CN107923441A - 轴承单元 - Google Patents

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Abstract

在外圈(2)沿着周向设置有静止圈侧凸缘(2a)。在静止圈侧凸缘(2a)，不均匀地设置有用于将外圈(2)经由转向节螺栓(Bt)拧紧在转向节(N)的多个安装孔部(2b)。静止圈侧凸缘(2a)包含：位于相邻的安装孔部(2b)间的距离长的区域的第一凸缘部(30)；位于相邻的安装孔部(2b)间的距离短的区域的第二凸缘部(40)。第一凸缘部(30)与第二凸缘部(40)相比，在径向构成为厚壁。

Description

轴承单元
技术领域
本发明涉及例如将汽车的车轮侧部件(例如盘轮)可自由旋转地支承于车身侧部件(例如悬架装置(转向节))的轴承单元，特别是涉及构成轴承单元，且安装在车身侧部件的静止圈的改良。
背景技术
这样的轴承单元例如如图10所示，包括旋转圈(毂圈)4、静止圈(外圈)2、多个滚动体6、8。
在旋转圈4的外周面突出设置有安装凸缘(旋转圈侧凸缘)12a。通过将旋转圈侧凸缘12a安装在盘轮等车轮侧部件(未图示)，从而使旋转圈4与车轮侧部件能一起旋转地连结。
静止圈2在旋转圈4的径向外侧，能与旋转圈4相对旋转地配置。在静止圈2的外周面突出设置有安装凸缘(静止圈侧凸缘)2a。静止圈侧凸缘2a通过安装在转向节等车身侧部件N，从而静止圈2与车轮侧部件以非旋转状态连结(维持)。
多个滚动体6、8以多列(例如2列)能旋转地装入到静止圈2与旋转圈4之间。
在径向的静止圈2与旋转圈4之间设置有用于将轴承单元内部密封的密封部件(例如车身侧的包装密封10a、车轮侧的唇密封10b)。此外，作为滚动体6、8，在附图中例举了“滚珠”，但根据轴承单元的种类、使用目的等有的情况下适用“滚子”。
静止圈(外圈)2形成中空圆筒状，覆盖旋转圈(内圈)4的外周地配置。
静止圈(外圈)2包括：相对于静止圈侧凸缘2a在车轮侧(外板侧)连续设置的中空圆筒状的外板侧圆筒部P1；相对于静止圈侧凸缘2a在车身侧(内板侧)连续设置的中空圆筒状的内板侧圆筒部P2。外板侧圆筒部P1从静止圈侧凸缘2a跨车轮侧端部E1以预定的壁厚在周向连续构成。内板侧圆筒部P2从静止圈侧凸缘2a跨车身侧端部E2以预定的壁厚在周向连续构成。
静止圈侧凸缘2a在静止圈2的外周面的周向不均匀地设置。静止圈侧凸缘2a具有用于经由螺栓(转向节螺栓)Bt与车身侧部件(转向节)N连结的4个安装孔部2b。
在旋转圈(内圈)4设置有支承车轮侧部件(例如盘轮)，且与车轮侧部件一起旋转的近似圆筒形的毂12。在毂12例如突出设置有固定有盘轮的毂凸缘(旋转圈侧凸缘)12a。毂凸缘12a超过静止圈(外圈)2向径向外侧突出。在毂凸缘12a的突出末端部边缘附近，设置有沿着周向以预定间隔配置的多个毂螺栓14。而且，将多个毂螺栓14***到盘轮所形成的螺栓孔(未图示)，用毂螺母(未图示)紧固，从而能够将该盘轮相对于毂凸缘12a定位并固定。
在旋转圈(内圈)4，在其车身侧(内板侧)嵌合有环状的旋转圈构成体16(与毂12一起构成旋转圈4的另外的内圈)。在该情况下，例如在静止圈2与旋转圈4之间装入多个滚动体6、8的状态(具体而言，将各滚动体6、8用保持架18保持的状态)下，使旋转圈构成体16嵌合到在毂12形成的阶部12b。之后，使毂12的车身侧端部的铆接区域12m塑性变形，将该铆接区域12m沿着旋转圈构成体16的轴端面16s铆接(紧贴)。由此，能够将旋转圈构成体16固定在旋转圈4(毂12)。
此时，处于对轴承单元赋予预定预压的状态。在该状态下，多列各滚动体6、8互相形成预定的接触角并沿着静止圈2与旋转圈4之间(具体而言，多列静止圈轨道面S1、S2以及与其对置的旋转圈轨道面T1、T2之间)能旋转地装入。此时，将2个接触点连接的作用线(未图示)与各轨道面S1、S2、T1、T2垂直，且通过各滚动体6、8的中心，在轴承单元的中心线的1点(作用点)相交。由此，构成背面组合形(DB)轴承。
在这样的构成中，在汽车行驶中对车轮作用的力从所有盘轮通过轴承单元传递至转向节N，此时，在轴承单元作用有各种负荷(径向负荷、轴向负荷、力矩负荷等)。但是，由于轴承单元是上述的背面组合形(DB)轴承，因此，对于各种负荷维持高刚性。
此外，在上述的轴承单元连结有匀速接头CVJ。匀速接头CVJ的角度例如跟随驱动轴的角度变化而自由变化，预定力矩的驱动力经由轴承单元被顺利传递至盘轮。
可是，在将静止圈(外圈)2固定在转向节N的情况下，将4条转向节螺栓Bt从转向节N的车身侧(内板侧)1条1条地***到静止圈侧凸缘2a的各安装孔2b并拧紧。此时，在静止圈侧凸缘2a会产生翘曲(变形)，静止圈2的姿势会变形，内板侧圆筒部P2的转向节引领部与转向节N抵接，从而沿着静止圈(外圈)2的内周在周向连续形成的多列静止圈轨道面S1、S2的正圆度(从圆形形体的几何学上的正圆偏离的大小)有的情况下会产生崩溃。
即，在静止圈侧凸缘2a的安装孔部2b***转向节螺栓Bt并拧紧时，此时的拧紧力(图10中用箭头D1所示的拧紧力)会作用在外板侧圆筒部P1和内板侧圆筒部P2。此时，作用在外板侧圆筒部P1的拧紧力将外板侧圆筒部P1的一部分向静止圈侧凸缘2a吸引的方向(换个角度而言，将外板侧圆筒部P1拉伸的方向。图10中用箭头D2所示的方向)作用。由此，以外板侧圆筒部P1在静止圈侧凸缘部2a拉伸的量，产生外板侧轨道面S1的正圆度崩溃。而且，外板侧轨道面S1变形为在一个方向(图10中为上下方向)长轴化的椭圆形。
另外，作用在内板侧圆筒部P2的拧紧力将内板侧圆筒部P2的一部分向从静止圈侧凸缘部2a压离的方向(换个角度而言，将内板侧圆筒部P2压扁的方向。图10中用箭头D3所示的方向)作用。
由此，以内板侧圆筒部P2从静止圈侧凸缘部2a压扁的量，产生内板侧轨道面S2的正圆度崩溃。而且，内板侧轨道面S2变形为在另一个向(即，与将上述的外板侧圆筒部P1拉伸的上下方向垂直的水平方向)长轴化的椭圆形。
作为产生这样的变形的第1原因，有静止圈侧凸缘2a的凸缘面2m、或者转向节N的轴承安装面Nm的平坦度的问题。即，由于用多个(例如3～4个)转向节螺栓Bt使互相并非几何学上的完全平坦面的平面彼此紧贴，因此，虽然各转向节螺栓Bt附近能够紧贴，但转向节螺栓Bt相互间的部位互相会向打开间隙的方向变形。其结果是，静止圈侧凸缘部2a向车轮侧(外板侧)变形为凸形状，该变形传播到外板侧圆筒部P1和内板侧圆筒部P2，从而引起外板侧轨道面S1和内板侧轨道面S2的正圆度崩溃。
作为对其应对的措施，例如可以例举使凸缘面2m、轴承安装面Nm的平坦度提高。但是，对静止圈(外圈)2的原材料的中～高碳钢进行间断切削的表面加工需要时间且费事，因此，相应地轴承单元的制造成本会上升。
作为产生上述的变形的第2原因，由于转向节螺栓Bt的轴力的影响，在静止圈侧凸缘2a的安装孔部2b附近，其凸缘面2m、转向节N的轴承安装面Nm会变形。在该变形中，也与上述的第1原因的情况同样，静止圈侧凸缘2a向车轮侧(外板侧)变形为凸形状，该变形传播到外板侧圆筒部P1和内板侧圆筒部P2，从而引起外板侧轨道面S1和内板侧轨道面S2的正圆度崩溃。
作为对其应对的措施，可以例举在凸缘面2m和轴承安装面Nm的任意一方实施表面固化处理。但是，在预定的热处理后对外板侧轨道面S1和内板侧轨道面S2进行磨削处理的静止圈(外圈)2中，难以在不给各轨道面S1、S2带来影响的情况下对凸缘面2m实施表面固化处理。
另外，作为其另一个对策，例如可以例举使静止圈(外圈)2的外板侧圆筒部P1和内板侧圆筒部P2厚壁化，提高其刚性。据此，能够防止外板侧轨道面S1和内板侧轨道面S2产生正圆度崩溃。然而，使外板侧圆筒部P1和内板侧圆筒部P2厚壁化会导致轴承单元整体的质量的增加。在该情况下，弹簧下负荷(重量)增加，与降低油耗以及节能不相符合，并且乘坐感、操作性会下降。另外，具有的问题是在安装更换毂螺栓时会干扰。
因此，专利文献1的目的在于，使外圈圆筒部的上下方向的壁厚变厚，防止这样的变形(外圈的正圆度崩溃)的产生。即，专利文献1公开了为了防止与转向节拧紧时的安装变形，使用位于上下方向(铅垂方向)的区域A3为厚壁，位于水平方向的区域A4为薄壁的静止圈(外圈)2的轴承单元(参照图11)。
但是，在该专利文献1所公开的构造中，还存在以下的问题。
(1)根据转向节构造所导致的安装面刚性分布(构造上，刚性因部位而不同)，上下方向(铅垂方向)的变形不一定大，有的情况下静止圈侧凸缘的安装孔部间距离大的区域的变形增大。
(2)根据转向节侧的安装面的凹凸分布(平面度)，上下方向(铅垂方向)的变形不一定大，有的情况下安装孔部间距离大的区域的变形增大。
(3)外圈轨道面以外圈外径为基准，用内表面磨削盘进行磨削。为了使壁厚变化而使外圈外径面为非圆形的情况下，不能得到基准面，不能进行磨削。另外，在使圆形的转向节引领部为基准面的情况下，由于与轨道面的轴向距离增加，因此，难以得到轨道面的正圆度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-148591号公报
发明内容
本发明欲解决的问题
本发明是为解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种能够防止静止圈侧的安装凸缘的变形，防止车身侧部件安装后的静止圈轨道面的变形的轴承单元。
用于解决问题的方案
为达到这样的目的，本发明的第一发明具有以下的构成。
一种轴承单元，具有：
环状的静止圈，安装在车身侧部件，被维持为非旋转状态；
旋转圈，与所述静止圈对置设置，安装在车轮侧部件并一起旋转，
在所述静止圈沿着周向设置有安装凸缘，
在所述安装凸缘，沿周向不均匀地设置有用于将所述静止圈经由螺栓拧紧在所述车身侧部件的多个安装孔部，所述轴承单元的特征在于，
所述安装凸缘包含：位于在周向相邻的所述安装孔部间的距离长的区域的第一凸缘部；位于相邻的安装孔部间的距离短的区域的第二凸缘部，
所述第一凸缘部与所述第二凸缘部相比在径向的壁厚。
本发明的第二发明在第一发明中，具有以下的构成。
如技术方案1所述的轴承单元，其特征在于，
在所述第一凸缘部的与所述车身侧部件的对置面部设置有减厚部，减少与车身侧部件的安装面的接触面积。
本发明的第三发明在第一发明或者第二发明中，具有以下的构成。
如技术方案1或2所述的轴承单元，其特征在于，
所述第一凸缘部与所述第二凸缘部相比在轴向的壁厚。
发明的效果
根据本发明，能够防止静止圈侧的安装凸缘的变形，防止转向节安装后的静止圈轨道面的变形。
附图说明
图1A是第一实施方式的静止圈的概要立体图。
图1B是第一实施方式的其他静止圈的概要立体图。
图2A是图1A所示的静止圈的概要侧视图。
图2B是图1B所示的静止圈的概要侧视图。
图3A是图1A所示的静止圈的概要主视图。
图3B是图1B所示的静止圈的概要主视图。
图4是第二实施方式的静止圈的概要立体图。
图5是图4所示的静止圈的概要侧视图。
图6是图4所示的静止圈的概要主视图。
图7A是第三实施方式的静止圈的概要立体图。
图7B是第三实施方式的静止圈的概要立体图。
图8A是图7A所示的静止圈的概要侧视图。
图8B是图7B所示的静止圈的概要侧视图。
图9A是图7A所示的静止圈的概要主视图。
图9B是图7B所示的静止圈的概要主视图。
图10是示出现有技术的一个例子的概要纵向剖视图。
图11是示出专利文献1所公开的静止圈的图。
附图标记的说明
2：静止圈(外圈)
2a：静止圈侧凸缘部
2b：安装孔部
4：旋转轮(内圈)
20b：突出片
20a：环状部
30：第一凸缘部
40：第二凸缘部
N：车身侧部件(转向节)
具体实施方式
下面，参照附图说明本发明的实施方式所涉及的轴承单元。此外，本实施方式的轴承单元除了静止圈(外圈)2的构成以外，与图10所示的轴承单元为大致同一构成，关于与图10所示的轴承单元同一构成原样引用省略其说明，以下，仅说明静止圈(外圈)2的特征的构成。
(第一实施方式)
图1A～图3B是示出本发明的轴承单元所采用的静止圈(外圈)2的第一实施方式的一个例子的概要图。
在静止圈(外圈)2一体设置有安装凸缘(静止圈侧凸缘)2a，安装凸缘2a包含：从静止圈2的外周面向径向外侧在径向以预定高度突出的环状部20a；从环状部20a的外周面的预定位置进一步向径向外侧以放射状突出的多个突出片部20b。
4个突出片部20b在周向不均匀地设置。在各突出片部20b分别设置有用于将静止圈(外圈)2固定在车身侧部件(转向节)N的安装孔部2b。
如图1和图2所示，在周向相邻的安装孔部2b间的距离长的区域A1为第一凸缘部30，相邻的安装孔部2b间的距离短的区域A2为第二凸缘部40。将第一凸缘部30形成得比第二凸缘部40在径向壁厚(第一凸缘部30的径向壁厚W1＞第二凸缘部40的径向壁厚W2)。第一凸缘部30的径向壁厚W1和第二凸缘部40的径向壁厚W2之差不限定解释为图示例，能够在本发明的范围内进行设计变更。另外，第一凸缘部30的径向壁厚W1在区域A1内是一定的，但不限定解释于此，也可以在区域A1内有壁厚不同的部位。另外，在本实施方式中，第一凸缘部30到达突出片部20b的竖立部位。即，与第二凸缘部40侧的突出片部20b的竖立部位相比，第一凸缘部30侧的竖立部位构成为厚壁。
通过将这样在周向相邻的安装孔部2b间的距离长的第一凸缘部30的径向壁厚，形成得厚于相邻的安装孔部2b间的距离短的第二凸缘部40的径向壁厚，从而能够防止在静止圈侧凸缘2a的安装孔部2b***转向节螺栓Bt并拧紧固定时的静止圈侧凸缘2a的变形(翘曲)，能够防止安装转向节后的外圈轨道面S1、S2的变形。
并且，在将面对内板侧圆筒部P2(转向节引领部)的第一凸缘部30的轴方向面部30a成型(锻造)时凹设地设置有减厚部50(参照图1A、图2A、图3A)。或者在成型(锻造)时，也可以将轴向面部30a在轴向形成为台阶状并设置有减厚部60(参照图1B、图2B、图3B)。这样，通过设置有减厚部50、减厚部60，从而减少与转向节N的轴承安装面Nm的接触面积，减少与转向节N的轴承安装面Nm的凹凸接触的概率。即，通过减少安装面区域的凹凸的影响所导致的安装变形，有助于防止安装转向节后的外圈轨道面S1、S2的进一步变形。
此外，减厚部50、减厚部60不在任何意义上限定解释为图示形态，能够在本发明的范围内进行设计变更。例如，减厚部50、减厚部60的周向长度、径向宽度、或者轴向深度等能够在本发明的范围内进行设计变更。此外，在形成了减厚部60后残留的轴向面部30a的周向长度、径向宽度也是任意的。另外，在本实施方式中，设想将减厚部50、减厚部60连续的槽形状(台阶状)，但也可以在周向分割构成为多个槽部(台阶部)。并且，各分割构成的各减厚部的周向长度、径向宽度、或者轴向深度等也是任意的。此外，作为台阶状还是作为凹设状是任意选择的，但台阶状时锻造模具的寿命长。另外，成为减厚部50地作为凹设状时，由于第一凸缘部30的刚性高，因此，抑制多列静止圈轨道面S1、S2的正圆度崩溃的效果好。
(第二实施方式)
图4～图6是示出本发明轴承单元所采用的静止圈(外圈)2的第二实施方式的一个例子的概要图。
在本实施方式中，如图4和图6所示，使位于在周向相邻的安装孔部2b间的距离长的区域A1的第一凸缘部30形成为比位于相邻的安装孔部2b间的距离短的区域A2的第二凸缘部40在轴向为厚壁(第一凸缘部30的轴向壁厚W3＞第二凸缘部40的轴向壁厚W4)。第一凸缘部30的轴向壁厚W3和第二凸缘部40的轴向壁厚W4之差不限定解释为图示例，能够在本发明的范围内进行设计变更。另外，第一凸缘部30的轴向壁厚W3在区域A1内是一定的，但不限定解释于此，也可以在区域A1内有壁厚不同的部位。
通过将这样在周向相邻的安装孔部2b间的距离长的第一凸缘部30的轴向(外圈圆筒部的筒轴方向)壁厚W3，形成得厚于相邻的安装孔部2b间的距离短的第二凸缘部40的轴向壁厚W4，从而能够防止在静止圈侧凸缘2a的安装孔部2b***转向节螺栓Bt并拧紧固定时的静止圈侧凸缘2a的变形(翘曲)，能够防止安装转向节后的外圈轨道面S1、S2的变形。静止圈侧凸缘2a的轴向尺寸的增加由于相对于转向节N的轴承安装面Nm的凹凸影响，刚性以3次方增加，因此，本实施方式的静止圈侧凸缘2a的变形抑制效果比第一实施方式好。此外，由于其他构成与第一实施方式相同因此对其引用，省略说明。
(第三实施方式)
图7A～图9B是示出本发明轴承单元所采用的静止圈(外圈)2的第三实施方式的一个例子的概要图。
在本实施方式中，如图7A至图9B所示，将位于在周向相邻的安装孔部2b间的距离长的区域A1的第一凸缘部30的径向壁厚W1形成得比位于相邻的安装孔部2b间的距离短的区域A2的第二凸缘部40的径向壁厚W2壁厚，并且将第一凸缘部30的轴向壁厚W3形成得比第二凸缘部40的轴向壁厚W4厚壁(第一凸缘部30的径向壁厚W1＞第二凸缘部40的径向壁厚W2、第一凸缘部30的轴向壁厚W3＞第二凸缘部40的轴向壁厚W4)。第一凸缘部30和第二凸缘部40的径向和轴向的壁厚之差不限定解释为图示例，能够在本发明的范围内进行设计变更。
通过这样将在周向相邻的安装孔部2b间的距离长的第一凸缘部30的径向壁厚W1和轴向壁厚W3，形成得厚于相邻的安装孔部2b间的距离短的第二凸缘部40的径向壁厚W3和轴向壁厚W4，从而能够防止在静止圈侧凸缘2a的安装孔部2b***转向节螺栓Bt并拧紧固定时的静止圈侧凸缘2a的变形(翘曲)，能够防止安装转向节后的外圈轨道面S1、S2的变形。
另外，在本实施方式中，与第一实施方式同样，将面对内板侧圆筒部P2(转向节引领部)的第一凸缘部30的轴方向面部30a在成型(锻造)时凹设(减厚)并设置有减厚部50(参照图7A、图8A、图9A)。另外，在成型(锻造)时，也可以将轴向面部30a在轴向形成为台阶状并设置有减厚部60(参照图7B、图8B、图9B)。此外，由于其他构成与第一实施方式和第二实施方式相同因此对其引用，省略说明。
根据以上的各实施方式，由于外圈2的外径面是正圆形，因此，容易在外径面设置有磨削基准面。
本申请基于2015年7月21日申请的日本专利申请特愿2015-144016，其内容作为参照并入本文。

Claims (3)

1.一种轴承单元，具有：
环状的静止圈，安装在车身侧部件，被维持为非旋转状态；
旋转圈，与所述静止圈对置设置，安装在车轮侧部件并一起旋转，
在所述静止圈沿着周向设置有安装凸缘，
在所述安装凸缘，沿周向不均匀地设置有用于将所述静止圈经由螺栓拧紧在所述车身侧部件的多个安装孔部，所述轴承单元的特征在于，
所述安装凸缘包含：位于在周向相邻的所述安装孔部间的距离长的区域的第一凸缘部；位于相邻的安装孔部间的距离短的区域的第二凸缘部，
所述第一凸缘部与所述第二凸缘部相比在径向的壁厚。
2.如权利要求1所述的轴承单元，其特征在于，
在所述第一凸缘部的与所述车身侧部件的对置面部设置有减厚部，减少与车身侧部件的安装面的接触面积。
3.如权利要求1或2所述的轴承单元，其特征在于，
所述第一凸缘部与所述第二凸缘部相比在轴向的壁厚。
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