CN102202913A - 车轮用轴承装置 - Google Patents

车轮用轴承装置 Download PDF

Info

Publication number
CN102202913A
CN102202913A CN2009801443536A CN200980144353A CN102202913A CN 102202913 A CN102202913 A CN 102202913A CN 2009801443536 A CN2009801443536 A CN 2009801443536A CN 200980144353 A CN200980144353 A CN 200980144353A CN 102202913 A CN102202913 A CN 102202913A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wheel
weight
ball
raceway face
bearing device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2009801443536A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102202913B (zh
Inventor
小森和雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NTN Corp filed Critical NTN Corp
Publication of CN102202913A publication Critical patent/CN102202913A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102202913B publication Critical patent/CN102202913B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B27/00—Hubs
    • B60B27/0078—Hubs characterised by the fixation of bearings
    • B60B27/0084—Hubs characterised by the fixation of bearings caulking to fix inner race
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B27/00—Hubs
    • B60B27/0005—Hubs with ball bearings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B27/00—Hubs
    • B60B27/0094—Hubs one or more of the bearing races are formed by the hub
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/40—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for rings; for bearing races
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
    • F16C19/14—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load
    • F16C19/18—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls
    • F16C19/181—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact
    • F16C19/183—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact with two rows at opposite angles
    • F16C19/184—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact with two rows at opposite angles in O-arrangement
    • F16C19/186—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact with two rows at opposite angles in O-arrangement with three raceways provided integrally on parts other than race rings, e.g. third generation hubs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/58—Raceways; Race rings
    • F16C33/62—Selection of substances
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C43/00—Assembling bearings
    • F16C43/04—Assembling rolling-contact bearings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/34—Methods of heating
    • C21D1/42—Induction heating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/62—Quenching devices
    • C21D1/63—Quenching devices for bath quenching
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2211/00—Microstructure comprising significant phases
    • C21D2211/005—Ferrite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2221/00—Treating localised areas of an article
    • C21D2221/02—Edge parts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2221/00—Treating localised areas of an article
    • C21D2221/10—Differential treatment of inner with respect to outer regions, e.g. core and periphery, respectively
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2240/00—Specified values or numerical ranges of parameters; Relations between them
    • F16C2240/40—Linear dimensions, e.g. length, radius, thickness, gap
    • F16C2240/70—Diameters; Radii
    • F16C2240/80—Pitch circle diameters [PCD]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2326/00—Articles relating to transporting
    • F16C2326/01—Parts of vehicles in general
    • F16C2326/02—Wheel hubs or castors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Mounting Of Bearings Or Others (AREA)

Abstract

本发明涉及一种重量轻、体积小的车轮用轴承装置，所述车轮用轴承装置可以在型锻过程中防止型锻部开裂，并通过提高型锻部的强度来提高毂环的耐久性。本发明提供了一种车轮用轴承装置，其中通过型锻部(2c)使内环(3)相对于毂环(2)在轴向固定，所述型锻部(2c)具有经径向向外地塑性变形的小直径梯状部(2b)，其中，毂环(2)由中高碳钢形成，所述中高碳钢由以下成分构成：0.50重量％～0.70重量％的碳(C)，0.1重量％～2.0重量％的锰(Mn)，1.0重量％以下的铬(Cr)，0.02重量％以下的硫(S)，0.2重量％以下的硅(Si)以及余量的铁(Fe)和不可避免的杂质，而且铁素体晶粒的晶粒号至少为3。在小直径梯状部(2b)的型锻前，当从内环(3)的较大端面突出的量为La，且型锻部(2c)的高度为Lb时，则将型锻过程产生的厚度减小(La-Lb)/La设置为0.55以下。

Description

车轮用轴承装置
技术领域
本发明涉及一种车轮轴承装置，该轴承装置用于相对于悬架装置而自由旋转地支撑汽车等车辆的车轮，更具体而言，本发明涉及一种车辆用车轮轴承装置，该轴承装置具有自保持结构，其中该轴承装置的内环通过毂轮的摆动敛缝(swing caulking)而固定在毂轮上，并且该轴承装置具有耐久性较高的毂轮，同时抑制因敛缝作用而在敛缝部中产生的裂缝，从而增大敛缝部的强度。
背景技术
现有用于驱动轮和从动轮的车轮轴承装置，并且已经开发出如下的车轮轴承装置：其旨在成本低地进行制造并具有较轻的重量和较小的尺寸，以改善燃油消耗。已知作为代表性实例的是图4所示现有技术的从动轮用车轮轴承装置。
该车轮轴承装置称为第三代类型，并包括轴部件(毂轮)51，内环52，外环53和双列滚珠54、54。轴部件51在其一端上一体化形成有用于在其上安装车轮(未示出)的车轮安装凸缘55，在其外圆周形成有内滚道表面51a，和自内滚道表面51a轴向延伸的圆柱形部分51b。
将其外圆周上形成有内滚道表面52a的内环52压配在轴部件51的筒形部分51b上。通过敛缝部51c来阻止内环52从轴部件51的轴向伸出，所述敛缝部51c通过使轴部件51的筒形部分51b的端部径向向外地塑性变形而形成。
外环53在其外圆周上形成有车体安装凸缘53b，在其内圆周上形成有双列外滚道表面53a、53a。双列滚珠54、54可滚动地容纳在双列外滚道表面53a、53a和与双列外滚道表面53a、53a相对的内滚道表面51a、52a之间。
用于形成敛缝部51c的筒形端56的厚度在筒形端56径向向外地敛缝变形前的状况下朝其尖端减小。通过使筒形端56径向向外地扩张而形成的挤压内环52较大端面52b的敛缝部51c的厚度相比于筒形端56的基端而朝其尖端逐渐减小。
因此，不需要对筒形端56施加过大的力来使其塑性变形形成敛缝部51c。因此，可以防止伴随敛缝加工而在敛缝部51c中产生的裂缝，同时也可以防止内环52直径的过度变形，该过度变形会影响诸如预压和/或滚动疲劳寿命等耐久性因素。
现有技术文献
专利文献
参考专利文献1：日本特开平10-272903号公报
发明内容
技术问题
虽然现有技术可以抑制车轮轴承装置中内环52的过度变形，然而有时会在敛缝部51c的尖端造成微裂缝，由此可能使敛缝部51c的强度不足。本发明的发明人注意到，可通过合理选择制造车轮轴承装置的因素如材料、尺寸等来解决该问题。也就是，有必要保证敛缝部51c的强度，以防止其因施加在车轮轴承装置上的轴向载荷和/或力矩载荷而断裂，因为敛缝部51c总对内环52施加轴向力(压力)。为了保证敛缝部51c的强度，有必要抑制拔模锥度(敛缝程度)。拔模锥度越大，敛缝部51c尖端产生的微裂缝将越多。
因而，本发明的一个目的是提供一种车辆用车轮轴承装置，其可以解决现有技术的问题，通过因其形变来防止敛缝部中裂缝的产生，由此提高敛缝部的强度和毂轮的耐久性。
技术内容
为实现本发明的目的，提供了一种如本发明权利要求1所述的车辆用车轮轴承装置，所述轴承装置包括，外部件，其内圆周上形成有双列外滚道表面；内部件，其包括毂轮和至少一个内环，所述毂轮在其一端一体化形成有车轮安装凸缘，并在其外圆周上具有轴向延伸的筒形部，所述内环经预定过盈量压配在毂轮筒形部上，并在其外圆周上形成有与所述外部件的内侧外滚道表面相对的内滚道表面；双列滚珠，其通过保持架可自由旋转地容纳在分别为所述外部件和内部件的所述外滚道表面和内滚道表面之间；和内环，其通过使所述筒形部径向向外地塑性变形形成的敛缝部而相对于毂轮进行轴向固定，其特征在于，所述毂轮由含有0.40重量％～0.80重量％碳的中高碳钢形成，并且铁素体晶粒号(grain size number)选择为大于#3。
在具有自保持结构的车辆用车轮轴承装置中(其中使内环压配在毂轮的筒形部上，并通过敛缝部而轴向固定在毂轮上)，因为毂轮由含有0.40重量％～0.80重量％碳的中高碳钢形成，且铁素体晶粒号选择为大于#3，所以原本形成裂缝传播路径的晶粒各自的长度得以减小，由此能够通过在敛缝加工中防止产生裂缝而提高毂轮、即敛缝部的强度。
优选的是，如权利要求2所述，所述毂轮由中高碳钢形成，所述中高碳钢含有以下元素：C：0.50重量％～0.70重量％，Mn：0.1重量％～2.0重量％，Cr：1.0重量％以下，以及余量的Fe和不可避免的杂质。这使得其可以保证敛缝的可加工性，并在提高硬化能力的同时提高了滚动疲劳寿命。
优选的是，如权利要求3所述，将所述毂轮中含有的元素S限制为0.02重量％以下。这样能够防止延展性降低，由此防止由于敛缝加工而在敛缝部中产生裂缝。
还优选的是，如权利要求4所述，将所述毂轮中含有的元素Si限制为0.2重量％以下。这样也能够防止延展性降低，由此防止由于敛缝加工而在敛缝部中产生裂缝。
优选的是，如权利要求5所述，将所述敛缝加工的拔模锥度(La-Lb)/La设置为0.55以下，其中“La”是所述筒形部在敛缝前从所述内环的较大端面突出的量，“Lb”是所述敛缝部的高度。这样能够极大地减少敛缝部中产生的裂缝。
还优选的是，如权利要求6所述，所述毂轮在其外圆周上直接形成有与所述双列外滚道表面的外侧外滚道表面相对的一个内滚道表面，通过高频感应硬化对所述内滚道表面和从车轮安装凸缘的内侧基部到筒形部的区域进行硬化，以获得58HRC～～64HRC的表面硬度，所述敛缝部不进行硬化，并在锻造后保持13HRC～30HRC的表面硬度。这样能够使得车轮轴承装置的重量和尺寸更小，并在敛缝加工中防止敛缝部中产生裂缝，由此在提高敛缝部的强度的同时提高毂轮的耐久性。
优选的是，如权利要求7所述，将外侧滚珠组的节圆直径设置为大于内侧滚珠组的节圆直径。这能够提高毂轮的强度和刚度，并由此在有效利用由节圆直径差获得的轴承间距(bearing space)的同时提高毂轮的耐久性。此外，由于双列轴承作用点之间的距离因外侧滚动元件(滚珠)列的节圆直径扩张的量而受到扩张，因此能够提高整个车轮轴承的刚度和寿命。
优选的是，如权利要求8所述，将所述双列滚珠的外侧滚珠的数量设置为大于内侧滚珠的数量。这样能够提高车轮轴承的负载能力。
还优选的是，如权利要求9所述，将所述双列滚珠的外侧滚珠组的各滚珠的外径设置为小于内侧滚珠组的各滚珠的外径。这样能够提高车轮轴承的负载能力，同时获得车轮轴承的重量和尺寸的预定减小。
技术效果
根据本发明的车辆用车轮轴承装置，由于其包括以下部件：外部件，其内圆周上形成有双列外滚道表面；内部件，其包括毂轮和至少一个内环，该毂轮在其一端一体化形成有车轮安装凸缘，并在其外圆周上具有轴向延伸的筒形部，该内环经预定过盈量压配在毂轮的筒形部上，并在其外圆周上形成有与外部件的内侧外滚道表面相对的内滚道表面；双列滚珠，其可自由旋转地容纳在分别为该外部件和内部件的外滚道表面和内滚道表面之间；和内环，其通过使筒形部径向向外地塑性变形形成的敛缝部而相对于毂轮进行轴向固定，其特征在于，该毂轮由含有0.40重量％～0.80重量％碳的中高碳钢形成，并且铁素体晶粒号(grain size number)选择为大于#3，所以，原本形成裂缝传播路径的晶粒各自的长度得以减小，由此可以通过在敛缝加工中防止产生裂缝而提高毂轮、即敛缝部的强度。
附图说明
图1为示出了本发明的车辆用车轮轴承装置的第一实施方式的纵向剖视图；
图2(a)为示出了图1中毂轮的筒形端在敛缝加工前的状况的局部放大图；
图2(b)为示出了图1中毂轮的筒形端在敛缝加工完成后的状况的局部放大图；
图3为示出了本发明的车辆用车轮轴承装置的第二实施方式的纵向剖视图；
图4为示出了现有技术中的车辆用车轮轴承装置的纵向剖视图。
具体实施方式
用于实施本发明的一个优选方式为车辆车轮用轴承装置，所述轴承装置包括外部件，其外圆周上形成有将要安装在转向节上的车体安装凸缘，其内圆周上形成有双列外滚道表面；内部件，其包括毂轮和至少一个内环，该毂轮在其一端一体化形成有车轮安装凸缘，并在其外圆周上具有与该双列外滚道表面中的一个相对的一个内滚道表面，和轴向延伸的圆柱形部分，该内环经预定过盈量压配在毂轮的筒形部上，并在其外圆周上形成有与该外部件的内侧外滚道表面相对的内滚道表面；双列滚珠，其通过保持架可自由旋转地容纳在分别为该外部件和内部件的外滚道表面和内滚道表面之间；和内环，其通过使筒形部径向向外地塑性变形形成的敛缝部而相对于毂轮进行轴向固定，其特征在于，该毂轮由含有0.40重量％～0.80重量％碳的中高碳钢形成，该中高碳钢含有以下元素：C：0.50重量％～0.70重量％，Mn：0.1重量％～2.0重量％，Cr：1.0重量％以下，Si：0.2重量％以下，S：0.02重量％以下，余量的Fe和不可避免的杂质，铁素体晶粒号选择为大于#3，且将敛缝加工的拔模锥度(La-Lb)/La设置为0.55以下，其中，“La”是筒形部在敛缝前从内环较大端面突出的量，“Lb”是敛缝部的高度。
第一实施方式
下面将参照附图描述本发明优选的实施方式。
图1是示出了本发明的车辆用车轮轴承装置的第一实施方式的纵向剖视图，图2(a)是示出了图1中毂轮的筒形端在敛缝加工前的状况的局部放大图，而且图2(b)是示出了图1中毂轮的筒形端在敛缝加工完成后的状况的局部放大图。在下面的描述中，将车轮轴承装置安装到车辆上时的末端侧称为“外侧”(图1中的左侧)，将车轮轴承装置的近端侧称为“内侧”(图1中的右侧)。
图1示出的本发明的车辆车轮用轴承装置是用于从动轮的第三代类型，其包括内部件1、外部件10和用于滚动地容纳在内部件1和外部件10之间的双列滚动元件(滚珠)6、6。内部件1包括毂轮2和经预定过盈量压配在毂轮2上的内环3。
毂轮2在其外侧端一体化形成有车轮安装凸缘4，在外侧端部上沿其外缘等距排列有毂螺栓5。毂轮2在其外圆周上形成有一个(外侧)内滚道表面2a，并具有从内滚道表面2a延伸穿过肩部11的筒形部2b。将其外圆周上形成有另一(内侧)内滚道表面3a的内环3压配在筒形部2b上。
圆孔4a形成在车轮安装凸缘4的毂螺栓5之间。这些圆孔4a不仅有助于减轻毂轮2的重量，而且在车轮轴承装置装配步骤中，在制动盘已固定在毂轮2上的情况下，有助于容易地使用工具紧固转向节螺栓(未示出)，而不受制动盘(未示出)或车轮安装凸缘4的干扰，由此可以简单地将外部件10固定于转向节(未示出)上，从而提高装配的可加工性。
通过使内环3紧靠毂轮2的肩部11并接着使筒形部2b的端部径向向外地塑性变形而形成敛缝部2c。也就是，在使内环3夹持在敛缝部2c和毂轮2的肩部11的同时，在预定的轴承预压力的条件下使内环3相对于毂轮2进行轴向固定。使敛缝部2c塑性变形，以与内环3的内侧较大端面3b紧密接触，由此在按压内环3的较大端面3b的同时可以保证所需的轴向力。
外部件10在其外圆周上形成有将要安装在车辆车体上的车体安装凸缘10b，并在其内圆周上形成有外滚道表面10a、10a。双列滚动元件(滚珠)6、6容纳于这些外滚道表面10a、10a和内滚道表面2a、3a之间，并通过保持架7、7滚动地支撑。密封件8、9安装在外部件10和内部件1之间形成的环形空隙的开口中，以防止容纳在轴承中的油脂泄漏，并防止雨水和灰尘从外部进入轴承。
虽然此处示出的结构是被称为第三代类型的从动轮用车轮轴承装置，其中内滚道表面2a直接形成在毂轮2的外圆周上，但本发明并不仅限制于此类结构，也可以将本发明应用在第一代或第二代类型的从动轮和驱动轮用车轮轴承装置上，其中将一对内环压配在毂轮的筒形部上。此外，尽管示出的车轮轴承装置采用了使滚珠用作滚动元件6、6的双列角接触滚珠轴承，但是可以采用使圆锥滚子用作滚动元件6、6的双列锥形滚子轴承。
毂轮2由含有0.40重量％～0.80重量％碳的中高碳钢如S53C制得，并采用感应硬化进行硬化，从而通过感应硬化对从车轮安装凸缘4的内侧基部4b(与外侧密封件8滑动接触)到筒形部2b的包括内滚道表面2a在内的区域进行硬化，以获得58HRC～64HRC的表面硬度。敛缝部2c在锻造后保持13HRC～30HRC的表面硬度。
内环3和滚动元件6由高碳铬钢如SUJ2制得，并采取浸入淬火硬化至其芯部，以获得58HRC～64HRC的表面硬度。与毂轮2相似，外部件10由含有0.40重量％～0.80重量％碳的中高碳钢如S53C制得，并且采用感应硬化对至少双列外滚道表面10a、10a进行硬化，以获得58HRC～64HRC的表面硬度。
如前所述，毂轮2优选由下述中高碳钢形成，其含有元素C：0.40重量％～0.80重量％(优选为0.50重量％～0.70重量％)，Mn：0.1重量％～2.0重量％，Cr：1.0重量％以下，Si：0.2重量％以下，S：0.02重量％以下，以及余量的Fe和不可避免的杂质。此外，将除C外的合金元素Mn、Si、Cr、S加入钢材中。Mn的加入量为0.1重量％～2.0重量％，以提高淬火的容易度，并形成如前所述的预定硬化层。如果Mn的量少于0.1重量％，则获得的硬化层的厚度不足，另一方面，而如果Mn的量超过2.0重量％，则将降低可加工性。
Cr的量是1.0重量％以下。如果Cr的量超过1.0重量％，则将降低可加工性。
与Mn和Cr相似，Si也具有提高淬火容易度的效果。然而，由于Si会降低塑性变形加工中的延展性而将其限制在0.2重量％以下。
形成毂轮2的中高碳钢中具有奥氏体结构。虽然奥氏体晶粒的大小由诸如高温时的温度和保持时间等因素决定，但晶粒大小不会因温度下降而改变，只是结构从奥氏体结构转变为珠光体结构。温度下降条件下的结构是铁素体结构+珠光体结构，其中铁素体析出在珠光体结构的晶界附近。
根据本发明，将毂轮2的铁素体晶体的晶粒度限制在3以上。铁素体晶体的晶粒度是指铁素体晶粒包围的珠光体结构的大小，其可通过采用乙醇硝酸盐溶液腐蚀铁素体显现出晶粒边界而观察到。铁素体晶体的晶粒度是由JIS G0551定义的检验所判定的晶粒的度号，并且是指所谓的铁素体晶粒的前晶粒号。
由于将铁素体晶粒度级别选择为大于#3，则原本形成裂缝传播路径的晶粒各自的长度得以减小，由此可以通过防止敛缝加工中产生裂缝而提高毂轮即敛缝部的强度。
因而，可以提供一种车轮轴承装置，其能够在敛缝加工中防止敛缝部2c中产生裂缝，并通过限制加入Si和S(其在塑性变形加工中会减小延展性)的量并通过将铁素体粒径限制在3以上，从而在提高敛缝部2c的强度的同时保证毂轮2的耐久性。
此外，本发明的申请人关注了拔模锥度以防止在敛缝加工中产生裂缝。如图2(a)和2(b)所示，拔模锥度定义为(La-Lb)/La，其中“La”是筒形部2b在敛缝前从内环3的较大端面3b突出的量，“Lb”是敛缝部2c的高度。依据本发明，拔模锥度(La-Lb)/La设置为0.55以下。
依据本发明申请人所进行的确认检验发现，通过将拔模锥度设置为0.55以下可极大地减少裂缝产生，但是根据轴承规格也发现了一些变体。已经发现，通过在裂缝产生率较高的模型中将拔模锥度从0.57变为0.47，敛缝部2c中的裂缝产生比率可减少至1/10。
第二实施方式
图3为示出了本发明的车辆用车轮轴承装置的第二实施方式的纵向剖视图。本实施方式与第一实施方式的主要差别仅在于双列滚动元件(滚珠)的节圆直径的结构，因此，本实施方式中与第一实施方式中具有相同功能的要素采用了相同的附图标记。
本实施方式中的车辆车轮用轴承装置是用于从动轮的第三代类型，其包括内部件13，外部件14，和用于滚动地容纳在内部件13和外部件14之间的双列滚动元件(滚珠)6a、6。内部件13包括毂轮15和经预定过盈量压配在毂轮15上的内环3。
毂轮15在其外侧端一体化形成有车轮安装凸缘4，在其外圆周上形成有一个(外侧)内滚道表面15a，并具有从内滚道表面15a延伸穿过轴部15b的筒形部2b。
内环3在其外圆周上形成有另一(内侧)内滚道表面3a，并适于压配在毂轮15的筒形部2b上，以形成背靠背双联式双列角接触滚珠轴承，并通过使筒形部2b的端部塑性变形形成的敛缝部2c而进行轴向固定。滚动元件6a由高碳铬钢如SUJ2制得，并采用浸入淬火硬化至其芯部，以获得58HRC～64HRC的表面硬度。
毂轮2由含有0.40重量％～0.80重量％碳的中高碳钢如S53C制得，并采用感应硬化进行硬化，从而使得从车轮安装凸缘4的内侧基部4c到筒形部2b的包括内滚道表面15a在内的区域得到硬化，以获得58HRC～64HRC的表面硬度。
外部件14在其外圆周上一体化形成有车体安装凸缘10b，在其内圆周上形成有与毂轮15的内滚道表面15a相对的外侧外滚道表面14a，以及与内环3的内滚道表面3a相对的内侧外滚道表面10a。双列滚动元件(滚珠)6a、6容纳于这些外滚道表面和内滚道表面之间，并通过保持架7a、7滚动地支撑。密封件8、9安装在外部件14和内部件13之间形成的环形空隙的开口中，以防止轴承中容纳的油脂泄漏，并防止雨水和灰尘从外部进入轴承。
外部件14由含有0.40重量％～0.80重量％碳的中高碳钢如S53C制得，并且对双列外滚道表面14a、10a进行硬化，以获得58HRC～64HRC的表面硬度。
根据本实施方式，将外侧滚珠组6a的节圆直径PCDo设置为大于内侧滚珠组6的节圆直径PCDi(PCDo＞PCDi)，并将外侧滚珠组的各滚珠6a的外径do设置为小于内侧滚珠组的各滚珠6的外径di(do＜di)。此外，将外侧滚珠6a的数量Zo设置为大于内侧滚珠6的数量Zi(Zo＞Zi)。
毂轮15的外形从内滚道表面15a的槽底通过轴向延伸的轴部15b、锥形梯状部15c和与内环3紧靠的肩部15d延伸至筒形部2b。另一方面，在外部件14中，由于节圆直径PCDo和PCDi的差别，所以将外侧外滚道表面14a的直径形成为大于内侧外滚道表面10a的直径，并且外部件14的外形从外侧外滚道表面14a通过筒形肩部14b和弧形梯状部14c延伸至内侧外滚道表面10a的肩部14d。这可以使得车轮轴承装置的重量和尺寸更小，并在敛缝加工中防止敛缝部2c中产生裂缝，由此在提高敛缝部2c的强度的同时提高毂轮15的耐久性。而且，可以提高毂轮15的强度和刚度，由此在有效利用因节圆直径PCDo和PCDi的差别而获得的轴承间隙的同时提高毂轮15的耐久性。此外，由于双列轴承的作用点间的距离因外侧滚动元件(滚珠)列的节圆直径PCDo扩张量而扩大，因此可以提高整个车轮轴承的刚度和寿命。
本发明已参照优选实施方式进行了说明。显然，本领域普通技术人员在阅读和理解前述详细说明后，可意识到多种修饰和替换。本发明旨在将其解释为包括所附权利要求书或其等价物范围内的所有替换和修饰。
工业实用性
本发明的车辆用车轮轴承装置可以应用于具有自保持结构的第一代至第三代轴承装置中，其中内环压配毂轮的筒形部上，并通过使筒形部端部塑性变形而在其上进行轴向固定。
附图标记说明
1、13…………内部件
2、15…………毂轮
2a、3a、15a…………内滚道表面
2b…………筒形部
2c…………敛缝部
3…………内环
3b…………较大端面
4…………车轮安装凸缘
4a…………圆孔
4b、4c…………车轮安装凸缘的内侧基部
5…………毂螺栓
6、6a…………滚动元件(滚珠)
7、7a…………保持架
8、9…………密封件
10、14…………外部件
10a、14a…………外滚道表面
10b…………车体安装凸缘
11、14b、14d、15d…………肩部
14c、15c…………梯状部
15b…………轴部
51…………毂轮
51a、52a…………内侧滚道表面
51b…………筒形部
51c…………敛缝部
52…………内环
52b…………较大端面
53…………外环
53a…………外侧滚道表面
53b…………车体安装凸缘
54…………滚珠
55…………车轮安装凸缘
56…………筒形部
di…………内侧滚动元件的外径
do…………外侧滚动元件的外径
PCDi…………内侧滚动元件的节圆直径
PCDo…………外侧滚动元件的节圆直径
Zi…………内侧滚动元件的数量
Zo…………外侧滚动元件的数量

Claims (9)

1.一种车辆用车轮轴承装置，所述车辆用车轮轴承装置包括：
外部件，所述外部件的内圆周上形成有双列外滚道表面；
内部件，所述内部件包括毂轮和至少一个内环，所述毂轮在其一端一体化形成有车轮安装凸缘，并在其外圆周上具有轴向延伸的筒形部，所述内环经预定的过盈量压配在所述毂轮的筒形部上，并在其外圆周上形成有与所述外部件的内侧外滚道表面相对的内滚道表面；
双列滚珠，所述双列滚珠可自由滚动地容纳在所述外部件的所述外滚道表面和所述内部件的所述内滚道表面之间；和
所述内环通过使所述筒形部径向向外地塑性变形形成的敛缝部而相对于毂轮进行轴向固定，其特征在于：
所述毂轮由含有0.40重量％～0.80重量％碳的中高碳钢形成，并且铁素体晶粒号选择为大于#3。
2.如权利要求1所述的车辆用车轮轴承装置，其中，所述毂轮由中高碳钢形成，所述中高碳钢含有以下元素：C：0.50重量％～0.70重量％，Mn：0.1重量％～2.0重量％，Cr：1.0重量％以下，以及余量的Fe和不可避免的杂质。
3.如权利要求1或2所述的车辆用车轮轴承装置，其中，将所述毂轮中含有的元素S限制为0.02重量％以下。
4.如权利要求1～3中任一项所述的车辆用车轮轴承装置，其中，将所述毂轮中含有的元素Si限制为0.2重量％以下。
5.如权利要求1～4中任一项所述的车辆用车轮轴承装置，其中，将所述敛缝加工的拔模锥度(La-Lb)/La设置为0.55以下，其中“La”是所述筒形部在敛缝前从所述内环的较大端面突出的量，“Lb”是所述敛缝部的高度。
6.如权利要求1～5中任一项所述的车辆用车轮轴承装置，其中，所述毂轮在其外圆周上直接形成有与所述双列外滚道表面的外侧外滚道表面相对的一个内滚道表面，其中通过感应硬化对所述内滚道表面和从所述车轮安装凸缘的内侧基部到所述筒形部的区域进行硬化，以获得58HRC～64HRC的表面硬度，以及其中所述敛缝部不进行硬化，并在锻造后保持13HRC～30HRC的表面硬度。
7.如权利要求1～6中任一项所述的车辆用车轮轴承装置，其中，将外侧滚珠组的节圆直径设置为大于内侧滚珠组的节圆直径。
8.如权利要求7所述的车辆用车轮轴承装置，其中，将所述双列滚珠的外侧滚珠的数量设置为大于内侧滚珠的数量。
9.如权利要求7或8所述的车辆用车轮轴承装置，其中，将所述双列滚珠的所述外侧滚珠组的各滚珠的外径设置为小于所述内侧滚珠组的各滚珠的外径。
CN200980144353.6A 2008-11-05 2009-11-04 车轮用轴承装置 Active CN102202913B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008284568A JP5506181B2 (ja) 2008-11-05 2008-11-05 車輪用軸受装置
JP2008-284568 2008-11-05
PCT/JP2009/005845 WO2010052897A1 (ja) 2008-11-05 2009-11-04 車輪用軸受装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102202913A true CN102202913A (zh) 2011-09-28
CN102202913B CN102202913B (zh) 2014-08-13

Family

ID=42152710

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200980144353.6A Active CN102202913B (zh) 2008-11-05 2009-11-04 车轮用轴承装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8794844B2 (zh)
JP (1) JP5506181B2 (zh)
CN (1) CN102202913B (zh)
DE (1) DE112009002704B4 (zh)
WO (1) WO2010052897A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6054124B2 (ja) * 2012-10-04 2016-12-27 Ntn株式会社 車輪用軸受装置
JP6416466B2 (ja) * 2013-09-27 2018-10-31 Ntn株式会社 車輪用軸受装置の製造方法
DE102021134233A1 (de) * 2021-12-22 2023-06-22 Maschinenfabrik Alfing Kessler Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Erwärmung eines Fahrzeugrads

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6113279A (en) * 1997-03-31 2000-09-05 Nsk Ltd. Hub unit for supporting a wheel shaft
US6702472B2 (en) * 2000-08-24 2004-03-09 Ntn Corporation Wheel bearing device and method of crimping the same
US20050111771A1 (en) * 2003-10-14 2005-05-26 Shevket Cengiz R. Asymmetric hub assembly
JP2005289147A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 Ntn Corp 車輪用軸受装置
US7125173B2 (en) * 2000-03-03 2006-10-24 Koyo Seiko Co., Ltd. Bearing device
CN1930401A (zh) * 2004-03-10 2007-03-14 Ntn株式会社 机械元件及其制造方法
US7255482B2 (en) * 2002-08-05 2007-08-14 Ntn Corporation Bearing apparatus for a driving wheel of vehicle
JP2008157367A (ja) * 2006-12-25 2008-07-10 Ntn Corp 車輪用軸受装置
JP2008215567A (ja) * 2007-03-07 2008-09-18 Nsk Ltd 車輪支持用転がり軸受ユニット

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6575637B1 (en) * 1999-09-10 2003-06-10 Ntn Corporation Brake rotor and wheel bearing assembly
JP2006046353A (ja) * 2004-07-30 2006-02-16 Nsk Ltd 車輪支持用ハブ軸受ユニット
DE112007002699B4 (de) 2006-11-14 2021-10-07 Ntn Corporation Radlagervorrichtung für ein Fahrzeug
JP2008169941A (ja) * 2007-01-12 2008-07-24 Ntn Corp 車輪用軸受装置
JP2007271081A (ja) * 2007-03-26 2007-10-18 Ntn Corp 車輪用軸受装置
JP4823269B2 (ja) * 2008-05-12 2011-11-24 Ｎｔｎ株式会社 車輪用軸受装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6113279A (en) * 1997-03-31 2000-09-05 Nsk Ltd. Hub unit for supporting a wheel shaft
US7125173B2 (en) * 2000-03-03 2006-10-24 Koyo Seiko Co., Ltd. Bearing device
US6702472B2 (en) * 2000-08-24 2004-03-09 Ntn Corporation Wheel bearing device and method of crimping the same
US7255482B2 (en) * 2002-08-05 2007-08-14 Ntn Corporation Bearing apparatus for a driving wheel of vehicle
US20050111771A1 (en) * 2003-10-14 2005-05-26 Shevket Cengiz R. Asymmetric hub assembly
CN1930401A (zh) * 2004-03-10 2007-03-14 Ntn株式会社 机械元件及其制造方法
JP2005289147A (ja) * 2004-03-31 2005-10-20 Ntn Corp 車輪用軸受装置
JP2008157367A (ja) * 2006-12-25 2008-07-10 Ntn Corp 車輪用軸受装置
JP2008215567A (ja) * 2007-03-07 2008-09-18 Nsk Ltd 車輪支持用転がり軸受ユニット

Also Published As

Publication number Publication date
CN102202913B (zh) 2014-08-13
DE112009002704B4 (de) 2023-06-01
JP5506181B2 (ja) 2014-05-28
US20110206307A1 (en) 2011-08-25
DE112009002704T5 (de) 2012-12-13
WO2010052897A1 (ja) 2010-05-14
US8794844B2 (en) 2014-08-05
JP2010112446A (ja) 2010-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1699081B (zh) 用于车辆车轮的轴承装置
US9097284B2 (en) Wheel bearing apparatus for a vehicle
CN101379314B (zh) 用于车轮的轴承装置
JP5890636B2 (ja) 車輪用軸受装置
CN102202913B (zh) 车轮用轴承装置
CN104903603A (zh) 车轮轴承装置
CN101542148B (zh) 车轮用轴承装置
JP2009299759A (ja) 車輪支持用転がり軸受ユニット
JP5105859B2 (ja) 車輪用軸受装置
JP2011005963A (ja) 車輪用軸受装置
JP4998979B2 (ja) 車輪用軸受装置
CN101443564A (zh) 车轮用轴承装置
JP2006046401A (ja) 車輪用軸受装置
CN101432540B (zh) 车轮用轴承装置
JP5121603B2 (ja) 車輪用軸受装置
JP5000206B2 (ja) 車輪用軸受装置
JP2009255644A (ja) 車輪用軸受装置
JP4471283B2 (ja) 車輪用軸受装置
JP2008002607A (ja) 車輪用軸受装置
JP4986277B2 (ja) 車輪用軸受装置
JP4998978B2 (ja) 車輪用軸受装置
JP4034799B2 (ja) 車輪用軸受装置
JP2004183815A (ja) 車輪用軸受装置
JP2007303654A (ja) 車輪用軸受装置
JP2007239874A (ja) 車輪用軸受装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant