驱动车轮用轴承装置及其组装方法

专利名称：驱动车轮用轴承装置及其组装方法
技术领域：
本发明涉及相对于例如汽车的悬挂装置旋转自如地支承驱动车轮(FF 车的前轮、FR车的后轮、4WD车的全轮)的驱动车轮用轴承装置及其组 装方法。
背景技术：
作为现有的驱动车轮用轴承装置，例如，提出有以小型轻量的构造使 组装作业容易并长期地防止剌耳的打齿音的产生，并且，无需严密地限制 形状尺寸精度而能够抑制轴向的晃动的驱动车轮用轴承装置(例如，参照 专利文献1)。
如图19所示，该专利文献1公开的驱动车轮用轴承装置以轮毂圈101 及内圈102、双列的滚动体103、 104、外圈105、等速万向接头106为主 要的构成元件。
轮毂圈101在其外周面形成有外侧的内侧轨道面107，并具有用于安 装车轮(未图示)的车轮安装凸缘10.9。在该车轮安装凸缘109的圆周方 向等间隔地设置有用于固定车轮盘的轮毂螺栓110。使内圈102嵌合于该 轮毂圈101的形成在内侧外周面的小径阶梯部112，在该内圈102的外周 面形成有内侧的内侧轨道面108。再者，在该轮毂圈101的轴孔内周面形 成有用于能够传递转矩地与等速万向接头106结合的内花键128。
为了防止蠕变而以适当的过盈量压入内圈102。通过形成在轮毂圈101 的外周面的外侧的内侧轨道面107和形成在内圈102的外周面的内侧的内 侧轨道面108构成双列轨道面。通过将该内圈102压入轮毂圈101的小径 阶梯部112并向外侧拧紧轮毂圈101的小径阶梯部112的端部，通过该加 固部111使内圈102防脱并与轮毂圈101 —体化，从而对轴承部120施加 预压。外圈105在内周面形成有与轮毂圈101及内圈102的内侧轨道面107、 108对置的双列外侧轨道面113、 114，并具有用于安装于车体(未图示) 的车体安装凸缘117。该车体安装凸缘117嵌合于从车体的悬挂装置(未 图示)延伸的转向节并通过螺栓等固定。
轴承部120是双列的角接触球轴承构造，并具有如下构造，即，使滚 动体103、 104夹设于在轮毂圈101及内圈102的外周面形成的内侧轨道 面107、 108与在外圈105的内周面形成的外侧轨道面113、 114之间，并 通过保持器(未图示)沿圆周方向等间隔地支承各列滚动体103、 104。再 者，在该轴承部120中，在其内部设定有规定的轴承间隙。
在轴承部120的两端开口部中，以与轮毂圈101和内圈102的外周面 滑动接触的方式，将对外圈105与轮毂圈101及内圈102的环状空间进行 密封的一对密封件123、 124嵌合于外圈105的两端部内径，而防止填充
于内部的润滑脂的泄漏及来自外部的水或异物的侵入。
等速万向接头106包括外侧接头构件115，其设置在构成驱动轴的 中间轴(未图示)的一端，并在内周面形成有轨道槽；内侧接头构件131， 其在外周面形成有与该外侧接头构件115的轨道槽对置的轨道槽；球132， 其插入外侧接头构件115的轨道槽与内侧接头构件131的轨道槽之间；保 持架133，其夹设于外侧接头构件115的内周面与内侧接头构件131的外 周面之间并保持球132。外侧接头构件115具有开口部125，其收容内 侧接头构件131、球132以及保持架133;邻部127，其从开口部125沿轴 向一体地延伸，并在外周面形成有外花键126。
通过将外侧接头构件115的轴部127压入轮毂圈101的轴孔，并使形 成在该轴部127的外周面的外花键126与形成在轮毂圈101的轴孔的内花 键128嵌合，使外侧接头构件115与轮毂圈101能够传递转矩地结合。而 且，经由安装于轮毂圈101的端部的盖129将螺栓130螺合于外侧接头构 件115的轴部127的端部，由此，将等速万向接头106固定于轮毂圈101。
该专利文献1公开的驱动车轮用轴承装置将形成在外侧接头构件115 的轴部127的外周面的外花键126和形成在轮毂圈101的轴孔的内周面的 内花键128设为锥形花键。即，使外花键126的齿为越向轴向内方而圆周 方向的宽度越宽，并且使内花键128的齿为越向轴向外方而圆周方向的宽度越宽。并且，将外侧接头构件115的轴部127压入轮毂圈101的轴孔时，
通过使轴部127的外花键126与轮毂圈101的内花键128卡合为楔状来使 两者能够传递转矩地结合。
专利文献l:(日本)特开2002-120506号公报。

发明内容
但是，在所述的专利文献l公开的驱动车轮用轴承装置中，通过使形 成在外侧接头构件115的轴部127的外花键126和形成在轮毂圈101的轴 孔的内花键128为锥形花键，并使这些外花键126与内花键128卡合为楔 状，来使外侧接头构件115的轴部127与轮毂圈101结合。
但是，由于外侧接头构件115的轴部127的外花键126以通过由例如 滚轧产生的精加工为前提，因此难以增大该外花键126的锥角。在此，所 谓外花键126的锥角表示轴部127的轴与外花键126的齿面所成的角度， 在所述的专利文献1中，公开有0.75 1.25° (参照专利文献1的段落标 号[0026p。
因此，外花键126的锥角必须缩小为如专利文献1公开所示的0.75 1.25°左右。但是，如果外花键126的锥角縮小为这种情况，则由于该尺 寸精度的不平均，难以决定轮毂圈101与外侧接头构件115的轴向嵌合位 置，进一步，成为使轮毂圈101的凸缘面(安装有制动器转子的车轮安装 凸缘109的外侧端面)与接头中心间的距离较大地变化的情况，在车辆驱 动系统的特性上慎选。
此外，如果使轴部127的外花键126与轮毂圈101的内花键128卡合 为楔状，则因为锥形花键产生的楔效果而使位于轴部127的外周侧的轮毂 圈101及内圈102鼓出，且该鼓出影响轴承部120的轴承间隙。因此，将 螺栓130紧固于轴部127的端部，由此难以施加轴向的较大的轴向力。
相反，如果增大外花键126的锥角，则在传递转矩时产生在花键嵌合 面的轴向的分离力增加，因此影响螺栓130产生的紧固部的可靠性或强度， 也成为来自花键嵌合部的噪音产生的主要原因。
本发明是鉴于所述的问题点而提出的发明，其目的在于提供一种不需 要锥形花键，没有花键嵌合部的周向松动，长期地防止刺耳的打齿音或粘
7滑运动音，并且小型轻量、低成本且可靠性高的驱动车轮用轴承装置及其 组装方法。
作为用于实现所述目的的技术方案，本发明的驱动车轮用轴承装置具 有外部构件，其在内周形成有双列的外侧轨道面；内部构件，其在外周 具有与所述外侧轨道面对置的双列的内侧轨道面，且包括轮毂圈及内圈； 双列的滚动体，其夹设于所述外部构件的外侧轨道面与内部构件的内侧轨 道面之间，所述驱动车轮用轴承装置将等速万向接头的外侧接头构件的轴 部与所述轮毂圈的内径嵌合而结合，其特征在于，通过多个凸部和与所述 凸部具有过盈量地密接嵌合的多个凹部，能够分离地结合所述轮毂圈与所 述外侧接头构件，所述多个凸部形成在所述轮毂圈与所述轴部的嵌合部中 的任一方的嵌合部并沿轴向延伸，所述多个凹部形成在另一方的嵌合部。
在轮毂圈与轴部的嵌合部中，在任一方的嵌合部形成凸部后，具有过 盈量地与凸部密接嵌合的凹部能够通过将外侧接头构件的轴部压入轮毂 圈的内径而形成(也可以将轮毂圈压入轴部的外径)。此时，凸部随着塑 性变形及切削加工，同时陷入对方侧的凹部形成预定面，从而在凹部形成 预定面形成凹部。通过使凸部陷入对方侧的凹部形成面，使轮毂圈的内径 成为略微扩径的状态，从而容许凸部的轴向的相对移动。如果凸部的轴向 相对移动停止，则轮毂圈的内径要返回原来的直径而进行縮径。由此，由 于凸部相对于凹部以过盈量密接，因此能够稳固地将外侧接头构件与轮毂 圈进行结合一体化。
此外，在本发明中，由于能够分离外侧接头构件与轮毂圈，因此容易 进行等速万向接头或轮毂圈的修补作业。即，能够重新使用外侧接头构件 而重新更换轮毂圈，或者重新使用轮毂圈而重新更换外侧接头构件。
能够使凸部不贯通具有凹部的构件而与凹部密接嵌合。
这样，为了使凸部不贯通具有凹部的构件，需要在凸部穿透具有凹部 的构件之前结束轴部对轮毂圈内径的压入操作。此时，在具有凹部的构件 中，在比凸部前端靠先行侧(压入方向侧)的区域中，不形成凹部与凸部 密接嵌合的凹凸嵌合构造。该不形成凹凸嵌合构造的区域成为堤坝状部位 并相对于凸部向压入方向的移动发挥卡定效果，因此巩固轮毂圈与轴部的 固定。另一方面，也可以使凸部贯通具有凹部的构件并与凹部密接嵌合。此 时，在凹部与凸部之间能够确保较大的嵌合长度，因此能够实现来自转矩 传递能力与凹凸嵌合构造的拉拔耐力的增加及凹凸嵌合构造的寿命强度 的提高。
在所述的凹凸嵌合构造中，优选使轮毂圈与外侧接头构件在轴向上抵接。
通过使轮毂圈与外侧接头构件在轴向上(特别是与所述压入方向同 向)抵接，在将外侧接头构件的轴部压入轮毂圈的内径时，能够决定轮毂 圈与外侧接头构件的凹凸嵌合中的轴向位置。该轮毂圈与外侧接头构件的 轴向抵接可以通过使轮毂圈的内径与外侧接头构件的外径直接在轴向对 接来实现。
再者，在外侧接头构件的轴部形成凸部时，优选将外侧接头构件的轴 部压入内周面没有凹部的单纯的圆筒形状的轮毂圈的内径。
优选凸部的表面硬度比凹部的表面硬度大。这样，凸部容易陷入对方 侧的凹部形成预定面，容易进行将轴部压入轮毂圈的内径的作业。
再者，通过高频淬火能够对凸部进行硬化处理。作为该硬化处理，优 选容易控制淬火范围及淬火深度的高频淬火。
优选利用卡定构件使外侧接头构件的轴部相对于轮毂圈防脱。外侧接 头构件的轴部的轴向脱落耐力在由所述的凹凸嵌合构造产生的强度下足 够，但是为了发挥失效保护功能优选在凹凸嵌合构造中附加防脱构造。卡 定构件能够对例如轮毂圈的内径端部进行卡定。
可以在轮毂圈的接头侧端部与外侧接头构件的轮毂圈对置端部之间 设置间隙。通过设置这样的间隙，能够使轮毂圈的接头侧端部与外侧接头 构件的轮毂圈对置端部成为非接触状态，因此能够抑制在轮毂圈的接头侧 端部与外侧接头构件的轮毂圈对置端部之间的粘滑运动音的产生。
在此，所谓"粘滑运动音"表示如下原因而产生的噪音，即，在车辆 出发时，如果相对于处于静止状态的轮毂圈从外侧接头构件的轴部施加旋 转转矩，则由于外侧接头构件的扭转而在轮毂圈的接头侧端部与外侧接头 构件的轮毂圈对置端部之间产生的急剧的滑动。
优选使外部构件的外周面与转向节嵌合，并使该转向节的与外部构件的嵌合面的最小内径尺寸比等速万向接头的最大外径尺寸大。在此，等速 万向接头表示包括保护罩及保护罩带的构造。这样，如果使转向节的与外 部构件的嵌合面的最小内径尺寸比等速万向接头的最大外径尺寸大，则能 够使在外部构件、内部构件及滚动体之外含有等速万向接头的驱动车轮用 轴承装置作为单元而插通于转向节，从而容易进行驱动车轮用轴承装置的 组装、分解。.
所述凹凸嵌合构造能够分离外侧接头构件与轮毂圈，因此容易进行等 速万向接头或轮毂圈的修补作业。该修补作业通过以下叙述的组装方法实 现。
作为第一组装方法，考虑有将装配体与嵌合于轮毂圈的内径的等速万 向接头的外侧接头构件通过凹凸嵌合构造能够分离地结合后，在重新使用 外侧接头构件并更换装配体时，通过将重新使用的外侧接头构件的轴部从 所述装配体的轮毂圈的内径拔出并装入新的装配体的轮毂圈的内径，从而 重新构成所述凹凸嵌合构造，所述装配体具有外部构件，其在内周形成 有双列的外侧轨道面；内部构件，其在外周具有与所述外侧轨道面对置的 双列的内侧轨道面，且包括轮毂圈及内圈；以及双列的滚动体，其夹设于 所述外部构件的外侧轨道面与内部构件的内侧轨道面之间，所述凹凸嵌合 构造包括多个凸部和与所述凸部带有过盈量地密接嵌合的多个凹部，所述 多个凸部形成在所述轮毂圈与所述等速万向接头的轴部的嵌合部中的任 一方的嵌合部并沿轴向延伸，所述多个凹部形成在另一方的嵌合部。使新 的装配体与重新使用的外侧接头构件在预压状态下结合。
此时，重新使用的外侧接头构件的轴部具有所述凸部时，以在新的装 配体的轮毂圈形成相对于所述凸部具有过盈量的凹部的状态，将所述轴部 装入新的轮毂圈的内径。
此外，重新使用的外侧接头构件的轴部具有所述凹部时，以在新的装 配体的轮毂圈形成相对于所述凹部具有过盈量的凸部的状态，将所述轴部 装入新的轮毂圈的内径。
此外，作为第二组装方法，考虑有将装配体与嵌合于轮毂圈的内径的 等速万向接头的外侧接头构件通过凹凸嵌合构造能够分离地结合后，在重 新使用装配体并更换外侧接头构件时，通过将所述外侧接头构件的轴部从重新使用的装配体的轮毂圈的内径拔出，并将新的外侧接头构件的轴部装 入所述装配体的轮毂圈的内径，从而重新构成所述凹凸嵌合构造，所述装 配体具有外部构件，其在内周形成有双列的外侧轨道面；内部构件，其 在外周具有与所述外侧轨道面对置的双列的内侧轨道面，且包括轮毂圈及
内圈；以及双列的滚动体，其夹设于所述外部构件的外侧轨道面与内部构 件的内侧轨道面之间，所述凹凸嵌合构造包括多个凸部和与所述凸部带有 过盈量地密接嵌合的多个凹部，所述多个凸部形成在所述轮毂圈与所述等 速万向接头的轴部的嵌合部中的任一方的嵌合部并沿轴向延伸，所述多个 凹部形成在另一方的嵌合部。重新使用的装配体与新的外侧接头构件在预 压状态下结合。
当重新使用的装配体的轮毂圈具有所述凸部时，以在新的外侧接头构 件的轴部形成相对于所述凸部具有过盈量的凹部的状态，将新的外侧接头 构件的轴部装入所述轮毂圈的内径。
此外，当重新使用的装配体的轮毂圈具有所述凹部时，以在新的外侧 接头构件的轴部形成相对于所述凹部具有过盈量的凸部的状态，将新的外 侧接头构件的轴部插入所述轮毂圈的内径。
以上所述的组装方法能够通过如下的方法进行，即，通过工具将外侧 接头构件向接近轮毂圈的方向拉动并将外侧接头构件的轴部压入轮毂圈 的内径，其中，所述工具被轮毂圈限制了向接近等速万向接头的方向的移 动。通过使用这样的独立且专用的工具，容易将轴部重新压入轮毂圈。
发明效果
根据本发明，由于使形成在轮毂圈与轴部的嵌合部的任一方的嵌合部 的沿轴向延伸的多个凸部与形成在另一方的嵌合部的多个凹部以过盈量 密接嵌合，因此能够稳固地将外侧接头构件与轮毂圈进行结合一体化。而 且，在该凹凸嵌合构造中，由于能够分离外侧接头构件与轮毂圈，因此容 易进行外侧接头构件或轮毂圈的修补作业。
其结果，能够提供一种无需现有的锥形花键，没有花键嵌合部的周向 松动，长期地防止刺耳的齿打音或粘滑运动音，并且小型轻量、低成本且 可靠性高的驱动车轮用轴承装置。


图1是表示本发明的第一实施方式中驱动车轮用轴承装置的整体结构 的纵向剖面图。
图2是表示本发明的第二实施方式中驱动车轮用轴承装置的整体结构 的纵向剖面图。
图3是表示本发明的第三实施方式中驱动车轮用轴承装置的整体结构 的纵向剖面图。
图4是表示本发明的第四实施方式中驱动车轮用轴承装置的整体结构 的纵向剖面图。
图5是表示本发明的第五实施方式中驱动车轮用轴承装置的整体结构 的纵向剖面图。
图6a是表示图1 图5的轮毂圈的轴孔的横向剖面图。
图6b是表示图1 图5的外侧接头构件的轴部的横向剖面图。
图7是表示适用于本发明的第一实施方式的变形例中驱动车轮用轴承 装置的整体结构的纵向剖面图。
图8是表示适用于本发明的第二实施方式的变形例中驱动车轮用轴承 装置的整体结构的纵向剖面图。
图9是用于说明在图1的驱动车轮用轴承装置中将外侧接头构件的轴 部压入轮毂圈的要领的剖面图。
图10是用于说明在图2的驱动车轮用轴承装置中将外侧接头构件的 轴部压入轮毂圈的要领的剖面图。
图11是表示在图1的驱动车轮用轴承装置中，在将外侧接头构件的 轴部重新压入轮毂圈时使用的工具(jig)(延长杆)与外侧接头构件的剖 面图。
图12是表示在图1的驱动车轮用轴承装置中，在将外侧接头构件的 轴部重新压入轮毂圈前的状态下，含有轮毂圈的装配体与外侧接头构件的 剖面图。
图13是表示在图1的驱动车轮用轴承装置中，在将外侧接头构件的 轴部重新压入轮毂圈前的状态下，含有将凹部预先形成于轴孔的轮毂圈的 装配体与外侧接头构件的剖面图。图14是表示在图1的驱动车轮用轴承装置中，在将外侧接头构件的 轴部重新压入轮毂圈后的状态下，包括轮毂圈的装配体与外侧接头构件的 剖面图。
图15是表示在图2的驱动车轮用轴承装置中，在将外侧接头构件的
轴部重新压入轮毂圈时使用的工具(延长杆)与外侧接头构件的剖面图。
图16是表示在图2的驱动车轮用轴承装置中，在将外侧接头构件的 轴部重新压入轮毂圈前的状态下，包括轮毂圈的装配体与外侧接头构件的 剖面图。
图17是表示在图2的驱动车轮用轴承装置中，在将外侧接头构件的 轴部重新压入轮毂圈后的状态下，包括轮毂圈的装配体与外侧接头构件的 剖面图。
图18是比较初始组装时与拉出、重新压入时的静扭曲强度的图表。
图19是表示驱动车轮用轴承装置的现有例子的剖面图。
1轮毂圈
2内圈
3、 4滚动体
6等速万向接头
7、 8内侧轨道面
13、 14 外侧轨道面
15外侧接头构件
18轴向端部(外侧端部)
26凸部(外花键)
27轴部
71专用工具(延长杆) 74专用工具(垫圈) 76专用工具(拉入用螺母) X装配体
具体实施例方式
本发明涉及的驱动车轮用轴承装置的实施方式如下所述。图1 图5 所示的各实施方式的驱动车轮用轴承装置以作为内部构件的轮毂圈l及内 圈2、双列的滚动体3、 4、外圈5、等速万向接头6为主要的结构元件。 再者，在以下的说明中，在组装于车辆的状态下，将车辆的靠外侧的一侧 称为外侧(图中左侧)，将靠中央一侧称为内侧(图中右侧)。
轮毂圈1在其外周面形成有外侧的内侧轨道面7并具有用于安装车轮 (未图示)的车轮安装凸缘9。在该车轮安装凸缘9的圆周方向等间隔地 设置有用于固定车轮盘的轮毂螺栓10。使内圈2嵌合于该轮毂圈1的形成 在内侧外周面的小径阶梯部12，并在该内圈2的外周面形成有内侧的内侧 轨道面8。轮毂圈1通过车削或锻造进行制作。
为了防止蠕变而以适当的过盈量压入内圈2。通过形成在轮毂圈1的 外周面的外侧的内侧轨道面7与形成在内圈2的外周面的内侧的内侧轨道 面8构成双列轨道面。将该内圈2压入轮毂圈1的小径阶梯部12并通过 摆动拧紧轮毂圈1的小径阶梯部12的端部而对外侧拧紧，由此，通过该 加固部11使内圈2防脱并与轮毂圈1 一体化，从而对轴承部20施加预压。
外圈5在内周面形成有与轮毂圈1及内圈2的内侧轨道面7、 8对置 的双列外侧轨道面13、 14，并具有用于安装于车体(未图示)的车体安装 凸缘17。该车体安装凸缘17嵌合于从车体的悬挂装置(未图示)延伸的 转向节51并螺栓等固定于转向节51。
轴承部20是双列角接触球轴承构造，并具有如下构造，即，使滚动 体3、 4夹设于在轮毂圈l及内圈2的外周面形成的内侧轨道面7、 8与在 外圈5的内周面形成的外侧轨道面13、 14之间，并将各列滚动体3、 4通 过保持器2K 22等间隔地保持在圆周方向。再者，在该轴承部20中，在 其内部设定有规定的负的轴承间隙。
在轴承部20的两端开口部，以与轮毂圈1和内圈2的外周面滑动连 接的方式，将对外圈5与轮毂圈1及内圈2的环状空间进行密封的一对密 封件23、 24嵌合于外圈5的两端部内径，而防止填充于内部的润滑脂的 泄漏以及来自外部的水或异物的侵入。
等速万向接头6包括外侧接头构件15，其设置在构成驱动轴的中间轴(未图示)的一端并在内周面形成有轨道槽；内侧接头构件31，其在外
周面形成有与该外侧接头构件15的轨道槽对置的轨道槽；球32，其插入 外侧接头构件15的轨道槽与内侧接头构件31的轨道槽之间；保持架33， 其夹设于外侧接头构件15的内周面与内侧接头构件31的外周面之间并保 持球32。外侧接头构件15具有开口部25，其收容内侧接头构件31、球 32以及保持架33;轴部127，其从开口部125沿轴向一体地延伸，并在外 周面形成有外花键26。该外侧接头构件15通过例如锻造进行制作并使轴 部27嵌合于轮毂圈1的内径。
在组装该驱动车轮用轴承装置时，如图6a所示，使成为与轴部27嵌 合的嵌合部的轮毂圈1的轴孔28为未形成有内花键的单纯的圆筒形状。 而且，如图6b所示，在成为与轮毂圈1嵌合的嵌合部的外侧接头构件15 的轴部27的外周面形成具有沿轴向延伸的多个凸部(比齿根向外径侧突 出的区域)的外花键26。通过将轴部27压入轮毂圈1的轴孔28，在该轮 毂圈1的轴孔28形成有与外花键26对应的形状的凹凸面(与雌花键近似 的形状)。此时，使形成在轴部27的外花键26的凸部与形成在轮毂圈1 的凹凸面的凹部(形成在比齿顶靠外径侧的凹处)具有过盈量地密接嵌合。 这样，通过相互密接嵌合的凹部与凸部构成有凹凸嵌合构造。
在该凹凸嵌合构造中，伴随着塑性变形及切削的同时向轮毂圈1的轴 孔28转印外花键26的形状。此时，通过使外花键26进入轮毂圈1的轴 孔28而使轮毂圈1的内径成为略微扩径的状态，从而容许外花键26的轴 向移动，如果该轴向移动停止，则轮毂圈1的内径要返回原来的直径而缩 径。
由此，由于将外花键26的整体相对于形成在轮毂圈1的轴孔28的凹 凸面稳固地密接嵌合，因此能够将外侧接头构件15与轮毂圈1稳固地进 行结合一体化。通过这样的低成本与高可靠性的结合，能够消灭轴部27 与轮毂圈1的嵌合部分的周向松动，并能够长期地防止刺耳的打齿音。
在图2所示的第二实施方式及图4所示的第四实施方式中，在轮毂圈 1的轴孔28的除外侧端部18的部位形成有凹凸嵌合构造。而且，在图1 所示的第一实施方式、图3所示的第三实施方式及图5所示的第五实施方 式中，在遍及轮毂圈1的轴孔28的包括外侧端部18的轴向全长形成有凹凸嵌合构造。
在第二实施方式及第四实施方式中，为了不使外花键26的凸部贯通
轮毂圈1的轴孔28，而在外花键26的前端到达轮毂圈1的轴孔28的外侧 端部18之前停止轴部27的压入操作。因此，在轮毂圈1的轴孔28的外 侧端部18未形成有凹凸嵌合构造。这样，在轮毂圈1的轴孔28的外侧端 部18未形成凹凸嵌合构造的结构中，由于形成在轮毂圈1的外侧端部18 的堤坝状部位相对于外花键26的凸部增强相对于轴部27的插入方向的卡 定效果，因此轮毂圈1与外侧接头构件15的轴部27的固定更加稳固。
另一方面，在第一实施方式、第三实施方式及第五实施方式中，为了 使外花键26贯通轮毂圈1的轴孔28，遍及含有轮毂圈1的轴孔28的外侧 端部18的轴向全长将外花键26压入。由此，遍及含有轮毂圈1的轴孔28 的外侧端部18的轴向全长形成凹凸嵌合构造。这样，如果遍及轮毂圈1 的轴孔28的轴向全长形成凹凸嵌合构造，则由于能够确保更长的嵌合长 度，因此能够实现来自转矩传递能力和凹凸嵌合构造的拉拔耐力的增加及 凹凸嵌合构造的寿命强度的提高。
在以上各实施方式中，在成为与轴部27嵌合的嵌合部的轮毂圈1的 轴孔28未形成内花键，而在成为与轮毂圈1嵌合的嵌合部的轴部27的外 周面形成外花键26，但是能够在所述轮毂圈1的轴孔28形成内花键，并 使所述轴部27的外周面为未形成外花键的单纯的圆筒面形状。此时，随 着轴部27压入轮毂圈1的内径，内花键的凸部(从齿根向内径侧突出的 区域)进入轴部27的外周面并形成凹部(比齿顶靠内径侧的凹处)，由此， 在轴部27的外周面形成有与外花键近似形状的凹凸面。此时，由于也通 过内花键的凸部与轴部27的凹部以过盈量密接嵌合来形成凹凸嵌合构造， 因此能够以足够的强度使轮毂圈1与外侧接头构件15能够分离地结合。
在轮毂圈1的轴孔28未形成内花键而在轴部27的外周面形成外花键 26时，轮毂圈1的轴孔28的内周面为未硬化处理状态即新材料的状态， 并且，外侧接头构件15的轴部27的外花键26通过高频淬火进行硬化处 理。由此，容易使外花键26进入轮毂圈1的轴孔28，因此容易进行将轴 部27压入轮毂圈1的内径的作业。外花键26的硬化处理优选容易控制淬 火范围及淬火深度的高频淬火，也可以选用其它的硬化处理。再者，虽然轮毂圈1为基本上未进行热处理的新材料，但是只要不超过轴部27的外
花键26的表面硬度则也可以实施热处理。只要至少使形成在轴部27的外 周面的凸部的表面硬度比形成在轮毂圈1的轴孔28的凹部的表面硬度大 就可以。
同样地，在轮毂圈1的轴孔28形成内花键并使轴部27的外周面为单 纯的圆筒面形状时，使内花键(特别是凸部)的表面硬度比轴部27的外 周面的表面硬度大。此时，硬化处理方法或表面高度的大小关系或者有无 轴部27的外周面的硬化处理，都与上述情况相同。
外侧接头构件15的轴部27通过作为卡定构件的挡圈41相对于轮毂 圈1防脱。该防脱为如下构造，即，通过使盖42嵌入并卡定于轮毂圈1 的轴孔大径阶梯部，并使挡圈41嵌合于形成在轴部27的小径端部的环状 槽43，从而使该挡圈41卡定于盖42的内周缘部。外侧接头构件15的轴 部27的轴向防脱耐力在由所述凹凸嵌合构造产生的强度下足够，但是为 了发挥失效保护功能而优选在凹凸嵌合构造中附加上述的防脱构造。再 者，如下所述，在轴部27的小径端面设置有在将轴部27压入轮毂圈1的 轴孔28时用于引导的销孔44。
在第一 第三实施方式中，在轮毂圈1的作为接头侧端部的加固部11 与外侧接头构件15的作为轮毂圈对置端部的肩部16之间设置间隙m。这 样，通过在轮毂圈1的加固部11与外侧接头构件15的肩部16之间设置 间隙m，使轮毂圈1的加固部11与外侧接头构件15的肩部16成为非接 触状态。这样，由于轮毂圈1的加固部11与外侧接头构件15的肩部16 成为非接触状态，因此能够抑制在轮毂圈1的加固部11与外侧接头构件 15的肩部16之间的粘滑运动音的产生。
再者，在第一实施方式中，由于在轮毂圈1的加固部11与外侧接头 构件15的肩部16之间形成有间隙m，因此为了防止在轮毂圈1与轴部27 的嵌合部的生锈等，使作为密封构件的O形密封圈45夹设于在外侧接头 构件15的轴部27的根部外周面与轮毂圈1的内侧端部内周面之间。
在第四实施方式和第五实施方式中，轮毂圈1的加固部11与外侧接 头构件15的肩部16处于接触状态。根据该结构，能够提高轴承装置的刚 性，而且不需要所述O形密封圈。如果控制轮毂圈1的加固部11与外侧接头构件15的肩部16的接触面压力的同时形成凹凸嵌合构造，则能够抑
制轮毂圈1的加固部11与外侧接头构件15的肩部16之间的粘滑运动音
的产生。
在第二 第五实施方式的凹凸嵌合构造中，使轮毂圈1与外侧接头构
件15在轴向(两者接近的方向)上抵接。在第二实施方式和第三实施方 式中，在轮毂圈1的内径形成圆锥状的阶梯部19并在外侧接头构件15的 轴部27'的外径形成圆锥状的阶梯部29，并且使该轮毂圈1的内径的阶梯 部19与轴部27的外径的阶梯部29对接并抵接。而且，在第四实施方式 和第五实施方式中，使轮毂圈1的加固部11与外侧接头构件15的肩部16 对接并抵接。这样，通过使轮毂圈1与外侧接头构件15在轴向抵接，在 将轴部27压入轮毂圈1的轴孔28时，能够决定轮毂圈1与外侧接头构件 15的凹凸嵌合中的轴向位置。
在第一 第五实施方式中，使外圈5的外周面与转向节51嵌合，并 使该转向节51的与外圈5嵌合的嵌合面的最小内径尺寸D！比等速万向接 头6 (在外侧接头构件15的开口端安装保护罩52及保护罩带53的状态) 的最大外径尺寸D2大。这样，如果使转向节51的与外圈5嵌合的嵌合面 的最小内径尺寸Di比等速万向接头6的最大外径尺寸D2大，则能够使在 外圈5、轮毂圈1及内圈2、滚动体3、 4之外含有等速万向接头6的驱动 车轮用轴承装置作为单元插通于转向节51，并容易进行驱动车轮用轴承装 置的组装、分解。
再者，在第一 第五实施方式中，作为相对于轮毂圈1的轴部27的 防脱构造，对采用挡圈41的情况进行了说明，但是本发明并不局限于此， 也可以为类似于图7及图8所示的变形例的防脱构造。图7所示的防脱构 造在外侧接头构件15的轴部27的外侧端部的外周面形成防脱用外螺纹部 46，并使与该外螺纹部46螺合的螺母47卡定于轮毂圈1的轴孔28的外 侧端部。而且，图8所示的防脱构造在外侧接头构件15的轴部27的外侧 端部的外周面形成防脱用外螺纹部46，并使与该外螺纹部46螺合的螺母 47卡定于轮毂圈1的轴孔28的外侧端部，使盖49螺合于外螺纹部46。
再者，虽然图7所示的变形例是适用于第一实施方式的情况，但是也 可以适用于第二 第五实施方式。而且，虽然图8所示的变形例是适用于第二实施方式的情况，但是也可以适用于第一、第三 第五实施方式。
在以下的说明中，说明第一、第二实施方式的驱动车轮用轴承装置，
并省略第三 第五实施方式或图7及图8所示的变形例的驱动车轮用轴承
装置，但是关于任一实施方式，其作用效果相同。
图9表示第一实施方式的情况，图10表示第二实施方式的情况。在
所述的凹凸嵌合构造中，在将轴部27压入轮毂圈1的轴孔28时，如图9 及图10所示，经由盖42使承受台61抵接于轮毂圈1的轴孔大径阶梯部， 并由该承受台61支承轮毂圈1。此时，将轮毂圈l、内圈2、滚动体3、 4 及外圈5组装为装配体X。在此状态下，使沿轴向滑动自如地内插于该承 受台61的定心用导向杆62的前端嵌入形成在外侧接头构件15的轴部27 的小径端部的销孔44，在此状态下使按压构件63抵接于外侧接头构件15 的开口部25的开口端。
并且，通过该按压构件63将开口部25的开口端沿轴向按压，由此将 外侧接头构件15的轴部27压入轮毂圈1的轴孔28。此时，外侧接头构件 15的轴部27由导向杆62支承的同时使该导向杆62相对于承受台61滑动 并后退。再者，在图9所示的第一实施方式时，在外侧接头构件15的轴 部27的根部外周面预先安装有O形密封圈45。
由该凹凸嵌合构造产生的结合能够分离外侧接头构件15与轮毂圈1， 因此容易进行等速万向接头6或轮毂圈1的修补作业。在该修补作业中， 包括更换含有等速万向接头6或轮毂圈1的装配体X的任一方的作业。例 如，在第一实施方式及第二实施方式的驱动车轮用轴承装置中，也可以通 过以下的要领实施修补作业。
为了实施该修补作业，需要分离等速万向接头6与轮毂圈1。此时， 如上所述，由等速万向接头6的外侧接头构件15与轮毂圈1的凹凸嵌合 构造产生的结合能够分离这些外侧接头构件15与轮毂圈1，因此通过取下 挡圈41能够将外侧接头构件15的轴部27从轮毂圈1的轴孔28拔出。
在拔出该轴部27后，通过使用后述的独立的专用工具(延长杆、垫 圈及拉入用螺母)，将新的等速万向接头6的外侧接头构件15的轴部27 重新压入重新使用的装配体X的轮毂圈1的轴孔28，或者，将重新使用 的等速万向接头6的外侧接头构件15的轴部27重新压入新的装配体X的轮毂圈1的轴孔28。再者，通过使用所述独立的工具，容易将轴部27重
新压入轮毂圈1。再者，以下的图11 图14关于第一实施方式例示了将 重新使用的等速万向接头6的外侧接头构件15的轴部27重新压入新的装 配体X的轮毂圈1的轴孔28的情况，而且，以下的图15 图17关于第 二实施方式例示了将重新使用的等速万向接头6的外侧接头构件15的轴 部27重新压入新的装配体X的轮毂圈1的轴孔28的情况。
在该重新压入作业时，首先，如图11及图15所示，在外侧接头构件 15的轴部27的销孔44安装延长杆71。延长杆71为在一端具有与所述销 孔44螺合的联结用外螺纹部72并在外周面形成有拉入用外螺纹部73的 工具，且是用于延长轴向尺寸短的轴部27而使拉入作业容易的构件。使 该延长杆71的连结用螺纹部72螺合于轴部27的销孔44。再者，在第一 实施方式时，此刻，在外侧接头构件15的轴部27的根部外周面预先安装 有0形密封圈45。
如图12 (或图13)及图16所示，将安装有所述延长杆71的外侧接 头构件15的轴部27插入配置于装配体X的轮毂圈1的轴孔28。并且， 在插入配置于轮毂圈1的轴孔28的延长杆71安装垫圈74及拉入用螺母 76。再者，图12与图13的不同是是否在轮毂圈1的轴孔28预先形成有 内花键这一点，图13例示在轴孔28预先形成内花键的情况。
垫圈74是在其内周面形成有用于拉入延长杆71的插通孔75的工具， 并且是经由延长杆71用于将轴部27相对于轮毂圈1进行支承的构件。而 且，螺母76是在其内周面形成有与延长杆71的拉入用螺纹部73螺合的 阴螺纹部77的工具，并且是用于将垫圈74作为支承底座而将轴部27相 对于轮毂圈1拉入的构件。
在使从轮毂圈1的轴孔28的外侧突出的延长杆71插通于垫圈74，使 该垫圈74经由盖42与轮毂圈1的轴孔大径阶梯部抵接，并在限制向接近 延长杆71的轴部27的方向的移动的状态下，使螺母76与所述延长杆71 螺合。从该状态开始，通过向紧固螺母76的方向旋转，经由延长杆71将 连结的外侧接头构件15的轴部27向接近轮毂圈1的方向拉入并重新压入 轮毂圈1的轴孔28。通过该重新压入，能够通过所述凹凸嵌合构造使外侧 接头构件15与轮毂圈1稳固地结合。如图14及图17所示，在轴部27的对轮毂圈1的重新压入结束后，取下螺母76、垫圈74及延长杆71，通过 再次将挡圈41安装于轴部27完成更换作业(参照图1及图2)。
修补作业时，在需要更换装配体X时，如上所述，通过将重新使用的 外侧接头构件15的轴部27重新压入新的装配体X的轮毂圈1的轴孔28， 在轮毂圈1与外侧接头构件15之间重新构成所述凹凸嵌合构造并使两者 结合。此时，在新的装配体的轮毂圈1的轴孔28预先形成相对于形成在 轴部27的外花键26具有过盈量的内花键(例如具有比外花键的花键直径 小的花键直径的内花键)。而且，在需要更换等速万向接头6时，相对于 轮毂圈1的轴孔28的凹凸面具有过盈量的外花键26 (例如将轮毂圈1的 凹凸面看作内花键时，比该内花键的花键直径大的花键直径的外花键26) 对形成在轴部27的新的外侧接头构件15进行准备，并通过将该新的外侧 接头构件15的轴部27重新压入重新使用的装配体X的轮毂圈1的轴孔 28，在预压状态下使轮毂圈1与外侧接头构件15结合。通过该重新压入， 能够使外侧接头构件15与轮毂圈1通过所述凹凸嵌合构造稳固地结合。 此时，在重新压入时，需要对合轮毂圈1的内花键与轴部27的外花键的 相位。在对使内花键形成于轮毂圈的内周面，并将其压入圆筒面状的轴部 而构成凹凸嵌合构造的装配体X或外侧接头构件进行更换时，能够用相同 的方法进行对应。
在以上的说明中，对在外侧接头构件15的轴部27形成外花键26并 使轮毂圈1的轴孔28为圆筒面的情况进行了说明，但是在轮毂圈1的轴 孔28形成内花键并使轴部27的外周面为圆筒面的情况也能够适用同样的 方法。即，在需要更换外侧接头构件15时，使新的外侧接头构件15的轴 部27形成为相对于轮毂圈1的内花键具有过盈量的形状。相反，需要更 换装配体X时，在新的轮毂圈1的轴孔28预先形成相对于形成在轴部27 的凹凸面具有过盈量的内花键。
再者，本申请人确认了如下情况，g卩，如图18所示，相对于将外侧 接头构件15的轴部27初始组装于轮毂圈1的试验体A、 B，在相对于轮 毂圈拔出外侧接头构件15的轴部27后，不降低在重新压入的试验体C、 D、 E的静扭曲强度，而确保必要强度。
在以上的实施方式中，例示了将在包括轮毂圈1及内圈2的内部构件形成的双列内侧轨道面7、 8的一方即外侧的内侧轨道面7适用于形成在 轮毂圈1的外周(称为第三代)类型的驱动车轮用轴承装置的情况，但是 本发明并不局限于此，也能够适用于将一对内圈压入轮毂圈的外周，使外
侧的轨道面7形成在一方的内圈的外周并使内侧的轨道面8形成在另一方
的内圈的外周(称为第一、第二代)类型的驱动车轮用轴承装置。
当然本发明并不局限于所述的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范 围内能够实施各种方式，本发明的范围通过权利要求书示出，进而还包括 与权利要求书所记载的等同的意思及范围内的全部变更。
2权利要求
1.一种驱动车轮用轴承装置，具有外部构件，其在内周形成有双列的外侧轨道面；内部构件，其在外周具有与所述外侧轨道面对置的双列的内侧轨道面，且包括轮毂圈及内圈；双列的滚动体，其夹设于所述外部构件的外侧轨道面与内部构件的内侧轨道面之间，所述驱动车轮用轴承装置将等速万向接头的外侧接头构件的轴部与所述轮毂圈的内径嵌合而结合，其特征在于，通过多个凸部和与所述凸部具有过盈量地密接嵌合的多个凹部，能够分离地结合所述轮毂圈与所述外侧接头构件，所述多个凸部形成在所述轮毂圈与所述轴部的嵌合部中的任一方的嵌合部并沿轴向延伸，所述多个凹部形成在另一方的嵌合部。
2. 根据权利要求1所述的驱动车轮用轴承装置，其中， 所述凸部不贯通具有凹部的构件地与所述凹部密接嵌合。
3. 根据权利要求1所述的驱动车轮用轴承装置，其中， 所述轮毂圈与所述外侧接头构件在轴向上抵接。
4. 根据权利要求1所述的驱动车轮用轴承装置，其中， 所述凸部不贯通具有凹部的构件地与所述凹部密接嵌合，并且，所述轮毂圈与所述外侧接头构件在轴向上抵接。
5. 根据权利要求l所述的驱动车轮用轴承装置，其中， 所述凸部贯通具有凹部的构件地与凹部密接嵌合。
6. 根据权利要求1所述的驱动车轮用轴承装置，其中， 所述凸部的表面硬度比所述凹部的表面硬度大。
7. 根据权利要求6所述的驱动车轮用轴承装置，其中， 通过高频淬火使所述凸部硬化。
8. 根据权利要求1 7中任一项所述的驱动车轮用轴承装置，其中， 利用卡定构件使所述外侧接头构件的轴部相对于轮毂圈防脱。
9. 根据权利要求1 8中任一项所述的驱动车轮用轴承装置，其中， 在所述轮毂圈的接头侧端部与外侧接头构件的轮毂圈对置端部之间设置间隙。
10. 根据权利要求1 9中任一项所述的驱动车轮用轴承装置，其中，使所述外部构件的外周面与转向节嵌合，并使该转向节的与外部构件 嵌合的嵌合面的最小内径尺寸比等速万向接头的最大外径尺寸大。
11. 一种驱动车轮用轴承装置的组装方法，其特征在于， 将装配体与嵌合于轮毂圈的内径的等速万向接头的外侧接头构件通过凹凸嵌合构造能够分离地结合后，在重新使用外侧接头构件并更换装配 体时，通过将重新使用的外侧接头构件的轴部从所述装配体的轮毂圈的内 径拔出并装入新的装配体的轮毂圈的内径，从而重新构成所述凹凸嵌合构造，所述装配体具有外部构件，其在内周形成有双列的外侧轨道面；内部构件，其在外周具有与所述外侧轨道面对置的双列的内侧轨道面，且包括轮毂圈及内圈；以及双列的滚动体，其夹设于所述外部构件的外侧轨道 面与内部构件的内侧轨道面之间，所述凹凸嵌合构造包括多个凸部和与所述凸部带有过盈量地密接嵌 合的多个凹部，所述多个凸部形成在所述轮毂圈与所述外侧接头构件的轴 部的嵌合部中的任一方的嵌合部并沿轴向延伸，所述多个凹部形成在另一 方的嵌合部。
12. 根据权利要求11所述的驱动车轮用轴承装置的组装方法，其中， 重新使用的外侧接头构件的轴部具有所述凸部时，以在新的装配体的轮毂圈形成相对于所述凸部具有过盈量的凹部的状态，将所述外侧接头构 件的轴部装入新的轮毂圈的内径。
13. 根据权利要求ll所述的驱动车轮用轴承装置的组装方法，其中， 重新使用的外侧接头构件的轴部具有所述凹部时，以在新的装配体的轮毂圈形成相对于所述凹部具有过盈量的凸部的状态，将所述外侧接头构 件的轴部装入新的轮毂圈的内径。
14. 一种驱动车轮用轴承装置的组装方法，其特征在于， 将装配体与嵌合于轮毂圈的内径的等速万向接头的外侧接头构件通过凹凸嵌合构造能够分离地结合后，在重新使用装配体并更换外侧接头构 件时，通过将所述外侧接头构件的轴部从重新使用的装配体的轮毂圈的内 径拔出，并将新的外侧接头构件的轴部装入所述装配体的轮毂圈的内径， 从而重新构成所述凹凸嵌合构造，所述装配体具有外部构件，其在内周形成有双列的外侧轨道面；内 部构件，其在外周具有与所述外侧轨道面对置的双列的内侧轨道面，且包 括轮毂圈及内圈；以及双列的滚动体，其夹设于所述外部构件的外侧轨道 面与内部构件的内侧轨道面之间，所述凹凸嵌合构造包括多个凸部和与所述凸部带有过盈量地密接嵌 合的多个凹部，所述多个凸部形成在所述轮毂圈与所述等速万向接头的轴 部的嵌合部中的任一方的嵌合部并沿轴向延伸，所述多个凹部形成在另一 方的嵌合部。
15. 根据权利要求14所述的驱动车轮用轴承装置的组装方法，其中，当重新使用的装配体的轮毂圈具有所述凸部时，以在新的外侧接头构 件的轴部形成相对于所述凸部具有过盈量的凹部的状态，将所述新的外侧 接头构件的轴部装入所述轮毂圈的内径。
16. 根据权利要求14所述的驱动车轮用轴承装置的组装方法，其中， 当重新使用的装配体的轮毂圈具有所述凹部时，以在新的外侧接头构件的轴部形成相对于所述凹部具有过盈量的凸部的状态，将所述新的外侧 接头构件的轴部装入所述轮毂圈的内径。
17. 根据权利要求11 17中任一项所述的驱动车轮用轴承装置的组 装方法，其中，利用工具将外侧接头构件向接近轮毂圈的方向拉动并将外侧接头构 件的轴部压入轮毂圈的内径，其中，所述工具被轮毂圈限制了向接近等速 万向接头的方向的移动。
全文摘要
本发明提供一种不需要锥形花键，没有花键嵌合部的周向松动，实现噪音的防止，并且小型轻量、低成本且可靠性高的驱动车轮用轴承装置。驱动车轮用轴承装置具有外圈(5)，其在内周形成有双列外侧轨道面(13、14)；轮毂圈(1)及内圈(2)，它们在外周具有与外侧轨道面(13、14)对置的双列内侧轨道面(7、8)；双列的滚动体(3、4)，其夹设于外圈(5)的外侧轨道面(13、14)与轮毂圈(1)及内圈(2)的内侧轨道面(7、8)之间。使轮毂圈(1)的轴孔(28)为圆筒形状，并且，在外侧接头构件(15)的轴部(27)的外径形成外花健(26)，将外侧接头构件(15)的轴部(27)压入轮毂圈(1)的轴孔(28)。由此，在轮毂圈(1)的轴孔(28)形成与外花健(26)具有过盈量地密接嵌合的凹部，并能够分离地结合轮毂圈(1)与外侧接头构件(15)。
文档编号F16D3/2245GK101626904SQ200880007459
公开日2010年1月13日 申请日期2008年3月7日 优先权日2007年3月7日
发明者友上真, 小泽仁博, 河村浩志, 浅野祐一, 福岛茂明, 福村善一, 藏久昭, 黑田正幸 申请人:Ntn株式会社