隅肉溶接部の構造及び隅肉溶接方法
【課題】安価で溶接止端部の形状が応力集中の軽減が図れる滑らかな形状となり、アクスルケースへのブレーキフランジの隅肉溶接に適用することで、ブレーキ時の制動トルクの保持と高い耐久性とを安価に両立できる隅肉溶接部の構造及び隅肉溶接方法を提供する。
【解決手段】第１の部材３に第２の部材４を隅肉溶接してなる隅肉溶接部の構造であって、第１の部材３及び第２の部材４の内の少なくとも一方の部材３の隅肉溶接する部分の一部又は全部に溶接方向に沿った溝１０を形成し、溶接時にその溝１０を溶着金属で埋めて溶接ビード７の脚長ａが上記溝１０の幅Ｘよりも大きくなるように溶接してなるもの。
【解決手段】第１の部材３に第２の部材４を隅肉溶接してなる隅肉溶接部の構造であって、第１の部材３及び第２の部材４の内の少なくとも一方の部材３の隅肉溶接する部分の一部又は全部に溶接方向に沿った溝１０を形成し、溶接時にその溝１０を溶着金属で埋めて溶接ビード７の脚長ａが上記溝１０の幅Ｘよりも大きくなるように溶接してなるもの。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接止端部の形状を滑らかにし、応力集中の軽減を図った隅肉溶接部の構造及び隅肉溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８（ａ）に示すように、車両用のアクスルケース１は、ディファレンシャル機構が収容されるディファレンシャル収容部２と、その左右に配置されアクスルが収容される円筒状のアクスルハウジング部３とから成っている。左右のアクスルハウジング部３には、ブレーキを取り付けるための環状板状のブレーキフランジ４が夫々嵌合され、各ブレーキフランジ４の少なくとも一方の側面がアクスルハウジング部３の外周面にその周方向に沿って隅肉溶接されている。
【０００３】
かかるアクスルケース１には、各ブレーキフランジ４の取付部よりも車幅中心側の左右各一カ所にサスペンション用のスプリング５が装着され、両端部すなわちブレーキフランジ４の取付部よりも車幅外側にタイヤ６が配置される。このため、スプリング５からの懸架力とタイヤ６からの路面反力とにより生成される曲げモーメントによりアクスルケース１の下面側には引張応力が発生する。よって、アクスルケース１の下面側におけるアクスルハウジング部３とブレーキフランジ４との隅肉溶接部に大きな応力集中（引張応力集中）が生じ、その隅肉溶接部を始端としてアクスルケース１に亀裂が発生する可能性が考えられる。
【０００４】
そこで、ブレーキフランジ４をアクスルケース１のアクスルハウジング部３に全周は溶接せず、アクスルハウジング部３の下面側の所定角度（例えば９０度〜１２０度）の範囲を隅肉溶接せずに未溶接のままとし、下面側の隅肉溶接部における応力集中を回避するようにした手法が知られている。しかし乍ら、この手法では、ブレーキフランジ４のアクスルハウジング部３に対する溶接長が減少するため、制動時にブレーキフランジ４に加わる制動トルクの支持能力が溶接長の減少に応じて低下してしまう。
【０００５】
そこで、この対策として、図９（ｂ）に示すようにフレックス入りワイヤを用いたＣＦ溶接を用い、ブレーキフランジ４をアクスルハウジング部３にその下面側をも含めて隅肉溶接する手法が知られている。この手法によれば、溶接長が稼げるためブレーキハウジング４に加わる制動トルクの支持能力を確保でき、ＣＦ溶接（フレックス入りワイヤ）により、図９（ａ）に示す一般的なソリッドワイヤを用いたＣＯ2 溶接によるブレーキフランジ４のアクスルハウジング部３への隅肉溶接と比べて溶接ビード７の溶接止端部８の形状が滑らかになるため、アクスルハウジング部３の下面側における溶接止端部８の応力集中が軽減される。
【０００６】
また、図９（ｃ）に示すエアタガネによる手法も実用化されている。このエアタガネによる手法は、ブレーキフランジ４をアクスルハウジング部３にその下面側をも含めて隅肉溶接（ソリッドワイヤを用いたＣＯ2 溶接）した上で、アクスルハウジング部３の下面側の引張曲げ応力の厳しい所定の範囲の溶接止端部８の近傍に、複数の針状の打撃体９を高圧エアの力で振動するようにして叩きつけるものである。この手法によれば、溶接長が稼げるためブレーキハウジング４に加わる制動トルクの支持能力を確保でき、針状の打撃体９によって叩かれた部分（アクスルハウジング部３の下面側の引張曲げ応力の厳しい部分）の表面が硬化して強度が向上すると共に、引張応力集中部に圧縮の残留応力が発生するため応力が相殺される。
【０００７】
【特許文献１】特開平８−１０８８８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、フレックス入りワイヤを用いたＣＦ溶接による手法においては、溶接ワイヤのコストが一般的なソリッドワイヤと比較して高価である上、溶接ビード７の表面がスケールで覆われるためこのスケールを除去する必要があり、コストアップ、作業工数の増加及び作業環境の悪化が問題となる。また、エアタガネによる手法においては、溶接後の処理時間の増加や、打撃音等による作業環境の悪化が問題となる。
【０００９】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、安価で溶接止端部の形状が応力集中の軽減が図れる滑らかな形状となり、アクスルケースへのブレーキフランジの隅肉溶接に適用することで、ブレーキ時の制動トルクの保持と高い耐久性とを安価に両立できる隅肉溶接部の構造及び隅肉溶接方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために第１の発明は、第１の部材に第２の部材を隅肉溶接してなる隅肉溶接部の構造であって、第１の部材及び第２の部材の内の少なくとも一方の部材の隅肉溶接する部分の一部又は全部に溶接方向に沿った溝を形成し、溶接時にその溝を溶着金属で埋めて溶接ビードの脚長が上記溝の幅よりも大きくなるように溶接してなるものである。
【００１１】
上記溝の幅が上記脚長の１／４以上、上記溝の深さが上記溝の幅の略１／２であることが好ましい。
【００１２】
また、第２の発明は、車両用のアクスルケースの円筒状のアクスルハウジング部に、ブレーキを取り付けるための環状板状のブレーキフランジを嵌合して上記アクスルハウジング部の周方向に隅肉溶接してなる隅肉溶接部の構造であって、上記アクスルハウジング部及びブレーキフランジの内の少なくとも一方の部材の隅肉溶接する部分の一部又は全部に溶接方向に沿った溝を形成し、溶接時にその溝を溶着金属で埋めて溶接ビードの脚長が上記溝の幅よりも大きくなるように溶接してなるものである。
【００１３】
上記溝が、上記アクスルハウジング部の車両下側の外周面に形成されることが好ましい。
【００１４】
上記溝が、上記アクスルハウジング部の車両下側の外周面の少なくとも６０度の範囲に形成されることが好ましい。
【００１５】
上記溝の幅が上記脚長の１／４以上、上記溝の深さが上記溝の幅の略１／２であることが好ましい。
【００１６】
上記溝が、上記アクスルハウジング部の上記ブレーキフランジよりも車幅中心側の外周面にのみ形成されることが好ましい。
【００１７】
また、第３の発明は、第１の部材に第２の部材を隅肉溶接する方法であって、第１の部材及び第２の部材の内の少なくとも一方の部材の隅肉溶接する部分の一部又は全部に溶接方向に沿った溝を形成し、溶接時にその溝を溶着金属で埋めて溶接ビードの脚長が上記溝の幅よりも大きくなるように溶接するものである。
【００１８】
また、第４の発明は、車両用のアクスルケースの円筒状のアクスルハウジング部に、ブレーキを取り付けるための環状板状のブレーキフランジを嵌合して上記アクスルハウジング部の周方向に隅肉溶接する方法であって、上記アクスルハウジング部及びブレーキフランジの内の少なくとも一方の部材の隅肉溶接する部分の一部又は全部に溶接方向に沿った溝を形成し、溶接時にその溝を溶着金属で埋めて溶接ビードの脚長が上記溝の幅よりも大きくなるように溶接するものである。
【００１９】
また、第５の発明は、隅肉溶接された溶接ビードの溶接線の一部分に応力が集中するような状況が見込まれるとき、少なくとも上記一部分を含むようにして溶接線に沿った溝を母材に形成しておき、その溝を溶着金属で埋めて溶接ビードの脚長が溝の幅以上となるように隅肉溶接するようにしたものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る隅肉溶接部の構造及び隅肉溶接方法によれば、安価で溶接止端部の形状が応力集中の軽減が図れる滑らかな形状となり、アクスルケースへのブレーキフランジの隅肉溶接に適用することで、ブレーキの制動トルクの保持と高い耐久性とを安価に両立できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の好適実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１（ａ）、図１（ｂ）、図８（ａ）、図８（ｂ）に示すように、車両用のアクスルケース１の円筒状のアクスルハウジング部３の外周面には、ブレーキを取り付けるための環状板状のブレーキフランジ４が被嵌され、そのブレーキフランジ４は、アクスルハウジング部３の外周面に、その周方向に沿って隅肉溶接されている。隅肉溶接は、本実施形態では、ブレーキ部品の取付性を考慮してアクスルハウジング部３のブレーキフランジ４よりも車幅中心側にのみ施され、低コスト化を考慮してソリッドワイヤを用いた一般的なＣＯ2 溶接が採用される。
【００２３】
アクスルハウジング部３の外周面の隅肉溶接する部分には、その溶接線の一部に、周方向に沿って溝１０が形成されている。詳しくは、溝１０は、アクスルハウジング部３の外周面の車両下側の部分に形成され、特に車両下側の部分の少なくとも６０度の範囲１０ａ（図８（ｂ）参照）、すなわちアクスルハウジング部３の中心からの鉛直線を挟んで少なくとも左右３０度の範囲１０ａに形成される。ここで「少なくとも６０度の範囲１０ａに溝１０を形成する」とは、上述した６０度の範囲１０ａには必ず溝１０を形成し、加えて６０度を超える範囲にも溝１０を形成することを妨げない、と言う意味である。
【００２４】
本実施形態では、ブレーキフランジ４がアクスルハウジング部３の外周面の全周に亘って隅肉溶接され、その溶接部の内、アクスルハウジング部３の外周面の車両下側の部分の６０度の範囲１０ａにのみ溝１０が形成されている。但し、隅肉溶接は全周に亘って施されていなくてもよく、溝１０は６０度の範囲１０ａを超えて形成されていてもよい。アクスルハウジング部３は本実施形態ではその中心線に沿って円筒を略半割りした２分割パーツからなり、溝１０はその分割パーツをプレス成形する際に同時にプレス型に押圧されて円弧状（略半円状）に成形される。よって、溝１０を成形するための追加の工程は不要である。但し、溝１０の断面は三角形や矩形でもよく、溝１０を切削加工で成形してもよい。
【００２５】
溝１０は、ブレーキフランジ４をアクスルハウジング部３に隅肉溶接（ソリッドワイヤを用いた一般的なＣＯ2 溶接）する際に、溶着金属で埋められ、溶接ビード７の脚長ａが溝１０の幅Ｘよりも大きくなるように溶接ビード７が形成される。このように溶着金属が溝１０の内面を溶かしつつ溝１０の内部に嵌り込むようにして収容されるため、溝１０が無い場合と比べると、単位長さ当たりの溶着金属の体積は同じであっても、溶接ビード７の表面７ａが凸形状と成り難くなり、凹形状乃至は平面形状、或いは凸形状と成ったとしても凸の程度が小さく成る。すなわち、安価なソリッドワイヤを用いたＣＯ2 溶接を採用しても、高価なフラックス入りワイヤを用いたＣＦ溶接（図９（ｂ）参照）を採用した場合と同様の溶接ビード７の形状が得られる。
【００２６】
この結果、極めて低コストで溶接ビード７の溶接止端部８のフランク角αが大きくなって、溶接止端部８が滑らかに母材（アクスルハウジング部３）と接続する形状となり、溶接止端部８における応力集中が軽減される。すなわち、アクスルケース１において引張応力が集中するアクスルハウジング部３の車両下面側におけるブレーキフランジ４の溶接ビード７の溶接止端部８の形状が、車両下面側の６０度の範囲１０ａで滑らかになり、その部分での応力集中が緩和される。よって、車両下面側における溶接止端部８を始点とする応力集中に因る亀裂の発生を低コストで抑制することができ、耐久性が向上する。また、フラックス入りワイヤを用いたＣＦ溶接を採用していないので溶接ビード７の表面がスケールで覆われることはなく、このスケールを除去するための作業工数の増加や作業環境の悪化の問題は生じない。
【００２７】
また、溝１０が隅肉溶接時に溶着金属で埋められ、溶接ビード７の脚長ａが溝１０の幅Ｘよりも大きくなるように溶接されることで、上述のようにフランク角αを大きくしつつ単位長さ当たりの溶着金属の体積が十分に確保され、溶着金属が母材に十分溶け込むため、高い溶接強度を確保できる。また、溝１０を形成する以外は従来の隅肉溶接（ソリッドワイヤを用いたＣＯ2 溶接）と同様の溶接条件（電圧、溶接速度等）で溶接しているので、低コストとなると共に従来と同様の溶接強度が得られる。加えて、本実施形態では、ブレーキフランジ４をアクスルハウジング部３の外周面の全周に亘って隅肉溶接しているので、長い溶接長が確保される。このように、高い溶接強度が得られると共に長い溶接長が確保できるため、制動時にブレーキフランジ４に加わる制動トルクの支持能力が高まり耐久性が向上する。
【００２８】
すなわち、本実施形態は、制動時にブレーキフランジ４に加わる制動トルクの支持能力を高めるため、ブレーキフランジ４をアクスルハウジング部３にその下面側をも含めて隅肉溶接し、且つ引張応力の集中に因り亀裂の発生が懸念される溶接ビード７の車両下面側の溶接止端部８の形状を滑らかに母材に繋がるようにしてその応力集中を緩和すべく、車両下面側の６０度の範囲１０ａに溝１０を形成した上で、安価なソリッドワイヤを用いたＣＯ2 溶接によって隅肉溶接を行ったものである。これにより、安価で溶接止端部８の形状が応力集中の軽減が図れる滑らかな形状となり、ブレーキの制動トルクの保持と高い耐久性とを安価に両立できる。
【００２９】
なお、溝１０は、上述したように溶接長さの全ての範囲に形成する必要はなく、強度上特に厳しい範囲（応力集中が顕著な範囲）、本実施形態のようにアクスルケース１のアクスルハウジング部３へのブレーキフランジ４の隅肉溶接においては、アクスルハウジング部３の車両下側の６０度の範囲１０ａに溝１０を設け、隅肉溶接時にその溝１０を埋めて脚長ａが溝１０の幅Ｘより大きくなるように溶接ビード７を形成することで、十分な強度向上効果（応力集中緩和効果）が得られる。但し、溝１０を溶接長さの全ての範囲、即ちアクスルハウジング部３の外周面の全周に亘って形成してもよいことは勿論である。
【００３０】
以下に、本発明の技術的な前提を述べる。
【００３１】
一般に、隅肉溶接部（溶接ビード７）の外観は、溶接ビード７の脚長ａが同じ場合には単位長さ当たりの溶着金属の量が少ないほど凹んだ形状となって溶接止端部８が滑らかに母材に接続する形状となり、溶接止端部８における溶着金属表面と母材表面の成すフランク角α（図２参照）が大きくなり、その溶接止端部８における応力の集中係数が軽減される。
【００３２】
溶着金属の量を減らすには電流を減らすか溶接速度を上げて単位溶接長当たりの入熱量を減らせばよいが、入熱量が減少することにより溶接の溶け込みや溶接ビード７の有効のど厚も減少してしまい、溶接ルート部からの亀裂発生や破壊の原因となるため、この方法によって溶着金属の量を減らしてフランク角αを増加させるのには限度がある。特に、溶接材料費が安く溶接の後処理が容易なＣＯ2 溶接の場合には溶接ワイヤから比較的大きな溶滴が落下することにより溶着金属が形成される上、スラグの少ない分だけ溶着金属の冷却凝固が速いため、溶接ビード７の幅や高さにムラのある、不連続な溶接ビード７と成り易く、更に限度が狭いため、より凸形状の溶接ビード７と成り易い（図９（ａ）参照）。
【００３３】
ところで、図２において、２つの部材（例えば、ブレーキフランジ４、アクスルハウジング部３）の溶接ビード７の水平方向及び垂直方向の脚長ａが等しく溶接ビード７の表面が略平坦の場合には、フランク角αは約１３５度（１８０度−４５度）となる。本発明者は、溶着金属の量が５０％増えて溶接ビード７が凸形状となるとフランク角αは約４０度減少し、逆に溶着金属の量が５０％減って溶接ビード７が凹形状となるとフランク角αは約４０度増加することを見出した（図３参照）。
【００３４】
図３は、溶着金属の溶着量変化率（Ｂ／Ａ）と、フランク角αと相関する角度θ（θ＝１８０度−（４５度＋フランク角α））との関係を表す説明図である。図３は次のようにして求められた。先ず、図２において、Ａは、溶接ビード７の水平方向の脚長ａ、垂直方向の脚長ａ、表面が平坦な部分の体積であり、Ｂはその表面から膨出した或いは表面から凹んだ部分の体積である。図２の三角形ＸＹＺについて次式が成立する。
【００３５】
ｓｉｎθ＝（√２ａ／２）／Ｒ
書き換えて
Ｒ＝ａ／（√２ｓｉｎθ）…（１）
また
Ａ＝０．５ａ2…（２）
Ｂ＝πＲ2 （２θ／３６０）−０．５（Ｒｓｉｎθ）（Ｒｃｏｓθ）×２
＝０．５Ｒ2 （４πθ／３６０）−０．５Ｒ2 ｓｉｎ２θ
＝０．５Ｒ2 （（４πθ／３６０）−ｓｉｎ２θ）
（１）式を代入して
Ｂ＝（０．２５ａ2 ／ｓｉｎ2 θ）×（（４πθ／３６０）−ｓｉｎ２θ）…（３） （２）式、（３）式より
Ｂ／Ａ＝（０．５／ｓｉｎ2 θ）×（（４πθ／３６０）−ｓｉｎ２θ）…（４）
（４）式より図３のグラフが得られる。図３によれば、Ｂ／Ａが＋０．５の場合、即ちベース部Ａの表面にＡの５０％の体積の膨出部Ｂが膨出している場合、θが約＋４０度となってフランク角αが約４０度小さく成る。逆に、Ｂ／Ａが−０．５の場合、即ちベース部Ａの表面からＡの５０％の体積の凹み部Ｂが窪んでいる場合、θが約−４０度となってフランク角αが約４０度大きく成る。
【００３６】
ここで、図１（ａ）に示すように、隅肉溶接する部材の少なくとも一方（本実施形態ではアクスルハウジング部３）に、脚長ａの範囲で脚長ａの１／４以上の幅Ｘを有し、深さＹが幅Ｘの略１／２となる溝１０を溶接線に沿って形成する。そして、この部材（アクスルハウジング部３）に他方の部材（ブレーキフランジ４）を、ソリッドワイヤを用いてＣＯ2 溶接により隅肉溶接し、図１（ｂ）に示すように、溝１０を溶着金属で完全に埋めることにより、溝１０の無い場合に比べて表面の膨らみが少ない乃至は表面の凹んだ溶接ビード７の外観が得られる。
【００３７】
例えば、図２に示すように、溝１０の幅Ｘが溶接ビード７の脚長ａの１／２の半円状の溝１０を配置した場合、溝１０の断面積は脚長ａを２辺とする２等辺直角三角形（ベース部Ａ）の面積の約２０％であることから、溶着金属の約２０％がこの溝１０を埋めるために消費されるため、図３によりフランク角αが約１７度増加し、溶接止端部８の応力集中が緩和され、溶接止端部８からの亀裂の発生が抑制され、寿命を大幅に向上できる。
【００３８】
また、溝１０の幅Ｘが溶接ビード７の脚長ａの１／４の半円状の溝１０を配置した場合には、溝１０の断面積はベース部Ａの面積の約５％となるので、溶着金属の約５％がこの溝１０を埋めるために消費され、図３によりフランク角αが約４度増加するが、溝１０の幅Ｘが溶接ビード７の脚長ａの１／５の半円状の溝１０を配置した場合、溝１０の断面積はベース部Ａの面積の約３％となるので、溶着金属の約３％がこの溝を埋めるために消費され、図３によりフランク角αが約３度しか増加しない。
【００３９】
よって、フランク角αが少なくとも約４度以上増加することを確保して、或る程度の応力集中緩和の効果を得るべく、特許請求の範囲において、溝１０の幅Ｘが溶接ビード７の脚長ａの１／４以上、溝１０の深さＹが溝１０の幅Ｘの略１／２であることを限定した請求項を設けている。
【００４０】
本発明の変形実施形態を図４〜図７に示す。
【００４１】
図４（ａ）、図４（ｂ）に示すものは、溝１０をアクスルハウジング部３のブレーキフランジ４よりも車幅中心側のみならず車幅端部側にも同様に設け、車幅中心側のみならず車幅端部側にも同様に溶接ビード７を形成した点のみが前実施形態と異なり、その他は前実施形態と同様となっている。車幅中心側の溝１０の幅Ｘ１は脚長ａ１の１／４以上、溝１０の深さＹ１は溝１０の幅Ｘ１の略１／２である。車幅端部側の溝１０の幅Ｘ２は脚長ａ２の１／４以上、溝１０の深さＹ２は溝の幅Ｘ２の略１／２である。
【００４２】
図５（ａ）、図５（ｂ）に示すものは、溝１０をアクスルハウジング部３に設けることに加えブレーキフランジ４にも同様に設けた点のみが最初の実施形態と異なり、その他は最初の実施形態と同様となっている。アクスルハウジング部３の溝１０の幅Ｘ３は脚長ａ３の１／４以上、溝１０の深さＹ３は溝１０の幅Ｘ３の略１／２である。ブレーキフランジ４の溝１０の幅Ｘ４は脚長ａ４の１／４以上、溝１０の深さＹ４は溝１０の幅Ｘ４の略１／２である。
【００４３】
図６（ａ）、図６（ｂ）に示すものは、図４（ａ）、図４（ｂ）に示すものと図５（ａ）、図５（ｂ）に示すものとを組み合わせたものである。溝１０の幅Ｘ５は脚長ａ５の１／４以上、溝１０の深さＹ５は溝１０の幅Ｘ５の略１／２である。溝１０の幅Ｘ６は脚長ａ６の１／４以上、溝１０の深さＹ６は溝１０の幅Ｘ６の略１／２である。溝１０の幅Ｘ７は脚長ａ７の１／４以上、溝１０の深さＹ７は溝１０の幅Ｘ７の略１／２である。溝１０の幅Ｘ８は脚長ａ８の１／４以上、溝１０の深さＹ８は溝１０の幅Ｘ８の略１／２である。
【００４４】
図７（ａ）、図７（ｂ）に示すものは、溝１０の断面を三角形、矩形としたものであり、溝１０をプレス加工ではなく切削加工やコイニング加工により成形して溝１０の反対側の突起を無くしたものである。
【００４５】
これらの変形実施形態においても、最初の実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００４６】
なお、本発明は、アクスルケース１におけるアクスルハウジング部３とブレーキフランジ４との隅肉溶接に限られることはない。すなわち、隅肉溶接された溶接ビードの溶接線に沿った一部分に応力（引張又は圧縮）が集中するような状況が見込まれるのであれば、少なくとも上記一部分を含むようにして溶接線に沿った溝を母材に形成しておき、その溝を溶着金属で埋めて溶接ビードの脚長が溝の幅以上となるように隅肉溶接（安価なＣＯ2 溶接等）することで、各種の隅肉溶接に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の好適実施形態に係る隅肉溶接部の構造、隅肉溶接方法を示す説明図であり、（ａ）はアクスルハウジング部とブレーキフランジの溶接前の断面図、（ｂ）は溶接後の同断面図である。
【図２】隅肉溶接部の拡大断面図である。
【図３】溶着金属量とフランク角αに相関する角度θとの相関を示す説明図である。
【図４】本発明の変形実施形態に係る隅肉溶接部の構造、隅肉溶接方法を示す説明図であり、（ａ）はアクスルハウジング部とブレーキフランジの溶接前の断面図、（ｂ）は溶接後の同断面図である。
【図５】本発明の別の変形実施形態に係る隅肉溶接部の構造、隅肉溶接方法を示す説明図であり、（ａ）はアクスルハウジング部とブレーキフランジの溶接前の断面図、（ｂ）は溶接後の同断面図である。
【図６】本発明の更に別の変形実施形態に係る隅肉溶接部の構造、隅肉溶接方法を示す説明図であり、（ａ）はアクスルハウジング部とブレーキフランジの溶接前の断面図、（ｂ）は溶接後の同断面図である。
【図７】本発明のまた更に別の変形実施形態に係る隅肉溶接部の構造、隅肉溶接方法を示す説明図であり、（ａ）は溝の断面が三角形のもの、（ｂ）は溝の断面が矩形のものを示す。
【図８】アクスルケースの説明図であり、（ａ）はアクスルケースの正面図、（ｂ）は同側面図である。
【図９】従来例を示す説明図であり、（ａ）はアクスルハウジング部にブレーキフランジをＣＯ2 溶接したものの断面図、（ｂ）は同様にＣＦ溶接したものの断面図、（ｃ）は同様にＣＯ2 溶接したものにエアタガネを施した断面図を示す。
【符号の説明】
【００４８】
１ アクスルケース
３ アクスルハウジング部
４ ブレーキフランジ
７ 溶接ビード
８ 溶接止端部
１０ 溝
１０ａ 範囲
ａ 溶接ビードの脚長
Ｘ 溝の幅
Ｙ 溝の深さ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接止端部の形状を滑らかにし、応力集中の軽減を図った隅肉溶接部の構造及び隅肉溶接方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図８（ａ）に示すように、車両用のアクスルケース１は、ディファレンシャル機構が収容されるディファレンシャル収容部２と、その左右に配置されアクスルが収容される円筒状のアクスルハウジング部３とから成っている。左右のアクスルハウジング部３には、ブレーキを取り付けるための環状板状のブレーキフランジ４が夫々嵌合され、各ブレーキフランジ４の少なくとも一方の側面がアクスルハウジング部３の外周面にその周方向に沿って隅肉溶接されている。
【０００３】
かかるアクスルケース１には、各ブレーキフランジ４の取付部よりも車幅中心側の左右各一カ所にサスペンション用のスプリング５が装着され、両端部すなわちブレーキフランジ４の取付部よりも車幅外側にタイヤ６が配置される。このため、スプリング５からの懸架力とタイヤ６からの路面反力とにより生成される曲げモーメントによりアクスルケース１の下面側には引張応力が発生する。よって、アクスルケース１の下面側におけるアクスルハウジング部３とブレーキフランジ４との隅肉溶接部に大きな応力集中（引張応力集中）が生じ、その隅肉溶接部を始端としてアクスルケース１に亀裂が発生する可能性が考えられる。
【０００４】
そこで、ブレーキフランジ４をアクスルケース１のアクスルハウジング部３に全周は溶接せず、アクスルハウジング部３の下面側の所定角度（例えば９０度〜１２０度）の範囲を隅肉溶接せずに未溶接のままとし、下面側の隅肉溶接部における応力集中を回避するようにした手法が知られている。しかし乍ら、この手法では、ブレーキフランジ４のアクスルハウジング部３に対する溶接長が減少するため、制動時にブレーキフランジ４に加わる制動トルクの支持能力が溶接長の減少に応じて低下してしまう。
【０００５】
そこで、この対策として、図９（ｂ）に示すようにフレックス入りワイヤを用いたＣＦ溶接を用い、ブレーキフランジ４をアクスルハウジング部３にその下面側をも含めて隅肉溶接する手法が知られている。この手法によれば、溶接長が稼げるためブレーキハウジング４に加わる制動トルクの支持能力を確保でき、ＣＦ溶接（フレックス入りワイヤ）により、図９（ａ）に示す一般的なソリッドワイヤを用いたＣＯ2 溶接によるブレーキフランジ４のアクスルハウジング部３への隅肉溶接と比べて溶接ビード７の溶接止端部８の形状が滑らかになるため、アクスルハウジング部３の下面側における溶接止端部８の応力集中が軽減される。
【０００６】
また、図９（ｃ）に示すエアタガネによる手法も実用化されている。このエアタガネによる手法は、ブレーキフランジ４をアクスルハウジング部３にその下面側をも含めて隅肉溶接（ソリッドワイヤを用いたＣＯ2 溶接）した上で、アクスルハウジング部３の下面側の引張曲げ応力の厳しい所定の範囲の溶接止端部８の近傍に、複数の針状の打撃体９を高圧エアの力で振動するようにして叩きつけるものである。この手法によれば、溶接長が稼げるためブレーキハウジング４に加わる制動トルクの支持能力を確保でき、針状の打撃体９によって叩かれた部分（アクスルハウジング部３の下面側の引張曲げ応力の厳しい部分）の表面が硬化して強度が向上すると共に、引張応力集中部に圧縮の残留応力が発生するため応力が相殺される。
【０００７】
【特許文献１】特開平８−１０８８８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、フレックス入りワイヤを用いたＣＦ溶接による手法においては、溶接ワイヤのコストが一般的なソリッドワイヤと比較して高価である上、溶接ビード７の表面がスケールで覆われるためこのスケールを除去する必要があり、コストアップ、作業工数の増加及び作業環境の悪化が問題となる。また、エアタガネによる手法においては、溶接後の処理時間の増加や、打撃音等による作業環境の悪化が問題となる。
【０００９】
以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、安価で溶接止端部の形状が応力集中の軽減が図れる滑らかな形状となり、アクスルケースへのブレーキフランジの隅肉溶接に適用することで、ブレーキ時の制動トルクの保持と高い耐久性とを安価に両立できる隅肉溶接部の構造及び隅肉溶接方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために第１の発明は、第１の部材に第２の部材を隅肉溶接してなる隅肉溶接部の構造であって、第１の部材及び第２の部材の内の少なくとも一方の部材の隅肉溶接する部分の一部又は全部に溶接方向に沿った溝を形成し、溶接時にその溝を溶着金属で埋めて溶接ビードの脚長が上記溝の幅よりも大きくなるように溶接してなるものである。
【００１１】
上記溝の幅が上記脚長の１／４以上、上記溝の深さが上記溝の幅の略１／２であることが好ましい。
【００１２】
また、第２の発明は、車両用のアクスルケースの円筒状のアクスルハウジング部に、ブレーキを取り付けるための環状板状のブレーキフランジを嵌合して上記アクスルハウジング部の周方向に隅肉溶接してなる隅肉溶接部の構造であって、上記アクスルハウジング部及びブレーキフランジの内の少なくとも一方の部材の隅肉溶接する部分の一部又は全部に溶接方向に沿った溝を形成し、溶接時にその溝を溶着金属で埋めて溶接ビードの脚長が上記溝の幅よりも大きくなるように溶接してなるものである。
【００１３】
上記溝が、上記アクスルハウジング部の車両下側の外周面に形成されることが好ましい。
【００１４】
上記溝が、上記アクスルハウジング部の車両下側の外周面の少なくとも６０度の範囲に形成されることが好ましい。
【００１５】
上記溝の幅が上記脚長の１／４以上、上記溝の深さが上記溝の幅の略１／２であることが好ましい。
【００１６】
上記溝が、上記アクスルハウジング部の上記ブレーキフランジよりも車幅中心側の外周面にのみ形成されることが好ましい。
【００１７】
また、第３の発明は、第１の部材に第２の部材を隅肉溶接する方法であって、第１の部材及び第２の部材の内の少なくとも一方の部材の隅肉溶接する部分の一部又は全部に溶接方向に沿った溝を形成し、溶接時にその溝を溶着金属で埋めて溶接ビードの脚長が上記溝の幅よりも大きくなるように溶接するものである。
【００１８】
また、第４の発明は、車両用のアクスルケースの円筒状のアクスルハウジング部に、ブレーキを取り付けるための環状板状のブレーキフランジを嵌合して上記アクスルハウジング部の周方向に隅肉溶接する方法であって、上記アクスルハウジング部及びブレーキフランジの内の少なくとも一方の部材の隅肉溶接する部分の一部又は全部に溶接方向に沿った溝を形成し、溶接時にその溝を溶着金属で埋めて溶接ビードの脚長が上記溝の幅よりも大きくなるように溶接するものである。
【００１９】
また、第５の発明は、隅肉溶接された溶接ビードの溶接線の一部分に応力が集中するような状況が見込まれるとき、少なくとも上記一部分を含むようにして溶接線に沿った溝を母材に形成しておき、その溝を溶着金属で埋めて溶接ビードの脚長が溝の幅以上となるように隅肉溶接するようにしたものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る隅肉溶接部の構造及び隅肉溶接方法によれば、安価で溶接止端部の形状が応力集中の軽減が図れる滑らかな形状となり、アクスルケースへのブレーキフランジの隅肉溶接に適用することで、ブレーキの制動トルクの保持と高い耐久性とを安価に両立できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の好適実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１（ａ）、図１（ｂ）、図８（ａ）、図８（ｂ）に示すように、車両用のアクスルケース１の円筒状のアクスルハウジング部３の外周面には、ブレーキを取り付けるための環状板状のブレーキフランジ４が被嵌され、そのブレーキフランジ４は、アクスルハウジング部３の外周面に、その周方向に沿って隅肉溶接されている。隅肉溶接は、本実施形態では、ブレーキ部品の取付性を考慮してアクスルハウジング部３のブレーキフランジ４よりも車幅中心側にのみ施され、低コスト化を考慮してソリッドワイヤを用いた一般的なＣＯ2 溶接が採用される。
【００２３】
アクスルハウジング部３の外周面の隅肉溶接する部分には、その溶接線の一部に、周方向に沿って溝１０が形成されている。詳しくは、溝１０は、アクスルハウジング部３の外周面の車両下側の部分に形成され、特に車両下側の部分の少なくとも６０度の範囲１０ａ（図８（ｂ）参照）、すなわちアクスルハウジング部３の中心からの鉛直線を挟んで少なくとも左右３０度の範囲１０ａに形成される。ここで「少なくとも６０度の範囲１０ａに溝１０を形成する」とは、上述した６０度の範囲１０ａには必ず溝１０を形成し、加えて６０度を超える範囲にも溝１０を形成することを妨げない、と言う意味である。
【００２４】
本実施形態では、ブレーキフランジ４がアクスルハウジング部３の外周面の全周に亘って隅肉溶接され、その溶接部の内、アクスルハウジング部３の外周面の車両下側の部分の６０度の範囲１０ａにのみ溝１０が形成されている。但し、隅肉溶接は全周に亘って施されていなくてもよく、溝１０は６０度の範囲１０ａを超えて形成されていてもよい。アクスルハウジング部３は本実施形態ではその中心線に沿って円筒を略半割りした２分割パーツからなり、溝１０はその分割パーツをプレス成形する際に同時にプレス型に押圧されて円弧状（略半円状）に成形される。よって、溝１０を成形するための追加の工程は不要である。但し、溝１０の断面は三角形や矩形でもよく、溝１０を切削加工で成形してもよい。
【００２５】
溝１０は、ブレーキフランジ４をアクスルハウジング部３に隅肉溶接（ソリッドワイヤを用いた一般的なＣＯ2 溶接）する際に、溶着金属で埋められ、溶接ビード７の脚長ａが溝１０の幅Ｘよりも大きくなるように溶接ビード７が形成される。このように溶着金属が溝１０の内面を溶かしつつ溝１０の内部に嵌り込むようにして収容されるため、溝１０が無い場合と比べると、単位長さ当たりの溶着金属の体積は同じであっても、溶接ビード７の表面７ａが凸形状と成り難くなり、凹形状乃至は平面形状、或いは凸形状と成ったとしても凸の程度が小さく成る。すなわち、安価なソリッドワイヤを用いたＣＯ2 溶接を採用しても、高価なフラックス入りワイヤを用いたＣＦ溶接（図９（ｂ）参照）を採用した場合と同様の溶接ビード７の形状が得られる。
【００２６】
この結果、極めて低コストで溶接ビード７の溶接止端部８のフランク角αが大きくなって、溶接止端部８が滑らかに母材（アクスルハウジング部３）と接続する形状となり、溶接止端部８における応力集中が軽減される。すなわち、アクスルケース１において引張応力が集中するアクスルハウジング部３の車両下面側におけるブレーキフランジ４の溶接ビード７の溶接止端部８の形状が、車両下面側の６０度の範囲１０ａで滑らかになり、その部分での応力集中が緩和される。よって、車両下面側における溶接止端部８を始点とする応力集中に因る亀裂の発生を低コストで抑制することができ、耐久性が向上する。また、フラックス入りワイヤを用いたＣＦ溶接を採用していないので溶接ビード７の表面がスケールで覆われることはなく、このスケールを除去するための作業工数の増加や作業環境の悪化の問題は生じない。
【００２７】
また、溝１０が隅肉溶接時に溶着金属で埋められ、溶接ビード７の脚長ａが溝１０の幅Ｘよりも大きくなるように溶接されることで、上述のようにフランク角αを大きくしつつ単位長さ当たりの溶着金属の体積が十分に確保され、溶着金属が母材に十分溶け込むため、高い溶接強度を確保できる。また、溝１０を形成する以外は従来の隅肉溶接（ソリッドワイヤを用いたＣＯ2 溶接）と同様の溶接条件（電圧、溶接速度等）で溶接しているので、低コストとなると共に従来と同様の溶接強度が得られる。加えて、本実施形態では、ブレーキフランジ４をアクスルハウジング部３の外周面の全周に亘って隅肉溶接しているので、長い溶接長が確保される。このように、高い溶接強度が得られると共に長い溶接長が確保できるため、制動時にブレーキフランジ４に加わる制動トルクの支持能力が高まり耐久性が向上する。
【００２８】
すなわち、本実施形態は、制動時にブレーキフランジ４に加わる制動トルクの支持能力を高めるため、ブレーキフランジ４をアクスルハウジング部３にその下面側をも含めて隅肉溶接し、且つ引張応力の集中に因り亀裂の発生が懸念される溶接ビード７の車両下面側の溶接止端部８の形状を滑らかに母材に繋がるようにしてその応力集中を緩和すべく、車両下面側の６０度の範囲１０ａに溝１０を形成した上で、安価なソリッドワイヤを用いたＣＯ2 溶接によって隅肉溶接を行ったものである。これにより、安価で溶接止端部８の形状が応力集中の軽減が図れる滑らかな形状となり、ブレーキの制動トルクの保持と高い耐久性とを安価に両立できる。
【００２９】
なお、溝１０は、上述したように溶接長さの全ての範囲に形成する必要はなく、強度上特に厳しい範囲（応力集中が顕著な範囲）、本実施形態のようにアクスルケース１のアクスルハウジング部３へのブレーキフランジ４の隅肉溶接においては、アクスルハウジング部３の車両下側の６０度の範囲１０ａに溝１０を設け、隅肉溶接時にその溝１０を埋めて脚長ａが溝１０の幅Ｘより大きくなるように溶接ビード７を形成することで、十分な強度向上効果（応力集中緩和効果）が得られる。但し、溝１０を溶接長さの全ての範囲、即ちアクスルハウジング部３の外周面の全周に亘って形成してもよいことは勿論である。
【００３０】
以下に、本発明の技術的な前提を述べる。
【００３１】
一般に、隅肉溶接部（溶接ビード７）の外観は、溶接ビード７の脚長ａが同じ場合には単位長さ当たりの溶着金属の量が少ないほど凹んだ形状となって溶接止端部８が滑らかに母材に接続する形状となり、溶接止端部８における溶着金属表面と母材表面の成すフランク角α（図２参照）が大きくなり、その溶接止端部８における応力の集中係数が軽減される。
【００３２】
溶着金属の量を減らすには電流を減らすか溶接速度を上げて単位溶接長当たりの入熱量を減らせばよいが、入熱量が減少することにより溶接の溶け込みや溶接ビード７の有効のど厚も減少してしまい、溶接ルート部からの亀裂発生や破壊の原因となるため、この方法によって溶着金属の量を減らしてフランク角αを増加させるのには限度がある。特に、溶接材料費が安く溶接の後処理が容易なＣＯ2 溶接の場合には溶接ワイヤから比較的大きな溶滴が落下することにより溶着金属が形成される上、スラグの少ない分だけ溶着金属の冷却凝固が速いため、溶接ビード７の幅や高さにムラのある、不連続な溶接ビード７と成り易く、更に限度が狭いため、より凸形状の溶接ビード７と成り易い（図９（ａ）参照）。
【００３３】
ところで、図２において、２つの部材（例えば、ブレーキフランジ４、アクスルハウジング部３）の溶接ビード７の水平方向及び垂直方向の脚長ａが等しく溶接ビード７の表面が略平坦の場合には、フランク角αは約１３５度（１８０度−４５度）となる。本発明者は、溶着金属の量が５０％増えて溶接ビード７が凸形状となるとフランク角αは約４０度減少し、逆に溶着金属の量が５０％減って溶接ビード７が凹形状となるとフランク角αは約４０度増加することを見出した（図３参照）。
【００３４】
図３は、溶着金属の溶着量変化率（Ｂ／Ａ）と、フランク角αと相関する角度θ（θ＝１８０度−（４５度＋フランク角α））との関係を表す説明図である。図３は次のようにして求められた。先ず、図２において、Ａは、溶接ビード７の水平方向の脚長ａ、垂直方向の脚長ａ、表面が平坦な部分の体積であり、Ｂはその表面から膨出した或いは表面から凹んだ部分の体積である。図２の三角形ＸＹＺについて次式が成立する。
【００３５】
ｓｉｎθ＝（√２ａ／２）／Ｒ
書き換えて
Ｒ＝ａ／（√２ｓｉｎθ）…（１）
また
Ａ＝０．５ａ2…（２）
Ｂ＝πＲ2 （２θ／３６０）−０．５（Ｒｓｉｎθ）（Ｒｃｏｓθ）×２
＝０．５Ｒ2 （４πθ／３６０）−０．５Ｒ2 ｓｉｎ２θ
＝０．５Ｒ2 （（４πθ／３６０）−ｓｉｎ２θ）
（１）式を代入して
Ｂ＝（０．２５ａ2 ／ｓｉｎ2 θ）×（（４πθ／３６０）−ｓｉｎ２θ）…（３） （２）式、（３）式より
Ｂ／Ａ＝（０．５／ｓｉｎ2 θ）×（（４πθ／３６０）−ｓｉｎ２θ）…（４）
（４）式より図３のグラフが得られる。図３によれば、Ｂ／Ａが＋０．５の場合、即ちベース部Ａの表面にＡの５０％の体積の膨出部Ｂが膨出している場合、θが約＋４０度となってフランク角αが約４０度小さく成る。逆に、Ｂ／Ａが−０．５の場合、即ちベース部Ａの表面からＡの５０％の体積の凹み部Ｂが窪んでいる場合、θが約−４０度となってフランク角αが約４０度大きく成る。
【００３６】
ここで、図１（ａ）に示すように、隅肉溶接する部材の少なくとも一方（本実施形態ではアクスルハウジング部３）に、脚長ａの範囲で脚長ａの１／４以上の幅Ｘを有し、深さＹが幅Ｘの略１／２となる溝１０を溶接線に沿って形成する。そして、この部材（アクスルハウジング部３）に他方の部材（ブレーキフランジ４）を、ソリッドワイヤを用いてＣＯ2 溶接により隅肉溶接し、図１（ｂ）に示すように、溝１０を溶着金属で完全に埋めることにより、溝１０の無い場合に比べて表面の膨らみが少ない乃至は表面の凹んだ溶接ビード７の外観が得られる。
【００３７】
例えば、図２に示すように、溝１０の幅Ｘが溶接ビード７の脚長ａの１／２の半円状の溝１０を配置した場合、溝１０の断面積は脚長ａを２辺とする２等辺直角三角形（ベース部Ａ）の面積の約２０％であることから、溶着金属の約２０％がこの溝１０を埋めるために消費されるため、図３によりフランク角αが約１７度増加し、溶接止端部８の応力集中が緩和され、溶接止端部８からの亀裂の発生が抑制され、寿命を大幅に向上できる。
【００３８】
また、溝１０の幅Ｘが溶接ビード７の脚長ａの１／４の半円状の溝１０を配置した場合には、溝１０の断面積はベース部Ａの面積の約５％となるので、溶着金属の約５％がこの溝１０を埋めるために消費され、図３によりフランク角αが約４度増加するが、溝１０の幅Ｘが溶接ビード７の脚長ａの１／５の半円状の溝１０を配置した場合、溝１０の断面積はベース部Ａの面積の約３％となるので、溶着金属の約３％がこの溝を埋めるために消費され、図３によりフランク角αが約３度しか増加しない。
【００３９】
よって、フランク角αが少なくとも約４度以上増加することを確保して、或る程度の応力集中緩和の効果を得るべく、特許請求の範囲において、溝１０の幅Ｘが溶接ビード７の脚長ａの１／４以上、溝１０の深さＹが溝１０の幅Ｘの略１／２であることを限定した請求項を設けている。
【００４０】
本発明の変形実施形態を図４〜図７に示す。
【００４１】
図４（ａ）、図４（ｂ）に示すものは、溝１０をアクスルハウジング部３のブレーキフランジ４よりも車幅中心側のみならず車幅端部側にも同様に設け、車幅中心側のみならず車幅端部側にも同様に溶接ビード７を形成した点のみが前実施形態と異なり、その他は前実施形態と同様となっている。車幅中心側の溝１０の幅Ｘ１は脚長ａ１の１／４以上、溝１０の深さＹ１は溝１０の幅Ｘ１の略１／２である。車幅端部側の溝１０の幅Ｘ２は脚長ａ２の１／４以上、溝１０の深さＹ２は溝の幅Ｘ２の略１／２である。
【００４２】
図５（ａ）、図５（ｂ）に示すものは、溝１０をアクスルハウジング部３に設けることに加えブレーキフランジ４にも同様に設けた点のみが最初の実施形態と異なり、その他は最初の実施形態と同様となっている。アクスルハウジング部３の溝１０の幅Ｘ３は脚長ａ３の１／４以上、溝１０の深さＹ３は溝１０の幅Ｘ３の略１／２である。ブレーキフランジ４の溝１０の幅Ｘ４は脚長ａ４の１／４以上、溝１０の深さＹ４は溝１０の幅Ｘ４の略１／２である。
【００４３】
図６（ａ）、図６（ｂ）に示すものは、図４（ａ）、図４（ｂ）に示すものと図５（ａ）、図５（ｂ）に示すものとを組み合わせたものである。溝１０の幅Ｘ５は脚長ａ５の１／４以上、溝１０の深さＹ５は溝１０の幅Ｘ５の略１／２である。溝１０の幅Ｘ６は脚長ａ６の１／４以上、溝１０の深さＹ６は溝１０の幅Ｘ６の略１／２である。溝１０の幅Ｘ７は脚長ａ７の１／４以上、溝１０の深さＹ７は溝１０の幅Ｘ７の略１／２である。溝１０の幅Ｘ８は脚長ａ８の１／４以上、溝１０の深さＹ８は溝１０の幅Ｘ８の略１／２である。
【００４４】
図７（ａ）、図７（ｂ）に示すものは、溝１０の断面を三角形、矩形としたものであり、溝１０をプレス加工ではなく切削加工やコイニング加工により成形して溝１０の反対側の突起を無くしたものである。
【００４５】
これらの変形実施形態においても、最初の実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００４６】
なお、本発明は、アクスルケース１におけるアクスルハウジング部３とブレーキフランジ４との隅肉溶接に限られることはない。すなわち、隅肉溶接された溶接ビードの溶接線に沿った一部分に応力（引張又は圧縮）が集中するような状況が見込まれるのであれば、少なくとも上記一部分を含むようにして溶接線に沿った溝を母材に形成しておき、その溝を溶着金属で埋めて溶接ビードの脚長が溝の幅以上となるように隅肉溶接（安価なＣＯ2 溶接等）することで、各種の隅肉溶接に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の好適実施形態に係る隅肉溶接部の構造、隅肉溶接方法を示す説明図であり、（ａ）はアクスルハウジング部とブレーキフランジの溶接前の断面図、（ｂ）は溶接後の同断面図である。
【図２】隅肉溶接部の拡大断面図である。
【図３】溶着金属量とフランク角αに相関する角度θとの相関を示す説明図である。
【図４】本発明の変形実施形態に係る隅肉溶接部の構造、隅肉溶接方法を示す説明図であり、（ａ）はアクスルハウジング部とブレーキフランジの溶接前の断面図、（ｂ）は溶接後の同断面図である。
【図５】本発明の別の変形実施形態に係る隅肉溶接部の構造、隅肉溶接方法を示す説明図であり、（ａ）はアクスルハウジング部とブレーキフランジの溶接前の断面図、（ｂ）は溶接後の同断面図である。
【図６】本発明の更に別の変形実施形態に係る隅肉溶接部の構造、隅肉溶接方法を示す説明図であり、（ａ）はアクスルハウジング部とブレーキフランジの溶接前の断面図、（ｂ）は溶接後の同断面図である。
【図７】本発明のまた更に別の変形実施形態に係る隅肉溶接部の構造、隅肉溶接方法を示す説明図であり、（ａ）は溝の断面が三角形のもの、（ｂ）は溝の断面が矩形のものを示す。
【図８】アクスルケースの説明図であり、（ａ）はアクスルケースの正面図、（ｂ）は同側面図である。
【図９】従来例を示す説明図であり、（ａ）はアクスルハウジング部にブレーキフランジをＣＯ2 溶接したものの断面図、（ｂ）は同様にＣＦ溶接したものの断面図、（ｃ）は同様にＣＯ2 溶接したものにエアタガネを施した断面図を示す。
【符号の説明】
【００４８】
１ アクスルケース
３ アクスルハウジング部
４ ブレーキフランジ
７ 溶接ビード
８ 溶接止端部
１０ 溝
１０ａ 範囲
ａ 溶接ビードの脚長
Ｘ 溝の幅
Ｙ 溝の深さ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の部材に第２の部材を隅肉溶接してなる隅肉溶接部の構造であって、
第１の部材及び第２の部材の内の少なくとも一方の部材の隅肉溶接する部分の一部又は全部に溶接方向に沿った溝を形成し、溶接時にその溝を溶着金属で埋めて溶接ビードの脚長が上記溝の幅よりも大きくなるように溶接してなることを特徴とする隅肉溶接部の構造。
【請求項２】
上記溝の幅が上記脚長の１／４以上、上記溝の深さが上記溝の幅の略１／２である請求項１に記載の隅肉溶接部の構造。
【請求項３】
車両用のアクスルケースの円筒状のアクスルハウジング部に、ブレーキを取り付けるための環状板状のブレーキフランジを嵌合して上記アクスルハウジング部の周方向に隅肉溶接してなる隅肉溶接部の構造であって、
上記アクスルハウジング部及びブレーキフランジの内の少なくとも一方の部材の隅肉溶接する部分の一部又は全部に溶接方向に沿った溝を形成し、溶接時にその溝を溶着金属で埋めて溶接ビードの脚長が上記溝の幅よりも大きくなるように溶接してなることを特徴とする隅肉溶接部の構造。
【請求項４】
上記溝が、上記アクスルハウジング部の車両下側の外周面に形成された請求項３に記載の隅肉溶接部の構造。
【請求項５】
上記溝が、上記アクスルハウジング部の車両下側の外周面の少なくとも６０度の範囲に形成された請求項４に記載の隅肉溶接部の構造。
【請求項６】
上記溝の幅が上記脚長の１／４以上、上記溝の深さが上記溝の幅の略１／２である請求項３〜５いずれかに記載の隅肉溶接部の構造。
【請求項７】
上記溝が、上記アクスルハウジング部の上記ブレーキフランジよりも車幅中心側の外周面にのみ形成された請求項３〜６いずれかに記載の隅肉溶接部の構造。
【請求項８】
第１の部材に第２の部材を隅肉溶接する方法であって、
第１の部材及び第２の部材の内の少なくとも一方の部材の隅肉溶接する部分の一部又は全部に溶接方向に沿った溝を形成し、溶接時にその溝を溶着金属で埋めて溶接ビードの脚長が上記溝の幅よりも大きくなるように溶接することを特徴とする隅肉溶接方法。
【請求項９】
車両用のアクスルケースの円筒状のアクスルハウジング部に、ブレーキを取り付けるための環状板状のブレーキフランジを嵌合して上記アクスルハウジング部の周方向に隅肉溶接する方法であって、
上記アクスルハウジング部及びブレーキフランジの内の少なくとも一方の部材の隅肉溶接する部分の一部又は全部に溶接方向に沿った溝を形成し、溶接時にその溝を溶着金属で埋めて溶接ビードの脚長が上記溝の幅よりも大きくなるように溶接することを特徴とする隅肉溶接方法。
【請求項１０】
隅肉溶接された溶接ビードの溶接線の一部分に応力が集中するような状況が見込まれるとき、少なくとも上記一部分を含むようにして溶接線に沿った溝を母材に形成しておき、その溝を溶着金属で埋めて溶接ビードの脚長が溝の幅以上となるように隅肉溶接するようにしたことを特徴とする隅肉溶接方法。
【請求項１】
第１の部材に第２の部材を隅肉溶接してなる隅肉溶接部の構造であって、
第１の部材及び第２の部材の内の少なくとも一方の部材の隅肉溶接する部分の一部又は全部に溶接方向に沿った溝を形成し、溶接時にその溝を溶着金属で埋めて溶接ビードの脚長が上記溝の幅よりも大きくなるように溶接してなることを特徴とする隅肉溶接部の構造。
【請求項２】
上記溝の幅が上記脚長の１／４以上、上記溝の深さが上記溝の幅の略１／２である請求項１に記載の隅肉溶接部の構造。
【請求項３】
車両用のアクスルケースの円筒状のアクスルハウジング部に、ブレーキを取り付けるための環状板状のブレーキフランジを嵌合して上記アクスルハウジング部の周方向に隅肉溶接してなる隅肉溶接部の構造であって、
上記アクスルハウジング部及びブレーキフランジの内の少なくとも一方の部材の隅肉溶接する部分の一部又は全部に溶接方向に沿った溝を形成し、溶接時にその溝を溶着金属で埋めて溶接ビードの脚長が上記溝の幅よりも大きくなるように溶接してなることを特徴とする隅肉溶接部の構造。
【請求項４】
上記溝が、上記アクスルハウジング部の車両下側の外周面に形成された請求項３に記載の隅肉溶接部の構造。
【請求項５】
上記溝が、上記アクスルハウジング部の車両下側の外周面の少なくとも６０度の範囲に形成された請求項４に記載の隅肉溶接部の構造。
【請求項６】
上記溝の幅が上記脚長の１／４以上、上記溝の深さが上記溝の幅の略１／２である請求項３〜５いずれかに記載の隅肉溶接部の構造。
【請求項７】
上記溝が、上記アクスルハウジング部の上記ブレーキフランジよりも車幅中心側の外周面にのみ形成された請求項３〜６いずれかに記載の隅肉溶接部の構造。
【請求項８】
第１の部材に第２の部材を隅肉溶接する方法であって、
第１の部材及び第２の部材の内の少なくとも一方の部材の隅肉溶接する部分の一部又は全部に溶接方向に沿った溝を形成し、溶接時にその溝を溶着金属で埋めて溶接ビードの脚長が上記溝の幅よりも大きくなるように溶接することを特徴とする隅肉溶接方法。
【請求項９】
車両用のアクスルケースの円筒状のアクスルハウジング部に、ブレーキを取り付けるための環状板状のブレーキフランジを嵌合して上記アクスルハウジング部の周方向に隅肉溶接する方法であって、
上記アクスルハウジング部及びブレーキフランジの内の少なくとも一方の部材の隅肉溶接する部分の一部又は全部に溶接方向に沿った溝を形成し、溶接時にその溝を溶着金属で埋めて溶接ビードの脚長が上記溝の幅よりも大きくなるように溶接することを特徴とする隅肉溶接方法。
【請求項１０】
隅肉溶接された溶接ビードの溶接線の一部分に応力が集中するような状況が見込まれるとき、少なくとも上記一部分を含むようにして溶接線に沿った溝を母材に形成しておき、その溝を溶着金属で埋めて溶接ビードの脚長が溝の幅以上となるように隅肉溶接するようにしたことを特徴とする隅肉溶接方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−１８３５６９（Ｐ２００８−１８３５６９Ａ）
【公開日】平成２０年８月１４日（２００８．８．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１６７８１（Ｐ２００７−１６７８１）
【出願日】平成１９年１月２６日（２００７．１．２６）
【出願人】（３９０００１５７９）プレス工業株式会社 (173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年８月１４日（２００８．８．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月２６日（２００７．１．２６）
【出願人】（３９０００１５７９）プレス工業株式会社 (173)
【Ｆターム（参考）】
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