JP5214727B2 - ホイール・アイソレータ・カップリング - Google Patents

Description

本発明は、ホイール・アイソレータ・カップリングに関し、特に、スプロケットベアリングに軸力を与えないスプロケットに関する。

アイソレータは、自動二輪車の後輪駆動装置において、騒音、振動、ハーシュネス（ＮＶＨ）を低減するために用いられ、これらはアイソレータが無ければライダーに伝わってしまうであろう。

従来技術のカップリングは、スプロケットハブ内に振動絶縁材料を組み入れる手段のためにスプロケットからの軸荷重をホイール・シャフト・ベアリングに伝達する。軸荷重は、ホイールベアリングに早期の破損をもたらす。

この技術の代表は、米国特許第５，２４０，０８７号明細書（１９９３）であり、チェイン駆動される後輪を備え、自動二輪車の車高に影響を与えることなく伝動チェインの張力が調整できる自動二輪車のための片側後輪スイングアーム・サスペンション・システムを開示する。サスペンション・システムは、自動二輪車の車体に回動可能に取り付けられ、後輪の周辺に、その側面に沿って後方に延出するリア・スイングアームを備える。スイングアームの後端は、調整用ヨークを案内し受容する延長された凹部を有する。後輪は、調整用ヨークから横切って延出するスピンドルに軸支される。ヨークは、スイングアームから延出する調整用スタッドと、これに対応しヨークのネックの中に嵌められる調整用ナットを用いてスイングアーム上に長手方向に位置決めできる。スピンドルの端部に設けられた１つの調整用クランプナットは、スピンドルにヨークを固定し、また要求されるチェイン張力に対応する選択された位置においてヨークをスイングアームに固定するように働く。

２００７年５月２１日に出願されたホイール・アイソレータに関する同時係属中の米国特許出願第１１／７２６，０９１号も援用される

必要とされているのは、スプロケット。・ベアリングに軸力を与えないスプロケットを備えるホイール・アイソレータ・カップリングである。本発明はこの要求に合致する。

本発明の第１の目的は、スプロケット・ベアリングに軸力を与えないスプロケットを備えるホイール・アイソレータ・カップリングを提供することである。

本発明のその他の目的は、本発明の以下の説明と添付された図面により指摘され明らかとされる。

本発明は、駆動部材と係合するスプロケットを備え、スプロケットは第１アダプタに確りと連結され、スプロケットは第１ベアリングを介してシャフトに回転係合され、第２アダプタに確りと連結されるホイール部を備え、ホイール部は第２ベアリングを介してシャフトに回転係合され、第１アダプタは、少なくとも１つの受容部を有し、受容部内に配置される少なくとも１つの圧縮性部材を備え、第２アダプタは、受容部内において圧縮性部材と係合するための径方向延出部材を有し、スプロケットが第１ベアリングに軸力を掛けないホイール・アイソレータ・カップリングを含む。

この明細書に組み込まれその一部を構成する添付図面は、本発明の好ましい実施形態を示し、説明とともに本発明の原理を説明するために用いられる。
アイソレータ・カップリングの分解図である。 アイソレータ・カップリングの断面図である。 別の実施形態の分解図である。 図３に示される別の実施形態の断面図である。 別の実施形態の分解図である。 図５に示される別の実施形態の断面図である。 別の実施形態の分解図である。 図７に示される別の実施形態の断面図である。 別の実施形態の分解図である。 図９に示される別の実施形態の断面図である。 別の実施形態の分解図である。 図１１に示される別の実施形態の断面図である。 別の実施形態の分解図である。 図１３に示される別の実施形態の断面図である。 スプロケット・アダプタの詳細図である。 ホイール・アダプタ・キャップの斜視図である。 図１の詳細図である。 図１の詳細図である。

本発明の自動二輪車のホイール・アイソレータ・カップリングは、従来技術の自動二輪車の後輪駆動システムに関わる騒音、振動、ハーシュネス（ＮＶＨ）を著しく低減する。このアイソレータ・カップリングの利益は動的な遷移イベント、すなわちトランスミッションのスピードシフト時、高速でのダウンシフト時、完全な停止状態からの急発進時に最もよく現れる。このようなイベントにおいて、衝撃ショック荷重（トルク）は、軟質ゴムクッションによって吸収される。

図１は、このアイソレータ・カップリングの分解図である。カップリング１００は、スプロケット１０を備える。スプロケット１０はスプロケット・アダプタ２０にボルト１１を用いて連結される。スプロケット・アダプタ２０は、受容部２１を備える。スプロケット組立体（１０、１１、１２）は、ホイール４０に直接には取り付けられない。

ホイール・アダプタ３０は、ホイール４０にボルト３１によって連結される。ホイール４０は、一般的には、スイング・アーム（図示せず）を含む自動二輪車のリア・サスペンションの一部である。ホイール・シャフト６０は、一般的にはスイング・アームに連結されている。駆動部材、すなわち、歯付ベルトＢはスプロケット１０の歯付ベルト係合面１２に係合する。歯付ベルトは従来周知である。ベルトＢは、エンジン・トランスミッション・スプロケット（図示せず）からホイール４０を回転させるトルクをスプロケット１０に伝達し、自動二輪車を前進させる。タイヤ（図示せず）はホイール４０に取り付けられる。タイヤは地面に接触する。

ホイール・アダプタ３０は、部材３０の中心から径方向外向きに延出する平面ラジアル部材３２を備える。部材３２は、スプロケット・アダプタ２０の受容部２１の中へ協調的に係合する。

部材３２の間、かつ受容部２１の中に位置する空間には、弾性ブロック５０が配置される。

この配置では、ホイール４０とホイール・アダプタ３０の間における弾性ブロックの軸方向の全ての伸張が包含される。組み立ての間、ホイール・アダプタ３０がホイール４０にボルト留されるとき、弾性ブロック５０の軸方向伸張力は、互いに相殺され、それにより、スプロケット・ベアリング７０に掛かる軸力は０となる。軸力はホイール・シャフト（軸）６０に平行である。これは、従来のアイソレータ・カップリングの設計に比べ著しい進歩である。特に、このデザインでは、従来技術のカップリングが用いられた高い軸力に耐える必要のあるスプロケットにおいて一般的に使用される二重列ボール・ベアリングの代わりに単列深溝ボール・ベアリング７０を使用できる。

弾性ブロック５０は、圧縮可能であり、作動中にエネルギーを散逸する。弾性ブロック５０は、利用において適正な周知の如何なる材料であってもよい。弾性ブロックは、２００７年５月２１日に出願され、ここでその全てが援用される同時係属中の米国特許出願第１１／７２６，０９１号に開示されたものであってもよい。

アイソレータ・カップリングは、自己完結的なスタンド・アローン・ユニットである。それは、アイソレータ組立体の一部として、噛み合い部品（すなわち、ホイール又はスプロケット）の形態に依存しない。したがって、本発明のアイソレータ・カップリングを異なる自動二輪車のプラットフォームやアプリケーションで利用され得る「スタンダード」なアイソレータ・ユニットして利用することが可能である。

図２は、アイソレータ・カップリングの断面図である。ホイール・アダプタ３０は、ホイール４０にボルト留される。スプロケット・アダプタ２０は、スプロケット１０にボルト留される。ブロック５０は、ホイール・アダプタ３０、部材３２、そしてスプロケット・アダプタ２０の間に配置される。ホイールは、ブロックのみによりスプロケットと機械的な捩り係合状態に維持される。スプロケットとホイールの間には、「硬い」ボルトによる連結は存在しない。

ホイールとスプロケットはホイール・シャフト６０と、ベアリング７０、７１により係合される。ベアリング・レースウェイ・スペーサ６１は、ベアリング７０、７１の間の適正な間隔を維持する。ナット８０は、ホイールを車軸に保持する。

ベアリング７０は、好ましくは単列溝ボール・ベアリングである。ベアリング７１は、二重列溝ボール・ベアリングである。

ブロック５０は、軸方向に沿った一対ベクトル力（Ｆ）を働かせる。この対の一方の力は、接点“ａ”においてホイールに作用する。他方の力は、接点“ｂ”において、逆向きに、ホイール・アダプタ３０に作用する。

力の全体における最終結果は：
ΣＦ＝Ｆ−Ｆ＝０
モーメントの全体における最終結果は：
ΣＭ＝Ｆ×ｈ−Ｆ×ｈ＝０

したがって、ゴム・ブロックの軸方向への伸張により引き起こされるスプロケット・ベアリング７０への軸力もモーメントも作用しない。この軸方向は、回転軸でもあるホイール・シャフト６０に平行である。

図１５は、スプロケット・アダプタの詳細図である。スプロケット・アダプタ２０は、受容部２１を備える。スポーク２２は、外側リング２３から内側リング２４へと延出する。ボルト１１は、外側リング２３に設けられた穴２５を通してスプロケット・アダプタ２０に係合する。ホイール・シャフト６０は、内側リング２４を通って延出する。スポーク２２は、アイソレータ・カップリングの作用によりアダプタ同士が引き離されないようにスプロケット・アダプタ２０をホイール・アダプタ３０に連結する。

ブロック５０は、受容部２１内であって部材３２とスポーク２２の間に配置される。運転中、トルクは部材３２からブロック５０を通してスポーク２２へと伝達される。

別の実施形態では、ホイール側面に配置されたホイール・アダプタ・キャップ３３が示される。図３は、別の実施形態の分解図である。図１に示されるように、アイソレータの取付面としてホイール側壁を利用する代わりに、ホイール・アダプタ・キャップ３３が用いられる。この実施形態では、キャップ３３は、部材３２とスロット開口３４の干渉的な嵌合によりホイール・アダプタ３０に押圧される（図１６参照）。しかし、ファスナ（ボルト）や溶接などを用いた他の適切な機械的な手段を用いて連結することもできる。

図４は、図３に示される別の実施形態の断面図である。

図１６は、ホイール・アダプタ・キャップの斜視図である。スロット３４は、ホイール・キャップ３３の周りに等間隔で配置される。各ホイール・キャップは軸方向に延出して示されているが、どのような形のスロット３４も適用できる。

図５は、別の実施形態の分解図である。スプロケット・アダプタ２０をスプロケット１０の代わりに直接ホイール４０にボルト３１を用いて取り付けることにより、図１に示される順序の略逆になる。

図６は、図５に示される別の実施形態の断面図である。この実施形態のホイール・アダプタ３０は、ボルト１１を用いてスプロケット１０に確りと連結される。スプロケット・アダプタ２０は、ボルト３１を用いてホイール４０に確りと連結される。ホイール・アダプタ３０は、スプロケット・アダプタと軸方向に係合してスポーク２２に保持される（図１５参照）。

図７は、別の実施形態の分解図である。この実施形態は、ホイール・キャップ３３がこの実施形態ではスプロケット・アダプタ２０とスプロケット１０の間に配置されるということ以外、図５に示されたものと同じである。

図８は、図７に示される実施形態の断面図である。スプロケット・アダプタ２０は、ボルト３１を用いてホイール４０に確りと連結される。

図９は、別の実施形態の分解図である。この実施形態は、穴２５が、外側リング２３の代わりに内側リング２４に配置されること以外、図１に示されたものと同じである。

図１０は、図９に示される実施形態の断面図である。

図１１は、別の実施形態の分解図である。この実施形態は、穴２５が、外側リング２３の代わりに内側リング２４に配置されること以外、図５に示されたものと同じである。

図１２は、図１１に示される実施形態の断面図である。

図１３は、別の実施形態の分解図である。この実施形態は、ホイール・キャップ３３がスプロケット・アダプタ２０とスプロケット１０の間に配置されるということ以外、図１１に示されたものと同じである。

図１４は、図１３に示される実施形態の断面図である。

図１７は、図１の詳細図である。この詳細図は、スプロケット側から見た斜視図である。ホイール・アダプタ３０は、スプロケット・アダプタ２０と係合されて示される。穴２５はボルト１１を受け入れる。穴３５はボルト３１を受け入れる。

図１８は図１の詳細図である。この詳細図は、図１７の斜視図の反対側のもので、ホイール側から見た斜視図である。ブロック５０は、受容部２１内に組み入れられ、スプロケット２２の両側に示される。部材３２は、隣接するブロック５０の各々の部分の間に配置される。ボルト３１は、ホイール４０（図示せず）にホイール・アダプタ３０を締結するために穴３５を通して突出する。そうすることにより、スプロケット・アダプタ２０とブロック５０は、ホイール・アダプタ３０とホイール４０の間に保持される。

駆動トルクは、ベルトからスプロケット１０へ伝達され、それからスプロケット・アダプタ２０へ、スポーク２２へ、そして各ブロック５０、そして各部材３２、そしてホイール４０へと伝達される。ダウンシフトとエンジン・ブレーキのトルクは、逆方向に伝達される。

図１７、１８に示される詳細図は、アイソレータ・カップリングをスタンド・アローン・ユニットとして示す。これは、アイソレータは、スプロケットがスプロケット・アダプタ２０に確りと留められ、ホイールがホイール・アダプタ３０に確りと留められている限り、どのようなホイールとスプロケットの組合せでもこのアイソレータが利用できることを意味する。

ここでは、本発明のいくつか形態について説明されたが、当業者にとっては、ここで説明された本発明の趣旨と範囲を逸脱することなく、その構成や構成部の関係を様々に変形することは容易である。

Claims (4)

1. 駆動部材と係合するスプロケットを備え、前記スプロケットは第１アダプタに確りと連結され、
   前記スプロケットは第１ベアリングを介してシャフトに回転係合され、
   第２アダプタに確りと連結されるホイール部を備え、
   前記ホイール部は第２ベアリングを介して前記シャフトに回転係合され、
   前記第１アダプタは、少なくとも１つの受容部を有し、
   前記受容部内に配置される少なくとも１つの圧縮性部材を備え、
   前記第２アダプタは、前記受容部内において前記圧縮性部材と係合するための径方向延出部材を有し、
   前記スプロケットが前記第１ベアリングに軸力を掛けず、
   前記第１アダプタが更に、前記第１アダプタを前記第２アダプタに連結するための部材を備える
   ことを特徴とするホイール・アイソレータ・カップリング。
2. 更に、前記第２アダプタに連結されたキャップを備え、前記キャップが前記第２アダプタに対して前記第１アダプタの反対側に配置されることを特徴とする請求項１に記載のホイール・アイソレータ・カップリング。
3. 前記駆動部材が歯付面を有することを特徴とする請求項１に記載のホイール・アイソレータ・カップリング。
4. 更に、複数の圧縮性部材を備えることを特徴とする請求項１に記載のホイール・アイソレータ・カップリング。

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