４によって相対的に回転自在に支持されている。
【００２４】
ホイールハブ２のアウタ側端面にはボルト５の締め付けによってハブハウジング６が連結されている。ハブハウジング６の内部に組込まれたアウタギヤ７は、環状をなし、その内径面にはスプライン歯８が形成されている。アウタギヤ７はハブハウジング６の内径面に固定されて、そのハブハウジング６と一体に回転するようになっている。
【００２５】
前側車軸１のハブハウジング６の内部に位置する端部にはスライドギヤ９が嵌合されている。スライドギヤ９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、軸方向に移動自在とされ、その外径面には上記アウタギヤ７のスプライン歯８と噛合可能なスプライン歯１０が設けられている。
【００２６】
ハブハウジング６の内部にはダイヤフラム１１が組込まれている。ダイヤフラム１１の外周部は、固定リング１２と、その固定リング１２の小径筒部１２ａに嵌合される円筒部１３ａを外周に有するダイヤフラムカバー１３によって両側から挟持され、上記固定リング１２がハブハウジング６の内径面に嵌合されて、そのハブハウジング６に固定されている。
【００２７】
また、ダイヤフラム１１の内周部は、キャップ状の連結部材１４と、その連結部材１４に結合一体化された皿状の磁性金属からなるスプリングリテナ１５によって両側から挟持されている。連結部材１４とスプリングリテナ１５は、図２に示すように、中心部に挿通されたリベット１６の端部の加締めによって結合一体化されている。
【００２８】
連結部材１４の外周に形成された円筒部１７の開口端は内方に折り曲げられてその円筒部１７の内径面に重なり合う内筒部１７ａが形成され、その内筒部１７ａがスライドギヤ９の円筒状外径面９ａに嵌合されて、スライドギヤ９と軸方向に連結されている。
【００２９】
連結部材１４とスライドギヤ９の軸方向の連結に際し、ここでは、スライドギヤ９の円筒状外径面９ａの端部にリング溝１８を形成し、そのリング溝１８に止め輪１９を取付け、その止め輪１９に内筒部１７ａの端部を係合させるようにしている。
【００３０】
図２に示すように、ダイヤフラムカバー１３の内面における内周部には永久磁石２０が取り付けられている。永久磁石２０は、環状のものであってもよく、あるいは、複数の永久磁石片を環状に配置したものであってもよい。この永久磁石２０はスライドギヤ９がアウタギヤ７に対する噛合が解除する状態でスプリングリテナ１５を磁気吸引して、上記スライドギヤ９を噛合解除状態に保持するようになっている。
【００３１】
ここで、リベット１６の材質は任意であるが、そのリベット１６が磁性体で形成されていると、永久磁石２０の磁束がそのリベット１６に漏洩して、磁気吸引力が弱くなるため、上記リベット１６をアルミやステンレス等の非磁性体で形成しておくのが好ましい。
【００３２】
ダイヤフラムカバー１３とスプリングリテナ１５の対向面間にはスプリング２１が組込まれている。スプリング２１は、スライドギヤ９がアウタギヤ７と噛合する方向にダイヤフラム１１を付勢しており、そのスプリング２１の弾性力は永久磁石２０の磁気吸引力より小さい値に設定されている。
【００３３】
ダイヤフラムカバー１３とスプリングリテナ１５の相互間には、永久磁石２０がスプリングリテナ１５を磁気吸引する状態で、そのスプリングリテナ１５を軸方向に摺動案内する案内手段３０が設けられている。
【００３４】
案内手段３０として、ここでは、図２に示すように、リベット１６の頭部１６ａを円形とし、ダイヤフラムカバー１３には、中心部にガイド筒３１を設け、そのガイド筒３１によって上記円形頭部１６ａをスライド自在に案内するようにしている。
【００３５】
ここで、ガイド筒３１に対するリベット１６の頭部１６ａの進入をスムーズに行なわせるため、ガイド筒３１の先端面と外径面の交差部に面取り３１ｃを形成し、一方、リベット１６の頭部１６ａの端面外周部にも面取り１６ｃを設けているが、ガイド筒３１と頭部１６ａの一方にのみ面取りを形成するようにしてもよい。
【００３６】
図１に示すように、ハブハウジング６の内部に対するダイヤフラム１１の組込みによって、そのハブハウジング６の内部に２輪駆動側負圧室４０と４輪駆動側負圧室４１とが形成され、上記２輪駆動側負圧室４０を減圧することにより、ダイヤフラム１１が２輪駆動側負圧室４０に向けて変形し、スライドギヤ９がアウタギヤ７から離反する方向に移動して、アウタギヤ７に対しての噛合が解除するようになっている。
【００３７】
また、４輪駆動側負圧室４１を減圧することにより、ダイヤフラム１１が４輪駆動側負圧室４１に向けて変形し、スライドギヤ９がアウタギヤ７に向けて移動して、アウタギヤ７に噛合するようになっている。
【００３８】
なお、４２は、２輪駆動側負圧室４０に連通する吸引路を示し、４３は４輪駆動側負圧室４１に連通する吸引路を示す。さらに、４４は、２輪駆動側負圧室４０に連通する吸引路４２と４輪駆動側負圧室４１に連通する吸引路４３間をシールするシール部材を示す。
【００３９】
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、４輪駆動による走行に際しては、４輪駆動側負圧室４１を減圧する。その減圧によりダイヤフラム１１が４輪駆動側負圧室４１に向けて変形し、スライドギヤ９がアウタギヤ７に向けて移動して、図３に示すように、アウタギヤ７に噛合し、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。
【００４０】
このとき、スプリング２１はスライドギヤ９がアウタギヤ７に噛合する方向に向けてダイヤフラム１１を付勢しているため、４輪駆動側負圧室４１に対する減圧を解除しても、フリーホイールハブは４輪駆動状態に保持される。
【００４１】
一方、２輪駆動による走行に際しては、２輪駆動側負圧室４０を減圧する。その減圧によりダイヤフラム１１が２輪駆動側負圧室４０に向けて変形し、そのダイヤフラム１１に連結されたスライドギヤ９がアウタギヤ７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７との噛合が解除され、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。
【００４２】
上記のような２輪駆動への切り換え状態では、永久磁石２０はスプリングリテナ１５を磁気吸引するため、２輪駆動側負圧室４０に対する減圧を解除しても、フリーホイールハブは２輪駆動状態に維持される。
【００４３】
また、フリーホイールハブの２輪駆動状態では、リベット１６の頭部１６ａがダイヤフラムカバー１３に形成されたガイド筒３１内に摺動案内される。その摺動案内により、スプリングリテナ１５が振動等で傾くのが防止されることになり、永久磁石２０からスプリングリテナ１５に付与される磁気吸引力は安定したものとなり、フリーホイールハブは２輪駆動状態に確実に維持されることになる。
【００４４】
図１に示す実施の形態では、案内手段３０として、リベット１６の頭部１６ａを円形突出部とし、その円形突出部をダイヤフラムカバー１３に形成されたガイド筒３１で摺動案内するようにしたが、円形突出部はリベット１６の頭部１６ａに限定されるものではない。
【００４５】
例えば、図４（Ｉ）、（II）に示すように、スプリングリテナ１５に複数の切り起こし片３２を、そのスプリングリテナ１５の軸心を中心とする同一円上に設け、その複数の切り起こし片３２を円形突出部として、上記のガイド筒３１で摺動案内してもよい。
【００４６】
この場合、複数の切り起こし片３２のそれぞれの先端面の外周部に面取り３２ｃを形成して、ガイド筒３１内にスムーズに進入するようにしておくのが好ましい。
【符号の説明】
【００４７】
１      前側車軸（従動側車軸）
２      ホイールハブ
６      ハブハウジング
７      アウタギヤ
９      スライドギヤ
１１    ダイヤフラム
１２    固定リング
１３    ダイヤフラムカバー
１４    連結部材
１５    スプリングリテナ
１６    リベット
１６ａ  円形頭部（円形突出部）
１６ｃ  面取り
２０    永久磁石
２１    スプリング
３０    案内手段
３１    ガイド筒
３１ｃ  面取り
３２    切り起こし片（円形突出部）
３２ｃ  面取り
４０    ２輪駆動側負圧室
４１    ４輪駆動側負圧室
【図１】
2011131693.tif 000003
【図２】
2011131693.tif 000004
【図３】
2011131693.tif 000005
【図４】
2011131693.tif 000006