CN103287204A - 车轮支承装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车轮支承装置。轮毂单元的旋转座圈在轴向一侧具有环状的第一端面，联轴器的外圈在轴向另一侧具有环状的第二端面。在第一端面的径向外侧区域与第二端面的径向外侧区域分别有形成相互啮合的外侧花键，在第一端面的径向内侧区域与第二端面的径向内侧区域分别形成有相互啮合的内侧花键。

Description

车轮支承装置

技术领域

本发明涉及车轮支承装置。

背景技术

利用例如图4所示的车轮支承装置，以便将车轮支承为相对于在汽车的车身设置的悬架装置能够旋转。该车轮支承装置具备：轮毂单元80；以及将扭矩传递至该轮毂单元80的联轴器90。

轮毂单元80具备固定环81、旋转座圈82以及滚动体83，在旋转座圈82的内周面形成有内花键84。上述固定环81固定于悬架装置。在上述旋转座圈82安装有车轮。上述滚动体83设置于上述固定环81与上述旋转座圈82之间。联轴器90具有外圈89。上述外圈89具有筒状的主体部88与轴部87。上述轴部87从上述主体部88沿轴向延伸。在轴部87的外周面形成有与内花键84啮合的外花键86，以便在轮毂单元80与联轴器90之间能够传递扭矩。

在图4所示的结构的情况下，为了组装轮毂单元80与联轴器90，需要较多的工序。即，进行使轮毂单元80与联轴器90的外圈89位于同一直线上的定位（第一工序）。将联轴器90的轴部87压入（临时压入）到旋转座圈82，使轴部87的前端从旋转座圈82的轴向的端面（在图4中为左侧的端面）露出（第二工序）。将临时螺母（未图示）安装于在轴部87的前端形成的螺纹部87a（第三工序）。通过使该临时螺母与螺纹部87a螺合，将轴部87压入（真正压入）到旋转座圈82，直到轮毂单元80的旋转座圈82与联轴器90的外圈89之间的间隙消失为至（第四工序）。将临时螺母从轴部87卸下（第五工序），将正式螺母85紧固于轴部87的螺纹部87a（第六工序），并且，通过敛缝等将正式螺母85固定于旋转座圈82的侧面，进行正式螺母85的锁紧（第七工序）。

此外，如图5所示，构成为：将轴部87压入到旋转座圈82并使在轴向较长的外花键86与在轴向较长的内花键84啮合。因此，当形成该花键86、84时，尤其需要严密的尺寸管理，即使在形成花键的工序中也需要较多的工时。

因此，例如利用日本特开2008－284920号公报（参照图4）所记载的车轮支承装置（车轮用轴承装置），以使轮毂单元与联轴器的组装较容易。在该车轮支承装置中，在轮毂单元所具有的旋转座圈的轴向一侧的圆环状的侧面形成有第一花键。在联轴器所具有的外圈的轴向另一侧的圆环状的侧面形成有与第一花键啮合的第二花键。第一花键及第二花键分别遍及圆环状的侧面的大致整个面而形成。

在该日本特开2008－284920号公报（参照图4）所记载的车轮支承装置的情况下，在轮毂单元与联轴器的组装中，在使轮毂单元与联轴器的外圈从轴向对接，使轮毂单元侧的第一花键、与联轴器侧的第二花键啮合的状态下，利用螺栓将轮毂单元与联轴器沿轴向紧固而进行。

在日本特开2008-284920号公报（参照图4）所记载的车轮支承装置的情况下，轮毂单元与联轴器的组装变得容易。然而，为了分别设置第一花键以及第二花键，需要遍及整周地在圆环状的端面上形成从其内周缘到外周缘连续的径向上较长的花键槽（花键突条），因此如果通过使用冲压机的塑性加工来形成这些花键，会需要较大的冲压载荷。另外，为了高精度地形成花键整体，需要水平较高的加工技术。此外，为了容易形成花键，考虑削减花键槽（突条）的数量，但这样会存在无法传递所需的扭矩的情况。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种具备花键的形成较为容易、并且能够传递所需的扭矩的花键构造的车轮支承装置。

本发明提供一种车轮支承装置，其特征在于：所述车轮支承装置具备：设置于所述固定环与所述旋转座圈之间的滚动体；以及联轴器，该联轴器设置于所述轮毂单元的轴向一侧，具有将旋转扭矩传递至所述旋转座圈的扭矩传递圈，其中，在所述旋转座圈的轴向一侧具有环状的第一端面，在所述扭矩传递圈的轴向另一侧具有环状的第二端面，在所述第一端面的径向外侧区域与所述第二端面的径向外侧区域分别形成有相互啮合的外侧花键，在所述第一端面的径向内侧区域与所述第二端面的径向内侧区域分别形成有相互啮合的内侧花键。

附图说明

从以下的参照附图对具体实施方式进行的说明能够清楚本发明的上述的和进一步的目的、特征和优点，其中，对相同或相似的要素标注相同或相似的标号。

图1是表示车轮支承装置的一个实施方式的纵剖视图。

图2是轮毂单元所具有的旋转座圈的轴向一侧的端面的立体图。

图3是表示轮毂单元所具有的旋转座圈的轴向一侧的端部与联轴器所具有的外圈的轴向另一侧的端部的剖视图。

图4是从轴向另一侧观察旋转座圈的轴向一侧的端面的图。

图5是表示以往的轮毂单元以及联轴器所具有的外圈的一个例子的剖视图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。

图1是示出具备本发明的轮毂单元10及联轴器30的车轮支承装置1的一实施方式的纵剖视图。轮毂单元10安装于在汽车的车身设置的悬架装置2。轮毂单元10是将车轮3支承为相对于该悬架装置2能够旋转的部件。联轴器30与该轮毂单元10连结，是用于使旋转扭矩传递至轮毂单元10所具有的旋转座圈12的部件。并且，该轮毂单元10与联轴器30被作为连结部件的螺栓4连结固定。

车辆的左右方向与车轮支承装置1的轴向一致。轮毂单元10与联轴器30沿车辆的左右方向排列设置。轮毂单元10设置于左右方向外侧，联轴器30设置于该左右方向内侧。在图1中，右侧为轴向一侧（车辆的内侧），左侧为轴向另一侧（车辆的外侧）。

轮毂单元10具有固定环11、旋转座圈12以及滚珠（滚动体）13。上述固定环11被螺栓（未图示）固定于悬架装置2。在上述旋转座圈12安装有车轮3。上述滚珠13被设置在固定环11与旋转座圈12之间。固定环11设置在旋转座圈12的径向外侧。旋转座圈12的中心线L与固定环11的中心线一致。

固定环11具有筒形状的主体部16与凸缘部17。在上述主体部16的内周面形成有滚道面14、15。上述凸缘部17从上述主体部16朝径向外侧延伸。该凸缘部17固定于悬架装置2，由此，轮毂单元10固定于车身侧。

旋转座圈12具有中空形状的轴部19、凸缘部20以及环状的内圈部件21。在上述轴部19的中心侧形成有贯通孔18。上述凸缘部20从轴部19的轴向另一侧的一部分朝径向外侧延伸。上述内圈部件21外嵌于轴部19的轴向一侧。贯通孔18沿着旋转座圈12的中心线L形成为直线状。内圈部件21利用扩径部22敛缝固定于轴部19，通过使轴部19的轴向一侧的端部朝径向外侧塑性变形而形成该扩径部22。在轴部19及内圈部件21各自的外周面形成有滚道面23、24。在旋转座圈12的扩径部22的轴向一侧（在图1中为右侧）具有环状的第一端面25。在上述第一端面25作为第一花键（花键齿）而形成有外侧花键（外侧花键齿）51以及内侧花键齿（内侧花键齿）52（参照图3）。

形成外侧花键51与内侧花键52的部分是形成在旋转座圈12的轴向一侧的端部的扩径部22。上述扩径部22是通过塑性加工将旋转座圈12的轴部19的轴向一侧的端部朝径向外侧扩径而形成的部分。在本实施方式中，该塑性加工是摆动敛缝加工。而且，当利用该摆动敛缝加工形成扩径部22时，在该扩径部22形成外侧花键51与内侧花键52。换句话说，在进行摆动敛缝加工的模型部件（模具）形成用于形成外侧花键51与内侧花键52的齿形，该模型部件的齿形被转印在所形成的扩径部22上。

在图1中，滚珠13沿周向设置有多个，这些滚珠13的列数设置为两列。一列滚珠13在滚道面14、23滚动，另一列滚珠13在滚道面15、24滚动。各列滚珠13沿周向以等间隔被保持架27保持。利用这些滚珠13、固定环11以及旋转座圈12构成双列角接触球轴承。

联轴器30具有内圈32、外圈33以及多个滚珠34。上述内圈32被固定于驱动轴31的轴向另一侧的端部。上述外圈33被设置在内圈32的径向外侧。上述滚珠34被设置在上述内圈32与外圈33之间。联轴器30在本实施方式中是等速联轴器。外圈33为有底圆筒形状。外圈33具有筒部35以及底部36。上述筒部35为筒形状。上述底部36与上述筒部35的轴向另一侧的部分形成为一体。在底部36的中心侧形成朝轴向另一侧延伸的小筒部36a。在上述小筒部36a的内周面形成螺纹孔37，该螺纹孔37与形成在上述螺栓4的前端的螺纹部4a螺合。

在上述联轴器30中，外圈33具有朝轮毂单元10的旋转座圈12传递旋转扭矩的作为扭矩传递圈的功能。因此，外圈33的底部36在轴向另一侧具有环状的第二端面38。作为与轮毂单元10侧的上述第一花键啮合的第二花键（花键齿），在上述第二端面38形成外侧花键（外侧花键齿）61以及内侧花键（内侧花键齿）62（参照图3）。

图2是轮毂单元10的旋转座圈12（扩径部22）的轴向一侧的第一端面25的立体图。图3是表示旋转座圈12的轴向一侧的端部（扩径部22）和联轴器30所具有的外圈33的轴向另一侧的端部的剖视图。

旋转座圈12的扩径部22在轴向一侧具有呈环状的第一端面25。上述第一端面25在从其内周缘到径向中间位置的区域具有朝向轴向一侧的环状侧面28。进而，上述端面25在上述环状侧面28的径向外侧区域具有朝轴向另一侧扩径的锥形外周面29。

环状侧面28由在其中央具有上述贯通孔18（参照图1）的开口18a的环状的面构成，是与旋转座圈12的中心线L正交的面。

锥形外周面29从环状侧面28的外周缘朝轴向另一侧扩径。锥形外周面29由相对于中心线L倾斜的倾斜面构成。

在图3所示的联轴器30侧，外圈33在轴向另一侧即小筒部36a的径向外侧具有环状的第二端面38。上述第二端面38在从小筒部36a的末端部到径向中间位置的区域具有朝向轴向另一侧的环状侧面40。进而，上述第二端面38在上述环状侧面40的径向外侧区域具有朝轴向另一侧扩径的锥形内周面41。上述锥形内周面41与轮毂单元10侧的锥形外周面29对置。另外，上述环状侧面40与环状侧面28也对置。环状侧面40是与外圈33的中心线正交的面。锥形内周面41从环状侧面40的外周缘朝轴向另一侧扩径。锥形内周面41由相对于外圈33的中心线倾斜的倾斜面构成。

在径向外侧的锥形外周面29与锥形内周面41分别形成相互啮合的外侧花键51、61。进而在包括径向内侧的环状侧面28的部分与包括环状侧面40的部分分别形成相互啮合的内侧花键52、62。通过这些外侧花键51、61以及内侧花键52、62分别啮合，在轮毂单元10的旋转座圈12与联轴器30的外圈33之间进行扭矩传递。

在轮毂单元10侧，在第一端面25的径向外侧区域亦即锥形外周面29形成外侧花键51。如图2所示，上述外侧花键51由花键槽51a与花键突条51b构成。上述花键槽51a沿周向交替排列形成。花键槽51a在周向上等间隔地形成有多个，花键突条51b也在周向上等间隔地形成有多个。

如图2与图3所示，花键槽51a的槽长边方向（花键突条51b的长边方向）是与锥形外周面29平行的方向，花键突条51b的顶面与锥形外周面29一致，以此形成外侧花键51。

另外，在该轮毂单元10中，在第一端面25的径向内侧区域亦即包括环状侧面28与贯通孔18的内周面的交叉部的内周角部E1形成内侧花键52。如图2所示，上述内侧花键52由在周向上交替排列形成的花键槽52a与花键突条52b构成。花键槽52a在周向上等间隔地形成有多个，花键突条52b也在周向上等间隔地形成有多个。

如图2与图3所示，环状侧面28的一部分与花键突条52b的齿顶面中的一面一致，贯通孔18的内周面的一部分与花键突条52b的齿顶面中的另一面一致，以此来形成内侧花键52。

对于该轮毂单元10，如图3所示，在联轴器30侧，在第二端面38的径向外侧区域亦即锥形内周面41形成与外侧花键51啮合的外侧花键61。上述外侧花键61由在周向上交替排列形成的花键槽61a与花键突条61b构成（参照图3）。上述花键槽61a的槽长边方向（花键突条的长边方向）是与锥形内周面41平行的方向，花键槽61a的底面与锥形内周面41一致，以此形成第二外侧花键61。

在上述联轴器30中，在第二端面38的径向内侧区域亦即包括环状侧面40与小筒部36a的末端部外周面的交叉部的外周角部E2形成内侧花键62。上述内侧花键62由在周向上交替排列形成的花键槽62a与花键突条62b构成（参照图3）。

环状侧面40的一部分与花键槽62a的底面中的一面一致，小筒部36a的末端部外周面与花键槽62a的底面中的另一面一致，以此形成内侧花键62。

此外，如图2所示，在第一端面25，外侧花键51的槽51a与内侧花键52的槽52a被独立形成。另外，外侧花键51的突条51b与内侧花键52的突条52b被独立形成。换句话说，槽51a与槽52a不是连续的槽，而是在径向上分离形成。与此相同，突条51b与突条52b并非连续的突条，而是在径向上分离形成。

至此，在图3中，本实施方式的车轮支承装置1具备如下的花键构造：在第一端面25的径向外侧区域与第二端面38的径向外侧区域分别形成相互啮合的外侧花键51、61。而且，在第一端面25的径向内侧区域与第二端面38的径向内侧区域分别形成与外侧花键51、61间独立的、相互啮合的内侧花键52、62。

内侧花键52的槽52a的数目比外侧花键51的槽51a的数目少。内侧花键52的突条52b的数目比外侧花键51的突条51b的数目少。

特别是，内侧花键52的花键槽52a的数目被设定为外侧花键51的花键槽51a的数目的1／n（其中，n为整数）。在本实施方式中，如图4所示，内侧花键52的花键槽52a的数目为“15”，与此相对外侧花键51的花键槽51a的数目为“30”，槽数之比为1／2。换句话说，上述整数n＝2。此外，该整数n的值可以是“2”以外的数值，可以设为“3”以上。

进而，当从轴向一侧朝另一侧观察第一端面25时（参照图4），外侧花键51的花键槽51a以及内侧花键52的花键槽52a分别在周向上等间隔地形成。在从径向外侧的花键槽51a朝向旋转座圈12的中心线上的点P的直线（延长线F）上形成径向内侧的花键槽52a。

换句话说，在从外侧花键51的花键槽51a朝向半径方向内侧延伸的延长线F上配置内侧花键52的花键槽52a。此外，延长线F是通过径向外侧的花键槽51a的槽宽度方向的中心与旋转座圈12的中心线上的点P的直线。该延长线F通过径向内侧的花键槽52a的槽宽度方向的中心。

这样，在同一条直线（延长线F）上配置有径向外侧的花键槽51a以及径向内侧的花键槽52a。由此，即便内侧花键52与外侧花键51中的一方的精度（制造后的精度）变差，也容易使轮毂单元10的旋转座圈12与联轴器30的外圈33沿轴向接近，使对置的花键彼此嵌合。

根据以上的本实施方式所涉及的车轮支承装置1，在轮毂单元10的旋转座圈12以及联轴器30的外圈33各自的端面25、38，在径向外侧的区域形成外侧花键51、61，在径向内侧的区域形成内侧花键52、62。这些外侧花键51、61与内侧花键52、62被彼此独立形成，与以往的从圆环状的端面的内周缘连续到外周缘的在径向上较长的花键槽（花键突条）遍及整周形成的构造不同。因此，与以往相比能够减小摆动敛缝加工所需的载荷而容易形成花键51、52、61、62。而且，在端面25、38上分别在径向外侧与内侧双方形成花键，因此具有足够的花键长度，能够传递所需的扭矩。

特别是，在本实施方式中，在轮毂单元10侧，在朝向轴向另一侧扩径的锥形外周面29形成外侧花键51，在联轴器30侧，在朝向轴向另一侧扩径的锥形内周面41形成外侧花键61。由此，花键的齿长变长，能够与以往同等地确保可传递的扭矩。

此外，本实施方式所涉及的轮毂单元10以及联轴器30的组装是通过如下作业进行的，在图1中，使轮毂单元10的旋转座圈12与联轴器30的外圈33沿轴向对接，使在旋转座圈12的轴向一侧的第一端面25形成的花键51、52（参照图3）和在外圈33的轴向另一侧的端面38形成的花键61、62（参照图3）形成啮合的状态，再利用螺栓4沿轴向对上述轮毂单元10及联轴器30进行紧固。

这样，为了在旋转座圈12与外圈33之间能够进行扭矩的传递，通过使旋转座圈12与外圈33沿轴向接近，并且使旋转座圈12侧的花键与外圈33侧的花键啮合即可实现，组装较为简单。

此外，螺栓4是将配置于同一直线上的旋转座圈12与外圈33在轴向紧固连结的部件。螺栓4具有螺栓头部4b与螺纹部4a。上述螺栓头部4b与旋转座圈12的贯通孔18相比为大径。上述螺纹部4a与形成于外圈33的螺纹孔37螺合。将上述螺栓4的前端部（螺纹部4a）从轴向另一侧插入到贯通孔18中，之后使其与螺纹孔37螺合，从而能够将旋转座圈12与外圈33在轴向紧固连结。在紧固螺栓4而对螺栓4作用轴向力的状态下，轮毂单元10与联轴器30连结，旋转扭矩从联轴器30朝轮毂单元10传递。

此外，本发明的车轮支承装置不限于图示的方式，在本发明的范围内可以为其它方式。例如，联轴器30可以为等速联轴器以外的其它样式的联轴器。此外，虽然在上述实施方式中对将联轴器30的扭矩传递圈作为有底圆筒状的外圈33（参照图1）进行了说明，但是扭矩传递圈也可以为其它形状。

根据本发明的车轮支承装置，花键在环状的端面的径向外侧与径向内侧独立形成，花键的形成较之以往变得容易，另外，花键形成在径向外侧与内侧双方，因此具有足够的花键长度，能够传递所需的扭矩。

Claims (3)

1.一种车轮支承装置，其特征在于，

所述车轮支承装置具备：

轮毂单元，该轮毂单元具有固定于车身侧的固定环；供车轮安装的旋转座圈；以及设置于所述固定环与所述旋转座圈之间的滚动体；以及

联轴器，该联轴器设置于所述轮毂单元的轴向一侧，具有将旋转扭矩传递至所述旋转座圈的扭矩传递圈，其中，

在所述旋转座圈的轴向一侧具有环状的第一端面，在所述扭矩传递圈的轴向另一侧具有环状的第二端面，

在所述第一端面的径向外侧区域与所述第二端面的径向外侧区域分别形成有相互啮合的外侧花键，

在所述第一端面的径向内侧区域与所述第二端面的径向内侧区域分别形成有相互啮合的内侧花键。

2.根据权利要求1所述的车轮支承装置，其特征在于，

在所述第一端面的径向外侧区域形成有朝向轴向另一侧扩径的锥形外周面，

在所述第二端面的径向外侧区域形成有朝向轴向另一侧扩径且与所述锥形外周面对置的锥形内周面，

在所述锥形外周面与所述锥形内周面分别形成所述外侧花键。

3.根据权利要求1或2所述的车轮支承装置，其特征在于，

所述内侧花键的花键槽的数目为所述外侧花键的花键槽的数目的1／n，其中，n为整数，

所述内侧花键的花键槽配置在从所述外侧花键的花键槽朝半径方向内侧延伸的延长线上。

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