(57)【要約】      （修正有）【課題】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。【解決手段】スリーブ８とダイヤフラムカバー１４とでダイヤフラム１３の外周部を挟持してハブハウジング６の内部に２輪駆動側負圧室２１と４輪駆動側負圧室２２とを設ける。車軸１の軸端部に設けられたスライドギヤ１１をダイヤフラムに連結し、スライドギヤをハブハウジングと一体に回転するアウタギヤ７に噛合と解除を行う。ダイヤフラムカバーの内面に磁石３０を取付け、ダイヤフラムの外側に設けられた外側補強板１５を吸着して噛合解除する２輪駆動への切換え状態を維持する。車軸１の軸端部に形成された径方向孔内にストッパピンを挿入し、ダイヤフラムと連動してスライド機構３４を作動させ、ストッパピンを径方向外方に移動させてスライドギヤの移動するのを阻止する。【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（１）と同軸上に従動側車輪のホイールハブ（２）を回転可能に設け、そのホイールハブ（２）のアウタ側端面に連結されて前記従動側車軸（１）の軸端部を覆うハブハウジング（６）の内部に、そのハブハウジング（６）と一体に回転するアウタギヤ（７）を設け、そのアウタギヤ（７）に対して噛合可能なスライドギヤ（１１）を前記従動側車軸（１）の端部にスライド自在に設け、前記アウタギヤ（７）のアウタ側に設けられたスリーブ（８）の端面と、そのスリーブ（８）のアウタ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（２１）と、軸方向内側に４輪駆動側負圧室（２２）とを設け、前記ダイヤフラム（１３）の内周部を外側補強板（１５）と内側補強板（１６）とで両側から挟持し、その内側補強板（１６）を前記スライドギヤ（１１）に連結し、前記２輪駆動側負圧室（２１）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（７）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（３０）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し、４輪駆動側負圧室（２２）の減圧によるダイヤフラム（１３）の弾性変形によってスライドギヤ（１１）をアウタギヤ（７）に噛合する位置まで移動させて４輪駆動に切換え、ダイヤフラム（１３）を４輪駆動室側負圧室（２２）に向けて付勢するスプリング（２９）によって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、
前記従動側車軸（１）に軸端面で開口する軸孔（３１）と、外径面からその軸孔（３１）に貫通する径方向孔（３２）とを設け、その径方向孔（３２）内に従動側車軸（１）の外径面から出没自在とされ、突出時に前記スライドギヤ（１１）のインナ側端面と軸方向で対向するストッパピン（３３）を挿入し、前記ダイヤフラム（１３）の２輪駆動側負圧室（２１）に向けての弾性変形に連動して前記ストッパピン（３３）を径方向外方に向けて移動させるスライド機構（３４）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】
前記スライド機構（３４）が、前記ダイヤフラム（１３）の弾性変形に連動して前記軸孔（３１）内でスライドするスライド軸（３５）を設け、そのスライド軸（３５）にアウタ側端部を小径端とするテーパ面（３７）を設け、前記ストッパピン（３３）を弾性部材（３８）により径方向内方に向けて付勢して、その内端を前記テーパ面（３７）に弾性接触させた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】
前記スライド軸（３５）を前記軸孔（３１）内に組み込まれた弾性部材（３６）によってダイヤフラム（１３）に向けて付勢した請求項２に記載のフリーホイールハブ。
【請求項４】
前記スライド軸（３５）のアウタ側端部を前記外側補強板（１５）および内側補強板（１６）に連結した請求項２に記載のフリーホイールハブ。
【請求項５】
前記外側補強板（１５）および内側補強板（１６）に対するスライド軸（３５）の連結が、外側補強板（１５）の中心孔を貫通するスライド軸（３５）の軸端部の加締めによるもの、ねじ止めによるもの、接着によるものの一種からなる請求項４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）の切換えを行うようにしている。
【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。
【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、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。
【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。
【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。
【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。
【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、磁石が外側補強板を磁気吸引することによって２輪駆動状態を維持するフリーホイールハブにおいては、その２輪駆動状態での走行状態で大きな振動が負荷されると、磁石による外側補強板の吸着が解除されて２輪駆動状態を維持できなくなる可能性がある。
【００１２】
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。
【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て前記従動側車軸の軸端部を覆う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、そのアウタギヤに対して噛合可能なスライドギヤを前記従動側車軸の端部にスライド自在に設け、前記アウタギヤのアウタ側に設けられたスリーブの端面と、そのスリーブのアウタ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内側補強板とで両側から挟持し、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、ダイヤフラムを４輪駆動室側負圧室に向けて付勢するスプリングによって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、前記従動側車軸に軸端面で開口する軸孔と、外径面からその軸孔に貫通する径方向孔とを設け、その径方向孔内に従動側車軸の外径面から出没自在とされ、突出時に前記スライドギヤのインナ側端面と軸方向で対向するストッパピンを挿入し、前記ダイヤフラムの２輪駆動側負圧室に向けての弾性変形に連動して前記ストッパピンを径方向外方に向けて移動させるスライド機構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輪駆動側負圧室に向けて弾性変形させ、スライドギヤをアウタギヤに対する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、外側補強板が磁石により吸着されて２輪駆動状態に保持される。また、ストッパピンが従動側車軸の外径面から外方に突出してスライドギヤのインナ側端面と軸方向で対向する。
【００１５】
このため、異常な振動等の負荷により、磁石による外側補強板の吸着が解除されたとしても、ストッパピンによってスライドギヤはアウタギヤと噛合する方向に向けて移動するのが阻止され、２輪駆動状態が維持される。
【００１６】
ここで、ストッパピンを径方向外方に向けて移動させるスライド機構として、ダイヤフラムの弾性変形に連動して軸孔内でスライドするスライド軸を設け、そのスライド軸にアウタ側端部を小径端とするテーパ面を設け、ストッパピンを弾性部材により径方向内方に向けて付勢して、その内端を上記テーパ面に弾性接触させ、上記スライド軸の軸方向への移動によりテーパ面のカム作用によってストッパピンをスライドさせるようにした構成からなるものを採用することができる。
【００１７】
スライド軸は、ダイヤフラムの内周部を補強する内外側の補強板に対して連結されたものであってもよく、あるいは、補強板に対して切り離されたものであってもよい。スライド軸が補強板に対して切り離されている場合は、軸孔内に弾性部材を組み込んで、スライド軸をダイヤフラムに向けて付勢する。
【００１８】
スライド軸を補強板に連結しておくと、上記弾性部材を不要とし、部品点数の低減と組立ての容易化を図ることができる。補強板に対するスライド軸の連結には、外側補強板の中心部に貫通させたスライド軸の軸端部を加締め方法やねじ止めする方法、接着する方法を採用することができる。
【発明の効果】
【００１９】
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、スライドギヤがアウタギヤから噛合解除する２輪駆動状態への切換え時にストッパピンを従動側車軸の外径面から突出させてスライドギヤと軸方向で対向させるようにしたので、異常な振動等の負荷によって磁石による外側補強板の吸着が解除されたとしても、ストッパピンによってスライドギヤがアウタギヤと噛合する方向に移動するのを阻止することができる。その結果、２輪駆動状態を確実に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】
【００２０】
【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】図１の一部を拡大して示す断面図
【図３】フリーホイールハブの４輪駆動状態を示す断面図
【図４】スライド機構の他の例を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
ホイールハブ２のアウタ側端面には、そのホイールハブ２にねじ込まれるボルト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。
【００２４】
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。
【００２５】
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、軸方向に移動自在に支持され、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。
【００２６】
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とによって両側から挟持されている。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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とが形成されている。
【００３１】
スピンドル３のアウタ側端部にはリング部材２３が嵌合され、そのリング部材２３のアウタ側端部に設けられた円筒部２３ａとハブハウジング６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２４の組込みによって密閉されている。
【００３２】
スピンドル３のインナ側端部にはホイールハブ２のインナ側端面と軸方向で対向するフランジ３ａが設けられ、そのフランジ３ａとホイールハブ２の対向部間は一対のシール部材２５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２６の組込みによって密閉されている。
【００３３】
スピンドル３におけるフランジ３ａには、第１ポートＰ１および第２ポートＰ２が設けられている。第１ポートＰ１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６の内径面に形成された第１吸引路２７を介して２輪駆動側負圧室２１に連通し、上記第１ポートＰ１を吸引することで２輪駆動側負圧室２１が減圧される。
【００３４】
一方、第２ポートＰ２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２８を介して連通し、上記第２ポートＰ２を吸引することで４輪駆動側負圧室２２が減圧される。
【００３５】
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２９と磁石３０とが組み込まれている。スプリング２９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７に向けて付勢して、そのスライドギヤ１１をアウタギヤ７と噛合する状態に保持するようになっている。
【００３６】
一方、磁石３０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２１に向けて変形してスライドギヤ１１がアウタギヤ７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。
【００３７】
前側車軸１には、軸端面で開口する軸孔３１と、外径面からその軸孔３１に貫通する径方向孔３２とが形成されている。径方向孔３２はスライドギヤ１１がアウタギヤ７に対して噛合解除される位置で、そのスライドギヤ１１のインナ側端面よりインナ側に配置される位置に設けられ、その径方向孔３２内にストッパピン３３がスライド自在に挿入されている。
【００３８】
ダイヤフラム１３とストッパピン３３の相互間には、ダイヤフラム１３の２輪駆動側負圧室２１に向けての弾性変形に連動してストッパピン３３を径方向外方に向けて移動させるスライド機構３４が設けられている。
【００３９】
スライド機構３４は、前側車軸１の軸孔３１内にスライド軸３５と、そのスライド軸３５をダイヤフラム１３に向けて付勢してアウタ側端面をリベット１７に当接させる弾性部材３６とを組み込み、上記スライド軸３５にアウタ側端部を小径端とするテーパ面３７を設け、上記ストッパピン３３を弾性部材３８により径方向内方に向けて付勢して、その内端を上記テーパ面３７に弾性接触させるようにしている。
【００４０】
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２１に向けて弾性変形し、スライドギヤ１１はアウタギヤ７に対して噛合を解除する状態にある。
【００４１】
また、ストッパピン３３は、内端部がスライド軸３５のテーパ面３７で案内され、外端部が前側車軸１の外径面から外部に突出してスライドギヤ１１のインナ側端面と軸方向で対向している。
【００４２】
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Ｐ２に吸引力を付与すると、４輪駆動側負圧室２２が減圧され、ダイヤフラム１３が４輪駆動側負圧室２２に向けて弾性変形する。
【００４３】
４輪駆動側負圧室２２に向けてのダイヤフラム１３の弾性変形により、スライド軸３５が弾性部材３６の弾性に抗して軸孔３１内に押し込められ、テーパ面３７の小径端に連設された小径軸部３５ａの外径面がストッパピン３３に対向し、ストッパピン３３が弾性部材３８の押圧により径方向内方に向けて移動して、径方向孔３２内に没入する。
【００４４】
また、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７に向けて移動して、図３に示すように、アウタギヤ７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。
【００４５】
このとき、スプリング２９によってスライドギヤ１１はアウタギヤ７と噛合する状態に保持される。このため、第２ポートＰ２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。
【００４６】
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Ｐ１に吸引力を付与して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。
【００４７】
また、２輪駆動側負圧室２１に向けてのダイヤフラム１３の弾性変形により、外側補強板１５と内側補強板１６を結合するリベット１７がスライド軸３５から離反する方向に移動し、その移動に伴って弾性部材３６の弾性力によりスライド軸３５がリベット１７に追従して軸方向に移動する。そのスライド軸３５の移動により、テーパ面３７がストッパピン３３の内端を押圧するカム作用によりストッパピン３３が径方向外方に向けて移動して、図２に示すように、外端部が前側車軸１の外径面から突出し、スライドギヤ１１のインナ側端面と軸方向で対向する。
【００４８】
さらに、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３０が外側補強板１５を吸着する。その吸着により第１ポートＰ１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。
【００４９】
上記のような磁石３０による２輪駆動の維持状態において、異常な振動等の負荷によって磁石３０による外側補強板１５の吸着が解除されたとしても、ストッパピン３３の外端部はスライドギヤ１１のインナ側端面と軸方向で対向する状態にあるため、そのストッパピン３３によってスライドギヤ１１がアウタギヤ７と噛合する方向に移動するのが阻止される。その結果、２輪駆動状態を確実に維持し、信頼性の高い動力伝達状態を得ることができる。
【００５０】
図２に示す実施の形態においては、軸孔３１の閉塞端部内に組み込まれた弾性部材３６でスライド軸３５をリベット１７に向けて付勢して先端面をリベット１７に押し付けるようにしたが、図４に示すように、スライド軸３５の先端部を外側補強板１５および内側補強板１６に形成された中心孔３９に挿通し、外側補強板１５から外部に臨むスライド軸３５の先端部を加締めて外側補強板１５に連結してもよい。４０は、加締め部を示す。
【００５１】
上記のように、スライド軸３５を外側補強板１５に連結することで、図２に示す弾性部材３６を省略することができ、部品点数の削減によってコストを低減することができる。
【符号の説明】
【００５２】
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
２１  ２輪駆動側負圧室
２２  ４輪駆動側負圧室
２９  スプリング
３０  磁石
３１  軸孔
３２  径方向孔
３３  ストッパピン
３４  スライド機構
３５  スライド軸
３６  弾性部材
３７  テーパ面
３８  弾性部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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