用于组装车轮轴承设备的方法与流程

本发明涉及一种用于组装在车辆诸如汽车中使用的车轮轴承设备的方法。

背景技术：

在于车辆诸如汽车中使用的车轮轴承设备中，在外环部件和内环部件之间的轴承内部空间中设置润滑剂诸如油脂。在泥浆水或者异物侵入轴承内部空间中的情形中，引起了油脂的劣化、构件生锈以及轴承使用寿命缩短。因此，为了防止油脂从轴承内部空间泄漏并且防止泥浆水或者异物从外侧侵入轴承内部空间中，车轮轴承设备设有密封单元。

作为用于车轮轴承设备的密封单元，已知一种通常称为填料密封(pack seal)的毂密封。毂密封包括密封部件和抛油环。密封部件被固定在外环部件的端部处的开口处。密封部件包括包括侧唇和径向唇的至少两个密封唇。抛油环固定到内环部件的抛油环装配面。抛油环具有L形截面，并且包括圆筒部分和平坦板部分(见日本专利申请公布特开2005-291485(JP 2005-291485 A))。

在毂密封的径向唇与抛油环的圆筒部分的外周滑动接触的同时，毂密封的侧唇与抛油环的平坦板部分在轴承内部空间侧上的侧面滑动接触。密封部件和抛油环被附接在外环部件和内环部件之间的轴承内部空间的开口处，从而密封部件在与轴承内部空间相反的侧上的端部和抛油环在与轴承内部空间相反的侧上的侧面被同时挤压。

通常，在毂密封中，设定在侧唇和抛油环的平坦板部分在轴承内 部空间侧上的侧面之间的过盈，使得当密封部件在与轴承内部空间相反的侧上的端部和抛油环在与轴承内部空间相反的侧上的侧面被布置在同一平面上时，过盈是适当的值。

作为车轮轴承设备，已知一种第三代单元式车轮轴承设备，它包括附接到车体并且设置在外环部件的车辆内侧上的附接凸缘并且包括设置在用作内环部件的毂主轴的车辆外侧上的车轮附接毂凸缘。当上述毂密封被附接在第三代单元式的车轮轴承设备的轴承内部空间的车辆外侧上的开口处时，同时从车辆外侧挤压密封部件和抛油环以附接密封部件和抛油环是不可能的(见日本专利申请公布特开2007-127243(JP 2007-127243 A))。

在组装附接到第三代单元式的车轮轴承设备的车辆外侧的毂密封的步骤中，抛油环被与密封部件分开地预先附接到毂主轴。然而，在毂主轴无任何用于限制抛油环在轴向方向上的位置的手段的结构中，难以在轴向方向上在毂主轴上的准确的位置处固定抛油环。因此，在毂密封中在侧唇和抛油环之间在轴向方向上的过盈可能是过量的或者不足的，并且结果，车轮轴承设备的密封单元可能并不具有足够的密封性能。

技术实现要素：

本发明提供一种用于容易地组装密封性能优良的车轮轴承设备的方法，该方法使得能够防止在组装步骤中在侧唇和密封单元的抛油环之间在轴向方向上的过盈发生过量和不足。

本发明的一个方面涉及一种用于组装车轮轴承设备的方法。该车轮轴承设备包括：外环部件，外环部件包括在其内周上的外环滚道；毂主轴，毂主轴包括在其外周上的内环滚道并且包括在其在轴向方向上的一侧上的端部处的毂凸缘，毂凸缘在径向方向上向外延伸，从而毂主轴的直径在毂凸缘处增加；多个滚动元件，所述多个滚动元件在 外环部件的外环滚道和毂主轴的内环滚道之间滚动；和密封单元，该密封单元密封轴承内部空间的在毂凸缘侧上的开口，轴承内部空间设置在外环部件和毂主轴之间，密封单元包括抛油环和密封部件，抛油环由金属制成，密封部件包括由金属制成的芯和由合成橡胶制成的密封部分，抛油环包括圆筒部分，圆筒部分挤压装配到毂主轴中的在内环滚道和毂凸缘之间的肩台外周面，并且抛油环包括圆盘部分，圆盘部分从圆筒部分的在毂凸缘侧上的端部在径向方向上向外延伸，从而抛油环的直径在圆盘部分处增加，密封部分包括侧唇，侧唇面对圆盘部分并且朝向圆盘部分延伸，从而侧唇的直径朝向圆盘部分增加，并且侧唇的在圆盘部分侧上的端部与圆盘部分在密封部分侧上的侧面适当过盈地滑动接触。该方法包括：设置定位夹具，从而定位夹具在轴向方向上的所述一侧上的侧面与毂凸缘在抛油环侧上的侧面接触，定位夹具具有分割成在周向方向上布置的多个局部部分的环形状，定位夹具在轴向方向上的宽度等于在圆盘部分在毂凸缘侧上的侧面和毂凸缘在抛油环侧上的侧面之间的距离，并且该距离被设定为获得适当的过盈；和附接抛油环，从而圆盘部分在毂凸缘侧上的侧面与定位夹具在轴向方向上的另一侧上的侧面接触。

本发明的以上方面涉及用于组装车轮轴承设备的方法，该车轮轴承设备包括：毂凸缘，毂凸缘设置在轴向方向上的一侧上，即，车辆外侧上，并且毂凸缘在径向方向上向外延伸从而在毂凸缘处毂主轴的直径增加；和密封单元，该密封单元密封轴承内部空间在毂凸缘侧上，即，车辆外侧上的开口。密封单元的密封部分包括侧唇，并且侧唇在抛油环的圆盘部分侧上，即，车辆外侧上的端部与抛油环的圆盘部分在密封部分侧上，即，车辆内侧上的侧面在轴向方向上过盈地滑动接触。

另外，设定在抛油环的圆盘部分在车辆外侧上的侧面和毂凸缘在抛油环侧上，即，车辆内侧上的侧面之间的距离，使得在轴向方向上的过盈变成适当的过盈。在根据本发明以上方面的组装方法中在将抛 油环附接到毂主轴的步骤中，使用具有与在圆盘部分在车辆外侧上的侧面和毂凸缘在车辆内侧上的侧面之间的距离相等的在轴向方向上的宽度的定位夹具。

设置抛油环，使得定位夹具在所述一侧上的侧面与毂凸缘在车辆内侧上的侧面接触。抛油环朝向车辆外侧移动以被挤压装配到毂主轴的肩台外周面。当抛油环移动到车辆外侧并且抛油环的圆盘部分在车辆外侧上的侧面与定位夹具在轴向方向上的另一侧上的侧面形成接触时，抛油环的附接完成。

因为如上所述抛油环被挤压装配到毂主轴，所以在抛油环的圆盘部分在车辆外侧上的侧面和毂凸缘在车辆内侧上的侧面之间的距离被准确地维持而不引起距离的变动。因此，在将抛油环附接到毂主轴的步骤中，能够防止在侧唇在车辆外侧上的端部和抛油环的圆盘部分在车辆内侧上的侧面之间在轴向方向上的过盈发生过量和不足。

而且，因为定位夹具被分割成在周向方向上布置的所述多个部分，所以定位夹具的所述多个局部部分能够在径向方向上移动。因此，在抛油环的附接完成之后，通过在径向方向上向外移动所述多个局部部分，定位夹具的所述多个局部部分能够容易地从毂主轴分离(即，移动离开毂主轴)。

在以上方面，定位夹具可以具有被分割成在周向方向上布置的两个局部部分的环形状；并且可以通过相对于毂主轴在径向方向上对称地移动所述两个局部部分而设置定位夹具的所述两个局部部分。

利用以上构造，定位夹具具有被分割成在周向方向上布置的所述两个局部部分的环形状，并且利用具有简单结构的移动单元，定位夹具的所述两个局部部分能够更加容易地在毂凸缘在车辆内侧上的侧面上在径向方向上移动从而定位夹具被附接和拆卸。

根据以上方面，能够提供用于容易地组装密封性能优良的车轮轴承设备的方法，该方法使得能够在组装步骤中防止在密封单元中在侧唇和抛油环之间的过盈发生过量和不足。

附图说明

将在下面参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中类似的数字表示类似的元件，并且其中：

图1是与根据本发明的实施例的用于组装车轮轴承设备的方法有关的车轮轴承设备的截面视图；

图2是与根据本发明的该实施例的用于组装车轮轴承设备的方法有关的车轮轴承设备的密封单元的放大截面视图；

图3是用于解释根据本发明的该实施例的用于组装车轮轴承设备的方法的解释性视图；并且

图4是用于根据本发明的该实施例的用于组装车轮轴承设备的方法的定位夹具的平面视图。

具体实施方式

将参考绘图描述本发明的实施例。在图1和2中，右侧示意外侧，而左侧示意内侧。在图3和4中，下侧示意外侧，而上侧示意内侧。在本说明书中，“内侧”意味着更加靠近车辆在车辆宽度方向上的中心线的侧，并且“外侧”意味着更加离开车辆在车辆宽度方向上的中心线的侧。注意，“内侧”和“外侧”将用于描述在车辆宽度方向上在两个或更多元件之间的相对位置关系。

图1是与根据本发明的该实施例的用于组装车轮轴承设备的方法有关的在车轮轴承设备1在其轴向方向上的截面视图。图2是图1所示与根据本发明的该实施例的用于组装车轮轴承设备的方法有关的车轮轴承设备1的密封单元的放大截面视图。在图1和2中，车轮轴承设备1包括外环部件10、毂主轴20、内环30、用作多个滚动元件的滚 珠40和两个保持架41。

外环部件10包括在它的内周上的两行外环滚道11和12。毂主轴20包括在它的外周上的第一内环滚道21。内环30包括在它的外周上的第二内环滚道31。用作所述两行滚动元件的滚珠40在外环部件10的一侧上的第一外环滚道11和毂主轴20的第一内环滚道21之间滚动并且在外环部件10的另一侧上的第二外环滚道12和内环30的第二内环滚道31之间滚动。所述两个保持架41以规定间隔保持所述两行滚珠40。

轴承内部空间2在毂主轴20和内环30的外周与外环部件10的内周之间形成。在轴承内部空间2中设置了油脂作为润滑剂。轴承内部空间2被密封单元50和帽70从外侧分离，密封单元50布置在毂凸缘22侧上的开口，即，外侧上的开口处，帽70被固定到外环部件10在内侧上的端部。

外环部件10由合金钢诸如S55C制成。外环部件10是环形体并且包括在其外周在内侧上的端部处的固定凸缘13。固定凸缘13在径向方向上向外延伸从而在固定凸缘13处外环部件10的直径增加。固定凸缘13用于将车轮轴承设备1附接到车体部件90。另外，外环部件10具有从固定凸缘13延伸到外侧的外环外周面15。固定凸缘13具有多个通孔14。附接螺栓91穿过(延伸通过)所述多个通孔14。在外环部件10的内周上，第一外环滚道11和第二外环滚道12分别设置在外侧和内侧上。

外环部件10在外侧上的端部是外环端面18。密封装配面19设置在外环部件10的内周在外侧上的端部处。

毂主轴20由合金钢诸如S55C制成。毂主轴20包括在其外周在轴向方向上的一侧上的端部，即，其外周在外侧上的端部处的毂凸缘22。 毂凸缘22在径向方向上向外延伸从而在毂凸缘22处毂主轴20的直径增加。用于固定制动盘92的多个毂螺栓94和车轮93嵌入在毂凸缘22中。在图1中，制动盘92和车轮93附接到车轮轴承设备1。

内环装配面23设置在毂主轴20的外周在轴向方向上的另一侧上的端部，即，毂主轴20的外周在内侧上的端部处。内环装配面23具有比毂主轴20的外周在轴向方向上的所述一侧上的相邻外周面的直径小的直径。第一内环滚道21设置在毂凸缘22和内环装配面23之间的外周上。在第一内环滚道21和毂凸缘22在内侧上的基部之间的肩台外周面具有平行于轴线的圆筒形状并且用作抛油环挤压装配面24(在下文中，抛油环挤压装配面24可以被称作“肩台外周面24”)。面对(与其相对)抛油环的面25(在下文中称为相对面25)设置在毂凸缘22在抛油环侧上的侧面处，该侧面从抛油环挤压装配面24在外侧上的端部在径向方向上向外延伸。相对面25是相对于轴线成直角地延伸的表面。

内环30是由轴承钢诸如SUJ2制成的环形体。内环30具有在其外周在轴线方向上的中央处的第二内环滚道31并且具有在其内周上的与第二内环滚道31同心的内面32。内环30的内面32被装配到毂主轴20的内环装配面23上，并且通过将毂主轴20在内侧上的端部铆紧，内环30在一侧上的端面被压接，并且因此，内环30被固定到毂主轴20。

密封单元50由密封部件51和抛油环60构成。密封部件51包括芯52和通过硫化与芯52一体地形成的密封部分53。芯52由金属制成并且是由金属诸如钢板制成的环形体。芯52包括圆筒部分54并且包括平坦板部分55，圆筒部分54装配到外环部件10的密封装配面19，平坦板部分55从圆筒部分54在内侧上的端部在径向方向上向内延伸，从而芯52的内周在平坦板部分55处缩小。

密封部分53由合成橡胶诸如丁腈橡胶(NBR)制成。密封部分53 包括相对于芯52的平坦板部分55在径向方向上的内侧而言的设置在内侧上的辅唇56和设置在外侧上的主唇57。另外，密封部分53包括相对于平坦板部分55而言设置在外侧上的侧唇58。侧唇58朝向外侧延伸从而侧唇58的直径朝向外侧增加。密封部件51固定到外环部件10从而芯52的圆筒部分54被装配到外环部件10的密封装配面19。

抛油环60由金属制成并且由金属板诸如不锈钢板形成。抛油环60是具有L形截面的环形体并且包括圆筒部分61和圆盘部分62，圆盘部分62从圆筒部分61在一侧上的端部在径向方向上向外延伸从而在圆盘部分62处抛油环60的直径增加。圆筒部分61的内周是主轴装配面63。主轴装配面63的直径稍微小于毂主轴20的抛油环挤压装配面24的直径。圆筒部分61的外周用作与密封部分53的主唇57滑动接触的径向滑动接触面64。圆筒部分61在内侧上的端面是内端面67，内端面67是相对于轴线成直角延伸的表面。

圆盘部分62在密封部分53侧上，即，内侧上的侧面是与密封部分53的侧唇58滑动接触的侧唇滑动接触面65。圆盘部分62在毂凸缘22侧上，即，外侧上的侧面是抛油环外侧面66。抛油环60附接到毂主轴20从而主轴装配面63被装配到在第一内环滚道21和毂主轴20中的毂凸缘22之间的肩台外周面24上。

密封部件51的辅唇56和主唇57的内周远端与抛油环60的径向滑动接触面64滑动接触。在密封部件51的侧唇58中，在圆盘部分62侧上，即，外侧上的远端59与抛油环60的侧唇滑动接触面65过盈地滑动接触。这里，设定在抛油环60的抛油环外侧面66和毂主轴20的相对面25之间的距离L，使得在侧唇58的远端59和抛油环60的侧唇滑动接触面65之间的过盈变成适当的规定的过盈Δ。

图3是用于解释根据本发明的该实施例的用于组装车轮轴承设备的方法的解释性视图。图4是用于根据本发明的该实施例的用于组装 车轮轴承设备的方法的定位夹具的平面视图，该平面视图是在图3中由箭头IV-IV示意的方向上看到的。根据本发明的该实施例的用于组装车轮轴承设备的方法的特征与用于将抛油环60附接到毂主轴20的方法有关。在下文中，将参考图2、3和4描述用于将抛油环60附接到毂主轴20的方法。用于将抛油环60附接到毂主轴20的方法是根据本发明的该实施例的用于组装车轮轴承设备的方法的特征。

定位夹具120由钢材料制成。如在图3和4中所示，定位夹具120是分割成两个半圆部分的圆盘，每一个半圆部分具有两个分割面124(换言之，定位夹具120是包括两个局部部分的圆盘)。定位夹具120的两个侧面是相对于轴线成直角延伸的第一和第二平面121和122。在第一平面121和第二平面122之间的距离，即，定位夹具120在轴向方向上的宽度B等于在抛油环60的抛油环外侧面66和毂主轴20的相对面25之间的距离L。如上所述，距离L示意在抛油环外侧面66和相对面25之间的距离，在该距离的情况下在侧唇58的远端59和抛油环60的侧唇滑动接触面65之间的过盈变成适当的规定的过盈Δ。

定位夹具120的内周面123的直径大于毂主轴20的抛油环挤压装配面24的直径。定位夹具120的每一个局部部分包括在它的外周上的一个位置处的移动结合部分125。移动结合部分125结合到定位夹具移动单元(未示出)。定位夹具移动单元能够在相对于轴线成直角地延伸的平面上在径向方向上对称地移动定位夹具120的所述两个局部部分。

挤压装配夹具110是由钢材料制成的带底杯形环体。挤压装配夹具110具有在它的打开侧上的远端处的抛油环挤压面111，抛油环挤压面111是相对于轴线成直角地延伸的表面。抛油环挤压面111的内周的直径稍微大于抛油环60的圆筒部分61的主轴装配面63的直径。另外，挤压装配夹具110具有在它的底侧上的端部处的压力接收面115，该压力接收面115是相对于轴线成直角延伸的表面。

在下文中，将描述根据本发明的该实施例的用于组装车轮轴承设备的程序。如在图3中所示，其中毂凸缘22、第一内环滚道21、内环装配面23、抛油环挤压装配面24等全部被分开地制造的毂主轴20被安装在基部100上从而毂凸缘22在外侧上的侧面26与基部100的上面101接触。

接着，定位夹具120的所述两个局部部分被设定在毂主轴20在径向方向上外侧的对称的位置处从而第一平面121与毂凸缘22的相对面25接触。然后，在第一平面121与毂凸缘22的相对面25接触的情况下，定位夹具120的所述两个局部部分被移动单元(未示出)在径向方向上向内移动。在定位夹具120的内周面123面对毂主轴20的抛油环挤压装配面24并且彼此面对的分割面124彼此接触的状态下，定位夹具120的移动停止以完成定位夹具120的布置。

接着，使用抛油环保持和移动单元(未示出)诸如构件供应机器人供应抛油环60，以将其布置成使得抛油环60的主轴装配面63在外侧上的端部接触毂主轴20的抛油环挤压装配面24在内侧上的端部。

挤压装配夹具移动单元(未示出)将挤压装配夹具110沿着轴线从毂主轴20的内侧上方朝向毂主轴20的外侧移动。接着，挤压主轴116朝向外侧延伸，并且挤压装配夹具110朝向外侧移动直至挤压装配夹具110的抛油环挤压面111接触抛油环60的内端面67。当挤压装配夹具110进一步朝向外侧移动以朝向外侧挤压抛油环60时，抛油环60的主轴装配面63在毂主轴20的抛油环挤压装配面24上朝向外侧移动以挤压装配抛油环60。

当挤压装配夹具110朝向外侧移动并且抛油环60的抛油环外侧面66与定位夹具120的第二平面122形成接触时，挤压装配夹具移动单元(即，缸(未示出))停止。当挤压装配夹具移动单元停止时，挤压主轴116的延伸和挤压装配夹具110的移动停止。因此，完成了抛油环60 到毂主轴20的附接。

在完成抛油环60的附接之后，挤压主轴116沿着轴线朝向内侧收缩并且挤压装配夹具110沿着轴线被移动单元(未示出)朝向内侧移动以离开毂主轴20。另外，定位夹具120的所述两个局部部分按照与相对于毂主轴20设定定位夹具120的所述两个局部部分的次序相反的次序从毂主轴20分离(即，所述两个局部部分移动离开毂主轴20)。

如上所述，根据本发明的该实施例，在所附接的抛油环60的圆盘部分62的抛油环外侧面66和毂凸缘22的相对面25之间的距离等于定位夹具120在轴向方向上的宽度B，并且该距离被准确地维持。这里，定位夹具120在轴向方向上的宽度B等于在圆盘部分62的抛油环外侧面66和毂凸缘22的相对面25之间的距离L，设定距离L，使得在侧唇58在外侧上的端部59和抛油环60的圆盘部分62的侧唇滑动接触面65之间的过盈变成适当的过盈Δ。

即，在完成密封单元50的组装之后，在侧唇58在外侧上的端部59和抛油环60的圆盘部分62的侧唇滑动接触面65之间的过盈变得基本等于适当的规定过盈Δ，并且通过将抛油环60附接到毂主轴20的步骤，能够防止发生过盈过量和不足。

另外，定位夹具120具有分割成在它的周向方向上布置的所述两个局部部分的环形状。定位夹具120能够容易地利用具有简单结构的移动单元在毂凸缘22在内侧上的相对面25上在径向方向上移动从而定位夹具120被附接和拆卸。

根据本发明的该实施例，在组装步骤中防止了在密封单元50中在侧唇58和抛油环60之间的过盈发生过量和不足。结果，能够提供用于容易地组装密封性能优良的车轮轴承设备1的方法。

在以上实施例中，定位夹具120被分割成所述两个半圆部分。然而，在本发明中，定位夹具120可以被分割成任何其它数目的局部部分，例如在周向方向上布置的四个局部部分。

在以上实施例中，挤压装配夹具110是带底杯形环体。然而，在本发明中，挤压装配夹具110可以是分割成在周向方向上布置的多个局部部分的环形体。另外，在以上实施例中，挤压装配夹具110的抛油环挤压面111挤压抛油环60的内端面67。然而，在本发明中，挤压装配夹具110的抛油环挤压面111可以挤压抛油环60的侧唇滑动接触面65。

在以上实施例中，滚动元件是滚珠。然而，在本发明中，滚动元件可以被其它滚动元件诸如锥形辊子取代。

在以上实施例中，通过将毂主轴20的端部铆紧，毂主轴20和内环30彼此一体化。然而，在本发明中，毂主轴20和内环30可以通过其它结合方法例如螺母紧固而被彼此一体化。

在以上实施例中，密封单元50包括辅唇56、主唇57和一个侧唇58。然而，在本发明中，密封单元50可以被任何其它种类的密封单元例如包括不同数目的侧唇的密封单元和无任何主唇的密封单元取代。

本发明不限于以上实施例并且可以在不偏离本发明的范围的情况下以各种实施例中实施。