JP2012051520A - Free wheel hub - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、４輪駆動車のフリーホイールハブに関する。 The present invention relates to a freewheel hub for a four-wheel drive vehicle.
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。 The FR-based four-wheel drive vehicle has a transfer that distributes power from the engine and the transmission to the front propeller shaft and the rear propeller shaft, and by the transfer, two-wheel drive (2WD) and four-wheel drive (4WD) To switch to.
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一体に回転すると、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。 Here, when the driven wheel and the driven axle are rotated together during traveling by the two-wheel drive, the driven axle is rotated from the driven wheel, so that the running resistance is increased and energy is wasted. It will be.
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。
In order to eliminate such inconvenience, in the four-wheel drive vehicle described in
ここで、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。
Here, in the free wheel hub described in
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、スライドギヤをアウタギヤに向けて移動させて、そのスライドギヤと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。 Further, the diaphragm is deformed toward the four-wheel drive side negative pressure chamber by depressurization of the four-wheel drive side negative pressure chamber, the slide gear is moved toward the outer gear, and the wheel hub is engaged by the engagement of the slide gear and the outer gear. The driven axle is locked.
ところで、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、図４に示すように、ハブハウジング４０の内部を２輪駆動側負圧室４１と４輪駆動側負圧室４２とに仕切るダイヤフラム４３の外周部をスリーブ４４と、そのスリーブ４４の外径面端部に圧入嵌合される円筒部４５ａを外周に有するスプリングリテナ４５によって両側から挟持し、上記スリーブ４４とアウタギヤ４６の対向面間にシールリング４７を組込んで２輪駆動側負圧室４１と４輪駆動側負圧室４２の相互間での圧力の漏れを防止するようにしているため、部品点数が多く、組立に非常に手間がかかるという問題があった。
Incidentally, in the free wheel hub described in
また、スリーブ４４がアルミニウム製とされ、スプリングリテナ４５が鉄製とされて線膨張係数が大きく異なるため、温度降下時の収縮量の相違により、スリーブ４４とスプリングリテナ４５の円筒状周壁４５ａの圧入による嵌合面間に隙間が生じ、２輪駆動側負圧室４１と４輪駆動側負圧室４２の相互間での圧力漏れを防止することができないという問題があった。
Further, since the
この発明の課題は、２輪駆動側負圧室と４輪駆動側負圧室の相互間での圧力漏れを完全に防止することができるようにした部品点数の少ない組立ての容易なフリーホイールハブを提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a free wheel hub that can be easily assembled with a reduced number of parts and that can completely prevent pressure leakage between the two-wheel drive side negative pressure chamber and the four-wheel drive side negative pressure chamber. Is to provide.
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、そのスライドギヤのアウタ側端部に内周部が連結されたダイヤフラムによりハブハウジングの内部を軸方向に仕切って２輪駆動側負圧室と４輪駆動側負圧室を設け、前記２輪駆動側負圧室の減圧によりスライドギヤをアウタギヤとの噛合が解除する位置まで移動させてホイールハブをフリー状態とし、前記４輪駆動側負圧室の減圧により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ホイールハブを従動側車軸に対してロック状態とするフリーホイールハブにおいて、前記アウタギヤが、インナ側端部の内周に環状突出部を有し、その環状突出部の内周に前記スライドギヤの外周に形成された歯部が噛合可能な歯部が形成された円筒状をなし、その円筒状アウタギヤのアウタ側端部の外径面にキャップ状のスプリングリテナの外周に形成された円筒部を圧入して、そのスプリングリテナと円筒状アウタギヤのアウタ側端面とで前記ダイヤフラムの外周部を両側から挟持した構成を採用したのである。 In order to solve the above problems, in the present invention, a wheel hub of a driven wheel is provided rotatably on the same axis as the driven axle, and the hub hub connected to the outer side end surface of the wheel hub is provided in the hub housing. An outer gear that rotates integrally with the hub housing is provided, and a slide gear is slidably fitted to the end of a driven axle located inside the hub housing, and the outer end of the slide gear is prevented from rotating. A two-wheel drive-side negative pressure chamber and a four-wheel drive-side negative pressure chamber are provided by partitioning the inside of the hub housing in the axial direction by a diaphragm having an inner periphery connected to the inner periphery of the hub housing. The gear is moved to a position where the meshing with the outer gear is released to set the wheel hub in a free state, and the slide gear is meshed with the outer gear by reducing the pressure in the negative pressure chamber on the four-wheel drive side. In the free wheel hub in which the wheel hub is locked with respect to the driven-side axle by moving to the position, the outer gear has an annular protrusion on the inner periphery of the inner side end, and the inner periphery of the annular protrusion. A cylindrical portion is formed with a tooth portion that can mesh with the tooth portion formed on the outer periphery of the slide gear, and is formed on the outer diameter surface of the outer side end portion of the cylindrical outer gear on the outer periphery of the cap-shaped spring retainer. The cylindrical portion is press-fitted, and the outer peripheral portion of the diaphragm is sandwiched from both sides by the spring retainer and the outer side end surface of the cylindrical outer gear.
上記のように、アウタギヤを円筒状とし、そのアウタギヤのアウタ側端部の外径面にスプリングリテナの外周に形成された円筒部を圧入して、ダイヤフラムの外周部をスプリングリテナと円筒状アウタギヤのアウタ側端面とで両側から挟持することにより、図４に示す従来のフリーホイールハブのスリーブ４４およびシールリング４７を不要とすることができ、部品点数の低減化を図ることができる。
As described above, the outer gear is formed into a cylindrical shape, and the cylindrical portion formed on the outer periphery of the spring retainer is press-fitted into the outer diameter surface of the outer side end portion of the outer gear, and the outer peripheral portion of the diaphragm is inserted between the spring retainer and the cylindrical outer gear. By sandwiching the outer side end surface from both sides, the
ここで、アウタギヤとスプリングリテナのそれぞれを線膨張係数が同一またはほぼ同一とする金属材料により形成することにより、温度降下時の収縮量をほぼ同じとすることができる。その結果、アウタギヤとスプリングリテナの円筒部の圧入嵌合部間に隙間が形成されるという不都合の発生がなく、４輪駆動側負圧室と２輪駆動側負圧室の相互間での圧力漏れを防止することができ、フリーホイールハブを確実に機能させることができる。 Here, by forming each of the outer gear and the spring retainer with a metal material having the same or substantially the same linear expansion coefficient, the amount of contraction when the temperature drops can be made substantially the same. As a result, there is no inconvenience that a gap is formed between the press-fitting portion of the cylindrical portion of the outer gear and the spring retainer, and the pressure between the four-wheel drive side negative pressure chamber and the two-wheel drive side negative pressure chamber is reduced. Leakage can be prevented and the freewheel hub can function reliably.
また、アウタギヤの少なくとも歯部を焼入れすると、硬度を高めることができるため、ギヤ部の摩耗を防止し、耐久性の向上を図ることができる。 Further, when at least the tooth portion of the outer gear is quenched, the hardness can be increased, so that wear of the gear portion can be prevented and durability can be improved.
この場合、アウタギヤを浸炭鋼の冷間鍛造品とし、そのアウタギヤを浸炭焼入れして歯部の硬度を高めるようにしてもよく、あるいは、アウタギヤを高炭素鋼の冷間鍛造品とし、そのアウタギヤの少なくとも歯部を高周波焼入れして硬度を高めるようにしてもよい。 In this case, the outer gear may be a cold forged product of carburized steel and the outer gear may be carburized and hardened to increase the hardness of the teeth, or the outer gear may be a cold forged product of high carbon steel and the outer gear At least the teeth may be induction hardened to increase the hardness.
さらに、ダイヤフラムの内周部を金属板のプレス成形品からなる一対の互いに結合された補強部材で両側から挟持し、その内側補強部材をキャップ状として外周に前記スライドギヤのアウタ側端部の外周に嵌合される円筒部を設け、その円筒部の端縁を内側に折り返して内筒部を形成し、その内筒部の端縁に内向きに傾斜する複数の弾性片を設け、スライドギヤの外径面には、上記弾性片が係合可能な環状溝を形成すると、スライドギヤのアウタ側端部の外周に対する内筒部の嵌合時に、弾性片がスライドギヤのアウタ側端面の外周部に対する当接により径方向外方に向けて弾性変形し、その弾性片が環状溝と対向する位置まで内筒部を嵌合すると、弾性片は自己の復元弾性により傾斜状に復元して環状溝に係合するため、ダイヤフラムの内周部をスライドギヤに簡単に確実に連結することができる。 Further, the inner peripheral portion of the diaphragm is sandwiched from both sides by a pair of mutually connected reinforcing members made of a press-formed product of a metal plate, and the inner reinforcing member is formed into a cap shape on the outer periphery of the outer side end portion of the slide gear. A cylindrical portion that is fitted to the inner cylindrical portion, the inner cylindrical portion is formed by folding the end of the cylindrical portion inward, and a plurality of elastic pieces that are inclined inward are provided at the end of the inner cylindrical portion. When an annular groove that can engage the elastic piece is formed on the outer diameter surface of the slide gear, when the inner cylinder portion is fitted to the outer periphery of the outer side end portion of the slide gear, the elastic piece becomes the outer periphery of the outer side end surface of the slide gear. When the inner cylinder part is fitted to the position where the elastic piece is opposed to the annular groove, the elastic piece is restored to an inclined shape by its own restoring elasticity, and is annularly deformed. Inside the diaphragm to engage the groove Part can be easily and reliably connected to the slide gear to.
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、アウタギヤを円筒状とし、そのアウタギヤのアウタ側端部の外径面にスプリングリテナの外周に形成された円筒部を圧入して、ダイヤフラムの外周部をスプリングリテナと円筒状アウタギヤのアウタ側端面とで両側から挟持したことにより、従来のフリーホイールハブに対比して部品点数を少なくすることができため、コストの低減と組立ての容易化を図ることができる。 As described above, in the freewheel hub according to the present invention, the outer gear is formed into a cylindrical shape, and the cylindrical portion formed on the outer periphery of the spring retainer is press-fitted into the outer diameter surface of the outer side end portion of the outer gear, so that the diaphragm Since the outer periphery is clamped from both sides by the spring retainer and the outer end face of the cylindrical outer gear, the number of parts can be reduced compared to the conventional freewheel hub, thus reducing costs and facilitating assembly. Can be planned.
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。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, a
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。
A
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が組込まれている。アウタギヤ７は円筒状をなし、そのインナ側端部の内周には環状突出部８が形成され、その環状突出部８の内周に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はスプラインによる嵌合等によりハブハウジング６の内径面に固定されてハブハウジング６と一体に回転するようになっている。
A
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１０が嵌合されている。スライドギヤ１０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と噛合可能な歯部としてのスプライン歯１１が設けられている。
A
アウタギヤ７のアウタ側端部の外径面にはキャップ状スプリングリテナ１２の外周に形成された円筒部１３が圧入嵌合され、そのスプリングリテナ１２とアウタギヤ７のアウタ側端面とでダイヤフラム１４の外周部が両側から挟持されている。
A
ダイヤフラム１４の内周部は、金属板のプレス成形品からなる２枚の互いに結合された補強部材１５、１６により両側から挟持されて補強され、その内側補強部材１５がスライドギヤ１０に連結されている。その連結に際し、ここでは、図１および図２に示すように、内側補強部材１５をキャップ状とし、その外周に形成された円筒部１５ａを内側に折り返して内筒部１５ｂを設け、その内筒部１５ｂの端縁に形成された内向きの複数の弾性片１８をスライドギヤ１０のアウタ側端部の外径面に形成された環状溝１９に係合している。
The inner peripheral portion of the
ここで、複数の弾性片１８のそれぞれは、ダイヤフラム１４に向けて傾きをもつ傾斜状とされており、スライドギヤ１０に対する内筒部１５ｂの嵌合時、そのスライドギヤ１０のアウタ側端面の外周部に対する当接によって弾性片１８が径方向外方に向けて弾性変形し、その弾性片１８が環状溝１９と対向する位置まで内筒部１５ｂが嵌合されると、弾性片１８が自己の復元弾性により傾斜状に復元して環状溝１９に係合するようになっている。
Here, each of the plurality of
ハブハウジング６の内部に対するダイヤフラム１４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３１と４輪駆動側負圧室３２とが形成され、上記２輪駆動側負圧室３１を減圧することにより、スライドギヤ１０がアウタギヤ７の環状突出部８から離反する方向に移動して、スライドギヤ１０のスプライン歯１１とアウタギヤ７のスプライン歯９の噛合が解除するようになっている。
By incorporating the
また、４輪駆動側負圧室３２を減圧することにより、スライドギヤ１０がアウタギヤ７の環状突出部８に向けて移動して、スライドギヤ１０のスプライン歯１１がアウタギヤ７のスプライン歯９に噛合するようになっている。
Further, by reducing the four-wheel drive side
なお、図１に示す２０は、スライドギヤ１０をアウタギヤ７の環状突出部８に向けて付勢するスプリングを示す。また、２１は、２輪駆動側負圧室３１に連通する吸引路３３と４輪駆動側負圧室３２に連通する吸引路３４間をシールするシール部材を示す。
1 denotes a spring that urges the
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３１を減圧する。その減圧によりダイヤフラム１４が２輪駆動側負圧室３１に向けて変形し、そのダイヤフラム１４に連結されたスライドギヤ１０がアウタギヤ７の環状突出部８から離反する方向に移動して、図１に示すように、スライドギヤ１０のスプライン歯１１とアウタギヤ７のスプライン歯９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。
The freewheel hub shown in the embodiment has the above-described structure, and the two-wheel drive-side
一方、４輪駆動による走行に際しては、４輪駆動側負圧室３２を減圧する。その減圧によりダイヤフラム１４が４輪駆動側負圧室３２に向けて変形し、スライドギヤ１０がアウタギヤ７の環状突出部８に向けて移動して、図３に示すように、スライドギヤ１０のスプライン歯１１がアウタギヤ７のスプライン歯９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。
On the other hand, when traveling by four-wheel drive, the four-wheel drive
実施の形態に示すフリーホイールハブにおいては、アウタギヤ７を円筒状とし、そのアウタギヤ７のアウタ側端部の外径面にスプリングリテナ１２の外周に形成された円筒部１３を圧入して、ダイヤフラム１４の外周部をスプリングリテナ１２と円筒状アウタギヤ７のアウタ側端面とで両側から挟持しているため、図４に示す従来のフリーホイールハブのスリーブ４４およびシールリング４７を不要とすることができる。
In the freewheel hub shown in the embodiment, the
このため、図４に示すフリーホイールハブに比較して部品点数が少なく、組立ての容易化とコストの低減を図ることができる。 For this reason, compared with the freewheel hub shown in FIG. 4, the number of parts is small, and the assembly can be facilitated and the cost can be reduced.
実施の形態では、アウタギヤ７とスプリングリテナ１２のそれぞれを鉄等の同一の金属材料で形成し、そのアウタギヤ７のスプライン歯９を焼入れ処理している。
In the embodiment, each of the
上記のように、アウタギヤ７とスプリングリテナ１２のそれぞれを同一の金属材料で形成することにより、アウタギヤ７とスプリングリテナ１２のそれぞれの温度降下時の熱収縮量を同一とすることができるため、アウタギヤ７とスプリングリテナ１２の円筒部１３の圧入嵌合部間に隙間が形成されるという不都合の発生がなく、２輪駆動側負圧室３１と４輪駆動側負圧室３２の相互間での圧力漏れを防止することができ、フリーホイールハブを確実に機能させることができる。
As described above, since the
また、アウタギヤ７の少なくともスプライン歯９を焼入れ処理すると、硬度を高めることができるため、スプライン歯９を摩耗を防止し、耐久性の向上を図ることができる。
Further, if at least the
ここで、焼入れには、アウタギヤ７をクロムモリブデン(ＳＣＭ)等の浸炭鋼の冷間鍛造品とし、そのアウタギヤ７を浸炭焼入れする方法やアウタギヤ７をＳ４５Ｃ以上の高炭素鋼の冷間鍛造品とし、そのアウタギヤ７の少なくともスプライン歯９を高周波焼入れする方法を採用することができる。
Here, for quenching, the
なお、実施の形態では、アウタギヤ７とスプリングリテナ１２のそれぞれを同一の金属材料で形成しているが、アウタギヤ７とスプリングリテナ１２のそれぞれを線膨張係数がほぼ同じの異種の金属材料により形成してもよい。
In the embodiment, each of the
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
８ 環状突出部
９ スプライン歯（歯部）
１０ スライドギヤ
１１ スプライン歯（歯部）
１２ スプリングリテナ
１３ 円筒部
１４ ダイヤフラム
１５ 補強部材
１５ａ 円筒部
１５ｂ 内筒部
１６ 補強部材
１８ 弾性片
１９ 環状溝
３１ ２輪駆動側負圧室
３２ ４輪駆動側負圧室
1 Front axle (driven axle)
2
10
12
Claims (6)
前記アウタギヤが、インナ側端部の内周に環状突出部を有し、その環状突出部の内周に前記スライドギヤの外周に形成された歯部が噛合可能な歯部が形成された円筒状をなし、その円筒状アウタギヤのアウタ側端部の外径面にキャップ状のスプリングリテナの外周に形成された円筒部を圧入して、そのスプリングリテナと円筒状アウタギヤのアウタ側端面とで前記ダイヤフラムの外周部を両側から挟持したことを特徴とするフリーホイールハブ。 A wheel hub of a driven wheel is coaxially provided with the driven axle, and an outer gear that rotates integrally with the hub housing is provided in a hub housing connected to an outer side end surface of the wheel hub. A slide gear is slidably fitted to the end of the driven axle located inside the housing and is prevented from rotating, and a diaphragm in which the inner peripheral portion is connected to the outer side end of the slide gear is used for the hub housing. A two-wheel drive side negative pressure chamber and a four-wheel drive side negative pressure chamber are provided by partitioning the inside in the axial direction, and the slide gear is moved to a position where the engagement with the outer gear is released by the pressure reduction of the two-wheel drive side negative pressure chamber. The wheel hub is brought into a free state, and the slide gear is moved to a position where it meshes with the outer gear by reducing the pressure in the negative pressure chamber on the four-wheel drive side, so that the wheel hub is moved to the driven axle. In the free wheel hub to a locked state and,
The outer gear has a cylindrical protrusion having an annular protrusion on the inner periphery of the inner side end, and a tooth portion that can mesh with the tooth formed on the outer periphery of the slide gear on the inner periphery of the annular protrusion. The cylindrical portion formed on the outer periphery of the cap-shaped spring retainer is press-fitted into the outer diameter surface of the outer end portion of the cylindrical outer gear, and the diaphragm is formed by the spring retainer and the outer end surface of the cylindrical outer gear. A freewheel hub characterized by sandwiching the outer periphery of both sides from both sides.
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| CN108466525B (en) * | 2018-03-15 | 2020-11-03 | 湖北和德工业科技有限公司 | Sideslip-preventing safe and stable type automobile front drive axle driving mechanism |
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