CN103241065B - 车轮支承装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车轮支承装置。该车轮支承装置将供车轮安装的毂轮和等速万向节的外圈连结成能够传递动力，在毂轮轴上形成有沿轴向贯通的贯通孔，在外圈上形成有外圈轴部，该外圈轴部插通贯通孔，在贯通孔中设置有第一结合部，该第一结合部的内径伴随着朝向轴向外侧而逐渐增大，在外圈轴部设置有第二结合部，该第二结合部插入第一结合部的径向内侧，并且该第二结合部的外径以与上述第一结合部相对应的方式伴随着朝向轴向外侧而逐渐增大，在第一结合部和第二结合部上形成有相互啮合的花键齿。

Description

车轮支承装置

技术领域

本发明涉及车轮支承装置。特别是涉及将供车轮安装的毂轮的毂轮轴和等速万向节的外圈连结成能够传递动力的车轮支承装置。

背景技术

以往公知有一种车轮支承装置，其具备：供汽车的车轮安装的轮毂单元；和向该轮毂单元的毂轮轴传递旋转动力的等速万向节。另外，作为这种车轮支承装置，在日本特开2008-536737号公报、日本特开2008-538343号公报中，公开了在毂轮的毂轮轴的靠近车辆内侧的端面、和等速万向节的外圈的靠近车辆外侧的端面，形成相互啮合的花键齿（侧端面花键），并通过该花键齿来从外圈向毂轮轴传递旋转动力。

在日本特开2008-536737号公报、日本特开2008-538343号公报中公开的现有的花键齿沿径向形成为放射状。因此，存在毂轮轴的轴心和等速万向节的外圈的轴心以在径向上偏离的状态被连接的情况。由于上述轴心的偏离是动力传递系统中的振动产生的原因，因此不优选。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种车轮支承装置，该车轮支承装置能够容易地使毂轮轴的轴心与等速万向节的外圈的轴心一致。

本发明的车轮支承装置将供车轮安装的毂轮的毂轮轴和等速万向节的外圈连结成能够传递动力，该车轮支承装置的一实施方式在结构上的特征在于，在上述毂轮轴上形成有沿轴向贯通的贯通孔，在上述外圈上形成有外圈轴部，该外圈轴部插通上述贯通孔，在贯通孔中设置有第一结合部，该第一结合部的内径伴随着朝向轴向外侧而逐渐增大，在上述外圈轴部设置有第二结合部，该第二结合部插入上述第一结合部的径向内侧，并且该第二结合部的外径以与上述第一结合部相对应的方式伴随着朝向轴向外侧而逐渐增大，在上述第一结合部和上述第二结合部上形成有相互啮合的花键齿。

通过以下参照附图对本发明的实施方式示例进行的详细描述，本发明的上述及其他特征和优点会变得更加清楚，其中，相同的附图标记表示相同的要素。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式所涉及的车轮支承装置的剖视图。

图2是放大表示图1所示的车轮支承装置的要部的剖视图。

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制造方法的实施方式详细地进行说明。

图1是表示本发明的一实施方式所涉及的车轮支承装置的剖视图。

车轮支承装置具备车辆用轮毂单元1和等速万向节30。轮毂单元1是将汽车的车轮支承为相对于悬架装置能够旋转的单元，轮毂单元1具备：毂轮3、内圈构成部件4、外圈部件5以及多个滚动体6。上述毂轮3具有圆筒状的毂轮轴2。上述内圈构成部件4被铆接固定于上述毂轮轴2的靠近车辆内侧的端部（图1中的右侧端部）。上述外圈部件5被配设在上述毂轮轴2的径向外侧。上述滚动体6以能够在上述外圈部件5的内周面的外圈轨道5a、5b与上述毂轮轴2或者内圈构成部件4的外周面的内圈轨道2a、4a之间滚动的方式配置。

利用保持器20沿周向以规定的间隔保持多个滚动体6。在外圈部件5和毂轮3之间形成的环状空间，设置有从轴向两端将该环状空间密封的密封部件21。在本说明书中，将从轮毂单元1的轴向中央朝向车辆外侧以及车辆内侧的方向称为“轴向外侧”，将与上述方向相反的、从比轮毂单元1更靠近车辆外侧以及车辆内侧的位置朝向轮毂单元1的轴向中央的方向称为“轴向内侧”。

在上述毂轮3的车辆外侧端部（图1中的左侧端部）形成有凸缘部7。在该凸缘部7上形成有供未图示的螺栓嵌合的孔7a，利用螺栓将胎轮、制动盘等安装于该凸缘部7。另外，在外圈5的外周面上形成有固定凸缘8，该固定凸缘8用于将轮毂单元1安装到被支承于车辆的悬架装置的车身侧部件（未图示）。

毂轮轴2一体地具有大径部9和小径部11，该小径部11的直径比上述大径部9小并且经由台阶部而与该大径部9连续地形成。上述大径部9形成于凸缘部7侧。上述小径部11的直径比上述大径部9小并且经由台阶部而与该大径部9连续地形成。而且，在大径部9的外周面上形成有与外圈5的外圈轨道5a相对应的内圈轨道2a。另外，在毂轮轴2的中心形成有贯通孔41。

在毂轮轴2的小径部11的外周面嵌入内圈构成部件4以后，如后述那样，对该小径部11的端部进行铆压来形成铆接部12，从而将内圈构成部件4固定于大径部9和铆接部12之间。

经由等速万向节30向轮毂单元1传递驱动轴31的驱动力。图示的等速万向节30是球笼式等速万向节，等速万向节30具备：内圈32、外圈33、多个球34以及保持上述多个球34的保持器35。上述内圈32与驱动轴31的一端一体地连接。上述外圈33配设于上述内圈32的外侧。上述保持器35保持上述多个球34。

等速万向节30的外圈33具备外圈筒部33a和外圈轴部33b。上述外圈筒部33a是碗形状的。上述外圈轴部33b从上述外圈筒部33a的靠近车辆外侧的端面的中心部突出地设置。将该外圈轴部33b插入到在毂轮轴2的轴心形成的贯通孔41。在该外圈轴部33b的前端部形成有外螺纹37，在该外螺纹37上旋合有螺母36。将该螺母36与外螺纹37紧固从而连结毂轮轴2和外圈33。

图2是放大表示图1所示的车轮支承装置的要部的剖视图。

在毂轮轴2的贯通孔41的轴向两端部（车辆内侧以及车辆外侧的端部）形成有伴随着朝向轴向外侧而内径逐渐增大的锥状的第一结合部44A、44B。

另一方面，外圈33的外圈轴部33b由轴主体33b1和结合部件33b2构成。轴主体33b1与外圈筒部33a一体地形成，并从外圈筒部33a向车辆外侧延伸。在轴主体33b1的前端形成有上述的外螺纹37。而且，在轴主体33b1的车辆内侧的端部（根部）形成有伴随着朝向车辆内侧而外径逐渐增大的第二结合部45A。

结合部件33b2形成为筒形状，并能够一体旋转地与轴主体33b1的前端部嵌合。具体而言，在轴主体33b1的外周部和结合部件33b2的内周部形成有相互啮合的花键齿t1、t2。结合部件33b2的外周部为伴随着朝向车辆外侧而外径逐渐增大的第二结合部45B。因此，外圈轴部33b在其轴向两端部具备第二结合部45A、45B。利用与轴主体33b1的外螺纹37旋合的螺母36来限制结合部件33b2向车辆外侧移动，从而将结合部件33b2保持为与轴主体33b1嵌合的状态。

设置于毂轮轴2的第一结合部44A、44B以及设置于外圈轴部33b的第二结合部45A、45B分别具备花键齿t3~t6。在车辆内侧，第一结合部44A的花键齿t3和第二结合部45A的花键齿t4相互啮合。在车辆外侧，第一结合部44B的花键齿t5和第二结合部45B的花键齿t6相互啮合。由此，将第一结合部44A、44B与第二结合部45A、45B花键结合。而且，第一结合部44A、44B以及第二结合部45A、45B越靠近轴向外侧（车辆内侧或者车辆外侧）则内径或者外径逐渐增大。将第二结合部45A、45B插入第一结合部44A、44B的径向内侧并使各花键齿t3~t6相互啮合，从而使毂轮轴2的轴心和外圈轴部33b的轴心自动且适当地对位（对准）。因此，能够抑制由两轴心位置偏离引起的动力传递系统的振动的产生等。

以往，公知有一种轴花键型的轮毂单元，在该轮毂单元中，将毂轮轴的贯通孔的内周面的大致整体形成为圆筒形状并且在该内周面形成有花键齿，将外圈轴部的外周面的大致整体形成为圆筒形状并且在该外周面形成有花键齿，使贯通孔的花键齿和外圈轴部的花键齿相互啮合。本实施方式的轮毂单元与上述轴花键型的轮毂单元相比，能够将外圈轴部33b与毂轮轴2的结合部（第一、第二结合部）的直径增大，因此更能提高轴强度。

若花键结合部的过盈量变大，则安装变得困难。其结果是，无法使毂轮轴的车辆内侧的端面和外圈的车辆外侧的端面紧贴，存在轴强度降低的问题，相反，若花键结合部的过盈量变小，则会产生松动，成为车辆起步时产生异常声音（所谓的叮当声）的原因，或导致轴强度降低。由于上述理由，对于花键轴型的轮毂单元的情况，花键结合部需要高的尺寸精度，还要严格地设定尺寸公差。

考虑到这一点，在本实施方式的轮毂单元中，利用锥状的第一结合部44A、44B以及第二结合部45A、45B将毂轮轴2和外圈轴部33b结合。因此，很难产生上述那样的问题，也不像轴花键型的轮毂单元那样需要高的尺寸精度。

现有的侧端面花键型的轮毂单元（例如在日本特开2008-536737号公报、日本特开2008-538343号公报中所记载的轮毂单元），毂轮轴的车辆内侧的端面与等速万向节的外圈筒部的车辆外侧的端面，以相对的很小的径向的范围（例如图2中的铆接部12的长度L3的范围）形成。因此，为了确保能充分地承受从等速万向节向毂轮轴的动力传递的载荷容量，需要在铆接部以小节距形成多个花键齿。这种现有的花键齿，通常通过在毂轮轴的车辆内侧端面按压冲头（模具）的齿来进行塑性加工。其结果是，为了以小节距形成多个花键齿，在冲头上也需要以小节距形成同样多的齿。若在冲头上以小节距形成多个齿，则各齿的根部的弧度半径必然变小。其结果是，当加工花键齿时，容易在冲头的各齿的根部产生应力集中，各齿的耐久性降低，冲头可能提前破损。当然冲头的这种破损会导致制造成本的增加。另外，考虑不使用冲头而通过切削等机械加工来形成现有的花键齿，但是花键齿越是数量多、节距小，加工性就越差。

鉴于以上的观点，对于本实施方式的轮毂单元1以及等速万向节30而言，分别在毂轮轴2的贯通孔41以及外圈轴部33b形成有第一结合部44A、44B以及第二结合部45A、45B。由此，与现有的侧端面花键相比，能够延长花键齿t3~t6的长度L1、L2。其结果是，即便减少花键齿t3~t6的齿数，也能够充分地确保承受从外圈33向毂轮轴2的动力传递的载荷容量。因此，能够增大花键齿t3~t6的周向的节距，也能够增大用于塑性加工上述花键齿t3~t6的冲头的齿的节距。由此，能够缓和在冲头的齿产生的应力集中从而提高冲头的耐久性，并能够削减制造成本。另外，在通过切削等机械加工来形成花键齿t3~t6的情况下，能够减少齿数来提高加工性。

此外，与以往在铆接部12形成的花键齿的长度（如图2中的L3所示）相比，能够充分地增大花键齿t3~t6的长度L1、L2，例如优选形成为长度L3的2~4倍的长度。通过采用这种结构，与现有的花键齿相比，能够使齿数减少50%~75%。

另外，对于现有的侧端面花键型的轮毂单元的情况，利用与外圈旋合的螺栓来连接外圈和毂轮轴。与此相对，在一般的轴花键型的轮毂单元中，利用螺母将形成于外圈的外圈轴部与毂轮轴连接。因此，伴随着从轴花键型的轮毂单元向侧端面花键型的轮毂单元的转换，结构的变更很大。鉴于这个观点，本实施方式的轮毂单元1与轴花键型的轮毂单元相同，利用螺母36连接外圈轴部33b和毂轮轴2，因此能够减少从轴花键型的轮毂单元进行的结构的变更。

另外，将第一结合部44A、44B以及第二结合部45A、45B分别设置于毂轮轴2的贯通孔41以及外圈轴部33b的轴向两端部。由此，能够顺利地从外圈轴部33b向毂轮轴2传递动力。特别是因为在靠近供胎轮结合的凸缘部7的位置从外圈轴部33b向毂轮轴2传递动力，所以能够防止外圈轴部33b、毂轮轴2的扭转应力变得过大。外圈轴部33b在前端部具备结合部件33b2，从而在车辆外侧的端部也能够经由第一结合部44B、第二结合部45B将外圈轴部33b与毂轮轴2花键结合。

本发明不限定于上述实施方式，在权利要求的范围所记载的发明范围内，能够进行各种变形以及变更。

例如，与外圈轴部33b的车辆外侧相同，也可以在外圈轴部33b的车辆内侧端部设置结合部件，并相对于该结合部件而形成第二结合部45A。另外，可以将第一结合部44A、44B以及第二结合部45A、45B设置为弯曲成凹状或者凸状的圆弧状的面。另外，可以仅在贯通孔41以及外圈轴部33b的车辆内侧的端部形成第一结合部以及第二结合部。但是，通过在贯通孔41以及外圈轴部33b的车辆内侧的端部以及车辆外侧的端部这双方形成第一结合部以及第二结合部，能够应对更高的传递扭矩。

另外，对于车轮支承装置的、除了连接毂轮轴2和外毂轮轴部33的连结所涉及的结构以外的详细结构，本发明不限定于上述实施方式，可以采用公知的其他结构。

根据本发明，能够容易地使毂轮轴的轴心与等速万向节的外圈的轴心一致。

Claims (2)

1.一种车轮支承装置，其具备供车轮安装的毂轮的毂轮轴、和与等速万向节能够传递动力地连结的外圈，该车轮支承装置的特征在于，

在所述毂轮轴形成有沿轴向贯通的贯通孔，

在所述外圈上形成有外圈轴部，该外圈轴部插通所述贯通孔，

在所述贯通孔设置有第一结合部，该第一结合部的内径随着朝向轴向外侧而逐渐增大，

在所述外圈轴部设置有第二结合部，该第二结合部插入于所述第一结合部的径向内侧，并且以与所述第一结合部对应的方式外径随着朝向轴向外侧而逐渐增大，

在所述第一结合部和所述第二结合部上形成有相互啮合的花键齿，

所述第一结合部和所述第二结合部分别形成于所述贯通孔和所述外圈轴部的车辆内侧的端部，

所述第一结合部和所述第二结合部还分别形成于所述贯通孔和所述外圈轴部的车辆外侧的端部。

2.根据权利要求1所述的车轮支承装置，其特征在于，

所述外圈轴部具备：

轴主体，其与所述外圈一体地形成；和

结合部件，其作为与所述轴主体独立的部件形成，且与所述轴主体的车辆外侧的端部能够一体旋转地连结，

车辆外侧的所述第二结合部形成于所述结合部件的外周部。