JP7123740B2 - 車軸ケース構造 - Google Patents

Description

本発明は、車軸ケースとカバーとを溶接によって接合した、車軸ケース構造に関する。

従来、トラック駆動軸等を収容するものとして、車幅方向の中央において上下方向に膨出された膨出部を有するとともに、膨出部の後側に設けられた開口を有する車軸ケースと、この開口を覆って車軸ケースに溶接されたカバーと、を備える車軸ケース構造が知られている（例えば特許文献１、２を参照）。

特開２００４－２６１８３３号公報 特開２０００－２４７１０４号公報

このような車軸ケースを例えば大型トラックに搭載した場合、走行時における車両の加減速や方向転換の他、路面から受ける反力などによって車軸ケースとカバーとの溶接部に大きな負荷がかかると、溶接部における最も強度の低い部分に応力が集中し、その部分に亀裂が発生するおそれがある。またその亀裂が進展すると、車軸ケース内の潤滑油が漏れるおそれもある。

このような溶接部での亀裂を防止する方法として、一般に、カバーの板厚を厚くすることによって溶接部の「のど厚」を大きくし、これによって溶接部の強度を高めることが考えられる。図４は従来の車軸ケース構造について例示したものであって、車軸ケース２０に対してカバー２１のフランジ部２２を、隅肉溶接によって取り付けている。ここで、本図において二点鎖線で示すように、カバー２１の板厚を厚くすることによって隅肉溶接の溶接ビード２３を大きくすれば、「のど厚」を増大させることは可能である。しかし、カバー２１の板厚を厚くすることによって重量が増すため、近年求められている軽量化のニーズに反することになる。

一方、特許文献１の図１には、カバー部材３２のフランジ部３２ａを段差状に折り曲げることによって段差部３を設け、これによって溶接ビード５の盛りしろを大きくして、接合部６の有効高さを高くした溶接部構造が示されている。このような溶接部構造によれば、カバー部材３２の板厚を厚くすることなく接合部６の「のど厚」を増すことができる。しかし、同文献の図１に示されているようにカバー部材３２の内側では、車軸ケースを構成する上部材３０及び下部材３１とフランジ部３２ａとの間に隙間が形成されている。すなわち、カバー部材３２を上部材３０及び下部材３１に隅肉溶接する際、溶接条件の変動や部材の位置ずれ等によって溶接ビード５がこの隙間にまで至ると溶け落ちが生じ、溶接欠陥につながるおそれがある。このため、このような溶接部構造においては、溶接条件の変動や部材の位置ずれ等が許容範囲を超えないように、厳密に管理する必要がある。

また特許文献２の図４には、アクスルケース１０に溶接されるギアカバー３０について、底部３２の厚さに対して側壁部３４の厚さを厚くしたものが示されている。しかし、側壁部３４の厚さが厚くなることから重量の増大が免れない。

本発明はこのような問題点を解決することを課題とするものであり、カバーの板厚を厚くすることなく溶接部における亀裂を抑制することができ、また、車軸ケースにカバーを溶接する際の溶接欠陥の発生を抑制することができる車軸ケース構造を提供することを目的とする。

本発明は、車幅方向の中央において上下方向に膨出された膨出部、及び該膨出部の後側に設けられた開口を有する車軸ケースと、該開口を覆って該車軸ケースに溶接されたカバーと、を備える車軸ケース構造であって、前記カバーは、半球殻状のカバー本体と、該カバー本体の外周に一体形成されたフランジ部と、該フランジ部の外縁に一体形成され前記車軸ケースから離間するように曲げられたリップ部とを有するものであって、前記フランジ部が前記車軸ケースに接触した状態で、該リップ部が該車軸ケースにフレア溶接された車軸ケース構造において、前記リップ部は、該リップ部の端面であって、前記フランジ部が前記車軸ケースに接触する面と略平行に延在する頂面を有し、前記カバー本体の板厚をＴ、前記フランジ部が前記車軸ケースに接触する面から前記頂面に至る前記リップ部の高さをＨとするとき、Ｔ≦Ｈ≦２×Ｔの関係を満たし、フレア溶接の溶接ビードが、前記頂面の少なくとも一部を覆う形状であることを特徴とする車軸ケース構造である。

本発明の車軸ケース構造においては、カバーに設けたリップ部によって、カバーの剛性を向上させることができる。これにより、そのカバーを溶接してなる車軸ケース構造の全体の剛性も高まるため、走行時における溶接部に生じる変形量も小さくなって亀裂発生のおそれを低減することができる。またリップ部は、フランジ部の外縁において車軸ケースから離間するように曲げられて形成されていて、車軸ケースとカバーとはフレア溶接で接合されるため、溶接ビードの余盛りが増えて溶接部周辺の剛性を更に高めることができる。従って、亀裂発生のおそれを一層低減することができる。加えて、車軸ケースとカバーとは、フランジ部が車軸ケースに接触した状態で溶接されるため、フランジ部と車軸ケースとの間に隙間を設けていた従来の構造に比して、溶接条件の変動や部材の位置ずれ等をそれ程厳密に管理しなくても、溶接欠陥に陥る事態を回避することができる。

本発明に従う車軸ケース構造の一実施形態につき、その分解状態を示す斜視図である。 図１の実施形態における車軸ケースとカバーとの溶接部周辺を示した部分拡大図である。 図２の実施形態に対し、更にカバーの裏側に溶接を追加した例を示した部分拡大図である。 従来の車軸ケースとカバーとの溶接部周辺を示した部分拡大図である。

以下、図面を参照しながら、本発明に従う車軸ケース構造の一実施形態について説明する。図１に示すように本実施形態の車軸ケース構造は、車軸ケース１、リング２、及びカバー３で構成されている。

本実施形態の車軸ケース１は、平板状の板金をプレス加工によって所定の形状にした上側ケース４と下側ケース５を溶接によって接合した、板金溶接組立構造となるものである。ここで上側ケース４は、断面形状が下方を開放した溝形になるものであって、車幅方向の中央には上側膨出部６を有し、上側膨出部６の前方及び後方には、上方に向けて凹状になる前方上側凹部７と後方上側凹部８を有している。また下側ケース５は、断面形状が上方を開放した溝形になるものであって、車幅方向の中央には下側膨出部９を有し、下側膨出部９の前方及び後方には、下方に向けて凹状になる前方下側凹部１０と後方下側凹部１１を有している。そして上側ケース４と下側ケース５を向き合わせて溶接（突合わせ溶接）し、車軸ケース１としている。

このような車軸ケース１には、上側膨出部６と下側膨出部９が組み合わさることによって、車幅方向の中央において上下方向に膨出する膨出部１２が形成される。なお膨出部１２には、不図示のディファレンシャルギヤ機構が収容される。また車軸ケース１の中央前方には、前方上側凹部７と前方下側凹部１０が組み合わさることによって前方開口部１３が形成され、中央後方には、後方上側凹部８と後方下側凹部１１が組み合わさることによって後方開口部１４が形成される。

上述したリング２は、車軸ケース１にディファレンシャルギヤ機構のギヤケースを取り付けるにあたって補強部材として機能するものであって、前方開口部１３の周囲に溶接して車軸ケース１に接合される。またカバー３は、ディファレンシャルギヤ機構の潤滑油等が収容される車軸ケース１を密閉するべく、後方開口部１４の周囲に溶接される。

ここでカバー３は、図１、図２に示すように、半球殻状のカバー本体１５と、カバー本体１５の外周に一体形成された平坦円環状のフランジ部１６と、フランジ部１６の外縁に一体形成され、車軸ケース１から離間するように曲げられて曲げ部１７が設けられたリップ部１８と、を有するものである。そして、フランジ部１６を車軸ケース１に全面的に接触させた状態で、後方開口部１４を囲繞するように曲げ部１７と車軸ケース１とをフレア溶接することにより、車軸ケース１とカバー３とを接合している。本実施形態においては、図２に示すように溶接ビード１９が、リップ部１８における頂面２０の一部を覆うようにフレア溶接されている。

このような構成になる本実施形態の車軸ケース構造によれば、カバー３にリップ部１８を設けているため、従来のカバーに比して剛性を向上させることができ、それに伴い、このカバー３を溶接してなる車軸ケース構造の全体の剛性も高めることができる。加えて、後方開口部１４を囲繞するように延在するリング状の溶接ビード１９が補強部材のように機能するため、車軸ケース構造の剛性をより高めることができる。これにより、車両走行時に車軸ケース１とカバー３との溶接部に生じる変形量を小さくすることができるため、溶接部に亀裂が発生するおそれを低減することができる。そして、車軸ケース１とカバー３とはフレア溶接により接合されていて、従来の隅肉溶接に比して溶接ビード１９の余盛りが増えるため、溶接部周辺の剛性を更に高めることができ、亀裂発生のおそれを一層低減することができる。特に本実施形態においては、溶接ビード１９がリップ部１８の頂面２０の一部を覆うようにフレア溶接されていて、従来に比して溶接ビード１９の余盛りが確実に増えることになるため、溶接ビード１９による補強部材としての機能をより高めることができる。

なおカバー３において、リップ部１８の高さがカバー本体１５の板厚よりも小さい場合は、カバー３の剛性を十分に高めることができないうえ、溶接ビード１９の余盛りをそれ程増やすことができないことから、溶接ビード１９による補強部材としての機能が十分に発揮されるとはいえない。また、リップ部１８の高さがカバー本体１５の板厚の２倍を超えると、カバー３の重量増加が顕著になり、軽量化の要請を満足することができない。このためカバー３の剛性を十分に高めるとともに重量増加を最小限に抑えるには、図２に示すように、カバー本体１５の板厚をＴ、リップ部１８の高さをＨとするとき、Ｔ＜Ｈ≦２×Ｔの関係を満たすことが好ましい。

更に車軸ケース１とカバー３は、図３に示すように後方開口部１４付近において隅肉溶接による裏溶接部２１で接合されていてもよい。これによりカバー３は、前述のフレア溶接によって外縁が接合されるとともに、この隅肉溶接によって内縁も接合されることになるため、亀裂発生のおそれが一段と低減できる。

以上、本発明に従う車軸ケース構造の一実施形態について説明したが、本実施形態は一例に過ぎず、本発明には特許請求の範囲に従う範疇で種々の変更を加えたものも含まれる。例えば本実施形態の車軸ケース１は、上側ケース４と下側ケース５を溶接によって接合した板金溶接組立構造となるものであったが、例えば鋳造によって当初から一体的に形成してもよい。

１：車軸ケース
３：カバー
１２：膨出部
１４：後方開口部（開口）
１５：カバー本体
１６：フランジ部
１７：曲げ部
１８：リップ部
１９：溶接ビード
２０：頂面

Claims (1)

1. 車幅方向の中央において上下方向に膨出された膨出部、及び該膨出部の後側に設けられた開口を有する車軸ケースと、該開口を覆って該車軸ケースに溶接されたカバーと、を備える車軸ケース構造であって、
   前記カバーは、半球殻状のカバー本体と、該カバー本体の外周に一体形成されたフランジ部と、該フランジ部の外縁に一体形成され前記車軸ケースから離間するように曲げられたリップ部とを有するものであって、前記フランジ部が前記車軸ケースに接触した状態で、該リップ部が該車軸ケースにフレア溶接された車軸ケース構造において、
   前記リップ部は、該リップ部の端面であって、前記フランジ部が前記車軸ケースに接触する面と略平行に延在する頂面を有し、前記カバー本体の板厚をＴ、前記フランジ部が前記車軸ケースに接触する面から前記頂面に至る前記リップ部の高さをＨとするとき、Ｔ≦Ｈ≦２×Ｔの関係を満たし、
   フレア溶接の溶接ビードが、前記頂面の少なくとも一部を覆う形状であることを特徴とする車軸ケース構造。

Images