車輪和具有該車輪的機動二輪車的製作方法
2023-05-17 02:38:36 2
專利名稱：車輪和具有該車輪的機動二輪車的製作方法
技術領域：
本發明涉及車輪和具有該車輪的機動二輪車，更具體地說，本發明涉及發動機的驅動力經由車軸而進行傳遞的輕合金制車輪。
背景技術：
在機動二輪車中具有下述類型的車輪，即，發動機驅動力經由車軸傳遞到車輪上，而且發動機制動操作時的轉動力從車輪經由車軸傳遞到發動機側。在這種機動二輪車中，當上述車輪由輕合金製造時，具有下述情況通過將鐵製的軸套澆鑄到車輪輪轂部的軸心內，將車軸花鍵配合到該軸套上，從而承受發動機驅動力等的傳遞(例如參照專利文獻1)。而且，在上述澆鑄作業時，一般採用所謂重力鑄造在將上述鐵製軸套設定在車輪用鑄模的軸心上的狀態下，在重力作用下將熔液澆鑄到該鑄模中。
專利文獻1特許第3232380號公報但是，在具有上述現有輕合金制車輪的機動二輪車中，如果在起動時等開大節氣門，則產生很大的發動機驅動力，因而存在車輪的軸心附近產生異音的問題。
本申請的發明人等，對產生上述異音的機理進行了研究，得出下述結論。在將鐵製軸套澆鑄到輕合金車輪上時，為了確保鐵軸套和輕合金的密合性，將鐵軸套預熱到500℃左右，在該狀態下採用一體鑄造方法。通過上述預熱而在鐵軸套的表面上形成氧化皮(黑皮)，上述一體鑄造一般是重力鑄造而不對熔液施加壓力，因此在輕合金制輪轂部和鐵製軸套的交界處不可避免地產生微小間隙。因此，軸套和輪轂部因鑄造所產生的結合力不夠，所以一旦施加較大的發動機驅動力等轉動力，則在軸套和輪轂部之間產生相對移動(錯位)。如果對該錯位情形進行更詳細地觀察，則發現在上述轉動力的大小達到某種程度之前，軸套和輪轂部通過靜摩擦力來承受轉動力，不會產生錯位。但是，一旦上述轉動力的大小超過某種程度，則軸套和輪轂部不能承受轉動力而變成動摩擦狀態，但是在上述靜摩擦狀態下所積蓄的能量在轉換為動摩擦時一起釋放出來，所以產生較大的聲音。
因此，為了防止產生上述異音，下述方法非常有效，即，在進行上述澆鑄時充分增大軸套和輪轂部之間的靜摩擦係數，或降低由上述轉動力作用在軸套和輪轂部的交界上的力。但是，只要在上述軸套表面上形成上述氧化皮以及微小間隙，則難以充分增大上述靜摩擦係數。另一方面，要降低作用在上述交界上的力，可以增大軸套的直徑。但是，增大軸套的直徑方面也受到限制。特別是，對於在輪轂部內設置鼓式制動器類型的車輪而言，如果不改變輪轂部的直徑而增大軸套直徑，則難以確保鼓式制動器的裝配空間。
發明內容
鑑於上述問題，提出本發明，本發明的目的是提供一種可以通過簡單結構來防止產生上述異音的車輪和具有該車輪的機動二輪車。
本發明是一種車輪，包括輕合金制輪轂部和貫穿車軸的軸套，該軸套由強度高於輕合金的金屬製造，且通過澆鑄而設置在上述輪轂部的軸心上，轉動力在上述車軸和輪轂部之間經由上述軸套進行傳遞，其特徵在於，在上述軸套和輪轂部之間，設置了用於降低上述澆鑄出的軸套和輪轂部之間的靜摩擦係數的摩擦係數降低層。
發明效果根據本發明，由於在上述軸套和輪轂部之間，設置了用於降低上述澆鑄出的軸套和輪轂部之間的靜摩擦係數的摩擦係數降低層，因而在發動機驅動力或發動機制動力所產生的轉動力較小時，在上述軸套和輪轂部之間即產生滑動(錯位)，而不會像現有車輪那樣在靜摩擦狀態下蓄積大量能量，因而不會出現大量能量一起釋放出來的情況。由此，能夠防止或減輕異音的產生。
圖1是本發明一個實施例的機動二輪車的左側視圖；圖2是上述實施例的機動二輪車後輪的剖面後視圖；圖3是上述後輪用車輪的側視圖；圖4是上述車輪的剖面後視圖；圖5是上述車輪用軸套的側視圖；圖6是上述軸套的剖面後視圖；圖7是用於說明上述實施例的作用效果的示意圖。
具體實施例方式
下文將根據附圖對本發明的實施例進行說明。
圖1～圖7是用於說明本發明一實施例的視圖。在這些圖中，1表示具有本實施例的車輪的機動二輪車。該機動二輪車1具有下述結構。前叉3由車體框架2的前端的頭管2a進行支撐，且可左右自由轉向；在前叉3的下端軸支撐前輪4，在其上端安裝轉向手柄5。此外，將油箱6、座椅7、行李架8等搭載在上述車體框架2的上部。
將發動機9懸架支撐在上述車體框架2的中央下部上。後臂10可上下擺動地支撐在該發動機9的後側。該後臂10以樞軸部連接左右臂主體10a、10b的前端部，通過後輪軸13將後輪11支撐在左右臂主體10a、10b的後端部之間。
在上述後臂10左側的臂主體10a部分上設置了鏈罩12。上述發動機9的輸出軸的轉動，從驅動鏈輪經由設置在鏈罩12內的鏈條和從動鏈輪被傳遞到後輪軸13上，該後輪軸13的轉動被傳遞到後輪11。另外，上述後輪軸13由上述後臂10通過軸承16可自由轉動地進行支撐。
上述後輪11包括車輪14和安裝在該車輪14的輪輞部14a上的輪胎15。上述車輪14由鋁合金製造，將構成外周部的上述輪輞部14a、構成軸心部的輪轂部14b以及連接該輪轂部14b和輪輞部14a的多個輪輻部14c一體鑄造而製成車輪14，即所謂的鑄造車輪。
上述輪轂部14b形成具有周壁部14d和底壁部14e的碗狀，將鼓式制動裝置17設置在該輪轂部14b上。該制動裝置17具有堵塞上述輪轂部14b的開口地設置的鋁合金制的制動器罩17a；能夠以支撐銷17e為中心展開收縮地支撐在該制動器罩17a上的一對制動蹄17b、17b；使該制動蹄17b展開的制動凸輪17c；以及澆鑄在上述周壁部14d的內周面上的鐵製的制動鼓17d。當駕駛員踩踏制動踏板時，則上述制動凸輪17c使上述制動蹄17b以支撐銷17e為中心展開，該制動蹄17b與上述制動鼓17d的內周面壓接而產生制動力。
在上述輪轂部14b的底壁部14e的軸心上向上述制動器罩17a一側延伸地一體形成筒狀的法蘭部14f。將鐵製的軸套18澆鑄在上述法蘭部14f的軸心上。該軸套18是鍛造成形件，具有筒狀的軸套主體18a、形成在該軸套主體18a外周面上的環狀法蘭部18b以及連接環狀法蘭部18b和軸套主體18a的外周面的多個肋部18c。在上述軸套主體18a的內周面上形成了花鍵齒，該花鍵齒與形成在上述後輪軸13的外周面上的花鍵齒配合。
在上述軸套18和上述車輪14的法蘭部14f的交界處即軸套18的整個外周面上形成了發揮摩擦係數降低層功能的氧化鋅層19。該氧化鋅層19由將鍍鋅層氧化而形成的氧化鋅粉狀體構成。
下面說明本實施例的車輪14的製造方法。本製造方法包括對上述軸套18實施用於降低靜摩擦係數的摩擦係數降低處理的前處理工序；將該軸套18預熱到規定溫度的預熱工序；和將該預熱後的軸套18設置在鑄模的軸心部上，將熔液澆鑄在該鑄模內的澆鑄工序。
更具體地說，上述軸套18，在澆鑄到車輪14上之前，在其整個外表面上通過電鍍等現有公知技術形成鍍鋅層。然後，在將具有鍍鋅層的軸套18澆鑄到車輪14上之前，將其加熱到規定的預熱溫度(例如500℃)。通過該預熱工序，上述鍍鋅層變成通過將鋅氧化而形成的氧化鋅粉狀體組成的氧化鋅層。然後，將預熱後的軸套18設置在車輪14的鑄模的軸心部上，而且上述制動鼓17d與軸套18同軸地設置在上述鑄模內，將鋁金屬熔液澆鑄到該鑄模內。
由此，製造出將上述制動鼓17d澆鑄到上述輪轂部14b的周壁部14d的內周面上，並將上述軸套18澆鑄到上述法蘭部14f的軸心部上的車輪14。另外，在澆鑄作業後，對上述制動鼓17d的內周面實施加工，並對軸套18實施花鍵加工。
在本實施例中，由於在上述軸套18和輪轂部14的交界處，設置了用於降低將軸套18澆鑄到輪轂部14b上時軸套18和輪轂部14b之間的靜摩擦係數的氧化鋅層19，所以當由發動機驅動力或發動機制動力而產生很大轉動力時，能夠防止或抑制在上述輪轂部14b附近產生異音的問題。
圖7是用於說明本實施例中能夠防止或抑制產生異音的理由的視圖，表示產生規定轉動力時的經過時間和錯位的大小之間的關係。
圖7(a)示意性地表示現有車輪中的錯位發生情況。在現有車輪中，即使在因發動機驅動力等而施加規定值以上的轉動力時，在經過規定時間(點a)之前也不會產生錯位，在此期間，轉動力所產生的能量被蓄積，當經過規定時間時，從靜摩擦狀態轉換為動摩擦狀態，在此瞬間，上述蓄積的能量被一起釋放出來，因而產生異音。
另一方面，在本實施例中，如圖7(b)所示，如果因發動機驅動力等產生的轉動力增大，則從經過較短時間的時刻(點c)開始，緩緩產生錯位，而且在產生反向轉動力時，也是從較早的時刻d開始錯位緩緩變小，因而蓄積的能量不會太大，所以不會出現巨大能量被一起釋放出來，不會產生異音或可以抑制異音的產生。
此時，本實施例的氧化鋅層(摩擦係數降低層)19可以表現為相對運動允許層，即在上述轉動力大於或等於規定值時，允許上述軸套18和輪轂部14b克服兩者之間因澆鑄而產生的結合力，且與上述轉動力大致成比例地相對移動(參照圖7(d))。
如上所述，在本實施例中，能夠防止或抑制在車輪輪轂部附近產生異音。此時，無需應付難以充分增大軸套18和輪轂部14b的靜摩擦係數的問題，而且也無需增大軸套的直徑。這樣，由於無需增大軸套的直徑，因此不會產生難以在輪轂部內確保鼓式制動裝置的設置空間的問題。
而且，在上述實施例中，雖然在軸套18的整個外表面上形成了作為摩擦係數降低層的氧化鋅層19，但是該摩擦係數降低層也可以至少形成在通過上述轉動力使軸套18和輪轂部的法蘭部14f相對移動的相對移動面上，在圖6中，例如形成在軸套18的軸套主體18a的外表面上。
而且，本發明中的摩擦係數降低層並不局限於氧化鋅層，例如也可以採用在對軸套18進行澆鑄前、且預熱後具有潤滑功能的摩擦係數降低層。而且，換言之，作為上述摩擦係數降低層，可以由在澆鑄前的預熱高溫條件下容易與氧結合的金屬例如鎳、鉻構成，形成皮膜狀，例如可以採用鍍膜或噴鍍膜等。
而且，在本實施例中，雖然對一體鑄造輪輞部、輪輻部和輪轂部的鑄造車輪進行了說明，但是本發明也可以適用於至少輪轂部由輕合金製造的車輪，也可以適用於環狀輪輞和輪轂以輪輻相連的所謂輪輻式車輪。
此外，在上述實施例中，雖然說明了具有鼓式制動裝置的情況，但是不言而喻，本發明也適用於具有盤式制動裝置的車輪。
權利要求
1.一種車輪，包括輕合金制的輪轂部和貫穿車軸的軸套，所述軸套由強度高於輕合金的金屬製造，且通過澆鑄而設置在所述輪轂部的軸心上，轉動力在所述車軸和輪轂部之間經由所述軸套進行傳遞，其特徵在於，在所述軸套和輪轂部之間設置了摩擦係數降低層，用於降低所述澆鑄出的軸套和輪轂部之間的靜摩擦係數。
2.根據權利要求1所述的車輪，其特徵在於，至少在通過所述轉動力使所述軸套和輪轂部相對移動的相對移動面上形成所述摩擦係數降低層。
3.根據權利要求1所述的車輪，其特徵在於，所述摩擦係數降低層在所述軸套澆鑄前、預熱後具有潤滑功能。
4.根據權利要求1所述的車輪，其特徵在於，所述摩擦係數降低層由在高溫條件下容易與氧結合的金屬構成。
5.根據權利要求4所述的車輪，其特徵在於，所述摩擦係數降低層形成為皮膜狀。
6.根據權利要求5所述的車輪，其特徵在於，所述摩擦係數降低層由鍍膜構成。
7.根據權利要求6所述的車輪，其特徵在於，所述金屬為鋅、鎳或鉻。
8.一種車輪，包括輕合金制的輪轂部和貫穿車軸的軸套，所述軸套由強度高於輕合金的金屬製造，且通過澆鑄而設置在所述輪轂部的軸心上，轉動力在所述車軸和輪轂部之間經由所述軸套進行傳遞，其特徵在於，在所述軸套和輪轂部之間設置了相對移動允許層，當所述轉動力大於或等於規定值時，允許該軸套和輪轂部克服兩者之間因澆鑄而產生的結合力，且相對移動與所述轉動力大致成比例的量。
9.一種車輪的製造方法，該車輪包括輕合金制的輪轂部和貫穿車軸的軸套，該軸套由強度高於輕合金的金屬製造，且通過澆鑄而設置在所述輪轂部的軸心上，轉動力在所述車軸和輪轂部之間經由所述軸套進行傳遞，其特徵在於，包括對所述軸套實施用於降低所述澆鑄出的軸套和輪轂部之間的靜摩擦係數的摩擦係數降低處理的前處理工序；和將該軸套設置在鑄模內，實施所述澆鑄作業的澆鑄工序。
10.一種包括權利要求1～8中任一項所述的車輪的機動二輪車。
全文摘要
本發明提供一種可以通過簡單結構來防止產生異音的車輪和具有該車輪的機動二輪車。所述車輪包括輕合金製造的輪轂部(14b)和貫穿車軸(13)的軸套(18)，該軸套由強度高於輕合金的金屬製造，且通過澆鑄而設置在所述輪轂部(14b)的軸心上，轉動力在所述車軸(13)和輪轂部(14b)之間經由所述軸套(18)進行傳遞，其中，在所述軸套(18)與輪轂部(14b)之間設置了摩擦係數降低層(19)，用於降低所述澆鑄出的軸套(18)和輪轂部(14b)之間的靜摩擦係數。
文檔編號B60B37/00GK1955020SQ20061015406
公開日2007年5月2日 申請日期2006年9月22日 優先權日2005年10月24日
發明者金野敏彥, 陰山耕司 申請人:山葉發動機株式會社