CN103402788A - 车轮轴承组装体 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种车轮轴承组装体。本发明的一个实施例的车轮轴承组装体的特征在于，包括：外轮，其在内侧形成有多列轨道部；轮毂，其在与所述外轮的同轴上，以能旋转的方式配置于所述外轮的内侧；内轮，其安装于所述轮毂的一侧外侧面，与所述轮毂一同旋转；以及滚动部件，其分别介于所述轮毂与所述外轮之间及所述内轮与所述外轮之间而滚动，在所述轮毂的一侧外周面上，沿周长方向分别形成有轮毂螺纹部及邻接于所述轮毂螺纹部的轮毂压入部；在所述内轮的内周面上，沿周长方向分别形成有与所述轮毂螺纹部连结的内轮螺纹部及被所述轮毂压入部压入的内轮压入部。
Description
技术领域
本发明涉及一种包括固定于车身的外轮、与车轮（wheel）一同旋转的轮毂、加装于所述轮毂的内轮，且所述轮毂与所述内轮的组装结构和耐久性得到改善的车轮轴承组装体。
背景技术
车轮轴承组装体以能旋转的方式将车轮连接于车身，从而使车辆能够移动。这种车轮轴承组装体大致分为传递发动机发生的动力的驱动轮车轮轴承组装体和不传递驱动力的从动轮车轮轴承。
驱动轮车轮轴承组装体包括旋转要素和非旋转要素，其中，旋转要素连接得与借助于发动机发生并通过变速器的扭矩而旋转的驱动轮轴一同旋转，非旋转要素固定于车身。
所述旋转要素与非旋转要素之间设有转动体。从动轮车轮轴承组装体只是旋转要素不连接于驱动轮轴，其它构成与驱动轮车轮轴承组装体相同。
这种车轮轴承组装体为了运转性能的稳定性，制作得在转动体中发生预压（pre-load），在外轮、内轮及轮毂之间，组装结构应坚固，组装应容易。
一般而言，其结构是内轮压入轮毂进行加装，外轮配置得包围轮毂和内轮后，作为转动体的滚动部件介于它们之间，为了防止异物进入内，还追加了密封部件。
另一方面，轮毂与内轮相互压入加装，由于该压入结构，不容易调节预压（pre-load）的量，存在因压入而造成组装与维护困难的问题。
发明内容
要解决的技术问题
因此，本发明提供一种在组装轮毂与内轮时，容易地在转动体（滚动部件）中形成预压，容易地进行轮毂与内轮的组装，同时，组装结构得到改善的车轮轴承组装体。
解决问题的技术方案
本发明一个实施例的车轮轴承组装体包括：外轮，其在内侧形成有多列轨道部；轮毂，其在与所述外轮的同轴上，以能旋转的方式配置于所述外轮的内侧；内轮，其安装于所述轮毂的一侧外侧面，与所述轮毂一同旋转；以及滚动部件，其分别介于所述轮毂与所述外轮之间及所述内轮与所述外轮之间进行滚动；在所述轮毂的一侧外周面上，沿周长方向分别形成有轮毂螺纹部及邻接于所述轮毂螺纹部的轮毂压入部；在所述内轮的内周面上，沿周长方向分别形成有与所述轮毂螺纹部连结的内轮螺纹部及被所述轮毂压入部压入的内轮压入部。
作为另一实施例，所述轮毂螺纹部配置于车身外侧，所述轮毂压入部配置于车身里侧。
作为另一实施例，所述内轮螺纹部的长度Li形成为比所述轮毂螺纹部的长度Lh长。
作为另一实施例，所述轮毂螺纹部的直径Dt形成为比所述轮毂压入部的直径Df大。
作为另一实施例，所述内轮螺纹部的长度Li形成为比所述轮毂压入部的长度Lf长。
作为另一实施例，在所述内轮的内周面的里侧端部形成有内轮插口部。
作为另一实施例，所述内轮插口部形成为以旋转中心轴为基准对称的多边形。
作为另一实施例，如果使用对应于所述内轮插口部连结的连结器具，在向所述轮毂侧推压所述内轮的同时，使所述内轮旋转，那么，所述内轮连结于所述轮毂。
作为另一实施例，本发明的另一特征在于，包括：传动轴，其在车身里侧，配置为插入所述轮毂的中心轴使该中心轴旋转；以及中心螺栓，其沿着所述轮毂的中心轴，从车身外侧向车身里侧插入，与形成于所述传动轴上的中心螺栓安装孔螺纹连结，使所述传动轴贴紧所述内轮。
作为另一实施例，本发明的另一特征在于，在所述中心螺栓的外周面上，在车身外侧沿周长方向，以随着向车身里侧直径变小的方式连续地形成中心螺栓倾斜面，在所述轮毂的内周面上，与所述中心螺栓倾斜面对应地，沿周长方向连续地形成轮毂倾斜面，所述中心螺栓倾斜面与所述轮毂倾斜面沿周长方向连续贴紧。
作为另一实施例，在所述外轮上，形成有与配置于车身里侧的第一滚动部件相接的第一外轮轨道部，以及与配置于车身外侧的第二滚动部件相接的第二外轮轨道部，所述外轮的所述第一外轮轨道部、所述第二外轮轨道部、以及所述第一外轮轨道部与所述第二外轮轨道部之间一体地被热处理。
作为另一实施例，在所述内轮上，形成有与所述第一滚动部件贴紧的内轮轨道部，在所述轮毂上，形成有与所述第二滚动部件贴紧的轮毂轨道部，一体地热处理所述轮毂轨道部、所述内轮轨道部、以及所述轮毂轨道部与所述内轮轨道部之间。
作为另一实施例，一体地热处理与介于所述外轮与所述轮毂之间的密封部件对应的所述轮毂的外侧面部分和所述轮毂轨道部。
作为另一实施例，对所述内轮整体进行热处理后连结于所述轮毂。
作为另一实施例，所述轮毂与所述内轮螺纹结合、或压接、或贴紧的部分全部被热处理。
作为另一实施例，在所述中心螺栓倾斜面与轮毂倾斜面中选择的一个以上是平面、曲面、或包括平面与曲面的复合曲面。
作为另一实施例，在所述内轮插口部，在车身里侧角部形成随着从车身里侧向车身外侧端面逐渐变小的锥形面。
作为另一实施例，所述锥形面是平面、曲面、或包括平面与曲面的复合曲面。
有益效果
正如前面的记载，在本发明的车轮轴承组装体中，轮毂与内轮同时利用螺纹部和压入部连接，因而组装容易，能够精密、容易地调节施加于转动体（滚动部件）的预压（pre-load）。
另外，互不相同地形成在轮毂上形成的螺纹部的长度和在内轮上形成的螺纹部的长度，能够与组装误差无关，容易地进行组装与维护，容易地调节预压。
另外，消除了原来在把内轮组装于轮毂进行固定方面，成为引起内轮轨道形状的变化、降低轴承耐久性的原因的摆辗成型（orbital forming），使长度方向强制压入区间最小化，能够提高轴承的耐久性，提高耐久品质。
另外，原有的内轮内周面丧失因与轮毂外周面的强制压入而产生的固定力，独立于轮毂旋转而发生内轮蠕变（creep）现象，因而发生故障，在本发明中，内轮以螺丝方式连结于轮毂进行压入固定，即使要向从轮毂上松动的方向旋转，由于传动轴与中心螺栓的连结，内轮的轴向位置被固定，防止内轮的松动与旋转，最小化内轮蠕变（creep）的发生可能性。
另外，在内轮的内周面上，向周长方向形成内轮插口部，使用与该内轮插口部对应的连结器具，使内轮旋转，从而能够把内轮容易地连接于轮毂。
另外，与滚动部件相接的外轮的第一、第二外轮轨道部一体热处理并硬化，内轮整体上进行热处理并硬化，使与滚动部件相接的轮毂的轮毂轨道部和与内轮相接的部分全部一体硬化，从而提高轮毂和内轮的耐久性，特别是在轮毂中，对与密封部件相接的部分，与轮毂轨道部一体进行热处理硬化，从而提高整体坚固性与耐久性。
附图说明
图1是本发明一个实施例的车轮轴承组装体的整体剖面图。
图2是图1的主要部分分解剖视图。
图3是本发明一个实施例的车轮轴承组装体中具备的内轮的主视图及侧剖视图。
图4是本发明另一实施例的内轮的立体图。
图5是显示本发明一个实施例的车轮轴承组装体中进行了热处理的部分的整体剖视图。
图6是显示本发明另一实施例的中心螺栓（130）的局部剖视图。
100-传动轴，105-内轮，110-螺栓孔，115-外轮突缘，120-外轮，125-轮毂，130-中心螺栓，135-轮毂螺栓，140-轮毂突缘，145、160-密封部件，150-保持架，155a、155b-滚动部件，165-转速脉冲轮，180-螺纹部，185-压入部，190-贴紧面，195-缝隙，200-内轮插口部，300-内轮螺纹部，305-内轮压入部，400-轮毂螺纹部，405-轮毂压入部。
具体实施方式
下面根据附图，详细说明本发明的优选实施例。
图1是本发明一个实施例的车轮轴承组装体的整体剖面图。
如图1所示，车轮轴承组装体由传动轴100、内轮105、外轮120、轮毂125、滚动部件155a、155b、轮毂螺栓135、密封部件14、160及中心螺栓130构成。
在所述轮毂125的外周面中，在车身外侧沿放射方向延长形成有轮毂突缘140，轮毂螺栓135贯通所述轮毂突缘140而配置。而且，通过所述轮毂螺栓135，制动盘（图中未示出）和车轮（图中未示出）依次固定于所述轮毂突缘140。
在所述外轮120的外周面中，在车身里侧沿放射方向形成有外轮突缘115，在所述外轮突缘115上形成有螺栓孔110。通过所述螺栓孔110加装的螺栓使所述外轮120固定于车身（图中未示出）。
所述轮毂125是与所述内轮105一同插入所述外轮120的轮毂加装孔内进行加装的结构，所述内轮105加装于所述轮毂125，其中，在所述轮毂125的外周面中，具有车身里侧插入所述内轮105的内周面的结构。即，所述内轮105的内周面与所述轮毂125的外周面贴紧并相互固定的结构。
如图所示，在与所述轮毂125的外周面贴紧的所述内轮105的内周面上，分为以螺丝方式连结的螺纹部180和压入的压入部185。所述螺纹部180和所述压入部185将参照图2在后面详细叙述。
滚动部件155a、155b分别介于在所述外轮120与所述内轮105之间和所述外轮120与所述轮毂125之间，为了防止异物进入所述滚动部件155a、155b，密封部件145、160分别加装于内侧和外侧，保持架（retainer）150支撑所述滚动部件155。
在图示的示例中，内侧密封部件160比内轮105先加装，但密封部件160的加装顺序可以根据需要而变更。
根据情况，所述滚动部件155称为转动体，出于说明的便利，滚动部件包括配置于车身里侧的第一滚动部件155a和配置于车身外侧的第二滚动部件155b。
所述中心螺栓130沿着所述轮毂125的中心，即，沿着中心轴430插入，所述中心螺栓130经螺丝方式连结于所述传动轴100的中心螺栓加装孔415。
其中，所述中心螺栓130使所述内轮105贴紧所述传动轴100，所述传动轴100的旋转力通过所述轮毂125传递给所述车轮（图中未示出）。
其中，所述传动轴100的中心部沿所述轮毂125的内周面插入，在沿所述轮毂125的内周面插入的所述传动轴100的外周面和所述轮毂125的内周面上分别形成有花键。因此，具有所述传动轴100的旋转力通过花键传递给所述轮毂125的结构。
附着于所述传动轴100的外周面一侧的转速脉冲轮165（tone wheel），是用于借助旋转感知传感器（图中未示出）感知所述传动轴100的转数的部件。
但是，在本发明中，作为用于感知车轮转数的构成，采用了转速脉冲轮，但并非限定于此，例如，也可以利用公知的编码器（encoder）部件。
图2是图1的主要部分分解剖视图。
如图所示，所述密封部件145、160介于所述内轮105与所述外轮120之间，在所述外轮120上，沿放射方向形成有所述外轮突缘115，所述轮毂125贴紧所述内轮105的内周面。
而且，在所述内轮105的内周面上形成有内轮插口部200。所述内轮插口部200的形态参照图3在后面进行叙述。
继续参照图2，在所述内轮105的内周面上形成有内轮螺纹部300和内轮压入部305，所述内轮螺纹部300与图1的螺纹部180对应，所述内轮压入部305与图1的压入部185对应。
在所述内轮105的内周面中，在车身里侧端部形成有所述内轮插口部200。操作者利用与所述内轮插口部200对应的连结器具，使所述内轮105旋转，把所述内轮105连结于所述轮毂125。
在所述轮毂125的外周面中，在车身外侧形成有轮毂螺纹部400，与之相邻接，在车身里侧形成有轮毂压入部405。
而且，与所述轮毂螺纹部400对应，在所述内轮105的内周面中，在车身外侧形成有所述内轮螺纹部300，与之相邻接，在车身里侧形成有内轮压入部305。所述内轮螺纹部300是以螺丝方式与所述轮毂螺纹部400连结的部分，所述内轮压入部305是压入所述轮毂压入部405的部分。
如图所示，所述轮毂螺纹部400的直径Dt形成得比所述轮毂压入部405的直径Df大，所述内轮螺纹部300的内径形成得比所述内轮压入部305的内径大。
而且，所述内轮螺纹部300的长度Li形成得比所述轮毂压入部405的长度Lf长，所述内轮螺纹部300先连结于所述轮毂螺纹部400，然后，所述内轮压入部305压入所述轮毂压入部405。
因此，如图1及图4所示，所述内轮105的端部完全贴紧所述轮毂125的侧面，形成贴紧面190，在所述内轮压入部305与所述轮毂螺纹部400之间，形成有缝隙195。
如果所述内轮螺纹部300的长度Li形成得比所述轮毂螺纹部400的长度Lh短，则形成并非贴紧面190的缝隙，存在轴承无法形成适宜范围的预压的问题。
在图2中，在所述内轮105上，在车身外侧形成有所述内轮螺纹部300，在车身里侧形成有所述内轮插口部200，所述内轮插口部200以所述中心轴430为基准，沿周长方向形成。
利用对应于所述内轮105的所述内轮插口部200的连结工具（图中未示出），使所述内轮105旋转，把所述内轮105加装于所述轮毂125后，把所述传动轴100沿着所述中心轴，从车身里侧向车身外侧方向，通过所述轮毂125插入。
然后，把所述中心螺栓130沿着所述中心轴，通过所述轮毂125插入，以螺丝方式连结于所述传动轴100的所述中心螺栓加装孔415后，如图1所示，所述传动轴100贴紧所述内轮105的侧面。
如图1及图4所示，在本发明的实施例中，当通过螺纹部180和压入部185，把所述内轮105组装于所述轮毂125时，所述内轮105在连结的同时，在所述滚动部件155中形成预压（pre-load），在所述轮毂125与所述内轮105之间形成贴紧面190的瞬间，其组装完成，可以利用所述内轮105，进一步调节该预压。
如图2所示，在所述中心螺栓130上，在车身里侧形成有螺纹部，在车身外侧形成有螺母和中心螺栓倾斜面445。而且，在所述轮毂120上，沿着中心轴形成有双向开放的加装孔455，在所述加装孔445的外周面中，在车身外侧形成有轮毂倾斜面450。
所述中心螺栓倾斜面445沿其周长方向连续具有光滑的表面，所述轮毂倾斜面450与所述中心螺栓倾斜面445对应，沿其周长方向连续具有光滑的表面。
再如图1及图4所示，所述中心螺栓130插入所述加装孔455、415，与所述传动轴100连结后，所述中心螺栓130的中心螺栓倾斜面445沿其周长方向连续地与所述轮毂倾斜面450贴紧。
因此，在组装的状态下，由于在所述中心螺栓倾斜面445与所述轮毂倾斜面450之间不形成缝隙，因而有效防止异物从外部浸透。
图3是本发明一个实施例的车轮轴承组装体中具备的内轮的主视图及侧剖视图。
如图3所示，在所述内轮105的内周面中，在车身里侧形成有所述内轮插口部200，所述内轮插口部200具有与连结工具对应的槽结构。本实施例中的内轮插口部200为12边形，但可以由4边形、6边形、8边形等所有多边形构成。
从车身里侧向车身外侧，所述内轮插口部200、所述内轮压入部305及所述内轮螺纹部300依次形成。
图4是本发明另一实施例的内轮的立体图。
在图4中，对与图3的内轮105相同的部分省略说明，只对不同的差异点进行说明。在本实施例中，内轮105如图所示具有锥形面201。图示的锥形面201为平面，但也可以由曲面形成。通过采用内轮105如此从车身里侧向车身外侧方向半径逐渐变小的构成，能够获得作业工具容易从车身里侧向外侧插入内轮的效果。
图5是显示本发明一个实施例的车轮轴承组装体中进行热处理的部分的整体剖视图。
如图5所示，所述第一滚动部件155a与所述外轮的第一外轮轨道部600相接，相接于所述内轮105的内轮轨道部610。与此相同，所述第二滚动部件155b与所述外轮120的第二外轮轨道部620相接，相接于所述轮毂125的轮毂轨道部615。外轮轨道部600、620和滚动部件155a，155b形成多列。
为了提高与所述滚动部件155a、155b相接的所述外轮120的耐久性，基本上而言，与所述滚动部件155a、155b相接的所述第一、第二外轮轨道部600、620进行热处理并硬化。
而且，不仅所述第一外轮轨道部600与所述第二外轮轨道部620，它们之间也一体进行热处理并硬化。
如果在只有所述第一外轮轨道部600和所述第二外轮轨道部620另行进行热处理的情况下，在由所述第一滚动部件155a和所述第二滚动部件155b分别形成的应力的作用下，在所述外轮120中发生应力造成的扭矩，所述外轮120将会扭曲。
但是，在本发明的实施例中，所述第一外轮轨道部600、所述第二外轮轨道部620，以及它们之间一体地被热处理并硬化，从而预先防止了所述外轮120在由所述第一、第二滚动部件155a、155b发生的应力作用下扭曲。
在本发明的实施例中，包括与所述第一滚动部件155a相接的所述内轮轨道部610在内，在所述内轮105整体进行热处理并硬化的状态（通常称为“全硬化”）下，连结于所述轮毂125。
在所述轮毂125中，与所述第二滚动部件155b相接的轮毂轨道部615进行热处理，与所述密封部件145对应的部分也与所述轮毂轨道部615一体热处理。
另外，所述轮毂125与所述内轮105相接的贴紧面部分也进行热处理，该部分也与所述轮毂轨道部615一体热处理并硬化。
而且，在所述螺纹部180与所述压入部185中，优选所述轮毂125和所述内轮105相接的部分全部与所述轮毂轨道部615一体热处理并硬化，从而提高耐久性。
另外，如图所示，优选从轮毂突缘140的内侧面基部向半径方向外侧，将热处理部充分宽而长地形成至密封部件145与轮毂突缘140相接的部分。
图6是显示本发明另一实施例的中心螺栓130的局部剖视图。
中心螺栓倾斜面445与轮毂倾斜面450也可以由曲面或包括平面和曲面的复合曲面形成。在图6中，图示了各个倾斜面445、450以球面形成的示例。
如上所述，在中心螺栓130与轮毂120上分别形成相互对应的平面及/或曲面，从而中心螺栓130自然地在轮毂120上对准中心。另外，中心螺栓130与轮毂120的接触面积增加，能够防止外部异物流入，防止中心螺栓松动现象。
而且，在以上实施例中，作为转动体，滚动部件155a、155b使用滚珠（ball），但根据情况，也可以使用圆筒滚柱（cylindrical roller）或锥形滚柱（taperedroller）。
以上说明了本发明的相关优选实施例，但本发明并非限定所述实施例。本发明包括由其所属技术领域的技术人员容易地变更并认定为均等的范围的所有变更。
Claims (18)
1.一种车轮轴承组装体，其特征在于，包括：
外轮，其在内侧形成有多列轨道部；
轮毂，其在与所述外轮的同轴上，以能旋转的方式配置于所述外轮的内侧；
内轮，其安装于所述轮毂的一侧外侧面，与所述轮毂一同旋转；以及
滚动部件，其分别介于所述轮毂与所述外轮之间及所述内轮与所述外轮之间而滚动，
在所述轮毂的一侧外周面上，沿周长方向分别形成有轮毂螺纹部及邻接于所述轮毂螺纹部的轮毂压入部，
在所述内轮的内周面上，沿周长方向分别形成有与所述轮毂螺纹部连结的内轮螺纹部及被所述轮毂压入部压入的内轮压入部。
2.根据权利要求1所述的车轮轴承组装体，其特征在于，
所述轮毂螺纹部配置于车身外侧，所述轮毂压入部配置于车身里侧。
3.根据权利要求1所述的车轮轴承组装体，其特征在于，
所述内轮螺纹部的长度（Li）形成为比所述轮毂螺纹部的长度（Lh）长。
4.根据权利要求1所述的车轮轴承组装体，其特征在于，
所述轮毂螺纹部的直径（Dt）形成为比所述轮毂压入部的直径（Df）大。
5.根据权利要求1所述的车轮轴承组装体，其特征在于，
所述内轮螺纹部的长度（Li）形成为比所述轮毂压入部的长度（Lf）长。
6.根据权利要求1所述的车轮轴承组装体，其特征在于，
在所述内轮的内周面的里侧端部形成有内轮插口部。
7.根据权利要求6所述的车轮轴承组装体，其特征在于，
所述内轮插口部形成为以旋转中心轴为基准对称的多边形。
8.根据权利要求6所述的车轮轴承组装体，其特征在于，
使用对应于所述内轮插口部连结的连结器具，在向所述轮毂侧推压所述内轮的同时，使所述内轮旋转，使所述内轮连结于所述轮毂。
9.根据权利要求6所述的车轮轴承组装体，其特征在于，包括：
传动轴，其在车身里侧，配置为插入所述轮毂的中心轴使该中心轴旋转；以及
中心螺栓，其沿着所述轮毂的中心轴，从车身外侧向车身里侧插入，与形成于所述传动轴上的中心螺栓安装孔螺纹连结，使所述传动轴贴紧所述内轮。
10.根据权利要求6所述的车轮轴承组装体，其特征在于，
在所述中心螺栓的外周面上，在车身外侧沿周长方向，以随着向车身里侧直径变小的方式连续地形成中心螺栓倾斜面，
在所述轮毂的内周面上，与所述中心螺栓倾斜面对应地，沿周长方向连续地形成轮毂倾斜面，
所述中心螺栓倾斜面与所述轮毂倾斜面沿周长方向连续贴紧。
11.根据权利要求1所述的车轮轴承组装体，其特征在于，
在所述外轮上，形成有与配置于车身里侧的第一滚动部件相接的第一外轮轨道部、以及与配置于车身外侧的第二滚动部件相接的第二外轮轨道部，
所述外轮的所述第一外轮轨道部、所述第二外轮轨道部、以及所述第一外轮轨道部与所述第二外轮轨道部之间一体地被热处理。
12.根据权利要求11所述的车轮轴承组装体，其特征在于，
在所述内轮上，形成有与所述第一滚动部件贴紧的内轮轨道部，
在所述轮毂上，形成有与所述第二滚动部件贴紧的轮毂轨道部，
一体地热处理所述轮毂轨道部、所述内轮轨道部、以及所述轮毂轨道部与所述内轮轨道部之间。
13.根据权利要求12所述的车轮轴承组装体，其特征在于，
一体地热处理与介于所述外轮与所述轮毂之间的密封部件对应的所述轮毂的外侧面部分和所述轮毂轨道部。
14.根据权利要求12所述的车轮轴承组装体，其特征在于，
对所述内轮整体进行热处理后连结于所述轮毂。
15.根据权利要求12所述的车轮轴承组装体，其特征在于，
所述轮毂与所述内轮螺纹结合、或压接、或贴紧的部分全部被热处理。
16.根据权利要求12所述的车轮轴承组装体，其特征在于，
在所述中心螺栓倾斜面与轮毂倾斜面中选择的一个以上是平面、曲面、或包括平面与曲面的复合曲面。
17.根据权利要求6所述的车轮轴承组装体，其特征在于，
所述内轮插口部在车身里侧角部形成随着从车身里侧向车身外侧端面逐渐变小的锥形面。
18.根据权利要求17所述的车轮轴承组装体，其特征在于，
所述锥形面是平面、曲面、或包括平面与曲面的复合曲面。
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