CN102381138B - 车辆用轮毂单元 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题在于提供一种能提高在轮毂轴端部的凿紧部形成的花键齿部的刚性，且能增大轮毂单元的容许负荷扭矩的车辆用轮毂单元。该车辆用轮毂单元在外圈的内侧隔着滚动体配设有毂轮，在该毂轮的轮毂轴的端部凿紧固定有内圈构成部件。在上述轮毂轴的凿紧部形成有与向轮毂单元传递驱动力的等速联轴器侧的齿部啮合的花键齿部，并且在上述花键齿部的内径侧的齿底形成有凸部。

Description

车辆用轮毂单元
技术领域
本发明涉及车辆用轮毂单元。更详细而言，涉及在供车轮安装的毂轮的轮毂轴的端部凿紧固定有构成内圈的部件的车辆用轮毂单元。
背景技术
作为相对于悬架装置旋转自如地支承汽车车轮的部件，使用轮毂单元。图4是示出现有的轮毂单元的一个例子的剖视说明图。
图4所示出的轮毂单元51具备：毂轮(hubwheel)53，该毂轮53具有轮毂轴52；内圈构成部件54，该内圈构成部件54凿紧固定于上述轮毂轴52的一端；外圈55，该外圈55配设于上述轮毂轴52的径向外侧；以及多个滚动体56，这些滚动体56转动自如地配设于该外圈55的内周面的外圈轨道55a与上述轮毂轴52或内圈构成部件54的外周面的内圈轨道52a、54a之间。在上述毂轮53的另一端形成有凸缘部57，在该凸缘部57安装有未图示的轮胎的轮以及制动盘等。并且，在外圈55的外周面形成有固定凸缘58，该固定凸缘58用于将轮毂单元51安装在被车辆的悬架装置支承的车身侧部件(未图示)。
驱动轴60的旋转驱动力经由等速联轴器59传递到轮毂单元51。作为传递该旋转驱动力的一种方法，公知有如下方法：如图5详细所示，在用于固定内圈构成部件54的轮毂轴端部的凿紧部61形成花键齿部62(侧面花键(sidefacespline))，并使该花键齿部62与在等速联轴器59的外圈63的端面形成的齿部(侧面花键)64啮合(例如，参照专利文献1～2)。
专利文献1：日本特表2008-536737号公报
专利文献2：日本特开2008-174178号公报
在专利文献1～2所记载的轮毂单元中，通过向与旋转轴大致正交的方向延伸的齿彼此的啮合，来经由等速联轴器将旋转驱动力传递到轮毂单元。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种在由上述的侧面花键来传递旋转驱动力的轮毂单元中，能够提高在轮毂轴端部的凿紧部形成的花键齿部的刚性，并且增大轮毂单元的容许负荷扭矩的车辆用轮毂单元。
(1)本发明的车辆用轮毂单元在外圈的内侧隔着滚动体配设有毂轮，在该毂轮的轮毂轴的端部凿紧固定有内圈构成部件，其特征在于，在上述轮毂轴的凿紧部形成有与向轮毂单元传递驱动力的等速联轴器侧的齿部啮合的花键齿部，并且在上述花键齿部的内径侧的齿底形成有凸部。
在本发明的车辆用轮毂单元中，由于在与等速联轴器侧的齿部啮合的花键齿部的内径侧的齿底形成有凸部，因此能够提高构成花键齿部的每个齿的刚性。由此，当由齿与齿的啮合来将等速联轴器侧的旋转扭矩传递到轮毂单元时，能够增大该轮毂单元的容许负荷扭矩。
(2)在上述(1)的车辆用轮毂单元中，优选将上述凸部的高度设定成在与上述等速联轴器侧的齿部的齿的上表面之间能形成规定的间隙的高度。在该情况下，通过形成规定的间隙，在使花键齿部与等速联轴器侧的齿部啮合时，能够吸收该花键齿部及等速联轴器侧的齿部的制造公差，并能够防止齿部彼此干涉。
(3)在上述(2)的车辆用轮毂单元中，优选将上述规定的间隙设定为0.5mm～1mm。在该情况下，能够吸收齿的制造公差，并且能够尽量增大用于传递旋转扭矩的啮合部的面积。
(4)在上述(1)～(3)的车辆用轮毂单元中，优选上述凸部形成在比花键齿部与等速联轴器侧的齿部相啮合的啮合部更靠内径侧的位置。在该情况下，无需减少传递旋转扭矩的啮合部的面积，也能够提高花键齿部的齿的刚性。
(5)在上述(1)～(5)的车辆用轮毂单元中，优选上述花键齿部的齿的上表面中的内径侧端部附近的上表面，形成为与上述凸部的内径侧斜面共面。在该情况下，通过形成为共面，能够缓和应力集中的情况，并能够提高齿的刚性及耐久性。
根据本发明的车辆用轮毂单元，能够提高在轮毂轴端部的凿紧部所形成的花键齿部的刚性，并能够增大轮毂单元的容许负荷扭矩。
附图说明
图1是本发明的车辆用轮毂单元的一实施方式的剖视说明图。
图2是图1所示出的车辆用轮毂单元的凿紧部端部的放大说明图。
图3是用于在凿紧轮毂端部的同时在该端部形成花键齿部的模型的说明图。
图4是现有的车辆用轮毂单元的一个例子的剖视说明图。
图5是图1所示出的车辆用轮毂单元的凿紧部端部的放大说明图。
标号说明：
1...轮毂单元；2...轮毂轴；3...毂轮；4...内圈构成部件；5...外圈；6...滚动体；7...凸缘部；8...固定凸缘；9...大径部；10...阶梯部；11...小径部；12...凿紧部；13...花键齿部；14...齿部；15...凸部；16...啮合部；40...模型；41...凹部。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的车辆用轮毂单元的实施方式进行详细说明。
图1是本发明的一实施方式所涉及的车辆用轮毂单元的剖视说明图，图2是图1所示出的车辆用轮毂单元的凿紧部端部的放大说明图。
车辆用轮毂单元1是相对于悬架装置旋转自如地支承汽车的车轮的单元，具备：毂轮3，该毂轮3具有圆筒状的轮毂轴2；内圈构成部件4，该内圈构成部件4凿紧固定于上述轮毂轴2的一端(在图1中为右侧端部)；外圈5，该外圈5配设于上述轮毂轴2的径向外侧；以及多个滚动体6，这些滚动体6转动自如地配设于该外圈5的内周面的外圈轨道5a、5b与上述轮毂轴2或内圈构成部件4的外周面的内圈轨道2a、4a之间。多个滚动体6被保持器20在周向以规定的间隔来保持。并且，在形成于外圈5与毂轮3之间的环状空间设置有从轴向两端将该环状空间密封的密封部件21。
在上述毂轮3的另一端(在图1中为左侧端部)形成有凸缘部7，借助螺栓将未图示的轮胎的轮及制动盘安装在该凸缘部7。并且，在外圈5的外周面形成有固定凸缘8，该固定凸缘8用于将轮毂单元1安装于被车辆的悬架装置支承的车身侧部件(未图示)。
轮毂轴2设有形成一体的大径部9与小径部11，该大径部9形成于凸缘部7侧，而该小径部11比该大径部9的直径小且经由阶梯部10与该大径部9连续地形成。另外，在大径部9的外周面形成有与外圈5的外圈轨道5a对应的内圈轨道2a。
内圈构成部件4在被嵌入轮毂轴2的小径部11的外周面之后，通过对该小径部11的端部进行凿紧来形成凿紧部12，从而固定于阶梯部10与凿紧部12之间。
经由等速联轴器30向轮毂单元1传递驱动轴31的驱动力。本实施方式中的等速联轴器30为球笼式的等速联轴器，具备：内圈32，该内圈32一体地连结于驱动轴31的一端；外圈33，该外圈33配设于该内圈32的外侧；多个滚珠34，这些滚珠34配设于内圈32与外圈33之间；以及保持器35，该保持器35保持上述多个滚珠34。
等速联轴器30的外圈33具备碗形状的外圈筒部33a以及从该外圈筒部33a的端面的中心部突出设置的外圈轴部33b，在该外圈轴部33b沿着轴向形成有孔部36。另外，在该孔部36的内周面形成有内螺纹。借助在前端部形成有外螺纹37的紧固螺栓38来将轮毂单元1与等速联轴器30连接。
在轮毂轴2的端部的凿紧部12的端面形成有花键齿部13，并且在与上述凿紧部12对置的外圈筒部33a的端面也形成有齿部14。借助花键齿部13与齿部14的啮合来将驱动轴31的旋转驱动力经由等速联轴器30传递到轮毂单元1。
花键齿部13的齿13a的数量为37，并在邻接的齿13a之间的各齿底13b形成有朝对置的齿部14侧突出的凸部15。该凸部15形成于花键齿部13的内径侧的齿底13b，较为详细地，是形成于比花键齿部13的齿13a与外圈筒部33a的齿部14的齿14a的啮合部16(在图2中斜线所示的部分)在实质上更靠向内径侧的齿底13b。通过形成这样的凸部15，能够提高构成花键齿部13的每个齿13a的刚性，由此，能够增大轮毂单元1的容许负荷扭矩。例如，对齿数为37的花键齿部进行试验的结果，形成有凸部15的情况与未形成凸部15的情况相比，能够将最大主应力降低约14％，将剪应力降低约24％。
在包含凸部15的表面在内的花键齿部13的齿底13b和与其相对置的外圈筒部33a的齿部14的齿14a的上表面14c之间设置有规定的间隙C1。另一方面，在花键齿部13的齿13a的上表面13c和与其相对置的外圈筒部33a的齿部14的齿底14b之间也设置有规定的间隙C2。
在将内圈构成部件4嵌入轮毂轴2的小径部11的外周面以后，通过对该小径部11的端部进行模锻来同时形成花键齿部13与凿紧部12。在本实施方式中，将图3所示出的模型40插入到嵌入有内圈构成部件4的一侧的毂轮3的开口内，并通过使该模型40绕轴40a以规定的倾斜角摆动的通常的摆动凿紧，能够形成凿紧部12及花键齿部13。此时，在与齿底对应的模型40的凸部40b的内径侧形成有形状与花键齿部13的凸部15对应的凹部41。在模锻时，由该凹部41来形成花键齿部13的凸部15。
虽然外圈筒部33a的齿部14也与花键齿部13一样由模锻而形成，但是以通过吸收这些模锻中的的公差来在组装时齿与齿不干涉的方式设置上述规定的间隙C1、C2。该间隙C1、C2还取决于模锻的精度，但通常为0.5～1mm左右。
并且，在花键齿部13的齿13a的带状的上表面13c中，内径侧端部附近的上表面13c1形成为与上述凸部15的内径侧斜面15a共面。通过形成为共面能够缓和应力集中，并能够提高齿的刚性。
并且，在本实施方式中，虽然通过在花键齿部13的齿底13b形成凸部15能够提高齿的刚性，但是通过设置这样的凸部15也能够降低模型40所承载的应力。即，图1～2所示出的实施方式与图4～5所示出的现有例相比，由于最小限度地进行花键成形从而减小齿底的平坦部分的面积，因此相应地能够减小对模型40的凸部40a造成的负担。具体地，能够将用于形成花键齿部13所需的模型施加压力降低20％左右，并且，能够使模型40所承载的应力(最大应力部位中的应力)降到一半以下。
[其它变形例]
本发明并不限定于上述的实施方式，在权利要求所记载的范围内能够进行各种变形及变更。例如，在上述的实施方式中，作为轮毂单元的轴承，虽然使用了多列的角接触球轴承，但是也可以使用多列的滚动轴承等其它轴承。
并且，在上述实施方式中，虽然将花键齿部的齿数设定为37，但是也可以为其它齿数(例如，31)。
并且，在上述实施方式中，虽然将凸部的截面形状设定为波形，但是也能够采用半圆形或梯形等其它截面形状。
并且，虽然上述实施方式为内圈轨道直接形成于轮毂轴的外周的第3代结构，但是也可以是将一对内圈压入轮毂轴的第1或第2代结构。

Claims (5)

1.一种车辆用轮毂单元，在外圈的内侧隔着滚动体配设有毂轮，在该毂轮的轮毂轴的端部凿紧固定有内圈构成部件，其特征在于，
在所述轮毂轴的凿紧部形成有与向轮毂单元传递驱动力的等速联轴器侧的齿部啮合的花键齿部，并且，
在所述花键齿部的内径侧的齿底形成有凸部，
在所述花键齿部的凸部的表面与所述等速联轴器侧的齿部的齿底之间形成有间隙。
2.根据权利要求1所述的车辆用轮毂单元，其特征在于，
所述凸部的高度被设定成，在该凸部的表面与所述等速联轴器侧的齿部的齿的上表面之间形成规定间隙的高度。
3.根据权利要求2所述的车辆用轮毂单元，其特征在于，
所述规定间隙为0.5mm～1mm。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的车辆用轮毂单元，其特征在于，
所述凸部形成在比花键齿部与等速联轴器侧的齿部相啮合的啮合部更靠内径侧的位置。
5.根据权利要求1所述的车辆用轮毂单元，其特征在于，
所述花键齿部的齿的上表面中的内径侧端部附近的上表面，形成为与所述凸部的内径侧斜面共面。
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