JP2010274718A

JP2010274718A - 車軸ケース

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Publication number: JP2010274718A
Application number: JP2009127550A
Authority: JP
Inventors: Hisanao Maruyama; 久直丸山
Original assignee: Press Kogyo Co Ltd
Current assignee: Press Kogyo Co Ltd
Priority date: 2009-05-27
Filing date: 2009-05-27
Publication date: 2010-12-09
Anticipated expiration: 2029-05-27
Also published as: JP5268781B2

Abstract

【課題】部品点数を増加させることなく材料の歩留りを向上でき、低コスト化及び軽量化を推進しつつ、強度の低下を抑制した板金溶接組立構造の車軸ケースを提供する。
【解決手段】下方が開放された溝形断面に形成され車幅方向中央部に上部膨出部２を有する上部側板３と、上方が開放された溝形断面に形成され車幅方向中央部に下部膨出部４を有する下部側板５とが向かい合って溶接された板金溶接組立構造の車軸ケース１であって、上部膨出部２は、車幅方向中央部が上方に膨出されたウェブ１３を有し、下部膨出部４は、車幅方向中央部が下方に膨出されたウェブ１５を有し、上部膨出部２及び下部膨出部４の内の少なくとも一方は、ウェブ１３の車幅方向に沿った膨らみ始めから膨らみの頂点の間の部分に、膨らみ始めのウェブ１３の幅及び膨らみの頂点のウェブ１３の幅よりも幅狭に形成されたくびれウェブ１８を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、下方が開放された溝形断面の上部側板と上方が開放された下部側板とを向かい合わせて溶接した板金溶接組立構造の車軸ケースに関する。

図１に示すように、板金溶接組立構造の車軸ケース１Ｊは、一般に、下方が開放された溝形断面形状であり車幅方向中央部に上方に膨出された上部膨出部２Ｊを有する上部側板３Ｊと、上方が開放された溝形断面形状であり車幅方向中央部に下方に膨出された下部膨出部４Ｊを有する下部側板５Ｊとを向かい合わせて溶接し、その前方の中央開口部に、ギヤケース（ディファレンシャルギヤ用）を取り付けるためのリング状の補強部材６を溶接し、後方の中央開口部に、ギヤの潤滑油等を密閉するための略半球殻状のカバー７を溶接し、概略構成されている（特許文献１の図１）。

このような車軸ケース１Ｊの上部側板３Ｊ及び下部側板５Ｊは、図５（ａ）に示すように、矩形の素材板８Ｊを打ち抜き、ハッチングで示す余分な部分（切り屑）９Ｊを除去してブランク品１０Ｊとし、そのブランク品１０Ｊをプレス加工により一点鎖線の部分で折り曲げる等することで、成形されている。図５（ａ）のブランク品１０Ｊの山の頂部１１Ｊより右方（車幅方向内方）の縁部が車軸ケース１Ｊの中央開口部となり、山の頂部１１Ｊより左方（車幅方向外方）の縁部が上部側板３Ｊと下部側板５Ｊとの溶接部１２Ｊとなり、山の頂部１１Ｊが溶接部１２Ｊの車幅方向内側溶接端となる。

この上部側板３Ｊの上部膨出部２Ｊは、図１に示すように、車幅方向中央部が上方に膨出されたウェブ１３Ｊと、ウェブ１３Ｊの前端及び後端から夫々下方に延出されたフランジ１４Ｊとにより、下方が開放された溝形断面に形成され、下部側板５Ｊの下部膨出部４Ｊは、車幅方向中央部が下方に膨出されたウェブ１５Ｊと、ウェブ１５Ｊの前端及び後端から夫々上方に延出されたフランジ１６Ｊとにより、上方が開放された溝形断面に形成されている。

従来の車軸ケース１Ｊの上部側板３Ｊ及び下部側板５Ｊは、上部膨出部２Ｊ及び下部膨出部４Ｊにおけるウェブ１３Ｊ、１５Ｊの幅が、車幅方向に沿って略一定となっていた。すなわち、図５（ａ）に示すように、ブランク品１０Ｊの折り曲げ線である一対の一点鎖線が略平行（略直線）となっていた。

特開２００９−１２５２号公報特開２００７−６２５３８号公報

ところで、図５（ａ）に示すブランク品１０Ｊの一点鎖線から山の頂部１１Ｊまでの距離Ａは、製品（車軸ケース）の寸法により定まる。このため、一対の一点鎖線が略平行であると、ブランク品１０Ｊの山の頂部１１Ｊ同士の間隔は、上記距離Ａを２倍したものに一点鎖線同士の間隔Ｂを加算した長さとなり、素材板８Ｊの幅がその長さに定められる。この結果、従来の車軸ケース１Ｊにおいては、ブランク品１０Ｊを得るべく素材板８Ｊを打ち抜く際、ハッチングで示す切り屑９Ｊが後述する図５（ｂ）に示す本発明品と比べて多くなり、材料の歩留りが低下する。これは、材料コスト、ひいては車軸ケース１Ｊの製造コストを低減する上で大きな障害となっていた。

歩留りの低下を防止するため、特許文献２の図３に示すように、車軸ケースの前後の中央開口部の両脇に、三角形の板を二枚ずつ継ぎ足す構造とした車軸ケースが知られている。この構造の車軸ケースによれば、上部側板及び下部側板のブランク品が略矩形板となるため、材料の歩留り低下を抑制できる。しかし乍ら、このような構造では、部品点数が増加するため、それに伴う部品加工費の増大及び組立加工費の増大が避けられず、加えて三角板の溶接に伴う耐久強度の低下も問題となり得る。

そこで、本発明の目的は、部品点数を増加させることなく材料の歩留りを向上でき、低コスト化及び軽量化を推進しつつ、強度の低下を抑制した板金溶接組立構造の車軸ケースを提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、車幅方向に沿って下方が開放された溝形断面に形成され、車幅方向中央部に上部膨出部を有する上部側板と、車幅方向に沿って上方が開放された溝形断面に形成され、車幅方向中央部に下部膨出部を有する下部側板とを備え、これら上部側板と下部側板とが向かい合って溶接された板金溶接組立構造の車軸ケースであって、上記上部膨出部は、車幅方向中央部が上方に膨出されたウェブを有し、上記下部膨出部は、車幅方向中央部が下方に膨出されたウェブを有し、これら上部膨出部及び下部膨出部の内の少なくとも一方は、ウェブの車幅方向に沿った膨らみ始めから膨らみの頂点の間の部分に、膨らみ始めのウェブの幅及び膨らみの頂点のウェブの幅よりも幅狭に形成されたくびれウェブを有するものである。

また、上記上部膨出部及び下部膨出部のくびれウェブの部分を各膨出部の内方から外方に車軸に対して斜めに切断した断面が、下方が開放された台形であってもよい。

また、上記上部膨出部及び下部膨出部のくびれウェブの部分を車軸に直交して鉛直に切断した断面が、下方が開放されたコ字形であってもよい。

本発明に係る車軸ケースによれば、部品点数を増加させることなく材料の歩留りを向上でき、低コスト化及び軽量化を推進しつつ、強度の低下を抑制できる。

従来例を示す車軸ケースの分解斜視図である。本発明の一実施形態に係る車軸ケースの分解斜視図である。（ａ）は図２のIIIａ−IIIａ線断面図、（ｂ）は図２のIIIｂ−IIIｂ線断面図、（ｃ）は図２のIIIｃ−IIIｃ線断面図である。図２のIV−IV線断面図である。（ａ）は従来の車軸ケース用側板（上部又は下部側板）の展開図、（ｂ）は本発明の一実施形態に係る車軸ケース用側板の展開図である。本発明の別の実施形態に係る車軸ケースの分解斜視図である。（ａ）は図６のVIIａ−VIIａ線断面図、（ｂ）は図６のVIIｂ−VIIｂ線断面図、（ｃ）は図６のVIIｃ−VIIｃ線断面図である。図６のVIII−VIII線断面図である。本発明の更に別の実施形態に係る車軸ケース（三角板を用いたもの）の分解斜視図である。（ａ）は従来の車軸ケース用側板（三角板を用いたもの）の展開図、（ｂ）は本発明の一実施形態に係る車軸ケース用側板（三角板を用いたもの）の展開図である。

本発明の好適実施形態を添付図面に基づいて説明する。

図２に示すように、本実施形態に係る車軸ケース１は、板金溶接組立構造であって、車幅方向に沿って下方が開放された溝形断面に形成され車幅方向中央部に上部膨出部２を有する上部側板３と、車幅方向に沿って上方が開放された溝形断面に形成され車幅方向中央部に下部膨出部４を有する下部側板５とを備え、これら上部側板３と下部側板５とを向かい合わせて溶接（突合溶接）し、その前方の中央開口部に、ギヤケース（ディファレンシャルギヤ用）を取り付けるためのリング状の補強部材６を溶接し、後方の中央開口部に、ギヤの潤滑油等を密閉するための略半球殻状のカバー７を溶接することで、概略構成されている。

上部側板３の下端及び下部側板５の上端には、上部側板３と下部側板５とを溶接するための溶接部１２が車幅方向に沿って形成されており、その溶接部１２の車幅方向内側の端部が車幅方向内側溶接端１１となり、車幅方向外側の端部が車幅方向外側溶接端１７となる。

上部側板３の上部膨出部２は、車幅方向に沿って配置されて車幅方向中央部が上方に膨出されたウェブ１３と、ウェブ１３の前端及び後端から夫々下方に延出されたフランジ１４とを有する。同様に、下部側板５の下部膨出部４は、車幅方向に沿って配置されて車幅方向中央部が下方に膨出されたウェブ１５と、ウェブ１５の前端及び後端から夫々上方に延出されたフランジ１６とを有する。

本実施形態の特徴とするところは、上部膨出部２及び下部膨出部４が、ウェブ１３、１５の車幅方向に沿った膨らみ始めから膨らみの頂点の間の部分に、膨らみ始めのウェブ１３、１５の幅及び膨らみの頂点のウェブ１３、１５の幅よりも幅狭に形成されたくびれウェブ１８を有する点にある。なお、このくびれウェブ１８は、上部膨出部２及び下部膨出部４の双方ではなく、いずれか一方にのみ設けてもよい。

このくびれウェブ１８の部分を、各膨出部２、４の内方から外方に車軸に対して斜めに切断した断面は、下方が開放された台形となっている。

すなわち、上部膨出部２（下部膨出部４も同様）は、図３（ａ）に示すように、くびれウェブ１８の部分と車幅方向内側溶接端１１とを通る斜めの切断面が下方が開放された台形であり、図３（ｂ）に示すように、くびれウェブ１８よりも膨らみの頂点側の部分と車幅方向内側溶接端１１とを通る切断面が下方が開放されたコ字形であり、図３（ｃ）に示すように、くびれウェブ１８よりも膨らみ始め側の部分と車幅方向内側溶接端１１とを通る切断面が下方が開放されたコ字形となっている。そして、図４に示すように、上部膨出部２のフランジ１４（下部膨出部４のフランジ１６も同様）には、中央開口部の両脇に、斜めにＶ字状の谷１９が形成されている。

上部及び下部側板３、５は、図５（ｂ）に示すように、矩形の素材板８のハッチングで示す余分な部分（切り屑）９を除去するように素材板８を打ち抜いてブランク品１０を得、そのブランク品１０をプレス加工により一点鎖線の部分で折り曲げる等することで、成形される。図５（ｂ）のブランク品１０の山の頂部１１より左方（車幅方向内方）の縁部が車軸ケース１の中央開口部となり、山の頂部１１より右方（車幅方向外方）の縁部が上部側板３と下部側板５との溶接部１２となり、山の頂部１１が溶接部１２の車幅方向内側溶接端となる。

なお、上部側板３と下部側板５とは同様の構成なので、以下、上部側板３のみを説明する。

図５（ｂ）に示すブランク品１０の一点鎖線（折曲線）同士の間隔は、図２にも示すように、上部膨出部２の膨らみ始めとなる部分の間隔Ｂと、上部膨出部２の膨らみの頂点となる部分の間隔Ｂとは略等しく、上部膨出部２の膨らみ始めとなる部分から膨らみの頂点となる部分の間において、上記間隔Ｂよりも滑らかに狭く設定された間隔Ｂ１となっている。なお、上部膨出部２の膨らみ始めとなる部分の間隔Ｂと、上部膨出部２の膨らみの頂点となる部分の間隔Ｂとは、多少異なっていてもよく、それら間隔よりも間隔Ｂ１が狭ければよい。

かかるブランク品１０をプレス成形すると、図５（ｂ）の右側の間隔Ｂが上部膨出部２の膨らみ始めの部分のウェブ１３となり、図５（ｂ）の左側の間隔Ｂが上部膨出部２の膨らみの頂点の部分のウェブ１３となり、図５（ｂ）の中央の間隔Ｂ１がくびれウェブ１８となる。

ここで、図５（ｂ）に示す間隔Ｂは、図５（ａ）に示す従来品の間隔Ｂと同一であり、図５（ｂ）に示す間隔Ｂ１の部分から山の頂部１１までの距離Ａも、図５（ａ）に示す従来品の距離Ａと略同一となっている。よって、図５（ｂ）に示す本実施形態のブランク品１０の山の頂部１１同士の間隔（Ａ＋Ｂ１＋Ａ）は、間隔Ｂから間隔Ｂ１を減じた分だけ、図５（ａ）に示す従来のブランク品１０Ｊの山の頂部１１Ｊ同士の間隔（Ａ＋Ｂ＋Ａ）よりも、狭くなる。

この結果、本実施形態においては、従来品よりも幅がＢ−Ｂ１の分だけ小さな素材板８を用いることができ、ハッチングで示す切り屑９の面積が小さくなり、材料の歩留りが大幅に向上し、コストダウンを推進できる。加えて、ブランク品１０の面積が小さくなるので、製品（車軸ケース１）の軽量化にも繋がる。

また、本実施形態に係る車軸ケース１は、引用文献２に開示されたような三角板を用いておらず、部品点数は図１に示す従来品と同数である。従って、部品点数が増加することはなく、部品点数の増加に伴う部品加工費の増大及び組立加工費の増大を回避でき、低コストとなり、また、三角板の溶接に伴う耐久強度の低下が生じることもない。

本実施形態に係る車軸ケース１は、上記くびれウェブ１８を備えていても、上部側板３と下部側板５とを突合溶接する溶接部１２が図１に示す従来品と同様に直線状となっているので、上部側板３と下部側板５との溶接作業を従来品と同様に行え、溶接装置等を改変する必要はない。加えて、上部及び下部側板３、５の前方の溶接部１２と後方の溶接部１２との前後方向の間隔、上部及び下部膨出部２、４におけるリング状補強部材６の取付面と略半球殻状カバー７の取付面との前後方向の間隔を従来品と等しくできるので、関連部品の形状変更が不要となり、従来の組立装置等の改変も不要となる。

ところで、上述のように上部及び下部膨出部２、４にくびれウェブ１８を設けると、かかる車軸ケース１は、図３（ａ）に示すように、くびれウェブ１８を通る断面が台形となってくびれウェブ１８が無い図１に示すタイプよりも断面積が減少するため、車軸が通る中心線（車軸ケース１の中立軸）に対する断面係数が一部減少することは避けられない。しかし乍ら、くびれウェブ１８を設けても、上記中立軸からの高さが最小すなわち断面係数が最小となる部分（溶接部１２）の前後方向の幅は従来の車軸ケース１Ｊと変わらないので、くびれウェブ１８が車軸ケース１全体の強度や剛性に与える影響を最小限に抑えることが可能である。

本発明の変形実施形態を図６〜図８に示す。

図６に示すように、この車軸ケース１ａは、基本的な形態が前実施形態の車軸ケース１と同様であり、上部膨出部２及び下部膨出部４のくびれウェブ１８の部分を車軸に直交して鉛直に切断した断面を、下方が開放されたコ字形とした点のみが前実施形態と相違する。よって、前実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、相違点のみを述べる。

この車軸ケース１ａの上部側板３ａ、下部側板５ａの展開図は、図５（ｂ）に示す前実施形態の上部側板３、下部側板５の展開図と同一である。すなわち、ブランク品１０自体は同一であり、一点鎖線で折り曲げる点も同一であるが、その他の部分（谷１９の部分）のプレス成形による変形のさせ方が異なっている。

すなわち、この車軸ケース１ａの上部膨出部２ａ及び下部膨出部４ａは、図７（ａ）に示すように、くびれウェブ１８の部分よりも膨らみ頂点側の部分を車軸に直交して鉛直に切断した断面が下方が開放された幅広のコ字形であり、図７（ｂ）に示すように、くびれウェブ１８の部分を車軸に直交して鉛直に切断した断面が下方が開放された幅狭のコ字形であり、図７（ｃ）に示すように、くびれウェブ１８の部分よりも膨らみ始め側の部分を車軸に直交して鉛直に切断した断面が下方が開放された幅広のコ字形となっている。そして、図８に示すように、上部及び下部膨出部２ａ、４ａのフランジ１４、１６には、中央開口部の両脇に、鉛直方向にＶ字状の谷１９ａが形成されている。

この変形実施形態は、溶接部１２が直線状とならない点を除き、前実施形態と同様の構成となるので、溶接部１２が直線状であることに起因する作用効果を除き、前実施形態と同様の作用効果を発揮できる。なお、くびれウェブ１８は、上部及び下部膨出部２ａ、４ａの双方に設けるのではなく、いずれか一方のみに設けてもよい。

本発明の別の変形実施形態を図９、図１０を用いて説明する。

これまで述べた実施形態は、特許文献２の図３に示す三角板を使用しない車軸ケースであったが、本発明は、三角板を使用する車軸ケースにも適用できる。

図１０（ａ）は三角板を用いた従来の車軸ケース用側板の展開図、図１０（ｂ）は三角板を用いた本実施形態に係る車軸ケース用側板の展開図である。本実施形態に係る車軸ケース１ｂは、図１０（ｂ）のブランク品１０ｂをプレス成形して上部側板３ｂ又は下部側板５ｂとした後、その山の頂点１１ｂと山の頂点１１ｂとの間に図９に示す三角板２０を溶接し、前後の中央開口部にリング状補強部材６と略半球殻状カバー７とを溶接し、概略構成される。この車軸ケース１ｂは、山の頂点１１ｂと山の頂点１１ｂとの間に三角板２０を溶接する点を除き、最初の実施形態と同様の構成となっている。よって、最初の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

この実施形態に係る車軸ケース１ｂは、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）を対比すれば明らかなように、素材板８ｂの大きさ自体はそれ程小型化されないので、上部及び下部側板３ｂ、５ｂそのものの歩留り向上の効果は小さい。しかし乍ら、車軸ケース１ｂの軽量化や三角板２０の小型化に伴う部品コスト及び組立コストの低減が図れ、加えて三角板２０の溶接位置が車軸ケース１ｂの中立軸に近付くため、車軸ケース１ｂの耐久性も向上する。

１車軸ケース
２上部膨出部
３上部側板
４下部膨出部
５下部側板
１３ウェブ
１８くびれウェブ

Claims

車幅方向に沿って下方が開放された溝形断面に形成され、車幅方向中央部に上部膨出部を有する上部側板と、
車幅方向に沿って上方が開放された溝形断面に形成され、車幅方向中央部に下部膨出部を有する下部側板とを備え、
これら上部側板と下部側板とが向かい合って溶接された板金溶接組立構造の車軸ケースであって、
上記上部膨出部は、車幅方向中央部が上方に膨出されたウェブを有し、
上記下部膨出部は、車幅方向中央部が下方に膨出されたウェブを有し、
これら上部膨出部及び下部膨出部の内の少なくとも一方は、ウェブの車幅方向に沿った膨らみ始めから膨らみの頂点の間の部分に、膨らみ始めのウェブの幅及び膨らみの頂点のウェブの幅よりも幅狭に形成されたくびれウェブを有する
ことを特徴とする車軸ケース。
上記上部膨出部及び下部膨出部のくびれウェブの部分を各膨出部の内方から外方に車軸に対して斜めに切断した断面が、下方が開放された台形である請求項１に記載の車軸ケース。
上記上部膨出部及び下部膨出部のくびれウェブの部分を車軸に直交して鉛直に切断した断面が、下方が開放されたコ字形である請求項１に記載の車軸ケース。