CN102602245A - 车轮用滚动轴承装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车轮用滚动轴承装置。在轮毂轴的内侧以及外侧的内圈滚道面、与外圈部件的内侧以及外侧的外圈滚道面之间，以能够滚动的方式配置有内侧列以及外侧列的球。在将内侧列的球的节圆直径称作D1，并且将外侧列的球的节圆直径称作D2的情况下，D1和D2被设定为形成D1＜D2的关系。在将从形成内侧列的球相对于内侧的外圈滚道面的接触角的交点到内侧滚道肩部的边界部为止的滚道圆弧的角度称作θ1，将从形成外侧列的球相对于外侧的外圈滚道面的接触角的交点到外侧滚道肩部的边界部为止的滚道圆弧的角度称作θ2的情况下，θ1和θ2被设定为形成θ1＜θ2的关系。

Description

车轮用滚动轴承装置
技术领域
本发明涉及车轮用滚动轴承装置。
背景技术
在车轮用滚动轴承装置(也被称作车轮用轮毂单元)中，在安装车轮的轮毂的轮毂轴的外周面，沿轴向隔开规定间隔形成有内侧的内圈滚道面以及外侧的内圈滚道面。在配设于轮毂轴外周的外圈部件的内周面，沿轴向隔开规定间隔形成有内侧的外圈滚道面以及外侧的外圈滚道面。在轮毂轴的内侧的内圈滚道面和外侧的内圈滚道面与外圈部件的内侧的外圈滚道面以及外侧的的外圈滚道面之间，以能够滚动的方式配置有内侧列的球以及外侧列的球。
在这种车轮用滚动轴承装置中，分别将内侧列的球和外侧列的球的节圆直径设定地较大，由此，能够通过增加内侧列的球和外侧列的球的个数而实现高刚性化。
然而，如果分别将内侧列的球和外侧列的球的节圆直径设定地较大，则与此对应，外圈部件直径增大，重量增加。
并且，如果外圈部件直径增大，则存在下述情况，即：外圈部件的嵌合轴部的外径尺寸过大，无法相对于车辆的悬架装置的转向节(Knuckle)、载重架等车身侧部件的安装孔进行安装。
根据以上情况，已知的车轮用滚动轴承装置为了确保外圈部件的嵌合轴部的外径尺寸是能够嵌合于车身侧部件的安装孔的尺寸，并且实现轻量化、高刚性化，而将外侧列的球的节圆直径设定为比内侧列的球的节圆直径大，由此，外侧列的球的个数比内侧列的球的个数多(例如，参照日本特开2004-108449号公报)。
将外侧列的球的节圆直径设定为比内侧列的球的节圆直径大，由此，通过使外侧列的球的个数比内侧列的球的个数多而有助于轻量化、高刚性化。
然而，如果将外侧列的球的节圆直径设定地较大，则在对外侧列的球施加轴承旋转时的载荷时，外侧列的球容易跨上外侧滚道肩部。
能想到当外侧列的球跨上外侧滚道肩部时，在外侧的外圈滚道面与外侧滚道肩部之间的边界边缘部产生棱边应力，由此，轴承寿命降低。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种车轮用滚动轴承装置，该车轮用滚动轴承装置能够实现轻量化、高刚性化，并且能够抑制外侧列的球跨上外侧滚道肩部。
本发明的一个方式中的车轮用滚动轴承装置的结构方面的特征在于，在安装车轮的轮毂的轮毂轴的外周面，沿轴向隔开规定间隔地形成有内侧的内圈滚道面以及外侧的内圈滚道面，在配置于上述轮毂轴的外周的外圈部件的内周面，沿轴向隔开规定间隔地形成有内侧的外圈滚道面以及外侧的外圈滚道面，在上述内侧的内圈滚道面以及外侧的内圈滚道面与上述内侧的外圈滚道面以及外侧的外圈滚道面之间，以能够滚动的方式配置有内侧列的球以及外侧列的球，在将上述内侧列的球的节圆直径称作D1，并且将上述外侧列的球的节圆直径称作D2的情况下，D1与D2被设定为形成D1＜D2的关系，将从形成所述内侧列的球相对于所述内侧的外圈滚道面的接触角的交点到内侧滚道肩部的边界部为止的滚道圆弧的角度称作θ1，并且，将从形成所述外侧列的球相对于所述外侧的外圈滚道面的接触角的交点到外侧滚道肩部的边界部为止的滚道圆弧的角度称作θ2的情况下，θ1和θ2被设定为形成θ1＜θ2的关系。
附图说明
图1是示出本发明的实施例1所涉及的车轮用滚动轴承装置的纵剖视图。
图2是放大示出图1所示的轮毂轴、外圈部件、内侧列的球以及外侧列的球的组装状态的纵剖视图。
图3是放大示出图2所示的外圈部件的内侧的外圈滚道面和内侧滚道肩部的纵剖视图。
图4是放大示出图2所示的外圈部件的外侧的外圈滚道面与外侧滚道肩部的纵剖视图。
图5是示出图4所示的外侧的外圈滚道面的端缘与外侧滚道肩部的端缘之间的边界部未被进行倒角加工地连接的实施方式的说明图。
图6是示出图4所示的外侧的外圈滚道面的端缘与外侧滚道肩部的端缘之间的边界部被进行倒棱加工(C面取加工)的实施方式的说明图。
图7是示出图4所示的外侧的外圈滚道面的端缘与外侧滚道肩部的端缘之间的边界部被进行倒圆角加工(R面取加工)的实施方式的说明图。
图8是示出用于形成图1所示的外圈部件的锻造品的纵剖视图。
图9是示出利用冲床将形成于图8所示的锻造品的内部的中间壁打穿后的状态的纵剖视图。
图10是示出对图9所示的锻造品进行车削加工以及研磨加工而形成外圈部件的状态的纵剖视图。
具体实施方式
根据实施例对用于实施本发明的方式进行说明。
参照图1～图4对本发明的实施例1进行说明。
如图1所示，车轮用滚动轴承装置(车轮用轮毂单元)具备轮毂10、外圈部件30、呈双列的内侧列的球50以及外侧列的球51、内侧的保持器55以及外侧的保持器56，并且被单元化。上述轮毂10一体地具有作为用于构成双列角接触球轴承的内圈部件的轮毂轴15。
如图1所示，轮毂10一体地具有轮毂轴15、以及在该轮毂轴15的车外侧端部形成在同一中心线上的凸缘体11。轮毂10在凸缘体11的车外侧面形成有车轮用嵌合部13，该车轮用嵌合部13以将制动器转子夹持在中间的方式嵌入车轮(未图示)的中心孔。
在凸缘体11以规定的间距压入固定有用于紧固车轮的多个轮毂螺栓12。
如图1所示，在轮毂轴15的外周面，沿轴向隔开规定间隔分别形成有内侧的内圈滚道面20以及外侧的内圈滚道面25。
在本实施例1中，轮毂轴15形成为凸缘体11侧为大径、末端侧为小径的阶梯轴状。在轮毂轴15的大径部16的单侧(凸缘体11侧)形成有大径肩部16a，在大径肩部16a的外周面形成有外侧的内圈滚道面25。并且，在轮毂轴15的小径部17的外周面嵌入有内圈体26，在该内圈体26的外周面形成有内侧的内圈滚道面20。
此外，利用铆接件对从轮毂轴15的小径部17的端部延伸出的筒部向半径方向外侧铆接而形成铆接部18，由此，在轮毂轴15的小径部17的阶梯面与铆接部18之间夹持内圈体26。
如图1和图2所示，在外圈部件30的一端侧(车宽方向内侧)形成有嵌合轴部35，该嵌合轴部35嵌入于被车辆的悬架装置(未图示)支承的转向节、载重架等车身侧部件的安装孔。在外圈部件30的外周面的与嵌合轴部35邻接的部分，一体地形成有利用螺栓紧固于车身侧部件的安装面的车身侧凸缘31。
在外圈部件30的内周面，沿轴向保持规定间隔地形成有与轮毂轴15的内侧的内圈滚道面20以及外侧的内圈滚道面25对应的内侧的外圈滚道面40和外侧的外圈滚道面45。
在内侧的内圈滚道面20以及外侧的内圈滚道面25与内侧的外圈滚道面40以及外侧的外圈滚道面45之间，内侧列的各个多个球50以及外侧列的各个多个球51在被内侧的保持器55以及外侧的保持器56保持的状态下配列为能够滚动。
利用基于上述轮毂轴15的铆接部18的铆接力，对内侧列的球50以及外侧列的球51分别付与所需的预定压力。
如图2所示，在使内侧列的球50的节圆直径设为D1，使外侧列的球51的节圆直径设为D2时，设定为形成“D1＜D2”的关系。
即，在本实施例1中，为了确保外圈部件30的嵌合轴部35的外径尺寸为能够与车身侧部件的安装孔嵌合的尺寸，并且为了实现车轮用滚动轴承装置的轻量化、高刚性化，从而将外侧列的球51的节圆直径D2设定为比内侧列的球50的节圆直径D1大。并且，外侧列的球51的球径设定为比内侧列的球50的球径小。伴随与此，外侧列的球51的个数比内侧列的球50的个数多。
基于“D1＜D2”的关系，为了以节圆直径D2配置外侧列的球51，而使在轮毂10的轮毂轴15的外周面形成的外侧的内圈滚道面25的直径比内侧的内圈滚道面20的直径大。
如图1所示，从轮毂10的车轮用嵌合部13的中心孔部朝向内侧的凹部10a保留与外侧的内圈滚道面25之间所需的壁厚且尽可能地形成得大且深。由此，能够实现轮毂10的轻量化乃至车轮用滚动轴承装置的轻量化。
基于上述“D1＜D2”的关系，为了以节圆直径D2配置外侧列的球51，而使在外圈部件30的内周面形成的外侧的外圈滚道面45的直径形成为比内侧的外圈滚道面40的直径大。
如图2所示，在外圈部件30的内周面，分别形成有内侧滚道肩部41和外侧滚道肩部46。上述内侧滚道肩部41在位于内侧的外圈滚道面40与外侧的外圈滚道面45之间的部分，与内侧的外圈滚道面40的端缘连接。上述外侧滚道肩部46与外侧外圈滚道面45的端缘连接。
内侧滚道肩部41形成为与轴线方向平行的圆筒状，外侧滚道肩部46形成为直径比内侧滚道肩部41大、且与轴线方向平行的圆筒状。在外侧滚道肩部46与内侧滚道肩部41之间，形成有边界圆弧面44。
如图3所示，将从形成内侧列的球50相对于内侧的外圈滚道面40的接触角α1的交点(形成接触角α1的作用线L1与内侧的外圈滚道面40的交点)P1到内侧滚道肩部41为止的滚道圆弧40a的角度称作θ1。如图4所示，将从形成外侧列的球51相对于外侧的外圈滚道面45的接触角α2的交点(形成接触角α2的作用线L2与外侧的外圈滚道面45的交点)P2到外侧滚道肩部46为止的滚道圆弧45a的角度称作θ2。θ1与θ2设定为，形成“θ1＜θ2”的关系。
换而言之，外侧的外圈滚道面45的研磨加工范围(角度)设定为比内侧的外圈滚道面40的研磨加工范围(角度)大。
另外，接触角α1是与轴承的旋转中心轴垂直的平面与作用线L1所成的角度，该作用线L1是由内圈体26和外圈部件30传递至内侧列的球50的力的合力的作用线。
并且，接触角α2是与轴承的旋转中心轴垂直的平面与作用线L2所成的角度，该作用线L2是由轮毂轴15(内圈部件)和外圈部件30传递至外侧列的球51的力的合力的作用线。
如图3所示，在本实施例1中，在内侧的外圈滚道面(滚道圆弧40a)40的端缘与内侧滚道肩部41的端缘之间的边界部，连续地形成有圆弧面40b和倾斜面40c。
如图4所示，在外侧的外圈滚道面(滚道圆弧45a)45的端缘与外侧滚道肩部46的端缘的边界部，连续地形成有圆弧面45b和倾斜面45c。
本实施例1所涉及的车轮用滚动轴承装置如上所述构成。
因此，由于车轮用滚动轴承装置的外侧列的球51的节圆直径D2设定为比内侧列的球50的节圆直径D1大，由此，能够良好地实现车轮用滚动轴承装置的轻量化、高刚性化。
并且，由于外侧的外圈滚道面45的滚道圆弧45a的角度θ2设定为比内侧的外圈滚道面40的滚道圆弧40a的角度θ1大，由此，能够良好地抑制外侧列的球51跨上外侧滚道肩部46，能够抑制轴承寿命降低而实现耐久性的提高。
在上述实施例1中，举例示出了在外侧的外圈滚道面(滚道圆弧45a)45的端缘与外侧滚道肩部46的端缘的边界部，连续地形成圆弧面45b和倾斜面45c的情况。然而，例如，如图5所示，即使外侧的外圈滚道面(滚道圆弧45a)45的端缘与外侧滚道肩部46的端缘的边界部未被进行倒角加工地连接，也能够实施本发明。
如图6所示，在外侧的外圈滚道面(滚道圆弧45a)45的端缘与外侧滚道肩部46的端缘的边界部形成有经倒棱加工而得的倒角面45d的情况下，也能够实施本发明。
并且，如图7所示，在外侧的外圈滚道面(滚道圆弧45a)45的端缘和外侧滚道肩部46的端缘的边界部形成有经倒圆角加工而得的倒角面45e的情况下，也能够实施本发明。
接下来，根据图8～图10对由热锻造品形成外圈部件30的情况进行说明。
如图8所示，通过热锻造形成与外圈部件30对应的锻造品130。
在该锻造品130的外周侧，且是在与外圈部件30的车身侧凸缘31的安装面侧、以及嵌合轴部35的外周面侧对应的部分，分别形成车削余量130a。
在锻造品130的内周侧，且是在与外圈部件30的嵌合轴部35的内孔、内侧的外圈滚道面40、内侧滚道肩部41、外侧的外圈滚道面45以及外侧的内孔对应的部分，形成车削余量130b、130c，并且，在相当于内侧滚道肩部41的内周侧的部分，形成中间壁130d。
在与外圈部件30的外侧滚道肩部46以及边界圆弧面44对应的部分不设置车削余量而形成锻造面。
中间壁130d的外侧面位于外圈部件30的内侧滚道肩部41的边界圆弧面44侧的端缘。中间壁130d的外侧面与内侧面的距离尺寸(即壁厚尺寸)设定为，比外圈部件30的内侧滚道肩部41的轴向长度尺寸大。例如，在外圈部件30的内侧滚道肩部41的轴向长度尺寸设定为3mm左右或者3mm以上的情况下，中间壁的壁厚尺寸设定为5mm左右或者5mm以上。
如图9所示，利用基于冲床等的打孔加工对上述锻造品130的中间壁130d进行冲裁。此时，冲裁孔的孔径比外圈部件30的内侧滚道肩部41的内径尺寸略小。
然后，对外侧滚道肩部46与边界圆弧面44的锻造面的表面进行喷丸处理。由此，外侧滚道肩部46与边界圆弧面44的锻造面的表面形成实施过喷丸处理的加工面。
然后，如图10所示，通过车削加工去除锻造品130的各个部分的车削余量130a、130b、130c，对内侧的外圈滚道面40、外侧的外圈滚道面45等需要研磨的部分进行研磨加工，从而制成外圈部件30。
如上所述，由于外圈部件30的外侧滚道肩部46以及边界圆弧面44的表面分别形成在锻造面的表面实施喷丸处理后的加工面，因此，不需要进行车削加工。
因此，能够将锻造材料的重量减轻对外侧滚道肩部46以及边界圆弧面44的表面进行车削加工的量，并且，与车削加工相比较，由于喷丸处理加工能够以短时间进行加工，因此，对于降低成本很有效。
另外，本发明不限定于上述实施例1，在不脱离本发明的宗旨的范围内能够以各种方式进行实施。

Claims (2)

1.一种车轮用滚动轴承装置，其特征在于，
在安装车轮的轮毂的轮毂轴的外周面，沿轴向隔开规定间隔地形成有内侧的内圈滚道面以及外侧的内圈滚道面，
在配设于所述轮毂轴的外周的外圈部件的内周面，沿轴向隔开规定间隔地形成有内侧的外圈滚道面以及外侧的外圈滚道面，
在所述内侧的内圈滚道面以及外侧的内圈滚道面与所述内侧的外圈滚道面以及外侧的外圈滚道面之间排列有内侧列的球以及外侧列的球，所述内侧列的球以及外侧列的球能够滚动，
在将所述内侧列的球的节圆直径称作D1，并且将所述外侧列的球的节圆直径称作D2的情况下，D1与D2被设定为形成D1＜D2的关系，
将从形成所述内侧列的球相对于所述内侧的外圈滚道面的接触角的交点到内侧滚道肩部的边界部为止的滚道圆弧的角度称作θ1，并且将从形成所述外侧列的球相对于所述外侧的外圈滚道面的接触角的交点到外侧滚道肩部的边界部为止的滚道圆弧的角度称作θ2的情况下，θ1和θ2被设定为形成θ1＜θ2的关系。
2.根据权利要求1所述的车轮用滚动轴承装置，其特征在于，
外圈部件通过锻造而形成，
外侧滚道肩部与内侧滚道肩部之间的边界圆弧面以及所述外侧滚道肩部的表面分别是对锻造面的表面实施喷丸处理后所得的加工面。
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