專利名稱：車輪用軸承裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輪用軸承裝置，更具體地涉及這樣一種用于車輪 的車輪用軸承裝置，其可以解決減小軸承裝置的重量和尺寸與可延長(zhǎng)軸 承裝置的壽命相矛盾的問題。
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背景技術(shù)：
通常，車輪用軸承裝置適于通過滾動(dòng)軸承可自由旋轉(zhuǎn)地支撐用于安 裝車輪的轂輪，并且對(duì)于驅(qū)動(dòng)輪采用內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)型，對(duì)于從動(dòng)輪采用內(nèi)圈 旋轉(zhuǎn)和外圈旋轉(zhuǎn)型。在這樣的軸承裝置中廣泛使用雙列角接觸滾珠軸承， 因?yàn)槠渚哂衅谕妮S承剛度、高耐錯(cuò)位性以及低燃料消耗所需的小轉(zhuǎn)矩。 15雙列角接觸滾珠軸承具有多個(gè)插設(shè)在靜止圈與旋轉(zhuǎn)圈之間的滾珠，并且 這些滾珠以預(yù)定的接觸角與靜止圈和旋轉(zhuǎn)圈接觸。
車輪用軸承裝置大致上分為第一代結(jié)構(gòu)，其中雙列角接觸滾珠軸 承式車輪軸承裝配在懸架的轉(zhuǎn)向節(jié)形成部與轂輪之間；第二代結(jié)構(gòu)，其
中車體安裝凸緣或車輪安裝凸緣直接形成在外部件的外周上；第三代結(jié) 20構(gòu)，其中內(nèi)滾道表面之一直接形成在轂輪的外周上；以及第四代結(jié)構(gòu)，
其中多個(gè)內(nèi)滾道表面直接形成在轂輪和等速萬(wàn)向節(jié)的外周上。在以下描 述中，術(shù)語(yǔ)裝置的"外側(cè)"(圖中的左手側(cè))是指在將軸承裝置安裝于車 體上時(shí)位于車體外側(cè)的那一側(cè)，術(shù)語(yǔ)裝置的"內(nèi)側(cè)"(圖中的右手側(cè))是 指在將軸承裝置安裝于車體上時(shí)位于車體內(nèi)側(cè)的那一側(cè)。
25 在現(xiàn)有技術(shù)的由雙列滾動(dòng)軸承形成的車輪用軸承裝置中，由于左右
兩列中的軸承結(jié)構(gòu)相同，所以盡管在直道行駛期間其具有足夠的剛度， 但在彎道行駛期間不能總是獲得最佳剛度。也就是說(shuō)，車輪和軸承裝置 之間的位置關(guān)系通常設(shè)計(jì)為使得在直道行駛期間車輛的重量作用在兩列 軸承滾珠之間的大致中央，但較大的徑向負(fù)載和較大的軸向負(fù)載作用于
5車輛的與轉(zhuǎn)彎方向相反側(cè)的軸(即，在右轉(zhuǎn)時(shí)車輛左手側(cè)的軸)上。因 此，為了改進(jìn)軸承裝置的耐用性和強(qiáng)度，有效的是使外側(cè)軸承列的剛度 比內(nèi)側(cè)軸承列的剛度大。因而，公知一種圖ll所示的車輪用軸承裝置， 其可在不增大軸承裝置的情況下具有高剛度。
5 車輪用軸承裝置50由雙列角接觸滾珠軸承形成，該雙列角接觸滾珠
軸承包括外部件51，在其外周上一體形成有待安裝在車輛的轉(zhuǎn)向節(jié)(未
示出)上的車體安裝凸緣51c，在其內(nèi)周上一體形成有雙列外滾道表面 51a、 51b;內(nèi)部件55，該內(nèi)部件包括轂輪52，該轂輪52具有在其一端 上一體形成的用于安裝車輪(未示出)的車輪安裝凸緣53、形成在其外
io周上并與雙列外滾道表面51a、 51b中的一個(gè)外滾道表面51a相對(duì)的一個(gè) 內(nèi)滾道表面52a以及從內(nèi)滾道表面52a軸向延伸的柱形部52b，內(nèi)部件 55還包括裝配在柱形部52b上的內(nèi)圈54，在該內(nèi)圈的外周上形成有與雙 列外滾道表面51a、 51b中的另一外滾道表面51b相對(duì)的另一內(nèi)滾道表面 54a;可自由滾動(dòng)地容納在外滾道表面51a、 51b與內(nèi)部件55的內(nèi)滾道表
15面52a、 54a之間的雙列滾珠56、 57;以及用于可滾動(dòng)地保持滾珠56、 57的保持架58、 59。
通過使轂輪52的柱形部52b徑向向外塑性變形而形成斂縫部52c， 內(nèi)圈54由斂縫部52c不可軸向運(yùn)動(dòng)地緊固。在形成于外部件51與內(nèi)部 件55之間的環(huán)形開口中安裝密封件60、 61,以防止容納在軸承裝置內(nèi)的
20油脂泄漏，并防止雨水或灰塵從外部進(jìn)入軸承裝置。
外側(cè)滾珠組56的節(jié)圓直徑D1設(shè)定為大于內(nèi)側(cè)滾珠組57的節(jié)圓直徑 D2。因此，轂輪52的內(nèi)滾道表面52a的直徑大于內(nèi)圈54的內(nèi)滾道表面 54a的直徑，并且外部件51外側(cè)的外滾道表面51a的直徑大于外部件51 內(nèi)側(cè)的外滾道表面51b的直徑。而且外側(cè)滾珠56的數(shù)量大于內(nèi)側(cè)滾珠57
25的數(shù)量。通過將外側(cè)的節(jié)圓直徑Dl設(shè)定為大于內(nèi)側(cè)的節(jié)圓直徑D2 (D1>D2),可以獲得剛度較大的軸承裝置50，從而延長(zhǎng)其壽命。 專利文獻(xiàn)l:日本專利特開2004-108449號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
6本發(fā)明要解決的問題
在現(xiàn)有技術(shù)的軸承裝置50中，由于外側(cè)滾珠組56的節(jié)圓直徑Dl 設(shè)定為大于內(nèi)側(cè)滾珠組57的節(jié)圓直徑D2，因而轂輪52的內(nèi)滾道表面52a 的直徑大于內(nèi)圈54的內(nèi)滾道表面54a的直徑，因此可以增加外側(cè)軸承列 5的剛度并由此延長(zhǎng)車輪用軸承裝置50的壽命。但是，由于外部件51和 轂輪52均在外側(cè)變大，因此它們的直徑增大不可避免地使其重量增加， 由此車輪用軸承裝置的重量減輕受到限制。
相反，如果為了減輕外部件51的重量而過度減小外部件51的壁厚， 則會(huì)導(dǎo)致這樣的問題當(dāng)通過高頻感應(yīng)淬火使外滾道表面51a、 51b形成 io有硬化層時(shí)會(huì)產(chǎn)生淬火裂紋。因而，有必要考慮增加外部件的強(qiáng)度和耐 用性并減小重量和尺寸來(lái)確定外部件的壁厚極限。
另外，在現(xiàn)有技術(shù)的車輪用軸承裝置50中，通過諸如鍛造、車削、 熱處理、磨削、超精加工等的各種加工處理，由作為坯料的棒件制造外 部件51和轂輪52。例如，如圖12所示，最初對(duì)外部件51的輪廓進(jìn)行鍛 15造，在從車體安裝凸緣51c的內(nèi)側(cè)面和與轉(zhuǎn)向節(jié)接觸的內(nèi)側(cè)外周表面經(jīng)
由其端部到內(nèi)周表面的區(qū)域(由雙點(diǎn)劃線表示)中留有預(yù)定的磨削余量。 此外，在形成有具有不同的槽直徑的雙列外滾道表面51a、 51b的外 部件51中，將槽肩部62、 63磨削到預(yù)定尺寸以防止所謂的"肩部跨越 (riding-over)"，其中當(dāng)向車輪用軸承裝置作用彎矩負(fù)載時(shí)，滾珠56、 20 57的接觸橢圓線會(huì)跨越并脫離外滾道表面51a、 51b。具體而言，由于在 內(nèi)側(cè)外滾道表面51b與槽肩部63之間的角部(邊界)上引起的彎矩負(fù)載 的影響大于在外側(cè)外滾道表面51a上引起的彎矩負(fù)載的影響，由此因滾 珠56、 57的跨越會(huì)在其上引起邊緣負(fù)載，因此應(yīng)嚴(yán)格限定槽肩部63的 尺寸。在本說(shuō)明書中，術(shù)語(yǔ)"邊緣負(fù)載"是指在部件角部處產(chǎn)生的過度 25應(yīng)力集中，這會(huì)在部件表面上產(chǎn)生過早剝離。
但是，外部件51的槽肩部62、 63的車削不僅會(huì)導(dǎo)致外部件51的材 料損失，而且會(huì)導(dǎo)致加工步驟增加并由此增加了制造成本。另外，由于 在鍛造過程中通過沖壓形成槽肩部63，因此問題在于可如何減少坯料的 材茅斗損失。
7此外，在左右非對(duì)稱軸承結(jié)構(gòu)的車輪用軸承裝置50中，內(nèi)側(cè)和外側(cè) 軸承列中的內(nèi)部空間容積不同。但是，由于不管內(nèi)側(cè)和外側(cè)軸承列的內(nèi) 部空間容積的差異而在其中均勻地填充油脂，因此具有較小內(nèi)部空間容 積的內(nèi)側(cè)軸承列趨于填充有過量油脂。這種油脂的過度填充會(huì)導(dǎo)致油脂 5泄漏從而使制動(dòng)器的有效性變差，并且會(huì)導(dǎo)致車輪用軸承裝置的轉(zhuǎn)矩增 大從而增大了車輛的燃料消耗。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種車輪用軸承裝置，其可以解決 減小軸承裝置的重量和尺寸與增加軸承裝置的剛度相矛盾的問題，并且 還可以延長(zhǎng)軸承裝置的壽命。
10 本發(fā)明的另一目的是提供一種車輪用軸承裝置，其可以在減小軸承
的重量和尺寸的情況下增加其剛度，并且可以通過減少車輪用軸承裝置 的材料損失而降低制造成本。
本發(fā)明的又一目的是提供一種車輪用軸承裝置，其可以保持最佳的 潤(rùn)滑狀態(tài)并由此延長(zhǎng)車輪用軸承裝置的壽命。
15 解決問題的手段
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，提供一種車輪用軸承裝置，該車輪用軸承 裝置包括外部件，在該外部件的內(nèi)周上形成有雙列外滾道表面；內(nèi)部
件，在該內(nèi)部件的外周表面上形成有與所述雙列外滾道表面相對(duì)布置的
雙列內(nèi)滾道表面；以及雙列滾珠組，所述雙列滾珠組可自由滾動(dòng)地容納
20在所述外部件的所述外滾道表面與所述內(nèi)部件的所述內(nèi)滾道表面之間， 該車輪用軸承裝置的特征在于所述外部件由碳含量按重量計(jì)為0.40
0.8()Q^的中碳鋼制成，并通過高頻感應(yīng)淬火被硬化，使得各所述外滾道表 面形成有表面硬度為58 64HRC的硬化層，并且所述硬化層的有效深度 設(shè)為至少2mm，所述外部件在這些外滾道表面處的最小壁厚設(shè)為至少 25 4mm (第一方面)。
根據(jù)第一方面的車輪用軸承裝置，由于其特征在于所述外部件由碳 含量按重量計(jì)為0.40 0.80%的中碳鋼制成，并通過高頻感應(yīng)淬火被硬 化，使得各所述外滾道表面形成有表面硬度為58 64HRC的硬化層，并 且所述硬化層的有效深度設(shè)為至少2mm，所述外部件在這些外滾道表面
8處的最小壁厚設(shè)為至少4mm,因此可以防止產(chǎn)生淬火裂紋，并可以解決 減小軸承裝置的重量和尺寸與增加軸承裝置的剛度相矛盾的問題，并由 此可以延長(zhǎng)軸承裝置的壽命。
優(yōu)選的是，外側(cè)的所述雙列滾珠組的節(jié)圓直徑大于內(nèi)側(cè)的所述雙列 5滾珠組的節(jié)圓直徑。這樣可以通過有效地利用軸承空間而與內(nèi)側(cè)軸承相 比增加外側(cè)軸承的剛度，并由此延長(zhǎng)軸承壽命(第二方面)。
優(yōu)選的是，所述滾珠組的各滾珠的外徑彼此相同，外側(cè)的滾珠數(shù)量 大于內(nèi)側(cè)的滾珠數(shù)量。這樣還可以通過保持軸承剛度而延長(zhǎng)軸承壽命(第 三方面)。
io 還優(yōu)選的是，所述內(nèi)部件包括轂輪和內(nèi)圈，所述轂輪具有在其一端
一體形成的車輪安裝凸緣、形成在該轂輪的外周上并與所述雙列外滾道 表面中的一個(gè)外滾道表面相對(duì)的一個(gè)內(nèi)滾道表面以及從所述內(nèi)滾道表面 經(jīng)由軸狀部軸向延伸的柱形部，所述內(nèi)圈以預(yù)定過盈裝配在所述轂輪的 柱形部上，在該內(nèi)圈的外周上形成有與所述雙列外滾道表面中的另一外
15滾道表面相對(duì)的另一內(nèi)滾道表面；通過高頻感應(yīng)淬火在從所述轂輪的車 輪安裝凸緣的內(nèi)側(cè)基部到所述柱形部的區(qū)域中連續(xù)形成有預(yù)定的硬化 層；在所述轂輪的外側(cè)端部處形成有大致錐形的凹口，所述凹口的深度 至少延伸至所述轂輪的所述內(nèi)滾道表面的底部附近，使得所述轂輪在所 述內(nèi)滾道表面處的壁厚設(shè)定在預(yù)定范圍內(nèi)；并且所述轂輪的外側(cè)端的壁
20厚對(duì)應(yīng)于所述凹口的構(gòu)造而基本恒定，并且至少是所述硬化層的有效深 度的兩倍。這樣也可以防止產(chǎn)生淬火裂紋，并可以解決減小軸承裝置的 重量和尺寸與增加軸承裝置的剛度相矛盾的問題，并由此可以延長(zhǎng)軸承 裝置的壽命(第四方面)。
優(yōu)選的是，所述轂輪在所述內(nèi)滾道表面處的最小壁厚設(shè)定在該位置
25處的直徑的0.2 0.3倍的范圍內(nèi)。這樣可以通過相應(yīng)于車輪軸承的使用 條件保持轂輪的強(qiáng)度和剛度而減輕其重量(第五方面)。
還優(yōu)選的是，在所述雙列外滾道表面附近分別形成有肩部；大直徑 側(cè)肩部和小直徑側(cè)肩部之間的臺(tái)階部由具有預(yù)定斜度的錐面形成，或者 大直徑側(cè)肩部形成為從小直徑側(cè)肩部朝向大直徑側(cè)外滾道表面以直徑增
9加的方式延伸的錐面，并且所述臺(tái)階部和所述肩部保持具有鍛造表面。 這樣可以在不降低外部件的強(qiáng)度和剛度的情況下減少材料損失，并且通 過提高鍛造過程中的塑性流動(dòng)性而提高加工精度。另外，可以使沖壓過 程容易并減少?zèng)_壓步驟的數(shù)量，而且可以減少坯料的材料損失以實(shí)現(xiàn)制 5造成本的降低(第六方面)。
優(yōu)選的是，所述外部件在其外周上一體形成有待安裝在車體的轉(zhuǎn)向 節(jié)上的車體安裝凸緣，并且所述大直徑側(cè)肩部延伸到所述車體安裝凸緣
的基部附近的位置(第七方面)。
還優(yōu)選的是，所述大直徑側(cè)肩部由具有預(yù)定斜度的錐面形成，并且 10所述大直徑側(cè)肩部與所述小直徑側(cè)肩部之間的臺(tái)階部具有圓弧形結(jié)構(gòu)的 截面(第八方面)。
優(yōu)選的是，所述轂輪的內(nèi)滾道表面的臺(tái)部(counter portion)形成為 具有柱形結(jié)構(gòu)，將所述臺(tái)部和所述軸狀部相連的臺(tái)階部形成為具有圓弧 形或錐形結(jié)構(gòu)的截面，并且該軸狀部和該臺(tái)階部保持具有鍛造表面。這
15樣可以在不降低外部件的強(qiáng)度和剛度的情況下減少材料損失，并且通過 提高鍛造過程中的塑性流動(dòng)性而提高加工精度(第九方面)。
優(yōu)選的是，將填充在左右各軸承列內(nèi)的油脂量設(shè)定為與左右各軸承 列內(nèi)的內(nèi)部空間的容積比成比例。這樣盡管左右軸承列具有不同的節(jié)圓 直徑并由此具有不同的內(nèi)部空間容積，也能確保最佳的油脂填充量。因
20而，可以提供這樣一種車輪用軸承裝置，其在保持最佳的潤(rùn)滑條件的情 況下具有高軸承剛度和延長(zhǎng)的軸承壽命(第十方面)。
還優(yōu)選的是，填充在左右各軸承列內(nèi)的油脂量設(shè)定在左右各軸承列 的內(nèi)部空間容積的40 60%的范圍內(nèi)。這樣可以防止油脂泄漏并防止軸 承轉(zhuǎn)矩增大(第十一方面)。
25 優(yōu)選的是，所述外部件裝配在輕合金制的所述轉(zhuǎn)向節(jié)中，并且其中
至少所述外部件的與所述轉(zhuǎn)向節(jié)接觸的外周表面形成有絕緣涂層，所述 外部件的除了與所述轉(zhuǎn)向節(jié)接觸的所述外周表面之外的周面形成有以預(yù) 定軸向長(zhǎng)度被磨削的柱形支撐表面。這樣由于在對(duì)雙列外滾道表面進(jìn)行 磨削時(shí)支撐表面并不接觸轉(zhuǎn)向節(jié)，因此可使得轉(zhuǎn)向節(jié)的金屬與外部件的
10金屬之間具有良好的絕緣。因而，可以防止在轉(zhuǎn)向節(jié)上產(chǎn)生因鋼外部件 和輕合金轉(zhuǎn)向節(jié)的組合而引起的電腐蝕，并由此提供可靠性提高的車輪 用軸承裝置(第十二方面)。優(yōu)選的是，所述外部件在其外周上一體形成有待安裝在所述轉(zhuǎn)向節(jié) 5上的車體安裝凸緣，所述轉(zhuǎn)向節(jié)裝配在所述車體安裝凸緣的內(nèi)側(cè)外周上， 并且所述支撐表面形成在所述外部件的外側(cè)端的外周表面上(第十三方 面)。還優(yōu)選的是，所述外部件在其外周上一體形成有待安裝在所述轉(zhuǎn)向 節(jié)上的車體安裝凸緣，所述轉(zhuǎn)向節(jié)裝配在所述車體安裝凸緣的內(nèi)側(cè)外周 10上，并且從所述外部件的內(nèi)側(cè)端面開始的預(yù)定長(zhǎng)度上形成有除去絕緣涂 層的柱形部，并且該除去絕緣涂層的柱形部用作所述支撐表面(第十四 方面)。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的車輪用軸承裝置，由于其特征在于所述外部件由碳含15量按重量計(jì)為0.40 0.80%的中碳鋼制成，并通過高頻感應(yīng)淬火被硬化， 使得各所述外滾道表面形成有表面硬度為58 64HRC的硬化層，并且所 述硬化層的有效深度設(shè)為至少2mm，所述外部件在這些外滾道表面處的 最小壁厚設(shè)為至少4mm，因此可以防止產(chǎn)生淬火裂紋，并可以解決減小 軸承裝置的重量和尺寸與增加軸承裝置的剛度相矛盾的問題，并由此可20以延長(zhǎng)軸承裝置的壽命。實(shí)施本發(fā)明的最佳方式實(shí)施本發(fā)明的最佳方式是一種車輪用軸承裝置，該車輪用軸承裝置 包括外部件，在該外部件的外周上一體形成有待安裝在車輛的轉(zhuǎn)向節(jié)上的車體安裝凸緣，并且在該外部件的內(nèi)周上形成有雙列外滾道表面； 25內(nèi)部件，該內(nèi)部件包括轂輪，該轂輪具有在其一端一體形成的用于安裝 車輪的車輪安裝凸緣、形成在該轂輪的外周上并與所述雙列外滾道表面 中的 一個(gè)外滾道表面相對(duì)的一個(gè)內(nèi)滾道表面以及從所述內(nèi)滾道表面軸向 延伸的柱形部，所述內(nèi)部件還包括裝配在所述柱形部上的內(nèi)圈，在該內(nèi) 圈的外周上形成有與所述雙列外滾道表面中的另一外滾道表面相對(duì)的另11一內(nèi)滾道表面；以及雙列滾珠，所述雙列滾珠可自由滾動(dòng)地容納在所述 外滾道表面與所述內(nèi)部件的所述內(nèi)滾道表面之間，該車輪用軸承裝置的 特征在于外側(cè)的雙列滾珠組的節(jié)圓直徑大于內(nèi)側(cè)的雙列滾珠組的節(jié)圓 直徑，所述外部件由碳含量按重量計(jì)為0.40 0.80%的中碳鋼制成，并通 5過高頻感應(yīng)淬火被硬化，使得各所述外滾道表面形成有表面硬度為58 64HRC的硬化層，并且所述硬化層的有效深度設(shè)為至少2mm，所述外部 件在所述外滾道表面處的最小壁厚設(shè)為至少4mm。


io 圖1是表示本發(fā)明的車輪用軸承裝置的第一實(shí)施方式的縱向剖面圖；圖2是圖1的轂輪的放大縱向剖面圖； 圖3是圖1的外部件的放大縱向剖面圖；圖4 (a)是圖1的外部件在其鍛造之后的縱向剖面圖，圖4 (b)是 15圖4 (a)的修改例的縱向剖面圖；圖5是圖1的轂輪在其鍛造之后的說(shuō)明性縱向剖面圖；圖6是表示本發(fā)明的車輪用軸承裝置的第二實(shí)施方式的縱向剖面圖；圖7是圖6的車輪用軸承裝置的縱向平面圖，示出了油脂填充步驟； 20 圖8是表示本發(fā)明的車輪用軸承裝置的第三實(shí)施方式的縱向剖面圖；圖9 (a)是表示圖8的外部件的加工方法的前視圖，圖9 (b)是沿 圖9 (a)的線DC-DC剖取的縱向剖面圖；圖IO是外部件的修改例的縱向剖面圖，示出對(duì)其進(jìn)行的磨削作業(yè)； 25 圖ll是表示現(xiàn)有技術(shù)的車輪用軸承裝置的縱向剖面圖；以及圖12是圖11的外部件的說(shuō)明性縱向剖面圖，示出其在鍛造之后的 構(gòu)造。附圖標(biāo)記說(shuō)明1、 26 內(nèi)部件12外部件3滾動(dòng)元件4、 27轂輪4a、 5a內(nèi)滾道表面4b柱形部4c斂縫部5內(nèi)圈6車輪安裝凸緣6a轂螺栓6b圓形孔6c基部7軸狀部7a、 7c、 16a、 23a臺(tái)階部7b肩部8、 13硬化層9、 10保持架11外側(cè)密封件12內(nèi)側(cè)密封件14凹口15臺(tái)部16、 23大直徑側(cè)肩部17小直徑側(cè)肩部18a車體安裝凸緣的內(nèi)側(cè)面18b外部件的內(nèi)側(cè)外周表面19外部件的外側(cè)端面20外部件的內(nèi)側(cè)端面21， 22密封件裝配表面24車輪安裝凸緣的外側(cè)面25引導(dǎo)部1328 油脂填充裝置28a、 28b 噴嘴30 絕緣涂層31、 36 支撐表面5 32 背襯板33 滑履34、 37 成形砂輪50 車輪用軸承裝置51 外部件io 51a 外側(cè)外滾道表面51b 內(nèi)側(cè)外滾道表面51c 車體安裝凸緣52 轂輪52a、 54b 內(nèi)滾道表面15 52b 柱形部52c 斂縫部53 車輪安裝凸緣54 內(nèi)圈55 內(nèi)部件 20 56、 57 滾珠58、 59 保持架60、 61 密封件62、 63 槽肩部dl 基部的直徑25 d2 轂輪的滾珠接觸直徑di、 do 噴嘴的直徑Dl 外側(cè)滾珠的節(jié)圓直徑D2 內(nèi)側(cè)滾珠的節(jié)圓直徑PCDo 外側(cè)滾珠組的節(jié)圓直徑14PCDi 內(nèi)側(cè)滾珠組的節(jié)圓直徑tl 基部的最小壁厚t2 轂輪在滾珠接觸角方向上的壁厚t3、 t4 外部件的最小壁厚5 (X 滾珠接觸角具體實(shí)施方式
第一實(shí)施方式下面將參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。10 圖1是表示本發(fā)明的車輪用軸承裝置的第一實(shí)施方式的縱向剖面圖，圖2是圖1的轂輪的放大縱向剖面圖，圖3是圖1的外部件的放大 縱向剖面圖，圖4 (a)是圖1的外部件在其鍛造之后的縱向剖面圖，圖 4 (b)是圖4 (a)的修改例的縱向剖面圖，圖5是圖1的轂輪在其鍛造 之后的說(shuō)明性縱向剖面圖。 15 圖1所示的本發(fā)明的車輪用軸承裝置是用于從動(dòng)輪的第三代類型，并包括內(nèi)部件1、外部件2以及可滾動(dòng)地容納在內(nèi)部件1與外部件2之間 的雙列滾動(dòng)元件(滾珠)組3、 3。內(nèi)部件1包括轂輪4和壓配在轂輪4 上的內(nèi)圈5。轂輪4 一體形成有在其一端的車輪安裝凸緣6、在其外周上的一個(gè) 20(外側(cè))內(nèi)滾道表面4a、以及從內(nèi)滾道表面4a通過軸狀部7延伸的柱形 部4b。在車輪安裝凸緣6上沿著其周邊等距地布置多個(gè)轂螺栓6a，并且 在這些轂螺栓6a之間形成圓形孔6b。這些圓形孔6b不僅有助于減輕軸 承裝置的重量，而且有助于供任何用于組裝和拆卸軸承裝置的緊固工具通過o25 內(nèi)圈5在其外周上形成有另一 (內(nèi)側(cè))內(nèi)滾道表面5a，并適于壓配在轂輪4的柱形部4b上以形成背靠背雙聯(lián)式雙列角接觸滾珠軸承，并且 由斂縫部4c軸向緊固，斂縫部4c通過使柱形部4b的端部塑性變形而形 成。內(nèi)圈5和滾珠3由諸如SUJ2的高碳鉻鋼制成，并且通過浸入淬火硬 化至其芯部而具有58 64HRC的硬度。15轂輪4由碳含量按重量計(jì)為0.40 0.80%的中碳鋼(例如S53C)制 成，并通過高頻感應(yīng)淬火而硬化，使得從車輪安裝凸緣6的內(nèi)側(cè)基部6c 到柱形部4b的包括內(nèi)滾道表面4a在內(nèi)的區(qū)域形成有表面硬度為58 64HRC的硬化層8 (由交叉影線表示)。斂縫部4c保持其鍛造之后的表 5面硬度。因此，車輪安裝凸緣6具有足以抵抗施加到其上的旋轉(zhuǎn)彎曲負(fù) 載的機(jī)械強(qiáng)度，可提高在被內(nèi)圈5壓配的區(qū)域處的柱形部4b的抗微振磨 損強(qiáng)度，并且可在斂縫過程中在沒有任何微裂紋的情況下執(zhí)行斂縫部4c 的塑性變形作業(yè)。外部件2在其外周上一體形成有待安裝在車輛的轉(zhuǎn)向節(jié)(未示出) 10上的車體安裝凸緣2c，并在其內(nèi)周上一體形成有與轂輪4的內(nèi)滾道表面 4a相對(duì)的外側(cè)外滾道表面2a以及與內(nèi)圈5的內(nèi)滾道表面5a相對(duì)的內(nèi)側(cè) 外滾道表面2b。雙列滾珠組3、 3容納在這些外滾道表面與內(nèi)滾道表面之 間并由保持架9、 10可滾動(dòng)地保持。在外部件2與內(nèi)部件1之間形成的 環(huán)形空間的開口內(nèi)安裝密封件ll、 12，以防止容納在軸承內(nèi)的油脂泄漏， 15并防止雨水和灰塵從外部進(jìn)入軸承。外部件2由碳含量按重量計(jì)為0.40 0.80%的中碳鋼(例如S53C) 制成，雙列外滾道表面2a、 2b形成有通過高頻感應(yīng)淬火硬化的硬化層13 (由交叉影線表示)，從而具有58 64HRC的表面硬度。盡管這里所述 的結(jié)構(gòu)為使用滾珠作為滾動(dòng)元件3的雙列角接觸滾珠軸承，但是也可以 20采用使用錐形滾子作為滾動(dòng)元件3的雙列錐形滾子軸承。另外，本發(fā)明 的車輪用軸承裝置并不限于第三代軸承的結(jié)構(gòu)，其也可應(yīng)用于第一代、 第二代和第四代軸承結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，外側(cè)滾珠組3的節(jié)圓直徑PCDo設(shè)定 為大于內(nèi)側(cè)滾珠組3的節(jié)圓直徑PCDi。由于節(jié)圓直徑PCDi和PCDo的 25差異，外側(cè)滾珠組3的滾珠數(shù)量大于內(nèi)側(cè)滾珠組3的滾珠數(shù)量。這使得 與內(nèi)側(cè)軸承相比，可以通過有效地利用軸承空間而增加外側(cè)軸承的剛度， 并由此延長(zhǎng)軸承壽命。如圖2所示，轂輪4具有從內(nèi)滾道表面4a的槽底部經(jīng)由臺(tái)部15、軸 狀部7和內(nèi)圈5所抵靠的肩部7b到柱形部4b的輪廓構(gòu)造，軸狀部7經(jīng)由具有圓弧形截面的臺(tái)階部7a從臺(tái)部15軸向延伸。為了減輕軸承裝置 的重量，在轂輪4的外側(cè)端部處形成有大致軸向延伸的錐形凹口 14。通 過鍛造形成凹口 14，并且凹口 14的深度延伸到轂輪4的外側(cè)內(nèi)滾道表面 4a的底部附近，以使得轂輪4的外側(cè)端部具有基本恒定的壁厚。也就是 5說(shuō)，由于考慮到轂輪4會(huì)在外側(cè)滾珠3的接觸角a范圍內(nèi)變形，本發(fā)明 的發(fā)明人對(duì)位于接觸角a之外的轂輪4的端部壁厚引起了注意。
形成密封件臺(tái)面部的車輪安裝凸緣6的基部6c形成為具有圓弧形截 面。發(fā)明人嘗試通過利用有限元(FEM)分析從基部6c的最小壁厚tl 與該位置處的直徑dl之間的關(guān)系獲得轂輪的剛度，并發(fā)現(xiàn)通過將最小壁
io厚tl設(shè)定在0.2S (tl/dl) S0.3的范圍內(nèi)，可以通過相應(yīng)于車輪用軸承 裝置的使用條件保持轂輪4的強(qiáng)度和剛度而實(shí)現(xiàn)重量減輕。如果基部6c 的最小壁厚tl比該部分的直徑dl的20%小，則轂輪4的變形變大，由此 不能獲得期望的剛度。相反，如果最小壁厚tl超過直徑dl的30%,也不 會(huì)實(shí)現(xiàn)預(yù)期的剛度增加，相反會(huì)增加轂輪的重量。
15 此外，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，將基部6c的最小壁厚tl設(shè)定為
硬化層8的有效深度的至少兩倍。與車輪安裝凸緣6的基部6c相似，將 穀輪4沿滾珠3的接觸角a方向的最小壁厚t2與該位置處的直徑d2 (滾 珠接觸直徑)之間的關(guān)系設(shè)定在(t2/d2) ^0.3范圍內(nèi)，并且將最 小壁厚t2設(shè)定為硬化層8的有效深度的至少兩倍。
20 在這種車輪用軸承裝置中，盡管轂輪4通常設(shè)計(jì)成當(dāng)車輛在彎道上
行駛時(shí)該轂輪能夠承受對(duì)應(yīng)于0.8G (重力加速度)的負(fù)載，但是由于與 滾珠3的接觸而在內(nèi)滾道表面4a的約0.4mm的深度處產(chǎn)生最大剪切應(yīng) 力。由于為了滿足期望的滾動(dòng)疲勞壽命而有必要形成強(qiáng)度是最大剪切應(yīng) 力的至少約五倍的硬化層8，因此通過在由高頻感應(yīng)淬火形成的硬化層8
25的最小有效硬化深度上增加2mm的變化，而將有效硬化深度設(shè)為3.5mm。 在具有這一結(jié)構(gòu)的車輪用軸承裝置中，由于外側(cè)滾珠組3的節(jié)圓直 徑PCDo大于內(nèi)側(cè)滾珠組3的節(jié)圓直徑PCDi并且外側(cè)滾珠組3的滾珠數(shù) 量因而也大于內(nèi)側(cè)滾珠組3的滾珠數(shù)量，所以可增大軸承裝置外側(cè)的剛 度，從而可延長(zhǎng)軸承裝置的壽命。此外，在轂輪4的外側(cè)端部處形成凹
17口 14，將壁厚tl、 t2設(shè)定在對(duì)應(yīng)于凹口 14的預(yù)定范圍內(nèi)，另外將硬化層 8的深度設(shè)定在預(yù)定范圍內(nèi)，使得轂輪4在該外側(cè)端部處的壁厚基本恒定。 這樣能夠解決減小軸承裝置的重量和尺寸與增大軸承裝置的剛度相矛盾 的問題。
5 另一方面，在外部件2中，由于PCDo〉PCDi，所以外側(cè)外滾道表面
2a的直徑大于內(nèi)側(cè)外滾道表面2b的直徑。外側(cè)外滾道表面2a經(jīng)由柱形 肩部16、臺(tái)階部16a和直徑較小的肩部17延續(xù)到內(nèi)側(cè)外滾道表面2b。 內(nèi)側(cè)外滾道表面2b的底部的內(nèi)徑設(shè)定為使其與大直徑側(cè)肩部16的內(nèi)徑 基本相同。
io 如圖3所示，與轂輪4相似，外部件2至少在其外滾道表面2a、 2b
上形成有強(qiáng)度約為最大剪切應(yīng)力的五倍的硬化層13，以滿足期望的滾動(dòng) 疲勞壽命。通過在由高頻感應(yīng)淬火形成的硬化層13的最小有效硬化深度 上增加2mm的變化，而將有效硬化深度設(shè)為3.5mm。
另外，在外部件2中，將最小壁厚t3、 t4設(shè)為4mm，并保持未淬火
15部分(未硬化部分)為約0.5mm,以防止產(chǎn)生會(huì)在最小壁厚部分(這里 為外滾道表面2a、 2b的底部)上引起的淬火裂紋。這樣可以解決減小車
輪用軸承裝置的重量和尺寸與增大軸承裝置的剛度相矛盾的問題。
通過對(duì)坯料棒件進(jìn)行鍛造而將外部件2形成為具有如圖4 (a)所示
(由雙點(diǎn)劃線所示)的預(yù)定鍛造結(jié)構(gòu)。也就是說(shuō)，外部件2被鍛造后剩 20下的部分包括轉(zhuǎn)向節(jié)(未示出)所抵靠的車體安裝凸緣2c的內(nèi)側(cè)面18a、 轉(zhuǎn)向節(jié)裝配于其上的內(nèi)側(cè)外周表面18b、兩端面19、 20、密封件ll、 12 裝配于其上的密封件裝配表面21、 22、雙列外滾道表面2a、 2b以及小直 徑側(cè)肩部17。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，大直徑側(cè)肩部16形成為具有用于鍛造 25拔模斜度的相對(duì)較小傾角的小錐面，并延伸到車體安裝凸緣2c的基部附 近。另一方面，小直徑側(cè)肩部17的軸向尺寸被限制為最小長(zhǎng)度，并且小 直徑側(cè)肩部17與大直徑側(cè)肩部16之間的臺(tái)階部16a形成為具有大于鍛 造拔模斜度的預(yù)定傾角的錐面。這樣可以在不降低外部件2的強(qiáng)度和剛 度的情況下減少其材料損失，并改善在鍛造期間的塑性流動(dòng)性，由此提高加工精度。另外，這樣可以使得沖壓加工容易并減少?zèng)_壓步驟的數(shù)量， 而且可以減少坯料的材料損失以降低制造成本。
另一方面，通過在鍛造之后進(jìn)行車削而將小直徑側(cè)肩部17形成為具 有預(yù)定內(nèi)徑，但是大直徑側(cè)肩部16和臺(tái)階部16a不被車削而保持它們的 5原始鍛造表面。這樣可以進(jìn)一步減少材料損失和車削步驟的數(shù)量，并由 此可以進(jìn)一步降低制造成本。
圖4 (b)表示圖4 (a)中所示實(shí)施方式的修改例。在該修改例的外 部件2'中，大直徑側(cè)肩部23形成有具有預(yù)定斜度的錐面，該錐面從小 直徑側(cè)柱形肩部17經(jīng)由具有圓弧形截面的臺(tái)階部23a延伸。這樣可以在 io不降低外部件2'的強(qiáng)度和剛度的情況下減少其材料損失，并改善在鍛造 期間的塑性流動(dòng)性。
另一方面，與前述外部件2的制造方法相似，通過對(duì)坯料棒件進(jìn)行 鍛造而將轂輪4形成為具有如圖5所示(由雙點(diǎn)劃線所示)的預(yù)定鍛造 結(jié)構(gòu)。也就是說(shuō)，在留有磨削余量的情況下對(duì)制動(dòng)轉(zhuǎn)子(未示出)所抵 15靠的車輪安裝凸緣6的外側(cè)面24、用于支撐輪和制動(dòng)轉(zhuǎn)子的引導(dǎo)部25、 車輪安裝凸緣6的基部6c、內(nèi)滾道表面4a、臺(tái)部15和柱形部4b進(jìn)行鍛 造。
在該優(yōu)選實(shí)施方式中，臺(tái)部15形成為具有柱形結(jié)構(gòu)，臺(tái)部15和軸 狀部7相連的臺(tái)階部7a形成為具有圓弧形截面。這樣可以在不降低轂輪
20 4的強(qiáng)度和剛度的情況下減少其材料損失，并改善在鍛造期間的塑性流動(dòng) 性，由此提高加工精度。盡管通過在鍛造之后進(jìn)行車削將臺(tái)部15形成為 具有預(yù)定結(jié)構(gòu)和尺寸，但是軸狀部7和臺(tái)階部7a不被車削而保持它們的 原始鍛造表面。這樣可以進(jìn)一步減少材料損失和車削步驟的數(shù)量，并由 此進(jìn)一步降低制造成本。臺(tái)階部7a的截面結(jié)構(gòu)并不限于圓弧形，而可以
25是具有預(yù)定傾角的錐形結(jié)構(gòu)。另外，根據(jù)該實(shí)施方式，盡管在小直徑側(cè) 肩部17與大直徑側(cè)肩部16之間形成具有預(yù)定傾角的臺(tái)階部16a，也可以 將臺(tái)階部16a和大直徑側(cè)肩部16替換為具有一個(gè)錐面的肩部。
如上所述，根據(jù)第一優(yōu)選實(shí)施方式，由于外部件2和轂輪4具有可 改善鍛造期間的塑性流動(dòng)性而不降低其強(qiáng)度和剛度的鍛造結(jié)構(gòu)，因此可
19以提高鍛造加工精度并將待車削部分減為最小，并由此實(shí)現(xiàn)減少材料損 失、減少車削步驟的數(shù)量及降低制造成本。 第二實(shí)施方式
圖6是表示本發(fā)明的車輪用軸承裝置的第二實(shí)施方式的縱向剖面 5圖，圖7是圖6的車輪用軸承裝置的說(shuō)明性縱向剖面圖，示出油脂填充 步驟。由于第二實(shí)施方式與第一實(shí)施方式的部分區(qū)別僅在于轂輪的結(jié)構(gòu), 因此這里使用相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示與第一實(shí)施方式中所用的具有相同 功能的相同部件。
該車輪用軸承裝置是用于從動(dòng)輪的第三代類型，并包括內(nèi)部件26、 io外部件2以及可自由滾動(dòng)地容納在內(nèi)部件26與外部件2之間的雙列滾珠 組3 、 3 。內(nèi)部件26包括轂輪27和以預(yù)定過盈壓配在轂輪27上的內(nèi)圈5。
轂輪27 —體形成有在其外側(cè)端的車輪安裝凸緣6、在其外周上的一 個(gè)(外側(cè))內(nèi)滾道表面4a以及從內(nèi)滾道表面4a通過軸狀部7延伸的柱 形部4b。
15 轂輪27具有從內(nèi)滾道表面4a的槽底部經(jīng)由臺(tái)部15、軸狀部7和內(nèi)
圈5所抵靠的肩部7b到柱形部4b的輪廓構(gòu)造，軸狀部7經(jīng)由大致垂直 的臺(tái)階部7c從臺(tái)部15軸向延伸。在轂輪27的外側(cè)端部處形成有錐形凹 口 14。凹口 14的深度延伸到轂輪27的外側(cè)內(nèi)滾道表面4a的底部附近， 以使得轂輪27的外側(cè)端部具有基本恒定的壁厚。由于節(jié)圓直徑PCDi和
20 PCDo的差異，轂輪27的內(nèi)滾道表面4a的直徑大于內(nèi)圈5的內(nèi)滾道表面 5a的直徑，并將軸狀部7的外徑設(shè)定為使其與內(nèi)滾道表面5a的槽底部直 徑基本相同。
轂輪27由碳含量按重量計(jì)為0.40 0.80%的中碳鋼(例如S53C)制 成，并通過高頻感應(yīng)淬火而硬化，使得從車輪安裝凸緣6的內(nèi)側(cè)基部6c 25到柱形部4b的包括內(nèi)滾道表面4a在內(nèi)的區(qū)域被硬化為具有58 64HRC 的表面硬度。
在第二實(shí)施方式中，將填充在左右各軸承列內(nèi)的油脂量設(shè)定為與左 右各軸承列內(nèi)的內(nèi)部空間的容積比成比例。也就是說(shuō)，外側(cè)軸承列相對(duì) 于外側(cè)整個(gè)空間容積以40 60% (優(yōu)選45 55%)的比率填充油脂，并
20且內(nèi)側(cè)軸承列相對(duì)于內(nèi)側(cè)整個(gè)空間容積以40 60% (優(yōu)選45 55%)的 比率填充油脂。另外，左右軸承列中的油脂重量變化限于±20%的范圍內(nèi)。 在本說(shuō)明書中，術(shù)語(yǔ)外側(cè)和內(nèi)側(cè)"整個(gè)空間容積"是指從外軸承列和內(nèi) 軸承列的滾珠3、 3的節(jié)圓分別到外密封件11和內(nèi)密封件12的軸承內(nèi)側(cè) 5的整個(gè)空間容積。
如圖7所示，通過由保持架9、 10預(yù)先保持雙列滾珠3、 3，并在使 滾珠盒裝配在內(nèi)部件2中的情況下將油脂填充裝置28朝向箭頭所示的方 向插入，而在軸承內(nèi)填充油脂。也就是說(shuō)，通過相對(duì)地布置從油脂填充 裝置28朝向雙列滾珠盒徑向伸出的多個(gè)雙列噴嘴28a、 28b，而填充預(yù)定 io量的油脂。
外側(cè)列的各噴嘴28a的直徑do大于內(nèi)側(cè)列的各噴嘴28b的直徑，并 將平方比設(shè)為使其對(duì)應(yīng)于左右列的內(nèi)部空間容積比。這樣盡管由于雙列 滾珠3、 3的節(jié)圓直徑PCDo、 PCDi的差異導(dǎo)致左右列的內(nèi)部空間容積的 差異，也能確保最佳的油脂填充量。因而，可以解決諸如在車輛行駛期 15間油脂泄漏及車輪用軸承裝置的轉(zhuǎn)矩增大的問題。
盡管上面描述了通過改變外側(cè)和內(nèi)側(cè)噴嘴28a、 28b的直徑do、 di 來(lái)控制油脂填充量，但本發(fā)明并不限于該結(jié)構(gòu)，也可以通過改變外側(cè)和 內(nèi)側(cè)噴嘴28a、 28b的數(shù)量來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)油脂填充量的控制。
第三實(shí)施方式
20 圖8是表示本發(fā)明的車輪用軸承裝置的第三實(shí)施方式的縱向剖面
圖，圖9 (a)是表示圖8的外部件的加工方法的前視圖，圖9 (b)是沿 圖9 (a)的線IX-DC剖取的縱向剖面圖。由于第三實(shí)施方式與第二實(shí)施 方式(圖6)的部分區(qū)別僅在于外部件的結(jié)構(gòu)，因此這里使用相同的附圖 標(biāo)記來(lái)表示與前述實(shí)施方式中所用的具有相同功能的相同部件。
25 該車輪用軸承裝置是用于從動(dòng)輪的第三代類型，并包括內(nèi)部件26、
外部件29以及可自由滾動(dòng)地容納在內(nèi)部件26與外部件29之間的雙列滾 珠組3、 3。外部件29在其外周上一體形成有待安裝在鋁合金轉(zhuǎn)向節(jié)N 上的車體安裝凸緣2c，并在其內(nèi)周上一體形成有雙列外滾道表面2a、 2b。 外部件29由碳含量按重量計(jì)為0.40 0.80%的中碳鋼(例如S53C)制成，
2雙列外滾道表面2a、 2b被硬化而具有58 64HRC的表面硬度。
待裝配到鋁合金轉(zhuǎn)向節(jié)N中的外部件29形成有絕緣涂層30 (由交叉影線示出)，這是通過對(duì)轉(zhuǎn)向節(jié)N所抵靠的表面進(jìn)行達(dá)克羅處理(dacrotizedtreatment)而形成的，所述表面即車體安裝凸緣2c的內(nèi)側(cè)面5 18a和外周表面18b。這能夠在防止在轉(zhuǎn)向節(jié)N上產(chǎn)生電腐蝕。也就是說(shuō)，當(dāng)使諸如外部件29的鋼和轉(zhuǎn)向節(jié)N的輕合金之類的兩種金屬暴露于腐蝕環(huán)境時(shí)，低電位差的金屬(在這種情況下為轉(zhuǎn)向節(jié)的鋁合金)變?yōu)殛?yáng)極而導(dǎo)致過早腐蝕。絕緣涂層30能夠確實(shí)防止因不同金屬的組合而引起的轉(zhuǎn)向節(jié)N的過早電腐蝕，即電化腐蝕。io 例如，對(duì)于本發(fā)明可以使用鍍鎳或鍍鋅、或者陰極電鍍或氟碳電鍍，
而不是達(dá)克羅處理。絕緣涂層30可以涂覆于整個(gè)外周表面，以減少諸如掩模等的制造步驟。
在外部件的外側(cè)端的外周上，即在與形成有絕緣涂層30的內(nèi)側(cè)相反側(cè)端的外周上，形成有支撐表面31。通過研磨將支撐表面31修整為具有
15柱形構(gòu)造。圖9表示對(duì)外部件29的雙列外滾道表面2a、 2b進(jìn)行研磨的方法，其中，將外部件29的外側(cè)端面19磁吸引到背襯板32上，在使支撐表面被一對(duì)滑履33、 33滑動(dòng)支撐的情況下在對(duì)中狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)支撐外部件29。在該情形下，同時(shí)對(duì)雙列外滾道表面2a、 2b和小直徑側(cè)肩部17進(jìn)行研磨。通過旋轉(zhuǎn)修整器將成形砂輪34的外周表面預(yù)先形成為具有對(duì)
20應(yīng)于雙列滾道表面2a、 2b的輪廓構(gòu)造。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施方式，由于絕緣涂層30形成于外部件29的抵靠轉(zhuǎn)向節(jié)N的外周表面上，并且支撐表面31形成于外部件29的未抵靠轉(zhuǎn)向節(jié)N的外周表面上，因此可以在不會(huì)由于滑履33與外部件29之間的滑動(dòng)接觸導(dǎo)致絕緣涂層30剝離的情況下，保持轉(zhuǎn)向節(jié)N
25與外部件29之間良好的絕緣。因此，能夠防止在轉(zhuǎn)向節(jié)上產(chǎn)生由于鋼外
部件與輕金屬轉(zhuǎn)向節(jié)的結(jié)合而引起的電腐蝕，從而提供可靠性得以改善的車輪軸承。
圖IO表示圖9的外部件的修改例，并且是對(duì)該外部件進(jìn)行的磨削作業(yè)的圖。通過在外部件35的車體安裝凸緣2c的內(nèi)側(cè)面18a和內(nèi)側(cè)端的
22外周表面18b上進(jìn)行達(dá)克羅處理，而使外部件35形成有絕緣涂層30。通過將絕緣涂層30的一部分磨掉而在從內(nèi)側(cè)端20到預(yù)定長(zhǎng)度的區(qū)域上形成支撐表面36，該支撐表面形成小直徑臺(tái)階部。與圖9 (b)的實(shí)施方式不同，在該修改例中，外部件35的內(nèi)側(cè)端面20磁吸引到背襯板32上，5并且在支撐表面36被一對(duì)滑履33、 33滑動(dòng)支撐的情況下使外部件35對(duì)中。在該情形下，通過成形砂輪37同時(shí)對(duì)雙列外滾道表面2a、 2b和小直徑側(cè)肩部17進(jìn)行研磨。
根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施方式，由于絕緣涂層30形成于外部件35的抵靠轉(zhuǎn)向節(jié)N的外周表面上并且通過將絕緣涂層30的一部分磨掉而形成io支撐表面36，因此可以由滑履33穩(wěn)定地支撐外部件35，并且因?yàn)槟サ舻闹伪砻?6不與轉(zhuǎn)向節(jié)N接觸，所以可以獲得轉(zhuǎn)向節(jié)N與外部件35之間的良好絕緣。因而，可以防止在轉(zhuǎn)向節(jié)上產(chǎn)生因鋼外部件和輕合金轉(zhuǎn)向節(jié)的組合而引起的電腐蝕，并且提供具有減小的重量和尺寸的車輪用軸承裝置。
15 已參考優(yōu)選實(shí)施方式描述了本發(fā)明。顯然，在閱讀并理解了前面的
詳細(xì)描述之后，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會(huì)想到多種修改和替代。本發(fā)明應(yīng)理解為包括所有這樣的修改和替代，只要它們落在所附權(quán)利要求或其等同物的范圍內(nèi)即可。工業(yè)實(shí)用性
20 本發(fā)明的車輪用軸承裝置無(wú)論是用于驅(qū)動(dòng)輪還是從動(dòng)輪都可應(yīng)用于第一代至第四代的任一軸承裝置。
2權(quán)利要求
1、一種車輪用軸承裝置，該車輪用軸承裝置包括外部件(2，29，35)，在該外部件的內(nèi)周上形成有雙列外滾道表面(2a，2b)；內(nèi)部件(1，26)，在該內(nèi)部件的外周表面上形成有與所述雙列外滾道表面(2a，2b)相對(duì)布置的雙列內(nèi)滾道表面(4a，5a)；以及雙列滾珠組(3，3)，所述雙列滾珠組可自由滾動(dòng)地容納在所述外部件(2，29，35)的所述外滾道表面(2a，2b)與所述內(nèi)部件(1，26)的所述內(nèi)滾道表面(4a，5a)之間，該車輪用軸承裝置的特征在于所述外部件(2，29，35)由碳含量按重量計(jì)為0.40～0.80％的中碳鋼制成，并通過高頻感應(yīng)淬火被硬化，使得各所述外滾道表面(2a，2b)形成有表面硬度為58～64HRC的硬化層(13)，并且所述硬化層(13)的有效深度設(shè)為至少2mm，并且所述外部件(2，29，35)在這些外滾道表面(2a，2b)處的最小壁厚設(shè)為至少4mm。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輪用軸承裝置，其中，外側(cè)的所述雙列滾珠組(3)的節(jié)圓直徑(PCDo)大于內(nèi)側(cè)的所述雙列滾珠組(3)的節(jié)圓直徑(PCDi)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輪用軸承裝置，其中，所述滾珠組的各 滾珠(3)的外徑彼此相同，外側(cè)的滾珠(3)的數(shù)量大于內(nèi)側(cè)的滾珠(3) 的數(shù)量。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的車輪用軸承裝置，其中，所 述內(nèi)部件(1， 26)包括轂輪(4， 27)和內(nèi)圈(5)，所述轂輪(4, 27) 具有在其一端一體形成的車輪安裝凸緣(6)、形成在該轂輪的外周上并 與所述雙列外滾道表面(2a, 2b)中的一個(gè)外滾道表面(2a)相對(duì)的一 個(gè)內(nèi)滾道表面(4a)以及從所述內(nèi)滾道表面(4a)經(jīng)由軸狀部(7)軸向 延伸的柱形部(4b)，所述內(nèi)圈(5)以預(yù)定過盈裝配在所述轂輪(4， 27) 的柱形部(4b)上，在該內(nèi)圈的外周上形成有與所述雙列外滾道表面(2a， 2b)中的另一外滾道表面(2b)相對(duì)的另一內(nèi)滾道表面(5a);其中通過 高頻感應(yīng)淬火在從所述轂輪(4， 27)的車輪安裝凸緣(6)的內(nèi)側(cè)基部(6c)到所述柱形部(4b)的區(qū)域中連續(xù)形成有預(yù)定的硬化層(8);其中在所述轂輪(4， 27)的外側(cè)端部處形成有大致錐形的凹口 (14)，所述凹口 (14)的深度至少延伸至所述轂輪(4)的所述內(nèi)滾道表面(4a)的底部附近，使得所述轂輪(4， 27)在所述內(nèi)滾道表面(4a)處的壁厚5 (t2)設(shè)定在預(yù)定范圍內(nèi)；并且其中所述轂輪(4， 27)的外側(cè)端的壁厚對(duì)應(yīng)于所述凹口 (14)的構(gòu)造而基本恒定，并至少是所述硬化層(8)的有效深度的兩倍。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的車輪用軸承裝置，其中，所述轂輪(4，27)在所述內(nèi)滾道表面(4a)處的最小壁厚(t2)設(shè)定在該位置處的直徑的0.2 0.3倍的范圍內(nèi)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的車輪用軸承裝置，其中，在所述雙列外滾道表面(2a， 2b)附近分別形成有肩部(16， 17);其中大直徑側(cè)肩部(16)和小直徑側(cè)肩部(17)之間的臺(tái)階部(16a)由具有預(yù)定斜度的錐面形成，或者大直徑側(cè)肩部(23)形成為從小直徑側(cè)肩部(17)朝向大直徑側(cè)外滾道表面(2a)以直徑增加的方式延伸的錐面，并且其中所述臺(tái)階部(16a)和所述肩部(16， 23)保持具有鍛造表面。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的車輪用軸承裝置，其中，所述外部件(2，29， 35)在其外周上一體形成有待安裝在車體的轉(zhuǎn)向節(jié)(N)上的車體安裝凸緣(2c)，并且其中所述大直徑側(cè)肩部(16)延伸到所述車體安裝凸緣(2c)的基部附近的位置。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的車輪用軸承裝置，其中，所述大直徑側(cè)肩部(23)由具有預(yù)定斜度的錐面(23)形成，并且所述大直徑側(cè)肩部(23)與所述小直徑側(cè)肩部(17)之間的臺(tái)階部(23a)具有圓弧形結(jié)構(gòu)的截面。
9、根據(jù)權(quán)利要求4至8中任一項(xiàng)所述的車輪用軸承裝置，其中，所述轂輪(4， 27)的內(nèi)滾道表面(4a)的臺(tái)部(15)形成為具有柱形結(jié)構(gòu)，將所述臺(tái)部(15)和所述軸狀部(7)相連的臺(tái)階部(7a)形成為具有圓弧形或錐形結(jié)構(gòu)的截面，并且其中該軸狀部(7)和該臺(tái)階部(7a)保持為具有鍛造表面。
10、 根據(jù)權(quán)利要求2至9中任一項(xiàng)所述的車輪用軸承裝置，其中， 將填充在左右各軸承列內(nèi)的油脂量設(shè)定為與左右各軸承列內(nèi)的內(nèi)部空間 的容積比成比例。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的車輪用軸承裝置，其中，填充在左右各 5軸承列內(nèi)的油脂量設(shè)定在左右各軸承列的內(nèi)部空間容積的40 60%的范圍內(nèi)。
12、 根據(jù)權(quán)利要求l至ll中任一項(xiàng)所述的車輪用軸承裝置，其中， 所述外部件(29， 35)裝配在輕合金制的所述轉(zhuǎn)向節(jié)(N)中，并且其中 至少所述外部件(29， 35)的與所述轉(zhuǎn)向節(jié)(N)接觸的外周表面形成有io絕緣涂層(30)，所述外部件(29， 35)的除了與所述轉(zhuǎn)向節(jié)(N)接觸 的所述外周表面之外的周面形成有以預(yù)定軸向長(zhǎng)度被磨削的柱形支撐表 面(31， 36)。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的車輪用軸承裝置，其中，所述外部件(29， 35)在其外周上一體形成有待安裝在所述轉(zhuǎn)向節(jié)(N)上的車體安裝凸緣(2c)，其中所述轉(zhuǎn)向節(jié)(N)裝配在所述車體安裝凸緣(2c)的內(nèi)側(cè)外 周上，并且其中所述支撐表面(31， 36)形成在所述外部件(29， 35) 的外側(cè)端的外周表面上。
14、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的車輪用軸承裝置，其中，所述外部件(29， 35)在其外周上一體形成有待安裝在所述轉(zhuǎn)向節(jié)(N)上的車體安裝凸緣 (2c)，其中所述轉(zhuǎn)向節(jié)(N)裝配在所述車體安裝凸緣(2c)的內(nèi)側(cè)外 周上，并且其中從所述外部件(29, 35)的內(nèi)側(cè)端面(20)開始的預(yù)定 長(zhǎng)度上形成有除去絕緣涂層的柱形部，并且該除去絕緣涂層的柱形部用 作所述支撐表面(36)。
全文摘要
[問題]提供一種車輪用軸承裝置，其可通過解決減小軸承裝置的重量并提高其緊湊程度與增加軸承裝置的剛度相矛盾的問題而延長(zhǎng)軸承裝置的壽命。[解決問題的手段]一種車用軸承裝置，其包括具有三組雙列滾珠(3)的雙列角接觸滾珠軸承。在這三組雙列滾珠(3)中，外側(cè)組滾珠(3)的節(jié)圓直徑(PCDo)設(shè)定為大于內(nèi)側(cè)組雙列滾珠(3)的節(jié)圓直徑(PCDi)的值。同時(shí)，外部件(2)由碳含量按重量計(jì)為0.40～0.80％的中碳鋼制成。雙列外滾道表面(2a，2b)形成有由高頻淬火形成的表面硬度范圍為58～64HRC的硬化層(13)。硬化層(13)的有效深度設(shè)為至少2mm，該部位的最小壁厚(t3，t4)設(shè)為至少4mm。
文檔編號(hào)B60B27/00GK101505975SQ200780030330
公開日2009年8月12日 申請(qǐng)日期2007年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月17日
發(fā)明者大槻壽志, 小森和雄, 龜高晃司 申請(qǐng)人:Ntn株式會(huì)社