专利名称：驱动车轮用轴承装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及相对于车身可自由旋转地支承汽车等的驱动车轮(FR(前置发动机后轮驱动)车的后轮，FF车(前置发动机前轮驱动)的前轮，4WD(四轮驱动)车的全部车轮)的轴承装置。
背景技术：
对于汽车的驱动车轮用轴承装置，根据其用途提出了各种形式的方案。例如，图12所示的驱动车轮用的轴承装置其结构为，在把轮毂轮3与多列轴承部单元化为一个轴承的同时，将等速万向联轴节7的外侧联轴节构件7a可传递转矩地配合到轮毂轮3的内周上。
轴承1具有多列外环1a及内环2a、2b，以及组装到外环1a与内环2a、2b之间的多列转动体5。在图中所示的例子的轴承装置中，多列内环中之一的2b直接形成在轮毂轮3的外周上，另一个内环2a形成于配合到轮毂轮3的一个端部上的内轮4的外周上。在外侧联轴节构件7a的轴端上拧有螺母9，通过紧固该螺母9，内轮4的背面4a与外侧联轴节构件7a的肩部接触，对内轮4定位，同时，赋予轴承内部以规定大小的预加载。
但是，近年来，从使轴承装置的轴向尺寸紧凑化及轻量化的观点出发，提出不加螺母，通过铆钉将轮毂轮3与内轮4一体化，并且对轴承内部赋予预加载的方案。根据该方案，在把内轮4配合到轮毂轮3的外周上之后，如图13所示，将从内轮4突出的轮毂轮3的一个端部铆接使其外径侧塑性变形，使铆接部3a与内轮4的背面4a配合，对内轮4定位，并赋予预加载。这样组装的轴承装置(参照图14)是一种在保持控制在规定值的轴承间隙的状态下可以拆卸组装轴承1及等速万向联轴节7的所谓自持结构，螺母9的紧固转矩不必达到给予轴承1的预加载的程度，在轮毂轮3与外侧联轴节构件7a的配合部只要大到松配合地装入的程度就足够了，十分方便。
不过，一般地，在汽车的驱动轮中，为确保车辆行驶的稳定性，必须使转向主销的中心与等速万向联轴节7的联轴节中心O’相一致。但是，在上面所述的铆接轮毂轮3的端部的情况下，不可避免地在铆接部3a的端面的轴向方向的位置产生偏差，这样，当使外侧联轴节构件7a的肩部7a1与铆接部3a的端面接触时，联轴节中心O’的位置产生偏差，难以使转向主销中心与联轴节中心O’相一致。
此外，在形成凸缘状的铆接部3a时，利用伴随着铆接的塑性流动，如图15所示，在轮毂轮3的内周上所形成的细齿8a的铆接部3a侧的端部向内径侧隆起形成缩径(用实线表示)。当产生这种缩径时，当把外侧联轴节构件7a的细齿轴8b(参照图14)压入轮毂轮3的内周时，需要压入非常大的力，这样就会使作业性恶化，进而，在最坏的情况下，有时压入本身就不可能实现。
作为其对策，如图16所示，在拉削加工前的轮毂轮3内周中，使在预计缩径部位的内径φd2形成比其它部位的内径φd1大的预计缩径量后，对内径为φd1的小直径部及内径为φd2的大直径部两者进行拉削加工形成细齿8a(用虚线表示)，然后，将轮毂轮3的端部3b在外径侧铆接。
但是，在这种对策中，由于伴随着铆接的缩径量由于不同的铆接条件会产生大的偏差，从而至少必须对大直径部φd2进行严格的控制，提高制造成本。
作为另外的对策，如图17所示，在轮毂轮3的周围中，将预计铆接后的会产生缩径的部位X’的切除很大一部分，将该部分制成不施加拉削加工的圆筒面，但在这种情况下，细齿8a在轴向方向的有效长度缩短，存在着不能充分地在等速万向联轴节7之间的传递转矩的问题。
此外，在现有技术中，在轮毂轮3的铆接部3a内，已知有通过精压加工及车削加工将与外侧联轴节7a对接的面制成平坦的方法(特开平11-5404号)，但即使要想把铆接部3a制成平坦面，由于端面的平坦度是有限度的，再加上弯曲等，有时在与外侧联轴节构件7a的肩部7a1的对接面上产生微小的间隙。在转弯行驶中，在轴承上产生大的力矩负荷，当加上这种力矩负荷时，轴承产生弹性变形，与此同时，螺母9的紧固力可能受到削弱的自持结构，进一步加宽了对接面的间隙，发生从该间隙进入灰尘及雨水等问题。当灰尘及雨水等侵入轮毂轮3与细齿轴8b的配合部时，会生锈，不仅加快配合部的磨损，而且在配合部的固定、拆解时不得不增加作业工时，不是很理想的。
此外，还有利用挡圈使外侧联轴节构件7a的细齿轴8b与轮毂轮3可拆装地连接，且利用密封构件将轮毂轮3与细齿轴8b之间沿半径方向的间隙密封的结构(特开2000-142009号)，但由于上述对接面的间隙，与如图14所示的螺母紧固结构相比增大很多，所以必须安装牢固的密封构件，在增加成本的同时，并不能防止整个装置刚性的下降，因此不是很理想的。
发明内容
本发明鉴于这些问题，其目的是①可靠地防止转向主销中心与等速万向联轴节中心的不一致。
②不损害细齿对轴向方向的有效长度，防止伴随着铆接的细齿等的缩径对降低成本造成的不良影响。
③防止在轮毂轮3与细齿轴配合部处生锈，避免拆卸时的作业性能下降。
为达到上述目的，在本发明中，在配备有内周上具有多列外环的外部构件；备有与外部构件的外环对向的多列内环，第一内侧构件，及形成多列内环中的至少其中之一的第二内侧构件、在可以使第一内侧构件在外径侧进行塑性变形的半径方向的铆接部处将第一内侧构件及第二内侧构件不分离地接合起来的内部构件；以及加装在外部构件与内部构件之间的多列转动体；并且将等速万向联轴节的外侧联轴节构件可进行转矩传递地配合到第一内侧构件的内周上、使铆接部与外侧联轴节构件在轴向方向接触的驱动车轮用轴承装置中，在铆接部中，将其与外侧联轴节构件接触的部分制成平坦面，将该平坦面在轴向方向的位置偏差限制在标准值以下。
在铆接部，通过把与外侧联轴节构件接触部分制成平坦面，铆接部与外侧联轴节构件中间经由平坦面进行面接触，所以，可以降低这些接触部分的接触面压力，可以抑制接触部分的异常磨损。通过把平坦面沿轴向方向的位置偏差限制在标准值以内，可以正确地规定等速万向联轴节在轴向方向的位置，所以，可以把转向主销的中心与联轴节中心的偏心量抑制在最小限度，或者可以使两者完全一致，提高车辆行驶的稳定性。
平坦面在铆接部的塑性变形后形成。这时，当用压力加工形成平坦面时，有时会出现随着压力产生的坯料的流动铆接部向内径侧隆起，难以将外侧联轴节插入第一内侧构件的内周，所以，优选采用机械加工(车削及磨削)形成平坦面。“机械加工”是切除坯料进行成形的加工方法，这样能可靠地避免上面所述的弊端。
上述标准值优选地设定为±0.2mm。如果标准值位于该数值的范围之外，转向主销中心与联轴节中心之间产生偏心量会增大到不能忽视的程度，会损害车辆的行驶稳定性。
进而，如果把平坦面相对于轴心的垂直度的偏差限制在标准值之内，能够防止平坦面的振摆回转，提高接触部分处的密封性。该垂直度的标准值，优选地设定为0.15mm。
当铆接部的平坦面和与之接触的外侧联轴节的构件的表面部分的硬度差过大时，有可能在接触部分产生摩擦磨损并降低密封性。从而，优选地将它们的硬度设定成基本上相同。
在外侧联轴节构件上形成与第一内侧构件之间进行转矩传递的转矩传递部。在外侧联轴节构件中，如果形成至少包括转矩传递部在内的、除与平坦面的接触部的区域通过进行热处理生成的硬化层，一方面，可以提高转矩传递部的刚性，能够与第一内侧构件之间进行可靠的转矩传递。另一方面，可以使与平坦面接触的部分和通常未淬火的平坦面形成相同的硬度。
构成本发明的应用对象的驱动车轮用轴承装置，配备有在内周上具有多列外环的外部构件；备有与外部构件的外环对向的多列内环，第一内侧构件，以及形成多列内环中至少其中之一的第二内侧构件，在可以将第一内侧构件的端部在外径侧铆接的凸缘状的铆接部将第一构件和第二构件不分离地接合的构件；加装在外部构件与内部构件之间的多列可动体；其中，中间经由通过使沿轴向方向延伸的多个齿部彼此啮合进行转矩传递的转矩传递机构，将等速万向联轴节的外侧联轴节构件压入到第一内侧构件的内周中。
在这种车轮轴承装置中，当铆接第一内侧构件的端部时，有时会由于如上所述的塑性流动造成第一内侧构件的转矩传递齿部在铆接部向内径侧变形。这种现象主要以转矩传递用齿部(特别是其小直径部)的缩径及该齿部的侧面伸出的方式表现出来。在现有技术中，不能把这种变形部分控制在规定的尺寸，只能原封不动地搁置，从而常常在转矩传递用齿部的轴向方向的一端侧和另一端侧使齿形发生偏差。
与此相反，在本发明中，将第一内侧构件的转矩传递用齿部的齿形在其轴向方向的整个长度上控制在标准范围内。即，对在现有技术中不管有无上述变形，均原封不动地保持铆接后的形状的转矩传递用齿部，在上述变形后，对其齿形进行积极的处理，使之恢复到标准范围内。借此可以抑制在铆接部附近的转矩传递用齿部的变形量(突出宽度)，所以，在铆接后，在把外侧联轴节构件压入第一内侧联轴节构件内周中时，能够避免压入力显著增大。
从这种观点出发，齿形的“标准范围”由把外侧联轴节构件压入到第一内侧构件中时所允许的最大压力决定。换句话说，根据允许的最大压力值决定标准范围的宽度，将转矩传递用齿部的齿形控制在该标准范围内。例如，在制造生产线上，在允许的最大压力可以比较大的情况下，将标准范围的宽度设定得较宽，反之，将标准范围的宽度设定得较窄。
当考虑到在一般的制造生产线上的允许压力时，齿形的标准范围优选地将转矩传递用的齿部的滚柱外母线直径的尺寸公差设定为60μm。
这里，滚柱外母线直径(O.P.D)也称之为滚珠节距直径(B.P.D)及钢珠外点直径(O.B.D)，如图5所示，定义为将滚柱(滚珠)62分别夹持在相对的两个齿槽81c之间时，滚柱62之间的距离M(见JIS B 1062中的规定)。
具体的齿形控制，例如可以通过以下方式进行。即，在对第一内侧构件的内周进行一次车削之后，将其端部铆接，至少在铆接部的附近对第一内侧构件的内周进行第二次车削，然后，在该内周上进行拉削加工。
或者，在对第一次车削的第一内侧构件的内周的内部进行拉削加工之后，铆接其端部，然后至少将铆接部附近进行第二次车削加工。
在上述任何一种控制步骤中，在第一内侧构件的转矩传递用齿部中，至少在铆接部(特别是小直径部)附近，形成二次车削面。在该二次车削面中，至少将铆接部附近形成比其它部位的大的直径。
在上述驱动车轮用轴承装置中，通过转动体与该转动体转动的内环及外环之间形成负的间隙，给予轴承部以预加载，可以提高轴承刚性及轴承寿命。
此外，通过把第一内侧构件的铆接部附近的内周作为导向部，该内周及与之对向的外侧联轴节构件的外周之间的间隙变窄，可以抑制由接触角方向的负荷造成的第一内侧构件的端部的变形，提高轴承装置的寿命。
根据本发明的驱动车轮用轴承装置，由以下部分构成在内周上形成多列外环的外部构件；在外周上分别形成与该外部构件的外环对向的多列内环及车轮安装凸缘。具有使端部向外径侧塑性变形的铆接部的内部构件；加装在前述外部构件与内部构件的各个环之间的多列转动体；在与前述内部构件的铆接部对接的状态下进行对接、具有中间经由转矩传递机构可向杆部传递转矩、内嵌到前述内部构件的外侧联轴节构件的等速万向联轴节；其中，将车轮可自由旋转的支承在车身上，在所述驱动车轮用轴承装置中，其特征为，对前述内部构件及外侧联轴节的配合部进行防锈处理。借此即使灰尘及雨水等侵入内部构件与外侧联轴节构件的配合部，能抑制其生锈，也能提高拆卸时的作业性。
作为前述防锈处理，例如，如果在内部构件与外侧联轴节构件的配合部加入防锈剂，利用其防锈作用抑制在配合部的表面上生锈。在这种情况下，如果用防锈剂装填有配合部的间隙内的话，可以将配合部的间隙堵塞，与此同时，又能防止灰尘及雨水等的侵入，提高其防锈效果。
作为防锈剂，通过使用弹性体系的粘接剂及弹性体系的发泡剂，利用简单的作业就可以获得可靠的防锈效果。
作为前述外部构件，可以采用分别在内周上成一整体形成多列外环、在外周上形成由车身安装凸缘的构件。
作为前述内部构件可以采用由分别具有外周的车轮安装凸缘、外侧内环及小直径部阶梯部的轮毂轮；压入到轮毂轮的小直径阶梯部内、在外周上具有外侧内环的内轮构成的构件。在这种情况下，通过使前述小直径阶梯部的端部向外径侧发生塑性形变，可以使轮毂轮及内轮结合在一起。
如果利用固定构件将前述内部构件和外侧联轴节构件的杆部可拆装地沿轴向方向进行固定，那么就能简单地进行拆卸、组装作业，更进一步提高作业性。
在内部构件上安装密封其端部开口部的盖的同时，通过在该盖上设置小孔，可以抑制灰尘及雨水等从开口部向配合部的侵入。在盖安装时，利用所述小孔将配合部与外部大气连通，以防止配合部的内压上升并防止盖安装作业的作业性。进而，夹杂在配合部的防锈剂中，将剩余部分从所述小孔中排出。
图1是根据本发明的驱动车轮用的轴承装置的剖面图及主要部分放大剖面图。
图2是形成在上述驱动车轮用轴承装置的轮毂轮内周上的细齿的放大剖面图(半径方向)。
图3是表示图1中的主要部分的放大剖面图。
图4是表示图1中的主要部分的放大剖面图。
图5是细齿的放大剖面图(半径方向)，是说明滚柱外母线直径图。
图6是内部构件的剖面图。
图7是内部构件的剖面图。
图8是内部构件的剖面图。
图9表示驱动车轮用轴承装置的另外的实施形式剖面图。
图10是表示根据本发明的驱动车轮用轴承装置纵剖面图。
图11是表示根据本发明的驱动车轮用的轴承装置的另外一个实施例纵剖面图。
图12是现有技术的驱动车轮用轴承装置剖面图。
图13是通过铆接进行内轮的定位及预加载的驱动车轮用轴承装置的放大剖面图。
图14是表示通过铆接进行内轮的定位及预加载的驱动车轮用轴承装置的总体结构剖面图。
图15是表示通过铆接进行内轮固定结构的放大剖面图。
图16是表示现有技术对缩径现象的对策的例子的轮毂轮剖面图。
图17是表示现有技术的其它对策的驱动车轮用轴承装置剖面图。
图18是表示现有技术的驱动车轮用轴承装置的放大剖面图。
具体实施例方式
下面根据图1～图11说明本发明的实施形式。此外，在下面的说明中，在车辆的组装状态下，将靠近车辆的外侧的一侧称之为外侧，将靠近车辆的中央侧称之为内侧。在图1、图3、图4、图6～图11中，左侧为外侧，右侧为内侧。
图1是驱动车轮用的轴承装置，其结构为，在固定到车身上的外部构件10与被旋转驱动的内部构件20之间装入多列转动体50，可自由转动地支承内部构件20。多列转动体50利用由合成树脂构成的保持器60沿圆周方向等间隔地保持，并加装在多列外环11和内环21、22之间，在各环上转动。这里，所列举的是作为转动体50使用滚珠时的例子，但也可以使用圆锥滚子。
外部构件10，其内周上有多列外环11，其外周上成一整体地配备有车身侧安装构件，例如安装到从悬架装置上延伸出来的转向节上的车身安装凸缘12。在外部构件10的两端的开口部上安装有密封外部构件10及内部构件20之间的环状空间的密封垫13、14，防止填充到内部的润滑剂的泄漏并防止水及异物等从外部侵入。
内部构件20由第一内侧构件30及配合到其外周上的第二内侧构件40构成。在本实施形式所列举的例子，是通过在作为第一内侧构件的轮毂轮30的外周上配合作为第二内侧构件的环状内轮40构成内部构件20的情况。在轮毂轮30的外侧的外周上成一整体地安装车轮用的车轮安装凸缘31。利用嵌入到该凸缘31内的轮毂螺栓35，中间经由制动盘将图中未示出的驱动车轮紧固固定到车轮安装凸缘31上。
另一方面，在轮毂轮30的内侧的外周上，具有小直径圆筒部32，内轮30被压入到该小直径圆筒部32内。在内环21、22中，内侧的环21被形成在内轮40的外周上，外侧的环22被直接形成于轮毂轮30的外周上。在轮毂轮30的轴心部上，沿轴向方向贯通地形成安装后面所述的等速万向联轴节70的外侧联轴节构件72用的安装孔。
通过使从内轮40上突出的轮毂轮30的端部向外径侧塑性变形、将可利用塑性变形的半径方向的铆接部37配合到内轮40的内侧端面41(背面)上，将轮毂轮30与内轮40不分离地结合起来。利用该铆接部37将内轮40相对于轮毂轮30沿轴向方向定位，且赋予规定的预加载赋予转动体50。这种塑性变形，例如可以通过摆动铆接加工进行。这时，通过将因铆接加工引起的内轮40的变形等造成的间隙的减少量考虑进去，把轴承间隙预先控制在规定值。这样得到的轴承间隙，即使在与后面所述的等速万向联轴节70拆卸组装时，也会保持一开始时的轴承间隙不变。
将轴承间隙设定成负的。借此，相对于转弯行驶时的力矩负荷，预加载也不会消失，获得高的轴承刚性。此外，对于认为是制动震颤的主要原因之一的轮毂轮30的凸缘面31a的振动等，这种负间隙也是有效的，可以进一步提高操作安全性及手感性能。
在图1的中心线以上的上半部，省略了表示剖面的阴影线，而是用阴影线表示由热处理形成的表面硬化层。轮毂轮30使用含铁量为0.45～1.10重量％的碳钢通过锻造加工形成，其中用阴影线表示的部分，即从车轮安装凸缘31的基端部附近开始直到外侧的内环22，作为与内轮40的对接面的台肩面39，作为与内轮40的配合部(小直径圆筒部)的外周面的整个区域内，通过热处理形成Hv510～900左右的表面硬化层。
由于轮毂轮30的内侧端部的铆接部37需要能够将其铆接的延展性，所以是作为未进行淬火处理的未淬火部分保留下来的。具体地说，通过使硬度在Hv200～300的范围内，可以使之保持可进行铆接加工的延展性。
淬火方法可以选择高频淬火，渗碳淬火，激光淬火等公知的技术，但在上述淬火图样进行热处理的情况下，高频淬火比较合适。作为表面硬化处理的高频淬火，有效地产生感应加热的特性，自由地选定硬化层，赋予其耐磨损性、改善其疲劳强度。特别是，硬化层深度的选择是自由的，可以进行控制使得对硬化层之外的部分不会产生由热造成的影响，保持母材的性能，从而，在母材中残留如上述铆接部37中这样的未淬火部时是有益的。特别是，在图中未示出的内轮40的整个表面上进行同样的淬火处理。此外，可以利用浸激淬火进行一直达到内轮40的芯部的硬化处理。
在这种车轮轴承装置上，安装有一面采取工作角一面将发动机(图中未示出)的旋转驱动传递给车轮用的固定型等速万向联轴节70。等速万向联轴节70将从构成驱动轴的一部分的中间轴77来的转矩中间经由内侧联轴节构件74及转矩传递钢珠75传递给外侧联轴节构件72。外侧联轴节构件72配备有关闭其一端(外侧)的同时、将其另一端(内侧)开口的杯状开口部72a与轴状的杆部72b，在开口部72a的内周部上沿轴向方向形成多个沟道槽71。通过该沟道槽71与设置在内侧联轴节构件74外周部的多个沟道槽73一起形成多个滚珠沟道，通过在各滚珠沟道上配置转矩传递滚珠75，构成等速万向联轴节70。借助轴承保持架76将各转矩传递滚珠75保持两个轴之间的二等分面上。
外侧联轴节构件72的杆部72b被压入到轮毂轮30内周的上述安装孔内。轮毂轮30与外侧联轴节构件72，通过沿轴向方向延伸的齿部彼此之间的啮合、中间经由进行转矩传递的转矩传递机构80相互进行可传递转矩的结合。转矩传递机构80例如由作为形成在轮毂轮30的内周上的转矩传递用齿部的细齿81和作为形成在外侧联轴节构件72的杆部72b的外周上的转矩传递用的齿部的细齿轴部82构成。细齿81和细齿轴部82的齿的侧面81b的形状是任意的，除图2所示曲面(例如渐开线曲线)之外，也可以是平面(也包括锥面)。图中省略，在细齿81和细齿轴82上分别利用高频淬火等热处理形成表面硬化层。此外，转矩传递机构80也可以由花键和花键轴构成。
在把外侧联轴节构件72压入到轮毂轮30的内周中之后，通过把螺母61拧入杆部72b的轴端紧固，将等速万向联轴节70固定到轮毂轮30上。在这种情况下，由于已经通过铆接部37进行了预加载控制，所以，螺母61的紧固力，能够达到可以防止等速万向联轴节70与轮毂轮30的分离的程度就足够了。从而，与为了确保组装到的预加载需要大的紧固转矩的现有产品相比，可以大幅度地降低螺母61的紧固转矩。伴随着螺母61的紧固，铆接部37的内侧的端面与外侧联轴节构件72的台肩部72d接触。此外，除利用螺母61紧固之外，也可以利用压板及弹性挡圈等固定构件90等将外侧联轴节构件72可自由拆装地固定到轮毂轮30上(参照图10及图11)。
在使用如图中所示的例子的多列止推球轴承的轴承装置中，作用在转动体50的接触角(图10及图11中用点划线表示)的方向的负载，由轮毂轮30的铆接部37承受。防止由该负载造成的轮毂轮30的内侧的小直径圆筒部32及内轮40的内环21的变形，在轮毂轮30的铆接部37附近的内周上形成将与之对向的外侧联轴节构件72的杆部72b的外周之间的间隙变窄的导向部38。该导向部38形成在包括内侧的转动体50的接触角的延长线上的区域内。
通过形成导向部38，利用杆部72b的外周限制由接触角方向的负载造成的向小直径圆筒部32的内径侧的变形。因此，通过防止轮毂轮30的破裂，降低轮毂轮30与内轮40的摩擦，并且，抑制内轮40的内环21的变形，提高转动寿命，抑制温度上升等，可以提高轴承装置的寿命。为获得上述效果，如图1放大地表示的，优选地，将导向部38与之对向的外侧联轴节构件72(杆部72b)的外周之间的导向间隙a设定在0.44mm以下。该导向间隙a例如，可以是在轮毂轮30的端部铆接后，对导向部38进行第二次车削，通过修正尺寸形成。
如图3中放大地表示的，在铆接部37的内侧的端面上形成与轴线正交的方向的平坦面38a。在现有技术中，当铆接部3a铆接的形状原封不动放置时，铆接部3a与外侧联轴节构件7a的台肩部7a1线接触，在两者上作用有过大的面压力，有可能在铆接部3a及台肩部7a1上产生异常磨损。与此相对，如上所述如果把与铆接部37的台肩部72d的接触部分制成平坦面38a的话，通过使铆接部37与台肩72d经由平坦面38a进行接触，可以降低接触面的压力，可以抑制接触部分的异常磨损。
平坦面38a例如也可以通过对铆接部加压形成，在加压过程中借助由加压的压力造成的坯料的流动，铆接部37的基端部向内径侧伸出，有可能妨碍外侧联轴节构件72的插入作业。从而，优选地，平坦面38a是通过对铆接部37的端面进行车削及研磨等加工(机械加工)形成。
其中，即使如上所述，在铆接部37上形成平坦面38a的情况下，当在平坦面38a的轴向方向的位置存在偏差时，对于铆接部37和外侧联轴节构件72相互接触的关系，等速万向联轴节70与轮毂轮30的相对轴向位置会产生偏差，很难使联轴节中心O与转向主销的中心相一致。在转向主销的中心与联轴节中心O不一致的情况下，会损坏车辆行驶的稳定性。此外，当不能确保平坦面38a的垂直度时，会从平坦面38a与台肩部72d的端面的对接部分侵入灰尘，在转矩传递部会生锈，在维修时难以把外侧联轴节构件72从轮毂轮30上卸下。
为解决这一问题，在本发明中，将平坦面38a沿轴向方向的位置偏差限制在标准值以上。借此，可以将联轴节中心O与转向主销中心间的偏心量抑制到最低限度，或者使两者完全一致，所以，在提高车辆行驶的稳定性的同时，还可以避免在与平坦面38a的接触部分密封性的降低。
标准值，由图3所示的铆接部37在轴向方向的厚度L2、即平坦面38a与内轮40的内侧端面41之间的轴向方向的尺寸偏差决定，在本发明中，其数值设定为±0.2mm。平坦面38a通过机械加工以标准值以前的精度形成，例如可以用车轮安装凸缘31的外侧端面31a(凸缘面)及车身安装凸缘12的内侧端面12a作为所述加工的基准面。由于前者是为了确保制动盘的安装精度形成的，后者是为了确保转向节的安装精度形成的，所以适合于作为基准面，如果根据这些基准面进行机械加工的话，可以很容易地获得在上述标准值之内的厚度L2。
所谓垂直度，是在应该为直角的轴心与平坦面38a组合时，以其中之一作为基准，相对于该基准线或基准平面，另一个平面部分或直线部分与直角的几何学的平面或直线的偏离的大小。在本发明中，将平坦面38a与轴心的垂直度设定在0.15mm之内，借此，可以提高铆接部37与台肩部72d的接触部分的密封性。
此外，也可以通过控制车轮安装凸缘31的外侧端面31a与平坦面38a的平行度间接地进行平坦面38a与轴心之间的垂直度的控制。
此外，在图12所示的现有技术的产品中，如图18中阴影线所示，外侧联轴节构件7的外周上，形成与构成转矩传递机构的凸的细齿轴部8b，退刀槽部7a3以及台肩部7a1连续的表示硬化层S’。其中，为了确保与轮毂轮3之间进行转矩传递时的强度将细齿轴部8b硬化。此外，台肩部7a1是与对内轮4的表面进行淬火硬化处理相关联地被硬化的。即，在对内轮4进行淬火硬化处理时，如果台肩部7a1未能淬火，则内轮4与台肩部7a1的硬度差加大，会引起摩擦磨损，使密封性能下降，为了避免这一问题，将台肩部7a1也进行硬化。
与此相反，在本发明中，由于如上面所述，与29台肩部72d接触的铆接部37未淬火，所以，如果和现有技术一样在台肩部72d上形成表面硬化层时，会使两者的硬度差加大，会造成上面所述的不适当的问题。从而，在本发明中，如图4所示，不对台肩部72d进行表面热处理，对该部分不进行淬火，以确保它和铆接部37具有大致相同的硬度。即，如图4所示，外侧联轴节72的表面硬化层S限于从细齿轴部82至退刀槽部72f的区域，至少对台肩部72d的端面与铆接部37的接触部分不产生热影响，省掉硬化层S。该外侧联轴节构件72的表面硬化层S与轮毂轮30的淬火硬化层一样，优选是用高频淬火进行。
这样，在不对台肩部72d及全部铆接部37淬火的情况下，会担心铆接部37与台肩部72a的刚性不足，但是，在本发明中，如上所述，由于通过铆接在轴承内部赋予预加载，所以，与图12所示的现有技术的产品相比，作用在这些接触部分上的表面压力显著降低，从而，不存在刚性不足的问题。
如前面已经描述过的，在铆接轮毂轮30的端部形成铆接部37时，伴随着塑性流动，有时会出现细齿81在铆接部37附近(内侧端部)向内径侧变形的情况。这种变形是一种向与细齿81啮合的对象的细齿轴部82侧突出的现象，通常，在细齿中，通过小直径部81a及大直径部81c的缩径或者向齿的侧面81b(均参照图2)的内径侧胀出产生(在本发明书中，把这种现象统称为“缩径现象”)。
为了与这种现象相对应，在本发明中，如图2所示，将形成于轮毂轮30内周上的细齿31的齿形(指的是在半径方向的截面上的齿部的轮廓)，在细齿81的轴向方向的整个长度上控制在规定的标准范围L1内。即，在现有技术中，不管缩径现象的程度如何，原封不动地搁置铆接后的细齿81的形状，与此相反，在本发明中，令该齿形在其轴向方向的整个长度上均处于标准范围L1内，主动地对其进行处理，使得不残留超过标准范围L1的突出到细齿轴部82侧的部分。借此，可以抑制由于细齿81的缩径现象引起的向细齿轴82侧的变形(突出)，所以在铆接后，把外侧联轴节构件72压入到轮毂轮30的内周中时，可以防止压入力过大或不可能压入的情况的发生。
齿形标准范围L1根据将外侧联轴节构件72压入到轮毂轮30的内周中允许的最大压入力决定。即，根据在制造生产线上允许的最大压力值决定标准范围L1的宽度，使细齿81的齿形处于这样规定的标准范围内。例如，在制造生产线上，当允许的最大压入力比较大时，将标准范围的宽度设定得较宽，反之，将标准范围的宽度设定得较窄。考虑到一般的制造生产线上的最大允许压入力，齿形的标准范围L1优选地，在细齿轴81的轴向方向的整个长度上将其滚柱外母线直径的尺寸公差定在60μm。
这里，所谓滚柱外母线直径(O.P.D)指的是，如图5所示，当分别把滚柱62(或钢珠)夹持在相对于细齿81的两个大直径部(齿槽)81c之间时的滚柱62之间的距离M。对于该距离M用所规定的上述尺寸公差作为标准范围L1，通过进行控制将细齿81的齿形在其轴向方向的整个长度上处于该公差范围内，可以减轻外侧联轴节构件72的压入力。
对于齿形的控制具体地可以用下面所示的三种方式来进行。
①第一个例子(参照图6)首先，在将轮毂轮30的内周进行一次车削后，铆接轮毂轮30的内侧端部，形成铆接部37。然后，在对轮毂轮30的内周进行第二次车削(精车削)之后，对所述第二次车削面进行拉削加上，形成细齿81。在这种情况下，细齿81的小直径部81a在其整个轴向方向的长度上成为二次车削面。根据这一步骤，即使由于铆接在细齿81的内侧端部(区域X)产生缩径现象，由于利用其后的二次车削将突出部切削掉，所以，可以把细齿81的齿形在轴向方向的整个长度上控制在标准范围。
②第二个例子(参照图7)和第一个例子一样，首先，在对轮毂轮30的内周进行一次车削后，铆接轮毂轮30的内侧端部，形成铆接部37。其次，对轮毂轮30的内周进行二次车削，但这种车削仅在发生缩径现象的区域X内进行。然后，通过拉削加工形成细齿81。借此，和第一个例子一样切除由缩径现象产生的突出部，减轻压入力，另一方面，由于二次车削加工的区域比第一个例子小，所以可以比第一个例子降低成本。在这种情况下，在细齿81的小直径部81a中，仅有内侧端部成为二次车削面84，该部分的直径比其它部分的直径大，大出的量等于二次车削的车削量。
③第三个例子(参照图8)首先，在把轮毂轮30的内周进行一次车削后，通过拉削加工形成细齿81。其次，在把轮毂轮30的内侧端部铆接之后，仅对由此造成的缩径部的发生区域进行二次车削将其车削掉。在这种情况下，在细齿81的小直径部81a中，只有内侧端部成为二次车削面84。在图中，将该二次车削与其它部位形成大致相同的直径，但也可以将二次车削面84形成比其它部分的直径大。
在上述第三个例子中，在轮毂轮30的内周进行一次车削→拉削加工→铆接各个工序进行在铆接部37附近(缩径部的发生区域X)的二次车削加工，但也可以代替二次车削通过进行二次拉削加工去掉缩径部。这时，也可以进行二次车削及二次拉削加工两种加工。
此外，在轮毂轮30的端部铆接时，在细齿81的内侧端部的内径部配置模具，利用该模具限制向细齿81的内径侧的变形，借此，和第一个例子～第三个例子一样，可以把细齿81的齿形控制在规定的标准范围内。
这样，根据本发明，在铆接部37中，将与外侧联轴节构件72接触的部分制成平坦面38a，将该平坦面38a的轴向方向的位置偏差限制在标准值以内，从而把联轴节中心O与转向主销中心之间的偏心量压制在最低的限度，或者可以使两者完全一致。从而，在提高车辆行驶的稳定性的同时，可以避免降低在上述接触部分的密封性。
此外，在形成于第一内侧构件的内周上的转矩传递用齿部的铆接部侧的端部，由于可以抑制因缩径现象引起的转矩传递用齿部的突出量，所以，在铆接后，在把外侧联轴节构件压入到第一内侧构件的内周中时，压力不会过大，可进行顺滑的压入作业。而且，无损于转矩传递用齿部的轴向方向的有效长度，可以防止由于铆接造成的轮毂轮的缩径现象对降低成本的不良影响。
图10是表示利用安装到杆部72b上的弹簧挡圈90进行轮毂轮30与外侧联轴节构件72的轴向方向的驱动轮用车轮轴承装置的例子。该弹簧挡圈90预先安装到形成于杆部72b的前端部上的环形槽91上，当沿轮毂轮30的内周面内嵌到杆部72b内时，进行缩径，轮毂轮30的铆接部37与外侧联轴节构件72的台肩部72d接触，在对接的位置处弹性复原，与轮毂轮30配合。通过采用自维持机构，可以利用这种弹簧挡圈90可拆装地将轮毂轮30与外侧联轴节72固定，对车轮轴承装置的轻量化、紧凑化作出贡献。
在轮毂轮30与外侧联轴节72的配合部，可以进行防锈处理。防锈处理例如可以通过在配合部的表面添加防锈剂(粘接剂及防锈剂)等进行。具体地说，例如可以预先在外侧联轴节构件72的杆部72b的外周上，涂布以聚氨酯橡胶为主剂的粘接剂，在涂布粘接剂之后，把外侧联轴节构件72的杆部配合到轮毂轮30的内周中。借此，由于至少细齿81及细齿轴部82的表面被粘接剂膜保护，从而能可靠地防止在这部分生锈。由于用剩余的粘接剂部分将配合的间隙，例如细齿81及细齿轴部82之间的间隙掩埋，进而，在剩余部多时，将小直径阶梯部17(图1中所述的导向部38)及杆部72b的轴端附近的轮毂轮30内周的间隙92用粘接剂掩埋，所以可以抑制灰尘及雨水等从轮毂轮30的铆接部37与外侧联轴节构件72的对接面或轮毂轮30的开口部(外侧)侵入，可以防止在配合部生锈。在这种情况下，由于在配合部的间隙填充有充足的粘接剂，可以进行松动的堵塞，可提高轴承刚性。
这样，在本发明中，通过使用防锈剂防止内部构件20与外侧联轴节构件72的配合部生锈，所以，没有必要像特开2000-14200号所述的结构那样在铆接部37与外侧联轴节构件72的台肩部72d之间安装密封构件，可以使这些对接而彼此之间贴紧。从而，通过减少部件数目降低成本。可以通过对接面彼此的贴紧提高刚性。
作为防锈剂，除粘接剂之外，也可以使用以聚氨酯橡胶等合成橡胶为主剂的发泡剂。由于发泡剂相对于溶剂其体积会膨胀几十倍，所以提高间隙的填充率，可进一步提高防锈效果。
此外，这些防锈剂除涂布在杆部72b的外周之外，也可以涂布到轮毂轮30的内周或者同时涂布到杆部72b的外周及轮毂轮30的内周。进而，也可以在轮毂轮30与外侧联轴节构件72的配合状态下，通过利用适当的方法将防锈剂注入到间隙38、92之间，用防锈剂填充间隙38、92。
在这种实施形式的轴承装置中，将把钢板压制成形的盖93安装到轮毂轮30的开口部上，利用该盖93防止灰尘及雨水等直接附着在防锈剂上。在该盖93的中心部上形成小孔93a。在把外侧联轴节构件72配合到轮毂轮30的内周上时，可以经由该小孔93a将剩余的防锈剂排出，或者经由该小孔93a从外部注入防锈剂。
图11是表示另外一种实施形式的纵剖面图，与图10所述的实施形式不同之处在于在形成于盖93上的小孔93a上安装由橡胶等构成的通气孔93b，并且将弹簧挡圈配合到轮毂轮30的端面上。由于其它的结构和图10所示的实施形式相同，所以，同一部件及同一部位赋予相同的标号，省略其详细说明。通过附加这种通气孔93b，提高配合部的密封性能，与防锈剂的效果相结合，进一步提高防锈性能。
作为前述粘接剂和发泡剂，可以列举出以下面所述的物质作为主剂。
①天然橡胶，淀粉，动物胶，酪蛋白，虫胶，沥青等天然物质。异戊二烯合成橡胶，丁二烯橡胶，苯乙烯-丁二烯橡胶，丙烯腈-丁二烯橡胶，乙烯-丙稀橡胶，乙烯-丙稀-二烯烃橡胶，异丁橡胶，氯丁橡胶，聚硫橡胶，氟橡胶，丙烯酸橡胶，聚氨酯橡胶，氯磺化聚乙烯，表氯醇橡胶，乙烯-丙烯酸橡胶，乙烯-醋酸乙烯弹性体，表面云扁豆蛋白橡胶等合成橡胶。
②邻苯二甲酸二烯丙基树脂，环氧树脂，三聚氰氨树脂，三聚氰氨-酚醛树脂，酚醛树脂，聚酰亚胺树脂，聚丙乙烯吡啶，尿素树脂，不饱和聚酯树脂，有机硅树脂，聚氨基甲酸乙酯树脂等硬固性树脂。
③丙稀基-丙烯腈-苯乙烯树脂共聚物树脂，丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂，改性丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，丙烯腈-氯化聚乙烯-苯乙烯共聚物树脂，丙烯腈-乙烯丙稀橡胶-苯乙烯共聚物，丙烯腈树脂，丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂，氯化聚乙烯，聚三氟化氯化乙烯，乙烯-丙烯酸乙酯共聚物树脂，乙烯-甲基丙烯酸共聚物树脂，四氟化乙烯-乙烯共聚物树脂，乙烯-醋酸乙烯共聚物树脂，乙烯-醋酸乙烯-氯乙烯共聚物树脂，乙烯-乙烯酸共聚物树脂，四氟化乙烯-六氟化丙稀共聚物树脂，离子交联聚合物树脂，液晶聚合物(金芳香族聚醚)，顺丁烯二酰亚胺-苯乙烯共聚物树脂，甲基丙烯酸-苯乙烯共聚物树脂，聚酰胺，聚酰胺11，聚酰胺12，聚酰胺46，聚酰胺6，聚酰胺6.66，聚酰胺610，聚酰胺66，改性聚酰胺66，聚酰胺芳香族，聚烯丙酮醚，聚酰胺-亚酰胺树脂，聚芳脂，聚丙烯基サルホン，聚丁烯对苯二酸酯，聚丁烯，聚碳酸酯，改性聚碳酸酯，聚丁烯，高密度聚乙烯，中密度聚乙烯，低密度聚乙烯，直链式低密度聚乙烯，超高分子聚乙烯，聚醚酮醚，聚醚酰亚胺，聚醚酮，聚醚嗍砜，聚对苯二甲酸乙二酯，四氟化乙烯-全氟烷氧基乙烯共聚物，甲基丙稀酸树脂，耐高冲击性甲基丙烯酸树脂，改性甲基丙烯酸树脂，聚甲基戊烯，聚缩醛，聚丙烯，对聚苯醚，改性对聚苯醚，改性聚对苯氧，聚对苯硫，聚苯乙烯，高冲击性聚苯乙烯，中冲击性聚苯乙烯，聚砜，改性聚砜，聚硫醚砜，聚四氟化乙烯，聚氯乙稀，聚氟化亚乙烯，乙烯-顺式丁烯二酸共聚树脂，高冲击性乙烯-顺式丁烯二酸共聚树脂，聚苯乙烯系弹性体，聚苯乙烯-丁二烯系弹性体，氯乙烯系弹性体，烯系弹性体，聚氨酯系弹性体，聚醚系弹性体，聚酰胺系弹性体，腈系弹性体，氟系弹性体，氨氯乙烯系弹性体等热塑性树脂。
这些物质可以单独使用，也可以用两种以上混合使用。
如上面详细描述的，根据本发明的驱动车轮用轴承装置，在自维持机构中，在抑制灰尘及雨水等侵入内部构件和外侧联轴节构件的配合部的同时，例如，即使在它们侵入时，由于用防锈剂充分地埋入到配合部的间隙内，从而可以抑制生锈，在拆卸时可极大地提高作业性。
图9表示驱动车轮用轴承装置的另外的实施形式。这种轴承装置，作为第二内侧构件的二个内轮42、43固定到作为第一内侧构件的轮毂轮30的外周上，在两个内轮42、43的外周上分别形成多列内环21、22。两个内轮42、43在对接的状态下压入到形成在轮毂轮30的外周上的小直径圆筒部32的外周上，其中，内侧的内轮43与车轮安装凸缘31的台肩面39接触。通过使轮毂轮30的内侧端部向外径侧塑性变形，形成铆接部，借此使内轮42、43与轮毂轮30一体化并进行预加载。从图9所示的状态将外侧联轴节构件72配合到轮毂轮30的内周侧，通过紧固螺母，或者通过用固定构件90固定，完成驱动车轮用轴承装置的组装(与图1、图10、及图11所示的装置功能、作用相同的部分赋予相同的参考标号，省略其重复说明)。
对于这种轴承装置，通过采用根据图1～图8、图10及图11说明的本发明的结构，获得上面所述的同样的结果。
上面对本发明的实施形式进行了说明，但本发明并不局限于这种实施形式，它只不过是举的例子，在不超过本发明的主旨的范围内，可以进一步用种种形式加以实施，本发明的范围如权利要求书的范围所述，并包括与权利要求书的范围所描述的等效物及在该范围内的所有改变。
权利要求
1.一种驱动车轮用轴承装置，其配备有内周上具有多列外环的外部构件，备有与外部构件的外环对向的多列内环，第一内侧构件，形成多列内环中至少其中之一的第二内侧构件，利用可以将第一内侧构件的端部向外径侧铆接的凸缘状铆接部将第一内侧构件与第二内侧构件非分离地结合的内部构件，加装在外部构件与内部构件之间的多列转动体，并且，利用沿轴向延伸的多列齿部彼此啮合、中间经由进行转矩传递的转矩传递机构将等速万向联轴节的外侧联轴节压入到第一内侧构件的内周中，其特征为，将第一内侧构件的转矩传递用齿部的齿形在其轴向方向的整个长度上控制在标准范围内。
2.如权利要求1所述的驱动车轮用轴承装置，其特征是，按照外侧联轴节的最大允许压力确定标准范围。
3.如权利要求1所述的驱动车轮用轴承装置，其特征是，以转矩传递用齿部的滚柱外母线直径的尺寸公差为60μm的方式确定标准范围。
4.如权利要求1所述的驱动车轮用轴承装置，其特征是，通过以下处理进行齿形控制，即，将第一内侧构件的内周第一次车削后，铆接其端部，至少在铆接部的附近对第一内侧构件的内周进行第二次车削，然后，对该内周进行拉削加工。
5.如权利要求1所述的驱动车轮用轴承装置，其特征是，通过以下处理进行齿形控制，即，在对一次车削后的第一内侧构件的内周施加拉削加工后，铆接其端部，然后至少第二次车削铆接部附近。
6.如权利要求1～5中任何一个所述的驱动车轮用轴承装置，其特征是，在第一内侧构件的转矩传递用齿部中，至少在铆接部附近形成二次车削面。
7.如权利要求1～5中任何一个所述的驱动车轮用轴承装置，其特征是，在二次车削面中，至少在铆接部附近形成比其它部位大的直径。
8.如权利要求1所述的驱动车轮用轴承装置，其特征是，在转动体与该转动体转动的内环及外环之间形成负的间隙。
9.如权利要求1所述的驱动车轮用轴承装置，其特征是，将第一内侧构件的铆接部附近的内径作为对向部。
10.一种驱动车轮用轴承装置，它由以下部分构成；在内周上形成多列外环的外部构件；在外周上分别形成与该外部构件的外环对向的多列内环及车轮安装凸缘；具有使端部向外径侧塑性变形的铆接部的内部构件；加装在前述外部构件与内部构件的各个环之间的多列转动体；在与前述内部构件的铆接部对接的状态下进行对接、具有中间经由转矩传递机构可向杆部传递转矩、内嵌到前述内部构件的外侧联轴节构件的等速万向联轴节；其中，将车轮可自由旋转的支承在车身上，在所述驱动车轮用轴承装置中，其特征为，对前述内部构件及外侧联轴节的配合部进行防锈处理。
11.如权利要求10所述的驱动车轮用轴承装置，其特征是，作为前述防锈处理，将防锈剂加装在内部构件与外侧联轴节构件的配合部内。
12.如权利要求11所述的驱动车轮用轴承装置，其特征是，作为前述防锈处理，使用弹性体系的粘接剂。
13.如权利要求11所述的驱动车轮用轴承装置，其特征是，作为前述防锈处理，使用弹性体系的发泡剂。
14.如权利要求11所述的驱动车轮用轴承装置，其特征是，分别在前述外部构件的内周上成一整体地形成多列外环，在外周上成一整体的形成车身安装凸缘。
15.如权利要求10所述的驱动车轮用轴承装置，其特征是，前述内部构件由分别具有在外周上的车轮安装凸缘、外侧的内环、及小直径阶梯部的轮毂轮，以及在外周上具有内侧内环的内轮构成，使前述小直径阶梯部的端部向外径侧塑性变形、将轮毂轮与内轮结合。
16.如权利要求10所述的驱动车轮用轴承装置，其特征是，通过固定构件沿轴向方向可拆装地将前述内部构件和外侧联轴节构件的杆部固定。
17.如权利要求16所述的驱动车轮用轴承装置，其特征是，在前述内部构件上安装密封其端部开口部的盖的同时，在该盖上设置小孔。
全文摘要
使轮毂轮30的端部向外径侧塑性变形、形成半径方向的铆接部37，将轮毂轮30与配合到轮毂轮的外周上的内轮40一体化。将等速万向联轴节70的外侧联轴节构件72压入到轮毂轮30的内周中，将轮毂轮30内周的细齿81与外侧联轴节构件72的细齿轴部82配合。将轮毂轮30的内周的细齿81的齿形在其轴向的整个长度上控制在标准范围内，减少伴随着铆接产生的细齿81的缩径。
文档编号F16D3/224GK101025202SQ200710080108
公开日2007年8月29日 申请日期2002年3月25日 优先权日2001年3月29日
发明者田岛英儿, 大槻寿志, 鸟居晃, 仁木基晴 申请人:Ntn株式会社