JP2009083813A - Wheel support apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、車輪が取り付けられるハブホイールのハブ軸と、等速ジョイントの外輪とがトルク伝達可能に連結された車輪支持装置に関する。 The present invention relates to a wheel support device in which a hub shaft of a hub wheel to which a wheel is attached and an outer ring of a constant velocity joint are connected so as to be able to transmit torque.
この種の車輪支持装置においては、例えば、特許文献1に開示されている。
これにおいては、図7に示すように、ハブホイール110のハブ軸113の外周面に、内輪121、外輪130、及び玉(転動体)141、142を備えた転がり軸受としての複列のアンギュラ玉軸受120が組み付けれている。
一方、駆動軸151の端部が連結される等速ジョイント150の外輪160の側壁部161の端面から連結軸部163が一体に延出されている。
また、ハブホイール110のハブ軸113の内孔の内周面には内歯スプライン114が形成され、この内歯スプライン114に噛み合う外歯スプライン164が連結軸部163の外周面に形成されている。
そして、内・外歯のスプライン114、164が相互に噛み合わされながらハブホイール110のハブ軸113の内孔に連結軸部163が嵌挿され、連結軸部163の先端から突出された雄ねじ部165に締付ナット166が締め付けられることで、ハブホイール110と等速ジョイント150とがトルク伝達可能に結合されている。
In this case, as shown in FIG. 7, double row angular balls as rolling bearings having an
On the other hand, a connecting
Further, an
The connecting
ところで、特許文献1に開示された車輪支持装置においては、車両の走行時等において、駆動軸151と同方向に回転する等速ジョイント150の外輪160のトルクは内・外歯のスプライン114、164の噛み合いによってハブホイール110に伝達され、車輪が回転駆動される。
この際、等速ジョイント150の外輪160の側壁部161の端面と、ハブホイール110のハブ軸113の端面(かしめ部117の端面)との相互の接触面の間において相対的な滑り(ねじれを含む滑り)が生じ、異音が発生する場合がある。
等速ジョイント150の外輪160の側壁部161の端面と、ハブホイール110のハブ軸113の端面との相対的な滑りが原因となる異音の発生を防止するために、図8に示すように、ハブ軸213のかしめ部217の端面と、この端面に突き合わされる等速ジョイント250の外輪260の側壁部261の端面に、両サイドフェーススプライン280、290を形成し、これら両サイドフェーススプライン280、290を相互に噛み合せることでハブホイール210のハブ軸213と等速ジョイント250の外輪260とをトルク伝達可能に接続することが同一出願人によって提案されている。
ハブ軸213のかしめ部217の端面及び等速ジョイント250の外輪260の側壁部261の端面に鍛造によってサイドフェーススプライン280、290を形成する場合、サイドフェーススプライン280、290の歯底面282、292は、内径端から外径端へ向けてしだいに深くなる傾斜面に形成される。
このため、両サイドフェーススプライン280、290の歯底面282、292の内径側において、両サイドフェーススプライン280、290の噛み合いが制限される。これによって、両サイドフェーススプライン280、290の歯底面282、292が深い外径側部分に相互のスプライン歯が接触されることがない非接触部分Sが生じる。これによって、両サイドフェーススプライン280、290の相互の接触部におけるスプライン歯の歯面の面圧及び剪断応力が高くなり、耐久性に支障をきたすことが予測される。
By the way, in the wheel support device disclosed in Patent Document 1, the torque of the
At this time, relative slip (twist) is caused between the contact surfaces of the end surface of the
As shown in FIG. 8, in order to prevent the occurrence of abnormal noise caused by relative slip between the end surface of the
When the
For this reason, the engagement of both
この発明の目的は、前記問題点に鑑み、ハブホイール側と、等速ジョイント側との両サイドフェーススプラインの非接触部分の面積を小さくし、この分だけ両サイドフェーススプラインの相互の歯面の接触面積を増大させて歯面の面圧及び剪断応力を低減することができる車輪支持装置を提供することである。 In view of the above problems, an object of the present invention is to reduce the area of the non-contact portion of both side face splines on the hub wheel side and the constant velocity joint side, and to this extent, the mutual tooth surfaces of both side face splines are reduced. It is an object of the present invention to provide a wheel support device that can increase the contact area to reduce the tooth surface pressure and shear stress.
前記目的を達成するために、この発明の請求項1に係る車輪支持装置は、車輪が取り付けられるハブホイールのハブ軸と、等速ジョイントの外輪とがトルク伝達可能に連結された車輪支持装置であって、
前記ハブ軸の端面と、この端面に突き合わされる前記等速ジョイントの外輪の端面には、相互に噛み合うことで前記ハブホイールのハブ軸と前記等速ジョイントの外輪とをトルク伝達可能に接続する両サイドフェーススプラインが形成され、
前記両サイドフェーススプラインのうち、少なくとも一方のサイドフェーススプラインの歯底面は、その内径円と外径円との略中間に位置する基礎円上を頂部とし、この頂部から内径端へ向けてしだいに深くなる内径側傾斜面と、前記頂部から外径端に向けてしだいに深くなる外径側傾斜面とを有して山形状に形成されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a wheel support device according to claim 1 of the present invention is a wheel support device in which a hub shaft of a hub wheel to which a wheel is attached and an outer ring of a constant velocity joint are connected so as to be able to transmit torque. There,
The hub shaft of the hub wheel and the outer ring of the constant velocity joint are connected to each other so that torque can be transmitted between the end surface of the hub shaft and the end surface of the outer ring of the constant velocity joint abutted on the end surface. Both side face splines are formed,
Of the two side face splines, the tooth bottom surface of at least one of the side face splines has a top on a basic circle located approximately in the middle of the inner diameter circle and the outer diameter circle, and gradually increases from the top to the inner diameter end. The inner diameter side inclined surface which becomes deeper and the outer diameter side inclined surface which gradually becomes deeper from the top toward the outer diameter end are formed in a mountain shape.
前記構成によると、車両の走行時等において、等速ジョイント側のトルクは、等速ジョイントの外輪の端面とハブ軸の端面との両サイドフェーススプラインの噛み合いによってハブホイールに伝達され、車輪が回転駆動される。
このようにして、両サイドフェーススプラインの噛み合いによって等速ジョイント側のトルクをハブホイール側に良好に伝達することができるため、従来と異なり、等速ジョイントの外輪の端面と、ハブホイールのハブ軸の端面との間の相対的な滑りを抑制して異音の発生を防止することができる。
また、両サイドフェーススプラインのうち、少なくとも一方のサイドフェーススプラインの歯底面は、内径側傾斜面と、外径側傾斜面とを有して山形状に形成されるため、歯底面が内径端から外径端へ向けてしだいに深くなる傾斜面に形成される場合と比べ、両サイドフェーススプラインの非接触部分の面積を小さくすることができる。
すなわち、サイドフェーススプラインの歯底面の内径側において、噛み合いが制限されることを抑制することができ、これによって両サイドフェーススプラインの非接触部分の面積を小さくすることができる。
そして、両サイドフェーススプラインの非接触部分の面積を小さくた分だけ両サイドフェーススプラインの相互の歯面の接触面積を増大させることができ、歯面の面圧及び剪断応力を低減して耐久性の向上を図ることができる。
According to the above configuration, the torque on the constant velocity joint side is transmitted to the hub wheel by the engagement of both side face splines of the end surface of the outer ring of the constant velocity joint and the end surface of the hub shaft when the vehicle is running, etc., and the wheel rotates. Driven.
In this way, the torque on the constant velocity joint side can be satisfactorily transmitted to the hub wheel side by the meshing of both side face splines, so unlike the conventional case, the end surface of the outer ring of the constant velocity joint and the hub axle of the hub wheel The occurrence of abnormal noise can be prevented by suppressing the relative slip between the end face of each of the two.
In addition, since the tooth bottom surface of at least one side face spline of both side face splines has an inner diameter side inclined surface and an outer diameter side inclined surface, the tooth bottom surface is formed from the inner diameter end. The area of the non-contact portion of both side face splines can be reduced as compared with the case where the inclined surface gradually becomes deeper toward the outer diameter end.
That is, it is possible to prevent the meshing from being restricted on the inner diameter side of the tooth bottom surface of the side face spline, and thereby to reduce the area of the non-contact portion of both side face splines.
In addition, the contact area between the tooth surfaces of both side face splines can be increased by reducing the area of the non-contact portion of both side face splines, and the surface pressure and shear stress of the tooth faces can be reduced to improve durability. Can be improved.
次に、この発明を実施するための最良の形態を実施例にしたがって説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to examples.
(実施例1)
この発明の実施例1を図1〜図4にしたがって説明する。
図1はこの発明の実施例1に係る車輪支持装置を示す側断面図である。図2はハブホイールのハブ軸端面のサイドフェーススプラインの一部を拡大して示す斜視図である。図3は両サイドフェーススプラインが分離した状態を拡大して示す断面図である。図4は両サイドフェーススプラインが噛み合わされた状態を拡大して示す断面図である。
Example 1
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
1 is a side sectional view showing a wheel support device according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is an enlarged perspective view showing a part of the side face spline on the end surface of the hub shaft of the hub wheel. FIG. 3 is an enlarged sectional view showing a state where both side face splines are separated. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a state in which both side face splines are engaged with each other.
図1に示すように、この実施例1の車輪支持装置は、ハブホイール10と、転がり軸受としての複列のアンギュラ玉軸受20と、等速ジョイント50とを備えて構成されている。
ハブホイール10は、円筒状をなすハブ軸13と、ハブ軸13の一端部寄り外周面に形成されたフランジ11とを一体に有している。そして、フランジ11には、ブレーキロータ(図示しない)を間に挟んで車輪(図示しない)を取り付けるための複数本のハブボルト12が所定ピッチでかつ圧入によって固定されている。
ハブ軸13の外周には、外輪30、内輪21、転動体としての複数の玉41、42及び保持器45、46を備えた複列のアンギュラ玉軸受20が組み付けられている。
As shown in FIG. 1, the wheel support device according to the first embodiment includes a
The
A double-row angular ball bearing 20 including an
すなわち、この実施例1において、ハブ軸13はフランジ11側に形成された大径軸部15と、大径軸部15よりも適宜に小径でかつ大径軸部15と段差部をもって連続して形成された小径軸部16とを一体に有している。そして、大径軸部15の外周面に、外輪30の一方の軌道面31に対応する軌道面22が形成されている。
さらに、外輪30の他方の軌道面32に対応する軌道面23が外周面に形成された内輪21がハブ軸13の小径軸部16の外周面に嵌込まれた後、小径軸部16の先端部がかしめられてかしめ部17が形成されることによって、内輪21が段差部とかしめ部17との間に固定されている。
また、外輪30の両軌道面31、32と、ハブ軸13側の両軌道面22、23との間には各複多数個の玉41、42と、これら各複多数個の玉41、42をそれぞれ保持する保持器45、46が組み付けられる。
また、外輪30の外周面には、車両の懸架装置(図示しない)に支持された車体側部材(ナックル、又はキャリア)にボルトによって取り付けるための固定フランジ35が一体に形成されている。
That is, in the first embodiment, the
Further, after the
Further, a plurality of
In addition, a
図1に示すように、等速ジョイント50は、周知のツェッパー型、バーフィールド型と呼ばれている等速ジョイントが使用されており、駆動軸51の一端に一体状に連結された内輪52と、外輪60と、これら内・外輪52、60の間に配設された複数のボール53と、これら複数のボール53を保持する保持器54を備えて構成されている。
また、等速ジョイント50の外輪60の側壁部61の中心部にはハブホイール10と等速ジョイント50とを一体状に連結するための連結ボルト70が突出されている。
As shown in FIG. 1, the
Further, a connecting
この実施例1において、連結ボルト70は、等速ジョイント50の外輪60と別体をなす頭部71と軸部72とを有する一方、等速ジョイント50の外輪60の側壁部61の中心部には貫通孔63が貫設されている。
そして、等速ジョイント50の外輪60の貫通孔63の内側開口部から連結ボルト70の軸部72が嵌挿され、頭部71の下面が側壁部61の内面に当接する位置まで軸部72の根本部の大径部72aが圧入されることによって、等速ジョイント50の外輪60の側壁部61から連結ボルト70の軸部72が突出されて固定される。連結ボルト70の軸部72の先端部には雄ねじ部73が形成され、この雄ねじ部73には締付ナット75を回り止めするためのかしめ溝74が凹設されている。
In the first embodiment, the connecting
Then, the
図1と図2に示すように、ハブホイール10のハブ軸13の端面(この実施例1ではハブ軸13のかしめ部17の端面)と、この端面に突き合わされる等速ジョイント50の外輪60の側壁部61の端面には、相互に噛み合うことでハブ軸13と等速ジョイント50の外輪60とをトルク伝達可能に接続する両サイドフェーススプライン80、90が形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the end surface of the
図2と図3に示すように、ハブ軸13のかしめ部17端面のサイドフェーススプライン80のスプライン歯81の歯底面82は、かしめ部17の内径円(直径寸法A)と、外径円(直径寸法B)との略中間に位置する基礎円(直径寸法C)上を頂部83とし、この頂部83から内径端へ向けてしだいに深くなる内径側傾斜面84と、頂部83から外径端に向けてしだいに深くなる外径側傾斜面85とを有して山形状に形成されている。
この実施例1において、かしめ部17の中心軸線をLとし、この中心軸線Lに直行し、かつサイドフェーススプライン80のスプライン歯81の歯先面86をと通る基準線をHとし、中心軸線Lと基準線Hとの交点をO1とし、基準線Hと基礎円(直径寸法C)の二倍の直径寸法Dを有する円と基準線Hとの交点をO2としたときに、交点O1から角度θ1をもつ円錐面上に外径側傾斜面85が形成されている。
また、交点O1から角度θ1をもつ円錐面と基礎円(直径寸法C)との交点を頂部83とする。さらに、交点O2から角度θ1と同角度のθ2をもつ円錐面上に内径側傾斜面84が形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
In the first embodiment, the center axis of the
Further, an intersection of the conical surface having an angle θ1 from the intersection O1 and the basic circle (diameter dimension C) is defined as a
一方、等速ジョイント50の外輪60の側壁部61端面のサイドフェーススプライン90のスプライン歯91の歯底面92においても、ハブ軸13側のサイドフェーススプライン80と同様にして、頂部93から内径端へ向けてしだいに深くなる内径側傾斜面94と、頂部93から外径端に向けてしだいに深くなる外径側傾斜面95とを有して山形状に形成されている。
そして、ハブホイール10と、等速ジョイント50とは次のようにしてトルク伝達可能に一体状に連結される。
すなわち、先ず、等速ジョイント50の外輪60の側壁部61端面から突出された連結ボルト70の軸部72をハブホイール10のハブ軸13の内孔14の一端側(車幅方向中心側)から他端側(車幅方向外側)に向けて挿通する。
その後、ハブ軸13の端面のサイドフェーススプライン80と等速ジョイント50の外輪60の側壁部61の端面のサイドフェーススプライン90を噛み合わせながら、連結ボルト70の軸部72先端部の雄ねじ部73をハブ軸13の内孔14の他端側に突出させた状態で、雄ねじ部65に締付ナット75が締め付けられる。ここで、締付ナット75端部の薄肉部76の一部が雄ねじ部73のかしめ溝74内にかしめられて回り止めされることで、ハブホイール10と等速ジョイント50とがトルク伝達可能に一体状に連結される(図1参照)。
On the other hand, the
The
That is, first, the
Thereafter, the
この実施例1に係る車輪支持装置は上述したように構成される。
したがって、車両の走行時等において、駆動軸51のトルクが等速ジョイント50の内輪52、複数のボール53及び外輪60に順次伝達され、駆動軸51と同方向に等速ジョイントの外輪60が回転される。
等速ジョイント50に伝達されたトルクは、ハブ軸13の端面と等速ジョイント50の外輪60の端面とのサイドフェーススプライン80、90の噛み合いによってハブホイール10に伝達され、車輪が回転駆動される。
The wheel support device according to the first embodiment is configured as described above.
Accordingly, during traveling of the vehicle, the torque of the
The torque transmitted to the constant velocity joint 50 is transmitted to the
前記したようにして、両サイドフェーススプライン80、90の噛み合いによって等速ジョイント50側のトルクをハブホイール10側に良好に伝達することができる。
このため、従来と異なり、等速ジョイント50の外輪60の端面と、ハブホイール10のハブ軸13の端面(かしめ部17の端面)との間の相対的な滑りを良好に抑制することができる。ひいては、等速ジョイント50の外輪60の端面と、ハブホイール10のハブ軸13の端面との間の相対的な滑り原因となる異音の発生を防止することができる。
As described above, the torque on the constant velocity joint 50 side can be satisfactorily transmitted to the
For this reason, unlike the conventional case, relative slip between the end surface of the
また、両サイドフェーススプライン80、90の歯底面82、92は、内径側傾斜面84、94と、外径側傾斜面85、95とを有して山形状に形成されている。このため、両サイドフェーススプラインの歯底面が内径端から外径端へ向けてしだいに深くなる傾斜面に形成される場合と比べ、両サイドフェーススプライン80、90の非接触部分の面積を小さくすることができる。
すなわち、両サイドフェーススプライン80、90の歯底面82、92に内径側傾斜面84、94を設けることで、歯底面82、92の内径側において、両サイドフェーススプライン80、90の噛み合いが制限されることを抑制することができる。これによって両サイドフェーススプライン80、90の非接触部分の面積を小さくすることができる。
そして、両サイドフェーススプライン80、90の非接触部分の面積を小さくた分だけ相互の歯面の接触面積を増大させることができ、歯面の面圧及び剪断応力を低減して耐久性の向上を図ることができる。
Further, the tooth bottom surfaces 82 and 92 of both side face splines 80 and 90 are formed in a mountain shape having inner diameter side inclined surfaces 84 and 94 and outer diameter side inclined surfaces 85 and 95. For this reason, the area of the non-contact portion of both side face splines 80 and 90 is reduced as compared with the case where the bottom surfaces of both side face splines are formed to be inclined surfaces that gradually become deeper from the inner diameter end toward the outer diameter end. be able to.
That is, by providing the inner diameter side inclined surfaces 84, 94 on the bottom surfaces 82, 92 of both side face splines 80, 90, the engagement of both side face splines 80, 90 is limited on the inner diameter side of the bottom surfaces 82, 92. Can be suppressed. As a result, the area of the non-contact portion of both side face splines 80 and 90 can be reduced.
In addition, the contact area between the tooth surfaces can be increased by reducing the area of the non-contact portions of both side face splines 80 and 90, and the surface pressure and shear stress of the tooth surfaces can be reduced to improve durability. Can be achieved.
(実施例2)
次に、この発明の実施例2を図5と図6にしたがって説明する。
図5はこの発明の実施例2に係る車輪支持装置の両サイドフェーススプラインが分離した状態を拡大して示す断面図である。図6は両サイドフェーススプラインが噛み合わされた状態を拡大して示す断面図である。
図5と図6に示すように、この実施例2においては、両サイドフェーススプライン80、90のうち、一方のサイドフェーススプライン90(又は80)のスプライン歯91(又は81)の歯先面96(又は86)を他方のサイドフェーススプライン80(又は90)の歯底面82(又は92)に対応する形状に形成したものである。
すなわち、図5に示すように、等速ジョイント50の外輪60端面のサイドフェーススプライン90のスプライン歯91の歯先面96は、ハブ軸13端面のサイドフェーススプライン80のスプライン歯81の歯底面82の頂部83に対向する部分を谷部97とし、この谷部97から内径端へ向けて向けてしだいに高くなる内径側歯先面98と、谷部97から外径端へ向けてしだいに高くなる外径側歯先面99とを有してV形状に形成されている。
この実施例2のその他の構成は実施例1と同様に構成されるため、同一構成部分に対し同一符号を付記してその説明は省略する。
(Example 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 5 is an enlarged sectional view showing a state where both side face splines of the wheel support device according to Embodiment 2 of the present invention are separated. FIG. 6 is an enlarged sectional view showing a state in which both side face splines are engaged with each other.
As shown in FIGS. 5 and 6, in the second embodiment, the
That is, as shown in FIG. 5, the
Since the other structure of this Example 2 is comprised similarly to Example 1, the same code | symbol is attached | subjected with respect to the same component, and the description is abbreviate | omitted.
前記したように構成されるこの実施例2に係る車輪支持装置において、一方のサイドフェーススプライン90のスプライン歯91の歯先面96を他方のサイドフェーススプライン80の歯底面82の山形に対応するV形状に形成することによって、両サイドフェーススプライン80、90の非接触部分の面積をより一層小さくすることができ、この分だけ相互の歯面の接触面積を増大させることができる。ひいては、歯面の面圧及び剪断応力の低減に効果が大きい。
In the wheel support device according to the second embodiment configured as described above, the
なお、この発明は前記実施例1及び2に限定するものではない。
例えば、前記実施例1及び2においては、両サイドフェーススプライン80、90の歯底面82、92が、内径側傾斜面84、94と、外径側傾斜面85、95とを有して山形状に形成される場合を例示したが、一方のサイドフェーススプライン80(又は90)のスプライン歯81の歯底面82が内径側傾斜面84と、外径側傾斜面85とを有して山形状に形成される場合においてもこの発明を実施することが可能である。
また、前記実施例1においては、等速ジョイント50の外輪60の側壁部61の貫通孔63に、外輪60とは別体の連結ボルト70が圧入によって固定される場合を例示したが、外輪60の側壁部61から連結ボルトを一体に突出した場合においてもこの発明を実施可能である。
また、ハブホイール側の転がり軸受としては複列のアンギュラ玉軸受20の他、複列の円すいころ軸受けを用いてもこの発明を実施可能である。
The present invention is not limited to the first and second embodiments.
For example, in the first and second embodiments, the tooth bottom surfaces 82 and 92 of both the side face splines 80 and 90 include the inner diameter side inclined surfaces 84 and 94 and the outer diameter side inclined surfaces 85 and 95, respectively. However, the
In the first embodiment, the case where the connecting
Further, as the rolling bearing on the hub wheel side, the present invention can be implemented by using a double row tapered roller bearing in addition to the double row
10 ハブホイール
11 フランジ
13 ハブ軸
17 かしめ部
20 複列のアンギュラ玉軸受(転がり軸受)
50 等速ジョイント
60 外輪
80、90 サイドフェーススプライン
81、91 スプライン歯
82、92 歯底面
83、93 頂部
84、94 内径側傾斜面
85、95 外径側傾斜面
DESCRIPTION OF
50 Constant velocity joint 60
Claims (1)
前記ハブ軸の端面と、この端面に突き合わされる前記等速ジョイントの外輪の端面には、相互に噛み合うことで前記ハブホイールのハブ軸と前記等速ジョイントの外輪とをトルク伝達可能に接続する両サイドフェーススプラインが形成され、
前記両サイドフェーススプラインのうち、少なくとも一方のサイドフェーススプラインの歯底面は、その内径円と外径円との略中間に位置する基礎円上を頂部とし、この頂部から内径端へ向けてしだいに深くなる内径側傾斜面と、前記頂部から外径端に向けてしだいに深くなる外径側傾斜面とを有して山形状に形成されていることを特徴とする車輪支持装置。 A wheel support device in which a hub shaft of a hub wheel to which a wheel is attached and an outer ring of a constant velocity joint are connected so as to be able to transmit torque,
The hub shaft of the hub wheel and the outer ring of the constant velocity joint are connected to each other so that torque can be transmitted between the end surface of the hub shaft and the end surface of the outer ring of the constant velocity joint abutted on the end surface. Both side face splines are formed,
Of the two side face splines, the tooth bottom surface of at least one of the side face splines has a top on a basic circle located approximately in the middle of the inner diameter circle and the outer diameter circle, and gradually increases from the top to the inner diameter end. A wheel support device, characterized by having an inner diameter side inclined surface that becomes deeper and an outer diameter side inclined surface that gradually becomes deeper from the top toward the outer diameter end, and is formed in a mountain shape.
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