JP2001233007A

JP2001233007A - 車軸ジョイント部の保護構造

Info

Publication number: JP2001233007A
Application number: JP2000049279A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Tezuka; 宏幸手塚; Sosuke Kinouchi; 総介木野内; Fumio Mizuta; 文雄水田
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 2000-02-25
Filing date: 2000-02-25
Publication date: 2001-08-28
Anticipated expiration: 2020-02-25
Also published as: JP3423660B2; US6568497B1

Abstract

(57)【要約】【課題】従来、自動車のアクスルのジョイント軸のジ
ョイント部は、ロアアームに取り付けた保護板によって
保護していた。しかし、保護板はジョイント部を部分的
に被うにすぎず、ジョイント部や、ジョイント部に設け
られたブーツを十分に保護することができなかった。【解決手段】車軸ジョイント部の保護構造では、ナッ
クル部材２４が、等速ジョイント軸２２の円周方向に沿
ってジョイント部２３を取り囲むカバー部２８を備え、
ジョイント部２３が、カバー部２８の内側に収容されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術の分野】この発明は、たとえば自動
車の車軸（アクスル）に採用されるジョイント軸のジョ
イント部、特に該ジョイント部に装着されたブーツを保
護するための保護構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は、騎乗型四輪不整地走行車両のフ
ロントアクスルの要部を車体前方から見た一部断面正面
図である。一般に四輪自動車のフロントアクスルは、ス
テアリング機構に連結されており、四輪駆動車において
も同様である。フロントアクスルには等速ジョイント軸
１が採用されている。等速ジョイント軸１は、主軸２と
従軸３とを有し、これらがジョイント部（等速ジョイン
ト部）４で連結されている。従軸３にはハブ５が取り付
けられており、このハブ５に車輪のディスクホイール
（図示せず）が取り付けられるようになっている。図５
における符号６は、ハブ５を固定するためのハブナット
を被うキャップである。

【０００３】図５に示すアクスルの構造において、等速
ジョイント軸１は、ナックルアーム７により支持されて
いる。ナックルアーム７の下端部は、所定の連結構造８
を介してロアアーム（「サスペンションアーム」ともい
う。）９と連結されている。一方、ナックルアーム７の
上端部には、図示しないストラットが取り付けられてい
る。図５における符号１０は、取り付けられるべきスト
ラットの中心軸線を示している。

【０００４】ところで、等速ジョイント軸１には、ジョ
イント部４を保護するためにゴム製の被覆部材１１が装
着されている。この被覆部材１１は一般にブーツと呼ば
れる。このブーツ１１は外部に露出しており、走行中に
小石等が衝突して損傷する場合がある。このため、ブー
ツ１１を保護するための保護板１２（二点鎖線で示す）
が装着されることが多い。この保護板１２は、たとえば
平板を折り曲げる等して構成されており、ロアアーム９
に固定されている。

【０００５】なお、フロントアクスルを含む車体前部を
示す関連技術として特開平１０−１６８５０号公報に示
されたものがある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな保護板１２による保護構造では、次のような問題点
がある。

【０００７】通常、ロアアーム９は等速ジョイント軸１
よりも車体前方側、すなわち図５において紙面手前側に
配置されている。またロアアーム９は、図５に示すよう
に、等速ジョイント軸１よりも下方に位置している。

【０００８】このため、ロアアーム９に保護板１２を固
定する保護構造だと、保護板１２とジョイント部４との
距離、または、保護板１２とブーツ１１との距離が大き
くなる。加えて、保護板１２の形状が平板状であるた
め、ブーツ１１は部分的に被われるにすぎない。

【０００９】したがって、十分にジョイント部４やブー
ツ１１を保護することができない場合もあった。

【００１０】一方、サスペンションの設計上、等速ジョ
イント軸１に近接させた位置にロアアーム９を配置する
ことは困難である。よって、保護板１２を等速ジョイン
ト軸１に近接させてジョイント部４やブーツ１１を保護
するという構造も、設計上は困難である。

【００１１】また、ナックルアーム７は所要の剛性を必
要とするので、通常は鋳鉄などによって製造され、その
肉厚は有る程度以上の大きさに設計される。このような
重いナックルアーム７のために、車両全体の重量が増加
し、特にいわゆるバネ下重量が増加して走行性能に悪影
響を及ぼす。

【００１２】本願発明は、車軸ジョイント部を有効に保
護することができるような車軸ジョイント部の保護構造
を提供することを目的とする。また、特に、ナックル部
材の軽量化に寄与することができるような、車軸ジョイ
ント部の保護構造を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願発明に係る車軸ジョイント部の保護構造は、サ
スペンションを構成するナックル部材に支持された、車
軸を構成するジョイント軸のジョイント部を保護するた
めの車軸ジョイント部の保護構造であって、該ナックル
部材が、該ジョイント軸の円周方向に沿って該ジョイン
ト部を取り囲むカバー部を備え、該ジョイント部が、該
カバー部の内側に収容されている（請求項１）。この構
造によれば、カバー部によってジョイント部が取り囲ま
れ、したがって、ジョイント部を確実に保護することが
できる。

【００１４】上記車軸ジョイント部の保護構造におい
て、該カバー部が、該ジョイント軸の従軸を支持する従
軸支持部、および、ストラットを支持するストラット支
持部とともに、アルミニウム合金により一体的に成型さ
れて該ナックル部材を構成するようにしてもよい（請求
項２）。かかる一体成型の構造であれば、ナックル部材
全体の剛性を構造的に向上させることができる。よっ
て、ナックル部材をアルミニウム合金製とし、かつ、ナ
ックル部材の肉厚を小さくしても、所要の剛性を確保す
ることができ、結果としてナックル部材を軽量化させる
ことができる。また、一体成形によって、製造作業工程
を簡略化することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の一実施形態につ
いて説明する。

【００１６】図１は、本願発明の一実施形態たる車軸ジ
ョイント部の保護構造を採用した騎乗型四輪不整地走行
車両（以下、単に「車両」という）Ｆの図であり、
（ａ）はその正面図、（ｂ）はその側面図である。

【００１７】車両Ｆは、砂地、凹凸のある土地や岩山、
または泥水等の水溜まりのある不整地を走行することが
可能である。図１の車両Ｆは四輪駆動型の車両であり、
車体フレームに、エンジンＥ等の駆動系、前輪Ｗ１、後
輪Ｗ２、燃料タンクＴ、シートＳなどが取着あるいは搭
載され、前輪Ｗ１がフロントフェンダーＤ１に、後輪Ｗ
２がリヤフェンダーＤ２にそれぞれ覆われており、各フ
ェンダーＤ１、Ｄ２の上方に荷物の搭載などの目的のた
めにキャリアＣ１、Ｃ２が配設されている。

【００１８】車両Ｆの車体フレームにはステアリングシ
ャフトＧが回転可能に設けられている。運転者がステア
リングシャフトＧの上端部に取り付けられたハンドルＨ
を操作してステアリングシャフトＧを回転させると、ナ
ックル部材２４の方向が変更され、ナックル部材に対し
て回転可能に取り付けられた前輪Ｗ１の方向が変更され
る。これにより運転者は車両Ｆを操舵することができ
る。

【００１９】前輪Ｗ１用の車軸、すなわちフロントアク
スルは、ジョイント軸２２によって構成されている。こ
のジョイント軸２２は等速ジョイント軸である。等速ジ
ョイント軸２２は、サスペンションにより車体フレーム
に支持されている。車両Ｆの懸架機構は、いわゆるマク
ファーソンストラットタイプのものである。この懸架機
構は、等速ジョイント軸２２を支持するナックル部材２
４、ナックル部材２４に連結されたロアアーム、ナック
ル部材２４の上端部に連結されたストラットＶなどから
構成されている。ナックル部材２４にはカバー部が形成
されており、このカバー部によって等速ジョイント軸２
２のジョイント部が保護されている。

【００２０】図２は、車両Ｆの右側の前輪Ｗ１に関する
等速ジョイント軸２２、ナックル部材２４、およびその
周辺部材を、車両Ｆの車体前方から見た正面図である。
図３は、図２におけるIII−III線矢視断面図である。図
４は、図２におけるIV矢視図である。これらの図を参照
して、等速ジョイント軸２２、ナックル部材２４、およ
びその周辺部材の形状や配置関係等を説明する。

【００２１】前述したように、等速ジョイント軸２２は
ナックル部材２４に支持されている。より詳細に説明す
ると、等速ジョイント軸２２は主軸２９と従軸３０とこ
れらの間に介在するジョイント部２３とを有している。
主軸２９は、車体フレーム側に配置された駆動軸（たと
えばプロペラシャフト）に連結されている。従軸３０
は、ジョイント部２３を介して主軸２９に連結されてお
り、車体側方に突出するように配置されている。この従
軸３０がナックル部材２４の従軸支持部３３にベアリン
グ４０を介して回転自在に取り付けられている。

【００２２】車両Ｆのフロントアクスルとして等速ジョ
イント軸２２を採用しているのは、次のような理由によ
る。すなわち、フロントアクスルの従軸は前輪Ｗ１を操
舵するためのステアリング機構に連結されているので、
主軸に対する従軸の角度は操舵によって変更される。一
方、車両Ｆは四輪駆動車であり、前輪Ｗ１も駆動輪とな
る。よって、フロントアクスルの主軸と従軸との間に回
転角度の位相差ができないようにすることが望ましい。
等速ジョイント軸２２は、主軸２９と従軸３０とのなす
角が任意の角度になっても、両者（主軸２９と従軸３
０）の間に介在するジョイント部２３によって、主軸２
９の回転角度を位相差なしに従軸３０に伝達することが
できる。よって、等速ジョイント軸２２は車両Ｆのフロ
ントアクスルとして望ましいのである。

【００２３】従軸３０には前輪Ｗ１が取り付けられる。
具体的には、従軸３０にはハブ３１が固定されており、
このハブ３１に前輪Ｗ１のディスクホイール（図示せ
ず）が取り付けられる。なお、ハブ３１には、ハブ３１
を固定するためのハブナットを被うキャップ３２が取り
付けられている。

【００２４】等速ジョイント軸２２のジョイント部２３
には、ゴム製のブーツ２７が設けられており、これによ
りジョイント部２３が泥や埃などから保護される。

【００２５】ナックル部材２４は、前述したように、等
速ジョイント軸２２を支持して、サスペンションの一部
を構成する部材である。ここで言うナックル部材とは、
少なくとも、ジョイント軸の従軸を支持する従軸支持部
と、ストラットを支持するストラット支持部とを備えた
部材を意味するのであるが、車両Ｆのナックル部材２４
は、等速ジョイント軸２２の従軸３０を支持する従軸支
持部３３と、ロアアーム２５を連結するロアアーム連結
部３４と、ストラットを支持するストラット支持部３５
と、等速ジョイント軸２２のジョイント部２３を保護す
るためのカバー部２８とを備えている。従軸支持部３３
と、ロアアーム連結部３４と、ストラット支持部３５
と、カバー部２８とは、アルミニウム合金によって一体
的に成型されている。すなわち、車両Ｆのナックル部材
２４は、一のアルミニウム合金部品として構成されてい
る。カバー部２８は構造的に強固な筒状であり、このカ
バー部２８の上方にカバー部２８と連続してストラット
支持部３５が形成されており、カバー部２８の側方にカ
バー部２８と連続して従軸支持部３３が形成されてお
り、カバー部２８の下方にカバー部２８と連続してロア
アーム連結部３４が形成されている。つまり、ストラッ
ト支持部３５と従軸支持部３３とが、筒状のカバー部２
８を介して連結されている。また、従軸支持部３３とロ
アアーム連結部３４とが、筒状のカバー部２８を介して
連結されている。このように一体成型されているため、
ナックル部材２４は構造体に強固なものとなる。よっ
て、その肉厚を小さくしても、または、その材質がアル
ミニウム合金であっても、所要の剛性を確保することが
できる。材質を軽量なもの（即ち、アルミニウム合金）
としたことと、肉厚を薄くできることとが相まって、ナ
ックル部材２４の軽量化を大きく進めることができる。

【００２６】従軸支持部３３は、円形の中央孔を有して
おり、ベアリング４０（図３参照）を介して従軸３０を
支持している。ベアリング４０は従軸支持部３３の中央
孔にはめ込まれている。

【００２７】ロアアーム連結部３４は、従軸支持部３３
よりも低い位置に設けられており、ロアアーム２５の端
部を支持する。

【００２８】ストラット支持部３５は、従軸支持部３３
よりも高い位置に設けられており、ストラットの下端部
を支持する。ストラット支持部３５は円筒状に形成され
ている。ストラットは、その下端部をストラット支持部
３５の内部に挿入させた状態で、ストラット支持部３５
に支持される。

【００２９】なお、従軸支持部３３とストラット支持部
３５との間には、ナックル部材２４全体の剛性を向上さ
せるためにリブ３６が形成されている。

【００３０】カバー部２８は、従軸支持部３３の車体中
心（車体の左右方向における中心）側であって、ストラ
ット支持部３５とロアアーム連結部３４との間の高さ位
置において形成されている。カバー部２８は、一端側
（車体中心側）に開口部３７を、他端側（車体の左右端
側）に貫通孔４１（図４参照）を有しており、全体とし
て筒状（もしくはいわゆるラッパ状）の構造である。カ
バー部２８の開口部３７は、カバー部２８の端面全体を
開放するように大きく開口している。カバー部２８の貫
通孔４１は、従軸支持部３３の中央孔と連通しており、
かつ、連続している。

【００３１】カバー部２８の外径形状は、概略的に切頭
四角錐体状である。ただし、切頭四角錐体の稜線に相当
する部分には、いわゆる丸み付け（アール）が施されて
いる。カバー部２８の内側には空洞部３８が形成されて
いる。この空洞部３８に、等速ジョイント軸２２のジョ
イント部２３が収容される。

【００３２】カバー部２８に等速ジョイント軸２２を取
り付けるときは、開口部３７から等速ジョイント軸２２
の従軸３０を挿入して行き、従軸３０が貫通孔４１を貫
通するようにする。従軸３０がカバー部２８の貫通孔４
１を貫通するまで、等速ジョイント軸２２をカバー部２
８の空洞部３８に挿入すると、等速ジョイント軸２２の
ジョイント部２３が、ナックル部材２４のカバー部２８
の内側の空洞部３８に収容される。

【００３３】このように、ジョイント部２３がカバー部
２８内側の空洞部３８に入り込んだ状態で、等速ジョイ
ント軸２２がナックル部材２４に支持されると、ジョイ
ント部２３がカバー部２８によって囲繞される。よっ
て、ジョイント部２３をカバー部２８によって確実に保
護することができる。例えば、車両Ｆの走行中に前輪Ｗ
１によって路面の小石が跳ね上げられたとしても、カバ
ー部２８によって小石を跳ね返すことができ、ジョイン
ト部２３に小石が衝突することを防止できる。特に、ブ
ーツ２７はゴム製であることが多いが、損傷しやすいゴ
ム製のブーツ２７を、カバー部２８によって有効に保護
することができる。

【００３４】また、カバー部２８は、従軸支持部３３や
ストラット支持部３５とともに一体的に形成され、これ
ら（従軸支持部３３とストラット支持部３５）とともに
ナックル部材２４を構成している。

【００３５】なお、従軸支持部とストラット支持部とを
有する部材に、これとは別個に形成されたカバー部材を
取り付けることによってナックル部材を構成することも
できる。しかし、このように複数の部材を組み合わせて
ナックル部材を構成するよりも、カバー部２８と、従軸
支持部３３と、ストラット支持部３５とを、一体的に形
成してナックル部材を構成する方が、ナックル部材２４
全体の剛性をより高めることができるし、製造作業工程
を簡略化することもできる。

【００３６】以上、図１〜４を参照して、本願発明に係
る車軸ジョイント部の保護構造の一実施形態を説明し
た。

【００３７】なお、上記実施形態で説明したような形状
以外の形状に、ナックル部材２４を形成することもでき
る。例えば、サスペンション形式、サスペンションロッ
ドの数や配置、ジオメトリーの設定に応じて、適宜、従
軸支持部、ロアアーム連結部、カバー部等の位置関係を
決定すればよい。

【００３８】また、上記実施形態では、ジョイント部２
３を保護するために筒状のカバー部２８を採用したが、
カバー部２８の形状はこれに限定されることはなく、ジ
ョイント部２３を囲繞することができる形状であれば他
の形状にしてもよい。

【００３９】また、上記実施形態では、従来から採用さ
れている保護板（図５の参照符号１２で示す部材）を取
り付けていないが、ナックル部材をカバー部を有する構
造とした上で、さらに、保護板をロアアーム２５に取り
付けるようにしてもよい。これにより、ジョイント部２
３、特にブーツ２７を一層確実に保護できる。

【００４０】また、上記実施形態では、従軸支持部３
３、ストラット支持部３５およびカバー部２８は、アル
ミニウム合金により一体的に成型されている。しかし、
これらを一体的に成型するのではなく別々に形成し、既
知の固着手段または締結手段等により固着または締結す
ることによって、ナックル部材を構成するようにしても
よい。

【００４１】また、上記実施形態では、車両Ｆの前輪Ｗ
１の車軸ジョイント部に、本願発明の車軸ジョイント部
の保護構造を適用したが、後輪の車軸がジョイント軸で
構成されるような場合には、後輪の車軸ジョイント部に
本願発明の車軸ジョイント部の保護構造を適用すること
もできる。

【００４２】また、上記実施形態では、車軸が等速ジョ
イント軸で構成されており、この等速ジョイント軸のジ
ョイント部に、本願発明の車軸ジョイント部の保護構造
を適用した。しかし、本願発明の車軸ジョイント部の保
護構造は、等速ジョイント軸に限らず、車軸を構成する
ことのできるあらゆる種類のジョイント軸に適用可能で
ある。

【００４３】

【発明の効果】本願発明は、以上に説明したような形態
で実施され、以下に記載されるような効果を奏する。 (１)カバー部によってジョイント部が取り囲まれ、した
がって、ジョイント部を確実に保護することができる。 (２)カバー部が従軸支持部およびストラット支持部とと
もにアルミニウム合金で一体的に成型されてナックル部
材が構成されるようにすれば、ナックル部材の剛性を確
保したまま、ナックル部材の軽量化を図ることができ
る。また、製造作業工程を簡略化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】騎乗型四輪不整地走行車両の図であり、（ａ）
はその正面図、（ｂ）はその側面図である。

【図２】図１の車両の右側の前輪に関する等速ジョイン
ト軸、ナックル部材、およびその周辺部材を、該車両の
車体前方から見た正面図である。

【図３】図２におけるIII−III線矢視断面図である。

【図４】図２におけるIV矢視図である。

【図５】従来の四輪駆動自動車のフロントアクスルの要
部を車体前方から見た一部断面正面図である。

【符号の説明】

Ｆ騎乗型四輪不整地走行車両２２等速ジョイント軸２３ジョイント部２４ナックル部材２５ロアアーム２６上端部２７ブーツ２８カバー部２９主軸３０従軸３１ハブ３２キャップ３３従軸支持部３４ロアアーム連結部３５ストラット支持部３６リブ３７開口部３８空洞部４０ベアリング４１貫通孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者水田文雄兵庫県明石市川崎町１番１号川崎重工業株式会社明石工場内Ｆターム(参考） 3D001 AA17 BA02 CA00 DA05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】サスペンションを構成するナックル部材に
支持された、車軸を構成するジョイント軸のジョイント
部を保護するための車軸ジョイント部の保護構造であっ
て、該ナックル部材が、該ジョイント軸の円周方向に沿って
該ジョイント部を取り囲むカバー部を備え、該ジョイン
ト部が、該カバー部の内側に収容される、車軸ジョイン
ト部の保護構造。
【請求項２】請求項１記載の車軸ジョイント部の保護構
造において、該カバー部が、該ジョイント軸の従軸を支持する従軸支
持部、および、ストラットを支持するストラット支持部
とともに、アルミニウム合金により一体的に成型されて
該ナックル部材を構成する、車軸ジョイント部の保護構
造。