(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022055815
(43)【公開日】2022-04-08
(54)【発明の名称】車両用車軸装置、及び車両用車軸装置の製造方法
(51)【国際特許分類】
B60G 11/20 20060101AFI20220401BHJP
【ＦＩ】
B60G11/20
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020163461
(22)【出願日】2020-09-29
(71)【出願人】
【識別番号】520378469
【氏名又は名称】一般社団法人モバイルユニット普及協会
(74)【代理人】
【識別番号】100187791
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 晃志郎
(72)【発明者】
【氏名】奥村 靖
【テーマコード（参考）】
3D301
【Ｆターム（参考）】
3D301AA04
3D301AA69
3D301AA85
3D301AA88
3D301AA89
3D301DA11
(57)【要約】
【課題】車両のローリングを抑える機能を維持しつつ、軽量化した構造の車両用車軸装置、及びその製造方法を提供する。
【解決手段】車両用車軸装置１は、軸線Ｃに沿って延びるシャフト１０と、シャフト１０の外周を覆う弾性部材４と、シャフト１０、及び弾性部材４を覆う外側ハウジング５を備える。シャフト１０は、第一方向の側の端部をシャフト第一端部２０ａとし、第二方向の側の端部をシャフト第二端部２０ｂとする。シャフト第一端部２０ａが外側ハウジング５よりも突出し、シャフト１０の内部は、シャフト第二端部２０ｂからシャフト第一端部２０ａに向かう凹みであるシャフト凹部７を有する。外側ハウジング５を車体に固定し、シャフト１０に回転力が加わるとき、シャフト１０が回転し、外側ハウジング５とシャフト１０との間は、弾性部材４が弾性変形してねじれが発生する。
【選択図】図１
【解決手段】車両用車軸装置１は、軸線Ｃに沿って延びるシャフト１０と、シャフト１０の外周を覆う弾性部材４と、シャフト１０、及び弾性部材４を覆う外側ハウジング５を備える。シャフト１０は、第一方向の側の端部をシャフト第一端部２０ａとし、第二方向の側の端部をシャフト第二端部２０ｂとする。シャフト第一端部２０ａが外側ハウジング５よりも突出し、シャフト１０の内部は、シャフト第二端部２０ｂからシャフト第一端部２０ａに向かう凹みであるシャフト凹部７を有する。外側ハウジング５を車体に固定し、シャフト１０に回転力が加わるとき、シャフト１０が回転し、外側ハウジング５とシャフト１０との間は、弾性部材４が弾性変形してねじれが発生する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両の車体に取り付けて使用する車両用車軸装置であって、
軸線に沿って延びるシャフトと、
前記シャフトの外周を覆う弾性部材と、
前記シャフト、及び前記弾性部材を覆う外側ハウジングを備え、
前記軸線の方向のうちの一方を第一方向、他方を第二方向とし、
前記シャフトは、前記第一方向の側の端部をシャフト第一端部とし、前記第二方向の側の端部をシャフト第二端部とし、
前記シャフト第一端部が前記外側ハウジングよりも突出し、
前記シャフトの内部は、前記シャフト第二端部から前記シャフト第一端部に向かう凹みであるシャフト凹部を有し、
前記外側ハウジングを前記車体に固定し、前記シャフトに回転力が加わるとき、
前記外側ハウジングと前記シャフトとの間は、前記弾性部材が弾性変形してねじれが発生する車両用車軸装置。
軸線に沿って延びるシャフトと、
前記シャフトの外周を覆う弾性部材と、
前記シャフト、及び前記弾性部材を覆う外側ハウジングを備え、
前記軸線の方向のうちの一方を第一方向、他方を第二方向とし、
前記シャフトは、前記第一方向の側の端部をシャフト第一端部とし、前記第二方向の側の端部をシャフト第二端部とし、
前記シャフト第一端部が前記外側ハウジングよりも突出し、
前記シャフトの内部は、前記シャフト第二端部から前記シャフト第一端部に向かう凹みであるシャフト凹部を有し、
前記外側ハウジングを前記車体に固定し、前記シャフトに回転力が加わるとき、
前記外側ハウジングと前記シャフトとの間は、前記弾性部材が弾性変形してねじれが発生する車両用車軸装置。
【請求項2】
前記シャフト凹部は、前記シャフト第二端部から前記シャフト第一端部まで貫通する開口である請求項１に記載の車両用車軸装置。
【請求項3】
前記シャフト凹部は、前記軸線を中心とする円柱状、円錐状、角柱状、又は角錐状であって、
前記シャフト凹部において、前記軸線に交差する方向に対向する寸法である内側寸法は、前記シャフト第二端部が、前記第一方向の側の端部よりも大きい請求項１又は２に記載の車両用車軸装置。
前記シャフト凹部において、前記軸線に交差する方向に対向する寸法である内側寸法は、前記シャフト第二端部が、前記第一方向の側の端部よりも大きい請求項１又は２に記載の車両用車軸装置。
【請求項4】
前記シャフトは、前記軸線に沿って延びるシャフトコアと、前記シャフトコアの外周を覆う内側ハウジングとからなり、
前記シャフトコアにおいて、前記第二方向の側の端部をシャフトコア第二端部とし、
前記内側ハウジングにおいて、前記第一方向の側の端部は内側第一端部であり、前記第二方向の側の端部は前記シャフト第二端部であり、
前記シャフトコアは、
前記第一方向の側の端部が、前記シャフト第一端部であり、
前記シャフトコア第二端部が、前記内側ハウジングの内側にあって、前記内側第一端部から前記第二方向へ所定長さ隔てた位置と前記シャフト第二端部との間にあり、
前記シャフトコアの少なくとも一部と前記内側ハウジングとが接合し、前記シャフトコアと、前記内側ハウジングとが一体となって前記シャフトを形成する請求項１から３のいずれかに記載の車両用車軸装置。
前記シャフトコアにおいて、前記第二方向の側の端部をシャフトコア第二端部とし、
前記内側ハウジングにおいて、前記第一方向の側の端部は内側第一端部であり、前記第二方向の側の端部は前記シャフト第二端部であり、
前記シャフトコアは、
前記第一方向の側の端部が、前記シャフト第一端部であり、
前記シャフトコア第二端部が、前記内側ハウジングの内側にあって、前記内側第一端部から前記第二方向へ所定長さ隔てた位置と前記シャフト第二端部との間にあり、
前記シャフトコアの少なくとも一部と前記内側ハウジングとが接合し、前記シャフトコアと、前記内側ハウジングとが一体となって前記シャフトを形成する請求項１から３のいずれかに記載の車両用車軸装置。
【請求項5】
前記シャフトコアは、前記内側第一端部と前記シャフト第二端部との間の範囲の少なくとも一部において、前記軸線の方向に連続するリブ部を有し、
前記リブ部は、前記軸線に交差する方向の断面において、前記軸線を通り前記内側ハウジングに向かって延びる軸交差線に沿って延び、前記リブ部の先端が前記内側ハウジングと接合する請求項４に記載の車両用車軸装置。
前記リブ部は、前記軸線に交差する方向の断面において、前記軸線を通り前記内側ハウジングに向かって延びる軸交差線に沿って延び、前記リブ部の先端が前記内側ハウジングと接合する請求項４に記載の車両用車軸装置。
【請求項6】
前記シャフトコアは、前記シャフトコア第二端部から前記シャフト第一端部に向かう凹みであるシャフトコア凹部を備える請求項４に記載の車両用車軸装置。
【請求項7】
前記シャフト凹部は、前記シャフトコア第二端部から前記シャフト第一端部まで貫通する開口である請求項６に記載の車両用車軸装置。
【請求項8】
前記シャフトコア第二端部は、前記シャフト第二端部よりも前記内側第一端部に近い位置にある請求項４から７のいずれかに記載の車両用車軸装置。
【請求項9】
前記シャフトコア第二端部は、前記内側第一端部よりも前記シャフト第二端部に近い位置にあって、
前記シャフトコアは、前記内側第一端部から前記シャフトコア第二端部との間に渡って、前記内側ハウジングと接合する請求項４から７のいずれかに記載の車両用車軸装置。
前記シャフトコアは、前記内側第一端部から前記シャフトコア第二端部との間に渡って、前記内側ハウジングと接合する請求項４から７のいずれかに記載の車両用車軸装置。
【請求項10】
前記シャフト凹部の少なくとも一部は、炭素繊維を含む樹脂材からなる充填部材を備え、
前記外側ハウジングを前記車体に固定し、前記シャフトに回転力が加わるとき、
前記充填部材と一体となった前記シャフトが回転する請求項１から９のいずれかに記載の車両用車軸装置。
前記外側ハウジングを前記車体に固定し、前記シャフトに回転力が加わるとき、
前記充填部材と一体となった前記シャフトが回転する請求項１から９のいずれかに記載の車両用車軸装置。
【請求項11】
前記シャフト凹部の少なくとも一部は、軽金属を含み鉄よりも比重が小さい金属からなる充填部材を備え、
前記外側ハウジングを前記車体に固定し、前記シャフトに回転力が加わるとき、
前記充填部材と一体となった前記シャフトが回転する請求項１から９のいずれかに記載の車両用車軸装置。
前記外側ハウジングを前記車体に固定し、前記シャフトに回転力が加わるとき、
前記充填部材と一体となった前記シャフトが回転する請求項１から９のいずれかに記載の車両用車軸装置。
【請求項12】
請求項１０又は１１に記載の車両用車軸装置の製造方法であって、
前記シャフトの内部において、前記シャフト凹部に、前記充填部材を充填するための型である充填部材型を使用し、前記シャフトの外周を前記充填部材型に固定し、前記充填部材型を加熱しながら、前記充填部材を前記シャフト凹部に充填する工程と、
前記シャフトの外周に前記弾性部材を具備して内側ユニットを形成する工程と、
前記内側ユニットを前記外側ハウジングに挿入して固定する工程からなる車両用車軸装置の製造方法。
前記シャフトの内部において、前記シャフト凹部に、前記充填部材を充填するための型である充填部材型を使用し、前記シャフトの外周を前記充填部材型に固定し、前記充填部材型を加熱しながら、前記充填部材を前記シャフト凹部に充填する工程と、
前記シャフトの外周に前記弾性部材を具備して内側ユニットを形成する工程と、
前記内側ユニットを前記外側ハウジングに挿入して固定する工程からなる車両用車軸装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両のローリングを適切に調整するための車両用車軸装置、及び車両用車軸装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、車両のローリングを抑えるための車軸装置が提案されていた。例えば、特許文献１のねじり力ブッシング装置は、図２１（特許文献１における図２に相当する）に示すように、ほぼ正方形の横断面の主部分５１とほぼ円筒形の端部５２とを有する細長い内側部材５０を備えている。複数の正方形のエラストマーブッシング５３が主部分５１上に配置されかつ正方形の外側ハウジング５４が装置を囲んでいる。リンクアーム（図示せず）が内側部材の端部５２と連結されかつ車輪組立体を支持するためのスピンドル（図示せず）がリンクアームと連結されている。
【0003】
これによれば、運転中に、タイヤが道路による力および衝撃をうけるときに、スピンドルおよびリンクアームが内側部材５０を好適に回転させ、それにより内側部材５０が力または衝撃をエラストマーブッシング５３の内面に伝達する。そのときに、エラストマーブッシング５３が内側部材５０と外側ハウジング５４との間で圧縮される。力または衝撃が増大すると、エラストマーブッシング５３の圧縮も同様に増大する。従って、ねじり力ブッシング装置が道路による力および衝撃を吸収する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平１０－１５７４２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、従来例では、主部分５１は金属で形成されることが好ましく、しかも外側ハウジング５４の全長に渡っているため、装置全体の重量が大きくなるという問題があった。すなわち、図２１に示すように、従来例では内側部材５０が外側ハウジング５４の端部５４ａにまで存在するため、装置全体の重量を重くする大きな要因であった。これは、車両の運転を低燃費で行おうとしたときの障害となり、問題があった。特に電気自動車においては車両の軽量化が要求されるが、従来の装置では対応できないという問題がある。なお、説明のため、図２１に示す要素の符号は、特許文献１に記載の符号と異なっているが、ここで使用した要素の名称は特許文献１と同様である。
【0006】
本発明の目的は、従来の課題を解決すべくなされたものであり、車両のローリングを抑える機能を維持しつつ、軽量化した構造の車両用車軸装置、及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の第一の態様に係る車両用車軸装置は、車両の車体に取り付けて使用する車両用車軸装置であって、軸線に沿って延びるシャフトと、前記シャフトの外周を覆う弾性部材と、前記シャフト、及び前記弾性部材を覆う外側ハウジングを備え、前記軸線の方向のうちの一方を第一方向、他方を第二方向とし、前記シャフトは、前記第一方向の側の端部をシャフト第一端部とし、前記第二方向の側の端部をシャフト第二端部とし、前記シャフト第一端部が前記外側ハウジングよりも突出し、前記シャフトの内部は、前記シャフト第二端部から前記シャフト第一端部に向かう凹みであるシャフト凹部を有し、前記外側ハウジングを前記車体に固定し、前記シャフトに回転力が加わるとき、前記外側ハウジングと前記シャフトとの間は、前記弾性部材が弾性変形してねじれが発生する。
【0008】
これによれば、シャフトはシャフト凹部を有するので、シャフトの重量を軽減することができる。また、弾性部材によってねじれが発生するので、車両用車軸装置は、軽量化とローリングを抑える機能とを兼ね備えることができる。
【0009】
また、前記車両用車軸装置は、前記シャフト凹部が前記シャフト第二端部から前記シャフト第一端部まで貫通する開口でもよい。この場合、シャフトをさらに軽量化でき、車両用車軸装置を軽量化できる。
【0010】
また、前記車両用車軸装置は、前記シャフト凹部が、前記軸線を中心とする円柱状、円錐状、角柱状、又は角錐状であって、前記シャフト凹部において、前記軸線に交差する方向に対向する寸法である内側寸法は、前記シャフト第二端部が、前記第一方向の側の端部よりも大きくてもよい。
【0011】
この場合、シャフトは、シャフト凹部を軸線の方向に深く形成する際に、回転力を直接受ける第一方向の側の端部に近いほどシャフト凹部の内側寸法が小さいので、強度と剛性を維持できる。逆に、シャフト第二端部に近づくにつれてシャフトコアに加えられた回転力の影響が軽減されるので、シャフト凹部の内側寸法が大きくても強度と剛性を維持できる。
【0012】
また、前記車両用車軸装置は、前記シャフトが、前記軸線に沿って延びるシャフトコアと、前記シャフトコアの外周を覆う内側ハウジングとからなり、前記シャフトコアにおいて、前記第二方向の側の端部をシャフトコア第二端部とし、前記内側ハウジングにおいて、前記第一方向の側の端部は内側第一端部であり、前記第二方向の側の端部は前記シャフト第二端部であり、前記シャフトコアは、前記第一方向の側の端部が、前記シャフト第一端部であり、前記シャフトコア第二端部が、前記内側ハウジングの内側にあって、前記内側第一端部から前記第二方向へ所定長さ隔てた位置と前記シャフト第二端部との間にあり、前記シャフトコアの少なくとも一部と前記内側ハウジングとが接合し、前記シャフトコアと、前記内側ハウジングとが一体となって前記シャフトを形成してもよい。
【0013】
この場合、シャフトコア第二端部は、内側ハウジングの内側にあって、内側第一端部から第二方向へ所定長さ隔てた位置とシャフト第二端部との間にある。よって、少なくともシャフトコア第二端部とシャフト第二端部との間の分の体積はシャフトコアの重量を軽減できる。また、シャフトコアの少なくとも一部と内側ハウジングとが接合するので、シャフトコアと内側ハウジングとが一体となってシャフトとなる。車両にローリングが発生したときに、シャフトと外側ハウジングとの間で弾性部材が弾性変形するねじれによる吸収効果により、適切に調整することができる。シャフトは、シャフトコアと内側ハウジングとを別構成にして一体化することによって、シャフト凹部の形状の自由度が増すため、軽量化が容易となる。よって、シャフトをより軽量化し、車両にローリングが発生したときの吸収効果を兼ね備える。
【0014】
また、前記車両用車軸装置は、前記シャフトコアが、前記内側第一端部と前記シャフト第二端部との間の範囲の少なくとも一部において、前記軸線の方向に連続するリブ部を有し、前記リブ部は、前記軸線に交差する方向の断面において、前記軸線を通り前記内側ハウジングに向かって延びる軸交差線に沿って延び、前記リブ部の先端が前記内側ハウジングと接合してもよい。
【0015】
この場合、シャフトコアの一部がリブ形状を有するので、シャフトコアの重量を軽減することができる。リブ部の先端が内側ハウジングと接合するので、シャフトコアは軸線の方向においてリブ部を含めた範囲で内側ハウジングと接合することにより、シャフトコアと内側ハウジングとを合わせた強度と剛性を高くすることができる。
【0016】
また、前記車両用車軸装置は、前記シャフトコアが、前記シャフトコア第二端部から前記シャフト第一端部に向かう凹みであるシャフトコア凹部を備えてもよい。この場合、シャフトコア凹部を備えるので、シャフトコアを軽量化することができる。
【0017】
また、前記車両用車軸装置は、前記シャフト凹部が、前記シャフトコア第二端部から前記シャフト第一端部まで貫通する開口でもよい。この場合、さらにシャフトコアを軽量化することができる。
【0018】
また、前記車両用車軸装置は、前記シャフトコア第二端部が、前記シャフト第二端部よりも前記内側第一端部に近い位置にあってもよい。この場合、第一領域の体積が小さくなるので、シャフトコアを軽量化することができる。
【0019】
また、前記車両用車軸装置は、前記シャフトコア第二端部が、前記内側第一端部よりも前記シャフト第二端部に近い位置にあって、前記シャフトコアは、前記内側第一端部から前記シャフトコア第二端部との間に渡って、前記内側ハウジングと接合してもよい。
【0020】
この場合、シャフトコアは、軸線方向における内側ハウジングの１／２以上の範囲において接合できるので、さらにシャフトの強度と剛性を高くすることができる。よって、シャフトの強度と剛性を高くしつつ、シャフトコアの軽量化をすることができる。
【0021】
また、前記車両用車軸装置は、前記シャフト凹部の少なくとも一部が、炭素繊維を含む樹脂材からなる充填部材を備え、前記外側ハウジングを前記車体に固定し、前記シャフトに回転力が加わるとき、前記充填部材と一体となった前記シャフトが回転してもよい。
【0022】
この場合、シャフト凹部の少なくとも一部に炭素繊維を含む樹脂材からなる充填部材を備えるので、シャフト凹部を全てシャフトコアで構成した場合に比べて軽量化できる。さらに充填部材と一体となったシャフトの強度と剛性を高めることができる。
【0023】
また、前記車両用車軸装置は、前記シャフト凹部の少なくとも一部が、軽金属を含み鉄よりも比重が小さい金属からなる充填部材を備え、前記外側ハウジングを前記車体に固定し、前記シャフトに回転力が加わるとき、前記充填部材と一体となった前記シャフトが回転してもよい。
【0024】
この場合、シャフト凹部の少なくとも一部に軽金属を含み鉄よりも比重が小さい金属からなる充填部材を備えるので、シャフト凹部を全てシャフトコアで構成した場合に比べて軽量化できる。さらに充填部材と一体となったシャフトの強度と剛性を高めることができる。
【0025】
また、前記車両用車軸装置の製造方法は、前記シャフトの内部において、前記シャフト凹部に、前記充填部材を充填するための型である充填部材型を使用し、前記シャフトの外周を前記充填部材型に固定し、前記充填部材型を加熱しながら、前記充填部材を前記シャフト凹部に充填する工程と、前記シャフトの外周に前記弾性部材を具備して内側ユニットを形成する工程と、前記内側ユニットを前記外側ハウジングに挿入して固定する工程からなる。
【0026】
これによれば、車両用車軸装置の製造方法は、一連の製造工程のなかで、各構成要素を順に組み合わせて製造できる。シャフト凹部に充填部材を充填することができ、充填部材と内側ハウジングとを密着できる。よって、この製造方法によれば、強度と剛性を備えかつ軽量化した車両用車軸装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】第一実施形態の車両用車軸装置１ａを示した図であり、軸線Ｃの方向に切断した断面図である。
【図3】第二実施形態の車両用車軸装置１ｂを示した図であり、軸線Ｃの方向に切断した断面図である。
【図4】第三実施形態の車両用車軸装置１ｃを示した図であり、軸線Ｃの方向に切断した断面図である。
【図7】第三実施形態のシャフトコア２ｃを示した図であり、（ａ）は角材を基材としたシャフトコアの斜視図であり、（ｂ）は（ａ）におけるＡ視図であり、（ｃ）は（ｂ）の斜視図であり、（ｄ）は丸棒を基材としたシャフトコア２ｃの斜視図である。
【図8】第四実施形態の車両用車軸装置１ｄを示した図であり、軸線Ｃの方向に切断した断面図である。
【図10】車両用車軸装置１ｄにおけるシャフトコア２ｄと一部が異なるシャフトコア２００ｄを有する、車両用車軸装置１００ｄを示した図であり、軸線Ｃの方向に切断した断面図である。
【図11】第五実施形態の車両用車軸装置１ｅを示した図であり、軸線Ｃの方向に切断した断面図である。
【図12】第五実施形態のシャフトコア２ｅ、及び第七実施形態のシャフトコア２ｇを示した図であり、（ａ）は、シャフトコア２ｅ、２ｇをシャフト第一端部２０ａの側から見た斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ方向からの斜視図であり、（ｃ）は（ｂ）に対応した第五実施形態、及び第七実施形態における別の形態のシャフトコア２ｅ（２ｇ）を示した図である。
【図14】第六実施形態の車両用車軸装置１ｆを示した図であり、軸線Ｃの方向に切断した断面図である。
【図16】車両用車軸装置１ｆにおけるシャフトコア２ｆと一部が異なるシャフトコア２００ｆを有するである、車両用車軸装置１００ｆを示した図であり、軸線Ｃの方向に切断した断面図である。
【図17】第七実施形態の車両用車軸装置１ｇを示した図であり、軸線Ｃの方向に切断した断面図である。
【図18】車両用車軸装置１におけるシャフト１０（１０ｃ）の製造方法を説明した図であり、（ａ）から（ｃ）までは順に第一工程から第三工程までを示した図である。
【図19】車両用車軸装置１における内側ユニット３０の製造方法（第四工程）を説明した図である。
【図20】本発明の車両用車軸装置１と、車両に取り付けられる際の関連部材との関係と、製造方法のうちの第五工程を示した斜視図である。
【図21】従来の車両用車軸装置を示した図であり、軸線Ｃの方向に切断した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0028】
以下、図面を参照し、本発明を具現化した車両用車軸装置１を説明する。参照する図面は、本発明が採用しうる技術的特徴を説明するために用いるものである。図面に記載する装置の構成は、それのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例である。
【0029】
＜車両用車軸装置１に共通する構成＞
図面を参照して、本発明の態様に係る車両用車軸装置１に共通する構成を説明する。なお、図１から図１７までは、第一実施形態の車両用車軸装置１ａから第七実施形態の車両用車軸装置１ｇまで（車両用車軸装置１００ｄ、１００ｆを含む）を説明するものであるが、代表例として図１等を参照して車両用車軸装置１に共通する構成を説明する。
図面を参照して、本発明の態様に係る車両用車軸装置１に共通する構成を説明する。なお、図１から図１７までは、第一実施形態の車両用車軸装置１ａから第七実施形態の車両用車軸装置１ｇまで（車両用車軸装置１００ｄ、１００ｆを含む）を説明するものであるが、代表例として図１等を参照して車両用車軸装置１に共通する構成を説明する。
【0030】
車両用車軸装置１は、車両の車体に取り付けて使用し、以下の構成要素を備える。軸線Ｃに沿って延びるシャフト１０と、シャフト１０が延びる方向に沿ってシャフト１０の外周を覆う弾性部材４。さらに、シャフト１０、及び弾性部材４を覆う外側ハウジング５を備える。
【0031】
軸線Ｃの方向のうちの一方を第一方向、他方を第二方向とする。シャフト１０において、第一方向の側の端部をシャフト第一端部２０ａとし、第二方向の側の端部をシャフト第二端部２０ｂとする。後述するように、シャフト１０は円柱状、又は角柱状である。また、外側ハウジング５は、角筒状又は円筒状の形状である。以下の説明では、外側ハウジング５は例として角筒状のうちの四角筒状の場合について説明する。シャフト１０は、複数の例を説明する。
【0032】
シャフト１０は、シャフト第一端部２０ａが外側ハウジング５よりも突出する。シャフト１０の内部は、シャフト第二端部２０ｂからシャフト第一端部２０ａに向かう凹みであるシャフト凹部７を有する。車両用車軸装置１は、外側ハウジング５を車体に固定し、シャフト１０に回転力が加わるとき、外側ハウジング５とシャフト１０との間は、弾性部材４が弾性変形してねじれが発生する。
【0033】
シャフト１０の突出部２ｊは、先端部分にボルト用凹部１２ｄを挟んでセレーション部１２ｃを形成し、後述するホイールマウントアセンブリ３３の内歯部１８と係合する。その他、ホイールマウントアセンブリ３３との関係については後述する。シャフト１０の内在部２ｋは、弾性部材４及び外側ハウジング５に覆われる部分である。
【0034】
図１等では、例としてシャフト凹部７は、後述する充填部材６を備える（充填する）状態を示すが、充填部材６が充填しない空間状態でもよい。空間状態の場合、シャフト１０は最も軽量となる。
【0035】
＜車両用車軸装置に共通の構成による解決課題とその効果＞
以上説明したように、車両用車軸装置１は以下の課題を解決し、効果を奏する。従来の車両用車軸装置は、重量が大きく、車両の燃費向上に対して障害となっていた。特に、従来の車両用車軸装置は、シャフトコアを装置の全長に渡って通す構成となっており、シャフトコアの重量によって装置全体の重量が大きくなるという課題があった。特に電気自動車においては車両の軽量化が要求されるが、従来の装置では対応できないという課題があった。
以上説明したように、車両用車軸装置１は以下の課題を解決し、効果を奏する。従来の車両用車軸装置は、重量が大きく、車両の燃費向上に対して障害となっていた。特に、従来の車両用車軸装置は、シャフトコアを装置の全長に渡って通す構成となっており、シャフトコアの重量によって装置全体の重量が大きくなるという課題があった。特に電気自動車においては車両の軽量化が要求されるが、従来の装置では対応できないという課題があった。
【0036】
この課題に対し、車両用車軸装置１は、シャフト１０がシャフト凹部７を有するので、シャフト１０の重量を軽減することができる。また、弾性部材４によってねじれが発生するので、車両用車軸装置１は、軽量化とローリングを抑える機能とを兼ね備えることができる。
【0037】
＜車両用車軸装置１ａの構成＞
次に、図１及び図２を参照して、本発明の第一の態様に係る第一実施形態の車両用車軸装置１ａの構成を説明する。すでに説明した共通の構成は説明を省略する。シャフト１０ａは一体で形成され、シャフト第二端部２０ｂからシャフト第一端部２０ａに向かってシャフト凹部７を有する。シャフト凹部７は、軸線Ｃを中心とする円柱状、円錐状、角柱状、又は角錐状である。図２に示す例では、シャフト１０ａは四角柱であり、シャフト凹部７は円錐状の形状である。図２（ｂ）に示すように、突出部２ｊは円柱状であり、四角柱状の内在部２ｋに対してテーパ状に繋がっている。
次に、図１及び図２を参照して、本発明の第一の態様に係る第一実施形態の車両用車軸装置１ａの構成を説明する。すでに説明した共通の構成は説明を省略する。シャフト１０ａは一体で形成され、シャフト第二端部２０ｂからシャフト第一端部２０ａに向かってシャフト凹部７を有する。シャフト凹部７は、軸線Ｃを中心とする円柱状、円錐状、角柱状、又は角錐状である。図２に示す例では、シャフト１０ａは四角柱であり、シャフト凹部７は円錐状の形状である。図２（ｂ）に示すように、突出部２ｊは円柱状であり、四角柱状の内在部２ｋに対してテーパ状に繋がっている。
【0038】
シャフト凹部７において、軸線Ｃに交差する方向に対向する寸法である内側寸法は、シャフト第二端部２０ｂが、第一方向の側の端部よりも大きい。なお、図１に示す例では、シャフト凹部７はテーパー状であって内側寸法が徐々に変化するが、後述するように内側寸法が段階的に変化する多段形状でもよい。
【0039】
また、図２に示すように、シャフト凹部７における第一方向の側の端部近傍には、空気穴３２を設けている。空気穴３２は、シャフト凹部７に後述する充填部材６を充填する際に、シャフト凹部７の内部空気を外部に排出して、充填部材６がシャフト凹部７の第一方向の端部まで行き渡るようにするものである。後述する第三実施形態の車両用車軸装置１ｃから第七実施形態の車両用車軸装置１ｇまでも同様である。それぞれのシャフト凹部７における第一方向の端部の近傍に空気穴３２を設けている。図９、図１３、及び図１５を参照のこと。ただし、後述するように、図３に示すシャフト１０ｂ、図１０に示すシャフトコア２００ｄ、及び図１６に示すシャフトコア２００ｆには空気穴３２は無い。なお、図３、図１０、及び図１６を参照して後述するが、シャフト凹部７がシャフト１０の全長に渡って貫通してもよい。この場合、シャフト凹部７に充填部材６を充填するときに、シャフト凹部７の内部の空気はシャフト第一端部２０ａの側から抜けるので、空気穴３２は不要である。
【0040】
＜車両用車軸装置１ａの構成による解決課題とその効果＞
以上説明したように、車両用車軸装置１ａは以下の課題を解決し、効果を奏する。車両用車軸装置１ａのシャフト凹部７は、軸線Ｃの方向に深く形成する際に、回転力を直接受ける第一方向の側の端部に近いほどシャフト凹部７の内側寸法が小さいので、強度と剛性を維持できる。逆に、シャフト第二端部２０ｂに近づくにつれてシャフトコア２に加えられた回転力の影響が軽減されるので、シャフト凹部７の内側寸法が大きくても強度と剛性を維持できる。よって、車両用車軸装置１ａはシャフト１０ａの構成により、軽量化と強度及び剛性の維持とを兼ね備えた効果を奏する。
以上説明したように、車両用車軸装置１ａは以下の課題を解決し、効果を奏する。車両用車軸装置１ａのシャフト凹部７は、軸線Ｃの方向に深く形成する際に、回転力を直接受ける第一方向の側の端部に近いほどシャフト凹部７の内側寸法が小さいので、強度と剛性を維持できる。逆に、シャフト第二端部２０ｂに近づくにつれてシャフトコア２に加えられた回転力の影響が軽減されるので、シャフト凹部７の内側寸法が大きくても強度と剛性を維持できる。よって、車両用車軸装置１ａはシャフト１０ａの構成により、軽量化と強度及び剛性の維持とを兼ね備えた効果を奏する。
【0041】
＜車両用車軸装置１ｂの構成とその効果＞
次に、図３を参照して、本発明の第一の態様に係る第二実施形態の車両用車軸装置１ｂを説明する。シャフト１０ｂは、円筒状であってシャフト凹部７はシャフト第二端部２０ｂからシャフト第一端部２０ａまで貫通する開口を形成する。突出部２ｊは、シャフト１０ａと同様に、セレーション部１２ｃとボルト用凹部１２ｄを形成する。シャフト凹部７には充填部材６を充填する。シャフト凹部７は貫通するため、充填部材６を充填する際にシャフト凹部７の内部の空気はシャフト第一端部２０ａの側から排出されるので、空気穴３２は不要である。シャフト１０ｂ以外の構成は車両用車軸装置１ａと同様なので、説明は省略する。
次に、図３を参照して、本発明の第一の態様に係る第二実施形態の車両用車軸装置１ｂを説明する。シャフト１０ｂは、円筒状であってシャフト凹部７はシャフト第二端部２０ｂからシャフト第一端部２０ａまで貫通する開口を形成する。突出部２ｊは、シャフト１０ａと同様に、セレーション部１２ｃとボルト用凹部１２ｄを形成する。シャフト凹部７には充填部材６を充填する。シャフト凹部７は貫通するため、充填部材６を充填する際にシャフト凹部７の内部の空気はシャフト第一端部２０ａの側から排出されるので、空気穴３２は不要である。シャフト１０ｂ以外の構成は車両用車軸装置１ａと同様なので、説明は省略する。
【0042】
以上説明したように、車両用車軸装置１ｂはシャフト１０ｂの構成から円筒状のパイプ状部材を用いて加工することができる。よって、加工が簡単であってコストが安くなる。また、シャフト凹部７はシャフト第二端部２０ｂからシャフト第一端部２０ａにわたって貫通する開口なので、シャフト１０ｂを軽量化できる。さらに、シャフト凹部７が貫通する開口のため、充填部材６を容易に充填できる。すなわち、充填部材６は予めシャフト凹部７の形状に合わせた形状に成形する必要は無く、例えばシャフト第二端部２０ｂから充填した充填部材６がシャフト第一端部２０ａからはみ出したときは、はみ出した分を切除すれば良い。また、充填部材６を充填する際に、シャフト凹部７の内部に空気がたまることが無いので、スムーズに充填できる。この効果は、後述する図１０の車両用車軸装置１００ｄ、及び図１６の車両用車軸装置１００ｆに示すように、シャフトコア凹部８がシャフト第一端部２０ａまで貫通する場合も同様である。
【0043】
＜車両用車軸装置１ｃから車両用車軸装置１ｇまでに共通の構成＞
次に、図４から図１７までを参照して、本発明の第一の態様に係る第三実施形態の車両用車軸装置１ｃから第七実施形態の車両用車軸装置１ｇまでに共通の構成を説明する。なお、すでに説明した共通の構成は説明を省略する。以下、車両用車軸装置１と称して説明する。車両用車軸装置１は、シャフト１０が軸線Ｃに沿って延びるシャフトコア２と、シャフトコア２の外周を覆う内側ハウジング３とからなる。シャフトコア２において、第二方向の側の端部をシャフトコア第二端部１２とする。内側ハウジング３において、第一方向の側の端部は内側第一端部３ａであり、第二方向の側の端部はシャフト第二端部２０ｂである。
次に、図４から図１７までを参照して、本発明の第一の態様に係る第三実施形態の車両用車軸装置１ｃから第七実施形態の車両用車軸装置１ｇまでに共通の構成を説明する。なお、すでに説明した共通の構成は説明を省略する。以下、車両用車軸装置１と称して説明する。車両用車軸装置１は、シャフト１０が軸線Ｃに沿って延びるシャフトコア２と、シャフトコア２の外周を覆う内側ハウジング３とからなる。シャフトコア２において、第二方向の側の端部をシャフトコア第二端部１２とする。内側ハウジング３において、第一方向の側の端部は内側第一端部３ａであり、第二方向の側の端部はシャフト第二端部２０ｂである。
【0044】
シャフトコア２は、第一方向の側の端部が、シャフト第一端部２０ａである。シャフトコア第二端部１２が、内側ハウジング３の内側にあって、内側第一端部３ａから第二方向へ所定長さ隔てた位置とシャフト第二端部２０ｂとの間にある。シャフトコア２の少なくとも一部と内側ハウジング３とが接合し、シャフトコア２と、内側ハウジング３とが一体となってシャフト１０を形成する。後述するように、内側ハウジング３は、角筒状又は円筒状の形状である。
【0045】
シャフトコア２は、シャフト第一端部２０ａを含み内側ハウジング３から突出する部分である突出部２ｊと、内側ハウジング３の内部に内在する内在部２ｋに分けられる。図４等において、内在部２ｋの右端に当たる位置が、前述したシャフトコア第二端部１２の位置である。内側第一端部３ａから第二方向へ隔てた所定長さは、内在部２ｋの長さに相当する。例として、内在部２ｋの長さは、突出部２ｊの２倍以上であると、シャフトコア２に回転力が加わるときに、内側ハウジング３と一体となったシャフト１０はねじれが低減され、回転力はシャフト１０の全体に伝達される。
【0046】
図４等に示すように、シャフト凹部７は、シャフトコア２と内側ハウジング３とによって形成する第一領域７ａと、内側ハウジング３のみによって形成する第二領域７ｂとからなる。図４等では、例としてシャフト凹部７は、充填部材６を備える（充填する）状態を示すが、充填部材６が充填しない空間状態でもよい。空間状態の場合、シャフトコア２と内側ハウジング３とが接合したシャフト１０は最も軽量となる。
【0047】
図４等に示すように、シャフトコア２の外周と内側ハウジング３の内周とは、溶接部１４において溶接によって接合し、シャフトコア２と内側ハウジング３とが一体となったシャフト１０を形成する。なお、接合方法は、溶接に限定せず、他に接着、締結部材による締結、その他の方法でもよい。なお、図４において溶接部１４を示す符号は１箇所にのみ付しているが、図に示すように複数箇所に形成する。後述する図８、図１０、図１１、図１４、図１６、及び図１７も同様である。
【0048】
車両用車軸装置１は、外側ハウジング５を車体に固定し、シャフト１０に回転力が加
わるとき、シャフトコア２と内側ハウジング３とが一体となった状態で回転力を受ける。外側ハウジング５とシャフト１０との間は、弾性部材４が弾性変形してねじれが発生する。
わるとき、シャフトコア２と内側ハウジング３とが一体となった状態で回転力を受ける。外側ハウジング５とシャフト１０との間は、弾性部材４が弾性変形してねじれが発生する。
【0049】
シャフトコア２は、例として構造用の鉄鋼材料等の高強度な材料を使用する。他に、非鉄金属、強化樹脂等の鉄鋼材料以外を使用してもよい。すでに説明した車両用車軸装置１ａにおけるシャフト１０ａも同様である。弾性部材４は、例としてゴム、エラストマーを使用し、他の弾性材料を使用してもよい。ゴムを使用する場合、ゴム硬度は６０度以上を想定するが、用途に応じて硬度を選定する。また、図４等におけるチャックシロ１３は、後述するように、弾性部材４としてゴムを使用する場合、ゴムを成形するときに弾性部材型４３がチャックする部分である。チャックシロ１３は、加工上に必要な部材であって、機能的には無くてもよい。車両用車軸装置１の製造方法は後述する。
【0050】
次に、図５から図７までを参照して、シャフトコア２、内側ハウジング３、及び弾性部材４の断面形状その他を説明する。図５は、シャフトコア２における内在部２ｋにおける断面を示す。図５の例では、三つのパターンを示す。図５（ａ）に示す例では、シャフトコア２は円柱状であり、内側ハウジング３はシャフトコア２の外径形状に合わせた円筒状である。シャフトコア２と内側ハウジング３とは、四方向から溶接部１４において溶接によって接合する。弾性部材４は、内側ハウジング３と外側ハウジング５との間を埋めるように隙間を極力抑えた状態で形成する。図１９にて後述するように、弾性部材４は、シャフト１０（内側ハウジング３）に対して成形加工して一体化する。この場合、内側ハウジング３は、丸パイプ材或いは角パイプ材を使用することが一般的である。
【0051】
図５（ｂ）に示す例では、シャフトコア２は円柱状あり、内側ハウジング３は四角筒状である。この場合、シャフトコア２の外周と内側ハウジング３の内周の間には隙間があるが、図５（ａ）と同様に、四方向から溶接によって接合する。図５（ｃ）に示す例では、シャフトコア２は四角筒状であり、内側ハウジング３はシャフトコア２の外周に合わせた四角柱状である。さらに、内側ハウジング３の外周は、四方に凸出し部３ｃを形成する。凸出し部３ｃは、例として溶接によって形成する。凸出し部３ｃは、内側ハウジング３に回転力が加わるときに、弾性部材４との間の滑りを防止する効果を高める。この場合、内側ハウジング３は、角パイプ材を使用することが一般的である。なお、弾性部材４と内側ハウジング３とは密着するので、必ずしも内側ハウジング３に凸出し部３ｃが無くてもよい。
【0052】
シャフトコア２は角材から製作する場合と丸棒から製作する場合がある。図７（ａ）に示す例は、角材から製作する場合を示し、突出部２ｊは旋盤及びホブ盤等によって加工する。これは、図５（ｃ）の場合に相当する。また、図７（ｄ）に示す例は、シャフトコア２を丸棒から製作する場合を示す。これは、図５（ａ）、（ｂ）の場合に相当する。なお、外側ハウジング５は、四角筒状を例に示したが、円柱状でもよい。シャフトコア２は、一般的には約３００ｍｍから６００ｍｍの長さであるが、使用用途によって長さを調整する。
【0053】
＜車両用車軸装置１ｃから車両用車軸装置１ｇまでに共通の構成による解決課題とその効果＞
以上説明したように、車両用車軸装置１ｃから車両用車軸装置１ｇまでに共通の構成は以下の課題を解決し、効果を奏する。従来の車両用車軸装置は、重量が大きく、車両の燃費向上に対して障害となっていた。特に、従来の車両用車軸装置は、シャフトコアを装置の全長に渡って通す構成となっており、シャフトコアの重量によって装置全体の重量が大きくなるという課題があった。この課題を解決するために、シャフト１０を軽量化するため自由度のある具体的な構成が求められる。
以上説明したように、車両用車軸装置１ｃから車両用車軸装置１ｇまでに共通の構成は以下の課題を解決し、効果を奏する。従来の車両用車軸装置は、重量が大きく、車両の燃費向上に対して障害となっていた。特に、従来の車両用車軸装置は、シャフトコアを装置の全長に渡って通す構成となっており、シャフトコアの重量によって装置全体の重量が大きくなるという課題があった。この課題を解決するために、シャフト１０を軽量化するため自由度のある具体的な構成が求められる。
【0054】
この課題に対し、車両用車軸装置１は、シャフト１０をシャフトコア２と内側ハウジング３とで構成する。シャフトコア第二端部１２が、内側ハウジング３の内側にあって、内側第一端部３ａから第二方向へ所定長さ隔てた位置とシャフト第二端部２０ｂとの間にある。よって、シャフト凹部７の体積分だけシャフトコア２の重量が削減でき、軽量化することができる。また、シャフトコア２の少なくとも一部と内側ハウジング３とが接合するので、シャフトコア２と内側ハウジング３とが一体となったシャフト１０を形成する。シャフト１０は、シャフトコア２と内側ハウジング３とを別構成にして一体化することによって、シャフト凹部７の形状の自由度が増すため、軽量化が容易となる。シャフト凹部７の具体的な形状の種類は後述する。よって、シャフト１０をより軽量化し、車両にローリングが発生したときの吸収効果を兼ね備える。
【0055】
＜充填部材６の説明＞
次に、充填部材６について説明する。シャフト凹部７の少なくとも一部は、炭素繊維を含む樹脂材からなる充填部材６を備えてもよい。この場合、外側ハウジング５を車体に固定し、シャフト１０に回転力が加わるとき、さらに充填部材６とが一体となってシャフト１０の全体に回転力が伝わる。充填部材６は、いくつかの材質、構成が可能である。
次に、充填部材６について説明する。シャフト凹部７の少なくとも一部は、炭素繊維を含む樹脂材からなる充填部材６を備えてもよい。この場合、外側ハウジング５を車体に固定し、シャフト１０に回転力が加わるとき、さらに充填部材６とが一体となってシャフト１０の全体に回転力が伝わる。充填部材６は、いくつかの材質、構成が可能である。
【0056】
充填部材６の一例として、チョップドカーボンについて説明する。チョップドカーボンは短繊維のカーボン繊維を樹脂で固めたもので、高剛性が得られる。チョップドカーボンの一般的な製造方法の例について概略を説明すると、金型に入れた炭素繊維にエポキシ樹脂などを浸みこませ、１３０℃に加熱し６ＭＰａの圧力でホットプレスする手法で製作する。チョップドカーボンは、インジェクションによる成形と同様に成形できる。なお、チョップドカーボンを成形する際には、後述する充填部材型４２がヒーターを内蔵し、チョップドカーボンを加熱する。よって、複雑な形状のパーツでも簡単に制作可能である。本発明においては、シャフト凹部７にチョップドカーボンの材料を注入し、内側ハウジング３の外周側を型で保持しつつホットプレスする。また、詳細な説明は省略するが、プレスによる成形も可能である。
【0057】
一般的なカーボン製品は薄いシートを積層して作るが、チョップドカーボンは、ごく短いカーボン繊維とレジン(樹脂)を高圧で成型(恒温鍛造)したもので、一般的には、チタンの３分の１の軽さで同等以上の曲げ強度を有する。強度、厚さ、形状など設計自由度が大きいのが特徴である。
【0058】
充填部材６の他の例として、ＣＦＲＰについて説明する。ＣＦＲＰとは、「ＣａｒｂｏｎＦｉｂｅｒＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔｉｃｓ」の略で、「炭素繊維強化プラスチック」を意味する。一般的に、ＣＦＲＰに使用する炭素繊維には、ＰＡＮ系とピッチ系の２種類がある。ＰＡＮ系炭素繊維は、ＰＡＮ（ポリアクリロニトリル）が原料で、ピッチ系炭素繊維は、石油や石炭から得られるピッチと呼ばれるものが原料の炭素繊維である。
【0059】
また、一般的にＣＦＲＰに使用する樹脂には、加熱すると硬化する熱硬化性樹脂と、加熱すると融解する熱可塑性樹脂とがある。ＣＦＲＰへ主に使用するのは熱硬化性のエポキシ樹脂であり、そのほかにも不飽和ポリエステル、ビニルエステル、フェノール、シアネートエステル、ポリイミド、熱可塑性樹脂ではポリアミド、ポリカーボネイト、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン等を使用する。
【0060】
ＣＦＲＰは、種々の製造方法がある。詳細な説明は省略するが、樹脂注入成形法として、溶融した熱硬化樹脂を低圧化で金型に封入した強化繊維プリフォームに注入し、加熱硬化させる成形法がある。或いは、オスまたはメス型に強化繊維材を配置し、フィルムシートで密閉、真空下で樹脂を導入したのち加熱成形するプロセスがある。その他、各種の製造方法があるが、成型する対象、形状等により製造方法が異なる。本発明においては、樹脂注入成形法によってシャフト凹部７に相当する形状を予め成型し、シャフト凹部７に挿入する。さらに、内側ハウジング３の外周側から加熱して、充填部材６との密着性を高める。
【0061】
以上説明した、充填部材６として使用するチョップドカーボン及びＣＦＲＰは、いずれも比重が１．８前後であり、鉄の比重７．８と比較すると約１／４である。よって、従来鉄系の材料を使用していた体積分を充填部材６に置き換えることで、軽量化を実現できる。また、鉄との強度を比較すると約１０倍であり、剛性を比較すると約７倍である。
【0062】
＜充填部材６のよる解決課題とその効果＞
以上説明したように、充填部材６を使用すると以下の課題を解決し、効果を奏する。シャフト凹部７は、単に空間のみが存在すると、シャフト１０（内側ハウジング３を含む）の外殻のみで強度と剛性を確保する必要が生じる。この場合、シャフト１０に回転力が加わるとき、シャフト１０（内側ハウジング３を含む）は強度と剛性不足のために捻れてしまう場合がある。本来はシャフト１０を覆う弾性部材４が弾性変形してシャフト１０に加えられる回転力を吸収すべきであるが、シャフト１０におけるシャフト凹部７の外殻が捻れることで、弾性部材４が弾性変形せずにシャフト１０（内側ハウジング３を含む）が破損してしまう場合がある。
以上説明したように、充填部材６を使用すると以下の課題を解決し、効果を奏する。シャフト凹部７は、単に空間のみが存在すると、シャフト１０（内側ハウジング３を含む）の外殻のみで強度と剛性を確保する必要が生じる。この場合、シャフト１０に回転力が加わるとき、シャフト１０（内側ハウジング３を含む）は強度と剛性不足のために捻れてしまう場合がある。本来はシャフト１０を覆う弾性部材４が弾性変形してシャフト１０に加えられる回転力を吸収すべきであるが、シャフト１０におけるシャフト凹部７の外殻が捻れることで、弾性部材４が弾性変形せずにシャフト１０（内側ハウジング３を含む）が破損してしまう場合がある。
【0063】
この課題に対し、車両用車軸装置１は、シャフト凹部７の少なくとも一部に炭素繊維を含む樹脂材からなる充填部材６を備えるので、シャフト凹部７に該当する部分を全てシャフト１０の材質で構成した場合に比べて軽量化できる。さらに、例に示した充填部材６は、いずれも軽量でありながら強度が高く、剛性を高められる。よって、車両用車軸装置１は、さらに充填部材６を加えることによってシャフト１０の強度と剛性を高め、軽量化と本来の機能であるローリングを抑制する効果を兼ね備える。
【0064】
また、充填部材６は、軽金属を含み鉄よりも比重が小さい金属からなるものでもよい。例として、アルミニウム、チタン、ジュラルミン、その他の軽金属であってもよい。いずれも、鉄よりも比重が小さく、剛性が高い材料を使用することで、シャフト１０の軽量化と剛性維持とを兼ね備えることができる。この場合、充填部材６は成型による方法ではなく、予めシャフト凹部７の形状に合わせて加工し、シャフト凹部７に挿入する方法で製造する。なお、具体的な製造方法は後述するが、シャフト１０（内側ハウジング３を含む）を充填部材型４２に装着しておき、充填部材型４２を加熱してシャフト１０を膨張させたのちに充填部材６を挿入することで、いわゆる焼き嵌めを行ってもよい。
【0065】
＜車両用車軸装置１ｃから１ｅまでと１００ｄに共通の構成＞
次に、図４から図１１までを参照して、本発明に係る第三実施形態の車両用車軸装置１ｃから第五実施形態の車両用車軸装置１ｅ（車両用車軸装置１００ｄを含む）までに共通する構成を説明する。すでに説明した、全体に共通する構成の説明は省略する。
次に、図４から図１１までを参照して、本発明に係る第三実施形態の車両用車軸装置１ｃから第五実施形態の車両用車軸装置１ｅ（車両用車軸装置１００ｄを含む）までに共通する構成を説明する。すでに説明した、全体に共通する構成の説明は省略する。
【0066】
図４、図８、及び図１１に示すように、車両用車軸装置１ｃから１ｅまでと１００ｄは、シャフトコア第二端部１２が、シャフト第二端部２０ｂよりも内側第一端部３ａに近い位置にある。すなわち、シャフトコア２の内在部２ｋの長さは、内側ハウジング３の軸線Ｃの方向の長さ３ｄの１／２未満である。
【0067】
図６は、図４等の断面Ｓ２－Ｓ２であり、内側ハウジング３においてシャフトコア２が無く、シャフト凹部７が第二領域７ｂの断面を示す。図６（ａ）から図６（ｃ）までに示す内側ハウジング３の形状は、図５（ａ）から図５（ｃ）までに示す例と同様である。内側ハウジング３のシャフト凹部７に充填部材６を充填する場合、充填部材６の断面形状は内側ハウジング３の内周形状に沿って形成する。
【0068】
＜車両用車軸装置１ｃから１ｅまでと１００ｄに共通の解決課題とその効果＞
以上説明したように、車両用車軸装置１ｃから１ｅまでと１００ｄに共通する構成は、車両用車軸装置１に共通する課題でもある軽量化についての具体的な手段が求められる。その一つの解決手段として、シャフトコア第二端部１２が、シャフト第二端部２０ｂよりも内側第一端部３ａに近い位置にある。この場合、車両用車軸装置１ｃから１ｅまでと１００ｄは、シャフトコア２の内在部２ｋの長さが、内側ハウジング３の軸線Ｃの方向の長さ３ｄの１／２未満である。よって、シャフトコア２が軸線Ｃの方向の全長に渡って存在する場合に比べて重量を軽減できる。合わせて、すでに説明したように、シャフト凹部７に充填部材６を備えることにより、シャフトコア２の長さを短くすることによる強度及び剛性の低下を補うことができる。
以上説明したように、車両用車軸装置１ｃから１ｅまでと１００ｄに共通する構成は、車両用車軸装置１に共通する課題でもある軽量化についての具体的な手段が求められる。その一つの解決手段として、シャフトコア第二端部１２が、シャフト第二端部２０ｂよりも内側第一端部３ａに近い位置にある。この場合、車両用車軸装置１ｃから１ｅまでと１００ｄは、シャフトコア２の内在部２ｋの長さが、内側ハウジング３の軸線Ｃの方向の長さ３ｄの１／２未満である。よって、シャフトコア２が軸線Ｃの方向の全長に渡って存在する場合に比べて重量を軽減できる。合わせて、すでに説明したように、シャフト凹部７に充填部材６を備えることにより、シャフトコア２の長さを短くすることによる強度及び剛性の低下を補うことができる。
【0069】
＜車両用車軸装置１ｃ固有の構成＞
次に、図４から図７までを参照して、本発明の態様に係る第三実施形態の車両用車軸装置１ｃに固有の構成を説明する、すでに説明した共有の構成は説明を省略する。以下説明する他の実施形態も同様である。図７（ｂ）、（ｃ）に示すシャフトコア第二端部１２は、シャフトコア２ｃに固有の形状である。例として、シャフトコア第二端部１２に、軸線Ｃに交差する方向に溝１２ｅを形成する。溝１２ｅは直線状に形成してもよいし、例えば螺旋状（図示せず）に形成してもよい。溝１２ｅはシャフト凹部７に含まれる。充填部材６を溝１２ｅに充填することで、シャフトコア２と充填部材６とが一体化し、シャフトコア２に回転力が加わるときに、内側ハウジング３及び充填部材６とを一体となって回転させるためである。また、溝１２ｅの他に、１２の表面に凹凸形状を形成してもよい。なお、図４に示すように、内側ハウジング３におけるシャフトコア第二端部１２の近傍には、空気穴３２を形成する。
次に、図４から図７までを参照して、本発明の態様に係る第三実施形態の車両用車軸装置１ｃに固有の構成を説明する、すでに説明した共有の構成は説明を省略する。以下説明する他の実施形態も同様である。図７（ｂ）、（ｃ）に示すシャフトコア第二端部１２は、シャフトコア２ｃに固有の形状である。例として、シャフトコア第二端部１２に、軸線Ｃに交差する方向に溝１２ｅを形成する。溝１２ｅは直線状に形成してもよいし、例えば螺旋状（図示せず）に形成してもよい。溝１２ｅはシャフト凹部７に含まれる。充填部材６を溝１２ｅに充填することで、シャフトコア２と充填部材６とが一体化し、シャフトコア２に回転力が加わるときに、内側ハウジング３及び充填部材６とを一体となって回転させるためである。また、溝１２ｅの他に、１２の表面に凹凸形状を形成してもよい。なお、図４に示すように、内側ハウジング３におけるシャフトコア第二端部１２の近傍には、空気穴３２を形成する。
【0070】
なお、車両用車軸装置１ｃは充填部材６を備える場合について説明したが、必ずしも充填部材６を備えなくてもよい。この場合、溝１２ｅは不要であり、第二領域７ｂは空間となる。以下に説明する車両用車軸装置１ｄから１ｇまでも同様に、必ずしも充填部材６を備えなくてもよい。
【0071】
＜車両用車軸装置１ｃの解決課題とその効果＞
以上説明した車両用車軸装置１ｃは、以下の課題を解決し効果を奏する。図４に示すように、シャフト１０ｃのシャフト凹部７は、充填部材６を備えてもよい。しかしながら、シャフト１０ｃに回転力が加わるとき、シャフトコア第二端部１２と充填部材６との間に滑りが発生すると、シャフト１０ｃの剛性が低下する。この場合、内側ハウジング３が捻れることにより破損する場合がある。この課題に対し、図７（ｂ）、（ｃ）に示すように、車両用車軸装置１ｃは、シャフトコア第二端部１２に溝１２ｅを形成する。溝１２ｅに充填部材６が入り込むので、シャフトコア２は回転力が加わるときに充填部材６との間の滑りを防止できる。よって、シャフト１０ｃの強度と剛性を高めることができる。
以上説明した車両用車軸装置１ｃは、以下の課題を解決し効果を奏する。図４に示すように、シャフト１０ｃのシャフト凹部７は、充填部材６を備えてもよい。しかしながら、シャフト１０ｃに回転力が加わるとき、シャフトコア第二端部１２と充填部材６との間に滑りが発生すると、シャフト１０ｃの剛性が低下する。この場合、内側ハウジング３が捻れることにより破損する場合がある。この課題に対し、図７（ｂ）、（ｃ）に示すように、車両用車軸装置１ｃは、シャフトコア第二端部１２に溝１２ｅを形成する。溝１２ｅに充填部材６が入り込むので、シャフトコア２は回転力が加わるときに充填部材６との間の滑りを防止できる。よって、シャフト１０ｃの強度と剛性を高めることができる。
【0072】
＜車両用車軸装置１ｄ固有の構成＞
次に、図８、図９を参照して、本発明の態様に係る第四実施形態の車両用車軸装置１ｄに固有の構成を説明する。シャフトコア２は、シャフトコア第二端部１２からシャフト第一端部２０ａに向かう凹みであるシャフトコア凹部８を有する。シャフトコア凹部８は、車両用車軸装置１ａにおいて説明したシャフト凹部７と同様に、軸線Ｃを中心とする円柱状、円錐状、角柱状、又は角錐状である。ここで、シャフトコア凹部８は、シャフト凹部７の一部である。また、内側ハウジング３の内側において、シャフトコア第二端部１２とシャフト第二端部２０ｂとの間もシャフト凹部７の一部である。この場合、シャフト凹部７において、軸線Ｃに交差する方向に対向する寸法である内側寸法は、シャフト第二端部２０ｂが、シャフトコア凹部８の第一方向の側の端部よりも大きい。ここで、シャフト凹部７の第一方向の側の端部は、シャフトコア凹部８の第一方向の側の端部が相当する。
次に、図８、図９を参照して、本発明の態様に係る第四実施形態の車両用車軸装置１ｄに固有の構成を説明する。シャフトコア２は、シャフトコア第二端部１２からシャフト第一端部２０ａに向かう凹みであるシャフトコア凹部８を有する。シャフトコア凹部８は、車両用車軸装置１ａにおいて説明したシャフト凹部７と同様に、軸線Ｃを中心とする円柱状、円錐状、角柱状、又は角錐状である。ここで、シャフトコア凹部８は、シャフト凹部７の一部である。また、内側ハウジング３の内側において、シャフトコア第二端部１２とシャフト第二端部２０ｂとの間もシャフト凹部７の一部である。この場合、シャフト凹部７において、軸線Ｃに交差する方向に対向する寸法である内側寸法は、シャフト第二端部２０ｂが、シャフトコア凹部８の第一方向の側の端部よりも大きい。ここで、シャフト凹部７の第一方向の側の端部は、シャフトコア凹部８の第一方向の側の端部が相当する。
【0073】
シャフトコア凹部８は円柱状の凹みである。その他、シャフトコア凹部８は、角柱状の凹みでもよいし、軸線Ｃに交差する方向の断面形状が一様で無くてもよい。図８に示す例では、シャフトコア凹部８の深さは、シャフトコア２の内在部２ｋと同じ長さである。なお、これに限らずシャフトコア凹部８は、シャフトコア２のシャフトコア第二端部１２からシャフト第一端部２０ａまでの間に任意の深さで形成できる。
【0074】
＜車両用車軸装置１００ｄ固有の構成＞
次に、図１０を参照して、車両用車軸装置１００ｄの構成を説明する。車両用車軸装置１００ｄは、車両用車軸装置１ｄに対してシャフトコア２００ｄの構成が異なる。図１０に示すように、シャフトコア２００ｄのシャフトコア凹部８は、シャフトコア第二端部１２からシャフト第一端部２０ａまで貫通する開口である。この場合、シャフトコア凹部８に充填部材６を充填するときに、シャフトコア凹部８内部の空気はシャフト第一端部２０ａの側から抜けるので、空気穴３２は不要である。
次に、図１０を参照して、車両用車軸装置１００ｄの構成を説明する。車両用車軸装置１００ｄは、車両用車軸装置１ｄに対してシャフトコア２００ｄの構成が異なる。図１０に示すように、シャフトコア２００ｄのシャフトコア凹部８は、シャフトコア第二端部１２からシャフト第一端部２０ａまで貫通する開口である。この場合、シャフトコア凹部８に充填部材６を充填するときに、シャフトコア凹部８内部の空気はシャフト第一端部２０ａの側から抜けるので、空気穴３２は不要である。
【0075】
＜車両用車軸装置１ｄ、１００ｄの解決課題とその効果＞
以上説明した車両用車軸装置１ｄは、以下の課題を解決し効果を奏する。車両用車軸装置１ｄは、車両用車軸装置１ｃと同様に軽量化のための具体的な構成が求められる。この課題に対する対応として、車両用車軸装置１ｄのシャフトコア２ｄはシャフトコア凹部８を有する。シャフトコア２ｄは、シャフトコア凹部８による体積分に相当する重量が軽減されるので、車両用車軸装置１ｄを軽量化できる。また、シャフトコア２ｄの内在部２ｋの長さは、シャフトコア凹部８を有さない場合と同様なので、シャフトコア２の外周部分はシャフトコア凹部８が無い場合と同様に内側ハウジング３と接合できる。よって、シャフト１０ｄが回転するときの強度と剛性が維持できる。充填部材６をシャフトコア凹部８に充填することにより、シャフト１０ｄの強度と剛性をさらに高めることができる。
以上説明した車両用車軸装置１ｄは、以下の課題を解決し効果を奏する。車両用車軸装置１ｄは、車両用車軸装置１ｃと同様に軽量化のための具体的な構成が求められる。この課題に対する対応として、車両用車軸装置１ｄのシャフトコア２ｄはシャフトコア凹部８を有する。シャフトコア２ｄは、シャフトコア凹部８による体積分に相当する重量が軽減されるので、車両用車軸装置１ｄを軽量化できる。また、シャフトコア２ｄの内在部２ｋの長さは、シャフトコア凹部８を有さない場合と同様なので、シャフトコア２の外周部分はシャフトコア凹部８が無い場合と同様に内側ハウジング３と接合できる。よって、シャフト１０ｄが回転するときの強度と剛性が維持できる。充填部材６をシャフトコア凹部８に充填することにより、シャフト１０ｄの強度と剛性をさらに高めることができる。
【0076】
さらに、車両用車軸装置１００ｄは、シャフトコア凹部８が、シャフトコア第二端部１２からシャフト第一端部２０ａまで貫通する開口である。よって、さらにシャフトコア２００ｄを軽量化することができる。また、シャフトコア凹部８に充填部材６を充填するとき、シャフトコア凹部８の内部の空気はシャフト第一端部２０ａの側から抜け出るので、充填部材６を容易に充填することができる。充填部材６がシャフト第一端部２０ａからはみ出した場合でも、はみ出した分を切除するだけで良いので、充填が容易である。合わせて、予め充填部材６をシャフトコア凹部８の形状に合わせたて成形しておく必要が無いので、充填部材６を充填する手間が省ける。
【0077】
＜車両用車軸装置１ｅ固有の構成＞
次に、図１１から図１３までを参照して、本発明の態様に係る第五実施形態の車両用車軸装置１ｅに固有の構成を説明する。車両用車軸装置１ｅのシャフトコア２ｅは、内側第一端部３ａとシャフト第二端部２０ｂとの間の範囲の少なくとも一部において、軸線Ｃの方向に連続して形成するリブ部９を有する。リブ部９は、軸線Ｃに交差する方向の断面において、軸線Ｃを通り内側ハウジング３に向かって延びる軸交差線９ａに沿って延びる。リブ部９の先端は、内側ハウジング３と接合する。
次に、図１１から図１３までを参照して、本発明の態様に係る第五実施形態の車両用車軸装置１ｅに固有の構成を説明する。車両用車軸装置１ｅのシャフトコア２ｅは、内側第一端部３ａとシャフト第二端部２０ｂとの間の範囲の少なくとも一部において、軸線Ｃの方向に連続して形成するリブ部９を有する。リブ部９は、軸線Ｃに交差する方向の断面において、軸線Ｃを通り内側ハウジング３に向かって延びる軸交差線９ａに沿って延びる。リブ部９の先端は、内側ハウジング３と接合する。
【0078】
図１２（ｂ）及び図１２（ｃ）は、リブ部９の形状の例を示す。図１２（ｂ）に示す例では、リブ部９が軸線Ｃを通る十字状に形成する。シャフトコア２ｅは、角材から加工したものであり、リブ部９の先端は、母材となる角材の外形をそのまま残し、他の部分は切削加工したものである。この場合、内側ハウジング３の内周側において対向する面はいずれもリブ部９と接合する。図１２（ｃ）に示す例では、リブ部９は軸線Ｃを通り１本である。この場合も、リブ部９の先端は角材の外形のままである。この場合、内側ハウジング３の内周側において対向する一組の面はリブ部９と接合する。
【0079】
なお、リブ部９は角材の母材から削り出してもよいし、或いは、シャフトコア２ｅの一部を形成する四角柱状の部材の端部にリブ溝９ｂ（図１２（ｂ）、（ｃ）の格子状のハッチング範囲を参照）を形成し、板状のリブ部９を差し込んだ後に溶接してもよい。リブ部９は１本及び２本の例を示したが、これに限らずさらに多数備えてもよい。リブ部９は全長に渡って軸線Ｃに交差する方向の断面形状が同一であることが望ましい。これは、リブ部９と内側ハウジング３との間の空間に、第二方向から軸線Ｃの方向へ充填部材６を充填しやすくするためである。また、リブ部９は少なくともシャフトコア２ｅと内側ハウジング３とが接触する部分に形成すればよく、他の部分の形状は例えば軸線Ｃが通る中心部分は円柱形状（図示しない）であるなど任意の形状でもよい。
【0080】
リブ部９は、シャフトコア第二端部１２からシャフト第一端部２０ａに向かって所定の長さ９ｄに形成する。所定の長さ９ｄは、シャフトコア２ｅにおけるシャフトコア第二端部１２からセレーション部１２ｃの第二方向の端部までの間の任意の長さに設定可能である。図１１に示す例では、リブ部９は、シャフトコア第二端部１２から第一方向に向かって内側ハウジング３の内側第一端部３ａまでの間のうち、中間位置まで形成する。リブ部９を形成し、内側ハウジング３との間にできる空間は第一領域７ａとなる。図１３に示すように、第一領域７ａに充填部材６を備える場合、リブ部９と内側ハウジング３との間の空間は充填部材６を備える。なお、図１２を参照して説明したリブ部９の構成は、後述する車両用車軸装置１ｇのシャフトコア２ｇも同様である。また、リブ部９は、シャフトコア２ｅの内在部２ｋにおいてシャフトコア第二端部１２までの全長に渡って形成する例を示したが、シャフトコア第二端部１２よりも第一方向の側の途中まで形成したものでもよい。
【0081】
＜車両用車軸装置１ｅの解決課題とその効果＞
以上説明したように、車両用車軸装置１ｅは以下の課題を解決し、効果を奏する。すでに説明したように、シャフトコア２は軽量化のための具体的な構成が要求される。この課題に対する対応として、車両用車軸装置１ｅのシャフトコア２ｅは、内側第一端部３ａとシャフトコア第二端部１２との間の範囲の少なくとも一部において、軸線Ｃの方向に連続して形成するリブ部９を有する。
以上説明したように、車両用車軸装置１ｅは以下の課題を解決し、効果を奏する。すでに説明したように、シャフトコア２は軽量化のための具体的な構成が要求される。この課題に対する対応として、車両用車軸装置１ｅのシャフトコア２ｅは、内側第一端部３ａとシャフトコア第二端部１２との間の範囲の少なくとも一部において、軸線Ｃの方向に連続して形成するリブ部９を有する。
【0082】
よって、シャフトコア２ｅは、リブ部９を含めた軸線Ｃの方向の所定の長さ（２ｋの長さに相当）において、内側ハウジング３と接合できるので、シャフト１０ｅの強度と剛性を高めることができる。また、シャフトコア２ｅの無い第二領域７ｂにおいて、充填部材６を充填することによりさらにシャフト１０ｅの強度と剛性を高めることができる。
【0083】
＜車両用車軸装置１ｆ、１ｇ、１００ｆに共通の構成＞
次に、本発明の態様に係る第六実施形態の車両用車軸装置１ｆと、第七実施形態の車両用車軸装置１ｇ、及び車両用車軸装置１００ｆに共通の構成を説明する。図１４、図１６、及び図１７に示すように、車両用車軸装置１ｆ、１ｇ、１００ｆのシャフトコア第二端部１２は、内側第一端部３ａよりもシャフト第二端部２０ｂに近い位置にあり、シャフトコア２ｆ、２ｇ、２００ｆは、内側第一端部３ａからシャフトコア第二端部１２との間に渡って、内側ハウジング３と接合する。すなわち、シャフトコア２ｆ、２ｇ、２００ｆは、内側ハウジング３の軸線Ｃの方向の長さ３ｂの１／２よりも長い範囲において内側ハウジング３の内周側との間で接合する。
次に、本発明の態様に係る第六実施形態の車両用車軸装置１ｆと、第七実施形態の車両用車軸装置１ｇ、及び車両用車軸装置１００ｆに共通の構成を説明する。図１４、図１６、及び図１７に示すように、車両用車軸装置１ｆ、１ｇ、１００ｆのシャフトコア第二端部１２は、内側第一端部３ａよりもシャフト第二端部２０ｂに近い位置にあり、シャフトコア２ｆ、２ｇ、２００ｆは、内側第一端部３ａからシャフトコア第二端部１２との間に渡って、内側ハウジング３と接合する。すなわち、シャフトコア２ｆ、２ｇ、２００ｆは、内側ハウジング３の軸線Ｃの方向の長さ３ｂの１／２よりも長い範囲において内側ハウジング３の内周側との間で接合する。
【0084】
＜車両用車軸装置１ｆ、１ｇ、１００ｆに共通の解決課題とその効果＞
以上説明したように、車両用車軸装置１ｆ、１ｇ、１００ｆは以下の課題を解決し、効果を奏する。シャフトコア２（２ｆ、２ｇ、２００ｆ）は、シャフト１０（１０ｆ、１０ｇ、１０１ｆ）の強度と剛性を高めるため、軽量化しつつも内側ハウジング３との接合領域を広くしたいという課題がある。この課題に対し、車両用車軸装置１ｆ及び１ｇは、シャフトコア２ｆ、２ｇが、内側ハウジング３の軸線Ｃの方向の長さ３ｂの１／２よりも長い範囲において内側ハウジング３の内周側との間で接合する。シャフトコア２は、シャフトコア凹部８又はリブ部９を有することにより軽量化でき、さらに軸線Ｃの方向における内側ハウジング３の１／２以上の範囲において接合できるので、シャフト１０の強度と剛性を高くすることができる。よって、シャフト１０の強度と剛性を高くしつつ、シャフトコア２を軽量化することができる。
以上説明したように、車両用車軸装置１ｆ、１ｇ、１００ｆは以下の課題を解決し、効果を奏する。シャフトコア２（２ｆ、２ｇ、２００ｆ）は、シャフト１０（１０ｆ、１０ｇ、１０１ｆ）の強度と剛性を高めるため、軽量化しつつも内側ハウジング３との接合領域を広くしたいという課題がある。この課題に対し、車両用車軸装置１ｆ及び１ｇは、シャフトコア２ｆ、２ｇが、内側ハウジング３の軸線Ｃの方向の長さ３ｂの１／２よりも長い範囲において内側ハウジング３の内周側との間で接合する。シャフトコア２は、シャフトコア凹部８又はリブ部９を有することにより軽量化でき、さらに軸線Ｃの方向における内側ハウジング３の１／２以上の範囲において接合できるので、シャフト１０の強度と剛性を高くすることができる。よって、シャフト１０の強度と剛性を高くしつつ、シャフトコア２を軽量化することができる。
【0085】
＜車両用車軸装置１ｆの構成＞
次に、図１４及び図１５を参照して、本発明の態様に係る第六実施形態の車両用車軸装置１ｆの構成を説明する。車両用車軸装置１ｆのシャフトコア２ｆは、車両用車軸装置１ｄと同様にシャフトコア凹部８を有する。シャフトコア凹部８は、軸線Ｃを中心とする円柱状、円錐状、角柱状、又は角錐状である。シャフトコア凹部８において、軸線Ｃに交差する方向に対向する寸法である内側寸法は、シャフトコア第二端部１２が、第一方向の側の端部よりも大きい。なお、シャフトコア凹部８を含めたシャフト凹部７の内側寸法は、シャフト第二端部２０ｂが、シャフトコア凹部８における第一方向の側の端部よりも大きい。図１４に示すように、シャフトコア凹部８は、内側寸法が、シャフトコア第二端部１２からシャフト第一端部２０ａに向かうに従って減少する多段形状である。ここで、対向する内側寸法とは、シャフトコア凹部８が円柱状の場合は内径寸法が該当し、角柱状の場合は対向する面との間の距離が該当する。
次に、図１４及び図１５を参照して、本発明の態様に係る第六実施形態の車両用車軸装置１ｆの構成を説明する。車両用車軸装置１ｆのシャフトコア２ｆは、車両用車軸装置１ｄと同様にシャフトコア凹部８を有する。シャフトコア凹部８は、軸線Ｃを中心とする円柱状、円錐状、角柱状、又は角錐状である。シャフトコア凹部８において、軸線Ｃに交差する方向に対向する寸法である内側寸法は、シャフトコア第二端部１２が、第一方向の側の端部よりも大きい。なお、シャフトコア凹部８を含めたシャフト凹部７の内側寸法は、シャフト第二端部２０ｂが、シャフトコア凹部８における第一方向の側の端部よりも大きい。図１４に示すように、シャフトコア凹部８は、内側寸法が、シャフトコア第二端部１２からシャフト第一端部２０ａに向かうに従って減少する多段形状である。ここで、対向する内側寸法とは、シャフトコア凹部８が円柱状の場合は内径寸法が該当し、角柱状の場合は対向する面との間の距離が該当する。
【0086】
図１５は、シャフトコア２ｆにおける各部のシャフトコア凹部８の形状の例を説明する断面図である。ここでは、シャフトコア凹部８が円筒状の場合を説明する。図１５（ａ）は、シャフト第一端部２０ａに近い位置のシャフトコア凹部８ａを示す断面Ｓ５－Ｓ５であり、図１５（ｂ）は中間位置のシャフトコア凹部８ｂを示す断面Ｓ６－Ｓ６であり、さらに、図１５（ｃ）は最もシャフトコア第二端部１２に近い位置のシャフトコア凹部８ｃを示す断面Ｓ７－Ｓ７である。シャフトコア凹部８ａは内径が最も小さく、シャフトコア凹部８ｃの内径が最も大きい。すなわち、シャフト第一端部２０ａに近い側は、軸線Ｃに交差する方向における断面において、シャフトコア凹部８ａによる空間の割合が小さく、シャフトコア２ｆの強度と剛性が高い。シャフトコア第二端部１２に近い側は、同様の断面においてシャフトコア凹部８ｃによる空間の割合が大きいので、シャフトコア２ｆの軽量化に寄与する。
【0087】
シャフトコア凹部８が円柱状の場合の加工方法を説明する。軸線Ｃの方向に深く穴開け加工するとき、一つのドリルによって深くまで削るには困難を伴う。この課題に対して、シャフトコア凹部８はシャフトコア第二端部１２の側から太いドリルで第一段の加工を行い、次に第一段の分だけシャフト第一端部２０ａの側に凹んだ位置から中サイズのドリルで第二段の加工を行う。さらに、第一段と第二段を合わせた分だけシャフト第一端部２０ａの側に凹んだ位置から小サイズのドリルで第三弾の加工を行う。これによれば、各段における加工深さは一定量に抑えながら、全体として深くまでシャフトコア凹部８を形成できる。各ドリルは、必要以上の長さの特殊なドリルを用意する必要は無く、加工コストを低減できる。
【0088】
また、図１５に示す例は、シャフトコア凹部８が円柱状の場合を示すが、角柱状でもよい。シャフトコア凹部８が角柱状の場合の加工方法は、例えば、外形寸法が同じで、内側寸法が異なる角パイプ材を複数利用し、軸線Ｃの方向に並べて順に端部を溶接して繋ぐ方法がある。或いは、シャフトコア２ｆが金属の場合、シャフトコア凹部８に合わせた電鋳によって凹部を形成してもよい。
【0089】
図１４に示す例では、シャフトコア第二端部１２は内側ハウジング３のシャフト第二端部２０ｂに近接した位置にあり、軸線Ｃの方向においてシャフトコア２ｆと内側ハウジング３とが接合する範囲が長い。シャフトコア凹部８の深さは、内側第一端部３ａに近接した位置まで深く形成する。シャフトコア２ｆと内側ハウジング３とは、溶接部１４において溶接により接合する。図１５の各図に示すように、溶接部１４は四方に形成し、シャフトコア２ｆの軸線Ｃの方向において全長に渡って複数箇所に形成するので、シャフトコア２ｆと内側ハウジング３とは強固に接合する。しかも、シャフトコア凹部８は軸線Ｃの方向において長く形成するので、シャフトコア２ｆと内側ハウジング３とが接合したシャフト１０ｆは、強度と剛性を維持しつつ、軽量化が可能となる。
【0090】
なお、図１５（ａ）は、すでに説明した空気穴３２を示すため、溶接部１４は３箇所のみ現れている。また、図示しないが、シャフトコア凹部８がシャフトコア２の全長に渡って貫通してもよい。この場合、シャフトコア凹部８に充填部材６を充填するときに、シャフトコア凹部８内部の空気はシャフト第一端部２０ａの側から抜けるので、空気穴３２は不要である。
【0091】
＜車両用車軸装置１００ｆ固有の構成＞
次に、図１６を参照して、車両用車軸装置１ｆに対して、シャフトコア２００ｆの構成が異なる車両用車軸装置１００ｆの構成を説明する。シャフトコア２００ｆは、シャフトコア２ｆと同様に、多段状のシャフトコア凹部８（８ａ、８ｂ、８ｃ）を有する。シャフトコア凹部８は、シャフトコア第二端部１２からシャフト第一端部２０ａまで貫通する開口である。すなわち、シャフトコア凹部８ａはシャフト第一端部２０ａにまで繋がっている。図１０を参照してすでに説明した車両用車軸装置１００ｄと同様に、シャフトコア凹部８に充填部材６を充填する。なお、シャフトコア凹部８は、充填部材６を充填させず、空間のままでもよい。
次に、図１６を参照して、車両用車軸装置１ｆに対して、シャフトコア２００ｆの構成が異なる車両用車軸装置１００ｆの構成を説明する。シャフトコア２００ｆは、シャフトコア２ｆと同様に、多段状のシャフトコア凹部８（８ａ、８ｂ、８ｃ）を有する。シャフトコア凹部８は、シャフトコア第二端部１２からシャフト第一端部２０ａまで貫通する開口である。すなわち、シャフトコア凹部８ａはシャフト第一端部２０ａにまで繋がっている。図１０を参照してすでに説明した車両用車軸装置１００ｄと同様に、シャフトコア凹部８に充填部材６を充填する。なお、シャフトコア凹部８は、充填部材６を充填させず、空間のままでもよい。
【0092】
＜車両用車軸装置１ｆ、１００ｆの解決課題とその効果＞
以上説明したように、車両用車軸装置１ｆは以下の課題を解決し、効果を奏する。シャフトコア２ｆは、シャフト１０ｆの強度と剛性を高めるため、軽量化しつつも内側ハウジング３との接合領域を広くするために具体的な構成の提案が求められる。この課題に対し、図１４及び図１５に示すように、シャフトコア凹部８を含めたシャフト凹部７の内側寸法は、シャフト第二端部２０ｂが、シャフトコア凹部８における第一方向の側の端部よりも大きい。さらに、シャフトコア２ｆのシャフトコア凹部８は、シャフトコア第二端部１２からシャフト第一端部２０ａに向かうに従い、対向する内側寸法が減少する多段形状である。
以上説明したように、車両用車軸装置１ｆは以下の課題を解決し、効果を奏する。シャフトコア２ｆは、シャフト１０ｆの強度と剛性を高めるため、軽量化しつつも内側ハウジング３との接合領域を広くするために具体的な構成の提案が求められる。この課題に対し、図１４及び図１５に示すように、シャフトコア凹部８を含めたシャフト凹部７の内側寸法は、シャフト第二端部２０ｂが、シャフトコア凹部８における第一方向の側の端部よりも大きい。さらに、シャフトコア２ｆのシャフトコア凹部８は、シャフトコア第二端部１２からシャフト第一端部２０ａに向かうに従い、対向する内側寸法が減少する多段形状である。
【0093】
シャフトコア凹部８を軸線Ｃの方向に深く形成する場合、シャフトコア２ｆは、回転力を直接受けるシャフト第一端部２０ａに近いほどシャフトコア凹部８（８ａ）の対向する内側寸法が小さいので、強度と剛性を維持できる。逆に、シャフト第一端部２０ａから遠ざかる側は、シャフトコア２ｆに加えられる回転力の影響が軽減されるので、シャフトコア凹部８（８ｃ）の対向する内側寸法が大きくても強度と剛性を維持できる。合わせて、シャフトコア凹部８によるシャフトコア２の体積の減少分を大きくできるので、シャフトコア２の軽量化を行うことができる。
【0094】
さらに、シャフトコア凹部８の加工を行う際、多段形状では一度に凹部を加工する距離が短くなるので、工具への負担が少ない。よって、シャフトコア凹部８は、多段形状にすることにより、シャフトコア第二端部１２からシャフト第一端部２０ａに向かって深くまで形成することができる。合わせて、シャフトコア凹部８によるシャフトコア２ｆの体積の減少分を大きくできるので、シャフトコア２ｆの軽量化を行うことができる。
【0095】
この場合、シャフトコア凹部８による体積分に相当するシャフトコア２ｆの重量が軽減されるので、車両用車軸装置１ｆを軽量化できる。さらに、シャフトコア２ｆの外周部分はシャフトコア凹部８が無い場合と同様に内側ハウジング３と接合できるので、シャフト１０ｆが回転するときの強度と剛性が維持できる。
【0096】
また、図１６に示すように、車両用車軸装置１００ｆは、シャフトコア凹部８がシャフトコア第二端部１２からシャフト第一端部２０ａまで貫通する開口である。よって、さらにシャフトコア２００ｆを軽量化することができる。充填部材６を充填する際の効果は、車両用車軸装置１００ｄと同様である。
【0097】
＜車両用車軸装置１ｇの構成＞
次に、図１３及び図１７を参照して、本発明の態様に係る第七実施形態の車両用車軸装置１ｇの構成を説明する。車両用車軸装置１ｇは、第五実施形態の車両用車軸装置１ｅに対して、リブ部９を軸線Ｃの方向に長く形成する場合を示す。シャフトコア２ｇは、シャフトコア２ｆと同様に、シャフトコア第二端部１２がシャフト第二端部２０ｂに近接する場合を示す。リブ部９は、シャフトコア第二端部１２からシャフト第一端部２０ａに向かって所定の長さ９ｄに形成する。所定の長さ９ｄは、シャフトコア２ｇにおけるシャフトコア第二端部１２からセレーション部１２ｃの第二方向の端部までの間の任意の長さに設定可能である。図１７に示す例では、軸線Ｃの方向におけるリブ部９の長さ９ｄは、シャフトコア２ｇの内在部２ｋのうちの１／２以上である。
次に、図１３及び図１７を参照して、本発明の態様に係る第七実施形態の車両用車軸装置１ｇの構成を説明する。車両用車軸装置１ｇは、第五実施形態の車両用車軸装置１ｅに対して、リブ部９を軸線Ｃの方向に長く形成する場合を示す。シャフトコア２ｇは、シャフトコア２ｆと同様に、シャフトコア第二端部１２がシャフト第二端部２０ｂに近接する場合を示す。リブ部９は、シャフトコア第二端部１２からシャフト第一端部２０ａに向かって所定の長さ９ｄに形成する。所定の長さ９ｄは、シャフトコア２ｇにおけるシャフトコア第二端部１２からセレーション部１２ｃの第二方向の端部までの間の任意の長さに設定可能である。図１７に示す例では、軸線Ｃの方向におけるリブ部９の長さ９ｄは、シャフトコア２ｇの内在部２ｋのうちの１／２以上である。
【0098】
すでに説明した車両用車軸装置１ｅと同様に、リブ部９を形成することでシャフトコア２ｇと内側ハウジング３との間にできる空間は第一領域７ａとなる。図１３に示すように、第一領域７ａに充填部材６を備える場合、リブ部９と内側ハウジング３との間の空間は充填部材６を備える。リブ部９の形状は、図１２（ｂ）、（ｃ）に示すように、車両用車軸装置１ｅと同様なので、説明は省略する。
【0099】
＜車両用車軸装置１ｇの解決課題とその効果＞
以上説明したように、車両用車軸装置１ｇは以下の課題を解決し、効果を奏する。車両用車軸装置１ｇは、車両用車軸装置１ｆと同様の課題を有する。この課題に対して、車両用車軸装置１ｇのシャフトコア２ｇは、シャフトコア２ｆと同様に、リブ部９を含めた内側ハウジング３と接合する範囲が長い。よって、シャフト１０ｇの強度と剛性が高まる。合わせて、リブ部９を長く形成することでシャフトコア２ｇの重量を軽減することができる。すなわち、シャフト１０ｇの強度と剛性を維持しつつ、シャフトコア２ｇを軽量化することができる優れた効果を奏する。
以上説明したように、車両用車軸装置１ｇは以下の課題を解決し、効果を奏する。車両用車軸装置１ｇは、車両用車軸装置１ｆと同様の課題を有する。この課題に対して、車両用車軸装置１ｇのシャフトコア２ｇは、シャフトコア２ｆと同様に、リブ部９を含めた内側ハウジング３と接合する範囲が長い。よって、シャフト１０ｇの強度と剛性が高まる。合わせて、リブ部９を長く形成することでシャフトコア２ｇの重量を軽減することができる。すなわち、シャフト１０ｇの強度と剛性を維持しつつ、シャフトコア２ｇを軽量化することができる優れた効果を奏する。
【0100】
＜車両用車軸装置１の製造方法の説明＞
次に、図１８から図２０までを参照して、本発明の第二の態様に係る、車両用車軸装置１の製造方法を説明する。例として、第三実施形態の車両用車軸装置１ｃについて説明するが、他の実施形態においても同様の製造方法である。車両用車軸装置１の製造方法は、図１８（ａ）に示すように、まずシャフトコア２を内側ハウジング３に挿入する第一工程を行う。次に、図１８（ｂ）に示すように、シャフトコア２の外周と内側ハウジング３の内周とを接合する第二工程を行う。なお、第一実施形態の車両用車軸装置１ａと第二実施形態の車両用車軸装置１ｂは、第一工程と第二工程とが省かれる。
次に、図１８から図２０までを参照して、本発明の第二の態様に係る、車両用車軸装置１の製造方法を説明する。例として、第三実施形態の車両用車軸装置１ｃについて説明するが、他の実施形態においても同様の製造方法である。車両用車軸装置１の製造方法は、図１８（ａ）に示すように、まずシャフトコア２を内側ハウジング３に挿入する第一工程を行う。次に、図１８（ｂ）に示すように、シャフトコア２の外周と内側ハウジング３の内周とを接合する第二工程を行う。なお、第一実施形態の車両用車軸装置１ａと第二実施形態の車両用車軸装置１ｂは、第一工程と第二工程とが省かれる。
【0101】
次に図１８（ｃ）に示すように、充填部材６をシャフト凹部７に充填するための型である充填部材型４２を使用する。シャフト１０（内側ハウジング３）の外周を充填部材型４２に固定し、充填部材型４２を加熱しながら、充填部材６をシャフト凹部７に充填してシャフト１０を形成する第三工程を行う。次に、図１９（ａ）、（ｂ）に示すように、シャフト１０（内側ハウジング３）における外周に弾性部材４を具備して内側ユニット３０を形成する第四工程を行う。次に、図２０に示すように、内側ユニット３０を外側ハウジング５に挿入して固定する第五工程を行う。
【0102】
詳細に説明すると、第二工程では、図１８（ｂ）に示すように、まず、シャフト第一端部２０ａと内側第一端部３ａとを内側位置決め治具４１にて位置決めする。次に、溶接部１４において、シャフトコア２の外周と内側ハウジング３の内周との間の複数箇所を溶接する。溶接部１４は、予め内側ハウジング３に貫通する穴を形成しておき、内側ハウジング３の外周側から溶接できる構造である。溶接部１４の数は、シャフトコア２の軸線Ｃの方向の長さに応じて適宜設け、長さが長いほど多くする。
【0103】
第三工程では、充填部材６に使用する材料等に応じて具体的な注入方法が異なる。一つの方法は、予め充填部材６をシャフト凹部７の形状に合わせて成型又は加工しておき、シャフト凹部７に挿入する方法である。他の方法は、充填部材６の材料をシャフト凹部７に注入し、加熱及び加圧によって硬化させる方法である。使用する充填部材６の材料に応じて適切な方法を選択する。
【0104】
第四工程では、弾性部材４の例としてゴムを使用する場合について説明する。図１９（ａ）に示すように、シャフト凹部７にチャックシロ１３を挿入する。ゴムを成形するための弾性部材型４３は上下割りの構造であり、上型である第一弾性部材型４４と下型である第二弾性部材型４５からなる。第一弾性部材型４４と第二弾性部材型４５とがシャフト１０を挟んで固定し、図１９（ｂ）の状態にする。
【0105】
図１９（ｂ）に示すように、上型である第一弾性部材型４４及び下型である第二弾性部材型４５と、シャフト１０との間には空間４７を形成する。注入口４６から、ゴムの材料を注入し、空間４７にゴムの材料を満たして加硫処理を行う。ゴムは、加硫処理によって弾力性が発生し、シャフト１０（内側ハウジング３）の外周と密着する。このとき、第一弾性部材型４４と第二弾性部材型４５の中心軸Ｍと軸線Ｃとが一致し、弾性部材４であるゴムをシャフト１０の外周に均等に形成できる。
【0106】
また、弾性部材４の他の例としてエラストマー樹脂を使用する場合を説明する。弾性部材４は、予め対応する部材に応じた形状に成型しておく。弾性部材４の内側は、内側ハウジング３の外周の形状に合わせた筒状空間を形成し、外側は外側ハウジング５の内周に合わせた形状に形成しておく。弾性部材４は、内側ハウジング３の外周に沿って挿入する。弾性部材４と内側ハウジング３とが接触する部分は、接着剤を塗布して接着してもよい。或いは、弾性部材４の空間４７のサイズが内側ハウジング３との間で締まり嵌めとなるよう形成し、弾性部材４を内側ハウジング３に圧入してもよい。
【0107】
第五工程では、図２０に示すように、内側ユニット３０を外側ハウジング５の第二方向の側より挿入する。このとき、弾性部材４の外周と外側ハウジング５の内周との間に接着剤を塗布して接着してもよい。或いは、外側ハウジング５の開口部５ａのサイズに対して、弾性部材４の外周寸法を大きくしておき、弾性部材４を弾性変形させながら外側ハウジング５に圧入してもよい。
【0108】
外側ハウジング５には、第一方向の側よりブッシュ１１を挿入する。シャフトコア２は、穴１１ａに対して回転可能である。さらに、蓋２１を外側ハウジング５の第一方向の側の端部に溶接する。シャフト１０の突出部２ｊは、蓋２１の穴２１ａ、及びブッシュ１１の穴１１ａに対して回転可能である。なお、チャックシロ１３はそのまま取り付けておいてもよいし、外してもよい。ブッシュ１１は、シャフトコア２に対する軸受けとして機能する。ブッシュ１１は、蓋２１とシャフト１０とが共に金属の場合、シャフト１０が回転したときに蓋２１との間で摩擦が発生するのを防ぐ働きがある。さらに、ブッシュ１１は、シャフト１０の軸心位置を定める役割を果たす。例としてナイロン系の樹脂を使用するが、他の樹脂材料、或いはその他の材料を使用してもよい。蓋２１は、外側ハウジング５と溶接できるよう、同系統の材料が好ましい。なお、ブッシュ１１と蓋２１は、予め外側ハウジング５に取り付けておいてもよい。
【0109】
＜車両用車軸装置の製造方法における解決課題とその効果＞
以上説明したように、車両用車軸装置１の製造方法は以下の課題を解決し、効果を奏する。車両用車軸装置１の製造方法は、車両用車軸装置１が車両走行時のローリングを抑制する機能を十分に果たすよう製造することが求められる。特に、充填部材６はシャフト１０（内側ハウジング３）との密着性が不十分であると、シャフト１０の強度と剛性を維持できないという課題がある。
以上説明したように、車両用車軸装置１の製造方法は以下の課題を解決し、効果を奏する。車両用車軸装置１の製造方法は、車両用車軸装置１が車両走行時のローリングを抑制する機能を十分に果たすよう製造することが求められる。特に、充填部材６はシャフト１０（内側ハウジング３）との密着性が不十分であると、シャフト１０の強度と剛性を維持できないという課題がある。
【0110】
この課題に対して、車両用車軸装置１の製造方法は、一連の製造工程のなかで、各構成要素を順に組み合わせて製造できる。特に、第三工程において、シャフト凹部７に充填部材６を充填することができ、充填部材６とシャフト１０（内側ハウジング３）とを密着できる。よって、この製造方法によれば、強度と剛性を備えかつ軽量化した車両用車軸装置１を製造することができる。
【0111】
＜車両用車軸装置１と関連要素の関係説明＞
次に、図２０を参照して、車両用車軸装置１における各構成要素と、ホイールマウントアセンブリ３３との関係を説明する。車両用車軸装置１は、車輪付き車両（図示せず）に取り付けるためのサイズおよび構成である。車両用車軸装置１は、車輪付き車両に使用でき、自動車等の一般的な車両に加えて、トレーラ用にも適する。図２０に示す車両用車軸装置１は、片側の車輪に対応するものである。左右の車輪に対応する場合は、一対の車両用車軸装置１を使用する。
次に、図２０を参照して、車両用車軸装置１における各構成要素と、ホイールマウントアセンブリ３３との関係を説明する。車両用車軸装置１は、車輪付き車両（図示せず）に取り付けるためのサイズおよび構成である。車両用車軸装置１は、車輪付き車両に使用でき、自動車等の一般的な車両に加えて、トレーラ用にも適する。図２０に示す車両用車軸装置１は、片側の車輪に対応するものである。左右の車輪に対応する場合は、一対の車両用車軸装置１を使用する。
【0112】
外側ハウジング５は、台座１５に固定し、ボルト等によって台座１５を車体に固定する。ホイールマウントアセンブリ３３は、スピンドル１６とトーションアーム１７とを備える。スピンドル１６は、トーションアーム１７の第一端部２３に取り付ける。スピンドル１６の軸は、シャフトコア２の軸線Ｃと実質的に平行である。スピンドル１６は、ホイール（図示せず）をホイールマウントアセンブリ３３に回転可能に取り付けるための構成である。
【0113】
内歯部１８を有するスロット２２は、トーションアーム１７の第二端部２４に形成する。スロット２２は、セレーション部１２ｃと、ナット、ボルトおよびワッシャを含むアーム保持セット２５とを受けるサイズである。具体的には、セレーション部１２ｃをスロット２２内に滑り込み、アーム保持セット２５のボルトは第二端部２４に形成する貫通穴２６に嵌合する。アーム保持セット２５のボルトとナットを締め付けると、スロット２２はセレーション部１２ｃに対して圧縮し、内歯部１８がセレーション部１２ｃに係合する。
【0114】
車両用車軸装置１が耐荷重的に作動するとき、ホイールマウントアセンブリ３３は、車両用車軸装置１が取り付けられている車両のホイールからの垂直荷重のほぼ全体をブッシュ１１及び内側ユニット３０に伝達する。車両用車軸装置１は、ホイールマウントアセンブリ３３がシャフトコア２を介して伝達するねじり荷重を吸収する。
【符号の説明】
【0115】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、１ｆ、１ｇ 車両用車軸装置
２、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆ、２ｇ シャフトコア
３ 内側ハウジング
３ａ 内側第一端部
４ 弾性部材
５ 外側ハウジング
６ 充填部材
７ シャフト凹部
８、８ａ、８ｂ、８ｃ シャフトコア凹部
９ リブ部
９ａ 軸交差線
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ シャフト
１２ シャフトコア第二端部
２０ａ シャフト第一端部
２０ｂ シャフト第二端部
２３ 第一端部
２４ 第二端部
３０ 内側ユニット
４２ 充填部材型
Ｃ 軸線
１００ｄ、１００ｆ 車両用車軸装置
２００ｄ、２００ｆ シャフトコア
２、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆ、２ｇ シャフトコア
３ 内側ハウジング
３ａ 内側第一端部
４ 弾性部材
５ 外側ハウジング
６ 充填部材
７ シャフト凹部
８、８ａ、８ｂ、８ｃ シャフトコア凹部
９ リブ部
９ａ 軸交差線
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ、１０ｆ、１０ｇ シャフト
１２ シャフトコア第二端部
２０ａ シャフト第一端部
２０ｂ シャフト第二端部
２３ 第一端部
２４ 第二端部
３０ 内側ユニット
４２ 充填部材型
Ｃ 軸線
１００ｄ、１００ｆ 車両用車軸装置
２００ｄ、２００ｆ シャフトコア
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】