JP5733905B2 - 二輪車のホイール構造 - Google Patents

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Description

本発明は、ホイールのスポーク部にデイスク取付けボス部が備えられている二輪車のホイール構造の改良に関する。
ハブ部と、このハブ部から外側に延ばされているスポーク部と、このスポーク部の先端部に渡されているリム部と、からなるホイールが備えられている自動二輪車において、ホイールのスポーク部に、ブレーキデイスクを取付けるデイスク取付けボス部が備えられている自動二輪車のホイール構造が知られている(例えば、特許文献1(図5、図7)参照。)。
特許文献1の図5において、ホイール(400)(括弧付き数字は、特許文献1記載の符号を示す。以下同じ。)は、ハブ部(402)と、このハブ部(402)から放射状に延びる複数のスポーク部(411)と、これらの複数のスポーク部(411)の先端部に渡されるリム部(410)とからなり、各々のスポーク部(411)の一側中間に、デイスク取付けボス(420)が立設されると共に、デイスク取付けボス(420)とハブ部(402)の間に、各々、補強リブ(430)が設けられている。
特許文献1の図7において、デイスク取付けボス(420)とハブ部(402)の間に、補強リブ(430)が設けられているので、スポーク部(411)の剛性が高くなる。ブレーキデイスクに制動をかけ、デイスク取付けボス(420)に力がかかったときに、スポーク部(411)の剛性を高くしたので、スポーク部(411)を捩れ難くすることができる。
しかしながら、特許文献1の構造では、デイスク取付けボス(420)とハブ部(402)の間に補強リブ(430)が設けられているので、この補強リブ(430)によってホイールの重量が増加すると共に材料コストが高くなるという課題があった。
特開2008−030648公報
本発明は、スポーク部の一側中間部にブレーキデイスクが取付けられている鞍乗り型車両のホイール構造において、制動時にスポーク部の変形量を抑えつつ、ホイールの重量及びコストを低減することができる技術を提供することを課題とする。
請求項1に係る発明は、車軸に支持されるハブ部と、このハブ部から外方に延ばされる複数のスポーク部と、これらの複数のスポーク部の外方に設けられタイヤを装着するリム部と、を有するホイールと、複数のスポーク部の一側で、且つ、ホイールの径方向中間部に、車幅方向に一体的に立設されると共に、ブレーキデイスクを取付けるデイスク取付けボス部と、が備えられている鞍乗り型車両のホイールにおいて、複数のスポーク部は、車両側面視で、1本のハブ側スポーク部から2本のリム側スポーク部へと分かれる股部を有し、この股部にデイスク取付けボス部が備えられ、2本のリム側スポーク部は、他のリム側スポーク部とつながることなく、リム部へ延びており、ホイールの軸方向中心からデイスク取付けボス部までの半径は、ホイールの軸方向中心からホイールの外径までの半径の1/2以上4/5以下に設定され、デイスク取付けボス部に形成されブレーキデイスクが取付けられるデイスク取付け座面のホイール周方向長さは、デイスク取付け座面のホイール径方向長さよりも長く設定されると共に、股部に、各々のデイスク取付けボス部同士が、つながることなく互いに離間するように配置され、ハブ側スポーク部で、且つ、デイスク取付けボス部の反対側の面に、スポーク部の長手方向に沿って、第1の凹部が形成され、この第1の凹部は、ハブ部の外径よりも径方向内側に延ばされ、第1の凹部の底部で、且つ、デイスク取付けボス部の裏側に、第2の凹部が形成され、車両側面視で、第1の凹部と取付けボス部とは重なっていると共に、第2の凹部とデイスク取付けボス部とは重なっており、第2の凹部の底部は、スポーク部の第1の凹部側に形成される外縁を二輪車の車幅方向中心線を軸に対称移動した線よりも車幅方向外側に位置することを特徴とする。
請求項に係る発明は、ハブ部に、貫通穴が設けられ、この貫通穴に、車軸に支持されるベアリングが備えられ、貫通穴の内壁に、ベアリングが係止されるベアリング突当て段部が貫通穴の周方向に離れて複数個設けられていることを特徴とする。
請求項1に係る発明では、ホイールのスポーク部に、1本のハブ側スポーク部と、Y字状の2本のリム側スポーク部とが設けられている。ブレーキデイスクに制動力をかけると、スポーク部に捩れモーメントがかかる。
従来、ストレートタイプのスポーク部を有するホイールでは、制動時の捩れモーメントによるホイールの変形を抑えるため、スポーク部に補強用のリブを追加する場合があった。しかし、スポーク部にリブ等を付加すると、ホイールの重量及びコストが増加する可能性がある。
この点、本発明では、1本のハブ側スポーク部の先端を分岐させ2本のリム側スポークとした。このようなスポーク部であれば、ストレートタイプのスポーク部にリブを追加することなく、少ない材料でスポーク部の捩れが抑えられる。したがって、ホイールの軽量化及び材料コストの低減を図ることができる。
また、スポーク部に備えられ制動力がかかるデイスク取付けボス部をホイールの半径の径方向中間位置又はこの中間位置よりも外側寄りの位置に配置した。
仮に、デイスク取付けボス部をホイールの内側寄りの位置に配置すると、制動力は、スポーク部のハブ部寄りの位置で受けることになる。制動力をリムの外周から離間する位置で受けるので、捩れモーメントが作用する長さは長くなり、スポーク部のデイスク取付けボス部で生じる捩れ角度は大きなものになる。
この点、本発明では、デイスク取付けボス部をホイールの半径の中間位置又はこの中間位置よりもホイールの外側寄りの位置に配置したので、制動力をホイールの半径の中間位置又はこの中間位置よりも外周寄りの位置で受けることになる。制動力がかかる位置をリムの外周寄りに近づけることができるので、捩れモーメントが作用する長さは短くなり、スポーク部のデイスク取付けボス部で生じる捩れ角度は小さなものになる。
スポーク部に生ずる捩れ角度が小さくなり、スポーク部の変形が抑えられる分だけスポーク部を薄肉化することができ、ホイールの軽量化及び材料コストの低減を図ることができる。
したがって、本発明によれば、捩れ剛性を高めつつ、重量及び材料コストを低減させることができる鞍乗り型車両のホイール構造が提供される。また、剛性向上により、ブレーキ鳴きを抑えることができる。
また、制動時に、デイスク取付けボス部に、主に、ブレーキデイスクからホイールの周方向の力がかかる。このような取付けボス部のデイスク取付け座面のホイール周方向長さをデイスク取付け座面のホイール径方向長さよりも長くしたので、デイスク取付けボス部の周方向の剛性を高めることができ、スポーク部の捩れ剛性向上に寄与する。すなわち、制動力がかかる方向にデイスク取付けボス部を長く形成し、ホイール径方向の長さを短くすることにより、デイスク取付けボス部の剛性を少ない材料で高めることが可能になる。
また、スポーク部に第1の凹部が形成されているので、ホイールの更なる軽量化を図ることができる。さらに、この第1の凹部をハブ部の外径よりも径方向内側に延ばすことで、ハブ部とスポーク部の全体で荷重を受けることができ、応力集中の少ないホイールとすることができる。
また、第1の凹部の底部で、且つ、デイスク取付けボス部の裏側に、第2の凹部が形成されているので、ホイールの一層の軽量化を図ることができる。
また、第2の凹部の底部は、スポーク部の第1の凹部側に形成される外縁を車幅方向中心線を軸に対称移動した線よりも車幅方向外側に位置するので、ホイールの軽量化を図ることができる上に、ホイールをダイカスト鋳造により成形する際の湯流れ性を向上させることが可能になる。
請求項に係る発明では、貫通穴の内壁に、ベアリング突当て段部が周方向に離れて複数個設けられているので、周方向の全周にわたって突当て段部が設けられている場合に較べると、ベアリング突当て段部を少ない材料で形成することができる。したがって、ホイールの重量及びコストを低減させることができる。
本発明に係る自動二輪車の左側面図である。 本発明に係るホイールの要部断面図である。 本発明に係る自動二輪車に備えられている前輪の左側面図である。 本発明に係る自動二輪車に備えられている前輪の右側面図である。 本発明に係るホイールの右側面図である。 本発明に係るホイールの斜視図である。 実施例に係るホイールの側面図及び要部断面図及び比較例に係るホイールの側面図及び要部断面図である。
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。図中および実施例において、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」は、各々、自動二輪車に乗車する運転者から見た方向を示す。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図1に示されているように、自動二輪車10は、車体フレーム11と、この車体フレーム11の前部を構成するヘッドパイプ12に設けられ前輪13を転舵可能に支持するフロントフォーク15と、車体フレーム11の後部に設けられるピボット軸17と、このピボット軸17から後方へ延びているスイングアーム18と、このスイングアーム18の後端部に取付けられる後輪21と、車体フレーム11に懸架される駆動源としてのエンジン22と、車体フレーム11の後部から後方へ延びているシートレール23と、このシートレール23に支持されると共に前輪13と後輪21の間に配置され乗員が着座する乗員シート24と、を備える。乗員シート24に乗員が跨って乗車するため、この種の車両は鞍乗り型車両と呼ばれる。
駆動源としてのエンジン22は、クランクケース27と、このクランクケース27から車両斜め上方に延びているシリンダ部28と、このシリンダ部28の上方に配置される吸気系部材29と、シリンダ部28の下方に延びておりキャタライザ31、排気管32及び消音器33を含む排気系部材34と、シリンダ部28の前方に配置されるラジエータユニット35とを備えている。
エンジン22の駆動力が出力されるドライブ軸37に、ドライブスプロケット38が取付けられ、エンジン22の後方に配置される後輪21にドリブンスプロケット39が取付けられ、このドリブンスプロケット39とドライブスプロケット38の間にチェーン41が巻き掛けられ、エンジン側のドライブスプロケット38でドリブンスプロケット39を駆動する。
以下、前輪用ホイールの構成について詳しく説明する。
図2に示されているように、車輪としての前輪13は、中心部に貫通穴43を有する前輪ホイール44と、この前輪ホイール44の外周に装着されるタイヤ45と、前記貫通穴43に挿入されるカラー部材46と、このカラー部材46の両側に挿入される左右のベアリング47L、47Rと、これらの左右のベアリング47L、47Rの外方から挿入されるシール部材49L、49Rと、を主要な構成要素とする。
前輪用ホイール44(以下、単に「ホイール44」とも云う。)は、車軸(図1、符号51)に支持されるハブ部52と、このハブ部52から外方に延ばされる複数のスポーク部53と、これらの複数のスポーク部53の外方に設けられタイヤ45を装着するリム部54と、からなる。ホイール44に、複数のスポーク部53の一側(右側)で、且つ、ホイール44の径方向中間部に、車幅方向に一体的に立設されると共に、ブレーキデイスク55を取付けるデイスク取付けボス部56が備えられている。
スポーク部53で、且つ、デイスク取付けボス部56が形成されている面58と反対側の面57に、スポーク部53の長手方向に沿って、第1の凹部61が形成されている。第1の凹部61の底部62で、且つ、デイスク取付けボス部56の裏側に、第2の凹部63が形成され、この第2の凹部の底部64は、スポーク部53の第1の凹部側に形成される外縁65を車幅方向中心線Cを軸に対称移動した線66よりも車幅方向外側に位置するものとした。
図2及び図3に示されているように、5本のスポーク部53は、車両側面視で、各々、1本のハブ側スポーク部71から2本のリム側スポーク部72、72へと分かれる股部73を有し、この股部73にデイスク取付けボス部56が備えられると共に、ホイール44の軸方向中心線CLからデイスク取付けボス部56までの半径(R1)は、ホイール44の軸方向中心線CLからホイールの外径までの半径(R2)の1/2に設定されている。
ハブ側スポーク部71で、且つ、デイスク取付けボス部56が形成されている面58と反対側の面57に、スポーク部53の長手方向に沿って、第1の凹部61が形成され、この第1の凹部61は、ハブ部の外径75よりも径方向内側に延ばされている。
スポーク部53に第1の凹部61が形成されているので、ホイール44の更なる軽量化を図ることができる。さらに、この第1の凹部61をハブ部の外径75よりも径方向内側に延ばすことで、不図示のアクスル軸から大きな荷重がかかる場合、ハブ部52とスポーク部53の全体で荷重を受けることができ、応力集中の少ないホイール44とすることができる。
次に、前輪ホイールを車両右側から見たときの状態を説明する。
図4に示されているように、スポーク部53の右側面に、車輪速を検出するパルサリング81が配置されると共にこのパルサリング81の外方にブレーキデイスク55が配置されている。ブレーキデイスク55及びパルサリング81は、締結部材84によって共締めされている。このため、締結部材84の数の増加を抑えることができる。フロントフォーク15に、パルサリング81に近接配置されブレーキデイスク55に制動力をかけるブレーキデイスクキャリパ82が取付けられていると共に、車輪速センサ83が取付けられている。
図5に示されているように、スポーク部53の股部73に、ブレーキデイスク(図4、符号55)を取付けるための5つのデイスク取付けボス部56が設けられている。スポーク部53の股部73よりも外側のリム側スポーク部72には、各々、これらのスポーク部72に沿ってリム部54に向けデイスク側凹部89が形成されている。
なお、本実施例では、R1の長さはR2の1/2の長さに設定されているが、ブレーキデイスクキャリパ82が、ホイールの外径88からはみ出さない範囲で、R1の長さを1/2超4/5以下に設定することは差し支えないものとする。
デイスク取付け座面91のホイール周方向長さ(a)は、デイスク取付け座面91のホイール径方向(d)長さよりも長く設定されている。
以下、ハブ部に開け車軸が通される貫通穴について説明する。
ハブ部52に、貫通穴43が設けられ、この貫通穴43に、車軸に支持されるベアリング(図2、符号47L、47R)が備えられ、貫通穴の内壁86に、ベアリング47L、47Rが係止されるベアリング突当て段部87が貫通穴の周方向に離れて複数個設けられている。
貫通穴の内壁86に、ベアリング突当て段部87が周方向に離れて複数個設けられているので、周方向の全周にわたって突当て段部が設けられている場合に較べると、ベアリング突当て段部87を少ない材料で形成することができる。したがって、ホイール44の重量及びコストを低減させることができる。
図6に示されているように、ホイール44は、ハブ部52と、ハブ部52から外方に延ばされ股部73を有する5つのスポーク部53と、これらの5つのスポーク部53の先端に渡されるリム部54とからなり、股部73であって、スポーク部53の右側面に、デイスク取付けボス部56が車幅方向に突設され、スポーク部53のデイスク取付けボス部の反対側の面としての左側面に、スポーク部53の長手方向に沿って、第1の凹部61が形成され、同じく左側面であって、デイスク取付けボス部56の裏面に、第2の凹部63が形成されている。
図2を併せて参照して、第2の凹部の底部64は、スポーク部53の第1の凹部側に形成される外縁65を車幅方向中心線Cを軸に対称移動した線66よりも車幅方向外側に位置するので、ホイール44の軽量化を図りつつホイール44をダイカスト鋳造により成形する際の湯流れ性を向上させることが可能になる。
以上に述べた自動二輪車のホイールの作用を次に述べる。
図7(a)に実施例に係るホイールの側面図が示されており、ホイールを構成する5本のスポーク部53に、各々、1本のハブ側スポーク部71と、Y字状の2本のリム側スポーク部72、72とが設けられている。
図7(b)に図7(a)の要部断面図が示されており、ブレーキデイスクに制動力をかけると、スポーク部53に捩れモーメントMbがかかる。
図7(c)に比較例に係るホイールの側面図が示されており、従来、ストレートタイプのスポーク部53Bを有するホイール44Bでは、制動時の捩れモーメントによるスポーク部の変形を抑えるため、スポーク部に補強用のリブ部94が設けられている。
図7(d)に図7(c)の要部断面図が示されており、スポーク部53にリブ94を追加すると、スポーク部の捩れ剛性は高まるが、ホイール44Bの重量及びコストが増加するという問題がある。
図7(a)に戻って、1本のハブ側スポーク部71の先端を分岐させ2本のリム側スポーク72、72としたので、ストレートタイプのスポーク部53Bにリブ94を追加する場合に較べると、少ない材料でスポークの捩れ剛性を容易に向上させることが可能になる。この結果、捩れ剛性を向上させながら、ホイールの軽量化及び材料コストの低減を図ることができる。
加えて、制動力を受けるデイスク取付けボス部56をホイール44の径方向中間点に配置した。
図7(d)では、デイスク取付けボス部56Bは、ホイール44Bの内側寄りのハブ部寄りに配置されている(R1d<Dd)。すなわち、制動力は、ホイール44Bの中心寄りの位置で受けることになる。つまり、制動力をリムの外周から離間した位置で受けるので、捩れモーメントが作用する長さは長くなり、スポーク部53Bのデイスク取付けボス部で生じる捩れ角度は大きなものになる。
本発明では、図7(b)に示されるように、デイスク取付けボス部56が図7(d)に較べるとホイール44の外側寄りとしての中間点に配置されている(R1b=Db)。このため、図7(d)に較べると、制動力をホイール44の外周寄りの位置で受けることになる。デイスク取付けボス部56をリムの外周に接近させることができるので、図7(d)に較べると、捩れモーメントが作用する長さは短くなり、スポーク部56に生じる捩れ角度は小さなものになる。
スポーク部56に生ずる捩れ角度が小さくなり、スポーク部56の変形が抑えられる分だけスポーク部56を薄肉化することができ、ホイール44の軽量化及び材料コストの低減を図ることができる。
したがって、本発明によれば、捩れ剛性を高めつつ、重量及び材料コストを低減させることができる鞍乗り型車両のホイール構造が提供される。
図5に戻って、制動時に、デイスク取付けボス部56に、主に、ブレーキデイスク55からホイールの周方向の力がかかる。このようなデイスク取付けボス部56のデイスク取付け座面91のホイール周方向長さ(a)をデイスク取付け座面91のホイール径方向長さ(d)よりも長くしたので、デイスク取付けボス部56の周方向の強度を高めることができ、よりスポーク部53の捩れ剛性向上に寄与する。すなわち、制動力がかかる方向にデイスク取付けボス部56を長く形成し、ホイール径方向長さを短くすることにより、デイスク取付けボス部56の剛性を少ない材料で高めることが可能になる。
尚、本発明は、実施の形態では自動二輪車に適用したが、いわゆる鞍乗り型三輪車(三輪バギー)にも適用可能であり、一般の車両に適用することは差し支えない。
本発明は、スポーク部に、ブレーキデイスクを取付けるデイスク取付けボス部が備えられている自動二輪車のホイール構造に好適である。
10…鞍乗り型車両(自動二輪車)、43…貫通穴、44…ホイール(前輪ホイール)、45…タイヤ、47L、47R…ベアリング、51…車軸、52…ハブ部、53…スポーク部、54…リム部、55…ブレーキデイスク、56…デイスク取付けボス部、57…デイスク取付けボス部の反対側の面、61…第1の凹部、62…第1の凹部の底部、63…第2の凹部、64…第2の凹部の底部、65…第1の凹部側に形成される外縁、71…ハブ側スポーク部、72…リム側スポーク部、73…股部、86…貫通穴の内壁、87…ベアリング突当て段部、91…デイスク取付け座面。

Claims (2)

  1. 車軸(51)に支持されるハブ部(52)と、このハブ部(52)から外方に延ばされる複数のスポーク部(53)と、これらの複数のスポーク部(53)の外方に設けられタイヤ(45)を装着するリム部(54)と、を有するホイール(44)と、前記複数のスポーク部(53)の一側で、且つ、前記ホイール(44)の径方向中間部に、車幅方向に一体的に立設されると共に、ブレーキデイスク(55)を取付けるデイスク取付けボス部(56)と、が備えられている二輪車のホイール構造において、
    前記複数のスポーク部(53)は、車両側面視で、1本のハブ側スポーク部(53)から2本のリム側スポーク部(53)へと分かれる股部(73)を有し、この股部(73)に前記デイスク取付けボス部(56)が備えられ、前記2本のリム側スポーク部(53)は、他の前記リム側スポーク部とつながることなく、前記リム部(54)へ延びており、
    前記ホイール(44)の軸方向中心から前記デイスク取付けボス部(56)までの半径は、前記ホイール(44)の軸方向中心から前記ホイール(44)の外径までの半径の1/2以上4/5以下に設定され
    記デイスク取付けボス部(56)に形成され前記ブレーキデイスク(55)が取付けられるデイスク取付け座面(91)のホイール周方向長さは、デイスク取付け座面(91)のホイール径方向長さよりも長く設定されると共に、前記股部(73)に、各々の前記デイスク取付けボス部(56)同士が、つながることなく互いに離間するように配置され、
    記ハブ側スポーク部(53)で、且つ、前記デイスク取付けボス部(56)の反対側の面に、前記スポーク部(53)の長手方向に沿って、第1の凹部(61)が形成され、この第1の凹部(61)は、前記ハブ部(52)の外径よりも径方向内側に延ばされ、
    記第1の凹部(61)の底部で、且つ、前記デイスク取付けボス部(56)の裏側に、第2の凹部(63)が形成され
    車両側面視で、前記第1の凹部(61)と前記取付けボス部(56)とは重なっていると共に、前記第2の凹部(63)と前記デイスク取付けボス部(56)とは重なっており、
    記第2の凹部(63)の底部は、前記スポーク部(53)の第1の凹部側に形成される外縁を前記二輪車の車幅方向中心線を軸に対称移動した線(66)よりも車幅方向外側に位置することを特徴とする二輪車のホイール構造。
  2. 前記ハブ部(52)に、貫通穴(43)が設けられ、この貫通穴(43)に、前記車軸(51)に支持されるベアリング(47L、47R)が備えられ、
    前記貫通穴(43)の内壁に、前記ベアリング(47L、47R)が係止されるベアリング突当て段部(87)が前記貫通穴(43)の周方向に離れて複数個設けられていることを特徴とする請求項1記載の二輪車のホイール構造。
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