車輪用軸承裝置的制造方法
【專利說明】車輪用軸承裝置
[0001]在2014年3月24日提出的日本專利申請(qǐng)2014-059877的說明書、附圖及摘要作為參照而包含于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種降低旋轉(zhuǎn)中的噪音的車輪用軸承裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]作為將車輛的車輪支承為能夠旋轉(zhuǎn)的車輪用軸承裝置，使用圖11所示的輪轂單元100。輪轂單元100中，具有用于安裝車輪101的凸緣102的旋轉(zhuǎn)軸103由多列角接觸型滾珠軸承104支承為能夠旋轉(zhuǎn)。該輪轂單元100為了減少車輛行駛中的噪音，被要求順暢的旋轉(zhuǎn)。然而，存在在車輛的駕駛中駕駛員錯(cuò)誤地進(jìn)行方向盤操作而車輪101與路緣石發(fā)生碰撞的情況。此時(shí)，當(dāng)由于碰撞而向輪轂單元100輸入大的載荷時(shí)，在角接觸型滾珠軸承104的滾道面上產(chǎn)生壓痕，從而在車輛行駛中產(chǎn)生噪音。
[0004]以往，該噪音發(fā)生的原因可認(rèn)為是由于滾珠105上行至肩106而在滾道面107的接近于肩106的部分產(chǎn)生壓痕的緣故。因此，提出了通過將肩106的高度相對(duì)于滾珠105的直徑的比率設(shè)定為0.25以上且小于0.50，來抑制滾珠的肩上行的結(jié)構(gòu)(參照日本特開2012-31937)。肩上行是指滾珠與滾道面發(fā)生彈性接觸而以該接觸點(diǎn)為中心呈橢圓形地?cái)U(kuò)展的接觸區(qū)域(以下簡(jiǎn)稱為“接觸區(qū)域”)從滾道面超出的現(xiàn)象。
[0005]即使在將肩的高度設(shè)定為日本特開2012-31937記載的程度的軸承裝置中，也確認(rèn)到了由于向車輪輸入的沖擊載荷的大小的不同仍產(chǎn)生噪音的情況。這是因?yàn)?，?dāng)過大的推力載荷作用于車輪用軸承裝置時(shí)，依然會(huì)產(chǎn)生滾珠的肩上行的緣故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的之一是在過大的推力載荷輸入時(shí)，完全防止?jié)L珠的肩上行引起的壓痕的產(chǎn)生，從而防止車輪用軸承裝置的噪音的產(chǎn)生。
[0007]本發(fā)明的一方案的車輪用軸承裝置的結(jié)構(gòu)上的特征在于，包括:固定構(gòu)件，繞著軸線具有多列固定側(cè)滾道面；旋轉(zhuǎn)構(gòu)件，具有多列旋轉(zhuǎn)側(cè)滾道面，所述旋轉(zhuǎn)側(cè)滾道面與所述固定側(cè)滾道面相對(duì)且與所述固定側(cè)滾道面同軸地形成；及多列滾珠列，在彼此相對(duì)的所述多列固定側(cè)滾道面與所述多列旋轉(zhuǎn)側(cè)滾道面之間分別在每一列滾動(dòng)自如地配置多個(gè)滾珠而成，在車輛外側(cè)的所述滾珠列的所述旋轉(zhuǎn)側(cè)滾道面上，接觸角方向的母線的形狀為圓弧，并且所述旋轉(zhuǎn)側(cè)滾道面的車輛外側(cè)的肩的高度大于所述圓弧的曲率半徑。
【附圖說明】
[0008]前述及后述的發(fā)明的特征及優(yōu)點(diǎn)通過下面的【具體實(shí)施方式】的說明并參照附圖而明確，其中，相同的標(biāo)號(hào)表不相同的部件。
[0009]圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的輪轂單元的軸線方向的剖視圖。
[0010]圖2是用于說明本發(fā)明的第一實(shí)施方式的軸承部分的主要部分放大圖。
[0011]圖3是說明第一實(shí)施方式的輪轂單元的內(nèi)側(cè)滾道面的形狀，并說明對(duì)該內(nèi)側(cè)滾道面進(jìn)行磨削加工的方法的圖。
[0012]圖4是說明車輪碰撞到路緣石時(shí)的向車輪的負(fù)載的狀態(tài)的圖。
[0013]圖5是說明車輪碰撞到路緣石時(shí)的第一實(shí)施方式的輪轂單元的滾珠與滾道面的接觸狀態(tài)的圖。
[0014]圖6是說明第二實(shí)施方式的輪轂單元的內(nèi)側(cè)滾道面的形狀，并說明對(duì)該內(nèi)側(cè)滾道面進(jìn)行磨削加工的方法的圖。
[0015]圖7是說明車輪碰撞到路緣石時(shí)的第二實(shí)施方式的輪轂單元的滾珠與滾道面的接觸狀態(tài)的圖。
[0016]圖8是用于說明第二實(shí)施方式的效果的、表示磨削加工時(shí)的內(nèi)側(cè)滾道面與砂輪的位置關(guān)系的主視圖。
[0017]圖9是用于說明第二實(shí)施方式的效果的從圖8的左方觀察到的側(cè)視圖。
[0018]圖10是表示將第二實(shí)施方式的內(nèi)側(cè)滾道面以中心角為70°的方式形成時(shí)的截面形狀的圖。
[0019]圖11是以往的輪轂單元的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]對(duì)于本發(fā)明的第一實(shí)施方式的輪轂單元5，參照?qǐng)D1至圖3進(jìn)行說明。圖1是輪轂單元5的軸線方向的剖視圖。圖2是用于說明軸承部分的主要部分放大圖。圖3是說明輪轂單元5的內(nèi)側(cè)滾道面的形狀，并說明對(duì)該內(nèi)側(cè)滾道面進(jìn)行磨削加工的方法的圖。
[0021]在該輪轂單元5安裝于車輛時(shí)，圖1的右手側(cè)成為車輛的外側(cè)，因此在以下的說明中，以右側(cè)為外側(cè)，以左側(cè)為內(nèi)側(cè)進(jìn)行說明。
[0022]輪轂單元5具有外圈6 (固定構(gòu)件)、旋轉(zhuǎn)構(gòu)件3、多個(gè)滾珠7、8、保持器9、10。外圈6固定于車輛。旋轉(zhuǎn)構(gòu)件3與外圈6同軸地被旋轉(zhuǎn)支承。滾珠7、8滾動(dòng)自如地裝入到外圈6與旋轉(zhuǎn)構(gòu)件3之間。保持器9、10將滾珠7、8沿圓周方向以規(guī)定的間隔配置。
[0023]外圈6通過S55C等碳素鋼來制作。在外圈6的外周一體地形成凸緣部17。在凸緣部17上形成有沿軸線方向貫通的螺栓孔18。向螺栓孔18插入螺栓(省略圖示)，通過螺紋緊固于車輛主體，而將輪轂單元5固定于車輛。
[0024]在外圈6的內(nèi)周形成有2列外側(cè)滾道面11、12。外側(cè)滾道面11、12在通過車削加工而制作出形狀之后，通過高頻熱處理而將表面淬火硬化成硬度60HRC左右。然后，外側(cè)滾道面11、12通過研磨加工及超精加工而精密地完成。外側(cè)滾道面11、12的軸線方向的截面形狀為圓弧形狀，其曲率半徑都比滾珠7、8的半徑稍大。
[0025]在外側(cè)滾道面11、12的軸向兩側(cè)具有與該滾道面連續(xù)的圓筒面。以下，將該圓筒面稱為“肩”。對(duì)于以下說明的內(nèi)側(cè)滾道面，“肩”也是指同樣的圓筒面。
[0026]在外側(cè)滾道面的軸線方向的兩側(cè)形成有肩13、14、15、16。肩13、14、15、16都是與外側(cè)滾道面11、12同軸地形成的圓筒形狀。在外側(cè)滾道面11上，內(nèi)側(cè)的肩13的高度比外側(cè)的肩14的高度低。在外側(cè)滾道面12上，外側(cè)的肩16的高度比內(nèi)側(cè)的肩15的高度低。需要說明的是，外側(cè)滾道面上的肩的高度是從滾道面的槽底(直徑最大的位置)起的與外圈6的軸線正交的方向的尺寸。
[0027]旋轉(zhuǎn)構(gòu)件3由輪轂軸21和向該內(nèi)側(cè)的軸端壓入的內(nèi)圈4構(gòu)成。
[0028]輪轂軸21通過S55C等碳素鋼來制作。角接觸型的內(nèi)側(cè)滾道面22與輪轂軸21的軸線84同軸地形成在輪轂軸21的外周。內(nèi)側(cè)滾道面22的軸線方向的截面形狀為圓弧形狀。在內(nèi)側(cè)滾道面22的外側(cè)形成有肩24。肩24是與內(nèi)側(cè)滾道面22同軸地形成的圓筒形狀。肩24的高度設(shè)定得比滾珠8的半徑大。內(nèi)側(cè)滾道面上的肩的高度是指從內(nèi)側(cè)滾道面22的槽底(直徑最小的位置)到肩24的外周為止的半徑方向的尺寸。
[0029]與輪轂軸21的軸線84同軸地形成的軸部25設(shè)置在內(nèi)側(cè)滾道面22的內(nèi)側(cè)。軸部25為圓筒形狀，其外徑尺寸與內(nèi)側(cè)滾道面22的最小直徑大致相等，軸部25的一部分形成內(nèi)側(cè)滾道面22的內(nèi)側(cè)的肩。
[0030]直徑比軸部25小的內(nèi)圈嵌合部26與軸部25同軸地形成在軸部25的內(nèi)側(cè)端部。軸部25與內(nèi)圈嵌合部26通過與軸線84垂直的方向的平面即臺(tái)階部27而連續(xù)。
[0031]在輪轂軸21的外側(cè)的端部形成有圓盤狀的凸緣2。在肩24與凸緣2連續(xù)的部分設(shè)有軸線方向截面為圓弧狀的拐角圓角部75，確保相對(duì)于向凸緣2輸入的彎曲載荷的強(qiáng)度。在凸緣2上設(shè)有多個(gè)用于安裝車輪(圖示省略)的螺栓28。圓筒形狀的車輪安裝部29同軸地設(shè)置在凸緣2的外側(cè)側(cè)面。在車輪安裝部29的內(nèi)周形成有凹部30。
[0032]在將輪轂單元5組裝于車輛之后，車輪外嵌于車輪安裝部29。然后，通過螺栓28將車輪緊固，從而緊固固定于凸緣2。
[0033]內(nèi)圈4通過軸承鋼來制作。在內(nèi)圈4的外周形成有內(nèi)側(cè)滾道面31。在內(nèi)側(cè)滾道面31的軸線方向的兩側(cè)形成有肩32、33，內(nèi)側(cè)的肩33的高度比外側(cè)的肩32的高度更高。
[0034]內(nèi)側(cè)滾道面31的軸線方向的截面形狀為圓弧形狀。內(nèi)側(cè)滾道面31的曲率半徑比滾珠7的半徑稍大。內(nèi)圈4被進(jìn)行淬火硬化處理，整體硬化成硬度60HRC左右。然后，內(nèi)側(cè)滾道面31被進(jìn)行研磨加工及超精加工，精密地完成。
[0035]接著，通過圖1、圖2，說明輪轂單元5的整體結(jié)構(gòu)。在向外圈6裝配了密封件44之后，將輪轂軸21與外圈6同軸地組合。在彼此相對(duì)的外側(cè)滾道面11與內(nèi)側(cè)滾道面31、及外側(cè)滾道面12與內(nèi)側(cè)滾道面22之間，分別各裝入多個(gè)滾珠7、8。
[0036]向各滾道面裝入的滾珠7、8分別由保持器9、10保持。保持器9、10為樹脂制。收容滾珠7