JP2015113092A - 鞍乗型車両の動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】変速機の大型化を防ぎつつ、後輪の片側のみにスイングアームを配置した鞍乗型車両にも容易に適用できる鞍乗型車両の動力伝達装置を提供する。
【解決手段】車輪と同軸に一体回転可能に設けられ、原動機からの動力を車輪に伝達するリングギヤ３３を備えた動力伝達装置であって、リングギヤ３３と車輪との間に、リングギヤシャフト３とインナハブ４とにより作動室５が形成され、作動室５において、リングギヤシャフト３と一体に回転するアウタプレート６とインナハブ４と一体に回転するインナプレート７とが交互に配置されるとともに、粘性流体が封入された粘性継手２を備え、リングギヤ３３からの動力が、常に、粘性流体によってアウタプレート６とインナプレート７との間で生じる連れ回り動作により、車輪に伝達される構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動二輪車等、鞍乗型車両の動力伝達装置に関する。

通常、自動二輪車は、車体の略中央部に搭載された原動機で発生した動力を後輪に伝達している。たとえば、変速機の出力軸により回転する駆動スプロケットと、後輪と同軸上に配された従動スプロケットとの間にチェーンを掛け回した構造のチェーン駆動方式が挙げられる。

また、一部の自動二輪車ではチェーンを用いずにプロペラシャフトを用いた構造のものがある。この場合、変速機の出力軸に第１傘歯車を設け、プロペラシャフトの一端に設けた第２傘歯車をこの第１傘歯車に噛合させ、プロペラシャフトの他端に設けた第３傘歯車を、後輪と同軸上に位置した第４傘歯車に噛合させる構造となる。

ここで、自動二輪車においては、原動機の出力が大きいものであると、伝達動力の変動がそのまま後輪に伝達されて乗り心地が悪くなりやすい。これを解決するものとして、動力伝達経路にダンパを設けることで急激な動力伝達を緩和する方法があり、その技術例が特許文献１，２に記載されている。

特許文献１には、被動軸に支持され、変速機側の駆動ギヤと噛合する従動ギヤと、被動軸に支持され、前記従動ギヤのカム溝に挿入されるカム爪を形成したカムリフタと、を備えたダンパが記載されている。カムリフタはスプリングによりカム溝側に向けて付勢される。この技術によれば、スプリングの付勢力に抗してカム爪がカム溝を滑り上がることでトルク変動が吸収される。また、特許文献２には、後輪と、後輪と同軸に配されたスプロケットとの間に、ダンパーラバーを介設する技術が記載されている。

特開昭５９−１７５６２３号公報 特開２００６−２２８５７号公報

特許文献１の技術は、カムリフタおよびスプリングを配置する構造のために一本のシャフト（被動軸）が必要となる。したがって、変速機のハウジングが大きくなり、部品点数も増加し、重量増加の要因となる。

特許文献２の技術は、スプロケットと後輪との間にダンパーラバーが設けられる構造であり、スプロケット、後輪、スイングアームの三者を挿通するピン（リアアクスル）を有する構造である。スイングアームについては、後輪の両側に一対として配置されることが多いが、近年では軽量化を目的に後輪の片側のみに配置する技術が開示されている。特許文献２の技術は、ピン（リアアクスル）が後輪を貫通してその両端部がそれぞれスイングアームと連結される構造であることから、後輪の片側のみにスイングアームを配置した自動二輪車においては適用が難しいという問題がある。
さらに、ダンパーラバーに用いられるラバー材はその材質の特性上、経年劣化による硬化、収縮、亀裂等が発生して回転方向へのガタが発生するおそれがあり、初期のダンパ性能が低下するおそれがある。

本発明は、このような課題を解決するために創作されたものであり、変速機の大型化を防ぎつつ、後輪の片側のみにスイングアームを配置した鞍乗型車両にも容易に適用できる鞍乗型車両の動力伝達装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明は、車輪と同軸に一体回転可能に設けられ、原動機からの動力を車輪に伝達する動力伝達部材を備えた鞍乗型車両の動力伝達装置であって、前記動力伝達部材と前記車輪との間に、アウタハウジングとインナハブとにより作動室が形成され、該作動室において、前記アウタハウジングと一体に回転するアウタプレートと前記インナハブと一体に回転するインナプレートとが交互に配置されるとともに、粘性流体が封入された粘性継手を備え、前記動力伝達部材からの動力が、常に、前記粘性流体によって前記アウタプレートと前記インナプレートとの間で生じる連れ回り動作により、車輪に伝達されることを特徴とする。

この動力伝達装置によれば、粘性継手を、車輪とこの車輪と同軸に配された動力伝達部材との間に設けているため、変速機側に設ける必要がなくなり、変速機を小型に維持できる。
また、粘性継手は車輪の片側のみに配すればよいので、車輪の片側のみにスイングアームが配された鞍乗型車両にも容易に適用できる。さらに、本発明は粘性継手内に封入された粘性流体を利用するため、経年劣化が生じにくく、伝達トルクの衝撃吸収機能の低下を抑制できる。

また、本発明は、プロペラシャフトと一体に回転するドライブピニオンギヤを備え、前記動力伝達部材は、前記ドライブピニオンギヤと略直交噛合するリングギヤであり、当該リングギヤは前記アウタハウジングに一体回転可能に設けられ、前記インナハブは、車輪のホイールと一体回転可能に連結されていることを特徴とする。

この動力伝達装置によれば、プロペラシャフトと一体に回転するドライブピニオンギヤと、このドライブピニオンギヤと略直交噛合するリングギヤとを備えたプロペラシャフト駆動による鞍乗型車両に容易に適用できる。

また、本発明は、前記アウタハウジングにこのアウタハウジングと一体回転可能に取り付けられ、スイングアームに取り付けられたケースに支持されるパイロットボスを備えることを特徴とする。

この動力伝達装置によれば、パイロットボスの介在により、ケースに対する粘性継手の支持剛性が高まり、粘性継手の軸心回りの振れを効果的に抑制できる。パイロットボスを用いることで、既存形状の粘性継手にも容易に適用できる。

本発明によれば、変速機の大型化を防ぎつつ、後輪の片側のみにスイングアームを配置した鞍乗型車両にも容易に適用できる。

本発明に係る動力伝達装置の平断面図である。 動力伝達装置のケースの取付構造を示す外観斜視図である。 粘性継手の平断面図である。 図１の一点鎖線円で囲った部位での第１変形例を示す拡大図である。 図１の一点鎖線円で囲った部位での第２変形例を示す拡大図である。 図１の一点鎖線円で囲った部位での第３変形例を示す拡大図である。

本発明に係る動力伝達装置は、自動二輪車等の鞍乗型車両に適用されるものであって、車輪と同軸に一体回転可能に設けられ、図示しない原動機からの動力を車輪に伝達する動力伝達部材を備えている。以下では車輪を自動二輪車の後輪とした場合について説明する。

図１において、動力伝達装置１は、略前後方向に延設されるプロペラシャフト３１（図２）と一体に軸心Ｏ１回りに回転するドライブピニオンギヤ３２と、ドライブピニオンギヤ３２と略直交噛合し、後輪３６（図２）の軸心Ｏ２回りに回転するリングギヤ（動力伝達部材）３３と、ドライブピニオンギヤ３２およびリングギヤ３３を内蔵するケース３４と、を備えて構成される。

図２に示すように、プロペラシャフト３１は、スイングアーム３５の内部を挿通するように配置されており、プロペラシャフト３１の後端周りは後輪３６の一側（図では左側）に位置する。プロペラシャフト３１の前端側は図示しない変速機と連結されている。スイングアーム３５は、車体３７に対して、左右方向を軸とするピン３８回りに揺動自在に取り付けられている。

図１において、ケース３４は、第１ケース３４Ａと第２ケース３４Ｂとから構成されている。第１ケース３４Ａは、主にリングギヤ３３と後記するパイロットボス２４とを収容し、後輪３６（図２）に向けて開口形成された略半球殻形状部３４Ａ１と、略半球殻形状部３４Ａ１の前寄り一部から前方に突設され、ドライブピニオンシャフト４３を収容する略方形体部３４Ａ２と、を備えた形状からなる。第２ケース３４Ｂは、軸心Ｏ２方向における両端が開口した略筒形状を呈しており、後記する粘性継手２を支持する機能を担う。第２ケース３４Ｂは、第１ケース３４Ａ寄りの開口部周りの合わせ面３９が第１ケース３４Ａの合わせ面４０と接面された状態で、ボルト４１により第１ケース３４Ａに締結固定される。ケース３４内にはドライブピニオンギヤ３２とリングギヤ３３との噛合用として潤滑油が充填される。

第１ケース３４Ａの略方形体部３４Ａ２にはスタッドボルト５１が取り付けられている。このスタッドボルト５１と図示しないナットにより、ケース３４は図２に示すようにスイングアーム３５の後端のフランジ部３５Ａに締結固定される。

プロペラシャフト３１の後端は、図１に示すように、円筒状の連結シャフト４２の前部とスプラインにより一体に回転可能に連結されている。連結シャフト４２の後部にはドライブピニオンシャフト４３がスプラインにより連結されている。ドライブピニオンシャフト４３の前部には雄ねじ４４が形成されている。雄ねじ４４には規制ナット４５が螺合されており、この規制ナット４５が連結シャフト４２内に形成された環状の段差面４６に当接することで、連結シャフト４２に対するドライブピニオンシャフト４３の後方移動が規制される。ドライブピニオンシャフト４３の後部にはドライブピニオンギヤ３２が形成されている。また、ドライブピニオンシャフト４３の後端には後端軸部４７が形成されている。ドライブピニオンシャフト４３は軸受４８を介して第１ケース３４Ａに支持され、後端軸部４７も軸受４９を介して第１ケース３４Ａに支持される。軸受４８の前寄りはオイルシール５０等により封止される。

「粘性継手２」
動力伝達装置１は、リングギヤ３３と後輪３６（図２）との間に粘性継手２を備える。図３を参照して説明すると、粘性継手２は、アウタハウジングとしてのリングギヤシャフト３とインナハブ４とにより作動室５が形成され、この作動室５において、リングギヤシャフト３と一体に回転するアウタプレート６とインナハブ４と一体に回転するインナプレート７とが軸心Ｏ２方向に交互に配置されるとともに、粘性流体が封入された構造を備える。粘性流体はたとえばシリコーンオイルである。プロペラシャフトからの動力は、常に、前記粘性流体によってアウタプレート６とインナプレート７との間で生じる連れ回り動作により、後輪３６に伝達される。

リングギヤシャフト３は、軸心Ｏ２を軸心とし両端が開口した円筒形状の部材であって、その内周面は、後輪３６寄りの一端側から順に概ね、作動室５を画成する大内径部８Ａ、インナハブ４の外周面と摺接する程度の径である小内径部８Ｂ、小内径部８Ｂよりも大径の軸受支持面８Ｃ、軸受支持面８Ｃよりも若干大径のパイロットボス支持面８Ｄとして形成されている。リングギヤシャフト３の外周面は、一端側から順に概ね、第２ケース３４Ｂに支持される支持外面９Ａ、支持外面９Ａよりも小径であってリングギヤ３３とスプラインにより連結する軸スプライン９Ｂとして形成されている。リングギヤシャフト３は、支持外面９Ａにおいて軸受１０を介して第２ケース３４Ｂに支持される。軸受１０の後輪３６寄りはオイルシール１１により封止される。

リングギヤ３３は、環状の傘歯車であって、リングギヤシャフト３の軸スプライン９Ｂと連結したうえで電子ビーム溶接等によりリングギヤシャフト３に接合される。

インナハブ４は、円筒状の部材であり、リングギヤシャフト３の内側に同心状に位置している。リングギヤシャフト３の小内径部８Ｂとインナハブ４の外周面との間には軸シール部材１２が介設され、軸受支持面８Ｃとインナハブ４の外周面との間には軸受１３が介設されている。軸シール部材１２は、リングギヤシャフト３の小内径部８Ｂに形成された環状の溝１４に嵌合されている。軸シール部材１２は作動室５からの粘性流体の漏れを阻止する。軸受１３は、たとえば軸心Ｏ２方向視して略Ｃ字形を呈したサークリップ２６により、インナハブ４に対し軸心Ｏ２方向に移動不能に取り付けられる。具体的には、インナハブ４の外周面に形成した溝４Ａにサークリップ２６が収容され、軸受１３の取り付け後、サークリップ２６の弾性復元力によりサークリップ２６の一部が軸受１３の内輪１３Ａに形成された溝１３Ｃに嵌合することで軸受１３のインナハブ４からの抜けが防止される。

リングギヤシャフト３の大内径部８Ａには、リングギヤシャフト３の一端側の開口部を塞ぐように、中央にインナハブ４を挿通させる孔が形成されたリング状のカバー１５が嵌合されている。カバー１５はたとえばスナップリング１６によりリングギヤシャフト３に固定される。カバー１５の外周面とリングギヤシャフト３の大内径部８Ａとの間にはシール１７が介設されている。カバー１５の内周面とインナハブ４の外周面との間には軸シール部材１８、軸受１９が介設されている。軸シール部材１８は、カバー１５の内周面に形成された環状の溝２０に嵌合されている。軸シール部材１８は作動室５からの粘性流体の漏れを阻止する。

カバー１５には、作動室５に粘性流体を充填するための充填孔２１が貫通形成されているとともに、粘性流体の充填時に作動室５内の空気を外部に逃がすための空気抜き孔２２が貫通形成されている。充填孔２１には雌ねじが螺設されており、粘性流体の充填後、充填孔２１はボルト２３により塞がれる。空気抜き孔２２も鋼球５３により塞がれる。

作動室５は、リングギヤシャフト３の大内径部８Ａとインナハブ４の外周面とカバー１５とによって画成される。作動室５には、リングギヤシャフト３の大内径部８Ａの孔スプラインに連結したアウタプレート６と、インナハブ４の外周面の軸スプラインに連結したインナプレート７とが、軸心Ｏ２方向に交互に配置されている。アウタプレート６およびインナプレート７はリング状の板状部材である。

図１に戻り、リングギヤシャフト３のパイロットボス支持面８Ｄにはパイロットボス２４の一端が、リングギヤシャフト３と一体回転可能に嵌合されている。パイロットボス２４は、軸心Ｏ２を軸心とする略円柱状の部材であり、その一端が大径部２４Ａとして形成されている。パイロットボス２４の他端は軸受２５を介して第１ケース３４Ａの略半球殻形状部３４Ａ１に支持されている。パイロットボス２４の一端面は図３に示されるように軸受１３の外輪１３Ｂと当接する。パイロットボス２４の一端面の中央部は、インナハブ４および軸受１３の内輪１３Ａと干渉しないように凹部２４Ｂとして形成されている。

パイロットボス２４は、パイロットボス支持面８Ｄに対し、たとえば冷やし嵌めによりリングギヤシャフト３と一体となるように嵌合される。パイロットボス２４の取り付け構造の第１変形例として、図４に示すようにサークリップ２７を用いてもよい。図４では、大径部２４Ａの外周面に形成した溝２４Ｃにサークリップ２７を収容して、大径部２４Ａをパイロットボス支持面８Ｄに圧入した形態を示している。パイロットボス支持面８Ｄへの圧入後、サークリップ２７の弾性復元力によりサークリップ２７の一部がパイロットボス支持面８Ｄに形成された溝８Ｅに嵌合することで、パイロットボス２４のリングギヤシャフト３からの抜けが防止される。

パイロットボス２４の取り付け構造の第２変形例として、図５に示すように、大径部２４Ａとパイロットボス支持面８Ｄとの境界部８Ｆを溶接（電子ビーム溶接）する構造としてもよい。この場合、パイロットボス支持面８Ｄへの大径部２４Ａの圧入はさほどきつめにする必要はない。

パイロットボス２４の取り付け構造の第３変形例として、図６に示すように、ボルト２８による締結方式でもよい。図６では、パイロットボス２４の大径部２４Ａの外周面に環状のフランジ２４Ｄを突設し、このフランジ２４Ｄをリングギヤシャフト３の段差端面８Ｇにあてがったうえで、ボルト２８により段差端面８Ｇに螺設された雌ねじに締結した形態を示している。ボルト２８はたとえばサラボルトである。この場合も、パイロットボス支持面８Ｄへの大径部２４Ａの圧入はさほどきつめにする必要はない。

図１において、インナハブ４の後輪３６寄りの一端側の外周面には軸スプラインが形成されており、この軸スプラインにリング状のフランジ２９がスプライン結合され、たとえばナット３０により抜け止めされている。フランジ２９には、軸心Ｏ２回りに複数の取付孔２９Ａが貫通形成されている。取付孔２９Ａはたとえば雌ねじである。フランジ２９はホイール５２にあてがわれ、図示しないボルトを図１における右側からホイール５２の貫通孔を通し取付孔２９Ａに締め付けることで、後輪３６と一体化される。

「作用」
プロペラシャフト３１の軸心Ｏ１回りの回転力は、ドライブピニオンギヤ３２およびリングギヤ３３からなる減速機構を介して、軸心Ｏ２回りのリングギヤシャフト３の回転力として伝達される。リングギヤシャフト３は軸受１０を介してケース３４に支持され、さらにパイロットボス２４を支持する軸受２５を介してケース３４に支持されるため、ケース３４に対する粘性継手２の支持剛性が高まり、粘性継手２の軸心Ｏ２回りの振れが効果的に抑制される。パイロットボス２４を用いることで、既存形状の粘性継手２においてアウタハウジングの形状を大きく変えることなく、ケース３４に支持させることができる。

作動室５内においては、隣接し合うアウタプレート６とインナプレート７との間に高粘度のシリコーンオイルが介在するにより、リングギヤシャフト３に取り付けられたアウタプレート６に対しインナプレート７が常に連れ回ることにより、インナハブ４が軸心Ｏ２回りに回転し、その回転力がフランジ２９を介して後輪３６に駆動力として伝達される。

プロペラシャフト３１の動力が後輪３６の駆動力として伝達される経路上にシリコーンオイルが介在することにより、急激な伝達トルクの衝撃はシリコーンオイルの粘性によって吸収される。

シリコーンオイル等の粘性流体については、その材質、粘度、作動室５の容積に対する充填率等を適宜に設定することにより、全ての回転数域においてアウタプレート６とインナプレート７との連れ回り作用を発揮できるとともに、急激な伝達トルクの衝撃を効果的に吸収できるものである。

以上のように、リングギヤ３３と後輪３６との間に粘性継手２を備え、リングギヤ３３の動力が、常に、粘性継手２の粘性流体によってアウタプレート６とインナプレート７との間で生じる連れ回り動作により、後輪３６に伝達される動力伝達装置１によれば、次のような効果が奏される。
特許文献１の技術においては、伝達トルクの衝撃吸収機構を変速機内に設けているため、その分、変速機が大型化するのに対し、本発明によれば、粘性継手２をリングギヤ３３と後輪３６との間に設けているため変速機の形状を小型に維持できる。

特許文献２の技術においては、リアアクスルが後輪を貫通してその両端部がそれぞれスイングアームと連結される構造であるのに対し、本発明では、後輪を左右に貫通するリアアクスルは存在しない。したがって、粘性継手２を、後輪３６の片側のみに配したケース３４によりスイングアーム３５に支持させることが可能となる。
また、特許文献２の技術はダンパーラバーを利用するため、経年劣化による硬化、収縮、亀裂等が発生して初期の伝達トルクの衝撃吸収機能が低下しやすいのに対し、本発明は粘性継手２内に封入された粘性流体を利用するため、経年劣化が生じにくく、伝達トルクの衝撃吸収機能の低下を抑制できる。

また、本発明は、本実施形態のように、プロペラシャフト３１と一体に回転するドライブピニオンギヤ３２と、このドライブピニオンギヤ３２と略直交噛合するリングギヤ３３とを備えたプロペラシャフト駆動による自動二輪車において、容易に適用できる。粘性継手２をプロペラシャフト３１の途中に設けるのではなく、リングギヤ３３と後輪３６との間に設けることで、粘性継手２の一部をホイールの内部に、つまり図１におけるリム６１の側縁６２より右側に収めることができ、動力伝達装置１の小型化が図れる。

以上、本発明の好適な実施形態を説明した。本発明は、二輪車に限られず、鞍乗型であれば、たとえば３輪タイプの車両にも適用可能である。

１ 動力伝達装置
２ 粘性継手
３ リングギヤシャフト（アウタハウジング）
４ インナハブ
５ 作動室
６ アウタプレート
７ インナプレート
２４ パイロットボス
３１ プロペラシャフト
３２ ドライブピニオンギヤ
３３ リングギヤ
３４ ケース
３５ スイングアーム
３６ 後輪（車輪）

Claims (3)

1. 車輪と同軸に一体回転可能に設けられ、原動機からの動力を車輪に伝達する動力伝達部材を備えた鞍乗型車両の動力伝達装置であって、
   前記動力伝達部材と前記車輪との間に、
   アウタハウジングとインナハブとにより作動室が形成され、該作動室において、前記アウタハウジングと一体に回転するアウタプレートと前記インナハブと一体に回転するインナプレートとが交互に配置されるとともに、粘性流体が封入された粘性継手を備え、
   前記動力伝達部材からの動力が、常に、前記粘性流体によって前記アウタプレートと前記インナプレートとの間で生じる連れ回り動作により、車輪に伝達されることを特徴とする鞍乗型車両の動力伝達装置。
2. プロペラシャフトと一体に回転するドライブピニオンギヤを備え、
   前記動力伝達部材は、前記ドライブピニオンギヤと略直交噛合するリングギヤであり、
   当該リングギヤは前記アウタハウジングに一体回転可能に設けられ、
   前記インナハブは、車輪のホイールと一体回転可能に連結されていることを特徴とする請求項１に記載の鞍乗型車両の動力伝達装置。
3. 前記アウタハウジングにこのアウタハウジングと一体回転可能に取り付けられ、スイングアームに取り付けられたケースに支持されるパイロットボスを備えることを特徴とする請求項２に記載の鞍乗型車両の動力伝達装置。

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