CN102056752A - 驱动轮用轴承装置 - Google Patents

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Abstract

提供了一种用于驱动轮的轴承装置，该轴承装置改进了拆卸和组装期间的可操作性，并且还具有提高的耐用性。在所述用于驱动轮的轴承装置中，通过使小直径台阶部(1b)的端部沿着径向向外塑性变形形成的敛缝部(13)而将内环(5)固定至毂轮(1)；等速万向节(3)的外接头部件(14)一体地包括肩部(19)和筒形轴部(20)，该筒形轴部从肩部(19)沿着轴向延伸并设有内螺纹(20a)；并且在肩部(19)和敛缝部(13)的端面分别形成有端面花键(19a，13a)。端面花键(19a，13a)均通过紧固螺栓(21)以挤压方式被支撑，该紧固螺栓(21)旋拧成使该紧固螺栓在抵靠毂轮(1)的外侧的端面的同时固定至轴部(20)的内螺纹(20a)，通过利用喷丸处理的表面改性使得端面花键(19a，13a)的表面具有压缩残余应力，并且所述表面硬度设定为大于或等于300Hv。

Description

驱动轮用轴承装置
技术领域
本发明涉及一种驱动轮用轴承装置，该驱动轮用轴承装置可旋转地支撑诸如汽车之类的车辆的驱动轮，更具体的说，本发明涉及一种具有可拆卸地成为整体的轴承单元和等速万向节的驱动轮用轴承装置。
背景技术
由于将诸如汽车之类的车辆的发动机动力传递至车轮的动力传递设备必须将动力从发动机传递至车轮，并且必须承受来自车轮的径向或轴向位移以及瞬时位移(moment displacement)，当车辆在粗糙道路上行驶期间颠簸或转向时发生所述位移，设置在发动机侧和驱动轮侧之间的驱动轴的一端经由可滑动的等速万向节结合至差速器，而另一端经由驱动轮用轴承装置结合至车轮，驱动轮用轴承装置包括固定式的等速万向节。
近年来，从节约能源和环境污染等角度，对增强燃料效率的需求急剧增加。作为满足这种需求的因素，人们很早就已经注意并强烈希望减轻汽车部件特别是车轮轴承装置的重量。已经提出了各种建议来设计车轮轴承装置以实现重量减轻，并且通过对汽车等的组装场所或其维修市场中的组装和拆卸操作进行简化来降低成本也变得重要。
图29中所示的驱动轮用轴承装置是满足这种需求的一个典型示例。该驱动轮用轴承装置具有其中双列滚动轴承101和等速万向节102可拆卸地成为整体的结构。双列滚动轴承101包括：外部件103，其具有待安装在车体上的车体安装凸缘103b，该车体安装凸缘103b一体地形成，外部件103具有形成在其内周上的双列外滚道表面103a和103a；内部件106，其由毂轮104和内环105形成，毂轮104具有用于安装车轮(未示出)的车轮安装凸缘104b，车轮安装凸缘104b一体地形成在毂轮104的一端处，在毂轮104的外周上具有与双列外滚道表面103a和103a中的一个相对布置的内滚道表面104a以及从该内滚道表面104a轴向延伸的筒形部104c，内环105压配合在毂轮104的筒形部104c上并在其外周上具有形成在该内环中的内滚道表面105a，内滚道表面105a与双列外滚道表面103a和103a中的另一个相对布置；以及双列滚珠108和108，它们经由布置在内滚道表面和外滚道表面之间的保持架(cage)107而可自由滚动地容纳在内滚道表面和外滚道表面之间。另外，通过使筒形部104c的端部塑性变形而形成的敛缝部119将内环105轴向固定至毂轮104。此外，在敛缝部109的端面处形成有端面花键(face spline)109a。这里，敛缝部109的端面花键109是在进行敛缝的同时形成的。
而且，在外部件103和内部件106之间形成的环形空间的开口上安装有密封件110和111。这防止了容纳在轴承中的油脂泄漏以及雨水、灰尘等从外部进入轴承内。
等速万向节102包括外接头部件112、接头内环113、保持架114和扭矩传递滚珠115。外接头部件112具有杯状嘴部116、形成嘴部116的底部的肩部117以及自肩部117轴向延伸的中空轴部118，嘴部116、肩部117和轴部118一体地形成在外接头部件中。在轴部118的内周上形成有内螺纹118a。此外，在肩部117的端面上形成有端面花键117a。端面花键117a与形成在敛缝部109的端面处的端面花键109a接合，从而经由等速万向节102和内部件106将来自驱动轴(未示出)的转矩传递至车轮安装凸缘104b。
这里，紧固螺栓119螺纹连接至轴部118的内螺纹118a，外接头部件112和内部件106的端面花键117a和109a(端面花键117a和109a彼此相对地布置)通过紧固螺栓119而被压接支撑，由此使双列滚动轴承101和等速万向节102可拆卸地成为整体。这使得可以实现重量减轻和尺寸减小并简化拆卸和组装操作(例如参见专利文献1)。
专利文献1：JP-A-63-184501
发明内容
本发明所要解决的问题
这种驱动轮用轴承装置由于在摆动敛缝(oscillating caulking)形成敛缝部109的同时形成端面花键109a而增强了可操作性，并能够通过减少加工数量而降低成本。此外，其特征在于，由于通过端面花键109a和117a来传递扭矩，因此可以实现重量减轻和尺寸减小并简化组装和拆卸操作。然而，由于端面花键109a是在摆动敛缝形成敛缝部109的同时形成的，因此端面花键109a的齿面的表面保持在冷塑性变形之后获得的表面硬度，并且该表面硬度与毂轮104被锻造之后获得的表面硬度相比仅表现出略微增加。由于疲劳强度通常与表面硬度成比例地增加，因此不能期望端面花键109a的疲劳强度显著增加。
这里，可以对端面花键109a和117a进行高频感应淬火，以增加表面硬度，由此增加抗磨性和疲劳强度。然而，这并不理想，因为这样做不仅由于热处理引起的变形而影响端面花键109a和117a之间的接合，而且由于高硬度而导致韧性下降。
鉴于上述情形而作出了本发明，并且本发明的目的在于提供一种驱动轮用轴承装置，该驱动轮用轴承装置增强了拆卸和组装时的可操作性并增加了耐用性。
另外，本发明的另一目的是通过确保内环的挤压量并减少与摆动敛缝相关的内环的变形而提高耐用性。
此外，本发明的又一目的在于提高端面花键的接合部的密封性能。
解决问题的手段
为了实现上述目的，本发明涉及一种驱动轮用轴承装置，该驱动轮用轴承装置具有可拆卸地成为整体的双列滚动轴承和等速万向节，在该装置中，所述双列滚动轴承包括：外部件，该外部件具有待安装在车体上的车体安装凸缘，该车体安装凸缘一体地形成在该外部件的外周上，并且所述外部件在其内周上一体地形成有双列外滚道表面；内部件，该内部件由毂轮和内环形成，该毂轮具有用于安装车轮的车轮安装凸缘，该车轮安装凸缘一体地形成在所述毂轮的一端处，该毂轮在其外周上在其中形成有与所述双列外滚道表面相对布置的一个内滚道表面以及从该内滚道表面轴向延伸的筒形部，所述内环压配合在所述毂轮上，并在该内环的外周上在其中形成有与所述双列外滚道表面相对布置的另一内滚道表面；以及双列滚动元件，该双列滚动元件可自由滚动地容纳在所述内部件的滚道表面和所述外部件的滚道表面之间，通过使所述筒形部的端部径向向外塑性变形形成的敛缝部而将所述内环固定至所述毂轮，并且所述等速万向节具有外接头部件，该外接头部件具有杯状的嘴部、形成所述嘴部的底部的肩部和从所述肩部轴向延伸的筒形的轴部，该轴部中形成有内螺纹，所述嘴部、所述肩部和所述轴部一体地形成在所述外接头部件中，在所述外接头部件的所述肩部和所述敛缝部的各自端面处形成有端面花键，所述端面花键通过紧固螺栓而被压接支撑，该紧固螺栓抵靠所述毂轮的外侧端面并螺纹连接至所述轴部的所述内螺纹，并且所述双列滚动轴承和所述等速万向节以如下方式结合在一起，使得所述双列滚动轴承和所述等速万向节能传递扭矩并可轴向分离，其中，由于表面改性(surface modification)在所述端面花键的表面上产生压缩残余应力。(第一方面)
如上所述，在所述驱动轮用轴承装置中，通过使所述毂轮的所述筒形部的端部径向向外塑性变形形成的敛缝部而将所述内环固定至所述毂轮，在所述外接头部件的所述肩部和所述敛缝部的各自端面处形成有端面花键，所述端面花键通过所述紧固螺栓而被压接支撑，该紧固螺栓抵靠所述毂轮的外侧端面并螺纹连接至所述轴部的所述内螺纹，并且所述双列滚动轴承和所述等速万向节以如下方式结合在一起，使得所述双列滚动轴承和所述等速万向节能传递扭矩并可轴向分离，由于表面改性在所述端面花键的表面上产生压缩残余应力，可以在保持期望的形状和尺寸而没有由于热处理而引起的变形的同时增加疲劳强度，并且可以通过提高耐磨性而提供高质量、高可靠性的驱动轮用轴承装置。
优选的是，在本发明中，当在形成所述敛缝部的同时通过塑性变形形成所述敛缝部的端面花键时，可以减少过程的数量并降低成本。(第二方面)
另外，本发明涉及一种驱动轮用轴承装置，该驱动轮用轴承装置具有可拆卸地成为整体的双列滚动轴承和等速万向节，在该装置中，所述双列滚动轴承包括：外部件，该外部件具有待安装在车体上的车体安装凸缘，该车体安装凸缘一体地形成在该外部件的外周上，所述外部件在其内周上一体地形成有双列外滚道表面；内部件，该内部件由毂轮和筒形的内环部件形成，该毂轮具有用于安装车轮的车轮安装凸缘，该车轮安装凸缘一体地形成在所述毂轮的一端处，该毂轮在其外周上在其中形成有与所述双列外滚道表面相对布置的一个内滚道表面以及从该内滚道表面轴向延伸的筒形部，所述内环部件压配合在所述毂轮上，并在内环部件的外周上在其中形成有与所述双列外滚道表面相对布置的另一个内滚道表面；以及双列滚动元件，该双列滚动元件可自由滚动地容纳在所述内部件的滚道表面和所述外部件的滚道表面之间，所述等速万向节具有外接头部件，该外接头部件具有杯状的嘴部、形成所述嘴部的底部的肩部和从所述肩部轴向延伸的筒形的轴部，该轴部中形成有内螺纹，所述嘴部、所述肩部和所述轴部一体地形成在所述外接头部件中，在所述外接头部件的所述肩部和所述内环部件的各自端面处形成有端面花键，并且所述端面花键通过紧固螺栓而被压接支撑，该紧固螺栓抵靠所述毂轮的外侧端面并螺纹连接至所述轴部的所述内螺纹，并且所述双列滚动轴承和所述等速万向节以如下方式结合在一起，使得所述双列滚动轴承和所述等速万向节能传递扭矩并可轴向分离，其中，所述毂轮和所述内环部件塑性地结合成一体，并且通过表面改性而在所述端面花键的表面上产生压缩残余应力。(第三方面)
如上所述，因为在驱动轮用轴承装置中，在所述外接头部件的所述肩部和所述内环部件的各自端面处形成有端面花键，并且所述端面花键通过所述紧固螺栓而被压接支撑，该紧固螺栓抵靠所述毂轮的外侧端面并螺纹连接至所述轴部的所述内螺纹，并且所述双列滚动轴承和所述等速万向节以如下方式结合在一起，使得所述双列滚动轴承和所述等速万向节能传递扭矩并可轴向分离，所述毂轮和所述内环部件塑性地结合成一体，并且通过表面改性而在所述端面花键的表面上产生压缩残余应力，由此可以在保持期望的形状和尺寸的同时增加疲劳强度和耐磨性，并且可以防止由于端面花键的齿之间的间隙或反复加工引起的变化，由此增加可靠性。
优选的是，在本发明中，当在通过冷锻造形成所述内环部件的同时形成所述内环部件的端面花键时，可以提高材料的产量。(第四方面)
另外，在本发明中，当在所述内环部件的端部处形成有台阶部，并且所述端面花键形成在突出的端面处时，可以通过使测量仪器的触针接触所述台阶部来测量预定部分的尺寸。这使得可以容易地调整轴承的预加载量。(第五方面)
另外，在本发明中，当在所述毂轮的内周上形成有被硬化的不规则部，并且通过将所述内环部件的筒形部分装配在所述不规则部内并且通过扩大所述筒形部件部分的直径使该筒形部分咬合在所述不规则部分内而在所述毂轮和所述内环部件施加预定的轴承预载荷，以将所述毂轮和所述内环部件塑性地结合成一体，则无需像现有技术中那样通过用螺母等紧固所述毂轮和所述内环部件来调整预加载量。这使得可以实现重量减轻和尺寸减小，增加毂轮的强度和耐用性，并长期保持预加载量。(第六方面)
另外，在本发明中，所述内环部件的筒形部分可以装配在所述毂轮内，并且可以通过使所述筒形部分的端部径向向外塑性变形而形成的敛缝部在所述毂轮和所述内环部件上施加预定的轴承预载荷，而使所述毂轮和所述内环部件塑性地结合成一体。(第七方面)
另外，在本发明中，当所述紧固螺栓螺纹连接至所述轴部的内螺纹，且在该紧固螺栓和所述内螺纹之间布置有间隔件，该间隔件形成为具有大致L形的横截面形状，并且所述间隔件具有抵靠所述毂轮的端面的凸缘部和装配在所述紧固螺栓上并被引导的筒形部分时，可以通过间隔件容易地进行外接头部件和内部件的对中。这简化了所述装置的拆卸和组装操作。此外，端面花键可以没有周向和轴向松度地接合。(第八方面)
此外，在本发明中，当在所述内环部件的筒形部分的内周上形成有径向向内突出的引导部，并且所述紧固螺栓布置成穿过所述引导部并螺纹连接至所述轴部的所述内螺纹时，可以进行外接头部件和内部件的对中。这简化了所述装置的拆卸和组装操作。(第九方面)
另外，在本发明中，当所述端面花键的表面硬度被设定为300Hv或更高时，则可以使材料的机械强度和疲劳强度最大，并增加耐磨性。(第十方面)
另外，在本发明中，所述端面花键的表面可以经受作为表面改性的喷丸处理或WPC。(第十一方面)
另外，在本发明中，当通过激光硬化在所述端面花键的表面上进行硬化时，可以防止热处理引起的变形并增加所述端面花键的齿面的强度和耐磨性。这使得可以增加长期的可靠性。(第十二方面)
另外，在本发明中，当所述筒形部的端部在敛缝之前形成为中空的筒形部分，在所述筒形部分的外周面上从与所述内环的内滚道表面的较大直径端对应的位置到超过所述内环的较大端面的位置形成有具有预定深度的环形槽，并且所述筒形部分的端部被塑性变形，使得所述环形槽的一部分与所述内环的倒角部紧密接触，而其余部分不与所述内环接触且留有空间时，所述筒形部分在敛缝时可以容易地变形，确保了端面花键的期望形状和尺寸以及挤压内环的挤压量，并且防止了与摆动敛缝相关的内环的变形，从而可以增加耐用性。(第十三方面)
另外，在本发明中，当所述环形槽形成在从与所述内环的内滚道表面的较大直径端对应的位置到所述较大端面侧上的所述倒角部的区域中，该区域略微扩展超出所述大端面时，摆动敛缝会形成如下状态，即环形槽的一部分与内环的倒角部紧密接触，并且其余部分不与内环接触而留有空间，使得可以确保挤压内环的预定挤压量，并且可以防止摆动敛缝时引起的内环的变形。(第十四方面)
另外，在本发明中，当所述环形槽的底部形成为锥形面，该锥形面的直径朝向所述筒形部分的顶端逐渐减小，并且所述锥形面的倾角被设定为15°或更小时，可以进一步减少摆动敛缝时在内环中产生的环应力。(第十五方面)
另外，在本发明中，在所述环形槽的两侧可以形成有曲率半径为Ri和Ro的圆弧面，所述圆弧面中的内侧圆弧面的曲率半径Ri可以小于外侧圆弧面的曲率半径Ro(Ri≤Ro)，并且曲率半径Ri可以设定在R1至10的范围内。(第十六方面)
另外，在本发明中，当在所述内环的较大端面侧上的内径端处形成有倒角部，该倒角部具有一定曲率半径的圆弧面，该倒角部的曲率半径设定在R1.0至2.5的范围内，则可以防止在车辆运行期间在所述装置上施加弯矩载荷时在敛缝部的根部发生应力集中，并防止由于摆动敛缝而在内环中产生过大的环应力。(第十七方面)
另外，在本发明中，如果所述环形槽的深度被设定为0.5至2.0mm的深度，可以确保挤压内环的期望挤压量，同时防止内环变形。(第十八方面)
另外，在本发明中，当通过高频感应淬火在所述毂轮的所述筒形部中形成硬化层，以使其具有50至64HRC的表面硬度，并且所述硬化层的内侧边缘设置在下述区域内，该区域的外侧是从所述环形槽中的外侧起始点向外到0至4.0mm，该区域的内侧是从所述外侧起始点向内到所述环形槽的外侧圆弧面的区域内0至3.0mm，可以提高筒形部中的筒形部分的可操作性，并且防止由于塑性变形而产生的裂纹等。(第十九方面)
另外，在本发明中，当两个内环压配合在所述毂轮的筒形部上，所述两个内环的内滚道表面的位置相同，并且使得从敛缝侧的内环的内滚道表面的较大直径端到所述较大端面的长度大于从另一内环的内滚道表面的较大直径端到所述较大端面的长度，可以防止内环在与摆动敛缝相关的敛缝侧上发生变形。(第二十方面)
另外，在本发明中，当在所述内环部件或所述内环的外径上安装有密封件，该密封件包括被压配合在所述内环部件或所述内环的外径上的金属芯和由合成橡胶制成的密封部件，该密封部件通过固化粘结等而一体地结合所述金属芯并具有轴向唇部，该轴向唇部与所述外接头部件的肩部弹性接触，由此密封所述端面花键的接合部时，可以防止诸如雨水或灰尘之类的异物从外部进入端面花键的接合部，即使在内部件或外接头部件中由于生产误差或振动误差而引起尺寸变化时也是如此，从而因为轴向唇部具有足够弹性而获得长期的高密封性能。这使得可以增强拆卸和组装时的可操作性。(第二十一方面)
优选的是，在本发明中，当所述密封部件具有径向向外侧向地延伸的侧唇部，在所述外接头部件的肩部中形成有台阶部，并且使得所述侧唇部与该台阶部弹性接触，则即使在内部件或外接头部件中由于生产误差或组装误差而产生尺寸变化，也可以通过侧唇部的变形跟随该变化来获得高密封性能。(第二十二方面)
另外，在本发明中，当所述轴向唇部的顶端形成为圆弧形状，则即使在毂轮或外接头部件由于施加于其上的大力矩载荷而变形时，也可以适当地跟随该变形，从而可以获得高密封性能。(第二十三方面)
另外，在本发明中，当所述密封部件具有防油脂唇部，所述端面花键的接合部填充有油脂，则所述防油脂唇部能够安全地防止油脂泄漏，使得可以防止端面花键磨损。(第二十四方面)
另外，在本发明中，当在所述外接头部件的肩部的外径上安装外部密封件，该外部密封件包括被压配合在所述肩部的外径上的筒形金属芯和通过固化粘结等一体地结合至所述金属芯的密封部件，该密封部件的唇部与所述内部件或所述密封件的内侧密封件弹性接触，由此密封所述端面花键的接合部，则可以防止诸如雨水或灰尘之类的异物从外部进入端面花键的接合部，即使在内部件或外接头部件中由于生产误差或振动误差而引起尺寸变化时也是如此，从而因为轴向唇部具有足够弹性而获得长期的高密封性能。这使得可以增强拆卸和组装时的可操作性。(第二十五方面)
优选的是，在本发明中，当所述密封部件具有径向侧向地延伸的分叉的侧唇部，所述侧唇部与所述内环的较大端面弹性接触，则即使在内环部件或外接头部件中由于生产误差或组装误差而引起尺寸变化，也可以通过侧唇部的变形跟随该变化而获得高密封性能。(第二十六方面)
另外，在本发明中，当所述密封部件具有带圆弧顶端的轴向唇部，该轴向唇部与所述内环的较大端面弹性接触，则即使毂轮或外接头部件由于施加于其上的大力矩载荷而变形，也可以适当跟随该变形，从而可以获得高密封性能。(第二十七方面)
另外，在本发明中，当所述密封部件具有一对分叉的径向唇部，所述径向唇部与所述内环的外径弹性接触，则即使毂轮或外接头部件由于施加于其上的大力矩载荷而变形，也可以适当跟随该变形，从而可以获得高密封性能。(第二十八方面)
另外，在本发明中，当所述内侧密封件形成为填塞密封件，该填塞密封件设有环形的密封板和具有基本L形横截面形状的挡油环，所述密封板由金属芯和密封部件形成，所述金属芯装配在所述外部件的端部并且具有基本L形横截面形状，所述密封部件通过固化粘结而一体地结合至所述金属芯，所述挡油环由压配合到所述内环的外径上的筒形部分和从该筒形部分径向向外延伸的直立部形成，所述外部密封件的密封部件具有径向向外侧向地延伸的侧唇部和径向向内侧向地延伸的径向唇部，所述侧唇部与所述挡油环的直立部的侧面弹性接触，所述径向唇部与所述内环的外径弹性接触，则可以防止诸如雨水或灰尘之类的异物从外部进入端面花键的接合部，以及防止诸如雨水或灰尘之类的异物通过所述挡油环和所述内环之间的配合部分进入轴承，从而提高所述轴承的耐用性。(第二十九方面)
本发明的效果
根据本发明的驱动轮用轴承装置是这样一种驱动轮用轴承装置，该驱动轮用轴承装置具有可拆卸地成为整体的双列滚动轴承和等速万向节，并且由于在该装置中：所述双列滚动轴承包括：外部件，该外部件具有待安装在车体上的车体安装凸缘，该车体安装凸缘一体地形成在该外部件的外周上，所述外部件在其内周上一体地形成有双列外滚道表面；内部件，该内部件由毂轮和内环形成，该毂轮具有用于安装车轮的车轮安装凸缘，该车轮安装凸缘一体地形成在所述毂轮的一端处，该毂轮在其外周上在其中形成有与所述双列外滚道表面相对布置的一个内滚道表面以及从该内滚道表面轴向延伸的筒形部，所述内环压配合在所述毂轮上，并在该内环的外周上在其中形成有与所述双列外滚道表面相对布置的另一内滚道表面；以及双列滚动元件，该双列滚动元件可自由滚动地容纳在所述内部件的滚道表面和所述外部件的滚道表面之间，通过使所述筒形部的端部径向向外塑性变形形成的敛缝部而将所述内环固定至所述毂轮；并且所述等速万向节具有外接头部件，该外接头部件具有杯状的嘴部、形成所述嘴部的底部的肩部和从所述肩部轴向延伸的筒形的轴部，该轴部中形成有内螺纹，所述嘴部、所述肩部和所述轴部一体地形成在所述外接头部件中，在所述外接头部件的所述肩部和所述敛缝部的各自端面处形成有端面花键，所述端面花键通过紧固螺栓而被压接支撑，该紧固螺栓抵靠所述毂轮的外侧端面并螺纹连接至所述轴部的所述内螺纹，并且所述双列滚动轴承和所述等速万向节以如下方式结合在一起，使得所述双列滚动轴承和所述等速万向节能传递扭矩并可轴向分离，其中，通过表面改性在所述端面花键的表面上产生压缩残余应力，因此在保持期望形状和尺寸而不会由于热处理而引起变形的同时，可以增加疲劳强度，并通过增加耐磨性而提供高质量、高可靠性的驱动轮用轴承装置。
附图说明
图1是示出了根据本发明的驱动轮用轴承装置的第一实施方式的纵向剖视图；
图2是示出了图1的轴承单元的纵向剖视图；
图3是示出了图1的等速万向节的纵向剖视图；
图4是示出了根据本发明的驱动轮用轴承装置的第二实施方式的纵向剖视图；
图5是示出了图4的轴承单元的纵向剖视图；
图6是示出了根据本发明的驱动轮用轴承装置的第三实施方式的纵向剖视图；
图7是示出了图6的轴承单元的纵向剖视图；
图8是示出了根据本发明的驱动轮用轴承装置的第四实施方式的纵向剖视图；
图9是示出了根据本发明的驱动轮用轴承装置的第五实施方式的纵向剖视图；
图10是示出了图9的轴承单元的纵向剖视图；
图11是示出了图10的轴承单元的纵向剖视图，该轴承单元为摆动敛缝之前的轴承单元。
图12是图11的主要部分的放大图；
图13是示出了图12的修改实施方式的主要部分的放大图；
图14是示出了根据本发明的驱动轮用轴承装置的第六实施方式的纵向剖视图；
图15是示出了根据本发明的驱动轮用轴承装置的第七实施方式的纵向剖视图；
图16是示出了图15的轴承单元的纵向剖视图；
图17是示出了图15的密封部的主要部分的放大图；
图18是示出了图17的密封件的修改实施例的主要部分的放大图；
图19是示出了根据本发明的驱动轮用轴承装置的第八实施方式的纵向剖视图；
图20是示出了根据本发明的驱动轮用轴承装置的第九实施方式的纵向剖视图；
图21是示出了根据本发明的驱动轮用轴承装置的第十实施方式的纵向剖视图；
图22是示出了图21的等速万向节的纵向剖视图；
图23是示出了图21的外部密封部的主要部分的放大图；
图24是示出了图23的外部密封件的修改实施例的主要部分的放大图；
图25是示出了图23的外部密封件的另一修改实施例的主要部分的放大图；
图26是示出了图23的外部密封件的又一修改实施例的主要部分的放大图；
图27是示出了根据本发明的驱动轮用轴承装置的第十一实施方式的纵向剖视图；
图28是示出了根据本发明的驱动轮用轴承装置的第十二实施方式的纵向剖视图；以及
图29是示出了现有的驱动轮用轴承装置的纵向剖视图。
具体实施方式
在驱动轮用轴承装置中，该驱动轮用轴承装置具有可拆卸地成为整体的双列滚动轴承和等速万向节，在该驱动轮用轴承装置中：所述双列滚动轴承包括：外部件，该外部件具有待安装在车体上的车体安装凸缘，该车体安装凸缘一体地形成在该外部件的外周上，所述外部件在其内周上一体地形成有双列外滚道表面；内部件，该内部件由毂轮和内环形成，该毂轮具有用于安装车轮的车轮安装凸缘，该车轮安装凸缘一体地形成在所述毂轮的一端处，该毂轮在其外周上在其中形成有与所述双列外滚道表面相对布置的一个内滚道表面以及从该内滚道表面轴向延伸的筒形部，所述内环压配合在所述毂轮上，并在该内环的外周上在其中形成有与所述双列外滚道表面相对布置的另一个内滚道表面；以及双列滚动元件，该双列滚动元件可自由滚动地容纳在所述内部件的滚道表面和所述外部件的滚道表面之间，通过使所述筒形部的端部径向向外塑性变形形成的敛缝部而将所述内环固定至所述毂轮；并且所述等速万向节具有外接头部件，该外接头部件具有杯状的嘴部、形成所述嘴部的底部的肩部和从所述肩部轴向延伸的筒形的轴部，该轴部中形成有内螺纹，所述嘴部、所述肩部和所述轴部一体地形成在所述外接头部件中，在所述外接头部件的所述肩部和所述敛缝部的各自端面处形成有端面花键，所述端面花键通过紧固螺栓而被压接支撑，该紧固螺栓抵靠所述毂轮的外侧端面并螺纹连接至所述轴部的所述内螺纹，并且所述双列滚动轴承和所述等速万向节以如下方式结合在一起，使得所述双列滚动轴承和所述等速万向节能够传递扭矩并可轴向分离，在形成所述敛缝部的同时通过塑性成形而形成所述敛缝部的端面花键，由于通过喷丸处理的表面改性而在所述端面花键的表面上产生压缩残余应力，并且该端面花键的表面硬度设定为300Hv或更高。
第一实施方式
下面将基于附图详细地描述本发明的实施方式。
图1是示出了根据本发明的驱动轮用轴承装置的第一实施方式的纵向剖视图，图2是示出了图1的轴承单元的纵向剖视图，图3是示出了图1的等速万向节的纵向剖视图。顺便提及，在如下描述中，当装置安装在车辆上时，更靠近车辆外侧定位的一侧称为外侧(图1中的左手侧)，而更靠近车辆中心定位的一侧称为内侧(图1中的右手侧)。
该驱动轮用轴承装置具有被称为所谓的第三代的结构，其中，使毂轮1、双列滚动轴承2和等速万向节3可拆卸地成为整体。双列滚动轴承2包括外部件7、内部件8和双列滚动元件(滚珠)9和9。
外部件7由碳含量为0.40至0.80wt％的中碳钢/高碳钢(例如S53C)制成，并且所述外部件具有待安装在车体(未示出)上的车体安装凸缘7b，该车体安装凸缘7b一体地形成在该外部件的外周上，该外部件7在内周上一体地形成有双列外滚道表面7a和7a。另外，至少双列外滚道表面7a、7a通过高频感应淬火而被硬化成具有58至64HRC的表面硬度。
另一方面，内部件8具有形成于其中的双列内滚道表面1a和5a，该双列内滚道表面1a和5a与外部件7的外滚道表面7a和7a相对布置。在双列内滚道表面1a和5a当中，内滚道表面1a(外侧)与毂轮1的外周一体地形成，而内滚道表面5a(内侧)与内环5的外周一体地形成。在这种情况下，内部件8指的是毂轮1和内环5。另外，双列滚动元件9和9容纳在这些滚道表面之间，并由保持架10、10可滚动地保持。此外，密封件11、12安装在外部件7和内部件8之间所形成的环形空间的开口上，从而防止容纳在轴承中的油脂泄漏以及雨水、灰尘等从外部进入轴承内。
如图2的放大图所示，毂轮1具有用于安装车轮(未示出)的车轮安装凸缘4，该车轮安装凸缘4一体地形成在毂轮1的外侧端，毂轮1在其外周上具有形成于其中的筒形部1b，该筒形部1b从内滚道表面1a轴向延伸。毂轮1由碳含量为0.40至0.80wt％的中碳钢/高碳钢(例如S53C)制成，并且从车轮安装凸缘4的内侧基部4a(该基部4a用作外侧密封件11的密封台部)至筒形部1b为止的外周面(该外周面包括内滚道表面1a)通过高频感应淬火而被硬化，以具有58至64HRC的表面硬度。这不仅增加了密封台部的耐磨性，而且进一步增加了毂轮1的耐用性，因为毂轮1对于施加在车轮安装凸缘4上的旋转弯曲载荷具有足够的机械强度。顺便提及，内环5和滚动元件9由高碳铬钢(例如SUJ2)制成，并通过淬火而硬化至芯部，以具有58至64HRC的硬度。
内环5以预定的过盈压配合在毂轮1的筒形部1b上，并且通过利用使筒形部1b的端部塑性变形而形成的敛缝部13施加的预定轴承预载荷而被轴向固定。在进行摆动敛缝时在敛缝部13的端面处通过塑性变形形成端面花键13a。顺便提及，这里，以示例的方式示出了使用滚珠作为滚动元件9的双列径向止推球轴承；然而，所述实施方式并不局限于此。可以使用以锥形滚子作为滚动元件9的双列锥形滚子轴承。
如图3的放大图所示，等速万向节3由外接头部件14、接头内环15、保持架16和扭矩传递滚珠17构成。外接头部件14具有杯状的嘴部18、形成嘴部18的底部的肩部19以及从肩部19轴向延伸的筒形轴部20。在嘴部18的内周上以及接头内环15的外周上分别形成有弯曲的、轴向延伸的轨道槽18a和15a。此外，在肩部19的端面处形成有与敛缝部13的端面花键13a接合的端面花键19a，并且在轴部20中形成有内螺纹20a。外接头部件14由碳含量为0.40至0.80wt％的中碳钢/高碳钢(例如S53C)制成，轨道槽18a通过高频感应淬火而被硬化，以具有58至64HRC的表面硬度。
此外，如图1所示，紧固螺栓21螺纹连接至轴部20的内螺纹20a，外接头部件14的肩部19的端面花键19a和毂轮1的敛缝部13的端面花键13a彼此相对地布置，并由紧固螺栓21压接支撑，由此使双列滚动轴承2和等速万向节3可拆卸地成为整体。在该实施方式中，由于在毂轮1的内径中布置有供紧固螺栓21以预定的引导间隙插入的小直径部1c，因此可以容易地进行外接头部件14和内部件8的对中。这简化了轴承装置的拆卸和组装操作，并允许端面花键19a和13a没有任何周向和轴向松度地接合。
这里，由于通过喷丸处理的表面改性而在敛缝部13的端面花键13a和外接头部件14的肩部19的端面花键19a上产生了压缩残余应力。这使得可以增加疲劳强度，同时保持期望的形状和尺寸，而不会由于热处理而造成变形。对于喷丸颗粒，使用颗粒尺寸在几十微米至0.1mm的钢珠。除了钢珠之外，还可以使用诸如陶瓷之类的非铁弹丸。顺便提及，喷丸处理在如下条件下进行：压力为0.4MPa，处理时间为20秒，喷射距离为100mm。
在由申请人使用包括S53C至S55C的试样进行的测试中，已经发现，尽管压缩残余应力根据喷丸颗粒或喷射条件而略微不同，但仍可以通过将形成应力的表面的表面硬度设定在至少大约300HV而在该表面上形成500MPa的压缩残余应力，并且可以通过将表面硬度设定在520HV或更高而在最上表面层上形成大约1000MPa的压缩残余应力。这使得也可以通过敛缝部13的塑性变形而形成端面花键13a，并且即使在端面花键的表面上产生了拉伸残余应力，也可以在该表面上充分地形成压缩残余应力。结果，可以使材料的机械强度以及疲劳强度最大。
此外，除了喷丸处理外，作为提供压缩残余应力的手段，例如可以采用WPC(wide peening cleaning)，对于WPC，喷丸颗粒比喷丸处理中的颗粒更细，并且使喷丸颗粒以更高的速度撞击形成应力的表面。WPC使得可以进一步增加疲劳强度和耐磨性，从而提供高质量、高可靠性的驱动轮用轴承装置。
另外，可以通过激光硬化来硬化端面花键13a和19a的表面。通过这样做，可以防止由于热处理引起的变形，并增加端面花键13a和19a的齿面的强度和耐磨性。这使得可以增加长期可靠性。
顺便提及，如前所述，端面花键13a和端面花键19a二者都可以通过喷丸处理、WPC或激光硬化来硬化；然而，该实施方式并不局限于此。可以适当地组合使用喷丸处理、WPC和激光硬化。例如，可以通过激光硬化而硬化敛缝部13的端面花键13a的表面，并且可以在肩部19的端面花键19a上进行喷丸处理。
第二实施方式
图4是示出了根据本发明的驱动轮用轴承装置的第二实施方式的纵向剖视图，图5是示出了图4的轴承单元的纵向剖视图。顺便提及，该实施方式与上述第一实施方式的不同之处主要仅在于双列滚动轴承的结构，因此，以相同的附图标记表示与第一实施方式中的对应部件等同或功能上等价的那些元件和部件，并省略对它们的详细描述。
该驱动轮用轴承装置具有被称为所谓的第三代的结构，其中，使毂轮22、双列滚动轴承23和等速万向节3可拆卸地成为整体。双列滚动轴承23包括外部件7、内部件24和双列滚动元件9和9。
如图5的放大图所示，内部件24具有形成于其中的双列内滚道表面1a和5a，该双列内滚道表面1a和5a与外部件7的外滚道表面7a和7a相对布置。在双列内滚道表面1a和5a当中，内滚道表面1a(外侧)与毂轮22的外周一体地形成，而内滚道表面5a(内侧)与内环部件25的外周一体地形成。在这种情况下，内部件24指的是毂轮22和内环部件25。
毂轮22具有在其外侧端一体地形成的车轮安装凸缘4，毂轮22在其外周上具有形成于其中的筒形部22a，该筒形部22a从内滚道表面1a轴向延伸，并且毂轮22在其内周上在其中形成有不规则部26(图中用交叉阴影线示出)，该不规则部26通过高频感应淬火被硬化而具有58至64HRC的表面硬度。顺便提及，该不规则部26形成为十字形图案滚花的形状，并由通过使得多个环形槽(这些环形槽通过车削(turning)等而独立地形成)和多个轴向槽(这些轴向槽通过拉削等形成)以近似直角相交而形成的十字槽形成，或者由倾斜的螺旋槽形成的十字槽形成。此外，使不规则部26的凸出部的顶端具有诸如三角形之类的尖顶的形状以确保良好的咬合。
毂轮22由碳含量为0.40至0.80wt％的中碳钢/高碳钢(例如S53C)制成，从车轮安装凸缘4的内侧基部4a至筒形部22a为止的外周面(该外周面包括内滚道表面1a)通过高频感应淬火而被硬化，以具有58至64HRC的表面硬度(图中用交叉阴影线示出)。这不仅增加了车轮安装凸缘4的基部4a，也即密封台部的耐磨性，而且进一步增加了毂轮22的耐用性，因为毂轮22对于施加在车轮安装凸缘4上的旋转弯曲载荷具有足够的机械强度。
内环部件25一体地形成有从内滚道表面5a轴向延伸的筒形部分27。筒形部分27由套管部27a和装配部27b形成，套管部27a以预定的过盈装配在毂轮22的筒形部22a内，装配部27b形成在套管部27a的端部处并且与毂轮22的不规则部26相对地布置。此外，在内环部件25的内侧端面处形成有台阶部28，并且在该台阶部28的端面处形成有端面花键25a。内环部件25由碳含量为0.40至0.80wt％的中碳钢/高碳钢(例如S53C)制成，并且从内滚道表面5a到套管部27a为止的区域通过高频感应淬火而被硬化，以具有58至64HRC的表面硬度(图中以交叉阴影线示出)。顺便提及，装配部27b的硬度保持与其锻造之后获得的材料硬度相同。
这里，通过将内环部件25的筒形部分27装配在毂轮22内并且同时通过将诸如心轴(mandrel)之类的直径扩大夹具挤压到装配部27b内来扩大装配部27b的直径而进行敛缝，以使装配部27b咬合在毂轮22的不规则部26内，毂轮22和内环部件25以通过所述敛缝施加于其上的期望的轴承预载荷而塑性地结合成一体。这样不必如在现有技术中那样通过利用螺母等将它们紧紧地紧固来调整预载荷量。因此，可以实现重量减轻和尺寸减少，增加毂轮22的强度和耐用性，并且长期保持预载荷量。
此外，在该实施方式中，通过冷锻造而形成包括端面花键25a的内环部件25。之后，进行车削以获得预定的形状和尺寸，并且在预定部分上进行热处理之后，由于通过喷丸处理的表面改性而在端面花键25a上形成压缩残余应力。之后，至少在内滚道表面5a上进行研磨。结果，可以避免如上述第一实施方式中那样在形成敛缝部13的同时在最终产品上形成端面花键13a而引起的问题，也就是说，可以防止由于端面花键13a的齿之间的间隙或反复加工引起的变化或者由于内环5中产生的环应力引起的耐用性降低。这使得可以提供更高的可靠性，并且可以防止由于上述问题引起的最终产品的处置造成的成本增加。
这里，如图4所示，紧固螺栓21螺纹连接至轴部20的内螺纹20a，外接头部件14和内部件24的端面花键19a和25a彼此相对布置，并由紧固螺栓21压接支撑，在所述紧固螺栓和所述端面花键之间布置有间隔件29，由此使双列滚动轴承23和等速万向节3可拆卸地成为整体。间隔件29形成为具有基本L形横截面形状，并具有抵靠毂轮22的外侧端面的凸缘部29a和装配在紧固螺栓21上的筒形部分29b。结果，可以通过间隔件29而容易地进行外接头部件14和内部件24的对中。这简化了所述装置的拆卸和组装操作。另外，端面花键19a和25a可以没有周向和轴向松度地接合。
如上所述，由于端面花键25a因为间隔件29而没有松度，并且由于通过喷丸处理的表面改性而在端面花键25a上产生压缩残余应力，因此端面花键25a反复接触也几乎不会磨损。而且，这里，通过冷锻造来形成端面花键25a以提高产量，然而，所述实施方式并不限于此。可以在通过热锻造来成型内环部件25之后通过车削形成端面花键25a，或者可以在经受车削之后通过诸如摆辗锻造(orbital forging)之类的塑性变形来形成端面花键25a。
第三实施方式
图6是示出了根据本发明的驱动轮用轴承装置的第三实施方式的纵向剖视图，图7是示出了图6的轴承单元的纵向剖视图。应注意，以相同的附图标记表示与上述实施方式中的对应部件等同或功能上等价的那些元件和部件，并省略对它们的详细描述。
如图6所示，该驱动轮用轴承装置具有被称为所谓的第三代的结构，其中，使毂轮30、双列滚动轴承31和等速万向节3可拆卸地成为整体。如图7的放大图所示，双列滚动轴承31包括外部件7、内部件32和双列滚动元件9和9。内部件32由毂轮30和装配在毂轮30中的内环部件33形成，并具有形成于其中的与外部件7的外滚道表面7a和7a相对布置的双列内滚道表面1a和5a。
毂轮30具有在其外侧端一体形成的车轮安装凸缘4，并在毂轮的外周上形成有从内滚道表面1a轴向延伸的筒形部22a。毂轮30由碳含量为0.40至0.80wt％的中碳钢/高碳钢(例如S53C)制成，并且内周面和从车轮安装凸缘4的内侧基部4a到筒形部22a为止的外周面(该外周面包括内滚道表面1a)通过高频感应淬火而被硬化成具有58至64HRC的表面硬度(在图中仅仅以交叉阴影线示出了内周面的硬化部分)。
内环部件33一体地形成有从内滚道表面5a轴向延伸的筒形部分34。另外，内环部件33和毂轮30利用由敛缝部34a施加的预定轴承预载荷而塑性地结合成一体，通过使筒形部分34的端部径向向外塑性变形而形成敛缝部34a。内环部件33由碳含量为0.40至0.80wt％的中碳钢/高碳钢(例如S53C)制成，从内滚道表面5a到筒形部分34为止的外径表面通过高频感应淬火而被硬化，以具有58至64HRC的表面硬度(图中以交叉阴影线示出)。顺便提及，筒形部分34的经受塑性变形的端部的硬度保持与其锻造之后获得的材料硬度相同，并且敛缝部34a的包括塑性硬化的硬度被设定为15至35HRC。这使得可以容易地进行塑性变形，并由此防止与塑性变形相关的微裂纹的产生。同时，可以确保敛缝部34a的强度并由此长期保持紧密结合。
在该实施方式中，通过冷锻造而形成包括端面花键25a的内环部件33。然后，进行车削以获得预定的形状和尺寸，并且在预定部件上进行热处理之后，在端面花键25a上进行喷丸处理，并且至少在内滚道表面5a上进行研磨。
这里，如图6所示，紧固螺栓21螺纹连接至轴部20的内螺纹20a，外接头部件14和内部件32的端面花键19a和25a彼此相对布置，并由紧固螺栓21压接支撑，其中间隔件35放置在所述紧固螺栓和所述端面花键之间，由此使双列滚动轴承31和等速万向节3可拆卸地成为整体。间隔件35形成为具有基本L形的横截面形状，并具有抵靠敛缝部34a的端面的凸缘部35a和装配在紧固螺栓21上的筒形部分35b。结果，可以通过间隔件35而容易地进行外接头部件14和内部件32的对中。这简化了所述装置的拆卸和组装操作。另外，如在第四代结构中一样，可以将双列滚动轴承和等速万向节分别替换为新的，而无需整体更换双列滚动轴承和等速万向节，从而有助于降低总成本。
第四实施方式
图8是示出了根据本发明的驱动轮用轴承装置的第四实施方式的纵向剖视图。顺便提及，该实施方式与上述第三实施方式(图6)的主要不同之处仅在于内环部件的部分结构，因此，以相同的附图标记表示与第三实施方式中的对应部件等同或功能上等价的那些元件和部件，并省略对它们的详细描述。
该驱动轮用轴承装置具有被称为第三代的结构，其中，使毂轮30、双列滚动轴承36和等速万向节3可拆卸地成为整体。双列滚动轴承36包括外部件7、内部件37和双列滚动元件9和9。内部件37由毂轮30和装配在毂轮30中的内环部件38形成，并且内部件37在其外周上在其中形成有与外部件7的外滚道表面7a和7a相对布置的双列内滚道表面1a和5a。
内环部件38一体地形成有从内滚道表面5a轴向延伸的筒形部分39。另外，内环部件38和毂轮30利用由敛缝部34a施加的预定轴承预载荷而塑性地结合成一体，通过使筒形部分39的端部径向向外塑性变形而形成敛缝部34a。内环部件38由碳含量为0.40至0.80wt％的中碳钢/高碳钢(例如S53C)制成，并且从内滚道表面5a到筒形部分39为止的外径表面通过高频感应淬火而被硬化，以具有58至64HRC的表面硬度(图中以交叉阴影线示出)。
这里，在内环部件38的筒形部分39的内周上形成有径向向内突出的引导部39a。另外，紧固螺栓40被布置成穿过引导部39a，并螺纹连接至轴部20的内螺纹20a，外接头部件14和内部件37的端面花键19a和25a由紧固螺栓40压接支撑，由此使双列滚动轴承36和等速万向节3可拆卸地成为整体。结果，与上述实施方式不同，无需安装间隔件29和35就可以进行外接头部件14和内部件37的对中，由此简化了所述装置的拆卸和组装操作。
第五实施方式
图9是示出了根据本发明的驱动轮用轴承装置的第五实施方式的纵向剖视图，图10是示出了图9的轴承单元的纵向剖视图，图11是示出了图10的轴向单元(该轴承单元处于摆动敛缝之前)的纵向剖视图，图12是图11的主要部分的放大图，而图13是示出了图12的修改实施例的主要部分的放大图。顺便提及，该实施方式与前述第一实施方式(图1)的主要不同之处仅在于内部件的部分结构，因此，以相同的附图标记表示与第一实施方式中的对应部件等同或功能上等价的那些元件和部件，并省略对它们的详细描述。
该驱动轮用轴承装置具有被称为所谓的第三代的结构，其中，使毂轮41和双列滚动轴承42成为整体，等速万向节3可拆卸地轴向连接至毂轮41和双列滚动轴承42。双列滚动轴承42包括外部件7、内部件43和双列滚动元件9和9。
外部件7由碳含量为0.40至0.80wt％的中碳钢/高碳钢(例如S53C)制成，并且该外部件7具有待安装在车体(未示出)上的车体安装凸缘7b，该车体安装凸缘7b一体地形成在该外部件的外周上，并且外部件7在其内周上一体地形成有双列外滚道表面7a和7a。另外，至少双列外滚道表面7a、7a具有形成在其中的预定的硬化层，该预定的硬化层通过高频感应淬火而被硬化成具有58至64HRC的表面硬度(图11中用交叉阴影线示出)。
另一方面，内部件43具有形成于其中的与外部件7的外滚道表面7a和7a相对布置的双列内滚道表面1a和5a。在双列内滚道表面1a和5a当中，内滚道表面1a(外侧)直接形成在毂轮41的外周上，而内滚道表面5a(内侧)形成在内环5的外周上。在这种情况下，内部件43指的是毂轮41和内环5。另外，双列滚动元件9和9容纳在这些滚道表面之间并由保持架10和10可滚动地保持。
如图10的放大图所示，毂轮41具有在外侧端一体地形成的车轮安装凸缘4，并且毂轮41在其外周上在其中形成有内滚道表面1a和从内滚道表面1a轴向延伸的筒形部1b。毂轮41由碳含量为0.40至0.80wt％的中碳钢/高碳钢(例如S53C)制成，并且在从车轮安装凸缘4的内侧基部4a(该内侧基部4a用作外侧密封件11的密封台部)至筒形部1b为止的外周面上形成有硬化层46，该硬化层通过高频感应淬火而被硬化成具有58至64HRC的表面硬度(图11中用交叉阴影线示出)。顺便提及，内滚道表面1a的表面硬度被设定为58至64HRC，稍后将描述的敛缝部13的硬度保持与该敛缝部锻造之后获得的硬度(13至30HRC)相同。这不仅增加了密封台部的耐磨性，而且进一步增加了毂轮41的耐用性，因为毂轮41对于施加在车轮安装凸缘4上的旋转弯曲载荷具有足够的机械强度。
由于紧固螺栓21如图9所示螺纹连接至轴部20的内螺纹20a，因此外接头部件14的肩部19的端面花键19a和毂轮41的敛缝部13的端面花键13a(该端面花键19a和13a彼此相对地布置)被压接支撑，从而使双列滚动轴承42和等速万向节3可拆卸地成为整体。
这里，如图11所示，毂轮41的筒形部1b在塑性变形之前形成为具有近似均匀厚度的筒形部分44。在筒形部分44的端部处形成有圆弧形的倒角部44a和44b。另外，如图12的放大图所示，在内环5的大端面5b侧(敛缝部侧)在内径端处形成有具有曲率半径ri为R1.0至2.5的圆弧面的倒角部5c。如果倒角部5c的曲率半径ri被设定为小于1.0mm的值，则有可能在车辆行驶期间在装置上施加弯矩载荷时在敛缝部13的根部出现应力集中，以引起诸如微裂纹的损坏。相反，超过2.5mm的曲率半径ri是不期望的，这是因为当筒形部分44被塑性变形时内环5被径向向外加宽，从而在内环5的外径上产生过大的环应力。
此外，在筒形部分44的外周面上形成有深度为t的环形槽(底切)45。在从与内环5中的内滚道表面5a的较大直径端相对应的位置到内环5的倒角部5c为止的区域内形成有环形槽45，该区域略微扩展超过较大端面5b。另外，在环形槽45的两侧形成有曲率半径为Ri的圆弧面45a和曲率半径为Ro的圆弧面45b。
在该实施方式中，环形槽45的深度t被设定为0.5至2.0mm，内侧圆弧面45a的曲率半径Ri被设定成大于内环5的倒角部5c的曲率半径ri，并且小于外侧圆弧面45b的曲率半径Ro(ri≤Ri≤Ro)，并且Ri＝R1至10。如上所述，通过在筒形部分44的外周面上形成环形槽45，使筒形部分44在进行敛缝时容易变形，从而可以防止内环5的变形。然而，如果环形槽45的深度t小于0.5mm，则效果降低，而如果深度t大于2.0mm，则内环的挤压量不足，从而使得不能获得用以固定内环5的期望力量。也就是说，在敛缝之后，尽管使得环形槽45的一部分与内环5的倒角部5c紧密接触，但仍然保留了环形槽45的空间。
此外，将在毂轮41的外周上所形成的硬化层46的内侧边缘设置在一区域内，该区域的外侧是从环形槽45中的外侧圆弧面45b的起始点向外到4.0mm，该区域的内侧是从所述起始点向内到所述环形槽45中的圆弧面45b的区域内3.0mm。通过将硬化层46的内侧边缘的位置设置在上述区域中，减少了通过敛缝使筒形部1b的内环装配部的直径加宽的量，使得可以降低内环5的环应力。而且，可以使直径加宽部分的起始位置更接近敛缝部13，从而可以提高筒形部1b中的筒形部分44的敛缝操作性。而且，通过将硬化层46的内侧边缘设置在圆弧面45b的区域内，可以防止由于硬化层46的塑性变形而产生裂纹等。
如上所述，在该实施方式中，由于毂轮41中的筒形部1b的端部在敛缝之前形成为中空的筒形部分44，在该筒形部分44的外周面上形成有具有预定深度t的环形槽45，在环形槽45的两侧形成有具有预定曲率半径Ri的圆弧面45a和具有预定曲率半径Ro的圆弧面45b，并且环形槽45的宽度被设定在预定范围内，可以提供一种驱动轮用轴承装置，其中，筒形部分44在敛缝时容易变形，获得端面花键13a的期望形状和尺寸，并且内环5被以期望量挤压，该装置通过防止内环5的与摆动敛缝相关的变形而增加了耐用性。
图13是图12中所示的筒形部分44的修改实施例。顺便提及，该实施方式与上述实施方式的主要不同之处仅在于环形槽的形状，因此，以相同的附图标记表示与上述实施方式中的对应部件等同或功能上等价的那些元件和部件，并省略对它们的重复描述。
毂轮41的筒形部1b在塑性变形之前形成为具有近似均匀厚度的筒形部分44。在筒形部分44的外周面上形成有深度为t的环形槽45’。环形槽45’形成在如下的区域内，该区域在从与内环5中的内滚道表面5a的较大直径端相对应的位置到内环5的倒角部5c为止的范围内，该区域略微扩展超过较大端面5b。另外，在环形槽45’的两侧形成有曲率半径为Ri的圆弧面45a和曲率半径为Ro的圆弧面。
这里，环形槽45’的底部形成为锥形面，该锥形面的直径朝向筒形部分44的顶端逐渐减小，并且该锥形面的倾角θ设定为15°或更小，更优选的是设定为10°或更小。结果，可以进一步减小摆动敛缝时在内环5中产生的环应力。顺便提及，大于15°的倾角θ是不期望的，因为这会使筒形部分44变细而导致强度降低。
第六实施方式
图14是示出了根据本发明的驱动轮用轴承装置的第六实施方式的纵向剖视图。顺便提及，该实施方式与上述第五实施方式的主要不同之处仅在于双列滚动轴承的结构，因此，以相同的附图标记表示与第五实施方式中的对应部件等同或功能上等价的那些元件和部件，并省略对它们的详细描述。
该驱动轮用轴承装置具有被称为所谓的第二代的结构，其中该结构具有毂轮47和由双列滚动轴承形成的车轮轴承48，车轮轴承48通过装配在毂轮47上而固定至毂轮47。车轮轴承48具有在其外周上一体形成的车体安装凸缘7b，并且包括：外部件7，该外部件7在其内周上一体形成有双列外滚道表面7a和7a；两个内环49和5，这两个内环49和5在其外周上具有形成在其中的内滚道表面5a和5a，所述内滚道表面5a和5a与所述双列外滚道表面7a和7a相对布置；以及双列滚动元件9和9，该双列滚动元件9和9通过布置在所述滚道表面之间的保持架10和10而可滚动地容纳在所述滚道表面之间。密封件50和12安装在外部件7与两个内环49和5之间所形成的环形空间的开口上。这防止了容纳在轴承中的油脂泄漏以及雨水、灰尘等从外部进入轴承。
毂轮47具有在外侧端一体地形成的车轮安装凸缘4，并且毂轮47在其中形成有从车轮安装凸缘4经由肩部47a轴向延伸的筒形部47b。另外，车轮轴承48以预定的过盈压配合在毂轮47的筒形部47b上，直到车轮轴承48抵靠肩部47a，并且在由通过使筒形部47b的端部塑性变形而形成的敛缝部51施加预定轴承预载荷的状态下被轴向固定。另外，在敛缝部51的端面上，通过在摆动敛缝之后进行切削而形成端面花键51a。
毂轮47由碳含量为0.40至0.80wt％的中碳钢/高碳钢(例如S53C)制成，并且在从车轮安装凸缘4的肩部47a到筒形部47b为止的外周面上形成有通过高频感应淬火而被硬化成表面硬度为50至64HRC的硬化层52(图中以交叉阴影线示出)。顺便提及，敛缝部51的硬度保持与其锻造之后获得的硬度相同。这增加了毂轮47的耐用性，因为毂轮47对于施加在车轮安装凸缘4上的旋转弯曲载荷具有足够的机械强度，并且可以容易地进行敛缝部51的塑性变形以及端面花键51a的切削。
这里，在该实施方式中，与上述实施方式中的情况一样，由于敛缝之前的毂轮47内的筒形部47b形成为中空的筒形部分，在该筒形部分的外周面上形成有环形槽45，并且环形槽45的宽度被设定在预定范围内，因此筒形部分在敛缝时容易变形，确保了内环5的被挤压量，并且能够防止内环5的与摆动敛缝相关的变形。
而且，对于两个内环49和5中的内环5，使得该内环5在敛缝侧(内侧)上的宽度尺寸比外侧内环49的宽度尺寸大。具体地说，内滚道表面5a的位置相同，并且使从内滚道表面5a的较大直径端到较大端面5b的尺寸Wi，大于从内环49的内滚道表面5a的较大直径端到较大端面5b的尺寸Wo。这使得可以防止内环5在敛缝侧的变形，在摆动敛缝时会出现该变形。
第七实施方式
图15是示出了根据本发明的驱动轮用轴承装置的第七实施方式的纵向剖视图，图16是示出了图15的轴承单元的纵向剖视图，图17是示出了图15的密封部的主要部分的放大图，图18是示出了图17的密封件的修改实施例的主要部分的放大图。顺便提及，该实施方式与之前描述的第一实施方式(图1)的主要区别仅在于存在或不存在外部密封件，因此，以相同的附图标记表示与第一实施方式中的相应部件等同或功能上等价的那些元件和部件，并省略对它们的详细描述。
该驱动轮用轴承装置具有被称为所谓的第三代的结构，其中使毂轮1、双列滚动轴承2和等速万向节3可拆卸地成为整体。
如图16的放大图所示，双列滚动轴承2包括外部件7、内部件8和双列滚动元件9和9。另一方面，内部件8在其中形成有与外部件7的外滚道表面7a和7a相对布置的双列内滚道表面1a和5a。在双列内滚道表面1a和5a当中，内滚道表面1a(外侧)与毂轮1的外周一体地形成，而内滚道表面5a(内侧)与内环5的外周一体地形成。在这种情况下，内部件8指的是毂轮1和内环5。
这里，在该实施方式中，如图15所示，在外接头部件14的肩部19中形成有台阶部53。而且，在内环5的外径处，安装有用于密封上述端面花键19a和13a的接合部的外部密封件54。如图17的放大图所示，外部密封件54包括：金属芯55，其由压配合在内环5的外径上的筒形部分55a和从筒形部分55a径向向内延伸的内径部55b形成；以及密封部件56，其通过固化粘结等一体地结合至金属芯55。
金属芯55由诸如奥氏体不锈钢板(诸如JIS中的SUS304)、铁素体不锈钢板(例如JIS中的SUS430)、以及抗腐蚀冷轧钢板(诸如JIS中的SPCC)之类的抗腐蚀钢板制成，以通过压力加工而具有基本上L形的横截面形状。另一方面，密封部件56由诸如丁腈橡胶之类的合成橡胶制成，并具有防油脂唇部56c以及一对径向向外地侧向延伸的侧唇部(轴向唇部)56a和56b。另外，密封唇部56a、56b和56c与肩部19的台阶部53进行弹性接触。这使得可以防止诸如雨水和灰尘之类的异物从外部进入端面花键19a和13a的接合部，并且安全地防止接合部所填充的油脂泄漏，并由此防止端面花键19a和13a腐蚀或磨损。而且，即使由于生产误差或装配误差而在内部件8或外接头部件14中引起尺寸变化，也可以因为侧唇部56a和56b以及防油脂唇部56c具有足够的弹性而长期获得高密封性能。
图18是示出了上述外部密封件54的修改实施例的主要部分的放大图。顺便提及，以相同的附图标记表示与上述实施方式中的对应部件等同或功能上等价的那些元件和部件，并省略对它们的详细描述。
该外部密封件57包括：金属芯55，其由压配合在内环5的外径上的筒形部分55a和从筒形部分55a径向向内延伸的内径部55b形成；以及密封部件58，其通过固化粘结等一体地结合至金属芯55。密封部件58由诸如丁腈橡胶之类的合成橡胶制成，并具有带圆弧顶端的轴向唇部58a。结果，可以防止诸如雨水和灰尘之类的异物从外部进入端面花键19a和13a的接合部，并且安全地防止接合部所填充的油脂泄漏。此外，可以简化外部密封件57并使其紧凑，并且由于轴向唇部58a的抵靠部形成为具有圆弧形状，即使在毂轮1或外接头部件14由于施加于其上的大力矩载荷而变形时，外部密封件57也能够随着该变形而适当地变形，从而可以获得高密封性能。
第八实施方式
图19是示出了根据本发明的驱动轮用轴承装置的第八实施方式的纵向剖视图。顺便提及，该实施方式具有与之前描述的第二实施方式(图4)相同的基本结构，并且与第七实施方式(图15)的主要区别仅在于双列滚动轴承的结构，因此，以相同的附图标记表示与上述实施方式中相应部件等同或功能上等价的那些元件和部件，并省略对它们的详细描述。
双列滚动轴承23包括外部件7、内部件24和双列滚动元件9和9。内部件24由毂轮22和装配在毂轮22中的内环部件25形成。
内环部件25一体地形成有从内滚道表面5a轴向延伸的筒形部分27。该筒形部分27由套管部27a和装配部27b形成，该套管部27a以预定的过盈装配在毂轮22的筒形部22a内，该装配部27b形成在套管部27a的端部并与毂轮22的不规则部26相对地布置。而且，在内环部件25的内侧端面处形成有端面花键25a。内环部件25由碳含量为0.40至0.80wt％的中碳钢/高碳钢(例如S53C)制成，并且通过冷锻造或热锻造而形成。
当进行冷锻造时，在进行锻造的同时形成端面花键25a，或者在冷锻造之后通过诸如摆辗锻造之类的冷塑性变形或诸如车削之类的机加工而形成端面花键25a。当进行热锻造时，在车削之后通过诸如摆辗锻造之类的冷塑性变形或诸如车削之类的机加工而形成端面花键25a。内环部件25在从内滚道表面5a到套管部27a为止的区域中通过高频感应淬火而硬化成具有58至64HRC的表面硬度。顺便提及，装配部27b保持与其锻造之后获得的材料硬度相同的硬度。此外，端面花键25a可以在高频感应淬火之后形成。
这里，通过将内环部件25的筒形部分27装配在毂轮22内并且同时通过将诸如心轴之类的直径扩大夹具挤压到装配部27b内来扩大装配部27b的直径而将装配部27b敛缝，以使装配部27b咬合在毂轮22的不规则部26内，毂轮22和内环部件25以通过所述敛缝施加于其上的期望的轴承预载荷而塑性地结合成一体。这样不必如在现有技术中那样通过利用螺母等将它们紧紧地紧固来调整预载荷量。因此，可以实现重量减轻和尺寸减少，增加毂轮22的强度和耐用性，并且长期保持预载荷量。
此外，紧固螺栓21螺纹连接至轴部20的内螺纹20a，外接头部件14的肩部19的端面花键19a和内环部件25的内侧端面的端面花键25a彼此相对地布置，并由紧固螺栓21压接支撑，使间隔件29布置在紧固螺栓21与端面花键19a和25a之间，由此使双列滚动轴承23和等速万向节3可拆卸地成为整体。间隔件29形成为具有基本L形的横截面形状，并具有抵靠毂轮22的外侧端面的凸缘部29a和装配在紧固螺栓21上的筒形部分29b。结果，可以通过间隔件29而容易地进行外接头部件14和内部件24的对中。这简化了所述装置的拆卸和组装操作。另外，端面花键19a和25a可以没有周向和轴向松度地接合。
另外，与上述实施方式的情况一样，在内环5的外径上安装有用于密封上述端面花键19a和25a的接合部的外部密封件54，并且密封唇部56a、56b和56c与肩部19的台阶部53弹性接触。这使得可以防止诸如雨水和灰尘之类的异物从外部进入端面花键19a和25a的接合部，并且安全地防止接合部所填充的油脂泄漏，由此防止端面花键19a和25a腐蚀或磨损。另外，即使当由于生产误差或装配误差而在内部件24或外接头部件14中发生尺寸变化时，也可以因为侧唇部56a和56b以及防油脂唇部56c具有足够的弹性而长期获得高密封性能。
第九实施方式
图20是示出了根据本发明的驱动轮用轴承装置的第九实施方式的纵向剖视图。顺便提及，该实施方式与之前描述的第三实施方式(图6)具有相同的基本结构，并且与第七实施方式(图15)的主要不同之处仅在于双列滚动轴承的结构，因此，以相同的附图标记表示与上述实施方式中的对应部件等同或功能上等价的那些元件和部件，并省略对它们的详细描述。
双列滚动轴承31具有外部件7、内部件32和双列滚动元件9和9。内部件32由毂轮30和内环部件33形成，该内环部件33压配合在毂轮30上并以预定的过盈固定至该毂轮30。在内环部件33中，内环部件33和毂轮30在利用敛缝部34a施加于其上的预定轴承预载荷而塑性地结合成一体，通过使筒形部分34的端部径向向外塑性变形而形成敛缝部34a。
此外，与之前所述的实施方式的情况一样，通过冷锻造或热锻造而形成包括端面花键25a的内环部件33；然而，可以在内环部件33锻造之后对其进行热调质处理(淬火之后的高温回火)。通过进行热调质处理，可以确保低硬度和高韧性。
这里，紧固螺栓21螺纹连接至轴部20的内螺纹20a，外接头部件14和内环部件33的端面花键19a和25a彼此相对地布置，并由紧固螺栓21压接支撑，使间隔件35放置在所述紧固螺栓和所述端面花键之间，由此使双列滚动轴承31和等速万向节3可拆卸地成为整体。
顺便提及，在该实施方式中，以其中内环部件33压配合在毂轮30的筒形部22a内并紧固至该筒形部22a的结构为例，然而，本发明并不限于该结构。尽管在附图没有示出，上述两个部件可以通过形成在毂轮的内周上的锯齿和形成在内环部件的筒形部分中并与上述锯齿接合的锯齿而彼此紧固。
另外，尽管未在图中示出，在第八和第九实施方式中描述的间隔件(该间隔件具有基本L形横截面形状并与紧固螺栓一起使用)也可以用在第七实施方式中。也就是说，通过省去毂轮的内径上的较小直径部(紧固螺栓布置成穿过该较小直径部)，使毂轮的内径部具有筒形形状，使间隔件的凸缘部抵靠毂轮的外侧端面，并且使毂轮的筒形内径部引导装配在紧固螺栓上的间隔件的筒形部分，可以容易地进行外接头部件和内部件的对中。这简化了所述装置的拆卸和组装操作。此外，端面花键可以没有周向和轴向松度地接合。而且，通过省去较小直径部，可以实现产品的重量减轻。
另外，与上述实施方式的情况一样，在内环33的外径上安装有用于密封上述端面花键19a和25a的接合部的外部密封件54，并且密封唇部56a、56b和56c与肩部19的台阶部53弹性接触。这使得可以防止诸如雨水和灰尘之类的异物从外部进入端面花键19a和25a的接合部，并且安全地防止接合部所填充的油脂泄漏，由此防止端面花键19a和25a腐蚀或磨损。另外，即使当由于生产误差或装配误差而在内部件32或外接头部件14中发生尺寸变化时，也可以因为侧唇部56a和56b以及防油脂唇部56c具有足够的弹性而长期获得高密封性能。
第十实施方式
图21是示出了根据本发明的驱动轮用轴承装置的第十实施方式的纵向剖视图，图22是示出了图21的等速万向节的纵向剖视图，图23是示出了图21的外部密封部的主要部分的放大图，图24是示出了图23的外部密封件的修改实施例的主要部分的放大图，图25是示出了图23的外部密封件的另一修改实施例的主要部分的放大图，而图26是示出了又一修改实施例的主要部分的放大图。顺便提及，该实施方式与第七实施方式(图15)的主要区别仅在于外部密封件的结构，因此，以相同的附图标记表示与上述实施方式中的对应部件等同或功能上等价的那些元件和部件，并省略对它们的详细描述。
该驱动轮用轴承装置具有被称为所谓的第三代的结构，其中使毂轮1、双列滚动轴承2和等速万向节3可拆卸地成为整体。双列滚动轴承2包括外部件7、内部件8和双列滚动元件9和9。
这里，在该实施方式中，用于将上述端面花键19a和13a的接合部密封的外部密封件59安装在外接头部件14的肩部19上。如图22所示，外部密封件59由筒形金属芯60和密封部件61形成，该筒形金属芯60压配合肩部19的外径上，密封部件61通过固化粘结等一体地结合至该金属芯60。
所述金属芯60由诸如奥氏体不锈钢板(诸如JIS中的SUS304)、铁素体不锈钢板(例如JIS中的SUS430)、以及抗腐蚀冷轧钢板(诸如JIS中的SPCC)之类的抗腐蚀钢板制成，以通过压力加工而具有基本上L形的横截面形状。另一方面，密封部件61由诸如ACM和NBR之类的合成橡胶制成，并具有一对径向侧向地分叉的侧唇部(轴向唇部)61a和61b。另外，如图23的放大图所示，密封唇部61a和61b与内环5的较大端面5b弹性接触。
这使得可以防止诸如雨水和灰尘之类的异物从外部进入端面花键19a和13a的接合部，并且安全地防止接合部所填充的油脂泄漏，由此防止端面花键19a和13a腐蚀或磨损。另外，即使当由于生产误差或装配误差而在内部件8或外接头部件14中发生尺寸变化时，也可以长期获得高密封性能，这是因为侧唇部61a和61b具有足够的弹性并与内环5的较大端面5b进行弹性接触，该较大端面5b通过研磨而具有预定的表面粗糙度。顺便提及，除了上述橡胶外，还可以使用具有优良耐热性的橡胶，例如HNBR(氢化丁腈橡胶)、EPDM(三元乙丙橡胶)和FKM(碳氟橡胶)、EPM(乙丙橡胶)、硅橡胶，作为密封部件61。
图24是示出了上述外部密封件59的修改实施例的主要部分的放大图。应注意，以相同的附图标记表示与上述实施方式中的对应部件等同或功能上等价的那些元件和部件，并省略对它们的详细描述。
该外部密封件62包括：金属芯63，其由压配合在外接头部件14的肩部19的外径上的第一筒形部分63a、从第一筒形部分63a径向向外侧向地延伸的倾斜部63b和从倾斜部63b轴向延伸的第二筒形部分63c形成；以及密封部件64，该密封部件64通过固化粘结等一体地结合至金属芯63。密封部件64由诸如ACM或NBR之类的合成橡胶制成，并具有一对分叉的径向唇部64a和64b。这对径向唇部64a和64b与内环5的外径弹性接触。这使得可以防止诸如雨水和灰尘之类的异物从外部进入端面花键19a和13a的接合部，并且安全地防止接合部所填充的油脂泄漏。另外，由于外部密封件62具有一对径向唇部64a和64b，即使在毂轮1或外接头部件14由于施加于其上的大力矩载荷而变形时，外部密封件62也可以随着该变形而适当地变形，从而可以获得高密封性能。
图25是示出了上述外部密封件的另一修改实施例的主要部分的放大图。应注意，以相同的附图标记表示与上述实施方式中的对应部件等同或功能上等价的那些元件和部件，并省略对它们的详细描述。
该外部密封件65由筒形金属芯66和密封部件67形成，该筒形金属芯66压配合到外接头部件14的肩部19的外径上，该密封部件67通过固化粘结等一体结合至该金属芯66。密封部件67由诸如ACM或NBR之类的合成橡胶制成，并具有带圆弧顶端的轴向唇部67a。轴向唇部67a与内环5的较大端面5b弹性接触。这使得可以防止诸如雨水和灰尘之类的异物从外部进入端面花键19a和13a的接合部，并且安全地防止接合部所填充的油脂泄漏。另外，由于外部密封件65被简化并且轴向唇部67a的抵靠部形成为具有圆弧形状，因此即使在毂轮1或外接头部件14由于施加于其上的大力矩载荷而变形时，外部密封件65也可以随着该变形而适当地变形，从而可以获得高密封性能。
图26是示出了上述外部密封件的另一修改实施例的主要部分的放大图。应注意，以相同的附图标记表示与上述实施方式中的对应部件等同或功能上等价的那些元件和部件，并省略对它们的详细描述。
该外部密封件68由筒形金属芯69和密封部件70形成，该筒形金属芯69压配合到外接头部件14的肩部19的外径上，该密封部件70通过固化粘结等一体结合至金属芯69。密封部件70由诸如ACM或NBR之类的合成橡胶制成，并具有径向向外侧向地延伸的侧唇部70a和径向向内侧向地延伸的径向唇部70b。侧唇部70a与形成内侧密封件12的挡油环74的直立部74b的侧面弹性接触，并且径向唇部70b与内环5的外径弹性接触。
这里，内侧密封件12形成为所谓的填塞密封件(pack seal)，该填塞密封件设有环形密封板73和具有基本L形横截面形状的挡油环74，密封板73由金属芯71和密封部件72形成，该金属芯71装配在外部件7的端部并且具有基本L形横截面形状，该密封部件72通过固化粘结而一体结合至金属芯71，挡油环74由压配合到内环5的外径上的筒形部分74a和从该筒形部分74a径向向外延伸的直立部74b形成。
密封部件72由诸如NBR之类的合成橡胶制成，并具有侧唇部72a、防油脂唇部72b和中间唇部72c，侧唇部72a与挡油环74的直立部74b之间留有预定的轴向过盈地进行滑动接触，防油脂唇部72b和中间唇部72c形成为分叉的形状，并且防油脂唇部72b和中间唇部72c与筒形部分74a之间留有预定的径向过盈地进行滑动接触。
通过采用这种结构，可以防止诸如雨水和灰尘之类的异物从外部进入端面花键19a和13a的接合部，并且安全地防止接合部所填充的油脂泄漏。另外，由于外部密封件68具有与挡油环74接触的侧唇部70a，可以防止诸如雨水和灰尘之类的异物通过挡油环74与内环5之间的装配部进入轴承，由此增加了轴承的耐用性。
第十一实施方式
图27是示出了根据本发明的驱动轮用轴承装置的第十一实施方式的纵向剖视图。顺便提及，该实施方式与上述第二实施方式(图4)具有相同的基本结构，并且与第十实施方式(图21)的主要不同之处仅在于双列滚动轴承的结构，因此，以相同的附图标记表示与上述实施方式中的对应部件等同或功能上等价的那些元件和部件，并省略对它们的详细描述。
双列滚动轴承23包括外部件7、内部件24和双列滚动元件9和9。内部件24由毂轮22和装配在毂轮22内的内环部件25形成。
在该实施方式中，外部密封件59安装在外接头部件14的肩部19上，外部密封件59的侧唇部61a和61b与内环部件25的台阶部28弹性接触，由此密封端面花键19a和25a的接合部。
这使得可以防止诸如雨水和灰尘之类的异物从外部进入端面花键19a和25a的接合部，并安全地防止接合部所填充的油脂泄漏，由此防止端面花键19a和25a腐蚀或磨损。
第十二实施方式
图28是示出了根据本发明的驱动轮用轴承装置的第十二实施方式的纵向剖视图。顺便提及，该实施方式与上述第三实施方式(图6)具有相同的基本结构，并且与第十实施方式(图21)的主要不同之处仅在于双列滚动轴承的结构，因此，以相同的附图标记表示与上述实施方式中的对应部件等同或功能上等价的那些元件和部件，并省略对它们的详细描述。
双列滚动轴承31包括外部件7、内部件32和双列滚动元件9和9。内部件32由毂轮30和装配在毂轮30内并以预定的过盈紧固至该毂轮30的内环部件33形成。
此外，与上述实施方式的情况一样，通过冷锻造或热锻造而形成包括端面花键25a的内环部件33；然而，可以在内环部件33锻造之后对其进行热调质处理(淬火之后的高温回火)。通过进行热调质处理，可以确保低硬度和高韧性。
在该实施方式中，外部密封件59安装在外接头部件14的肩部19上，外部密封件59的侧唇部61a和61b与内环部件33的台阶部28弹性接触，由此密封端面花键19a和25a的接合部。
这使得可以防止诸如雨水和灰尘之类的异物从外部进入端面花键19a和25a的接合部，并安全地防止接合部所填充的油脂泄漏，由此防止端面花键19a和25a腐蚀或磨损。
尽管已经描述了本发明的上述实施方式，但是应该理解本发明的这些实施方式仅是作为图示和示例，并不应被认为作为限制，并且利用在本发明的精神内作出的任何修改或变型，可以以除了上述具体描述的方式之外的任意其它方式来实施本发明。在所附的权利要求书中记载了本发明的范围，并且本发明的范围包含在与权利要求书中所限定的内容等价的意义上和范围内作出的任何修改和变型。
工业实用性
根据本发明的驱动轮用轴承装置可以应用于其中使等速万向节和具有毂轮的双列滚动轴承可拆卸地成为整体的驱动轮用轴承装置。
附图标记说明
1，22，30，41，47 毂轮
1a，5a 内滚道表面
1b，22a，47b 筒形部
1c 较小直径部
2，23，31，36，42，48 双列滚动轴承
3 等速万向节
4 车轮安装凸缘
4a 车轮安装凸缘的内侧基部
5，49 内环
5b 内环的较大端面
5c 内环的倒角部
7 外部件
7a 外滚道表面
7b 车体安装凸缘
8，24，32，37，43 内部件
9 滚动元件
10 保持架
11，50 外侧密封件
12 内侧密封件
13，34a，51 敛缝部
13a，19a，25a，51a 端面花键
14 外接头部件
15 接头内环
15a，18a 轨道槽
16 保持架
17 扭矩传递滚珠
18 嘴部
19，47a 肩部
20 轴部
20a 内螺纹
21，40 紧固螺栓
25，33，38 内环部件
26 不规则部
27，29b，34，35b，39，44，55a，74a 筒形部分
27a 套管部
27b 装配部
28 台阶部
29，35 间隔件
29a，35a 凸缘部
39a 引导部
44a，44b 筒形部分的倒角部
45，45′ 环形槽
45a，45b 圆弧面
46，52 硬化层
53 台阶部
54，57，59，62，65，68 外部密封件
55，60，63，66，69，71 金属芯
55b 内径部
56，58，61，64，67，70，72 密封部件
56a，56b，61a，61b，70a，72a 侧唇部
56c，72b 防油脂唇部
58a，67a 轴向唇部
63a 第一筒形部分
63b 倾斜部
63c 第二筒形部分
64a，64b，70b 径向唇部
72c 中间唇部
73 密封板
74 挡油环
74b 直立部
101 双列滚动轴承
102 等速万向节
103 外部件
103a 外滚道表面
103b 车体安装凸缘
104 毂轮
104a，105a 内滚道表面
104b 车轮安装凸缘
104c 筒形部
105 内环
106 内部件
107 保持架
108 滚珠
109 敛缝部
109a，117a 端面花键
110，111 密封件
112 外接头部件
113 接头内环
114 保持架
115 扭矩传递滚珠
116 嘴部
117 肩部
118 轴部
118a 内螺纹
119 紧固螺栓

Claims (29)

1.一种驱动轮用轴承装置，该驱动轮用轴承装置具有可拆卸地成为整体的双列滚动轴承和等速万向节，在该装置中：
所述双列滚动轴承包括：
外部件，该外部件具有待安装在车体上的车体安装凸缘，该车体安装凸缘一体地形成在该外部件的外周上，并且所述外部件在其内周上一体地形成有双列外滚道表面；
内部件，该内部件由毂轮和内环形成，该毂轮具有用于安装车轮的车轮安装凸缘，该车轮安装凸缘一体地形成在所述毂轮的一端处，该毂轮在其外周上在其中形成有与所述双列外滚道表面相对布置的一个内滚道表面以及从该内滚道表面轴向延伸的筒形部，所述内环压配合在所述毂轮上，并且该内环在其外周上在其中形成有与所述双列外滚道表面相对布置的另一内滚道表面；以及
双列滚动元件，该双列滚动元件可自由滚动地容纳在所述内部件的滚道表面和所述外部件的滚道表面之间，
通过使所述筒形部的端部径向向外塑性变形形成的敛缝部而使所述内环固定至所述毂轮，并且
所述等速万向节具有外接头部件，该外接头部件具有杯状的嘴部、形成所述嘴部的底部的肩部和从所述肩部轴向延伸的筒形的轴部，该轴部中形成有内螺纹，所述嘴部、所述肩部和所述轴部一体地形成在所述外接头部件中，在所述外接头部件的所述肩部的端面和所述敛缝部的端面处分别形成有端面花键，所述端面花键通过紧固螺栓而被压接支撑，该紧固螺栓抵靠所述毂轮的外侧端面并且螺纹连接至所述轴部的所述内螺纹，并且所述双列滚动轴承和所述等速万向节以使得所述双列滚动轴承和所述等速万向节能传递扭矩并可轴向分离的方式结合在一起，
其中，由于表面改性在所述端面花键的表面上产生压缩残余应力。
2.根据权利要求1所述的驱动轮用轴承装置，其中：
在形成所述敛缝部的同时，通过塑性变形形成所述敛缝部的所述端面花键。
3.一种驱动轮用轴承装置，该驱动轮用轴承装置具有可拆卸地成为整体的双列滚动轴承和等速万向节，在该装置中：
所述双列滚动轴承包括：
外部件，该外部件具有待安装在车体上的车体安装凸缘，该车体安装凸缘一体地形成在该外部件的外周上，所述外部件在其内周上一体地形成有双列外滚道表面；
内部件，该内部件由毂轮和筒形的内环部件形成，该毂轮具有用于安装车轮的车轮安装凸缘，该车轮安装凸缘一体地形成在所述毂轮的一端处，该毂轮在其外周上在其中形成有与所述双列外滚道表面相对布置的一个内滚道表面以及从该内滚道表面轴向延伸的筒形部，所述内环部件压配合在所述毂轮上，并且在该内环部件的外周上在其中形成有与所述双列外滚道表面相对布置的另一个内滚道表面；以及
双列滚动元件，该双列滚动元件可自由滚动地容纳在所述内部件的滚道表面和所述外部件的滚道表面之间，
所述等速万向节具有外接头部件，该外接头部件具有杯状的嘴部、形成所述嘴部的底部的肩部和从所述肩部轴向延伸的筒形的轴部，该轴部中形成有内螺纹，所述嘴部、所述肩部和所述轴部一体地形成在所述外接头部件中，
在所述外接头部件的所述肩部的端面和所述内环部件的端面处分别形成有端面花键，并且
所述端面花键通过紧固螺栓而被压接支撑，该紧固螺栓抵靠所述毂轮的外侧端面并螺纹连接至所述轴部的所述内螺纹，并且所述双列滚动轴承和所述等速万向节以使得所述双列滚动轴承和所述等速万向节能传递扭矩并可轴向分离的方式结合在一起，
其中，所述毂轮和所述内环部件塑性地结合成一体，并且由于表面改性而在所述端面花键的表面上产生压缩残余应力。
4.根据权利要求3所述的驱动轮用轴承装置，其中：
在通过冷锻造形成所述内环部件的同时，形成所述内环部件的所述端面花键。
5.根据权利要求3或4所述的驱动轮用轴承装置，其中：
在所述内环部件的端部处形成有台阶部，并且所述端面花键形成在突出端面处。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的驱动轮用轴承装置，其中：
在所述毂轮的内周上形成有被硬化的不规则部，并且通过将所述内环部件的筒形部分装配在所述不规则部内并且通过扩大所述筒形部分的直径使该筒形部分咬合在所述不规则部分内，而在所述毂轮和所述内环部件上施加预定的轴承预载荷，以将所述毂轮和所述内环部件塑性地结合成一体。
7.根据权利要求3至5中任一项所述的驱动轮用轴承装置，其中：
所述内环部件的筒形部分装配在所述毂轮内，并且通过使所述筒形部分的端部径向向外塑性变形而形成敛缝部，通过该敛缝部在所述毂轮和所述内环部件上施加预定的轴承预载荷而将所述毂轮和所述内环部件塑性地结合成一体。
8.根据权利要求3至7中任一项所述的驱动轮用轴承装置，其中：
所述紧固螺栓螺纹连接至所述轴部的所述内螺纹，且在该紧固螺栓和所述内螺纹之间布置有间隔件，该间隔件形成为具有大致L形横截面形状，并具有抵靠所述毂轮的端面的凸缘部和装配在所述紧固螺栓上并被引导的筒形部分。
9.根据权利要求3至5和7中任一项所述的驱动轮用轴承装置，其中：
在所述内环部件的筒形部分的内周上形成有径向向内突出的引导部，所述紧固螺栓布置成穿过所述引导部并螺纹连接至所述轴部的所述内螺纹。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的驱动轮用轴承装置，其中，所述端面花键的表面硬度被设定为300Hv或更高。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的驱动轮用轴承装置，其中，所述端面花键的表面经受作为表面改性的喷丸处理或WPC。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的驱动轮用轴承装置，其中，通过激光硬化在所述端面花键的表面上进行硬化。
13.根据权利要求1、2和10至12中任一项所述的驱动轮用轴承装置，其中：
所述筒形部的端部在敛缝之前形成为中空的筒形部分，在所述筒形部分的外周面上从与所述内环的内滚道表面的较大直径端对应的位置到超过所述内环的较大端面的位置形成有具有预定深度的环形槽，并且所述筒形部分的端部被塑性变形，使得所述环形槽的一部分与所述内环的倒角部紧密接触，而其余部分不与所述内环接触且留有空间。
14.根据权利要求13所述的驱动轮用轴承装置，其中：
所述环形槽形成在从与所述内环的内滚道表面的较大直径端对应的位置到所述较大端面侧上的所述倒角部的区域中，该区域略微扩展超出所述较大端面。
15.根据权利要求13或14所述的驱动轮用轴承装置，其中：
所述环形槽的底部形成为锥形面，该锥形面的直径朝向所述筒形部分的顶端逐渐减小，并且所述锥形面的倾角被设定为15°或更小。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的驱动轮用轴承装置，其中：
在所述环形槽的两侧形成有曲率半径为Ri和Ro的圆弧面，所述圆弧面中的内侧圆弧面的曲率半径Ri小于外侧圆弧面的曲率半径Ro(Ri≤Ro)，并且曲率半径Ri被设定在R1至10的范围内。
17.根据权利要求13至16中任一项所述的驱动轮用轴承装置，其中：
在所述内环的较大端面侧上的内径端处形成有倒角部，该倒角部具有一定曲率半径的圆弧面，该倒角部的曲率半径被设定在R1.0至2.5的范围内。
18.根据权利要求13至17中任一项所述的驱动轮用轴承装置，其中：
所述环形槽的深度被设定为0.5至2.0mm的深度。
19.根据权利要求13至18中任一项所述的驱动轮用轴承装置，其中：
通过高频感应淬火在所述毂轮的所述筒形部中形成硬化层，以使其具有50至64HRC的表面硬度，所述硬化层的内侧边缘设置在下述区域内，该区域的外侧是从所述环形槽中的外侧起始点向外到0至4.0mm，该区域的内侧是从所述外侧起始点向内到所述环形槽的外侧圆弧面的区域内0至3.0mm。
20.根据权利要求13至19中任一项所述的驱动轮用轴承装置，其中：
两个内环压配合在所述毂轮的筒形部上，所述两个内环的内滚道表面的位置相同，并且使得从敛缝侧的内环的内滚道表面的较大直径端到所述较大端面的长度，大于从另一内环的内滚道表面的较大直径端到所述较大端面的长度。
21.根据权利要求1至20中任一项所述的驱动轮用轴承装置，其中：在所述内环部件或所述内环的外径上安装有密封件，该密封件包括被压配合在所述内环部件或所述内环的外径上的金属芯和由合成橡胶制成的密封部件，该密封部件通过固化粘结等而一体地结合至所述金属芯并具有轴向唇部，该轴向唇部与所述外接头部件的肩部弹性接触，由此密封所述端面花键的接合部。
22.根据权利要求21所述的驱动轮用轴承装置，其中，所述密封部件具有径向向外侧向地延伸的侧唇部，在所述外接头部件的所述肩部中形成有台阶部，所述侧唇部与该台阶部弹性接触。
23.根据权利要求21所述的驱动轮用轴承装置，其中，所述轴向唇部的顶端形成为圆弧形状。
24.根据权利要求21至23中任一项所述的驱动轮用轴承装置，其中，所述密封部件具有防油脂唇部，所述端面花键的接合部填充有油脂。
25.根据权利要求1至20中任一项所述的驱动轮用轴承装置，其中，在所述外接头部件的所述肩部的外径上安装有外部密封件，该外部密封件包括被压配合在所述肩部的外径上的筒形的金属芯和通过固化粘结等而一体地结合至所述金属芯的密封部件，该密封部件的唇部与所述内部件或所述密封件的内侧密封件弹性接触，由此密封所述端面花键的接合部。
26.根据权利要求25所述的驱动轮用轴承装置，其中，所述密封部件具有径向侧向地延伸的分叉的侧唇部，所述侧唇部与所述内环的较大端面弹性接触。
27.根据权利要求25所述的驱动轮用轴承装置，其中，所述密封部件具有带圆弧顶端的轴向唇部，该轴向唇部与所述内环的较大端面弹性接触。
28.根据权利要求25所述的驱动轮用轴承装置，其中，所述密封部件具有一对分叉的径向唇部，所述径向唇部与所述内环的外径弹性接触。
29.根据权利要求25所述的驱动轮用轴承装置，其中，所述内侧密封件形成为填塞密封件，该填塞密封件设有环形的密封板和具有大致L形横截面形状的挡油环，所述密封板由金属芯和密封部件形成，所述金属芯装配在所述外部件的端部中并且具有大致L形的横截面形状，所述密封部件通过固化粘结而一体地结合至所述金属芯，所述挡油环由压配合到所述内环的外径上的筒形部分和从该筒形部分径向向外延伸的直立部形成，所述外部密封件的所述密封部件具有径向向外侧向地延伸的侧唇部和径向向内侧向地延伸的径向唇部，所述侧唇部与所述挡油环的直立部的侧面弹性接触，所述径向唇部与所述内环的外径弹性接触。
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