JP2007039008A - 車軸管 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、トラック等の車両の車軸を構成する車軸管に関し、上側部材の肉厚を下側部材の肉厚より小さくした場合に上側部材の開口端面の内周側に生じる応力集中を緩和することを目的とする。
【解決手段】 半割り筒状の上側部材および下側部材の開口端面を外周が一致するように重ね、前記開口端面を外周側から溶接してなる車軸管において、前記上側部材の肉厚を前記下側部材の肉厚より小さくするとともに、前記下側部材の内周に前記下側部材の開口端面側の肉厚を順次減少する減肉部を形成し、前記下側部材の開口端面の内側端を前記上側部材の前記開口端面の内側端に一致させてなることを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、トラック等の車両の車軸(アクスル)を構成する車軸管に関する。

一般に、トラック等の車両は、車輪を支持するアクスルを備えている。そして、このようなアクスルは、アクスルハウジングを有している。アクスルハウジングの中央にはキャリヤケースを支持する支持部が形成され、支持部の両側に車軸管が溶接等により連結されている。
図１５は、実開平１−１４５５０２号公報に開示される車軸管の断面構造を示すもので、この車軸管１は、半割り筒状の上側部材２と下側部材３とを有している。上側部材２の肉厚Ｔ１は、下側部材３の肉厚Ｔ２より小さくされ、下側部材３と上側部材２の開口端面の外周が一致するように重ねられている。そして、下側部材３と上側部材２との開口端面が、外周側から溶接４されている。

このような車軸管１では、上側部材２の肉厚を下側部材３の肉厚より小さくしたので、必要な剛性を確保しながら軽量化を図ることが可能になる。
実開平１−１４５５０２号公報

しかしながら、上述した車軸管１では、上側部材２の開口端面の内周側２ａが下側部材３の開口端面に鋭角状に交わるため、上側部材２の開口端面の内周側２ａに応力が集中し、この応力集中により溶接４部の強度が低下するおそれがある。
本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、上側部材の肉厚を下側部材の肉厚より小さくした場合に上側部材の開口端面の内周側に生じる応力集中を緩和することができる車軸管を提供することを目的とする。

請求項１の車軸管は、半割り筒状の上側部材および下側部材の開口端面を外周が一致するように重ね、前記開口端面を外周側から溶接してなる車軸管において、前記上側部材の肉厚を前記下側部材の肉厚より小さくするとともに、前記下側部材の内周に前記下側部材の開口端面側の肉厚を順次減少する減肉部を形成し、前記下側部材の開口端面の内側端を前記上側部材の前記開口端面の内側端に一致させてなることを特徴とする。

請求項２の車軸管は、請求項１記載の車軸管において、前記減肉部は、前記下側部材の内周部を開口端面側に向けて傾斜して形成されていることを特徴とする。
請求項３の車軸管は、請求項１記載の車軸管において、前記減肉部は、前記下側部材の内周部を開口端面に向けて円弧状にして形成されていることを特徴とする。
請求項４の車軸管は、半割り筒状の上側部材および下側部材の開口端面を外周が一致するように重ね、前記開口端面を外周側から溶接してなる車軸管において、前記上側部材の肉厚を前記下側部材の肉厚より小さくするとともに、前記下側部材の開口端面の内周側に、前記上側部材の内周に嵌合する突出部を形成してなることを特徴とする。

請求項５の車軸管は、請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載の車軸管において、前記上側部材および下側部材は、半割り円筒状をしていることを特徴とする。
請求項６の車軸管は、請求項５記載の車軸管において、前記上側部材と下側部材により形成される車軸管本体の端面に、円筒状のチューブエンドの端面を溶接するとともに、前記車軸管本体と前記チューブエンドの内側に、前記車軸管本体と前記チューブエンドに跨る補強部材を配置し、前記補強部材を前記上側部材および下側部材の内周に密接してなることを特徴とする。

請求項７の車軸管は、請求項６記載の車軸管において、前記補強部材は、前記下側部材の内径と同一の外径を有するリング部材と、前記上側部材と前記補強部材との間に配置されるスペーサとを有することを特徴とする。
請求項８の車軸管は、請求項６記載の車軸管において、前記補強部材は、前記下側部材の内径と同一の外径を有する半割り円筒状の下側半割りリング部材と、前記上側部材の内径と同一の外径を有する半割り円筒状の上側半割りリング部材とを有することを特徴とする。

請求項９の車軸管は、請求項６記載の車軸管において、前記補強部材は、前記上側部材の内径と同一の外径を有するリング部材からなり、前記リング部材の下半部を、前記下側部材の端部の内周に沿って形成される凹部に嵌合してなることを特徴とする。

請求項１の車軸管では、下側部材の内周に下側部材の開口端面側の肉厚を順次減少する減肉部を形成し、下側部材の開口端面の内側端を上側部材の開口端面の内側端に一致させたので、上側部材の肉厚を下側部材の肉厚より小さくした場合に上側部材の開口端面の内周側に生じる応力集中を緩和することができる。
請求項２の車軸管では、下側部材の内周部を開口端面側に向けて傾斜して減肉部を形成したので、肉厚を容易，確実に減少することができる。

請求項３の車軸管では、下側部材の内周部を開口端面に向けて円弧状にして減肉部を形成したので、肉厚を容易，確実に減少することができる。
請求項４の車軸管では、下側部材の開口端面の内周側に、上側部材の内周に嵌合する突出部を形成したので、上側部材の肉厚を下側部材の肉厚より小さくした場合に上側部材の開口端面の内周側に生じる応力集中を緩和することができる。

請求項５の車軸管では、上側部材および下側部材を半割り円筒状にしたので、剛性を高めることができる。
請求項６の車軸管では、補強部材を上側部材および下側部材の内周に密接したので、上側部材と補強部材との間に間隙が形成されることがなくなり、補強部材に上側部材および下側部材を確実に溶接することができる。

請求項７の車軸管では、補強部材を、下側部材の内径と同一の外径を有するリング部材と、上側部材と補強部材との間に配置されるスペーサとにより構成したので、補強部材を上側部材および下側部材の内周に確実に密接することができる。
請求項８の車軸管では、補強部材を、下側部材の内径と同一の外径を有する半割り円筒状の下側半割りリング部材と、上側部材の内径と同一の外径を有する半割り円筒状の上側半割りリング部材とにより構成したので、補強部材を上側部材および下側部材の内周に確実に密接することができる。

請求項９の車軸管では、補強部材を上側部材の内径と同一の外径を有するリング部材とし、リング部材の下半部を、下側部材の端部の内周に沿って形成される凹部に嵌合したので、補強部材を上側部材および下側部材の内周に確実に密接することができる。

以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
(第１の実施形態)
図１は、この実施形態の車軸管を備えたアクスルを示している。
このアクスルは、アクスルハウジング１１を有している。アクスルハウジング１１の中央にはキャリヤケース１３を支持する支持部１５が形成されている。そして、この支持部１５の両側に車軸管１７が溶接等により連結されている。車軸管１７の先端には、フランジ１９が固定されている。また、車軸管１７の上面には、スプリングシート２１が固定されている。

図２は、図１の車軸管１７の横断面構造を示している。
この車軸管１７は、半割り円筒状の上側部材２３と下側部材２５とを有している。上側部材２３は、例えば一般鋼板を半円状にプレス成型してなり、下側部材２５は、例えば高張力鋼板を半円状にプレス成型してなる。
上側部材２３の肉厚Ｔ１は、下側部材２５の肉厚Ｔ２より小さくされている。上側部材２３と下側部材２５の外径は同一外径とされ、上側部材２３の内径が下側部材２５の内径より大きくされている。そして、上側部材２３と下側部材２５の開口端面２３ａ，２５ａの外周が一致するように重ねられている。

この実施形態では、上側部材２３と下側部材２５との開口端面２３ａ，２５ａの外周側には、開先部２７が形成されている。
そして、この実施形態では、下側部材２５の内周には、下側部材２５の開口端面２５ａ側の肉厚を順次減少する減肉部２９が形成されている。この減肉部２９は、傾斜面２５ｂにより下側部材２５の開口端面２５ａ側の内周を傾斜することにより形成されている。そして、この減肉部２９により、下側部材２５の開口端面２５ａの内側端が上側部材２３の開口端面２３ａの内側端に一致されている。

そして、図３に示すように、上側部材２３と下側部材２５の開口端面２３ａ，２５ａの外周側に形成される開先部２７に、肉盛り溶接により溶接部３１を形成することで上側部材２３と下側部材２５との開口端面２３ａ，２５ａが相互に接合されている。
この実施形態の車軸管１７では、下側部材２５の内周に下側部材２５の開口端面２５ａ側の肉厚を順次減少する減肉部２９を形成し、下側部材２５の開口端面２５ａの内側端を上側部材２３の開口端面２３ａの内側端に一致させたので、上側部材２３の開口端面２３ａの内周側が下側部材２５の開口端面２５ａに鋭角状に交わることがなくなる。従って、上側部材２３の肉厚Ｔ１を下側部材２５の肉厚Ｔ２より小さくした場合にも上側部材２３の開口端面２３ａの内周側に生じる応力集中を緩和することができる。

また、下側部材２５の内周部を、傾斜面２５ｂにより開口端面２５ａ側に向けて傾斜して減肉部２９を形成したので、肉厚を容易，確実に減少することができる。
(第２の実施形態)
図４は、本発明の車軸管の第２の実施形態を示している。
なお、この実施形態において第１の実施形態と同一の部材には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

この実施形態では、下側部材２５の開口端面２５ａの内周側に、上側部材２３の内周に嵌合する突出部２５ｃが一体形成されている。
また、上側部材２３と下側部材２５との開口端面２３ａ，２５ａの外周側には、開先部２７が形成されている。そして、図５に示すように、この開先部２７に肉盛り溶接により溶接部３１を形成することで上側部材２３と下側部材２５との開口端面２３ａ，２５ａが相互に接合されている。

この実施形態の車軸管では、下側部材２５の開口端面２５ａの内周側に、上側部材２３の内周に嵌合する突出部２５ｃを一体形成したので、突出部２５ｃの先端面の上側部材２３の内周側に応力が集中することになる。従って、上側部材２３の肉厚Ｔ１を下側部材２５の肉厚Ｔ２より小さくした場合に上側部材２３の開口端面２３ａの内周側に生じる応力集中を緩和することができる。そして、これにより、溶接部３１に作用する応力集中を緩和し、応力集中により溶接部３１の強度が低下するおそれを低減することができる。

また、この実施形態では、下側部材２５の開口端面２５ａの内周側に、上側部材２３の内周に嵌合する突出部２５ｃを一体形成したので、溶接部３１の溶接深さ(溶接のど高さ)を深くすることが可能になり、溶接強度を高めることができる。
(第３の実施形態)
図６は、この実施形態の車軸管を備えたアクスルを示している。

このアクスルは、アクスルハウジング１１を有している。アクスルハウジング１１の中央にはキャリヤケース(不図示)を支持する支持部１５が形成されている。そして、この支持部１５の両側に車軸管１７が連結されている。
車軸管１７は、車軸管本体３３とチューブエンド３５とを有している。車軸管本体３３の一端は、支持部１５に溶接部３７を介して連結されている。車軸管本体３３の他端には、チューブエンド３５が溶接部３９を介して連結されている。

図７は、車軸管本体３３とチューブエンド３５の連結部の詳細を示している。
車軸管本体３３は、半割り円筒状の上側部材２３と下側部材２５とを有している。上側部材２３は、例えば一般鋼板を半円状にプレス成型してなり、下側部材２５は、例えば高張力鋼板を半円状にプレス成型してなる。なお、この車軸管本体３３には、ブレーキ(不図示)取り付け用のフランジ部材４１が固定されている。

上側部材２３の肉厚Ｔ１は、下側部材２５の肉厚Ｔ２より小さくされている。上側部材２３と下側部材２５の外径は、図８に示すように、同一外径とされている。また、上側部材２３の内径が下側部材２５の内径より大きくされている。そして、上側部材２３と下側部材２５の開口端面２３ａ，２５ａの外周が一致するように重ねられている。
チューブエンド３５は、円筒状をしている。このチューブエンド３５の外周には、図示しないベアリング、ハブを介してブレーキドラム等が取り付けられる。

車軸管本体３３とチューブエンド３５の内側には、補強部材４３が配置されている。この補強部材４３は、車軸管本体３３とチューブエンド３５に跨って配置されている。補強部材４３は、リング部材４５とスペーサ４７とを有している。
リング部材４５は、図８に示すように、下側部材２５の内径と同一の外径を有しており、その外周を下側部材２５の内周に密接されている。スペーサ４７は、半割り円環状をしており、リング部材４５と同一の金属により形成されている。このスペーサ４７は、上側部材２３とリング部材４５との間に嵌挿され、上側部材２３の内周に密接されている。そして、例えば、第１の実施形態のように下側部材２５に傾斜面２５ｂが形成される場合には、スペーサ４７の両端が傾斜面２５ｂまで延存され、傾斜面２５ｂに密接するように加工される。

車軸管本体３３およびチューブエンド３５の端面にはテーパ３３ａ，３５ａが形成され、このテーパ３３ａ，３５ａにより開先部４９が形成されている。そして、図９に示すように、この開先部４９に肉盛り溶接により溶接部５１を形成することで車軸管本体３３にチューブエンド３５が接合されている。より具体的には、図９の(ａ)に示すように、上側部材２３、チューブエンド３５、スペーサ４７およびリング部材４５が相互に溶接される。また、図９の(ｂ)に示すように、下側部材２５、チューブエンド３５およびリング部材４５が相互に溶接される。

この実施形態の車軸管１７では、上側部材２３とリング部材４５との間にスペーサ４７を配置したので、上側部材２３とリング部材４５との間に間隙が形成されることがなくなり、補強部材４３に上側部材２３および下側部材２５を確実に溶接することができる。
すなわち、図１０に示すように、上側部材２３、チューブエンド３５とリング部材４５との間に間隙５１が存在する場合には、上側部材２３、チューブエンド３５およびリング部材４５を強固に接合することが困難になる。また、溶接部５１と上側部材２３の内周との交点Ｐ１および溶接部５１とチューブエンド３５の内周との交点Ｐ２に応力が集中し、応力集中により溶接部５１の強度が低下することになる。
(第４の実施形態)
図１１および図１２は、本発明の車軸管の第４の実施形態を示している。

なお、この実施形態において第３の実施形態と同一の部材には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
この実施形態では、補強部材は、下側部材２５の内径と同一の外径を有する半割り円筒状の下側半割りリング部材５３と、上側部材２３の内径と同一の外径を有する半割り円筒状の上側半割りリング部材５５とを有している。そして、下側半割りリング部材５３の外周が下側部材２５の内周に密接されている。また、上側半割りリング部材５５の外周が上側部材２３の内周に密接されている。

この実施形態においても第３の実施形態と略同様の効果を得ることができる。
(第５の実施形態)
図１３は、本発明の車軸管の第５の実施形態を示している。
なお、この実施形態において第３の実施形態と同一の部材には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

この実施形態では、補強部材は、上側部材２３の内径と同一の外径を有するリング部材５７により形成され、リング部材５７が上側部材２３の内周に密接されている。一方、下側部材２５には、端部の内周に沿って凹部２５ｆが形成されている。そして、この凹部２５ｆに、リング部材５７の下半部が嵌合され、リング部材５７が下側部材２５の内周に密接されている。

この実施形態においても第３の実施形態と略同様の効果を得ることができる。
(実施形態の補足事項)
以上、本発明を上述した実施形態によって説明してきたが、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のような形態でも良い。
(１)上述した実施形態では、上側部材２３と下側部材２５の開口端面２３ａ，２５ａに開先部２７を形成した例について説明したが、開先部２７を形成することなく直接溶接するようにしても良い。

(２)上述した実施形態では、上側部材２３と下側部材２５を断面半円状にした例について説明したが、例えば断面矩形状にしても良い。
(３)上述した第１の実施形態では、下側部材２５の減肉部２９を傾斜面２５ｂにより形成した例について説明したが、例えば、図１４に示すように円弧面２５ｄにより形成しても良い。そして、この円弧面２５ｄの形成は、例えば、鋼板のプレス成形時に同時に行うのが望ましい。

本発明の第１の実施形態の車軸管を備えた車軸を示す説明図である。 本発明の車軸管の第１の実施形態の溶接前の状態を示す横断面図である。 図２の車軸管の溶接後の状態を示す横断面図である。 本発明の車軸管の第２の実施形態の溶接前の状態を示す横断面図である。 図４の車軸管の溶接後の状態を示す横断面図である。 本発明の第３の実施形態の車軸管を備えた車軸を示す説明図である。 本発明の車軸管の第３の実施形態の溶接前の状態を示す縦断面図である。 図７の車軸管の横断面図である。 図７の車軸管の溶接後の状態を示す横断面図である。 スペーサを介在させないで溶接した時の状態を示す横断面図である。 本発明の車軸管の第４の実施形態の溶接前の状態を示す縦断面図である。 図１１の車軸管の横断面図である。 本発明の車軸管の第５の実施形態の溶接前の状態を示す縦断面図である。 本発明の車軸管の他の例を示す横断面図である。 従来の車軸管を示す横断面図である。

符号の説明

２３ 上側部材
２３ａ 開口端面
２５ 下側部材
２５ａ 開口端面
２５ｂ 傾斜面
２５ｃ 突出部
２５ｄ 円弧面
２５ｆ 凹部
２９ 減肉部
３１，５１ 溶接部
３５ チューブエンド
４３ 補強部材
４５ リング部材
４７ スペーサ
５３ 下側半割りリング部材
５５ 上側半割りリング部材

Claims (9)

1. 半割り筒状の上側部材および下側部材の開口端面を外周が一致するように重ね、前記開口端面を外周側から溶接してなる車軸管において、
   前記上側部材の肉厚を前記下側部材の肉厚より小さくするとともに、前記下側部材の内周に前記下側部材の開口端面側の肉厚を順次減少する減肉部を形成し、前記下側部材の開口端面の内側端を前記上側部材の前記開口端面の内側端に一致させてなることを特徴とする車軸管。
2. 請求項１記載の車軸管において、
   前記減肉部は、前記下側部材の内周部を開口端面側に向けて傾斜して形成されていることを特徴とする車軸管。
3. 請求項１記載の車軸管において、
   前記減肉部は、前記下側部材の内周部を開口端面に向けて円弧状にして形成されていることを特徴とする車軸管。
4. 半割り筒状の上側部材および下側部材の開口端面を外周が一致するように重ね、前記開口端面を外周側から溶接してなる車軸管において、
   前記上側部材の肉厚を前記下側部材の肉厚より小さくするとともに、前記下側部材の開口端面の内周側に、前記上側部材の内周に嵌合する突出部を形成してなることを特徴とする車軸管。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載の車軸管において、
   前記上側部材および下側部材は、半割り円筒状をしていることを特徴とする車軸管。
6. 請求項５記載の車軸管において、
   前記上側部材と下側部材により形成される車軸管本体の端面に、円筒状のチューブエンドの端面を溶接するとともに、前記車軸管本体と前記チューブエンドの内側に、前記車軸管本体と前記チューブエンドに跨る補強部材を配置し、前記補強部材を前記上側部材および下側部材の内周に密接してなることを特徴とする車軸管。
7. 請求項６記載の車軸管において、
   前記補強部材は、前記下側部材の内径と同一の外径を有するリング部材と、前記上側部材と前記補強部材との間に配置されるスペーサとを有することを特徴とする車軸管。
8. 請求項６記載の車軸管において、
   前記補強部材は、前記下側部材の内径と同一の外径を有する半割り円筒状の下側半割りリング部材と、前記上側部材の内径と同一の外径を有する半割り円筒状の上側半割りリング部材とを有することを特徴とする車軸管。
9. 請求項６記載の車軸管において、
   前記補強部材は、前記上側部材の内径と同一の外径を有するリング部材からなり、前記リング部材の下半部を、前記下側部材の端部の内周に沿って形成される凹部に嵌合してなることを特徴とする車軸管。
   

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