CN101153637B - 车辆的轴传动式动力传递装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆的轴传动式动力传递装置，通过解决对动力传递路径施加过大的旋转扭矩的问题，从而可以实现动力传递装置的轻量化，并且，通过解决一个万向接头和另一个万向接头的位相错位的问题，从而可以充分抑制旋转速度的变动的发生。在从发动机(41)至最终减速器(52)的动力传递路径的中途设置有减振机构(69)，该减振机构(69)传递从发动机(41)传递的扭距直到规定值为止，并且，在扭距超过规定值时阻止超过规定值的扭距的传递。

Description

车辆的轴传动式动力传递装置 

技术领域

本发明涉及车辆的轴传动(shaft drive)式动力传递装置，其自发动机侧的输出轴经由驱动轴(drive shaft)向车轮侧的输入轴传递发动机的旋转驱动力。 

背景技术

作为轴传动式动力传递装置，在实用中提供将传动轴(propeller shaft)的一端经由万向接头与发动机侧的输出轴连接，在传动轴的另一端经由另外的万向接头与车轮侧的输入轴连接的装置。 

作为这种轴传动式动力传递装置，公知有将传动轴一分为二且在分割开的传动轴之间设有缓和冲击的减振机构的装置。 

特许文献1：日本特开昭56-163995公报(第4页、第2图) 

说明特许文献1的技术。 

现有的轴传动式动力传递装置，是船体的轴传动式动力传递装置，其由从发动机延伸出的输出轴(第一轴)、一端经由一个万向接头与该输出轴连接的传动轴(第二轴)、经由另一个万向接头与该传动轴的另一端连接的输入轴(第三轴)构成。 

传动轴由与一个万向接头连接的输出轴侧轴部、与另一个万向接头连接的输入轴侧轴部、介于这些轴部之间的减振机构构成。 

但是，在现有的轴传动式动力传递装置中，从输出轴经由传动轴传递给输入轴的扭矩虽然可用减振机构缓和冲击，但是假设施加比较大的反向扭矩(back torque)等(过大的扭矩)，则必需确保传动轴及最终减速器等的刚性。 

通常，公知的是用万向接头连接两根轴，在用万向接头弯曲而使用这些轴时产生旋转速度变动。因此认为，在第二轴的一端经由一个万向接头与第一轴连接，第三轴经由另一个万向接头与第二轴的另一端连接的情况下，通过选择性地决定一个万向接头与另一个万向接头的相位，将在一个万向接头产生的旋转速度的变动，用在另一万向接头产生的旋转速度的变动抵消。

 在现有的轴传动式动力传递装置中，减振机构设置在传动轴(第2轴)上，因此，存在为了抵消旋转速度的变动而设定的一个万向接头和另一个万向接头的相位错位这一问题。

再者，在现有的轴传动式动力传递装置中，因为是将减振机构设置在传动轴上的结构，有时也导致簧下重量的增大。 

即，希望提供一种可以防止对动力传递路径施加过大的扭矩，且可以防止一个万向接头和另一个万向接头的相位错位，能够抑制簧下重量的增加的车辆的轴传动式动力传递装置。 

发明内容

本发明的目的在于，提供一种车辆的轴传动式动力传递装置，其能够解决对动力传递路径施加过大的扭矩的问题，降低动力传递路径的构成部件的刚性，从而实现动力传递装置的轻量化；提供一种车辆的轴传动式动力传递装置，其能够解决一个万向接头和另一个万向接头的相位错位的问题，充分地抑制旋转速度变动的产生；提供一种车辆的轴传动式动力传递装置，其能够解决簧下重量的增大的问题，实现乘车舒适性的提高。 

本发明的第一方面，提供一种车辆的轴传动式动力传递装置，其具备：从发动机延伸出且输出发动机的旋转驱动力的输出轴、一端经由第一万向接头与该输出轴连接且传递发动机的旋转驱动力的传动轴、经由第二万向接头与该传动轴的另一端连接且将发动机的旋转驱动力输入给车轮侧的最终减速器的输入轴，其特征在于，在从发动机至最终减速器的动力传递路径的中途设置有减振机构，该减振机构传递从发动机或车轮传递的扭距直到规定值为止，并且，在扭距超过规定值时阻止超过规定值的扭距的传递将所述减振机构设置在所述输出轴或所述输入轴的任一个上，并利用由第2万向接头引起的旋转速度的变动消除由第1万向接头引起的旋转速度的变动。

本发明的第二方面，其特征在于，车辆是摩托车。 

本发明的第三方面，其特征在于，将减振机构设置在输出轴或输入轴 的任一个上。 

本发明的第四方面，其特征在于，将减振机构设置在输出轴上。 

本发明的第五方面，其特征在于，减振机构由如下构件构成：与发动机侧或最终减速器侧中的一侧连接的外筒；多个外筒侧凹部，其在该外筒的内周面沿径向以等节距形成，并且沿轴向以规定长度形成；与最终减速器侧或发动机侧中的另一侧连接的内筒；与外筒侧凹部等数量的内筒侧凹部，其在该内筒的外周面沿径向以等节距形成，并且沿轴向以规定长度形成；多个圆筒状弹性构件，其分别被一对一地收纳在这些内筒侧凹部及外筒侧凹部之间。 

本发明的第六方面，其特征在于，多个外筒侧凹部及多个内筒侧凹部，由径向的剖面观察时，是曲线连续地形成的波形。 

在本发明的第一方面中，在从发动机至最终减速器的动力传递路径的中途设置有减振机构，该减振机构传递从发动机或车轮传递的扭距直到规定值为止，并且，在扭距超过规定值时阻止超过规定值的扭距的传递，因此，可以防止对动力传递路径施加过大的旋转扭矩。其结果是具有可以降低从发动机至最终减速器的动力传递路径的构成部件的刚性，能够实现轴传动式动力传递装置的轻量化的优点。 

在本发明的第二方面中，因为将车辆定为摩托车，所以，例如，不需要频繁地调整如采用链传动的摩托车的链的长度。因此，具有可以将摩托车的保养、检修的期间设定得较长的优点。 

在本发明的第三方面中，将减振机构设置在输出轴或输入轴的任一个上，因此，不会产生预先设定的第一、第二万向接头的相位错位。因此，可以充分地抑制旋转速度变动的产生。其结果是具有可以实现提高摩托车的乘车舒适性的优点 

在本发明的第四方面中，将减振机构设置在输出轴上，因此可以实现簧下重量的降低。其结果具有可以实现提高乘车舒适性的优点。 

在本发明的第五方面中，减振机构包括：与发动机侧或最终减速器侧中的一侧连接的外筒；多个外筒侧凹部，其在该外筒的内周面沿径向以等节距形成，并且沿轴向以规定的长度形成；与最终减速器侧或发动机侧中的另一侧连接的内筒；与外筒侧凹部等数量的内筒侧凹部，其在该内筒的 外周面沿径向以等节距形成，并且沿轴向以规定长度形成；多个圆筒状弹性构件，其分别被一对一地收纳在这些内筒侧凹部及外筒侧凹部之间，因此，具有如下优点：可以实现用多个圆筒状弹性构件吸收冲击，并且，在产生大的负荷变动时，允许外筒及内筒间的滑动，可以降低超过规定值的扭矩(过大的扭矩)施加给动力传递路径。 

在本发明的第六方面中，多个外筒侧凹部及多个内筒侧凹部，由径向的剖面观察时，是曲线连续地形成的波形，因此，具有可以允许圆滑的外筒及内筒间的滑动的优点。 

附图说明

图1是采用本发明的轴传动式动力传递装置的摩托车的左侧面图； 

图2是本发明的轴传动式动力传递装置的侧面图； 

图3是图2的3部分的放大图； 

图4是表示图3所示的轴传动式动力传递装置的减振机构的分解立体图； 

图5是图3的5-5线剖面图； 

图6是表示图3所示的减振机构的作用的说明图； 

图7是表示图2所示的轴传动式动力传递装置的作用的比较说明图； 

图8是表示图7所示的轴传动式动力传递装置的扭距的比较说明图； 

图9是本发明另一实施例的轴传动式动力传递装置的侧面图。 

符号说明 

10  车辆(摩托车) 

16  车轮(后轮) 

40、80轴传动式动力传递装置 

41  发动机 

44  输出轴 

45、47第一、第二万向接头 

48  输入轴 

52  最终减速器 

64  外筒 

65  内筒 

66  圆筒状弹性构件 

69  减振机构 

72  外筒侧凹部 

73  内筒侧凹部 

具体实施方式

下面，根据附图说明用于实施本发明的最佳实施方式。另外，附图是向符号的指向观察的图。 

图1是采用本发明的轴传动式动力传递装置的摩托车的左侧面图。摩托车10是如下一种车辆：在车身前部配置手把11和用该手把11操控的前叉12及前轮13，从车身前部到车身中央部的区域配置车架14，在该车架14上安装发动机(未图示)，在车架14的下部安装可摇摆的摆臂15，在该摆臂15的后端安装车轮(后轮)16。 

发动机的输出由作为构成摆臂15的一部分的动力传递机构的轴传动装置(后述)传递给后轮16。 

在此，21为风挡玻璃、22为车头灯、23为前挡泥板、24为罩、25为燃料箱、26为座席、27为行李箱、28为支架、29为扶手(grab rail)、31为排气管、32为消音器、33为后挡泥板、34为尾灯。 

图2是本发明的轴传动式动力传递装置的侧面图。车辆的轴传动式动力传递装置40包括：经由输出轴侧锥齿轮(bevel gear)43与发动机41的变速器42连接的输出轴44、经由第一万向接头45将一端与该输出轴44连接的传动轴46、经由第二万向接头47与该传动轴46的另一端连接的输入轴48、经由输入轴侧锥齿轮49与该输入轴48连接的车轮侧锥齿轮51。 

最终减速器52由输入轴侧锥齿轮49及车轮侧锥齿轮51构成。 

第一万向接头45由安装在发动机41侧的一个轴叉(yoke)54、安装在传动轴46侧的另一个轴叉55、介于这些轴叉54、55之间的十字轴56构成。 

第二万向接头47是与第一万向接头45同样构成的接头。 

图3是图2的3部分的放大图。输入轴48包括：为了支承输入轴侧锥齿轮49(参照图2)，经由轴承(bearing)61旋转自如地支承在车身侧的轴构件62；通过螺母63与该轴构件62结合的外筒64；与第二万向接头47连接的内筒65；设在这些外筒64和内筒65之间的多个圆筒状弹性构件66。 

图4是表示图3所示的轴传动式动力传递装置的减振机构的分解立体图，图5是图3的5-5线剖面图。 

减振机构69由外筒64、内筒65、多个圆筒状弹性构件66构成 

外筒64是与最终减速器52(参照图2)侧连接的部件，具有在内周面沿径向以等节距形成，并且，沿轴向以规定长度形成的多个外筒侧凹部72。 

多个外筒侧凹部72由径向的剖面观察时形成为使光滑的曲线连续的波形。 

内筒65是与发动机41连接的构件，具备在外周面沿径向以等节距形成，并且，在轴向以规定的长度形成，且与外筒侧凹部72相同数量的内筒侧凹部73。 

多个内筒侧凹部73由径向的剖面观察时形成为使平滑曲线连续的波形。 

圆筒状弹性构件66是棒状的弹性构件，其一对一地收容在由一个外筒侧凹部72和一个内筒侧凹部73形成的间隙(收纳部)74内。 

图6(a)～(c)是表示图3所示的减振机构作用的说明图。 

在(a)中，表示在减振机构69没有传递扭距时的外筒64、内筒65及圆筒状弹性构件66的状态，外筒64及内筒65是停止状态，圆筒状弹性构件66的纵断面形状保持初期状态的正圆。 

在(b)中，表示在减振机构69产生了传递扭距时的外筒64、内筒65及圆筒状弹性构件66的状态，外筒64及内筒65是如箭头a1所示的旋转状态。但是，内筒65比外筒64更向箭头a1方向前进，圆筒状弹性构件66的纵断面形状成为被挤瘪的状态。 

在(c)中，表示例如由于后轮16(参照图1)的制动(lock)等在减振机构69传递扭距增大时的外筒64、内筒65及圆筒状弹性构件66的状 态，相对于外筒64在内筒65上产生如箭头a2所示的滑动。其结果是可以抑制在图2所示的输出轴44、传动轴46及输入轴48等的动力传递路径上施加过大的扭距。 

通常，公知的是进行紧急减速(shift down)时，大的扭距从后轮施加给动力传递路径，从停车状态起动时和在发动机的转数高的状态接合离合器时，大的扭距从发动机施加给动力传递路径。 

即，在图2、图3中，在从发动机41至最终减速器52的动力传递路径的中途设置减振机构69，该减振机构69传递从发动机41或车轮(后轮)16传递的扭距直到规定值为止，并且在扭距超过规定值时阻止超过规定值的扭距的传递，因此可以防止在动力传递路径上施加过大的旋转扭距。其结果是能够降低从发动机41至最终减速器52的动力传递路径的构成部件的刚性，能够实现轴传动式动力传递装置40的轻量化。 

另外，在图1、图2中，将轴传动式动力传递装置40装载在摩托车10(参照图1)上，因此，例如，不需要频繁地调整采用链传动的摩托车的链的长度。因而，能够将保养、检修(维护)的期间设定得较长 

图4、图5中，减振机构69由如下构件构成：与最终减速器52(参照图2)侧连接的外筒64；在该外筒64的内周面在径向以等节距形成，并且在轴向以规定的长度形成的多个外筒侧凹部72；与发动机41侧(参照图2)连接的内筒65；在该内筒65的外周面在径向以等节距形成，并且在轴向以规定的长度形成且和外筒侧凹部72相同数量的内筒侧凹部73；分别一对一地收容于这些内筒侧凹部73及外筒侧凹部72之间的多个圆筒状弹性构件66，因此，可以实现用多个圆筒状弹性构件66吸收冲击，并且，在产生负荷变动时，允许外筒64及内筒65间的滑动，能够降低超过规定值的扭距(过大扭距)施加给动力传递路径。 

在图5中，多个外筒侧凹部72及多个内筒侧凹部73，在径向的剖面观察时是曲线连续形成的波形，因此，可以允许圆滑的外筒64及内筒65之间的滑动。 

图7(a)～(e)是表示图2所示的轴传动式动力传递装置作用的比较说明图，(a)～(c)表示比较例的轴传动式动力传递装置140，(d)～(f)表示实施例的轴传动式动力传递装置40。 

在(a)中，轴传动式动力传递装置140具备：从发动机(未图示)延伸出的输出发动机的旋转驱动力的输出轴144、一端经由第一万向接头145与该输出轴144连接并传递发动机的旋转驱动力的传动轴146、经由第二万向接头147与该传动轴146的另一端连接并将发动机的旋转驱动力输入车轮侧的最终减速器(未图示)的输入轴148，在传动轴146上设置有实现冲击缓冲的减振机构149。 

(b)是(a)的b-b线剖面图，表示第一万向接头145的相位。另外，(c)是(a)的c-c线剖面图，表示第二万向接头147的相位。 

在(b)、(c)中，在输出轴144、传动轴146及输入轴148等的动力传递路径上施加扭距时，第二万向接头147相对于第一万向接头145产生相位错位。 

一般而言，公知的是用万向接头连接两根轴，在通过万向接头弯曲而使用这些轴时，产生旋转速度变动。因此，第二轴的一端经由一个万向接头与第一轴连接，经由另一个万向接头将第三轴与第二轴的另一端连接时，通过选择决定一个万向接头和另一个万向接头的相位，能够用在另一个万向接头产生的旋转速度的变动抵消在一个万向接头产生的旋转速度的变动。 

但是，轴传动式动力传递装置140，因为第二万向接头147对于第一万向接头145产生相位错位，所以，不能够充分地抵消旋转速度的变动。 

再者，详细说明时，在(a)中，图形a1是表示旋转速度相对于输出轴144的时间变动的图形，横轴为时间、纵轴为旋转速度。即，将发动机的转数定为一定时，输出轴144旋转一圈期间的旋转速度是一定的。 

图形a2是表示旋转速度相对于传动轴146的时间变动的图形，横轴为时间、纵轴为旋转速度。传动轴146经由第一万向接头145与输出轴144连接，在传动轴146旋转一圈期间产生第一万向接头145导致的旋转速度的变化。 

图形a3表示在第一万向接头145和第二万向接头147不产生相位错位时的旋转速度相对于输入轴148的时间变动的图形，横轴为时间、纵轴为旋转速度。即，若在第一万向接头145和第二万向接头147间不发生相位错位，则可以用由第二万向接头147引起的旋转速度的变动消除在第一 万向接头引起的旋转速度的变动而成为大致一定的状态。但是，在轴传动式动力传递装置140中，在传动轴146上设置有实现缓冲冲击的减振机构149，因此，传动轴146扭转，在第一万向接头145和第二向接头147间产生相位错位。因此，用第二万向接头147引起的旋转速度的变动不能消除起因于第一万向接头的旋转速度的变动。 

图形a4表示旋转速度相对于输入轴148的时间变动的图形，横轴为时间、纵轴为旋转速度。表示输入轴148旋转一圈期间旋转速度的变动。 

在(d)中，轴传动式动力传递装置40设置有减振机构69，该减振机构69实现传动轴46及输入轴48等的动力传递路径的冲击吸收，并且，传递从发动机41或车轮(后轮)16传递的扭距直到规定值为止，且在扭距超过规定值时阻止超过所述规定值的扭距的传递。 

(e)是(d)的e-e线剖面图，表示第一万向接头45的相位。另外，(f)是(d)的f-f线剖面图，表示第二万向接头47的相位。 

在(e)、(f)中，对输出轴44、传动轴46及输入轴48等动力传递路径也施加旋转扭矩时，由于传动轴46不产生扭转，因此第二万向接头47相对于第一万向接头45不产生相位错位。 

再者，详细说明时，在(d)中，图形d1是表示旋转速度相对于输出轴44的时间变动的图形，横轴为时间、纵轴为旋转速度。即，将发动机41(参照图2)的旋转数设定为一定时，输出轴44旋转一圈期间的旋转速度是一定的。 

图形d2是表示旋转速度相对于传动轴46的时间变动的图形，横轴为时间、纵轴为旋转速度。传动轴46是通过第一万向接头45与输出轴44连接的轴，在传动轴46旋转一圈期间由第一万向接头45产生旋转速度的变化。 

在轴传动式动力传递装置40中，由于在输入轴48上设置有谋求缓冲冲击的减振机构149，因此，不会产生第一万向接头45和第二万向接头47间的相位错位。因而，能够利用第二万向接头47引起的旋转速度的变动消除第一万向接头45引起的旋转速度的变动。 

图形d3是表示旋转速度相对于输入轴48的时间变动的图形，横轴为时间、纵轴为旋转速度，表示输入轴48旋转一圈期间的旋转速度是一定 的。 

即，将减振机构69设置在输入轴48上，因此不会发生预先设定的第一、第二万向接头45、47的相位错位。因此，可以抑制旋转速度变动的发生。其结果是可以实现摩托车10(参照图1)乘车舒适度的提高。 

另外，将减振机构69设置在输出轴44上也可以得到同样的效果。 

图8(a)～(d)是表示轴传动式动力传递装置转矩的比较说明图。 

在(a)中，表示按照将现有的奈德哈特(Neidhart)橡胶应用在减振机构时的扭矩的、内筒相对于外筒的扭转角。即，横轴为内筒相对于外筒的扭转角，纵轴为扭矩，随着内筒相对于外筒的扭转角的增大，在动力传递路径上发生的扭矩无限大地增加。因此，有时会在动力传递路径上发生过大的扭矩。 

在(b)中，表示内筒相对于外筒的扭转角为0、扭矩为0时的减振机构200，减振机构200由外筒201、收纳于该外筒201内的内筒202、设于这些外筒201及内筒202之间的多个圆筒状的弹性构件203构成。 

在(c)中，表示内筒相对于外筒的扭转角达到规定值、扭矩达到规定值时的减振机构200，多个圆筒状的弹性构件203变形。 

在(d)中，横轴表示内筒相对于外筒的扭转角，纵轴表示在动力传递路径上发生的扭矩，轴传动式动力传递装置40设置有减振机构69，该减振机构69进行图2所示的输出轴44、传动轴46及输入轴48等的动力传递路径的冲击吸收，并且，在超过规定的扭矩时使滑动产生，因此，不给动力传递路径施加超过规定值的扭矩。 

在此，图形上的点P1表示图6(a)的状态，点P2表示图6(b)的状态，点P3表示图6(c)的状态。 

图9是本发明另一实施例的轴传动式动力传递装置的侧面图，与在轴传动式动力传递装置40中使用的部件相同的部件使用相同的符号而省略其详细的说明。 

另一实施例的轴传动式动力传递装置80包括：经由输出轴侧锥齿轮43与发动机41的变速器42连接的输出轴84、一端经由第一万向接头45与该输出轴84连接的传动轴46、经由第二万向接头47与该传动轴46的另一端连接的输入轴88、经由输入轴侧锥齿轮49与该输入轴88连接的车 轮侧锥齿轮51。 

输出轴84包括：在一端安装有输出轴侧锥齿轮43，并且在另一端安装有外筒94的轴构件92；与第一万向接头45连接的内筒95；设在外筒94和内筒95之间的多个圆筒状弹性构件96。 

减振机构99由外筒94、内筒95、多个圆筒状弹性构件96构成，是与减振机构69大致相同的机构。 

即，由于将减振机构99设置在输出轴84上，因此可以实现簧下重量的降低。其结果是能够实现乘车舒适性的提高。 

另外，本发明的车辆的轴传动式动力传递装置，如图3所示，外筒64与最终减速器52侧连接，内筒65与发动机41侧连接，但是也不局限于此，也可以是外筒与发动机侧连接，内筒与最终减速器侧连接。 

本发明的车辆轴传动式动力传递装置，也可以如图4所示，减振机构69由外筒64、内筒65、多个圆筒状弹性构件66构成，由弹性材料形成外筒的外筒侧凹部及内筒的内筒侧凹部，由金属等刚体形成相当于圆筒状弹性构件66的构件。 

本发明的车辆的轴传动式动力传递装置，如图1及图2所示，适合装载在摩托车上，但是也不局限于此，也可以适用于三轮车和四轮车等轻型车辆、ATV(全地形车辆)等。 

工业上的可应用性 

本发明的车辆的轴传动式动力传递装置，适合应用于摩托车等车辆。 

Claims (6)

1.一种车辆的轴传动式动力传递装置，其具备：从发动机延伸出并输出发动机的旋转驱动力的输出轴、一端经由第一万向接头与该输出轴连接且传递发动机的旋转驱动力的传动轴、经由第二万向接头与该传动轴的另一端连接且将发动机的旋转驱动力输入给车轮侧的最终减速器的输入轴，其特征在于，

在从所述发动机至所述最终减速器的动力传递路径的中途设置有减振机构，该减振机构传递从所述发动机或车轮传递的扭距直到规定值为止，并且，在所述扭距超过规定值时阻止超过所述规定值的扭距的传递，将所述减振机构设置在所述输出轴或所述输入轴的任一个上，并利用由第二万向接头引起的旋转速度的变动消除由第一万向接头引起的旋转速度的变动。

2.如权利要求1所述的车辆的轴传动式动力传递装置，其特征在于，

第一万向接头由安装于发动机侧的一方的轴叉、安装于传动轴侧的另一方的轴叉、以及介于这些轴叉之间的十字轴所构成，第二万向接头也是与第一万向接头相同构成的接头。

3.如权利要求1所述的车辆的轴传动式动力传递装置，其特征在于，所述车辆是摩托车。

4.如权利要求1所述的车辆的轴传动式动力传递装置，其特征在于，将所述减振机构设置在所述输出轴上。

5.如权利要求1所述的车辆的轴传动式动力传递装置，其特征在于，所述减振机构包括：与所述发动机侧或所述最终减速器侧中的一侧连接的外筒；多个外筒侧凹部，其在该外筒的内周面沿径向以等节距形成，并且沿轴向以规定长度形成；与所述最终减速器侧或所述发动机侧中的另一侧连接的内筒；与所述外筒侧凹部等数量的内筒侧凹部，所述内筒侧凹部在该内筒的外周面沿径向以等节距形成，并且，沿轴向以规定长度形成；多个圆筒状弹性构件，其分别被一对一地收纳在这些内筒侧凹部及外筒侧凹部之间。

6.如权利要求5所述的车辆的轴传动式动力传递装置，其特征在于， 所述多个外筒侧凹部及所述多个内筒侧凹部，由所述径向的剖面观察时，是连续地形成曲线的波形。 

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