用于车轮的轴承装置的制作方法

专利名称：用于车轮的轴承装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于可自由旋转地支撑车轮的轴承装置，更具体地涉及 用于车轮的轴承装置，该轴承装置可防止在该轴承装置的组装期间当轴承装置的滚珠跑出(run over)时使滚珠受损(即，滚珠损坏)，并且还可 减少该轴承装置中产生的噪音并延长其寿命。
背景技术：
通常，用于车轮的轴承装置适于通过滚动轴承可自由旋转地支撑用 于安装车轮的毂轮，并且对于驱动轮采用内环旋转型，对于从动轮釆用 内环旋转型和外环旋转型。在该轴承装置中广泛使用双列角接触滚珠轴 承，因为其具有期望的轴承刚度、对于未对准的高耐久性以及燃料消耗 所需的小转矩。双列角接触滚珠轴承具有多个插设在静止环与旋转环之 间的滚珠，并且滚珠以预定的接触角与静止环和旋转环接触。用于车轮的轴承装置大致上分为第一代结构，其中双列角接触滚 珠轴承的车轮轴承装配在悬架的转向节形成部与毂轮之间；第二代结构， 其中车体安装凸缘或车轮安装凸缘直接形成在外部件(外环)的外周表 面上；以及第三代结构，其中内滚道表面之一直接形成在毂轮的外周表 面上。近来，强烈期望用于车轮的轴承装置不仅改善其耐用性并降低成本， 而且改善NVH (即，噪音、振动和粗糙度)。如图7所示，现有技术的 用于车轮用轴承装置的车轮轴承50由双列角接触滚珠轴承形成，该双列 角接触滚珠轴承包括外环51，该外环在其内周表面上形成有双列外滚 道表面51a、 51a; —对内环52， 52，所述内环在其外周表面上均形成有 与各外滚道表面51a、 51a相面对的内滚道表面52a;容纳在内滚道表面 与外滚道表面之间的多个滚珠53、 53;以及用于可旋转地保持滚珠53的保持架54。布置在外环51与内环52、 52之间的环形空间中的密封件55、 56防止密封在轴承内的润滑油脂泄漏，并防止灰尘或雨水从外部进入轴 承。这种轴承50称为第一代，并在内环52的内滚道表面52a的底部附 近形成有如图8的放大图所示的对立部(counterportion)(突起)57，并 且该对立部的外径大于内滚道表面52a的底部的直径dl。因而，在内环 52轴向运动时滚珠53与对立部57干涉，从而通过对立部57防止内环 52出来。g卩，在假定滚珠53完好地保持在外滚道表面51a内就如同其与 外滚道表面51a的底部接触的条件下，内环52的对立部57的外径d2形 成为大于滚珠的内切圆直径dO。因而，提供了所谓的"跑出高度"5 ( — 侧)。另外，通过成形砂轮同时对内环52的肩部52b的外周表面、内滚道 表面52a、对立部57和小端面52c都进行研磨。此外，已经尝试通过使 相应的尺寸离差(dispersion)最小并将跑出高度5和中心位置偏差L(即， 内滚道表面52a的底部与小端面52c之间的距离)限制到预定的值范围， 而使初始间隙的设定范围最小并因而减小轴承的预载量的离差(例如参 见日本专利公报No. 193745/2001)。发明内容本发明待解决的问题在单列角接触滚珠轴承中，如果跑出高度S较小，那么可容易地实 现轴承的组装，但是内环将容易跑出。相反，如果跑出高度S较大，那 么轴承的组装将变得困难，并且恐怕在轴承组装期间在滚珠上会导致"跑 出损坏"(或"滚珠损坏")。根据现有技术的车轮轴承50，由于通过成形 砂轮同时对内环52的肩部52b的外周表面、内滚道表面52a、对立部57 和小端面52c都进行研磨，并且将跑出高度5和中心位置偏差L限制在 预定值范围内，因此可以使初始间隙的设定范围最小并因而减小预载量 的离差。但是，仍然不可能有效地防止产生跑出损坏(滚珠损坏)。因此，除了所述问题之外，现有技术的车轮轴承50还经常导致这样的问题，即在运送车轮轴承或者将车轮轴承组装到车辆的车轮轴承装置上的期间，滚珠与对立部57的边缘接触。滚珠53与对立部57的该接触尤其在剧烈的振动或震动作用于车轮轴承时导致产生滚珠损坏。另外，由于在车轮轴承50的组装期间滚珠53的径向内部跑出对立部57的笔直 部，因此经常会导致微小的刮擦损坏。滚珠53的该刮擦损坏将导致NVH 问题并且还会縮短轴承的寿命。因此，本发明的目的是提供一种用于车轮的轴承装置，该轴承装置 可防止产生滚珠损坏和NVH之类的问题并可延长轴承装置的寿命。解决问题的手段为了实现本发明的上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种 用于车轮的轴承装置，该轴承装置包括外部件，该外部件在其内周表 面上形成有双列外滚道表面；内部件，所述内部件在其外周表面上均形 成有与所述双列外滚道表面相对的双列内滚道表面；以及双列滚珠，所 述双列滚珠可自由滚动地容纳在所述外滚道表面与所述内滚道表面之 间，该轴承装置的特征在于在各内滚道表面的底部附近均形成有对立 部，该对立部的外径比各内滚道表面的底部直径大跑出高度，所述对立 部由从各内滚道表面轴向延伸的筒形部以及朝向各内部件的端面会聚的 锥形部形成，并且所述对立部与所述内滚道表面之间的过渡部以及所述 筒形部与所述锥形部之间的过渡部被倒圆而平滑地连续。根据本发明的第一方面，由于在各内滚道表面的底部附近均形成有 对立部，该对立部的外径比各内滚道表面的底部直径大跑出高度，所述 对立部由从各内滚道表面轴向延伸的筒形部以及朝向各内部件的端面会 聚的锥形部形成，并且所述对立部与所述内滚道表面之间的过渡部以及 所述筒形部与所述锥形部之间的过渡部被倒圆而平滑地连续，因此可以 提供这样的用于车轮的轴承装置，其可防止在运送车轮轴承以及将车轮 轴承组装到车辆的车轮轴承装置上的期间产生滚珠损坏以及滚珠与对立 部的边缘接触，因而可防止NVH的问题并延长轴承装置的寿命。优选地如第二方面所限定的，可通过成形砂轮同时对所述对立部和 所述内滚道表面进行研磨。这样可以形成具有平滑表面而没有任何角部或边缘的对立部并且还可防止产生毛刺。优选地如第三方面所限定的，所述对立部的外径可被限制在预定值 范围内，使得所述对立部的跑出高度包含在预定的容差范围内。这样可 抑制产生滚珠损坏。优选地如第四方面所限定的，所述锥面的倾斜角可设定为5度或更 小。这样可以将滚珠从锥面平滑地向对立部的筒形部引导，并因而有效 地防止在组装车轮轴承期间在滚珠上产生刮擦损坏。优选地如第五方面所限定的，所述内部件可以包括毂轮，该毂轮 在其一端一体形成有车轮安装凸缘，并在其外周表面上形成有与所述双 列外滚道表面中一个相面对的一个内滚道表面，并一体形成有从所述内 滚道表面轴向延伸的筒形部；以及内环，该内环在其外周表面上形成有 与所述双列外滚道表面中另一个相面对的另一内滚道表面，并且其中所 述对立部可分别形成在所述毂轮和所述内环的所述内滚道表面上。这样 可以防止在组装车轮轴承期间产生滚珠损坏，即滚珠的跑出损坏或刮擦 损坏，并且还可以在短时间内高精度地获得内滚道表面的底部直径，因 而提高可加工性。发明效果本发明的用于车轮的轴承装置包括外部件，该外部件在其内周表 面上形成有双列外滚道表面；内部件，所述内部件在其外周表面上均形 成有与所述双列外滚道表面相对的双列内滚道表面；以及双列滚珠，所 述滚珠可自由滚动地容纳在所述外滚道表面与所述内滚道表面之间，该 轴承装置的特征在于在各内滚道表面的底部附近均形成有对立部，该 对立部的外径比各内滚道表面的底部直径大跑出高度，所述对立部由从 各内滚道表面轴向延伸的筒形部以及朝向各内部件的端面会聚的锥形部 形成，并且所述对立部与所述内滚道表面之间的过渡部以及所述筒形部 与所述锥形部之间的过渡部被倒圆而平滑地连续。因此可以提供这样的 用于车轮的轴承装置，其可防止在运送车轮轴承以及将车轮轴承组装到 车辆的车轮轴承装置上的期间产生滚珠损坏以及滚珠与对立部的边缘接 触，因而可防止NVH的问题并延长轴承装置的寿命。本发明的最佳实施方式本发明的最佳实施方式在于一种用于车轮的轴承装置，该轴承装置 包括外部件，该外部件在其内周表面上形成有双列外滚道表面；内部 件，所述内部件在其外周表面上均形成有与所述双列外滚道表面相对的 双列内滚道表面；以及双列滚珠，所述滚珠可自由滚动地容纳在所述外 滚道表面与所述内滚道表面之间，该轴承装置的特征在于在各内滚道 表面的底部附近均形成有对立部，该对立部的外径比各内滚道表面的底 部直径大跑出高度，所述对立部由从各内滚道表面轴向延伸的筒形部以 及朝向各内部件的端面会聚的锥形部形成，并且所述对立部与所述内滚 道表面之间的过渡部以及所述筒形部与所述锥形部之间的过渡部被倒圆 而平滑地连续。


从下面结合附图的描述和所附权利要求将明白本发明的附加优点和 特征，在附图中图1是表示本发明用于车轮的轴承装置的第一实施方式的纵向剖面图；图2是表示在图1的轴承装置中使用的车轮轴承的纵向剖面图；图3 (a)是图2的放大图，图3 (b)是图3 (a)的进一步放大图；图4是表示内环在热处理之后所进行的研磨作业的说明图；图5是表示本发明用于车轮的轴承装置的第二实施方式的纵向剖面图；图6是表示本发明用于车轮的轴承装置的第三实施方式的纵向剖面图；图7是表示现有技术的车轮轴承的纵向剖面图；以及图8是表示图7的车轮轴承的一部分的放大图。
具体实施方式
第一实施方式下面将参照附图描述本发明的优选实施方式。图1表示本发明用于车轮的轴承装置的第一实施方式；图2是表示 在图1的轴承装置中使用的车轮轴承的纵向剖面图；图3 (a)是图2的 放大图；图3 (b)是图3 (a)的进一步放大图；而图4是表示内环在热 处理之后所进行的研磨作业的说明图。在以下说明中，装置的术语"舷 外侧"(图中的左手侧)是指在将轴承装置安装在车体上时位于车体外侧 的那一侧，装置的术语"舷内侧"(图中的右手侧)是指在将轴承装置安 装在车体上时位于车体内侧的那一侧。图1所示的本发明的用于车轮的轴承装置是用于驱动轮的第一代类 型，并包括毂轮1以及用于相对于转向节2可旋转地支撑毂轮1的车轮 轴承3作为主要部件。毂轮1在一端一体形成有车轮安装凸缘4，并一体 形成有从车轮安装凸缘4延伸的筒形部5。用于固定车轮W和制动转子 B的毂螺栓4a沿车轮安装凸缘4的外周等距离地布置。在毂轮1的内周 表面上形成有锯齿(或花键)6，并且稍后将描述的车轮轴承压配在毂轮 1的筒形部5的外周表面上。毂轮1由诸如S53C的包含0.40 0.80重量％的碳的中碳钢制成，并 通过高频感应淬火而硬化，使得从车轮安装凸缘4的舷内侧的基部到筒 形部5的区域具有58 64HRC的表面硬度。这样提高了抵抗施加给车轮 安装凸缘4的旋转弯曲负载的机械强度，并还提高了压配有车轮轴承3 的筒形部5的耐磨性。因而，可以进一步提高毂轮1的耐久性。通过用毂轮1和形成等速万向接头7的外接头部件8的肩部9夹持 车轮轴承3而将其固定。外接头部件8 —体形成有杆部10，杆部10形成 有在其外周表面上的锯齿(或花键)10a以及螺纹部10b。来自发动机的 转矩可通过驱动轴(未示出)、等速万向接头7和杆部10的锯齿10a传 递给毂轮1。可通过以预定的紧固力矩将固定螺母11紧固在螺纹部10b 上，而向车轮轴承3施加期望的轴承预载。如图2的放大图所示，车轮轴承3是背靠背双列角接触滚珠轴承， 其包括外环(外部件)12、装配在外环12中的一对内环(内部件)13、 13以及容纳在外环12和内环13之间的双列滚珠14、 14，并且形成有内环13、 13的抵靠的前面端。外环12由诸如SUJ2的高碳铬轴承钢制成，并在其内周表面上形成 有双列外滚道表面12a、 12a。内环13由诸如SUJ2的高碳铬轴承钢制成， 并在其外周表面上形成有对应于外滚道表面12a、 12a之一的内滚道表面 13a。多个滚珠14、 14可滚动地容纳在外滚道表面12a和内滚道表面13a 之间，并通过保持架15、 15保持在该处。在车轮轴承3的两端布置有密 封件16、 17，以防止容纳在轴承3内的油脂泄漏，并防止雨水或灰尘进 入轴承3。如图3 (a)和3 (b)的放大图清楚所示，内环13在内滚道表面13a 的底部附近形成有对立部18，对立部18具有预定的宽度并且直径大于内 滚道表面的底部直径dl。对立部18包括从内滚道表面13a轴向延伸的筒 形部18a，以及从筒形部18a朝向小端面13b会聚的锥面18b。而且较小 的筒形部19从锥面18b进一步延伸。对立部18的外径d2形成为具有这 样的直径在假定滚珠14完好地保持在外滚道表面12a内就如同其与外 滚道表面12a的底部接触的条件下，该直径比滚珠的内切圆直径dO大预 定的"跑出高度"S (—侧)(即，d2=dO+2S )。锥面18b的倾斜角e 设定为等于或小于5度。这样可以将滚珠14从锥面18b平滑地向筒形部 18a引导，因而有效地防止在组装车轮轴承3的期间在滚珠14上产生刮 擦损坏。通过已限定为具有预定结构和尺寸的成形砂轮来形成对立部18。如 图4所示，在该实施方式中，大外径20、对立部18和小端面13b通过成 形砂轮21与内滚道表面13a —起形成，并且对立部18的外径d2限制在 预定值范围内使得对立部18的跑出高度S包含在预定的容差范围内。将 内滚道表面13a与对立部18之间的过渡部A倒圆成具有预定曲率半径R 的圆弧，并且将筒形部18a与锥形部18b之间的过渡部(即，角部)倒 圆为具有圆弧并平滑地连续。这样可以防止产生毛刺并高精度且没有尺 寸离差地形成对立部18的外径d2。因而，可以提供这样的用于车轮的轴 承装置，该轴承装置可防止在运送车轮轴承以及将车轮轴承组装在车辆 的车轮轴承装置上的期间产生滚珠损坏以及滚珠与对立部的边缘接触，因而可防止NVH问题并延长轴承装置的寿命。 第二实施方式图5是表示本发明用于车轮的轴承装置的第二实施方式的纵向剖面 图。功能与用于第一实施方式中的部件相同的部件用相同的附图标记表不。该轴承装置是用于从动轮的第二代类型，包括毂轮(外部件)22、 一对内环13、 13、通过保持架15可自由滚动地容纳在毂轮22与内环13 之间的双列滚珠14、 14、以及布置在毂轮22两端的密封件17、 17。毂轮22由诸如S53C的包含0.40 0.80重量％的碳的中碳钢制成， 在其舷外侧端上形成有车轮安装凸缘4并在其内周表面上形成有双列外 滚道表面12a、 12a。包括车轮安装凸缘4的舷内侧的基部和双列外滚道 表面12a、 12a在内的区域通过高频感应淬火硬化，从而具有58 64HRC 的表面硬度。而且，在该实施方式中，通过成形砂轮形成具有预定跑出高度S的 对立部18，使得对立部18具有预定的结构和尺寸。这样可以防止产生毛 刺，并高精度且没有尺寸离差地形成对立部18的外径。第三实施方式图6是表示本发明用于车轮的轴承装置的第三实施方式的纵向剖面 图。本实施方式与前面实施方式的区别仅在于车轮轴承的结构，因此功 能与用于第一实施方式中的部件相同的部件用相同的附图标记表示。该轴承装置是用于驱动轮的第三代类型，包括内部件23、外部件24 以及可自由滚动地容纳在外部件24与内部件23之间的双列滚珠14、 14。 内部件23包括毂轮25，并且内环13以预定过盈压配到毂轮25上。毂轮25 —体形成有在其舷外侧端的车轮安装凸缘4、在其外周表面 上的内滚道表面25a、以及从内滚道表面25a延伸的筒形部25b。另外， 在内周表面上形成有用于转矩传递的锯齿(或花键)25c。外部件24在其外周表面上一体形成有待安装在车体(未示出)上的 车体安装凸缘24a，并在其内周表面上一体形成有双列外滚道表面12a、 12a。在外部件24的两端布置有密封件26、 27，以防止容纳在轴承装置内的油脂泄漏，并防止雨水或灰尘进入轴承装置。毂轮25由诸如S53C的包含0.40 0.80重量％的碳的中碳钢制成， 并通过高频感应淬火而硬化，使得包括供舷外侧密封件26接触的密封台 部、内滚道表面25a和筒形部25b在内的区域具有58 64HRC的表面硬 度。外部件24由诸如S53C的包含0.40 0.80重量X的碳的中碳钢制成， 并通过高频感应淬火而硬化，使得双列外滚道表面12a、 12a具有58 64HRC的表面硬度。在热处理之后，通过成形砂轮在毂轮25和内环13上形成对立部18， 使得对立部18具有预定的结构和尺寸。这样可以防止产生毛刺，并高精 度且没有尺寸离差地形成对立部18。在该第三代的轴承装置中，由于内环13压配到毂轮25的筒形部25b 上，因此在组装轴承装置、运送轴承装置或在车辆制造商处将轴承装置 组装到车辆之后或期间，内环13绝不会自身运动或振动。因而，尽管用 于防止内环13跑出的对立部18不是必需的，但设置对立部18可以在测 量步骤中容易且精确地找到内环13的内滚道表面13a的底部和毂轮25 的内滚道表面25a。工业实用性设有对立部的用于车轮的轴承装置可应用于第一代、第二代和第三 代轴承装置，而不管其用于驱动轮还是从动轮。已参考优选实施方式描述了本发明。显然的是，在阅读并理解了前 面的详细描述之后，本领域普通技术人员将明白多种修改和替代。本发 明应理解为包括所有这些修改和替代，只要它们落在所附权利要求或其 等同物的范围内即可。
权利要求
1、一种用于车轮的轴承装置，该轴承装置包括外部件(12，22，24)，该外部件在其内周表面上形成有双列外滚道表面(12a)；内部件(13，25)，所述内部件在其外周表面上均形成有与所述双列外滚道表面(12a)相对的双列内滚道表面(13a，25a)；以及双列滚珠(14)，所述双列滚珠可自由滚动地容纳在所述外滚道表面(12a)与所述内滚道表面(13a，25a)之间，该轴承装置的特征在于在各内滚道表面(13a，25a)的底部附近均形成有对立部(18)，该对立部的外径(d2)比各内滚道表面(13a，25a)的底部直径(d1)大跑出高度(δ)，所述对立部(18)由从各内滚道表面(13a，25a)轴向延伸的筒形部(18a)以及朝向各内部件(13，25)的端面(13b)会聚的锥形部(18b)形成，并且所述对立部(18)与所述内滚道表面(13a，25a)之间的过渡部以及所述筒形部(18a)与所述锥形部(18b)之间的过渡部被倒圆而平滑地连续。
2、 根据权利要求l所述的用于车轮的轴承装置，其中，通过成形砂 轮同时对所述对立部(18)和所述内滚道表面(13a， 25a)进行研磨。
3、 根据权利要求1或2所述的用于车轮的轴承装置，其中，所述对 立部(18)的外径(d2)被限制在预定值范围内，使得所述对立部(18) 的跑出高度(5 )包含在预定的容差范围内。
4、 根据权利要求1至3中任一项所述的用于车轮的轴承装置，其中， 所述锥面(18b)的倾斜角设定为5度或更小。
5、 根据权利要求1至4中任一项所述的用于车轮的轴承装置，其中， 所述内部件包括毂轮(25)，该毂轮在其一端一体形成有车轮安装凸缘(4)，并在其外周表面上形成有与所述双列外滚道表面(12a)中一个相 面对的一个内滚道表面(25a)，并一体形成有从所述内滚道表面(25a) 轴向延伸的筒形部(25b);以及内环(13)，该内环在其外周表面上形成 有与所述双列外滚道表面(12a)中另一个相面对的另一内滚道表面(13a)，并且其中所述对立部(18)分别形成在所述毂轮(25)和所述 内环(13)的所述内滚道表面(25a， 13a)上。
全文摘要
问题用于车轮的轴承装置，在该轴承装置中防止在滚珠上出现损坏以提高声学特性和使用寿命。解决问题的手段该用于车轮的轴承装置由双列角接触滚珠轴承构成，并在内滚道表面(13a)的槽底部附近形成有对立部(18)，该对立部的直径比槽底部直径(d1)大出用于迫使滚珠处于适当位置的预定容差(δ)。对立部(18)具有从内滚道表面(13a)轴向延伸的中空筒形部(18a)，并还具有直径从中空筒形部(18a)朝内环(13)的小端面(13b)减小的锥面(18b)。将对立部(18)和内滚道表面(13a)接合的接合部(A)以及筒形部(18a)和锥形部(18b)二者的角部倒圆成圆弧形状，从而使它们平滑连续地连接。该结构防止在组装内环(13)期间迫使滚珠(14)处于适当位置时在滚珠上出现损坏。
文档编号F16C33/60GK101268291SQ20068003449
公开日2008年9月17日 申请日期2006年9月20日 优先权日2005年9月20日
发明者小森和雄 申请人:Ntn株式会社