JP5270193B2

JP5270193B2 - アクスルケース

Info

Publication number: JP5270193B2
Application number: JP2008050109A
Authority: JP
Inventors: 美憲長井
Original assignee: Press Kogyo Co Ltd
Current assignee: Press Kogyo Co Ltd
Priority date: 2008-02-29
Filing date: 2008-02-29
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2028-02-29
Also published as: JP2009202848A

Description

本発明は、車両の車軸（アクスル）を覆うアクスルケースに関し、トラックに好適なアクスルケース関する。

トラックなどの車両に搭載されたエンジンの駆動力をタイヤに伝達するための部品の一つとして、種々のギアなどが組み付けられた車軸（アクスル）が広く知られている。また、トラックなどでは、他の車軸に従動して回転する車軸を備えたタイプも知られている。車軸は通常、アクスルケースで覆われており、このアクスルケースには、種々のギアなどが組み付けられた車軸を覆うドライブアクスルケースと、他の車軸に従動して回転する車軸を覆うデッドアクスルケースの２種類がある。

上記したいずれのタイプのアクスルケースであっても、その長手方向両端部には軸受やハブが取り付けられるので、その横断面は環状（リング状）のもの（円筒状）である。また、アクスルケースの長手方向中央部は強度を高めるために、横断面が正方形の筒状となっている。このようなアクスルケースは、長手方向両端部（一対の円筒状）と長手方向中央部とに３分割されたものが結合されて構成されている（例えば、特許文献１参照。）。この長手方向中央部は上下に２分割されたものを溶接で接合して一体のものとしている。
特開２００３−２０６９６１号公報

アクスルケースの長手方向中央部の長さは一般的に、アクスルケース全体の大部分をしめる。上記したデッドアクスルケースの場合、２分割された長手方向中央部を互いに溶接して接合する際には、長い直線状の溶接を施す必要がある。このような長い直線状部分を溶接する作業はその品質の維持が難しく、溶接後にはスパッタ除去作業が必要となり、溶接部分が長いほど作業に時間を要することとなる。また、ドライブアクスルケースの場合は長手方向中央部に差動ギア用空洞が形成されているのでデッドアクスルケースほどではないが、同様に比較的長い直線状の溶接を施す必要があり、同様の問題が生じる。

また、上記した従来のアクスルケースでは、その長さに変更が生じた場合、全体の長さの約８割程度を占める長手方向中央部の長さを変更する必要があり、変更部分が長くなるという問題もある。

本発明は、上記事情に鑑み、溶接を容易にして組立作業の効率化を図ると共に設計変更に容易に対応できるアクスルケースを提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明のアクスルケースは、車両の車軸を覆うアクスルケースにおいて、
（１）長手方向両端部に配置された一対の円筒部材と、
（２）この一対の円筒部材に溶接で接続された円筒部分、及びこの円筒部分から連続的に変形して矩形の横断面をもつ矩形筒部分とからなる、前記一対の円筒部材よりも長手方向中央部側に配置された一対の連続部材と、
（３）矩形の横断面をもって前記矩形筒部分に溶接で接続された、前記一対の連続部材よりも長手方向中央部側に配置された中央矩形部材とを備え、
（４）前記一対の連続部材は、前記円筒部分の肉厚が前記矩形部分の肉厚よりも厚いものであり、この肉厚が連続的に減少しながら前記円筒部分から前記矩形部分に徐変されており、
（５）前記一対の連続部材は、前記矩形部分の角部の肉厚が、辺部の肉厚よりも厚いものである、ことを特徴とするものである。

ここで、
（６）前記一対の連続部材の円筒部分と前記円筒部材との接合部分の周方向に沿った溶接長がアクスルケース全長よりも短いものであってもよい。

また、
（７）前記一対の連続部材の矩形筒部分と前記中央矩形部材との接合部分の周方向に沿った溶接長がアクスルケースの全長よりも短いものであってもよい。

さらに、
（８）前記一対の連続部材は、鋳造品、鍛造品、及びプレス成形品のいすれか一つであってもよい。

さらにまた、
（９）前記一対の連続部材は、円筒素材を冷間プレス成形して作製したプレス成形品であってもよい。

さらにまた、
（１０）前記中央矩形部材は、差動ギアが組み込まれる差動ギア用空洞がその長手方向中央部に形成されたドライブアクスル用であってもよい。

さらにまた、
（１１）前記中央矩形部材は、横断面が矩形状の一本の筒状部材からなるデッドアクスル用であってもよい。

ここでいう矩形とは、直角の角だけでなく、後述するようにやや湾曲している角も含む概念である。

本発明のアクスルケースは、一対の円筒部材、一対の連続部材、及び中央矩形部材からなる５つの部材で構成されており（５分割されており）、一対の連続部材の円筒部分と一対の円筒部材とは環状の端面同士を溶接で接合されると共に、一対の連続部材の矩形筒部分と中央矩形部材とは矩形の端面同士を溶接で接合される。従って、直線状の長い溶接部分が少ないので、溶接作業を容易にして組立作業の効率化を図ることができる。また、一対の連続部材の長さを調整することによりアクスルケースの長さ調整が容易なので、設計変更に容易に対応できる。また、一対の連続部材は、円筒部分の肉厚が矩形部分の肉厚よりも厚く、この肉厚が連続的に減少しながら円筒部分から矩形部分に徐変されており、且つ、矩形部分の角部の肉厚が、辺部の肉厚よりも厚くなっているので、応力集中が発生し難く、強度の適正化、軽量化を達成できる。

本発明は、トラックに好適なアクスルケースに実現された。

図１は、本発明のアクスルケースの一例を示す斜視図である。図２（ａ）は図１のＢ―Ｂ断面図であり、（ｂ）は図１のＣ―Ｃ断面図である。図３（ａ）は、一つの連続部材を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示す連続部材をその長手方向に沿って切断した断面図である。

実施例１のアクスルケースは、その長手方向中央部に差動ギア用空洞が形成されたドライブアクスルケース１０である。ドライブアクスルケース１０は５つの部材からなるものであり、５分割されている。５つの部材は、長手方向（矢印Ａ方向）両端部に形成された一対の円筒部材（チューブ）２０，２０と、この一対の円筒部材２０，２０に溶接で接続された一対の連続部材３０，３０と、この一対の連続部材３０，３０に挟まれた位置に形成された中央矩形部材（バンジョウー部）４０とからなる。なお、一対の連続部材３０，３０にはブレーキ取付用フランジ１２が嵌め込まれて接合されている。

一つの連続部材３０は、一つの円筒部材２０に溶接で接続された円筒部分３２、及び円筒部分３２から連続的に変形して矩形（ここでは、ほぼ正方形）の横断面をもつ矩形筒部分３４とからなる。連続部材３０は円筒部材２０よりも長手方向中央部側に形成されて（配置されて）いる。一つの円筒部材２０と一つの連続部材３０とを溶接で接合する場合、両者の同一サイズの環状の端面同士をフリクション溶接やアーク溶接で接合する。連続部材３０の環状の端面は、図３に示す端面３２ａである。また、この溶接長さ（図１のＬ１で示す円の円周に相当する）は通常、ドライブアクスルケース１０の全長よりも短いので、溶接作業は容易になり、溶接後のスパッタ除去作業も容易となる。

中央矩形部材４０の両端部分の横断面は矩形（ここでは、ほぼ正方形）であり、矩形筒部分３４に溶接で接続されている。中央矩形部材４０と連続部材３０の矩形筒部分３４とを溶接で接合する場合、両者の同一サイズの矩形状の端面同士をアーク溶接で接合する。連続部材３０の矩形状の端面は、図３に示す端面３４ａである。また、この溶接長さ（図１のＬ２で示す矩形の周長に相当する）は通常、ドライブアクスルケース１０の全長よりも短いので、溶接作業は容易になり、溶接後のスパッタ除去作業も容易となる。なお、中央矩形部材４０の長手方向中央部には、差動ギアが組み込まれる差動ギア用空洞４２が形成されている。

また、ドライブアクスルケース１０の設計変更などに起因して、円筒部材２０と中央矩形部材４０の形状に変更は無いが全長を長く（又は短く）する場合、連続部材３０だけを長く（又は短く）すればよいので、このような設計変更等に容易に対応できる。

連続部材３０は上記のように円筒部分３２と矩形筒部分３４とからなり、円筒部分３２の横断面は、図２（ａ）に示すように環状（リング状）であり、矩形筒部分３４の横断面は図２（ｂ）に示すようにほぼ正方形である。この連続部材３０は、鋳造品、鍛造品、及びプレス成形品のいずれでもよい。連続部材３０をプレス成形する場合、円筒素材（円筒状の素材（鋼））を冷間でプレス成形するときは加工硬化によって強度が向上する。従って、従来よりも薄くしても所望の強度を保て、ドライブアクスルケース１０の軽量化を図ることができる。また、連続部材３０の強度が従来と同程度で良いときは、強度の弱い（薄い）円筒素材を使用しても加工硬化によって従来と同程度の強度を得ることができ、且つ、軽量化を図ることができる。さらに、円筒素材から連続部材３０をプレス成形する場合、円筒部分３２から矩形筒部分３４に向かう変化部において素材の周長を連続的に徐変させると同時に肉厚も連続的に徐々に変化するようにプレス成形する。このようにプレス成形することにより、図２に示すように円筒部分３２の肉厚ｔ１が矩形部分３４の辺部の肉厚ｔ２よりも厚くなり、円筒部分３２の強度が向上する。また、プレス成形の際に辺部の肉が角部に偏るので、矩形部分３４の角部の肉厚ｔ３は辺部の肉厚ｔ２よりも厚くなる。また、円筒部分３２から矩形筒部分３４に向かってそれらの肉厚が連続的に徐々に変化するので、この変化する部分には応力集中が発生しにくい。

上記した円筒部分３２は矩形筒部分３４よりも外形寸法が小さいので、両者を同じ板厚にした場合は円筒部分３２が矩形筒部分３４よりも弱くなり、強度が適正化されないおそれがある。そこで、両者の強度を適正化するために、円筒部分３２の板厚を矩形筒部分３４よりも厚くする。矩形筒部分３４の外形寸法は円筒部分３２のそれよりも大きいので板厚を薄くすることもできるが、従来の分割・溶接の場合、繋ぎ部位で板厚が急変する。しかし、本願発明のように両者一体で徐変させることにより「強度の適正化、軽量化」が達成できる。

以上説明したように、ドライブアクスルケース１０は５分割された部品で構成されるので、これらを組み立てて接合する際は、直線状に溶接する部分が短くなり、溶接作業を容易にして組立作業の効率化を図ることができる。また、上述したように円筒部材２０と中央矩形部材４０の形状に変更は無いが全長を長く（又は短く）する場合、連続部材３０だけを長く（又は短く）すればよいので、このような設計変更等に容易に対応できる。

図４を参照して、本発明のアクスルケースの他の例を説明する。図４は、本発明のアクスルケースの一例を示す斜視図である。図４では、図１から図３までに示す構成要素と同じ構成要素には同じ符号が付されている。

実施例２のアクスルケースは、中央矩形部材の横断面が矩形状（ここでは、ほぼ正方形状）の一本の筒状部材からなるデッドアクスルケース１００である。デッドアクスルケース１００は５つの部材からなるものであり、５分割されている。５つの部材は、長手方向（矢印Ａ方向）両端部に形成された一対の円筒部材（チューブ）２０，２０と、この一対の円筒部材２０，２０に溶接で接続された一対の連続部材３０，３０と、この一対の連続部材３０，３０に挟まれた位置に形成された中央矩形部材１４０とからなる。なお、一対の連続部材３０，３０にはブレーキ取付用フランジ１２が嵌め込まれて接合されている。

一つの連続部材３０は、一つの円筒部材２０に溶接で接続された円筒部分３２、及び円筒部分３２から連続的に変形して矩形（ここでは、ほぼ正方形）の横断面をもつ矩形筒部分３４とからなる。連続部材３０は円筒部材２０よりも長手方向中央部側に形成されて（配置されて）いる。一つの円筒部材２０と一つの連続部材３０とを溶接で接合する場合、両者の同一サイズの環状の端面同士をフリクション溶接やアーク溶接で接合する。連続部材３０の環状の端面は、図３に示す端面３２ａである。また、この溶接長さ（図４のＬ１で示す円の円周に相当する）は通常、デッドアクスルケース１００の全長よりも非常に短いので、溶接作業は容易になり、溶接後のスパッタ除去作業も容易となる。

中央矩形部材１４０の横断面は矩形（ここでは、ほぼ正方形）であり、矩形筒部分３４に溶接で接続されている。中央矩形部材１４０と連続部材３０の矩形筒部分３４とを溶接で接合する場合、両者の同一サイズの矩形状の端面同士をアーク溶接で接合する。連続部材３０の矩形状の端面は、図３に示す端面３４ａである。この溶接長さ（図４のＬ２で示す矩形の周長に相当する）も上記と同様に通常、デッドアクスルケース１００の全長よりも非常に短いので、溶接作業は容易になり、溶接後のスパッタ除去作業も容易となる。

また、デッドアクスルケース１００の設計変更などに起因して、円筒部材２０と中央矩形部材１４０の形状に変更は無いが全長を長く（又は短く）する場合、連続部材３０だけを長く（又は短く）すればよいので、このような設計変更等に容易に対応できる。

連続部材３０は上記のように円筒部分３２と矩形筒部分３４とからなり、円筒部分３２の横断面は、図２（ａ）に示すように環状（リング状）であり、矩形筒部分３４の横断面は図２（ｂ）に示すようにほぼ正方形である。この連続部材３０は、鋳造品、鍛造品、及びプレス成形品のいずれでもよい。連続部材３０をプレス成形する場合、円筒素材（円筒状の素材）を冷間でプレス成形するときは加工硬化によって強度が向上する。従って、従来よりも薄くしても所望の強度を保て、ドライブアクスルケース１０の軽量化を図ることができる。また、連続部材３０の強度が従来と同程度で良いときは、強度の弱い（薄い）円筒素材を使用しても加工硬化によって従来と同程度の強度を得ることができ、且つ、軽量化を図ることができる。さらに、円筒素材から連続部材３０をプレス成形する場合、円筒部分３２から矩形筒部分３４に向かう変化部において素材の周長を連続的に徐変させると同時に肉厚も連続的に徐々に変化するようにプレス成形する。このようにプレス成形することにより、図２に示すように円筒部分３２の肉厚ｔ１が矩形部分３４の辺部の肉厚ｔ２よりも厚くなり、円筒部分３２の強度が向上する。また、プレス成形の際に辺部の肉が角部に偏るので、矩形部分３４の角部の肉厚ｔ３は辺部の肉厚ｔ２よりも厚くなる。また、円筒部分３２から矩形筒部分３４に向かってそれらの肉厚が連続的に徐々に変化するので、この変化する部分には応力集中が発生しにくい。

以上説明したように、デッドアクスルケース１００は５分割された部品で構成されるので、これらを組み立てて接合する際は、直線状に溶接する部分が短くなり、溶接作業を容易にして組立作業の効率化を図ることができる。また、上述したように円筒部材２０と中央矩形部材４０の形状に変更は無いが全長を長く（又は短く）する場合、連続部材３０だけを長く（又は短く）すればよいので、このような設計変更等に容易に対応できる。

本発明のアクスルケースの一例を示す斜視図である。（ａ）は図１のＢ―Ｂ断面図であり、（ｂ）は図１のＣ―Ｃ断面図である。（ａ）は、一つの連続部材を示す斜視図であり、（ｂ）は（ａ）に示す連続部材をその長手方向に沿って切断した断面図である。本発明のアクスルケースの一例を示す斜視図である。

符号の説明

１０ドライブアクスルケース
２０，２０一対の円筒部材（チューブ）
３０，３０一対の連続部材
３２円筒部分
３４矩形筒部分
４０中央矩形部材（バンジョウー部）
１００デッドアクスルケース
１４０中央矩形部材

Claims

車両の車軸を覆うアクスルケースにおいて、
長手方向両端部に配置された一対の円筒部材と、
この一対の円筒部材に溶接で接続された円筒部分、及びこの円筒部分から連続的に変形して矩形の横断面をもつ矩形筒部分とからなる、前記一対の円筒部材よりも長手方向中央部側に配置された一対の連続部材と、
矩形の横断面をもって前記矩形筒部分に溶接で接続された、前記一対の連続部材よりも長手方向中央部側に配置された中央矩形部材とを備え、
前記一対の連続部材は、前記円筒部分の肉厚が前記矩形部分の肉厚よりも厚いものであり、この肉厚が連続的に減少しながら前記円筒部分から前記矩形部分に徐変されており、
前記一対の連続部材は、前記矩形部分の角部の肉厚が、辺部の肉厚よりも厚いものであることを特徴とするアクスルケース。
前記一対の連続部材の円筒部分と前記円筒部材との接合部分の周方向に沿った溶接長がアクスルケース全長よりも短いことを特徴とする請求項１に記載のアクスルケース。
前記一対の連続部材の矩形筒部分と前記中央矩形部材との接合部分の周方向に沿った溶接長がアクスルケースの全長よりも短いことを特徴とする請求項１又は２に記載のアクスルケース。
前記一対の連続部材は、鋳造品、鍛造品、及びプレス成形品のいずれか一つであることを特徴とする請求項１、２、又は３に記載のアクスルケース。
前記一対の連続部材は、円筒素材を冷間プレス成形して作製したプレス成形品であることを特徴とする請求項１、２、又は３に記載のアクスルケース。
前記中央矩形部材は、差動ギアが組み込まれる差動ギア用空洞がその長手方向中央部に形成されたドライブアクスル用であることを特徴とする請求項１から５までのうちのいずれか一項に記載のアクスルケース。
前記中央矩形部材は、横断面が矩形状の一本の筒状部材からなるデッドアクスル用であることを特徴とする請求項１から５までのうちのいずれか一項に記載のアクスルケース。