專利名稱：車輪用軸承及具有該車輪用軸承的車輪用軸承裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于自由旋轉(zhuǎn)地支撐諸如汽車之類的車輛的車輪的車輪用軸承，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輪用軸承及具有該車輪用軸承的車輪用軸承裝置。
背景技術(shù)：
支撐車輛車輪的車輪用軸承裝置經(jīng)由雙列滾動軸承自由旋轉(zhuǎn)地支撐
用于安裝車輪的轂輪，存在用于驅(qū)動輪和從動輪的車輪用軸承裝置。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)型二者用于從動輪。在車輪用軸承裝置中存在四代類型，即第一代類型，其中包括雙列角接觸滾珠軸承等的車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；第二代類型，其中車體安裝凸緣或者車輪安裝凸緣直接形成在外部構(gòu)件的外周上；第三代類型，其中一個內(nèi)滾道表面直接形成于轂輪的外周上；以及第四代類型，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，通過沖壓鋼板來形成內(nèi)圈和外圈(外部構(gòu)件)。例如，圖11示出了在磁性硬盤設(shè)備中使用的角接觸滾珠軸承50，其中，通過沖壓或者軋制不銹鋼板來形成外圈51和一對內(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，并通過形成于其一端的凸緣51d與殼體54的端面抵接來進行軸向定位。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被放置于一個內(nèi)圈52的彎曲肩部52a上。通過重 物59，經(jīng)由滾珠56使另一個內(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)加負載。
在間隙配合完成之后， 一個內(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，防止了一個內(nèi)圈52從軸構(gòu)件55滑落， 并且還通過軸構(gòu)件55的凸緣55a防止了另一個內(nèi)圈53從軸構(gòu)件55滑落。
參考專利文獻l:日本實用新型公報No.1835/199
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題
然而，如果試圖將其中由鋼板通過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)的通過切削加工制成的各組件相同的精度。
另外，擔(dān)心會有以下情況在車輛轉(zhuǎn)向時由于向車輪用軸承施加力 矩負載，滾珠56的接觸橢圓易于越過外滾道表面51b的肩并從該外滾道 表面51b出來(稱作"肩上越過")。還擔(dān)心的是由于肩上越過而在肩A 處造成"邊緣負載"。術(shù)語"邊緣負載"指在角落等處造成過度應(yīng)力集 中，即導(dǎo)致過早剝落的一個現(xiàn)象。
在外圈51的軋制加工中通過使外圈51的軸向中央部分凹陷來形成環(huán)形突起51a時，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)矩施加到軸承時滾珠56難以越過肩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將在肩部A中造成裂縫。盡管了解到 通過增加加工步驟來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輪用軸承及具有該車輪用軸承的車輪用 軸承裝置。
本發(fā)明的另一個目的是改善車輪用軸承的耐久性。 解決問題的方法
為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種形成背 對背雙聯(lián)軸承類型的雙列角接觸滾珠軸承的車輪用軸承，該車輪用軸承
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，所述各個內(nèi)滾道表面與所述外滾道表面的一個相對布置， 一個內(nèi)圈的較小直徑側(cè)端與另一個內(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)形開口中，所述車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/或形成平臺部分的所述內(nèi)圈的肩部通過磨削形成為具有預(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/或形成平臺部 分的所述內(nèi)圈的肩部通過磨削形成為具有預(yù)定的尺寸和精度，所以能夠 提高車輪用軸承的生產(chǎn)率和生產(chǎn)量，減小制造成本，還確保與現(xiàn)有的車輪用軸承相同的車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，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，滾珠的接觸橢圓越過 肩部。從而能夠提供具有改善的耐久性的車輪用軸承。(權(quán)利要求3)
優(yōu)選通過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 的表面滑動接觸。這使得能夠具有期望的車輪用軸承的密封性。(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 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車削加工形成，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 時通過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)矩時滾珠的接觸 橢圓越過肩部從而產(chǎn)生邊緣負載，由此能夠提供具有改善的耐久性的車 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軋制加工來形成為具有 相對于所述環(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，并通過在所述肩部填充坯料而適當確保環(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， 滾珠的接觸橢圓越過肩部從而造成邊緣負載，從而能夠提供具有改善的 耐久性的車輪用軸承。術(shù)語"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渡部中形成圓弧截面外不會造成材 料的塑性流動的壁厚。由此應(yīng)當理解，術(shù)語"基本均勻"還包括在過渡 部中形成圓弧截面時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，所述保持架通過塑料樹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地保持而不會脫落，并且對置部通過 塑性變形加工形成在與所述外滾道表面的肩部相對的位置。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，從而簡化車輪用 軸承的組裝。術(shù)語"扣入型"表示通過合成樹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)選對置部通過塑性變形加工形成在與所述內(nèi)滾道表面的肩部相對 的位置上，所述對置部的外徑設(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，從而簡化車輪用軸承的組裝。(權(quán)利要
求15)
還優(yōu)選的是，所述對置部在熱處理后與所述內(nèi)滾道表面的磨削同時 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進一步精 加工對置部的內(nèi)周，以抑制由于滾珠通過對置部而造成滾珠上產(chǎn)生刮痕， 并且提供具有高質(zhì)量和可靠性的車輪用軸承。(權(quán)利要求16)
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種車輪用軸承裝置，該車輪用
軸承裝置包括轂輪，該轂輪在其一個端部上一體形成車輪安裝凸緣和 經(jīng)由該轂輪的肩部從所述車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的任一項所述的 車輪用軸承，所述車輪用軸承裝置的特征在于，等速萬向節(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中限定的第一代類型的車輪用軸承裝置，由于該車 輪用軸承裝置包括轂輪，該轂輪在其一個端部上一體形成車輪安裝凸 緣和經(jīng)由該轂輪的肩部從所述車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
所述的車輪用軸承，所述車輪用軸承裝置的特征在于，等速萬向節(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疲勞壽命。 發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明的車輪用軸承，由于該車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 個內(nèi)滾道表面與所述外滾道表面的一個相對布置， 一個內(nèi)圈的較小直徑 側(cè)端與另一個內(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)形開口中，所述車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/或形成平臺部 分的所述內(nèi)圈的肩部通過磨削形成為具有預(yù)定的尺寸和精度，能夠提高 車輪用軸承的生產(chǎn)率和生產(chǎn)量，減小制造成本，還確保與現(xiàn)有的車輪用 軸承相同的車輪用軸承的精度和密封性。
實施本發(fā)明的最佳方式
實施本發(fā)明的最佳方式是一種形成背對背雙聯(lián)軸承類型的雙列角接 觸滾珠軸承的車輪用軸承，該車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，所述各個內(nèi)滾 道表面與所述外滾道表面的一個相對布置， 一個內(nèi)圈的較小直徑側(cè)端與 另一個內(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 開口中，所述車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部分通過磨削形成為具有預(yù)定尺寸和精 度。


圖1是示出了本發(fā)明的車輪用軸承裝置的第一實施方式的縱向剖視
圖2是圖1的車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)件的磨削加工的說明圖，圖4 (b)是示出 了圖4 (a)的修改例的說明圖5 (a)是示出了圖2的車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)明的車輪用軸承裝置的第二實施方式的縱向剖視
圖7是示出了本發(fā)明的車輪用軸承的第三實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)明的車輪用軸承的第四實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) 圈和外圈通過沖壓加工來形成。
附圖標記說明 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.........車輪用軸承3.........等速萬向節(jié)4.........固定螺母5.........車輪安裝凸緣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.........過渡部(連接部)43， 44.........對置咅卩(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.........過渡部(連接部)clc.........內(nèi)圈的對置部的外徑Dc.........外部構(gòu)件的對置部的內(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)圈的對置部的突出量5o.........外部構(gòu)件的對置部的突出量具體實施方式
第一實施方式下文將參考附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行說明。 圖1是示出了本發(fā)明的車輪用軸承裝置的第一實施方式的縱向剖視 圖；圖2是圖1的車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)件的磨削加工的說明圖，圖4 (b)是示出了圖 4 (a)的修改例的說明圖。在下面的描述中，當所述軸承裝置安裝在車 體上時，術(shù)語"外側(cè)"指的是位于車體外面的一側(cè)(圖i中的左手側(cè))， 術(shù)語"內(nèi)側(cè)"指的是位于車體里面的一側(cè)(圖1中的右手側(cè))。圖1所示的車輪用軸承裝置形成為第一代類型的結(jié)構(gòu)，并具有轂輪 1和安裝在輪轂1上的車輪用軸承2。等速萬向節(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)端一體形成有車輪安裝凸緣5和經(jīng)由其肩部la從車 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由以重量計含碳0.40-0.80%的中碳鋼(例 如S53C)制成并進行鍛造。為了增加抵抗彎曲的疲勞強度，通過熱精煉 或通過高頻感應(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相對布置；雙列滾珠10、 10，它們由保持架9、 9可自由滾動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 有一對徑向唇并通過硫化粘接粘附至芯金屬lla。從而能夠有效防止密 在車輪用軸承內(nèi)的潤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，以使密封構(gòu)件 的密封唇與拋油環(huán)滑動接觸。如圖1所示，等速萬向節(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，通過將固定螺母4緊固在外螺紋21b上來向車輪用軸承施 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疲勞壽 命。
外部構(gòu)件7和內(nèi)圈8由管狀構(gòu)件通過沖壓或冷軋加工(以下稱作"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通過浸入淬火或高頻感應(yīng)淬火進行 熱處理，泡鋼通過滲碳淬火進行熱處理，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 通過高頻感應(yīng)淬火進行硬化，從而具有50HRO64HRC的表面硬度，以 提高滾動疲勞壽命。如果必要，對外滾道表面和內(nèi)滾道表面進行磨削或 超精加工，以具有預(yù)定的尺寸和精度。
接著將參照圖3來詳細描述外部構(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。能夠通過車削加工來消除在兩個端面上產(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的密封平臺部分，從而在塑性變形加工 后與內(nèi)滾道表面8a同時被磨削以具有預(yù)定的尺寸和精度。與外部構(gòu)件7 類似，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削， 并且在必要時進行磨削。
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的平臺部分的內(nèi)圈8的肩部14 被磨削，所以能夠提高車輪用軸承的生產(chǎn)率和生產(chǎn)量，降低制造成本， 還確保與現(xiàn)有的車輪用軸承相同的車輪用軸承的精度和密封性。
在通過塑性變形加工形成環(huán)形突起12時，考慮到實現(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沒有必要較小。由此，在磨削外滾道表面7a時限制待磨 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，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，滾珠10的接觸橢圓越過肩部22。
這是因為擔(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，滾珠10的接觸橢圓將越過肩部 22，另一方面，如果H/Dw超過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)選通過冷軋加工來形成外部構(gòu)件7和內(nèi)圈8，但是它們可以通 過溫軋加工形成。此外，能夠通過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，在熱處理后通過成型砂輪23同時磨削外滾道表面 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)中的雙點劃線示出)。即，成型砂輪23通過旋轉(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對應(yīng)的槽部23b;以及與肩部22對應(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)矩時滾珠10的接觸橢圓越過肩部22從而產(chǎn) 生邊緣負載，由此能夠提供具有改善的耐久性的車輪用軸承。
通過在成型砂輪23上設(shè)置與雙列外滾道表面7a、 7a對應(yīng)的雙列槽 部23b、 23b (未圖示)來變更成型砂輪23以使其能夠同時磨削雙列外滾 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誤差異和槽間的間距限制在預(yù)定精度內(nèi)，從 而進一步改善軸承精度。
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， 通過軋制來形成環(huán)形突起25的內(nèi)周以使其具有相對于肩部26較小的階 梯差5。在熱處理后通過成型砂輪27同時磨削外滾道表面7a與肩部26。 成型砂輪27通過旋轉(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對應(yīng)的槽部27b;以及與肩部 26對應(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，適當確保在肩部26中有填充材料的情況下環(huán)形突起25 相對于外滾道表面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)矩時滾珠10的接觸橢圓越過肩部26從而產(chǎn)生邊緣負載。
雖然說明了通過冷軋來形成外部構(gòu)件7 (24)和內(nèi)圈8，但是它們可 以通過溫軋形成。此外，能夠通過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)示出了前述實施方式(圖2)的車輪用軸承的修改例，該修改例僅在密封件的結(jié)構(gòu)上與前述實施方式不同。對與前述實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記。.
車輪用軸承28包括外部構(gòu)件7; —對內(nèi)圈8、 8;雙列滾珠IO、 10,
它們由保持架9、 9可自由滾動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布置的拋油環(huán)30和環(huán)形密封板31。拋油環(huán)30通過奧氏體不銹鋼板(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滑動接觸的側(cè)唇33a和與筒形部30a滑動接觸的兩個徑向唇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入并直接沉積在側(cè)唇33a上。
根據(jù)本實施方式，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通過磨削加工形成，所以能夠提高車輪用軸承的生產(chǎn)率和生產(chǎn)量，減小制造成本，還確保與現(xiàn)有的車輪用軸承相同的車輪用軸承的精度和密封性。
第二實施方式
圖6是示出了本發(fā)明的車輪用軸承裝置的第二實施方式的縱向剖視圖。由于該實施方式僅在外部構(gòu)件和密封件的結(jié)構(gòu)上與第一實施方式基本不同，所以在該實施方式中也使用了與第一實施方式中所用相同的附圖標記，因而將省略對這些附圖標記的詳細描述。圖6的車輪用軸承裝置形成為第一代類型的結(jié)構(gòu)，并具有轂輪1和
安裝在輪轂1上的車輪用軸承34。車輪用軸承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相對布置；以及雙列滾珠10、 10，它們由保持架9、 9可自由滾動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)件通過冷軋加工形成，所述管狀構(gòu)件由包括相對少量的碳的軸承鋼(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相對于轉(zhuǎn)向節(jié)6的凸緣部6a定位。
根據(jù)該實施方式，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滑動接觸，以防止容納在軸承中的潤滑油泄露以及雨水或灰塵從外部進入。這樣能夠減少車輪用軸承的組件數(shù)量和組裝步驟，從而減少了其制造成本。
第三實施方式
圖7是示出了本發(fā)明的車輪用軸承裝置的第三實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。在該實施方式中使用相同的附圖標記，用于指示與在前述實施方式中使用相同的組件和它們的部件。
該實施方式的車輪用軸承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，各個內(nèi)滾道表面8a、 8a與各個雙列外滾道表面7a、 7a相對布置；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由塑料樹脂(例如PA (聚酰胺)66)通過注射成型制成，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具有一對徑向唇并通過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)的潤滑油泄露以及雨水或灰塵從外部進入。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通過浸入淬火或高頻感應(yīng)淬火進行熱處理，泡鋼通過滲碳淬火進行硬化，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通過高頻感應(yīng)淬火進行硬化，從而具有50HRC 64HRC的表面硬度，以提高滾動疲勞壽命。如果必要，對外滾道表面7a和內(nèi)滾道表面8a進行磨削或超精加工，以具有預(yù)定的尺寸和精度。
接著將參照圖8和圖9來詳細描述外部構(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。能夠通過車削加工來消除在塑性變形加工中在兩個端面上產(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 過渡部(連接部)42的曲率半徑R以使它們在預(yù)定范圍內(nèi)。更具體而言， 在將滾珠10的半徑表示為Rw時，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?shù)募绺撸苑乐乖谙蜉S承施加轉(zhuǎn)矩時滾 珠10的接觸橢圓越過肩部22從而產(chǎn)生邊緣負載。由此能夠提供具有改 善的耐久性的車輪用軸承38。術(shù)語"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渡部42中形成圓弧截面外不會造成 材料的塑性流動獲得的壁厚。由此應(yīng)當理解，術(shù)語"基本均勻"還包括 在過渡部42中形成圓弧截面時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，壁厚太小從而減小了剛性，由此軸承不能抵抗由于車輛 的轉(zhuǎn)矩而造成的應(yīng)力，相反，在曲率半徑R大于1.8Rw時，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的形成同時地，對置部 43通過塑性變形加工形成在與外滾道表面7a的肩部22相對的位置上。 設(shè)置對置部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，從而簡化車輪用軸承的組裝。
此外，可以在外部構(gòu)件39的對置部43的熱處理后，通過使用成型
23砂輪來同時地磨削該外部構(gòu)件39的對置部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迸一步精加工對置部43的內(nèi)周Dc， 以抑制由于滾珠通過對置部而造成在滾珠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的密封平臺部分，從而在塑性 變形加工后與內(nèi)滾道表面8a同時被磨削以具有預(yù)定的尺寸和精度。與外 部構(gòu)件39類似，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 后被車削，并在必要時進行磨削。
如圖9 (b)的放大圖所示，與內(nèi)滾道表面8a的形成同時地，對置部 44通過塑性變形加工形成在與內(nèi)滾道表面8a的肩部14相對位置上。設(shè) 置對置部44的外徑dc以使其比槽底直徑di大2Si (即，dc = di+25i)。 將對置部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，從而簡化車 輪用軸承的組裝。
此外，與外部構(gòu)件39類似，可以在內(nèi)圈40的對置部44的熱處理后， 通過使用成型砂輪同時地磨削該內(nèi)圈40的對置部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進一步精加工對置部44的外 徑dc，以抑制由于滾珠通過對置部而造成滾珠10上產(chǎn)生刮痕，并且提供 具有高質(zhì)量和可靠性的車輪用軸承38。
在這種情況下，能夠通過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。 第四實施方式
圖IO是示出了本發(fā)明的車輪用軸承裝置的第四實施方式的縱向剖視圖。由于該實施方式僅在內(nèi)圈和密封件的結(jié)構(gòu)上與前述實施方式基本不 同，所以在該實施方式中也使用了與前述實施方式中所用相同的附圖標 記，因而將省略對這些附圖標記的詳細描述。
車輪用軸承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相對布置； 雙列滾珠10、 10，它們由保持架9、 9可自由滾動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 具有一對側(cè)唇49a、 49b并通過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 輪用軸承內(nèi)的潤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。
與前述實施方式類似，車輪用軸承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通過浸 入淬火或高頻感應(yīng)淬火進行熱處理，泡鋼通過滲碳淬火進行熱處理，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載時也能夠防止?jié)L珠越過肩部 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的形成同時地，對置部44通過塑性變形加工形成 在與內(nèi)滾道表面8a的肩部46a相對的位置上。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輪用軸承的運輸中可靠地防止內(nèi)圈46軸 向滑落。
己經(jīng)參考所述優(yōu)選實施方式對本發(fā)明進行了說明。顯而易見的是， 本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員會在閱讀和理解上述詳細說明后進行修改和變 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)明的車輪用軸承裝置能夠應(yīng)用于第一代類型的車輪用軸承裝
置，該第一代類型的車輪用軸承裝置包括轂輪，在其一端一體形成有 車輪安裝凸緣；以及壓配到轂輪上的一對內(nèi)圈。
2權(quán)利要求
1.一種形成背對背雙聯(lián)軸承類型的雙列角接觸滾珠軸承的車輪用軸承，該車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，所述各個內(nèi)滾道表面與所述外滾道表面的一個相對布置，一個內(nèi)圈的較小直徑側(cè)端與另一個內(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)形開口中，所述車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/或形成平臺部分的所述內(nèi)圈的肩部通過磨削形成為具有預(yù)定的尺寸和精度。
2. 如權(quán)利要求1所述的車輪用軸承，其中，所述外部構(gòu)件和所述內(nèi)圈通過冷軋加工制成。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的車輪用軸承，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，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的任一項所述的車輪用軸承，其中，通過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接觸。
5. 如權(quán)利要求1~4的任一項所述的車輪用軸承，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)的表面滑動接觸。
6. 如權(quán)利要求1~4的任一項所述的車輪用軸承，其中，通過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的任一項所述的車輪用軸承，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車削加工形成，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的任一項所述的車輪用軸承，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所述的車輪用軸承，其中，所述環(huán)形突起的所述平面通過軋制加工形成為具有相對于所述環(huán)形突起的肩部的較小的階梯差。
10. 如權(quán)利要求8或9所述的車輪用軸承，其中，所述雙列外滾道表面被成型砂輪同時磨削。
11. 如權(quán)利要求1~10的任一項所述的車輪用軸承，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所述的車輪用軸承，其中，所述過渡部的曲率半徑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的任一項所述的車輪用軸承，其中，所述保持架通過塑料樹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地保持而不會脫落，并且對置部通過塑性變形加工形成在與所述外滾道表面的肩部相對的位置。
14. 如權(quán)利要求13所述的車輪用軸承，其中，所述對置部的內(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所述的車輪用軸承，其中，對置部通過塑性變形加工形成在與所述內(nèi)滾道表面的肩部相對的位置上，所述對置部的外徑設(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的任一項所述的車輪用軸承，所述對置部在熱處理后與所述內(nèi)滾道表面的磨削同時地由成型砂輪磨削。
17. —種車輪用軸承裝置，該車輪用軸承裝置包括轂輪，該轂輪在其一個端部上一體形成車輪安裝凸緣和經(jīng)由該轂輪的肩部從所述車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的任一項所述的車輪用軸承，所述車輪用軸承裝置的特征在于，等速萬向節(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輪用軸承裝置。解決問題的手段一種適用于車輪并具有第一代結(jié)構(gòu)的軸承裝置由在一端一體具有車輪安裝凸緣(5)的轂輪(1)、和背對背類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)的相反端上的中空圓筒形部(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)滑動接觸。通過磨削將滾道表面(7a、8a)、外部構(gòu)件(7)的裝配密封件(11)的中空圓筒形部(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。
文檔編號F16C33/64GK101675259SQ20088001143
公開日2010年3月17日 申請日期2008年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月4日
發(fā)明者鳥居晃 申請人:Ntn株式會社