车轮用轴承装置的制造方法
【专利说明】车轮用轴承装置
[0001]在2014年3月24日提出的日本专利申请2014-059877的说明书、附图及摘要作为参照而包含于此。
技术领域
[0002]本发明涉及一种降低旋转中的噪音的车轮用轴承装置。
【背景技术】
[0003]作为将车辆的车轮支承为能够旋转的车轮用轴承装置，使用图11所示的轮毂单元100。轮毂单元100中，具有用于安装车轮101的凸缘102的旋转轴103由多列角接触型滚珠轴承104支承为能够旋转。该轮毂单元100为了减少车辆行驶中的噪音，被要求顺畅的旋转。然而，存在在车辆的驾驶中驾驶员错误地进行方向盘操作而车轮101与路缘石发生碰撞的情况。此时，当由于碰撞而向轮毂单元100输入大的载荷时，在角接触型滚珠轴承104的滚道面上产生压痕，从而在车辆行驶中产生噪音。
[0004]以往，该噪音发生的原因可认为是由于滚珠105上行至肩106而在滚道面107的接近于肩106的部分产生压痕的缘故。因此，提出了通过将肩106的高度相对于滚珠105的直径的比率设定为0.25以上且小于0.50，来抑制滚珠的肩上行的结构(参照日本特开2012-31937)。肩上行是指滚珠与滚道面发生弹性接触而以该接触点为中心呈椭圆形地扩展的接触区域(以下简称为“接触区域”)从滚道面超出的现象。
[0005]即使在将肩的高度设定为日本特开2012-31937记载的程度的轴承装置中，也确认到了由于向车轮输入的冲击载荷的大小的不同仍产生噪音的情况。这是因为，当过大的推力载荷作用于车轮用轴承装置时，依然会产生滚珠的肩上行的缘故。
【发明内容】
[0006]本发明的目的之一是在过大的推力载荷输入时，完全防止滚珠的肩上行引起的压痕的产生，从而防止车轮用轴承装置的噪音的产生。
[0007]本发明的一方案的车轮用轴承装置的结构上的特征在于，包括:固定构件，绕着轴线具有多列固定侧滚道面；旋转构件，具有多列旋转侧滚道面，所述旋转侧滚道面与所述固定侧滚道面相对且与所述固定侧滚道面同轴地形成；及多列滚珠列，在彼此相对的所述多列固定侧滚道面与所述多列旋转侧滚道面之间分别在每一列滚动自如地配置多个滚珠而成，在车辆外侧的所述滚珠列的所述旋转侧滚道面上，接触角方向的母线的形状为圆弧，并且所述旋转侧滚道面的车辆外侧的肩的高度大于所述圆弧的曲率半径。
【附图说明】
[0008]前述及后述的发明的特征及优点通过下面的【具体实施方式】的说明并参照附图而明确，其中，相同的标号表不相同的部件。
[0009]图1是本发明的第一实施方式的轮毂单元的轴线方向的剖视图。
[0010]图2是用于说明本发明的第一实施方式的轴承部分的主要部分放大图。
[0011]图3是说明第一实施方式的轮毂单元的内侧滚道面的形状，并说明对该内侧滚道面进行磨削加工的方法的图。
[0012]图4是说明车轮碰撞到路缘石时的向车轮的负载的状态的图。
[0013]图5是说明车轮碰撞到路缘石时的第一实施方式的轮毂单元的滚珠与滚道面的接触状态的图。
[0014]图6是说明第二实施方式的轮毂单元的内侧滚道面的形状，并说明对该内侧滚道面进行磨削加工的方法的图。
[0015]图7是说明车轮碰撞到路缘石时的第二实施方式的轮毂单元的滚珠与滚道面的接触状态的图。
[0016]图8是用于说明第二实施方式的效果的、表示磨削加工时的内侧滚道面与砂轮的位置关系的主视图。
[0017]图9是用于说明第二实施方式的效果的从图8的左方观察到的侧视图。
[0018]图10是表示将第二实施方式的内侧滚道面以中心角为70°的方式形成时的截面形状的图。
[0019]图11是以往的轮毂单元的结构图。
【具体实施方式】
[0020]对于本发明的第一实施方式的轮毂单元5，参照图1至图3进行说明。图1是轮毂单元5的轴线方向的剖视图。图2是用于说明轴承部分的主要部分放大图。图3是说明轮毂单元5的内侧滚道面的形状，并说明对该内侧滚道面进行磨削加工的方法的图。
[0021]在该轮毂单元5安装于车辆时，图1的右手侧成为车辆的外侧，因此在以下的说明中，以右侧为外侧，以左侧为内侧进行说明。
[0022]轮毂单元5具有外圈6 (固定构件)、旋转构件3、多个滚珠7、8、保持器9、10。外圈6固定于车辆。旋转构件3与外圈6同轴地被旋转支承。滚珠7、8滚动自如地装入到外圈6与旋转构件3之间。保持器9、10将滚珠7、8沿圆周方向以规定的间隔配置。
[0023]外圈6通过S55C等碳素钢来制作。在外圈6的外周一体地形成凸缘部17。在凸缘部17上形成有沿轴线方向贯通的螺栓孔18。向螺栓孔18插入螺栓(省略图示)，通过螺纹紧固于车辆主体，而将轮毂单元5固定于车辆。
[0024]在外圈6的内周形成有2列外侧滚道面11、12。外侧滚道面11、12在通过车削加工而制作出形状之后，通过高频热处理而将表面淬火硬化成硬度60HRC左右。然后，外侧滚道面11、12通过研磨加工及超精加工而精密地完成。外侧滚道面11、12的轴线方向的截面形状为圆弧形状，其曲率半径都比滚珠7、8的半径稍大。
[0025]在外侧滚道面11、12的轴向两侧具有与该滚道面连续的圆筒面。以下，将该圆筒面称为“肩”。对于以下说明的内侧滚道面，“肩”也是指同样的圆筒面。
[0026]在外侧滚道面的轴线方向的两侧形成有肩13、14、15、16。肩13、14、15、16都是与外侧滚道面11、12同轴地形成的圆筒形状。在外侧滚道面11上，内侧的肩13的高度比外侧的肩14的高度低。在外侧滚道面12上，外侧的肩16的高度比内侧的肩15的高度低。需要说明的是，外侧滚道面上的肩的高度是从滚道面的槽底(直径最大的位置)起的与外圈6的轴线正交的方向的尺寸。
[0027]旋转构件3由轮毂轴21和向该内侧的轴端压入的内圈4构成。
[0028]轮毂轴21通过S55C等碳素钢来制作。角接触型的内侧滚道面22与轮毂轴21的轴线84同轴地形成在轮毂轴21的外周。内侧滚道面22的轴线方向的截面形状为圆弧形状。在内侧滚道面22的外侧形成有肩24。肩24是与内侧滚道面22同轴地形成的圆筒形状。肩24的高度设定得比滚珠8的半径大。内侧滚道面上的肩的高度是指从内侧滚道面22的槽底(直径最小的位置)到肩24的外周为止的半径方向的尺寸。
[0029]与轮毂轴21的轴线84同轴地形成的轴部25设置在内侧滚道面22的内侧。轴部25为圆筒形状，其外径尺寸与内侧滚道面22的最小直径大致相等，轴部25的一部分形成内侧滚道面22的内侧的肩。
[0030]直径比轴部25小的内圈嵌合部26与轴部25同轴地形成在轴部25的内侧端部。轴部25与内圈嵌合部26通过与轴线84垂直的方向的平面即台阶部27而连续。
[0031]在轮毂轴21的外侧的端部形成有圆盘状的凸缘2。在肩24与凸缘2连续的部分设有轴线方向截面为圆弧状的拐角圆角部75，确保相对于向凸缘2输入的弯曲载荷的强度。在凸缘2上设有多个用于安装车轮(图示省略)的螺栓28。圆筒形状的车轮安装部29同轴地设置在凸缘2的外侧侧面。在车轮安装部29的内周形成有凹部30。
[0032]在将轮毂单元5组装于车辆之后，车轮外嵌于车轮安装部29。然后，通过螺栓28将车轮紧固，从而紧固固定于凸缘2。
[0033]内圈4通过轴承钢来制作。在内圈4的外周形成有内侧滚道面31。在内侧滚道面31的轴线方向的两侧形成有肩32、33，内侧的肩33的高度比外侧的肩32的高度更高。
[0034]内侧滚道面31的轴线方向的截面形状为圆弧形状。内侧滚道面31的曲率半径比滚珠7的半径稍大。内圈4被进行淬火硬化处理，整体硬化成硬度60HRC左右。然后，内侧滚道面31被进行研磨加工及超精加工，精密地完成。
[0035]接着，通过图1、图2，说明轮毂单元5的整体结构。在向外圈6装配了密封件44之后，将轮毂轴21与外圈6同轴地组合。在彼此相对的外侧滚道面11与内侧滚道面31、及外侧滚道面12与内侧滚道面22之间，分别各装入多个滚珠7、8。
[0036]向各滚道面装入的滚珠7、8分别由保持器9、10保持。保持器9、10为树脂制。收容滚珠7