車(chē)輪軸承裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體涉及一種可以旋轉(zhuǎn)地支撐車(chē)輛的車(chē)輪的車(chē)輪軸承裝置，更具體地說(shuō)，涉及一種自保持結(jié)構(gòu)的車(chē)輪軸承裝置，在該自保持結(jié)構(gòu)中，內(nèi)圈經(jīng)由轂輪的擺動(dòng)鉚合而緊固在轂輪上，并且旨在抑制因鉚合加工在內(nèi)圈上引起的環(huán)向應(yīng)力以及減小軸承摩擦。
【背景技術(shù)】
[0002]有兩種車(chē)輛(諸如機(jī)動(dòng)車(chē)等)的車(chē)輪軸承裝置用于驅(qū)動(dòng)輪和從動(dòng)輪。尤其在用于相對(duì)于機(jī)動(dòng)車(chē)的懸架裝置旋轉(zhuǎn)地支撐車(chē)輪的車(chē)輪軸承裝置中，已經(jīng)大大降低了車(chē)輪軸承裝置的制造成本、重量和尺寸。圖8中示出了用于現(xiàn)有技術(shù)的從動(dòng)輪的車(chē)輪軸承裝置的一個(gè)代表性示例。
[0003]車(chē)輪軸承裝置50是用于從動(dòng)輪的第三代類(lèi)型，并且包括內(nèi)部構(gòu)件51、外部構(gòu)件60和容納在內(nèi)部構(gòu)件51與外部構(gòu)件60之間的多個(gè)滾珠56、56。內(nèi)部構(gòu)件51包括轂輪52和壓配合到轂輪52上的內(nèi)圈53。
[0004]轂輪52 —體形成有車(chē)輪安裝法蘭54，該車(chē)輪安裝法蘭54用于在其一端上安裝車(chē)輪(未示出)，并且螺栓孔55形成在車(chē)輪安裝法蘭54中，用于沿著車(chē)輪安裝法蘭54的周邊等距離地容納轂螺栓(未示出)。轂輪52在其外周上一體形成有一個(gè)內(nèi)滾道面52a并且具有從內(nèi)滾道面52a經(jīng)過(guò)階狀部61軸向延伸的圓筒部52b。內(nèi)圈53壓配合到圓筒部52b上，內(nèi)圈53在其外周上形成有另一個(gè)內(nèi)滾道面53a。
[0005]鉚合部52c通過(guò)在內(nèi)圈53的較小端面53c緊靠階狀部61的狀態(tài)下使圓筒部52b的端部向外徑向塑性變形而形成。即，內(nèi)圈53在內(nèi)圈53被夾持在轂輪52的鉚合部52c與階狀部61之間的狀態(tài)下相對(duì)于轂輪52緊固。因?yàn)殂T合部52c塑性變形從而緊密接觸在內(nèi)圈53的更大端面53b上，所以可以可靠地保持用于使內(nèi)圈53擠壓轂輪52的階狀部61的期望軸向力。
[0006]外部構(gòu)件60在其外周上具有一體形成的車(chē)體安裝法蘭(未示出)，并且在其內(nèi)周上形成有雙列外滾道面60a、60a。雙列滾珠56、56容納在外滾道面60a、60a與內(nèi)滾道面52a、53a之間所形成的空間中，并且被保持架57、57以可滾動(dòng)的方式保持。密封件58、59安裝在外部構(gòu)件60的端部上，以防止密封在軸承內(nèi)的潤(rùn)滑油脂泄露以及防止雨水或塵土從外部進(jìn)入到軸承中。
[0007]轂輪52由包括0.40重量％-0.80重量％的碳的中高碳鋼(諸如S53C等)制成，并且在包括內(nèi)滾道面52a、接觸密封件58的密封區(qū)和圓筒部52b的區(qū)域上由高頻感應(yīng)硬化法硬化為具有58-64HRC的表面硬度。鉚合部52c不被硬化，并且保持具有鍛造后的小于25HRC的表面硬度。內(nèi)圈53由諸如SUJ2等的高碳鉻鋼形成，并且被浸漬硬化到它們的芯部以具有58-64HRC的硬度。
[0008]類(lèi)似于轂輪52，外部構(gòu)件60由包括0.40重量％-0.80重量％的中高碳鋼(諸如S53C)形成，并且形成有雙列外滾道面60a、60a，它們由高頻感應(yīng)硬化法硬化為具有58-64HRC的表面硬度。
[0009]如圖9的放大圖所示，環(huán)形凹部62形成在內(nèi)圈53的內(nèi)周上。凹部62形成在內(nèi)圈53的內(nèi)滾道面53a的軸向?qū)挾鹊拇笾抡麄€(gè)范圍中。凹部62具有圓弧形縱截面，該圓弧形縱截面在其軸向中心位置處具有最大深度。
[0010]在內(nèi)圈53的內(nèi)周上設(shè)置凹部62使得可以使在將內(nèi)圈53壓配合到轂輪52上的壓配合加工期間引起的徑向張力不施加于內(nèi)圈53的外周上的內(nèi)滾道面53a，并且由此抑制內(nèi)圈53的內(nèi)滾道面53a上引起的環(huán)向應(yīng)力增大。另外，凹部62還可以緩和通過(guò)對(duì)鉚合部52c進(jìn)行鉚合而在內(nèi)圈53的內(nèi)滾道面53a上引起的環(huán)向應(yīng)力的增大。因此，可以抑制在將轂輪52壓配合到圓筒部52b上期間在內(nèi)滾道面53a上引起的環(huán)向應(yīng)力增大，而不增加內(nèi)圈53的徑向尺寸和寬度尺寸(參見(jiàn)下面的專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。
[0011]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0012]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0013]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:JP 2008-19899A

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明所要解決的問(wèn)題
[0015]雖然現(xiàn)有技術(shù)的車(chē)輪軸承裝置50可以抑制通過(guò)將內(nèi)圈53壓配合到轂輪52上并且對(duì)鉚合部52c進(jìn)行鉚合而在內(nèi)圈53的內(nèi)滾道面53a上引起的環(huán)向應(yīng)力，但是目前需要鉚合型車(chē)輪軸承裝置應(yīng)當(dāng)通過(guò)抑制環(huán)向應(yīng)力而在內(nèi)圈53的耐用性方面得以提高，并且除了減小重量和尺寸之外在減小軸承的摩擦方面得以提高，以便改善燃油消耗。
[0016]已經(jīng)認(rèn)為，對(duì)于減小軸承的摩擦來(lái)說(shuō)有效的是，減小鉚合之后的軸承間隙，更具體地減小負(fù)間隙范圍。重要的是，檢查軸承規(guī)格，在所述軸承規(guī)格中考慮了抑制環(huán)向應(yīng)力和減小摩擦。
[0017]已知存在圖10中示意性示出的軸承摩擦與鉚合之后的軸承間隙之間的關(guān)系。即，考慮可以通過(guò)抑制負(fù)間隙的變化(鉚合之后的間隙是難處理的)來(lái)實(shí)現(xiàn)摩擦的減小，這是因?yàn)榭梢砸种脐幱安俊?br>[0018]因此，本發(fā)明的目的是提供一種可以抑制由鉚合加工引起的內(nèi)圈的環(huán)向應(yīng)力并通過(guò)抑制鉚合之后的間隙范圍來(lái)減小軸承摩擦的車(chē)輪軸承裝置。
[0019]用于解決問(wèn)題的方案
[0020]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)權(quán)利要求1的本發(fā)明，提供了一種車(chē)輪軸承裝置，該車(chē)輪軸承裝置包括:外部構(gòu)件，該外部構(gòu)件在其外周上一體形成有車(chē)體安裝法蘭并且在其內(nèi)周上一體形成有雙列外滾道面；內(nèi)部構(gòu)件，該內(nèi)部構(gòu)件包括轂輪和內(nèi)圈，所述轂輪在其一端部上一體形成有車(chē)輪安裝法蘭并且在其外周上一體形成有與所述雙列外滾道面中的一個(gè)外滾道面相對(duì)的一個(gè)內(nèi)滾道面并且具有從所述內(nèi)滾道面經(jīng)過(guò)階狀部軸向延伸的圓筒部，所述內(nèi)圈在其外周上對(duì)應(yīng)地形成有與所述雙列外滾道面中的另一個(gè)外滾道面相對(duì)的所述另一個(gè)內(nèi)滾道面；雙列滾動(dòng)元件，所述雙列滾動(dòng)元件以可滾動(dòng)的方式容納在所述內(nèi)部構(gòu)件的所述內(nèi)滾道面與所述外部構(gòu)件的所述雙列外滾道面之間；以及所述內(nèi)圈，該內(nèi)圈由通過(guò)徑向向外塑性變形所述轂輪的所述圓筒部的一端而形成的鉚合部軸向不可移動(dòng)地緊固在所述轂輪上，其特征在于，所述內(nèi)圈的較小端面的厚度大于所述轂輪的所述階狀部的高度；并且所述內(nèi)圈的所述較小端面的軸向位置被設(shè)置在所述雙列滾動(dòng)元件的內(nèi)側(cè)滾動(dòng)元件的最外側(cè)點(diǎn)的軸向位置與所述內(nèi)圈的所述內(nèi)滾道面的槽底點(diǎn)的軸向位置之間的軸向范圍內(nèi)。
[0021]根據(jù)“第三代”類(lèi)型(內(nèi)圈由通過(guò)徑向向外塑性變形轂輪的圓筒部的端部而形成的鉚合部軸向不可移動(dòng)地緊固在轂輪上)的權(quán)利要求1的本發(fā)明的車(chē)輪軸承裝置，因?yàn)檐?chē)輪軸承裝置的特征在于:內(nèi)圈的較小端面的厚度大于轂輪的階狀部的高度；并且內(nèi)圈的較小端面的軸向位置被設(shè)置在雙列滾動(dòng)元件的內(nèi)側(cè)滾動(dòng)元件的最外側(cè)點(diǎn)的軸向位置與內(nèi)圈的內(nèi)滾道面的槽底點(diǎn)的軸向位置之間的軸向范圍內(nèi)，可以提供一種可以通過(guò)減小鉚合加工期間內(nèi)圈的彈性變形敏感性并通過(guò)抑制鉚合之后負(fù)間隙的變動(dòng)來(lái)減小軸承摩擦的車(chē)輪軸承裝置。
[0022]優(yōu)選地，如權(quán)利要求2中限定的，通過(guò)將內(nèi)圈的較小端面的面積的無(wú)量綱值除以?xún)?nèi)圈的內(nèi)直徑的無(wú)量綱值而獲得的值被設(shè)置為11或更大。可以抑制由鉚合加工引起的環(huán)向應(yīng)力和鉚合之后軸承間隙的變動(dòng)這兩者，由此進(jìn)一步減小軸承摩擦。
[0023]還優(yōu)選地，如權(quán)利要求3中限定的，凹部形成在所述轂輪的內(nèi)側(cè)端上，所述凹部的深度延伸到所述轂輪的所述階狀部的軸向位置，并且所述圓筒部具有圓形橫截面?？梢詼p小轂輪的重量并且在抑制鉚合加工期間內(nèi)圈的膨脹的情況下減小內(nèi)圈上引起的環(huán)向應(yīng)力。
[0024]優(yōu)選的是，如權(quán)利要求4中限定的，具有矩形縱截面的墊圈布置在所述轂輪的所述圓筒部上，使得在所述內(nèi)圈和所述墊圈夾持在所述鉚合部與所述轂輪的所述階狀部之間的狀態(tài)下，所述內(nèi)圈被緊固在所述轂輪上?？梢詼p小變形因此減小內(nèi)圈的環(huán)向應(yīng)力而提高內(nèi)圈的耐用性并且將軸承預(yù)載荷保持為合適值。
[0025]優(yōu)選地，如權(quán)利要求5中限定的，所述雙列滾動(dòng)元件的內(nèi)側(cè)滾動(dòng)元件的節(jié)圓直徑大于所述雙列滾動(dòng)元件的外側(cè)滾動(dòng)元件的節(jié)圓直徑，各個(gè)雙列滾動(dòng)元件的尺寸相同，并且所述內(nèi)側(cè)滾動(dòng)元件的數(shù)量大于所述外側(cè)滾動(dòng)元件的數(shù)量。與外側(cè)部相比可以提高內(nèi)側(cè)部的軸承剛性，由此提高軸承壽命，并且還可以抑制鉚合加工期間內(nèi)圈的變形、防止內(nèi)圈的內(nèi)滾道面的真圓度的降低。
[0026]發(fā)明效果
[0027]根據(jù)本發(fā)明的車(chē)輪軸承裝置，因?yàn)樵撥?chē)輪軸承裝置包括:外部構(gòu)件，該外部構(gòu)件在其外周上一體形成有車(chē)體安裝法蘭并且在其內(nèi)周上形成有雙列外滾道面；內(nèi)部構(gòu)件，該內(nèi)部構(gòu)件包括轂輪和內(nèi)圈，所述轂輪在其一端部上一體形成有車(chē)輪安裝法蘭并且在其外周上形成有與所述雙列外滾道面中的一個(gè)相對(duì)的一個(gè)內(nèi)滾道面并且具有從所述內(nèi)滾道面經(jīng)過(guò)階狀部軸向延伸的圓筒部，所述內(nèi)圈在其外周上分別形成有與