JP2018024298A - アクスルケース - Google Patents

Abstract

【課題】サスペンション部品を介してブラケットに加わる車両前後方向の力に対する横板部材の剛性を高めることで、横板部材と中央膨らみ部との溶接部の応力分担を高めて、縦板部材と中央膨らみ部との溶接部の応力分担を軽減したアクスルケースを提供する。【解決手段】アクスルケース本体２の中央膨らみ部３に、車両の前後方向に力が加わるサスペンション部品５を取り付けるためのブラケット４が溶接されたアクスルケース１であって、ブラケット４は、車両の前後方向に間隔が隔てられた横板部材７Ｒ、７Ｆと、横板部材７Ｒ、７Ｆの車軸方向両端部に配設された縦板部材８Ｒ、８Ｌとを有し、横板部材７Ｒ、７Ｆは、サスペンション部品５を取り付けるための切欠部１０を有し、車両後方側の横板部材７Ｒは、切欠部１０から中央膨らみ部３へ向けて直線的に傾斜された傾斜部７ｘを有し、端面７ｙが中央膨らみ部３に溶接されている。【選択図】図６

Description

本発明は、アクスルケース本体の中央膨らみ部に、車両の前後方向に力が加わるサスペンション部品を取り付けるためのブラケットが溶接されたアクスルケースに関する。

図１、図２に示すように、トラックやバス等の大型車両に用いられるアクスルケース１として、アクスルケース本体２の中央膨らみ部３に、ブラケット４が溶接されたものが知られている（特許文献１参照）。ブラケット４には、車両の前後方向に力が加わるサスペンション部品（トルクロッド５）が取り付けられる。なお、中央膨らみ部３の後方の開口には、ボール状の蓋６が装着されている。

図３、図４に示すように、ブラケット４は、車両の前後方向に間隔が隔てられた一対の横板部材７Ｆ、７Ｒと、横板部材７Ｆ、７Ｒの車軸方向両端部に配設された一対の縦板部材８Ｒ、８Ｌとを有する。一対の横板部７Ｆ、７Ｒ同士の間には、スペーサ９が介設されており、各横板部材７Ｆ、７Ｒには、トルクロッド５を取り付けるための切欠部１０が形成されている。切欠部１０には、トルクロッド５の一端が、ボルトナット等の締結具１１によって接続される。トルクロッド５の他端は、図示しない車体フレームに接続される。

図５（ａ）に示すように、縦板部材８Ｒ、８Ｌは、夫々、下部に車軸方向外方に曲げられた折曲部８ａを有し、折曲部８ａが中央膨らみ部３の上面に溶接（隅肉溶接）されている。図中ドットで示す部分が溶接ビードである。一方、横板部材７Ｆ、７Ｒは、夫々、下部がアクスルケース本体２の中央膨らみ部３の形状に合わせて湾曲されており、下端が中央膨らみ部３の上面に溶接（隅肉溶接）されている。詳しくは、図５（ｂ）、図５（ｃ）に示すように、車両後方側の横板部材７Ｒは、下部が車両後方に曲げられており、その折曲部７ａが中央膨らみ部３に溶接されている。

特開平２０１５−５８７７０号公報

ところで、ブラケット４が溶接されるアクスルケース本体２の中央膨らみ部３の上面には、図５（ａ）に示すように、車幅方向左右の縦板部材８Ｒ、８Ｌの下部を車軸方向外方に曲げるためのスペースは存在するが、図５（ｂ）、図５（ｃ）に示すように、車両後方側の横板部材７Ｒの下部を車両後方に曲げるためのスペースが十分存在するとは言えない。よって、車両後方側の横板部材７Ｒの折曲部７ａの長さは、縦板部材８Ｒ、８Ｌの折曲部８ａの長さよりも短くなる。

このため、車両の加速減速に伴って、トルクロッド５を介してブラケット４に車両前後方向の荷重が入力され、ブラケット４と中央膨らみ部３との溶接部に引張応力が発生する際、横板部材７Ｒと中央膨らみ部３との結合剛性が、縦板部材８Ｒ、８Ｌと中央膨らみ部３との結合剛性よりも低くなる。すなわち、車両前方側の横板部部材７Ｆの下部が中央膨らみ部３に突き当てられて溶接され、車両後方側の横板部部材７Ｒの下部が短い折曲部７ａを介して中央膨らみ部３に溶接されているので、そのような横板部材７Ｒ、７Ｆは、長い折曲部８ａを介して中央膨らみ部３に溶接された縦板部材８Ｒ、８Ｌと比べると、上記引張応力に対する剛性が低くなる。

よって、上記引張応力が発生した際、剛性の低い横板部材７Ｒ、７Ｆの溶接部の応力分担が、剛性の高い縦板部材８Ｒ、８Ｌの溶接部の応力分担よりも小さくなってしまい、縦板部材８Ｒ、８Ｌの溶接部の応力分担が高まって、縦板部材８Ｒ、８Ｌの折曲部８ａにおける溶接部（図５（ａ）の丸印ｘ）に高い応力が発生し、耐久性に問題が生じる。

以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、トルクロッド等のサスペンション部品を介してブラケットに加わる車両前後方向の力に対する横板部材の剛性を高めることで、横板部材と中央膨らみ部との溶接部の応力分担を高めて、縦板部材と中央膨らみ部との溶接部の応力分担を軽減し、応力分担の均衡化を図って耐久性を向上させたアクスルケースを提供することにある。

上述した目的を達成すべく創案された本発明によれば、アクスルケース本体の中央膨らみ部に、車両の前後方向に力が加わるサスペンション部品を取り付けるためのブラケットが溶接されたアクスルケースであって、ブラケットは、車両の前後方向に間隔が隔てられた一対の横板部材と、横板部材の車軸方向両端部に配設された一対の縦板部材とを有し、一対の縦板部材は、夫々、下部に車軸方向外方に曲げられた折曲部を有し、折曲部が中央膨らみ部に溶接され、一対の横板部材は、夫々、サスペンション部品を取り付けるための切欠部を有し、一対の横板部材のうち車両後方側の横板部材は、切欠部から中央膨らみ部へ向けて直線的に傾斜された傾斜部を有し、傾斜部の下端を含めた横板部材の下端が中央膨らみ部に溶接された、ことを特徴とするアクスルケースが提供される。

本発明に係るアクスルケースにおいては、車両後方側の横板部材は、傾斜部から縦板部材までの部分に、滑らかに窪んで形成された凹形状部を有していてもよい。

本発明に係るアクスルケースにおいては、トルクロッド等のサスペンション部品を介して車両前後方向の力が加わるブラケットの横板部材には、サスペンション部品を取り付けるための切欠部が形成され、切欠部からアクスルケース本体の中央膨らみ部へ向けて直線的に傾斜された傾斜部が形成されている。この傾斜部によって、サスペンション部品を介してブラケットに加わる車両前後方向の力に対する横板部材の剛性を高めることができるので、横板部材と中央膨らみ部との溶接部の応力分担が高まって、相対的に縦板部材と中央膨らみ部との溶接部の応力分担が軽減される。従って、応力分担の均衡化が図られ、耐久性を向上させることができる。

アクスルケース、ブラケット、サスペンション部品（トルクロッド）等を示す斜視図である。 図１のアクスルケースを反対側から見た斜視図である。 図２のアクスルケースのブラケットの部分の拡大図である。 図３のブラケットにサスペンション部品（トルクロッド）を取り付けた平面図である。 従来例を示すアクスルケースの説明図であり、（ａ）は部分正面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線断面図である。 本発明の一実施形態を示すアクスルケースの説明図であり、（ａ）は部分正面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線断面図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。係る実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

（アクスルケース）
図１、図２に示すように、本実施形態に係るアクスルケース１は、トラックやバス等の大型車両に用いられるものであり、アクスルケース本体２の中央膨らみ部３に、車両の前後方向に力が加わるサスペンション部品（トルクロッド５）を取り付けるためのブラケット４が溶接されている。図３、図４に示すように、ブラケット４は、車両の前後方向に間隔が隔てられた一対の横板部材７Ｆ、７Ｒと、横板部材７Ｆ、７Ｒの車軸方向両端部に配設された一対の縦板部材８Ｒ、８Ｌとを有する。横板部材７Ｆ、７Ｒは、車軸方向に沿って形成された板材であり、縦板部材８Ｒ、８Ｌは、車軸と直交する方向に沿って形成された板材である。なお、中央膨らみ部３の後方の開口には、ボール状の蓋６が装着されている。

図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）に、本実施形態に係るアクスルケース１のブラケット４の部分を示す。図６（ｂ）は図６（ａ）のｂ−ｂ線断面図、図６（ｃ）は図６（ａ）のｃ−ｃ線断面図である。図６（ａ）に示すように、一対の縦板部材８Ｒ、８Ｌは、夫々、下部に車軸方向外方に曲げられた折曲部８ａを有し、折曲部８ａが中央膨らみ部３の上面に溶接（隅肉溶接）されている。図中ドットで示す部分が溶接ビードである。一方、一対の横板部材７Ｆ、７Ｒには、夫々、トルクロッド５を取り付けるための切欠部１０が形成されており、切欠部１０には、トルクロッド５の一端が、ボルトナット等の締結具１１によって接続される。トルクロッド５の他端は、図示しない車体フレームに接続される。なお、横板部７Ｆ、７Ｒ同士の間には、スペーサ９が介設されている（図３、図４参照）。

一対の横板部材７Ｒ、７Ｆのうち車両後方側の横板部材７Ｒは、図６（ｃ）に示すように、切欠部１０から中央膨らみ部３の頂部へ向けて直線的に傾斜された傾斜部７ｘを有し、傾斜部７ｘの下端を含めた横板部材７Ｒの下端が中央膨らみ部３の上面に溶接されている。このように、車両後方側の横板部材７Ｒは、斜め下方に向けて直線的に形成された傾斜部７ｘを有していることから、図６（ｂ）、図６（ｃ）に示すように、下端の端面７ｙが斜め下方を向いている。この結果、横板部材７Ｒの端面７ｙと中央膨らみ部３の上面３ａとで形成される溶接部の開先の角度が鋭角（９０度以下）となり、溶接ビートの溶け込みが、図５（ｂ）、図５（ｃ）に示す、横板部材７Ｒの下端に折曲部７ａが形成されており端面７ｙでの開先の角度が直角となる従来例よりも深くなる。

図６（ｂ）に示すように、車両前方側の横板部材７Ｆは、下端が中央膨らみ部３の上面に直角に当接されており、その下端が車軸方向に沿って溶接（隅肉溶接）されている。また、車両後方側の横板部材７Ｒには、傾斜部７ｘから縦板部材８Ｒ、８Ｌまでの部分に、滑らかに窪んで形成された凹形状部７ｚが形成されている。

（作用・効果）
図６（ａ）〜図６（ｃ）に示す本実施形態に係るアクスルケース１においては、トルクロッド５等のサスペンション部品を介して車両前後方向の力が加わるブラケット４の横板部材７Ｒには、サスペンション部品５を取り付けるための切欠部１０が形成され、切欠部１０からアクスルケース本体２の中央膨らみ部３の頂部へ向けて直線的に傾斜された傾斜部７ｘが形成されている（図６（ｃ）参照）。

この傾斜部７ｘによって、サスペンション部品５を介してブラケット４に加わる車両前後方向の力に対する横板部材７Ｒの剛性を高めることができる。このように、車両前後方向の力に対する横板部材７Ｒの剛性を高められるので、横板部材７Ｒと中央膨らみ部３との溶接部の応力分担が高まって、相対的に縦板部材８Ｒ、８Ｌと中央膨らみ部３との溶接部の応力分担が軽減され、応力分担の均衡化が図られ、耐久性を向上させることができる。

また、傾斜部７ｘを有する横板部材７Ｒは、図６（ｂ）、図６（ｃ）に示すように、下端の端面７ｙが斜め下方を向いている。この結果、横板部材７Ｒの端面７ｙと中央膨らみ部３の上面３ａとで形成される溶接部の開先の角度が鋭角（９０度以下）となり、溶接ビートの溶け込みが、図５（ｂ）、図５（ｃ）に示す従来例（開先の角度が直角）よりも深くなる。よって、溶接欠陥を抑制でき、溶接のど厚を厚くすることで、溶接強度が向上し、耐久性が向上する。

上述したように、横板部材７Ｒの溶接部と縦板部材８Ｒ、８Ｌの溶接部との応力分担が均衡化され、横板部材７Ｒの溶接部の強度が向上するため、従来問題となっていた、縦板部材８Ｒ、８Ｌの折曲部８ａにおける溶接部（図６（ａ）の丸印ｘ）の応力を低減できる。ＦＥＭ解析では、図６（ａ）〜図６（ｃ）に示す本実施形態は、図５（ａ）〜図５（ｃ）に示す従来例と比べて、丸印ｘの部分において応力が約２４％低減しており、耐久寿命が約３倍程度延びることが判明した。

また、車両後方側の横板部材７Ｒは、図６（ｃ）に示す直線状の傾斜部７ｘの両脇に図６（ｂ）に示す凹形状部７ｚを有しているため、プレス加工等によって成形し易い形状となり、生産性が向上する。

以上、添付図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されないことは勿論であり、特許請求の範囲に記載された範疇における各種の変更例または修正例についても、本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。

例えば、本実施形態においては、図６（ａ）に示すように、ブラケット４が中央膨らみ部３の中心からオフセットされたタイプを示したが、オフセットされないタイプにも適用できる。また、ブラケット４に取り付けられるサスペンション部品は、トルクロッド５に限られず、Ｖロッドでもよい。

本発明は、アクスルケース本体の中央膨らみ部に、車両の前後方向に力が加わるサスペンション部品を取り付けるためのブラケットが溶接されたアクスルケースに利用できる。

１ アクスルケース
２ アクスルケース本体
３ 中央膨らみ部
４ ブラケット
７Ｒ 後方の横板部材
７ｘ 傾斜部
７ｙ 端面
７ｚ 凹形状部
７Ｆ 前方の横板部材
８Ｒ 右方の縦板部材
８Ｌ 左方の縦板部材
８ａ 折曲部
１０ 切欠部

Claims (2)

1. アクスルケース本体の中央膨らみ部に、車両の前後方向に力が加わるサスペンション部品を取り付けるためのブラケットが溶接されたアクスルケースであって、
   前記ブラケットは、車両の前後方向に間隔が隔てられた一対の横板部材と、該横板部材の車軸方向両端部に配設された一対の縦板部材とを有し、
   該一対の縦板部材は、夫々、下部に車軸方向外方に曲げられた折曲部を有し、該折曲部が前記中央膨らみ部に溶接され、
   前記一対の横板部材は、夫々、前記サスペンション部品を取り付けるための切欠部を有し、
   前記一対の横板部材のうち車両後方側の横板部材は、前記切欠部から前記中央膨らみ部へ向けて直線的に傾斜された傾斜部を有し、該傾斜部の下端を含めた前記横板部材の下端が前記中央膨らみ部に溶接された、ことを特徴とするアクスルケース。
2. 前記車両後方側の横板部材は、前記傾斜部から前記縦板部材までの部分に、滑らかに窪んで形成された凹形状部を有する、ことを特徴とする請求項１に記載のアクスルケース。

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