JP2002188619A - 軸継手装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 過大な軸方向力に耐える軸継手装置を提供す
る。 【解決手段】 互いに同心的に配設されたインナ部材２
０とアウタ部材１１との間にクッション部材３０が中心
線と平行方向に付勢されて圧縮変形されることにより蓄
力状態を作り出されており、アウタ部材１１の中空部１
２の内周面に形成された環状溝１４に嵌入のストッパリ
ング４０によってクッション部材３０の一端側が支持さ
れている軸継手装置１０において、環状溝１４およびス
トッパリング４０の嵌合部の断面形状が楔形状に形成さ
れている。 【効果】 ストッパリングの軸方向に加わった力は環状
溝およびストッパリングの傾斜面部において、傾斜面部
を直角に押す分力と傾斜面部に平行な分力とに分散され
るため、環状溝のエッジ部が欠損されたり溝底に亀裂が
発生したりする現象を未然に防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軸継手装置に関
し、特に、インナ部材とアウタ部材との間にクッション
部材が介設されているものに係り、例えば、トラックや
バス等の後輪二軸自動車のＶ形トルクロッドに利用して
有効なものに関する。

【０００２】

【従来の技術】後輪二軸自動車においては、二本の車軸
をフレームに対して三次元方向の自由度をもって位置決
めを行うために、Ｖ形トルクロッド（以下、Ｖロッドと
いう。）が使用されている。すなわち、図１に示されて
いるように、Ｖ字形状に形成されたＶロッド１はその基
端部が車軸２に、その一対の先端部がフレーム３にイン
ナ部材とアウタ部材との間にクッション部材が介設され
た軸継手装置１０によってそれぞれ連結されている。

【０００３】そして、従来のＶロッドにおいては、機械
的強度を確保するために、構成各部の構造材料には軸継
手装置を含めて鉄系材料（鉄またはその合金）が使用さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、後輪二軸自
動車においては、積荷重量の増加の要求や省燃費の要求
に応えるためにアルミニウム系材料（アルミニウムまた
はその合金）の使用による軽量化が検討されており、Ｖ
ロッドについても軸継手装置を含めてアルミニウム系材
料の使用が検討されている。ところが、Ｖロッドを軸継
手装置を含めて単純に所謂アルミニウム化すると、軸継
手装置において過大な軸方向力が加わった際に機械的強
度が不足する場合がある。

【０００５】本発明の目的は、過大な軸方向の力が加わ
った場合であっても充分な機械的強度を確保することが
できる軸継手装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】課題を解決するための第
一の手段は、互いに同心的に配設されたインナ部材とア
ウタ部材との間にクッション部材が介装され、このクッ
ション部材が圧縮変形されることにより蓄力状態が作り
出されており、前記アウタ部材の内周面に環状溝が形成
されているとともに、この環状溝に嵌入されたストッパ
リングによって前記クッション部材の一端が支持されて
おり、前記環状溝および前記ストッパリングの嵌合部の
断面形状が楔形状に形成されていることを特徴とする。

【０００７】課題を解決するための第二の手段は、互い
に同心的に配設されたインナ部材とアウタ部材との間に
クッション部材が介装されており、このクッション部材
が圧縮変形されることにより蓄力状態が作り出されてお
り、前記アウタ部材と前記クッション部材との間にスリ
ーブが嵌入されて固定されており、このスリーブの内周
面に形成された環状溝に前記アウタ部材に反力をとり前
記クッション部材の一端側を支持するストッパリングが
嵌入されていることを特徴とする。

【０００８】課題を解決するための第三の手段は、互い
に同心的に配設されたインナ部材とアウタ部材との間に
クッション部材が介装され、このクッション部材が圧縮
変形されることにより蓄力状態が作り出されており、前
記アウタ部材の内周面に環状溝が形成されているととも
に、この環状溝に嵌入されたストッパリングによって前
記クッション部材の一端側が支持されており、前記スト
ッパリングの前記クッション部材と反対側の端面にスペ
ーサリングが嵌入されており、このスペーサリングによ
って前記ストッパリングの前記クッション部材からの弾
発力を受けていることを特徴とする。

【０００９】課題を解決するための第四の手段は、前記
した第一の手段乃至第三の手段に加うるに、前記アウタ
部材がアルミニウム系材料で構成されていることを特徴
とする。

【００１０】前記した第一の手段によれば、ストッパリ
ングの軸方向に加わった力は環状溝およびストッパリン
グの傾斜面部において、傾斜面部を直角に押す分力と、
傾斜面部に平行な分力とに分散されるため、環状溝のエ
ッジ部および溝底に集中応力が作用するのを防止するこ
とができ、エッジ部が欠損されたり、溝底に亀裂が発生
したりする現象を未然に防止することができる。また、
ストッパリングが溝底に直接触れないため、溝底の曲面
の半径Ｒを大きくすることができる。

【００１１】前記した第二の手段によれば、スリーブは
機械的強度の大きい材料によって形成することができる
ため、ストッパリングに過大な軸方向の力が加わった場
合であっても、環状溝のエッジ部に欠損が発生したり、
環状溝の溝底の直角隅部に亀裂が発生したりする現象を
防止することができる。

【００１２】前記した第三の手段よれば、環状溝におい
てストッパリングの軸方向の力を受けるスペーサリング
は機械的強度の大きい材料によって形成することができ
るとともに、スペーサリングの板厚の分だけ環状溝の溝
底の直角隅部の半径Ｒを大きく設定することができるの
で、ストッパリングに過大な軸方向の力が加わった場合
であっても、環状溝のエッジ部に欠損が発生したり、環
状溝の溝底の直角隅部に亀裂が発生したりする現象を防
止することができる。

【００１３】前記した第四の手段によれば、アウタ部材
例えばトルクロッドをアルミニウム系材料で構成するの
で、前記した第一乃至第三の手段を採用した効果に加わ
うるに、トルクロッドを軽量化することができるという
効果が得られる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、第一の発明の実施の形態を
図面に即して説明する。

【００１５】本実施の形態において、本発明に係る軸継
手装置は、図１に示されているＶロッド１の基端部を車
軸２に連結するものとして構成されており、Ｖロッド１
の車軸２に対する三次元方向の自由度を確保するように
なっている。

【００１６】図２に示されているように、Ｖロッド１の
基端部に使用された軸継手装置１０はＶロッド１の基端
部自体によって構成されたアウタ部材１１と、それ自身
がピボット軸を実質的に構成しているインナ部材２０
と、アウタ部材１１とインナ部材２０との間に介設され
たクッション部材３０と、クッション部材３０の圧縮変
形を維持するためのストッパリング４０とを備えてい
る。

【００１７】本実施の形態において、Ｖロッド１はアル
ミニウム系材料が使用されて形成されており、Ｖロッド
１の基端部自体を構成しているアウタ部材１１もアルミ
ニウム系材料によって形成されている。アウタ部材１１
には略円柱形状の中空部１２が開設されており、中空部
１２の内周面の一端部には内径が小径になったストッパ
部１３が形成されている。中空部１２の内周面の他端部
には環状溝１４が一定の深さで切設されており、環状溝
１４はストッパリング４０を嵌入して保持し得るように
形成されている。環状溝１４の断面形状はストッパ部１
３側の側面が中空部１２の中心線と直交する直交面部１
５を形成し、その対向面側の側面が直交面に対して傾斜
する傾斜面部１６を形成し、その溝底が半円形の弯曲面
部１７を形成する楔形状になっており、傾斜面部１６は
溝の開口側が広くなるように傾斜されている。

【００１８】インナ部材２０は鉄系材料が使用されて形
成されており、インナ部材２０の略中央部には凸球面軸
部２１が一体的に突設されている。凸球面軸部２１の外
径はアウタ部材１１の中空部１２の内径よりも小径に設
定されている。インナ部材２０の両端部には一対の連結
部２２、２２が略直方体形状にそれぞれ形成されてお
り、両連結部２２、２２はアウタ部材１１の中空部１２
からその両脇へ突出するように設定されている。連結部
２２には固定孔２３が長手方向と直交するように穿設さ
れており、固定孔２３にボルトを挿入することにより、
インナ部材２０を車軸２のブラケットに連結するように
なっている。

【００１９】クッション部材３０はゴムまたは樹脂等の
弾性体が使用されて加硫成形されており、インナ部材２
０の凸球面軸部２１にこれを包囲するように設けられて
接着等の手段により固着されている。クッション部材３
０はその中央部３１が略円柱形状に、その両方の端部３
２が略台形円錐形状にそれぞれ形成されており、中央部
３１はその直径が自然状態時においてアウタ部材１１の
中空部１２の内径よりも若干小径になるように形成され
ている。クッション部材３０の両方の端部３２、３２に
おける外側面には一対のサイドプレート３３、３３がそ
れぞれ配されて接着等の手段により固着されており、サ
イドプレート３３はその略台形円錐形状に対応する筒形
状に形成されている。

【００２０】ストッパリング４０は鋼等の弾性を有する
鉄系材料が使用されて一部を切り欠いた円形リング形状
（Ｃリング形状）に形成されており、その幅および外径
はアウタ部材１１の環状溝１４に嵌入して保持され得る
ように、内径はその端面がサイドプレート３３の端面の
一部に当接し得るようにそれぞれ設定されている。スト
ッパリング４０の断面形状は一方の端面が中心線と直交
する直交面部４１を形成し、他方の端面が直交面に対し
て傾斜する傾斜面部４２を形成する楔形状になってお
り、傾斜面部４２は内周側が広くなるように傾斜されて
いる。

【００２１】次に、軸継手装置１０の組み立て作業を説
明することにより、その構成および作用を説明する。

【００２２】軸継手装置１０の組み立て作業に際して、
前記構成に係るインナ部材２０とクッション部材３０と
の複合体はアウタ部材１１の中空部１２内に環状溝１４
が切設されている側の開口から挿入される。挿入された
クッション部材３０の挿入前側に固着されているサイド
プレート３３は中空部１２の端部に形成されているスト
ッパ部１３に当接する。

【００２３】続いて、ストッパリング４０がアウタ部材
１１の開口に縮径されて押し込まれ、その端面がインナ
部材２０の環状溝１４側のサイドプレート３３の端面に
当接される。この状態において、ストッパリング４０が
インナ部材２０の中心線と平行方向にストッパ部１３に
向けてシリンダ装置（図示せず）等によって押し込まれ
ると、反対側のサイドプレート３３がストッパ部１３に
よって位置規制されているため、クッション部材３０は
圧縮変形されて蓄力されて行く。このとき、クッション
部材３０は径方向に膨出しようとするが、若干膨出する
と、アウタ部材１１の中空部１２の内周面に押接するた
め、中心線と平行方向への圧縮変形に伴って効果的に蓄
力して行くことになる。

【００２４】ストッパリング４０が環状溝１４に整合す
ると、ストッパリング４０はそれ自身の弾性力によって
拡径することにより環状溝１４に嵌入する。この際、ス
トッパリング４０および環状溝１４の断面形状が楔形状
に形成されていることにより、ストッパリング４０は環
状溝１４に迎え入れられる状態になるため、環状溝１４
に自動的かつ確実に嵌入する。また、ストッパリング４
０の環状溝１４への嵌入が不完全であった場合であって
も、ストッパリング４０のスプリングバック効果および
楔効果によって、ストッパリング４０は環状溝１４から
抜け出し難い状態になる。

【００２５】このようにしてストッパリング４０が環状
溝１４に嵌入して固定されると、クッション部材３０は
ストッパ部１３とストッパリング４０とによって復元力
を支持されて圧縮変形を維持されて蓄力された状態のま
まになる。このクッション部材３０の蓄力（弾発力）の
大きさはクッション部材３０自体の圧縮変形量に依存す
るため、そのクッション部材３０の圧縮変形量を環状溝
１４の位置を適当に調整することにより、クッション部
材３０の蓄力は所望の値に設定することができる。

【００２６】以上のようにして組み立てられて構成され
た軸継手装置１０において、インナ部材２０に形成され
た凸球面軸部２１がアウタ部材１１に圧縮変形されて保
持されたクッション部材３０によってフローティング支
持されているため、インナ部材２０はアウタ部材１１に
対して三次元の全方位に揺動することができる状態にな
る。

【００２７】また、クッション部材３０は圧縮変形され
て蓄力されているため、アウタ部材１１とインナ部材２
０との間における衝撃の伝播において、その弾性限界を
越えて伸長変形することは未然に回避されることにな
り、その衝撃吸収作用を効果的に発揮する。また、衝撃
を繰り返して受けた場合における疲労度が抑制されるた
め、耐久性も向上される。

【００２８】ところで、図３（ａ）に示されているよう
に、アルミニウム系材料によって形成されたアウタ部材
１１の環状溝１８およびストッパリング４３の断面形状
が長方形にそれぞれ形成されている場合には、ストッパ
リング４３に過大な軸方向力が加わった際に、環状溝１
８の開口のストッパリング４３と反対側のエッジ部１８
ａおよび溝底のストッパリング４３の反対側の直角隅部
１８ｂに応力が集中するため、エッジ部１８が欠損され
たり、直角隅部１８ｂに亀裂１８ｃが発生したりする可
能性がある。

【００２９】しかし、アルミニウム系材料によって形成
されたアウタ部材１１の環状溝１４およびストッパリン
グ４０の断面形状が楔形にそれぞれ形成されている本実
施の形態においては、図３（ｂ）に示されているよう
に、ストッパリング４０に加わった軸方向力Ｆは楔形の
環状溝１４の傾斜面部１６と楔形のストッパリング４０
の傾斜面部４２とにおいて、傾斜面部１６を直角に押す
分力Ｆｙと、傾斜面部１６に平行な分力Ｆｘとに分散さ
れるため、楔形の環状溝１４のエッジ部１４ａおよび溝
底に応力が集中するのを防止することができ、エッジ部
１４ａが欠損されたり、溝底に亀裂が発生したりする現
象を未然に防止することができる。しかも、楔形の環状
溝１４の溝底は弯曲面部１７に形成されており、また、
ストッパリング４０が弯曲面部１７に接触していないの
で、溝底に応力が集中するのを確実に防止することがで
きるため、楔形の環状溝１４の溝底に亀裂が発生する現
象を確実に防止することができる。

【００３０】本実施の形態によれば、ストッパリング４
０に過大な軸方向力が作用した場合であっても、環状溝
１４のエッジ部の欠損や溝底の亀裂の発生を防止するこ
とができるため、アウタ部材１１すなわちＶロッド１を
アルミニウム系材料を使用して形成することができ、そ
の結果、軸継手装置１０を使用したＶロッド１の軽量化
を推進することができる。

【００３１】図４は第二の発明の実施の形態である軸継
手装置を示す一部省略平面断面図である。

【００３２】本実施の形態が前記第一の発明の実施の形
態と異なる点は、アルミニウム系材料によって形成され
たアウタ部材１１の中空部１２に鉄系材料が使用されて
円筒形状に形成されたスリーブ５０が嵌入されていると
ともに、スリーブ５０が中空部１２にノックピン５１に
よって固定されており、スリーブ５０の内周面に形成さ
れた長方形断面形状の環状溝１８に長方形断面形状のス
トッパリング４３が嵌入されている点である。

【００３３】本実施の形態においては、長方形断面形状
のストッパリング４３が嵌入された長方形断面形状の環
状溝１８はアルミニウムに比べて機械的強度の大きい鉄
製のスリーブ５０に形成されているため、ストッパリン
グ４３に過大な軸方向力が加わった場合であっても、環
状溝１８のエッジ部１８ａに欠損が発生したり、環状溝
１８の溝底の直角隅部１８ｂに亀裂が発生したりする現
象を防止することができる。他方、アウタ部材１１すな
わちＶロッド１はアルミニウム系材料によって製造され
ているため、Ｖロッド１の全重量は軽量化することがで
きる。

【００３４】図５は第三の発明の実施の形態である軸継
手装置を示す一部省略平面断面図である。

【００３５】本実施の形態が前記第一の発明の実施の形
態と異なる点は、アルミニウム系材料によって形成され
たアウタ部材１１の中空部１２の内周面に長方形断面形
状の環状溝１８が形成されているとともに、鉄系材料が
使用されて断面がＬ字形のリング形状に形成されたスペ
ーサリング５２が嵌入されており、このスペーサリング
５２が嵌入された環状溝１８に長方形断面形状のストッ
パリング４３が嵌入されている点である。

【００３６】本実施の形態においては、環状溝１８にお
いてストッパリング４３の軸方向力を受ける側の側面に
はアルミニウム系材料に比べて機械的強度の大きい鉄系
材料製のスペーサリング５２が配設されており、かつ、
このスペーサリング５２の板厚の分だけ、アウタ部材１
１の環状溝１８の溝底の直角隅部１８ｂの半径Ｒを大き
く出来るので、ストッパリング４３に過大な軸方向力が
加わった場合であっても、環状溝１８のエッジ部１８ａ
に欠損が発生したり、環状溝１８の溝底の直角隅部１８
ｂに亀裂が発生したりする現象を防止することができ
る。他方、アウタ部材１１すなわちＶロッド１はアルミ
ニウム系材料によって形成されているため、Ｖロッド１
の全重量は軽量化することができる。

【００３７】図５においてはスペーサリング５２の断面
形状がＬ字形のものについて示したが、Ｌ字形に限らず
Ｕ字形にしてもよい。

【００３８】なお、本発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変
更が可能であることはいうまでもない。

【００３９】例えば、前記実施の形態においては、Ｖロ
ッドの基端部に適用した場合について説明したが、本発
明はこれに限らず、Ｖロッドの両方の先端部や直線形状
のトルクロッドにも適用でき、また、後輪二軸車のみな
らず後輪一軸車にも適用ができ、その他の用途に使用さ
れる軸継手装置全般に適用することができる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ストッパリングに過大な軸方向力が加わった場合であっ
ても、環状溝のエッジ部に欠損が発生したり、環状溝の
溝底の直角隅部に亀裂が発生したりする現象を防止する
ことができる。また、トルクロッドの軽量化を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である軸継手装置が使用
されたＶロッドを示す斜視図である。

【図２】第一の発明の実施の形態である軸継手装置を示
す平面断面図である。

【図３】その作用を説明するための各拡大部分断面図で
あり、（ａ）は比較例の場合を示し、（ｂ）は本実施の
形態の場合を示している。

【図４】第二の発明の実施の形態である軸継手装置を示
す一部省略の平面断面図である。

【図５】第三の発明の実施の形態である軸継手装置を示
す一部省略の平面断面図である。

【符号の説明】

１…Ｖロッド（Ｖ形トルクロッド）、２…車軸、３…フ
レーム、１０…軸継手装置、１１…アウタ部材、１２…
中空部、１３…ストッパ部、１４…楔形断面形状の環状
溝、１４ａ…エッジ部、１５…直交面部、１６…傾斜面
部、１７…弯曲面部、１８…長方形断面形状の環状溝、
１８ａ…エッジ部、１８ｂ…直角隅部、１８ｃ…亀裂、
２０…インナ部材、２１…凸球面軸部、２２…連結部、
２３…固定孔、３０…クッション部材、３１…中央部、
３２…端部、３３…サイドプレート、４０…ストッパリ
ング、４１…直交面部、４２…傾斜面部、４３…長方形
断面形状のストッパリング、５０…スリーブ、５１…ノ
ックピン、５２…スペーサリング。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに同心的に配設されたインナ部材と
   アウタ部材との間にクッション部材が介装され、このク
   ッション部材が圧縮変形されることにより蓄力状態が作
   り出されており、前記アウタ部材の内周面に環状溝が形
   成されているとともに、この環状溝に嵌入されたストッ
   パリングによって前記クッション部材の一端が支持され
   ており、前記環状溝および前記ストッパリングの嵌合部
   の断面形状が楔形状に形成されていることを特徴とする
   軸継手装置。
2. 【請求項２】 互いに同心的に配設されたインナ部材と
   アウタ部材との間にクッション部材が介装され、このク
   ッション部材が圧縮変形されることにより蓄力状態が作
   り出されており、前記アウタ部材と前記クッション部材
   との間にスリーブが嵌入されて固定されており、このス
   リーブの内周面に形成された環状溝に前記アウタ部材に
   反力をとり前記クッション部材の一端側を支持するスト
   ッパリングが嵌入されていることを特徴とする軸継手装
   置。
3. 【請求項３】 互いに同心的に配設されたインナ部材と
   アウタ部材との間にクッション部材が介装され、このク
   ッション部材が圧縮変形されることにより蓄力状態が作
   り出されており、前記アウタ部材の内周面に環状溝が形
   成されているとともに、この環状溝に嵌入されたストッ
   パリングによって前記クッション部材の一端側が支持さ
   れており、前記ストッパリングの前記クッション部材と
   反対側の端面にスペーサリングが嵌入されており、この
   スペーサリングによって前記ストッパリングの前記クッ
   ション部材からの弾発力を受けていることを特徴とする
   軸継手装置。
4. 【請求項４】 前記アウタ部材がアルミニウム系材料で
   構成されていることを特徴とする請求項１、２または３
   に記載の軸継手装置。