JP7790694B2 - 軸継手装置 - Google Patents

Description

本発明は、軸継手装置に関し、例えば、トラックやバスのような後輪二軸自動車の後輪車軸を支持する車軸支持装置に使用して有効なものに関する。

一般に、後輪二軸自動車の後輪車軸を支持する車軸支持装置においては、後輪車軸をフレームに対して三次元方向の自由度をもって支持するために、Ｖ字形状に形成されたトルクロッドがフレームと後輪車軸との間に架設されるとともに、該トルクロッドの両端および中央が軸継手装置によって回転自在に支持されている。
従来のこの種の車軸支持装置に使用される軸継手装置としては、アウタ部材に形成された中空部（軸受部）とインナ部材に形成された凸球面軸部（軸部）との間にクッション部材が介設されている球面軸継手装置がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１－５７１６７号公報

しかしながら、前記した球面軸継手装置においては、凸球面軸部の製造コストが嵩むという問題点がある。

本発明の目的は、凸球面軸部を使用せずにアウタ部材とインナ部材との間に発生する変位差を吸収することができる軸継手装置を提供することにある。

前記した課題を解決するための手段のうち代表的なものは、次の通りである。
軸受部を有するアウタ部材と、
前記軸受部に支持された軸部と、前記軸受部から軸方向両側へ突出するようにそれぞれ設けられた一対の連結部と、を有するインナ部材とを備えており、
前記軸受部の内周面に雌ねじが形成され、前記軸部の外周面に雄ねじが形成されており、前記雄ねじが前記雌ねじに螺入されており、
前記アウタ部材の両端部に一対の取付穴がそれぞれ形成されており、
前記一対の取付穴に、前記インナ部材に対して締め付け力を付勢する弾性リングがそれぞれ嵌着されており、
前記インナ部材の前記軸部と前記連結部との軸方向両側の境目には一対の谷面を構成する、軸方向外側かつ径方向外側を向いた斜面を有する軸方向内側の押圧部と軸方向内側かつ径方向外側を向いた斜面を有する軸方向外側の押圧部とをそれぞれ備えており、
それぞれの前記谷面は、それぞれの前記弾性リングを軸方向に圧縮しつつ径方向外側に向けて押圧し、それぞれの前記弾性リングを変形させる、
ことを特徴とする軸継手装置。

前記した手段によれば、凸球面軸部を使用せずにアウタ部材とインナ部材との間に発生する変位差を吸収することができる。

本発明の一実施形態である軸継手装置が使用された車軸支持装置を示す斜視図である。 図１のＡ部を示す平面断面図である。 同じく（Ａ）は側面図、（Ｂ）は側面断面図である。 本発明の一実施形態である軸継手装置のアウタ部材を示す斜視図である。 同じくインナ部材を示す斜視図である。

以下、図面に即して本発明の一実施形態を説明する。

本実施形態において、本発明の一実施形態である軸継手装置は、後輪二軸自動車の後輪車軸をフレームに対して三次元方向の自由度をもって支持する車軸支持装置、に使用されている。

図１に示されているように、本実施形態に係る車軸支持装置は、Ｖ字形状に形成されたトルクロッド（以下、Ｖロッドという）１および軸継手装置１０を備えており、Ｖロッド１は両端部がフレーム２に軸継手装置１０、１０によって回転自在に支持されているとともに、中央部が車軸３に軸継手装置１０によって回転自在に支持されている。
本実施形態である軸継手装置１０は、図１のＡ部で示されているように、Ｖロッド１の端部を支持するものとして構成されている。

図２および図３に示されているように、本実施形態である軸継手装置１０はＶロッド１の端部に連結されるアウタ部材１１と、フレーム２に連結されるインナ部材２０と、一対の弾性リング３０、３０と、緩衝スリーブ４０と、を備えている。
以下の説明において、軸継手装置１０に関して、軸方向および径方向とは、特に断らない限り、インナ部材２０の軸方向および径方向をいう。インナ部材２０の軸方向および径方向は、アウタ部材１１の軸方向および径方向と一致する。また、軸方向内側とは、軸継手装置１０の軸方向中央側を指し、軸方向外側とは、軸継手装置１０の軸方向両側を指す。

図２～図４に示されているように、アウタ部材１１は鉄系材料によって円柱形状に形成されており、アウタ部材１１には円柱形孔形状の軸受部１２が同心に開設されている。アウタ部材１１の両端部には一対の取付穴１３、１３が同心に配されて円柱形穴形状にそれぞれ形成されている。
軸受部１２の内周面における軸方向一方側の端部（図２の左端部）の取付穴１３の内側には雌ねじ１４が形成されている。
アウタ部材１１の外周には緩衝スリーブ４０が固着されており（後述する）、アウタ部材１１は緩衝スリーブ４０を介してＶロッド１に連結される（図１参照）。

図２、図３および図５に示されているように、インナ部材２０は鉄系材料が使用されて略円柱形状に形成されており、インナ部材２０の中央部には軸部２１が同心に形成されている。軸部２１の外径はアウタ部材１１の軸受部１２の内径よりも極小径に設定されており、軸部２１は軸受部１２に摺動自在に嵌入されている。
軸部２１の外周面には雄ねじ２２が軸方向中央よりも軸方向一方側（図２の左端寄り）に配されて形成されており、雄ねじ２２はインナ部材２０の雌ねじ１４に螺入されている。
インナ部材２０の両端部には一対の連結部２３、２３が略直方体形状にそれぞれ形成されており、両連結部２３、２３は、アウタ部材１１の軸受部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２３には固定孔２４が長手方向と直交するように穿設されている。インナ部材２０は固定孔２４にボルトを挿入されて締結されることにより、フレーム２（図１参照）に連結される。
インナ部材２０の外周には内外で一対の押圧部２５、２６が、軸方向両側の軸部２１と連結部２３との境目に配されてそれぞれ突設されており、内外の押圧部２５、２６の間隔は取付穴１３の深さに対応されている。内外の押圧部２５、２６は断面三角形の環状凸形状にそれぞれ形成されており、軸方向内側の押圧部２５の軸方向外側かつ径方向外側を向いた斜面と軸方向外側の押圧部２６の軸方向内側かつ径方向外側を向いた斜面とが谷面を構成するように設定されている。

図２、図３および図４に示されているように、弾性リング３０は弾性材料（ゴムまたは樹脂）が使用されて円筒形状に形成された弾性部材３１と、鉄系材料が使用されて円筒形状に形成された被覆部材３２と、から構成されている。
弾性部材３１は外径が取付穴１３の内径と略等しく、幅（筒芯方向寸法）が取付穴１３の深さ（穴芯方向寸法）よりも若干小さく、厚さが厚い円筒形状に形成されている。
被覆部材３２は外径が取付穴１３の内径と略等しく、幅（筒芯方向寸法）が取付穴１３
の深さ（穴芯方向寸法）よりも若干小さく、厚さが薄い円筒形状に形成されている。
被覆部材３２は弾性部材３１にその外周を被覆するように配されて焼着または接着等の手段により固着されている。
弾性リング３０は取付穴１３と軸部２１との間の環状空間内に弾性部材３１が弾性変形されながら取付穴１３に嵌着される。
弾性リング３０が取付穴１３に嵌着された状態において、軸方向内側の押圧部２５の軸方向外側かつ径方向外側を向いた斜面および軸方向外側の押圧部２６の軸方向内側かつ径方向外側を向いた斜面が、弾性部材３１を軸方向に圧縮しつつ径方向外側に向けて押圧するように変形させる。この圧縮変形により、弾性リング３０は、インナ部材２０に対して締め付け力を付勢し、インナ部材２０に対してインナ部材２０の回転に抵抗する力（所謂回転トルク）を発生させる。
弾性部材４１は取付穴１３と軸部２１との間の環状空間を密封するので、泥や雨水等の塵埃が軸受部１２および軸部２１に浸入するのを防止する。

図２、図３および図４に示されているように、緩衝スリーブ４０は弾性材料（ゴムまたは樹脂）が使用されて円筒形状に形成された弾性部材４１と、鉄系材料が使用されて円筒形状に形成された被覆部材４２と、から構成されている。
弾性部材４１は内径がアウタ部材１１の外径と略等しく、幅（筒芯方向寸法）がアウタ部材１１の長さ（筒芯方向寸法）と略等しく、厚さが厚い円筒形状に形成されている。
被覆部材４２は内径がアウタ部材１１の外径よりも大きく、幅（筒芯方向寸法）がアウタ部材１１の長さ（筒芯方向寸法）よりも小さく、厚さが薄い円筒形状に形成されている。被覆部材４２は弾性部材４１にその外周を被覆するように配されて焼着または接着等の手段により固着されている。
緩衝スリーブ４０はアウタ部材１１にその外周を被覆するように配されて弾性部材４１の内周が焼着または接着等の手段により固着されている。

ここで、軸継手装置１０の組立作業および作用を説明する。

軸継手装置１０の組立作業に際して、インナ部材２０は軸受部１２内に雌ねじ１４側の開口から挿入されて、雄ねじ２２が雌ねじ１４に螺入される。雄ねじ２２が雌ねじ１４に所定の位置まで螺入されると、両側の連結部２３、２３はアウタ部材１１の両端から略等しい長さに突出する。
続いて、一対の弾性リング３０、３０が両側の取付穴１３、１３に、取付穴１３と軸部２１との間の環状空間内に弾性部材３１が弾性変形されながら、それぞれ嵌着される。
弾性リング３０が取付穴１３に嵌着されると、軸方向内側の押圧部２５の軸方向外側かつ径方向外側を向いた斜面および軸方向外側の押圧部２６の軸方向内側かつ径方向外側を向いた斜面が、弾性部材３１を軸方向に圧縮しつつ径方向外側に向けて押圧するように変形させる。この圧縮変形により、弾性リング３０は取付穴１３に反力をとって蓄力し、相対的に、インナ部材２０に対して締め付け力を付勢する。その結果、弾性リング３０はインナ部材２０に対してインナ部材２０の回転に抵抗する力（所謂回転トルク）を発生する。

組み立てられた軸継手装置１０はアウタ部材１１がＶロッド１に緩衝スリーブ４０を介して連結される（図１参照）。
軸継手装置１０がＶロッド１に連結された状態において、緩衝スリーブ４０はＶロッド１とアウタ部材１１との間の衝撃を緩和する。
また、Ｖロッド１に固定された緩衝スリーブ４０はアウタ部材１１をフローティング支持した状態になるので、インナ部材２０はＶロッド１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。

後輪二軸自動車が走行中にローリングした際に、車軸３が車体の左右方向に変位することにより、軸継手装置１０のアウタ部材１１とインナ部材２０との間に変位差が発生する。
アウタ部材１１とインナ部材２０との間に発生した変位差による力（回転トルク）が弾性リング３０の抵抗力（回転トルク）を超えると、アウタ部材１１とインナ部材２０とは
雌ねじ１４と雄ねじ２２との間で相対的に回転する。この回転により、アウタ部材１１とインナ部材２０との間に発生した変位差は吸収される。

本実施形態によれば、次の効果を得ることができる。

（１）アウタ部材の軸受部の内周面に形成した雌ねじにインナ部材の軸部の外周面に形成した雄ねじを螺入し、アウタ部材の両端部に形成した一対の取付穴に、インナ部材に締め付け力を付勢する弾性リングをそれぞれ嵌着することにより、アウタ部材とインナ部材との間に発生した変位差による力（回転トルク）が弾性リングの抵抗力（回転トルク）を超えると、アウタ部材とインナ部材とは雌ねじと雄ねじとの間で相対的に回転するので、アウタ部材とインナ部材との間に発生した変位差を吸収することができる。

（２）凸球面軸部を使用せずにアウタ部材とインナ部材との間に発生する変位差を吸収することができるので、軸継手装置全体としての製造コストを低減することができる。

（３）部品点数を４点に減少させることにより、加工工数および組立工数を減少することができるので、軸継手装置全体としての製造コストを低減することができる。

（４）取付穴と軸部との間の環状空間を弾性部材によって密封することにより、泥や雨水等の塵埃が軸受部および軸部に浸入するのを防止することができるので、軸継手装置の耐久性を向上させることができる。

（５）アウタ部材を緩衝スリーブを介してＶロッドに連結することにより、Ｖロッドとアウタ部材との間の衝撃を緩衝スリーブによって緩和することができる。

（６）アウタ部材を緩衝スリーブを介してＶロッドに連結することにより、Ｖロッドに固定された緩衝スリーブによってアウタ部材をフローティング支持することができるので、インナ部材をＶロッドに対して三次元の全方位に揺動自在に支持することができる。

（７）アウタ部材の軸受部の内周面に雌ねじを設けるとともに、インナ部材の軸部の外周面に雄ねじを設けることにより、インナ部材を抜け止めするためのスナップリング等を廃止することができる。

なお、本発明は前記実施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。

例えば、雄ねじは軸部の一端部に形成するに限らず、軸部の全長に渡って形成してもよい。

緩衝スリーブは省略してもよい。

前記実施形態においては、軸継手装置をＶロッドの先端部に装備した場合について説明したが、本発明はこれに限らず、Ｖロッドの基端部や直線形状のトルクロッドに装備することができるし、後輪二軸車のみならず後輪一軸車の車軸支持装置に適用することができ、車軸支持装置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。

１…Ｖロッド（Ｖ形状のトルクロッド）、２…フレーム、３…車軸、
１０…軸継手装置、１１…アウタ部材、１２…軸受部、１３…取付穴、１４…雌ねじ、
２０…インナ部材、２１…軸部、２２…雄ねじ、２３…連結部、２４…固定孔、２５、
２６…押圧部、
３０…弾性リング、３１…弾性部材、３２…被覆部材、
４０…緩衝スリーブ…、４１…弾性部材、４２…被覆部材。

Claims (4)

1. 軸受部を有するアウタ部材と、
   前記軸受部に支持された軸部と、前記軸受部から軸方向両側へ突出するようにそれぞれ設けられた一対の連結部と、を有するインナ部材と
   を備えており、
   前記軸受部の内周面に雌ねじが形成され、前記軸部の外周面に雄ねじが形成されており、前記雄ねじが前記雌ねじに螺入されており、
   前記アウタ部材の両端部に一対の取付穴がそれぞれ形成されており、
   前記一対の取付穴に、前記インナ部材に対して締め付け力を付勢する弾性リングがそれぞれ嵌着されており、
   前記インナ部材の前記軸部と前記連結部との軸方向両側の境目には、一対の谷面を構成する、軸方向外側かつ径方向外側を向いた斜面を有する軸方向内側の押圧部と軸方向内側かつ径方向外側を向いた斜面を有する軸方向外側の押圧部とをそれぞれ備えており、
   それぞれの前記谷面は、それぞれの前記弾性リングを軸方向に圧縮しつつ径方向外側に向けて押圧し、それぞれの前記弾性リングを変形させる、
   ことを特徴とする軸継手装置。
2. 前記雄ねじが前記軸部の端部に形成されており、
   前記雄ねじの外径は前記軸部の外径よりも大きい、
   ことを特徴とする請求項１に記載の軸継手装置。
3. 前記雄ねじが前記軸部の全長にわたって形成されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の軸継手装置。
4. 前記アウタ部材の外周に緩衝スリーブが固着されている、
   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。