特許 7398948 アクスルケース

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-07

(45)【発行日】2023-12-15

(54)【発明の名称】アクスルケース

(51)【国際特許分類】

   B60B 35/16 20060101AFI20231208BHJP

   B23K 31/00 20060101ALI20231208BHJP

   B23K 20/12 20060101ALI20231208BHJP

【ＦＩ】

B60B35/16 B

B23K31/00 Z

B23K20/12 G

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2019229293

(22)【出願日】2019-12-19

(65)【公開番号】P2021095086

(43)【公開日】2021-06-24

【審査請求日】2022-12-07

(73)【特許権者】

【識別番号】519196405

【氏名又は名称】株式会社ＩＪＴＴ

(74)【代理人】

【識別番号】100128509

【弁理士】

【氏名又は名称】絹谷 晴久

(74)【代理人】

【識別番号】100119356

【弁理士】

【氏名又は名称】柱山 啓之

(74)【代理人】

【識別番号】100068021

【弁理士】

【氏名又は名称】絹谷 信雄

(72)【発明者】

【氏名】濱中 好久

【審査官】久保田 信也

(56)【参考文献】

【文献】実開昭６２－１２２７０３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２００８－２７２８１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２２９７１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２１３５５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０４－０９１５０１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２２８９７９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ６０Ｂ ３５／１６

Ｂ２３Ｋ ３１／００

Ｂ２３Ｋ ２０／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アクスルケース本体の先端部に形成される筒状の第１接合代と、
チューブエンドの基端部に形成され前記第１接合代に突き合わされ摩擦圧接にて同軸に接合される筒状の第２接合代と、
前記アクスルケース本体に形成され、前記第２接合代内に嵌合される嵌合部と、
前記嵌合部の外周面に全周に亘る溝状に形成され、前記第１接合代に前記第２接合代を接合する際に発生するスケールを受けるスケール受け部と
を備え、
前記第２接合代の内径および外径は、前記第１接合代の内径および外径と同じに設定され、
前記嵌合部は、前記第２接合代の内径より小さい外径を有し、前記第１接合代よりも先端側に突出され、
前記嵌合部の外周面は、前記第２接合代の内周面から微少な間隔を隔てて離間され、
前記スケール受け部は、前記第１接合代と前記第２接合代が摩擦圧接されたとき内周側に形成される圧接カールを収容するように構成されると共に、前記第１接合代の先端面よりも基端側の位置から先端側の位置に亘って形成され、
前記スケール受け部の溝巾方向の寸法は、前記圧接カールの溝巾方向の寸法より大きくされ、
前記スケール受け部は、その溝巾方向の中央に前記圧接カールを位置させ、かつ、前記スケール受け部の基端側および先端側の端面に前記圧接カールを接触させないように形成され、
前記スケール受け部の溝深さは、前記スケール受け部の溝底面に前記圧接カールを接触させないよう、前記圧接カールの径方向内方への突出量より大きく設定される
ことを特徴とするアクスルケース。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示はアクスルケースに関する。

【背景技術】

【0002】

鋳鉄製のアクスルケース本体とチューブエンドとの接合には焼嵌めを採用するのが一般的である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００１－２７７８１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、接合品質を確保するためにインロー部を太くする必要があり、チューブエンドが重くなる。さらにアクスルケース本体に対してチューブエンドが重さで傾く可能性がある。アクスルケース本体に対してチューブエンドが傾いた状態で接合された場合、接合部の静的精度の低下の原因となる。

【0005】

一方、摩擦圧接又はロータリーアーク溶接による接合を採用した場合、接合部の静的精度の低下は抑制できる。しかし、接合部からスケールが発生するためアクスルケース内にスケールが落下し、ギアの寿命低下の原因になる。

【0006】

そこで本開示は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、アクスルケース内へのスケールの落下を抑制できるアクスルケースを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一の態様によれば、アクスルケース本体の先端部に形成される筒状の第１接合代と、
チューブエンドの基端部に形成され前記第１接合代に摩擦圧接又は溶接にて同軸に接合される筒状の第２接合代と、
前記アクスルケース本体に形成され、前記第２接合代内に嵌合される嵌合部と、
前記嵌合部の外周面に溝状に形成され、前記第１接合代に前記第２接合代を接合する際に発生するスケールを受けるスケール受け部と
を備えたことを特徴とするアクスルケースが提供される。

【0008】

好ましくは、前記第１接合代と前記第２接合代は摩擦圧接にて接合され、その接合された部分の内周側に形成される圧接カールが前記スケール受け部内に収容される。

【0009】

好ましくは、前記嵌合部の外周面は、前記第２接合代の内周面から微少な間隔を隔てて離間される。

【0010】

好ましくは、前記第１接合代と前記第２接合代は溶接にて接合され、前記嵌合部の外周面は前記第２接合代の内周面に当接される。

【発明の効果】

【0011】

上記の態様によれば、アクスルケース内へのスケールの落下を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本開示の一実施の形態に係るアクスルケースの背面図である。

【図2】アクスルケースの要部断面図である。

【図3】アクスルケース本体の要部断面図である。

【図4】チューブエンドの断面図である。

【図5】アクスルケース本体にチューブエンドを摩擦圧接している状態の要部断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、添付図面を参照して本開示の実施形態を説明する。なお、後述する実施の形態における前後左右上下の各方向は、車両の各方向をいうものとする。ただし、本実施の形態における各方向は、説明の便宜のために用いるものであり、後述する部材間の相対的な位置関係を表す。

【0014】

図１はアクスルケースの背面図である。図２はアクスルケースの右端部の断面図である。

【0015】

図１及び図２に示すように、アクスルケース１は、左右方向に延びるアクスルケース本体２と、アクスルケース本体２の左右の先端部に摩擦圧接にて接合されるチューブエンド３とを備える。

【0016】

アクスルケース本体２は、鋳鉄で構成される。アクスルケース本体２は、ファイナルギア（図示せず）が収容されるハウジング部４と、ハウジング部４から左右両側に延びるアクスルチューブ部５とを備える。アクスルチューブ部５は、筒状に形成され、アクスルシャフト（図示せず）を回転自在に収容する。アクスルケース１は概ね左右対称に形成される。このため、アクスルケース１の端部構造について行う以降の説明においてはアクスルケース１の右端部について説明し、アクスルケース１の左端部については説明を省略する。

【0017】

図２及び図３に示すように、アクスルチューブ部５の先端部（右端部）には、チューブエンド３に接合するための第１接合代６が形成される。第１接合代６は、筒状に形成される。第１接合代６の内径ａ及び外径ｂは軸方向において一定に形成される。

【0018】

図２及び図４に示すように、チューブエンド３は、鉄鋼で構成され、筒状に形成される。なお、チューブエンド３の材料はこれに限られない。チューブエンド３の材料は、アクスルケース本体２と摩擦圧接可能な他の金属であってもよい。チューブエンド３の基端部（左端部）には、アクスルチューブ部５の先端部、すなわち、第１接合代６に接合される第２接合代９が形成される。第２接合代９は、筒状に形成される。第２接合代９の内径ｃは、第１接合代６の内径ａと同じ（内径ｃ＝内径ａ）に設定され、第２接合代９の外径ｄは、第１接合代６の外径ｂと同じ（内径ｄ＝内径ｂ）に設定される。

【0019】

また、第２接合代９より先端側（右側）のチューブエンド３には、アクスルシャフトを回転自在に挿通させる第１シャフト挿通孔３ａが形成される。第１シャフト挿通孔３ａの直径ｅは、第２接合代９の内径ｃより小さく設定される。また、第１シャフト挿通孔３ａを区画する部分のチューブエンド３の内周面３ｂと第２接合代９の内周面９ａとの間には、これらを接続する段差面３ｃが形成される。段差面３ｃは、チューブエンド３の中心軸Ｐに対して直角な平面状に形成される。

【0020】

ところで、第１接合代６と第２接合代９を摩擦圧接によって接合する場合、第１接合代６の厚さｆ及び第２接合代９の厚さｇには、上限がある。このため、求められる強度が高い場合、第１接合代６及び第２接合代９の強度が不足する可能性がある。また、第１接合代６に第２接合代９を摩擦圧接で接合する際に、スケールが発生する。このためアクスルケース１内にスケールが落下し、ギアの寿命低下の原因になる可能性がある。

【0021】

そこで本実施の形態におけるアクスルケース１は、第２接合代９内に嵌合される嵌合部１０と、嵌合部１０の外周面１０ｃに溝状に形成されスケールを受けるスケール受け部１１とを備える。

【0022】

図２及び図３に示すように、嵌合部１０と第１接合代６はアクスルケース本体２に一体に形成される。嵌合部１０は、筒状に形成される。嵌合部１０の外径ｘは、第１接合代６の内径ａより小さく設定され、嵌合部１０は第１接合代６に対して同軸に配置される。すなわち、第１接合代６と嵌合部１０は、二重筒状に配置される。また、嵌合部１０の基端（左端）は、第１接合代６の基端（左端）に接続される。嵌合部１０の先端（右端）は、第１接合代６から軸方向外方（右方）に突出される。嵌合部１０は、第２接合代９に微少な間隔を隔てて嵌合されるように外径ｘを設定される。すなわち、嵌合部１０の外径ｘは第２接合代９の内径ｃよりも小さく設定され、嵌合部１０の外周面１０ｃは第２接合代９の内周面９ａから微少な間隔を隔てて離間される。これにより、第１接合代６と第２接合代９を摩擦圧接するとき嵌合部１０が第２接合代９に摩擦接触されることが抑制される。

【0023】

また、嵌合部１０内には、アクスルシャフトを回転自在に挿通させる第２シャフト挿通孔１０ａが形成される。第２シャフト挿通孔１０ａの直径ｙは、第１シャフト挿通孔３ａの直径ｅと概ね同じ（直径ｙ＝直径ｅ）に設定される。なお、第２シャフト挿通孔１０ａの直径ｙは、第１シャフト挿通孔３ａの直径ｅより大きく（直径ｙ＞直径ｅ）設定されてもよい。嵌合部１０の先端面１０ｂは、図２に示すような第１接合代６と第２接合代９が接合された状態において、段差面３ｃから微少な隙間を隔てて離間されるように軸方向の位置を調整されて形成される。これにより、第１接合代６と第２接合代９を摩擦圧接するとき、嵌合部１０の先端面１０ｂと段差面３ｃとが当接してアクスルケース本体２の軸方向への移動を阻害することが抑制される。

【0024】

スケール受け部１１は、嵌合部１０の外周面１０ｃに断面Ｕ字の溝状に形成される。スケール受け部１１は、嵌合部１０の外周面１０ｃに全周に亘って環状に形成される。スケール受け部１１は、第１接合代６と第２接合代９とが摩擦圧接されたとき、その接合された部分の外周側と内周側に形成される圧接カール１２ａ、１２ｂのうち、内周側の圧接カール１２ｂを収容する機能を有する。

【0025】

スケール受け部１１の左右方向の寸法（溝巾方向の寸法）αは、内周側の圧接カール１２ｂの左右方向の寸法ｗより大きくなるように設定される。また、スケール受け部１１は、左右方向の中央に圧接カール１２ｂを位置させるように形成される。具体的には、スケール受け部１１の左右方向の位置は、予め実験又はシミュレーション等によって推定される圧接カール１２ｂの左右方向の位置に応じて決定される。また、スケール受け部１１の溝深さβは、圧接カール１２ｂの径方向内方への突出量ｔより大きく設定される。これにより、スケール受け部１１は、圧接カール１２ｂの全体を内周側から覆い、圧接カール１２ｂから剥がれ落ちるスケールを受ける。

【0026】

次に本実施の形態の作用について述べる。

【0027】

アクスルケース本体２にチューブエンド３を摩擦圧接にて接合する場合、第１接合代６と第２接合代９を軸方向に間隔を隔てて対向させるようにアクスルケース本体２とチューブエンド３を同軸に配置する。この後、例えば図５に示すように、チューブエンド３を第２接合代９の中心軸回りに回転させつつ、アクスルケース本体２をチューブエンド３に接近させるように移動させ、第２接合代９に対して第１接合代６を押し付ける。これにより、第１接合代６と第２接合代９は互いに突き合わされると共に摩擦接触されて発熱する。なお、チューブエンド３を回転させ、アクスルケース本体２をチューブエンド３に向けて移動させるものとしたが、これに限られない。逆にアクスルケース本体２を回転させ、チューブエンド３をアクスルケース本体２に向けて移動させてもよい。

【0028】

この後、第１接合代６と第２接合代９が所定温度に到達したら、チューブエンド３の回転を急速に停止させ、アクスルケース本体２をチューブエンド３に押し付ける圧力を所定圧力まで増大させる。ここで、所定温度とは、接合に適した温度であり、予め設定されている。また、所定温度は、第１接合代６と第２接合代９の接触面積、接触時間及び圧力に基づいて推定される。すなわち、実際の制御では、第１接合代６と第２接合代９の接触面積、接触時間及び圧力に基づいてチューブエンド３の停止タイミングが判断される。また、所定圧力とは、接合に適した圧力（アプセット圧力）であり、予め設定されている。

【0029】

そしてこの状態を所定時間（アプセット時間）維持することで第１接合代６及び第２接合代９に圧接カール１２ａ、１２ｂが形成され、第１接合代６と第２接合代９とが一体に接合される。このとき、圧接カール１２ａ、１２ｂからスケール（図示せず）が剥がれ落ちる可能性がある。しかし、内周側の圧接カール１２ｂはスケール受け部１１に囲まれている。このため、内周側の圧接カール１２ｂから剥がれ落ちたスケールは、スケール受け部１１内に閉じ込められる。このため、第１シャフト挿通孔３ａ及び第２シャフト挿通孔１０ａ内へのスケールの侵入を抑制できる。

【0030】

また、アクスルケース本体２とチューブエンド３は、摩擦圧接によって接合されるため、焼嵌めによる接合よりも静的精度の低下を抑えることができる。そして、アクスルケース本体２を安価な鋳鉄で構成できる。

【0031】

また、摩擦圧接による接合では、第１接合代６及び第２接合代９の厚さに上限があり、接合部を構成する第１接合代６及び第２接合代９の曲げ強度が不足する可能性がある。そして、第１接合代６及び第２接合代９に曲げ方向の荷重が作用した場合、その荷重によって第１接合代６及び第２接合代９が撓む可能性がある。しかし、第１接合代６及び第２接合代９が撓んだ場合、第２接合代９の内周面９ａに嵌合部１０が当たる。これにより、第１接合代６及び第２接合代９が嵌合部１０によって支持されることとなり、第１接合代６及び第２接合代９、すなわち接合部の曲げ強度を高めることができる。

【0032】

以上、本開示の実施形態を詳細に述べたが、本開示は以下のような他の実施形態も可能である。

【0033】

（１）第１接合代６及び第２接合代９は摩擦圧接にて接合されるものとしたが、これに限られない。例えば、第１接合代６及び第２接合代９は、ロータリーアーク溶接等の溶接で接合されてもよい。この場合、アクスルケース本体２及びチューブエンド３は、鉄鋼、鋳鋼等の溶接性に優れる金属で構成されるとよい。またさらに、嵌合部１０は、その外周面１０ｃを第２接合代９の内周面９ａに当接させた状態で第２接合代９に嵌合されるとよい。第１接合代６と第２接合代９を溶接するとき、第１接合代６及び第２接合代９を同軸に保つことができ、容易に精度良く接合できる。またこの場合、スケール受け部１１は、溶接位置の内周側に隣接するように配置されるとよい。内周側の溶接ビードをスケール受け部１１内に収容させることができ、溶接ビードから剥がれ落ちるスケールをスケール受け部１１内に閉じ込めることができる。そして、第１シャフト挿通孔３ａ及び第２シャフト挿通孔１０ａ内へのスケールの侵入を抑制できる。

【0034】

（２）スケール受け部１１は、嵌合部１０の外周面１０ｃに断面Ｕ字の溝状に形成されるものとしたが、これに限られない。例えば、スケール受け部１１の溝形状は、断面円弧状であってもよい。

【符号の説明】

【0035】

１ ：アクスルケース
２ ：アクスルケース本体
３ ：チューブエンド
６ ：第１接合代
９ ：第２接合代
９ａ ：内周面
１０ ：嵌合部
１０ａ ：第２シャフト挿通孔
１１ ：スケール受け部
１２ａ ：圧接カール
１２ｂ ：圧接カール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】