專利名稱：車輪支承裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及車輪支承裝置。特別是涉及將供車輪安裝的轂輪的轂輪軸和等速萬向節的外圈連結成能夠傳遞動力的車輪支承裝置。
背景技術：
以往公知有一種車輪支承裝置，其具備:供汽車的車輪安裝的輪轂單元；和向該輪轂單元的轂輪軸傳遞旋轉動力的等速萬向節。另外，作為這種車輪支承裝置，在日本特開2008-536737號公報、日本特開2008-538343號公報中，公開了在轂輪的轂輪軸的靠近車輛內側的端面、和等速萬向節的外圈的靠近車輛外側的端面，形成相互嚙合的花鍵齒(側端面花鍵)，并通過 該花鍵齒來從外圈向轂輪軸傳遞旋轉動力。在日本特開2008-536737號公報、日本特開2008-538343號公報中公開的現有的花鍵齒沿徑向形成為放射狀。因此，存在轂輪軸的軸心和等速萬向節的外圈的軸心以在徑向上偏離的狀態被連接的情況。由于上述軸心的偏離是動力傳遞系統中的振動產生的原因，因此不優選。
發明內容
本發明的目的之一在于提供一種車輪支承裝置，該車輪支承裝置能夠容易地使轂輪軸的軸心與等速萬向節的外圈的軸心一致。本發明的車輪支承裝置將供車輪安裝的轂輪的轂輪軸和等速萬向節的外圈連結成能夠傳遞動力，該車輪支承裝置的一實施方式在結構上的特征在于，在上述轂輪軸上形成有沿軸向貫通的貫通孔，在上述外圈上形成有外圈軸部，該外圈軸部插通上述貫通孔，在貫通孔中設置有第一結合部，該第一結合部的內徑伴隨著朝向軸向外側而逐漸增大，在上述外圈軸部設置有第二結合部，該第二結合部插入上述第一結合部的徑向內側，并且該第二結合部的外徑以與上述第一結合部相對應的方式伴隨著朝向軸向外側而逐漸增大，在上述第一結合部和上述第二結合部上形成有相互嚙合的花鍵齒。通過以下參照附圖對本發明的實施方式示例進行的詳細描述，本發明的上述及其他特征和優點會變得更加清楚，其中，相同的附圖標記表示相同的要素。
圖1是表示本發明的一實施方式所涉及的車輪支承裝置的剖視圖。圖2是放大表示圖1所示的車輪支承裝置的要部的剖視圖。
具體實施例方式以下，參照附圖，對本發明的車輛用輪轂單元的制造方法的實施方式詳細地進行說明。圖1是表示本發明的一實施方式所涉及的車輪支承裝置的剖視圖。
車輪支承裝置具備車輛用輪轂單元I和等速萬向節30。輪轂單元I是將汽車的車輪支承為相對于懸架裝置能夠旋轉的單元，輪轂單元I具備:轂輪3、內圈構成部件4、外圈部件5以及多個滾動體6。上述轂輪3具有圓筒狀的轂輪軸2。上述內圈構成部件4被鉚接固定于上述轂輪軸2的靠近車輛內側的端部(圖1中的右側端部)。上述外圈部件5被配設在上述轂輪軸2的徑向外側。上述滾動體6以能夠在上述外圈部件5的內周面的外圈軌道5a、5b與上述轂輪軸2或者內圈構成部件4的外周面的內圈軌道2a、4a之間滾動的方式配置。利用保持器20沿周向以規定的間隔保持多個滾動體6。在外圈部件5和轂輪3之間形成的環狀空間，設置有從軸向兩端將該環狀空間密封的密封部件21。在本說明書中，將從輪轂單元I的軸向中央朝向車輛外側以及車輛內側的方向稱為“軸向外側”，將與上述方向相反的、從比輪轂單元I更靠近車輛外側以及車輛內側的位置朝向輪轂單元I的軸向中央的方向稱為“軸向內側”。在上述轂輪3的車輛外側端部(圖1中的左側端部)形成有凸緣部7。在該凸緣部7上形成有供未圖示的螺栓嵌合的孔7a，利用螺栓將胎輪、制動盤等安裝于該凸緣部7。另夕卜，在外圈5的外周面上形成有固定凸緣8，該固定凸緣8用于將輪轂單元I安裝到被支承于車輛的懸架裝置的車身側部件(未圖示)。轂輪軸2 —體地具有大徑部9和小徑部11，該小徑部11的直徑比上述大徑部9小并且經由臺階部而與該大徑部9連續地形成。上述大徑部9形成于凸緣部7側。上述小徑部11的直徑比上述大徑部9小并且經由臺階部而與該大徑部9連續地形成。而且，在大徑部9的外周面上形成有與外圈5的外圈軌道5a相對應的內圈軌道2a。另外，在轂輪軸2的中心形成有貫通孔41。在轂輪軸2的小徑部11的外周面嵌入內圈構成部件4以后，如后述那樣，對該小徑部11的端部進行鉚壓來形成鉚接部12，從而將內圈構成部件4固定于大徑部9和鉚接部12之間。經由等速萬向節3 0 向輪轂單元I傳遞驅動軸31的驅動力。圖示的等速萬向節30是球籠式等速萬向節，等速萬向節30具備:內圈32、外圈33、多個球34以及保持上述多個球34的保持器35。上述內圈32與驅動軸31的一端一體地連接。上述外圈33配設于上述內圈32的外側。上述保持器35保持上述多個球34。等速萬向節30的外圈33具備外圈筒部33a和外圈軸部33b。上述外圈筒部33a是碗形狀的。上述外圈軸部33b從上述外圈筒部33a的靠近車輛外側的端面的中心部突出地設置。將該外圈軸部33b插入到在轂輪軸2的軸心形成的貫通孔41。在該外圈軸部33b的前端部形成有外螺紋37，在該外螺紋37上旋合有螺母36。將該螺母36與外螺紋37緊固從而連結轂輪軸2和外圈33。圖2是放大表示圖1所示的車輪支承裝置的要部的剖視圖。在轂輪軸2的貫通孔41的軸向兩端部(車輛內側以及車輛外側的端部)形成有伴隨著朝向軸向外側而內徑逐漸增大的錐狀的第一結合部44A、44B。另一方面，外圈33的外圈軸部33b由軸主體33bl和結合部件33b2構成。軸主體33bl與外圈筒部33a—體地形成，并從外圈筒部33a向車輛外側延伸。在軸主體33bl的前端形成有上述的外螺紋37。而且，在軸主體33bl的車輛內側的端部(根部)形成有伴隨著朝向車輛內側而外徑逐漸增大的第二結合部45A。結合部件33b2形成為筒形狀，并能夠一體旋轉地與軸主體33bl的前端部嵌合。具體而言,在軸主體33bl的外周部和結合部件33b2的內周部形成有相互嚙合的花鍵齒tl、t2。結合部件33b2的外周部為伴隨著朝向車輛外側而外徑逐漸增大的第二結合部45B。因此，外圈軸部33b在其軸向兩端部具備第二結合部45A、45B。利用與軸主體33bl的外螺紋37旋合的螺母36來限制結合部件33b2向車輛外側移動，從而將結合部件33b2保持為與軸主體33b I嵌合的狀態。設置于轂輪軸2的第一結合部44A、44B以及設置于外圈軸部33b的第二結合部45A、45B分別具備花鍵齒t3、6。在車輛內側，第一結合部44A的花鍵齒t3和第二結合部45A的花鍵齒t4相互嚙合。在車輛外側，第一結合部44B的花鍵齒t5和第二結合部45B的花鍵齒t6相互嚙合。由此，將第一結合部44A、44B與第二結合部45A、45B花鍵結合。而且，第一結合部44A、44B以及第二結合部45A、45B越靠近軸向外側(車輛內側或者車輛外側)則內徑或者外徑逐漸增大。將第二結合部45A、45B插入第一結合部44A、44B的徑向內側并使各花鍵齒t3 t6相互嚙合，從而使轂輪軸2的軸心和外圈軸部33b的軸心自動且適當地對位(對準)。因此，能夠抑制由兩軸心位置偏離引起的動力傳遞系統的振動的產生等。以往，公知有一種軸花鍵型的輪轂單元，在該輪轂單元中，將轂輪軸的貫通孔的內周面的大致整體形成為圓筒形狀并且在該內周面形成有花鍵齒，將外圈軸部的外周面的大致整體形成為圓筒形狀并且在該外周面形成有花鍵齒，使貫通孔的花鍵齒和外圈軸部的花鍵齒相互嚙合。本實施方式的輪轂單元與上述軸花鍵型的輪轂單元相比，能夠將外圈軸部33b與轂輪軸2的結合部(第一、第二結合部)的直徑增大，因此更能提高軸強度。若花鍵結合部的過盈量變大，則安裝變得困難。其結果是，無法使轂輪軸的車輛內側的端面和外圈的車輛外側的端面緊貼，存在軸強度降低的問題，相反，若花鍵結合部的過盈量變小，則會產生松動，成為車輛起步時產生異常聲音(所謂的叮當聲)的原因，或導致軸強度降低。由于上述理由，對于花鍵軸型的輪轂單元的情況，花鍵結合部需要高的尺寸精度，還要嚴格地設定尺寸公差。考慮到這一點，在本實施方`式的輪轂單元中，利用錐狀的第一結合部44A、44B以及第二結合部45A、45B將轂輪軸2和外圈軸部33b結合。因此，很難產生上述那樣的問題，也不像軸花鍵型的輪轂單元那樣需要高的尺寸精度。現有的側端面花鍵型的輪轂單元(例如在日本特開2008-536737號公報、日本特開2008-538343號公報中所記載的輪轂單元)，轂輪軸的車輛內側的端面與等速萬向節的外圈筒部的車輛外側的端面，以相對的很小的徑向的范圍(例如圖2中的鉚接部12的長度L3的范圍)形成。因此，為了確保能充分地承受從等速萬向節向轂輪軸的動力傳遞的載荷容量，需要在鉚接部以小節距形成多個花鍵齒。這種現有的花鍵齒，通常通過在轂輪軸的車輛內側端面按壓沖頭(模具)的齒來進行塑性加工。其結果是，為了以小節距形成多個花鍵齒，在沖頭上也需要以小節距形成同樣多的齒。若在沖頭上以小節距形成多個齒，則各齒的根部的弧度半徑必然變小。其結果是，當加工花鍵齒時，容易在沖頭的各齒的根部產生應力集中，各齒的耐久性降低，沖頭可能提前破損。當然沖頭的這種破損會導致制造成本的增加。另外，考慮不使用沖頭而通過切削等機械加工來形成現有的花鍵齒，但是花鍵齒越是數量多、節距小，加工性就越差。
鑒于以上的觀點，對于本實施方式的輪轂單元I以及等速萬向節30而言，分別在轂輪軸2的貫通孔41以及外圈軸部33b形成有第一結合部44A、44B以及第二結合部45A、45B。由此，與現有的側端面花鍵相比，能夠延長花鍵齒t3、6的長度L1、L2。其結果是，即便減少花鍵齒t3、6的齒數，也能夠充分地確保承受從外圈33向轂輪軸2的動力傳遞的載荷容量。因此，能夠增大花鍵齒t3、6的周向的節距，也能夠增大用于塑性加工上述花鍵齒t3"t6的沖頭的齒的節距。由此，能夠緩和在沖頭的齒產生的應力集中從而提高沖頭的耐久性，并能夠削減制造成本。另外，在通過切削等機械加工來形成花鍵齒t3、6的情況下，能夠減少齒數來提高加工性。此外，與以往在鉚接部12形成的花鍵齒的長度(如圖2中的L3所示)相比，能夠充分地增大花鍵齒t3、6的長度L1、L2，例如優選形成為長度L3的2 4倍的長度。通過采用這種結構，與現有的花鍵齒相比，能夠使齒數減少50°/Γ75%。另外，對于現有的側端面花鍵型的輪轂單元的情況，利用與外圈旋合的螺栓來連接外圈和轂輪軸。與此相對，在一般的軸花鍵型的輪轂單元中，利用螺母將形成于外圈的外圈軸部與轂輪軸連接。因此，伴隨著從軸花鍵型的輪轂單元向側端面花鍵型的輪轂單元的轉換，結構的變更很大。鑒于這個觀點，本實施方式的輪轂單元I與軸花鍵型的輪轂單元相同，利用螺母36連接外圈軸部33b和轂輪軸2，因此能夠減少從軸花鍵型的輪轂單元進行的結構的變更。另外，將第一結合部44A、44B以及第二結合部45A、45B分別設置于轂輪軸2的貫通孔41以及外圈軸部33b的軸向兩端部。由此，能夠順利地從外圈軸部33b向轂輪軸2傳遞動力。特別是因為在靠近供胎輪結合的凸緣部7的位置從外圈軸部33b向轂輪軸2傳遞動力，所以能夠防止外圈軸部33b、轂輪軸2的扭轉應力變得過大。外圈軸部33b在前端部具備結合部件33b2，從而在車輛外側的端部也能夠經由第一結合部44B、第二結合部45B將外圈軸部33b與轂輪軸2花鍵結合。本發明不限定于上述實施方式 ，在權利要求的范圍所記載的發明范圍內，能夠進行各種變形以及變更。例如，與外圈軸部33b的車輛外側相同，也可以在外圈軸部33b的車輛內側端部設置結合部件，并相對于該結合部件而形成第二結合部45A。另外，可以將第一結合部44A、44B以及第二結合部45A、45B設置為彎曲成凹狀或者凸狀的圓弧狀的面。另外，可以僅在貫通孔41以及外圈軸部33b的車輛內側的端部形成第一結合部以及第二結合部。但是，通過在貫通孔41以及外圈軸部33b的車輛內側的端部以及車輛外側的端部這雙方形成第一結合部以及第二結合部，能夠應對更高的傳遞扭矩。另外，對于車輪支承裝置的、除了連接轂輪軸2和外轂輪軸部33的連結所涉及的結構以外的詳細結構，本發明不限定于上述實施方式，可以采用公知的其他結構。根據本發明，能夠容易地使轂輪軸的軸心與等速萬向節的外圈的軸心一致。
權利要求
1.一種車輪支承裝置，其具備供車輪安裝的轂輪的轂輪軸、和與等速萬向節能夠傳遞動力地連結的外圈，該車輪支承裝置的特征在于， 在所述轂輪軸形成有沿軸向貫通的貫通孔， 在所述外圈上形成有外圈軸部，該外圈軸部插通所述貫通孔， 在所述貫通孔設置有第一結合部，該第一結合部的內徑隨著朝向軸向外側而逐漸增大， 在所述外圈軸部設置有第二結合部，該第二結合部插入于所述第一結合部的徑向內偵牝并且以與所述第一結合部對應的方式外徑隨著朝向軸向外側而逐漸增大， 在所述第一結合部和所述第二結合部上形成有相互嚙合的花鍵齒。
2.根據權利要求1所述的車輪支承裝置，其特征在于， 所述第一結合部和所述第二結合部分別形成于所述貫通孔和所述外圈軸部的車輛內側的端部。
3.根據權利要求2所述的車輪支承裝置，其特征在于， 所述第一結合部和所述第二結合部還分別形成于所述貫通孔和所述外圈軸部的車輛外側的端部。
4.根據權利要求3所述的車輪支承裝置，其特征在于， 所述外圈軸部具備:` 軸主體，其與所述外圈一體地形成；和 結合部件，其作為與所述軸主體獨立的部件形成，且與所述軸主體的車輛外側的端部能夠一體旋轉地連結， 車輛外側的所述第二結合部形成于所述結合部件的外周部。
全文摘要
本發明提供一種車輪支承裝置。該車輪支承裝置將供車輪安裝的轂輪和等速萬向節的外圈連結成能夠傳遞動力，在轂輪軸上形成有沿軸向貫通的貫通孔，在外圈上形成有外圈軸部，該外圈軸部插通貫通孔，在貫通孔中設置有第一結合部，該第一結合部的內徑伴隨著朝向軸向外側而逐漸增大，在外圈軸部設置有第二結合部，該第二結合部插入第一結合部的徑向內側，并且該第二結合部的外徑以與上述第一結合部相對應的方式伴隨著朝向軸向外側而逐漸增大，在第一結合部和第二結合部上形成有相互嚙合的花鍵齒。
文檔編號B60B27/02GK103241065SQ20131003172
公開日2013年8月14日 申請日期2013年1月28日 優先權日2012年2月2日
發明者川口幸志 申請人:株式會社捷太格特