特許 5879114 車軸及び車軸の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5879114

(24)【登録日】2016年2月5日

(45)【発行日】2016年3月8日

(54)【発明の名称】車軸及び車軸の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B60G 9/04 20060101AFI20160223BHJP

【ＦＩ】

   B60G9/04

【請求項の数】5

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2011-272406(P2011-272406)

(22)【出願日】2011年12月13日

(65)【公開番号】特開2013-123944(P2013-123944A)

(43)【公開日】2013年6月24日

【審査請求日】2014年9月30日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003908

【氏名又は名称】ＵＤトラックス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100075513

【弁理士】

【氏名又は名称】後藤 政喜

(74)【代理人】

【識別番号】100114236

【弁理士】

【氏名又は名称】藤井 正弘

(74)【代理人】

【識別番号】100120260

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 雅昭

(74)【代理人】

【識別番号】100137604

【弁理士】

【氏名又は名称】須藤 淳

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 純一

(72)【発明者】

【氏名】原島 崇昭

(72)【発明者】

【氏名】西村 州平

(72)【発明者】

【氏名】加藤 恵美子

【審査官】 平野 貴也

(56)【参考文献】

【文献】 実開平０５−０３２２４０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２００８−１６２５０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１３３０３３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６０Ｇ １／００ − ９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車体フレームに懸架され、駆動源からの回転力を車輪に伝達する車軸であって、
前記車軸の外形を成す車軸ケースと、
前記車軸ケースに接合され、前記車体フレームから延設されるトルクロッドが連結されるブラケットと、
前記車軸ケースと前記ブラケットとを接合する溶接部と、
を備え、
前記車軸ケースには、前記車軸ケースの外面側に接合され、外側に突設して設けられる円柱部が備えられ、
前記ブラケットには、前記円柱部が挿入される挿入穴が形成され、
前記ブラケットは、前記挿入穴に前記円柱部が挿入されていることを特徴とする車軸。

【請求項2】

前記車軸ケースには、前記車軸ケースの軸方向の中間部で外側に膨出され、差動ギアが収装される膨出部が形成され、
前記円柱部は、前記膨出部から突設して設けられることを特徴とする請求項１に記載の車軸。

【請求項3】

前記円柱部は、前記車軸ケースに穿設された円柱部穴に挿通されて固定されることを特徴とする請求項１又は２に記載の車軸。

【請求項4】

前記車軸ケースには、前記円柱部が複数備えられ
前記ブラケットには、複数の前記円柱部が挿入される挿入穴が複数形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の車軸。

【請求項5】

車体フレームに懸架され、駆動源からの回転力を車輪に伝達する車軸の製造方法であって、
前記車軸は、前記車軸の外形を成す車軸ケースと、前記車軸ケースに接合され、前記車体フレームから延設されるトルクロッドが連結されるブラケットと、前記車軸ケースと前記ブラケットとを接合する溶接部と、を備え、
前記車軸の製造方法は、
前記ブラケットに形成された挿入穴に、前記車軸ケースの外面側に接合されて外側に突設して設けられる円柱部を挿入する工程と、
前記挿入穴に前記円柱部が挿入された状態で、前記溶接部において前記ブラケットを溶接によって前記車軸ケースに接合する工程と、
を含むことを特徴とする車軸の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車体フレームに懸架される車軸に関する。

【背景技術】

【0002】

大型トラック等の車両において、駆動力を車輪に伝達する車軸は、バネ部品と共にいくつかのアームやロッドを介して車体フレームに懸架される。

【0003】

大型トラック等の車軸において、車体フレームとの位置決め及び揺動の抑制のため、車体フレームの左右側からそれぞれ延びるトルクロッド（Ｖロッド）を、車軸中央付近に形成される作動ギアを収装する膨出部の上部に設けたブラケットに連結する構造が知られている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】実開平５−３２２４０号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ブラケットは車軸のケースに溶接等によって接合されるが、トルクロッドにより大きな荷重を受けるため、荷重に対応する強度が必要となる。大きな荷重に対応するためには、高い強度が要求される。強度を高くするためには、ブラケットと車軸ケースとの溶接面積を大きくする必要があった。

【0006】

しかし、接合面積を大きくするとブラケット自体が大型化する。また、ブラケットが大型化するとブラケットの重量が増加し、車軸全体の重量が増加するという問題がある。また、車体フレーム及び周辺部品とのレイアウトの制約によって、ブラケットの大きさが制約され、必要な強度を得ることが難しくなるという問題点があった。

【0007】

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、ブラケットを大型化することなくブラケットとの強度を保つことができる車軸を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、車体フレームに懸架され、駆動源からの回転力を車輪に伝達する車軸であって、車軸の外形を成す車軸ケースと、車軸ケースに接合され、車体フレームから延設されるトルクロッドが連結されるブラケットと、車軸ケースと前記ブラケットとを接合する溶接部と、を備え、車軸ケースには、車軸ケースの外面側に接合され、外側に突設して設けられる円柱部が備えられ、ブラケットには、円柱部が挿入される挿入穴が形成され、ブラケットは、挿入穴に円柱部が挿入されていることを特徴とする。
また、本発明は、車体フレームに懸架され、駆動源からの回転力を車輪に伝達する車軸の製造方法であって、車軸は、車軸の外形を成す車軸ケースと、車軸ケースに接合され、車体フレームから延設されるトルクロッドが連結されるブラケットと、車軸ケースとブラケットとを接合する溶接部と、を備え、車軸の製造方法は、ブラケットに形成された挿入穴に、車軸ケースの外面側に接合されて外側に突設して設けられる円柱部を挿入する工程と、挿入穴に円柱部が挿入された状態で、溶接部においてブラケットを溶接によって車軸ケースに接合する工程と、を含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、ブラケットは、挿入穴に円柱部が挿入された状態で、溶接によって車軸ケースに接合されるので、溶接部分だけでなく円柱部によって荷重を受けることができる。このような構成によって、ブラケットの強度を低下させることなくブラケットを小型化できて、車軸を小型、軽量化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施形態の車軸を中心とした車体フレームの説明図である。

【図2】本発明の実施形態の車軸の説明図である。

【図3】本発明の実施形態のブラケットの説明図である。

【図4】本発明の実施形態の変形例のブラケットの説明図である。

【図5】本発明の実施形態の変形例のブラケットの説明図である。

【図6】本発明の実施形態の変形例のブラケットの説明図である。

【図7】本発明の実施形態の変形例のブラケットの説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

【0012】

図１は、本発明の実施形態の車軸１を中心とした車体フレーム２の説明図である。なお、図１において、図の上方が車両の進行方向前方を示す。

【0013】

車軸１には、左右の車輪４１、４２が備えられる。車軸１は、図示しないエンジン及び変速機によって、これら左右の車輪４１、４２を駆動することによって、車両を走行する。

【0014】

車軸１は、車軸ケース１１により構成され、その内部に差動ギア及び駆動軸を備える。車軸１の中央部には外側に膨出された膨出部１２が形成されており、この膨出部１２の内部に差動ギアが収容される。車軸１には、膨出部１２から左右側に延びる左車軸１３及び右車軸１４が連接されており、これら左車軸１３及び右車軸１４内には、それぞれ駆動軸が収装されている。駆動軸は車輪４１、４２に連結される。車軸ケース１１は、膨出部１２、左車軸１３及び右車軸１４を含んで、車軸１の外形を成す。

【0015】

車体フレーム２は、左サイドフレーム３及び右サイドフレーム４が連結部５によって連結されて構成されている。車軸１は、車体フレーム２の進行方向に対して直交する方向に設けられている。

【0016】

車軸１は、複数の空気バネ２１を介して車体フレーム２に懸架される。空気バネ２１は、その上方が左サイドフレーム３及び右サイドフレーム４に連結され、その下方には、車軸１の下方から前後方向に延びるアーム２２、２３が連結されている。

【0017】

また、車軸１は、車体フレーム２にＶ字状のトルクロッド２５を介しても懸架される。左サイドフレーム３及び右サイドフレーム４には、それぞれロッド連結部３１及びロッド連結部３２が連結されている。また、車軸１の膨出部１２の上方には、ブラケット２６が設けられている。これらロッド連結部３１、３２からブラケット２６へとＶ字形状を成すトルクロッド２５が差し渡されている。

【0018】

トルクロッド２５は、車軸１を車体フレーム２に対して位置決めをし、また、車軸１の車体フレーム２に対するする揺動、振動を抑制する。このような構造により、トルクロッド２５は、車軸１と車体フレーム２との間に加わる荷重（トルク）を受ける。

【0019】

次に、車軸１のブラケット２６について説明する。

【0020】

図２は、本実施形態の車軸１の説明図であり、図２（Ａ）が車軸１の上面図を、図２（Ｂ）が車軸１の側面図を、それぞれ示す。

【0021】

車軸１には、その上方にトルクロッド２５が連結されるブラケット２６が備えられる。ブラケット２６は、上側ブラケット２８と下側ブラケット２９とによって構成される。

【0022】

下側ブラケット２９は、車軸１の膨出部１２の上側に溶接によって接合される。上側ブラケット２８は、下側ブラケットの上側にボルトによって連結される。上側ブラケット２８には、トルクロッド２５が連結される連結部５１が形成されている。

【0023】

上側ブラケット２８の連結部５１には、トルクロッドの車軸側連結部２５ａが嵌合される溝部５１ａと、この溝部５１ａに嵌合された車軸側連結部２５ａを連結部に共締めするためのロッドが挿通されるロッド穴５１ｂと、上側ブラケット２８と下側ブラケット２９とを連結するための四つのボルト穴２８ａが設けられている。

【0024】

下側ブラケット２９は、その下側は膨出部１２の上側の曲面に対応する形状に形成されている。下側ブラケット２９には、上側ブラケット２８と連結するための四ヶ所のボルト穴２９ａが形成されている。

【0025】

次に、下側ブラケット２９の取付け構造について説明する。

【0026】

下側ブラケット２９は、車軸１の膨出部１２に溶接される。この溶接は、下側ブラケット２９と膨出部１２とが接する部分の外周部に施される。

【0027】

下側ブラケット２９は、上側ブラケット２８とともにトルクロッド２５から加わる荷重を受ける。従って、この荷重が大きい場合は、下側ブラケット２９と膨出部１２との間の接合面積、すなわち溶接部分となる下側ブラケット２９の周囲を大きくする必要がある。しかし、下側ブラケット２９を大きくした場合は、ブラケット２６のサイズ及び重量が増加する。車軸１は車体フレーム２に懸架されるためにレイアウト上の制約が発生するので、従来は、ブラケット２６のサイズを大きくすることに限界があるという問題があった。

【0028】

本発明の実施形態の車軸１は、次のような特徴的な構成によって、ブラケット２６のサイズを大きくすることなく、トルクロッドの荷重を受けることができるように構成した。

【0029】

図３は、本発明の実施形態のブラケット２６の説明図であり、図２におけるＡ−Ａ断面図を示す。

【0030】

本発明の実施形態の車軸ケース１１には、膨出部１２の所定位置（頂部）から突出するように設けられた円柱状のピン６０が、下側ブラケット２９に形成されるピン挿入穴６６に挿入される構成となっている。以下、その詳細を説明する。

【0031】

図３に示すように、車軸ケース１１の膨出部１２にはピン穴６５が穿設されている。このピン穴６５には、ピン６０が挿入される。ピン６０は車軸ケース１１の外側に突設する円柱部を構成する。

【0032】

ピン６０は略円柱形状を有し、車軸ケース１１に穿設されているピン穴６５に圧入されて固定される。ピン６０の突出方向の先端側はテーパー加工がされている。また、ピン６０の下方側にはピン６０の外周側に張り出すようにフランジ部６０ａが形成されている。フランジ部６０ａは、ピン６０が車軸ケース１１に圧入されるときに、車軸ケース１１の内周側に突き当たり、ピン６０の位置決めを構成している。

【0033】

また、下側ブラケット２９には、膨出部１２から突設するピン６０に対向する位置に、ピン挿入穴６６が形成されている。下側ブラケット２９を車軸ケース１１に取付けるときに、ピン６０がピン挿入穴６６に挿入される。ピン６０が下側ブラケット２９のピン挿入穴６６に挿入された状態で、下側ブラケット２９の下端部を膨出部１２の外周面に接触させて、下側ブラケット２９と車軸ケース１１との接触部分の外周を溶接する。

【0034】

このようにして、車軸ケース１１に下側ブラケット２９が接合される。

【0035】

以上のように構成された車軸１は、次のような作用及び効果を奏する。

【0036】

車軸１とトルクロッド２５との間に加わる加重は、車軸１において、ブラケット２６と車軸ケース１１との間に加わる。このとき、下側ブラケット２９と車軸ケース１１との間はピン６０と溶接部分とによって接合されているので、これらピン６０と溶接部分とがそれぞれ荷重を受けることができる。従って、下側ブラケット２９と車軸ケース１１とを溶接のみによって接合した場合よりも、ピン６０の断面積だけ大きな加重を受けることができる。

【0037】

特に、ピン６０は、車軸ケース１１に嵌装され、下側ブラケット２９と車軸ケース１１との間の剪断方向の荷重を受けることができる。従って、下側ブラケット２９と車軸ケース１１との間にピン６０を介装することによって、ピン６０の分だけ溶接部分を増加したのと同じ荷重を受けることができる。

【0038】

次に、本発明の実施形態の他の変形例について説明する。

【0039】

図４は、本発明の実施形態の変形例のブラケット２６の説明図であり、図２におけるＡ−Ａ断面図を示す。この図４に示す例では、ピン６０を膨出部１２に固定する構造が、前述の図３で説明した構成とは異なる。

【0040】

図４（Ａ）に示す例は、車軸ケース１１の膨出部１２の外周側に、ピン６０を溶接によって接合する構成を示す。

【0041】

前述の図３で説明した例では、ピン６０は、膨出部１２に穿設されたピン穴６５に圧入される構成を示した。一方で、図４（Ａ）に示す例では、膨出部１２の外周側の所定位置（頂部）に、ピン６０を溶接により接合する。

【0042】

また、下側ブラケット２９において、ピン６０が嵌装されるピン挿入穴６６には、ピン６０の溶接部分に干渉することを避けるために、ピン挿入穴６６の径が広げられた拡径部６６ａが形成されている。

【0043】

下側ブラケット２９を膨出部１２に接合するときは、ピン６０を下側ブラケット２９のピン挿入穴６６に挿入して、下側ブラケット２９の下端部が膨出部１２の外周面に接触した状態で、下側ブラケット２９と車軸ケース１１との接触部分の外周を溶接する。

【0044】

このように、図４（Ａ）に示す例では、膨出部１２にピン穴６５を穿設する必要がなくなるので、車軸１の加工コストを抑制することができる。

【0045】

図４（Ｂ）に示す例は、車軸ケース１１の膨出部１２に穿設されたピン穴６５に膨出部１２の外側からピン６０を圧入して固定する構成を示す。

【0046】

前述の図３で説明した例では、ピン６０は、膨出部１２に穿設されたピン穴６５の内側から圧入される構成を示した。一方で、図４（Ｂ）に示す例では、膨出部１２の外側からピン６０を圧入して固定するように構成した。

【0047】

ピン６０は、その軸方向の中間部分に外周側に張り出すようにフランジ部６０ａが形成されている。このピン６０を、膨出部１２の外側からピン穴６５圧入する。なお、下側ブラケット２９において、ピン６０が嵌装されるピン挿入穴６６には、ピン６０のフランジ部６０ａに干渉することを避けるために、ピン挿入穴６６の径が広げられた拡径部６６ａが形成されている。

【0048】

このように、図４（Ｂ）に示す例では、膨出部１２の外側からピン６０を圧入するので、車軸１の車軸ケース１１を組み立てた後にピン６０を固定することができる。これにより、車軸ケース１１の組み立て工程の一部にピンを圧入する工程を差し入れる必要がなく、別の工程でピン６０を固定するので、車軸１の加工コストを抑制することができる。

【0049】

図４（Ｃ）に示す例は、車軸ケース１１の膨出部１２に穿設されたピン穴６５に膨出部１２の内側からピン６０を固定する構成を示す。図４（Ｃ）の構成は前述の図３の構成と略同一であるが、ピン６０をピン穴６５に挿入した後、ピン６０のフランジ部６０ａを膨出部１２の内側に溶接によって接合する例を示す。

【0050】

このように構成することによって、ピン６０を確実に膨出部１２のピン穴６５に固定することができる。

【0051】

次に、本発明の実施形態のピン６０の構成の変形例を説明する。

【0052】

図５から図７は、本発明の実施形態の変形例のブラケット２６の説明図であり、ブラケット２６とピン６０との関係を説明する図である。

【0053】

図５に示す例は、複数のピン６０を車軸ケース１１の膨出部１２から突設させるように構成した例を示す。

【0054】

図５（Ａ）は、二つのピン６０を車軸ケース１１の膨出部１２から突設させた例を示す。図５（Ｂ）は、三つのピン６０を車軸ケース１１の膨出部１２から突設させた例を示す。図５（Ｃ）は、四つのピン６０を車軸ケース１１の膨出部１２から突設させた例を示す。なお、それぞれの構成例において、ブラケット２６の下側ブラケット２９には、ピン６０の位置に対応して、複数のピン挿入穴６６が形成されている。

【0055】

このように、車軸ケース１１の膨出部１２とブラケット２６との間に複数のピン６０を介装することによって、ピン６０の断面積に対応して、ブラケット２６の強度を大きくすることが可能となる。

【0056】

図６に示す例は、ピン６０を、円筒形状ではなく、さらに別の形状に構成した例を示す。

【0057】

図６（Ａ）は、ピン６０を、車体フレーム２の前後方向に延長して縦長の楕円形状に形成した例を示す。図６（Ｂ）は、ピン６０を、車軸１の軸方向に延長して横長の楕円に形成した例を示す。図６（Ｃ）は、ピン６０を、車軸１の軸方向と車体フレーム２の前後方向とにそれぞれ延設させ、断面を十字形状に形成した例を示す。図６（Ｄ）は、ピン６０の断面を十字形状に形成し、その取付け方向を車体フレーム２の前後方向に対して図６（Ｃ）とは４５度傾けて配置した例を示す。

【0058】

なお、それぞれの構成例において、ブラケット２６の下側ブラケット２９には、ピン６０の形状に対応した形状に形成されたピン挿入穴６６が形成されている。

【0059】

このように、ピン６０の形状を変形することによって、トルクロッドから受ける荷重の向きに対応した方向の強度をより強くすることができる。例えば、図６（Ａ）に示す例では、ピン６０が前後方向に延長されており、前後方向の強度を大きくすることができる。また、図６（Ｄ）の例では、ブラケット２６に対して斜め方向の強度を大きくすることができる。

【0060】

図７に示す例は、ピン６０を楕円形状として、さらに複数のピン６０を備えるように構成した例を示す。

【0061】

図７（Ａ）は、ピン６０を車体フレーム２の前後方向に延長して縦長の楕円形状に形成し、このピン６０を車体フレーム２の前後方向に並列に二つ設けた例を示す。図７（Ｂ）は、ピン６０を車軸１の軸方向に延長して横長の楕円形状に形成し、このピン６０を車軸１の軸方向に並列に二つ設けた例を示す。

【0062】

なお、それぞれの構成例において、ブラケット２６の下側ブラケット２９には、ピン６０の形状及び数に対応したピン挿入穴６６が形成されている。

【0063】

このように、このように、ピン６０の形状を変形し、さらに、複数のピン６０を備えることによって、ブラケット２６の強度を大きくすることが可能となる。

【0064】

以上のように、本発明の実施形態の車軸１は、車軸１の外形を成す車軸ケース１１と、車軸ケース１１に接合され、車体フレーム２から延設されるトルクロッド２５が連結されるブラケット２６と、を備え、車軸ケース１１には、外側に突設して設けられる柱状部としてのピン６０が備えられ、ブラケット２６には、ピン６０が挿入されるピン挿入穴６６が形成され、ブラケット２６は、ピン挿入穴６６にピン６０が挿入された状態で、溶接によって車軸ケース１１に接合されることを特徴とする。

【0065】

このように構成することによって、これらピン６０と溶接部分とがそれぞれ荷重を受けることができるので、下側ブラケット２９と車軸ケース１１とを溶接のみによって接合した場合よりも大きな加重を受けることができ、ブラケット２６のサイズを大型化することなく、トルクロッド２５と車軸との間に加わる荷重を受け止めることができる。

【0066】

なお、以上説明した本発明の実施形態では、車軸ケース１１に接合されるブラケット２６は、上側ブラケット２８と下側ブラケット２９とによって構成される例を示したが、ブラケット２６が一体に形成されていてもよい。

【0067】

本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。

【符号の説明】

【0068】

１ 車軸
２ 車体フレーム
１１ 車軸ケース
１２ 膨出部
２５ トルクロッド
２６ ブラケット
２８ 上側ブラケット
２９ 下側ブラケット
６０ ピン
６６ ピン挿入穴

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】