專利名稱：驅(qū)動車輪用軸承裝置以及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于汽車的驅(qū)動車輪(FF車的前輪、FR車的后輪、4WD車的全輪)的支持車體可自在回轉(zhuǎn)的驅(qū)動車輪用軸承裝置，以及其制造方法。
軸承2，為以在多列的滾動面5～8間，組入的多列的滾動體9、10為主要構(gòu)成的多列的斜角滾珠軸承。在該軸承裝置的多列的滾動面7、8之中，一方的滾動面7直接在輪轂1的外周面形成；另一方的滾動面8，在輪轂1的小徑端部11外面嵌合的內(nèi)環(huán)12的外周面形成。多列的滾動面5、6在外環(huán)13的內(nèi)面形成。
輪轂1，有為安裝車輪(未圖標(biāo))用的車輪安裝凸緣(flange)14，在該車輪安裝凸緣14的圓周方向的等間隔處，設(shè)有固定輪盤用的輪轂螺栓15。在外環(huán)13有為安裝于車體的車體安裝凸緣16，該車體安裝凸緣16在車體的懸架裝置延伸的接頭(knuckle)以螺栓固定。
又，在軸承2的兩端開口部，有為密封外環(huán)13與輪轂1及內(nèi)環(huán)12的環(huán)狀空間的一對封環(huán)17、18，嵌合在外環(huán)13的端部內(nèi)徑，以防止內(nèi)部填充的滑潤油泄漏外部及外部的水或雜物浸入。
該軸承裝置，將內(nèi)環(huán)12在輪轂1的小徑端部11的外周嵌合，利用該輪轂1的小徑端部11的塑性變形加固結(jié)合，使輪轂1與多列的軸承2一體化，該加固部19與內(nèi)環(huán)12的內(nèi)側(cè)端面20嵌合，以防內(nèi)環(huán)12的脫落及軸承2的預(yù)壓管理。該輪轂1的小徑端部11的加固，用

圖17(a)、圖17(b)圖所示的要領(lǐng)進(jìn)行。圖17(a)標(biāo)加固前，圖17(b)為加固后的狀態(tài)。如圖17(a)所示，內(nèi)環(huán)12成壓入輪轂1的狀態(tài)。又如圖17(b)所示，將輪轂1的小徑端部11用搖動式打孔器21加固結(jié)合。
等速自在接頭3，如圖16所示，包括開口部22，容納內(nèi)側(cè)接頭部材，球體(ball)與保持器；以及外側(cè)接合部材4，為由該開口部22向軸方向一體化延伸，其外周面形成鋸齒部24的軸部23等形成。該外側(cè)接部材4的軸部23，插入輪轂1的貫穿孔26，軸部23的外周面及貫穿孔26的內(nèi)周面形成的鋸齒部24、25，兩個鋸齒部嵌合可傳達(dá)扭力。在該軸端用螺帽27結(jié)合，使等速自在接頭3與輪轂1固定。
該軸承裝置，雖使輪轂1的加固部19及內(nèi)環(huán)12的內(nèi)側(cè)端面20嵌合，以防止內(nèi)環(huán)12的拔脫及做軸承2的預(yù)壓管理。但，因軸承2的預(yù)壓管理，是由輪轂1的小徑端部11的加固作用進(jìn)行，所以，螺帽27與外側(cè)接合部材4的結(jié)合力，無必要承擔(dān)軸承2的預(yù)壓管理，螺帽27的固定，只要使外側(cè)接合部材4不會自輪轂1脫落的程度就可以。
但，該軸承裝置的構(gòu)造，為對一體化的輪轂1與軸承2，用外側(cè)接合部材4的軸部23壓入軸轂1的貫通孔26，嵌合其鋸齒部24、25，再將外側(cè)接合部材4用螺帽27固結(jié)在輪轂1。該構(gòu)造中，輪轂1的小徑端部11形成的加固部19，緊接外側(cè)接合部材4的肩部28與對接面并不成平坦的平面，故外側(cè)接合部材4的軸部23，用螺帽27結(jié)合到輪轂1時，外側(cè)接合部材4的肩部28與輪轂1的加固部19，發(fā)生摩損的可能性很大，有發(fā)生松動的可能。
又，以搖動加固使輪轂1的小徑端部11塑性變形形成加固部19，將輪轂1與軸承2一體化的構(gòu)造，有必要增加該加固部19的部份的輪轂1的軸方向長度，使軸承裝置全體的軸方向長度加大，難于小型化。
本發(fā)明的軸承裝置，其特征為輪轂與多列的軸承一體化，在該輪轂或軸承的內(nèi)環(huán)經(jīng)扭力傳達(dá)手段，內(nèi)嵌等速自在接頭的外側(cè)接合部材的車輪用軸承裝置。該多列的軸承的滾動面之中，至少有一方的滾動面，在與該輪轂嵌合的內(nèi)環(huán)形成。在該輪轂或內(nèi)環(huán)的任一方的嵌合面形成凹凸面，同時將該凹凸面與他方的嵌合面咬合，使該輪轂及內(nèi)輪塑性變形結(jié)合。
如上所述，多列的軸承的滾動面之中，至少有一方的滾動面，在與輪轂嵌合的別體的內(nèi)環(huán)形成，在該輪轂或內(nèi)環(huán)的任一方的嵌合面形成凹凸部，同時在該凹凸部咬合他方的嵌合面，利用塑性變形結(jié)合上述輪轂與內(nèi)環(huán)。在內(nèi)環(huán)的內(nèi)側(cè)端面與外側(cè)接合部材的肩部對接的狀態(tài)，可用螺帽等把等速自在接頭的外側(cè)接合部材固定于輪轂。因外側(cè)接合部材的肩部與對接的內(nèi)環(huán)的內(nèi)側(cè)端面為平坦面，故外側(cè)接合部材用螺帽固結(jié)于輪轂，也不會發(fā)生外側(cè)接合部材的肩部與內(nèi)輪的內(nèi)側(cè)端面的摩損。又，在外側(cè)接合部材的肩部與內(nèi)環(huán)的內(nèi)側(cè)端面之間，先前的為防止搖動設(shè)置的加固部，此處不存在，故能夠縮短軸承裝置的軸方向長度。由以上說明，可知本發(fā)明能夠提供一種，其輪轂與等速自在接頭的接合不發(fā)生松動，高剛性且小型化的軸承裝置。
又如前述，在輪轂或內(nèi)環(huán)的任一方的嵌合面形成的凹凸部，嵌合他方的嵌合面，再塑性變形結(jié)合的構(gòu)造，可使輪轂與內(nèi)環(huán)一體化。由該塑性變形部，可防止內(nèi)環(huán)的拔脫及做軸承的預(yù)壓管理。
本發(fā)明的特征，為在上述構(gòu)成中，在輪轂與內(nèi)環(huán)之中的任一方的內(nèi)徑，與上述外側(cè)接合部材的外徑之間形成插入接頭。如此，在輪轂與內(nèi)環(huán)之中任一方的內(nèi)側(cè)與外側(cè)接合部材形成的插入接頭，使軸承裝置對力矩負(fù)荷具更高的剛性。
本發(fā)明的軸承裝置的制造方法，包括下述特征輪轂與多列的軸承一體化；及在該輪轂介著扭力傳達(dá)手段內(nèi)嵌入等速自在接頭的外側(cè)接合部材；及上述多列的軸承的滾動面的至少一個滾動面在與輪轂嵌合的別體的內(nèi)環(huán)形成；及在輪轂或內(nèi)環(huán)的任一方的嵌合面形成凹凸部，同時將該凹凸部與他方的嵌合面咬合，再用塑性變形結(jié)合輪轂與內(nèi)輪；以及其后依所定的尺寸切削該結(jié)合部的內(nèi)徑，使與上述外側(cè)接頭部材之間形成插入接頭。
如上所述，輪轂與內(nèi)環(huán)塑性變形結(jié)合后，依所定尺寸切削該結(jié)合部的內(nèi)徑，在與該外側(cè)接合部材之間形成插入接頭，則插入接頭的形成變?nèi)菀住?br> 上述方法中，輪轂與內(nèi)環(huán)塑性變形結(jié)合后，在該輪轂或內(nèi)環(huán)的內(nèi)徑形成鋸齒部，再內(nèi)嵌入該外側(cè)接合部材較佳。此乃因輪轂與內(nèi)環(huán)以塑性變形結(jié)合的場合，有必要使塑性變形結(jié)合部下方的內(nèi)徑比其它部位的內(nèi)徑小，要在輪轂或內(nèi)環(huán)的內(nèi)徑，預(yù)先形成鋸齒部有困難。此處的鋸齒部，也含鋸齒以外的鍵槽(spline)。
又，本發(fā)明的目的，為提供一種驅(qū)動車輪用的軸承裝置，在承受大的力矩負(fù)荷時，裝置的結(jié)合部不發(fā)生松動，且能夠精密地預(yù)壓管理，可得適確的預(yù)壓量。
本發(fā)明的軸承裝置，采用的構(gòu)成包括輪轂，在其一端有車輪安裝凸緣一體化成形，及外方部材，在其內(nèi)周形成多列的滾動面；及內(nèi)方部材，在該外方部材的滾動面的對面，其外周形成多列的滾動面；及滾珠軸承部，在上述外方部材與內(nèi)方部材的滾動面間收容多列的滾珠；以及與等速自在接頭的外側(cè)接合部材一體化，將該外側(cè)接合部材的回轉(zhuǎn)傳至該輪轂，支承車體使該輪轂可自在地回轉(zhuǎn)的驅(qū)動車用軸承裝置。在該內(nèi)方部材形成的多列的滾動面之中，至少有一方在別體的內(nèi)環(huán)形成。該輪轂與外側(cè)接合部材的嵌合部的外徑側(cè)配設(shè)的部材，施予硬化處理后形成凹凸部，同時對在內(nèi)徑側(cè)配設(shè)的部材施予擴(kuò)徑嵌入凹凸部，再加固嵌合部使輪轂與外側(cè)接合部材塑性結(jié)合。
如上所述，多列的內(nèi)側(cè)滾動面之中，至少有一方在別體的內(nèi)環(huán)形成，故在輪轂與外側(cè)接合部材的嵌合部的內(nèi)徑側(cè)配設(shè)的部材擴(kuò)徑之際，外徑側(cè)配設(shè)的部材如有膨脹亦不直接影響內(nèi)環(huán)，可確保預(yù)先設(shè)定的適正的預(yù)壓。
上述的構(gòu)成，在該外側(cè)接合部材外嵌上述別體的內(nèi)環(huán)，在該內(nèi)方部材形成的多列的滾動面之中，有一方在該外側(cè)接合部材的外徑一體形成，即可解決裝置的輕量、小型化的所期的技術(shù)課題，亦能防止擴(kuò)徑產(chǎn)生的軸承部變形，提高精度。
上述的構(gòu)成，在輪轂外嵌上述別體的內(nèi)環(huán)，在內(nèi)方部材形成的多列的滾動面之中，有一方在該輪轂的外徑一體形成，則可防止擴(kuò)徑時軸承部的變形，提高精度，亦能夠抑制等速自在接頭的內(nèi)部升溫，影響軸承部，可增加軸承壽命。
上述的構(gòu)成，將該輪轂與外側(cè)接合部材的嵌合部的內(nèi)徑側(cè)配設(shè)的部材中空，則不僅可輕量化，且因運轉(zhuǎn)中軸承部的空冷效果，可抑制軸承內(nèi)部的升溫，更提高軸承壽命。
上述的構(gòu)成，在輪轂與外側(cè)接合部材的嵌合部的內(nèi)徑側(cè)配設(shè)的部材，與上述凹凸部表面硬度差，設(shè)定為30HRC以上，則在加固時能確實防止凹凸部的潰損，在力矩負(fù)荷作用時亦不松動，可形成強固的塑性結(jié)合。
上述的構(gòu)成，該輪轂與外側(cè)接頭部材以對頂?shù)臓顟B(tài)在軸方向挾持上述別體的內(nèi)環(huán)，在單元組合之際可提高精度，能執(zhí)行精密的預(yù)壓管理。
上述的構(gòu)成，該軸承部的內(nèi)部間隙成負(fù)值管理，則可提高裝置的剛性，也能解決提升操縱安定性及軸承壽命所期的技術(shù)問題。
又，本發(fā)明的目的，為提供一種驅(qū)動車輪用軸承裝置，不僅承受大力矩負(fù)荷作用時，結(jié)合部不發(fā)生松動，可做精密的預(yù)壓管理，可得適正的預(yù)壓量，而且能提高其組合性及低成本化。
本發(fā)明的驅(qū)動車輪用軸承裝置，為包括與車輪安裝凸緣一體形成的輪轂，及多列的滾動軸承，以及等速自在接頭的外側(cè)接合部材等一體化組成支持車體使車輪自在回轉(zhuǎn)的軸承裝置；并采用在圓筒狀連結(jié)部材外嵌前述輪轂與外側(cè)接合部材及回轉(zhuǎn)的軸承，用輪轂與外側(cè)接合部材挾持回轉(zhuǎn)的軸承，并在該些輪轂與外側(cè)接合部材的內(nèi)徑形成的凹凸部，擴(kuò)徑該圓筒狀連結(jié)部材與凹凸部嵌合，使輪轂、外側(cè)接合部材與圓筒狀連結(jié)部材塑性結(jié)合的結(jié)構(gòu)。
如上所述，各別形成的輪轂、多列的回轉(zhuǎn)軸承及外部接合部材，在擴(kuò)徑圓筒狀連結(jié)部材之際，其外徑配設(shè)的輪轂與外側(cè)接合部材發(fā)生膨脹，亦不直接影響回轉(zhuǎn)軸承，可確保預(yù)先設(shè)定的適正的預(yù)壓。
上述的構(gòu)成，已在輪轂與外側(cè)接合部材的形成的凹凸部表面形成硬化層，故可防止加固時凹凸部潰損，承受力矩作用亦不松動，呈現(xiàn)強固的塑性結(jié)合。
上述的構(gòu)成，使輪轂與外側(cè)接合部材的內(nèi)徑形成的凹凸部，與該圓筒狀連結(jié)部材的表面的硬度差，在30HRC以上時，可確實防止加固時凹凸部的潰損。
上述的構(gòu)成，在與回轉(zhuǎn)軸承對接的輪轂與外側(cè)接合部材的接觸面，形成硬化層，可防對接面的磨損，能維持軸承初期設(shè)定的預(yù)壓，提高軸承壽命。
上述的構(gòu)成，回轉(zhuǎn)軸承具備外環(huán)、外周與車體安裝凸緣一體成形，內(nèi)周形成多列的滾動面；及一對內(nèi)環(huán)，其外周的上述多列滾動面的對向，各別形成滾動面及多列的滾珠，收納于多列的滾動面之間；及保持器，能保持該些滾珠自在滾動；以及封環(huán)，裝設(shè)于該外環(huán)的端部。因此，較在輪轂或外側(cè)接合部材直接形成軸承滾動面的軸承，提高回轉(zhuǎn)疲勞壽命，而且軸承可標(biāo)準(zhǔn)化，加強其量產(chǎn)性，更可降低成本。
上述的構(gòu)成，回轉(zhuǎn)軸承的內(nèi)部間隙成負(fù)值管理，故能提高裝置本體的剛性，能解決提升操縱安定性與軸承壽命的所期待的技術(shù)課題。
圖2標(biāo)示圖1的輪轂與內(nèi)環(huán)的擴(kuò)徑加固部分的主要部分?jǐn)U大斷面圖。
圖3標(biāo)示圖2的輪轂的內(nèi)徑旋削要領(lǐng)，說明用的主要部分?jǐn)U大斷面圖。
圖4標(biāo)示圖3的輪轂的內(nèi)周面形成鋸齒部的狀態(tài)的主要部分?jǐn)U大斷面圖。
圖5標(biāo)示本發(fā)明的車輪用軸承裝置的其它實施例的軸承裝置的上半部的斷面圖。
圖6標(biāo)示圖5的輪轂與內(nèi)環(huán)的擴(kuò)徑加固部分的主要部分?jǐn)U大斷面圖。
圖7標(biāo)示圖6的輪轂的內(nèi)徑旋削要領(lǐng)，說明用的主要部分?jǐn)U大斷面圖。
圖8標(biāo)示圖7的輪轂的內(nèi)周面形成鋸齒部的狀態(tài)的主要部分?jǐn)U大斷面圖。
圖9標(biāo)示輪轂、軸承及等速自在接頭成一體化的驅(qū)動車輪用軸承裝置的縱斷面圖。
圖10標(biāo)示本發(fā)明的實施例的縱斷面圖。
圖11(a)標(biāo)示本發(fā)明的凹凸部之例的要部擴(kuò)大圖。
圖11(b)標(biāo)示本發(fā)明的凹凸部之例的要部擴(kuò)大圖。
圖12標(biāo)示本發(fā)明的嵌合部擴(kuò)徑工具的正面圖。
圖13標(biāo)示本發(fā)明的其它實施例的縱斷面圖。
圖14標(biāo)示本發(fā)明的其它實施例的縱斷面圖。
圖15為圓筒狀連結(jié)部材的內(nèi)徑擴(kuò)徑工程的說明圖。
圖16標(biāo)示先前所用的驅(qū)動車輪用軸承裝置的斷面圖。
圖17(a)標(biāo)示圖16的軸承裝置制造時，輪轂的小徑端部，搖動加固前的狀態(tài)的斷面圖。
圖17(b)標(biāo)示輪轂的小徑端部，搖動加固后的狀態(tài)的斷面圖。
1、101、201、301、401輪轂2軸承3等速自在接頭4、404外側(cè)接合部材5～8滾動面9、10滾珠11、11、211、311、411輪轂的小徑端部12、112、212、312、412內(nèi)環(huán)13外環(huán)14車輪安裝凸緣15輪轂螺栓16車體安裝凸緣17、18封環(huán)19加固部20、120、220內(nèi)側(cè)端面21搖動式打孔器22開口部23軸部24、25鋸齒部26貫穿孔27螺帽28、428外側(cè)接合部材的肩部
130、230、330、430塑性變形部131、231、331、431凹凸部316小徑段部318軸部端面400、600擴(kuò)徑工具518圓筒狀連結(jié)部材軸承2，為在多列的滾動面5～8間組入的多列的滾動體9、10，構(gòu)成主要部的多列的斜角滾珠軸承。該軸承裝置，多列的滾動面7、8之中，有一滾動面7在輪轂101的外周面直接形成，另一滾動面8在輪轂101的小徑端部111嵌合的內(nèi)環(huán)112的外周面形成。多列的滾動面5、6在外環(huán)13的內(nèi)周面形成。
輪轂101，有安裝車輪用的車輪安裝凸緣14，在該車輪安裝凸緣14的圓周方向每等間隔，植設(shè)固定輪盤用的輪轂螺栓15。外環(huán)13有安裝車體(未圖標(biāo))的車體安裝凸緣16，該車體安裝凸緣16，以螺栓固定在由車體懸架裝置延伸下來的鉤爪(knuckle)。
又，在軸承2的兩端開口部，在外環(huán)13與輪轂101及內(nèi)環(huán)112的環(huán)狀空間，有一對封環(huán)17、18嵌合在外環(huán)13的端部內(nèi)徑，以防止內(nèi)部充填的潤滑油泄漏，或外部的水或雜物浸入。
在該軸承裝置，內(nèi)環(huán)112嵌合在輪轂101的小徑端部111的外周，將該輪轂101的小徑端部111擴(kuò)徑加固使塑性變形，在輪轂101的小徑端部111與內(nèi)環(huán)112之間形成塑性變形部130結(jié)合二者。依該擴(kuò)徑加固的塑性變形部130，使輪轂101與多列的軸承2一體化，利用該塑性變形部130防止內(nèi)環(huán)112的脫出，及軸承2的預(yù)壓管理。
該輪轂101的小徑端部111的擴(kuò)徑加固，為在輪轂101的小徑端部111的外周面，形成如凹槽(rollet)加工等的凹凸部131(凹凸部131的形成范圍用x印表示)。由該小徑端部111的內(nèi)徑側(cè)利用擴(kuò)徑，將該凹凸部131嵌進(jìn)內(nèi)環(huán)112的內(nèi)周面，使輪轂101與內(nèi)環(huán)112依塑性變形結(jié)合。
又，該凹凸部131的形狀為任意者，滾花狀以外，亦有采用在圓周方向的多個處所形成軸方向的齒(鋸形或鍵槽形)。又，凹凸部在內(nèi)環(huán)112的內(nèi)周面形成，由輪轂101的小徑端部111的內(nèi)徑側(cè)擴(kuò)徑，把上述凹凸部嵌入小徑端部111的外周面，使輪轂101與內(nèi)環(huán)112塑性變形結(jié)合亦可。
為該擴(kuò)徑加固，有必要如圖2所示，將輪轂101的小徑端部111與內(nèi)環(huán)112塑性變形結(jié)合而成的結(jié)合部132的內(nèi)徑Ψd2，設(shè)定成較外側(cè)部份(鋸齒部預(yù)定部份)的內(nèi)徑Ψd1小。
如此，因輪轂101與內(nèi)環(huán)112的結(jié)合部132的內(nèi)徑Ψd2，小于外側(cè)部份(鋸齒部預(yù)定部份)的內(nèi)徑Ψd1，故要預(yù)先在輪轂101的內(nèi)周面形成鋸齒部有困難。因此，改用如圖3所示，在輪轂101與內(nèi)環(huán)112塑性變形結(jié)合的擴(kuò)徑加固后，旋削輪轂101的內(nèi)徑部份(圖中交差斜線部份)，再如圖4所示，用拉削(broach)加工法，在輪轂101的內(nèi)周面形成鋸齒部25。
等速自在接頭3，包括容器部22，收容內(nèi)側(cè)接頭部材、球體及保持器；以及外側(cè)接合部材4，為由該容器部22沿軸方向一體化延伸而成的軸部23，其外周面形成鋸齒部24。將該外側(cè)接合部材4的軸部23插入輪轂101的貫通孔26，使在軸部23的外周面及貫通孔26的內(nèi)周面，形成的鋸齒部24、25嵌合，成為可傳達(dá)扭力。在該端部用螺帽27固結(jié)，將等速自在接頭3在輪轂101固定。
在該軸承裝置，利用輪轂101與內(nèi)環(huán)112的塑性變形部130，防止內(nèi)環(huán)的拔脫及軸承2預(yù)壓管理。因軸承2的預(yù)壓管理，由輪轂101的擴(kuò)徑加固的塑性變形部130執(zhí)行，所以，螺帽27的在外側(cè)接合部材4的固結(jié)，無必要負(fù)軸承2的預(yù)壓管理，螺帽27的固結(jié)只在外側(cè)接合部材4不會自輪轂101拔脫的程度。
如上述，輪轂101與內(nèi)環(huán)112用擴(kuò)徑加固的塑性變形部130結(jié)合，在輪轂101的小徑端部111嵌合的內(nèi)環(huán)112的內(nèi)側(cè)端面120，與外側(cè)接合部材4的肩部28對接的狀態(tài)，外側(cè)接合部材4的軸部23可用螺帽27固定于輪轂101。因外側(cè)接合部材4的肩部28對接的內(nèi)環(huán)112的內(nèi)側(cè)端面120為平坦面，故外側(cè)接合部材4的軸部23，用螺帽27固結(jié)于輪轂101，外側(cè)接合部材4的肩部28亦不會與內(nèi)環(huán)112的內(nèi)側(cè)端面120發(fā)生磨損。又，在內(nèi)環(huán)112的內(nèi)側(cè)端面120與外側(cè)接合部材4的肩部28之間，沒有如先前的有防止搖動的加固部存在，故能夠縮短軸承裝置的軸方向的長度。
又，在外側(cè)接合部材4的肩部28與鋸齒部24之間，因在輪轂101擴(kuò)徑加固后，旋削輪轂101的內(nèi)徑，在輪轂101的內(nèi)徑與外側(cè)接合部材4的外徑之間，形成插入接頭133。因該輪轂101與外側(cè)接合部材4形成插入接頭133可形成對力矩負(fù)荷剛性高的軸承裝置。
圖5標(biāo)本發(fā)明的軸承裝置的另一實施例。為擴(kuò)徑加固的輪轂201與內(nèi)環(huán)212的塑形變化部230的形成位置與圖1的實施例不同。即，圖1的實施例，為在輪轂101的小徑端部111的外周面嵌合內(nèi)環(huán)112，將該內(nèi)環(huán)112的內(nèi)徑側(cè)配設(shè)的輪轂101的小徑端部111擴(kuò)徑加固，在內(nèi)側(cè)位置形成輪轂101與內(nèi)環(huán)112的塑性變形部130的場合。
相對地，圖5的實施例，為延長內(nèi)環(huán)212的外側(cè)，在該延長的小徑端部211的外周面嵌合輪轂201，將輪轂201的內(nèi)徑側(cè)配設(shè)的內(nèi)環(huán)212的小徑端部211擴(kuò)徑加固，在外側(cè)位置形成輪轂201與內(nèi)環(huán)212的塑性變形部230的構(gòu)造。
該圖5的實施例與圖1的實施例同樣，將該內(nèi)環(huán)212的小徑端部211擴(kuò)徑加固產(chǎn)生塑性變形，在內(nèi)環(huán)212的小徑端部211與輪轂201之間形成塑性變形部230，把二者結(jié)合。因該擴(kuò)徑加固的塑性變形部230，將輪轂201與多列的軸承2一體化，利用該塑性變形變部230防止內(nèi)環(huán)212的拔脫，及進(jìn)行軸承2的預(yù)壓管理。
為該內(nèi)環(huán)212的小徑端部211的擴(kuò)徑加固，在內(nèi)環(huán)212的小徑端部211的外周面，形成如凹槽加工的凹凸部231(凹凸部231的形成范圍用x印表示)。由該小徑端部211的內(nèi)徑側(cè)擴(kuò)徑使該凹凸部231嵌入輪轂201的內(nèi)徑面，進(jìn)行輪轂201與內(nèi)環(huán)212塑性變形之結(jié)合。為進(jìn)行該擴(kuò)徑加固，如圖6所示，有必要將輪轂201與內(nèi)環(huán)212的小徑端部211，塑性變形結(jié)合的結(jié)合部232的內(nèi)徑Ψd2，設(shè)定成比內(nèi)側(cè)部分的內(nèi)徑Ψd1小。
如上述，輪轂201與內(nèi)環(huán)212的結(jié)合部232的內(nèi)徑Ψd2，小于內(nèi)側(cè)部分的內(nèi)徑Ψd1，要在內(nèi)環(huán)212的內(nèi)周面預(yù)先形成鋸齒部25有困難。所以，如圖7所示，在輪轂201與內(nèi)輪212塑性變形結(jié)合的擴(kuò)徑加固后，將內(nèi)環(huán)212的內(nèi)徑(圖中繪交差線部分)旋轉(zhuǎn)切削，再如圖8所示，用拉削加工內(nèi)輪212的內(nèi)周面形成鋸齒部25。
本實施例，亦利用擴(kuò)徑加固形成塑性結(jié)合部230結(jié)合輪轂201與內(nèi)環(huán)212。內(nèi)環(huán)212的內(nèi)側(cè)端面220與外側(cè)接合部材4的肩部，成對接的狀態(tài)，等速自在接頭3的外側(cè)接合部材4的軸部23，可用螺帽固定于輪轂201。因外側(cè)接合部材4的肩部28，對接的內(nèi)環(huán)212的內(nèi)側(cè)端面220為平坦面，故外側(cè)接合部材4的軸部23，用螺帽結(jié)付于輪轂201，外側(cè)接合部材4的肩部28與內(nèi)環(huán)212的內(nèi)側(cè)端面220，也不會發(fā)生磨損。又，在內(nèi)環(huán)212的內(nèi)側(cè)端面220與外側(cè)接合部材4的肩部28之間，沒有如從前的有防止搖動的加固部存在，故能夠縮短軸承裝置的軸方向的長度。
又，在外側(cè)接合部材4的肩部28與鋸齒部24之間，有內(nèi)環(huán)212的內(nèi)徑與外側(cè)接合部材4的軸部23之間形成插入接頭233(socketjoint)。如上述，因內(nèi)環(huán)212與外側(cè)接合部材4形成插入接頭233，可容易地形成對力矩負(fù)荷剛生高的軸承裝置。
圖9標(biāo)輪轂201、等速自在接頭3與軸承2一體化的軸承裝置，與圖5的軸承裝置不同之點為，多列的滾動面7、8之中，有一方的滾動面8在等速自在接頭3的外側(cè)接合部材4的外周一體形成。圖9所示的軸承裝置，為將中空的外側(cè)接合部材4的軸部23，內(nèi)嵌入輪轂201，同時，在輪轂201的內(nèi)周面形成凹凸部231，再擴(kuò)徑軸部23嵌入該凹凸部231，然后，加固該嵌合部使輪轂201與外側(cè)接合部材4塑性結(jié)合。該軸承裝置，與鋸齒部式相比，可防止嵌合部的松動，更能抑制嵌合部的磨損，故可提升組件的耐久性及操縱安定性。
然而，該軸承裝置，多列的滾動面7、8之中，在形成一個滾動面7的輪轂201的內(nèi)周面，形成凹凸部231，在該輪轂201內(nèi)周嵌入外側(cè)接合部材4的軸部23。同時擴(kuò)徑嵌合凹凸部231，為加固嵌合部使輪轂201與外側(cè)接合部材4塑性結(jié)合，在擴(kuò)徑之際，由于輪轂201膨脹招致滾動面7的尺寸變形，軸承的間隙不一，有可能難以精密維持適切的預(yù)壓量。
因此，圖10所示的構(gòu)造的軸承裝置較佳。該軸承裝置的輪轂301，在內(nèi)周面形成凹凸部331，再依熱處理使其表面硬度硬化至60HRC。熱處理的方法，用可局加熱且容易設(shè)定硬化層深度的高頻率感應(yīng)加熱較適合。又，凹凸部331，可用多列的溝互相直交的形狀，如圖11(a)為互相傾斜的溝，圖11(b)標(biāo)軸方向及圓周方向的溝形成方格狀網(wǎng)。
軸承2的多列的滾動面7、8之中，一方的滾動面8在外側(cè)接合部材4的外周面一體形成。另一方的滾動面7，在嵌合于外側(cè)接合部材4的別體的內(nèi)環(huán)312的外周面形成。中空的外側(cè)接合部材4的軸部23，具有壓入內(nèi)環(huán)312的小徑段部316，以及與輪轂301嵌合的塑性變形部330。壓入小徑段部316的內(nèi)環(huán)312，用軸部23的端面318與輪轂301對頂?shù)臓顟B(tài)挾持。塑性變形部330則嵌入輪轂301，同時將該塑性變形部330擴(kuò)徑，與輪轂301的凹凸部331咬合，加固該塑性變形部330以結(jié)合輪轂301與外側(cè)接合部材4。
在外側(cè)接合部材4，由與封環(huán)18折接的封環(huán)基部至滾動面8，及小徑段部316全部施以表面硬化處理。硬化處理的方法，以高頻感應(yīng)加熱的淬火較佳。又，施予擴(kuò)徑的塑性變形部330，不需淬火，鍛造后的材料的表面硬度為10～30HRC，與輪轂301的凹凸部331的表面硬度60HRC的硬度差，設(shè)定在30HRC以上較佳。如此，在塑性變形部330，與凹凸部331咬合，在凹凸部331的先端形成強固的塑性結(jié)合。
圖12標(biāo)用以形成塑性變形部330的工具400，在軸400a的先端一體形成大徑部400b。該大徑部400b的直徑較前述軸部23的內(nèi)徑，大所定的量，一面支持外側(cè)接合部材4的開口部，一面將大徑部400b貫入軸部23，將該軸部23擴(kuò)徑形成塑性變形部。
圖13標(biāo)另一實施例的軸承裝置。該軸承裝置，為輪轂401、軸承2及等速自在接頭3一體化的構(gòu)造。在輪轂401的外周面形成外側(cè)滾動面7，及壓入別體的內(nèi)環(huán)412的小徑段部411，以及嵌合等速自在接頭3的外側(cè)接合部材404的塑性變形部430。在壓入該輪轂401的小徑段部411的內(nèi)環(huán)412的外周面，形成外側(cè)的滾動面8。
等速自在接頭3，在外側(cè)接合部材404的開口部422的內(nèi)周，形成凹凸部431，再以熱處理使表面硬度硬化至60HRC。熱處理的方法，以能夠局部加熱，比較容易設(shè)定硬化層深度的高頻率感應(yīng)加熱的淬火較合適，但浸碳淬火的表面硬化處埋也可以。又，凹凸部431，為如前述的多列的溝直交形成的方格網(wǎng)狀。
將輪轂402的中空狀小徑段部411的端部擴(kuò)徑，使嵌入外側(cè)接合部材404的凹凸部431，以塑性結(jié)合輪轂401與外側(cè)接合部材404。施行擴(kuò)徑的小徑段部411的端部，為未淬火的狀態(tài)，其鍛造后的材料表面硬度為10～30HRC，與前述的外側(cè)接合部材404的凹凸部431的表面硬度60HRC，其硬度差設(shè)定在30HRC以上。在輪轂402的封環(huán)17折接的封環(huán)基部到滾動面7，及小徑段部411全部施予高頻率感應(yīng)加熱的淬火的表面硬化處理。又，圖中未示出，在中空狀的輪轂402或外側(cè)接合部材404的小徑段部411的端部內(nèi)徑，裝設(shè)終端蓋，以防止封入等速自在接頭內(nèi)部的潤滑油外泄，及外部的灰塵侵入。
與前述的實施例周樣地，把別體的內(nèi)環(huán)412壓入輪轂402的小徑段部411，與肩部428及外側(cè)接合部材404的端面對頂?shù)臓顟B(tài)挾持。一面支持輪轂402，就可利用前述的擴(kuò)徑工具400由小徑段部411的端部壓入，進(jìn)行擴(kuò)徑。因內(nèi)環(huán)412為對頂狀態(tài)挾持之故，精良的組件組合之際可提高精度，可行精密的預(yù)壓管理。軸承2的間隙管理，依輪轂402的滾動面7的外徑與肩部428間的尺寸(溝間距)，及內(nèi)環(huán)412的滾動面8的外徑與小徑端面間的尺寸(溝間距)決定，該些部位，用描摹所定形狀、尺寸的磨石同時研磨，所以能夠無誤差精度良好地完成。
又，圖13所示實施例的場合，因塑性變形部離開滾動面，不只能防止擴(kuò)徑產(chǎn)生的變形，亦能抑制等速自在接頭內(nèi)部升溫產(chǎn)生的熱影響軸承。本專利申請人做的耐久試驗結(jié)果，在這種構(gòu)造，與輪轂的中空構(gòu)造的放熱效果結(jié)合，可抑制約10℃的升溫。軸承的內(nèi)部溫度10℃的差異，可大幅提升潤滑油的耐久性，飛躍的提高軸承壽命。
圖14標(biāo)其它實施例的軸承裝置，該軸承裝置亦將輪轂301、多列的軸承2，及等速自在接頭3一體化的構(gòu)造。在輪轂301的內(nèi)周面形成凹凸部331，與內(nèi)環(huán)312的對接面合并，以熱處理將表面硬度硬化至60HRC左右。熱處理仍以前述的高頻率感應(yīng)加熱的淬火較佳。硬化層如圖中的交叉線所示。
多列的軸承2，由外環(huán)13及一對的內(nèi)環(huán)312、412，以及多列的滾珠9、10構(gòu)成。在外環(huán)13的內(nèi)周形成多列的滾動面5、6；在內(nèi)環(huán)312、412的外周，分別形成與外環(huán)13的滾動面5、6，相對的滾動面7、8。在外側(cè)接合部材404的肩部428的內(nèi)周面，形成凹凸部431，與內(nèi)環(huán)412的對接面合并，以熱處理將表面硬度硬化至60HRC左右，熱處方式如上述，高頻率感應(yīng)加熱的淬火產(chǎn)生的硬化層如圖中交叉線所示。
軸承2的內(nèi)環(huán)312、412，用外側(cè)接合部材404的肩部428與輪轂301對頂?shù)臓顟B(tài)挾持、外嵌于中空的圓筒狀連結(jié)部材518，同時擴(kuò)徑該圓筒狀連結(jié)部材518的相當(dāng)于嵌合部的內(nèi)徑518a、518b，與輪轂301的凹凸部331及外側(cè)接材404的凹凸部431咬合，使輪轂301與外側(cè)接合部材404與圓筒狀連結(jié)部材518塑性結(jié)合。
要擴(kuò)徑的圓筒狀連結(jié)部材518為未經(jīng)淬火的狀態(tài)，其材料表面硬度為10～30HRC，與輪轂301的凹凸部331及外側(cè)接合部材404的凹凸部431的表硬度60HRC的硬度差，設(shè)定在30HRC以上較佳。如此，圓筒狀連結(jié)部材518容易咬入凹凸部331、431，在凹凸部331、421的先端無潰損，可強固地塑性結(jié)合。
圖15標(biāo)圓筒狀連結(jié)部材518的內(nèi)徑擴(kuò)徑的工程的說明圖。擴(kuò)徑工具600由外側(cè)接合部材404的開口422側(cè)貫入圓筒狀連結(jié)部材518。擴(kuò)徑工具600的先端大徑部600a，其直徑設(shè)定成較圓筒狀連結(jié)部材518內(nèi)的內(nèi)徑尺寸大所定之量。一面支持輪轂301的外側(cè)端面，將該大徑部600a貫入圓筒狀連結(jié)部材518的內(nèi)徑，就可以擴(kuò)大圓筒連結(jié)部材518的外徑。
圓筒連結(jié)部材518的內(nèi)徑518a、518b，實質(zhì)上為同一大小，故可用單一的擴(kuò)徑工具600完成擴(kuò)徑工程。如此，把擴(kuò)徑工具600由外側(cè)接合部材404的開口422貫入時，圓筒連結(jié)部材518的內(nèi)徑518a部分，會稍為向外側(cè)延長，其回彈會向挾持內(nèi)環(huán)312、412的方向收縮。如初期設(shè)定的預(yù)壓量未減小，擴(kuò)徑時如輪轂301發(fā)生膨脹，軸承2的預(yù)壓量不會變動。
圓筒狀連結(jié)部材518的內(nèi)徑518a、518b，雖無同一尺寸的必要，這種場合，有必要將靠外側(cè)接合部材404的開口422側(cè)的內(nèi)徑518b做成比內(nèi)徑518a大，由該大內(nèi)徑側(cè)用兩種有大徑部的擴(kuò)徑工具貫入；或用二種擴(kuò)徑工具分成兩個工程進(jìn)行擴(kuò)徑。
如擴(kuò)徑工具600的大徑部600a的外徑尺寸為ΨD，擴(kuò)徑部分為ΨD＇，則設(shè)定ΨD＇＝0.05～0.30ΨD的范圍，該ΨD＇在0.05ΨD以下時，不能使圓筒連結(jié)部材充分地嵌入凹凸部，無法滿足所望的引拔耐力(100KN)；在0.30ΨD以上，則擴(kuò)徑作業(yè)所需壓力太大，顯著降低作業(yè)性。
軸承2的間隙管理，依在外環(huán)13的內(nèi)周形成的多列的滾動面5、6的溝間距，在內(nèi)環(huán)312、412的外周形成的滾動面7、8至小徑端面間的尺寸(溝間距)、滾動面7、8的直徑尺寸，以及使用滾珠(ball)的外徑來決定。在本例所示的軸承，因使用一對標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)環(huán)，量產(chǎn)性佳，能夠無誤差精度良好地完工。
本實施例的場合，因塑性變形部與滾動面分離，故不只可防擴(kuò)徑發(fā)生的變形，亦可抑制等速自在接頭內(nèi)部升溫的熱影響軸承。依本專利案申請人的耐久試結(jié)果，在該構(gòu)造，與裝置的中空構(gòu)造的放熱效果相加，確認(rèn)約可抑制升溫10℃。軸承的內(nèi)部溫度10℃的差異，可大幅提升潤滑油的耐久性，并飛躍地提高軸承壽命。
輪轂因需重復(fù)承受力負(fù)荷，故用抗曲強度高的材料較佳，但如直接在外周形成滾動面的構(gòu)造，則需滿足機械性的強度與轉(zhuǎn)動疲勞壽命兩項，對適合鍛造的材料就無太多可選擇，一般，以后者的轉(zhuǎn)動疲勞壽命與鍛造性為優(yōu)先考慮，使用碳素C含量0.40～0.70的中碳鋼的場合較多。
權(quán)利要求
1.一種驅(qū)動車輪用軸承裝置，其特征為，輪轂與多列的軸承一體化，在輪轂或該軸承的內(nèi)環(huán)介著扭力傳達(dá)手段，其內(nèi)嵌入等速自在接頭的外部接合部材；上述多列的軸承的滾動面中，至少有一方的滾動面在與輪轂嵌合的別體的內(nèi)環(huán)形成，在該輪轂或內(nèi)環(huán)的任一方的嵌合面形成凹凸部，且在該凹凸部嵌合他方的嵌合面，使該輪轂與內(nèi)環(huán)依塑性變形結(jié)合。
2.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動車輪用軸承裝置，其特征為，該輪轂或內(nèi)環(huán)之中，配裝于內(nèi)側(cè)的任一方的內(nèi)徑，與上述外部接合部材的外徑之間，形成插入接頭。
3.一種驅(qū)動車輪用軸承裝置的制造方法，其特征為，輪轂與多列的軸承一體化；在該輪轂介著扭力傳達(dá)手段其內(nèi)嵌入等速自在接頭的外側(cè)接合部材；上述多列的軸承的滾動面中，至少有一滾動面在與輪轂嵌合的別體的內(nèi)環(huán)形成；在該輪轂或內(nèi)環(huán)的任一方的嵌合面形凹凸部，且在該凹凸部嵌合他方的嵌合面，使輪轂與內(nèi)環(huán)依塑性變形結(jié)合；再依所定的尺寸切削結(jié)合部的內(nèi)徑，與該外側(cè)接合部材之間形成插入接頭。
4.如權(quán)利要求3所述的驅(qū)動車輪用軸承裝置的制造方法，其特征為，上述輪轂與內(nèi)環(huán)塑性變形結(jié)合后，在該輪轂或內(nèi)環(huán)的內(nèi)徑形成鋸齒部，再把上述外側(cè)接合部材嵌入。
5.一種驅(qū)動車輪用軸承裝置，其構(gòu)成包括輪轂，在其一端有車輪安裝凸緣一體化成形；及外方部材，其內(nèi)周形成多列的滾動面；及內(nèi)方部材，在該外方部材的滾動面的對面，其外周形成相對的多列的滾動面；及軸承，包含在上述外方部材與內(nèi)方部材的滾動面間各別收容的多列的滾珠；以及與等速自在接頭的外側(cè)接合部材一體化，傳達(dá)該外側(cè)接合部材的回轉(zhuǎn)至該輪轂，并支承該輪轂對車體自在回轉(zhuǎn)的軸承裝置；該驅(qū)動車輪用軸承裝置的特征為，在該內(nèi)方部材形成的多列的滾動面之中，至少有一方在別體的內(nèi)環(huán)形成；在該輪轂與外側(cè)接合部材的嵌合部的外徑側(cè)配設(shè)的部材，形成硬化處理后的凹凸部，并將配設(shè)于內(nèi)徑側(cè)的部材擴(kuò)徑，使凹凸部嵌合，加固該嵌合部使該輪轂與外側(cè)接合部材塑性結(jié)合。
6.如權(quán)利要求5所述的驅(qū)動車輪用軸承裝置，其特征為，在該外側(cè)接合部材外嵌該別體的內(nèi)環(huán)，在上述內(nèi)方部材形成的多列的滾動面中，有一方在該外側(cè)接合部材的外徑一體成形。
7.如權(quán)利要求5所述的驅(qū)動車輪用軸承裝置，其特征為，在該輪轂外嵌該別體的內(nèi)環(huán)，在內(nèi)方部材形成的多列的滾動面中，有一方在該輪轂的外徑一體成形。
8.如權(quán)利要求5所述的驅(qū)動車輪用軸承裝置，其特征為，在輪轂與外側(cè)接合部材的嵌合部，該內(nèi)徑側(cè)配設(shè)的部材為中空。
9.如權(quán)利要求5所述的驅(qū)動車輪用軸承裝置，其特征為，在該輪轂與外側(cè)接合部材的嵌合部的內(nèi)徑側(cè)配設(shè)的部材與前述凹凸部，表面的硬度差設(shè)定在30HRC以上。
10.如權(quán)利要求5所述的驅(qū)動車輪用軸承裝置，其特征為，該輪轂與外側(cè)接合部材，在軸方向以對頂?shù)臓顟B(tài)挾持該別體的內(nèi)環(huán)。
11.一種驅(qū)動車輪用軸承裝置，為與車輪安裝置凸緣一體化成形的輪轂，及多列的軸承，及等速自在接頭的外側(cè)接合部材單元化，支承車輪對車體自在回轉(zhuǎn)的裝置；該驅(qū)動車輪用軸承裝置的特征為，在圓筒狀連結(jié)部材個別外嵌前述輪轂與外側(cè)接合部材及軸承，用輪轂與外側(cè)接合部材挾持該軸承，且擴(kuò)徑該圓筒狀連結(jié)部材，使與該些輪轂與外側(cè)接合部材的內(nèi)徑形成的凹凸部嵌合，將輪轂與外側(cè)接合部材及圓筒狀連結(jié)部材塑性結(jié)合。
12.如權(quán)利要求11所述的驅(qū)動車輪用軸承裝置，其特征為，在上述輪轂與外側(cè)接合部材的內(nèi)徑形成的凹凸部表面，形成硬化層。
13.如權(quán)利要求12所述的驅(qū)動車輪用軸承裝置，其特征為，在該輪轂與外側(cè)接合部材的內(nèi)徑形成的凹凸部，與該圓狀連結(jié)部材的表面硬度差，設(shè)定為30HRC以上。
14.如權(quán)利要求12所述的驅(qū)動車輪用軸承裝置，其特征為，在與該軸承對接的上述輪轂與外側(cè)接合部材的對接面，形成硬化層。
15.如權(quán)利要求11至14中的任一所述的驅(qū)動車輪用軸承裝置，其中的軸承具備一個外環(huán)，在外周與車體安裝凸緣一體成形，在內(nèi)周形成多列的滾動面；及一對內(nèi)環(huán)，在上述多列的滾動面的對面，分別在外周分別形成滾動面；及多列的滾珠，收容于上述多列的滾動面之間；及保持器，保持滾珠自在滾動；以及封環(huán)，裝設(shè)于該外環(huán)的端部。
16.如權(quán)利要求5或11所述的驅(qū)動車輪用軸承裝置，其特征為，該軸承的內(nèi)部間隙成負(fù)值的管理。
全文摘要
本發(fā)明提供一種輪轂與等速自在接頭的結(jié)合不會松動、軸承的剛性強且小型化的驅(qū)動車輪用軸承裝置。該驅(qū)動車輪用軸承裝置，是將輪轂與多列的軸承一體化，該一體化的輪轂，介著鋸齒部，內(nèi)嵌等速自在接頭的外側(cè)接合部材。該多列的軸承的內(nèi)側(cè)滾動面之中，至少有一方在嵌于輪轂的別體的內(nèi)環(huán)形成。在該輪轂的外周面形成凹凸部，并在輪轂擴(kuò)徑加固時，將內(nèi)環(huán)的內(nèi)周面嵌入凹凸部，使該輪轂與內(nèi)環(huán)依此塑性變形部結(jié)合。
文檔編號F16C35/063GK1463230SQ02802036
公開日2003年12月24日 申請日期2002年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月13日
發(fā)明者田島英兒, 福島茂明, 梅木田光, 小倉博幸 申請人:Ntn株式會社