JP4226163B2

JP4226163B2 - シャフト駆動車両の出力軸構造

Info

Publication number: JP4226163B2
Application number: JP25006099A
Authority: JP
Inventors: 識成田; 健司大久保
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-09-03
Filing date: 1999-09-03
Publication date: 2009-02-18
Anticipated expiration: 2019-09-03
Also published as: US6632144B1; JP2001074027A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は４輪駆動車等のシャフト駆動車両における出力軸構造に係り、特に前後輪駆動と後輪駆動との仕様変更を容易にできるようにしたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平８−２５９７９号には、クランク軸を車体の前後方向へ向けて配設したエンジン（以下、縦置きという）を搭載して前後の４輪をシャフト駆動する４輪バギー車が示されている。この動力伝達構造はパワーユニットケースの下部を前後に貫通する出力軸を設け、その前端をパワーユニット外前方で前輪側プロペラ軸へ連結して前輪を駆動し、後端をパワーユニット外後方で後輪側プロペラ軸へ連結して後輪を駆動するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで上記構造の場合、パワーユニットケースを貫通する出力軸を設けているため、後輪駆動仕様の車両には、出力軸及びパワーユニットケースを共用できず、後輪駆動用及び前後輪駆動用のものをそれぞれ専用に製造しなければならない。そこで本願発明は、これらの共用化の実現を主たる目的とする。
【０００４】
そのうえ、従来のように全長を一本の軸部材で形成した出力軸の場合は、長軸となるので長さ方向において３ヶ所以上の軸受部を必要とする場合がある。仮に３ヶ所で軸受けする場合には、両端の軸受部のジャーナル径は、中央に配置するベアリングの内径より小さくなければ組付けが不可能となる。したがって、両端のベアリングサイズは中央に配置するベアリングサイズに影響を受ける。逆に、両端のベアリングを要求されるサイズに設定した場合は、中間に配置するベアリングはさらに内径の大きなものに設定する必要があり、この場合には出力軸と隣り合う軸や周辺に配置する部品との距離を大きなものにしなければならないという制約が発生する。
【０００５】
このためパワーユニットをコンパクトに設計したいという本来的な要求があるにもかかわらず、この要請を達成困難となる可能性がある。また、長い出力軸は軸振れを防ぐために高精度の軸受部が複数必要となるから、この軸受部を形成するために製造上でも厳しい精度で管理しなければならず、出力軸が長ければ長い程この精度維持が難しくなる。しかもこのような高精度の軸受部を得るには、出力軸の製造工程として、素材作成、軸受部等の荒加工、熱処理、曲がり矯正、軸受部研磨、再矯正の各工程が必要となり、工程数が極めて多くなってしまう。そこで本願発明は係る問題点の解決を併せて目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本願におけるシャフト駆動車両の出力軸構造に関する発明は、エンジンの出力を前輪側と後輪側の双方へ伝達するための出力軸をパワーユニットケースに備えたシャフト駆動車において、前記出力軸を前輪側軸部と本体部後輪側軸部とに分離・結合自在に分割し、
前記後輪側軸部をなす本体部の軸方向端部のうち前側は、前記パワーユニットケースに取付けられたボールベアリングの軸受穴を貫通して前方へ突出する前端部をなし、
前記前輪側軸部をなす前輪接続部はその後端が大径部をなし、その軸心部に後方へ向かって開放する嵌合穴が設けられ、
前記ボールベアリングの前方にて前記後端の前記嵌合穴に前記本体部の前記前端部が嵌合することを特徴とする。
【０００７】
また、前記本体部（５１）の前端部（５５）は外周に形成された雄スプラインにより前記前輪接続部（５２）の前記後端（６１）に設けられた前記嵌合穴の内周面に形成されている雌スプラインとスプライン結合し、前記ボールベアリング（５３）の前方向移動が前記パワーユニットケースにより規制され、かつ前記前端部（５５）の後方に形成された大径のストッパ段部（５１ａ）が前記ボールベアリング（５３）の後側へ当接し、
前記前輪接続部（５２）の前部（６７）は、前記パワーユニットケースに取付けられたニードルベアリング（６６）の軸受穴を貫通して前方へ突出し、このニードルベアリング（６６）の後側に前記前部（６７）の後方に設けられている大径部（６３）が配置されることで前記前輪接続部（５２）の前方向移動が規制され、
前記前輪接続部（５２）は前記後端（６１）を前記本体部（５１）の前記前端部（５５）へ結合した状態で前記パワーユニットケースへ取付可能である
ことを特徴とする。
【０００８】
【発明の効果】
本願発明によれば、出力軸を前輪側軸部である前輪接続部と後輪側軸部である本体部とに２分割したので、前後輪駆動の場合には、前輪接続部と本体部を併用して両軸を結合することにより、前輪と後輪を同時駆動できる。後輪駆動の場合は前輪接続部を結合せずに本体部単独で使用して後輪のみを駆動する。これにより、後輪駆動及び前後輪駆動のいずれでも本体部を共用化でき、かつパワーユニットケースも僅かの加工を加えるだけで共用できる。したがって、前後輪駆動と後輪駆動との間における仕様変更を容易にできる。
そのうえ、出力軸が全体として長軸となることにより、長さ方向において３ヶ所で軸受けすることを必要としても、本体部と前輪接続部に分割して結合するようにしたので、嵌合時に内側となる細径の前端部を中央のボールベアリングの軸受穴へ通して軸受けすれば、ジャーナル径を小さくできるため、中央のボールベアリングのサイズを小さくできる。
【０００９】
さらに、前輪接続部と本体部をスプライン結合としたので、両軸の結合と分離が容易かつ迅速になる。そのうえ、前輪接続部と本体部の接続部で、雄スプライン近傍の軸部外周を軸受けすることによりジャーナル径を小さくでき、その結果、出力軸と変速機側との軸間距離を小さくすることができるため、パワーユニット全体をコンパクト化できる。また、出力軸を分割することにより、各分割部を短くできるからそれだけ製造時の精度管理を緩和でき、製造が容易になる。
また、出力軸全体が長軸となりベアリング３点による支持方法を採らざるを得ない場合、中央のボールベアリング部分におけるジャーナル径は、前輪接続部の前部におけるニードルベアリング部分と同程度にでき、かつ本体部の後端部に対する軸受部分のジャーナル径より小さくすることができる。このため、中央のボールベアリングは両端のベアリングサイズに影響を与えず、かつ逆に、両端のベアリングを要求のサイズに設定した場合でもあまり内径を大きくせずに組付けが可能となる。
ゆえに、出力軸全体が長軸となりベアリング３点による支持方法を採らざるを得ない構造となっても、出力軸と隣り合う変速機軸並びに周辺に配置する部品との距離を大きなものにしなくてすむため、パワーユニット全体をコンパクトに設計することができる。
しかも、パワーユニットケースの前部と後部の間に本体部を配設し、その前端部をボールベアリングから前方へ突出させた状態で前輪側軸部を取付けできる。この場合、前輪接続部はパワーユニットケース前部の取付に先立って予め前端へ結合させておくことができる。
したがって、組み立て作業が容易となる。また、パワーユニットが車体フレームに搭載されている状態でメンテナンスを行うときも、パワーユニットケース前部や前輪接続部だけを取り外せば足りる場合があり、この場合は本体部やパワーユニットケース後部を取り外したり、パワーユニットケースの分解等をする必要がなくなるから、メンテナンス作業が容易になる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面にに基づいて、不整地走行車両である４輪バギー車に適用された一実施例を説明する。図１は４輪駆動仕様の出力軸構造を示す図、図２は車体要部の側面図、図３はパワーユニットの伝動機構部分を示す縦断面図、図４は２輪駆動（後輪駆動）仕様における図１と同様の図である。
【００１１】
まず図２において、この４輪バギー車は車体フレーム１の前後へそれぞれ左右一対づつの前輪２及び後輪３を備え、車体フレーム１の中央部にエンジンと変速機を備えたパワーユニット４が支持されている。このパワーユニット４はクランク軸５を車体の前後方向へ向けて配置する縦置き形式である。
【００１２】
車体フレーム１は上下に略平行するアッパーパイプ６とロアーパイプ７の間をフロントパイプ８及びリヤパイプ９並びに補強パイプ１０で連結し、さらに数種の補助パイプ１１，１２，１３等で補強したものである。また、図中の符号１４はハンドル軸、１５はハンドル、１６は燃料タンク、１７は鞍乗り型シート、１８はオイルクーラーである。
【００１３】
この４輪バギー車は４輪駆動式であり、パワーユニット４の下部にクランク軸５と平行に設けられている出力軸２０の前端は、前輪プロペラ軸２１の後端へ接続し、前輪ギヤケース２２を介して前輪車軸２３を駆動する。
【００１４】
一方、出力軸２０の後端は、後輪プロペラ軸２４の前端へ接続し、後輪ギヤケース２５を介して後輪車軸２６を駆動する。後輪プロペラ軸２４はリヤスイングアーム２７内に収容されており、リヤスイングアーム２７は後端を後輪ギヤケース２５へ連結し、前端をリヤパイプ９に設けられたピボットプレート２８へピボット軸２９により揺動自在に支持されている。
【００１５】
図３はパワーユニット４の伝動機構部分につき、その構成各軸を結んで平行に切断した縦断面を概略表示するものであり、パワーユニット４を構成するクランクケース３０の前側は前ケースカバー３１で覆われ、後部側は後ケースカバー３２で覆われ、これらでパワーユニットケースを構成している。また、クランクケース３０の上部にはシリンダブロック３３、シリンダヘッド３４及びシリンダヘッドカバー３５が取付けられ、シリンダヘッド３４の吸気口へは気化器３６が接続され、さらにこの気化器３６にはエアクリーナー３７（図２）が接続されている。シリンダヘッド３４の排気口には排気管３８が接続されて
【００１６】
クランクケース３０は前後へ２分割された前ケース３０ａと後ケース３０ｂからなり、これら前ケース３０ａと後ケース３０ｂの間にクランク軸５が支持されている。図中の符号４０はクランク軸５の一端に設けられた公知の遠心クラッチ機構からなる発進クラッチ、４１は他端側に設けられたＡＣＧ、４２はコンロッド、４３はピストンである。
【００１７】
次に、出力軸２０の構造を説明する。図３の出力軸２０は４輪駆動部仕様時における状態を示し、図１はその前部側のみを拡大した断面図である。これらの図に示すように、出力軸２０はクランクケース３０内に設けられた変速機４４の変速出力を前輪２及び後輪３へ伝達するための軸部材である。
【００１８】
変速機４４は公知の常時噛み合い式変速機であり、クランク軸５と平行に配設されるメイン軸４５とカウンタ軸４６を備え、メイン軸４５の一端に変速クラッチ４７を設けてクランク軸５から伝達される駆動力をメイン軸４５へ断続させるとともに、メイン軸４５とカウンタ軸４６の間に常時噛み合う多数の変速ギヤ列４８を設け、その変速出力をカウンタ軸４６の一端に設けられたファイナルドライブギヤ４９から出力軸２０上のファイナルドリブンギヤ５０へ出力するようになっている。
【００１９】
出力軸２０は、後輪側軸部に相当する本体部５１と、前輪側軸部に相当する前輪接続部５２とに前後へ２分割され、本体部５１は、前後２ヶ所の軸受部を有し、それぞれでボールベアリング５３及びニードルベアリング５４によりクランクケース３０側へ回転自在に支持されている。
【００２０】
本体部５１の軸方向端部のうち前側は、大径のストッパ段部５１ａ（図１）より前方側がボールベアリング５３の軸受穴を貫通して前方へ突出する前端部５５をなし、その外周には雄スプライン５６（図４）が形成されている。後方のニードルベアリング５４の軸受穴からさらに後方へ突出する部分であるギヤ取付部５７の外周にはスプラインを介してファイナルドリブンギヤ５０が一体回転するように取付けられている。
【００２１】
本体部５０の後端部は、後ケースカバー３２に設けられた後方へ筒状に突出する出口５８を貫通してさらに後方へ突出し、その突出する後端５９の外周には雄スプラインが形成され、これと結合する雌スプラインが内周に形成された後輪プロペラ軸２４側のジョイントと一体回転可能に連結している。
【００２２】
一方、前輪接続部５２はその後端６１が大径部をなし、その軸心部に後方へ向かって開放する嵌合穴が設けられ、さらにその内周に雌スプライン６２が形成されており、ボールベアリング５３より前方に形成された筒状のハウジング空間６０内において、本体部５１の前端５５を後端６１の嵌合穴へ嵌合し、前端５５の外周に形成された雄スプライン５６とスプライン結合することにより本体部５１と連結している。
【００２３】
前輪接続部５２の中間部には大径部６３が設けられ、この大径部６３より前方部分は、前ケースカバー３１の前面に前方へ突出形成された出口６４の貫通穴６５内を貫通して前方へ突出するとともに、この貫通穴６５内にて、ニードルべアリング６６により軸受けされ、このとき大径部６３がストッパーとなる。
【００２４】
出口６４を貫通して前方へ突出する前端６７は、その外周に雄スプライン６８が形成されており、この部分を内周に雌スプラインが形成されている前輪プロペラ軸２１のジョイントと嵌合することにより（図３）、前輪接続部５２がスプライン結合で前輪プロペラ軸２４と一体回転可能に連結する。
【００２５】
次に、本実施例の作用を説明する。前後輪（４輪）駆動仕様の場合には、本体部５１の前端５５をボールベアリング５３の軸受穴へ通してハウジング空間６０内へ突出させ、その外周を前輪接続部５２の後端６１の軸心に形成された嵌合穴へ嵌合し、前端５５の外周に形成されている雄スプライン５６と後端６１内周に形成された雌スプライン６２とをスプライン結合させることにより、前輪接続部５２を本体部５１をはめ合いにより一体回転可能に連結して出力軸２０を形成する。
【００２６】
さらに、前輪接続部５２の前端６７を前ケースカバー３１の出口６４から前方へ突出させ、前輪プロペラ軸２１のジョイントとスプライン結合すると前輪駆動系が完成する。また、本体部５１の後端５９を後輪プロペラシャフト２４のジョイントとスプライン結合により連結させて後輪駆動系を完成させる。
【００２７】
これにより、パワーユニット４の出力は、本体部５１及び前輪接続部５２からなる出力軸２０及び前輪プロペラ軸２１、前輪ギヤボックス２２を介して前輪２へ伝達され、前輪２を駆動できる。同時に本体部５１及びこれを連結する後輪プロペラシャフト２４を介して後輪３を駆動するので、前後輪計４輪の前後輪駆動が可能となる。
【００２８】
一方、２輪駆動（後２輪駆動）仕様の場合には、前輪接続部５２を取付けず、かつ出口６４に貫通穴６５（図１）を設けない。すなわち図４は、この状態を示し、出口６４に前輪接続部５２を貫通させて軸受けするための貫通穴を形成せず、この貫通穴相当部分を閉鎖壁６９とする。閉鎖壁６９は前ケースカバー３１を鋳造等によって製造するとき製造当初に一体形成される部分であり、４輪駆動仕様にするとき後加工で除去する部分であるが、この部分を除去せずに残しておけばよい。
【００２９】
これにより、前輪接続部５２を接続しないだけで、出力軸２０は本体部５１のみを使用し、後輪３のみを駆動する後２輪駆動となる。したがって、前輪接続部５２の着脱により、駆動形式の変更ができる。そのうえパワーユニットケースについては、４輪駆動仕様時において出口６４部分に貫通穴６５を形成し、２輪駆動仕様時にはこの貫通穴６５を設けずに閉鎖壁６９として残しておくだけでよいので、４輪駆動仕様の際若干の後加工を施すだけであり、殆ど共用可能となる。したがって、４輪駆動と２輪駆動の仕様変更が簡単になる。
【００３０】
そのうえ、出力軸２０が全体として長軸となることにより、長さ方向において３ヶ所で軸受けすることを必要としても、本体部５１と前輪接続部５２に分割してスプライン結合するようにしたので、嵌合時に内側となる細径の雄スプライン形成側部分である前端５５を中央のボールベアリング５３の軸受穴へ通して軸受けすれば、ジャーナル径を小さくできるため、中央のボールベアリング５３のサイズを小さくできる。
【００３１】
実際に中央のボールベアリング５３部分におけるジャーナル径は、前端側のニードルベアリング６６部分と同程度であり、かつ後端側のニードルベアリング５４部分のジャーナル径よりは明らかに著しく小さい。このため、中央のボールベアリング５３は両端のベアリングサイズに影響を与えず、かつ逆に、両端のベアリングを要求のサイズに設定した場合でもあまり内径を大きくせずに組付けが可能となる。
【００３２】
ゆえに、出力軸２０全体が長軸となりベアリング３点による支持方法を採らざるを得ない構造となっても、出力軸２０と隣り合うカウンタ軸４６並びに周辺に配置する部品との距離を大きなものにしなくてすむため、パワーユニット４全体をコンパクトに設計することができる。
【００３３】
しかも、クランクケース３０の前ケース３０ａと後ケース３０ｂの間に本体部５１を配設し、その前端５５をボールベアリング５３からハウジング空間６０内へ突出させた状態で前輪接続部５２を取付けできる。この場合、前輪接続部５２は前ケースカバー３１の取付に先立って予め前端５５へ結合させておくか、前ケースカバー３１へそのニードルベアリン６６から前端６７を突出させた状態で予め小組してから前ケースカバー３１を前ケース３０ａ前面へ取付けるとき同時に取付けるようにすることができる。
【００３４】
したがって、組み立て作業が容易となる。また、パワーユニット４が車体フレーム１に搭載されている状態でメンテナンスを行うときも、前ケースカバー３１や前輪接続部５２だけを取り外せば足りる場合があり、この場合は本体部５１や後ケースカバー３２を取り外したり、クランクケース３０の分解等をする必要がなくなるから、メンテナンス作業が容易になる。
【００３５】
そのうえ、軸振れを防止するため厳しい精度で管理しなければならず、かつ製造上も精度維持が難しく、複数回の矯正処理を施さなければならないことがある軸受部を複数有する長い出力軸２０であっても、これを比較的短い本体部５１と前輪接続部５２に分割して個々に製造できるので、素材作成、軸受部の荒加工、熱処理、曲がり矯正、軸受部研磨、再矯正と多くの工程が必要になるが、本実施例によれば、熱処理後と軸受部研磨後の矯正処理を廃止できる可能性がある。さらに矯正によるクラックなどの問題を未然に防ぐことができる。
【００３６】
なお、本願発明は上記実施例に限定されず種々に変形や応用が可能であり、例えば、前後輪駆動の自動２輪車に対して適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の４輪駆動仕様時における要部断面図
【図２】実施例の適用された４輪バギー車の要部側面図
【図３】パワーユニットの縦断面図
【図４】２輪駆動部仕様時における図１と同様図
【符号の説明】
２：前輪、３：後輪、４：パワーユニット、２０：出力軸、２１：前輪プロペラ軸、２２：前輪ギヤボックス、２４：後輪プロペラ軸、３０：クランクケース、３１：前ケースカバー、３２：後ケースカバー、５１：本体部、５２：前輪接続部、５５：前端部、５６：雄スプライン、６２：雌スプライン、６１：後端、６４：出口、６５：貫通穴、６７：前端、６８：雄スプライン、６９：閉鎖壁

Claims

エンジンの出力を前輪側と後輪側の双方へ伝達するための出力軸をパワーユニットケースに備えたシャフト駆動車において、前記出力軸（２０）を前輪側軸部と後輪側軸部とに分離・結合自在に分割し、
前記後輪側軸部をなす本体部（５１）の軸方向端部のうち前側は、前記パワーユニットケースに取付けられたボールベアリング（５３）の軸受穴を貫通して前方へ突出する前端部（５５）をなし、
前記前輪側軸部をなす前輪接続部（５２）はその後端（６１）が大径部をなし、その軸心部に後方へ向かって開放する嵌合穴が設けられ、
前記ボールベアリング（５３）の前方にて前記後端（６１）の前記嵌合穴に前記本体部（５１）の前記前端部（５５）が嵌合するとともに、
前記本体部（５１）の前端部（５５）は外周に形成された雄スプラインにより前記前輪接続部（５２）の前記後端（６１）に設けられた前記嵌合穴の内周面に形成されている雌スプラインとスプライン結合し、前記ボールベアリング（５３）の前方向移動が前記パワーユニットケースにより規制され、かつ前記前端部（５５）の後方に形成された大径のストッパ段部（５１ａ）が前記ボールベアリング（５３）の後側へ当接し、
前記前輪接続部（５２）の前部（６７）は、前記パワーユニットケースに取付けられたニードルベアリング（６６）の軸受穴を貫通して前方へ突出し、このニードルベアリング（６６）の後側に前記前部（６７）の後方に設けられている大径部（６３）が配置されることで前記前輪接続部（５２）の前方向移動が規制され、
前記前輪接続部（５２）は前記後端（６１）を前記本体部（５１）の前記前端部（５５）へ結合した状態で前記パワーユニットケースへ取付可能であることを特徴とするシャフト駆動車両の出力軸構造。