JP6761240B2 - アクスルケースのリーフサスペンション取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、小型ピックアップトラック用のアクスルケースをリーフサスペンションに固定する結合部でフレッティング疲労の発生を抑えた構造に関する。

従来、小型ピックアップトラック用の車軸のアクスルケースの先端側をリーフスプリングの下方に配置して固定するリーフスプリング結合部は、アクスルケースの上方でリーフスプリングの下方に配置されたスプリングシートブラケットとアクスルケースの下方に配置されたＵボルトシートでアクスルケースを挟圧し、前記リーフスプリングに外嵌してアクスルケースの軸線を中心とした周方向の左右両側を通ってＵボルトシートに緊締した構造となっている。
上記アクスルケースのリーフスプリング結合部には、タイヤを介して、上下・左右・前後方向の動きや、制動／駆動ねじり等の様々な入力が加わることが知られている（特開２００５−２８９１７６参照）。
そのため、主に繰り返しによる上下曲げ入力により、引張応力が生じるＵボルトシートの下側が最も強く接触し擦れて、フレッティング疲労状態となり、アクスルケースに、亀裂が生じる等の問題が発生する惧れがあった。
更に、アクスルケースの軽量化において、アクスルケース本体の板厚が低減された場合には、同様に、アクスルケース下面のＵボルトシートの接触部分がフレッティング疲労状態となり、亀裂等の問題が発生しやすかった。

特開２００５−２８９１７６号公報

この発明は、上記問題点を解決するために、アクスルケース下面とＵボルトシートとが強く接触する部位のＵボルトシート側に切削などで凹部を設けることによって、相対滑り量を小さくし、これによってフレッティングの損傷を軽減して疲労強度の向上を図った。
更に、アクスルケース下面とＵボルトシートが強く接触する部位のアクスルケース下面側に、ショットピーニングを施すなどして圧縮残留応力付与面を設けることで、一層のフレッティングによる疲労強度の向上を図った。

上記の問題を解決するため、請求項１の発明では、
アクスルケースのスリーブ部をその径方向で対峙するスプリングシートブラケットとＵボルトシートで挟んでいる状態で、前記スプリングシートブラケットの外側で前記スリーブ部と交差する方向に延出するリーフスプリングを配置し、該リーフスプリングに一対のＵボルトを外嵌しボルトの端部が前記スリーブ部の左右の側壁に沿って延びてＵボルトシートに固定された状態のサスペンション結合部の取付構造において、
Ｕボルトシートがアクスルケースのスリーブ部と接触する面でスリーブ部の軸線方向の両端部に凹部が設けられていることを特徴とする。
請求項２の発明では、
前記凹部が、端部側に向かって漸次窪みが深くなることを特徴とする。
請求項３の発明では、
スリーブ部のＵボルトシートと接触する面が圧縮残留応力付与面となっていることを特徴とする。

従来の構造に対し、Ｕボルトシートは、アクスルケースのスリーブ部との接触部に凹部を設けることにより、Ｕボルトシートには、前記スリーブ部との間に生じる微小な相対滑り振動が低減して、フレッティング損傷が軽減し、アクスルケースの耐久性が向上すると共に、アクスルケースの軽量化が図れる。
そして、ＴＰモデルによる上下耐久試験において、耐久回数が約４倍になることが確認できた。
更に、上下入力における接触状態は、アクスルケースのスリーブ部の下面とＵボルトシートとの接触部分近傍が最も高くなるので、該当部分に圧縮残留応力付与面を設けることで、接触状態を緩和させ、別の部位８への応力の分散を図ることができ、一層のフレッティングによる疲労強度を向上させることができた。

小型アクスルケース用車軸のリーフサスペンション結合部構造例を示す斜視図である。 図１のリーフサスペンション結合部の断面矢視Ａ−Ａ図である。 アクスルケース下面のショットピーニングによる圧縮残留応力付与面の範囲を示す斜視図である。 従来のＵボルトシート接触部の上方から見た斜視図である。 （ａ）はＵボルトシートの凹部を示す説明図、（ｂ）はＵボルトシートの凹部を示す斜視図である。 Ｕボルトシートの凹部の範囲および分散範囲を示す説明図である。 Ｕボルトシートの凹部の断面個所を示す説明図である。 （ａ）は図７のａ−ａ断面図、（ｂ）は同ｂ−ｂ断面図、（ｃ）は同ｃ−ｃ断面図、（ｄ）は同ｄ−ｄ断面図である。

この発明は、Ｕボルトシートは、アクスルケースのスリーブ部と接触する面に前記スリーブ部の軸線方向の両端部に凹部を形成することで、フレッティングによる疲労強度の向上を実現した。
また、アクスルケースのスリーブ部は、Ｕボルトシートと接触する面を圧縮残留応力付与面とすることで、フレッティングによる疲労強度の向上を一層実現した。
以下に、この発明を小型ピックアップトラック用の小型アクスルケースのリーフスプリングに適用した好適実施例について、図面を参照しながら説明する。

図１は、小型アクスルケース用車軸のリーフサスペンション結合部１０を示す。
該リーフサスペンション結合部１０は、アクスルケース１のスリーブ部２をその径方向で上下に対峙するスプリングシートブラケット３とＵボルトシート４で挟んでいる。

その状態で、前記スプリングシートブラケット３の外側で前記スリーブ部２と交差する方向に延出するリーフスプリング１１に一対のＵボルト９の折曲り部分を外嵌し、該Ｕボルト９の端部が前記スリーブ部２の左右の側壁に沿って延びてＵボルトシート４を貫通し図示しないナットに緊締されている（図５参照）。
これにより、アクスルケースのスリーブ部２とリーフスプリング１１とが直交して固定されている。

前記Ｕボルトシート４は、アクスルケース１のスリーブ部２と接触する個所がスリーブ部２の円弧と実質的に同じ曲率の断面円弧からなる受部４ｂからなって、該受部４ｂがスリーブ部２の軸線方向に沿って湾曲形成されている。
そして、前記受部４ｂで、前記スリーブ部２の軸線方向に沿った、両端部４ｃ、４ｄに凹部５が形成されている。
該Ｕボルトシート４の凹部５は、本実施例では、底面がそれぞれの端部２ａ、２ｂ側に向かって漸次窪みが深くなるように形成されている。

即ち、凹部５は、図７および図８に示すように、軸線方向の断面ａ−ａでは、両端２ａ、２ｂの折れ曲がり部分が最も肉薄となるように略円弧状に窪んでいる。
前記凹部５以外の箇所は同じ肉厚となっている（図８（ａ）（ｃ）参照）。
そして、前記軸線方向の両端部の手前から漸次外方に向かって薄肉に窪んでいる（図８（ａ）、（ｂ）、（ｄ）参照）。

本実施例では、図６に示すように、アクスルケース１の対象条件及び、凹部の窪み（切削）厚さ、窪み（切削）範囲は以下の通りである。
１）アクスルケース１の板厚ｔは、４．０ｍｍ〜５．０ｍｍ
２）アクスルケース１の直径Ｄは、７０ｍｍ〜９０ｍｍ
３）凹部５の深さ（切削厚さ）ｄは０．３ｔ〜０．５ｔ
４）凹部の横幅（切削範囲）ｗは１０ｍｍ〜１５ｍｍ

また、更に、本実施例では、アクスルケース１のスリーブ部２の下面と、Ｕボルトシート４とが強く接触する部分の前記スリーブ部２の下面は、ショットピーニングが施されて、圧縮残留応力付与面７となっている（図２〜図４参照）。
即ち、ショットピーニングなどにより、前記スリーブ部２の下面でＵボルトシート４が強く接触する部分は塑性変形による加工硬化、圧縮残留応力の付与が図られている。
この発明は上記実施例に限定されるものではなく、要するにこの発明の要旨を変更しない範囲で種々設計変更することができる。

１ アクスルケース
２ スリーブ部
２ａ、２ｂ 両端部
３ スプリングシートブラケット
４ Ｕボルトシート
５ 凹部
７ 圧縮残留応力付与面
９ Ｕボルト
１０ リーフサスペンション結合部
１１ リーフスプリング

Claims (3)

1. アクスルケースのスリーブ部をその径方向で対峙するスプリングシートブラケットとＵボルトシートで挟んでいる状態で、前記スプリングシートブラケットの外側で前記スリーブ部と交差する方向に延出するリーフスプリングを配置し、該リーフスプリングに一対のＵボルトを外嵌しボルトの端部が前記スリーブ部の左右の側壁に沿って延びてＵボルトシートに固定された状態のサスペンション結合部の取付構造において、
   アクスルケースの板厚は４〜５ｍｍ、直径は７０〜９０ｍｍからなる小型ピックアップトラック用のアクスルケースであって、
   Ｕボルトシートがアクスルケースのスリーブ部と接触する面でスリーブ部の軸線方向の両端部に凹部が設けられており、
   該凹部の深さ（切削厚さ）ｄは０．３ｔ〜０．５ｔ、凹部の横幅（切削範囲）ｗは１０ｍｍ〜１５ｍｍからなっていることを特徴とするアクスルケースのリーフサスペンション取付構造。
2. 凹部が、端部側に向かって漸次窪みが深くなることを特徴とする請求項１に記載のアクスルケースのリーフサスペンション取付構造。
3. スリーブ部のＵボルトシートと接触する面が圧縮残留応力付与面となっていることを特徴とする請求項１または２に記載のアクスルケースのリーフサスペンション取付構造。

Images