专利名称：轴壳以及生产该轴壳的方法
技术领域：
本发明涉及一种轴壳以及生产该轴壳的方法。
轴壳是包括纵向中部的中空的管状本体，该纵向中部是膨胀的或扩大的，或具有比其他部分更大的宽度。扩大的中部形成装纳有差速齿轮的齿轮箱。两个管状部分从齿轮箱的相对侧延伸，并且半轴插入管状部分中。齿轮箱具有大致为圆形的安装孔，在该安装孔中安装有差速齿轮。
图5是分解透视图，表示如上所述的轴壳的一个实例。一般来说，通过将许多构件或部件连接在一起来生产轴壳，如图5的实例中所示。
在轴壳100中，通过将四个部件电弧焊来形成齿轮箱，这四个部件即上部件101A、下部件101B、齿轮盖板103和环形板105。然后通过摩擦焊将两个管102连接到齿轮箱的相对侧面上。加强件106通过电弧焊安装到齿轮箱和两个管102的组件上，以便盖住齿轮箱和管102之间的连接点。以这种方式生产轴壳100。
由于如图5中所示的轴壳100需要大量的部件和大量的焊接点以用于其生产，难于以高的精度生产轴壳100，并且生产成本不希望地增加了。而且，大量的焊接点很可能导致油的泄漏以及其机械强度的减小。具体地说，齿轮箱和管102之间的连接点难于提供足够高的强度，这些连接点仅通过摩擦焊形成，因此就需要如上所述的加强件106，结果轴壳的总重量增加了。
考虑到以上的问题，提出了特开平11-208207中公开的轴壳，其中以减少部件数量和焊接点数量的意图，由单件片材生产齿轮箱和两个管状部分。
图6A到6D示出了生产如上所述的轴壳的过程。通过将片材弯曲和拉伸来生产轴壳，通过将金属片切割成壳体的大致展开(未折叠)形状来形成该片材。
根据上述公开文本中所公开的过程，具有大致半球形形状的并且提供用于装纳差速齿轮的空间的突出部分203通过拉伸过程形成在切出的片材200的中部内，如图6A中所示。接着，进行初步弯曲过程，用于通过加压使片材200的两个宽度方向上相对的部分(即侧面部分)弯曲，这两个部分沿片材200的宽度方向彼此相对，如图6B中所示。此后，将片材200绕着沿其纵向延伸的轴线弯曲，因此将形成大致为U形的截面，如图6C中所示。
随后，如图6D中所示，将片材200进一步绕着纵向轴线弯曲，以便形成轴壳。在这一过程中，片材200的两个纵向相对端部202经受拉伸，直到两个宽度方向上相对的侧面B彼此接触，并因此形成大致为管状的形状。片材200的中部201也经受拉伸，使得圆形安装孔204由宽度方向上相对的侧面A限定，这些侧面A沿片材的宽度方向彼此相对。接着，彼此接触的宽度方向上相对的侧面B通过焊接连接起来。以这种方式，如图6D中所示的轴壳由一件片材形成。
用如上所述的方法，轴壳肯定可以用较少数量的部件及较少数量的焊接点生产。然而，以如上所述的方式生产轴壳是极其困难的。
在上述公开文本中所公开的轴壳的生产中，需要将片材200中部的宽度方向上相对的侧面拉伸达到相当大的程度，直到形成圆形安装孔204。为实现这样大程度的拉伸而不引起材料的扭曲或破坏或磨损，需要相当高的加工技术。因此难于以足够高的效率或生产率制造轴壳。
为了使如上所述的拉伸过程能够进行，对轴壳的设计(例如形状)施加了各种限制。例如，轴壳的管状部分必须形成为锥形形状，半轴通过该管状部分延伸。
为了实现以上目的，轴壳包括一对管状部分，通过绕着沿片材的纵向方向延伸的轴线将具有轴壳的基本展开形状的片材的两个纵向相对端部弯曲，直到每个纵向相对端部的宽度方向上相对的侧面彼此接触，来形成这对管状部分；扩大部分，通过绕着沿其纵向方向延伸的轴线将片材的纵向中部弯曲来形成该扩大部分，使得具有大致菱形形状的开口形成在纵向中部的宽度方向上相对的侧面之间；以及盖板，该盖板具有大致菱形的形状并且安装在扩大部分上，以便盖住开口。
在如上所述地构造的轴壳中，装纳有差速齿轮的中央齿轮箱和左右半轴通过其中插入的管状部分通过弯曲由单件片材形成，以提供壳体。轴壳包括两个部件，即由弯曲形成的壳体和盖板。形成在轴壳的中部处以提供齿轮箱的扩大部分经受一弯曲过程，使得具有大致菱形形状的开口形成在扩大部分中。因此，壳体可以相当容易地形成，而无需对材料进行大量的拉伸或弯曲。因此可以减少轴壳的部件的数量，同时保证足够高的效率，或者易于加工轴壳的部件。
形成轴壳所需的部件数量的减少导致了用于通过例如焊接连接各部件的连接操作的简化。而且，由于在各部件之间的连接点的数量减少了，所以保证足够高的强度和防止漏油就变得容易。具体地说，产生应力集中的管状部分的基部或近部与扩大部分整体成形，因此保证了足够高的强度。
在本发明的一个优选实施例中，接纳差速支架的大致为圆形的安装孔形成在盖板中。
对于这种结构，安装孔形成在盖板中，而不是形成在将要经受弯曲过程的片材中。因此，安装孔可以容易地形成在轴壳中。而且，具有不同尺寸的差速齿轮例如可以仅通过改变盖板而无需改变或替换壳体(由弯曲形成的物品)来安装在轴壳中。因此，可以容易地制造可能用于不同类型的差速齿轮的轴壳。
大致为圆形的安装孔也可以形成在壳体中。在这种情况下，在用于形成壳体的弯曲过程之后形成安装孔，因此在弯曲过程期间避免了孔的变形。
根据本发明的第二方面，提供了一种生产包括扩大的中部的轴壳的方法，其包括形成具有轴壳的基本上展开形状的片材，片材包括一纵向中部，该纵向中部具有比片材的纵向相对端部更大的宽度，将片材的纵向相对端部弯曲成管状形状，直到每个纵向相对端部的宽度方向上相对的侧面彼此接触，绕着沿片材的纵向方向延伸的轴线将片材的纵向中部弯曲，使得具有大致菱形形状的开口形成在纵向中部的宽度方向上相对的侧面之间；以及将具有大致菱形形状的盖板安装在纵向中部上，以便盖住开口。
根据如上所述的方法，装纳有差速齿轮的中央齿轮箱和左右半轴通过其中插入的管状部分通过弯曲由单件片材形成，以提供壳体。轴壳包括两个部件，即由弯曲形成的壳体和盖板。形成在轴壳的中部处以提供齿轮箱的扩大部分经受一弯曲过程，使得具有大致菱形形状的开口形成在扩大部分中。因此，壳体可以相当容易地形成，而无需对材料进行大量的拉伸或弯曲。因此可以减少轴壳的部件的数量，同时保证足够高的效率，或者易于加工轴壳的部件。
根据本发明的第三方面，提供了一种生产包括扩大的中部的轴壳的方法，其包括形成具有轴壳的基本上展开形状的片材，该片材包括一纵向中部，该纵向中部具有比片材的纵向相对端部更大的宽度，第一，弯曲片材的宽度方向上相对的部分，第二，将已经在第一弯曲步骤中弯曲的片材的宽度方向上相对的部分的边缘部分向内弯曲，使得邻近片材的宽度方向上相对的侧面的边缘部分变得彼此接近，通过第一弯曲步骤和第二弯曲步骤，将具有大致菱形形状的开口形成在片材的纵向中部内，第三，将在第二弯曲步骤中已经弯曲的片材的每个纵向相对端部弯曲成管状形状，以及将具有大致菱形形状的盖板安装到片材的纵向中部上，以便盖住开口。
根据如上所述的方法，在第一到第三弯曲步骤中形成管状部分，半轴通过该管状部分插入。通过第一和第二弯曲步骤，大致为菱形的开口形成在片材的纵向中部内。接着，将类似地形成为大致菱形形状的盖板安装在壳体上，以便盖住开口，由此生产轴壳。以这种方法，片材经受弯曲，使得大致为菱形的开口保留在片材的纵向中部内。因此，壳体可以相当容易地形成，而无需对材料进行大量的拉伸或弯曲。因此可以用较少数量的轴壳部件生产轴壳，同时保证足够高的效率，或者易于加工各部件。而且，所需的部件数量的减少导致了焊接点或连接点的减少，因此使得保证所得轴壳的足够高的强度和防止漏油变得容易。
根据本发明的第二或第三方面的生产轴壳的方法还可以包括在盖板中形成大致圆形的安装孔的步骤。
在刚好如上所述的生产方法中，安装孔形成在盖板中，而不是形成在将要经受弯曲过程的片材中。因此，安装孔可以容易地形成在轴壳中。而且，具有不同尺寸的差速齿轮例如可以仅通过改变盖板而无需改变或替换壳体(由弯曲形成的物品)来安装在轴壳中。因此可以容易地制造可能用于不同类型的差速齿轮的轴壳。
从下面参考附图对典型实施例所作的描述中，本发明的前述和另外的目的、特征和优点将变得明显，其中相同的标记用于表示相同的元件，其中图1是根据本发明的一个典型实施例的轴壳的分解透视图；图2是如图1中所示轴壳的大致中间的扩大部分的截面图；图3A到3D是如图1中所示的轴壳的透视图和其大致中部的截面图，示出了生产轴壳的过程；图4是根据本发明的另一个典型实施例的轴壳的分解透视图；图5是表示轴壳的已知实例的分解透视图；以及图6A到6D是轴壳的另一个已知实例的透视图，示出了生产轴壳的过程；
壳体1形成为具有扩大的或膨胀的中部11的中空管状体。壳体1的扩大的中部(下文称为“扩大部分”)11形成装纳有差速齿轮的齿轮箱。壳体1还包括从扩大部分11的相对两侧延伸的管状部分12。管状部分12分别布置成接纳左右半轴。扩大部分11形成有大致为半球形的并提供用于装纳差速齿轮的空间的突出部分13，并且还形成有大致为菱形的开口14，使得沿垂直于壳体1的纵向的方向所见时，开口14与突出部分13对齐。
盖板2包括大致为菱形的平板，并且盖板2的形状和尺寸定为这样，使得盖板2盖住形成在壳体1的中部的开口14。盖板2的中央部分具有大致为圆形的安装孔2A，用于将差速齿轮安装在轴壳中。
环形板3例如通过点焊或电弧焊连接到提供了轴壳的内周边表面的盖板2的表面上。环形板3用于加强将差速齿轮安装到轴壳中的安装部分。
如图2中所示，该图示出了轴壳的中部的截面结构，盖板2和环形板3成为一体，并且焊接到壳体1上，以便盖住开口14。轴壳以这种方式生产。
在本实施例的轴壳中，通过加压使片材弯曲而由单件片材形成壳体1。图3A到3D示出了形成壳体1的加工步骤。
1.片材的成形(图3A)通过加压由冲压或冲切等方法从金属片上切出片材20，从而形成作为壳体1的材料的片材20。片材20形成为壳体1的大致展开(未折叠)形状。在本实施例中，片材20形成为大致带形的平板，如图3A中通过实例所示的那样。片材20包括一具有相当大的宽度的纵向中部21，该中部21提供了如上所述的扩大部分11。
2.突出部分的成形(图3B)通过加压由拉伸的方法将半球形突出部分13形成在切出的片材20的纵向中部21中。因此，半球形突出部分13与壳体1整体成形。
3.U形弯曲过程(图3C)接着，将带有突出部分13的片材20绕着沿其纵向延伸的轴线弯曲，并且因而形成为大致U形的截面。在这一过程中，在与片材20的两个宽度方向上相对的端部21A、22A相隔开预定距离的片材20的部分处，使该片材弯曲，使得在宽度方向上相对的弯曲部分基本上保持直立，如图3C中所示。以这种方式，扩大部分11的周边侧表面形成在壳体1的中部。
4.向内弯曲过程(图3D)在U形弯曲过程之后，片材20的宽度方向上相对的弯曲部分的边缘部分被进一步向内弯曲，以便变成彼此更接近，该边缘部分接近于宽度方向上相对的侧面21A、22A。
5.最终弯曲过程在向内弯曲过程之后，片材20的两个纵向相对的端部22被弯曲成O形，直到它们的侧面22A彼此接触为止。两个侧面22A通过焊接彼此连接起来，由此形成管状部分12。在修整合适的部分之后，如图1中所示的壳体1就形成了。
在U形弯曲过程和向内弯曲过程中，仅把片材20的中部21弯曲了与片材20的纵向相对端部22基本上相同的量。结果，大致为菱形的开口14保留在形成于壳体1的中部处的扩大部分11中。在本实施例中，具有类似的菱形形状的盖板2焊接并连接到开口14的周边，以便盖住开口14，由此形成轴壳。在本实施例中，限定或包围开口14的壳体1的一部分通过如上所述的修整形成有平表面，由此形成一凸缘，盖板2焊接并连接到该凸缘上。
如上所述是形成根据本发明的本实施例的轴壳壳体1的过程的细节。在本实施例中，通过使片材20绕着沿片材20的纵向延伸的轴线弯曲来形成壳体1。通过进行弯曲过程，以便将大致为菱形的开口14形成在片材20的中部处的扩大部分11中，防止片材20经受相当大程度的拉伸，因此使壳体1相对容易地形成。
所示实施例可能产生如下所述的优点。
(1)在本实施例中，通过弯曲片材20来形成壳体1，使得具有大致菱形形状的开口14保留在壳体1的扩大部分11中。因此，壳体1可以相对容易地形成，而无需对片材20的相当大的拉伸。因此，轴壳可以用较少数量的部件容易地生产，同时保证了加工各部件的高效率。
(2)形成轴壳所需的部件数量的减少导致了用于通过例如焊接连接各部件的连接操作的简化。而且，由于在各部件之间的连接点的数量减少了，所以保证足够高的强度和防止漏油就变得容易。具体地说，产生应力集中的管状部分12的基部或近部与扩大部分11整体成形，因此保证了足够高的强度。
(3)在本实施例中，安装孔2A可以容易地形成在盖板2中，而不是形成在经受弯曲过程的片材20中。
(4)对于安装孔2A形成在盖板2中的结构来说，具有不同尺寸的差速齿轮例如可以仅通过改变盖板2A而无需改变或替换壳体1来安装在轴壳中。因此可以容易地制造可能用于不同类型的差速齿轮的轴壳。
本发明的所示实施例可以如下所述地进行修改。当在所示实施例中将用于把差速齿轮安装在轴壳中的安装孔2A形成在盖板2中时，也可以将一安装孔形成在由片材形成的壳体中，如图4中所示。
在图4中所示的实施例中，具有扩大部分51和管状部分52的壳体50由如第一实施例中那样的片材形成。和第一实施例不同，壳体50具有形成在扩大部分51中的安装孔53。在另一方面，盖板55形成有具有大致半球形形状的突出部分56。盖板55连接到形成在壳体50的扩大部分51中的大致为菱形的开口54的周边上，并且环形板57连接到形成在壳体50的扩大部分51中的安装孔53的周边上。以这种方式生产轴壳。
对于这种结构，也可以用较少数量的部件生产轴壳，而无需包括相当大程度的拉伸的困难的弯曲过程。因此，可以提供上述优点(1)、(2)。
根据本发明的第二实施例生产的轴壳在片材的弯曲过程期间可能受到安装孔53的变形的困扰。然而，如果在形成壳体1的弯曲过程之后形成安装孔53，就可以避免这种可能性。
在所示实施例中，环形板3(57)连接到安装孔2A(53)的周边上，以便保证孔2A(53)的足够高的强度。然而，如果已保证了所需强度，则可以省略掉环形板3(57)。也可以将安装孔2A、53形成在盖板2或壳体50中，使得环形板与盖板2或壳体50整体成形。
在所示实施例中，通过在三个独立的步骤中弯曲片材来形成壳体，即，U形弯曲过程、向内弯曲过程和最终弯曲过程(或者另外包括形成突出部分的过程的四个步骤)。然而，如果可能的话，弯曲步骤的数量可以根据需要增加或减少。
在已经参考目前认为是本发明的优选实施例的内容描述了本发明的时候，应该理解本发明并不限于所公开的实施例或构造。相反，本发明的意图在于覆盖各种变型和等同的结构。另外，在以各种组合和构形表示了本发明的各种元件时，这些组合和构形是典型的，包括更多、更少或只有单个实施例的其他组合和构形也在本发明的精神和范围之内。
权利要求
1.一种轴壳，其包括一对管状部分，通过绕着沿片材的纵向方向延伸的轴线将基本上如轴壳一样的形状的片材的两个纵向相对端部弯曲，直到每个纵向相对端部的宽度方向上相对的侧面彼此接触，来形成这对管状部分；扩大部分，通过绕着沿纵向方向延伸的轴线将片材的纵向中部弯曲来形成该扩大部分，使得具有大致菱形形状的开口形成在纵向中部的宽度方向上相对的侧面之间；以及盖板，该盖板具有大致菱形的形状并且安装在扩大部分上，以便盖住开口。
2.根据权利要求1所述的轴壳，其特征在于，接纳差速支架的大致圆形的安装孔形成在盖板中。
3.根据权利要求1所述的轴壳，其特征在于，大致圆形的安装孔形成在扩大部分的开口的底壁中，在该安装孔中接纳差速支架。
4.一种生产包括扩大的中部的轴壳的方法，其包括以下步骤提供形状基本上如轴壳一样的片材，片材包括一纵向中部，该纵向中部具有比片材的纵向相对端部更大的宽度；将片材的纵向相对端部弯曲成管状形状，直到每个纵向相对端部的宽度方向上相对的侧面彼此接触；绕着沿片材的纵向方向延伸的轴线将片材的纵向中部弯曲，使得具有大致菱形形状的开口形成在纵向中部的宽度方向上相对的侧面之间；以及将具有大致菱形形状的盖板安装在纵向中部上，以便盖住开口。
5.根据权利要求4所述的方法，其还包括在盖板中形成大致圆形的安装孔的步骤。
6.根据权利要求4所述的方法，其还包括在片材的纵向中部内形成大致圆形的安装孔的步骤。
7.一种生产包括扩大的中部的轴壳的方法，其包括提供片材，该片材包括一纵向中部，该纵向中部具有比片材的纵向相对端部更大的宽度；第一，弯曲片材的宽度方向上相对的部分；第二，将已经在第一弯曲步骤中弯曲的片材的宽度方向上相对的部分的边缘部分向内弯曲，使得邻近片材的宽度方向上相对的侧面的边缘部分变得彼此接近；通过第一弯曲步骤和第二弯曲步骤，将具有大致菱形形状的开口形成在片材的纵向中部内；第三，将在第二弯曲步骤中弯曲的片材的每个纵向相对端部弯曲成管状形状；以及将具有大致菱形形状的盖板安装到片材的纵向中部上，以便盖住开口。
8.根据权利要求7所述的方法，其还包括在盖板中形成大致圆形的安装孔的步骤。
9.根据权利要求7所述的方法，其还包括在片材的纵向中部内形成大致圆形的安装孔的步骤。
全文摘要
通过以下步骤来生产轴壳的壳体弯曲具有轴壳的基本上展开形状的片材的宽度方向上相对的部分，将邻近片材的宽度方向上相对的侧面的边缘部分向内弯曲，以及将片材的两个纵向相对端部形成为管状形状。另外，在片材的纵向中部内形成大致菱形的开口。通过将大致为菱形的盖板安装到壳体上以便盖住开口来生产轴壳。
文档编号B60B35/16GK1398732SQ02126810
公开日2003年2月26日 申请日期2002年7月23日 优先权日2001年7月23日
发明者上野行一, 朝立世津子 申请人:丰田自动车株式会社