JP2003237306A - アクスルハウジング構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アクスルハウジング本体と各種ブラケットと
の溶接部に発生する応力が集中する部位を縮小して、溶
接部における疲労強度を確保すると共に、製造コストを
抑えるアクスルハウジング構造を提供する。 【解決手段】 アクスルハウジング構造１のアクスルハ
ウジング本体２は、上下に分割されたアクスルアッパ部
２ａとアクスルロア部２ｂとを溶接して構成される。こ
のアクスルハウジング本体２の外周面に、外方に突出す
る台座部２ｃ、２ｄ、２ｅを設けて、前記台座部の座面
２ｃ’、２ｄ’、２ｅ’に各種ブラケット４、８、６を
溶着したので、このアクスルハウジング構造１に負荷が
入力されると、台座部の立ち上がり部に応力集中が発生
して、台座部の座面と各種ブラケットとの溶接部におけ
る応力集中の発生部位を縮小でき、溶接部の疲労強度を
確保することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両のアクスルハ
ウジング構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の車両のアクスルハウジング構造を
図１０〜図１２に基いて説明する。図１０に示すよう
に、車両のアクスルハウジング構造５１は、図示しない
車軸を収容するアクスルハウジング本体５２と、アクス
ルハウジング本体５２に溶接される各種ブラケットと、
アクスルハウジング本体５２の中央部で後方側に配設さ
れるギヤハウジングカバー５３とで概略構成されてい
る。まず、アクスルハウジング本体５２は、板金製で上
下割に形成されたアクスルアッパ部５２ａとアクスルロ
ア部５２ｂとを組み合わせるように溶接部５５で溶接し
略円筒形状に形成している。

【０００３】また、アクスルハウジング本体５２のアク
スルアッパ部５２ａの外周面には、車両幅方向の左右一
対に略コ字状のアッパロッドブラケット４が開放側を前
方に指向して溶接され、さらに、この左右一対に配設さ
れたアッパロッドブラケット４のそれぞれ外方に、略円
錐台形状のコイルスプリングシート５がそれぞれ溶接さ
れている。また、アクスルロア部５２ｂの外周面には、
車両幅方向の左右一対に略コ字状のショックアブソーバ
ブラケット１０がロアロッドブラケットと共に開放側を
後方に指向して溶接されている。さらに、アクスルハウ
ジング本体５２のほぼ左方端には、略コ字状のラテラル
ロッドブラケット６が開放側を車両中央部に指向して補
強部材と共に溶接されている。

【０００４】次に、ラテラルロッドブラケット６のアク
スルハウジング本体５２への溶着状態を図１１に基いて
詳細に説明する。まず、アクスルハウジング本体５２の
アクスルアッパ部５２ａとアクスルロア部５２ｂとの溶
接部５５を跨ぐように、板状の補強板５６が溶接部５９
で溶接されている。さらに、略コ字状で形成された補強
部材５８、５７が開放側を突き合わせるように溶接され
ると共に、補強部材５７は補強板５６に、補強部材５８
はアクスルハウジング本体５２のアクスルアッパ部５２
ａとアクスルロア部５２ｂとの溶接部５５を跨ぐよう
に、それぞれ溶接部６０、６１で溶接されている。そし
て、これら各補強部材５８、５７の上方にラテラルロッ
ドブラケット６が、開放側を車両中央部に指向するよう
に載置され溶接されている。上述した各溶接部の溶接方
法は、溶接部５９が重ね隅肉溶接であり、その他の溶接
部は隅肉溶接で溶接されている。

【０００５】また、図１０及び図１２に示すように、ア
クスルハウジング本体５２の中央部には、図示しない減
速歯車機構を収容するため前後方向に貫通して開口部５
２ｃを有しており、後方側の開口部５２ｃを閉塞するよ
うに、開口部５２ｃの周端部の上面５２ｄにギヤハウジ
ングカバー５３の取付フランジ部５３ａを載置して溶接
部６２で溶接している。また、前方側の開口部５２ｃに
は、減速歯車機構を支持する図示しないキャリアが固着
されている。

【０００６】実開昭５６−９８０６４号公報には、バン
ジョー型のリヤアクスルハウジング本体と、該本体に他
の部材を取り付けるブラケットとを一体に鋳造により形
成したバンジョー型リヤアクスルハウジングが開示され
ている。また、実用新案登録第２５４３６６６号公報に
は、アクスルハウジング本体とチューブエンドと接合し
てなるアクスルハウジングにおいて、チューブエンド及
びアクスルハウジング本体それぞれの溶接側端部の端面
をテーパ状に形成して、チューブエンドの溶接側端部の
肉厚をアクスルハウジング本体の溶接側端部の肉厚より
厚くすることにより嵌合突起を設け、この嵌合突起は、
アクスルハウジング本体の溶接側端部の内周面に重な
り、チューブエンドの溶接側端部の端面の立上げ部はア
クスルハウジング本体の溶接側端部の端面の立上げ部か
ら所定の距離離れて配置されたアクスルハウジングが開
示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来のアクスルハウジ
ングは、サスペンションからのあらゆる方向の負荷（複
合負荷）を同時に受け、その上、両輪からの負荷も同時
に受けるため、非常に厳しい環境下にあり、疲労に対す
る強度確保が必要となる。また、アクスルハウジング
は、車両幅方向でアクスルハウジングの中央部に近づく
につれて、曲げモーメントが大きくなるために中央部の
強度が確保できず、上述したように、アクスルハウジン
グ本体を上下に縦分割して溶着して、曲げモーメントの
大きい中央部の疲労強度を確保している。

【０００８】しかし、アクスルハウジング本体で比較的
端部側に位置する各種ブラケットや、比較的小物が固定
されるブラケットの溶接部における疲労強度の確保につ
いては改善されていない。この各種ブラケットがアクス
ルハウジング本体に溶接されている部位は、形状が変化
することにより、形状が変化する基部に応力集中が発生
して、その基部が疲労強度の低い溶接部に相当するため
に、この溶接部が、他の部位より著しく疲労強度が低下
する状況にある。そのため、この溶接部の強度を確保す
るため、溶接部の近傍の部位の断面形状を変更したり、
板厚を厚くするなどの対策が行われているが、この溶接
部以外の部位においては、強度上過剰品質となり、重量
アップ、コストアップ及び溶接条件の困難等の問題が生
じていた。

【０００９】さらに、ラテラルロッドブラケットは、溶
接部の疲労強度を確保するために、複数の補強部材を介
してアクスルハウジング本体に溶着されているが、図１
１に示すように補強板５６とアクスルハウジング本体５
２との溶接部５９が、曲げモーメントの大きい車両中央
部に近づいているために、溶接部５９における疲労強度
が確保できない。また、補強板５６と補強部材５７との
溶接部６０が、形状変化の基部に相当するために応力集
中が発生し、疲労強度が著しく低下する部位となってい
る。

【００１０】さらにまた、アクスルハウジング本体の中
央部には、減速歯車機構が収容される開口部の後方側を
閉塞するようにギヤハウジングカバー部が溶接されてい
る。そして、減速歯車機構を収容しているために、ギヤ
ハウジングカバーはアクスルハウジング本体から後方側
に大きく突出して配設されており、ギヤハウジングカバ
ーとアクスルハウジング本体との溶接部が形状変化の基
部に相当し応力集中が発生して、疲労強度が低下する部
位となっている。特に、アクスルハウジング本体とギヤ
ハウジングカバーの溶接部の左右側（図１０に示すＢの
範囲）は、他の溶接部よりも著しく疲労強度が低下して
いる。

【００１１】また、実開昭５６−９８０６４号公報のバ
ンジョー型リヤアクスルハウジングは、バンジョー型リ
ヤアクスルハウジング本体と該本体に他の部材を取り付
けるブラケットとを一体に鋳造で形成されているが、こ
の鋳造品は、ブラケット等の複雑な形状を形成する鋳型
を製造する必要があり、一般的な機械加工や溶接により
形成した製品よりも高価になると共に、２次加工も必要
になる場合があり、トータルコストが増加する虞があ
る。さらに、実用新案登録第２５４３６６６号公報のア
クスルハウジングは、アクスルハウジングの溶接側端部
とチューブエンドの溶接側端部との溶接において、アク
スルハウジング本体の端部の内周面に、チューブエンド
に形成された嵌合突起の外周面を当接する必要があり、
はめあいの製造精度が必要となり、製造費用が増大する
虞がある。

【００１２】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、アクスルハウジング本体と各種ブラケットとの
溶接部に発生する応力が集中する部位を縮小して、溶接
部における疲労強度を確保すると共に、製造コストを抑
えるアクスルハウジング構造を提供することを目的とす
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するための手段として、請求項１に記載した発明は、
板金製で上下に分割して形成した上側部材と下側部材と
を組み合わせるように溶接したアクスルハウジング本体
に各種ブラケットを溶着した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本体の外周面に、外方
に突出する台座部を設け、該台座部に前記各種ブラケッ
トを溶着することを特徴とする。このように構成するこ
とにより、アクスルハウジング本体と各種ブラケットと
の溶接部に発生していた応力集中を、アクスルハウジン
グ本体の外周面に形成した台座部の立ち上がり部に発生
させて、台座部と各種ブラケットとの溶接部における応
力集中の発生部位を縮小したので、アクスルハウジング
本体と各種ブラケットとの溶接部の疲労強度を確保する
ことができる。

【００１４】請求項２に記載した発明は、板金製で上下
に分割して形成した上側部材と下側部材とを組み合わせ
るように溶接したアクスルハウジング本体に各種ブラケ
ットを溶着した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本体のハウジングカバーの取付部の
周端を、凹形状にして取付座面を形成し、該取付座面に
ハウジングカバーを載置した状態で、前記ハウジングカ
バーの上面と前記取付部周縁の上面とが連続して略面一
になるように設定したことを特徴とする。このように構
成することにより、アクスルハウジング本体とハウジン
グカバーとの溶接部には、急激な形状変化がないため
に、形状変化による応力集中の発生部位を縮小すること
ができ、アクスルハウジング本体とハウジングカバーと
の溶接部における疲労強度を確保することができる。

【００１５】請求項３に記載した発明は、板金製で上下
に分割して形成した上側部材と下側部材とを組み合わせ
るように溶接したアクスルハウジング本体に各種ブラケ
ットを溶着した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本体のハウジングカバーの取付部の
内周端部に座面板を取付けて、凹形状の取付座面を形成
し、該取付座面にハウジングカバーを載置した状態で、
前記ハウジングカバーの上面と前記取付部周縁の上面と
が連続して略面一になるように設定したことを特徴とす
る。このように構成することにより、アクスルハウジン
グ本体とハウジングカバーとの溶接部は、突き当て溶接
となり、重ね隅肉溶接とは異なり母材の強度を十分に生
かすことができる。また、この溶接部には、急激な形状
変化がないために、形状変化による応力集中の発生部位
が縮小すると共に、この座面板が溶接部の補強材として
の機能を持ち、高い疲労強度を確保することができる。
また、溶接方法をＣＯ₂溶接などのように、盛り上がる
方法ではなく、レーザ溶接やプラズマ溶接等のように母
材を溶融させて盛り上がらない方法を採用すれば、さら
に、形状変化を抑えられ、応力集中の発生部位を縮小す
ることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
アクスルハウジング構造を図１〜図９に基いて詳細に説
明する。まず、本発明の第１の実施の形態に係るアクス
ルハウジング構造を図１〜図３に基いて詳細に説明す
る。なお、本発明の実施の形態の説明において従来例と
同一部材及び相当する部品は、同一の符号を使用して説
明する。図１に示すように、本実施の形態に係るアクス
ルハウジング構造１は、図示しない車軸を収容するアク
スルハウジング本体２と、このアクスルハウジング本体
２に溶接される各種ブラケットと、アクスルハウジング
本体２の中央部で後方側に配設されるギヤハウジングカ
バー（ハウジングカバー）３とで概略構成されている。

【００１７】アクスルハウジング本体２は、板金製で上
下に分割されるアクスルアッパ部２ａとアクスルロア部
２ｂとで形成しており、このアクスルアッパ部２ａとア
クスルロア部２ｂとを組み合わせて溶接部２０で溶接し
て略円筒形状に形成されている。また、アクスルロア部
２ｂのほぼ両端部の外周面に、略コ字状で形成したショ
ックアブソーバブラケット１０を、開放側を後方に指向
してロアロッドブラケットと共に溶接している。さら
に、このアクスルハウジング本体２の両端には、左右そ
れぞれにアクスルチューブ１４を溶接している。

【００１８】また、アクスルアッパ部２ａの左右の外周
面に、平面視で略矩形状で、上方に突出した台座部２ｃ
を形成している。そして、このアクスルアッパ部２ａの
左右の台座部２ｃの座面２ｃ’にアッパロッドブラケッ
ト４を、コ字状の開放側を前方に指向するようにして、
溶接部２１で溶接している。このアッパロッドブラケッ
ト４は、略コ字状に形成され、左右一対の側板４ａには
図示しないロッドを取付ける貫通孔４ｂをそれぞれ形成
している。さらに、略円錐台形状のコイルスプリングシ
ート５は、アッパロッドブラケット４の左右外方の台座
部２ｃの座面２ｃ’に溶接部２２で溶接されている。

【００１９】図１及び図２に示すように、アクスルハウ
ジング本体２のほぼ左後方側端部の外周面に、アクスル
アッパ部２ａとアクスルロア部２ｂとの溶接部２０に跨
るようにして後方に突出した台座部２ｅを形成してい
る。そして、このアクスルハウジング本体２の台座部２
ｅの座面２ｅ’に、ラテラルロッドブラケット６と補強
部材７とを、ラテラルロッドブラケット６のコ字状の開
放側を車両中央側に指向して、貫通孔６ｂが前後方向に
指向するように溶接している。図２に示すように、この
ラテラルロッドブラケット６は、略コ字状に形成して、
左右一対の側板６ａには、図示しないラテラルロッドを
支持する貫通孔６ｂをそれぞれ形成している。また、補
強部材７は一端部７ａを略コ字状に形成して、この補強
部材７の一端部７ａをラテラルロッドブラケット６の底
板６ｃに溶接している。

【００２０】図１及び図３に示すように、アクスルハウ
ジング本体２の中央部近傍の右方側で、アクスルアッパ
部２ａの外周面に、平面視で略矩形状で、上方に突出し
た台座部２ｄを形成して、この台座部２ｄの座面２ｄ’
に、クランプ部を有するブレーキホースブラケット８を
溶接部２３で溶接している。

【００２１】なお、アクスルハウジング本体２に形成し
た台座部２ｃ、２ｄ、２ｅの形状は、外部のあらゆる方
向からアクスルハウジング本体２に入力される負荷に対
して、台座部２ｃ、２ｄ、２ｅの座面２ｃ’、２ｄ’、
２ｅ’と各種ブラケット４、６、８との溶接部に応力集
中が発生しないように、最適な疲労強度を確保できるよ
うな形状に形成している。

【００２２】次に、本発明の第２の実施の形態に係るア
クスルハウジング構造を図４及び図５に基いて詳細に説
明する。なお、本発明の第２の実施の形態の説明におい
て、従来例及び第１の実施の形態と同一部材及び相当す
る部品は同一の符号を使用して、その説明を適宜省略し
て説明する。図４及び図５に示すように、本実施の形態
に係るアクスルハウジング構造は、アクスルハウジング
本体２のほぼ中央部に、図示しない減速歯車機構を収容
するように車両前後方向に略円形状で貫通した開口部２
ｆを形成して、この開口部２ｆに、開口部２ｆの周端を
凹形状にして取付座面２ｇを形成して、この取付座面２
ｇに、端部に取付フランジ部３ａを有した略椀状のギヤ
ハウジングカバー３の取付フランジ３ａを載置して、開
口部２ｆの周縁の上面２ｈと取付フランジ３ａの上面３
ｂとが略面一となるように溶接部１１で溶接している。

【００２３】ここで、図８及び図９は、アクスルハウジ
ング本体２（５２）とギヤハウジングカバー３（５３）
との溶接部１１（６２）の近傍の部位（図１に示すＡ部
及び図１０に示すＢ部）のコンピュータ支援による強度
計算の結果を示す応力分布図であり、図８は、図１に示
す本発明の実施の形態に係るアクスルハウジング構造１
のＡ部の応力分布図であり、図９は、図１０に示す従来
のアクスルハウジング構造５１のＢ部の応力分布図であ
る。図８及び図９に示すように、アクスルハウジング構
造１（５１）のそれぞれに、同一条件の負荷を入力する
と、ギヤハウジングカバー３（５３）の端部に応力（応
力レベルはＡ１部＞Ａ２部＞Ａ３部＞Ａ４部＞Ａ５部の
順である）が発生する。応力発生部位及び応力レベルに
ついてそれぞれを比較すると、最も小さい応力レベルを
示すＡ５部の範囲は、双方で大きな変化は見られない
が、最も大きい応力レベルを示すＡ１部（斜線部）すな
わち応力が集中する部位は、従来のアクスルハウジング
構造５１に比べて、本発明の実施の形態に係るアクスル
ハウジング構造１の方がかなり小さい範囲に縮小してお
り、周辺部位に応力を拡散していることがわかる。この
ように、本発明の第２の実施の形態におけるアクスルハ
ウジング本体２とギヤハウジングカバー３との溶着方法
によれば、応力集中が発生する部位が縮小して、疲労強
度を確保することができる。

【００２４】さらに、本発明の第３の実施の形態に係る
アクスルハウジング構造を図６及び図７に基いて詳細に
説明する。なお、本発明の第３の実施の形態の説明にお
いて、従来例、第１及び第２の実施の形態と同一部材及
び相当する部品は同一の符号を使用して、その説明を適
宜省略して説明する。図６及び図７に示すように、本実
施の形態に係るアクスルハウジング構造は、アクスルハ
ウジング本体２の後方側の開口部２ｆの周端部の裏側
に、略円環形状の板状の座面板１２を配設して、＊印で
示す位置でスポット溶接で溶着して、取付座面１２ａを
形成している。そして、この取付座面１２ａにギヤハウ
ジングカバー３の取付フランジ３ａを載置すると共に、
取付フランジ３ａの外周端面と開口部２ｆの内周端面と
を突き合わせて、開口部２ｆの周縁の上面２ｈと取付フ
ランジ３ａの上面３ｂとが略面一になるように溶接部１
３で溶接している。この実施の形態に係るアクスルハウ
ジング構造でも、応力集中が発生する部位が縮小して疲
労強度を確保することができる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載し
た発明によれば、アクスルハウジング本体の外周面の外
方に突出した台座部を形成して、台座部に各種ブラケッ
トを溶着したので、アクスルハウジング本体と各種ブラ
ケットとが溶接される溶接部に発生していた応力集中
を、アクスルハウジング本体の外周面に形成した台座部
の立ち上がり部に発生させて、台座部と各種ブラケット
との溶接部における応力集中の発生部位を縮小したの
で、アクスルハウジング本体と各種ブラケットとの溶接
部の疲労強度を確保することができる。

【００２６】請求項２に記載した発明によれば、アクス
ルハウジング本体のハウジングカバーの取付部の周端を
凹状にして形成した取付座面に、ハウジングカバーを載
置した状態で、アクスルハウジング本体の取付部周縁の
上面とハウジングカバーの上面とが略面一になるように
溶着したので、アクスルハウジング本体とハウジングカ
バーとの溶接部には、急激な形状変化がないために、形
状の変化による応力集中の発生部位を縮小することがで
き、アクスルハウジング本体とハウジングカバーとの溶
接部における疲労強度を確保することができる。

【００２７】請求項３に記載した発明によれば、アクス
ルハウジング本体のハウジングカバーの取付部の内周端
部に座面板を取付けて凹形状の取付座面を形成し、この
取付座面にハウジングカバーを載置した状態で、アクス
ルハウジング本体の取付部周縁の上面とハウジングカバ
ーの上面とが略面一になるように溶着したので、アクス
ルハウジング本体とハウジングカバーとの溶接部は、突
き当て溶接となり、重ね隅肉溶接とは異なり母材の強度
を十分に生かすことができる。また、この溶接部には、
急激な形状変化がないために、形状変化による応力集中
の発生部位が縮小すると共に、この座面板が溶接部の補
強材としての機能を持ち、高い疲労強度を確保すること
ができる。また、溶接方法をＣＯ₂溶接などのように、
盛り上がる溶接方法ではなく、レーザ溶接やプラズマ溶
接等のように母材を溶融させて盛り上がらない方法を採
用すれば、さらに、形状変化が抑えられ、応力集中の発
生部位を縮小することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施の形態に係るアクスルハ
ウジング構造の斜視図である。

【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態に係るアク
スルハウジング構造の構成品であるアクスルハウジング
本体とラテラルロッドブラケット及び補強部材との溶着
を分解して示す斜視図である。

【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態に係るアク
スルハウジング構造の構成品であるアクスルハウジング
本体とブレーキホースブラケットとの溶着状態を示す斜
視図である。

【図４】図４は、本発明の第２の実施の形態に係るアク
スルハウジング構造の構成品であるアクスルハウジング
本体にギヤハウジングカバーを溶着した平面図である。

【図５】図５は、図４のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。

【図６】図６は、本発明の第３の実施の形態に係るアク
スルハウジング構造の構成品であるアクスルハウジング
本体にギヤハウジングカバーを溶着した平面図である。

【図７】図７は、図６のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。

【図８】図８は、図１のＡ部の応力分布図である。

【図９】図９は、図１０のＢ部の応力分布図である。

【図１０】図１０は、従来のアクスルハウジング構造の
斜視図である。

【図１１】図１１は、従来のアクスルハウジング構造の
構成品であるアクスルハウジング本体とラテラルロッド
ブラケットとの溶着状態を示す斜視図である。

【図１２】図１２は、図１０のＥ−Ｅ線に沿う断面図で
ある。

【符号の説明】

１ アクスルハウジング構造 ２ アクスルハウジング本体 ２ｃ、２ｄ、２ｅ 台座部 ３ ギヤハウジングカバー（ハウジ
ングカバー） ４ アッパロッドブラケット ６ ラテラルロッドブラケット ８ ブレーキホースブラケット ２ｇ、１２ａ 取付座面 １２ 座面板

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】板金製で上下に分割して形成した上側部材
   と下側部材とを組み合わせるように溶接したアクスルハ
   ウジング本体に各種ブラケットを溶着したアクスルハウ
   ジング構造において、 前記アクスルハウジング本体の外周面に、外方に突出す
   る台座部を設け、該台座部に前記各種ブラケットを溶着
   することを特徴とするアクスルハウジング構造。
2. 【請求項２】板金製で上下に分割して形成した上側部材
   と下側部材とを組み合わせるように溶接したアクスルハ
   ウジング本体に各種ブラケットを溶着したアクスルハウ
   ジング構造において、 前記アクスルハウジング本体のハウジングカバーの取付
   部の周端を、凹形状にして取付座面を形成し、該取付座
   面にハウジングカバーを載置した状態で、前記ハウジン
   グカバーの上面と前記取付部周縁の上面とが連続して略
   面一になるように設定したことを特徴とするアクスルハ
   ウジング構造。
3. 【請求項３】板金製で上下に分割して形成した上側部材
   と下側部材とを組み合わせるように溶接したアクスルハ
   ウジング本体に各種ブラケットを溶着したアクスルハウ
   ジング構造において、 前記アクスルハウジング本体のハウジングカバーの取付
   部の内周端部に座面板を取付けて、凹形状の取付座面を
   形成し、該取付座面にハウジングカバーを載置した状態
   で、前記ハウジングカバーの上面と前記取付部周縁の上
   面とが連続して略面一になるように設定したことを特徴
   とするアクスルハウジング構造。