CN103287211B - 车轮支承装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供车轮支承装置。在轮毂单元的旋转座圈的轴向一侧具有环状的端面，在该端面的径向外侧区域具有朝向轴向另一侧扩径的锥形外周面。在联轴器的外圈的轴向另一侧具有环状的端面，在该端面的径向外侧区域具有朝向轴向另一侧扩径且与锥形外周面对置的锥形内周面。在该锥形外周面与锥形内周面分别形成有互相啮合的花键。

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4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。

这样，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，轮毂单元与联轴器的组装变得容易。然而，如上所述，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，所以为了通过采用例如冲压机的塑性加工形成这些花键，需要较大的冲压载荷。此外，为了精度良好地形成花键整体，需要水平较高的加工技术。因此，存在在例如轮毂单元的旋转座圈的轴向一侧的圆环状的侧面，仅在其外周侧区域形成有花键的车轮支承装置（例如，参照日本特开2008－174178号公报（参照图3））。

在日本特开2008－174178号公报（参照图3）所记载的轮毂单元中，可以仅在圆环状的侧面的外周侧区域形成有花键。因此，为了通过采用例如冲压的塑性加工形成花键，与日本特开2008－284920号公报（参照图4）所记载的轮毂单元的情况相比，以较小的冲压载荷施行，此外，易于精度良好地形成花键。

然而，当在圆环状的侧面仅局部地形成花键的情况下，若传递扭矩增大，则存在在花键产生的表面压力变高的忧虑。即，当在圆环状的侧面局部地形成花键的情况下，存在在轮毂单元与联轴器之间传递的扭矩的大小被限制的忧虑。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种具备花键构造的车轮支承装置，在该花键构造中，将在轮毂单元及联轴器的轴向的端面形成花键的区域形成为局部，且能够确保可传递的扭矩与以往相等。

本发明的车轮支承装置的特征在于，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；以及设置于上述固定环与上述旋转座圈之间的滚动体；以及联轴器，该联轴器设置于上述轮毂单元的轴向一侧，具有将扭矩传递至上述旋转座圈的扭矩传递圈，在上述旋转座圈的轴向一侧具有环状的端面，在该端面的径向外侧区域具有朝向轴向另一侧扩径的锥形外周面，在上述扭矩传递圈的轴向另一侧具有环状的端面，在该端面的径向外侧区域具有朝向轴向另一侧扩径且与上述锥形外周面对置的锥形内周面，在上述锥形外周面与上述锥形内周面分别形成有互相啮合的花键。

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是示出车轮支承装置的一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是示出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是示出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设置于固定环11与旋转座圈12之间。固定环11设置于旋转座圈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）具有环状的端面25。在上述端面25形成有第一花键（花键齿）26。关于该第一花键26之后说明。

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固定于驱动轴31的轴向另一侧的端部。上述外圈33设置于内圈32的径向外侧。上述滚珠34设置于上述内圈32与外圈33之间。联轴器30在本实施方式中为等速联轴器。外圈33呈有底圆筒形状。外圈33具有筒部35与底部36。上述筒部35呈筒形状。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的中心侧形成有朝轴向另一侧延伸的小筒部36a。在上述小筒部36a的内周面形成有螺纹孔37，该螺纹孔37与形成于上述螺栓4的前端的螺纹部4a螺合。在上述联轴器30中，外圈33具有将旋转扭矩传递至轮毂单元10的旋转座圈12的作为传递圈的功能。因此，在外圈33的底部36的轴向另一侧具有环状的端面38。在上述端面38形成有与轮毂单元10侧的第一花键26啮合的第二花键（花键齿）39。

图2是轮毂单元10的旋转座圈12（扩径部22）的轴向一侧的端面25的立体图。图3是示出旋转座圈12的轴向一侧的端部（扩径部22）、与联轴器30所具有的外圈33的轴向另一侧的端部的剖视图。在旋转座圈12的扩径部22的轴向一侧具有环状的端面25。上述端面25在从其内周缘至径向中间位置的区域具有朝向轴向一侧的环状侧面28。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，并且是与旋转座圈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。上述锥形外周面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在轴向另一侧且在小筒部36a的径向外侧具有环状的端面38。上述端面38在从小筒部36a的末端部至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。此外，上述环状侧面40与环状侧面28也对置。环状侧面40为与外圈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。

在该锥形外周面29与锥形内周面41分别形成有互相啮合的花键（花键齿）。通过上述花键在轮毂单元10的旋转座圈12与联轴器30的外圈33之间进行扭矩传递。即，在轮毂单元10侧，在锥形外周面29形成有第一花键26。如图2所示，第一花键26由沿周向交替排列形成的花键槽26a与花键突条26b构成。如图2及图3所示，以花键槽26a的槽长度方向（花键突条26b的槽长度方向）为与锥形外周面29平行的方向、花键突条26b的顶面与锥形外周面29一致的方式形成第一花键26。

相对于该轮毂单元10，在联轴器30侧，如图3所示，在锥形内周面41形成有与第一花键26啮合的第二花键39。第二花键39由沿周向交替排列形成的花键槽39a与花键突条39b构成（参照图3）。上述花键槽39a的槽长度方向（花键凸条39b的长度方向）为与锥形内周面41平行的方向。以上述花键槽39a的底面与锥形内周面41一致的方式形成第二花键39。

在轮毂单元10中，形成有第一花键26的部分为在旋转座圈12的轴向一侧的端部形成的扩径部22。上述扩径部22为将旋转座圈12的轴部19的轴向一侧的端部通过塑性加工朝径向外侧扩径而形成的部分。在本实施方式中，该塑性加工为摆动敛缝加工。当通过上述摆动敛缝加工形成扩径部22时，在该扩径部22形成有第一花键26。也就是说，虽未图示，但在进行摆动敛缝加工的模型部件（模具）形成有用于形成第一花键26的齿形。该模型部件的齿形转印于所形成的扩径部22。

此外，在本实施方式中，在图3中，第一花键26的节圆直径A设定为形成有第一花键26的环状的端面25的内径B的3倍以下（A≤3×B）。另外，节圆直径A为第一花键26的外径（点K1处的直径）与内径（点K2处的直径）的中间值。另外，点K1及点K2处于花键突条的高度方向中间位置（花键26、39啮合的点）。此外，端面25的内径B为贯通孔18的径向上的直径。另外，上述式子“A≤3×B”与“A／B≤3”意思相同。该式子“A／B≤3”是关于节圆直径A与端面25的内径B的比所规定的式子。

为了增大能够在联轴器30与轮毂单元10之间传递的扭矩，只要增大第一花键26（及第二花键39）的节圆直径A即可。为了增大该节圆直径A而需要增大扩径部22的外径。然而，如上所述，扩径部22通过摆动敛缝加工而形成。因此，为了增大该扩径部22的外径而需要扩大进行塑性加工的对象，在这种情况下，关联到需要加工工时的情况。因此，若在端面25形成满足上述式子“A／B≤3”的第一花键26的话，则不会沿径向徒劳地增大第一花键26（节圆直径A），而能够得到可以传递所需的扭矩的花键构造。并且，虽然节圆直径A必然大于内径B（B<A），但是为了能够传递所需的扭矩，进而优选满足式子“1.3×B≤A”。

根据以上的本实施方式所涉及的车轮支承装置1，关于形成有第一及第二花键26、39的区域，在轮毂单元10侧仅是旋转座圈12的轴向一侧的端面25的径向外侧区域。此外，在联轴器30侧仅是外圈33的轴向另一侧的端面38的径向外侧区域。由此，通过将花键形成区域形成为并非端面25、38的整个面而是局部，当通过摆动敛缝加工形成花键时，与在整个面形成的情况相比，能够以较小的载荷施行，此外，能够高精度地形成花键。

进而，将花键形成区域形成为局部，花键26、39在轮毂单元10侧形成于朝轴向另一侧扩径的锥形外周面29，在联轴器30侧形成于朝轴向另一侧扩径的锥形内周面41。因此，能够将花键的齿长形成为与在整个面形成的以往的花键构造相等的长度，从而能够确保可以传递的扭矩与以往相等。

此外，花键26、39并不是端面25、38的径向内侧区域，而是径向外侧区域，由此能够增大花键26、39的节圆直径A。由此，能够得到可以传递大的扭矩的花键构造。

并且，对于本实施方式所涉及的轮毂单元10及联轴器30的组装，在图1中，形成为使轮毂单元10的旋转座圈12与联轴器30的外圈33从轴向对接，使在旋转座圈12的轴向一侧的端面25形成的第一花键26、与在外圈33的轴向另一侧的端面38形成的第二花键39啮合的状态，通过沿轴向由螺栓4紧固上述轮毂单元10及联轴器30而进行组装。这样，为了能够在旋转座圈12与外圈33之间传递扭矩，只要使旋转座圈12与外圈33沿轴向接近，使旋转座圈12侧的第一花键26与外圈33侧的第二花键39啮合即可，组装简单。

另外，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***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，花键形成区域形成为局部，能够将花键的齿长增长，由此能够确保可以传递的扭矩与以往相等。

Claims (2)

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端面，该端面具有：第一环状侧面，其朝向轴向一侧；以及锥形外周面，其朝向轴向另一侧扩径，所述锥形外周面在所述第一环状侧面的径向外侧区域形成，

在所述扭矩传递圈的轴向另一侧具有环状的端面，该端面具有：第二环状侧面，其朝向轴向另一侧；以及锥形内周面，其朝向轴向另一侧扩径且与所述锥形外周面对置，所述锥形内周面在所述第二环状侧面的径向外侧区域形成，

仅在所述锥形外周面与所述锥形内周面分别形成有互相啮合的花键。

2.根据权利要求1所述的车轮支承装置，其特征在于，

在所述旋转座圈形成的所述花键的节圆直径是在该旋转座圈的轴向一侧形成的所述环状的端面的内径的3倍以下。