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輛 的車輪用軸承裝置，其可以增加軸承剛度并減小車輪用軸承裝置的重量 和尺寸。
背景技術(shù)：
通常，車輪用軸承裝置適于通過(guò)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。 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)
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)。
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)軸承列的剛度大于內(nèi)側(cè)軸承列的剛度。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。
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(guò)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(kāi)口中安裝密封件60、 61，以防止容納在軸承裝置內(nèi)的油脂泄漏，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Dl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的數(shù)量。通過(guò)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)1:日本專利特開(kāi)2004-108449號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
6本發(fā)明要解決的問(wèn)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，因而外側(cè)滾珠的數(shù)量大于內(nèi)側(cè)滾珠的數(shù)量，因此可以增加軸承剛度。但是，問(wèn)題在于如何在抑制軸承裝置的重量增加的情況下有效地增加軸承剛度。
而且，在現(xiàn)有技術(shù)的軸承裝置50中，當(dāng)對(duì)應(yīng)于外側(cè)滾珠組56的節(jié)圓直徑Dl的增大而增加外部件51的外側(cè)壁厚以增加外部件51的剛度時(shí)，外部件51的車體安裝凸緣51c的根部62有可能會(huì)與車體安裝凸緣51c的內(nèi)螺紋部51d相干涉。這樣使得難以進(jìn)行內(nèi)螺紋部51d的攻絲作業(yè)，并由此使得外部件51的剛度增加受到限制。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種車輪用軸承裝置，其可以增加軸承剛度并同時(shí)減小軸承裝置的重量和尺寸。
本發(fā)明的另一目的是提供一種車輪用軸承裝置，其可以減少應(yīng)力的產(chǎn)生并保持車輪安裝凸緣的根部處的密封性能。
解決問(wèn)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，該內(nèi)部件包括轂輪，以及裝配于所述轂輪的柱形部上或等速萬(wàn)向節(jié)的外滾道表面上的至少一個(gè)內(nèi)圈，所述轂輪具有在其一端一體形成的車輪安裝凸緣以及從該車輪安裝凸緣軸向延伸的柱形部，在所述內(nèi)部件的外周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；以及雙列滾動(dòng)元件組，所述雙列滾動(dòng)元件組可自由滾動(dòng)地容納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靠近所述車輪安裝凸緣的滾動(dòng)元件組的各滾動(dòng)元件的尺寸與遠(yuǎn)離所述車輪安裝凸緣的滾動(dòng)元件組的各滾動(dòng)元件的尺寸不同，并且靠近所述車輪安裝凸緣的滾動(dòng)元件組的滾動(dòng)元件的數(shù)量大于遠(yuǎn)離所述車輪安裝凸緣的滾動(dòng)元件組的滾動(dòng)元件的數(shù)量(本發(fā)明的第一方面)。
這樣可以提供一種具有第一至第四代結(jié)構(gòu)的車輪用軸承裝置，其中，靠近所述車輪安裝凸緣的滾動(dòng)元件組的各滾動(dòng)元件的尺寸與遠(yuǎn)離所述車輪安裝凸緣的滾動(dòng)元件組的各滾動(dòng)元件的尺寸不同，并且靠近所述車輪安裝凸緣的滾動(dòng)元件組的滾動(dòng)元件的數(shù)量大于遠(yuǎn)離所述車輪安裝凸緣的滾動(dòng)元件組的滾動(dòng)元件的數(shù)量，因而可以增加軸承剛度并減小車輪用軸承裝置的重量和尺寸。
優(yōu)選的是，靠近所述車輪安裝凸緣的滾動(dòng)元件組的節(jié)圓直徑大于遠(yuǎn)離所述車輪安裝凸緣的雙列滾動(dòng)元件組的節(jié)圓直徑。這樣可以進(jìn)一步增加軸承裝置的外側(cè)的軸承剛度(本發(fā)明的第二方面)。
還優(yōu)選的是，靠近所述車輪安裝凸緣的滾動(dòng)元件組的各滾動(dòng)元件的尺寸大于遠(yuǎn)離所述車輪安裝凸緣的滾動(dòng)元件組的各滾動(dòng)元件的尺寸(本發(fā)明的第三方面)，并且還優(yōu)選的是，靠近所述車輪安裝凸緣的滾動(dòng)元件組的各滾動(dòng)元件的尺寸小于遠(yuǎn)離所述車輪安裝凸緣的滾動(dòng)元件組的各滾動(dòng)元件的尺寸(本發(fā)明的第四方面)。
還優(yōu)選的是，所述滾動(dòng)元件是滾珠(本發(fā)明的第五方面)，并且還優(yōu)選的是，所述滾動(dòng)元件是錐形滾子，靠近所述車輪安裝凸緣的滾動(dòng)元件組的各錐形滾子的直徑大于遠(yuǎn)離所述車輪安裝凸緣的滾動(dòng)元件組的各錐形滾子的直徑，并且靠近所述車輪安裝凸緣的滾動(dòng)元件組的各錐形滾子的長(zhǎng)度大于遠(yuǎn)離所述車輪安裝凸緣的滾動(dòng)元件組的各錐形滾子的長(zhǎng)度(本發(fā)明的第六方面)。
優(yōu)選的是，在所述轂輪的內(nèi)滾道表面的大直徑側(cè)上未形成用于引導(dǎo)所述錐形滾子的大凸緣，而在所述外部件的外滾道表面的大直徑側(cè)上形成大凸緣。這樣使得轂輪的鍛造和切削容易，可減少在轂輪處產(chǎn)生的應(yīng)力集中，并提高軸承裝置的強(qiáng)度和耐用性(本發(fā)明的第七方面)。
優(yōu)選的是，所述外部件在其外周上一體形成有待安裝在形成懸架裝置的一部分的轉(zhuǎn)向節(jié)上的車體安裝凸緣，并且在該外部件的外側(cè)根部上形成有具有圓弧形截面和預(yù)定深度的平滑的環(huán)形槽。由此，盡管因外側(cè)滾動(dòng)元件組的節(jié)圓直徑增大使得外側(cè)外部件的外徑變大，通過(guò)設(shè)置環(huán)形
槽，可防止根部的角部R與車體安裝凸緣的內(nèi)螺紋部之間的干涉。因而可以進(jìn)行車體安裝凸緣的內(nèi)螺紋部的攻絲作業(yè)，可以在保持外部件的期望壁厚的情況下增加外部件的剛度(本發(fā)明的第八方面)。優(yōu)選的是，所述車體安裝凸緣形成為繞所述外部件的外周的多個(gè)突起，并且在所述外周上在這些突出的車體安裝凸緣之間形成有均具有圓弧形截面的平滑的周向槽，使得所述周向槽與所述環(huán)形槽連通。這樣可以在不減少外部件的剛度的情況下減輕其重量(本發(fā)明的第九方面)。
優(yōu)選的是，在所述外部件與所述內(nèi)部件之間形成的環(huán)形空間的開(kāi)口中安裝有密封件，這些密封件中的外側(cè)密封件包括安裝在所述外部件上且頂端與所述轂輪滑動(dòng)接觸的接觸密封件，以及形成在所述外部件與所述轂輪之間的迷宮式密封間隙，所述轂輪的從所述轂輪的軸狀部的外側(cè)端部到所述車輪安裝凸緣的內(nèi)側(cè)側(cè)面的外周區(qū)域包括直徑朝向外側(cè)增大的基部、與該基部連續(xù)的圓弧形角部表面以及與所述車輪安裝凸緣的內(nèi)側(cè)側(cè)面連續(xù)的圓弧形根部表面，并且所述外部件的所述外側(cè)內(nèi)周表面和所述端面布置成鄰近所述圓弧形角部表面，在所述圓弧形角部表面與所
述外部件之間形成有形成所述迷宮式間隙的L形截面的間隙。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，所述迷宮式密封間隙形成為具有L形截面，并由此可以提高密封性能。也就是說(shuō)，當(dāng)迷宮式間隙的截面為L(zhǎng)形時(shí)，在其中形成有彎曲部，并由此趨于進(jìn)入軸承裝置的泥水受到在彎曲部處被攔截一次的作用。由此應(yīng)理解，防止了泥水進(jìn)入軸承裝置的密封部中。另外，由于所述轂輪的從所述轂輪的軸狀部的外側(cè)端部到所述車輪安裝凸緣的內(nèi)側(cè)側(cè)面的外周區(qū)域包括直徑朝向外側(cè)增大的基部、與該基部連續(xù)的圓弧形角部表面以及與所述車輪安裝凸緣的內(nèi)側(cè)側(cè)面連續(xù)的圓弧形根部表面，因此可以減少在車輪安裝凸緣的圓弧形根部處產(chǎn)生的應(yīng)力集中，從而提高軸承裝置的強(qiáng)度和耐用性(本發(fā)明的第十方面)。
還優(yōu)選的是，所述內(nèi)部件包括所述轂輪和所述內(nèi)圈，所述轂輪在其外周上具有與所述雙列外滾道表面的一個(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)由所述軸狀部軸向延伸的柱形部，所述內(nèi)圈壓配在所述轂輪的柱形部上，在所述內(nèi)圈的外周上形成有與所述雙列外滾道表面的另一外滾道表面相對(duì)的另一內(nèi)滾道表面，所述轂輪的車輪安裝凸緣側(cè)的端部上形成有大致錐形的凹口 ，該凹口的深度至少延伸到所述轂輪的軸狀部附近，并且所述轂輪的輪廓構(gòu)造形成為，使得所述
9轂輪的外側(cè)端部的壁厚對(duì)應(yīng)于所述凹口的構(gòu)造而基本恒定。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(wèn)題(本發(fā)明的第十一方面)。
還優(yōu)選的是，通過(guò)使所述轂輪的柱形部的端部徑向向外塑性變形而形成斂縫部，通過(guò)該斂縫部在施加預(yù)定的軸承預(yù)載的情況下將所述內(nèi)圈軸向固定。這樣可以減少車輪用軸承裝置的重量和尺寸，并提供一種用于長(zhǎng)期保持初設(shè)預(yù)載的自保持結(jié)構(gòu)(本發(fā)明的第十二方面)。
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，該內(nèi)部件包括轂輪，以及裝配于所述轂輪的柱形部上或等速萬(wàn)向節(jié)的外滾道表面上的至少一個(gè)內(nèi)圈，所述轂輪具有在其一端一體形成的車輪安裝凸緣以及從該車輪安裝凸緣軸向延伸的柱形部，在所述內(nèi)部件的外周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；以及雙列滾動(dòng)元件組，所述雙列滾動(dòng)元件組可自由滾動(dòng)地容納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靠近所述車輪安裝凸緣的滾動(dòng)元件組的各滾動(dòng)元件的尺寸與遠(yuǎn)離所述車輪安裝凸緣的滾動(dòng)元件組的各滾動(dòng)元件的尺寸不同，并且靠近所述車輪安裝凸緣附近的滾動(dòng)元件組的滾動(dòng)元件的數(shù)量大于遠(yuǎn)離所述車輪安裝凸緣的滾動(dòng)元件組的滾動(dòng)元件的數(shù)量，因此可以提供一種車輪用軸承裝置，其可以增加軸承剛度并同時(shí)減小軸承裝置的重量和尺寸。
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；
內(nèi)部件，該內(nèi)部件包括轂輪和內(nèi)圈，該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)滾道表面軸向延伸的柱形部，所述內(nèi)圈壓配在所述轂輪的柱形部上，在該內(nèi)圈的外周上形成有滾道表面相對(duì)的另一內(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)地容納在所述外部件的外滾道表面與所述內(nèi)部件的內(nèi)滾道表面之間，并且靠近所述車輪安裝凸緣的滾珠組的節(jié)圓直徑大于遠(yuǎn)離所述車輪安裝凸緣的滾珠組的節(jié)圓直徑，該
車輪用軸承裝置的特征在于靠近所述車輪安裝凸緣的滾珠組的各滾珠的直徑小于遠(yuǎn)離所述車輪安裝凸緣的滾珠組的各滾珠的直徑，靠近所述車輪安裝凸緣的滾珠組的滾珠數(shù)量大于遠(yuǎn)離所述車輪安裝凸緣的滾珠組的滾珠數(shù)量，所述轂輪的車輪安裝凸緣側(cè)的端部上形成有大致錐形的凹口，該凹口的深度至少延伸到所述轂輪的軸狀部附近，并且所述轂輪的輪廓構(gòu)造形成為，使得所述轂輪的外側(cè)端部的壁厚對(duì)應(yīng)于所述凹口的構(gòu)造而基本恒定。


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2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3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4是圖3的側(cè)視圖；圖5是圖3的局部放大圖6是表示本發(fā)明的車輪用軸承裝置的第四實(shí)施方式的縱向剖面
圖7是圖6中的圓圈部分A的放大圖8是表示本發(fā)明的車輪用軸承裝置的第五實(shí)施方式的縱向剖面
圖9是圖8中的圓圈部分B的放大圖10是表示迷宮式角部的圓弧比與產(chǎn)生應(yīng)力比之間的關(guān)系的曲線
ii圖11是表示現(xiàn)有技術(shù)的車輪用軸承裝置的縱向剖面圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明
1、 17、 27、 33、 43 內(nèi)部件
2、 18、 28、 34、 44 外部件
2a、 2b、 18a、 18b、 28a、 34a、 44a 外滾道表面
2c、 28c、 34c 車體安裝凸緣
3、 3a、 4 滾珠5、 21、 29、 35、 45 轂輪
5a、 6a、 21a、 22a、 29a、 35a、 45a 內(nèi)滾道表面
5b柱形部
5c斂縫部
vj、r j
7車輪安裝凸緣
7a轂螺栓
7b圓形孔
7c車輪安裝凸緣的內(nèi)側(cè)基部
7d車輪安裝凸緣的內(nèi)側(cè)側(cè)面
8、 29b、 35b軸狀部
8a、 15a臺(tái)階部
8b肩部
9、 9a、 9b、 9c、 10、 24、 25保持架
11、 36外側(cè)密封件
12內(nèi)側(cè)密封件
13臺(tái)部
14凹口
15大直徑側(cè)肩部
16小直徑側(cè)肩部
19、 20錐形滾子
22b、 23大凸緣
1222c小凸緣
26擋油環(huán)
28b內(nèi)螺紋部
30周向槽
31車體安裝凸緣的外側(cè)根部
32環(huán)形槽
37接觸密封件
38迷宮式密封間隙
39芯金屬
39a周向部
39b直立部
40彈性部件
40a、 40b、 40c密封唇
41圓弧形角部表面
42圓弧形根部表面
50車輪用軸承裝置
51外部件
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
51d內(nèi)螺紋部
52轂輪
52a、 54a內(nèi)滾道表面
52b柱形部
52c斂縫部
53車輪安裝凸緣
54內(nèi)圈
55內(nèi)部件
56、 57滾珠58、 59 保持架
60、 61 密封件
62 根部
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
Di 內(nèi)側(cè)錐形滾子的直徑
Do 外側(cè)錐形滾子的直徑
di 內(nèi)側(cè)滾珠的直徑
do 外側(cè)滾珠的直徑
Li 內(nèi)側(cè)錐形滾子的長(zhǎng)度
Lo 外側(cè)錐形滾子的長(zhǎng)度
PCDi 內(nèi)側(cè)滾動(dòng)元件的節(jié)圓直徑
PCDo 外側(cè)滾動(dòng)元件的節(jié)圓直徑
Rl 圓弧形迷宮式角部的起始點(diǎn)的半徑
R2 圓弧形根部表面的起始點(diǎn)的半徑
r 圓弧形角部表面的曲率半徑
Zi 內(nèi)側(cè)滾動(dòng)元件的數(shù)量
Zo 外側(cè)滾動(dòng)元件的數(shù)量
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。
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之間的雙列滾珠組3、 4。內(nèi)部件1包括轂輪5和以預(yù)定過(guò)盈壓配在轂輪5上的內(nèi)圈6。
轂輪5 —體形成有在其一端的車輪安裝凸緣7、在其外周上的具有圓弧形截面的一個(gè)(外側(cè))內(nèi)滾道表面5a、以及從內(nèi)滾道表面5a通過(guò)軸狀部8延伸的柱形部5b。在車輪安裝凸緣7上沿著其周邊等距地布置多個(gè)轂螺栓7a，并且在這些轂螺栓7a之間形成圓形孔7b。這些圓形孔7b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(guò)。
內(nèi)圈6在其外周上形成有另一 (內(nèi)側(cè))圓弧形截面的內(nèi)滾道表面6a,并適于壓配在轂輪5的柱形部5b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5c軸向緊固，斂縫部5c通過(guò)使柱形部5b的端部塑性變形而形成。內(nèi)圈6和滾珠3、 4由諸如SUJ2的高碳鉻鋼制成，并且通過(guò)浸入淬火硬化至其芯部而具有58 64HRC的表面硬度。
轂輪5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(guò)高頻感應(yīng)淬火而硬化，使得從車輪安裝凸緣7的內(nèi)側(cè)基部7c到柱形部5b的包括內(nèi)滾道表面5a在內(nèi)的區(qū)域具有58 64HRC的表面硬度。斂縫部5c保持其鍛造之后的表面硬度。因此，車輪安裝凸緣7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6壓配的區(qū)域處的柱形部5b的抗微振磨損強(qiáng)度，并且可在斂縫過(guò)程中在沒(méi)有任何微裂紋的情況下執(zhí)行斂縫部5c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)上的車體安裝凸緣2c，并在其內(nèi)周上一體形成有與轂輪5的內(nèi)滾道表面5a相對(duì)的圓弧形截面的外側(cè)外滾道表面2a以及與內(nèi)圈6的內(nèi)滾道表面6a相對(duì)的圓弧形截面的內(nèi)側(cè)外滾道表面2b。雙列滾珠組3、 4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。
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通過(guò)高頻感應(yīng)淬火被硬化為具有58 64HRC的表面硬度。在外部件2與內(nèi)部件1之間形成的環(huán)形空間的開(kāi)口內(nèi)安裝密封件11、 12，以防止容納在軸承內(nèi)的油脂泄漏，并防止雨水和灰塵從外部進(jìn)入軸承。
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4的節(jié)圓直徑PCDi。由此，外部件2的外側(cè)外滾道表表面2b的大的直徑。另外，外側(cè)滾珠組3的滾珠數(shù)量Zo設(shè)定為大于內(nèi)側(cè)滾珠組4的滾珠數(shù)量Zi，并且外側(cè)滾珠組的各滾珠3的直徑do設(shè)定為小于內(nèi)側(cè)滾珠組的各滾珠4的直徑di。外側(cè)滾珠組3與內(nèi)側(cè)滾珠組4之間的這些關(guān)系(即，PCDo>PCDi， Zo〉Zi以及dcKdi),能夠增加軸承的剛度并由此延長(zhǎng)車輪用軸承裝置的壽命。
轂輪5的輪廓構(gòu)造具有從內(nèi)滾道表面5a的槽底部到臺(tái)部13的區(qū)域、從臺(tái)部13經(jīng)由軸向延伸的軸狀部8延伸到具有錐形表面的臺(tái)階部8a的區(qū)域、以及經(jīng)由內(nèi)圈6所抵靠的肩部8b從臺(tái)階部8a延伸的柱形部5b。在轂輪5的外側(cè)端部形成有大致錐形的凹口 14。凹口 14的深度超過(guò)內(nèi)滾道表面5a至少延伸到軸狀部8附近。凹口 14使得轂輪5的外側(cè)端部的壁厚對(duì)應(yīng)于凹口的構(gòu)造而基本恒定。
另一方面，在外部件2中，由于節(jié)圓直徑PCDo、 PCDi的差異，外側(cè)外滾道表面2a形成為大于內(nèi)側(cè)外滾道表面2b，并且柱形肩部15從外側(cè)外滾道表面2a軸向延伸，經(jīng)由柱形肩部15和圓弧形截面的臺(tái)階部15a延續(xù)到柱形的小直徑側(cè)肩部16，并到達(dá)內(nèi)側(cè)外滾道表面2b。另外，外部件2形成為使得內(nèi)側(cè)外滾道表面2b的底部直徑與外徑側(cè)肩部15的內(nèi)徑基本相同。
根據(jù)該車輪用軸承裝置，由于外側(cè)滾珠元件組3的節(jié)圓直徑PCDo大于內(nèi)側(cè)雙列滾珠組4的節(jié)圓直徑PCDi，外側(cè)滾動(dòng)元件組3的滾動(dòng)元件數(shù)量Zo大于內(nèi)側(cè)滾動(dòng)元件組4的滾動(dòng)元件數(shù)量Zi，并且外側(cè)組的各滾珠3的直徑do小于內(nèi)側(cè)組的各滾珠4的直徑di，因此可以有效地減小車輪用軸承裝置的重量和尺寸，而且與內(nèi)側(cè)軸承剛度相比可增加外側(cè)軸承剛度，并由此延長(zhǎng)車輪用軸承裝置的壽命。另外，由于在轂輪5的外側(cè)端部上形成有大致錐形的凹口 14以使轂輪5的外側(cè)端的壁厚對(duì)應(yīng)于該凹口的構(gòu)造而基本恒定，因此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(wèn)題。
第二實(shí)施方式
圖2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。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
16功能的相同部件。
圖2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17、外部件18以及可自由滾動(dòng)地容納在內(nèi)部件17與外部件18之間的雙列錐形滾子19、 20。內(nèi)部件17包括轂輪21和以預(yù)定過(guò)盈壓配在轂輪21上的內(nèi)圈22。
轂輪21 —體形成有在其一端的車輪安裝凸緣7、在其外周上的一個(gè)(外側(cè))錐形內(nèi)滾道表面21a以及從內(nèi)滾道表面21a通過(guò)軸向延伸的軸狀部8延伸的柱形部5b。應(yīng)注意，在轂輪21的內(nèi)滾道表面21a的大直徑側(cè)上未形成用于引導(dǎo)錐形滾子19的任何傳統(tǒng)大凸緣，而是如后面將描述的，在外部件18上形成大凸緣23。另外，在內(nèi)滾道表面21a的小直徑側(cè)上未形成用于保持錐形滾子19的任何小凸緣。在轂輪21的外周上形成有位于車輪安裝凸緣7的根部處的圓弧形基部7c、從基部7c平滑延伸的內(nèi)滾道表面21a、從內(nèi)滾道表面21a軸向延伸的軸狀部8、圓弧形臺(tái)階部8a、肩部8b以及最后到柱形部5b。這種構(gòu)造不僅可以使得轂輪21的鍛造和切削作業(yè)容易，而且還可以減少在轂輪21中引起的應(yīng)力集中，并由此可以提高強(qiáng)度和耐用性。
內(nèi)圈22在其外周上形成有具有錐形截面的另一 (內(nèi)側(cè))內(nèi)滾道表面22a。在內(nèi)滾道表面22a的大直徑側(cè)形成有用于引導(dǎo)錐形滾子20的大凸緣22b，并且在內(nèi)滾道表面22a的小直徑側(cè)形成有用于防止錐形滾子20從內(nèi)滾道表面22a掉出的小凸緣22c。以預(yù)定過(guò)盈將內(nèi)圈22壓配合在轂輪21的柱形部5b上，并通過(guò)使柱形部5b的端部塑性變形而形成斂縫部5c，通過(guò)斂縫部5c在施加預(yù)定預(yù)載的情況下將內(nèi)圈22軸向固定于柱形部5b上。因而，可以減小軸承裝置的重量和尺寸，并形成用于長(zhǎng)期保持初設(shè)預(yù)載的自保持結(jié)構(gòu)。
外部件18在其外周上一體形成有車體安裝凸緣2c，并在其內(nèi)周上一體形成有與轂輪21的內(nèi)滾道表面21a相對(duì)的外側(cè)錐形外滾道表面18a、和與內(nèi)圈22的內(nèi)滾道表面22a相對(duì)的內(nèi)側(cè)錐形外滾道表面18b。在該實(shí)施方式中，外部件18形成有用于引導(dǎo)外側(cè)錐形滾子19的大凸緣23。也就是說(shuō)，外部件18的外側(cè)外滾道表面18a的外直徑側(cè)一體形成有用于引導(dǎo)錐形滾子19的大凸緣23。這樣即使有大的彎矩負(fù)載施加于車輪安裝凸緣7，也可以減少通過(guò)錐形滾子19加載到轂輪21的應(yīng)力集中并由此減少轂輪21的疲勞，從而確保車輪用軸承裝置的強(qiáng)度和耐用性。
外部件18由碳含量按重量計(jì)為0.40 0.80%的中碳鋼(例如S53C)制成，并且大凸緣23和雙列外滾道表面18a、 18b通過(guò)高頻感應(yīng)淬火而被硬化為具有58 64 HRC的表面硬度。多個(gè)錐形滾子19、 20通過(guò)保持架24、 25可自由滾動(dòng)地容納在滾道表面18a、 21a; 18b、 22a之間。在形成于外部件18與內(nèi)部件17之間的環(huán)形開(kāi)口內(nèi)安裝有密封件11和擋油環(huán)26，以防止容納在軸承內(nèi)的油脂泄漏并防止雨水和灰塵從外部進(jìn)入軸承內(nèi)。在外側(cè)擋油環(huán)26上一體附著有磁性編碼器。
轂輪21由碳含量按重量計(jì)為0.40 0.80%的中碳鋼(例如S53C)制成，并且通過(guò)高頻感應(yīng)淬火被硬化為使得從車輪安裝凸緣7的內(nèi)側(cè)基部7c (外側(cè)密封件ll與其接觸)到內(nèi)滾道表面21a、軸狀部8、臺(tái)階部8a、肩部8b以及最后到柱形部5b的區(qū)域具有58 64HRC的表面硬度。內(nèi)圈22和錐形滾子19、 20由例如SUJ2的高碳鉻鋼制成，并通過(guò)浸入淬火硬化至其芯部而具有58 64 HRC的表面硬度。
在該實(shí)施方式中，外側(cè)錐形滾子組19的節(jié)圓直徑PCDo設(shè)定為大于內(nèi)側(cè)錐形滾子組20的節(jié)圓直徑PCDi (PCDo>PCDi)，外側(cè)錐形滾子組19的錐形滾子數(shù)量Zo設(shè)定為大于內(nèi)側(cè)錐形滾子組20的錐形滾子數(shù)量Zi(Zo〉Zi)，外側(cè)組的各錐形滾子19的直徑Do設(shè)定為大于內(nèi)側(cè)錐形滾子組的各錐形滾子20的直徑Di (Do>Di)，并且外側(cè)組的各錐形滾子19的長(zhǎng)度Lo設(shè)定為大于內(nèi)側(cè)錐形滾子組的各錐形滾子20的長(zhǎng)度Li(Lo>Li)。外側(cè)錐形滾子19與內(nèi)側(cè)錐形滾子20之間的這些關(guān)系能夠進(jìn)一步減少外部件18的內(nèi)側(cè)尺寸，與內(nèi)側(cè)的軸承剛度相比在抑制重量增加的情況下能進(jìn)一步增加外側(cè)的軸承剛度，并由此延長(zhǎng)車輪用軸承裝置的壽命。另外，為了增加內(nèi)側(cè)軸承剛度，通過(guò)根據(jù)內(nèi)側(cè)軸承空間將內(nèi)側(cè)錐形滾子20的長(zhǎng)度Li設(shè)定為長(zhǎng)于外側(cè)錐形滾子組19的長(zhǎng)度Lo，可以增加內(nèi)側(cè)的軸承剛度。
在轂輪21的外側(cè)端部形成有大致錐形的凹口 14。凹口 14的深度超過(guò)內(nèi)滾道表面21a至少延伸到軸狀部8附近，使得轂輪21的外側(cè)端部的壁厚基本恒定。這樣可以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(wèn)題。第三實(shí)施方式
圖3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4是圖3的側(cè)視圖，圖5是圖3的局部放大圖。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。
圖3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27、外部件28以及可自由滾動(dòng)地容納在內(nèi)部件27與外部件28之間的雙列滾珠組3a、 4。內(nèi)部件27包括轂輪29和以預(yù)定過(guò)盈壓配在轂輪29上的內(nèi)圈6。
轂輪29 —體形成有在其外側(cè)端的車輪安裝凸緣7、在外周上的一個(gè)(外側(cè))內(nèi)滾道表面29a以及從內(nèi)滾道表面29a通過(guò)軸向延伸的軸狀部29b延伸的柱形部5b。
通過(guò)對(duì)轂輪29的外側(cè)端部進(jìn)行鍛造而形成軸向延伸的大致錐形的凹口 14。凹口 14的深度超過(guò)外側(cè)內(nèi)滾道表面29a的槽底部至少延伸到軸狀部29b附近，使得轂輪29的外側(cè)的壁厚基本恒定。
轂輪29由碳含量按重量計(jì)為0.40 0.80%的中碳鋼(例如S53C)制成，并且通過(guò)高頻感應(yīng)淬火被硬化為使得從車輪安裝凸緣7的基部7c經(jīng)由內(nèi)滾道表面29a到柱形部5b的區(qū)域具有58 64 HRC的表面硬度。這樣可提高抵抗施加到車輪安裝凸緣7上的旋轉(zhuǎn)彎曲負(fù)載的機(jī)械強(qiáng)度，以及在被內(nèi)圈6壓配的區(qū)域處的柱形部5b的抗微振磨損強(qiáng)度，并由此也可在斂縫過(guò)程中在沒(méi)有任何微裂紋的情況下執(zhí)行斂縫部5c的塑性變形作業(yè)。
外部件28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28c，并在其內(nèi)周上一體形成有與轂輪29的內(nèi)滾道表面29a相對(duì)的外側(cè)外滾道表面28a以及與內(nèi)圈6的內(nèi)滾道表面6a相對(duì)的內(nèi)側(cè)外滾道表面2b。雙列滾珠組3a、 4容納在這些外滾道表面與內(nèi)滾道表面之間并由保持架9a、 IO可滾動(dòng)地保持。
19外部件28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28a、 2b通過(guò)高頻感應(yīng)淬火被硬化為具有58 64HRC的表面硬度。盡管這在該實(shí)施方式中例示為使用滾珠作為滾動(dòng)元件3a、 4的雙列角接觸滾珠軸承，但是也可以采用使用錐形滾子的雙列錐形滾子軸承。另外，該實(shí)施方式不僅可應(yīng)用于從動(dòng)輪側(cè)的第三代結(jié)構(gòu)，而且也可應(yīng)用于第二代或第三代結(jié)構(gòu)。
在該實(shí)施方式中，外側(cè)滾動(dòng)元件組3a的節(jié)圓直徑PCDo設(shè)定為大于內(nèi)側(cè)滾動(dòng)元件組4的節(jié)圓直徑PCDi (PCDo>PCDi)，并且外側(cè)組的各滾動(dòng)元件3a的直徑do設(shè)定為小于內(nèi)側(cè)組的各滾動(dòng)元件4的直徑di(do<di)。由于節(jié)圓直徑PCDo、 PCDi以及滾動(dòng)元件的直徑do、 di的這些差異，外側(cè)滾動(dòng)元件組3a的滾動(dòng)元件數(shù)量Zo設(shè)定為大于內(nèi)側(cè)滾動(dòng)元件組4的滾動(dòng)元件數(shù)量Zi (Zo>Zi)。外側(cè)滾動(dòng)元件組3a與內(nèi)側(cè)滾動(dòng)元件組4之間的這些關(guān)系使得與內(nèi)側(cè)的軸承剛度相比在抑制重量增加的情況下能進(jìn)一步增加外側(cè)的軸承剛度，并由此延長(zhǎng)車輪用軸承裝置的壽命。盡管圖示出在該車輪用軸承裝置中外側(cè)滾動(dòng)元件3a和內(nèi)側(cè)滾動(dòng)元件4的尺寸不同，但是本發(fā)明可應(yīng)用于兩列尺寸相同的車輪用軸承裝置。
如圖4所示，在當(dāng)前實(shí)施方式中，車體安裝凸緣28c形成為繞外部件28的外周的多個(gè)突起，在車體安裝凸緣28c之間繞外部件28形成有周向槽30，并且在車體安裝凸緣28c的外側(cè)根部31上形成有環(huán)形槽32。這些周向槽30和環(huán)形槽32彼此連通，從而可在不減少外部件28的剛度的情況下減輕其重量。
如圖5所示，環(huán)形槽32形成為在車體安裝凸緣28c的外側(cè)根部31處具有預(yù)定深度的平滑圓弧形截面，以防止根部31的角部R與車體安裝凸緣28c的內(nèi)螺紋部28b之間相干涉。也就是說(shuō)，盡管由于外側(cè)滾動(dòng)元件組3a的節(jié)圓直徑PCDo增大使得外部件28的外側(cè)直徑變大，但是因?yàn)榄h(huán)形槽32使得能進(jìn)行車體安裝凸緣28c的內(nèi)螺紋部28b的攻絲作業(yè)，所以可以在保持外部件28的期望壁厚的情況下增加外部件28的剛度。
第四實(shí)施方式
圖6是表示本發(fā)明的車輪用軸承裝置的第四實(shí)施方式的縱向剖面圖，圖7是圖6中的圓圈部分A的放大圖。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。
圖6所示的本發(fā)明的車輪用軸承裝置是用于從動(dòng)輪的內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)型的 第三代類型，并包括內(nèi)部件33、外部件34以及可自由滾動(dòng)地容納在內(nèi)部 件33與外部件34之間的雙列錐形滾珠組4、 4。內(nèi)部件33包括轂輪35 和以預(yù)定過(guò)盈壓配在轂輪35上的內(nèi)圈6。
轂輪35 —體形成有在其外側(cè)端的車輪安裝凸緣7、在外周上的一個(gè) (外側(cè))內(nèi)滾道表面35a以及從內(nèi)滾道表面35a通過(guò)軸向延伸的軸狀部 35b延伸的柱形部5b。
外部件34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34c,并在其內(nèi)周上一體形成有與轂輪35的內(nèi)滾道表 面35a相對(duì)的外側(cè)外滾道表面34a以及與內(nèi)圈6的內(nèi)滾道表面6a相對(duì)的 內(nèi)側(cè)外滾道表面2b。雙列滾動(dòng)元件組4、 4由保持架9b、 IO可自由滾動(dòng) 地容納在這些滾道表面之間。在形成于外部件34與內(nèi)部件33之間的環(huán) 形開(kāi)口中安裝密封件36、 12，以防止容納在軸承裝置內(nèi)的油脂泄漏，并
防止雨水和灰塵從外部進(jìn)入軸承裝置。
如圖7的放大圖所示，外側(cè)密封件36包括安裝在外部件34上的 接觸密封件37，使其頂部與轂輪35的基部7c接觸；以及形成在外部件 34與轂輪35之間的迷宮式密封間隙38。
接觸密封件37包括:包括周向部39a的芯金屬39和包括直立部39b 并具有L形截面的芯金屬39;以及附著于芯金屬39的彈性部件40?？?通過(guò)將芯金屬39的周向部39a裝配于外部件34的外側(cè)內(nèi)周中，而將接 觸密封件37安裝在外部件34上。
轂輪35的軸狀部35b的外側(cè)端部，即從內(nèi)滾道表面35a的外側(cè)邊緣 到車輪安裝凸緣的內(nèi)側(cè)側(cè)面7d的外周部包括圓弧形基部7c，其直徑朝 向外側(cè)逐漸增大；與基部7c連續(xù)并具有圓弧形截面的角部表面41;以及 從角部表面41延續(xù)到車輪安裝凸緣7的平坦側(cè)面7d的圓弧形根部表面 42。
接觸密封件37的彈性部件40具有三個(gè)密封唇40a、 40b、 40c，這些
21唇的頂部朝向密封表面，即轂輪35的基部7c。除了相對(duì)于外部件34與 轂輪35之間的軸承空間位于徑向最內(nèi)側(cè)的密封唇40a之外的密封唇40b、 40c是防止灰塵和泥水進(jìn)入軸承裝置中的防塵唇，并形成為在軸承空間中 徑向向外延伸。這些密封唇40b、 40c以預(yù)定過(guò)盈與基部7c接觸。徑向 最內(nèi)側(cè)的密封唇40a是防止密封在軸承裝置內(nèi)的油脂流出的油脂唇，并 形成為其頂部朝向軸承空間的徑向內(nèi)側(cè)延伸，并以預(yù)定過(guò)盈與基部7c接 觸。
迷宮式密封間隙38是形成在外部件的外側(cè)端面和內(nèi)周與轂輪35的 圓弧形角部表面41之間的L形截面的間隙。
將半徑差(R2-R1)設(shè)定為，使其與角部表面41的曲率半徑"r"之 比，即(R2-R1) /r在0.75 1.25的范圍內(nèi)。也就是說(shuō)，具有如下的尺寸 關(guān)系
0.75《(R2-R1) /r《1.25 (1) 其中，Rl是圓弧形迷宮式角部的起始點(diǎn)的半徑，即轂輪35的圓弧形角 部表面41的最小半徑，R2是圓弧形根部表面42的起始點(diǎn)的半徑，即轂 輪35的圓弧形根部表面42的最小半徑。
根據(jù)具有這種結(jié)構(gòu)的車輪用軸承裝置，轂輪35的從軸狀部35b的外 側(cè)端部到車輪安裝凸緣7內(nèi)側(cè)側(cè)面7d的外周表面包括半徑朝向外側(cè)逐漸 增大的基部7c、與基部7c連續(xù)的圓弧形角部表面41、以及與車輪安裝 凸緣7的內(nèi)側(cè)側(cè)面7d連續(xù)的圓弧形根部表面42，并且迷宮式密封間隙 38形成為形成在外部件的外側(cè)端面和內(nèi)周與轂輪35的圓弧形角部表面 41之間的L形截面的間隙。這樣提供了良好的密封性能。這是因?yàn)橼呌?進(jìn)入被接觸密封件37密封的部分中的泥水會(huì)因L形截面的彎曲部的存在 而被攔截一次。這得到以下事實(shí)的支持落在圖7的頂部上的泥水趨于 沿迷宮式密封間隙38向下流動(dòng)，而進(jìn)一步的向下流動(dòng)作用會(huì)被L形截面 的彎曲部制止。
另外，由于轂輪35的從軸狀部35b的外側(cè)端部到車輪安裝凸緣7內(nèi) 側(cè)側(cè)面7d的外周表面包括半徑朝向外側(cè)逐漸增大的基部7c、與基部7c 連續(xù)的圓弧形角部表面41、以及與車輪安裝凸緣7的內(nèi)側(cè)側(cè)面7d連續(xù)的圓弧形根部表面42，因此可降低在向車輪用軸承裝置施加彎距負(fù)載時(shí)車 輪安裝凸緣的根部處的應(yīng)力集中，并由此提高強(qiáng)度和耐用性。
此外，根據(jù)該實(shí)施方式，由于如上所述將半徑差(R2-R1)設(shè)定為， 使其與角部表面41的曲率半徑"r"之比，即(R2-R1) /r在0.75 1.25 的范圍內(nèi)，可以確保在外側(cè)端部處的密封性能，并可以減少在車輪安裝 凸緣7的根部處產(chǎn)生的應(yīng)力。
也就是說(shuō)，盡管迷宮式密封間隙38具有L形截面，但是在與外部件 34相對(duì)的表面的徑向長(zhǎng)度縮短時(shí)，泥水的入口將擴(kuò)大，因此泥水趨于容 易地流入軸承裝置。由此，優(yōu)選將與曲率半徑之比，即(R2-Rl)/r設(shè)為 0.75以上。另一方面，當(dāng)圓弧形角部表面41的曲率半徑"r"增大時(shí)，圓 弧形角部表面41與外部件34的外側(cè)內(nèi)周表面之間的間隙將減少，由此 會(huì)引起二者之間的干涉。在這種情況下，如果圓弧形迷宮式角部的起始 點(diǎn)的半徑Rl減小，則迷宮式密封間隙38將增大并由此使密封性變差。
可以通過(guò)在不改變圓弧形根部表面42的起始點(diǎn)的半徑R2的情況下 僅增加圓弧形迷宮式角部的起始點(diǎn)的半徑R1，從而通過(guò)減少圓弧形迷宮 式角部的起始點(diǎn)的半徑R1與圓弧形根部表面42的起始點(diǎn)的半徑R2之差 (R2-R1)，而獲得與曲率半徑的所述比。由此，在圓弧形角部表面41上 引起的應(yīng)力可以分布在圓弧形根部表面42上，因而可以減少應(yīng)力。也就 是說(shuō)，由于通過(guò)增加圓弧形迷宮式角部的起始點(diǎn)的半徑R1而提高圓弧形 角部表面41的強(qiáng)度，因此可以減少圓弧形角部表面41和圓弧形根部表 面42之間的強(qiáng)度差異。結(jié)果，集中在圓弧形角部表面41上的應(yīng)力可以 分布在圓弧形根部表面42上，因而可減少圓弧形角部表面41上的應(yīng)力， 并且增加作用于強(qiáng)度有余地的圓弧形根部表面42上的應(yīng)力。由于不增加 圓弧形根部表面42的起始點(diǎn)的半徑R2，因此可以整體上將車輪用軸承 裝置的重量增加抑制為最小。
下面將參照表1和圖IO對(duì)根據(jù)有限元方法分析的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行描述。
23[表l]
應(yīng)力分析數(shù)據(jù)
分析實(shí)施例曲率半徑r半徑R1半徑R2差(R2-R1)比(R2-R1) /r產(chǎn)生應(yīng)力比
11.237.639.652.051.711.00
21.238.139.651.551.290.88
3.238.8539.651.301.080.75
41.239.0539.650.600.50.53
表1示出了在保持圓弧形根部表面42的起始點(diǎn)的半徑R2和圓弧形 角部表面41的曲率半徑"r"不變而改變圓弧形迷宮式角部的起始點(diǎn)的半 徑R1的情況下，關(guān)于圓弧形角部表面41的應(yīng)力情況的比較例。
根據(jù)這些分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在將(R2-R1) /r的比值為1.71的情況(實(shí) 施例1的情況)下所產(chǎn)生的應(yīng)力定為1 (基準(zhǔn))時(shí)，(R2-R1) /r的比值為 1.29、 1.08、 0.5的實(shí)施例2至4表現(xiàn)為隨著(R2-R1) /r比值的減小，產(chǎn) 生應(yīng)力比分別減少至0.88、 0.75、 0.53。這意味著在曲率半徑比為1.25以 下時(shí)，產(chǎn)生應(yīng)力比較好。
第五實(shí)施方式
圖8是表示本發(fā)明的車輪用軸承裝置的第五實(shí)施方式的縱向剖面 圖，圖9是圖8中的圓圈部分B的放大圖。第五實(shí)施方式是第四實(shí)施方 式的修改例，修改之處為將外側(cè)滾珠組4的節(jié)圓直徑PCDo設(shè)定為大 于內(nèi)側(cè)滾珠組4的節(jié)圓直徑PCDi (PCDo>PCDi)，并且將外側(cè)滾珠組4 的滾珠數(shù)量Zo設(shè)定為大于內(nèi)側(cè)滾珠組4的滾珠數(shù)量Zi (Zo>Zi)。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。
該實(shí)施方式的車輪用軸承裝置包括內(nèi)部件43、外部件44以及可自 由滾動(dòng)地容納在內(nèi)部件43與外部件44之間的雙列滾珠組4、 4。內(nèi)部件 43包括轂輪45和以預(yù)定過(guò)盈壓配在轂輪45上的內(nèi)圈6。
轂輪45 —體形成有在其外側(cè)端的車輪安裝凸緣7、在外周上的一個(gè) (外側(cè))內(nèi)滾道表面45a以及從內(nèi)滾道表面45a通過(guò)軸向延伸的軸狀部 29b延伸的柱形部5b。
24外部件44在其外周上一體形成有車體安裝凸緣34c，并在其內(nèi)周上 一體形成有與轂輪45的內(nèi)滾道表面45a相對(duì)的外側(cè)外滾道表面44a以及 與內(nèi)圈6的內(nèi)滾道表面6a相對(duì)的內(nèi)側(cè)外滾道表面2b。雙列滾動(dòng)元件組4、 4由保持架9c、 IO可自由滾動(dòng)地容納在這些滾道表面之間。在形成于外 部件44與內(nèi)部件43之間的環(huán)形開(kāi)口中安裝密封件36、 12，以防止容納 在軸承內(nèi)的油脂泄漏，并防止雨水和灰塵從外部進(jìn)入軸承。
在該實(shí)施方式中，外側(cè)滾動(dòng)元件組4的節(jié)圓直徑PCDo設(shè)定為大于 內(nèi)側(cè)滾動(dòng)元件組4的節(jié)圓直徑PCDi(PCDo〉PCDi)。由于節(jié)圓直徑PCDo、 PCDi的差異，外側(cè)滾動(dòng)元件組4的滾動(dòng)元件數(shù)量Zo設(shè)定為大于內(nèi)側(cè)滾 動(dòng)元件組4的滾動(dòng)元件數(shù)量Zi (Zo>Zi)。由此，可以增加軸承的剛度以 及軸承裝置的外側(cè)承載能力。因而，可以具有整體上平衡密封性、重量、 強(qiáng)度和剛度的最佳設(shè)計(jì)。
如圖9的放大圖所示，外側(cè)密封件36包括安裝在外部件44上的 接觸密封件37，使其頂部與轂輪45的基部7c接觸；以及形成在外部件 44與轂輪45之間的迷宮式密封間隙38。
從轂輪45的內(nèi)滾道表面45a的外側(cè)邊緣到車輪安裝凸緣7的內(nèi)側(cè)側(cè) 面7d的外周部包括圓弧形基部7c，其直徑朝向外側(cè)逐漸增大；與基部 7c連續(xù)并具有圓弧形截面的角部表面41;以及從角部表面41延續(xù)到車 輪安裝凸緣7的平坦側(cè)面7d的圓弧形根部表面42。
另外，由于轂輪45的從軸狀部29b的外側(cè)端部到車輪安裝凸緣7的 內(nèi)側(cè)側(cè)面7d的外周表面包括半徑朝向外側(cè)逐漸增大的基部7c、與基部 7c連續(xù)的圓弧形角部表面41、以及與車輪安裝凸緣7的內(nèi)側(cè)側(cè)面7d連 續(xù)的圓弧形根部表面42,因此在向車輪用軸承裝置施加彎矩負(fù)載時(shí)可減 少在車輪安裝凸緣的根部處的應(yīng)力集中，并由此提高強(qiáng)度和耐用性。
與前述實(shí)施方式相似，在該實(shí)施方式中，如上所述將半徑差(R2-R1) 也設(shè)定為，使其與角部表面41的曲率半徑"r"之比，即(R2-R1) /r在 0.75 1.25的范圍內(nèi)，因此可以確保在外側(cè)端部處的密封性能，并可以減 少在車輪安裝凸緣7的根部上產(chǎn)生的應(yīng)力。
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
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。
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，在該外部件的內(nèi)周上形成有雙列外滾道表面；內(nèi)部件，該內(nèi)部件包括轂輪，以及裝配于所述轂輪的柱形部上或等速萬(wàn)向節(jié)的外滾道表面上的至少一個(gè)內(nèi)圈，所述轂輪具有在其一端一體形成的車輪安裝凸緣以及從該車輪安裝凸緣軸向延伸的柱形部，在所述內(nèi)部件的外周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；以及雙列滾動(dòng)元件組，所述雙列滾動(dòng)元件組可自由滾動(dòng)地容納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靠近所述車輪安裝凸緣的滾動(dòng)元件組的各滾動(dòng)元件的尺寸與遠(yuǎn)離所述車輪安裝凸緣的滾動(dòng)元件組的各滾動(dòng)元件的尺寸不同，并且靠近所述車輪安裝凸緣的滾動(dòng)元件組的滾動(dòng)元件的數(shù)量大于遠(yuǎn)離所述車輪安裝凸緣的滾動(dòng)元件組的滾動(dòng)元件的數(shù)量。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的車輪用軸承裝置，其中，靠近所述車輪安 裝凸緣的滾動(dòng)元件組的節(jié)圓直徑大于遠(yuǎn)離所述車輪安裝凸緣的雙列滾動(dòng) 元件組的節(jié)圓直徑。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車輪用軸承裝置，其中，靠近所述車輪安裝凸緣的滾動(dòng)元件組的各滾動(dòng)元件的尺寸大于遠(yuǎn)離所述車輪安裝凸 緣的滾動(dòng)元件組的各滾動(dòng)元件的尺寸。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車輪用軸承裝置，其中，靠近所述車輪安裝凸緣的滾動(dòng)元件組的各滾動(dòng)元件的尺寸小于遠(yuǎn)離所述車輪安裝凸 緣的滾動(dòng)元件組的各滾動(dòng)元件的尺寸。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的車輪用軸承裝置，其中，所述滾動(dòng)元件是滾珠。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車輪用軸承裝置，其中，所述滾動(dòng)元件是錐形滾子，其中靠近所述車輪安裝凸緣的滾動(dòng)元件組的各錐形滾子的直徑大于遠(yuǎn)離所述車輪安裝凸緣的滾動(dòng)元件組的各錐形滾子的直徑，并且其中靠近所述車輪安裝凸緣的滾動(dòng)元件組的各錐形滾子的長(zhǎng)度大于遠(yuǎn)離所述車輪安裝凸緣的滾動(dòng)元件組的各錐形滾子的長(zhǎng)度。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的車輪用軸承裝置，其中，在所述轂輪的內(nèi) 滾道表面的大直徑側(cè)上未形成用于引導(dǎo)所述錐形滾子的大凸緣，而在所 述外部件的外滾道表面的大直徑側(cè)上形成大凸緣。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的車輪用軸承裝置，其中，所 述外部件在其外周上一體形成有待安裝在形成懸架裝置的一部分的轉(zhuǎn)向 節(jié)上的車體安裝凸緣，并且其中在該外部件的外側(cè)根部上形成有具有圓 弧形截面和預(yù)定深度的平滑的環(huán)形槽。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的車輪用軸承裝置，其中，所述車體安裝凸 緣形成為繞所述外部件的外周的多個(gè)突起，并且其中在所述外周上在這 些突出的車體安裝凸緣之間形成有均具有圓弧形截面的平滑的周向槽， 使得所述周向槽與所述環(huán)形槽連通。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的車輪用軸承裝置，其中， 在所述外部件與所述內(nèi)部件之間形成的環(huán)形空間的開(kāi)口中安裝有密封 件，其中這些密封件中的外側(cè)密封件包括安裝在所述外部件上且頂端與 所述轂輪滑動(dòng)接觸的接觸密封件，以及形成在所述外部件與所述轂輪之 間的迷宮式密封間隙，其中所述轂輪的從所述轂輪的軸狀部的外側(cè)端部 到所述車輪安裝凸緣的內(nèi)側(cè)側(cè)面的外周區(qū)域包括直徑朝向外側(cè)增大的基 部、與該基部連續(xù)的圓弧形角部表面以及與所述車輪安裝凸緣的內(nèi)側(cè)側(cè) 面連續(xù)的圓弧形根部表面，并且其中所述外部件的外側(cè)內(nèi)周表面和端面 布置成鄰近所述圓弧形角部表面，在所述圓弧形角部表面與所述外部件 之間形成有形成所述迷宮式間隙的L形截面的間隙。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的車輪用軸承裝置，其中， 所述內(nèi)部件包括所述轂輪和所述內(nèi)圈，所述轂輪在其外周上具有與所述 雙列外滾道表面的一個(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)由所述軸狀部軸向延伸的柱形部，所述內(nèi)圈壓配在所述轂 輪的柱形部上，在所述內(nèi)圈的外周上形成有與所述雙列外滾道表面的另一外滾道表面相對(duì)的另一內(nèi)滾道表面，其中在所述轂輪的車輪安裝凸緣 側(cè)的端部上形成有大致錐形的凹口 ，該凹口的深度至少延伸到所述轂輪 的軸狀部附近，并且所述轂輪的輪廓構(gòu)造形成為，使得所述轂輪的外側(cè) 端部的壁厚對(duì)應(yīng)于所述凹口的構(gòu)造而基本恒定。
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，通過(guò)使所述轂輪的柱形部的端部徑向向外塑性變形而形成斂縫部，通過(guò) 該斂縫部在施加預(yù)定的軸承預(yù)載的情況下將所述內(nèi)圈軸向固定。
全文摘要
[問(wèn)題]一種車輪用軸承裝置，其具有增加的軸承剛度及減小的尺寸和重量。[解決問(wèn)題的手段]在軸承裝置的雙列滾珠組(3，4)中，位于靠近車輪安裝凸緣(7)側(cè)的滾珠組(3)的節(jié)圓直徑(PCDo)大于位于遠(yuǎn)離車輪安裝凸緣(7)側(cè)的滾珠組(4)的節(jié)圓直徑(PCDi)。位于靠近車輪安裝凸緣(7)側(cè)的滾珠組(3)的滾珠直徑(do)小于位于遠(yuǎn)離車輪安裝凸緣(7)側(cè)的滾珠組(4)的滾珠直徑(di)，并且將滾珠組(3)的滾珠數(shù)量設(shè)定為大于滾珠組(4)的滾珠數(shù)量。另外，在轂輪(5)的外側(cè)端部中形成有研缽形凹口(14)，該凹口(14)的深度至少到達(dá)大致軸狀部(8)的位置。轂輪(5)的輪廓構(gòu)造成形為使其具有大致均勻的壁厚。上述構(gòu)造解決了減小裝置的重量和尺寸與增加其剛度相矛盾的問(wèn)題。
文檔編號(hào)F16C19/18GK101512170SQ20078003233
公開(kāi)日2009年8月19日 申請(qǐng)日期2007年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月1日
發(fā)明者小森和雄, 木內(nèi)政浩, 馬場(chǎng)智子 申請(qǐng)人:Ntn株式會(huì)社