WO2014185083A1 - ホイール構造およびこのホイール構造を備えた自動二輪車 - Google Patents

ホイール構造およびこのホイール構造を備えた自動二輪車 Download PDF

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WO2014185083A1
WO2014185083A1 PCT/JP2014/050613 JP2014050613W WO2014185083A1 WO 2014185083 A1 WO2014185083 A1 WO 2014185083A1 JP 2014050613 W JP2014050613 W JP 2014050613W WO 2014185083 A1 WO2014185083 A1 WO 2014185083A1
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boss
hub
wheel structure
force
axle
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PCT/JP2014/050613
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泰三 内山
大山　隆
鈴木　都志充
真二 伊藤
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本田技研工業株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M17/00—Transmissions characterised by use of rotary shaft, e.g. cardan shaft

Definitions

  • the present invention relates to a wheel structure in which rotation of an axle is transmitted to a wheel via a boss and a hub, and a motorcycle equipped with the wheel structure.
  • the engine power is transmitted to the axle, the rotational force of this axle is transmitted to the boss that is splined to the axle, and the rotational force of this boss is coupled to the boss (integrated casting).
  • the boss integral casting
  • a gap generated between the boss and the hub is cited as a cause of the abnormal noise. That is, the wheel has a cast iron boss set in a mold, and in this state, a light alloy molten metal such as a molten aluminum alloy is gravity cast to integrally cast the hub and the boss. Since it is gravity casting, no pressure is applied to the molten metal, and a gap is easily formed between the boss and the hub. Due to this gap, the adhesion between the boss and the hub is not sufficient, and when the engine driving force is increased to shift from the static friction state to the dynamic friction state, the gap that cancels the above gap is the difference between the boss and the hub. It occurs in the middle and abnormal noise is generated by this deviation.
  • the gap between the boss and the hub does not occur over the entire circumference, but occurs in a part and the remaining part is in contact, so the rotation of the boss is transmitted to the hub and the wheel Rotates.
  • an abnormal noise is generated by shifting to the closest contact point when the engine driving force is increased.
  • Patent Document 1 in order to solve the above problem, a plating film having a small friction coefficient is formed on the surface of a boss set in a mold, and the most stable position before a large driving force is transmitted. This prevents the noise from being generated and causes a large noise.
  • Patent Document 1 there is a problem that the plating film is worn out or disappears.
  • the hub is made of a light alloy such as aluminum, and when casting the hub, a cast iron boss is set and cast into the mold.
  • the gap between the boss and the hub becomes larger.
  • a wheel structure according to the present invention includes a tooth portion for transmitting power to a hub on the outer periphery of an axially intermediate portion of a boss that is spline-fitted outside an axle to which engine driving force is transmitted. (Rib) is formed, and at least one of the outer peripheral shapes of the cylindrical portions on both sides of the tooth portion is a polygonal cylindrical shape.
  • the hub is generally manufactured by casting a light alloy such as an aluminum alloy, and a boss is set in the mold during casting, and the hub is cast. Since the boss is spline-fitted to the axle, when braking is applied to the hub by the brake, the braking force is transmitted to the axle via the boss.
  • a light alloy such as an aluminum alloy
  • the shape of the joint portion between the boss and the hub is not a circle but a polygon, a large driving force is transmitted to the boss from the axle, or a large braking force is applied to the hub. Even if it is applied, the force that the boss tries to contact the hub (force perpendicular to the joint surface) is generated in both cases, and there is no relative displacement in the circumferential direction between the boss and the hub. No noise is generated near the wheel center during braking or braking.
  • FIG. 4 shows another Example.
  • a front wheel 4 is supported by a front fork 3 that is steered by a handle 2, and a rear wheel 7 is supported via an axle 6 at a rear end of a rear arm 5 whose tip is supported by an engine.
  • a tire 9 is mounted on a rim 8 of an aluminum alloy wheel, and a hub 10 serving as a shaft core portion of the wheel is connected by a plurality of spokes 11.
  • the rim 8, hub 10 and spoke 11 are integrally cast.
  • the hub 10 has an outwardly bulging shape, and a drum-type brake device 12 is disposed on the inner side.
  • the brake device 12 includes a brake shoe 13, a brake cam 14 for expanding the brake shoe 13, and an iron brake drum 15.
  • a boss 16 is cast on the inner peripheral portion of the hub 10.
  • the boss 16 is formed by pre-molding by gravity casting and setting in a mold at the time of wheel casting.
  • a serration 17 for spline fitting with the axle 6 is formed in the inner hole of the boss 16, and a tooth portion (rib) 18 that transmits rotational force to the hub 10 at an intermediate position of the outer surface of the boss 16. Is formed.
  • the left part of the tooth part (rib) 18 is an octagonal cylindrical part 19 and the right part is a cylindrical part 20.
  • the right side portion may also be a polygonal cylinder shape such as an octagonal cylinder shape, or only the right side portion may be a polygonal cylinder shape.
  • the rotational force is the eight corners of the boss 16 as shown by the solid line arrows. It acts in a direction perpendicular to the contact surface between the cylindrical portion 19 and the hub 10, and does not become a force in a direction in which a rotational displacement occurs as in the prior art.
  • FIG. 6 (a) and 6 (b) are views similar to FIG. 4 showing another embodiment, and the outer peripheral surface shape of the boss 16 is not limited to the octagonal cylinder-shaped portion 19; It is good also as the triangular cylinder shape part 19b.
  • a polygonal cylinder shape and an octagonal or more polygonal cylinder are more preferable. It is possible up to a cylinder.
  • the cast wheel in which the rim, the hub and the spoke are integrally cast has been described.
  • the hub may be made of a light alloy such as an aluminum alloy, and the rim, the hub and the spoke are integrated. It is not limited to what was cast.
  • the wheel structure according to the present invention can be applied to a motorcycle to which a disc brake is applied instead of a drum brake device.

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Abstract

【課題】　ボスに大きな駆動力が車軸から伝達された場合でもボスとハブに周方向の相対的なズレが発生しないホイール構造を提供する。 【解決手段】　車軸６からボス１６に駆動力が伝達され、ボス１６が図のＡ方向に回転する場合、回転力は実線の矢印で示すように、ボス１６の８角筒形状部１９とハブ１０の当接面に対し垂直方向に作用し、従来のような回転方向のズレが発生する方向の力とはならない。また、ブレーキ装置１２を操作することで、ホイールに制動力を作用させると、ハブ１０からボス１６にＢ方向に回転する力が作用する。そしてこの回転力は破線の矢印で示すように、前記同様ボス１６の８角筒形状部１９とハブ１０の当接面に対し垂直方向に作用し、従来のような回転方向のズレが発生する方向の力とはならない。

Description

ホイール構造およびこのホイール構造を備えた自動二輪車
　本発明は、車軸の回転がボス及びハブを介して車輪に伝達されるホイール構造とこのホイール構造を備えた自動二輪車に関する。
　自動二輪車の駆動形式として、エンジンの動力を車軸に伝達し、この車軸の回転力を車軸にスプライン嵌合しているボスに伝達し、このボスの回転力をボスに結合（一体鋳造）されているホイールハブに伝達するタイプがある。
　上記のタイプの自動二輪車にあってはスタート時などにスロットルを大きく開けて大きなエンジン駆動力を発生させると、ホイールの軸心付近から異音が発生する問題が従来から指摘されている。
　特許文献１にあっては、上記の異音の原因としてボスとハブとの間に発生する隙間を挙げている。
　即ち、ホイールは鋳鉄製のボスを金型にセットし、この状態でアルミ合金溶湯などの軽合金溶湯を重力鋳造することでハブとボスとを一体的に鋳込むようにしている。重力鋳造であるため溶湯に圧力がかからずボスとハブとの間に隙間が形成されやすい。この隙間に起因してボスとハブとの密着性が十分でなくなり、エンジン駆動力を大きくして静摩擦の状態から動摩擦の状態に移行する際に上記の隙間をキャンセルするズレがボスとハブとの間に発生し、このズレによって異音が発生する。
　上記において、ボスとハブとの間の隙間は全周囲に亘って発生しているわけではなく、一部において発生し、残りの部分は接触しているので、ボスの回転はハブに伝達されホイールは回転する。しかしながら、上記の状態が最も密着した状態でないと、エンジン駆動力を高めた時点で最も密着する位置までズレて異音が発生する。因みに、はじめから最も密着した状態となっている車両もあり、この場合には異音は発生しない。
　特許文献１にあっては、上記の問題を解決するため、金型にセットするボスの表面に摩擦係数の小さなメッキ皮膜を形成しておき、大きな駆動力が伝達される前に最も安定した位置までズレを発生させてしまい、大きな異音が生じないようにしている。
特開２００７－１１２３８７号公報
　特許文献１にあってはメッキ皮膜が磨耗したり消失する問題がある。即ち、ハブはアルミニウムなどの軽合金製であり、このハブを鋳造する際に金型に鋳鉄製のボスをセットし鋳込むことが行われるが、この際の熱によってメッキ皮膜が劣化したり粉状になり、却ってボスとハブとの隙間が大きくなってしまう不利がある。
　特に、制動時にホイール（ハブ）の制動力がボスを介して車軸に伝達されるタイプの自動二輪車にあっては、駆動と制動を繰り返すたびにボスとハブの結合部には反対方向の回転力が作用するため、隙間に起因する異音が頻繁に発生することになる。
　上記課題を解決するため本発明に係るホイール構造は、エンジンの駆動力が伝達される車軸の外側にスプライン嵌合しているボスの軸方向中間部の外周にハブへの動力伝達用の歯部（リブ）が形成され、この歯部を挟んだ両側の筒部のうち少なくとも一方の外周形状は多角筒形状とされている。
　前記したように、ハブは一般的にアルミニウム合金などの軽合金を鋳造することで製作され、鋳造の際に金型内にボスをセットし鋳込み成形される。そして、ボスは車軸にスプライン嵌合するため、ブレーキによってハブに制動をかけると、その制動力はボスを介して車軸に伝達される。
　本発明に係るホイール構造によれば、ボスとハブとの接合部の形状が円ではなく、多角形であるので、ボスに大きな駆動力が車軸から伝達された場合、或いはハブに大きな制動力がかかった場合でも、双方の場合でボスがハブに密着しようとする力（接合面に対して垂直方向の力）が発生し、ボスとハブに周方向の相対的なズレが発生せず、駆動時や制動時にホイールの軸心付近から異音が発生することがない。
本発明に係るホイール構造を備えた自動二輪車の側面図 同自動二輪車の後輪の断面図 ボスの側面図 ボスの端面図 駆動時及び制動時に作用する力の方向を説明した図 （ａ）及び（ｂ）は別実施例を示す図４と同様の図
　以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
　自動二輪車１はハンドル２により操向されるフロントフォーク３に前輪４が支持され、エンジンに先端部が支持されるリヤアーム５の後端に車軸６を介して後輪７が支持されている。
　後輪７はアルミ合金製のホイールのリム８にタイヤ９が装着され、ホイールの軸芯部となるハブ１０とを複数のスポーク１１で連結している。これらリム８、ハブ１０及びスポーク１１は一体鋳造される。
　前記ハブ１０は外側に膨出した形状で、内側にドラム式のブレーキ装置１２を配設している。このブレーキ装置１２はブレーキシュー１３、ブレーキシュー１３を拡開させるブレーキカム１４及び鉄製のブレーキドラム１５を備える。
　また、前記ハブ１０の内周部にはボス１６が鋳込まれている。このボス１６は重力鋳造によって予め成形されたものをホイール鋳造時に金型内にセットして鋳込んだものである。
　ボス１６の内孔には車軸６とスプライン嵌合するためのセレーション１７が形成され、ボス１６の外側面の中間位置にはハブ１０との間で回転力の伝達を行う歯部（リブ）１８が形成されている。
　また、ボス１６の外側面のうち前記歯部（リブ）１８の左側部分は８角筒形状部１９とされ右側部分は円筒形状部２０とされている。尚、右側部分も８角筒形状などの多角筒形状としてもよく或いは右側部分だけを多角筒形状としてもよい。
　以上において、図５に示すように、車軸６からボス１６に駆動力が伝達され、ボス１６が図のＡ方向に回転する場合、回転力は実線の矢印で示すように、ボス１６の８角筒形状部１９とハブ１０の当接面に対し垂直方向に作用し、従来のような回転方向のズレが発生する方向の力とはならない。
　また、ブレーキ装置１２を操作することで、ホイールに制動力を作用させると、ハブ１０からボス１６にＢ方向に回転する力が作用する。そしてこの回転力は点線の矢印で示すように、前記同様ボス１６の８角筒形状部１９とハブ１０の当接面に対し垂直方向に作用し、従来のような回転方向のズレが発生する方向の力とはならない。
　図６（ａ）及び（ｂ）は別実施例を示す図４と同様の図であり、ボス１６の外周面形状としては、８角筒形状部１９に限らす、６角筒形状部１９ａまたは３角筒形状部１９ｂなどとしてもよい。
　但し、耐久性などの観点から必要な肉厚を確保する必要があり、この観点からは、多角筒形状で且つ８角筒以上の多角筒がより好ましいが、実用上は６角筒～３２角筒程度まで可能である。
　尚、実施例では、リム、ハブ及びスポークが一体鋳造されたキャストホイールについて説明したが、本発明は少なくともハブがアルミ合金などの軽合金製のものであればよく、リム、ハブ及びスポークが一体鋳造されたものには限定されない。
　更に、ドラム式ブレーキ装置ではなくディスクブレーキを適用した自動二輪車にも本発明に係るホイール構造は適用できる。
　１…自動二輪車、２…ハンドル、３…フロントフォーク、４…前輪、５…リヤアーム、６…車軸、７…後輪、８…リム、９…タイヤ、１０…ハブ、１１…スポーク、１２…ブレーキ装置、１３…ブレーキシュー、１４…ブレーキカム、１５…ブレーキドラム、１６…ボス、１７…セレーション、１８…歯部（リブ）、１９…８角筒形状部、１９ａ…６角筒形状部、１９ｂ…３角筒形状部、２０…円筒部。

Claims (3)

  1. 　エンジンの駆動力が伝達される車軸の外側にスプライン嵌合しているボスに、ハブが結合したホイール構造において、前記ボスの軸方向中間部の外周には動力伝達用の歯部が形成され、この歯部を挟んだ両側の筒部のうち少なくとも一方の外周形状は多角筒形状とされていることを特徴とするホイール構造。
  2. 　請求項１に記載のホイール構造において、駆動時には車軸の回転力がボスを介してハブに伝達され、制動時にはハブの制動力がボスを介して車軸に伝達されることを特徴とするホイール構造。
  3. 　請求項１または請求項２に記載のホイール構造を備えることを特徴とする自動二輪車。

    　
PCT/JP2014/050613 2013-05-14 2014-01-16 ホイール構造およびこのホイール構造を備えた自動二輪車 WO2014185083A1 (ja)

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