JP2008168794A - アクスルハウジング及びその組立方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ドライブシャフト用ベアリングキャップの動きを抑制し、且つ、カバー部材の裏溶接の長さを十分に確保でき、カバー部材の重量増を容認しないアクスルハウジング及びその組立方法の提供。
【解決手段】ハウジング本体（１０）のファイナルドライブベアリング部突き当て部材（３）に対応する箇所には切欠部（１０Ｆ）が形成されており、該切欠部（１０Ｆ）からアクスルカバー部（１４）の裏溶接箇所に溶接装置（５０）が接近可能に構成されており、ファイナルドライブベアリング部突き当て部材（３）はハウジング本体（１０）とは別部材として形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車のアクスルハウジング及びその組立方法に関する。

図１０は、従来の大型自動車のリヤアクスルハウジングを車両後方からみた立面図を示している。図１０において、全体を符号１Ａで示すリヤアクスルハウジングは、ハウジング本体１０と、ハウジング本体１０の両端に接続された車軸先端部１２と、外径が概略部分球状のカバー部材１４とを有している。図１０における符号Ｓｃは、車軸センター、即ち、図示しないドライブシャフトの中心を示している。

ハウジング本体１０の中央部には、前後方向から見た形状が円形で、円形の半径方向の外周の断面形状がＵ字状（図１１参照）で、内部に作動ギヤを収納する、所謂「バンジョウ部」１０Ｂが形成されている。
図１１をも参照して、バンジョウ部１０Ｂにおける車両後方側の開口部（図１１の左方）は、部分球状のカバー部材１４が開口部を塞ぐように配置された後、カバー部材１４の外縁部を全周溶接（Ｗｏ）することによって、ハウジング本体１０とカバー部材１４とが一体化されている。

また、ハウジング本体１０の左右両端近傍には図示しない懸架装置のスプリングを取り付ける１対のスプリングシート１６が、公知の手段によってハウジング本体１０に固定されている。
ここで、車両に装備されたアクスルハウジング１Ａには、１対のスプリングシート１６位置に、アクスルの担う荷重（軸荷重）Ｐｕが下方に作用している。また、車軸先端部１２における車輪のトレッド幅の位置には、車輪にかかる路面からの反力Ｐｌが作用している。

軸荷重Ｐｕと路面からの反力Ｐｌによって、バンジョウ部１０Ｂの下端側には大きな引張力（矢印Ｒｔ）が発生し、同位置における引張りによる伸び（変形量）も大きい。一方、バンジョウ部１０Ｂの上端側には圧縮力（矢印Ｒｃ）が発生している。とりわけ、バンジョウ部の下端側に作用する引張力の影響は大きく、そのままでは、強度は不足してしまう。

かかる強度不足を補うため、カバー部材１４をバンジョウ部１０Ｂに取り付ける際には、前記カバー部材１４の外縁部の全周溶接（Ｗｏ）に加え、バンジョウ部１０Ｂの上方、下方におけるカバー部材１４の裏面側外縁部とバンジョウ１０Ｂ表面とで形成される楔状の隅角部に隅肉溶接Ｗｉを行っている。
図１２は、図１０のＸ−Ｘ断面を拡大して示したもので、カバー部材１４の表面側の全周溶接Ｗｏと裏側の隅角部Ｃの隅肉溶接Ｗｉを同時に示している。図１２において、符号５０は溶接トーチを示している。
図１２における符号１０Ｄ、１０Ｆについては、後述する。

図１３は、バンジョウ部１０Ｂにカバー部材１４を取り付ける前の状態を示している。バンジョウ部１０Ｂの内部には、バンジョウ中心１０ｏに対して左右対称位置で、且つ、車軸センターＳｃ上には、ドライブシャフトを回転支持するための軸受け（ファイナルドライブベアリング：図示を省略）が対向するように配置されている。

該軸受けのベアリングキャップ２はバンジョウ部１０Ｂ内に収納されている図示しない作動ギヤに駆動力が作用する際にはバンジョウ中心１０ｏに対して、回動するように動こうとする。そのような動きは、車輪への駆動力を低下させるように作用する。そのような動きを阻止するために、ベアリングキャップ２の車輪側端部２１をバンジョウ部１０Ｂの開口部（１０Ｒ：図１３における半径１０Ｒで示した端部）に当接させて（突き当てて）いる。
図１４は、図１３のＸ−Ｘ断面を示している。

ところで、前記裏側の隅肉溶接（裏溶接）Ｗｉは、開口部１０Ｒ位置（図１２参照）では、カバー部材１４とバンジョウ部１０Ｂで形成される隅角部は開口部１０Ｒより奥まった位置となるため、溶接トーチが隅角部Ｃに接近することができない。そのため、図１３に示すように、開口部１０Ｒの極率半径よりも大きな半径の部分円弧の切欠き１０Ｃ、１０Ｄ、１０Ｅを開口部の上方及び斜め下方に設けている。
上方の切欠きに符号１０Ｃを、斜め下方で車軸センターＳｃに近い方の切欠きに符号１０Ｄを、遠い方の切欠きに符号１０Ｅを付す。

バンジョウ部材１０Ｂの斜め下方の切欠き１０Ｄ、１０Ｅは、ベアリングキャップ２の車輪側端部２１とバンジョウ部材１０Ｂとを当接させる必要から、開口部１０Ｒの半径（１０Ｒ）を維持させなくてはならず、開口部１０Ｒの半径を残した突起部１０Ｆを挟んで、２箇所に分断されてしまう。
そして、取り残された突起部１０Ｆでは、前述したように溶接トーチ５０が接近できないので、溶接長さが十分に確保できない。このような不具合を補完するためには、カバー部材１４の板厚をアップさせ、溶接脚長を増加させることによってカバーしている。
カバー部材１４は全体の面積が大きく、上述のような対処は、いたずらに重量を増加させる原因になっている。

アクスルハウジングに関するその他の従来技術として、質量や断面高さを増大させず、地上高が低く、強度が大で、作動ギヤとの干渉を避ける凹部を有する車軸ケースが提案されている（特許文献１参照）。
然るに特許文献１では、ベアリングキャップの回転止め機構については開示されておらず、上述した問題点を何ら解決するものではない。
特開２００５−１４８５１号公報

本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、ドライブシャフト用ベアリングキャップの動きを抑制し、且つ、カバー部材の裏溶接の長さを十分に確保でき、カバー部材の重量増を容認しないアクスルハウジング及びその組立方法の提供を目的としている。

本発明のアクスルハウジングは、ハウジング本体（１０）のファイナルドライブベアリング部突き当て部材（３）に対応する箇所には切欠部（１０Ｆ）が形成されており、該切欠部（１０Ｆ）からアクスルカバー部（１４）の裏溶接箇所に溶接装置（５０）が接近可能に構成されており、ファイナルドライブベアリング部突き当て部材（３）はハウジング本体（１０）とは別部材として形成されることを特徴としている（請求項１）。

前記ファイナルドライブベアリング部突き当て部材（３）は、ベアリングキャップ（２）と当接してベアリングキャップの動きを制限する突き当て部（３１）と、ハウジング本体（１０）の切欠部（１０Ｆ）に溶接される溶接部（３２）とを有しており、突き当て部（３１）と溶接部（３２）とは一体に構成されている（請求項２）。

本発明のアクスルハウジング組立方法は、ハウジング本体（１０）のファイナルドライブベアリング部突き当て部材（３）に対応する位置に形成された切欠部（１０Ｆ）から溶接装置（５０）を侵入させてアクスルカバー部（１４）に裏溶接を行う裏溶接工程（図６、図７）と、裏溶接工程が終了した後にハウジング本体（１０）に形成された切欠部（１０Ｆ）にファイナルドライブベアリング部突き当て部材（３）を固定する工程（図８、図９）、とを有する（請求項３）。

本発明のアクスルハウジング組立方法において、前記突き当て部（３）は溶接により固定されるのが好ましい（請求項４）。

本発明の実施に際して、ファイナルドライブベアリング部突き当て部材（３）は、翼部（３２Ｗ）を有する構造（図３〜図６）を採用しても良いし、当該翼部（３２Ｗ）を省略した構造（図１５〜図１８）であっても良い。
また、ファイナルドライブベアリング部突き当て部材（３）を切欠部（１０Ｆ）に固定するに際しては、溶接のみならず、いわゆる「ねじ止め」や接着等の手法を採用することが可能である。

上述する構成を具備する本発明によれば、ハウジング本体（１０）のファイナルドライブベアリング部突き当て部材（３）に対応する箇所には切欠部（１０Ｆ）が形成されているので、該切欠部（１０Ｆ）からアクスルカバー部（１４）の裏溶接箇所に溶接装置（５０）が接近可能となる。
また、ファイナルドライブベアリング部突き当て部材（３）はハウジング本体（１０）とは別部材として形成されているため、最初に切欠部（１０Ｆ）から溶接装置（５０）を侵入させてアクスルカバー部（１４）に裏溶接を行い、裏溶接工程が終了した後にハウジング本体（１０）に形成された切欠部（１０Ｆ）にファイナルドライブベアリング部突き当て部材（３）を固定（例えば溶接）することが出来る。
したがって、溶接箇所、特に裏溶接を行う箇所において、溶接装置を容易に接近させることが可能であり、作業性が向上する。

従来のように切欠きを２分割にすることが無く、切欠きの全長も十分な長さが確保できる。そのため、作業性の向上と、溶接脚長の同大が見込める。ここで、溶接脚長の増大は、アクスルハウジング全体の強度をアップさせる。

溶接脚長の増大による強度アップは、従来のようなカバー部材の板厚の増加によるコストアップ及び重量増を抑制する。すなわち、従来技術に対して軽量化に貢献する。

以下、添付図面、図１〜図９を参照して、本発明の実施形態について説明する。尚、図１〜図９において、従来技術と同様の部位に関しては同じ符号を付す。

図１は、アクスルハウジング１（ハウジング全体の形状は図示を省略）のハウジング本体１０のバンジョウ部１０Ｂを車両後方から見た正面が示されている。図１において、従来技術同様、バンジョウ部１０Ｂの内部には、バンジョウ中心１０ｏに対して左右対称位置で、且つ、車軸センターＳｃ上には、図示しないドライブシャフトを回転支持するための軸受け（ファイナルドライブベアリング：図示を省略）が対向するように配置されている。

前記軸受け（ファイナルドライブベアリング）は、ベアリングキャップ２によって保持されている。

バンジョウ部１０Ｂの開口部１０Ｒには、バンジョウ部１０Ｂの上方に、バンジョウ中心１０ｏに左右対称となるように、第１の切欠き１０Ｃが形成されている。また、バンジョウ部１０Ｂのバンジョウ中心１０ｏから斜め下方で、バンジョウ中心１０ｏに左右対称となるように、２箇所に第２の切欠き１０Ｇが形成されている。この切欠き１０Ｇは、従来技術（図１３）の切欠き１０Ｄと切欠き１０Ｅとの間の突起部１０Ｆを排除して、切欠き１０Ｄと切欠き１０Ｅとを連続した切欠きとしたものである。

本実施形態では、従来技術における突起部１０Ｆに相当する箇所にバンジョウ部１０Ｂとは別体の突き当て部材３を用意し、突き当て部材３を従来技術における突起部１０Ｆに相当する位置に溶接するように構成されている。
ここで、図２は図１のＸ−Ｘ断面を示している。

図３〜図５を参照して、突き当て部材３を説明する。
突き当て部材３は、突き当て部３１と溶接部３２とで構成されている。突き当て部３１は、左右対称形状で、ベアリングキャップ２と当接して、ベアリングキャップ２の動きを制限する。溶接部３２は、ハウジング本体１０のバンジョウ部１０Ｂの第２の切欠き部１０Ｇに溶接される。
図３において、矢印Ｈｏの向きはハウジングの外側を、矢印Ｈｉの向きはハウジングの内側を示す。

突き当て部３１と、溶接部３２は、バンジョウ部１０Ｂを構成する鋼板の厚みと等しい段差が設けられている（図５参照）。

溶接部３２は、中央に長孔３３が溶接部３２を貫通するように形成されている。溶接部３２には、突き当て部３１よりも左右外方に突き出すように、先端が徐々に細くなる翼部３２Ｗが形成されている。翼部３２Ｗの上縁はバンジョウ部１０Ｂの開口部１０Ｒに沿うように、開口部１０Ｒと同じ極率の円弧状に形成されている。

そのように形成することで、突き当て部材３をバンジョウ部１０Ｂに溶接する際の位置決めを容易にしている。また、図示の例では、翼部３２Ｗ上縁におけるバンジョウ部１０Ｂ側にはチャンファ３２Ｃが施されている。

次に、図６〜図９を参照して、本実施形態のアクスルハウジングの組立方法を説明する。
先ず、図６、図７に基づいて、前半の溶接工程を説明する。前半の溶接工程では、アクスルハウジング本体１０のバンジョウ部１０Ｂの開口部１０Ｒを塞ぐようにカバー部材１４を設置する。そして、カバー部材１４の外縁部に溶接トーチ５０によって、全周隅肉溶接Ｗｏを行う。

次にハウジング本体１０を反転させて、第１の切欠き部１０Ｃ近傍及び第２の切欠き部１０Ｇ近傍の裏溶接Ｗｉを行う。この第１の切欠き部１０Ｃ近傍及び第２の切欠き部１０Ｇ近傍の裏溶接Ｗｉでは、第１の切欠き部１０Ｃ及び第２の切欠き部１０Ｇの存在によって、溶接トーチ５０は容易に溶接箇所に接近可能である。したがって、裏溶接Ｗｉは円滑に行うことが出来る。

次に、図８、図９に基づいて、後半の溶接工程を説明する。後半の溶接工程では、所定の位置に突き当て部材３を載置し、突き当て部材３の溶接部３２に形成された長孔３３越しに、長孔３３とバンジョウ部１０Ｂとで形成される隅角部に隅肉溶接を長穴３３全周に亙って施す。

上述したような本発明の実施形態によれば、ハウジング本体１０のベアリングキャップ２の車両側端部２１に当接させる突き当て部材３に対応する箇所、即ち、バンジョウ部１０Ｂの開口部１０Ｒには、第２の切欠部１０Ｇが形成されている。
この切欠部１０Ｇからは、カバー部材１４の裏溶接箇所に溶接トーチ５０が接近可能に構成されている。
突き当て部材３はハウジング本体１０とは別部材として形成され、且つバンジョウ部１０Ｂに溶接されているため、最初に切欠部１０Ｇから溶接トーチ５０を侵入させてカバー部材１４に裏溶接Ｗｉを行い、裏溶接工程が終了した後にバンジョウ部１０Ｂに形成された第２の切欠部１０Ｇに突き当て部材３を溶接するように構成されている。
したがって、溶接箇所は全て、溶接トーチ５０が容易に接近できて、作業性が向上する。

従来のように切欠きを２分割にすることが無く、切欠きの全長も十分な長さが確保できる。作業性の向上と、溶接脚長の増大が見込める。溶接脚長の増大は、アクスルハウジング全体の強度をアップさせる。

溶接脚長の増大による強度アップは、従来のようなカバー部材の板厚の増加によるコストアップ及び重量増を抑制することができる。すなわち、従来技術に対しては軽量化に貢献する。

図３〜図５で示す突き当て部材３は、その溶接部３２に、突き当て部３１よりも左右外方に突き出すように、先端が徐々に細くなる翼部３２Ｗが形成されている。
しかし、図１５、図１６で示す様に、係る翼部３２Ｗを省略する事が可能である。
さらに、図１５、図１６で示す溶接部３２は、長孔３３近傍の隅部が直角に形成されているが、当該直角の隅部を、面取りをするか、或いは、図１７、図１８で示す様に、いわゆる「アール」をつけても良い。

図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない。
例えば、図示の実施形態は、リヤアクスルハウジングに関するものであるが、総輪駆動車両に適用してもよい。
また、図示の実施形態では、突き当て部材３は切欠部１０Ｇに溶接されているが、いわゆる「ねじ止め」や接着等の手法により、突き当て部材３は切欠部１０Ｇに固定しても良い。

本発明の実施形態の要部を説明する正面図。 図２のＸ−Ｘ断面図。 本発明の実施形態の突き当て部材を示す斜視図。 図３に対応する正面図。 図３に対応する側面図。 カバー部材の裏溶接工程を示す工程図。 図６のＸ−Ｘ断面拡大図。 実施形態の組立方法において突き当て部材の溶接工程を示した工程図。 図８のＸ−Ｘ断面拡大図。 従来技術のアクスルハウジングの正面図。 図１０のＹ−Ｙ断面図。 図１０のＸ−Ｘ断面図。 従来技術におけるアクスルハウジングの要部正面図。 図１３のＸ−Ｘ断面図。 突き当て部材の変形例を示す斜視図。 図１５に対応する正面図。 突き当て部材のその他の変形例を示す斜視図。 図１７に対応する正面図。

符号の説明

１・・・アクスルハウジング
２・・・ベアリングキャップ
３・・・突き当て部材
１０・・・ハウジング本体
１０Ｇ・・・第２の切欠き
２１・・・ベアリングキャップの車輪側端部
３１・・・突き当て部
３２・・・溶接部
５０・・・溶接装置／溶接トーチ

Claims (4)

1. ハウジング本体のファイナルドライブベアリング部突き当て部材に対応する箇所には切欠部が形成されており、該切欠部からアクスルカバー部の裏溶接箇所に溶接装置が接近可能に構成されており、ファイナルドライブベアリング部突き当て部材はハウジング本体とは別部材として形成されていることを特徴とするアクスルハウジング。
2. 前記ファイナルドライブベアリング部突き当て部材は、ベアリングキャップと当接してベアリングキャップの動きを制限する突き当て部と、ハウジング本体の切欠部に溶接される溶接部とを有しており、突き当て部と溶接部とは一体に構成されている請求項１のアクスルハウジング。
3. ハウジング本体のファイナルドライブベアリング部突き当て部材に対応する位置に形成された切欠部から溶接装置を侵入させてアクスルカバー部に裏溶接を行う裏溶接工程と、裏溶接工程が終了した後にハウジング本体に形成された切欠部にファイナルドライブベアリング部突き当て部材を固定する工程、とを有することを特徴とするアクスルハウジングの組立方法。
4. 前記突き当て部は溶接により固定される請求項３のアクスルハウジングの組立方法。

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