特開 2023-4130 アクスルケース構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023004130

(43)【公開日】2023-01-17

(54)【発明の名称】アクスルケース構造

(51)【国際特許分類】

   B60B 35/16 20060101AFI20230110BHJP

   F16H 57/031 20120101ALI20230110BHJP

   F16H 57/037 20120101ALI20230110BHJP

【ＦＩ】

B60B35/16 D

F16H57/031

F16H57/037

B60B35/16 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021105643

(22)【出願日】2021-06-25

(71)【出願人】

【識別番号】390001579

【氏名又は名称】プレス工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100148688

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 裕行

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 真

【テーマコード（参考）】

3J063

【Ｆターム（参考）】

3J063AA03

3J063AC11

3J063BA01

3J063BB11

3J063CD46

3J063XA06

(57)【要約】

【課題】カバー４をアクスルケース本体２に接合する溶接ビード１４の疲労強度を、重量を増大させることなく向上でき、溶接ビード１４のルート部１４ａからの亀裂発生をカバー４の全周に亘って抑制できるアクスルケース構造１を提供する。
【解決手段】アクスルケース本体２の中央部に差動装置を収容すべく形成された開口３と、開口３を内包するようにアクスルケース本体２に取り付けられるリング板１３と、リング板１３に開口３を覆うように取り付けられるカバー４とを備え、カバー４が、椀状に形成されたボウル部４ａとその外周のフランジ部４ｂとを有し、フランジ部４ｂの外周端面４ｃがリング板１３の外周端面１３ｃと揃うようにフランジ部４ｂがリング板１３に重ねられ、フランジ部４ｂの外周端面４ｃとリング板１３の外周端面１３ｃとが一つの溶接ビード１４で一体的にアクスルケース本体２に接合されている。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

アクスルケース本体の中央部に差動装置を収容すべく形成された開口と、該開口を内包するように前記アクスルケース本体に取り付けられる薄板リング状のリング板と、該リング板に、前記開口を覆うように取り付けられるカバーと、を備え、
前記カバーが、椀状に形成されたボウル部と、該ボウル部の外周に形成されたフランジ部とを有し、
該フランジ部の外周端面が前記リング板の外周端面と揃うように前記フランジ部が前記リング板に重ねられ、
前記フランジ部の外周端面と前記リング板の外周端面とが一つの溶接ビードで一体的に前記アクスルケース本体に前記フランジ部の全周に亘って接合されている、
ことを特徴とするアクスルケース構造。

【請求項2】

前記リング板の内周端面が、前記カバーの内面に別の溶接ビートで前記カバーの裏側からも接合されている、ことを特徴とする請求項１に記載のアクスルケース構造。

【請求項3】

前記アクスルケース本体の開口の内径が、前記リング板の内周端面の内径よりも小さく、前記開口の一部が、前記差動装置が当接して前記差動装置の位置を定める位置決め部となっている、ことを特徴とする請求項２に記載のアクスルケース構造。

【請求項4】

前記フランジ部の外周端面と前記リング板の外周端面とを一体的に前記アクスルケース本体に溶接する前記一つの溶接ビードののど厚が、前記カバーの板厚以上となっている、ことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のアクスルケース構造。

【請求項5】

前記リング板の板厚が、前記カバーのフランジ部の板厚と同等である、ことを特徴とする請求項４に記載のアクスルケース構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トラックやバス等に用いられるアクスルケース構造に係り、特に、アクスルケース本体の中央部に差動装置を収容すべく形成された開口を覆うカバーとアクスルケース本体との溶接部（溶接ビード）の疲労強度向上を図ったアクスルケース構造に関する。

【背景技術】

【0002】

図１（ａ）に、従来のアクスルケース構造１Ｊを後方の斜め上方から見た斜視図を示し、図１（ｂ）にアクスルケース構造１Ｊの中央部を後方から見た後面図を示し、図１（ｃ）に図１（ｂ）のｃ－ｃ線断面図を示す。アクスルケース構造１Ｊは、車幅方向に配置されるアクスルケース本体２と、アクスルケース本体２の中央部に差動装置（ディファレンシャル機構）を収容すべく形成された開口３と、開口３を覆うようにアクスルケース本体２に溶接されたカバー４とを備えている。カバー４は、椀状に形成されたボウル部４ａとボウル部４ａの外周に形成されたフランジ部４ｂとを有し、フランジ部４ｂの外周端面が周方向に沿って全周に亘ってアクスルケース本体２に溶接されている。５は溶接ビードである。

【0003】

図１（ａ）に示すように、アクスルケース本体２の上部には、トルクロッド（図示せず）が取り付けられるブラケット６が設けられ、アクスルケース本体２の左右の中程には、サスペンションのスプリング（図示せず）が取り付けられるスプリングシート７が設けられ、アクスルケース本体２の左右の端部には、車輪を支持するスピンドル８が設けられている。ブラケット６には、車両の走行中の加減速によって矢印Ａで示すように車体前後方向に力が加わり、スプリングシート７には、車重および積荷重量によって矢印Ｂで示すように下方に力が加わり、スピンドル８には、路面反力によって矢印Ｃで示すように上方に力が加わる。

【0004】

これらの力（荷重）によって、カバー４のフランジ部４ｂをアクスルケース本体２に接合する溶接ビート５には、図１（ｃ）に示すように、溶接ビード５のルート部５ａを起点としたのど厚５ｂに沿った疲労亀裂が生じ得る。溶接ビード５のカバー４の周方向に沿った疲労亀裂の発生部位は、荷重の掛かり方と相関があり、図１（ｂ）に示すように、カバー４のフランジ部４ｂをアクスルケース本体２に接合する溶接ビード５の周方向に沿って、凡そ６０度おきに６箇所Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４、Ｋ５、Ｋ６に発生することが知られている（特許文献１参照）。

【0005】

亀裂の発生原因は、負荷時のカバー４のボウル部４ａの変形によるものと考えられる。カバー４の変形について、アクスルケース構造１Ｊに加わる上下荷重を例に説明する。図２（ａ）は、上下荷重（矢印Ｂ、矢印Ｃ）が作用した場合のアクスルケース本体２の変形状態を変形量の倍率を上げて示したものである。矢印Ｂ、矢印Ｃの上下荷重によってアクスルケース本体２は中心軸Ｘが下に凸となるように変形し、カバー４のフランジ部４ｂおよびアクスルケース本体２の開口３が、元真円から概おむすび形に変形する。このとき、図２（ａ）のｂ－ｂ線断面図である図２（ｂ）に示すように、概おむすび形の角部に相当するカバー４のフランジ部４ｂには、カバー４を引き上げる方向に力Ｆが働き、フランジ部４ｂの外周端面とアクスルケース本体２とを接合する溶接ビード５のルート部５ａに、大きな引張応力が発生する。

【0006】

この引張応力によって溶接ビード５にルート部５ａを起点とした疲労亀裂が発生する。例えば、上下荷重によって亀裂の発生しやすい部位は、図２（ａ）に示すように、カバー４のフランジ部４ｂが概おむすび形に変形した際、変形が顕著に現れる図１（ｂ）に示すカバー４の上部Ｋ１および左右斜め下部Ｋ３、Ｋ５の３箇所である。また、図１（ａ）に示すアクスルケース本体２の上部のブラケット６にトルクロッドからの前後荷重（矢印Ａ）が作用した場合では、図１（ｂ）に示すカバー４の上部Ｋ１、下部Ｋ４および左右斜め上部Ｋ２、Ｋ６の４か所が、亀裂の発生しやすい部位となる。溶接ビード５の亀裂は、図１（ｃ）、図２（ｂ）に示すように、溶接ビード５のルート部５ａを起点に発生し、のど厚５ｂに沿って進展する。カバー４を引上げる力Ｆによって発生する引張応力は、最小断面であるのど厚５ｂで最大値となるためである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開平８－６７１０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

図１、図２を用いて説明したように、様々な荷重を受けてアクスルケース本体２が変形すると、カバー４のフランジ部４ｂとアクスルケース本体２とを接合する溶接ビート５には、ルート部５ａを起点とした亀裂が発生し得る。この溶接ビード５の亀裂抑制対策として、これまで幾つかの方法が採られている。これらの対策を、図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）を用いて説明する。

【0009】

図３（ａ）に、カバー４の板厚ｔを増大した対策例を示す。カバー４の板厚ｔは、図１（ｃ）の非対策品と対比すれば明らかなように、２倍程度増大している。溶接部（溶接ビード５）の応力計算は、隅肉溶接の場合、一般に、のど厚５ｂの値を用いる。のど厚５ｂにおける応力は、理論のど厚５ｂを脚長Ｌの７０％とし、荷重（力Ｆ）を脚長５ａで除すことで算出する。従って、部材の板厚を増やし、脚長Ｌ及びのど厚５ｂを増やすことが、のど厚５ｂにおける応力低減に繋がり、亀裂の発生抑制に有効である。しかし、この方法ではカバー４の板厚ｔ拡大に伴う重量増大が問題となる。仮に、のど厚５ｂを２倍とするためにカバー４の板厚ｔを２倍にした場合、質量は標準的な大型車両用アクスルケース構造１Ｊにおいて約８kg増大する。この重量増大は、軽量化が強く要求される製品の設計上、回避したい要素である。

【0010】

図３（ｂ）に、補強リング９を追加した対策例を示す。補強リング９は、アクスルケース本体２に開口３を囲繞するように溶接（１０は溶接ビード）され、補強リング９にカバー４のフランジ部４ｂが溶接（５は溶接ビード）されている。この構成によれば、補強リング９によってアクスルケース本体２の剛性が高められるため、図２（ａ）を用いて前述したカバー４のフランジ部４ｂおよび開口３の概おむすび形の変形量が低減され、溶接ビード１０のルート部１０ａの応力が低減される。しかし、応力の低減効果は前述のカバー４の板厚ｔをアップしたもの（図３（ａ））と比較して小さく、実際の適用ではカバー４の板厚ｔ拡大と組み合わせる必要があるケースが多い。また、当然ながら、この方法でも補強リング９の追加に伴う、重量の増大が問題となる。重量は標準的な大型車両用アクスルケースにおいて約１１ｋｇ（リング７ｋｇ＋カバー増分４ｋｇ）増大し、軽量化の観点からは回避したい対策である。

【0011】

図３（ｃ）に、カバー４の裏側をアクスルケース２の開口３に追加して溶接（１１は溶接ビード）した対策例を示す。カバー４の裏側に追加した溶接ビード１１によって、前述した図２（ｂ）に示すカバー４を引き上げる方向の力Ｆによるカバー４のフランジ部４ｂの開き変形が抑制され、加えて、図２（ａ）に示すように変形するアクスルケース本体２からカバー４への力の伝達部材としての溶接部（図３（ｃ）の溶接ビード５、１１）の数を増やすことで、カバー４のフランジ部４ｂの溶接ビード５のルート部５ａの応力が低減される。但し、この対策例にあっては、裏溶接の施工上、溶接線を露わにするために、図３（ｃ）に示すように、アクスルケース本体２の開口３の内径を切り欠く必要がある（１２は切欠部）。しかし、図１（ｂ）に示すように、アクスルケース本体２の開口３の内径の、左右の斜め上部Ｄ１、Ｄ２、左右の斜め下部Ｄ３、Ｄ４の４箇所は、アクスルケース本体２に収容される図示しない差動装置（ディファレンシャル機構）の位置決め部位として差動装置の一部（ベアリングキャップ）が当接する箇所であり、切欠くことができない部位である。これらの部位Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４を切り欠かない場合、図３（ｃ）に示す裏側の溶接（溶接ビード１１）ができず、図１（ｂ）に示すように、これらの部位Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４の径方向外側の溶接ビード５は、アクスルケース本体２の変形に伴って図２（ｂ）に示すようにカバー４が引き上げられて亀裂が発生し易い部位Ｋ２、Ｋ３、Ｋ５、Ｋ６であるため、裏側の溶接をしないことによって溶接ビード５に亀裂が生じる可能性が生じる。

【0012】

なお、特許文献１には、アクスルケース本体２の開口３の差動装置の位置決め部位を避けた部分に切欠部を設け、切欠部においてカバー４の裏側をアクスルハウジング本体２に溶接する発明が示されている。この発明によれば、上下荷重によるカバー４の斜め下部Ｋ３、Ｋ５の溶接ビード５の亀裂抑制に対しては有効である。しかし、ブラケット６に加わるトルクロッドの荷重によるカバー４の斜め上部Ｋ２、Ｋ６の溶接ビード５の亀裂対策には対応できない。その理由は、アクスルケース本体２には常時上下荷重（矢印Ｂ、矢印Ｃ）が掛かっており、開口３の内径部斜め上部Ｄ１、Ｄ２の差動装置の位置決め部位付近には開口３の端面円周に沿って引張力が生じている。このため、カバー斜め上部Ｋ２、Ｋ６を裏側溶接のために局部的に開口３を切り欠いた場合、円周方向の引張力によって切り欠きを起点とする新たなハウジング本体２の亀裂が生じ得る。したがって、特許文献１の裏側溶接を追加する対策は、カバー４の斜め上部Ｋ２、Ｋ６の溶接ビード５の亀裂に対しては対応できず、課題は残る。

【0013】

以上説明したように、アクスルケース本体２が様々な荷重を受けて変形することによってカバー４の溶接ビード５に発生する亀裂を抑える対策として、図３（ａ）に示すカバー４の板厚ｔの増大や、図３（ｂ）に示す補強リング９の追加によれば、開口３の内周を切り欠く必要がないため、カバー４の周方向の全周に亘って溶接ビード５の亀裂を抑えることができるが、重量が増大してしまう。一方、図３（ｃ）に示す裏側溶接（溶接ビード１１）によれば、重量アップは避けられるが、溶接線を露わにするために開口３を切り欠く必要があり、差動装置の位置決めができない。仮に、差動装置を位置決めするために、開口３の左右斜め上部Ｄ１、Ｄ２、左右斜め下部Ｄ３、Ｄ４の４箇所を切り欠かずに裏側溶接をしない場合には、それら部位の径方向外側の溶接ビード５（Ｋ２、Ｋ３、Ｋ５、Ｋ６）に亀裂が発生する可能性がある。

【0014】

そこで、本発明の目的は、カバーをアクスルケース本体に接合する溶接ビードの疲労強度を、重量を増大させることなく向上でき、溶接ビードのルート部からの亀裂発生をカバーの全周に亘って抑制できるアクスルケース構造を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0015】

上記目的を達成すべく創案された本発明に係るアクスルケース構造によれば、アクスルケース本体の中央部に差動装置を収容すべく形成された開口と、開口を内包するようにアクスルケース本体に取り付けられる薄板リング状のリング板と、リング板に、開口を覆うように取り付けられるカバーと、を備え、カバーが、椀状に形成されたボウル部と、ボウル部の外周に形成されたフランジ部とを有し、フランジ部の外周端面がリング板の外周端面と揃うようにフランジ部がリング板に重ねられ、フランジ部の外周端面とリング板の外周端面とが一つの溶接ビードで一体的にアクスルケース本体にフランジ部の全周に亘って接合されている、ことを特徴とするアクスルケース構造が提供される。

【0016】

本発明に係るアクスルケース構造においては、リング板の内周端面が、カバーの内面に別の溶接ビートでカバーの裏側からも接合されていてもよい。

【0017】

本発明に係るアクスルケース構造においては、アクスルケース本体の開口の内径が、リング板の内周端面の内径よりも小さく、開口の一部が、差動装置が当接して差動装置の位置を定める位置決め部となっていてもよい。

【0018】

本発明に係るアクスルケース構造においては、フランジ部の外周端面とリング板の外周端面とを一体的にアクスルケース本体に溶接する一つの溶接ビードののど厚が、カバーの板厚以上となっていてもよい。

【0019】

本発明に係るアクスルケース構造においては、リング板の板厚が、カバーのフランジ部の板厚と同等であってもよい。

【発明の効果】

【0020】

本発明に係るアクスルケース構造によれば、次のような効果を発揮できる。
（１）カバーのフランジ部にリング板が重ねられ、フランジ部の外周端面とリング板の外周端面とが一つの溶接ビードで一体的にアクスルケース本体に接合されているので、リング板が溶接ビードの脚長を増大させるためのスペーサーとして機能し、溶接ビードののど厚がリング板が無いものと比べて増大する。この結果、溶接ビードの疲労強度が向上し、アクスルケース本体の変形に伴って溶接ビードにルート部を起点として発生する亀裂を、カバーの全周に亘って抑制できる。
（２）リング板を溶接ビードの脚長を増大させるためのスペーサーとして用いて溶接ビードののど厚を増大させているので、図３（ａ）に示す従来例のようにカバーの板厚を厚くして溶接ビードの脚長を増大させる必要がなく、カバーの重量アップは生じない。また、リング板は、カバーのフランジ部の板厚と共同して溶接ビードの脚長を増大させるスペーサーなので、図３（ｂ）に示す従来例の補強リングよりも薄い板厚でも、同等の溶接ビードの脚長およびのど厚を確保でき、軽量となる。
（３）以上説明したように、本発明によれば、カバーをアクスルケース本体に接合する溶接ビードの疲労強度を、重量の増大を最小限に止めてカバー全周に亘って向上でき、アクスルケース本体が様々な荷重を受けて変形することによる溶接ビードのルート部からの亀裂発生を、カバーの全周に亘って抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】従来のアクスルケース構造の説明図であり、（ａ）はアクスルケース本体に加わる荷重の位置および方向を示すアクスルケース構造の全体斜視図、（ｂ）はアクスルケース構造の中央部を後方から見た部分後面図、（ｃ）は（ｂ）のｃ－ｃ線断面図である。

【図2】（ａ）は従来のアクスルケース構造が上下方向からの荷重によって変形する様子を示す後面図、（ｂ）は（ａ）のｂ－ｂ線断面図であり、アクスルケース構造の変形に伴ってカバーが引っ張られるように変形する様子を示す。

【図3】カバーとアクスルケース本体とを接合する溶接ビードの亀裂を防止する従来例を示す図であり、（ａ）はカバーの板厚を増大した従来例の断面図、（ｂ）は補強リングを追加した従来例の断面図、（ｃ）は裏側溶接を追加した従来例の断面図を示す。

【図4】（ａ）は本発明の一実施形態に係るアクスルケース構造のカバーおよびリング板をアクスルケース本体に当てた状態を示す断面図、（ｂ）は本発明の一実施形態に係るアクスルケース構造を示す部分断面図であり、図５のIVb－IVb線断面図である。

【図5】本発明の一実施形態に係るアクスルケース構造の中央部を示す部分破断後面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

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って重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0023】

（アクスルケース構造１）
本発明の一実施形態に係るアクスルケース構造１を後方から見た部分破断図を図５に、図５の要部を示すIVb－IVb線断面図を図４（ｂ）に示す。図５および図４（ｂ）に示すように、本実施形態に係るアクスルケース構造１は、アクスルケース本体２の中央部に差動装置（ディファレンシャル機構）を収容すべく形成された開口３と、開口３を内包するようにアクスルケース本体２に取り付けられる薄板リング状のリング板１３と、リング板１３に、開口３を覆うように取り付けられるカバー４とを備えている。

【0024】

図４（ａ）、図５に示すように、カバー４は、椀状に形成されたボウル部４ａと、ボウル部４ａの外周に形成されたフランジ部４ｂとを有している。カバー４のフランジ部４ｂの外周端面４ｃの外径と、リング板１３の外周端面１３ｃの外径とは同一であり、図４（ａ）に示すように、フランジ部４ｂの外周端面４ｃがリング板１３の外周端面１３ｃと揃うようにフランジ部４ｂがリング板１３に重ねられ、図４（ｂ）に示すように、フランジ部４ｂの外周端面４ｃとリング板１３の外周端面１３ｃとが、一つの溶接ビード１４で一体的にアクスルケース本体２に、フランジ部４ｂの全周に亘って接合（溶接）されている。

【0025】

なお、本実施形態に係るアクスルケース構造１のその他の構成（トルクロッド用のブラケット、スプリングシート、スピンドル等）は、図１に示す従来のアクスルケース構造１Ｊと同様であり、トルクロッド用のブラケット６、スプリングシート７、スピンドル８等の荷重が加わる部位についての説明は省略する。

【0026】

（別の溶接ビード１５）
図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、リング板１３の内周端面１３ｄは、カバー４の内面に別の溶接ビート１５でカバー４の裏側からも接合（隅肉溶接）されている。図４（ａ）に示すように、リング板１３とカバー４とは、リング板１３の外周端面１３ｃとカバー４のフランジ部４ｂの外周端面４ｃとが揃うように重ねられ、図示しない治具で保持された状態で、カバー４の裏側から別の溶接ビード１５で接合され、アクスルケース本体２に溶接される前に、サブアッセンブリ品となる。別の溶接ビード１５が施される裏溶接の溶接範囲は、アクスルケース本体２が様々な荷重（矢印Ａ、Ｂ、Ｃ等）を受けて変形するに応じて、フランジ部４ｂとリング板１３とを一体的にアクスルケース本体２に溶接する一つの溶接部１４に亀裂が発生し易い部位（図１（ｂ）の部位Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４、Ｋ５、Ｋ６）の内側で十分であるが、リング板１３の内周端面の全周に亘っていてもよい。

【0027】

リング板１３の径方向の板幅は、図４（ａ）に示すように、リング板１３の外周端面１３ｃがカバー４のフランジ部４ｂの外周端面４ｃと揃うようにリング板１３をカバー４のフランジ部４ｂに重ねたとき、リング板１３の内周端面１３ｄの上端がカバー４のフランジ部４ｂとボウル部４ａとを滑らかにアール状に繋ぐフランジ部４ｂのアール止まり部４ｄに位置する長さが好ましい。これによって、リング板１３の内周端面１３ｄをカバー４の内面にカバー４の裏側から別の溶接ビード１５で隅肉溶接する際、溶接作業が容易となり、適正な溶け込み状態が得られる。なお、本実施形態では、リング板１３の径方向の板幅Ｗは、１５ｍｍに設定されている。

【0028】

図４（ａ）に示すように、別の溶接ビード１５で一体となったリング板１３とカバー４のサブアッセンブリ品は、アクスルケース本体２に開口３を囲むようにして所定の位置に配置される。その後、図４（ｂ）に示すように、フランジ部４ｂの外周端面４ｃとリング板１３の外周端面１３ｃとが、一つの溶接ビード１４で一体的にアクスルケース本体２に、フランジ部４ｂの全周に亘って接合（溶接）される。

【0029】

図４（ｂ）に示すように、カバー４の裏側を別の溶接ビード１５でリング板１３の内周端面１３ｄに溶接することで、図２（ａ）に示すようにアクスルケース本体２が荷重Ｂ、荷重Ｃ等によって変形して図２（ｂ）に示すようにカバー４が引き上げられるような力が発生した際、図４（ｂ）に示すカバー４のフランジ部４ｂがリング板１３から引き上げられるように離間することが抑えられ、一つの溶接ビード１４のリング板１３とフランジ部４ｂとの間の部分１４ｘを起点とした亀裂の発生を抑えることができる。

【0030】

（差動装置の位置決め部）
図５、図４（ｂ）に示すように、アクスルケース本体２の開口３の内径は、リング板１３の内周端面１３ｄの内径よりも小さく設定されており、開口３の一部（左右の斜め上部Ｄ１、Ｄ２、左右の斜め下部Ｄ３、Ｄ４）が、差動装置が当接して差動装置の位置を定める位置決め部となっている。すなわち、図５に示すアクスルケース本体２の開口３の左右の斜め上部Ｄ１、Ｄ２、左右の斜め下部Ｄ３、Ｄ４には、図示しない差動装置の一部（ベアリングキャップ）が当接し、差動装置の位置が定められる。

【0031】

（一つの溶接ビード１４ののど厚）
図４（ｂ）に示すように、カバー４のフランジ部４ｂの外周端面４ｃとリング板１３の外周端面１３ｃとを一体的にアクスルケース本体２に溶接する一つの溶接ビード１４ののど厚１４ｂは、カバー４のフランジ部４ｂの板厚以上となっている。これによって、図２（ａ）に示すように、アクスルケース本体２が荷重Ｂ、荷重Ｃ等によって変形して図２（ｂ）に示すようにカバー４に引き上げられるような力Ｆが発生した際、カバー４からアクスルケース本体２へ伝達する力の応力が最大となる部位が、一つの溶接ビード１４ののど厚１４ｂの部分ではなくなる。よって、アクスルケース本体２の変形によって惹起される溶接ビード１４の亀裂発生を回避できる。

【0032】

（リング板１３の板厚ｔ１とカバー１３のフランジ部４ｂの板厚ｔ２）
図４（ｂ）に示すように、リング板１３の板厚ｔ１がカバー４のフランジ部４ｂの板厚ｔ２と同等であり、リング板１３の外周端面１３ｃとフランジ部４ｂの外周端面４ｃとを全て覆うように、一つの溶接ビード１４が形成された場合を考える。カバーの板厚ｔ１をａとしフランジ部４ｂの板厚ｔ２をａとすると、一つの溶接ビード１４の脚長Ｌは２ａとなり、のど厚１４ｂ（理論のど厚）は脚長Ｌの７０％であることから２ａ×０．７＝１．４ａとなる。よって、のど厚１４ｂ（＝１．４ａ）は、フランジ部４ｂの板厚ｔ２（＝ａ）よりも十分（1.4倍）に厚くなる。仮に、一つの溶接ビード１４がフランジ部４ｂの外周面４ｃの上端まで完全には覆わないとしても、のど厚１４ｂはフランジ部４ｂの板厚ｔ２よりも厚くなる状態を確保できる可能性が高い。

【0033】

具体的には、カバー４のフランジ部４ｂおよびボウル部４ａの板厚ｔ２を４．５ｍｍとし、一つの溶接ビード１４ののど厚１４ｂを６ｍｍとした場合、のど厚１４ｂは脚長Ｌの７０％であることから、脚長Ｌは８．５ｍｍ程度となり、リング板１３の板厚ｔ１は、カバー４のフランジ部４ｂの板厚ｔ２と同等の４．５ｍｍ程度で十分である。リング板１３の板厚ｔ１を４．５ｍｍとした場合、リング板１３とフランジ部４ｂとを重ねてフランジ部４ｂの外周端面４ｃの上縁まで溶接したときの脚長は９ｍｍであり、のど厚１４ｂは９×０．７＝６．３ｍｍとなることから、必要のど厚１４ｂを確保できる。一つの溶接ビード１４がフランジ部４ｂの外周端面４ｃの上端まで完全には覆わない場合であっても、のど厚１４ｂは６．３ｍｍよりも小さくなるもののフランジ部４ｂの板厚ｔ２＝４．５ｍｍよりも厚くなる状態を確保できると考えられる。

【0034】

（作用・効果）
本実施形態に係るアクスルケース構造１によれば、次のような作用・効果を発揮できる。

【0035】

図４（ｂ）に示すように、カバー４のフランジ部４ｂにリング板１３が重ねられ、フランジ部４ｂの外周端面４ｃとリング板１３の外周端面１３ｃとが一つの溶接ビード１４で一体的にアクスルケース本体２にフランジ部４ｂの全周に亘って接合されているので、リング板１３が溶接ビード１４の脚長Ｌを増大させるためのスペーサーとして機能し、溶接ビード１４ののど厚１４ｂがリング板１３が無いものと比べて増大する。この結果、溶接ビード１４の疲労強度が向上し、アクスルケース本体２の変形に伴って溶接ビード１４にルート部１４ａを起点として発生する亀裂を、カバー４の全周に亘って抑制できる。

【0036】

図４（ｂ）に示すように、リング板１３を溶接ビード１４の脚長Ｌを増大させるためのスペーサーとして用いて溶接ビード１４ののど厚１４ｂを増大させているので、図３（ａ）に示す従来例のようにカバー４の板厚ｔを厚くして溶接ビード５の脚長Ｌを増大させる必要がなく、カバー４の重量アップは生じない。また、リング板１３は、カバー４のフランジ部４ｂの板厚ｔ２と共同して溶接ビード１４の脚長Ｌを増大させるスペーサーなので、図３（ｂ）に示す従来例の補強リング９よりも薄い板厚でも、同等若しくは同等以上の溶接ビード１４の脚長Ｌおよびのど厚１４ｂを確保でき、軽量化と溶接部（溶接ビード１４）の疲労強度向上とを両立できる。具体的には、図４（ｂ）に示す本実施形態に係るアクスルケース構造１は、図１（ｃ）、図２（ｂ）に示す亀裂対策を施してない従来タイプと比べて約０．８ｋｇの重量アップに止まり、図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）に示す亀裂対策を施した従来タイプの重量アップ（＋８ｋｇ～＋１１ｋｇ）と比べて大幅に軽量となる。

【0037】

以上説明したように、図４（ｂ）、図５に示すように、本実施形態に係るアクスルケース構造１によれば、カバー４をアクスルケース本体２に接合する溶接ビード１４の疲労強度を、重量の増大を最小限に止めてカバー４全周に亘って向上でき、アクスルケース本体２が様々な荷重を受けて変形することによる溶接ビード１４のルート部１４ａからの亀裂発生を、カバー４の全周に亘って抑制できる。また、大型のプレス成形品であるカバー４の形状を変更する必要がないので、カバー４のプレス金型を変更する必要がなく、コストアップが抑えられる。

【0038】

（別の溶接ビード１５について）
図４（ｂ）に示すように、リング板１３の内周端面１３ｄが、カバー４の内面に別の溶接ビート１５でカバー４の裏側からも接合されている。これによって、図２（ａ）に示すようにアクスルケース本体２が荷重Ｂ、荷重Ｃ等によって変形して図２（ｂ）に示すようにカバー４に引き上げられるような力Ｆが発生した際、図４（ｂ）に示すカバー４のフランジ部４ｂがリング板１３から引き上げられるように離間することが抑えられる。この結果、一つの溶接ビード１４のリング板１３とフランジ部４ｂとの間の部分１４ｘを起点とした亀裂の発生を抑えることができる。

【0039】

なお、図４（ｂ）に示す、別の溶接ビード１５が施される裏溶接の溶接範囲は、必ずしもリング板１３の内周端面１３ｄの全周に亘っていなくてもよく、フランジ部４ｂとリング板１３とを一体的にアクスルケース本体２に溶接する一つの溶接ビード１４に亀裂が発生する部位（図１（ｂ）に示す部位Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４、Ｋ５、Ｋ６）を少なくとも含んでいればよい。これらの部位Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ４、Ｋ５、Ｋ６において、アクスルケース本体２の変形に伴って図２（ｂ）に示すようにカバー４が引き上げられるような力Ｆが顕著に発生するため、図４（ｂ）に示す別の溶接ビード１５によってカバー４のフランジ部４ｂがリング板１３から引き上げられるように離間することを抑えればよいからである。

【0040】

（差動装置の位置決め部について）
図５に示すように、アクスルケース本体２の開口３の内径が、リング板１３の内周端面１３ｄの内径よりも小さく設定されており、開口３の一部（左右の斜め上部Ｄ１、Ｄ２、左右の斜め下部Ｄ３、Ｄ４）が、差動装置が当接して差動装置の位置を定める位置決め部となっている。すなわち、アクスルケース本体２の開口３の左右の斜め上部Ｄ１、Ｄ２、左右の斜め下部Ｄ３、Ｄ４には、図示しない差動装置の一部（ベアリングキャップ）が当接し、差動装置の位置が定められる。よって、差動装置の位置決めと溶接ビード１４の亀裂発生防止とを無理なく両立でき、図３（ｃ）に示す従来例のように、開口３の切欠部１２によって差動装置の位置決めができなくなる不具合は生じない。

【0041】

（一つの溶接ビード１４ののど厚１４ｂについて）
図４（ｂ）に示すように、フランジ部４ｂの外周端面４ｃとリング板１３の外周端面１３ｃとを一体的にアクスルケース本体２に溶接する一つの溶接ビード１４ののど厚１４ｂが、カバー４のボウル部４ａおよびフランジ部４ｂの板厚ｔ２以上となっている。これによって、図２（ａ）に示すようにアクスルケース本体２が荷重Ｂ、荷重Ｃ等によって変形して図２（ｂ）に示すようにカバー４に引き上げられるような力Ｆが発生した際、カバー４からアクスルケース本体２へ伝達する力の応力が最大となる部位が、一つの溶接ビード１４ののど厚１４ｂの部分ではなくなり、一つの溶接ビード１４における亀裂発生を回避できる。すなわち、一つの溶接ビード１４ののど厚１４ｂがカバー４の板厚ｔ２以上となっているので、そののど厚１４ｂの強度がカバー４の強度よりも高まり、アクスルケース本体２が荷重Ｂ、荷重Ｃ等によって変形した際、一つの溶接ビード１４のルート部１４ａからの亀裂を抑制できる。

【0042】

（リング板１３の板厚ｔ１とカバー４のフランジ部４ｂの板厚ｔ２について）
図４（ｂ）に示すように、リング板１３の板厚ｔ１が、カバー４のフランジ部４ｂの板厚ｔ２と同等となっている。これによって、フランジ部４ｂの外周端面４ｃとリング板１３の外周端面１３ｃとを一体的にアクスルケース本体２に溶接する一つの溶接ビード１４ののど厚１４ｂが、カバー４のフランジ部４ｂの板厚ｔ２以上となることが確保され、一つの溶接ビード１４における亀裂発生を的確に防止できる。なお、本実施形態では、カバー４のボウル部４ａとフランジ部４ｂとは同じ板厚となっている。

【0043】

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。

【産業上の利用可能性】

【0044】

本発明は、トラックやバス等に用いられるアクスルケース構造１であって、アクスルケース本体２の中央部に差動装置を収容すべく形成された開口３を覆うカバー４とアクスルケース本体２とを接合する溶接ビード１４の疲労強度向上を図ったアクスルケース構造１に利用できる。

【符号の説明】

【0045】

１ アクスルケース構造
２ アクスルケース本体
３ 開口
４ カバー
４ａ ボウル部
４ｂ フランジ部
４ｃ 外周端面
１３ リング板
１３ｃ 外周端面
１３ｄ 内周端面
１４ 一つの溶接ビード
１４ａ ルート部
１４ｂ のど厚
１５ 別の溶接ビード
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４ 位置決め部
ｔ１ リング板の板厚
ｔ２ カバーのフランジ部の板厚

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】