CN117015669A - 车轮用轴承装置 - Google Patents

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船桥雅司
藤尾辉明
井上昌矢
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Abstract

外侧联轴器构件(31)和轮毂圈(16)通过使分别设置于自身的端面花键(51、52)啮合，并且使轴向上的紧固力作用于两端面花键(51、52)间而以能够传递转矩的方式结合。以如下方式确定两端面花键(51、52)的齿面形状：在使两端面花键(51、52)在轴向上接近并相互啮合的过程中，在两端面花键的啮合区域(X)的外径部(Ea)、内径部(Ec)以及被外径部和内径部夹着的中间部(Eb)中，两端面花键(51、52)的齿面(51a、51b)彼此首先在中间部(Eb)处接触。

Description

车轮用轴承装置
技术领域
本发明涉及用于在机动车等车辆中将车轮支承为相对于车身旋转自如的车轮用轴承装置。
背景技术
作为将双列滚动轴承(车轮用轴承)和等速万向联轴器单元化而成的车轮用轴承装置，已知有经由在轮毂圈的端面以及外侧联轴器构件的端面分别设置的端面花键进行轮毂圈与等速万向联轴器的外侧联轴器构件之间的转矩传递的车轮用轴承装置(专利文献1的图7等)。在该车轮用轴承装置中，将螺栓构件穿过轮毂圈，在使螺栓构件的座面与轮毂圈的端面卡合的状态下将螺栓构件与在外侧联轴器构件的碗形部的底部设置的螺纹孔螺合，从而使外侧联轴器构件与轮毂圈结合。
在像这样使用了端面花键的车轮用轴承装置中，已知有如下的车轮用轴承装置：在使端面花键彼此啮合时，首先在半径方向外侧使两端面花键的齿彼此接触，随着紧固的增强而在半径方向内侧也使齿彼此接触(专利文献2)；首先在半径方向内侧使齿彼此接触，随着紧固的增强而在半径方向外侧也使齿彼此接触(专利文献3)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-115292号公报
专利文献2：日本专利第5039048号公报
专利文献3：美国专利申请公开第2015/0021973号说明书
发明内容
发明所要解决的课题
在专利文献2中记载有如下主旨：第一齿和第二齿在达到通常的紧固力的大致75％时在两齿的齿面的全长的范围内相互接触(第0028段)。但是，在端面花键的加工时无法避免加工误差，因此，无法按照理想制作齿面的形状。因此，理论上暂且不论，在赋予了规定的紧固力后在两齿的齿面的半径方向全长的范围内使齿面彼此接触这一情况实际上是困难的，只能使两端面花键的齿面彼此在啮合区域的一部分接触。
另外，在使端面花键彼此啮合时，在其啮合作业的前半部分中与对方侧接触的部位成为转矩传递时的齿面彼此的接触区域的情况较多。因此，在赋予了紧固力后，在专利文献2的结构中，在齿面彼此的半径方向上的啮合区域中，主要是外径侧成为齿面彼此的接触区域，在专利文献3的结构中，主要是内径侧成为齿面彼此的接触区域。
在车轮用轴承装置的等速万向联轴器取得了工作角的状态下进行转矩传递的情况下，在等速万向联轴器的外侧联轴器构件与轮毂圈的连结部反复作用有弯曲力矩。因此，在齿面彼此的接触区域如专利文献2所示那样存在于外径侧的情况下，在啮合区域的圆周方向上的一部分区域(作用弯曲力矩时成为凸折的区域)中，通过螺栓构件的变形而使齿面彼此在端面花键彼此的啮合区域的外径侧成为非接触。由此，啮合区域中的接触区域的面积大幅减少，因此存在端面花键彼此的啮合解除的情况。特别是在端面花键彼此的啮合区域中，如图10所示，在转矩传递中，作用于齿面151a、152a间的转矩传递力F的沿着齿面的方向上的分力Fa在解除齿彼此的啮合的方向上发挥作用，因此端面花键彼此的啮合更容易被解除。因此，在专利文献2的结构中，存在车轮用轴承装置的弯曲刚性降低的问题。
另一方面，如专利文献3所示，在转矩传递中的齿面彼此的接触区域成为内径侧的结构中，外径侧不具有接触区域，因此弯曲力矩对车轮用轴承装置的弯曲刚性造成的影响减少，但由于接触区域的旋转半径较小，因此转矩传递时的负载容量降低，存在难以传递高转矩的问题。
鉴于以上情况，本发明的目的在于，提供具有较高的弯曲刚性且能够提高转矩传递时的负载容量的车轮用轴承装置。
用于解决课题的方案
本发明是一种车轮用轴承装置，具备：车轮用轴承，其具备具有双列内侧轨道面及用于安装于车轮的凸缘部的内侧构件、具有双列外侧轨道面的外侧构件、以及多个配置在对置的内侧轨道面与外侧轨道面之间的滚动体；以及等速万向联轴器，其具有外侧联轴器构件，所述外侧联轴器构件和所述内侧构件通过使分别设置于自身的端面花键啮合，并且使轴向上的紧固力作用于两端面花键间而以能够传递转矩的方式结合，所述车轮用轴承装置的特征在于，以如下方式确定两端面花键的齿面形状：在使两端面花键在轴向上接近并相互啮合的过程中，在两端面花键的啮合区域的外径部、内径部以及被所述外径部与所述内径部夹着的中间部中，两端面花键的齿面彼此在所述中间部处首先接触。
在使两端面花键在轴向上接近并相互啮合的过程中，在初始阶段的齿面彼此接触的区域中，伴随于啮合的进展而双方的齿面发生弹性变形，并维持该接触状态。因此，即使在初始阶段的齿面彼此接触了的区域中齿面存在些许加工误差，在转矩传递中也成为齿面彼此接触了的接触区域。根据上述结构，至少在中间部形成齿面彼此的接触区域，因此，即使由于取得了工作角的等速万向联轴器的转矩传递而作用有弯曲力矩，并且两端面花键的啮合因此而欲在外径侧解除，齿面彼此的接触区域在中间部也得到维持。因此，两端面花键的啮合不会解除。另外，由于在中间部存在齿面彼此的接触区域，从而接触区域的旋转半径总体变大，因此能够充分地确保转矩传递时的负载容量。
在这样的结构中，优选以如下方式确定两端面花键的齿面形状：继中间部之后，两端面花键的齿面彼此在外径部处接触。由此，转矩传递中的齿面彼此的接触区域向外径方向扩大，因此能够进一步提高转矩传递时的负载容量。
优选的是，在所述两端面花键彼此的啮合区域中，将任一方的端面花键的齿顶面的内径端设为0％且外径端设为100％，将50％至90％的区域设为所述中间部。
通过像这样将齿顶面的50％以上的区域设为中间部，转矩传递中的齿面彼此的接触区域形成于外径侧，因此能够进一步提高转矩传递时的负载容量。
发明效果
如上所述，根据本发明，能够提供具有较高的弯曲刚性且能够提高转矩传递时的负载容量的车轮用轴承装置。
附图说明
图1是以沿着轴向的剖面对车轮用轴承装置进行观察而得到的剖视图。
图2是从外方侧对外侧联轴器构件进行观察而得到的主视图。
图3是示出在图1所示的车轮用轴承装置中使端面花键彼此沿轴向接近并相互啮合的过程的剖视图。
图4是以沿着圆周方向的剖面对端面花键的啮合区域进行观察而得到的剖视图。
图5是从轴向对端面花键的啮合区域进行观察而得到的主视图。
图6A是将图1所示的车轮用轴承装置的第一端面花键放大示出的剖视图。
图6B是将图1所示的车轮用轴承装置的第一端面花键放大示出的剖视图。
图7A是将图1所示的车轮用轴承装置的第一端面花键放大示出的剖视图。
图7B是将图1所示的车轮用轴承装置的第一端面花键放大示出的剖视图。
图8A是将图1所示的车轮用轴承装置的第一端面花键放大示出的剖视图。
图8B是将图1所示的车轮用轴承装置的第一端面花键放大示出的剖视图。
图9A是将图1所示的车轮用轴承装置的第一端面花键放大示出的剖视图。
图9B是将图1所示的车轮用轴承装置的第一端面花键放大示出的剖视图。
图10是以沿着圆周方向的剖面对端面花键的啮合区域进行观察而得到的剖视图。
具体实施方式
以下，基于图1～图9A、图9B对本发明的实施方式的车轮用轴承装置进行说明。需要说明的是，在以下的说明中，将安装于车身时成为车宽方向上的外侧的方向称为外方侧，将成为车宽方向上的内侧的方向称为内方侧。
如图1所示，本实施方式的车轮用轴承装置1具有将车轮用轴承2和等速万向联轴器3单元化而成的结构。
车轮用轴承2的主要构成要素包括：具有双列内侧轨道面5、6的内侧构件7、配置于内侧构件7的外径侧且具有双列外侧轨道面10、11的外侧构件12、多个配置于在半径方向上对置的内侧轨道面5、6与外侧轨道面10、11之间的滚动体13、以及在圆周方向上等间隔地保持滚动体13的保持器(省略图示)。
内侧构件7具有轮毂圈16、以及固定于轮毂圈16的外周的内圈17。在轮毂圈16的外周面形成有双列内侧轨道面5、6中的一方的内侧轨道面5，在内圈17的外周面形成有另一方的内侧轨道面6。
轮毂圈16具备安装于车辆的车轮的凸缘部18、以及圆筒状的筒部19。在轮毂圈16的凸缘部18设置有螺栓装配孔20。用于将车轮以及制动器转子固定于该凸缘部18的轮毂螺栓固定于该螺栓装配孔20。在筒部19的内方侧端部形成有小径部21，在该小径部21的外周面压入固定有内圈17。在轮毂圈16的筒部19的内方侧的端部形成有铆接部22，该铆接部22在内圈17向小径部21的压入后，通过铆接而向外径侧发生塑性变形。铆接部22与内圈17的内方侧端面密接。利用该铆接部22进行内圈17的定位，并且对车轮用轴承2的内部赋予规定的预压。在轮毂圈16的筒部19的外方侧的内周面设置有向内径侧突出的内壁部23。内壁部23在其轴心上具有轴向上的贯通孔24。螺栓构件26从贯通孔24的外方侧插入贯通孔24。
等速万向联轴器3由仅允许角度位移而不允许轴向位移的固定式等速万向联轴器构成。该等速万向联轴器3的主要构成要素包括：具有杯状的口部30的外侧联轴器构件31、收容于外侧联轴器构件31的口部30的内径侧的内侧联轴器构件32、以及配设在内侧联轴器构件32与外侧联轴器构件31之间的作为转矩传递构件的滚珠33。在内侧联轴器构件32的中心孔的内周面形成有内花键34，在该内花键34插入有形成于未图示的中间轴的端部的外花键。由此，内侧联轴器构件32和中间轴以能够传递转矩的方式结合。
在口部30的球面状的内周面，沿轴向延伸的滚道槽35形成于圆周方向上的多处，在内侧联轴器构件32的球面状的外周面，沿轴向延伸的滚道槽36形成于圆周方向上的多处。在半径方向上对置的外侧联轴器构件31的滚道槽35与内侧联轴器构件32的滚道槽36成对，且在由各对滚道槽35、36形成的多个滚珠滚道中以能够滚动的方式各装入有一个滚珠33。各滚珠33被保持架37保持在圆周方向上的等分位置。保持架37的球面状的外周面与外侧联轴器构件31的球面状的内周面相接，保持架37的球面状的内周面与内侧联轴器构件32的球面状的外周面相接。
在图1中，在口部30的开口侧端部将外侧联轴器构件31的滚道槽35的槽底设为直线状，在口部30的里侧端部将内侧联轴器构件32的滚道槽36的槽底设为直线状(免根切型)，但也能够将外侧联轴器构件31的滚道槽35以及内侧联轴器构件32的滚道槽36这双方的槽底整体形成为曲线状。
当对外侧联轴器构件31与内侧联轴器构件32之间赋予工作角时，由保持架37保持的滚珠33无论工作角如何都始终被维持在该工作角的二等分面内。由此，确保外侧联轴器构件31与内侧联轴器构件32之间的等速性。在外侧联轴器构件31与内侧联轴器构件32之间，在确保了等速性的状态下经由滚珠33传递旋转转矩。
口部30具有形成有以轴心为中心的内螺纹部38的底部39。通过使形成于螺栓构件26的前端的外螺纹部27与内螺纹部38螺合，螺栓构件26的座面26a与内壁部23的外方侧端面23a在轴向上卡合。然后，通过拧入螺栓构件26，向外侧联轴器构件31与轮毂圈16之间赋予使两者接近的方向上的轴向上的紧固力。
在车轮用轴承2的内侧构件7与外侧联轴器构件31的口部30的底部39之间设置有转矩传递部50。该转矩传递部50通过使形成于联轴器3侧的第一端面花键51与形成于轴承2侧的第二端面花键52相嵌合而构成。
在本实施方式中，第一端面花键51形成于口部30的底部39的外方侧端面，第二端面花键52形成于轮毂圈16的铆接部22的内方侧端面。图2是从轴向对第一端面花键51进行观察而得到的图。如图2所示，第一端面花键51具有在圆周方向上交替地配置有多个沿半径方向延伸的凸条53和多个沿半径方向延伸的凹条54而成的形态。省略了图示，第二端面花键52也与第一端面花键51同样地具有在圆周方向上交替地配置有多个沿半径方向延伸的凸条和多个沿半径方向延伸的凹条而成的形态。使第一端面花键51与第二端面花键52啮合，进一步通过螺栓构件26向内螺纹部38的拧入而使轴向上的紧固力作用于两端面花键51、52间，由此，外侧联轴器构件31和轮毂圈16以能够传递转矩的方式结合。
如图3所示，在使第一端面花键51与第二端面花键52啮合时，在螺栓构件26(参照图1)的紧固力的作用下，使两端面花键51、52在轴向上接近。图3中的标注有阴影线的区域表示最终一方的端面花键的凸条与另一方的端面花键的凹条相啮合的啮合区域X。以下，将该啮合区域X中的、包括设置于任一方的端面花键的各凸条的齿顶的面55称为“齿顶面”，将包括啮合区域X的齿顶面55的外径端的区域称为外径部Ea，将包括啮合区域X的齿顶面55的内径端的区域称为内径部Ec，将被外径部Ea与内径部Ec夹着的区域称为中间部Eb。
在本实施方式中，在使第一端面花键51和第二端面花键52在轴向上接近并相互啮合的过程中，以使两端面花键51、52的齿面彼此首先在中间部Eb接触的方式确定两端面花键51、52的各齿面的形状。
基于图4进行具体说明。需要说明的是，图4中的I列～III列以时间序列示出两端面花键51、52的啮合过程，I列示出啮合的初始阶段，II列示出中间阶段，III列示出最终阶段。另外，图4中的A行表示外径部Ea的剖面形状，B行表示中间部Eb的剖面形状，C行表示内径部Ec的剖面形状。
如图4所示，在啮合过程的初始阶段的中间部Eb(I-B)，第一端面花键51的齿面51a与第二端面花键52的齿面52a接触。此时，在外径部Ea(I-A)和内径部Ec(I-C)处，在齿面51a、52a间存在间隙δ。需要说明的是，将齿顶面55到齿面中的首先与对方侧的齿面接触的部分为止的深度称为接触开始深度。图4中的Lb示出中间部Eb处的接触开始深度。
当啮合过程进展而到达中间阶段(II列)时，在外径部Ea(II-A)和内径部Ec(II-C)中，齿面51a、52a彼此也接触。外径部Ea处的接触开始深度La以及内径部Ec处的接触开始深度Lc成为比中间部Eb处的接触开始深度Lb深的位置。然后，啮合过程进一步进展而到达最终阶段(III列)。从齿面51a、52a彼此接触后至到达最终阶段(III列)为止，在外径部Ea、中间部Eb以及内径部Ec的任一部位中，齿面51a、52a都发生弹性变形，维持两齿面51a、52a的接触状态。此时，首先接触的中间部Eb处的齿面51a、52b的弹性变形量比他处(外径部Ea、内径部Eb)的弹性变形量大。
需要说明的是，在图3中，将啮合区域X中的齿顶面55的内径端设为0％且外径端设为100％，则优选将50％以上的区域、具体而言为50～90％的区域设为齿面彼此首先接触的中间部Eb。通过将50％以上的区域设为中间部Eb，转矩传递中的齿面彼此的接触区域Y(参照图9B)总体形成于外径侧，因此能够增大转矩传递时的负载容量。
如图5所示，以上所述的接触顺序例如能够通过以使一方的端面花键(例如第一端面花键51)的凸条53的齿面间距离(齿宽)在中间部Eb处比理想轮廓(以双点划线示出)的齿面间距离大的方式确定齿面51a的形状来实现。需要说明的是，在图5中，示出与凸条53啮合的凹条54以理想轮廓(以虚线示出)形成的情况，但同样的效果也能够通过以使另一方的端面花键(例如第二端面花键52)的凹条54的齿面间距离(齿间隙的宽度)在中间部Eb处比理想轮廓的齿面间距离小的方式确定齿面52a的形状来实现。也可以将它们组合而在中间部Eb处增大凸条53的齿面间距离、或缩小凹条54的齿面间距离。这里所说的理想轮廓是指两端面花键51、52的齿面51a、52a彼此在啮合区域X的半径方向整个区域中同时接触那样的、没有加工误差的理想的齿形轮廓。
需要说明的是，在图5中，为了容易理解，夸张地放大了中间部Eb处的齿面间距离，但实际的放大量是超过能够在齿面51a、51b产生的最大的加工误差的程度，是难以用肉眼进行辨别的程度。图5中的附图标记O表示车轮用轴承装置1的旋转中心。
在图6A中，以虚线示出两端面花键51、52的各齿面以理想轮廓形成时的齿面51a、52a彼此的接触开始深度La、Lb、Lc。在该情况下，齿面51a、52a彼此在啮合区域X的半径方向整个区域中同时接触，因此接触开始深度成为在半径方向上均匀的深度。因此，如图6B所示，转矩传递中的齿面彼此的接触区域Y(以阴影线示出)的宽度在半径方向上不发生变化而成为恒定的宽度。另一方面，由于加工误差是不可避免的，因此难以实现这样的均匀的接触开始深度、均匀宽度接触区域。
如专利文献2所记载的那样，图7A、图7B示出使齿面彼此从外径部Ea接触的情况下的接触开始深度La、Lb、Lc和接触区域Y。在该情况下，在啮合区域的外径端接触后，接触区域逐渐朝向内径侧扩展，因此如图7B所示，转矩传递中的齿面51a、52a彼此的接触区域Y在外径侧较宽而在内径侧较窄。因此，当在等速万向联轴器3取得工作角而进行转矩传递时产生弯曲力矩时，在转矩传递部50的圆周方向上的一部分区域(成为凸折的区域)中，外径侧的接触区域Y消失，接触区域Y的总面积大幅减少，因此齿面51a、52a彼此的啮合容易被解除。因此，车轮用轴承装置1的弯曲刚性降低。
如专利文献3所记载的那样，图8A、图8B示出使齿面彼此从内径部Ec接触的情况下的接触开始深度La、Lb、Lc和接触区域Y。在该情况下，在啮合区域的内径端接触后，接触区域朝向外径侧逐渐扩展，因此如图8B所示，转矩传递中的齿面51a、52a彼此的接触区域Y在内径侧较宽而在外径侧较窄。在该情况下，接触区域Y的旋转半径变小，因此车轮用轴承装置1中的转矩传递时的负载容量变得不充分。
如本实施方式所述，图9A、图9B示出使齿面彼此从中间部Eb接触的情况下的接触开始深度La、Lb、Lc和接触区域Y。在该情况下，在啮合区域的中间部Eb接触后，接触区域朝向外径侧以及内径侧逐渐扩展。在该情况下，在转矩传递中，包含中间部Eb在内的较大的区域成为接触区域Y。因此，在等速万向联轴器3取得工作角而进行转矩传递时，即使在转矩传递部50作用有弯曲力矩，接触区域Y的总面积也不会极端减少，从而能够防止齿面彼此的啮合的解除。另外，接触区域Y的旋转半径总体变大，因此能够充分地确保转矩传递时的负载容量。因此，能够提供弯曲刚性较高且转矩传递时的负载容量较高的车轮用轴承装置1。
需要说明的是，优选以在中间部Eb的齿面彼此接触后，齿面51a、52a相比于内径部Ec而首先在外径部Ea接触的方式确定各齿面51a、52a的形状。由此，转矩传递中的接触区域Y向外径方向扩大，因此能够进一步提高转矩传递时的负载容量。
本发明的实施方式并不局限于上述内容。以下，对本发明的另一实施方式进行说明，但对于与上述的实施方式相同的点则省略说明。
在以上所述的实施方式中，将轴承2侧的第二端面花键52设置于轮毂圈16的铆接部22的端面，但在使用不具有铆接部22的车轮用轴承2的情况下，也能够将第二端面花键52形成于内圈17的外方侧端面。在该情况下，期望在内圈17与轮毂圈16之间设置锯齿部等止转件而将两者以能够传递转矩的方式结合。
另外，在以上所述的实施方式中，例示出作为向轮毂圈16与外侧联轴器构件31之间赋予轴向上的紧固力的机构而在外侧联轴器构件31设置内螺纹部38，并使具有与该内螺纹部38螺合的外螺纹部的构件(螺栓构件26)与轮毂圈16在轴向上卡合的情况，但紧固力的赋予结构是任意的，除上述以外，例如也可以在外侧联轴器构件31设置外螺纹部27，使具有与该外螺纹部螺合的内螺纹部的构件(例如螺母构件)与轮毂圈16在轴向上卡合，由此赋予紧固力。
附图标记说明
1车轮用轴承装置；2车轮用轴承；3等速万向联轴器；5、6内侧轨道面；7内侧构件；10、11外侧轨道面；12外侧构件；13滚动体；16轮毂圈；17内圈；18凸缘部；26螺栓构件；31外侧联轴器构件；51第一端面花键；51a齿面；52第二端面花键；52a齿面；Ea外径部；Eb中间部；Ec内径部。

Claims (3)

1.一种车轮用轴承装置，具备：
车轮用轴承，其具备具有双列内侧轨道面及用于安装于车轮的凸缘部的内侧构件、具有双列外侧轨道面的外侧构件、以及多个配置在对置的内侧轨道面与外侧轨道面之间的滚动体；以及
等速万向联轴器，其具有外侧联轴器构件，
所述外侧联轴器构件和所述内侧构件通过使分别设置于自身的端面花键啮合，并且使轴向上的紧固力作用于两端面花键间而以能够传递转矩的方式结合，
所述车轮用轴承装置的特征在于，
以如下方式确定两端面花键的齿面形状：在使两端面花键在轴向上接近并相互啮合的过程中，在两端面花键的啮合区域的外径部、内径部以及被所述外径部与所述内径部夹着的中间部中，两端面花键的齿面彼此在所述中间部处首先接触。
2.根据权利要求1所述的车轮用轴承装置，其中，
以如下方式确定两端面花键的齿面形状：继所述中间部之后，两端面花键的齿面彼此在所述外径部处接触。
3.根据权利要求1或2所述的车轮用轴承装置，其中，
在所述两端面花键彼此的啮合区域中，将任一方的端面花键的齿顶面的内径端设为0％且外径端设为100％，将50％至90％的区域设为所述中间部。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005016427A1 (de) * 2005-04-08 2006-10-12 Schaeffler Kg Bund mit stirnseitigen Zähnen für eine antreibbare Radnabe
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JP2009083813A (ja) * 2007-10-03 2009-04-23 Jtekt Corp 車輪支持装置
JP4959514B2 (ja) 2007-11-09 2012-06-27 Ｎｔｎ株式会社 車輪用軸受装置
JP5556509B2 (ja) * 2010-08-30 2014-07-23 株式会社ジェイテクト 車両用ハブユニット
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