JP2010522659A - オートバイ用ホイールアイソレータ - Google Patents

Abstract

本発明のオートバイ用ホイールアイソレータは、第１の突出部材（３００）を有する第１のスプロケット部材（６００）と、第２の突出部材（４０１）を有する第２のハブ部材（４００）とを備え、少なくとも１つの突出部材が２つの第２の突出部材（４０１）の間に配置され、これによって受け部（６０１）が規定され、さらに、接続部材（１５０）によって接続される第１の部分と第２の部分とを有し、受け部に配置される少なくとも１つの弾性アイソレータ（１０）を備え、第１、第２の部分各々の端部が、第１の突出部材もしくは第２の突出部材いずれかの傍に配置される面取り部分（１７５、１７６）を有し、第１、第２の部分各々が、第１、第２の部分に作用する圧縮力が第１、第２の部分各々に曲げモードを生じさせるように、第１、第２の部分各々の表面に配置される突出部材（１０２、１０４、２０４、２０５）を有し、第１、第２の部分各々が、第１、第２の部分が圧縮力の下で膨張可能となるように、第１、第２の部分各々の表面にリリーフ形状部分（４０、５０、６０）を有する。

Description

本発明は、ホイールのアイソレータに関し、特に、リリーフ形状を有する弾性部材と、突出曲げモード部材とを備えたオートバイ用ホイールアイソレータに関する。

アイソレータは、ライダーに伝わるノイズ、振動およびハーネス（ＮＶＨ）を低減するため、オートバイのリアホイール駆動に使用される。

代表的従来技術である米国特許第６，５１６，９１２号明細書には、被駆動フランジが組み立てられた動力伝達機構が開示されており、動力伝達機構では金属の接触ノイズが生じない。被駆動フランジは、エンジン側フランジとホイール側フランジに分けられる。エンジン側フランジは、スチール鍛造物によって成形可能であり、ホイール側フランジは、アルミニウム鍛造物によって成形可能である。エンジン側フランジは、ベベルギアと一体的に回転するファイナルギアにスプライン嵌合する。さらに、ホイール側フランジに複数の穴が等間隔で形成されており、ねじ孔を有するブロックが複数の穴に圧入されている。加えて、エンジン側フランジ、ホイール側フランジ、そしてブロックが一体的にボルトによって結合する。

リリーフ形状を有する弾性部材と、突出曲げモード部材とを備えたオートバイ用ホイールアイソレータが必要とされる。本発明は、この要求を満たす。

本発明の主な局面は、リリーフ部分と突出曲げモード部材を有する弾性ブロック部材を備えたオートバイ用ホイールアイソレータを提供することにある。

本発明の他の局面は、以下の発明の記載と添付する図面とによって指摘され、明らかにされるであろう。

本発明は、第１の突出部材を有する第１のスプロケット部材と、第２の突出部材を有する第２のハブ部材とを備え、少なくとも１つの突出部材が２つの第２の突出部材の間に配置され、これによって受け部が規定され、さらに、接続部材によって接続される第１の部分と第２の部分とを有し、受け部に配置される少なくとも１つの弾性アイソレータを備え、第１、第２の部分各々の端部が、第１の突出部材もしくは第２の突出部材いずれかの傍に配置される面取り部分を有し、第１、第２の部分各々が、第１、第２の部分に作用する圧縮力が第１、第２の部分各々に曲げモードを生じさせるように、第１、第２の部分各々の表面に配置される突出部材を有し、第１、第２の部分各々が、第１、第２の部分が圧縮力の下で膨張可能となるように、第１、第２の部分各々の表面にリリーフ形状部分を有することを特徴とするオートバイ用ホイールアイソレータを備える。

従来技術を例示した図である。 従来技術を例示した図である。 ３点曲げモードが幅方向に沿って達成され、２点曲げモードが長さ方向（Ｌ）に沿って達成されている複合曲げモードを例示した図である。 ３点曲げモードが幅方向に沿って達成され、２点曲げモードが長さ方向（Ｌ）に沿って達成されている複合曲げモードを例示した図である。 ３点曲げモードが幅方向に沿って達成され、２点曲げモードが長さ方向（Ｌ）に沿って達成されている複合曲げモードを例示した図である。 長さ方向（Ｌ）に沿った簡易な２点曲げモードを示した図である。 長さ方向（Ｌ）に沿った簡易な２点曲げモードを示した図である。 長さ方向（Ｌ）に沿った簡易な２点曲げモードを示した図である。 弾性ブロックアッセンブリーの斜視図である。 本実施形態であるアイソレータの斜視図である。 アイソレータアッセンブリーの詳細図である。 他の実施形態を示した図である。 アイソレータアッセンブリーの側面図である。 図５に示した弾性ブロックアッセンブリーの上面図である。 図９の７−７にから見た側面図である。 ホイールスプロケットアイソレータの展開図である。

本実施形態のオートバイのリアホイールアイソレータは、オートバイの運転中およびギアシフトの間、ねじり振動およびねじり衝撃荷重を除去、あるいは軽減する。アイソレータの利点は、動的過度現象、すなわち、瞬時のシフトダウンおよび急発進などの変速シフトのときに最も実証される。このような過度現象においては、柔軟な弾性クッションブロックによって衝撃的激突荷重（トルク）を吸収することができる。しかしながら、適切なアイソレータを設計することの難しさは、それと両立しない対象、すなわち、低いねじり剛性と低い軸力に起因する。

ゴム状弾性部材は実質的に非圧縮であるため、低いねじり剛性によって、高い衝撃トルクの下で大きな軸変位が生じる。この状況において、ゴム状アイソレータは、接線方向に圧縮され、他の次元、すなわち、径方向および軸方向に沿って連続的に膨張する。軸方向への膨張は、車軸ベアリングの寿命に損失を与える。なぜなら、アイソレータベアリングは、主にベルトテンション（接線荷重）によって引き起こされるハブ荷重を受けるように選択されているからであり、その軸力の限度は比較的低い。軸荷重は、ホイール軸に平行な方向に向けられている。不適切なアイソレータの設計は、概して、過度な軸力に起因する車軸ベアリングの早期破損をもたらす。

その他の要求は、耐久性である。やわらかい（低モジュラスの）ゴム製アイソレータの場合、ゴム変形とひずみが問題となり、結果としてより短い動作寿命をもたらす。例えば、従来のアイソレータの設計では、図１（ａ）、１（ｂ）において概略的に図示するように、位置決めピンＰ１、Ｐ２を互いに隣接配置させる。圧縮荷重Ｆの下、ブロックＡＡが軸方向へ膨張すると、ピンの組Ｐ１、Ｐ２において圧縮モード状態になる。

本実施形態のアイソレータの原理は、軸力を圧縮モードから曲げモードへ切り替えることにあり、その理由は、曲げモードによって生じる力が、対応する圧縮モードの力よりもはるかに小さいからである。

図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、３点曲げが幅方向（Ｗ）に沿って達成され、２点曲げが長さ方向（Ｌ）に沿って達成される複合曲げモードを例示している。この構成は、長さＬ全体の寸法が制限される軸力を減少させるのに最も効果的な手段である。

図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、長さ方向（Ｌ）に沿った簡易な２点曲げモードを示している。この構成はゴム状アイソレータ部分の安定性を向上させているが、曲げモードをより効果的にするため、図２（ｂ）に示した曲げモードに比べて長さ方向に沿って幾分より大きな空間を必要とする。

本明細書に記載された曲げモードアプローチを使うことによって、軸力５０パーセント減少させることが達成できる。図２、図３それぞれにおいて、軸力は軸Ａ−Ａに沿って作用する。

図４は、弾性ブロックアッセンブリーの概観図である。アイソレータ全体は、図８に示すように、複数の弾力性あるゴム状アイソレータブロックアッセンブリー１０を備える。第１のブロック１００は第２のブロック２００よりも大きいが、これは第１のブロック１００が乗り物の前進駆動用に構成されているためである。第２のブロックは、乗り物の逆進駆動、例えば、シフトダウンを行っているときに用いられる。突出部材３００は、第１、第２ブロックの間で係合している（図１１参照）。

本実施形態であるアイソレータの重要な特徴は、圧縮荷重の下での突出部の弾性部材１０と接触の仕方にある。この特徴が、記載された曲げモードとリリーフ形状に加えられる。従来の構成では、突出部材の端部が圧縮荷重の下で弾性ブロックに切り込んで最終的にブロック１００、２０にクラックを生じさせる。これを避けるため、本実施形態のアイソレータは３つの解決手段をもつ。

第一に、ブロック１００、２００各々の底面角部が挟まれてゆがめられる（pinching）のを防ぐため、食いつき部（chamfer）１７５、１７６が用いられ、底部端が突出部材３００、あるいは突出部材４０１と接触するのを防ぐ（図４、図１１参照）。次に、接続部材１５０の傍に、突出部材の凹部と組み合わせて凹状くぼみ部分が存在する（図５、図６参照）。最後に、突出部材を跨いで延びる接続部材１５０がある（図７参照）。各特徴は、単独であるいは組み合わせて使用可能である。

図５は、本実施形態であるアイソレータの概観図である。アイソレータは、複数の弾性ブロックを備える（図１１参照）。図５は、２つのブロックを詳細に描いている。第１のブロック１００と第２のブロック２００である。注目するように、第１のブロック１００は第２のブロックよりも大きく、これは第１のブロックが乗り物の前進駆動用に構成されているためである。第２のブロック２００は、乗り物の逆進荷重用、例えば、シフトダウン時に用いられる。金属突出部材３００は、第１、第２ブロックの間で係合する。

くぼみ部分３０１は、各突出部材３００の頂部に配置され、落下橋（drop bridge）を形成する。接続部材１５０は、第１のブロック１００と第２のブロック２００との間に位置づけられている。接続部材１５０は、くぼみ部分３０１を超えて延びることにより、第１のブロック１００と第２のブロック２００を結合させる。接続部材１５０は、ブロック１００、２００と同様の材料から成る。

ブロック１００、２００の成分としては、以下の成分、あるいはそれら２つ以上の組み合わせを含んだ天然ゴムあるいは合成ゴムを備えていればよい。
（１）ＮＲ、ＢＲ、ＳＢＲ、ＩＩＲ、ＮＢＲといった従来のジエンエラストマー。従来知られているように、一般的に、これらの成分は硫黄および硫黄促進剤を含む熱活性化硬化系の方法によって硫化される。しかしながら、これらエラストマーで成形されるゴムは、耐熱性、耐オゾン性の点で制限される。
（２）ＥＯＭ、ＥＰＤＭ、ＨＮＢＲ、ＡＥＭ、フルオロ系、そしてシリコンゴムなど、より高性能なエラストマー。エラストマーのエチレンーアルファーオレフィン系の一員であるＥＰＭ、ＥＰＤＭは、振動するアイソレータにとって好ましく、その理由としては、高い熱耐久性、充填剤の注入容易さ、比較的低コストであることが挙げられる。

また、エラストマー成分は、カーボンブラック充填剤、酸化防止剤、より低い成分摩擦係数の内部潤滑油、そして硬化剤などいった強化接着剤を含んでもよく、これら成分は従来よく知られている。硬化剤は、硫黄硬化促進剤、過酸化物、あるいは金属酸化物などを含んでもよい。

図６は、アイソレータアッセンブリーの詳細図である。凹部２０１がブロック２００の表面に配置されている。凹部２０３が、ブロック２００の表面に配置され、実質的に凹部２０１と相対する反対側の位置にある。凹部１０１は、ブロック１００の表面に配置され、実質的に凹部２０３と相対する。

凹部１０１、２０２、２０３は、曲率中心Ｃにおいて規定される半径Ｒの略垂直方向に延びている。凹部１０１、２０２、２０３は、圧縮荷重、例えばシフトダウンを受けたときにブロック２００が膨張する手段を提供する。さらに、第２のブロック２００にある一対の凹部２０１、２０３は、第２のブロック２００の中間区分に伝わる力を最小化する二つの分離された荷重経路を創設し、これによって圧縮荷重下でのブロック材料の流動が低減される。

凹部３０１を接続部材１５０と組み合わせると、突出部材３００はブロック接触領域の幅全体を超えて延びている。これによって、従来のアイソレータに見られた各ブロック１００、２００の底面角部の損傷が取り除かれる。

代わりの実施形態を図７に示している。突出部材３００上のくぼみ部分３０１を利用する代わりに、突出部材３００周りに延びる接続部１５１が、弾性ブロック１００、２００の間に使用される。この実施形態では、図５に示した実施形態のくぼみ部分３０１が省略される。幅Ｗ１の突出部材３００は、突出部材３００がホイールハブ４００と接触するのを防ぐようにその寸法が定められており、これによって、動作中に接続部１５１がスプロケット６００とホイールハブ４００との間で挟まれるのを防ぐ十分なクリアランスが与えられる（図１１参照）。

くぼみ部分１０１、２０３も省略される。突出部材３００の寸法幅Ｗ１は、わずかに第１ブロック１００の幅Ｗ２よりも大きく、隣接する金属パドル間にブロック１００、２００が挟まれるのを防ぐ。

図８は、受け部６０１（図１１参照）内に収容されるアイソレータアッセンブリー１０の側面図である。予備空間技術（reserved volume technique）もまた本実施形態の構成に使用される。ブロック１００、２００各々の表面に形成されるリリーフ部分（relief features）４０は、圧縮荷重またはトルクフリー状態のときに現れる。トルク（ｔ）は、モーメントアームＬとそれに作用する力Ｆとの積である。力Ｆは、アイソレータスプロケットと係合する乗り物ベルト（Ｂ）によって伝達される接線荷重である（図１１参照）。

十分なトルク条件下では、ブロック１００、２００各々が圧縮の下で膨張するため、各リリーフ部分４０がブロック１００、２００の物質によって“満たされる”。各リリーフ形状の詳細な形状は、最大トルクと、ホイールとスプロケット間に生じる幾何学的空洞全体に基づいて洗練可能である。この技術は、アイソレータのねじり剛性を減少させ、これによって、アイソレータが一層効率的、持続性あるものとなる。

図９は、図５、図８に示したアイソレータアッセンブリーの上面図である。リリーフ形状５０は、ブロック１００、２００と、受け部６０１の側面との間に形成される（図１１参照）。受け部６０１はスプロケット６０１内に配置されている（図１１参照）。

突出部材２０４、２５によって、ブロック２００は受け部６０１の区画側面から“離れる”ことができる。突出部材１０３、１０４によって、ブロック１００は受け部６０１の区画側面から“離れる”ことができる。各突出部材２０４、２０５、１０３、１０４およびその位置によって、各ブロック１００、２００が図２、３に記載されたように曲げモーメントを受ける状態が生じる。

図１０は、図９の１０−１０からみた側面図である。リリーフ形状６０は、リリーフ形状４０、５０と同じ目的をもち、すなわち、圧縮荷重の下でブロック１００、２００がリリーフ部分４、５０、６０まで膨張する。受け部６０１内のアイソレータの湾曲のため、接続部材１５０がこの図では示されていない。

図１１は、ホイールスプロケットアイソレータの展開図である。オートバイのファイナルドライブに使用されるスプロケットは、協調的にホイールハブ４００と係合するスプロケット６００を備える。スプロケット６００は、平板状金属突出部材３００を備え、突出部材３００は軸、すなわち回転軸Ａ−Ａから径方向に延在している。ホイールハブ４００は、軸Ａ−Ａから径方向に延在する平板状金属突出部材４０１を備える。

ホイールハブ４００は、ファスナー４０２を使ってホイール（図示せず）に固定される。ファスナー４０２はボルトを備える。スプロケット６００は、アイソレータ１０各々と突出部材３００、４０１との係合だけによってホイールハブ４００と連結している。突出部材３００と突出部材４０１は、交互に入り込んでいる。受け部６０１はスプロケット６００内に配置される。ブロック１００、２００は、受け部６０１の空間を占める。

トルクは、アイソレータ１０の圧縮を通じてスプロケット６００からホイールハブ４００へ伝達されるが、これは、各アイソレータが突出部材３００、突出部材４０１を支持するからである。

車軸５００は、従来知られている固定ナット５０１、５０２を使った方法でオートバイのフレームスイングアーム（図示せず）に接続されている。スプロケット６００は、スプロケットベアリング７００上の車軸５００周りに回転する。歯つきベルトＢは、支持面６０２と係合する。

動作中、トルクはベルトＢを通してエンジントランスミッションからスプロケット６００へ伝達される。ベルトＢは、接線力をスプロケット表面６０２に作用させる。接線力は、突出部材３００を通じてブロック１００を圧縮させる。逆に、ブロック１００は突出部材４０１を押し、ホイールハブ４００を駆動させる。シフトダウン時には、トルクがホイールからエンジンへブロック２００を通じて伝達され、これによってエンジン圧縮ブレーキが可能となる。

発明の実施形態の構成がここに記載されたが、ここに記載した本発明の精神及び範囲から離れることなく、構成および関連するパーツにおいて他のバリエーションが作り出されることは、当業者にとって明らかである。

Claims (5)

1. 第１の突出部材を有する第１のスプロケット部材と、
   第２の突出部材を有する第２のハブ部材とを備え、
   少なくとも１つの突出部材が２つの第２の突出部材の間に配置され、これによって受け部が規定され、さらに、
   接続部材によって接続される第１の部分と第２の部分とを有し、前記受け部に配置される少なくとも１つの弾性アイソレータを備え、
   前記第１、第２の部分各々の端部が、前記第１の突出部材もしくは前記第２の突出部材いずれかの傍に配置される食いつき部を有し、
   前記第１、第２の部分各々が、前記第１、第２の部分に作用する圧縮力が前記第１、第２の部分各々に曲げモードを生じさせるように、前記第１、第２の部分各々の表面に配置される突出部材を有し、
   前記第１、第２の部分各々が、前記第１、第２の部分が圧縮力の下で膨張可能となるように、前記第１、第２の部分各々の表面にリリーフ部分を有することを特徴とするオートバイ用ホイールアイソレータ。
2. 前記第１の突出部材がくぼみ部分を有し、前記接続部材がそのくぼみ部分を通って延在することを特徴とする請求項１に記載のオートバイ用ホイールアイソレータ。
3. 複数の弾性アイソレータをさらに有することを特徴とする請求項１に記載のオートバイ用ホイールアイソレータ。
4. 前記スプロケット部材が、歯付きベルトと係合する面を有することを特徴とする請求項１に記載のオートバイ用ホイールアイソレータ。
5. 前記第１、第２の部材各々が、凹状くぼみ部分を有し、
   各くぼみ部分が協調的に互いに相対するように配置され、
   前記接続部材が前記くぼみ部分の傍に配置されることを特徴とする請求項１に記載のオートバイ用ホイールアイソレータ。

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