车轮用轴承装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201180025070.7

申请日:

2011.05.19

公开号:

CN102939470A

公开日:

2013.02.20

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):F16C 33/64申请日:20110519|||公开

IPC分类号:

F16C33/64; B60B35/14; B60B35/18; F16C19/18

主分类号:

F16C33/64

申请人:

NTN株式会社

发明人:

小森和雄

地址:

日本大阪府

优先权:

2010.05.20 JP 2010-115965

专利代理机构:

北京三友知识产权代理有限公司 11127

代理人:

党晓林;王小东

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内容摘要

本发明公开了一种车轮用轴承装置,该车轮用轴承装置防止滚珠的接触椭圆产生边缘载荷并且提高使用寿命和噪声特性。在由双列角接触球轴承构成的该车轮用轴承装置中,外构件(12)的肩部(18)的肩部高度被设定成是双列滚珠(14)的滚珠直径的0.35至0.50倍;肩部(18)的角部(19)均由退刀面(19a)和倒角部(19b)构成,所述退刀面是与外滚道表面(12a)相切的直线,所述倒角部被修圆成具有预定曲率半径(r)的圆弧;角部(19)通过成形双列外滚道表面(12a)的成形研磨轮同时形成,并且与每个外滚道表面(12a)均平滑且连续地形成;并且退刀面(19a)的沿径向方向的长度(h)被设定成至少为0.2mm。

权利要求书

权利要求书一种车轮用轴承装置,该车轮用轴承装置包括:
外构件,在该外构件的内周上一体地形成有均具有圆弧的双列外滚道表面;
内构件,在该内构件的外周上包括有均具有圆弧的双列内滚道表面,所述双列内滚道表面适于与所述双列外滚道表面相对地布置;以及
双列滚珠列,所述双列滚珠列经由保持架以可滚动的方式容纳在两个滚道表面之间,
其中,所述外构件的肩部的角部由退刀面和倒角部构成,所述退刀面是作为所述外滚道表面的切线的直线,所述倒角部被修圆成具有预定曲率半径的圆弧;所述角部由形成所述双列外滚道表面的成形研磨轮同时形成,并且与各外滚道表面平滑连续地形成;并且所述退刀面的沿径向方向的长度被设定成大于或等于0.2mm。
根据权利要求1所述的车轮用轴承装置,
其中,所述肩部的肩部高度相对于所述双列滚珠列的滚珠直径被设定为在0.35至0.50的范围内。
根据权利要求1或2所述的车轮用轴承装置,
其中,所述双列外滚道表面中的位于被施加有大转矩那一侧的外滚道表面的肩部高度被设定成比另一侧的外滚道表面的肩部高度大。
根据权利要求3所述的车轮用轴承装置,
其中,所述双列外滚道表面中的位于外侧的外滚道表面的肩部高度Ho1相对于滚珠列的滚珠直径do被设定成在Ho1/do=0.40至0.50的范围内,并且所述双列外滚道表面中的位于内侧的外滚道表面的肩部高度Hi1相对于滚珠列的滚珠直径di被设定成在Hi1/di=0.35至0.45的范围内。
根据权利要求1所述的车轮用轴承装置,
其中,所述双列滚珠列中的位于外侧的滚珠列的节圆直径被设定成比位于内侧的滚珠列的节圆直径大,并且外侧的滚珠列的滚珠数量被设定成比内侧的滚珠列的滚珠数量多。
根据权利要求1所述的车轮用轴承装置,
其中,在旋削面中形成有第二退刀面,该第二退刀面远离所述退刀面以预定倾斜角沿直线形状延伸。
根据权利要求6所述的车轮用轴承装置,
其中,所述第二退刀面相对于所述退刀面的倾斜角被设定成小于或等于10°。
根据权利要求6或7所述的车轮用轴承装置,
其中,所述退刀面和所述第二退刀面与具有预定曲率半径的圆弧面相连。
根据权利要求8所述的车轮用轴承装置,
其中,所述圆弧面的表面粗糙度被限制成小于或等于3.2Ra。
根据权利要求6至9中任一项所述的车轮用轴承装置,
其中,所述第二退刀面的表面粗糙度被限制成小于或等于3.2Ra。

说明书

说明书车轮用轴承装置
技术领域
本发明涉及一种用于车轮用轴承装置,该车轮用轴承装置用于以可旋转的方式支撑诸如汽车的车辆的车轮,并且更具体地,本发明涉及这样一种车轮用轴承装置,其能够防止滚珠的接触椭圆发生肩部超越并防止产生边缘载荷,因此能够提高车轮轴承的噪声特性和车辆轴承的寿命。
背景技术
作为用于支撑车轮的车轮用轴承装置,该车轮用轴承装置经由滚动轴承以可旋转的方式支撑用于安装车轮的轮毂,存在用于驱动轮和从动轮的车轮用轴承装置。出于结构上的原因,驱动轮内圈旋转型用于驱动轮,并且内圈旋转型和外圈旋转型两者都用于从动轮。从具有期望的轴承刚度并呈现出抗错配的高耐久性以及改善燃料消耗的观点出发,在车轮用轴承装置中通常采用具有低转矩特性的双列角接触球轴承。在双列角接触球轴承中,多个滚珠夹设在固定圈和旋转圈之间,并且通过向滚珠施加预定接触角来接触所述固定圈和旋转圈。
车轮用轴承装置广义上划分为包括双列角接触球轴承等的车轮轴承装配在悬架装置的转向节形成部与轮毂之间的第一代类型、车体安装凸缘或者车轮安装凸缘直接形成在外构件(外圈)的外周上的第二代类型、一个内滚道表面直接形成在轮毂的外周上的第三代类型、以及内滚道表面直接形成在轮毂和等速万向节的外接头构件各自的外周上的第四代类型。
近年来,强烈期望改善“NVH”,即“噪声(NOISE)”、“振动(VIBRATON)”和“杂音(HARSHNESS)”,不用说更期望改善耐用性以及降低制造成本。如图11所示,在车轮用轴承装置中使用的现有技术的车轮轴承50由双列角接触球轴承形成,该双列角接触球轴承包括:外构件51,该外构件在内周上形成有具有圆弧形截面的双列外滚道表面51a;一对内圈52、52,这一对内圈在外周上均形成有与双列外滚道表面51a对置的、具有圆弧形截面的内滚道表面52a;双列滚珠53,所述双列滚珠经由保持架57容纳在外滚道表面和内滚道表面之间,并且每列轴承部均具有接触角α。在形成于外构件51和内圈52之间的环形开口中安装有密封件54,以防止密封在轴承内的润滑脂泄漏并且防止雨水或灰尘从外部进入轴承。
如图12所示,在位于外滚道表面51a和内滚道表面52a的截面中的较高的肩部边缘55、56中,形成有辅助滚道表面55a、56a,这些辅助滚道表面分别平滑连续至圆弧形截面的曲线“a”、“b”。辅助滚道表面55a、56a均具有由直线或曲率比曲线“a”、“b”的曲率小的曲线形成的截面。此外,均具有圆弧形截面的倒角部55b、56b与辅助滚道表面55a、56a连续。
在这样的车轮用轴承装置中,由于形成有辅助滚道表面55a、56a,因此当在轴承上加载大量负载并且因此接触角α增大时,滚珠53的接触椭圆被从各滚道表面51a、52a向辅助滚道表面55a、56a“推出”。然而,由于辅助滚道表面55a、56a平滑地连续至形成滚道表面51a、52a的截面的曲线“a”、“b”并且具有直线截面,因此尽管接触椭圆被向辅助滚道表面55a、56a推出,也会防止边缘载荷(过大应力)的产生。
另外,由于辅助滚道表面55a、56a均具有直线截面,因此尽管外构件51的内径被设定得较小或内圈52的外径被设定得较大,但与由滚道表面51a、52a的圆弧曲线“a”、“b”的延伸部形成的斜度相比,也可以将辅助滚道表面55a、56a的斜度设定得较大。因而,能够避免其中辅助滚道表面55a、56a必须利用研磨轮的侧面研磨的情况,并且因此能够减少用于研磨的时间。
另外,由于滚道表面51a、52a分别具有与辅助滚道表面55a、56a的边缘连续的、圆弧形截面的倒角面55b、56b,因此接触椭圆的边缘载荷能够被进一步降低(例如参见专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开专利公报No.2007‑85555。
发明内容
技术问题
在这类车辆用轴承装置中,如果从车轮向车轮轴承输入过大载荷,则滚珠53的接触椭圆将超越滚道表面的肩部,并且当车辆爬上路牙时,肩部上产生的压痕将造成异常噪声。为了解决在滚道表面的肩部中造成压痕的问题,必需增大滚道表面的肩部高度。然而,肩部高度的增大导致车轮轴承的重量增大,并且可加工性降低,最终导致生产成本升高。另一方面,由于造成密封件54的截面高度以内圈52的肩部高度增大(如果其增大)的量降低,因此不能确保足够的密封性。在本说明书中,术语“肩部超越(shoulder overriding)”是指这样的现象,即,当向车轮轴承施加大力矩载荷时,在滚珠53和外滚道表面51a之间的接触部中形成的接触椭圆从外构件51的内径和外滚道表面51a之间的角部被推出,并且产生边缘载荷。
因此,本发明的目的是提供一种车轮用轴承装置,其能够防止滚珠的接触椭圆产生边缘载荷,从而能够改善车轮轴承的噪声特性并延长车轮轴承的寿命。
解决问题的方案
为了实现本发明的目的,根据本发明的第一方面,提供一种车轮用轴承装置,该车轮用轴承装置包括:外构件,在该外构件的内周上一体地形成有均具有圆弧的双列外滚道表面;内构件,在该内构件的外周上包括有均具有圆弧的双列内滚道表面,所述双列内滚道表面适于与所述双列外滚道表面相对地布置;以及双列滚珠列,所述双列滚珠列经由保持架以可滚动的方式容纳在两个滚道表面之间,其中,所述外构件的肩部的角部由退刀面和倒角部构成,所述退刀面是作为所述外滚道表面的切线的直线,所述倒角部被修圆成具有预定曲率半径的圆弧;所述角部由形成所述双列外滚道表面的成形研磨轮同时形成,并且与各外滚道表面平滑连续地形成;并且所述退刀面的沿径向方向的长度被设定成大于或等于0.2mm。
如上所述,在由用于第一至第四代结构的双列角接触球轴承形成的车轮用轴承装置中,所述外构件的肩部的角部由退刀面和倒角部构成,所述退刀面是作为所述外滚道表面的切线的直线,所述倒角部被修圆成具有预定曲率半径的圆弧,所述角部由形成所述双列外滚道表面的成形研磨轮同时形成,并且各外滚道表面平滑连续地形成,并且所述退刀面的沿径向方向的长度被设定成大于或等于0.2mm。这能够防止滚珠的接触椭圆发生肩部超越并且有效地防止边缘载荷的产生。此外,可以改善车轮轴承的噪声特性并延长其寿命。因而,角部的耐压性提高,并且可以防止因滚珠的接触椭圆发生肩部超越并在肩部中产生压痕而产生异常噪声。
优选的是,如第二方面中限定的,所述肩部高度相对于所述双列滚珠列的滚珠直径被设定为在0.35至0.50的范围内。这能够提高耐压痕性并且可靠地防止肩部超越。
优选的是,如第三方面中限定的,在所述双列外滚道表面中的位于被施加有大转矩那一侧的外滚道表面的肩部高度被设定成比另一个外滚道表面的肩部高度大。即使向滚珠列施加大的力矩载荷,这也能够提高耐压痕性,并且也能防止滚珠的接触椭圆发生肩部超越并且防止边缘载荷的产生。此外,可以改善车轮轴承的噪声特性并延长寿命。
优选的是,如第四方面中限定的,所述双列外滚道表面中的位于外侧的外滚道表面的肩部高度Ho1相对于滚珠列的滚珠直径do被设定成在Ho1/do=0.40至0.50的范围内,并且所述双列外滚道表面中的位于内侧的外滚道表面的肩部高度Hi1相对于滚珠列的滚珠直径di被设定成在Hi1/di=0.35至0.45的范围内。即使向外侧的滚珠列施加大的力矩载荷,与内侧的滚珠列对比,这也能够提高耐压痕性,能防止滚珠的接触椭圆发生肩部超越,并且能够防止边缘载荷的产生。此外,可以改善车轮轴承的噪声特性并延长寿命。
优选的是,如第五方面中限定的,所述双列滚珠列中的位于外侧的滚珠列的节圆直径被设定成比位于内侧的滚珠列的节圆直径大,并且外侧的所述滚珠列的滚珠数量被设定成比内侧的所述滚珠列的滚珠数量大。即使向外侧的滚珠列施加大的力矩载荷,这也能够使外侧的滚珠列的基本额定载荷比内侧的滚珠列的基本额定载荷更进一步增大,能够提高耐压痕性,能够防止滚珠的接触椭圆发生肩部超越,并且能够防止边缘载荷的产生。此外,可以改善车轮轴承的噪声特性并延长寿命。
优选的是,如第六方面中限定的,在旋削面中形成有第二退刀面,该第二退刀面远离所述退刀面以预定倾斜角沿直线形状延伸。这能够抑制角部的压痕深度,并且防止由于滚珠的接触椭圆发生肩部超越并在肩部中产生压痕而产生异常噪声。
优选的是,如第七方面中限定的,所述第二退刀面相对于所述退刀面的倾斜角被设定成小于或等于10°。这能够抑制角部的压痕深度。
优选的是,如第八方面中限定的,所述退刀面和所述第二退刀面与具有预定曲率半径的圆弧面相连。这能够进一步抑制角部的压痕深度并且防止由于滚珠的接触椭圆发生肩部超越并在肩部中产生压痕而产生异常噪声。
优选的是,如第九方面中限定的,所述圆弧面的表面粗糙度被限制成小于或等于3.2Ra。即使当组装时滚珠接触角部,这也能够抑制在滚珠上产生刮擦,并且防止因在滚珠上刮擦而产生的异常噪声。
优选的是,如第十方面中限定的,所述第二退刀面的表面粗糙度被限制成小于或等于3.2Ra。即使当组装时滚珠接触角部,这也能够抑制在滚珠上产生刮擦,并且防止因在滚珠上的刮擦而产生异常噪声。
发明的有利效果
本发明的该车轮用轴承装置包括:外构件,在该外构件的内周上一体地形成有均具有圆弧的双列外滚道表面;内构件,在该内构件的外周上包括有均具有圆弧的双列内滚道表面,所述双列内滚道表面适于与所述双列外滚道表面相对地布置;以及双列滚珠列,所述双列滚珠列经由保持架以可滚动的方式容纳在两个滚道表面之间,其中,所述外构件的肩部的角部由退刀面和倒角部构成,所述退刀面是作为所述外滚道表面的切线的直线,所述倒角部被修圆成具有预定曲率半径的圆弧;所述角部由形成所述双列外滚道表面的成形研磨轮同时形成,并且与各外滚道表面平滑连续地形成;并且所述退刀面的沿径向方向的长度被设定成大于或等于0.2mm。这能够防止滚珠的接触椭圆发生肩部超越并且有效地防止边缘载荷的产生。此外,可以改善车轮轴承的噪声特性并延长寿命。因而,角部的耐压痕性提高,并且可以防止因滚珠的接触椭圆发生肩部超越并在肩部中产生压痕而产生异常噪声。
附图说明
图1是示出本发明的车轮用轴承装置的实施方式的纵向剖视图。
图2是示出图1的车轮轴承的纵向剖视图。
图3的(a)是示出图2的外构件的纵向剖视图,图3的(b)是示出图3的(a)的主要部分的放大图。
图4的(a)是示出图2的外构件的变形例的纵向剖视图,图4的(b)是示出图4的(a)的主要部分的放大图。
图5的(a)是示出图2的外构件的另一变形例的纵向剖视图,图5的(b)是示出图5的(a)的主要部分的放大图。
图6的(a)是示出图2的外构件的另一变形例的纵向剖视图,图6的(b)是示出图5的(a)的主要部分的放大图。
图7的(a)是示出图2的外构件的另一变形例的纵向剖视图,图7的(b)是示出图7的(a)的主要部分的放大图。
图8的(a)是示出图2的外构件的另一变形例的纵向剖视图,图8的(b)是示出图8的(a)的主要部分的放大图。
图9的(a)是示出图2的外构件的另一变形例的纵向剖视图,图9的(b)是示出图9的(a)的主要部分的放大图。
图10的(a)是示出图2的外构件的另一变形例的纵向剖视图,图10的(b)是示出图10的(a)的主要部分的放大图。
图11是示出现有技术的车轮轴承的纵向剖视图。
图12是示出图11的主要部分的放大图。
具体实施方式
一种车轮用轴承装置包括:外构件,在该外构件的内周上一体地形成有均具有圆弧的双列外滚道表面;一对内圈,这一对内圈在外周上包括有均具有圆弧的内滚道表面,所述内滚道表面适于与所述双列外滚道表面相对地布置;以及双列滚珠列,所述双列滚珠列经由保持架以可滚动的方式容纳在两个滚道表面之间,其中,所述外构件的肩部高度相对于所述双列滚珠列的滚珠直径被设定为在0.35至0.50的范围内,并且肩部的角部由退刀面和倒角部构成,所述退刀面是作为所述外滚道表面的切线的直线,所述倒角部被修圆成具有预定曲率半径的圆弧;所述角部由形成所述双列外滚道表面的成形研磨轮同时形成,并且与所述双列外滚道表面中的每个外滚道表面均平滑连续地形成;并且所述退刀面的沿径向方向的长度被设定成大于或等于0.2mm。
实施方式
在下文中将参照附图描述本发明的实施方式。
图1是示出本发明的车轮用轴承装置的实施方式的纵向剖视图,图2是示出图1的车轮轴承的纵向剖视图,图3的(a)是示出图2的外构件的纵向剖视图,图3的(b)是示出图3的(a)的主要部分的放大图,图4的(a)是示出图2的外构件的变形例的纵向剖视图,图4的(b)是示出图4的(a)的主要部分的放大图,图5的(a)至图10的(a)是示出图2的外构件的其它变形例的纵向剖视图,图5的(b)至图10的(b)是示出图5的(a)至图10的(a)的主要部分的放大图。另外,在以下描述中,车轮用轴承装置在安装在车辆上时的外侧被称为“外侧”(图1中的左侧),并且车轮用轴承装置在安装在车辆上时的中央被称为“内侧”(图1中的右侧)。
所示的车轮用轴承装置是用于驱动轮的所谓第一代类型,并且主要由轮毂1和车轮轴承3构成,所述车轮轴承压配合在轮毂1中并且相对于转向节2以可旋转的方式支撑轮毂1。轮毂1具有车轮安装凸缘4,该车轮安装凸缘用于在外侧端安装车轮W,并且该轮毂1在外周上具有沿轴向方向从车轮安装凸缘4延伸的筒状部5。在车轮安装凸缘4中,紧固车轮W和制动转子B的螺栓4a沿周向方向等距设置。另外,在轮毂1的内周中形成用于传递转矩的锯齿部(或花键)6,并且车轮轴承3压配合在筒状部5的外周面中。
轮毂1由碳含量按重量计为0.40至0.80%的中/高碳钢(例如,S53C)制成,并通过高频感应淬火而硬化,使得从车轮安装凸缘4的内侧基部至筒状部5的区域具有58至64HRC的范围的表面硬度。因此,这使得可以施加足够的机械强度来抵抗施加到车轮安装凸缘4的旋转弯曲负荷,并且可以提高作为车轮轴承3的装配部的筒状部5的抗微动磨损性能,并且可以提高轮毂1的耐久性。
车轮轴承3固定成由轮毂1和构成等速万向节7的外接头构件8的肩部9夹持的状态。从肩部9延伸的杆部10沿轴向方向一体形成在外接头构件8中。杆部10的外周具有阳螺纹10b和与轮毂1的锯齿部6啮合的锯齿部(或花键)10a。因此,来自发动机的转矩经由驱动轴(未示出)、等速成向节7以及杆部10的锯齿部10a传递到轮毂1。此外,固定螺母11以预定紧固扭矩紧固到杆部10的阳螺纹10b,并且因此向车轮轴承3提供期望的轴承预载荷。
如图2的放大图所示,车轮轴承3包括外构件(外圈)12、插入外构件12中的一对内圈13、13、容纳在外构件12和内圈13之间的双列滚珠14、14,并且构成背面组合型双列角接触球轴承,该双列角接触球轴承设定成一对内圈13、13的前侧的端面相抵接的状态。
外构件12由例如SUJ2的高碳铬轴承钢制成,并且在其内周一体地形成有双列外滚道表面12a、12a。内圈13由例如SUJ2的高碳铬轴承钢制成,并且在其外周上形成有面对双列外滚道表面12a、12a的内滚道表面13a。因此,由例如SUJ2的高碳铬轴承钢制成的双列滚珠14、14分别接收在滚道表面12a、13a之间,并且由保持架15、15以可滚动的方式保持。另外,在车轮轴承3的端部上设置密封件16、17,因此防止封闭在轴承中的润滑脂泄漏并且防止雨水、灰尘等从外部侵入轴承。
在该实施方式中,外侧滚珠14列的节圆直径PCDo和内侧滚珠14列的节圆直径PCDi被设定为直径相等(PCDo=PCDi),外侧滚珠14列的滚珠直径do和内侧滚珠14列的滚珠直径di被设定为直径相等(do=di),并且外侧滚珠14列的滚珠数量Zo和内侧滚珠14列的滚珠数量Zi被设定为相等(Zo=Zi)。
这里,如图3的(a)所示,外构件12的双列外滚道表面12a、12a的肩部的高度Ho、Hi被设定成相等。另外,肩部的高度Ho、Hi相对于滚珠14列的滚珠直径do、di被设定成在Ho/do=Hi/di=0.35至0.50的范围内。因此,如图3的(b)所示,肩部18的角部19由退刀面19a和倒角部19b构成。退刀面19a形成在一直线中,该直线为具有圆弧形截面的外滚道表面12a的切线,并且倒角部19b被修圆成曲率半径r为R0.15至2.0的圆弧。因此,角部19由形成双列外滚道表面12a、12a的成形研磨轮同时形成,并且与每个外滚道表面12a、12a平滑连续地形成。例如,“退刀面”能够通过测量截面形状并且计算R和非R的拐点而获得。这里,从拐点开始的非R区域被称为“退刀面”。因此,沿“退刀面”的径向方向的长度为h。
通常,双列外滚道表面12a、12a的研磨过程构造成:将研磨轮布置在双列外滚道表面12a、12a的内径侧,并且一边该研磨轮沿径向方向向外输送一边进行加工。当外构件12的肩部高度较高时,利用研磨轮的侧面加工肩部18的角部19,并且由于沿切削方向的挤压力不足,因此加工时间较长。然而,在该实施方式中,由于肩部18的角部19由退刀面19a和倒角部19b构成,因而即使肩部高度被设定得较高也会获得足够的挤压力,从而加工时间变短并且因此能够有效地维持期望的加工效率。本发明的申请人制造出以下表1中所示的样品,并对肩部的角部执行了耐压痕测试。
[表1]
1.4G当量力矩载荷

如从耐压痕试验的结果清楚的,当退刀面19a由作为具有圆弧形截面的外滚道表面12a的切线的直线形成并且在其径向方向上的长度h大于或等于0.2mm时,角部的耐压痕性(压痕产生的难度)提高。因此,能够防止滚珠14的接触椭圆超越肩部,并防止由于肩部18中的压痕而产生异常噪声,因此还能够维持加工效率。
图4中示出了外构件的变形例。如图4的(a)所示,在外构件20中,外侧滚珠14列的节圆直径PCDo和内侧滚珠14列的节圆直径PCDi被设定为直径相等(PCDo=PCDi),外侧滚珠14列的滚珠直径do和内侧滚珠14列的滚珠直径di被设定为直径相等(do=di),并且外侧滚珠14列的滚珠数量Zo和内侧滚珠14列的滚珠数量Zi被设定为相等(Zo=Zi)。
另外,双列外滚道表面20a、12a的肩部的高度Ho1、Hi1被设定成彼此不同。换言之,外侧的外滚道表面20a的肩部高度Ho1相对于滚珠14列的滚珠直径do被设定成在Ho1/do=0.40至0.50的范围内,内侧的外滚道表面12a的肩部高度Hi1相对于滚珠14列的滚珠直径di被设定成在Hi1/di=0.35至0.45的范围内(Ho1≥Hi1)。
因此,如图4的(b)所示,两个肩部18的角部19由退刀面19a和倒角部19b构成。退刀面19a由作为具有圆弧形截面的外滚道表面20a、12a的切线的直线形成,并且倒角部19b被修圆成曲率半径r为R 0.15至2.0的曲线。因此,角部19由形成双列外滚道表面20a、12a的成形研磨轮同时形成,并且与每个外滚道表面20a、12a平滑连续地形成。
因而,外侧滚珠14列和内侧滚珠14列的基本额定载荷彼此相同。即使向外侧滚珠14列施加大的力矩载荷,与内侧滚珠14列相比,耐压痕性也会提高,并防止滚珠14的接触椭圆发生肩部超越,因此防止边缘载荷的产生,并且能够改善噪声特性并能够延长寿命。
图5中示出了外构件的另一个变形例。如图5的(a)所示,在外构件21中,外侧滚珠14列的节圆直径PCDo和内侧滚珠14列的节圆直径PCDi被设定为直径相等(PCDo=PCDi),外侧滚珠14列的滚珠直径do和内侧滚珠14列的滚珠直径di被设定为直径相等(do=di),并且外侧滚珠14列的滚珠数量Zo和内侧滚珠14列的滚珠数量Zi被设定为相等(Zo=Zi)。
另外,双列外滚道表面20a、20a的肩部的高度Ho1、Hi1被设定成彼此相同。因此,肩部高度Ho1、Hi1相对于滚珠14的滚珠直径do被设定成在Ho1/do=Hi1/di=0.40至0.50的范围内。
因此,如图5的(b)所示,两个肩部22的角部23由退刀面19a、第二退刀面24和倒角部19b构成。退刀面19a由作为具有圆弧形截面的外滚道表面20a、20a的切线的直线形成,第二退刀面24是远离退刀面19a以倾斜角θ延伸的直线形状,并且形成有旋削面。退刀面19a由形成双列外滚道表面20a、20a的成形研磨轮同时形成,并且与每个外滚道表面20a、20a平滑连续地形成。这里,期望的是,第二退刀面24的表面粗糙度被限制为小于或等于3.2Ra。Ra是JIS(JIS B601‑1994)中的粗糙形状的其中一个参数,并且作为算术平均粗糙度使偏离平均线的绝对偏差值的平均值。因而,即使在组装期间滚珠14接触角部23,也能够抑制在滚珠14上发生刮擦,从而能够防止因在滚珠上刮擦而造成的异常噪声。
另外,第二退刀面24相对于退刀面19a的倾斜角θ被设定成小于或等于10°。此外,退刀面19a的沿径向方向的长度h被设定成大于或等于0.2mm,并且第二退刀面24的沿径向方向的长度h1被设定成在0.2mm至0.7mm的范围内。因而,能够抑制角部23的压痕的深度。能够防止因为滚珠14的接触椭圆跃上肩部并且在肩部22中产生压痕而发生异常噪声,并且能够优选地设定耐压痕性和重量平衡。
图6中示出了外构件的另一个变形例。外构件21’与图4的外构件21和肩部的角部的构造局部不同。换言之,双列外滚道表面20a、20a的肩部的高度Ho1、Hi1被设定成彼此相同。因此,肩部的高度Ho1、Hi1相对于滚珠14列的滚珠直径do被设定成在Ho1/do=Hi1/di=0.40至0.50的范围内。
如图6的(b)所示,两个肩部22的角部23’由退刀面19a、第二退刀面24和倒角部19b构成。退刀面19a和第二退刀面24能够与具有预定曲率半径r1的圆弧面相连。因而,能够抑制角部23’的压痕深度,并且能够防止因为滚珠14的接触椭圆跃上肩部并且在肩部22中产生压痕而产生异常噪声。
图7中示出了外构件的另一个变形例。如图7的(a)所示,在外构件25中,外侧滚珠14列的节圆直径PCDo被设定为大于内侧滚珠14列的节圆直径PCDi(PCDo>PCDi),外侧滚珠14列的滚珠直径do和内侧滚珠14列的滚珠直径di被设定为彼此相等(do=di),并且外侧滚珠14列的滚珠数量Zo被设定为大于内侧滚珠14列的滚珠数量Zi(Zo>Zi)。
另外,双列外滚道表面12a、12a的肩部的高度Ho1、Hi1被设定成彼此相等。换言之,外侧的外滚道表面20a的肩部高度Ho1相对于滚珠14列的滚珠直径do被设定成在Ho1/do=Hi1/di=0.40至0.50的范围内。
如图7的(b)所示,肩部18、26的角部19由退刀面19a和倒角部19b构成。退刀面19a由作为具有圆弧形截面的外滚道表面12a、12a的切线的直线形成,并且倒角部19b被修圆成曲率半径r为R0.15至2.0的圆弧。因此,角部19由形成双列外滚道表面12a、12a的成形研磨轮同时形成,并且与每个外滚道表面12a、12a均平滑连续地形成。
因而,外侧滚珠14列和内侧滚珠14的基本额定载荷增大。即使向外侧滚珠14列施加大的力矩载荷,耐压痕性也会提高,并且会防止滚珠14的接触椭圆发生肩部超越并因此防止边缘载荷的产生,从而改善噪声特性并延长寿命。
图8中示出了外构件的另一个变形例。如图8的(a)所示,在外构件27中,外侧滚珠14列的节圆直径PCDo被设定为大于内侧滚珠14列的节圆直径PCDi(PCDo>PCDi),外侧滚珠14列的滚珠直径do和内侧滚珠14列的滚珠直径di被设定为彼此相等(do=di),并且外侧滚珠14列的滚珠数量Zo被设定为大于内侧滚珠14列的滚珠数量Zi(Zo>Zi)。
另外,双列外滚道表面20a、12a的肩部的高度Ho1、Hi1被设定成彼此不同。换言之,外侧的外滚道表面20a的肩部高度Ho1相对于滚珠14列的滚珠直径do被设定成在Ho1/do=0.40至0.50的范围内。内侧的外滚道表面12a的肩部高度Hi1相对于滚珠14列的滚珠直径di被设定成在Hi1/di=0.35至0.45的范围内。
如图8的(b)所示,肩部26的角部19由退刀面19a、第二退刀面24和倒角部19b构成。退刀面19a由作为具有圆弧形截面的外滚道表面12a、12a的切线的直线形成,并且倒角部19b被修圆成曲率半径r为R0.15至2.0圆弧。因此,角部19由形成双列外滚道表面20a、12a的成形研磨轮同时形成,并且与每个外滚道表面20a、12a均平滑连续地形成。
因而,外侧滚珠14列和内侧滚珠14列的基本额定载荷增大。即使向外侧滚珠14列施加大的力矩载荷,与内侧滚珠14列相比,耐压痕性也会提高,并且防止滚珠14的接触椭圆发生肩部超越并因此防止边缘载荷的产生,从而也能够改善噪声特性并延长寿命。
图9中示出了外构件的另一个变形例。如图9的(a)所示,在外构件28中,外侧滚珠14列的节圆直径PCDo被设定为大于内侧滚珠14列的节圆直径PCDi(PCDo>PCDi),外侧滚珠14列的滚珠直径do和内侧滚珠14列的滚珠直径di被设定为彼此相等(do=di),并且外侧滚珠14列的滚珠数量Zo被设定为大于内侧滚珠14列的滚珠数量Zi(Zo>Zi)。
另外,双列外滚道表面20a、20a的肩部的高度Ho1、Hi1被设定成彼此相等。换言之,双列外滚道表面20a、20a的肩部高度Ho1、Hi1相对于滚珠14列的滚珠直径do、di被设定成在Ho1/do=Hi1/di=0.35至0.45的范围内。
如图9的(b)所示,肩部26、29的角部23由退刀面19a、第二退刀面24和倒角部19b构成。退刀面19a由作为具有圆弧形截面的外滚道表面20a、20a的切线的直线形成,并且第二退刀面24由远离退刀面19a以倾斜角度θ延伸的直线形状形成并且形成有旋削面。退刀面19a由形成双列外滚道表面20a、20a的成形研磨轮同时形成,并且与每个外滚道表面20a、20a均平滑连续地形成。
此外,第二退刀面24相对于退刀面19a的倾斜角度θ被设定成小于或等于10°。此外,退刀面19a的沿径向方向的长度h被设定成大于或等于0.2mm,并且第二退刀面24的沿径向方向的长度h1被设定成在0.2mm至0.7mm的范围内。因而,能够抑制角部23的压痕的深度。因此能够防止因滚珠14的接触椭圆超越肩部并且肩部26、29中产生压痕而产生异常噪声,并且能够更好地设定耐压痕性和重量平衡。
因而,外侧滚珠14列和内侧滚珠14列的基本额定载荷增大。即使向外侧滚珠14列施加大的力矩载荷,耐压痕性也会提高,并且防止会滚珠14的接触椭圆发生肩部超越并因此防止边缘载荷的产生,从而能够改善噪声特性并延长寿命。
图10中示出了外构件的另一个变形例。外构件28’与图9的外构件28和肩部的角部的构造局部不同。换言之,双列外滚道表面20a、20a的肩部的高度Ho1、Hi1被设定成彼此相等。因此,肩部的相对于滚珠14的滚珠直径do的高度Ho1、Hi1被设定成在Ho1/do=Hi1/di=0.40至0.50的范围内。
如图10的(b)所示,两个肩部26、29的角部23’由退刀面19a、第二退刀面24和倒角部19b构成。退刀面19a和第二退刀面24能够与具有预定曲率半径r1的圆弧面相连。因而,能够抑制角部23’的压痕的深度,并且能够防止因滚珠14的接触椭圆超越肩部并在肩部26、29中产生压痕而产生异常噪声。
已经参照优选实施方式描述了本发明。明显地,阅读以及理解了前文的详细描述之后,本领域的技术人员能得出其它变型例和可选例。本发明旨在被解释为包括所有这样的可选例和变型例,只要它们落在所附权利要求或其等同物的范围之内即可。
工业实用性
本发明的车轮用轴承装置能被应用于与第一代类型至第四代类型的车轮用轴承装置,而与其是用于驱动轮还是从动轮无关。
附图标记说明
1                         轮毂
2                         转向节
3                         车轮轴承
4                         车轮安装凸缘
4a                        毂螺栓
5                         筒状部
6、10a                    锯齿部
7                         等速万向节
8                         外接头构件
9                         肩部
10                        杆部
10b                       阳螺纹
11                        固定螺母
12、20、21、21’、25、28  外构件
12a、20a                  外滚道表面
13                        内圈
13a                       内滚道表面
13b                       小端面
14                        滚珠
15                        保持架
16、17                    密封件
18、22、26、29            肩部
19、23、23’              肩部的角部
19a、24                   退刀面
19b                       倒角部
50                        车轮用轴承装置
51            外构件
51a           外滚道表面
52            内圈
52a           内滚道表面
53            滚珠
54            密封件
55、56        肩部的边缘
55a、56a      辅助滚道表面
55b、56b      倒角部
57            保持架
a、b          曲面
di            内侧滚珠列的滚珠直径
do            外侧滚珠列的滚珠直径
Hi、Hi1       内圈的内滚道表面的肩部高度
Ho、Ho1       外侧的外滚道表面的肩部高度
h、h1         退刀面的沿径向方向的长度
PCDi          内侧滚珠列的节圆直径
PCDo          外侧滚珠列的节圆直径
r             角部的倒角部的曲率半径
r1            圆弧面的曲率半径
Zi            内侧滚珠列的滚珠数量
Zo            外侧滚珠列的滚珠数量
α            接触角
θ            退刀面的倾斜角

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资源描述

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1、(10)申请公布号 CN 102939470 A(43)申请公布日 2013.02.20CN102939470A*CN102939470A*(21)申请号 201180025070.7(22)申请日 2011.05.192010-115965 2010.05.20 JPF16C 33/64(2006.01)B60B 35/14(2006.01)B60B 35/18(2006.01)F16C 19/18(2006.01)(71)申请人 NTN株式会社地址日本大阪府(72)发明人小森和雄(74)专利代理机构北京三友知识产权代理有限公司 11127代理人党晓林 王小东(54) 发明名称车轮用轴承装置。

2、(57) 摘要本发明公开了一种车轮用轴承装置,该车轮用轴承装置防止滚珠的接触椭圆产生边缘载荷并且提高使用寿命和噪声特性。在由双列角接触球轴承构成的该车轮用轴承装置中,外构件(12)的肩部(18)的肩部高度被设定成是双列滚珠(14)的滚珠直径的0.35至0.50倍;肩部(18)的角部(19)均由退刀面(19a)和倒角部(19b)构成,所述退刀面是与外滚道表面(12a)相切的直线,所述倒角部被修圆成具有预定曲率半径(r)的圆弧;角部(19)通过成形双列外滚道表面(12a)的成形研磨轮同时形成,并且与每个外滚道表面(12a)均平滑且连续地形成;并且退刀面(19a)的沿径向方向的长度(h)被设定成至少。

3、为0.2mm。(30)优先权数据(85)PCT申请进入国家阶段日2012.11.20(86)PCT申请的申请数据PCT/JP2011/061557 2011.05.19(87)PCT申请的公布数据WO2011/145692 JA 2011.11.24(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书10页 附图10页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 10 页 附图 10 页1/1页21.一种车轮用轴承装置,该车轮用轴承装置包括:外构件,在该外构件的内周上一体地形成有均具有圆弧的双列外滚道表面;内构件,在该内构件的外周上包括有均具有圆弧的双列内滚道表面。

4、,所述双列内滚道表面适于与所述双列外滚道表面相对地布置;以及双列滚珠列,所述双列滚珠列经由保持架以可滚动的方式容纳在两个滚道表面之间,其中,所述外构件的肩部的角部由退刀面和倒角部构成,所述退刀面是作为所述外滚道表面的切线的直线,所述倒角部被修圆成具有预定曲率半径的圆弧;所述角部由形成所述双列外滚道表面的成形研磨轮同时形成,并且与各外滚道表面平滑连续地形成;并且所述退刀面的沿径向方向的长度被设定成大于或等于0.2mm。2.根据权利要求1所述的车轮用轴承装置,其中,所述肩部的肩部高度相对于所述双列滚珠列的滚珠直径被设定为在0.35至0.50的范围内。3.根据权利要求1或2所述的车轮用轴承装置,其中。

5、,所述双列外滚道表面中的位于被施加有大转矩那一侧的外滚道表面的肩部高度被设定成比另一侧的外滚道表面的肩部高度大。4.根据权利要求3所述的车轮用轴承装置,其中,所述双列外滚道表面中的位于外侧的外滚道表面的肩部高度Ho1相对于滚珠列的滚珠直径do被设定成在Ho1/do=0.40至0.50的范围内,并且所述双列外滚道表面中的位于内侧的外滚道表面的肩部高度Hi1相对于滚珠列的滚珠直径di被设定成在Hi1/di=0.35至0.45的范围内。5.根据权利要求1所述的车轮用轴承装置,其中,所述双列滚珠列中的位于外侧的滚珠列的节圆直径被设定成比位于内侧的滚珠列的节圆直径大,并且外侧的滚珠列的滚珠数量被设定成比。

6、内侧的滚珠列的滚珠数量多。6.根据权利要求1所述的车轮用轴承装置,其中,在旋削面中形成有第二退刀面,该第二退刀面远离所述退刀面以预定倾斜角沿直线形状延伸。7.根据权利要求6所述的车轮用轴承装置,其中,所述第二退刀面相对于所述退刀面的倾斜角被设定成小于或等于10。8.根据权利要求6或7所述的车轮用轴承装置,其中,所述退刀面和所述第二退刀面与具有预定曲率半径的圆弧面相连。9.根据权利要求8所述的车轮用轴承装置,其中,所述圆弧面的表面粗糙度被限制成小于或等于3.2Ra。10.根据权利要求6至9中任一项所述的车轮用轴承装置,其中,所述第二退刀面的表面粗糙度被限制成小于或等于3.2Ra。权 利 要 求 。

7、书CN 102939470 A1/10页3车轮用轴承装置技术领域0001 本发明涉及一种用于车轮用轴承装置,该车轮用轴承装置用于以可旋转的方式支撑诸如汽车的车辆的车轮,并且更具体地,本发明涉及这样一种车轮用轴承装置,其能够防止滚珠的接触椭圆发生肩部超越并防止产生边缘载荷,因此能够提高车轮轴承的噪声特性和车辆轴承的寿命。背景技术0002 作为用于支撑车轮的车轮用轴承装置,该车轮用轴承装置经由滚动轴承以可旋转的方式支撑用于安装车轮的轮毂,存在用于驱动轮和从动轮的车轮用轴承装置。出于结构上的原因,驱动轮内圈旋转型用于驱动轮,并且内圈旋转型和外圈旋转型两者都用于从动轮。从具有期望的轴承刚度并呈现出抗错。

8、配的高耐久性以及改善燃料消耗的观点出发,在车轮用轴承装置中通常采用具有低转矩特性的双列角接触球轴承。在双列角接触球轴承中,多个滚珠夹设在固定圈和旋转圈之间,并且通过向滚珠施加预定接触角来接触所述固定圈和旋转圈。0003 车轮用轴承装置广义上划分为包括双列角接触球轴承等的车轮轴承装配在悬架装置的转向节形成部与轮毂之间的第一代类型、车体安装凸缘或者车轮安装凸缘直接形成在外构件(外圈)的外周上的第二代类型、一个内滚道表面直接形成在轮毂的外周上的第三代类型、以及内滚道表面直接形成在轮毂和等速万向节的外接头构件各自的外周上的第四代类型。0004 近年来,强烈期望改善“NVH”,即“噪声(NOISE)”、。

9、“振动(VIBRATON)”和“杂音(HARSHNESS)”,不用说更期望改善耐用性以及降低制造成本。如图11所示,在车轮用轴承装置中使用的现有技术的车轮轴承50由双列角接触球轴承形成,该双列角接触球轴承包括:外构件51,该外构件在内周上形成有具有圆弧形截面的双列外滚道表面51a;一对内圈52、52,这一对内圈在外周上均形成有与双列外滚道表面51a对置的、具有圆弧形截面的内滚道表面52a;双列滚珠53,所述双列滚珠经由保持架57容纳在外滚道表面和内滚道表面之间,并且每列轴承部均具有接触角。在形成于外构件51和内圈52之间的环形开口中安装有密封件54,以防止密封在轴承内的润滑脂泄漏并且防止雨水或。

10、灰尘从外部进入轴承。0005 如图12所示,在位于外滚道表面51a和内滚道表面52a的截面中的较高的肩部边缘55、56中,形成有辅助滚道表面55a、56a,这些辅助滚道表面分别平滑连续至圆弧形截面的曲线“a”、“b”。辅助滚道表面55a、56a均具有由直线或曲率比曲线“a”、“b”的曲率小的曲线形成的截面。此外,均具有圆弧形截面的倒角部55b、56b与辅助滚道表面55a、56a连续。0006 在这样的车轮用轴承装置中,由于形成有辅助滚道表面55a、56a,因此当在轴承上加载大量负载并且因此接触角增大时,滚珠53的接触椭圆被从各滚道表面51a、52a向辅助滚道表面55a、56a“推出”。然而,由。

11、于辅助滚道表面55a、56a平滑地连续至形成滚道表面51a、52a的截面的曲线“a”、“b”并且具有直线截面,因此尽管接触椭圆被向辅助滚道说 明 书CN 102939470 A2/10页4表面55a、56a推出,也会防止边缘载荷(过大应力)的产生。0007 另外,由于辅助滚道表面55a、56a均具有直线截面,因此尽管外构件51的内径被设定得较小或内圈52的外径被设定得较大,但与由滚道表面51a、52a的圆弧曲线“a”、“b”的延伸部形成的斜度相比,也可以将辅助滚道表面55a、56a的斜度设定得较大。因而,能够避免其中辅助滚道表面55a、56a必须利用研磨轮的侧面研磨的情况,并且因此能够减少用于。

12、研磨的时间。0008 另外,由于滚道表面51a、52a分别具有与辅助滚道表面55a、56a的边缘连续的、圆弧形截面的倒角面55b、56b,因此接触椭圆的边缘载荷能够被进一步降低(例如参见专利文献1)。0009 现有技术文献0010 专利文献0011 专利文献1:日本特开专利公报No.2007-85555。发明内容0012 技术问题0013 在这类车辆用轴承装置中,如果从车轮向车轮轴承输入过大载荷,则滚珠53的接触椭圆将超越滚道表面的肩部,并且当车辆爬上路牙时,肩部上产生的压痕将造成异常噪声。为了解决在滚道表面的肩部中造成压痕的问题,必需增大滚道表面的肩部高度。然而,肩部高度的增大导致车轮轴承的。

13、重量增大,并且可加工性降低,最终导致生产成本升高。另一方面,由于造成密封件54的截面高度以内圈52的肩部高度增大(如果其增大)的量降低,因此不能确保足够的密封性。在本说明书中,术语“肩部超越(shoulder overriding)”是指这样的现象,即,当向车轮轴承施加大力矩载荷时,在滚珠53和外滚道表面51a之间的接触部中形成的接触椭圆从外构件51的内径和外滚道表面51a之间的角部被推出,并且产生边缘载荷。0014 因此,本发明的目的是提供一种车轮用轴承装置,其能够防止滚珠的接触椭圆产生边缘载荷,从而能够改善车轮轴承的噪声特性并延长车轮轴承的寿命。0015 解决问题的方案0016 为了实现本。

14、发明的目的,根据本发明的第一方面,提供一种车轮用轴承装置,该车轮用轴承装置包括:外构件,在该外构件的内周上一体地形成有均具有圆弧的双列外滚道表面;内构件,在该内构件的外周上包括有均具有圆弧的双列内滚道表面,所述双列内滚道表面适于与所述双列外滚道表面相对地布置;以及双列滚珠列,所述双列滚珠列经由保持架以可滚动的方式容纳在两个滚道表面之间,其中,所述外构件的肩部的角部由退刀面和倒角部构成,所述退刀面是作为所述外滚道表面的切线的直线,所述倒角部被修圆成具有预定曲率半径的圆弧;所述角部由形成所述双列外滚道表面的成形研磨轮同时形成,并且与各外滚道表面平滑连续地形成;并且所述退刀面的沿径向方向的长度被设定。

15、成大于或等于0.2mm。0017 如上所述,在由用于第一至第四代结构的双列角接触球轴承形成的车轮用轴承装置中,所述外构件的肩部的角部由退刀面和倒角部构成,所述退刀面是作为所述外滚道表面的切线的直线,所述倒角部被修圆成具有预定曲率半径的圆弧,所述角部由形成所述双说 明 书CN 102939470 A3/10页5列外滚道表面的成形研磨轮同时形成,并且各外滚道表面平滑连续地形成,并且所述退刀面的沿径向方向的长度被设定成大于或等于0.2mm。这能够防止滚珠的接触椭圆发生肩部超越并且有效地防止边缘载荷的产生。此外,可以改善车轮轴承的噪声特性并延长其寿命。因而,角部的耐压性提高,并且可以防止因滚珠的接触椭。

16、圆发生肩部超越并在肩部中产生压痕而产生异常噪声。0018 优选的是,如第二方面中限定的,所述肩部高度相对于所述双列滚珠列的滚珠直径被设定为在0.35至0.50的范围内。这能够提高耐压痕性并且可靠地防止肩部超越。0019 优选的是,如第三方面中限定的,在所述双列外滚道表面中的位于被施加有大转矩那一侧的外滚道表面的肩部高度被设定成比另一个外滚道表面的肩部高度大。即使向滚珠列施加大的力矩载荷,这也能够提高耐压痕性,并且也能防止滚珠的接触椭圆发生肩部超越并且防止边缘载荷的产生。此外,可以改善车轮轴承的噪声特性并延长寿命。0020 优选的是,如第四方面中限定的,所述双列外滚道表面中的位于外侧的外滚道表面。

17、的肩部高度Ho1相对于滚珠列的滚珠直径do被设定成在Ho1/do=0.40至0.50的范围内,并且所述双列外滚道表面中的位于内侧的外滚道表面的肩部高度Hi1相对于滚珠列的滚珠直径di被设定成在Hi1/di=0.35至0.45的范围内。即使向外侧的滚珠列施加大的力矩载荷,与内侧的滚珠列对比,这也能够提高耐压痕性,能防止滚珠的接触椭圆发生肩部超越,并且能够防止边缘载荷的产生。此外,可以改善车轮轴承的噪声特性并延长寿命。0021 优选的是,如第五方面中限定的,所述双列滚珠列中的位于外侧的滚珠列的节圆直径被设定成比位于内侧的滚珠列的节圆直径大,并且外侧的所述滚珠列的滚珠数量被设定成比内侧的所述滚珠列的。

18、滚珠数量大。即使向外侧的滚珠列施加大的力矩载荷,这也能够使外侧的滚珠列的基本额定载荷比内侧的滚珠列的基本额定载荷更进一步增大,能够提高耐压痕性,能够防止滚珠的接触椭圆发生肩部超越,并且能够防止边缘载荷的产生。此外,可以改善车轮轴承的噪声特性并延长寿命。0022 优选的是,如第六方面中限定的,在旋削面中形成有第二退刀面,该第二退刀面远离所述退刀面以预定倾斜角沿直线形状延伸。这能够抑制角部的压痕深度,并且防止由于滚珠的接触椭圆发生肩部超越并在肩部中产生压痕而产生异常噪声。0023 优选的是,如第七方面中限定的,所述第二退刀面相对于所述退刀面的倾斜角被设定成小于或等于10。这能够抑制角部的压痕深度。。

19、0024 优选的是,如第八方面中限定的,所述退刀面和所述第二退刀面与具有预定曲率半径的圆弧面相连。这能够进一步抑制角部的压痕深度并且防止由于滚珠的接触椭圆发生肩部超越并在肩部中产生压痕而产生异常噪声。0025 优选的是,如第九方面中限定的,所述圆弧面的表面粗糙度被限制成小于或等于3.2Ra。即使当组装时滚珠接触角部,这也能够抑制在滚珠上产生刮擦,并且防止因在滚珠上刮擦而产生的异常噪声。0026 优选的是,如第十方面中限定的,所述第二退刀面的表面粗糙度被限制成小于或等于3.2Ra。即使当组装时滚珠接触角部,这也能够抑制在滚珠上产生刮擦,并且防止因在滚珠上的刮擦而产生异常噪声。0027 发明的有利。

20、效果0028 本发明的该车轮用轴承装置包括:外构件,在该外构件的内周上一体地形成有均说 明 书CN 102939470 A4/10页6具有圆弧的双列外滚道表面;内构件,在该内构件的外周上包括有均具有圆弧的双列内滚道表面,所述双列内滚道表面适于与所述双列外滚道表面相对地布置;以及双列滚珠列,所述双列滚珠列经由保持架以可滚动的方式容纳在两个滚道表面之间,其中,所述外构件的肩部的角部由退刀面和倒角部构成,所述退刀面是作为所述外滚道表面的切线的直线,所述倒角部被修圆成具有预定曲率半径的圆弧;所述角部由形成所述双列外滚道表面的成形研磨轮同时形成,并且与各外滚道表面平滑连续地形成;并且所述退刀面的沿径向方。

21、向的长度被设定成大于或等于0.2mm。这能够防止滚珠的接触椭圆发生肩部超越并且有效地防止边缘载荷的产生。此外,可以改善车轮轴承的噪声特性并延长寿命。因而,角部的耐压痕性提高,并且可以防止因滚珠的接触椭圆发生肩部超越并在肩部中产生压痕而产生异常噪声。附图说明0029 图1是示出本发明的车轮用轴承装置的实施方式的纵向剖视图。0030 图2是示出图1的车轮轴承的纵向剖视图。0031 图3的(a)是示出图2的外构件的纵向剖视图,图3的(b)是示出图3的(a)的主要部分的放大图。0032 图4的(a)是示出图2的外构件的变形例的纵向剖视图,图4的(b)是示出图4的(a)的主要部分的放大图。0033 图5。

22、的(a)是示出图2的外构件的另一变形例的纵向剖视图,图5的(b)是示出图5的(a)的主要部分的放大图。0034 图6的(a)是示出图2的外构件的另一变形例的纵向剖视图,图6的(b)是示出图5的(a)的主要部分的放大图。0035 图7的(a)是示出图2的外构件的另一变形例的纵向剖视图,图7的(b)是示出图7的(a)的主要部分的放大图。0036 图8的(a)是示出图2的外构件的另一变形例的纵向剖视图,图8的(b)是示出图8的(a)的主要部分的放大图。0037 图9的(a)是示出图2的外构件的另一变形例的纵向剖视图,图9的(b)是示出图9的(a)的主要部分的放大图。0038 图10的(a)是示出图2。

23、的外构件的另一变形例的纵向剖视图,图10的(b)是示出图10的(a)的主要部分的放大图。0039 图11是示出现有技术的车轮轴承的纵向剖视图。0040 图12是示出图11的主要部分的放大图。具体实施方式0041 一种车轮用轴承装置包括:外构件,在该外构件的内周上一体地形成有均具有圆弧的双列外滚道表面;一对内圈,这一对内圈在外周上包括有均具有圆弧的内滚道表面,所述内滚道表面适于与所述双列外滚道表面相对地布置;以及双列滚珠列,所述双列滚珠列经由保持架以可滚动的方式容纳在两个滚道表面之间,其中,所述外构件的肩部高度相对于所述双列滚珠列的滚珠直径被设定为在0.35至0.50的范围内,并且肩部的角部由退。

24、刀说 明 书CN 102939470 A5/10页7面和倒角部构成,所述退刀面是作为所述外滚道表面的切线的直线,所述倒角部被修圆成具有预定曲率半径的圆弧;所述角部由形成所述双列外滚道表面的成形研磨轮同时形成,并且与所述双列外滚道表面中的每个外滚道表面均平滑连续地形成;并且所述退刀面的沿径向方向的长度被设定成大于或等于0.2mm。0042 实施方式0043 在下文中将参照附图描述本发明的实施方式。0044 图1是示出本发明的车轮用轴承装置的实施方式的纵向剖视图,图2是示出图1的车轮轴承的纵向剖视图,图3的(a)是示出图2的外构件的纵向剖视图,图3的(b)是示出图3的(a)的主要部分的放大图,图4。

25、的(a)是示出图2的外构件的变形例的纵向剖视图,图4的(b)是示出图4的(a)的主要部分的放大图,图5的(a)至图10的(a)是示出图2的外构件的其它变形例的纵向剖视图,图5的(b)至图10的(b)是示出图5的(a)至图10的(a)的主要部分的放大图。另外,在以下描述中,车轮用轴承装置在安装在车辆上时的外侧被称为“外侧”(图1中的左侧),并且车轮用轴承装置在安装在车辆上时的中央被称为“内侧”(图1中的右侧)。0045 所示的车轮用轴承装置是用于驱动轮的所谓第一代类型,并且主要由轮毂1和车轮轴承3构成,所述车轮轴承压配合在轮毂1中并且相对于转向节2以可旋转的方式支撑轮毂1。轮毂1具有车轮安装凸缘。

26、4,该车轮安装凸缘用于在外侧端安装车轮W,并且该轮毂1在外周上具有沿轴向方向从车轮安装凸缘4延伸的筒状部5。在车轮安装凸缘4中,紧固车轮W和制动转子B的螺栓4a沿周向方向等距设置。另外,在轮毂1的内周中形成用于传递转矩的锯齿部(或花键)6,并且车轮轴承3压配合在筒状部5的外周面中。0046 轮毂1由碳含量按重量计为0.40至0.80%的中/高碳钢(例如,S53C)制成,并通过高频感应淬火而硬化,使得从车轮安装凸缘4的内侧基部至筒状部5的区域具有58至64HRC的范围的表面硬度。因此,这使得可以施加足够的机械强度来抵抗施加到车轮安装凸缘4的旋转弯曲负荷,并且可以提高作为车轮轴承3的装配部的筒状部。

27、5的抗微动磨损性能,并且可以提高轮毂1的耐久性。0047 车轮轴承3固定成由轮毂1和构成等速万向节7的外接头构件8的肩部9夹持的状态。从肩部9延伸的杆部10沿轴向方向一体形成在外接头构件8中。杆部10的外周具有阳螺纹10b和与轮毂1的锯齿部6啮合的锯齿部(或花键)10a。因此,来自发动机的转矩经由驱动轴(未示出)、等速成向节7以及杆部10的锯齿部10a传递到轮毂1。此外,固定螺母11以预定紧固扭矩紧固到杆部10的阳螺纹10b,并且因此向车轮轴承3提供期望的轴承预载荷。0048 如图2的放大图所示,车轮轴承3包括外构件(外圈)12、插入外构件12中的一对内圈13、13、容纳在外构件12和内圈13。

28、之间的双列滚珠14、14,并且构成背面组合型双列角接触球轴承,该双列角接触球轴承设定成一对内圈13、13的前侧的端面相抵接的状态。0049 外构件12由例如SUJ2的高碳铬轴承钢制成,并且在其内周一体地形成有双列外滚道表面12a、12a。内圈13由例如SUJ2的高碳铬轴承钢制成,并且在其外周上形成有面对双列外滚道表面12a、12a的内滚道表面13a。因此,由例如SUJ2的高碳铬轴承钢制成的双列滚珠14、14分别接收在滚道表面12a、13a之间,并且由保持架15、15以可滚动的方式保持。另外,在车轮轴承3的端部上设置密封件16、17,因此防止封闭在轴承中的润滑脂泄漏说 明 书CN 1029394。

29、70 A6/10页8并且防止雨水、灰尘等从外部侵入轴承。0050 在该实施方式中,外侧滚珠14列的节圆直径PCDo和内侧滚珠14列的节圆直径PCDi被设定为直径相等(PCDo=PCDi),外侧滚珠14列的滚珠直径do和内侧滚珠14列的滚珠直径di被设定为直径相等(do=di),并且外侧滚珠14列的滚珠数量Zo和内侧滚珠14列的滚珠数量Zi被设定为相等(Zo=Zi)。0051 这里,如图3的(a)所示,外构件12的双列外滚道表面12a、12a的肩部的高度Ho、Hi被设定成相等。另外,肩部的高度Ho、Hi相对于滚珠14列的滚珠直径do、di被设定成在Ho/do=Hi/di=0.35至0.50的范围。

30、内。因此,如图3的(b)所示,肩部18的角部19由退刀面19a和倒角部19b构成。退刀面19a形成在一直线中,该直线为具有圆弧形截面的外滚道表面12a的切线,并且倒角部19b被修圆成曲率半径r为R0.15至2.0的圆弧。因此,角部19由形成双列外滚道表面12a、12a的成形研磨轮同时形成,并且与每个外滚道表面12a、12a平滑连续地形成。例如,“退刀面”能够通过测量截面形状并且计算R和非R的拐点而获得。这里,从拐点开始的非R区域被称为“退刀面”。因此,沿“退刀面”的径向方向的长度为h。0052 通常,双列外滚道表面12a、12a的研磨过程构造成:将研磨轮布置在双列外滚道表面12a、12a的内径。

31、侧,并且一边该研磨轮沿径向方向向外输送一边进行加工。当外构件12的肩部高度较高时,利用研磨轮的侧面加工肩部18的角部19,并且由于沿切削方向的挤压力不足,因此加工时间较长。然而,在该实施方式中,由于肩部18的角部19由退刀面19a和倒角部19b构成,因而即使肩部高度被设定得较高也会获得足够的挤压力,从而加工时间变短并且因此能够有效地维持期望的加工效率。本发明的申请人制造出以下表1中所示的样品,并对肩部的角部执行了耐压痕测试。0053 表10054 1.4G当量力矩载荷0055 0056 如从耐压痕试验的结果清楚的,当退刀面19a由作为具有圆弧形截面的外滚道表面12a的切线的直线形成并且在其径向。

32、方向上的长度h大于或等于0.2mm时,角部的耐压痕性(压痕产生的难度)提高。因此,能够防止滚珠14的接触椭圆超越肩部,并防止由于肩部18中的压痕而产生异常噪声,因此还能够维持加工效率。0057 图4中示出了外构件的变形例。如图4的(a)所示,在外构件20中,外侧滚珠14列的节圆直径PCDo和内侧滚珠14列的节圆直径PCDi被设定为直径相等(PCDo=PCDi),外侧滚珠14列的滚珠直径do和内侧滚珠14列的滚珠直径di被设定为直径相等(do=di),并且外侧滚珠14列的滚珠数量Zo和内侧滚珠14列的滚珠数量Zi被设定为相等(Zo=Zi)。说 明 书CN 102939470 A7/10页9005。

33、8 另外,双列外滚道表面20a、12a的肩部的高度Ho1、Hi1被设定成彼此不同。换言之,外侧的外滚道表面20a的肩部高度Ho1相对于滚珠14列的滚珠直径do被设定成在Ho1/do=0.40至0.50的范围内,内侧的外滚道表面12a的肩部高度Hi1相对于滚珠14列的滚珠直径di被设定成在Hi1/di=0.35至0.45的范围内(Ho1Hi1)。0059 因此,如图4的(b)所示,两个肩部18的角部19由退刀面19a和倒角部19b构成。退刀面19a由作为具有圆弧形截面的外滚道表面20a、12a的切线的直线形成,并且倒角部19b被修圆成曲率半径r为R 0.15至2.0的曲线。因此,角部19由形成双。

34、列外滚道表面20a、12a的成形研磨轮同时形成,并且与每个外滚道表面20a、12a平滑连续地形成。0060 因而,外侧滚珠14列和内侧滚珠14列的基本额定载荷彼此相同。即使向外侧滚珠14列施加大的力矩载荷,与内侧滚珠14列相比,耐压痕性也会提高,并防止滚珠14的接触椭圆发生肩部超越,因此防止边缘载荷的产生,并且能够改善噪声特性并能够延长寿命。0061 图5中示出了外构件的另一个变形例。如图5的(a)所示,在外构件21中,外侧滚珠14列的节圆直径PCDo和内侧滚珠14列的节圆直径PCDi被设定为直径相等(PCDo=PCDi),外侧滚珠14列的滚珠直径do和内侧滚珠14列的滚珠直径di被设定为直径。

35、相等(do=di),并且外侧滚珠14列的滚珠数量Zo和内侧滚珠14列的滚珠数量Zi被设定为相等(Zo=Zi)。0062 另外,双列外滚道表面20a、20a的肩部的高度Ho1、Hi1被设定成彼此相同。因此,肩部高度Ho1、Hi1相对于滚珠14的滚珠直径do被设定成在Ho1/do=Hi1/di=0.40至0.50的范围内。0063 因此,如图5的(b)所示,两个肩部22的角部23由退刀面19a、第二退刀面24和倒角部19b构成。退刀面19a由作为具有圆弧形截面的外滚道表面20a、20a的切线的直线形成,第二退刀面24是远离退刀面19a以倾斜角延伸的直线形状,并且形成有旋削面。退刀面19a由形成双列。

36、外滚道表面20a、20a的成形研磨轮同时形成,并且与每个外滚道表面20a、20a平滑连续地形成。这里,期望的是,第二退刀面24的表面粗糙度被限制为小于或等于3.2Ra。Ra是JIS(JIS B601-1994)中的粗糙形状的其中一个参数,并且作为算术平均粗糙度使偏离平均线的绝对偏差值的平均值。因而,即使在组装期间滚珠14接触角部23,也能够抑制在滚珠14上发生刮擦,从而能够防止因在滚珠上刮擦而造成的异常噪声。0064 另外,第二退刀面24相对于退刀面19a的倾斜角被设定成小于或等于10。此外,退刀面19a的沿径向方向的长度h被设定成大于或等于0.2mm,并且第二退刀面24的沿径向方向的长度h1。

37、被设定成在0.2mm至0.7mm的范围内。因而,能够抑制角部23的压痕的深度。能够防止因为滚珠14的接触椭圆跃上肩部并且在肩部22中产生压痕而发生异常噪声,并且能够优选地设定耐压痕性和重量平衡。0065 图6中示出了外构件的另一个变形例。外构件21与图4的外构件21和肩部的角部的构造局部不同。换言之,双列外滚道表面20a、20a的肩部的高度Ho1、Hi1被设定成彼此相同。因此,肩部的高度Ho1、Hi1相对于滚珠14列的滚珠直径do被设定成在Ho1/do=Hi1/di=0.40至0.50的范围内。0066 如图6的(b)所示,两个肩部22的角部23由退刀面19a、第二退刀面24和倒角部19b构成。

38、。退刀面19a和第二退刀面24能够与具有预定曲率半径r1的圆弧面相连。因而,能够抑制角部23的压痕深度,并且能够防止因为滚珠14的接触椭圆跃上肩部并且在说 明 书CN 102939470 A8/10页10肩部22中产生压痕而产生异常噪声。0067 图7中示出了外构件的另一个变形例。如图7的(a)所示,在外构件25中,外侧滚珠14列的节圆直径PCDo被设定为大于内侧滚珠14列的节圆直径PCDi(PCDoPCDi),外侧滚珠14列的滚珠直径do和内侧滚珠14列的滚珠直径di被设定为彼此相等(do=di),并且外侧滚珠14列的滚珠数量Zo被设定为大于内侧滚珠14列的滚珠数量Zi(ZoZi)。0068。

39、 另外,双列外滚道表面12a、12a的肩部的高度Ho1、Hi1被设定成彼此相等。换言之,外侧的外滚道表面20a的肩部高度Ho1相对于滚珠14列的滚珠直径do被设定成在Ho1/do=Hi1/di=0.40至0.50的范围内。0069 如图7的(b)所示,肩部18、26的角部19由退刀面19a和倒角部19b构成。退刀面19a由作为具有圆弧形截面的外滚道表面12a、12a的切线的直线形成,并且倒角部19b被修圆成曲率半径r为R0.15至2.0的圆弧。因此,角部19由形成双列外滚道表面12a、12a的成形研磨轮同时形成,并且与每个外滚道表面12a、12a均平滑连续地形成。0070 因而,外侧滚珠14列。

40、和内侧滚珠14的基本额定载荷增大。即使向外侧滚珠14列施加大的力矩载荷,耐压痕性也会提高,并且会防止滚珠14的接触椭圆发生肩部超越并因此防止边缘载荷的产生,从而改善噪声特性并延长寿命。0071 图8中示出了外构件的另一个变形例。如图8的(a)所示,在外构件27中,外侧滚珠14列的节圆直径PCDo被设定为大于内侧滚珠14列的节圆直径PCDi(PCDoPCDi),外侧滚珠14列的滚珠直径do和内侧滚珠14列的滚珠直径di被设定为彼此相等(do=di),并且外侧滚珠14列的滚珠数量Zo被设定为大于内侧滚珠14列的滚珠数量Zi(ZoZi)。0072 另外,双列外滚道表面20a、12a的肩部的高度Ho1。

41、、Hi1被设定成彼此不同。换言之,外侧的外滚道表面20a的肩部高度Ho1相对于滚珠14列的滚珠直径do被设定成在Ho1/do=0.40至0.50的范围内。内侧的外滚道表面12a的肩部高度Hi1相对于滚珠14列的滚珠直径di被设定成在Hi1/di=0.35至0.45的范围内。0073 如图8的(b)所示,肩部26的角部19由退刀面19a、第二退刀面24和倒角部19b构成。退刀面19a由作为具有圆弧形截面的外滚道表面12a、12a的切线的直线形成,并且倒角部19b被修圆成曲率半径r为R0.15至2.0圆弧。因此,角部19由形成双列外滚道表面20a、12a的成形研磨轮同时形成,并且与每个外滚道表面2。

42、0a、12a均平滑连续地形成。0074 因而,外侧滚珠14列和内侧滚珠14列的基本额定载荷增大。即使向外侧滚珠14列施加大的力矩载荷,与内侧滚珠14列相比,耐压痕性也会提高,并且防止滚珠14的接触椭圆发生肩部超越并因此防止边缘载荷的产生,从而也能够改善噪声特性并延长寿命。0075 图9中示出了外构件的另一个变形例。如图9的(a)所示,在外构件28中,外侧滚珠14列的节圆直径PCDo被设定为大于内侧滚珠14列的节圆直径PCDi(PCDoPCDi),外侧滚珠14列的滚珠直径do和内侧滚珠14列的滚珠直径di被设定为彼此相等(do=di),并且外侧滚珠14列的滚珠数量Zo被设定为大于内侧滚珠14列的滚珠数量Zi(ZoZi)。0076 另外,双列外滚道表面20a、20a的肩部的高度Ho1、Hi1被设定成彼此相等。换言之,双列外滚道表面20a、20a的肩部高度Ho1、Hi1相对于滚珠14列的滚珠直径do、di被设定成在Ho1/do=Hi1/di=0.35至0.45的范围内。0077 如图9的(b)所示,肩部26、29的角部23由退刀面19a、第二退刀面24和倒角部19b构成。退刀面19a由作为具有圆弧形截面的外滚道表面20a、20a的切线的直线形成,说 明 书CN 102939470 A10。

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