轉動軸承裝置的製作方法

2023-06-30 19:34:06

專利名稱：轉動軸承裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及在汽車等車輛中使用的轉動軸承裝置。
背景技術：
在汽車等車輛中使用了用於安裝輪胎、制動盤(brake disc)的轉動軸承裝置。公 知該轉動軸承裝置具備內輪和外輪，所述內輪以能夠與車軸一體旋轉的方式設置在車軸 上，對輪胎或制動盤進行固定，所述外輪在該內輪的徑向外側隔著轉動體不旋轉地固定於 車體側(日本特開2006-57686號公報)。 而且，近年來，車輛的使用年限逐漸延長，因此車輛中使用的各部件也需要提高其 耐久性，例如，在上述的轉動軸承裝置中，為了避免所填充的潤滑脂因長時間的使用而枯 竭，在構成多列向心止推軸承的軸向兩側的轉動體之間的空間設置有潤滑脂積存部，但由 於設置該潤滑脂積存部，存在加工成本上升的問題，因此期望有一種能夠滿足耐久性提高、 同時抑制加工成本的方案。

發明內容
本發明的目的之一在於，提供一種將潤滑劑積存部設置在軌道槽的一部分，從而 滿足耐久性和加工成本這兩個方面要求的轉動軸承裝置。 本發明的一個實施方式涉及的轉動軸承裝置具備外輪，其具有形成在內周面的 外輪軌道槽、和設置在比外輪軌道槽靠向軸向外側的沉孔部；內輪部件，其具有形成在外周 面的內輪軌道槽；和多個轉動體，轉動自如地被夾裝在所述外輪軌道槽與所述內輪軌道槽 之間，以規定的接觸角與這些內外輪的內外輪軌道槽接觸；在所述外輪軌道槽與沉孔部之 間的中間部，形成有貯存潤滑劑的潤滑劑積存部。 通過採用上述結構，由於能夠減小沉孔部的內側的轉動體實質上接觸的軌道面， 且能夠接近該軌道面配設潤滑劑積存部，所以，可增加潤滑劑的填充量，並且潤滑劑積存部 中貯存的潤滑劑容易傳遞給轉動體，進而，潤滑劑積存部不需要進行研磨加工，因此，能夠 提供一種滿足耐久性和加工成本這兩個方面要求的轉動軸承裝置。


利用以下的參照附圖對具體實施方式
進行說明，能夠清楚本發明的上述及其他的 特徵和優點，附圖中的標號用於表示各個部件。
圖1是本發明的實施方式涉及的轉動軸承裝置的安裝狀態的剖面圖。
圖2是本發明的實施方式涉及的轉動軸承裝置的局部剖面圖。
圖3A、圖3B是圖2的A部放大圖。裝置的保持器的主視圖。
圖5是本發明的實施方式涉及的轉動軸承裝置的保持器的剖面圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖所示的實施例，對本發明的實施方式進行說明。圖1是本發明的實 施方式涉及的轉動軸承裝置的安裝狀態的剖面圖。在圖1中，轉動軸承裝置l(輪轂單元) 具備由軸承鋼材形成的作為固定輪的外輪2、作為旋轉輪的內輪部件3、和介於該內輪部 件3與外輪部件2之間的排列有多列的由鋼球構成的轉動體4，由此構成背面組合式的多列 角接觸球軸承。轉動體4在各列中均配置有多個。而且，該轉動體4被保持器5保持為在 周方向具有相等的間隔，以使該轉動體4在外輪2與內輪部件3之間轉動自如。
外輪2與車輛的懸架裝置的車輛內側的轉向節、橋殼等車輛固定部件6的安裝口7 連接。對於該連接，將外輪2的外徑側插入並嵌裝到安裝口 7內，並且藉助螺栓9將從外輪 2朝徑向X外側突出設置的外輪凸緣部8固定在車輛固定部件6的安裝口 7的周邊面(車 輛外側)。 在該外輪2的內周面，按照在軸向Z具有規定間隔的方式，並列形成有轉動體4進 行轉動的外輪軌道槽11a、llb。該外輪軌道槽11a、llb以比轉動體4的曲率半徑稍大的曲 率半徑仿照圓弧面狀而形成。在外輪軌道槽lla與外輪軌道槽lib之間，形成有朝徑向X 內側突出且直徑小的外輪側肩部10。並且，在兩側的外輪軌道槽11a、llb各自的軸向Z外 側設置有沉孔(counter bore)部12a、 12b。為了在將由保持器5保持的狀態下的多個轉動 體4組裝到外輪軌道槽11a、llb內的工序中使用，使該沉孔部12a、12b的內徑比外輪側肩 部10的內徑大。 而且，如圖3所示，當從軸向Z外側(圖3中的左側)將由保持器5以遊隙嵌合狀 保持成在周方向具有相等間隔的狀態的轉動體4，組裝到外輪軌道槽lla內時，通過沉孔部 12a限制了轉動體4朝軸向Z外側的脫落。位於該沉孔部12a的外輪軌道槽lla側(圖3 中的右側)、即位於沉孔部12a與外輪軌道槽lla之間的作為中間部的壁面12A，擴徑形成 為使該壁面12A和以規定面壓力與外輪軌道槽11a接觸的狀態下的轉動體4的轉動面之間 具有規定的間隙。 用於形成該間隙的外輪軌道槽lla具有圓弧狀面的軌道面llla，該軌道面llla將 該外輪軌道槽lla的位於徑向X最外側(圖3中的上方)的點設為連接點P1，從該連接點 Pl沿軸向Z延伸設置，包含轉動體4所接觸的接觸部位T。 並且，設定了比連接點Pl靠近沉孔部12a、且比連接點Pl靠近徑向X內側的終端 點P2。將該終端點P2與連接點Pl之間的中間部設為壁面12A。 而且，壁面12A從連接點Pl朝軸向Z外側的終端點P2，形成有圓弧面Rl、圓筒面 部12c以及錐狀面部12B。以下對圓弧面Rl、圓筒面部12c以及錐狀面部12B進行詳細的 說明。 從連接點Pl朝軸向Z外側(圖3中的左側)連續地形成有規定圓弧長度RL的圓 弧面Rl，該圓弧面Rl具有與軌道面llla的曲率中心相同的曲率中心。該圓弧面Rl成為 對由保持器5保持為遊隙嵌合狀、且未以規定面壓力與外輪軌道槽lla接觸的狀態下的轉 動體4朝軸向Z外側(沉孔部12a側)脫落進行限制的限制面。而且，考慮從該圓弧面R1的軸向Z外側的端部朝軸向Z外側延長、且具有與圓弧面R1的曲率中心相同的曲率中心的 虛擬基準圓弧面SR，並考慮從沉孔部12a的軸向Z側的端部朝軸向Z內側延長的虛擬圓筒 面LR。而且，在該基準圓弧面SR和虛擬圓筒面LR、與在徑向X對置的壁面12A和圓筒面部 12c之間，形成規定間隙L，將該間隙L形成為貯存作為潤滑劑的潤滑脂的潤滑劑積存部GP。
並且，優選圓弧面R1的形成範圍的角度a l為0度 15度(參照圖3 (a))。其原 因在於，如果低於O度，則接觸橢圓(軌道面llla和轉動體4的轉動面的接觸點)上抬到 後述圓筒面部12C的邊緣部12C1 (肩上抬狀態)，存在壽命反而縮短的可能性，因此從連接 點Pl連續(上述0度)形成圓弧面Rl，以便消除上述情況。 另外，如果角度a 1超過15度、特別是在20度以上時，由於潤滑劑積存部GP的容 積減少、且遠離轉動體4的轉動面，所以，作為潤滑脂枯竭對策的效果差。
而且，如上所述，基準圓弧面SR的曲率半徑與外輪軌道槽1 la的曲率半徑相等，當 設轉動體4的直徑為"BD"、外輪軌道槽1 la的曲率半徑為"OR"時，優選該"BD"與"OR"的 關係為"O. 5XBD < OR < 0. 53XBD"。 構成該潤滑劑積存部GP的壁面12A的加工，能夠利用車刀等刀具通過所謂切削加 工形成，形成為進行了非研磨加工的非研磨麵。而且，為了當軌道面llla和轉動體4以規 定面壓力接觸、或者圓弧面Rl和轉動體4按照限制轉動體4朝軸向Z外側脫落的方式接觸 時，難以對轉動體4造成損傷，外輪軌道槽lla的軌道面llla和圓弧面Rl形成為進行了研 磨加工的研磨麵。其中，將面粗糙度比該研磨麵的面粗糙度粗糙的面設為非研磨麵。
並且，優選後述的錐狀面部12B的傾斜角度a 2為25度 35度，將其角度中心作 為圓筒面部12C和錐狀面部12B的交點(參照圖3(b))。其原因在於，傾斜角度a2在40 度以上時潤滑脂保持性良好(能夠在轉動體4之間形成為袋狀)，但在進行外輪2的內徑加 工時，無法利用作為車刀的內徑切削工具(釺焊工具、整體(solid)工具、不重磨刀片式工 具等)以軌道面111a、圓弧面Rl、圓筒面部12C、錐狀面部12B以及沉孔部12a的順序連續 進行加工。這是因為當傾斜角度a2較大時，由於內徑切削工具為刀尖突出的形態，所以， 例如若是不重磨刀片式工具，則錐狀面部12B與切削刃的刀尖以外的部分或者安裝切削刃 的工具頭部等發生幹涉，因此需要形成為實質上能夠以上述的順序連續加工，並且不會與 工具發生幹涉的傾斜角度a 2。 另外，當傾斜角度a2過小時，潤滑脂容易被排出。因此，作為合理且有效的形狀 的傾斜角度a2為30度左右。 而且，優選基準圓弧面SR與錐狀面部12B之間的距離L為1. 5mm以下(參照圖 3(a))。作為該距離L的具體例，例如是通過任意設定的基準圓弧面SR的中心和該基準圓 弧面SR與虛擬圓筒面LR的接點LP的線上的錐狀面部12B與接點LP之間的距離。這是因 為能夠使潤滑脂保持性、供給性良好(因為潤滑脂難以被排出，能夠將潤滑脂保持在轉動 體4、軌道面llla附近)。另外，當該距離為Omm以下時有可能與轉動體4發生幹涉，因此 不優選。此外，保持在潤滑劑積存部GP中的潤滑脂也可以溢出到由上述的基準圓弧面SR、 虛擬圓筒面LR、壁面12A以及圓筒面部12c包圍的區域的外側。 而且，作為潤滑劑積存部GP的壁面12A的形態的具體例，例如形成為具有從壁面 12A的終端點P2連續的縮徑形態的錐狀面部12B、和從該錐狀面部12B的端部沿軸向Z連 續的圓筒面部12C。其中，圓筒面部12C與圓弧面R1相連。通過如此構成，隨著朝徑向X外
5側及軸向Z內側(圖3中的右側)轉移，能夠逐漸縮小與轉動體4的間隙L，因此潤滑劑容 易朝轉動體4側傳遞，可使潤滑功能良好。 需要說明的是，壁面12A在外輪2的車輛外側也形成為相同的形狀，當然，與車輛 內側以左右對稱的方式形成。 而且，內輪部件3與朝徑向X外側突出設置的圓盤狀輪轂凸緣14 一體形成。輪轂 凸緣14固定有用於在車輛外側與車輪(未圖示)連接以進行裝配的輪轂螺栓15。該輪轂 螺栓15被壓入固定在輪轂凸緣14的螺栓安裝孔16中。 輪轂凸緣14在構成內輪部件3的一部分的軸部17的一端部(車輛外側)的外 周，朝徑向外側突出設置而一體形成。而且，在軸部17的另一端部(車輛內側(圖1中的 左側))形成有外徑小一級的小徑部18。獨立形成的內輪20被壓入固定於該小徑部18，所 述內輪20在外周面具備供排列多列的一方轉動體4進行轉動的內輪軌道槽19a。並且，在 軸部17的一端部和另一端部之間的外周面，形成有排列有多列的另一方轉動體4進行轉動 的內輪軌道槽19b。通過這樣在軸部17的另一端部壓入內輪20而形成一體化，可構成在一 端部具備輪轂凸緣14的內輪部件3。其中，該內輪軌道槽19a、19b也與外輪2的外輪軌道 槽lla、llb同樣，以比轉動體4的曲率半徑稍大的曲率半徑仿照圓弧面狀而形成。
在內輪部件3的軸部17中形成有連結插通孔22，該連結插通孔22成為作為傳遞 動力的驅動軸的驅動軸21被花鍵結合的花鍵孔。按照能夠向該連結插通孔22傳遞動力的 方式，將驅動軸21的花鍵軸23穿過連結插通孔22。而且，通過將作為螺紋緊固件的螺母 26擰合在驅動軸21的延出側的端部，將驅動軸21的端面24固定成與和該端面24對置的 內輪20的車輛內側的內輪端面25抵接。 這樣，沿軸向Z施加規定載荷進行預壓，以使由保持器5保持的轉動體4的轉動 面，相對於徑向X具有規定角度的接觸角e (參照圖3)地與外輪軌道槽lla、llb、內輪軌道 槽19a、19b接觸，對該接觸部位賦予適當的規定面壓力。 並且，如圖4、5所示，將轉動體保持為遊隙嵌合狀的保持器5具有進入到外輪2與 內輪部件3之間的空間內的圓環狀環狀部27，在該環狀部27的端部一體形成有錐狀部28。 該錐狀部28隨著向軸向Z突出而沿徑向X擴徑。該錐狀部28突出形成為，沿周方向以一 定間隔對置的一對保持爪29被賦予適當的彈性。該保持爪29朝相互接近的方向彎曲，在 一對保持爪29間與環狀部27之間，以比轉動體4的曲率半徑稍大的曲率半徑形成有凹球 面狀的凹陷部30。 而且，通過使該保持爪29彈性變形來裝配轉動體4，並隔著規定的凹陷間隙保持 轉動體4，能夠形成扣合式(sn即on type)的冠型保持器，由此可保持轉動體4以免其脫 落。 這裡，保持器5的保持爪29隻要具備彈性即可，可以使用金屬材料或樹脂材料，作 為樹脂材料的例子，可以舉出聚醯胺類樹脂、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚苯硫醚(PPS)、聚醯 胺醯亞胺(PAI)、熱塑性聚醯亞胺、聚醚醚酮(PEEK)或聚醚腈(PEN)等。
當組裝該輪轂單元時，預先將轉動體4組裝到保持器5的凹陷部30中作為輔助組 件，從外輪2的軸向Z外側(沉孔部12a、12b側)將該輔助組件組裝到外輪軌道槽11a、llb 內。在該組裝工序中，由於保持器5的保持爪29具有彈性，所以，當轉動體4越過圖2所示 的沉孔部12a(壁面12A的終端點P2)時，通過保持爪29彈性縮徑(朝徑向X內側)，由此能夠被組裝到外輪軌道槽lla內。然後，保持爪29彈性恢復到彈性變形前的中立狀態(自由狀態)，在該中立狀態下保持的轉動體4成為被保持成遊隙嵌合狀的狀態。
如此被裝配的轉動體4在隨後的組裝工序中，例如即便以沉孔部12a處於下方的姿態配置外輪2，通過沉孔部12a的限制面(圓弧面R1、壁面12A)限制轉動體4，也能夠保持輔助組件不從外輪軌道槽lla脫落。 另外，為了從外部對轉動軸承裝置1的內輪部件3和外輪2之間進行密封，在車輛外側(圖1中的右側)及車輛內側(圖1中的左側)配設有密封裝置31a、31b，由兩個密封裝置31a、31b限制潤滑脂的洩漏。 此外，雖然本實例是驅動輪用的轉動軸承裝置l，但也可以如圖2所示，在軸部17中未形成連結插通孔22的方式的情況下，使軸部17的另一端側延伸到外部，對該另一端側進行鉚接，利用使其朝徑向X外側塑性變形而形成的鉚接部位來固定內輪20以免其在軸向Z脫落，從而用於從動輪。 其次，對轉動軸承裝置的組裝方法進行說明。首先，將轉動體4保持於保持器5的保持爪29，形成輔助組件。將該輔助組件製成車輛內側用和車輛外側用兩組。將兩組輔助組件分別從外輪2的軸向Z兩端(沉孔部12a、12b側)插入，由此將轉動體4組裝到外輪軌道槽11a、llb內。然後，從車輛外側將內輪部件3的軸部17插入到外輪2和兩組輔助組件的組件中，隨後，從車輛內側將內輪20插入到小徑部18，由此，由保持器5保持的轉動體4被組裝到外輪2的外輪軌道槽11a、llb與內輪部件3的內輪軌道槽19a、19b之間。進而，如果是驅動輪用轉動軸承裝置，則通過驅動軸21的緊固，如果是從動輪用轉動軸承裝置，則通過內輪20的鉚接，對轉動體4施加預壓力進行組裝，以使轉動體4以規定面壓力與外輪2的外輪軌道槽11a、llb和內輪軌道槽19a、19b接觸。然後，通過從車輛內側的沉孔部12a側注入潤滑脂，將潤滑脂填充到外輪2與內輪部件3之間的空間內。通過該填充，使得潤滑劑積存部GP中也貯存有潤滑脂，特別是能夠增加接近於轉動體4的部位處的潤滑脂貯存量，因此有利於防止潤滑劑枯竭。並且，將潤滑脂填充到潤滑劑積存部GP中的填充作業，也可以通過將輔助組件的轉動體4組裝到外輪2的外輪軌道槽11a、llb內的狀態的預組裝來填充。 本發明的實施方式涉及的轉動軸承裝置具備外輪，其具有形成在內周面的外輪軌道槽、和設置在比外輪軌道槽靠向軸向外側的位置的沉孔部；內輪部件，其具有形成在外周面的內輪軌道槽；和多個轉動體，轉動自如地被夾裝在所述外輪軌道槽與所述內輪軌道槽之間，以規定的接觸角與這些內外輪的內外輪軌道槽接觸；在所述外輪軌道槽與沉孔部之間的中間部，形成有貯存潤滑劑的潤滑劑積存部。 通過採用上述結構，由於能夠減小沉孔部的內側的轉動體實質上接觸的軌道面，且可以接近該軌道面配設潤滑劑積存部，所以，能夠增加潤滑劑的填充量，並且潤滑劑積存部中貯存的潤滑劑容易傳遞給轉動體，進而，由於潤滑劑積存部不需要進行研磨加工，所以可提供一種滿足耐久性和加工成本這兩個方面要求的轉動軸承裝置。 另外，所述潤滑劑積存部通過所述外輪軌道槽與沉孔部之間的中間部朝徑向外側擴徑而形成。 所述外輪軌道槽具有包含所述轉動體所接觸的接觸部位的圓弧狀軌道面，將所述軌道面朝軸向外側延長且具有與軌道面的曲率中心相同的曲率中心的虛擬圓弧面設為虛
7擬基準圓弧面，將所述沉孔部朝軸向內側延長的虛擬的圓筒面設為虛擬圓筒面，所述潤滑劑積存部通過所述中間部相對於所述虛擬基準圓弧面及所述虛擬圓筒面沿徑向擴徑而形成。通過該結構，能夠使潤滑劑保持性、供給性更好。 在本發明的實施方式涉及的轉動軸承裝置中，所述轉動體以分別被保持在設置於環狀保持器的周方向的凹陷部中的狀態，從軸向外側被插入到所述外輪軌道槽內，當所述轉動體越過所述沉孔部時，所述保持器沿徑向彈性縮徑，在所述轉動體越過所述沉孔部之後，通過所述保持器彈性恢復，使得所述轉動體被組裝到所述外輪軌道槽中，由此，可利用沉孔部實現被組裝到外輪軌道槽內的轉動體，無論在隨後的組裝工序中外輪處於何種姿態該轉動體都不會脫落，並且，在該預組裝狀態下，能夠可靠地將潤滑劑貯存到潤滑劑積存部中，可良好地進行將潤滑劑填充到潤滑劑積存部中的填充作業。 在本發明的實施方式涉及的轉動軸承裝置中，所述外輪軌道槽的包含所述轉動體所接觸的接觸部位的軌道面是研磨麵，所述潤滑劑積存部是面粗糙度比所述軌道面的面粗糙度粗糙的非研磨麵，由此，能夠減小外輪軌道槽的研磨加工的範圍，不需要對潤滑劑積存部進行研磨加工，相應地可降低除去加工的加工成本。而且，還可以構成所述內輪部件與輪胎連接、所述外輪與車輛的車輛固定部件連接的輪轂單元，能夠提供單元化的轉動軸承裝置。並且，所述潤滑劑積存部的內周面的形狀可具有從所述壁面的所述終端點連續的縮徑形態的錐狀面部、和從該錐狀面部的端部沿軸向連續的圓筒面部，由此，潤滑劑積存部能夠形成鍛造面的表面狀態，可使用加工成本低廉的切削加工。
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權利要求
一種轉動軸承裝置，其特徵在於，具備外輪，其具有形成在內周面的外輪軌道槽、和設置在比外輪軌道槽靠向軸向外側的沉孔部；內輪部件，其具有形成在外周面的內輪軌道槽；和多個轉動體，轉動自如地被夾裝在所述外輪軌道槽與所述內輪軌道槽之間，以規定接觸角與這些內外輪的內外輪軌道槽接觸；在所述外輪軌道槽與沉孔部之間的中間部，形成有貯存潤滑劑的潤滑劑積存部。
2. 根據權利要求1所述的轉動軸承裝置，其特徵在於， 所述潤滑劑積存部通過所述中間部朝徑向外側擴徑而形成。
3. 根據權利要求1所述的轉動軸承裝置，其特徵在於， 所述外輪軌道槽具有包含所述轉動體所接觸的接觸部位的圓弧狀軌道面， 將所述軌道面朝軸向外側延長且具有與軌道面的曲率中心相同的曲率中心的虛擬圓弧面設為虛擬基準圓弧面，將所述沉孔部朝軸向內側延長的虛擬的圓筒面設為虛擬圓筒面，所述潤滑劑積存部通過所述中間部相對於所述虛擬基準圓弧面及所述虛擬圓筒面沿 徑向擴徑而形成。
4. 根據權利要求1至3中任意一項所述的轉動軸承裝置，其特徵在於， 所述外輪軌道槽的包含所述轉動體所接觸的接觸部位的軌道面是研磨麵，所述潤滑劑積存部成為面粗糙度比所述軌道面的面粗糙度粗糙的非研磨麵。
5. 根據權利要求1至3中任意一項所述的轉動軸承裝置，其特徵在於， 所述轉動體以分別被保持在設置於環狀保持器的周方向的凹陷部中的狀態，從軸向外側被插入到所述外輪軌道槽內，當所述轉動體越過所述沉孔部時，所述保持器沿徑向彈性縮徑，在所述轉動體越過了所述沉孔部之後，所述保持器彈性恢復，由此，所述轉動體被組裝 到所述外輪軌道槽中。
6. 根據權利要求4所述的轉動軸承裝置，其特徵在於，所述轉動體以分別被保持在設置於環狀保持器的周方向的凹陷部中的狀態，從軸向外 側被插入到所述外輪軌道槽內，當所述轉動體越過所述沉孔部時，所述保持器沿徑向彈性縮徑，在所述轉動體越過了所述沉孔部之後，所述保持器彈性恢復，由此，所述轉動體被組裝 到所述外輪軌道槽中。
全文摘要
本發明涉及轉動軸承裝置，具備外輪(2)，其具有形成在內周面的外輪軌道槽(11a、11b)、和設置在外輪軌道槽(11a、11b)的軸向外側的沉孔部(12a)；內輪部件(3)，其具有形成在外周面的內輪軌道槽(19a、19b)；和多個轉動體(4)，轉動自如地被夾裝在外輪軌道槽(11a、11b)與內輪軌道槽(19a、19b)之間，以規定的接觸角與這些內外輪的內外輪軌道槽接觸；在外輪軌道槽(11a、11b)的靠近沉孔部(12a)的部分，形成有貯存潤滑劑的潤滑劑積存部(GP)。
文檔編號F16C33/58GK101749326SQ20091022439
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月2日 優先權日2008年12月4日
發明者森達規 申請人:株式會社捷太格特