JP4875325B2 - 車両用車軸ケース - Google Patents

Description

本発明は、大型、中型及び小型トラック等の後車軸に使用される、板金製の車軸ケース（アクスルケース、アクスルハウジング）に関するものである。

前記車軸ケースは、通常比較的厚い鋼板を用い、各構成部材をプレス成形した後、これらを溶接等で組み立てている。その一例を図２により説明すると、車軸ケース１は、中央に、差動ギヤ機構収納用のバンジョー部２を構成する溝形断面凸部（膨らみ）３、４を膨出し、該凸部３、４の左右の延長部３ａ、４ａに連続して、車軸（図示せず）が配設される直管部を構成する半円断面凸部５、６を形成した上下同形の鋼板製側板７、８を、三角
板９、１０を挾んで対称形に合せて溶接にて結合し、前記バンジョー部２の前後に形成された開口１１、１１’の周囲にそれぞれ補強リング１２とカバー１３を溶接してなる。

そして、上記車軸ケース１の上方左右の懸架用板バネ支持部にはバネマウント用ブラケット１４、１４を溶接した上、図３、図４に示すように、前記ブラケット１４、１４の上に懸架用板バネ１５を置き、２本のＵボルト１６を懸架用板ばね１５及びブラケット１４の両端に掛け、下端ねじ部を車軸ケース１の下面に当てたワッシャプレート１７に挿通し、かかる状態でＵボルト１６の下端ねじ部にナット１８を掛けてこれを締付け懸架用板バネ１５と車軸ケース１を締結するのである。

しかしながら、図２、図３に示す車軸ケース１では、前記Ｕボルト１６のナット１８による締付けに伴い、被締結部材である車軸ケース１は上下方向の圧縮力を受け、図４に示すように断面形状が上下方向に縮み、車両の前後方向に膨らむように大きく変形する。

上記変形は、車両走行中の各種荷重により徐々に増加するため、前記Ｕボルト１６のナット１８に弛みを生じ、ついにはＵボルト１６、ナット１８が外れて車軸の脱落に繋がるおそれがある。

また、前記車軸ケース１は、前述のように懸架用板バネ１５にＵボルト１６、バネマウント用ブラケット１４及びワッシャプレート１７によって拘束されるため、前記ブラケット１４のある場所とない場所とで剛性の不連続が大きくなり、その結果、前記ブラケット１４と車軸ケース１の溶接部に大きな応力が集中し、この部分から疲労亀裂が発生するおそれもある。

前記現象を改善するためには、車軸ケース１の板厚を増加させ、断面の変形を減少させればよいが、これは車軸ケース１の重量の増加とそれに伴うコストの増大をもたらすだけでなく、トラックにおいては積載量の制限に繋がり、商品価値が損なわれる。

車軸ケース１の板厚を増加させる代わりに、図５に示すような、車軸ケース１を上下から挾んで取り付けられる、十分な強度を有する柱状部材を有するばねマウント用ブラケット１９を用いるものも使用されており、この場合には車軸ケース１の変形防止効果はより大きくなるが、バネマウント用ブラケット１９が大型化且つ複雑化し、車軸ケース１のコストをより増大する。

本発明と同様な車軸ケースについて、成形品の折曲げ部に相当する位置に長手方向に連続したリブを形成した平鋼板を用いてプレス成形するものが下記特許文献１に記載されているが、これは板厚を部分的に増加させようとするものであり、この目的の違いから本発明とはリブの方向を異にする。
特開平９−３００９０４号公報

本発明が解決しようとする課題は、車軸ケースの板厚増加やバネマウント用ブラケットの部品の追加を要せずに、車軸ケースの大きな変形やＵボルトの前記弛みをなくし、バネマウント用ブラケット接合部の強度を改善し得る車両用車軸ケースを提供することにある。

前記課題を解決するための本発明は、断面が溝形で、長手方向の中央部を略半円形に形成した上下一対の溝形プレス成形品を対称的に組み合わせ溶接してなる車軸ケースにおいて、前記上下の溝形プレス成形品の懸架ばね部材支持相当部の側部に、車軸ケースの軸心と直角方向に複数のリブを上下相対するよう設けるとともに、上下のリブ間を溶接したことを特徴とする車両用車軸ケースである。

本発明の車両用車軸ケースは、断面が溝形で、長手方向の中央部を略半円形に形成した上下一対の溝形プレス成形品を対称的に組み合わせ溶接してなる車軸ケースにおいて、前記上下の溝形プレス成形品の懸架バネ部材支持相当部の側部に、車軸ケースの軸心と直角方向に複数のリブを上下相対するよう設けるとともに、上下のリブ間を溶接したことを特徴とするので、リブによる剛性の向上によって、懸架用板バネを車軸ケースにＵボルトにより締結する際に発生する車軸ケース断面の変形を減少させ、Ｕボルトの弛みをなくすことができる。

また、リブによる剛性の向上によって、前記Ｕボルトによる締結の際に発生する車軸ケース断面の変形は車軸ケースそのものの剛性の向上により減少せしめられ、これにより車軸ケース断面の変形を抑制するバネマウント用ブラケット溶接部の剛性の不連続が小さくなり、この部分の応力集中を減少して、車軸ケースそのものの耐久強度信頼性が向上する効果もある。

本発明の好ましい実施の形態を図１により説明すると、本発明車両用車軸ケース２１は、断面が溝形で、長手方向の中央部２２、２２’を略半円形に形成した上下一対の溝形プレス成形品２３、２３’を対称的に組み合わせ溶接してなる車軸ケースにおいて、前記上下の溝形プレス成形品２３、２３’の懸架バネ部材支持相当部２４、２４’の側部２４ａ、２４’ａに、車軸ケース２１の軸心と直角方向に複数のリブ２５、２５’を上下相対するよう設けるとともに、上下のリブ間を溶接したものである。

図１に示す実施例について更に詳細に説明すると、図１に示す車両用車軸ケース２１は、基本的には図２以下に示す従来の物と同様（依って共通する部材、部所には同一符号を付す）、中央に、差動ギヤ機構収納用のバンジョー部（中央部）２２を構成する溝形断面凸部（膨らみ）２２ａ、２２’ａを膨出し、該凸部２２ａ、２２’ａの左右の延長部２２ｂ、２２’ｂに連続して、車軸（図示せず）が配設される直管部を構成する半円断面凸部２２ｃ、２２’ｃを形成した上下同形の鋼板製側板（溝形プレス成形品）２３、２３’を、三角板９、１０を挾んで対称形に合せて溶接にて結合し、前記バンジョー部２の前後に形成された開口１１、１１’の周囲にそれぞれ補強リング１２とカバー１３を溶接してなる。

この際、本発明車両用車軸ケース２１では、前記側板２３、２３’における懸架バネ部材支持相当部２４、２４’の側部２４ａ、２４’ａに、車軸ケース２１の軸心と直角方向に複数のリブ２５、２５’を上下相対してするよう設けるとともに、上下のリブ間を溶接したのである。

上記リブ２５、２５’は車軸ケース２１の前記側板２３、２３’における懸架バネ部材支持相当部２４、２４’の側部２４ａ、２４’ａに、側板２３、２３’のプレス時に同時に膨出させて設けるか、あるいは所要の幅及び長さの別部材を製作の上、これを溶接等により側板２３、２３’に接合してもよく、前記鋼板製側板（溝形プレス成形品）２３、２３’を、三角板９、１０を挾んで対称形に合せて溶接にて結合する際に、上下のリブ２５、２５’間を溶接する。

そして、前記同様、このような車軸ケース２１の上方左右の懸架用板バネ支持部２４、２４’にはバネマウント用ブラケット１４、１４を溶接した上、図３、図４に示すように、前記ブラケット１４、１４の上に懸架用板バネ１５を置き、２本のＵボルト１６を懸架用板バネ１５及びブラケット１４の両端に掛け、下端ねじ部を車軸ケース１の下面に当てたワッシャプレート１７に挿通し、かかる状態でＵボルト１６の下端ねじ部にナット１８を掛けてこれを締付け懸架用板バネ１５と車軸ケース１を締結するのである。

このとき、前記鋼板製側板（溝形プレス成形品）２３、２３’の懸架バネ部材支持相当部２４、２４’におけるリブ２５、２５’を設けた側部２４ａ、２４’ａの面外曲げ剛性は、リブの無い場合に比して大きく増加して図４のように膨らむことは防止され、結果的にその部所の上下高さの減少が抑制され、これにより前記Ｕボルト１６のナット１８の弛みが防止される。

本発明者のシュミレーションによれば、同一材質、同一寸法の車軸ケースにおいて、Ｕボルト締付時の最大主応力及び上下高さの減少量がリブを持ったものは持たぬものに比して凡そ半減する効果のあることを示した。

なお、前記実施例においては、リブ２５、２５’は前記側板２３、２３’における懸架バネ部材支持相当部２４、２４’の側部（いわゆるフランジ面）２４ａ、２４’ａに設けられているが、このリブ２５、２５’を前記側板２３、２３’における懸架バネ部材支持相当部２４、２４’の上、下部（いわゆるウエブ面）に設けることも有効である。

しかしながらシュミレーションによれば、この場合には車軸ケース２１が車両重量を負担する際に発生する上下曲げモーメントにより高い応力の発生する前記ウエブ面の車軸方向の伸び、縮み剛性が蛇腹効果により大きく低下して曲がりの撓み量が増大し、車軸ケースに発生する曲げ応力も増大するため実用的ではなかった。

本願車軸ケースのように管体部分を有し、ここに別途外部荷重の作用するものであれば、前記の如き問題が生ずる可能性があるので、本発明を利用する可能性はある。

本発明車両用車軸ケースの一例を示す下方よりの斜視図である。 従来の一般的車両用車軸ケースを示す下方よりの斜視図である。 図２の車両用車軸ケースに懸架バネを装着した状態を示す下方よりの斜視図である。 図３におけるＵボルトによる締付け時の状態を示す断面図である。 従来の他の車両用車軸ケースの一例を示す下方よりの斜視図である。

１、２１ 車両用車軸ケース
２、 バンジョー部
３、４ 溝形断面凸部（膨らみ）
５、６ 半円断面凸部
７、８ 側板
９、１０ 三角板
１１、１１’ 開口
１２ 補強リング
１３ カバー
１４、１９ バネマウント用ブラケット
１５ 懸架用バネ
１６ Ｕボルト
１７ ワッシャプレート
１８ ナット
２２、２２’ 長手方向中央部（バンジョー部）
２３、２３’ 溝形プレス成形品（鋼板製側板）
２４、２４’ 懸架バネ部材支持相当部
２４ａ、２４’ａ 同上の側部
２５、２５’ リブ。

Claims (1)

1. 断面が溝形で、長手方向の中央部を略半円形に形成した上下一対の溝形プレス成形品を対称的に組み合わせ溶接してなる車軸ケースにおいて、前記上下の溝形プレス成形品の懸架ばね部材支持相当部の側部に、車軸ケースの軸心と直角方向に複数のリブを上下相対するよう設けるととともに、上下のリブ間を溶接したことを特徴とする車両用車軸ケース。

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