(57)【要約】【課題】  車両通常使用時を超える不測の過大荷重がアクスルハウジングに作用した際等において、サスペンションスプリングの支持部よりも車輪側の部位における亀裂、破壊の発生による、車輪側部材のアクスルハウジング中央側からの脱落を回避して、車両稼働時の安全性の向上を実現した車両のアクスルハウジング構造を提供する。【解決手段】  差動歯車装置を収納するデフ収納部の両側に、内部を車軸が車幅方向に貫設されるアクスルチューブを連設してなるアクスルハウジングを備え、該アクスルハウジングの車幅方向両側に車体を懸架するサスペンションスプリングの支持部を設けた車両において、前記アクスルハウジングの、前記サスペンションスプリングの支持部よりもアクスル中心側に、前記アクスルハウジングに作用する車両通常使用時における作動荷重を含む一定荷重以下の荷重では破壊せずかつ前記一定荷重を超えると該アクスルハウジングのうちで最先に破壊する最弱部を形成したことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
差動歯車装置を収納するデフ収納部の両側に、内部を車軸が車幅方向に貫設されるアクスルチューブを連設してなるアクスルハウジングを備え、該アクスルハウジングの車幅方向両側に車体を懸架するサスペンションスプリングの支持部を設けた車両において、前記アクスルハウジングの、前記サスペンションスプリングの支持部よりもアクスル中心側に、前記アクスルハウジングに作用する車両通常使用時における作動荷重を含む一定荷重以下の荷重では破壊せずかつ前記一定荷重を超えると該アクスルハウジングのうちで最先に破壊する最弱部を形成したことを特徴とする車両のアクスルハウジング構造。
【請求項２】
前記最弱部は、前記アクスルハウジングの肉厚を他の部位よりも局部的に薄く形成してなることを特徴とする請求項１記載の車両のアクスルハウジング構造。
【請求項３】
前記最弱部を、前記デフ収納部とアクスルチューブとの接合部近傍に形成したことを特徴とする請求項１ないし２の何れかの項に記載の車両のアクスルハウジング構造。
【請求項４】
前記最弱部を、前記接合部における引張応力作用部に形成したことを特徴とする請求項３記載の車両のアクスルハウジング構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バス、トラック等の車両に適用され、デフ収納部の両側に、内部を車軸が貫設されるアクスルチューブを連設してなるアクスルハウジングを備え、該アクスルハウジングの車幅方向両側に車体を懸架するサスペンションスプリングの支持部を設けた車両において、一定荷重を超える荷重の作用時における破壊領域を限定可能に構成したアクスルハウジング構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
バス、トラック等の車両におけるリヤアクスルは、車体重量、車体の上下振動等による大きな車体荷重を受けるため、例えば特許文献１（特公平６−１０４４０１号公報）にて開示されているように、高強度の球状黒鉛鋳鉄（ＦＣＤ鋳鉄）で構成されたアクスルハウジングを備えたものが多くなっている。
【０００３】
前記特許文献１にて開示されているリヤアクスルは、デフ収納部（差動歯車ハウジング）とアクスルチューブ（車軸ハウジング）とを球状黒鉛鋳鉄（ＦＣＤ鋳鉄）の一体鋳造品とし、前記アクスルチューブのエンド部全体を他の部分よりも高強度で強靭な組織とし、かつ前記他の部分をフェライト型の組織とすることにより、前記エンド部を車軸を通じて掛かる応力にも破損を起すことのない十分な強度を有し、エンド部以外の部分を路面の突起物と接触しても折損することのないように十分に軟らかく構成している。  
【０００４】
【特許文献１】特公平６−１０４４０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
車両の稼働時においては、車体重量、車体の上下振動等による車体荷重によって、リヤアクスルのアクスルハウジングには、中心寄りの車体支持部と両側のアクスルチューブ端部の左右車輪支持部との間に曲げモーメントが発生し、該曲げモーメントによって前記デフ収納部とアクスルチューブとの接合部からアクスルチューブの全長にかけて曲げ応力が発生する。
【０００６】
アクスルハウジングにおいて、かかる曲げ応力により亀裂、破壊が発生し易い部位は、前記曲げ応力の引張側である前記デフ収納部と両側のアクスルチューブとの接合部からアクスルチューブの全長にかけての範囲の下部側であるが、前記範囲のどの部位の下部側に発生するのかは、該アクスルハウジングの構造及び前記車体荷重の作用状況によって異なる。
然るに、前記特許文献１を含む従来技術にあっては、前記曲げ応力により亀裂、破壊が発生し易い部位が判然としていないため、前記車体荷重が過大となった際に、アクスルハウジングの車体側との連結部であるサスペンションスプリングの支持部よりも車輪側に亀裂、破壊が発生するような事態となった場合には、かかる破壊部分よりも外側にある車輪及びアクスルチューブの一部または全部がデフ収納部（差動歯車ハウジング）側から脱落するという危険事態が発生する恐れがある。
【０００７】
従って、本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、車両通常使用時を超える不測の過大荷重がアクスルハウジングに作用した際等において、サスペンションスプリングの支持部よりも車輪側の部位における亀裂、破壊の発生による、車輪側部材のアクスルハウジング中央側からの脱落を回避して、車両稼働時の安全性の向上を実現した車両のアクスルハウジング構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明はかかる目的を達成するもので、差動歯車装置を収納するデフ収納部の両側に、内部を車軸が車幅方向に貫設されるアクスルチューブを連設してなるアクスルハウジングを備え、該アクスルハウジングの車幅方向両側に車体を懸架するサスペンションスプリングの支持部を設けた車両のアクスルハウジング構造において、前記アクスルハウジングの、前記サスペンションスプリングの支持部よりもアクスル中心側に、前記アクスルハウジングに作用する車両通常使用時における作動荷重を含む一定荷重以下の荷重では破壊せずかつ前記一定荷重を超えると該アクスルハウジングのうちで最先に破壊する最弱部を形成したことを特徴とする。
【０００９】
車両の稼働時においては、車体重量、車体の上下振動等による車体荷重によって、アクスルハウジングには、サスペンションスプリングの支持部とアクスルチューブ端部の左右車輪支持部との間に曲げモーメントが発生し、該曲げモーメントによってデフ収納部と両側のアクスルチューブとの接合部からアクスルチューブにかけて曲げ応力が発生する。
そして、前記アクスルハウジングは、かかる曲げ応力の引張側である、デフ収納部と両側のアクスルチューブとの接合部よりも車輪寄りの外側部位における下部側の表面に亀裂が発生し破損に至ることがある。
【００１０】
然るにかかる発明によれば、前記アクスルハウジングの車体側に連結されるサスペンションスプリングの支持部よりもアクスル中心側つまり内側に、該アクスルハウジングに作用する荷重が車両通常使用時における作動荷重よりも大きい一定荷重を超える過大荷重状態、つまり前記曲げモーメントによる曲げ応力が一定応力をこえる過大応力状態になったとき最先に破壊する最弱部を、アクスルハウジングと車体側との連結部であるサスペンションスプリングの支持部よりもアクスル中心側に設けているので、前記一定荷重を超える過大荷重状態では、前記サスペンションスプリングの支持部よりもアクスル中心側部位において最先に亀裂、破壊が発生し、前記サスペンションスプリングの支持部よりも車輪側のアクスルチューブにおいて亀裂、破壊が発生することはない。
また、車両通常使用時における作動荷重状態つまり曲げ応力状態では、前記最弱部は亀裂、破壊を起さない強度で以って構成されているので、車両通常使用時は前記最弱部で亀裂、破壊を起すことなく十分なアクスルハウジング強度で以って車両を稼働できる。
【００１１】
従って、かかる発明によれば、車両通常使用時を超える不測の過大荷重がアクスルハウジングに作用しても、かかる過大荷重作動時には前記サスペンションスプリングの支持部よりもアクスル中心側部位に設けられている前記最弱部で最先に亀裂、破壊が発生し、該サスペンションスプリングの支持部よりも車輪側のアクスルチューブにおいて亀裂、破壊が発生し、車輪側部材がデフ収納部を含むアクスルハウジング中央側から脱落する、という危険事態の発生を回避できる。
【００１２】
かかる発明において、好ましくは次のように構成する。
（１）前記最弱部は、前記アクスルハウジングの肉厚を他の部位よりも局部的に薄く形成してなる。
このように構成すれば、球状黒鉛鋳鉄等のアクスルハウジングの素材状態で肉厚の一部を薄肉に形成して前記最弱部を構成できるので、格別な加工や部材を必要とすることなく、きわめて簡単かつ低コストで前記最弱部を構成できる。
（２）前記最弱部を、前記デフ収納部とアクスルチューブとの接合部近傍に形成する。
このように構成すれば、車体荷重による曲げ応力が最大となり、最先に亀裂、破壊を起し得るデフ収納部と両側のアクスルチューブとの接合部近傍に、前記最弱部を配置できる。
（３）前記最弱部を、前記亀裂、破壊における引張応力作用部に形成する。
このように構成すれば、車体荷重による曲げ応力に伴う亀裂、破壊が最先に起き易い引張側に前記最弱部を配置できる。  
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、車両通常使用時を超える不測の過大荷重がアクスルハウジングに作用しても、かかる過大荷重作動時には前記サスペンションスプリングの支持部よりもアクスル中心側部位に設けられている前記最弱部で最先に亀裂、破壊が発生し、該サスペンションスプリングの支持部よりも車輪側のアクスルチューブにおいて亀裂、破壊が発生し、車輪側部材がデフ収納部を含むアクスルハウジング中央側から脱落する、という危険事態の発生を回避できる。
また、車両通常使用時における作動荷重状態つまり曲げ応力状態では、前記最弱部は亀裂、破壊を起さない強度で以って構成されているので、車両通常使用時は前記最弱部で亀裂、破壊を起すことなく十分なアクスルハウジング強度で以って車両を稼働できる。  
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００１５】
図１（Ａ）は本発明の実施例に係る車両のリヤアクスルにおけるアクスルハウジングの車両後方から視た正面図、図１（Ｂ）は図１（Ａ）におけるＡ矢視図である。図２は本発明が適用される車両のリヤアクスルの車両後方から視た正面図、図３は図２におけるＢ矢視図である。
【００１６】
本発明が適用される車両のリヤアクスルを示す図２〜図３において、１はアクスルハウジングで、車両中心部に位置し内部に差動歯車装置を収納するデフ収納部２、及び該デフ収納部２の両側に車幅方向に延設され内部を車軸２３が車幅方向に貫設されるアクスルチューブ３とを一体鋳造した球状黒鉛鋳鉄（ＦＣＤ鋳鉄）からなる。２２は車軸２３の端部に装着された車輪であり、この例ではリヤアクスルに左右各２個の車輪２２を備えている。
２４は車体のフレーム、２０は該フレーム２４間を車幅方向に延設されたクロスメンバである。
２１はサスペンションスプリングで、前記車体のフレーム２４とアクスルハウジング１の車幅方向両側に設けられた支持部２５との間に架設され、前記車体を該サスペンションスプリング２１を介して前記アクスルハウジング１に支持するようになっている。７は該サスペンションスプリング２１の中心、６は車体中心である。
【００１７】
本発明は、かかる構成を備えた車両のリヤアクスル装置におけるアクスルハウジングの改良に係るものである。
本発明の実施例を示す図１において、１はアクスルハウジングで、前記のように、車両中心部に位置するデフ収納部２と該デフ収納部２の両側に車幅方向に延設されアクスルチューブ３とを一体鋳造した球状黒鉛鋳鉄（ＦＣＤ鋳鉄）からなる。１１は前記デフ収納部２とアクスルチューブ３との接合部で、一体鋳造の場合は型割り境界部、該デフ収納部２とアクスルチューブ３とを溶接接合する場合は溶接部に相当する。７は前記サスペンションスプリング２１の中心、６は車体中心である。
【００１８】
前記アクスルハウジング１には、車両通常使用時における作動荷重を含む一定荷重以下の荷重では破壊しないが、該一定荷重よりも大きい荷重が作用すると最先に破壊する部位として、前記デフ収納部２と両側のアクスルチューブ３、３との接合部１１、１１の近傍の下部側に、他の部分よりも肉厚を局部的に薄く形成した最弱部１０、１０を形成している。かかる最弱部１０は、前記のように肉厚を局部的に薄く形成する他に、応力集中を大きくするためのノッチを形成する手段、前記接合部１１、１１の近傍の下部側の引張応力作用方向（アクスルチューブ３の軸線方向）の剛性をこれと直角方向の剛性に対して極端に小さくする手段等によってもよい。
【００１９】
かかる構成からなる車両の稼働時において、車体重量、車体の上下振動等による車体荷重によって、アクスルハウジング１には、サスペンションスプリング２１の支持部２５とアクスルチューブ３の端部における左右の車輪２２の支持部との間に曲げモーメントが発生し、該曲げモーメントによってデフ収納部２と両側のアクスルチューブ３との接合部１１からアクスルチューブ３にかけて曲げ応力が発生する。
そして、前記アクスルハウジング１の曲げ応力は、前記デフ収納部２と両側のアクスルチューブ３との接合部１１の近傍の下部側で最大（引張応力）となる。
【００２０】
然るにかかる実施例によれば、前記アクスルハウジング１の車体側に連結されるサスペンションスプリング２１の支持部中心７よりも車体中心６側（アクスル中心側）つまり内側に、該アクスルハウジング１に作用する荷重が車両通常使用時における作動荷重よりも大きい一定荷重を超える過大荷重状態、つまり前記曲げモーメントによる曲げ応力が一定応力をこえる過大応力状態になったとき最先に破壊する最弱部１０、即ち肉厚を局部的に薄く形成した部分を、該アクスルハウジング１と車体側との連結部であるサスペンションスプリング２１の中心７よりもアクスル中心側６に設けている。
即ち、前記最弱部１０は、前記アクスルハウジング１の曲げ応力（引張応力）が最大となる前記デフ収納部２の下部側に形成されている。これにより、前記過大荷重状態となったとき、該最弱部１０が確実に、最先に亀裂、破壊を起し得ることとなる。
【００２１】
かかる実施例によれば、前記一定荷重を超える過大荷重状態では、前記最弱部１０が形成されている前記サスペンションスプリング２１の支持部２５よりもアクスル中心６側部位において最先に亀裂、破壊が発生することとなり、前記サスペンションスプリング２１の支持部２５よりも車輪２２側のアクスルチューブ３において亀裂、破壊が発生することはない。
また、車両通常使用時における作動荷重状態つまり曲げ応力状態では、前記最弱部１０は亀裂、破壊を起さない強度で以って構成されているので、車両通常使用時は前記最弱部１０で亀裂、破壊を起すことなく十分なアクスルハウジング強度で以って車両を稼働できる。
【００２２】
従って、かかる実施例によれば、車両通常使用時を超える不測の過大荷重がアクスルハウジング１に作用しても、かかる過大荷重作動時には前記サスペンションスプリング２１の支持部２５よりもアクスル中心６側部位に設けられている前記最弱部１０で最先に亀裂、破壊が発生し、該サスペンションスプリング２１の支持部２５よりも車輪２２側のアクスルチューブ３において亀裂、破壊が発生し、車輪２２側部材がデフ収納部を含むアクスルハウジング１中央側からの脱落を回避できる。
【００２３】
また前記最弱部１０は、前記アクスルハウジング１の肉厚を他の部位よりも局部的に薄く形成して構成できるので、格別な加工や部材を必要とすることなく、きわめて簡単かつ低コストで該最弱部１０を構成できる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明によれば、車両通常使用時を超える不測の過大荷重がアクスルハウジングに作用した際等において、サスペンションスプリングの支持部よりも車輪側の部位における亀裂、破壊の発生を回避し、該亀裂、破壊による、車輪側部材のアクスルハウジング中央側からの脱落を回避して、車両稼働時の安全性の向上を実現した車両のアクスルハウジング構造を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】（Ａ）は本発明の実施例に係る車両のリヤアクスルにおけるアクスルハウジングの車両後方から視た正面図、（Ｂ）は図１（Ａ）におけるＡ矢視図である。
【図２】本発明が適用される車両のリヤアクスルの車両後方から視た正面図である。
【図３】図２におけるＢ矢視図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  アクスルハウジング
２  デフ収納部
３  アクスルチューブ
６  車体中心（アクスル中心）  
７  サスペンションスプリングの中心
８  テンションアーム
１０  最弱部
１１  接合部  
２１  サスペンションスプリング
２２  車輪
２３  車軸
【図１】
2005289176.tif 000003
【図２】
2005289176.tif 000004
【図３】
2005289176.tif 000005