專(zhuān)利名稱(chēng)：車(chē)輪用軸承及具有該車(chē)輪用軸承的車(chē)輪用軸承裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于自由旋轉(zhuǎn)地支撐諸如汽車(chē)之類(lèi)的車(chē)輛的車(chē)輪的車(chē)輪用軸承，更具體涉及一種旨在減少其重量、尺寸和制造成本并改善軸承的耐久性的車(chē)輪用軸承及具有該車(chē)輪用軸承的車(chē)輪用軸承裝置。
背景技術(shù)：
支撐車(chē)輛車(chē)輪的車(chē)輪用軸承裝置經(jīng)由雙列滾動(dòng)軸承自由旋轉(zhuǎn)地支撐
用于安裝車(chē)輪的轂輪，存在用于驅(qū)動(dòng)輪和從動(dòng)輪的車(chē)輪用軸承裝置。由于結(jié)構(gòu)上的原因，內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)型用于驅(qū)動(dòng)輪，而內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)型和外部構(gòu)件旋轉(zhuǎn)型二者用于從動(dòng)輪。在車(chē)輪用軸承裝置中存在四代類(lèi)型，即第一代類(lèi)型，其中包括雙列角接觸滾珠軸承等的車(chē)輪用軸承裝配在懸吊裝置的轉(zhuǎn)向節(jié)形成部分和轂輪之間；第二代類(lèi)型，其中車(chē)體安裝凸緣或者車(chē)輪安裝凸緣直接形成在外部構(gòu)件的外周上；第三代類(lèi)型，其中一個(gè)內(nèi)滾道表面直接形成于轂輪的外周上；以及第四代類(lèi)型，其中內(nèi)滾道表面分別形成于轂輪和外接頭構(gòu)件的外周上。
迄今為止，巳知一種角接觸滾珠軸承，在該軸承中，通過(guò)沖壓鋼板來(lái)形成內(nèi)圈和外圈(外部構(gòu)件)。例如，圖11示出了在磁性硬盤(pán)設(shè)備中使用的角接觸滾珠軸承50，其中，通過(guò)沖壓或者軋制不銹鋼板來(lái)形成外圈51和一對(duì)內(nèi)圈52、 53。
外部構(gòu)件51在其大致軸向中央部分形成有徑向向內(nèi)突出的環(huán)形突起51a，在其內(nèi)周面上環(huán)形突起51a的任一側(cè)形成有外滾道表面51b、51c。外圈51裝配在殼體54的孔中，并通過(guò)形成于其一端的凸緣51d與殼體54的端面抵接來(lái)進(jìn)行軸向定位。在外圈51的外周上形成環(huán)形凹部51e，以在外圈51的內(nèi)周上形成環(huán)形突起51a。環(huán)形凹部填有粘合劑，以將外圈51固定在殼體54的孔中。另一方面，內(nèi)圈52、 53裝配至外圈51中。內(nèi)圈52、 53的軸向外端 分別形成有彎曲肩部52a、 53a，并且彎曲肩部52a、 53a分別形成有內(nèi)滾 道表面52b、 53b。雙列滾珠56、 56布置在內(nèi)圈52、 53的內(nèi)滾道表面52b、 53b和外圈51的雙列外滾道表面51b、 51c之間，并在每一列上由保持架 57、 57保持。
待與軸構(gòu)件55間隙配合的裝配部52c、 53c分別形成于內(nèi)圈52、 53 的內(nèi)周上。在將內(nèi)圈52、 53與軸構(gòu)件55進(jìn)行間隙配合之后，具有恒定 重量的圓筒形重物59被放置于一個(gè)內(nèi)圈52的彎曲肩部52a上。通過(guò)重 物59，經(jīng)由滾珠56使另一個(gè)內(nèi)圈53的彎曲肩部53a壓靠軸構(gòu)件55的凸 緣部分55a，由此，向角接觸滾珠軸承50施加合適的預(yù)加負(fù)載。
在間隙配合完成之后， 一個(gè)內(nèi)圈52的彎曲肩部52a和軸構(gòu)件55之 間的空隙填充有粘合劑60。由此，防止了一個(gè)內(nèi)圈52從軸構(gòu)件55滑落， 并且還通過(guò)軸構(gòu)件55的凸緣55a防止了另一個(gè)內(nèi)圈53從軸構(gòu)件55滑落。
參考專(zhuān)利文獻(xiàn)l:日本實(shí)用新型公報(bào)No.1835/199
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問(wèn)題
然而，如果試圖將其中由鋼板通過(guò)沖壓加工而形成外部構(gòu)件51和內(nèi) 圈52、 53的角接觸滾珠軸承50用作車(chē)輪用軸承，則需要在外圈51和內(nèi) 圈52、 53之間形成的環(huán)形開(kāi)口中安裝一些密封件。這不僅增加了部件數(shù) 量，而且將顯著改變結(jié)構(gòu)以保留用于密封件的空間，由此也增加了制造 成本、重量和尺寸。此外，各組件、更具體為各滾道表面難以具有與現(xiàn) 有技術(shù)的通過(guò)切削加工制成的各組件相同的精度。
另外，擔(dān)心會(huì)有以下情況在車(chē)輛轉(zhuǎn)向時(shí)由于向車(chē)輪用軸承施加力 矩負(fù)載，滾珠56的接觸橢圓易于越過(guò)外滾道表面51b的肩并從該外滾道 表面51b出來(lái)(稱(chēng)作"肩上越過(guò)")。還擔(dān)心的是由于肩上越過(guò)而在肩A 處造成"邊緣負(fù)載"。術(shù)語(yǔ)"邊緣負(fù)載"指在角落等處造成過(guò)度應(yīng)力集 中，即導(dǎo)致過(guò)早剝落的一個(gè)現(xiàn)象。
在外圈51的軋制加工中通過(guò)使外圈51的軸向中央部分凹陷來(lái)形成環(huán)形突起51a時(shí)，如果使環(huán)形突起51a距離外滾道表面51b的高度較大， 則在轉(zhuǎn)矩施加到軸承時(shí)滾珠56難以越過(guò)肩A。但是在這種情況下，擔(dān)心 有以下情況外周和環(huán)形凹部51e之間的過(guò)渡部B的壁厚將根據(jù)曲率半 徑R變薄，并且在肩的高度較大時(shí)將在肩部A中造成裂縫。盡管了解到 通過(guò)增加加工步驟來(lái)抑制拉伸率將防止裂縫的產(chǎn)生，但是這不僅增加了 制造成本而且降低了制造精度，從而難以確保期望的軸承精度。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠減少制造成本、重量和尺寸 并改善軸承的密封性和精度的車(chē)輪用軸承及具有該車(chē)輪用軸承的車(chē)輪用 軸承裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是改善車(chē)輪用軸承的耐久性。 解決問(wèn)題的方法
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種形成背 對(duì)背雙聯(lián)軸承類(lèi)型的雙列角接觸滾珠軸承的車(chē)輪用軸承，該車(chē)輪用軸承
包括外部構(gòu)件，在該外部構(gòu)件的內(nèi)周上形成有均具有圓弧縱向截面的 外滾道表面； 一對(duì)內(nèi)圈，在各內(nèi)圈的外周上均形成有具有圓弧縱向截面 的內(nèi)滾道表面，所述各個(gè)內(nèi)滾道表面與所述外滾道表面的一個(gè)相對(duì)布置， 一個(gè)內(nèi)圈的較小直徑側(cè)端與另一個(gè)內(nèi)圈的較小直徑側(cè)端抵接；雙列滾珠， 它們?nèi)菁{在所述外部構(gòu)件的所述外滾道表面和所述內(nèi)圈的所述內(nèi)滾道表 面之間并由保持架保持在其中；以及密封件，它們安裝在形成于所述外 部構(gòu)件和內(nèi)圈之間的環(huán)形開(kāi)口中，所述車(chē)輪用軸承的特征在于所述外 部構(gòu)件和所述內(nèi)圈由管狀構(gòu)件通過(guò)塑性變形而制成；并且所述外滾道表 面和所述內(nèi)滾道表面、形成所述密封件的裝配部的所述外部構(gòu)件的筒形 部和/或形成平臺(tái)部分的所述內(nèi)圈的肩部通過(guò)磨削形成為具有預(yù)定的尺寸 和精度。(權(quán)利要求l)
根據(jù)權(quán)利要求1所述的車(chē)輪用軸承，由于所述外部構(gòu)件和所述內(nèi)圈 由管狀構(gòu)件通過(guò)塑性變形而制成；并且所述外滾道表面和所述內(nèi)滾道表 面、形成所述密封件的裝配部的所述外部構(gòu)件的筒形部和/或形成平臺(tái)部 分的所述內(nèi)圈的肩部通過(guò)磨削形成為具有預(yù)定的尺寸和精度，所以能夠 提高車(chē)輪用軸承的生產(chǎn)率和生產(chǎn)量，減小制造成本，還確保與現(xiàn)有的車(chē)輪用軸承相同的車(chē)輪用軸承的精度和密封性。
優(yōu)選所述外部構(gòu)件和所述內(nèi)圈通過(guò)冷軋加工制成。這使得能夠具有 基本均勻的壁厚并且確保車(chē)輪用軸承的結(jié)構(gòu)和尺寸中的預(yù)定精度。(權(quán)利 要求2)
優(yōu)選的是，在用Dw表示所述滾珠的直徑，用H表示環(huán)形突起距離 所述外部構(gòu)件的所述外滾道表面的底部的高度時(shí)，H/Dw的比設(shè)置在 0.30 0.43的范圍內(nèi)。這使得能夠確保期望的軸承精度，以防止?jié)L道表面 的肩部中產(chǎn)生裂縫，還防止在向軸承施加轉(zhuǎn)矩時(shí)，滾珠的接觸橢圓越過(guò) 肩部。從而能夠提供具有改善的耐久性的車(chē)輪用軸承。(權(quán)利要求3)
優(yōu)選通過(guò)軋制加工在所述外部構(gòu)件的兩端上形成筒形部，所述密封 件裝配到所述筒形部中，通過(guò)所述軋制加工形成在所述內(nèi)圈的較大直徑 側(cè)端上沿軸向延伸的肩部，所述密封件的密封唇與所述內(nèi)圈的所述肩部 的表面滑動(dòng)接觸。這使得能夠具有期望的車(chē)輪用軸承的密封性。(權(quán)利要 求4)
還優(yōu)選的是，所述密封件包括均具有大致L形截面并且彼此相對(duì)布 置的拋油環(huán)和密封板，所述密封板包括側(cè)唇和徑向唇，通過(guò)軋制加工在 所述外部構(gòu)件的兩端上形成筒形部，所述密封板裝配到筒形部中，通過(guò) 軋制加工形成在所述內(nèi)圈的較大直徑側(cè)端上沿軸向延伸的肩部，所述拋 油環(huán)壓配至所述肩部上，所述密封板的所述密封唇與所述拋油環(huán)的表面 滑動(dòng)接觸。這樣使得能夠具有更加緊密的密封性。(權(quán)利要求5) 優(yōu)選通過(guò)軋制加工在所述外部構(gòu)件的兩端上形成沿徑向向內(nèi)延伸的 肩部，并且所述密封件一體形成在所述肩部上。這使得能夠減少車(chē)輪用 軸承的組件數(shù)量和組裝步驟，從而減少了其制造成本。(權(quán)利要求6)
還優(yōu)選的是，所述外部構(gòu)件的兩端面和所述內(nèi)圈的較大直徑側(cè)端面 在它們的塑性變形加工后通過(guò)車(chē)削加工形成，并且所述外滾道表面和所 述內(nèi)滾道表面、所述外部構(gòu)件的外周面、所述內(nèi)圈的內(nèi)周面和較小直徑 側(cè)端面在它們的熱處理后通過(guò)磨削加工形成為具有預(yù)定尺寸和精度。這 樣使得能夠確保與現(xiàn)有的車(chē)輪用軸承相同的精度。(權(quán)利要求7)
優(yōu)選的是，使所述外部構(gòu)件的軸向中央部分的外周環(huán)形凹陷以在其內(nèi)周上形成環(huán)形突起，在所述環(huán)形突起的徑向最內(nèi)側(cè)部分上具有平面， 連接所述外滾道表面和所述環(huán)形突起的肩部與所述外滾道表面的磨削同 時(shí)通過(guò)成型砂輪被磨削為具有圓弧截面。這樣使得能夠確保期望的軸承 精度，防止在滾道表面的肩部上產(chǎn)生裂縫。此外，由于所述肩部與所述 外滾道表面平滑連接，所以還能夠防止在向軸承施加轉(zhuǎn)矩時(shí)滾珠的接觸 橢圓越過(guò)肩部從而產(chǎn)生邊緣負(fù)載，由此能夠提供具有改善的耐久性的車(chē) 輪用軸承。(權(quán)利要求8)
還優(yōu)選的是，所述環(huán)形突起的所述平面通過(guò)軋制加工來(lái)形成為具有 相對(duì)于所述環(huán)形突起的肩部的較小的階梯差。這使得能夠在軋制步驟中 防止肩部上產(chǎn)生裂縫，并通過(guò)在所述肩部填充坯料而適當(dāng)確保環(huán)形突起 的肩部距離外滾道表面的高度。(權(quán)利要求9)
還優(yōu)選的是，所述雙列外滾道表面被成型砂輪同時(shí)磨削。這使得能 夠減少制造步驟和成本，將雙列外滾道表面的槽直徑和槽間的間距中的 誤差限制在預(yù)定精度內(nèi)，從而進(jìn)一步改善軸承精度。(權(quán)利要求10)
優(yōu)選所述外部構(gòu)件的外周和環(huán)形凹部之間的過(guò)渡部形成為具有預(yù)定 的曲率半徑的圓弧截面并且還具有基本均勻的壁厚。這使得能夠防止在 滾道表面的肩部上產(chǎn)生裂縫。此外，還能夠防止在向軸承施加轉(zhuǎn)矩時(shí)， 滾珠的接觸橢圓越過(guò)肩部從而造成邊緣負(fù)載，從而能夠提供具有改善的 耐久性的車(chē)輪用軸承。術(shù)語(yǔ)"基本均勻"表示變形前的管狀構(gòu)件的均勻 壁厚，以及在變形后獲得的除了在過(guò)渡部中形成圓弧截面外不會(huì)造成材 料的塑性流動(dòng)的壁厚。由此應(yīng)當(dāng)理解，術(shù)語(yǔ)"基本均勻"還包括在過(guò)渡 部中形成圓弧截面時(shí)由于材料的位移而造成的微薄和微厚的壁厚的情 形。(權(quán)利要求ll)
還優(yōu)選的是，所述過(guò)渡部的曲率半徑R設(shè)置在1.5 1.8Rw的范圍內(nèi) (其中Rw為所述滾珠的半徑)。這使得能夠防止剛度由于壁厚的減少而 減小，以及塑性變形加工的生產(chǎn)率由于壁厚的增加而減少。(權(quán)利要求12)
還優(yōu)選的是，所述保持架通過(guò)塑料樹(shù)脂的注射成型形成為扣入型， 所述滾珠由所述保持架可自由滾動(dòng)地保持而不會(huì)脫落，并且對(duì)置部通過(guò) 塑性變形加工形成在與所述外滾道表面的肩部相對(duì)的位置。這使得能夠防止在組裝步驟中曾經(jīng)組裝的滾珠盒從外部構(gòu)件脫落，從而簡(jiǎn)化車(chē)輪用 軸承的組裝。術(shù)語(yǔ)"扣入型"表示通過(guò)合成樹(shù)脂的彈性而可拆卸地安裝 滾珠的扣型的保持架。(權(quán)利要求13)
優(yōu)選所述對(duì)置部的內(nèi)徑設(shè)置成小于滾珠盒中的滾珠的外接圓直徑， 所述滾珠由所述保持架保持在所述滾珠盒中。這使得能夠可靠防止?jié)L珠 盒從外部構(gòu)件脫落。(權(quán)利要求14)
優(yōu)選對(duì)置部通過(guò)塑性變形加工形成在與所述內(nèi)滾道表面的肩部相對(duì) 的位置上，所述對(duì)置部的外徑設(shè)置成大于滾珠盒中的滾珠的內(nèi)切圓直徑， 所述滾珠由所述保持架保持在所述滾珠盒中。這使得能夠防止在組裝步 驟中曾經(jīng)組裝的內(nèi)圈沿軸向脫落，從而簡(jiǎn)化車(chē)輪用軸承的組裝。(權(quán)利要
求15)
還優(yōu)選的是，所述對(duì)置部在熱處理后與所述內(nèi)滾道表面的磨削同時(shí) 地由成型砂輪磨削。這使得能夠消除由熱處理造成的變形地來(lái)進(jìn)一步精 加工對(duì)置部的內(nèi)周，以抑制由于滾珠通過(guò)對(duì)置部而造成滾珠上產(chǎn)生刮痕， 并且提供具有高質(zhì)量和可靠性的車(chē)輪用軸承。(權(quán)利要求16)
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種車(chē)輪用軸承裝置，該車(chē)輪用
軸承裝置包括轂輪，該轂輪在其一個(gè)端部上一體形成車(chē)輪安裝凸緣和 經(jīng)由該轂輪的肩部從所述車(chē)輪安裝凸緣沿軸向延伸的筒形部；經(jīng)由預(yù)定 干涉壓配至所述轂輪的所述筒形部的根據(jù)權(quán)利要求1~16的任一項(xiàng)所述的 車(chē)輪用軸承，所述車(chē)輪用軸承裝置的特征在于，等速萬(wàn)向節(jié)的外接頭構(gòu) 件經(jīng)由其與轂輪間的鋸齒接合裝配到所述轂輪中， 一對(duì)內(nèi)圈夾持在所述 轂輪的肩部和所述外接頭構(gòu)件的肩部之間并被施加預(yù)定的軸承預(yù)壓。(權(quán) 利要求17)
根據(jù)權(quán)利要求17中限定的第一代類(lèi)型的車(chē)輪用軸承裝置，由于該車(chē) 輪用軸承裝置包括轂輪，該轂輪在其一個(gè)端部上一體形成車(chē)輪安裝凸 緣和經(jīng)由該轂輪的肩部從所述車(chē)輪安裝凸緣沿軸向延伸的筒形部；經(jīng)由
預(yù)定干涉壓配至所述轂輪的所述筒形部的根據(jù)權(quán)利要求1~16中的任一項(xiàng)
所述的車(chē)輪用軸承，所述車(chē)輪用軸承裝置的特征在于，等速萬(wàn)向節(jié)的外 接頭構(gòu)件經(jīng)由其與轂輪間的鋸齒接合裝配到所述轂輪中， 一對(duì)內(nèi)圈夾持在所述轂輪1的肩部和所述外接頭構(gòu)件的肩部之間并被施加預(yù)定的軸承 預(yù)壓，所以能夠增加軸承剛性并且提高軸承的滾動(dòng)疲勞壽命。 發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明的車(chē)輪用軸承，由于該車(chē)輪用軸承包括外部構(gòu)件，在 該外部構(gòu)件的內(nèi)周上形成有均具有圓弧縱向截面的外滾道表面； 一對(duì)內(nèi) 圈，在各內(nèi)圈的外周上形成有具有圓弧縱向截面的內(nèi)滾道表面，所述各 個(gè)內(nèi)滾道表面與所述外滾道表面的一個(gè)相對(duì)布置， 一個(gè)內(nèi)圈的較小直徑 側(cè)端與另一個(gè)內(nèi)圈的較小直徑側(cè)端抵接；雙列滾珠，它們?nèi)菁{在所述外 部構(gòu)件的所述外滾道表面和所述內(nèi)圈的所述內(nèi)滾道表面之間并由保持架 保持在其中；以及密封件，它們安裝在形成與所述外部構(gòu)件和內(nèi)圈之間 的環(huán)形開(kāi)口中，所述車(chē)輪用軸承的特征在于所述外部構(gòu)件和所述內(nèi)圈 由管狀構(gòu)件通過(guò)塑性變形而制成；并且所述外滾道表面和所述內(nèi)滾道表 面、形成所述密封件的裝配部的所述外部構(gòu)件的筒形部和/或形成平臺(tái)部 分的所述內(nèi)圈的肩部通過(guò)磨削形成為具有預(yù)定的尺寸和精度，能夠提高 車(chē)輪用軸承的生產(chǎn)率和生產(chǎn)量，減小制造成本，還確保與現(xiàn)有的車(chē)輪用 軸承相同的車(chē)輪用軸承的精度和密封性。
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形成背對(duì)背雙聯(lián)軸承類(lèi)型的雙列角接 觸滾珠軸承的車(chē)輪用軸承，該車(chē)輪用軸承包括外部構(gòu)件，在該外部構(gòu) 件的內(nèi)周上形成有均具有圓弧縱向截面的外滾道表面； 一對(duì)內(nèi)圈，在各 內(nèi)圈的外周上均形成有具有圓弧縱向截面的內(nèi)滾道表面，所述各個(gè)內(nèi)滾 道表面與所述外滾道表面的一個(gè)相對(duì)布置， 一個(gè)內(nèi)圈的較小直徑側(cè)端與 另一個(gè)內(nèi)圈的較小直徑側(cè)端抵接；雙列滾珠，它們?nèi)菁{在所述外部構(gòu)件 的所述外滾道表面和所述內(nèi)圈的所述內(nèi)滾道表面之間并由保持架保持在 其中；以及密封件，它們安裝在形成于所述外部構(gòu)件和內(nèi)圈之間的環(huán)形 開(kāi)口中，所述車(chē)輪用軸承的特征在于所述外部構(gòu)件和所述內(nèi)圈由管狀 構(gòu)件通過(guò)軋制而制成；所述密封件裝配到所述外部構(gòu)件的所述筒形部中， 沿軸向延伸的肩部形成在所述內(nèi)圈的較大直徑側(cè)端上，所述密封件的密 封唇與所述肩部滑動(dòng)接觸，并且所述外滾道表面和所述內(nèi)滾到表面、所
11述密封件的裝配面和密封平臺(tái)部分通過(guò)磨削形成為具有預(yù)定尺寸和精 度。


圖1是示出了本發(fā)明的車(chē)輪用軸承裝置的第一實(shí)施方式的縱向剖視
圖2是圖1的車(chē)輪用軸承的局部放大圖3 (a)是僅示出了圖2的外圈的縱向剖面圖，圖3 (b)是僅示出 了內(nèi)圈的縱向剖面圖4 (a)是示出了外部構(gòu)件的磨削加工的說(shuō)明圖，圖4 (b)是示出 了圖4 (a)的修改例的說(shuō)明圖5 (a)是示出了圖2的車(chē)輪用軸承的修改例的放大圖，圖5 (b) 是示出了圖5 (a)的密封件的局部放大圖6是示出了本發(fā)明的車(chē)輪用軸承裝置的第二實(shí)施方式的縱向剖視
圖7是示出了本發(fā)明的車(chē)輪用軸承的第三實(shí)施方式的縱向剖面圖； 圖8 (a)是僅示出了圖7的外圈的縱向剖面圖，圖8 (b)是圖8 (a) 的局部放大圖9 (a)是僅示出了圖7的內(nèi)圈的縱向剖面圖，圖9 (b)是圖9 (a) 的局部放大圖IO是示出了本發(fā)明的車(chē)輪用軸承的第四實(shí)施方式的縱向剖面并且
圖ll是示出了現(xiàn)有技術(shù)的角接觸滾珠軸承的縱向剖視圖，其中，內(nèi) 圈和外圈通過(guò)沖壓加工來(lái)形成。
附圖標(biāo)記說(shuō)明 1.........轂輪
la， 14, 20， 22， 26,36, 46a.........肩部
lb.........筒形部lc，21a.........鋸齒2. 28, 34,38,45.........車(chē)輪用軸承3.........等速萬(wàn)向節(jié)4.........固定螺母5.........車(chē)輪安裝凸緣6.........轉(zhuǎn)向節(jié)7. 24， 35， 39.........外部構(gòu)件7a.........外滾道表面7b.........外部構(gòu)件的外周8， 40， 46.........內(nèi)圈8a.........內(nèi)滾道表面8b.........小直徑側(cè)端面8c.........孔(內(nèi)圈的內(nèi)周)9.........保持架9a.........凹穴10.........滾珠11,29, 37， 47.........密封件lla，32, 48.........芯金屬lib, 33,49.........密封構(gòu)件12,25.........環(huán)形突起13， 30a.........筒形部15.........外接頭構(gòu)件16.........接頭內(nèi)圈17.........保持架18.........扭矩傳遞滾珠1319.........口部21.........軸部21b.........外螺紋23, 27.........成型砂輪23a， 27a.........小直徑部分23b， 27b.........槽部23c, 27c.........角部30.........拋油環(huán)30b.........直立部31.........密封板33a， 49a， 49b.........側(cè)唇33b, 33c.........徑向唇36a.........階梯部41.........環(huán)形凹部42.........過(guò)渡部(連接部)43， 44.........對(duì)置咅卩(counter portion)46b.........內(nèi)圈的大直徑側(cè)的端面50.........角接觸滾珠軸承51.........外圈51a.........環(huán)形突起51b，51c.........外滾道表面51d.........凸緣51e.........環(huán)形凹部52. 53.........內(nèi)圈52a, 53a.........彎曲肩部52b, 53b.........內(nèi)滾道表面52c， 53c.........裝配部54.........殼體55.........軸構(gòu)件55a.........凸緣部56.........滾珠57.........保持架59.........重物60.........粘合劑A.........肩部B.........過(guò)渡部(連接部)clc.........內(nèi)圈的對(duì)置部的外徑Dc.........外部構(gòu)件的對(duì)置部的內(nèi)徑di.........內(nèi)滾道表面的槽底直徑Do.........外滾道表面的槽底直徑R.........曲率半徑Rw.........滾珠半徑S.........階梯部Si.........內(nèi)圈的對(duì)置部的突出量5o.........外部構(gòu)件的對(duì)置部的突出量具體實(shí)施方式
第一實(shí)施方式下文將參考附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。 圖1是示出了本發(fā)明的車(chē)輪用軸承裝置的第一實(shí)施方式的縱向剖視 圖；圖2是圖1的車(chē)輪用軸承的局部放大圖；圖3 (a)是僅示出了圖2的外圈的縱向剖面圖，圖3 (b)是僅示出了圖2的內(nèi)圈的縱向剖面圖；圖4 (a)是示出了外部構(gòu)件的磨削加工的說(shuō)明圖，圖4 (b)是示出了圖 4 (a)的修改例的說(shuō)明圖。在下面的描述中，當(dāng)所述軸承裝置安裝在車(chē) 體上時(shí)，術(shù)語(yǔ)"外側(cè)"指的是位于車(chē)體外面的一側(cè)(圖i中的左手側(cè))， 術(shù)語(yǔ)"內(nèi)側(cè)"指的是位于車(chē)體里面的一側(cè)(圖1中的右手側(cè))。圖1所示的車(chē)輪用軸承裝置形成為第一代類(lèi)型的結(jié)構(gòu)，并具有轂輪 1和安裝在輪轂1上的車(chē)輪用軸承2。等速萬(wàn)向節(jié)3裝配入轂輪1中以便 能夠在它們之間傳遞扭矩，并且經(jīng)由固定螺母4可分離地固定在轂輪1 上。轂輪1在其外側(cè)端一體形成有車(chē)輪安裝凸緣5和經(jīng)由其肩部la從車(chē) 輪安裝凸緣5軸向延伸的筒形部lb。在轂輪1的內(nèi)周上還形成用于扭矩 傳遞的鋸齒(或花鍵)lc。輪轂l由以重量計(jì)含碳0.40-0.80%的中碳鋼(例 如S53C)制成并進(jìn)行鍛造。為了增加抵抗彎曲的疲勞強(qiáng)度，通過(guò)熱精煉 或通過(guò)高頻感應(yīng)淬火在鍛造后在從肩部la到筒形部lb的區(qū)域內(nèi)可將轂 輪1硬化為具有58 HRC 64 HRC的表面硬度。如圖2所示，車(chē)輪用軸承2裝配入轉(zhuǎn)向節(jié)6中并且包括外部構(gòu)件 (外圈)7，在其內(nèi)周上形成雙列外滾道表面7a、 7a; —對(duì)內(nèi)圈8、 8， 在它們的外周上形成雙列內(nèi)滾道表面8a、 8a，雙列內(nèi)滾道表面8a、 8a適 于與外滾道表面7a、 7a相對(duì)布置；雙列滾珠10、 10，它們由保持架9、 9可自由滾動(dòng)地保持在外滾道表面7a、 7a和內(nèi)滾道表面8a、 8a之間；以 及安裝在外部構(gòu)件7的兩端上的密封件11。內(nèi)圈8、 8布置成它們的較小 直徑端面8b、 8b抵接以形成所謂的背對(duì)背雙聯(lián)軸承的角接觸滾珠軸承。各密封件11包括適于裝配在外部構(gòu)件7的筒形部13中的芯金屬 lla，和由例如丁腈橡膠的彈性體制成的密封構(gòu)件llb，密封構(gòu)件llb具 有一對(duì)徑向唇并通過(guò)硫化粘接粘附至芯金屬lla。從而能夠有效防止密 在車(chē)輪用軸承內(nèi)的潤(rùn)滑油泄露以及雨水或灰塵從軸承裝置外部滲入。還 能夠使用所謂的填料密封，其中拋油環(huán)壓配合到內(nèi)圈8上，并且布置在 該外部構(gòu)件7的筒形部13上的密封構(gòu)件與該拋油環(huán)相對(duì)，以使密封構(gòu)件 的密封唇與拋油環(huán)滑動(dòng)接觸。如圖1所示，等速萬(wàn)向節(jié)3包括外接頭構(gòu)件15、接頭內(nèi)圈16、保持
架17和扭矩傳遞滾珠18。外接頭構(gòu)件15包括杯型口部19、形成口部19 的底部的肩部20以及從肩部20沿軸向延伸的軸部21。外接頭構(gòu)件15的 軸部21上形成有用于與轂輪1的鋸齒lc接合的鋸齒21a。外螺紋21b形 成在軸部21的端部上。外接頭構(gòu)件15經(jīng)由鋸齒lc、 21a裝配入轂輪1 中直到肩部20與內(nèi)圈8的較大端面抵接為止。 一對(duì)內(nèi)圈8、 8在轂輪1 的筒形部lb上經(jīng)由預(yù)定干涉被夾持在肩部la和外接頭構(gòu)件15的肩部20 之間。此外，通過(guò)將固定螺母4緊固在外螺紋21b上來(lái)向車(chē)輪用軸承施 加預(yù)定的軸承預(yù)壓。這樣能夠增加軸承剛性并且提高軸承的滾動(dòng)疲勞壽 命。
外部構(gòu)件7和內(nèi)圈8由管狀構(gòu)件通過(guò)沖壓或冷軋加工(以下稱(chēng)作"塑 性變形加工")形成，所述管狀構(gòu)件由軸承鋼(例如SUJ2)或泡鋼(例 如SCr 420或SCM 415)形成。SUJ 2通過(guò)浸入淬火或高頻感應(yīng)淬火進(jìn)行 熱處理，泡鋼通過(guò)滲碳淬火進(jìn)行熱處理，以具有50HRC 64HRC的表面 硬度。其它構(gòu)件也可用于外部構(gòu)件7和內(nèi)圈8，例如SCM440、冷軋鋼板 (JIS SPCC族)或碳鋼(例如S53C)。在冷軋鋼板或碳鋼的情況下，至 少外部構(gòu)件7的雙列外滾道表面7a、 7a和至少內(nèi)圈8的內(nèi)滾道表面8a 通過(guò)高頻感應(yīng)淬火進(jìn)行硬化，從而具有50HRO64HRC的表面硬度，以 提高滾動(dòng)疲勞壽命。如果必要，對(duì)外滾道表面和內(nèi)滾道表面進(jìn)行磨削或 超精加工，以具有預(yù)定的尺寸和精度。
接著將參照?qǐng)D3來(lái)詳細(xì)描述外部構(gòu)件7和內(nèi)圈8的結(jié)構(gòu)。
如圖3 (a)所示，外部構(gòu)件7由管狀構(gòu)件通過(guò)塑性變形制成，以在 其內(nèi)周上具有徑向向內(nèi)突出的環(huán)形突起12和均具有圓弧截面的雙列外滾 道表面7a、 7a，并在兩端具有裝配有密封件11的筒形部13、 13。在塑性 變形加工后磨削雙列外滾道表面7a、 7a和筒形部13，以具有預(yù)定的尺寸 和精度。能夠通過(guò)車(chē)削加工來(lái)消除在兩個(gè)端面上產(chǎn)生的毛刺。如果必要， 可以磨削外部構(gòu)件的任何部分。
為了使環(huán)形突起12的肩距離外滾道表面7a的高度合適，在外部構(gòu) 件7的塑性變形期間，環(huán)形突起12的內(nèi)周表面形成為具有平整結(jié)構(gòu)。此
17外，使外部構(gòu)件7的軸向中央部分凹陷以促使外部構(gòu)件7的材料填充在 肩部22中。
另一方面，如圖3 (b)所示，內(nèi)圈8由管狀構(gòu)件通過(guò)塑性變形制成， 以在其外周上具有內(nèi)滾道表面8a和從內(nèi)滾道表面8a沿軸向延伸的肩部 14。肩部14形成用于密封件11的密封平臺(tái)部分，從而在塑性變形加工 后與內(nèi)滾道表面8a同時(shí)被磨削以具有預(yù)定的尺寸和精度。與外部構(gòu)件7 類(lèi)似，在塑性變形加工中產(chǎn)生毛邊的兩端能夠在塑性變形加工后被車(chē)削， 并且在必要時(shí)進(jìn)行磨削。
根據(jù)本發(fā)明，由于外部構(gòu)件7和內(nèi)圈8通過(guò)使管狀部件塑性變形而 制成，并且外滾道表面7a、內(nèi)滾道表面8a、在其上裝配有密封件11的外 部構(gòu)件7的筒形部13以及形成密封件11的平臺(tái)部分的內(nèi)圈8的肩部14 被磨削，所以能夠提高車(chē)輪用軸承的生產(chǎn)率和生產(chǎn)量，降低制造成本， 還確保與現(xiàn)有的車(chē)輪用軸承相同的車(chē)輪用軸承的精度和密封性。
在通過(guò)塑性變形加工形成環(huán)形突起12時(shí)，考慮到實(shí)現(xiàn)在肩部22中 填充材料并抑制裂縫的產(chǎn)生，連接外滾道表面7a和環(huán)形突起12的肩部 22的曲率半徑R沒(méi)有必要較小。由此，在磨削外滾道表面7a時(shí)限制待磨 削的范圍。由此根據(jù)本發(fā)明，在塑性變形加工中，設(shè)置環(huán)形突起12的內(nèi) 周面距離外滾道表面7a的底表面的高度H，以使高度H在預(yù)定范圍內(nèi)。 更具體而言，在用Dw表示滾珠10的直徑時(shí)，將用肩高H除以滾珠10 的直徑Dw的值(即H/Dw)設(shè)置在0.30-0.43的范圍內(nèi)，優(yōu)選在0.35-0.40 的范圍內(nèi)。這樣能夠確保期望的軸承精度，防止在滾道表面的肩部上產(chǎn) 生裂縫，還防止在向軸承施加轉(zhuǎn)矩時(shí)，滾珠10的接觸橢圓越過(guò)肩部22。
這是因?yàn)閾?dān)心有以下情況如果H/Dw的值小于0.30，那么在以 25 35。的順序接觸角向軸承施加轉(zhuǎn)矩時(shí)，滾珠10的接觸橢圓將越過(guò)肩部 22，另一方面，如果H/Dw超過(guò)0.43，則將增加塑性變形加工中的拉伸 率，從而容易在肩部22上造成裂縫。
雖然優(yōu)選通過(guò)冷軋加工來(lái)形成外部構(gòu)件7和內(nèi)圈8，但是它們可以通 過(guò)溫軋加工形成。此外，能夠通過(guò)磨削加工形成以下部件形成抵靠轉(zhuǎn) 向節(jié)6和轂輪1的裝配面的外部構(gòu)件7的外周面和內(nèi)圈8的內(nèi)周面、以及形成抵接面的內(nèi)圈8的小直徑側(cè)的端面8b。
此外根據(jù)本發(fā)明，在熱處理后通過(guò)成型砂輪23同時(shí)磨削外滾道表面 7a與連接外滾道表面7a和環(huán)形突起12的肩部22 (塑性變形加工后的肩 部22用圖4 (a)中的雙點(diǎn)劃線(xiàn)示出)。即，成型砂輪23通過(guò)旋轉(zhuǎn)修整器 預(yù)先成型以使其包括小直徑部23a，其形成為不接觸環(huán)形突起12;與 外滾道表面7a對(duì)應(yīng)的槽部23b;以及與肩部22對(duì)應(yīng)的角部23c。角部23c 形成為具有預(yù)定曲率半徑R的圓弧截面，并從槽部23b平滑延伸。這樣 能夠確保期望的軸承精度，并且防止?jié)L道表面的肩22中產(chǎn)生裂縫，并且 還能夠防止在向軸承施加轉(zhuǎn)矩時(shí)滾珠10的接觸橢圓越過(guò)肩部22從而產(chǎn) 生邊緣負(fù)載，由此能夠提供具有改善的耐久性的車(chē)輪用軸承。
通過(guò)在成型砂輪23上設(shè)置與雙列外滾道表面7a、 7a對(duì)應(yīng)的雙列槽 部23b、 23b (未圖示)來(lái)變更成型砂輪23以使其能夠同時(shí)磨削雙列外滾 道表面7a、 7a和它們的肩部22。這樣能夠減少制造步驟和成本，將雙列 外滾道表面的槽直徑中的錯(cuò)誤差異和槽間的間距限制在預(yù)定精度內(nèi)，從 而進(jìn)一步改善軸承精度。
圖4 (b)例示圖4 (a)的成型砂輪的修改例。在該外部構(gòu)件24中， 通過(guò)軋制來(lái)形成環(huán)形突起25的內(nèi)周以使其具有相對(duì)于肩部26較小的階 梯差5。在熱處理后通過(guò)成型砂輪27同時(shí)磨削外滾道表面7a與肩部26。 成型砂輪27通過(guò)旋轉(zhuǎn)修整器預(yù)先成型以使其包括小直徑部27a，其形 成為不接觸環(huán)形突起25;與外滾道表面7a對(duì)應(yīng)的槽部27b;以及與肩部 26對(duì)應(yīng)的角部27c。角部27c形成為具有預(yù)定曲率半徑R的圓弧截面， 并從槽部27b平滑延伸到小直徑部分27a。這樣能夠防止?jié)L道表面的肩 26中產(chǎn)生裂縫，適當(dāng)確保在肩部26中有填充材料的情況下環(huán)形突起25 相對(duì)于外滾道表面7a的肩高，還消除了肩部26的邊緣，從而防止在向 軸承施加轉(zhuǎn)矩時(shí)滾珠10的接觸橢圓越過(guò)肩部26從而產(chǎn)生邊緣負(fù)載。
雖然說(shuō)明了通過(guò)冷軋來(lái)形成外部構(gòu)件7 (24)和內(nèi)圈8，但是它們可 以通過(guò)溫軋形成。此外，能夠通過(guò)磨削加工形成以下部件形成抵靠轉(zhuǎn) 向節(jié)6和轂輪1的裝配面的外部構(gòu)件7的外周面和內(nèi)圈8的內(nèi)周面、以 及形成抵接面的內(nèi)圈8的小直徑側(cè)的端面8b。這樣能夠確保與通過(guò)鍛造和切削而形成的軸承相同的軸承精度。
圖5 (a)示出了前述實(shí)施方式(圖2)的車(chē)輪用軸承的修改例，該修改例僅在密封件的結(jié)構(gòu)上與前述實(shí)施方式不同。對(duì)與前述實(shí)施方式相同的該修改例的結(jié)構(gòu)元件，在這里使用相同的附圖標(biāo)記。.
車(chē)輪用軸承28包括外部構(gòu)件7; —對(duì)內(nèi)圈8、 8;雙列滾珠IO、 10,
它們由保持架9、 9可自由滾動(dòng)地容納在外滾道表面和內(nèi)滾道表面之間；
以及安裝在形成于外部構(gòu)件7和內(nèi)圈8之間的環(huán)形開(kāi)口中的密封件29。
如圖5 (b)的放大圖所示，各密封件29都形成為所謂的填料密封，該填料密封包括彼此相對(duì)布置的拋油環(huán)30和環(huán)形密封板31。拋油環(huán)30通過(guò)奧氏體不銹鋼板(JISSUS304等)或抗蝕冷軋鋼板(JISSPCC等)的沖壓加工制成，并具有大致L形的截面，包括壓配到內(nèi)圈8的肩部14上的筒形部30a、以及從筒形部30a徑向向外延伸的直立部30b。
密封板31形成為具有大致L形結(jié)構(gòu)的截面，并且包括芯金屬32和通過(guò)硫化粘接一體粘附至芯金屬11的密封構(gòu)件33。芯金屬32由奧氏體不銹鋼板(JISSUS304等)或抗蝕冷軋鋼板(JISSPCC等)通過(guò)沖壓加工制成。
另一方面，密封構(gòu)件33由例如丁腈橡膠的彈性材料制成，并包括與拋油環(huán)30的直立部30b滑動(dòng)接觸的側(cè)唇33a和與筒形部30a滑動(dòng)接觸的兩個(gè)徑向唇33b、 33c。在拋油環(huán)30的直立部30b的外周和芯金屬32之間形成迷宮密封以防止雨水或灰塵從外部進(jìn)入并直接沉積在側(cè)唇33a上。
根據(jù)本實(shí)施方式，由于外滾道表面7a、形成密封件29的裝配面的外部構(gòu)件7的筒形部13、內(nèi)滾道表面8a以及內(nèi)圈8的肩部14通過(guò)磨削加工形成，所以能夠提高車(chē)輪用軸承的生產(chǎn)率和生產(chǎn)量，減小制造成本，還確保與現(xiàn)有的車(chē)輪用軸承相同的車(chē)輪用軸承的精度和密封性。
第二實(shí)施方式
圖6是示出了本發(fā)明的車(chē)輪用軸承裝置的第二實(shí)施方式的縱向剖視圖。由于該實(shí)施方式僅在外部構(gòu)件和密封件的結(jié)構(gòu)上與第一實(shí)施方式基本不同，所以在該實(shí)施方式中也使用了與第一實(shí)施方式中所用相同的附圖標(biāo)記，因而將省略對(duì)這些附圖標(biāo)記的詳細(xì)描述。圖6的車(chē)輪用軸承裝置形成為第一代類(lèi)型的結(jié)構(gòu)，并具有轂輪1和
安裝在輪轂1上的車(chē)輪用軸承34。車(chē)輪用軸承34包括外部構(gòu)件(外圈)35，在其內(nèi)周上形成雙列外滾道表面7a、 7a; —對(duì)內(nèi)圈8、 8，在它們的外周上形成雙列內(nèi)滾道表面8a、 8a，雙列內(nèi)滾道表面8a、 8a適于與外滾道表面7a、 7a相對(duì)布置；以及雙列滾珠10、 10，它們由保持架9、 9可自由滾動(dòng)地保持在外滾道表面7a、 7a和內(nèi)滾道表面8a、 8a之間。
外部構(gòu)件35由管狀構(gòu)件通過(guò)冷軋加工形成，所述管狀構(gòu)件由包括相對(duì)少量的碳的軸承鋼(例如SUJ 2)或泡鋼(例如SCr 420或SCM 415)形成。外部構(gòu)件35在其內(nèi)周上形成有雙列外滾道表面7a、 7a，并在雙列外滾道表面7a、 7a的外端上形成有徑向向內(nèi)延伸的肩部36。彈性體的密封件37、 37通過(guò)硫化粘接一體粘附至肩部36。階梯36a形成在肩部36上，用于將外部構(gòu)件35相對(duì)于轉(zhuǎn)向節(jié)6的凸緣部6a定位。
根據(jù)該實(shí)施方式，密封件37 —體粘附至外部構(gòu)件35的肩部36。密封件37與內(nèi)圈8的肩部14滑動(dòng)接觸，以防止容納在軸承中的潤(rùn)滑油泄露以及雨水或灰塵從外部進(jìn)入。這樣能夠減少車(chē)輪用軸承的組件數(shù)量和組裝步驟，從而減少了其制造成本。
第三實(shí)施方式
圖7是示出了本發(fā)明的車(chē)輪用軸承裝置的第三實(shí)施方式的縱向剖面圖；圖8 (a)是僅示出了圖7的外圈的縱向剖面圖，圖8 (b)是圖8 (a)的局部放大圖；圖9(a)是僅示出了圖7的內(nèi)圈的縱向剖面圖，圖9 (b)是圖9 (a)的局部放大圖。在該實(shí)施方式中使用相同的附圖標(biāo)記，用于指示與在前述實(shí)施方式中使用相同的組件和它們的部件。
該實(shí)施方式的車(chē)輪用軸承38包括外部構(gòu)件39，在其內(nèi)周上形成均具有圓弧截面的雙列外滾道表面7a、 7a; —對(duì)內(nèi)圈40、 40，在它們的外周上形成均具有圓弧截面的內(nèi)滾道表面8a、 8a，各個(gè)內(nèi)滾道表面8a、 8a與各個(gè)雙列外滾道表面7a、 7a相對(duì)布置；雙列滾珠10、 10，它們?nèi)菁{在外滾道表面7a、 7a和內(nèi)滾道表面8a、 8a之間并由保持架9、 9可自由滾動(dòng)地保持；以及安裝在外部構(gòu)件39的兩端上的密封件11。保持架9由塑料樹(shù)脂(例如PA (聚酰胺)66)通過(guò)注射成型制成，并且形成為用于將滾珠10保持在具有球狀凹面的凹處9a中的所謂的扣入型，以防止?jié)L珠IO徑向滑落。內(nèi)圈40、 40的小直徑端面8b、 8b彼此抵接以形成所謂的背對(duì)背雙聯(lián)軸承的雙列角接觸滾珠軸承。
各密封件11包括適于裝配在形成于外部構(gòu)件7的端部上的筒形部13中的芯金屬lla，以及由例如丁腈橡膠的彈性體制成的密封構(gòu)件llb，密封構(gòu)件llb具有一對(duì)徑向唇并通過(guò)硫化粘接一體粘附至芯金屬11a的。這些密封件11防止容納在軸承內(nèi)的潤(rùn)滑油泄露以及雨水或灰塵從外部進(jìn)入。密封件ll不限于例示的一體型密封件，可以是所謂的填料密封，其中包括安裝在外部構(gòu)件7的筒形部13和內(nèi)圈8的外周上的彼此相對(duì)布置的環(huán)形密封板和拋油環(huán)。
外部構(gòu)件39和內(nèi)圈40由管狀構(gòu)件通過(guò)塑性變形加工形成，所述管狀構(gòu)件由軸承鋼(例如SUJ2)或泡鋼(例如SCr420或SCM415)形成。SUJ2通過(guò)浸入淬火或高頻感應(yīng)淬火進(jìn)行熱處理，泡鋼通過(guò)滲碳淬火進(jìn)行硬化，以具有50HRC 64HRC的表面硬度。其它構(gòu)件也可用于外部構(gòu)件39和內(nèi)圈40，例如諸如SCM 440的泡鋼、冷軋鋼板(JISSPCC族)或碳鋼(例如S53C)。
在冷軋鋼板或碳鋼的情況下，至少外部構(gòu)件39的雙列外滾道表面7a、7a和至少內(nèi)圈40的內(nèi)滾道表面8a通過(guò)高頻感應(yīng)淬火進(jìn)行硬化，從而具有50HRC 64HRC的表面硬度，以提高滾動(dòng)疲勞壽命。如果必要，對(duì)外滾道表面7a和內(nèi)滾道表面8a進(jìn)行磨削或超精加工，以具有預(yù)定的尺寸和精度。
接著將參照?qǐng)D8和圖9來(lái)詳細(xì)描述外部構(gòu)件39和內(nèi)圈40的結(jié)構(gòu)。如圖8 (a)所示，外部構(gòu)件39由管狀構(gòu)件通過(guò)塑性變形制成，以在內(nèi)周上具有徑向向內(nèi)突出的環(huán)形突起12和均具有圓弧截面的雙列外滾道表面7a、 7a，并在兩端具有裝配有密封件11的筒形部13、 13。在塑性變形加工后磨削雙列外滾道表面7a、 7a和筒形部13，以使其具有預(yù)定的尺寸和精度。這使得車(chē)輪用軸承能夠具有與現(xiàn)有的軸承相同的精度和密封性。能夠通過(guò)車(chē)削加工來(lái)消除在塑性變形加工中在兩個(gè)端面上產(chǎn)生的毛刺。如果必要，可以磨削外部構(gòu)件的任何部分。
22為了使環(huán)形突起12的肩距離外滾道表面7a的高度合適，在外部構(gòu) 件39的塑性變形中，環(huán)形突起12的內(nèi)周表面形成為具有平整結(jié)構(gòu)。此 夕卜，使外部構(gòu)件39的軸向中央部分凹陷以促使外部構(gòu)件39的材料填充 在肩部22中。
在該實(shí)施方式中，設(shè)置外部構(gòu)件39的外周7b和環(huán)形凹部41之間的 過(guò)渡部(連接部)42的曲率半徑R以使它們?cè)陬A(yù)定范圍內(nèi)。更具體而言， 在將滾珠10的半徑表示為Rw時(shí)，曲率半徑R設(shè)置在1.5 1.8Rw的范圍 內(nèi)。這樣能夠使該部分的壁厚基本均勻并且防止?jié)L道表面的肩部22中產(chǎn) 生裂縫。此外，還能夠確保適當(dāng)?shù)募绺?，以防止在向軸承施加轉(zhuǎn)矩時(shí)滾 珠10的接觸橢圓越過(guò)肩部22從而產(chǎn)生邊緣負(fù)載。由此能夠提供具有改 善的耐久性的車(chē)輪用軸承38。術(shù)語(yǔ)"基本均勻"表示變形前的管狀構(gòu)件 的均勻壁厚，以及在變形后除了在過(guò)渡部42中形成圓弧截面外不會(huì)造成 材料的塑性流動(dòng)獲得的壁厚。由此應(yīng)當(dāng)理解，術(shù)語(yǔ)"基本均勻"還包括 在過(guò)渡部42中形成圓弧截面時(shí)由于材料的位移而造成的微薄和微厚的壁 厚的情形。
將曲率半徑R設(shè)置在1.5-1.8Rw的范圍內(nèi)的原因是在曲率半徑R 小于1.5Rw時(shí)，壁厚太小從而減小了剛性，由此軸承不能抵抗由于車(chē)輛 的轉(zhuǎn)矩而造成的應(yīng)力，相反，在曲率半徑R大于1.8Rw時(shí)，壁厚太大從 而塑性變形加工的加工性降低，由此外部構(gòu)件將會(huì)變得與傳統(tǒng)的鍛造的 外部構(gòu)件一樣重并一樣大。
此外，如圖8 (b)所示，與外滾道表面7a的形成同時(shí)地，對(duì)置部 43通過(guò)塑性變形加工形成在與外滾道表面7a的肩部22相對(duì)的位置上。 設(shè)置對(duì)置部42的內(nèi)徑Dc以使其比槽底直徑Do小2So (即，Dc-Do — 25o)。即，將對(duì)置部43的內(nèi)徑Dc設(shè)置成小于滾珠盒中的滾珠10的外接 圓直徑Db (Dc<Db)以防止?jié)L珠盒從外部構(gòu)件39滑落。在這種情況下， 保持在保持架9的凹穴中的滾珠10的徑向位移量當(dāng)然包括在外接圓直徑 Db中。這樣使得能夠可靠防止在組裝步驟中曾經(jīng)組裝的滾珠盒從外部構(gòu) 件39脫落，從而簡(jiǎn)化車(chē)輪用軸承的組裝。
此外，可以在外部構(gòu)件39的對(duì)置部43的熱處理后，通過(guò)使用成型
23砂輪來(lái)同時(shí)地磨削該外部構(gòu)件39的對(duì)置部43與外滾道表面7a。這樣使 得能夠消除由熱處理造成的變形地來(lái)迸一步精加工對(duì)置部43的內(nèi)周Dc， 以抑制由于滾珠通過(guò)對(duì)置部而造成在滾珠IO上產(chǎn)生刮痕，并且提供具有 高質(zhì)量和可靠性的車(chē)輪用軸承38。
另一方面，如圖9 (a)所示，內(nèi)圈40由管狀構(gòu)件通過(guò)塑性變形制成， 以在外周上具有具備圓弧截面的內(nèi)滾道表面8a和從內(nèi)滾道表面8a沿軸 向延伸的肩部14。肩部14形成密封件11的密封平臺(tái)部分，從而在塑性 變形加工后與內(nèi)滾道表面8a同時(shí)被磨削以具有預(yù)定的尺寸和精度。與外 部構(gòu)件39類(lèi)似，在塑性變形加工中產(chǎn)生毛邊的兩端能夠在塑性變形加工 后被車(chē)削，并在必要時(shí)進(jìn)行磨削。
如圖9 (b)的放大圖所示，與內(nèi)滾道表面8a的形成同時(shí)地，對(duì)置部 44通過(guò)塑性變形加工形成在與內(nèi)滾道表面8a的肩部14相對(duì)位置上。設(shè) 置對(duì)置部44的外徑dc以使其比槽底直徑di大2Si (即，dc = di+25i)。 將對(duì)置部44的外徑dc設(shè)置成大于滾珠盒中的滾珠10的內(nèi)切圓直徑db (dc〉db)以防止?jié)L珠盒從內(nèi)圈40滑落。在這種情況下，保持在保持架 9的凹穴中的滾珠10的徑向位移量當(dāng)然包括在內(nèi)切圓直徑db中。這樣使 得能夠可靠防止在組裝步驟中曾經(jīng)組裝的內(nèi)圈40軸向脫落，從而簡(jiǎn)化車(chē) 輪用軸承的組裝。
此外，與外部構(gòu)件39類(lèi)似，可以在內(nèi)圈40的對(duì)置部44的熱處理后， 通過(guò)使用成型砂輪同時(shí)地磨削該內(nèi)圈40的對(duì)置部44與內(nèi)滾道表面8a。 這樣使得能夠消除由熱處理造成的變形地來(lái)進(jìn)一步精加工對(duì)置部44的外 徑dc，以抑制由于滾珠通過(guò)對(duì)置部而造成滾珠10上產(chǎn)生刮痕，并且提供 具有高質(zhì)量和可靠性的車(chē)輪用軸承38。
在這種情況下，能夠通過(guò)磨削加工形成以下部件形成轉(zhuǎn)向節(jié)6和 轂輪1的裝配面的外部構(gòu)件7的外周7b和內(nèi)圈40的內(nèi)周8c、以及形成 內(nèi)圈40的抵接面的小直徑側(cè)端面8b。這樣能夠確保與通過(guò)鍛造和切削而 形成的現(xiàn)有軸承大致相同的軸承精度。 第四實(shí)施方式
圖IO是示出了本發(fā)明的車(chē)輪用軸承裝置的第四實(shí)施方式的縱向剖視圖。由于該實(shí)施方式僅在內(nèi)圈和密封件的結(jié)構(gòu)上與前述實(shí)施方式基本不 同，所以在該實(shí)施方式中也使用了與前述實(shí)施方式中所用相同的附圖標(biāo) 記，因而將省略對(duì)這些附圖標(biāo)記的詳細(xì)描述。
車(chē)輪用軸承45包括外部構(gòu)件(外圈)39，在其內(nèi)周上形成雙列外
滾道表面7a、 7a;—對(duì)內(nèi)圈46、 46，在它們的外周上形成雙列內(nèi)滾道表 面8a、 8a，雙列內(nèi)滾道表面8a、 8a適于與外滾道表面7a、 7a相對(duì)布置； 雙列滾珠10、 10，它們由保持架9、 9可自由滾動(dòng)地保持在外滾道表面 7a、 7a和內(nèi)滾道表面8a、 8a之間；以及安裝在外部構(gòu)件39的兩端上的 密封件47、 47。內(nèi)圈46、 46布置成使它們的小直徑端面8b、 8b鄰接以 形成所謂的背對(duì)背雙聯(lián)軸承的角接觸滾珠軸承。
各密封件47包括適于裝配在形成于外部構(gòu)件39的筒形部13中的芯 金屬48，和由例如丁腈橡膠的彈性體制成的密封構(gòu)件49，密封構(gòu)件49 具有一對(duì)側(cè)唇49a、 49b并通過(guò)硫化粘接粘附至芯金屬48。這些側(cè)唇49a、 49b能夠彈性接觸內(nèi)圈46的較大直徑側(cè)端面46b并且有效防止密封在車(chē) 輪用軸承內(nèi)的潤(rùn)滑油泄露以及雨水或灰塵從軸承裝置外部滲入，還防止 內(nèi)圈46沿軸向滑落。
與前述實(shí)施方式類(lèi)似，車(chē)輪用軸承45經(jīng)由預(yù)定接口裝配在轂輪上， 并且在內(nèi)圈46的較大直徑側(cè)端面46b與外接頭構(gòu)件和轂輪的肩部抵接并 且一對(duì)內(nèi)圈46、 46被夾持在其間的狀態(tài)下被施加有預(yù)定的軸承預(yù)壓。
內(nèi)圈46由管狀構(gòu)件通過(guò)塑性變形加工形成，所述管狀構(gòu)件由軸承鋼 (例如SUJ 2)或泡鋼(例如SCr 420或SCM 415)形成。SUJ 2通過(guò)浸 入淬火或高頻感應(yīng)淬火進(jìn)行熱處理，泡鋼通過(guò)滲碳淬火進(jìn)行熱處理，以 具有50 HRC 64 HRC的表面硬度。
內(nèi)圈46在其外周上形成有具有圓弧截面的內(nèi)滾道表面8a和從內(nèi)滾 道表面8a沿徑向向外延伸的肩部46a。肩部46a的外徑大于滾珠10的 PCD，從而即使在向軸承施加大的力矩負(fù)載時(shí)也能夠防止?jié)L珠越過(guò)肩部 從而改善軸承的耐久性。在這種情況下，肩部46a的側(cè)面，即較大直徑 側(cè)的端面46b形成密封件47的密封平臺(tái)部分，并在塑性變形加工后被磨 削。這樣使得能夠消除在塑性變形加工中產(chǎn)生的毛邊并獲得預(yù)定的尺寸、精度和表面粗糙度。
與內(nèi)滾道表面8a的形成同時(shí)地，對(duì)置部44通過(guò)塑性變形加工形成 在與內(nèi)滾道表面8a的肩部46a相對(duì)的位置上。這樣能夠在安裝密封件47 之前的組裝步驟中或者甚至在車(chē)輪用軸承的運(yùn)輸中可靠地防止內(nèi)圈46軸 向滑落。
己經(jīng)參考所述優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說(shuō)明。顯而易見(jiàn)的是， 本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員會(huì)在閱讀和理解上述詳細(xì)說(shuō)明后進(jìn)行修改和變 更。本發(fā)明旨在理解為包括落在所附權(quán)利要求或其等同物的范圍內(nèi)的所 有這些變更和修改。
工業(yè)適用性
本發(fā)明的車(chē)輪用軸承裝置能夠應(yīng)用于第一代類(lèi)型的車(chē)輪用軸承裝
置，該第一代類(lèi)型的車(chē)輪用軸承裝置包括轂輪，在其一端一體形成有 車(chē)輪安裝凸緣；以及壓配到轂輪上的一對(duì)內(nèi)圈。
2權(quán)利要求
1.一種形成背對(duì)背雙聯(lián)軸承類(lèi)型的雙列角接觸滾珠軸承的車(chē)輪用軸承，該車(chē)輪用軸承包括外部構(gòu)件，在該外部構(gòu)件的內(nèi)周上形成有均具有圓弧縱向截面的外滾道表面；一對(duì)內(nèi)圈，在各內(nèi)圈的外周上均形成有具有圓弧縱向截面的內(nèi)滾道表面，所述各個(gè)內(nèi)滾道表面與所述外滾道表面的一個(gè)相對(duì)布置，一個(gè)內(nèi)圈的較小直徑側(cè)端與另一個(gè)內(nèi)圈的較小直徑側(cè)端抵接；雙列滾珠，它們?nèi)菁{在所述外部構(gòu)件的所述外滾道表面和所述內(nèi)圈的所述內(nèi)滾道表面之間并由保持架保持在其中；以及密封件，它們安裝在形成于所述外部構(gòu)件和內(nèi)圈之間的環(huán)形開(kāi)口中，所述車(chē)輪用軸承的特征在于所述外部構(gòu)件和所述內(nèi)圈由管狀構(gòu)件通過(guò)塑性變形而制成；并且所述外滾道表面和所述內(nèi)滾道表面、形成所述密封件的裝配部的所述外部構(gòu)件的筒形部和/或形成平臺(tái)部分的所述內(nèi)圈的肩部通過(guò)磨削形成為具有預(yù)定的尺寸和精度。
2. 如權(quán)利要求1所述的車(chē)輪用軸承，其中，所述外部構(gòu)件和所述內(nèi)圈通過(guò)冷軋加工制成。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的車(chē)輪用軸承，其中，在用Dw表示所述滾珠的直徑，用H表示環(huán)形突起距離所述外部構(gòu)件的所述外滾道表面的底部的高度時(shí)，H/Dw的比設(shè)置在0.30-0.43的范圍內(nèi)。
4. 如權(quán)利要求1~3的任一項(xiàng)所述的車(chē)輪用軸承，其中，通過(guò)軋制加工在所述外部構(gòu)件的兩端形成筒形部，所述密封件裝配到所述筒形部中，通過(guò)所述軋制加工形成在所述內(nèi)圈的較大直徑側(cè)端上沿軸向延伸的肩部，所述密封件的密封唇與所述內(nèi)圈的所述肩部的表面滑動(dòng)接觸。
5. 如權(quán)利要求1~4的任一項(xiàng)所述的車(chē)輪用軸承，其中，所述密封件包括均具有大致L形截面并且彼此相對(duì)布置的拋油環(huán)和密封板，所述密封板包括側(cè)唇和徑向唇，通過(guò)軋制加工在所述外部構(gòu)件的兩端形成筒形部，所述密封板裝配到所述筒形部中，通過(guò)軋制加工形成在所述內(nèi)圈的較大直徑側(cè)端上沿軸向延伸的肩部，所述拋油環(huán)壓配至所述肩部上，所述密封板的所述密封唇與所述拋油環(huán)的表面滑動(dòng)接觸。
6. 如權(quán)利要求1~4的任一項(xiàng)所述的車(chē)輪用軸承，其中，通過(guò)軋制加工在所述外部構(gòu)件的兩端上形成沿徑向向內(nèi)延伸的肩部，并且所述密封件一體形成在所述肩部上。
7. 如權(quán)利要求1~6的任一項(xiàng)所述的車(chē)輪用軸承，其中，所述外部構(gòu)件的兩端面和所述內(nèi)圈的較大直徑側(cè)端面在它們的塑性變形加工后通過(guò)車(chē)削加工形成，并且所述外滾道表面和所述內(nèi)滾道表面、所述外部構(gòu)件的外周面、所述內(nèi)圈的內(nèi)周面和較小直徑側(cè)端面在它們的熱處理后通過(guò)磨削加工形成為具有預(yù)定尺寸和精度。
8. 如權(quán)利要求1~7的任一項(xiàng)所述的車(chē)輪用軸承，其中，使所述外部構(gòu)件的軸向中央部分的外周環(huán)形凹陷以其內(nèi)周上形成環(huán)形突起，在所述環(huán)形突起的徑向最內(nèi)側(cè)部分上具有平面，連接所述外滾道表面和所述環(huán)形突起的肩部與所述外滾道表面的磨削同時(shí)地被成型砂輪磨削為具有圓弧截面。
9. 如權(quán)利要求8所述的車(chē)輪用軸承，其中，所述環(huán)形突起的所述平面通過(guò)軋制加工形成為具有相對(duì)于所述環(huán)形突起的肩部的較小的階梯差。
10. 如權(quán)利要求8或9所述的車(chē)輪用軸承，其中，所述雙列外滾道表面被成型砂輪同時(shí)磨削。
11. 如權(quán)利要求1~10的任一項(xiàng)所述的車(chē)輪用軸承，其中，所述外部構(gòu)件的外周和環(huán)形凹部之間的過(guò)渡部形成為具有預(yù)定的曲率半徑的圓弧截面并且還具有基本均勻的壁厚。
12. 如權(quán)利要求11所述的車(chē)輪用軸承，其中，所述過(guò)渡部的曲率半徑R設(shè)置在1.5~1.8Rw的范圍內(nèi)(其中Rw為所述滾珠的半徑)。
13. 如權(quán)利要求1~12的任一項(xiàng)所述的車(chē)輪用軸承，其中，所述保持架通過(guò)塑料樹(shù)脂的注射成型形成為扣入型，所述滾珠由所述保持架可自由滾動(dòng)地保持而不會(huì)脫落，并且對(duì)置部通過(guò)塑性變形加工形成在與所述外滾道表面的肩部相對(duì)的位置。
14. 如權(quán)利要求13所述的車(chē)輪用軸承，其中，所述對(duì)置部的內(nèi)徑設(shè)置成小于滾珠盒中的滾珠的外接圓直徑，所述滾珠由所述保持架保持在所述滾珠盒中。
15. 如權(quán)利要求13或14所述的車(chē)輪用軸承，其中，對(duì)置部通過(guò)塑性變形加工形成在與所述內(nèi)滾道表面的肩部相對(duì)的位置上，所述對(duì)置部的外徑設(shè)置成大于滾珠盒中的滾珠的內(nèi)切圓直徑，所述滾珠由所述保持架保持在所述滾珠盒中。
16. 如權(quán)利要求13-15的任一項(xiàng)所述的車(chē)輪用軸承，所述對(duì)置部在熱處理后與所述內(nèi)滾道表面的磨削同時(shí)地由成型砂輪磨削。
17. —種車(chē)輪用軸承裝置，該車(chē)輪用軸承裝置包括轂輪，該轂輪在其一個(gè)端部上一體形成車(chē)輪安裝凸緣和經(jīng)由該轂輪的肩部從所述車(chē)輪安裝凸緣沿軸向延伸的筒形部；以及經(jīng)由預(yù)定干涉壓配至所述轂輪的所述筒形部上的如權(quán)利要求1~16的任一項(xiàng)所述的車(chē)輪用軸承，所述車(chē)輪用軸承裝置的特征在于，等速萬(wàn)向節(jié)的外接頭構(gòu)件經(jīng)由其與轂輪間的鋸齒接合裝配到所述轂輪中， 一對(duì)內(nèi)圈夾持在所述轂輪的肩部和所述外接頭構(gòu)件的肩部之間并被施加預(yù)定的軸承預(yù)壓。
全文摘要
問(wèn)題提供一種減少了重量、尺寸和成本并提高了密封能力、軸承精度和耐久性的車(chē)輪用軸承裝置。解決問(wèn)題的手段一種適用于車(chē)輪并具有第一代結(jié)構(gòu)的軸承裝置由在一端一體具有車(chē)輪安裝凸緣(5)的轂輪(1)、和背對(duì)背類(lèi)型的雙列角接觸滾珠軸承構(gòu)成。外部構(gòu)件(7)和內(nèi)圈(8)由管狀材料通過(guò)冷軋制成。密封件(11)裝配到形成在外部構(gòu)件(7)的相反端上的中空?qǐng)A筒形部(13)中。在軸向上延伸的肩部(14)形成在內(nèi)圈(8)的大直徑側(cè)的端部上。密封件(11)的密封唇與肩部(14)滑動(dòng)接觸。通過(guò)磨削將滾道表面(7a、8a)、外部構(gòu)件(7)的裝配密封件(11)的中空?qǐng)A筒形部(13)和內(nèi)圈(8)的肩部(14)形成為預(yù)定尺寸和精度。肩部(14)用作密封件(11)的平臺(tái)。
文檔編號(hào)F16C33/64GK101675259SQ20088001143
公開(kāi)日2010年3月17日 申請(qǐng)日期2008年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月4日
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