轻量驱动轮轴轴杆的制作方法

文档序号:11140870阅读:623来源:国知局
轻量驱动轮轴轴杆的制造方法与工艺

本申请案主张2014年4月8日申请的第14/247,702号美国专利申请案的权益和优先权,所述专利申请案的整个公开内容以引用的方式并入本文中。

技术领域



背景技术:

本发明涉及驱动轮轴。确切地说,本发明涉及一种轻量且还能够在半浮动轮轴中使用的驱动轮轴轴杆。

车辆驱动轮轴轴杆经受相当大的负载。轴杆将相当大的力矩传输到车辆车轮且在操作中经历快速开始和停止。在半浮动轮轴中,驱动轴杆还支撑车辆重量的一部分。由于强加于轴杆上的相当大的负载,大多数轴杆由坚固的金属形成以提供足够的硬度和强度。然而,坚固的驱动轮轴轴杆为车辆添加相当大的重量。此重量对燃料经济性具有不利影响且在其它车辆组件上强加额外负载。此外,坚固的驱动轮轴轴杆产生相当大的材料成本。

由于与坚固的驱动轮轴轴杆相关联的缺点,已经开发中空的驱动轮轴轴杆,如例如第5,213,250号美国专利中展示,所述美国专利的整个公开内容以引用的方式并入本文中。然而,中空的轴杆通常无法在半浮动轮轴中使用。在典型的半浮动轮轴中,驱动轮轴轴杆的内侧端部花键连接或键连到车辆差速器的侧齿轮。为了防止外侧方向上轴杆的移动,半圆形固持夹或“C形夹”安置于侧齿轮的内侧上且安置在形成于驱动轮轴轴杆的外表面中的经机械加工的凹槽内。中空的驱动轮轴轴杆的尺寸(即,轴杆的外径与内径之间的距离)通常使得难以或不可能对凹槽进行机械加工,借此限制或防止在半浮动轮轴应用中使用中空的驱动轮轴轴杆。

本文的发明人已认识到需要一种将最小化和/或消除上文指出的缺陷中的一或多者的驱动轮轴轴杆。



技术实现要素:

本发明涉及驱动轮轴。确切地说,本发明涉及一种轻量且还能够在半浮动轮轴中使用的驱动轮轴轴杆。

根据本发明的一个实施例的驱动轮轴轴杆包含伸长管状主体,其具有经配置用于耦合到差速器中的侧齿轮的第一纵向端和经配置以支撑车辆车轮的第二纵向端。驱动轮轴轴杆进一步包含安置在管状主体的第一纵向端处的螺钉。所述螺钉包括经配置以接纳在管状主体中的孔内的柄部。所述螺钉进一步包括具有第一部分和第二部分的头部。所述第一部分安置在螺钉的一个纵向端处且具有第一直径。所述第一部分与管状主体的第一纵向端隔开。第二部分安置于第一部分与柄部之间且具有小于第一直径的第二直径使得管状主体的第一纵向端以及头部的第一和第二部分界定经配置以接纳轴杆保持器的凹槽。

在一些实施方案中,螺钉和轴杆保持器经配置以协作地防止驱动轮轴轴杆相对于差速器中的侧齿轮的外侧轴向移动。

在一些实施方案中,驱动轮轴轴杆进一步包括安置在管状主体的第二纵向端处的车轮凸缘。

在一些实施方案中,车轮凸缘具有环状形状,且包含穿过其延伸的多个孔。

在一些实施方案中,管状主体界定经配置以啮合螺钉的柄部上的外螺纹的内螺纹。

在一些实施方案中,管状主体在第一纵向端处界定扩孔,其经配置以接纳头部的第二部分。

在一些实施方案中,头部界定具有多个直边的插口,其经配置以接纳用于旋转螺钉的工具。

在一些实施方案中,柄部具有约等于第一纵向端处的管状主体的内径的外径。

在一些实施方案中,驱动轮轴轴杆被配置成部分安置在轮轴管件内使得第二纵向端从轮轴管件朝外延伸。

在一些实施方案中,管状主体具有沿着管状主体的长度变化以便界定不同厚度的壁的均匀外径和内径。

在一些实施方案中,内径接近第一和第二纵向端中的每一者减小。

在一些实施方案中,保持器包括C形夹,其具有足以接纳在凹槽内的宽度和内径,以及足以防止驱动轮轴轴杆相对于侧齿轮的外侧轴向移动的外径。

在一些实施方案中,第一纵向端包含界定多个轴向延伸花键的径向外表面,所述多个轴向延伸花键经配置以啮合侧齿轮的孔中的对应花键以用于驱动轮轴轴杆随着侧齿轮的旋转。

在一些实施方案中,管状主体界定沿着管状主体的整个长度延伸的孔。

在一些实施方案中,管状主体界定沿着管状主体的仅一部分延伸的孔。

根据本发明的驱动轮轴轴杆展现相对于常规驱动轮轴轴杆的改进。因为驱动轮轴轴杆为中空的,所以轴杆称重小于常规轴杆--借此改进车辆燃料经济性且减少其它车辆组件上的负载,并且需要较少材料。此外,使用螺钉来形成用于轴杆保持器的凹槽使得驱动轮轴轴杆能够不同于常规中空的轴杆而在半浮动轮轴应用中使用。

本发明的以上和其它方面、特征、细节、效用和优点将通过阅读以下描述和权利要求书且通过查阅附图而显而易见。

附图说明

图1为根据本发明的一个实施例的驱动轮轴轴杆的透视图。

图2为图1的驱动轮轴轴杆的横截面图。

图3为并入有图1-2的驱动轮轴轴杆的驱动轮轴组合件的一部分的横截面图。

图4为图1-2的驱动轮轴轴杆的一部分的横截面图。

具体实施方式

现参看图式,其中类似参考标号在各图中用于标识相同组件,图1-2说明根据本发明的一个实施例的驱动轮轴轴杆10。轴杆10尤其适于在车辆驱动轮轴中使用。然而,应理解,轴杆10可在广泛多种车辆上和非车辆应用中使用。轴杆10可包含主体12、车轮凸缘14和螺钉16。

主体12可用于将驱动部件与被驱动部件之间的力矩例如从车辆传动系统(未图示)传递到一或多个车辆车轮(未图示)。主体12可由常规金属和金属合金制成,且可通过使用如第5,213,250号美国专利中较详细描述的不同直径的一系列冲孔和心轴穿过裸片挤压管状坯料而形成,所述美国专利的整个公开内容以引用的方式并入本文中。参看图3,主体12可部分安置在车辆驱动轮轴组合件的轮轴管件17或外壳内,且由一或多组轴承(未图示)支撑在其中。主体12为伸长的且围绕旋转轴线18安置并且可以旋转轴线18为中心。主体12的一个纵向端20从管件17朝外延伸且可经配置以支撑车辆车轮。主体12的另一纵向端22可延伸穿过差速器中的侧齿轮26的孔24。再次参看图1,端部22的径向外表面可界定多个轴向延伸花键28,其经配置以啮合侧齿轮26的孔24中的对应花键以便耦合轴杆10以用于随着侧齿轮26一起旋转。花键可通过例如滚动或型锻而形成。参看图2,根据本发明的一个方面,主体12为管状或中空的以便相对于常规坚固的驱动轮轴轴杆减小轮轴轴杆10的重量,且界定沿着主体12的长度的部分或全部延伸的孔30。主体12的外径可为均匀的,而主体12的内径可沿着主体12的长度变化以界定不同厚度的壁(和不同直径的孔30)以便适应沿着主体12的长度的负载中的变化。在所说明的实施例中,举例来说,主体12的内径接近每一纵向端20、22减小,其中主体12分别经由其到车辆车轮和侧齿轮26的连接而经历增加的负载。应理解,图式中展示的主体12的内径的特定变化仅为说明性的,且壁的实际厚度(和孔30的直径)将取决于应用的需要而变化。此外,应理解,壁中的厚度可通过改变主体12的内径和外径中的任一者或两者而变化。参看图4,在主体12的端部22处,主体12可界定内螺纹32,且孔30可出于下文中描述的目的而向上向扩孔34中开放。

再次参看图1-2,提供车轮凸缘14以支撑例如车辆车轮等驱动部件,且将驱动部件耦合到轮轴轴杆10以用于随其旋转。凸缘14可由常规金属和金属合金制成。凸缘14可包括旋焊到主体12的单独锻造的组件,如第5,213,250号美国专利中描述。或者,凸缘14和主体12可包括由相同管状坯料形成的一体式或单件式结构,其中在上文参考的管状坯料的挤压之后形成凸缘14。凸缘14可为环状形状且可包含多个孔36,多个孔36平行于轴线18延伸且经配置以接纳用于支撑车辆车轮的螺栓(未图示)。

现参看图3,螺钉16结合轴杆保持器38工作以抑制轴杆10相对于侧齿轮26的轴向移动。确切地说,螺钉16和轴杆保持器38防止轴杆10相对于侧齿轮26的外侧移动(内侧移动受例如交叉引脚(未图示)等差速器的其它组件限制)。螺钉16可由常规金属和金属合金制成。螺钉16包含柄部40和头部42。

柄部40被配置成接纳在主体12中的孔30内。柄部40的外径约等于主体12的端部22处的孔30的内径。参看图4,柄部40可界定经配置以啮合孔30中的内螺纹32的外螺纹44。

头部42从柄部40和主体12朝外延伸。头部42的一个部分46安置在螺钉16的与柄部40相对的一个纵向端处。部分46具有直径d1且与主体12的端部22隔开。部分46可界定具有多个直边的插口48(例如,具有6条边的六边形插口),其经配置以接纳用于旋转螺钉16的工具。头部42的另一部分50安置于部分46与柄部40之间,且具有小于部分46的直径d1的直径d2。在将螺钉16插入到主体12后,主体12的端部22以及螺钉16的头部42的部分46、50界定经配置以接纳保持器38的环状凹槽52。保持器38可包括常规槽形垫圈或“C形夹”保持器,其具有经配置以接纳在凹槽52内的宽度和内径,以及大于侧齿轮26中的孔24的直径的直径且经配置以接纳在齿轮26的内侧上的凹口54内以便防止在沿着轴线18的外侧方向中经由侧齿轮26拉动轴杆10的外径。然而,应理解,保持器38可采取此项技术中常规的多种形式。

根据本发明的驱动轮轴轴杆10表示相对于常规驱动轮轴轴杆的改进。因为驱动轮轴轴杆10为中空的,所以轴杆10称重小于常规轴杆--借此改进车辆燃料经济性且减少其它车辆组件上的负载,并且需要较少材料。此外,使用螺钉16来形成用于轴杆保持器38的凹槽52使得驱动轮轴轴杆10能够不同于常规中空的轴杆而在半浮动轮轴应用中使用。

虽然已参考本发明的一或多个特定实施例展示和描述本发明,但所属领域的技术人员将理解,可在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种改变和修改。

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