JP6309326B2 - 車輪支持機構 - Google Patents

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Description

本発明は、自動二輪車の車輪を支持する車輪支持機構の改良に関する。
自動二輪車の車輪支持機構には、ハブとホイールを別体にして、車軸にハブを支持し、このハブにホイールを支持した技術が知られている(例えば、特許文献1(図3)参照。)。
特許文献1の図3に示されるように、車輪支持機構は、車軸(108)(括弧付き数字は、特許文献1記載の符号を示す。以下同じ。)にインナーホイール部(2)が支持され、このインナーホイール部(2)に別体のアウターホイール部(3)が支持されている。アウターホイール部(3)の中心に凹部が形成されており、この凹部にインナーホイール部(2)を嵌め込み、さらにインナーホイール部(2)側からボルト(6)を挿入し、アウターホイール部(3)に締結する。
アウターホイール部(3)には、インナーホイール部(2)の取付位置とは反対側に、ブレーキのディスクプレート(10)を取り付ける取付部(11A)が設けられている。この取付部(11A)にディスクプレート(10)を配置し、さらにディスクプレート(10)側からボルト(14)を挿入し、アウターホイール部(3)に締結する。
インナーホイール部(2)側から挿入されるボルト(6)と、ディスクプレート(10)側から挿入されるボルト(14)は、同軸上に位置する。しかし、ボルト(6)とボルト(14)とが同軸上あるために、アウターホール部(3)が厚くなり、重量増加を招いていた。そこで、インナーホイール部(以下、ハブという。)とアウターホイール部(以下、ホイールという。)とを別体にして、ブレーキディスクを支持しても、ホイールを薄くして軽量化を図ることができる技術が求められる。
特開2005−14846公報
本発明は、ハブとホイールを別体にして、このホイールにブレーキディスクを支持しても、ホイールを薄くして軽量化を図ることができる車輪支持機構を提供することを課題とする。
請求項1に係る発明では、車軸に支持されるハブと、このハブに支持されるホイールと、このホイールに支持されるブレーキディスクとを備える車輪支持機構において、前記ホイールは、ハブ締結部材によって前記ハブに締結され、前記ブレーキディスクは、前記ホイールの径方向にて前記ハブ締結部材より外側の位置で、ディスク締結部材によって前記ホイールに締結され、前記ホイールに、前記ハブを収容する凹部が形成され、この凹部の内周面と前記ハブの外周面との間に、所定の隙間が形成され、前記ハブを基準にして前記ホイールの径方向の位置を決める位置決め部が、前記ハブと前記ホイールの締結部に形成され、前記凹部よりも径方向外側にて、前記ホイールに、前記ブレーキディスクを支持するディスク支持部が形成されていることを特徴とする。
請求項に係る発明では、車軸に支持されるハブと、このハブに支持されるホイールと、このホイールに支持されるブレーキディスクとを備える車輪支持機構において、前記ホイールは、ハブ締結部材によって前記ハブに締結され、前記ブレーキディスクは、前記ホイールの径方向にて前記ハブ締結部材より外側の位置で、ディスク締結部材によって前記ホイールに締結され、車輪速検出用のパルサリングが、リング締結部材でハブに取り付けられており、このリング締結部材は、径方向にてハブ締結部材より内側に配置されていることを特徴とする。
請求項に係る発明では、ホイールは、ハブ締結部材によってハブに位置決めされることを特徴とする。
請求項に係る発明では、ホイールは、アルミニウム合金によって形成され、ハブは、鉄系材料によって形成され、ホイールは、ハブ締結部材が貫通する貫通穴を有し、ハブ締結部材は、ハブから貫通穴に通され、ナットが締め付けられることによって、ハブとナットでホイールを挟むように支持することを特徴とする。
請求項1に係る発明では、車輪支持機構は、車軸に支持されるハブと、このハブに支持されるホイールと、このホイールに支持されるブレーキディスクとを備える。ホイールは、ハブ締結部材によってハブに締結され、ブレーキディスクは、ホイールの径方向にてハブ締結部材より外側の位置で、ディスク締結部材によってホイールに締結される。ハブ締結部材の取付部とディスク締結部材の取付部を径方向にずらすことができる。ハブ締結部材の取付部とディスク締結部材の取付部とが径方向でずれているので、ホイールの車幅方向の厚さを薄くできる。結果、ハブとホイールを別体にして、このホイールにブレーキディスクを支持しても、ホイールを薄くして軽量化を図ることができる。
請求項に係る発明では、ホイールに、ハブを収容する凹部が形成されている。凹部とハブとの間に、所定の隙間が形成されているので、凹部の径及びハブの外径について、寸法精度を高くしなくても凹部にハブを収容することができる。結果、ホイールの凹部の径及びハブの外径に対して高い加工精度が必要なく、加工工数を削減することができる。加えて、ハブを基準にしてホイールの径方向の位置を決める位置決め部が、ハブとホイールとの締結部に形成されており、別途位置決め加工を行う必要がなく、加工量を減らすことができる。
請求項に係る発明では、凹部よりも径方向外側にて、ホイールに、ブレーキディスクを支持するディスク支持部が形成されているので、ホイールの凹部を形成する部分の肉厚を薄くでき、ホイール全体の軽量化を図ることができる。
請求項に係る発明では、車輪速検出用のパルサリングが、リング締結部材でハブに取り付けられている。車軸にハブが取り付けられ、このハブにホイールが取り付けられている。仮に、パルサリングをホイールに取り付けると、車軸とハブとの間の誤差とハブとホイールとの間の誤差とが累積される。本発明では、パルサリングを回転中心となるハブに取り付けるので、ホイールに取り付ける場合に比較して、累積される寸法誤差を小さくできる。
請求項に係る発明では、ホイールは、ハブ締結部材によってハブに位置決めされるので、ハブ及びホイールに別途位置決め部を設ける必要がなく、ハブ及びホイールの加工工数を削減することができる。
請求項に係る発明では、ホイールは、アルミニウム合金によって形成され、ハブは、鉄系材料によって形成され、ホイールは、ハブ締結部材が貫通する貫通穴を有し、ハブ締結部材は、ハブから貫通穴に通される。ハブ締結部材は、ホイールに一体的に取り付けてハブ側へ延ばす構造と、ハブに一体的に取り付けてホイール側へ延ばす構造とがある。ホイールはアルミニウム合金製であって比較的軟らかいため、ハブ締結部材を一体化することは難しい。この点、ハブは鉄系材料製であって比較的硬いため、ハブ締結部材を一体化することは容易である。すなわち、被支持部の形成に適したハブでホイールを支持することができる。
本発明の車輪支持機構を採用した自動二輪車の左側面図である。 図1に示した自動二輪車後部の右側面図である。 図2の3−3線断面図である。 図2に示した自動二輪車後部のスイングアーム及びブレーキキャリパを外した状態の右側面図である。 図4に示した自動二輪車後部のホイールを外した状態の右側面図である。 図3に示したハブの左側面図である。 図6の7−7線断面図である。 図3に示したハブ締結部材の平面図である。 図3に示した車輪支持機構の作用図である。
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、「前(Fr)」、「後(Rr)」、「左(L)」、「右(R)」、「上(Up)」、「下(Down)」は運転者から見た方向にしたがう。
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を覆う車体カバー31と、この車体フレーム11の後部に揺動自在に懸架されるパワーユニット41とを備える。
車体フレーム11は、ヘッドパイプ12と、このヘッドパイプ12から後下がりに延びるメインフレーム13と、このメインフレーム13の後端から後上がりに延びるシートレール14とからなる。
ヘッドパイプ12の下部にボトムブリッジ15を介してフロントフォーク16L(以下、Lは左を示す添え字、Rは右を示す添え字とする。)が支持され、このフロントフォーク16Lに回転可能に前輪17(車輪17)が支持される。ヘッドパイプ12の上部に、前輪17を操舵するハンドルバー18が設けられ、フロントフォーク16L及び前輪17に、前輪17を制動するフロントブレーキ装置19が設けられている。また、シートレール14の上部に乗員が着座するシート22が設けられる。
車体カバー31は、ヘッドパイプ12の前方を覆うフロントカバー32と、メインフレーム13の上方を覆うメインフレームカバー33と、メインフレーム13の車幅方向側方を覆うサイドカバー34と、シートレール14を覆うリヤカバー35とからなる。
パワーユニット41は、吸気系のエアクリーナ42と、排気系のマフラー43と、駆動輪としての後輪61(車輪61)とを備える。パワーユニット41とシートレール14との間に左のリヤクッション44Lが設けられ、左のリヤクッション44Lにより衝撃が吸収される。後輪61は、パワーユニット41に設けられた車輪支持機構60に支持されている。また、前輪17の上方は、フロントフェンダ36で覆われ、後輪61の上方は、リヤフェンダ37で覆われる。
次に本発明の自動二輪車の後部右側面について説明する。
図2に示されるように、パワーユニット41には、車軸62を回転可能に支持するスイングアーム45が一体的に設けられ、このスイングアーム45の後端部45aとシートレール14との間に右のリヤクッション44Rが設けられている。パワーユニット41の後部には、後輪61に沿って延びるとともに後輪61の前上部を覆うインナーフェンダ46が設けられている。
また、スイングアーム45は、車幅方向側方に開口する開口部45bが形成されている。この開口部45bには、ステー45cを介してリヤブレーキ装置71のブレーキキャリパ72が設けられている。パワーユニット41から排気管47が延びており、この排気管47にマフラー43が接続され、このマフラー43は、ブレーキキャリパ72及びスイングアーム45の車幅方向側方に配置されている。
次に車輪支持機構について説明する。
図2、図3に示されるように、パワーユニット41は最終減速機構48を有し、この最終減速機構48は、基部となる第1のケース49a及び第2のケース49bと、第1回転軸51と、第2回転軸52と、車軸62とを有する。第1回転軸51には、第1歯車51aが一体的に設けられている。第2回転軸52には、第1歯車51aに噛み合う第2歯車52aと、車軸62へ駆動力を伝達する第3歯車52bとが一体的に設けられている。車軸62には、第3歯車52bに噛み合う第4歯車62aが一体的に設けられている。
第1回転軸51は、第1のケース49aに設けられた第1軸受53a及び第2のケース49bに設けられた第2軸受53bに、回転可能に支持されている。第2回転軸52は、第1のケース49aに設けられた第3軸受53c及び第2のケース49bに設けられた第4軸受53dに、回転可能に支持されている。車軸62は、第1のケース49aに設けられた第5軸受53e、第2のケース49bに設けられた第6軸受53f及びスイングアーム45設けられた第7軸受53gに、回転可能に支持されている。
第2回転軸52には、第2歯車52a及び第3歯車52bの軸方向外側に、それぞれワッシャー54a、54bが設けられている。なお、第3軸受53cは、ニードルベアリングであり、第1,第2,第4〜第7軸受53a,53b,53d,53e,53f,53gは、ボールベアリングである。第2回転軸52において、第3軸受53cをニードルベアリングとし、第4軸受54dをボールベアリングとする組合せにした。両方ニードルベアリングを使う場合に比較して、一方のみボールベアリングを使うことで、軸方向に加わるスラスト荷重を受けることができる。
第1回転軸51には、エンジンの駆動力がベルトコンバーターを介して伝達され、この第1回転軸51の回転力は、第1歯車51a及び第2歯車52aを介して第2回転軸52に伝達され、この第2回転軸52の回転力は、第3歯車52b及び第4歯車62aを介して車軸62に伝達される。
車軸62には、第6軸受53fに隣接して第1カラー55aが嵌められ、この第1カラー55aに隣接してハブ81が嵌められ、このハブ81に隣接して段付きの第2カラー55bが嵌められている。さらに、この第2カラー55bに隣接して第7軸受53gが嵌められ、この第7軸受53gに隣接して第3カラー55cが嵌められ、端部の雄ねじ部にナット56が締結されている。
車輪支持機構60は、車軸62の外周のスプライン部62aに、内周に形成されたスプライン部81Aをスプライン結合するハブ81と、このハブ81に支持されるホイール91とを有する。また、このホイール91には、ブレーキディスク73が支持され、ハブ81の車幅方向にてホイール91の反対側には、パルサリング101が支持される。パルサリング101は、車輪速検出用の部材である。
ホイール91には、ハブ81を収容する凹部92が形成されている。この凹部92の内周面93とハブ81の外周面82との間には、隙間94が存在する。隙間94があるため、ホイール91をハブ81に容易に組み付けることができる。
また、ホイール91は、ハブ締結部材83によってハブ81に締結されている。ハブ81には、ホイール91を取り付けるためのホイール取付部84が形成され、このホイール取付部84の穴85に、ハブ締結部材83のつけ根部分に形成されたセレーション部83bが圧入されている。ホイール91の凹部92には、ハブ締結部材83が貫通する貫通穴95が形成されている。この貫通穴95に、ハブ81側からハブ締結部材83が通され、ナット86が締結されることによって、ハブ81とナット86でホイール91を挟むように支持している。このように、ハブ81とナット86でホイール91を挟んで支持すると、ホイール91側にタップを空ける数を減らすことができる。また、タップを加工するために、ある程度の厚みが必要になるが、前述のようにホイール91を薄くすることができる。
ブレーキディスク73は、ディスク締結部材96によってホイール91に締結されている。ホイール91には、ブレーキディスク73を取り付けるためのディスク支持部97が形成され、このディスク支持部97にブレーキディスク72が配置され、ディスク支持部97のめねじ部97aにディスク締結部材96が締結されることによって、ブレーキディスク73がホイール91に支持される。
パルサリング101は、リング締結部材87によってハブ81に締結されている。ハブ81には、パルサリング101を取り付けるためのリング取付部88が形成され、このリング取付部88にパルサリング101が配置され、リング取付部88のめねじ部88aにリング締結部材87が締結されることによって、パルサリング101がハブに支持される。仮に、パルサリング101をホイール91に取り付けると、車軸62とハブ81との間の誤差とハブ81とホイール91との間の誤差とが累積される。これに比較して、本発明では、パルサリング101をハブ81に直接取り付けるので、累積される寸法誤差を小さくできる。
ハブ締結部材83及びリング締結部材87は、ハブ81の車幅方向左から挿入されている。ナット86及びディスク締結部材96は、ホイール91の車幅方向右から挿入されている。このように、ハブ締結部材83、リング締結部材87、ナッド86及びディスク締結部材96を、車幅方向左右に振り分けることで、車軸62近傍の小さなスペースを有効に使用することができる。
また、第2ケース49bには、パルサリング101の検出部102に対向する位置に、車輪速センサ103が設けられている。なお、車幅方向のセンターラインをCLとする。
図3〜図5に示されるように、車軸62にハブ81が支持され、このハブ81の車幅方向右にホイール91が支持され、このホイール91の車幅方向右にブレーキディスク73が支持されている。また、ハブ81の車幅方向左にパルサリング101が支持され、このパルサリング101及びホイール91の車幅方向左に、パワーユニット41が配置されている。
ブレーキディスク73は、ホイール91の径方向にてハブ締結部材83より外側の位置で、ディスク締結96によってホイール91に締結されている。ハブ81は、車軸62に結合される円筒状のベース部81aと、このベース部81aから外径方向に突出する4つの突出部81bと有し、4つの突出部81bの先端部にそれぞれホイール取付部84が形成された、いわゆる星形を呈している。
このため、隣り合う突出部81bと突出部81bとの間の空間に、ホイール91のディスク支持部97を配置することができる。ハブ締結部材83のホイール取付部84とディスク締結部材96のディスク支持部97を径方向にずらすことができる。したがって、めねじ部97aとハブ締結部材83が、車幅方向で重なるので、ホイール91を薄くできる。
上述した位置関係をまとめると、車軸62の中心線C0からディスク締結部材96の中心線C4までの距離はL1であり、車軸62の中心線C0からハブ締結部材83の中心線C1までの距離はL2であり、車軸62の中心線C0からリング締結部材87の中心線C3までの距離はL3であり、L3<L2<L1の関係が成立する。
結果、ハブ81とホイール91を別体にして、このホイール91にブレーキディスク73を支持しても、ホイール91を薄くして軽量化を図ることができる。加えて、ハブ81の隣り合う突出部81bと突出部81bとの間の空間に、ホイール91のディスク支持部97を配置することで、スポークに比較して厚肉となるディスク支持部97を車軸62に近づけることができ、ホイール91の軽量化を図ることができる。
凹部92よりも径方向外側にて、ホイール91に、ディスク支持部97が形成されているので、ホイール91の凹部92を形成する部分の肉厚を薄くでき、ホイール91全体の軽量化を図ることができる。
図3、図6に示されるように、ハブ81において、リング締結部材87を締結するリング取付部88は、径方向にてハブ締結部材83を締結するホイール取付部84より内側に配置されている。車輪速検出用のパルサリング101が、リング締結部材87でリング取付部88に取り付けられている。車軸62にハブ81が取り付けられ、このハブ81にホイール91が取り付けられている。パルサリング101を回転中心となるハブ81に取り付けるので、ホイール91に取り付ける場合に比較して、累積される寸法誤差を小さくできる。
図7、図8に示されるように、ホイール取付部84の穴85は、リーマにより加工されている。この穴85に、ホイール91を取り付けるとともにホイール91の位置決めも兼ねるハブ締結部材83が圧入される。ハブ締結部材83は、頭部83aと、頭部83aから延びているセレーション部83bと、セレーション部83bから延びているねじ部83cとを有する。ハブ締結部材83の圧入により、セレーション部83bがホイール取付部84の穴85に位置する。
以上の述べた車輪支持機構の作用を次に述べる。
図9(a)に示されるように、ホイール91は、アルミニウム合金によって形成され、ハブ81は、鉄系材料(クロムモリブデン鋼、炭素鋼及びステンレス鋼など)によって形成されている。ハブ81は鉄系材料製であって比較的硬いため、ハブ締結部材83を一体化することは容易である。すなわち、被支持部の形成に適したハブ81の穴85にハブ締結部材83が圧入されている。
ホイール91を移動させ、ホイール91の貫通穴95に、ハブ締結部材83のねじ部83cを通す。ねじ部83cの径よりも、貫通穴95の径が大きく設定されているので、ねじ部83cを貫通穴95に容易に通すことができる。
ハブ締結部材83の中心線C1と、貫通穴95の中心線C2とは、ずれがあっても差し支えない。また、貫通穴95のうちナット86の着座側は面取りされており、この面取りされた部分が、ハブ81に対してホイール91を位置決めする位置決め部98となる。位置決め部98が、ハブ81とホイール91の締結部99に形成されている。
図9(b)に示されるように、ナット86には、貫通穴95の着座側に位置決め用のテーパ86aが形成されている。ナット86を、ハブ締結部材83のねじ部83cにねじ込む。ナット86のテーパ86aが、位置決め部98に当接する。さらにナット86をねじ込むと、位置決め部98がテーパ86aにガイドされ、ハブ締結部材83の中心線C1が、貫通穴95の中心線C2に一致する。結果、ハブ81に対してホイール91が位置決めされるとともに、ホイール91がハブ81に取り付けられる。
貫通穴95を面取りし、テーパ86a付きのナット86を使用するだけであるので、部品コスト及び加工コストを低減することができる。このように、ハブ締結部材83によって、ホイール91をハブ81に位置決めするので、ハブ81及びホイール91に別途位置決め部を設ける必要がなく、ハブ81及びホイール91の加工工数を削減することができる。
尚、本発明は、実施の形態では、車輪支持機構60を後輪61に設けたが、これに限定されず、ハブ81とホイール91を別体とし、ブレーキディスク73をホイール91の径方向にてハブ締結部材83より外側の位置で、ディスク締結部材96によってホイール91に締結されれば、車輪支持機構60を前輪17に設けても差し支えない。また、本発明の車輪支持機構60は、実施の形態では、スクータ型車両に採用したが、これに限定されず、鞍乗り型車両に採用しても差し支えない。
本発明は、車軸に支持されるハブと、このハブに支持されるホイールと、このホイールに支持されるブレーキディスクとを備えた自動二輪車に好適である。
10…自動二輪車、60…車輪支持機構、61…後輪(車輪)、62…車軸、73…ブレーキディスク、81…ハブ、83…ハブ締結部材、86…ナット、87…リング締結部材、91…ホイール、92…凹部、93…内周面、94…隙間、95…貫通穴、96…ディスク締結部材、97…ディスク支持部、98…位置決め部、99…締結部、101…パルサリング。

Claims (4)

  1. 車軸(62)に支持されるハブ(81)と、このハブ(81)に支持されるホイール(91)と、このホイール(91)に支持されるブレーキディスク(73)とを備える車輪支持機構(60)において、
    前記ホイール(91)は、ハブ締結部材(83)によって前記ハブ(81)に締結され、
    前記ブレーキディスク(73)は、前記ホイール(91)の径方向にて前記ハブ締結部材(83)より外側の位置で、ディスク締結部材(96)によって前記ホイール(91)に締結され
    前記ホイール(91)に、前記ハブ(81)を収容する凹部(92)が形成され、この凹部(92)の内周面(93)と前記ハブ(81)の外周面(82)との間に、所定の隙間(94)が形成され、
    前記ハブ(81)を基準にして前記ホイール(91)の径方向の位置を決める位置決め部(98)が、前記ハブ(81)と前記ホイール(91)の締結部(99)に形成され、
    前記凹部(92)よりも径方向外側にて、前記ホイール(91)に、前記ブレーキディスク(73)を支持するディスク支持部(97)が形成されていることを特徴とする車輪支持機構。
  2. 車軸(62)に支持されるハブ(81)と、このハブ(81)に支持されるホイール(91)と、このホイール(91)に支持されるブレーキディスク(73)とを備える車輪支持機構(60)において、
    前記ホイール(91)は、ハブ締結部材(83)によって前記ハブ(81)に締結され、
    前記ブレーキディスク(73)は、前記ホイール(91)の径方向にて前記ハブ締結部材(83)より外側の位置で、ディスク締結部材(96)によって前記ホイール(91)に締結され、
    車輪速検出用のパルサリング(101)が、リング締結部材(87)で前記ハブ(81)に取り付けられており、このリング締結部材(87)は、径方向にて前記ハブ締結部材(83)より内側に配置されていることを特徴とする車輪支持機構。
  3. 前記ホイール(91)は、前記ハブ締結部材(83)によって前記ハブ(81)に位置決めされることを特徴とする請求項1または2記載の車輪支持機構。
  4. 前記ホイール(91)は、アルミニウム合金によって形成され、
    前記ハブ(81)は、鉄系材料によって形成され、
    前記ホイール(91)は、前記ハブ締結部材(83)が貫通する貫通穴(95)を有し、
    前記ハブ締結部材(83)は、前記ハブ(81)から前記貫通穴(95)に通され、ナット(86)が締め付けられることによって、前記ハブ(81)と前記ナット(86)で前記ホイール(91)を挟むように支持することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の車輪支持機構。
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