(57)【要約】【課題】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、４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。【解決手段】ハブハウジング６の内部を２輪駆動側負圧室２１と４輪駆動側負圧室２２とに仕切るダイヤフラム１３の外周部をスリーブ８とダイヤフラムカバー１４とで両側から挟持する。ダイヤフラム１３の中央部を外側補強板１５と内側補強板１６とで両側から挟持し、その外側補強板１５と内側補強板１６とを中央部に挿通されたリベット１７の加締めにより結合する。ダイヤフラムカバー１４の内面に取付けた磁石２３が外側補強板１５を吸着する作用によって２輪駆動状態を保持し、前側車軸１の軸端面に固定された磁石３２が内側補強板１６を吸着する作用によって４輪駆動状態を保持する。【選択図】図１
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【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と、そのアウタギヤの軸方向外側にスリーブとを設け、そのスリーブとアウタギヤの対向面間をシール部材でシールし、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、前記スリーブのアウタ側端面と、そのアウタ端部の外周に圧入される円筒部を外周に有するダイヤフラムカバー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両側から挟持する外側補強板と内側補強板とを、その中心部に挿通されたリベットの加締めにより結合し、その内側補強板を前記スライドギヤに連結し、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輪駆動に切換えるようしたフリーホイールハブにおいて、
前記ダイヤフラムと共に４輪駆動側負圧室に向けて移動する金属製の移動部材をその４輪駆動側負圧室内に組み込まれた磁石で吸着して４輪駆動への切換え状態を保持する吸着保持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】
前記吸着保持手段が、前記従動側車軸の軸端面に形成された磁石収容凹部内に磁石を固定し、その磁石により前記内側補強板を吸着する構成からなる請求項１に記載のフリーホイールハブ。
【請求項３】
前記吸着保持手段が、前記従動側車軸の軸端面に形成された環状溝内に環状の磁石を固定し、その磁石の内側に配置されたコアの磁化により前記リベットを吸着する構成からなる請求項１に記載のフリーホイールハブ。
【請求項４】
前記吸着保持手段が、前記アウタギヤの外側面に磁石を固定し、前記内側補強板の外周部に形成されて前記スライドギヤの外径面に嵌合された円筒部の開口端部に外向きフランジを設け、その外向きフランジを前記磁石で吸着する構成からなる請求項１に記載のフリーホイールハブ。
【請求項５】
前記吸着保持手段が、前記アウタギヤとスリーブを一体化し、そのスリーブ部のアウタギヤ部との連設部位における内径面に環状突出部を設け、その環状突出部の外側面に磁石を固定し、前記内側補強板の外周部に形成された円筒部の開口端部に外向きフランジを設け、その外向きフランジを前記磁石で吸着する構成からなる請求項１に記載のフリーホイールハブ。
【請求項６】
前記磁石の固定が、接着による請求項２乃至５のいずれかの項にフリーホイールハブ。
【請求項７】
前記磁石の固定が、前記磁石収容凹部に対する溶融樹脂のモールドによる請求項２又は３に記載のフリーホイールハブ。
【請求項８】
前記磁石の固定が、前記磁石収容凹部の開口部周囲部の内向きの加締めによる請求項２又は３に記載のフリーホイールハブ。
【請求項９】
前記磁石が、鋳造磁石からなる請求項１乃至８のいずれかの項に記載のフリーホイールハブ。
【請求項１０】
前記磁石が、焼結磁石からなる請求項１乃至８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磁石を取付け、その磁石がダイヤフラムの内周部を両側から挟持する一対の補強板の一方の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。
【０００９】
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。
【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、スプリングにより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、４輪駆動状態での走行状態で大きな軸方向の振動がスライドギヤに負荷された場合に、振動Ｇによるスライドギヤの移動力がスプリング荷重を上回ってスプリングが収縮し、４輪駆動状態を維持できなくなる可能性があった。
【００１２】
その対策には、スプリング荷重を大きく設定することが有効であるが、スプリング荷重を大きくすると、２輪駆動時のスプリング荷重が大きくなり、２輪駆動状態を維持するための磁力が不足するという問題が生じ、スプリング荷重を大きくすることができない。
【００１３】
この発明の課題は、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、４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。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
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と、そのアウタギヤの軸方向外側にスリーブとを設け、そのスリーブとアウタギヤの対向面間をシール部材でシールし、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、前記スリーブのアウタ側端面と、そのアウタ端部の外周に圧入される円筒部を外周に有するダイヤフラムカバー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両側から挟持する外側補強板と内側補強板とを、その中心部に挿通されたリベットの加締めにより結合し、その内側補強板を前記スライドギヤに連結し、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輪駆動に切換えるようしたフリーホイールハブにおいて、前記ダイヤフラムと共に４輪駆動側負圧室に向けて移動する金属製の移動部材をその４輪駆動側負圧室内に組み込まれた磁石で吸着して４輪駆動への切換え状態を保持する吸着保持手段を設けた構成を採用したのである。
【００１５】
上記の構成からなるフリーホイールハブにおいて、４輪駆動側負圧室に対する減圧によりダイヤフラムを４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に噛合する方向に移動させて４輪駆動に切換えると、吸着保持手段による磁石の吸着作用によって４輪駆動状態が維持される。
【００１６】
このように、４輪駆動状態の維持が磁石の吸着によるため、スプリングにより４輪駆動状態を維持する場合に比較して、安定性に優れ、動力伝達の信頼性を高めることができる。また、スプリングの収容空間を確保する必要がないため、フリーホイールハブの軸方向長さのコンパクト化を図ることができ、しかも、ダイヤフラムカバーに必要であったスプリング保持部の形成を不要とすることができるため、ダイヤフラムカバーの形状の簡素化を図ることができる。
【００１７】
この発明に係るフリーホイールハブにおいて、吸着保持手段として、下記の構成１乃至４からなるものを採用することができる。
構成１；従動側車軸の軸端面に形成された磁石収容凹部内に磁石を固定し、その磁石により移動部材としての内側補強板を吸着する構成としたもの。
構成２；従動側車軸の軸端面に形成された環状溝内に環状の磁石を固定し、その磁石の内側に配置されたコアの磁化により２枚の補強板を結合一体化する移動部材としてのリベットを吸着する構成としたもの。
構成３；アウタギヤの外側面に磁石を固定し、移動部材としての内側補強板の外周部に形成されてスライドギヤの外径面に嵌合された円筒部の開口端部に外向きフランジを設け、その外向きフランジを上記磁石で吸着する構成からなるもの。
構成４；アウタギヤとスリーブを一体化し、そのスリーブ部のアウタギヤ部との連設部位における内径面に環状突出部を設け、その環状突出部の外側面に磁石を固定し、移動部材としての内側補強板の外周部に形成された円筒部の開口端部に外向きフランジを設け、その外向きフランジを上記磁石で吸着する構成からなるもの。
【００１８】
ここで、磁石の固定は、接着によるものであってもよく、磁石収容凹部や環状溝に対する溶融樹脂のモールドによるものであってもよい。また、磁石収容凹部の開口部周囲部の内向きの加締めによるものであってもよい。
【００１９】
磁石として、鋳造磁石や焼結磁石を採用することができる。
【発明の効果】
【００２０】
この発明に係るフリーホイールハブにおいては、上記のように、磁石の吸着により４輪駆動状態を維持するようにしたので、スプリングによって４輪駆動状態の維持を図る場合に比較して、安定した４輪駆動状態を維持することができ、動力伝達の信頼性を高めることができる。
【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面図
【図２】４輪駆動状態に切換えた状態の断面図
【図３】吸着保持手段の他の例を示す断面図
【図４】吸着保持手段の他の例を示す断面図
【図５】吸着保持手段の他の例を示す断面図
【図６】（I）乃至（III）は磁石の固定の各例を示す断面図
【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。
【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の内部にはアウタギヤ７と、その軸方向外側にスリーブ８が組込まれている。
【００２５】
アウタギヤ７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９が形成されている。アウタギヤ７およびスリーブ８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おり、そのアウタギヤ７とスリーブ８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。
【００２６】
前側車軸１のハブハウジング６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９と噛合可能なスプライン歯１２が設けられている。
【００２７】
ハブハウジング６の内部には、スリーブ８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８のアウタ側端面と、そのスリーブ８のアウタ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によって両側から挟持されている。
【００２８】
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ており、その外側補強板１５と内側補強板１６は中央部を貫通するリベット１７の加締めによって結合一体化されている。
【００２９】
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のアウタ側端部の外周に形成された円筒状外径面１１ａ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。
【００３０】
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１１ａ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。
【００３１】
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６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２１と、ダイヤフラム１３の軸方向内側に４輪駆動側負圧室２２とが形成され、上記２輪駆動側負圧室２１を減圧することにより、ダイヤフラム１３が２輪駆動側負圧室２１に向けて変形し、スライドギヤ１１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され、２輪駆動状態とされる。
【００３２】
また、４輪駆動側負圧室２２を減圧することにより、ダイヤフラム１３が４輪駆動側負圧室２２に向けて変形し、スライドギヤ１１がアウタギヤ７に向けて移動して、アウタギヤ７に噛合し、４輪駆動状態とされる。
【００３３】
ダイヤフラムカバー１４の内面における内周部には永久磁石２３が取り付けられている。永久磁石２３は、環状のものであってもよく、あるいは、周方向に不連続のものであってもよい。この永久磁石２３はスライドギヤ１１がアウタギヤ７に対する噛合が解除する２輪駆動状態で外側補強板１５を吸着して、２輪駆動状態を保持するようになっている。
【００３４】
図２は、スライドギヤ１１がアウタギヤ７に噛合する４輪駆動状態を示し、その４輪駆動状態は、磁石の吸引による吸着保持手段３０によって保持される。吸着保持手段３０は、前側車軸１の軸端面に磁石収容凹部３１を形成し、その磁石収容凹部３１内に磁石３２を固定し、その磁石３２で移動部材としての内側補強板１６を吸着するようにしている。
【００３５】
磁石３２は、鋳造磁石であってもよく、焼結磁石であってもよい。その磁石３２の固定に際しては、図６（I）乃至（III）に示す固定方法を採用することができる。ここで、（I）は、磁石収容凹部３１の閉塞端面に磁石３２を接着している。３３は接着剤を示す。（II）は、磁石収容凹部３１の開口部周囲部の内向きの加締めによって磁石３２を固定している。３４は加締め片を示す。（III）は、磁石収容凹部３１内に溶融樹脂を注入して磁石３２をモールドしている。３５は樹脂を示す。
【００３６】
図１において、２４は、２輪駆動側負圧室２１に連通する吸引路を示し、２５は４輪駆動側負圧室２２に連通する吸引路を示す。さらに、２６は、２輪駆動側負圧室２１に連通する吸引路２４と４輪駆動側負圧室２２に連通する吸引路２５間をシールするシール部材を示す。
【００３７】
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、２輪駆動による走行に際しては、２輪駆動側負圧室２１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２１に向けて変形し、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。
【００３８】
上記のような２輪駆動への切り換え状態では、磁石２３が外側補強板１５を吸着する。その吸着により２輪駆動側負圧室２１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。
【００３９】
一方、４輪駆動による走行に際しては、４輪駆動側負圧室２２を減圧する。その減圧によりダイヤフラム１３が４輪駆動側負圧室２２に向けて変形し、スライドギヤ１１がアウタギヤ７に向けて移動して、図２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、吸着保持手段３０における磁石３２が内側補強板１６を吸着するため、ダイヤフラム１３は４輪駆動側負圧室２２に向けて変形した状態を保持しるため、４輪駆動側負圧室２２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】
このように、磁石３２が内側補強板１６を吸着する作用によって４輪駆動状態を保持することにより、信頼性の高い動力伝達状態を得ることができる。
【００４２】
図１に示す実施の形態では、吸着保持手段３０として、前側車軸１の軸端面に形成された磁石収容凹部３１に磁石３２を固定し、その磁石３２で内側補強板１６の内面を吸着するようにしたものを示したが、吸着保持手段３０はこれに限定されるものではない。
【００４３】
図３乃至図５は吸着保持手段３０の他の例を示している。図３に示す吸着保持手段３０においては、前側車軸１の軸端面に形成された環状溝３６内に環状の磁石３７を固定し、その磁石３７の内側に配置されたコア３８の磁化により、そのコア３８で外側補強板１５と内側補強板１６とを結合一体化するリベット１７を吸着して、４輪駆動状態を保持するようにしている。
【００４４】
図４に示す吸着保持手段３０においては、アウタギヤ７の外側面における内周部に環状溝３９を形成し、その環状溝３９内に環状の磁石４０を嵌合して固定し、内側補強板１６の外周部に形成された円筒部１８の内向き折曲げ部に外向きフランジ１８ｂを設け、上記磁石４０の内側に配置されて磁石４０により磁化されたコア４１でその外向きフランジ１８ｂを吸着して、４輪駆動状態を保持するようにしている。
【００４５】
図５に示す吸着保持手段３０においては、図１に示すアウタギヤ７とスリーブ８を一体化し、そのスリーブ部のアウタギヤ部との連設部位における内径面に環状突出部４２を設け、その環状突出部４２の外側面に磁石４３を固定し、内側補強板１６の外周部に形成された円筒部１８の内向き折曲げ部に外向きフランジ１８ｂを設け、その外向きフランジ１８ｂを上記磁石４３で吸着して、４輪駆動状態を保持するようにしている。
【００４６】
図３乃至図５に示すいずれの吸着保持手段３０においても４輪駆動状態を確実に保持することができる。
【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
１１    スライドギヤ
１３    ダイヤフラム
１４    ダイヤフラムカバー
１４ａ  円筒部
１５    外側補強板
１６    内側補強板
１７    リベット
１８    円筒部
１８ｂ  外向きフランジ
２３    磁石
３０    吸着保持手段
３１    磁石収容凹部
３２    磁石
３３    接着剤
３４    加締め片
３５    樹脂
３６    環状溝
３７    磁石
３８    コア
４０    磁石
４２    環状突出部
４３    磁石
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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