CN1463230A - 驱动车轮用轴承装置以及其制造方法 - Google Patents

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福岛茂明
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Abstract

本发明提供一种轮毂与等速自在接头的结合不会松动、轴承的刚性强且小型化的驱动车轮用轴承装置。该驱动车轮用轴承装置，是将轮毂与多列的轴承一体化，该一体化的轮毂，介着锯齿部，内嵌等速自在接头的外侧接合部材。该多列的轴承的内侧滚动面之中，至少有一方在嵌于轮毂的别体的内环形成。在该轮毂的外周面形成凹凸部，并在轮毂扩径加固时，将内环的内周面嵌入凹凸部，使该轮毂与内环依此塑性变形部结合。

Description

驱动车轮用轴承装置以及其制造方法
技术领域
本发明是关于汽车的驱动车轮(FF车的前轮、FR车的后轮、4WD车的全轮)的支持车体可自在回转的驱动车轮用轴承装置，以及其制造方法。
背景技术
汽车的驱动车轮用轴承装置，因应其用途已有多种形式出现。例如图16所示的驱动车轮用轴承装置，为将轮毂1与多列的轴承2单元化，并把可等速自在回转的接头3的外侧接合部材4，压入该轮毂1之内可传达扭力的构造。
轴承2，为以在多列的滚动面5～8间，组入的多列的滚动体9、10为主要构成的多列的斜角滚珠轴承。在该轴承装置的多列的滚动面7、8之中，一方的滚动面7直接在轮毂1的外周面形成；另一方的滚动面8，在轮毂1的小径端部11外面嵌合的内环12的外周面形成。多列的滚动面5、6在外环13的内面形成。
轮毂1，有为安装车轮(未图标)用的车轮安装凸缘(flange)14，在该车轮安装凸缘14的圆周方向的等间隔处，设有固定轮盘用的轮毂螺栓15。在外环13有为安装于车体的车体安装凸缘16，该车体安装凸缘16在车体的悬架装置延伸的接头(knuckle)以螺栓固定。
又，在轴承2的两端开口部，有为密封外环13与轮毂1及内环12的环状空间的一对封环17、18，嵌合在外环13的端部内径，以防止内部填充的滑润油泄漏外部及外部的水或杂物浸入。
该轴承装置，将内环12在轮毂1的小径端部11的外周嵌合，利用该轮毂1的小径端部11的塑性变形加固结合，使轮毂1与多列的轴承2一体化，该加固部19与内环12的内侧端面20嵌合，以防内环12的脱落及轴承2的预压管理。该轮毂1的小径端部11的加固，用图17(a)、图17(b)图所示的要领进行。图17(a)标加固前，图17(b)为加固后的状态。如图17(a)所示，内环12成压入轮毂1的状态。又如图17(b)所示，将轮毂1的小径端部11用摇动式打孔器21加固结合。
等速自在接头3，如图16所示，包括开口部22，容纳内侧接头部材，球体(ball)与保持器；以及外侧接合部材4，为由该开口部22向轴方向一体化延伸，其外周面形成锯齿部24的轴部23等形成。该外侧接部材4的轴部23，插入轮毂1的贯穿孔26，轴部23的外周面及贯穿孔26的内周面形成的锯齿部24、25，两个锯齿部嵌合可传达扭力。在该轴端用螺帽27结合，使等速自在接头3与轮毂1固定。
该轴承装置，虽使轮毂1的加固部19及内环12的内侧端面20嵌合，以防止内环12的拔脱及做轴承2的预压管理。但，因轴承2的预压管理，是由轮毂1的小径端部11的加固作用进行，所以，螺帽27与外侧接合部材4的结合力，无必要承担轴承2的预压管理，螺帽27的固定，只要使外侧接合部材4不会自轮毂1脱落的程度就可以。
但，该轴承装置的构造，为对一体化的轮毂1与轴承2，用外侧接合部材4的轴部23压入轴毂1的贯通孔26，嵌合其锯齿部24、25，再将外侧接合部材4用螺帽27固结在轮毂1。该构造中，轮毂1的小径端部11形成的加固部19，紧接外侧接合部材4的肩部28与对接面并不成平坦的平面，故外侧接合部材4的轴部23，用螺帽27结合到轮毂1时，外侧接合部材4的肩部28与轮毂1的加固部19，发生摩损的可能性很大，有发生松动的可能。
又，以摇动加固使轮毂1的小径端部11塑性变形形成加固部19，将轮毂1与轴承2一体化的构造，有必要增加该加固部19的部份的轮毂1的轴方向长度，使轴承装置全体的轴方向长度加大，难于小型化。
发明内容
本发明的目的在提供一种轴承装置，能使轮毂与等速自在接头的结合不发生松动，提高轴承装置的刚性及小型化。
本发明的轴承装置，其特征为轮毂与多列的轴承一体化，在该轮毂或轴承的内环经扭力传达手段，内嵌等速自在接头的外侧接合部材的车轮用轴承装置。该多列的轴承的滚动面之中，至少有一方的滚动面，在与该轮毂嵌合的内环形成。在该轮毂或内环的任一方的嵌合面形成凹凸面，同时将该凹凸面与他方的嵌合面咬合，使该轮毂及内轮塑性变形结合。
如上所述，多列的轴承的滚动面之中，至少有一方的滚动面，在与轮毂嵌合的别体的内环形成，在该轮毂或内环的任一方的嵌合面形成凹凸部，同时在该凹凸部咬合他方的嵌合面，利用塑性变形结合上述轮毂与内环。在内环的内侧端面与外侧接合部材的肩部对接的状态，可用螺帽等把等速自在接头的外侧接合部材固定于轮毂。因外侧接合部材的肩部与对接的内环的内侧端面为平坦面，故外侧接合部材用螺帽固结于轮毂，也不会发生外侧接合部材的肩部与内轮的内侧端面的摩损。又，在外侧接合部材的肩部与内环的内侧端面之间，先前的为防止摇动设置的加固部，此处不存在，故能够缩短轴承装置的轴方向长度。由以上说明，可知本发明能够提供一种，其轮毂与等速自在接头的接合不发生松动，高刚性且小型化的轴承装置。
又如前述，在轮毂或内环的任一方的嵌合面形成的凹凸部，嵌合他方的嵌合面，再塑性变形结合的构造，可使轮毂与内环一体化。由该塑性变形部，可防止内环的拔脱及做轴承的预压管理。
本发明的特征，为在上述构成中，在轮毂与内环之中的任一方的内径，与上述外侧接合部材的外径之间形成插入接头。如此，在轮毂与内环之中任一方的内侧与外侧接合部材形成的插入接头，使轴承装置对力矩负荷具更高的刚性。
本发明的轴承装置的制造方法，包括下述特征：轮毂与多列的轴承一体化；及在该轮毂介着扭力传达手段内嵌入等速自在接头的外侧接合部材；及上述多列的轴承的滚动面的至少一个滚动面在与轮毂嵌合的别体的内环形成；及在轮毂或内环的任一方的嵌合面形成凹凸部，同时将该凹凸部与他方的嵌合面咬合，再用塑性变形结合轮毂与内轮；以及其后依所定的尺寸切削该结合部的内径，使与上述外侧接头部材之间形成插入接头。
如上所述，轮毂与内环塑性变形结合后，依所定尺寸切削该结合部的内径，在与该外侧接合部材之间形成插入接头，则插入接头的形成变容易。
上述方法中，轮毂与内环塑性变形结合后，在该轮毂或内环的内径形成锯齿部，再内嵌入该外侧接合部材较佳。此乃因轮毂与内环以塑性变形结合的场合，有必要使塑性变形结合部下方的内径比其它部位的内径小，要在轮毂或内环的内径，预先形成锯齿部有困难。此处的锯齿部，也含锯齿以外的键槽(spline)。
又，本发明的目的，为提供一种驱动车轮用的轴承装置，在承受大的力矩负荷时，装置的结合部不发生松动，且能够精密地预压管理，可得适确的预压量。
本发明的轴承装置，采用的构成包括：轮毂，在其一端有车轮安装凸缘一体化成形，及外方部材，在其内周形成多列的滚动面；及内方部材，在该外方部材的滚动面的对面，其外周形成多列的滚动面；及滚珠轴承部，在上述外方部材与内方部材的滚动面间收容多列的滚珠；以及与等速自在接头的外侧接合部材一体化，将该外侧接合部材的回转传至该轮毂，支承车体使该轮毂可自在地回转的驱动车用轴承装置。在该内方部材形成的多列的滚动面之中，至少有一方在别体的内环形成。该轮毂与外侧接合部材的嵌合部的外径侧配设的部材，施予硬化处理后形成凹凸部，同时对在内径侧配设的部材施予扩径嵌入凹凸部，再加固嵌合部使轮毂与外侧接合部材塑性结合。
如上所述，多列的内侧滚动面之中，至少有一方在别体的内环形成，故在轮毂与外侧接合部材的嵌合部的内径侧配设的部材扩径之际，外径侧配设的部材如有膨胀亦不直接影响内环，可确保预先设定的适正的预压。
上述的构成，在该外侧接合部材外嵌上述别体的内环，在该内方部材形成的多列的滚动面之中，有一方在该外侧接合部材的外径一体形成，即可解决装置的轻量、小型化的所期的技术课题，亦能防止扩径产生的轴承部变形，提高精度。
上述的构成，在轮毂外嵌上述别体的内环，在内方部材形成的多列的滚动面之中，有一方在该轮毂的外径一体形成，则可防止扩径时轴承部的变形，提高精度，亦能够抑制等速自在接头的内部升温，影响轴承部，可增加轴承寿命。
上述的构成，将该轮毂与外侧接合部材的嵌合部的内径侧配设的部材中空，则不仅可轻量化，且因运转中轴承部的空冷效果，可抑制轴承内部的升温，更提高轴承寿命。
上述的构成，在轮毂与外侧接合部材的嵌合部的内径侧配设的部材，与上述凹凸部表面硬度差，设定为30HRC以上，则在加固时能确实防止凹凸部的溃损，在力矩负荷作用时亦不松动，可形成强固的塑性结合。
上述的构成，该轮毂与外侧接头部材以对顶的状态在轴方向挟持上述别体的内环，在单元组合之际可提高精度，能执行精密的预压管理。
上述的构成，该轴承部的内部间隙成负值管理，则可提高装置的刚性，也能解决提升操纵安定性及轴承寿命所期的技术问题。
又，本发明的目的，为提供一种驱动车轮用轴承装置，不仅承受大力矩负荷作用时，结合部不发生松动，可做精密的预压管理，可得适正的预压量，而且能提高其组合性及低成本化。
本发明的驱动车轮用轴承装置，为包括与车轮安装凸缘一体形成的轮毂，及多列的滚动轴承，以及等速自在接头的外侧接合部材等一体化组成支持车体使车轮自在回转的轴承装置；并采用在圆筒状连结部材外嵌前述轮毂与外侧接合部材及回转的轴承，用轮毂与外侧接合部材挟持回转的轴承，并在该些轮毂与外侧接合部材的内径形成的凹凸部，扩径该圆筒状连结部材与凹凸部嵌合，使轮毂、外侧接合部材与圆筒状连结部材塑性结合的结构。
如上所述，各别形成的轮毂、多列的回转轴承及外部接合部材，在扩径圆筒状连结部材之际，其外径配设的轮毂与外侧接合部材发生膨胀，亦不直接影响回转轴承，可确保预先设定的适正的预压。
上述的构成，已在轮毂与外侧接合部材的形成的凹凸部表面形成硬化层，故可防止加固时凹凸部溃损，承受力矩作用亦不松动，呈现强固的塑性结合。
上述的构成，使轮毂与外侧接合部材的内径形成的凹凸部，与该圆筒状连结部材的表面的硬度差，在30HRC以上时，可确实防止加固时凹凸部的溃损。
上述的构成，在与回转轴承对接的轮毂与外侧接合部材的接触面，形成硬化层，可防对接面的磨损，能维持轴承初期设定的预压，提高轴承寿命。
上述的构成，回转轴承具备：外环、外周与车体安装凸缘一体成形，内周形成多列的滚动面；及一对内环，其外周的上述多列滚动面的对向，各别形成滚动面：及多列的滚珠，收纳于多列的滚动面之间；及保持器，能保持该些滚珠自在滚动；以及封环，装设于该外环的端部。因此，较在轮毂或外侧接合部材直接形成轴承滚动面的轴承，提高回转疲劳寿命，而且轴承可标准化，加强其量产性，更可降低成本。
上述的构成，回转轴承的内部间隙成负值管理，故能提高装置本体的刚性，能解决提升操纵安定性与轴承寿命的所期待的技术课题。
附图说明
图1为本发明的车轮用轴承装置的实施例，标示轴承装置上半部的断面图。
图2标示图1的轮毂与内环的扩径加固部分的主要部分扩大断面图。
图3标示图2的轮毂的内径旋削要领，说明用的主要部分扩大断面图。
图4标示图3的轮毂的内周面形成锯齿部的状态的主要部分扩大断面图。
图5标示本发明的车轮用轴承装置的其它实施例的轴承装置的上半部的断面图。
图6标示图5的轮毂与内环的扩径加固部分的主要部分扩大断面图。
图7标示图6的轮毂的内径旋削要领，说明用的主要部分扩大断面图。
图8标示图7的轮毂的内周面形成锯齿部的状态的主要部分扩大断面图。
图9标示轮毂、轴承及等速自在接头成一体化的驱动车轮用轴承装置的纵断面图。
图10标示本发明的实施例的纵断面图。
图11(a)标示本发明的凹凸部之例的要部扩大图。
图11(b)标示本发明的凹凸部之例的要部扩大图。
图12标示本发明的嵌合部扩径工具的正面图。
图13标示本发明的其它实施例的纵断面图。
图14标示本发明的其它实施例的纵断面图。
图15为圆筒状连结部材的内径扩径工程的说明图。
图16标示先前所用的驱动车轮用轴承装置的断面图。
图17(a)标示图16的轴承装置制造时，轮毂的小径端部，摇动加固前的状态的断面图。
图17(b)标示轮毂的小径端部，摇动加固后的状态的断面图。
1、101、201、301、401：轮毂
2：轴承
3：等速自在接头
4、404：外侧接合部材
5～8：滚动面
9、10：滚珠
11、11、211、311、411：轮毂的小径端部
12、112、212、312、412：内环
13：外环
14：车轮安装凸缘
15：轮毂螺栓
16：车体安装凸缘
17、18：封环
19：加固部
20、120、220：内侧端面
21：摇动式打孔器
22：开口部
23：轴部
24、25：锯齿部
26：贯穿孔
27：螺帽
28、428：外侧接合部材的肩部
130、230、330、430：塑性变形部
131、231、331、431：凹凸部
316：小径段部
318：轴部端面
400、600：扩径工具
518：圆筒状连结部材
具体实施方式
本发明的较佳实施例
图1所示实施例的轴承装置，以轮毂101与多列的轴承2及等速自在接头3为主要构成要素。此处，以在车辆组合的状态，靠车辆的外侧叫外侧(图标左侧)，靠车辆的中央侧叫内侧(图标右侧)。
轴承2，为在多列的滚动面5～8间组入的多列的滚动体9、10，构成主要部的多列的斜角滚珠轴承。该轴承装置，多列的滚动面7、8之中，有一滚动面7在轮毂101的外周面直接形成，另一滚动面8在轮毂101的小径端部111嵌合的内环112的外周面形成。多列的滚动面5、6在外环13的内周面形成。
轮毂101，有安装车轮用的车轮安装凸缘14，在该车轮安装凸缘14的圆周方向每等间隔，植设固定轮盘用的轮毂螺栓15。外环13有安装车体(未图标)的车体安装凸缘16，该车体安装凸缘16，以螺栓固定在由车体悬架装置延伸下来的钩爪(knuckle)。
又，在轴承2的两端开口部，在外环13与轮毂101及内环112的环状空间，有一对封环17、18嵌合在外环13的端部内径，以防止内部充填的润滑油泄漏，或外部的水或杂物浸入。
在该轴承装置，内环112嵌合在轮毂101的小径端部111的外周，将该轮毂101的小径端部111扩径加固使塑性变形，在轮毂101的小径端部111与内环112之间形成塑性变形部130结合二者。依该扩径加固的塑性变形部130，使轮毂101与多列的轴承2一体化，利用该塑性变形部130防止内环112的脱出，及轴承2的预压管理。
该轮毂101的小径端部111的扩径加固，为在轮毂101的小径端部111的外周面，形成如凹槽(rollet)加工等的凹凸部131(凹凸部131的形成范围用x印表示)。由该小径端部111的内径侧利用扩径，将该凹凸部131嵌进内环112的内周面，使轮毂101与内环112依塑性变形结合。
又，该凹凸部131的形状为任意者，滚花状以外，亦有采用在圆周方向的多个处所形成轴方向的齿(锯形或键槽形)。又，凹凸部在内环112的内周面形成，由轮毂101的小径端部111的内径侧扩径，把上述凹凸部嵌入小径端部111的外周面，使轮毂101与内环112塑性变形结合亦可。
为该扩径加固，有必要如图2所示，将轮毂101的小径端部111与内环112塑性变形结合而成的结合部132的内径Ψd2，设定成较外侧部份(锯齿部预定部份)的内径Ψd1小。
如此，因轮毂101与内环112的结合部132的内径Ψd2，小于外侧部份(锯齿部预定部份)的内径Ψd1，故要预先在轮毂101的内周面形成锯齿部有困难。因此，改用如图3所示，在轮毂101与内环112塑性变形结合的扩径加固后，旋削轮毂101的内径部份(图中交差斜线部份)，再如图4所示，用拉削(broach)加工法，在轮毂101的内周面形成锯齿部25。
等速自在接头3，包括容器部22，收容内侧接头部材、球体及保持器；以及外侧接合部材4，为由该容器部22沿轴方向一体化延伸而成的轴部23，其外周面形成锯齿部24。将该外侧接合部材4的轴部23插入轮毂101的贯通孔26，使在轴部23的外周面及贯通孔26的内周面，形成的锯齿部24、25嵌合，成为可传达扭力。在该端部用螺帽27固结，将等速自在接头3在轮毂101固定。
在该轴承装置，利用轮毂101与内环112的塑性变形部130，防止内环的拔脱及轴承2预压管理。因轴承2的预压管理，由轮毂101的扩径加固的塑性变形部130执行，所以，螺帽27的在外侧接合部材4的固结，无必要负轴承2的预压管理，螺帽27的固结只在外侧接合部材4不会自轮毂101拔脱的程度。
如上述，轮毂101与内环112用扩径加固的塑性变形部130结合，在轮毂101的小径端部111嵌合的内环112的内侧端面120，与外侧接合部材4的肩部28对接的状态，外侧接合部材4的轴部23可用螺帽27固定于轮毂101。因外侧接合部材4的肩部28对接的内环112的内侧端面120为平坦面，故外侧接合部材4的轴部23，用螺帽27固结于轮毂101，外侧接合部材4的肩部28亦不会与内环112的内侧端面120发生磨损。又，在内环112的内侧端面120与外侧接合部材4的肩部28之间，没有如先前的有防止摇动的加固部存在，故能够缩短轴承装置的轴方向的长度。
又，在外侧接合部材4的肩部28与锯齿部24之间，因在轮毂101扩径加固后，旋削轮毂101的内径，在轮毂101的内径与外侧接合部材4的外径之间，形成插入接头133。因该轮毂101与外侧接合部材4形成插入接头133可形成对力矩负荷刚性高的轴承装置。
图5标本发明的轴承装置的另一实施例。为扩径加固的轮毂201与内环212的塑形变化部230的形成位置与图1的实施例不同。即，图1的实施例，为在轮毂101的小径端部111的外周面嵌合内环112，将该内环112的内径侧配设的轮毂101的小径端部111扩径加固，在内侧位置形成轮毂101与内环112的塑性变形部130的场合。
相对地，图5的实施例，为延长内环212的外侧，在该延长的小径端部211的外周面嵌合轮毂201，将轮毂201的内径侧配设的内环212的小径端部211扩径加固，在外侧位置形成轮毂201与内环212的塑性变形部230的构造。
该图5的实施例与图1的实施例同样，将该内环212的小径端部211扩径加固产生塑性变形，在内环212的小径端部211与轮毂201之间形成塑性变形部230，把二者结合。因该扩径加固的塑性变形部230，将轮毂201与多列的轴承2一体化，利用该塑性变形变部230防止内环212的拔脱，及进行轴承2的预压管理。
为该内环212的小径端部211的扩径加固，在内环212的小径端部211的外周面，形成如凹槽加工的凹凸部231(凹凸部231的形成范围用x印表示)。由该小径端部211的内径侧扩径使该凹凸部231嵌入轮毂201的内径面，进行轮毂201与内环212塑性变形之结合。为进行该扩径加固，如图6所示，有必要将轮毂201与内环212的小径端部211，塑性变形结合的结合部232的内径Ψd2，设定成比内侧部分的内径Ψd1小。
如上述，轮毂201与内环212的结合部232的内径Ψd2，小于内侧部分的内径Ψd1，要在内环212的内周面预先形成锯齿部25有困难。所以，如图7所示，在轮毂201与内轮212塑性变形结合的扩径加固后，将内环212的内径(图中绘交差线部分)旋转切削，再如图8所示，用拉削加工内轮212的内周面形成锯齿部25。
本实施例，亦利用扩径加固形成塑性结合部230结合轮毂201与内环212。内环212的内侧端面220与外侧接合部材4的肩部，成对接的状态，等速自在接头3的外侧接合部材4的轴部23，可用螺帽固定于轮毂201。因外侧接合部材4的肩部28，对接的内环212的内侧端面220为平坦面，故外侧接合部材4的轴部23，用螺帽结付于轮毂201，外侧接合部材4的肩部28与内环212的内侧端面220，也不会发生磨损。又，在内环212的内侧端面220与外侧接合部材4的肩部28之间，没有如从前的有防止摇动的加固部存在，故能够缩短轴承装置的轴方向的长度。
又，在外侧接合部材4的肩部28与锯齿部24之间，有内环212的内径与外侧接合部材4的轴部23之间形成插入接头233(socketjoint)。如上述，因内环212与外侧接合部材4形成插入接头233，可容易地形成对力矩负荷刚生高的轴承装置。
图9标轮毂201、等速自在接头3与轴承2一体化的轴承装置，与图5的轴承装置不同之点为，多列的滚动面7、8之中，有一方的滚动面8在等速自在接头3的外侧接合部材4的外周一体形成。图9所示的轴承装置，为将中空的外侧接合部材4的轴部23，内嵌入轮毂201，同时，在轮毂201的内周面形成凹凸部231，再扩径轴部23嵌入该凹凸部231，然后，加固该嵌合部使轮毂201与外侧接合部材4塑性结合。该轴承装置，与锯齿部式相比，可防止嵌合部的松动，更能抑制嵌合部的磨损，故可提升组件的耐久性及操纵安定性。
然而，该轴承装置，多列的滚动面7、8之中，在形成一个滚动面7的轮毂201的内周面，形成凹凸部231，在该轮毂201内周嵌入外侧接合部材4的轴部23。同时扩径嵌合凹凸部231，为加固嵌合部使轮毂201与外侧接合部材4塑性结合，在扩径之际，由于轮毂201膨胀招致滚动面7的尺寸变形，轴承的间隙不一，有可能难以精密维持适切的预压量。
因此，图10所示的构造的轴承装置较佳。该轴承装置的轮毂301，在内周面形成凹凸部331，再依热处理使其表面硬度硬化至60HRC。热处理的方法，用可局加热且容易设定硬化层深度的高频率感应加热较适合。又，凹凸部331，可用多列的沟互相直交的形状，如图11(a)为互相倾斜的沟，图11(b)标轴方向及圆周方向的沟形成方格状网。
轴承2的多列的滚动面7、8之中，一方的滚动面8在外侧接合部材4的外周面一体形成。另一方的滚动面7，在嵌合于外侧接合部材4的别体的内环312的外周面形成。中空的外侧接合部材4的轴部23，具有压入内环312的小径段部316，以及与轮毂301嵌合的塑性变形部330。压入小径段部316的内环312，用轴部23的端面318与轮毂301对顶的状态挟持。塑性变形部330则嵌入轮毂301，同时将该塑性变形部330扩径，与轮毂301的凹凸部331咬合，加固该塑性变形部330以结合轮毂301与外侧接合部材4。
在外侧接合部材4，由与封环18折接的封环基部至滚动面8，及小径段部316全部施以表面硬化处理。硬化处理的方法，以高频感应加热的淬火较佳。又，施予扩径的塑性变形部330，不需淬火，锻造后的材料的表面硬度为10～30HRC，与轮毂301的凹凸部331的表面硬度60HRC的硬度差，设定在30HRC以上较佳。如此，在塑性变形部330，与凹凸部331咬合，在凹凸部331的先端形成强固的塑性结合。
图12标用以形成塑性变形部330的工具400，在轴400a的先端一体形成大径部400b。该大径部400b的直径较前述轴部23的内径，大所定的量，一面支持外侧接合部材4的开口部，一面将大径部400b贯入轴部23，将该轴部23扩径形成塑性变形部。
图13标另一实施例的轴承装置。该轴承装置，为轮毂401、轴承2及等速自在接头3一体化的构造。在轮毂401的外周面形成外侧滚动面7，及压入别体的内环412的小径段部411，以及嵌合等速自在接头3的外侧接合部材404的塑性变形部430。在压入该轮毂401的小径段部411的内环412的外周面，形成外侧的滚动面8。
等速自在接头3，在外侧接合部材404的开口部422的内周，形成凹凸部431，再以热处理使表面硬度硬化至60HRC。热处理的方法，以能够局部加热，比较容易设定硬化层深度的高频率感应加热的淬火较合适，但浸碳淬火的表面硬化处埋也可以。又，凹凸部431，为如前述的多列的沟直交形成的方格网状。
将轮毂402的中空状小径段部411的端部扩径，使嵌入外侧接合部材404的凹凸部431，以塑性结合轮毂401与外侧接合部材404。施行扩径的小径段部411的端部，为未淬火的状态，其锻造后的材料表面硬度为10～30HRC，与前述的外侧接合部材404的凹凸部431的表面硬度60HRC，其硬度差设定在30HRC以上。在轮毂402的封环17折接的封环基部到滚动面7，及小径段部411全部施予高频率感应加热的淬火的表面硬化处理。又，图中未示出，在中空状的轮毂402或外侧接合部材404的小径段部411的端部内径，装设终端盖，以防止封入等速自在接头内部的润滑油外泄，及外部的灰尘侵入。
与前述的实施例周样地，把别体的内环412压入轮毂402的小径段部411，与肩部428及外侧接合部材404的端面对顶的状态挟持。一面支持轮毂402，就可利用前述的扩径工具400由小径段部411的端部压入，进行扩径。因内环412为对顶状态挟持之故，精良的组件组合之际可提高精度，可行精密的预压管理。轴承2的间隙管理，依轮毂402的滚动面7的外径与肩部428间的尺寸(沟间距)，及内环412的滚动面8的外径与小径端面间的尺寸(沟间距)决定，该些部位，用描摹所定形状、尺寸的磨石同时研磨，所以能够无误差精度良好地完成。
又，图13所示实施例的场合，因塑性变形部离开滚动面，不只能防止扩径产生的变形，亦能抑制等速自在接头内部升温产生的热影响轴承。本专利申请人做的耐久试验结果，在这种构造，与轮毂的中空构造的放热效果结合，可抑制约10℃的升温。轴承的内部温度10℃的差异，可大幅提升润滑油的耐久性，飞跃的提高轴承寿命。
图14标其它实施例的轴承装置，该轴承装置亦将轮毂301、多列的轴承2，及等速自在接头3一体化的构造。在轮毂301的内周面形成凹凸部331，与内环312的对接面合并，以热处理将表面硬度硬化至60HRC左右。热处理仍以前述的高频率感应加热的淬火较佳。硬化层如图中的交叉线所示。
多列的轴承2，由外环13及一对的内环312、412，以及多列的滚珠9、10构成。在外环13的内周形成多列的滚动面5、6；在内环312、412的外周，分别形成与外环13的滚动面5、6，相对的滚动面7、8。在外侧接合部材404的肩部428的内周面，形成凹凸部431，与内环412的对接面合并，以热处理将表面硬度硬化至60HRC左右，热处方式如上述，高频率感应加热的淬火产生的硬化层如图中交叉线所示。
轴承2的内环312、412，用外侧接合部材404的肩部428与轮毂301对顶的状态挟持、外嵌于中空的圆筒状连结部材518，同时扩径该圆筒状连结部材518的相当于嵌合部的内径518a、518b，与轮毂301的凹凸部331及外侧接材404的凹凸部431咬合，使轮毂301与外侧接合部材404与圆筒状连结部材518塑性结合。
要扩径的圆筒状连结部材518为未经淬火的状态，其材料表面硬度为10～30HRC，与轮毂301的凹凸部331及外侧接合部材404的凹凸部431的表硬度60HRC的硬度差，设定在30HRC以上较佳。如此，圆筒状连结部材518容易咬入凹凸部331、431，在凹凸部331、421的先端无溃损，可强固地塑性结合。
图15标圆筒状连结部材518的内径扩径的工程的说明图。扩径工具600由外侧接合部材404的开口422侧贯入圆筒状连结部材518。扩径工具600的先端大径部600a，其直径设定成较圆筒状连结部材518内的内径尺寸大所定之量。一面支持轮毂301的外侧端面，将该大径部600a贯入圆筒状连结部材518的内径，就可以扩大圆筒连结部材518的外径。
圆筒连结部材518的内径518a、518b，实质上为同一大小，故可用单一的扩径工具600完成扩径工程。如此，把扩径工具600由外侧接合部材404的开口422贯入时，圆筒连结部材518的内径518a部分，会稍为向外侧延长，其回弹会向挟持内环312、412的方向收缩。如初期设定的预压量未减小，扩径时如轮毂301发生膨胀，轴承2的预压量不会变动。
圆筒状连结部材518的内径518a、518b，虽无同一尺寸的必要，这种场合，有必要将靠外侧接合部材404的开口422侧的内径518b做成比内径518a大，由该大内径侧用两种有大径部的扩径工具贯入；或用二种扩径工具分成两个工程进行扩径。
如扩径工具600的大径部600a的外径尺寸为ΨD，扩径部分为ΨD＇，则设定ΨD＇＝0.05～0.30ΨD的范围，该ΨD＇在0.05ΨD以下时，不能使圆筒连结部材充分地嵌入凹凸部，无法满足所望的引拔耐力(100KN)；在0.30ΨD以上，则扩径作业所需压力太大，显著降低作业性。
轴承2的间隙管理，依在外环13的内周形成的多列的滚动面5、6的沟间距，在内环312、412的外周形成的滚动面7、8至小径端面间的尺寸(沟间距)、滚动面7、8的直径尺寸，以及使用滚珠(ball)的外径来决定。在本例所示的轴承，因使用一对标准内环，量产性佳，能够无误差精度良好地完工。
本实施例的场合，因塑性变形部与滚动面分离，故不只可防扩径发生的变形，亦可抑制等速自在接头内部升温的热影响轴承。依本专利案申请人的耐久试结果，在该构造，与装置的中空构造的放热效果相加，确认约可抑制升温10℃。轴承的内部温度10℃的差异，可大幅提升润滑油的耐久性，并飞跃地提高轴承寿命。
轮毂因需重复承受力负荷，故用抗曲强度高的材料较佳，但如直接在外周形成滚动面的构造，则需满足机械性的强度与转动疲劳寿命两项，对适合锻造的材料就无太多可选择，一般，以后者的转动疲劳寿命与锻造性为优先考虑，使用碳素C含量0.40～0.70的中碳钢的场合较多。

Claims (16)

1.一种驱动车轮用轴承装置，其特征为，轮毂与多列的轴承一体化，在轮毂或该轴承的内环介着扭力传达手段，其内嵌入等速自在接头的外部接合部材；上述多列的轴承的滚动面中，至少有一方的滚动面在与轮毂嵌合的别体的内环形成，在该轮毂或内环的任一方的嵌合面形成凹凸部，且在该凹凸部嵌合他方的嵌合面，使该轮毂与内环依塑性变形结合。
2.如权利要求1所述的驱动车轮用轴承装置，其特征为，该轮毂或内环之中，配装于内侧的任一方的内径，与上述外部接合部材的外径之间，形成插入接头。
3.一种驱动车轮用轴承装置的制造方法，其特征为，轮毂与多列的轴承一体化；在该轮毂介着扭力传达手段其内嵌入等速自在接头的外侧接合部材；上述多列的轴承的滚动面中，至少有一滚动面在与轮毂嵌合的别体的内环形成；在该轮毂或内环的任一方的嵌合面形凹凸部，且在该凹凸部嵌合他方的嵌合面，使轮毂与内环依塑性变形结合；再依所定的尺寸切削结合部的内径，与该外侧接合部材之间形成插入接头。
4.如权利要求3所述的驱动车轮用轴承装置的制造方法，其特征为，上述轮毂与内环塑性变形结合后，在该轮毂或内环的内径形成锯齿部，再把上述外侧接合部材嵌入。
5.一种驱动车轮用轴承装置，其构成包括：轮毂，在其一端有车轮安装凸缘一体化成形；及外方部材，其内周形成多列的滚动面；及内方部材，在该外方部材的滚动面的对面，其外周形成相对的多列的滚动面；及轴承，包含在上述外方部材与内方部材的滚动面间各别收容的多列的滚珠；以及与等速自在接头的外侧接合部材一体化，传达该外侧接合部材的回转至该轮毂，并支承该轮毂对车体自在回转的轴承装置；
该驱动车轮用轴承装置的特征为，在该内方部材形成的多列的滚动面之中，至少有一方在别体的内环形成；在该轮毂与外侧接合部材的嵌合部的外径侧配设的部材，形成硬化处理后的凹凸部，并将配设于内径侧的部材扩径，使凹凸部嵌合，加固该嵌合部使该轮毂与外侧接合部材塑性结合。
6.如权利要求5所述的驱动车轮用轴承装置，其特征为，在该外侧接合部材外嵌该别体的内环，在上述内方部材形成的多列的滚动面中，有一方在该外侧接合部材的外径一体成形。
7.如权利要求5所述的驱动车轮用轴承装置，其特征为，在该轮毂外嵌该别体的内环，在内方部材形成的多列的滚动面中，有一方在该轮毂的外径一体成形。
8.如权利要求5所述的驱动车轮用轴承装置，其特征为，在轮毂与外侧接合部材的嵌合部，该内径侧配设的部材为中空。
9.如权利要求5所述的驱动车轮用轴承装置，其特征为，在该轮毂与外侧接合部材的嵌合部的内径侧配设的部材与前述凹凸部，表面的硬度差设定在30HRC以上。
10.如权利要求5所述的驱动车轮用轴承装置，其特征为，该轮毂与外侧接合部材，在轴方向以对顶的状态挟持该别体的内环。
11.一种驱动车轮用轴承装置，为与车轮安装置凸缘一体化成形的轮毂，及多列的轴承，及等速自在接头的外侧接合部材单元化，支承车轮对车体自在回转的装置；
该驱动车轮用轴承装置的特征为，在圆筒状连结部材个别外嵌前述轮毂与外侧接合部材及轴承，用轮毂与外侧接合部材挟持该轴承，且扩径该圆筒状连结部材，使与该些轮毂与外侧接合部材的内径形成的凹凸部嵌合，将轮毂与外侧接合部材及圆筒状连结部材塑性结合。
12.如权利要求11所述的驱动车轮用轴承装置，其特征为，在上述轮毂与外侧接合部材的内径形成的凹凸部表面，形成硬化层。
13.如权利要求12所述的驱动车轮用轴承装置，其特征为，在该轮毂与外侧接合部材的内径形成的凹凸部，与该圆状连结部材的表面硬度差，设定为30HRC以上。
14.如权利要求12所述的驱动车轮用轴承装置，其特征为，在与该轴承对接的上述轮毂与外侧接合部材的对接面，形成硬化层。
15.如权利要求11至14中的任一所述的驱动车轮用轴承装置，其中的轴承具备：一个外环，在外周与车体安装凸缘一体成形，在内周形成多列的滚动面；及一对内环，在上述多列的滚动面的对面，分别在外周分别形成滚动面；及多列的滚珠，收容于上述多列的滚动面之间；及保持器，保持滚珠自在滚动；以及封环，装设于该外环的端部。
16.如权利要求5或11所述的驱动车轮用轴承装置，其特征为，该轴承的内部间隙成负值的管理。
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