JPS62216801A - 車輌用半剛性車軸 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、特に自動車の後輪装置を作るのに用いられる
単体構造（ワンピース構造）の半剛性車軸に関するもの
である。更に、本発明は、そのような車軸の製造方法に
も関するものである。この車軸は、Ｕ形をしておＬ、車
輪の車体に枢着された横断部と、車輪が取付けられる短
軸が端部に固着される２つのアームとを有している。

この車軸は、車輪を案内且つ取付けて、車体の傾斜防止
作用（横揺れ防止ともいわれる）を有している。

本発明による車軸は、一本の一定長さの管を成形加工し
て得られる単体構造（ワンピース構造）を有している。

従来の技術 上記２つの機能を備えた車輪用半剛性後輪車軸は公知で
あるが、これらの車軸は、一般に３つの部分、すなわち
横断部と、この横断部の両端に例えば溶接で取付られた
２つのアームとから作られている。半剛性車軸が、上記
の機能を満すようにするためには、十分なねじれ弾性変
形特性に加えて十分な曲げ強度を有する横断部にする必
要がある。

すなわち、横断部の両端に取付けたアームは、横断部の
弾性ねじれによって横断部の軸線の回りで互いに回転で
きなければならず、車輪の軸線は、車輪の回転中でも互
いにほぼ平行でなければならない。この目的を達成する
ためには、各アームは、曲げとねじれの両方に対して大
きな抵抗力を有していなければならない。曲げとねじれ
に対するこの複合抵抗力は特にタイヤが地面と接触して
旋回した時に生じるねじれと曲げのトルクに対抗するた
めに必要である。

発明が解決しようとする問題点 ３つの別体の部分で車軸を作る場合には、各部分に最適
特性を与え、次いで例えば溶接のような周知手段でそれ
らを組み立てなければならない。

こうして作られた車軸は、各部分が別々に作られ且つ後
で一体化しなければならない複数の構成要素を必要とす
るため、不便であり且つコストがかかる。さらに、結合
部分を補強する必要があるため、この車軸はかなり重く
なる。

そこで、本発明は、組立ての必要がな（、しかも上記２
つの基本的機能を満足することができる機械的特徴をを
する単体構造の上記型式の半剛性車軸を提供することに
あＬ、こうした車軸を作ろうとした従来のものより軽い
車軸を提供することにある。

問題点を解決するための手段 すなわち、本発明によるＵ形の半剛性車軸は、一本の長
い管から作られた管状単体構造を有している。この車軸
は横断部を構成する中間部分を有し、この中間部分は、
少なくとも一つの２重壁フランジを有するように成形さ
れておＬ、この成形部分の外側の横断部の各端部には、
ほぼ直角に彎曲された領域が存在し、この彎曲部分から
アームが延長し、そのアームの端部に、車輪が取付けら
れる固定短軸が設けられている。上記のような管状車軸
の厚さは、その全体にわたって一定にすることができる
が、加えられる応力に最小重量で最適に対抗できるよう
に厚さを変えることもできる。

この半剛性車軸は、鋼で作ることができる。

上記横断部はその軸線に直角な断面がＬＳＴ。

Ｌｌ、　Ｖ、ＸまたはＨであるのが好ましい。上記彎曲
部分の管の断面はほぼ円形であるのが好ましい。

成形された上記中間部分の少なくとも一つのフランジの
２つの壁は互いに接触しているのが好ましい。上記アー
ムはその長手方向の少なくとも一部分の断面が円形、卵
形または同様な管状断面形をしている。

本発明はさらにＵ形の半剛性車軸の製造方法を提供する
。本発明の方法では、断面が円形または非円形の一本の
長い金属管の中間部分を変形して、２重壁を有する少な
くとも一つのフランジを有して車軸の横断部を構成する
成形直線部材に成形し、この成形部分の各端部の外側の
管状部分をほぼ直角に彎曲させ、この各彎曲部分から外
側に、車輪が取付けられる短軸が端部に取付られるよう
になされたアームを構成するのに十分な長さを確保する
。

好ましくは円形管を加工する。さらに、鋼製の管を加工
するのが好ましい。この管の中間部分は厚さを変えずに
、または変えて異形断面材に変形することができる。こ
の中間部分の変形は少なくとも一つのフランジの２つの
壁が互いに接触するようｉ二行うのが好ましい。この中
間部分は特に、断面がし、■、Ｔ、ｔＪ、ＸまたはＨの
異形断面材が得られるように変形することができる。車
輪のアームの断面は円形、卵形または同様な管状断面形
にすることができる。このアームの端部部分の断面は車
輪が取付けられる車輪軸の固着を容易にするように変え
ることもできる。

実施例 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明するが、本発明
はこれに限定されるものではない。

第１図は、本発明による単体（単一ブロック）の半剛性
車軸１を概念的に示している。

この車軸は鋼で作られた単一の長い管（パイプ）から作
られる。この管の断面２は、第１図の拡大図である第２
図に示しである。この管は一端から他端まで一定の厚さ
ｅを有している。車軸の＠断部３はこの管の中間部分を
変形することによって作られる。

すなわち、この管を変形して、第３図に示すＡ−Δ断面
を有する直線状の成形部分く異形断面部材）にする。こ
の成形部分は、軸線Ｘ−Ｘの回りにＸ形に分割された４
つのフランジ４．５．６．７を有しているということは
理解できよう。これらフランジの各々は出発材料の上記
管を成形した結果得られる２重の壁、例えば壁８．９を
有している。このような成形部分は、最初の円形管の曲
げ抵抗力に比較して少しも小さくない大きな曲げ抵抗力
を有している。更に、この成形部分は、最初の管よりは
はるかに小さい弾性ねじれ抵抗力を有しておＬ、弾性範
囲内で横断部の一端に対してその他端を大きくねじり変
形させることができる。

この成形部分の両端１０．１１の各々の所で、横断部は
直角に彎曲された管状部分１２．１３を介して直線状管
状アーム１４．１５へと延びている。この実施例では、
これらアームの断面の円形である。

各アームの端部には車輪が取付けられる軸１８．１９を
支持する軸支持体１６．１７が固着されている。

この車軸は、公知の方法の方法で、枢着手段、例えば軸
支手段２０．２１によって車両の図示していない車体に
連結される。なお、上記軸支手段２０．２１は、横断部
の軸線Ｘ−ｘに平行な軸線に沿って車軸に固着されてお
Ｌ、且つ、車体の荷重支持構造物に固定された弾性軸受
２２．２３に回転自在に取付けられている。この車軸は
、上記横断部の弾性ねじれ能力によって、そのアームの
一方１４または１５がその他方に対して回転でき、その
際には２つのアームを同一平面に戻そうとする復元力が
生じる。この弾性復元力を有するアームの一方がアーム
の他方に対して回転する最大角度は、横断部を構成する
鋼の機械特性、その断面形状およびその寸法に依有する
。

車両の荷重は、公知のように、一方が車両の本体に連結
され且つ他方が上記２つのアームの各々に連結された図
示していないバネによって、車輪に伝達される。これら
のバネは、公知のコイルバネ、トーションバー等である
。さらに、公知の方法で、図示していないダンパーによ
って軸線Ｘ−Ｘ回りの上記アームの回転移動量を制御す
ることもできる。

曲げ抵抗力を大きくしたままで弾性ねじれ変形能力をさ
らに増加させるため１こ横断部を上記と異なる断面形状
にすることができる。第４図及び第５図は、本発明によ
る車軸の横断部を作るための管の中間部分に形成するこ
とができる２つの成形部分の断面を示している。第４図
の場合には、成形部分２８の４つのフランジ２４．２５
．２６．２７が互いに密着された２重の壁、例えば壁２
９．３０を有しておＬ、これによってねじれ能力が向上
する。

第５図に示す成形部分３１のＨ形断面は、最大の曲げ剛
性を与えたい特定の方向の応力に対して横断部の曲げ抵
抗力を特に与えることができる。この場合も、アームは
、第１図の場合のように円形断面にすることもできる。

さらに、所定方向の曲げ抵抗力を特に強くするために、
アーム断面をある程度卵形にするか、比較的管状に近い
別の形にすることもできる。第６図の場合には、図示し
たアーム３２の断面が、点線で示した短軸３３の軸線ｘ
２Ｘ２にその長い方の対称軸線Ｘ＋　　Ｘ＋が直角にな
るように卵形に作られている。かかる形状は、横断部の
軸線Ｘ−Ｘの回りにアームが回転変位しようとした時の
アームの曲がり量を制限する。これとは逆に、アームが
曲がったときの車輪の横方向変位を小さくするためにア
ームの卵形断面の長軸が短軸と平行なるようにアームの
断面を卵形にするのが有利な場合もある。さらに、短軸
の取付けを容易にするように短軸の固着部分の近傍の各
アームの断面を変えることもできる。特に、車輪軸の固
着部材の取付けを容易にするためにアーム断面を局所的
に変形、例えばＵ字形断面形状にすることもできる。

一例として、基準状態で０．２％弾性限界Ｅが３６０Ｍ
ＰａであるＮ　Ｆ　Ａ　３５５（１１規格の鋼Ｅ３６で
作られた直径が７０ｍｍで厚さが１．７ｍｍの円形断面
の管から以下の特徴を有する本発明による車軸を作った
：横断部：第３図のＸ形断面、Ｘ形断面部分の長さ７（
１０）ｍｍ、フランジ８．９の高さは２２ＩＴ１ｍアー
ム：第６図の卵形断面。Ｘ、−Ｘ、軸線方向の長さは９
０＋＋＋ｍ、　Ｘ２　　Ｘ２軸線方向の長さは４６ｍｍ
０ この車軸は、横断部の角度変形が２０°となる３０ＯＮ
ｍの偶力に対してねじれて抵抗することができる。

本発明の車軸は鋼量外の材料で作ることができる。この
材料は車軸製造者の通常の能力から選択される。鋼製の
車輪の場合には、必要に応じて、義賊的特性を向上させ
るために、本発明による車軸の形にした後に、その全体
または一部分に熱処理を施すことができる。

本発明の範囲を逸脱しない限Ｌ、本発明の構造および製
造法に極めて多くの変更と付加を行うことが可能である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による車軸の平面図、第２図は、本発
明を実施するための管の断面図、第３図は、第１図の線
Ａ−Ａでの断面図、第４図は、各フランジの２つの壁が
互いに轟接しているような本発明の車軸の横断面図、第
５図は、Ｈ形断面形状を有する本発明車軸の横断面図、 第６図は、短軸取付部分の車軸アームの卵形端部を軸線
方向から見た図である。 （主な参照番号）

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）車両の車体に枢着された横断部と、車輪が取付け
   られる短軸が端部に固着される２つのアームとを有する
   車両用のＵ形の半剛性車軸において、該車軸は、単体管
   状構造を有し、上記横断部（３）を構成する上記車軸の
   中間部分が、２重壁（８、９）構造の少なくとも一つの
   フランジ（４）を有するように成形されており、この成
   形部分より先の上記横断部の各端部には、ほぼ直角に彎
   曲した部分（１２、１３）があり、該彎曲部分からアー
   ム（１４、１５）が延びており、アームの先端部分に、
   車輪が取付けられる短軸（１８、１９）の取付部が設け
   られていることを特徴とする車軸。
2. （２）上記横断部の断面輪郭形状がＬ、Ｖ、Ｔ、Ｕ、Ｘ
   またはＨ状であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の車軸。
3. （３）上記彎曲部分に於ける管状体の断面がほぼ円形で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２
   項に記載の車軸。
4. （４）上記成形中間部分の少なくとも一つのフランジの
   ２つの壁（２９、３０）が互いに接着されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項から第３項までのいず
   れか１項に記載の車軸。
5. （５）上記アームがその長手方向の少なくとも一部分に
   おいて、円形断面または卵形断面（３２）または同様な
   管状断面を有していることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項から第４項までのいずれか１項に記載の車軸。
6. （６）鋼で作られていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項から第５項までのいずれか１項に記載の車軸。
7. （７）長手方向の一定部分で厚さが変化していることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項から第６項までのいず
   れか１項に記載の車軸。
8. （８）車両の車体に枢着された横断部と、車輪が取付け
   られる短軸が端部に取付られる２つのアームとを有する
   Ｕ形の半剛性車軸の製造方法において、一定長さの一本
   の断面円形または非円形金属管の中間部分を変形して２
   重壁構造の少なくとも一つのフランジを有し、車軸の横
   断部を構成する成形直線部材に成形し、この成形部分の
   各端部の外側の管状部分をほぼ直角に彎曲させ、この各
   彎曲部分から外側に、車輪が取付けられる短軸が端部に
   取付られるようになされたアームを構成するのに十分な
   長さを確保することを特徴とするＵ形の半剛性車軸の製
   造方法。
9. （９）断面がＬ、Ｖ、Ｔ、Ｕ、ＸまたはＨである異形断
   面体が得られるように上記管の中間部分を変形すること
   を特徴とする特許請求の範囲第８項記載の方法。
10. （１０）車輪の上記アームの長手方向の大部分の断面が
    円形、卵形または同様な管状の断面とすることを特徴と
    する特許請求の範囲第８項または第９項に記載の方法。
11. （１１）特許請求の範囲第１項から第７項までのいずれ
    か１項に記載の車軸を使用した自動車の後輪車軸装置。