JP2002114003A - 車輌用車軸 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車輌本体の対する取り付け、取り外しが容易
であると共に、軽量、コンパクトでありながら強度の高
い車軸を得る。 【解決手段】 上下に対向配置されたフランジ部１１，
１２と、このフランジ部１１，１２間を連結するウェブ
部１３により形成された断面Ｈ型を成す鋼材により車輌
本体５に取り付けられる中間部１０を形成し、この中間
部１０の両端に車輪９，９を回転自在に軸支する車輪取
付部１５，１５を固着して車軸１を形成する。このよう
にしてフランジ部１１のフランジ面１１’を車輌本体５
の底面に当接して取り付けられた車軸１は車輌本体５に
対して安定して固定可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は各種車輌に用いられ
る車軸に関し、より詳細には、車輌本体の幅方向を長さ
方向として車輌本体の底部に取り付けられる中間部と、
前記中間部の両端でそれぞれ車輪を回転自在に軸支する
車輪取付部とから成る車軸に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７に示すように、例えば圧縮機や発電
機等の機器を収納する防音箱８に車輪９，９；９，９を
取り付け、牽引等により走行可能とした車輌がある。

【０００３】このように、牽引等により走行される車輌
にあっては、車輪９，９に対して動力を伝達する必要が
ないことから、一例として図８に示すように、円筒状又
は円柱状に形成された中間部１０と、この中間部１０の
両端に設けられた、車輪を回転自在に軸支する車輪取付
部１５とから成る車軸１を使用し、この車軸１の中間部
１０を例えば車輌本体５に取り付けられたリーフスプリ
ング３等を介して車輌本体５に取り付けて車輪９，９；
９，９の取付が行われている（図９参照）。

【０００４】このように形成された車軸１の取付方法と
しては、例えば図９に示すように固着具として、一組の
Ｕボルト６’，６’内に車軸１の中間部１０を嵌合した
状態で中間部１０をリーフスプリング３の下側面に当接
すると共に、Ｕボルト６’，６’間でリーフスプリング
３を幅方向に挟持し、このＵボルト６’，６’の先端を
リーフスプリングの上側面に当接配置された支持板４０
に設けられたボルトが貫通する挿孔４１，４１内に挿入
して、このＵボルト６’，６’の先端にナット４２，４
２を螺合して緊締することで、リーフスプリング３と中
間部１０とをＵボルト６’，６’と支持板４０により挟
持して固定している。

【０００５】この場合、リーフスプリング３と接触され
る車軸１の中間部１０は、前述のように円柱状ないしは
円筒状に形成されているために、これをそのままリーフ
スプリング３の下側面に当接させる場合にはリーフスプ
リング３と中間部１０との接触面積が小さく、両者間を
安定して固定することができないことから、前述の方法
によりリーフスプリング３に対して車軸１の中間部１０
を固定する場合には、図８、図９及び図１０に示すよう
な板材４５を車軸１の中間部１０外周に固着する等して
平坦部４６を形成し、この平坦部４６をリーフスプリン
グ３の下側面に当接させてリーフスプリング３と車軸１
の中間部１０とが相互に安定した状態で固定されるよう
構成している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の車軸
１にあっては、リーフスプリング３と接触する平坦部４
６を形成するための板材４５等の取付が必要であり、そ
のため、このような板材４５の取付作業が繁雑であり、
また、車軸１の対称位置であってリーフスプリング３と
接触する位置に正確にこの板材４５を取り付ける必要が
ある等、その作業が繁雑である。

【０００７】また、丸材は比較的強度が高いため、これ
により所望の強度を得ることができるものの、車輌のフ
レーム構造の都合上、車軸１と車輌本体５との固定点
（支持点Ｏ）と、この車軸１の両端に固着された車輪９
の中心位置（作用点Ｐ）間の距離Ｌを長くする必要があ
る場合には（作用点Ｐ、支持点Ｏ、距離Ｌについては、
図１１参照）、必要な強度を得るために車軸１の補強を
図ったり、車軸１の径をサイズアップして強度の向上を
図っているが、車軸１の補強はさらなる部品点数と製造
工程の増加につながりこのような車軸を備えた車輌の製
造が煩雑となると共に、製造コストを高める結果とな
る。

【０００８】また、車軸１のサイズアップは、車輌全体
の重量増につながり、牽引、移動に際して不便である。

【０００９】また、このように、支持点Ｏから作用点Ｐ
迄の距離Ｌが増大する場合において、このような補強や
サイズアップによって十分な強度が得られない場合に
は、車輌のフレームに鋼材等を固着して幅方向に延長
し、車軸１の支持点Ｏを作用点Ｐに接近させて距離Ｌを
短縮する方法も考えられるが、車軸１の補強の場合と同
様にこの加工のための作業が繁雑であると共に部品点数
の増大、車輌全体の重量の増大等の弊害をもたらすもの
となっている。

【００１０】なお、前述の例において車軸１は操舵機構
を備えていない固定式のものとして説明したが、操舵機
能を備える車輌の車軸においても同様の問題があり、ま
た、リーフスプリング３等を介せず直接車輌本体５の下
部に車軸１を取り付ける場合、又はリーフスプリング３
に代えて他の衝動吸収器等を介して車輌本体５に車軸１
を取り付ける場合においても、車軸１の中間部１０には
平坦部を設ける必要がある等、同様の問題点を有してい
る。

【００１１】そこで本発明の目的は、上記従来技術にお
ける欠点を解消するためになされたものであり、車輌本
体に形成された車軸取付位置に当接する平坦部を設ける
ために、車軸の中間部に板材等を後付けする必要がな
く、従って車輌本体に対する取付が簡単であると共に、
前述の円柱状ないしは円筒状を成す中間部と同等以上の
強度を有し、かつ、小型、軽量な車軸を提供することを
目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の車輌用車軸は、車輌本体５の下部に取り付
けられる中間部１０と、前記中間部１０の両端でそれぞ
れ車輪を回転自在に軸支する車輪取付部１５，１５から
成り、前記中間部１０は、対向配置されたフランジ部１
１，１２と、前記フランジ部１１，１２間を連結するウ
ェブ部１３により形成された断面Ｈ型を成す鋼材により
形成されて成り、該中間部のいずれかのフランジ部１１
（又は１２）に形成されたフランジ面１１’（又は１
２’）を介して、前記中間部１０を前記車輌本体５の底
面に設けたことを特徴とする（請求項１）。

【００１３】前記車輌本体５に設けたリーフスプリング
３を幅方向に嵌合する下向きコ字状の固着具としてのボ
ルト６，６の先端６２，６２を挿入するための挿孔１
４，１４を、前記中間部１０のフランジ部１１（，１
２）に形成したものとすることができる（請求項２；図
１参照）。

【００１４】また、前記車軸１は前記車輌本体５に防振
ゴム７を介して支持板７２を設け、前記支持板７２から
下方に突出する固着具としてのボルトの先端を挿入する
ための挿孔１４，１４を前記中間部１０のフランジ部１
１（，１２）に形成したものとすることもできる（請求
項３；図４及び図５参照）。

【００１５】なお、前記車輌本体５の底面より突出する
固着具としてのボルトの先端を挿入する挿孔１４を前記
中間部１０の前記フランジ部１１（，１２）に形成する
構成としても良い（請求項４；図６参照）。

【００１６】

【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施形態を添付
図面を参照しながら以下説明する。

【００１７】なお、前述の従来技術においては、圧縮機
や発電機の防音箱を走行可能とした車輌の車軸を例に説
明したが、本発明の車軸は、この種の車輌に限定される
ものではなく、各種の車輌に適用可能である。

【００１８】図１において、本発明の車軸１はリーフス
プリング３を介して車輌本体５に取り付けられている。

【００１９】車輌本体５の下面には、リーフスプリング
３のスパンと同間隔でリーフスプリング取付用のブラケ
ット５１，５２が取り付けられており、このブラケット
５１，５２を介してリーフスプリング３はその長さ方向
を車輌の走行方向として車輌本体５の下面に取付可能に
構成されている。

【００２０】なお、図１に示す実施形態にあっては、本
発明の車軸１をリーフスプリング３を介して車輌本体５
に取り付ける例について説明するが、本発明の車軸１
は、リーフスプリング３に取り付ける場合のみならず直
接車輌本体５に取り付けても良く、また、リーフスプリ
ングに代替し得る他の衝動緩衝器を介して車輌本体５に
取り付けても良く、その取付例は、リーフスプリング３
を介して取り付ける場合に限定されない。

【００２１】さらに、図１に示す実施形態のリーフスプ
リング３は、一端に形成されたアイ３１にブラケットの
一方５１を貫通するピン５３を挿入してブラケット５１
に固定すると共に、リーフスプリング３の他端３２を、
他方のブラケット５２を貫通して上下に平行に配置され
たピン５４，５５間に配置して取り付けられ、このリー
フスプリング３の他端３２がピン５４，５５間を摺動し
て後述する車軸１を介して路面の凹凸等により生じた衝
撃をリーフスプリング３の弾性により吸収し得る構成の
ものとして表されているが、このリーフスプリング３
は、両端共にアイによりブラケット５１，５２に取り付
けられるものであっても良く、また、いずれかの端部
（例えば３２）をシャックルを介してブラケット５２に
固定する構成のものであっても良く、さらに、図１に示
す実施形態とは異なり、複数のリーフを積層したリーフ
スプリングを使用する等、その他の各種のリーフスプリ
ングを使用することができる。

【００２２】このリーフスプリング３に取り付けられる
車軸１は、図１及び図２に示すように上下に対向配置さ
れた２のフランジ部１１，１２と、このフランジ部１
１，１２間を連結するウェブ部１３から成る、所謂「Ｈ
型鋼」より成る中間部１０と、この中間部１０の両端に
取り付けられ、車輪を回転自在に軸支する車輪取付部１
５より成る。なお、図２に表された車軸１は、右側半分
が省略されている。

【００２３】この中間部１０の両端に対する車輪取付部
１５の固着は、例えば中間部１０の端部と車輪取付部１
５の端部間を溶着することにより取付ても良く、また、
例えば中間部１０と車輪取付部１５の端部にいずれもフ
ランジを固着し、このフランジをボルト止めする等して
固着しても良く、その他既知の各種の固着方法を利用す
ることができる。

【００２４】この車軸１は、車輌本体５の幅方向、従っ
てリーフスプリング３の長さ方向に対して直交方向に配
置されると共に、車軸１の中間部１０を成すフランジ部
１１の平面をこのリーフスプリング３の下側平面に当接
して取付が行われる。

【００２５】このリーフスプリング３と接触された車軸
１の中間部１０のフランジ部１１には、ウェブ部１３を
中心に対称の位置に２組のボルト挿通用の挿孔１４，１
４；１４，１４が穿設されており、略下向きコ字状に形
成された固着具としてのボルト６，６の開口部６１内に
リーフスプリング３を嵌合すると共に、このボルト６，
６の先端６２，６２；６２，６２をフランジ部１１に形
成された挿孔１４，１４；１４，１４内に挿入し、フラ
ンジ部１１の裏面より突出したボルト６，６の先端６
２，６２；６２，６２にそれぞれナット６３，６３；６
３，６３を螺合して緊締し、リーフスプリング３と車軸
との固定を行っている（図２参照）。

【００２６】以上のように、本発明の車軸１にあっては
その中間部１０にＨ型鋼を使用しているので、従来の円
柱状又は円筒状の中間部のように中間部の外周に板材等
を取り付けて平坦部を形成する必要がなく、車軸１の中
間部１０の構造が簡単であると共に、部品点数の減少
と、構成の簡素化により車輌本体５に対する車軸１の取
付、取り外しが容易となる。

【００２７】また、例えば鋼管から成る車軸の中間部と
比較しても、Ｈ型鋼より成る車軸１の中間部１０は強度
においても優れ、車軸１を軽量・小型化することが可能
である。

【００２８】一例として、外径139.8mm、内径120.8mmの
圧力配管用炭素鋼鋼管（スケジュール８０）を使用した
車軸の中間部と、125mm×125mm角のＨ型鋼を使用した車
軸の中間部の支持点Ｏにおける曲げ応力σを比較する
と、鋼管により形成された車軸の中間部にあっては、こ
の中間部の断面係数Ｚは、 Ｚ ＝ (π／32)×(D⁴−d⁴／D) 〔D ＝ 鋼管の外径、d ＝ 鋼管の内径〕 より、 Ｚ ＝ (3.14／32)×(139.8⁴−120.8⁴)／139.8＝118.6cm
³ また、曲げモーメントＭは、 Ｍ ＝ (W／2)×n×L4 〔W＝両車輪にかかる荷重(2,046kg) n＝負荷倍数 L4
＝支持点と作用点間の距離(400.0mm)〕 より、 Ｍ ＝ (2,046／2)×n×(400.0／10)＝40,920・n(kgf・cm)
＝401,016・n(N・cm) 従って、曲げ応力σは、 σ ＝ M／Z ＝ 40,920・n／118.6 ＝ 345・n(kgf/cm²)
＝ 33.81・n(Mpa) これに対して、本発明のＨ型鋼により形成された車軸１
の中間部１０にあっては、一例とし高さ(H)125×幅(B)1
25mm（t₁＝6.5mm，t₂＝9mm，r＝10mm：図３参照）のＨ
型鋼を使用した場合、その支持点ＯにおけるＸ軸方向の
断面係数Ｚxは、 Ｚx ＝ 136cm³ 曲げモーメントＭは、 Ｍ ＝ (W／2)×n×L4＝(2,046／2)×n×(400.0／10)＝4
0,920・n(kgf・cm)＝401,016・n(N・cm) 従って、曲げ応力σは、 σ ＝ M／Z ＝40,920・n／136.0＝301・n(kgf/cm²)＝ 2
9.498・n(Mpa) 以上より、同一条件の車輌において使用される場合、直
径139.8mmの鋼管により形成された車軸の中間部より
も、125mm×125mm角のＨ型鋼により形成された車軸の中
間部の方が支持点Ｏにおける曲げ応力σの値が小さいこ
とが確認された。

【００２９】このように、本発明の車軸１にあっては、
中間部１０をＨ型鋼とすることにより、鋼管の直径より
も一回り小さな高さ及び幅の中間部とすることができ、
この場合においても必要な強度を確保することができる
と共に、車軸の質量を軽くすることができる。

【００３０】以上、図１に示す実施形態にあっては、本
発明の車軸１をリーフスプリング３の下側面に形成され
た車軸取付位置に取り付ける例について説明したが、本
発明の車軸１は、例えば図４及び図５に示すように下端
に支持板７２の取り付けられた防振ゴム７を設け、この
支持板７２の下側面を車軸取付位置としても良く、この
車軸取付位置を成す支持板７２を貫通して下方に突出す
る固着具としてのボルトを、中間部１０のフランジ部１
１に形成された挿孔１４内に挿入すると共に、このボル
トの下端にナットを螺合することにより固着しても良
く、この場合にはリーフスプリング３及びリーフスプリ
ング３を車輌本体５に取り付けるためのブラケット等を
設ける必要がなく、構造がより簡素化され、また、車輌
本体５に対する車軸の取付、取り外しが容易と成る。

【００３１】さらに、本発明の車軸にあっては、この防
振ゴムをも設けることなく例えば図６に示すように車輌
本体５を構成するフレーム５’の下端より突出した固着
具としてのボルトの先端を、中間部１０のフランジ部１
１に形成された挿孔１４内に挿入し、このボルトの先端
にナットを螺合することで、車輌本体５のフレーム５’
に直接車軸１を取り付けることもできる。

【００３２】この場合には、前述の防振ゴムに比較して
さらに車軸１を取り付けるための部品点数が減少して組
み立てか容易となると共に、車輌の全高を低くすること
ができる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明した本発明の構成により、車軸
の中間部にＨ型鋼を使用したことにより、板材等を取り
付けることなく車軸の中間部に平面部が形成され、これ
によりリーフスプリングや防振ゴム、及び直接車輌本体
に取り付けることができ、部品点数及び組立工程の減少
により車輌本体に対する取付、取り外しを容易に行うこ
とができる車軸を提供することができた。

【００３４】また、本発明の構成によれば、従来の円筒
状の中間部の直径よりも小さな高さ及び辺を有するＨ型
鋼により中間部を形成した場合であっても、円筒状の中
間部よりも高い強度とすることができ、これにより車軸
の小型軽量化を図ることができると共に、強度の向上さ
れた車軸を得ることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】 リーフスプリングに取り付けられた本発明の
車軸の要部断面図。

【図２】 本発明の車軸の正面図。

【図３】 車軸の中間部の説明図。

【図４】 車輌本体に対する別の取付例を示す本発明の
車軸の要部断面図。

【図５】 車輌本体に対する別の取付例を示す本発明の
車軸の要部断面図。

【図６】 車輌本体に対する別の取付例を示す本発明の
車輌の要部断面図。

【図７】 車軸を備えた車輌の側面図。

【図８】 従来の車軸の底面図。

【図９】 リーフスプリングに取り付けられた状態の従
来の車軸の要部断面図。

【図１０】 図８のＸ−Ｘ線断面図。

【図１１】 車輪を取り付けた状態の従来の車軸の正面
図。

【符号の説明】

１ 車軸 １０ 中間部（車軸１の） １１，１２ フランジ部 １１’，１２’フランジ面 １３ ウェブ部 １４ 挿孔 １５ 車輪取付部 ３ リーフスプリング ３１ アイ（リーフスプリング３の） ３２ 他端（リーフスプリング３の） ４０ 支持板 ４１ 挿孔 ４２ ナット ４５ 板材 ４６ 平坦部 ５ 車輌本体 ５１，５２ ブラケット（リーフスプリング３の取付
用） ５３，５４，５５ ピン（リーフスプリング３の支持
用） ５’ フレーム（車輌本体５の） ６ 固着具（下向きコ字状のボルト） ６’ 固着具（Ｕボルト） ６１ 開口部（ボルト６の） ６２ 先端（ボルト６の） ６３ ナット ７ 防振ゴム ７２ 支持板 ８ 防音箱 ９ 車輪

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車輌本体の下部に取り付けられる中間部
   と、前記中間部の両端でそれぞれ車輪を回転自在に軸支
   する車輪取付部から成り、 前記中間部は、対向配置されたフランジ部と、前記フラ
   ンジ部間を連結するウェブ部により形成された断面Ｈ型
   を成す鋼材により形成されて成り、該中間部のいずれか
   のフランジ部に形成されたフランジ面を介して、前記中
   間部を前記車輌本体の底面に設けたことを特徴とする車
   輌用車軸。
2. 【請求項２】 前記車輌本体に設けたリーフスプリング
   を幅方向に嵌合する下向きコ字状の固着具の先端を挿入
   するための挿孔を、前記中間部のフランジ部に形成した
   ことを特徴とする請求項１記載の車輌用車軸。
3. 【請求項３】 前記車軸は前記車輌本体に防振ゴムを介
   して支持板を設け、前記支持板から下方に突出する固着
   具の先端を挿入するための挿孔を前記中間部のフランジ
   部に形成したことを特徴とする請求項１記載の車輌用車
   軸。
4. 【請求項４】 前記車輌本体の底面より突出する固着具
   の先端を挿入するための挿孔を前記中間部の前記フラン
   ジ部に形成したことを特徴とする請求項１記載の車輌用
   車軸。