专利名称：车轮支承用轴承单元的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用于将机动车的车轮旋转自由地支承在悬架装置的车轮支承用轴承单元的改进。
背景技术：
机动车的车轮及制动用旋转部材，通过车轮支承用轴承单元被旋转自由地支承在悬架装置上。在机动车转弯行驶或进行制动动作时大的力矩荷载施加到该车轮支承用轴承单元，因此，为了确保行驶时的稳定性，需要确保大的力矩刚性。由此，作为车轮支承用轴 承单元，一般使用如下构造，多列地配置多个滚动体，并且，对配置于各个列的滚动体赋予了预压以及背对背组合型(DB型、背面组合型)的接触角的构造。近年来，为了确保车轮支承用轴承单元的强度及寿命，并且更进一步地实现轻型化，公开了如下构造，如在日本特开2005-351408号公报中记载那样的、将形成于轮毂主体的内径的腔延长至滚动体的轨道部分，将内圈压紧(加締A)固定在轮毂主体的构造。根据图2进一步说明这样的车轮支承用轴承单元的一例。该车轮支承用轴承单元I具备轮毂2、外圈3、各个作为滚动体的多个滚珠4。组合轮毂主体5和内圈6而构成轮毂
2。轮毂2，在其外周面的靠轴向外端部分形成用于支承车轮及制动用旋转部材的旋转凸缘7，在轮毂2的外周面的中间部及内端部形成多列内圈轨道8。设置成能够将多根柱状螺栓9的基端部固定在旋转凸缘7，能够将圆盘等制动用旋转体(未图示)、车轮(未图示)支承固定在该旋转凸缘7。另外，在轮毂主体5的轴向内端部形成小径阶梯部11。将在外周面形成有内圈轨道8的内圈6外嵌到该小径阶梯部11，通过使轮毂主体5的轴向内端部向径向外方塑性变形而形成的压紧部12，将该内圈6结合固定在轮毂主体5。此外，在轴向上，所谓的外是指在向机动车安装状态下车辆的宽度方向外侧，相当于各图的左侧。相反地，将成为车辆的宽度方向中央侧的各图的右侧在轴向上称为内。外圈3在内周面设置多列外圈轨道14，在外周面设置用于将外圈3与悬架装置结合固定的结合凸缘15。多个滚珠4分别多个地滚动自由地设置在内圈轨道8和外圈轨道14之间。在该状态下，对多列地配置的滚珠4赋予预压和背对背组合型的接触角。另外，在外圈3的轴向外端部安装用于密闭在该外圈3和由轮毂主体5及内圈6构成的轮毂2之间形成的环状内部空间的轴向外侧端部的密封环16。再有，在外圈3安装用于覆盖车轮支承用轴承单元I的轴向内侧端部整体的盖19。能通过密封环16及盖19防止充填到上述环状内部空间的润滑油的泄漏，并且，防止存在于外部的泥水或尘埃等异物的侵入。在内圈6的轴向内半部的外周面外嵌固定有配置于盖19的内侧的传感器20和用于检测轮毂2 (支承固定于轮毂2的车轮)的旋转速度的编码器17。该编码器17构成为沿着周向地将圆环状的永久磁铁固定在作为磁性体的金属件的表面。更具体地说，作为编码器17采用将橡胶磁铁硫化粘接在金属芯的表面的编码器，或者，通过注射模塑成形固结塑料磁铁的编码器。编码器17成为在轴向上被磁化为多极，在作为被检测面的编码器17的轴向内侧面、遍及圆周向地等间隔地交替地排列N极和S极的多极磁铁。传感器20和与车轮(轮毂2) —体地旋转的编码器17在轴向上相对地配置，伴随着车轮的旋转，输出与车轮的转速成比例的频率的旋转信号。另外，在机动车用部件中，由于燃料费的提高等，强烈地期望轻型化，特别是车轮支承用轴承单元，存在于比构成悬架装置的弹簧更靠路面侧，并且构成弹簧下荷载，因此，车轮支承用轴承单元的重量增大会给以乘车感觉、轮胎的接地性为中心的行驶性能带来不良影响。从而，为了实现轻型化，车轮支承用轴承单元I将设置于轮毂主体5的内径部分的腔10延长至轴向内侧的内圈轨道8的附近。在先技术文献专利文献专利文献I日本特开2005-351408号公报然而，车轮支承用轴承单元，是旋转自由地支承在车辆的加减速及转弯时力矩荷载作用的车轮的轴承，在通过多列滚动体支承作用到外圈3和轮毂2之间的力矩荷载的情况下，在外圈3及轮毂2的多列轨道间部分产生大的应力。而且，这样的应力伴随着机动车的行驶而反复地施加，因此，需要充分地确保该部分的强度。但是，若为了确保强度而增大外圈3及轮毂2的尺寸或壁厚，则车轮支承用轴承单元的重量增大。从而，期望实现能够抑制外圈3及轮毂2的重量的增大并且能够确保强度的构造。
实用新型内容本实用新型是鉴于上述那样的内容，以实现能够抑制由外圈及轮毂的尺寸或壁厚变大而引起的重量的增大，并且能够确保车轮支承用轴承单元的强度及足够的耐久性的构造为目的。本实用新型的车轮支承用轴承单元具备外圈、轮毂和滚珠，上述外圈在内周面具有多列外圈轨道，上述轮毂在外周面的轴向外端部具有用于支承固定车轮的旋转凸缘，在外周面的轴向上的中间部及靠内端部分具有多列内圈轨道，上述滚珠在这些内圈轨道和外圈轨道之间、在每列各设置多个，轴向外侧列的滚珠的节距圆直径和轴向内侧列的滚珠的节距圆直径相等，上述轮毂由轮毂主体和内圈部材构成，上述轮毂主体在中间部外周面直接形成轴向外侧的列的内圈轨道，上述内圈部材在外周面形成轴向内侧的列的内圈轨道，并且比该轴向内侧的列的内圈轨道更靠近径向内侧的部分，被上述轮毂主体的靠轴向内端部分压紧，据此，将所述内圈部材结合固定在上述轮毂主体上，在上述轮毂主体的内径部形成轴向外端部开口并延伸至比上述轴向外侧的列的内圈轨道更靠近轴向内侧的腔，并且，上述轴向外侧的列的滚珠直径比上述轴向内侧的列的滚珠直径大。在本实用新型的车轮支承用轴承单元中，上述轴向外侧的列的滚珠直径与上述轴向内侧的列的滚珠直径相比，在JIS B 1501的标准公称直径中大I 2等级的量。在本实用新型的车轮支承用轴承单元中，为了将上述外圈结合固定在悬架装置，与形成于该外圈的外周面的结合凸缘及在周向上连结该结合凸缘的缘部在径向上重叠地形成上述轴向内侧的列的外圈轨道。在本实用新型的车轮支承用轴承单元中，上述外圈的上述多列外圈轨道的列间内径部分成为随着朝向轴向外侧的列的外圈轨道而成为大径的局部圆锥面形状。本实用新型的车轮支承用滚动轴承单元具备外圈、轮毂和作为滚动体的滚珠，上述外圈在内周面具有多列外圈轨道，上述轮毂在外周面的轴向外端部具有用于支承固定车轮的旋转凸缘，在外周面的轴向上的中间部及靠内端部分具有多列内圈轨道，上述滚珠在这些内圈轨道和外圈轨道之间、在每列各设置多个。而且，轴向外侧列的滚珠的节距圆直径和轴向内侧列的滚珠的节距圆直径相等，上述轮毂由轮毂主体和内圈部材构成，上述轮毂主体在中间部外周面直接形成轴向外侧的列的内圈轨道，上述内圈部材在外周面形成轴向内侧的列的内圈轨道，并且比该轴向内侧的列的内圈轨道更靠近径向内侧的部分，被上述轮毂主体的靠轴向内端部分压紧，据此，将该内圈部材结合固定在上述轮毂主体，在上述轮毂主体的内径部形成轴向外端部开口并延·伸至比上述轴向外侧的列的内圈轨道更靠近轴向内侧的腔。特别是，在本实用新型的车轮支承用轴承单元中，上述轴向外侧的列的滚珠直径比上述轴向内侧的列的滚珠直径大。根据具有上述那样的构成的、本实用新型的车轮支承用轴承单元，能够抑制由外圈及轮毂的尺寸或壁厚变大而引起的重量的增大，并且，能够确保车轮支承用轴承单元的强度及足够的耐久性。即，在轴向外侧的列的滚珠直径比轴向内侧的列的滚珠直径大的构造的情况下，与轴向外侧列的滚珠直径大的量相应地，负荷容量变大，并且，对滚珠的槽肩的越上耐性变高，因此，能够实现车轮支承用轴承单元的耐久性提高。另一方面，轴向内侧列的滚珠直径不增大，因此，能够不增大外圈外径的尺寸地确保用于结合固定在悬架装置的结合凸缘的强度及刚性。再有，不需要将悬架装置的一部分(转向节的安装孔)特别地进行大径化，因此，即使不特别地将该悬架装置部分等大型化，也能够得到实现行驶稳定性及耐久性提高的效果。
图I是表示本实用新型的实施方式的例子的剖视图。图2是表示以往构造的车轮支承用轴承单元的剖视图。附图标记的说明I、Ia车轮支承用轴承单元2、2a 轮毂3、3a 外圈4、4a、4b 滚珠5、5a轮毂主体6、6a 内圈7旋转凸缘8、8a、8b 内圈轨道9柱状螺栓IOUOa 腔[0041]11小径阶梯部12、12a 压紧部13倾斜面14、14a、14b 外圈轨道15结合凸缘16密封环17、17a 编码器18 罩19、19a 盖20传感器21平板部22 缘部
具体实施方式
图I是表示本实用新型的实施方式的一例。此外，本实用新型的特征为以下方面，在车轮支承用轴承单元Ia中，轴向外侧列的滚珠4a的节距圆直径和轴向内侧列的滚珠4b的节距圆直径相等，并且，该车轮支承用轴承单元Ia具备轮毂2a，其通过将作为内圈部材的内圈6a通过压紧固定在轮毂主体5a上而形成，为了抑制外圈3a及轮毂2a的重量增大，并且，确保车轮支承用轴承单元Ia的强度及充分的耐久性，对作为滚动体的滚珠4a、4b的滚珠直径进行了钻研。其他的部分的构成及作用与前述的以往构造同样，因此，省略了重复的说明，下面，以本例的特征部分为中心进行说明。用于将车辆的车轮旋转自由地支承在悬架装置的车轮支承用轴承单元la，相互同心地配置外圈3a和轮毂2a，并且，在设置于其中的外圈3a的内周面的多列外圈轨道14a、14b和设置于轮毂2a的外周面的多列内圈轨道8a、8b之间，分别滚动自由地设置多个滚珠4a、4b。这样的车轮支承用轴承单元la，将外圈3a支承在悬架装置，并且，在将车轮支承在轮毂2a的状态下使用，将该车轮旋转自由地支承在上述悬架装置。在轮毂主体5a的内径部开口地设有轴向外端部的腔10a，延伸到多列内圈轨道8a,8b的轴向中间部分地形成。这样，通过将腔IOa比轴向外侧的列的内圈轨道8a朝向轴向内侧地更深地形成，从而，确保车轮支承用轴承单元Ia的强度，并且，能够实现轻型化。而且，构成轮毂2a、在外周面形成有轴向内侧的列的内圈轨道8b的内圈6a，被构成轮毂2a的轮毂主体5a的靠轴向内端部分压紧，据此，内圈6a被结合固定在毂主体5a。另外，将作为奥氏体系不锈钢钢板等非磁性板制的罩18内嵌固定在外圈3a的轴向内端部，据此，密封外圈3a的轴向内侧的开口部。而且，支承固定在内圈6a的轴向内半部的编码器17a的被检测面，与构成罩18的平板部21的轴向外侧面(内表面)，隔开微小间隙地接近相对。再有，在将未图示的传感器支承固定在盖19a的状态下，其中，该盖19a外嵌固定在外圈3的轴向内端部,将传感器的检测部与罩18的平板部21的轴向内侧面(夕卜表面)接近或者抵接。换言之，该传感器的检测部经由罩18与上述编码器17a的被检测面相对。在该状态下，若编码器主体17a与轮毂2a —起旋转，则存在于上述被检测面的S极和N极交替地通过上述传感器的检测部的附近，上述传感器的输出变化。能够基于该变化的频率，求出固定在轮毂2a的车轮的旋转速度。在本实用新型的车轮支承用轴承单元Ia的情况下，将成为轴向外侧的列的、设置于一方的外圈轨道14a和内圈轨道8a之间的滚珠4a的滚珠直径设置得比成为宽度方向内侧的列的、设置在另一方的外圈轨道14b和内圈轨道Sb之间的滚珠4b的滚珠直径大。增大滚珠4a的尺寸是在JIS B 1501的标准公称直径中I 2等级(’O、的程度。此外，相等地设定轴向外侧的列的滚珠4a的节距圆直径和轴向内侧的列的滚珠4b的节距圆直径(图I的K )。另外，在设置于外圈3a的多列外圈轨道14a、14b及设置于轮毂2a的多列内圈轨道8a、8b的表面部分通过实施高频热处理而形成热处理硬化层。根据本例的车轮支承用轴承单元，能够抑制因外圈及轮毂的尺寸或壁厚变大而引起的重量的增大，并且能够确保车轮支承用轴承单元的强度及充分的耐久性。即，在轴向外侧的列的滚珠4a的滚珠直径比轴向内侧的列的滚珠4b的滚珠直径大的构造的情况下，与轴向外侧列的滚珠4a的滚珠直径尺寸大的量相应地，负荷容量变大，并且，滚珠的对槽肩(溝肩)的越上(乗”上(f)耐性变高，因此，容易实现车轮支承用轴承单元的耐久性提高，例如，能够将轴向外侧的列的内圈轨道8a的曲率的相对于轴向外侧的列的滚珠4a的滚珠直·径的比设置得比轴向内侧的列的内圈轨道8b的曲率的相对于轴向内侧的列的滚珠4b的滚珠直径的比大，进一步提高耐越上性。另一方面，轴向内侧的列的滚珠4b的滚珠直径不增大，因此，即使不增大外圈外径的尺寸，也能够给予结合凸缘15和外圈3的基端部足够的壁厚，能够确保用于结合固定在悬架装置上的强度及刚性。再有，结合凸缘15及在周向上与结合凸缘15连结的缘部22在径向上重叠地形成轴向内侧的列的外圈轨道14b，防止增厚外圈轨道14b部分的壁厚并通过高频热处理形成了的热处理硬化层穿透至外径侧，并且实现增大热容量并提高热处理硬化层表面的压缩应力，提高滚动接触疲劳寿命。另外，即使在力矩荷载作用到了车轮支承用轴承单元Ia的情况下，也能够抑制弯曲应力施加到外圈轨道14b的热处理硬化层和非硬化层之间的剪切应力部，因此，能得到能够实现结合凸缘15的强度提闻及耐久性的提闻的效果。再有，在外周面形成有轴向内侧的列的内圈轨道8b的内圈6a，被轮毂主体5a的靠轴向内端部分压紧，据此，结合固定在轮毂主体5a的内圈6a的比轴向内侧的列的内圈轨道8b更靠径向内侧的部分被压紧而固定。即，与轴向内侧列的滚珠4b的滚珠直径小的量相应地，内圈6a的内圈轨道8b部分在径向上成为壁厚，因此，能够在比轴向内侧的列的内圈轨道Sb更靠径向内侧形成压紧部12a。据此，压紧部12a与内圈轨道Sb不在轴向上重叠，因此，通过压紧能抑制内圈轨道8b变形。再有，内圈6a的轴向内半部也在径向上成为壁厚，因此，能够减轻由压紧加工而产生的影响(由圆周应力而引起的破损、由内圈6a的膨胀而产生的预压、间隙的变化)。另外，与以往构造的内圈6 (图2参照)相比较，内圈6a的壁厚相对地变厚，因此，能够抑制内圈6a的蠕变。另一方面，轴向外侧列的滚珠4a的滚珠直径越大，轮毂主体5a的内圈轨道8a的曲率半径越大，较大地取得成为该内圈轨道8a的背面(内径面)的腔IOa的曲率半径，因此，容易进行由轮毂主体5a的锻造而产生的成型加工，并且，在轴向外侧列的内圈轨道8a的附近的壁厚的变化也变小，因此，具有容易对该内圈轨道8a进行高频热处理的效果。再有，在轮毂主体5a的外径面上，多列内圈轨道8a、8b的列间部分为小径，因此，与轮毂主体5a的轻型化相关联。[0061]另外，在外圈3a中，将多列外圈轨道14a、14b的列间内径部分作为倾斜面13，该倾斜面13为随着朝向径尺寸大的轴向外侧的外圈轨道14a而成为大径的局部圆锥面形状。这与以下情况相关联，在通过锻造成形外圈3a时，将外圈3a的内径部分的锻造面形成为具有拔模斜度的倾斜面，将该倾斜了的锻造面和倾斜部13形成为平行的面，据此，能够减少因加工效率差的内径车削而产生的多余的车削(车削量为恒定，因此通过一次加工能实现精加工)、提高加工效率和节省资源化。另外，滚珠直径大的轴向外侧列的滚珠4a的公转速度变小，因此，能减轻由滚珠4a的旋转而产生的润滑油的搅拌，润滑油难以从安装于外圈3a的轴向外侧的密封环16泄漏。再有，两列的滚珠4a、4b的自转速度及公转速度不同，因此，在通过轴承旋转时的振动及音响而进行轴承的检查的情况下，能够判断在轴向外侧或内侧的哪个轨道面上或者在滚珠上是否产生损伤。此外，若将两列设置成不同的滚珠数，则检查精度更进一步提高，滚珠数优选两列都是奇数，若至少一方是素数则更好。·
权利要求1.一种车轮支承用轴承单元，其特征在于，具备外圈、轮毂和滚珠， 上述外圈在内周面具有多列外圈轨道， 上述轮毂在外周面的轴向外端部具有用于支承固定车轮的旋转凸缘，在外周面的轴向上的中间部及靠内端部分具有多列内圈轨道， 上述滚珠在这些内圈轨道和外圈轨道之间、在每列各设置多个， 轴向外侧列的滚珠的节距圆直径和轴向内侧列的滚珠的节距圆直径相等，上述轮毂由轮毂主体和内圈部材构成，上述轮毂主体在中间部外周面直接形成轴向外侧的列的内圈轨道，上述内圈部材在外周面形成轴向内侧的列的内圈轨道，并且比该轴向内侧的列的内圈轨道更靠近径向内侧的部分，被上述轮毂主体的靠轴向内端部分压紧，据此，将所述内圈部材结合固定在上述轮毂主体上，在上述轮毂主体的内径部形成轴向外端部开口并延伸至比上述轴向外侧的列的内圈轨道更靠近轴向内侧的腔，并且，上述轴向外侧的列的滚珠直径比上述轴向内侧的列的滚珠直径大。
2.根据权利要求I所述的车轮支承用轴承单元，其特征在于，上述轴向外侧的列的滚珠直径与上述轴向内侧的列的滚珠直径相比，在JIS B 1501的标准公称直径中大I 2等级的量。
3.根据权利要求I所述的车轮支承用轴承单元，其特征在于，为了将上述外圈结合固定在悬架装置，与形成于该外圈的外周面的结合凸缘及在周向上连结该结合凸缘的缘部在径向上重叠地形成上述轴向内侧的列的外圈轨道。
4.根据权利要求I所述的车轮支承用轴承单元，其特征在于，上述外圈的上述多列外圈轨道的列间内径部分成为随着朝向轴向外侧的列的外圈轨道而成为大径的局部圆锥面形状。
专利摘要本实用新型提供一种车轮支承用滚动轴承单元，其能够抑制由外圈及轮毂的尺寸或壁厚变大而引起的重量的增大，并且，能够确保车轮支承用轴承单元的强度及足够的耐久性。相互同心地配置外圈(3a)和轮毂(2a)，并且，在设置于其中的外圈(3a)的内周面的多列外圈轨道(14a、14b)和设置于轮毂(2a)的外周面的多列内圈轨道(8a、8b)之间分别滚动自由地设置多个滚珠(4a、4b)，将设置于轴向外侧的列的滚珠(4a)的滚珠直径设置得比设置于轴向内侧的列的滚珠(4b)的滚珠直径大。相等地设定轴向外侧的列的滚珠(4a)的节距圆直径和轴向内侧的列的滚珠(4b)的节距圆直径。
文档编号B60B27/00GK202707790SQ20122010468
公开日2013年1月30日 申请日期2012年3月20日 优先权日2011年12月27日
发明者金子吉男, 曾我一弘 申请人:日本精工株式会社