JP2004034777A

JP2004034777A - 自動二輪車のプロペラシャフト

Info

Publication number: JP2004034777A
Application number: JP2002192227A
Authority: JP
Inventors: Shinobu Tsutsumigoshi; 堤腰　忍
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2002-07-01
Filing date: 2002-07-01
Publication date: 2004-02-05

Abstract

【課題】小入力時の歯打ち音の発生を防止すると共に、大入力時に十分な強度を確保可能な自動二輪車のプロペラシャフトを提供するにある。
【解決手段】前部がピボットシャフト９を介して上下方向へ揺動自在に枢着され、平行に配置された左右一対のアーム部８，５１後端に後輪１１を回動自在に支持するスイングアーム方式の後輪懸架装置を備え、一方のアーム部８内にエンジン本体の回転駆動力を伝達するプロペラシャフト４９を収納した自動二輪車において、プロペラシャフト４９は前側に配置されて揺動中心がピボットシャフト９の軸線５８の延長線上に配置された自在継ぎ手５７に連結される駆動シャフト６１と、後側に配置されて後輪１１を支持するアクスルシャフト５０に連結される従動シャフト６２とに前後にニ分割され、駆動シャフト６１の後部に一定小範囲の相対回動を許容する高トルク伝達用機械式係合伝動部６４，６８を形成すると共に、この機械式係合伝動部６４，６８の前方に低トルク伝達用弾性緩衝部材６５を並設したものである。
【選択図】　図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動二輪車のプロペラシャフトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動二輪車の後輪を懸架する方法として、一般にスイングアーム構造が用いられている。スイングアーム構造は、平行に配置された左右一対のアーム部の一端を連結し、この連結部を車体に枢着すると共に、アーム部の自由端部で後輪のアクスルシャフトを軸支するようにしたものである。
【０００３】
また、エンジンの回転を、プロペラシャフトを用いて後輪に伝達するシャフトドライブ方式のなかには、一方のアーム部内にプロペラシャフト等の動力伝達装置を収納したものがある。そして、プロペラシャフトの途中に発進クラッチ機構を設けたものもある。
【０００４】
自動二輪車の後輪懸架用スイングアーム構造では、スイングアームの揺動によって後輪軸が前後方向に移動したり（ミスアライメント）、エンジンの出力軸と最終減速装置との取り付け時に位置ズレが発生したりするので、これらを吸収するためにプロペラシャフトと発進クラッチ機構との継ぎ手部間にスプラインまたはギヤ式のカップリングを設けている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、スプラインやカップリング等はその構造上歯面に「ガタ」を持たせているため、軽負荷走行時等入力が小さいときには駆動力の回転変動やトルク変動により歯打ち音が発生し、好ましくない。
【０００６】
従来、スプラインやカップリングの代りに二重管の間にゴム等の弾性体を配置してその捩り特性によって変動を吸収するものもあったが、駆動力も弾性体で伝達することとなり、エンジン出力が大きい車両の場合伝達容量を確保するために装置が大型化してスイングアームに内蔵することが困難になると共に、捩り特性の調整も容易ではない。
【０００７】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、小入力時の歯打ち音の発生を防止すると共に、大入力時に十分な強度を確保可能な自動二輪車のプロペラシャフトを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る自動二輪車のプロペラシャフトは、上述した課題を解決するために、請求項１に記載したように、前部がピボットシャフトを介して上下方向へ揺動自在に枢着され、平行に配置された左右一対のアーム部後端に後輪を回動自在に支持するスイングアーム方式の後輪懸架装置を備え、一方の上記アーム部内にエンジン本体の回転駆動力を伝達するプロペラシャフトを収納した自動二輪車において、上記プロペラシャフトは前側に配置されて揺動中心が上記ピボットシャフトの軸線の延長線上に配置された自在継ぎ手に連結される駆動シャフトと、後側に配置されて上記後輪を支持するアクスルシャフトに連結される従動シャフトとに前後にニ分割され、上記駆動シャフトの後部に一定小範囲の相対回動を許容する高トルク伝達用機械式係合伝動部を形成すると共に、この機械式係合伝動部の前方に低トルク伝達用弾性緩衝部材を並設したものである。
【０００９】
また、上述した課題を解決するために、請求項２に記載したように、上記機械式係合伝動部の後方に上記駆動シャフトの芯合わせ装置としての軸受部材を配置したものである。
【００１０】
さらに、上述した課題を解決するために、請求項３に記載したように、上記駆動シャフトに設けられた上記低トルク伝達用弾性緩衝部材を上記駆動シャフトの回転中心軸と同軸上に固着したものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、この発明を適用したスクータ型の自動二輪車の一例を示す左側面図である。また、図２はこの内部構造を示す左側面図である。そして、図３は、図１および図２に示す自動二輪車の概略平面図である。図１、図２および図３に示すように、この自動二輪車１は車体フレーム２を有し、この車体フレーム２の前端にはヘッドパイプ３が設けられる。ヘッドパイプ３には前輪４を回動自在に支持するフロントフォーク５やハンドルバー６等が設けられ、このハンドルバー６により前輪４が左右に回動自在に操舵される。
【００１３】
車体フレーム２の中央下部にはエンジンユニット７が搭載される。また、エンジンユニット７後部には動力伝達部である伝達ユニット８が配置され、この伝達ユニット８の前部が後述するピボットシャフト９を介して車体に枢着される。この伝達ユニット８はスイングアーム方式の後輪懸架装置を兼ねており、ショックアブソーバ１０により車体に弾性的に且つ上下方向へ揺動自在に支持される。そして、伝達ユニット８の後端に駆動輪である後輪１１が回動自在に支持される。
【００１４】
後輪１１の上方にはヘルメット１２や図示しない荷物、工具等の収納容器である物品収納室１３が設けられる。また、物品収納室１３の上方にはこの物品収納室１３の蓋を兼ねた乗員着座用の運転シート１４が開閉自在に設置される。さらに、運転シート１４の前下部とエンジンユニット７後上部との間には燃料タンク１５が配置される。そして、車体フレーム２はその廻りを例えば合成樹脂成形品である車体カバー１６により覆われる。
【００１５】
ヘッドパイプ３と運転シート１４前部との間の車体フレーム２および車体カバー１６は下方に大きく略Ｕ字状に湾曲して車体の幅方向に延びる足通し空間１７を形成し、その底部の左右に運転者が足を載せる低床の、具体的には車体フレーム２の上側フレーム２ａと下側フレーム２ｂとの間に位置するライダ用フットレストフロア１８が形成される。また、この左右のライダ用フットレストフロア１８の後方には同乗者が足を載せるピリオンライダ用フットレストフロア１９が形成される。さらに、ライダ用フットレストフロア１８の中央部には前後に延びて上方に突出するフロアトンネル２０が形成される。
【００１６】
図４は、エンジンユニット７の拡大平面図である。図２〜図４に示すように、エンジンユニット７は動力発生部であるエンジン本体２１と、第一の変速部であるミッション部２２と、第二の変速部である動力伝達方向変換部２３とに三分割される。エンジン本体２１は、主にクランクケース２４と、クランクケース２４の前部に略水平に配置されたシリンダアッセンブリ２５とから構成され、ブラケット２６等を介して車体フレーム２に固定される。
【００１７】
また、この自動二輪車１に搭載されるエンジン本体２１は水冷式であって、前輪４とエンジン本体２１との間の車体カバー１６内にエンジン本体２１冷却用の冷却水を冷却するラジエター２７が配置される（図２および図３参照）。
【００１８】
シリンダアッセンブリ２５の前側に設けられたシリンダヘッド２８の内部には動弁機構２９が設けられる。また、シリンダヘッド２８の上部には吸気管３０が接続される。一方、シリンダヘッド２８の下部には排気管３１の基端部が接続される。そして、排気管３１はエンジンユニット７の下部に導かれて後方に向かって延設され、その下流端にマフラ３２が接続される。なお、本実施形態においてマフラ３２は車体の進行方向に向かって右側に車体の中心からオフセットして配置される。
【００１９】
本実施形態に用いられるエンジン本体２１はクランクケース２４内を車幅方向に延びる一本のクランクシャフト３３を共有する二本のシリンダ３４が左右に並設されたいわゆる並列二気筒エンジンである。
【００２０】
クランクシャフト３３の一端（本実施形態においては左端）にはプライマリドライブギヤ３５が設けられる。プライマリドライブギヤ３５後方のクランクケース２４は後方に向かって延設され、平面視略Ｌ字形状のクランクケース２４を形成すると共に、この延設部２４ａの内部に第一連結シャフト３６がクランクシャフト３３と平行に配置される。第一連結シャフト３６にはプライマリドリブンギヤ３７が設けられて一次減速装置を構成し、このプライマリドリブンギヤ３７がクランクシャフト３３に設けられたプライマリドライブギヤ３５に作動連結されてクランクシャフト３３の回転が第一連結シャフト３６に伝達される。
【００２１】
第一連結シャフト３６の一端部（本実施形態においては左端部）には上記冷却水循環用のウォータポンプ３８が連結される一方、他端部（本実施形態においては右端部）には潤滑オイル圧送用のオイルポンプ３９が軸上に配置される。
【００２２】
クランクケース２４の後方にはミッション部２２が配置され、その内部にはＶベルト式自動変速装置４０が配置される。この変速装置４０は、ドライブプーリ４１を備えたドライブシャフト４２と、ドリブンプーリ４３を備えたドリブンシャフト４４とを有し、ドライブシャフト４２はクランクシャフト３３の後方で、第一連結シャフト３６と車体の幅方向に対向した位置にこの第一連結シャフト３６と同軸上に配置されると共に、このドライブシャフト４２の後方にドリブンシャフト４４がドライブシャフト４２と平行に配置される。
【００２３】
ドライブシャフト４２の第一連結シャフト３６に対向した端部（本実施形態においては左端部）には第一連結シャフト３６に例えばスプライン連結される。そして、ドライブプーリ４１とドリブンプーリ４３との間にはＶベルト４５が張架され、このＶベルト４５を介してドリブンプーリ４３にエンジン本体２１の回転駆動力が伝達される。
【００２４】
ミッション部２２は、クランクケース２４同様平面視略Ｌ字形状に形成され、ミッション部２２の折部内側とクランクケース２４の折部内側とが向かい合って配置される。
【００２５】
クランクケース２４の延設部２４ａ後方には動力伝達方向変換部２３が配置され、その内部には第二連結シャフト４６が設けられる。第二連結シャフト４６はドリブンシャフト４４と車体の幅方向に対向した位置にこのドリブンシャフト４４と同軸上に配置され、両シャフト４４，４６は例えばスプライン連結されて変速装置４０によって変速されたエンジン本体２１の回転駆動力が第二連結シャフト４６に伝達される。
【００２６】
さらに、動力伝達方向変換部２３内にはエンジンユニット７の最終出力軸である伝達シャフト４７が第二連結シャフト４６に直交して配置され、二次減速装置であるベベルギヤ４８を介して第二連結シャフト４６の回転方向が９０°変換されて伝達シャフト４７に伝達される。
【００２７】
そして、伝達シャフト４７に伝達されたエンジン本体２１の回転駆動力は前記伝達ユニット８内に収納されたプロペラシャフト４９を介して後輪１１のアクスルシャフト５０に伝達される。
【００２８】
伝達ユニット８は前述したようにスイングアーム方式の後輪懸架装置を兼ねており、図５はこの後輪懸架装置８の拡大平断面図である。また、図６は図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。図５および図６に示すように、後輪懸架装置８は平行に配置された左右一対のアーム部８，５１を備える。一方（本実施形態においては車体の進行方向に向かって右側）のアーム部５１は単純な棒形状を有し、その後端にはアクスルシャフト５０の支持部材５２が、その前端にはピボットシャフト９の支持部材５３がそれぞれ設けられる。
【００２９】
一方、本実施形態において車体の進行方向に向かって左側のアーム部８は伝達ユニット８であって、その内部にプロペラシャフト４９等の動力伝達部材を収納可能に中空に形成される。
【００３０】
伝達ユニット８の前端内側にはピボットシャフト９の支持部材５４が設けられ、伝達ユニット８と上記右側のアーム部５１とがこれらの支持部材５３，５６の後方で連結部材５５を介して連結されると共に、これらの支持部材５３，５６はエンジンユニット７後部を車体フレーム２に固定するブラケット２６に形成されたピボット部５６にピボットシャフト９を介して枢着される。
【００３１】
伝達ユニット８内に収納されたプロペラシャフト４９は前部シャフト４９Ｆと後部シャフト４９Ｒとに二分割され、この前部シャフト４９Ｆと前記動力伝達方向変換部２３の伝達シャフト４７とが自在継ぎ手５７で連結される。この自在継ぎ手５７はその揺動中心がピボットシャフト９の軸線５８の延長線上に配置される。そして、この自在継ぎ手５７により、エンジン本体２１の回転駆動力がプロペラシャフト４９に伝達される。
【００３２】
一方、伝達ユニット８内の前部シャフト４９Ｆと後部シャフト４９Ｒとの間には動力伝達部材である発進クラッチ機構５９が配置される。この発進クラッチ機構５９は例えば電磁制御式湿式多板のものが用いられる。
【００３３】
ここで、電磁制御式湿式多板の発進クラッチ機構５９とは、詳細には図示しないが電気的に断続制御可能で伝達トルクの小さいパイロットクラッチと、このパイロットクラッチに比べて大きなトルクを伝達可能なメインクラッチとを備え、パイロットクラッチを接続することによりメインクラッチとの間に回転位相差が生じ、この回転位相差がパイロットクラッチに設けられたカム機構によりメインクラッチのプレッシャプレートの押圧力に変換されると共に増幅され、大きなトルクの伝達を可能にするものである。電磁制御のパイロットクラッチが小型に形成できることにより、クラッチのレスポンスが向上すると同時に、メインクラッチの小型化も可能となり、伝達ユニット８全体の小型化にも繋がる。なお、電磁制御式湿式多板のクラッチ機構５９の代りに、遠心式のクラッチ機構（図示せず）を用いてもよい。
【００３４】
さらに、後部シャフト４９Ｒの後端部近傍には動力伝達部材である上記アクスルシャフト５０が回転自在に支持され、動力伝達部材、且つ最終減速装置であるベベルギヤ６０を介してプロペラシャフト４９の回転方向が９０°変換されてアクスルシャフト５０に伝達される。
【００３５】
ところで、スイングアーム構造の後輪懸架構造を用いる自動二輪車１においては、平行に配置された左右一対のアーム部８，５１のピボットシャフト９を軸とした上下方向の揺動によって後輪１１のアクスルシャフト５０が前後方向に移動したり（ミスアライメント）、エンジンユニット７の最終出力軸である伝達シャフト４７と最終減速装置との取り付け時に位置ズレが発生するので、これらを吸収するための手段が必要となる。
【００３６】
そこで、本発明においては動力伝達方向変換部２３の伝達シャフト４７に連結された自在継ぎ手５７と発進クラッチ機構５９とを連結する前部シャフト４９Ｆを、前側に配置されて自在継ぎ手５７に連結される駆動シャフト６１と、後側に配置されて発進クラッチ機構５９に連結される従動シャフト６２とに前後にニ分割する。
【００３７】
図７は、駆動シャフト６１の後面図であり、図８は図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。図７および図８に示すように、駆動シャフト６１の前端部には自在継ぎ手５７への連結部であるねじ部６３が形成されると共に、後端部には周方向への一定小範囲の相対回動を許容する高トルク伝達用機械式係合伝動部であるスプライン突起６４が周方向に等間隔で突設される。
【００３８】
また、スプライン突起６４前方の駆動シャフト６１外周には低トルク伝達用弾性緩衝部材である管状のゴム等から形成される弾性体６５が駆動シャフト６１の回転中心軸と同軸上に焼き付けられて固着される。さらに、この弾性体６５の外周には例えば金属製の外筒６６が固着されると共に、弾性体６５は円周の正逆方向にそれぞれ例えば５°分の捩りを許容する。
【００３９】
図９は、従動シャフト６２の後面図であり、図１０は図９のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。図９および図１０に示すように、従動シャフト６２は管状構造を有し、その前部には上記駆動シャフト６１に設けられた弾性体６５の収納部６７が形成される。また、この収納部６７の後方には上記駆動シャフト６１に設けられたスプライン突起６４が係合する他の機械式係合伝動部であるスプライン溝６８が形成される。さらに、このスプライン溝６８の後方には後述する軸受の収納部６９が形成される。そして、従動シャフト６２の後端外縁部には発進クラッチ機構５９への連結部である複数個のフランジ７０が周方向に等間隔で突設される。
【００４０】
図１１は、駆動シャフト６１と従動シャフト６２とが連結された状態の前部シャフト４９Ｆの後面図であり、図１２は図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図である。また、図１３は図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿う断面図である。図１１〜図１３に示すように、駆動シャフト６１は従動シャフト６２内部にその前方から挿入され、スプライン突起６４とスプライン溝６８とが係合すると共に、弾性体６５の収納部６７には弾性体６５の外周に設けられた外筒６６が圧入され、回動一体に固着される。さらに、駆動シャフト６１の後端部は、軸受の収納部６９内に圧入され、サークリップ７１によって位置規制された芯合わせ装置としての軸受部材である例えばボールベアリング７２によって回転自在に支持されると共に、駆動シャフト６１の芯合わせが行われる。
【００４１】
そして、図１３に詳細に示すように、スプライン突起６４とスプライン溝６８との係合部は双方向に３°から７°の、好ましくは４°の範囲で歯面の係合隙間７３（ガタ）が略均等に割り振られる。
【００４２】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【００４３】
エンジン本体２１の回転駆動力が伝達ユニット８内に収納されたプロペラシャフト４９を介して後輪１１のアクスルシャフト５０に伝達される際、アイドリング時や低速走行時などプロペラシャフト４９への入力が小さいときには駆動力の回転変動やトルク変動は低トルク伝達用弾性緩衝部材である弾性体６５によって緩衝され、スプライン部分における歯打ち音が発生しない。
【００４４】
また、エンジン本体２１の出力が大きくなってプロペラシャフト４９への入力が大きくなり、トルクが弾性体６５の捩り剛性の許容範囲を超えると、スプライン突起６４とスプライン溝６８とが直接係合してエンジン本体２１の出力を確実に後輪１１のアクスルシャフト５０に伝達する。
【００４５】
さらに、スプライン突起６４とスプライン溝６８とから構成される高トルク伝達用機械式係合伝動部を自在継ぎ手５７から遠ざけて配置することにより、スプライン突起６４とスプライン溝６８との係合隙間７３を小さく設定できる。
【００４６】
そして、芯合わせ装置としての軸受部材、本実施形態においてはボールベアリング７２を高トルク伝達用機械式係合伝動部の後方に配置したので、前部シャフト４９Ｆのスパンが長くなり、この前部シャフト４９Ｆの芯ずれ角度が小さくなるので、スプライン突起６４とスプライン溝６８との係合隙間７３を小さく設定できる。
【００４７】
さらに、エンジン本体２１の出力が小さいときは低トルク伝達用弾性緩衝部材で、出力が大きいときは高トルク伝達用機械式係合伝動部で回転変動を吸収するようにしたので、全体がコンパクト化し、スイングアームに内蔵することが容易になると共に、軽量化が図られ、高速回転への適応性が向上するなど、性能が高まる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る自動二輪車のプロペラシャフトによれば、エンジン本体の回転駆動力が小さくてもスプライン部分における歯打ち音の発生が防止される。また、エンジン本体の回転駆動力が大きくなってもエンジン本体の出力を確実に後輪に伝達可能になる。
【００４９】
さらに、スプライン突起とスプライン溝との係合隙間を小さく設定できる。さらにまた、装置全体をコンパクト化することが出きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る自動二輪車のプロペラシャフトの一実施形態を示すスクータ型自動二輪車の左側面図。
【図２】図１に示す自動二輪車の内部構造を示す左側面図。
【図３】図１および図２に示す自動二輪車の概略平面図。
【図４】エンジンユニットの拡大平面図。
【図５】後輪懸架装置の拡大平断面図。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図。
【図７】駆動シャフトの後面図。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図。
【図９】従動シャフトの後面図。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線に沿う断面図。
【図１１】駆動シャフトと従動シャフトとが連結された状態の前部シャフトの後面図。
【図１２】図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図。
【図１３】図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿う断面図。
【符号の説明】
１　自動二輪車
８　伝達ユニット（アーム部）
９　ピボットシャフト
１１　後輪
２１　エンジン本体
４９　プロペラシャフト
４９Ｆ　前部シャフト
５０　アクスルシャフト
５１　アーム部
５７　自在継ぎ手
５８　ピボットシャフトの軸線
５９　発進クラッチ機構
６１　駆動シャフト
６２　従動シャフト
６４　スプライン突起（高トルク伝達用機械式係合伝動部）
６５　弾性体（低トルク伝達用弾性緩衝部材）
６８　スプライン溝（高トルク伝達用機械式係合伝動部）
７２　ボールベアリング（軸受部材）

Claims

前部がピボットシャフトを介して上下方向へ揺動自在に枢着され、平行に配置された左右一対のアーム部後端に後輪を回動自在に支持するスイングアーム方式の後輪懸架装置を備え、一方の上記アーム部内にエンジン本体の回転駆動力を伝達するプロペラシャフトを収納した自動二輪車において、上記プロペラシャフトは前側に配置されて揺動中心が上記ピボットシャフトの軸線の延長線上に配置された自在継ぎ手に連結される駆動シャフトと、後側に配置されて上記後輪を支持するアクスルシャフトに連結される従動シャフトとに前後にニ分割され、上記駆動シャフトの後部に一定小範囲の相対回動を許容する高トルク伝達用機械式係合伝動部を形成すると共に、この機械式係合伝動部の前方に低トルク伝達用弾性緩衝部材を並設したことを特徴とする自動二輪車のプロペラシャフト。
上記機械式係合伝動部の後方に上記駆動シャフトの芯合わせ装置としての軸受部材を配置した請求項１記載の自動二輪車のプロペラシャフト。
上記駆動シャフトに設けられた上記低トルク伝達用弾性緩衝部材を上記駆動シャフトの回転中心軸と同軸上に固着した請求項１または２記載の自動二輪車のプロペラシャフト。