JP2004150634A - ブシュ形のゴム−金属製軸受用の固定構造 - Google Patents

Abstract

【課題】僅かな製作コストで、ゴム−金属製軸受にとって機能確実な摩擦接続式継手を得る。
【解決手段】閉じられた金属製インナーリングを有し、かつ該インナーリングの外周面にゴム層を被着したブシュ形のゴム−金属製軸受用の固定構造において、ゴム−金属製軸受のインナーリング１が、組付け状態で円筒体の外周に摩擦接続式に固定するために、前記インナーリングの軸方向延伸長さの少なくとも一部分の領域において半径方向で塑性変形されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、閉じられた金属製インナーリングを有し、かつ該インナーリングの周面にゴム層を被着したブシュ形のゴム−金属製軸受用の固定構造に関する。

さらに本発明は、閉じられた金属製アウターリングを有し、かつ該アウターリング内にゴム層を被着したブシュ形のゴム−金属製軸受用の固定構造に関する。

前記形式のゴム−金属製軸受は多面的な目的のために使用される。例えばスプリングストラット用のサポートベアリングとして使用されるゴム−金属製軸受が公知である（例えば特許文献１参照）。当該ゴム−金属製軸受の機能はその場合、緩衝作用に限定されている。

またフロント側の駆動車軸を車両フレームに弾性的に軸支した形式のフォークリフト車も公知である（例えば特許文献２参照）。該軸受構造は緩衝機能以外に、駆動車軸に固着された昇降架台を傾斜支承する機能も引受けている。駆動車軸の懸架のために使用される両軸受は、それぞれ複数のゴム弾性質の緩衝エレメントから成っており、該緩衝エレメントは、駆動車軸の周方向に配分して配置されており、かつ相対回動不能および軸方向シフト不能に形状嵌合式に確保されている。駆動車軸の回動時における軸受運動は専らゴムにおいて行われる。要するに、前挙の特許文献１に基づいて公知になっているような従来技術とは異なって、この場合の軸受は、閉じられた金属製インナーリングを有する軸受ではない。

明細書冒頭で述べた形式のゴム−金属製軸受がジョイント軸受の機能も引受けねばならない場合、ゴム層とインナーリングもしくはアウターリングとの間の固着接合（これは概ね加硫処理によって得られる）以外に、ゴム−金属製軸受のインナーリングもしくはアウターリングが、これに接触する構成部材（例えば車軸）と回動不能に結合されていることが不可欠である。

明細書冒頭で述べた形式のゴム−金属製軸受のインナーリングもしくはアウターリングを固定するためには、形状嵌合式および／または摩擦接続式に構成される慣用の軸−ハブ継手が使用される。形状嵌合式継手（嵌合キー、歯列など）は、一般に交番負荷のためにはむしろ好ましくなく、そればかりか製作コストも高くなる。この理由から、かかる使用条件では摩擦接続式の軸−ハブ継手が賞用される。

摩擦接続式継手の場合、摩擦接続に関与し合う構成部材の製作トレランスを入念に調和することによって、いわゆるプレス嵌めが得られ、その場合、インナーリングもしくはアウターリングの弾性変形によって所要の嵌合力が発生される。この目的を達成するためには、摩擦接続式継手を十全に回動不能にしかつ回動運動をゴム層内で行わせることを保証するために、著しく狭い製作トレランスを維持せねばならないのは自明の通りである。
ドイツ連邦共和国特許第３５３２６８１号（Ｃ２）明細書 ドイツ連邦共和国特許出願公開第１００２９８８１号（Ａ１）明細書

本発明の課題は、明細書冒頭で述べた形式の固定構造を改良して、僅かな製作コストで、ゴム−金属製軸受にとって機能確実な摩擦接続式継手を得ることである。

前記課題を解決する本発明の構成手段は、ゴム−金属製軸受のインナーリングが、組付け状態で円筒体の外周に摩擦接続式に固定するために、インナーリングの軸方向延伸長さの少なくとも一部分の領域において半径方向で塑性変形されている点にある。

本発明の基礎となる前記課題は更にまた、既に述べた前記解決手段とのコンビネーションにおいては、ゴム−金属製軸受のアウターリングが、組付け状態で中空円筒体の内周に摩擦接続式に固定するために、アウターリングの軸方向延伸長さの少なくとも一部分の領域において半径方向で塑性変形されていることによって解決される。

従って本発明の要旨とする思想は、いかなる状況下にあっても最大限の摩擦接続を得るために、ゴム−金属製軸受の組付け時にインナーリングもしくはアウターリングを意識的に塑性変形させる点にある。従来技術において軸−ハブ継手のために慣用されているような、専ら弾性変形域のみにおいて行われる摩擦接続式継手とは異なって、本発明の固定構造においてはゴム−金属製軸受の組付け時にインナーリングもしくはアウターリングは、弾性限度オーバーに基づいて先ず金属の塑性流れを生ぜしめる程度に変形させられる。塑性流れ運動の終了後にインナーリングもしくはアウターリングは、最大可能な予荷重下で固着する。要するに金属の弾性変形領域が利用されるのみならず、塑性変形領域の一部分も付加的に活用される訳である。

本発明の固定構造は確実であり、かつ製作コストに見合っている。力の伝達はあらゆる空間方向で可能である。本発明の継手は、トルクおよび回転モーメント方向が交番的に変換する場合、かつあらゆる方向に交番応力が発生する場合に特に適している。それのみならずゴム−金属製軸受の本発明の固定形式は、構成部品間の比較的大きなトレランスを許容するので、構成部品の製作が簡単になる。

ゴム−金属製軸受のインナーリングを円筒体の外周に摩擦接続式に固定する場合、本発明の有利な実施形態では、円筒体が、インナーリングの軸方向延伸長さの領域内に１つの半径方向の分割ラインを有し、かつ軸方向に接合可能な２つの隣り合った円筒エレメントから成っており、少なくとも１つの円筒エレメントが、前記分割ラインに向かって外径を減径するような円錐形に構成されており、しかもゴム−金属製軸受のインナーリングが、前記の両円筒エレメントの接合によって、前記インナーリングの軸方向延伸長さの少なくとも一部分の領域において半径方向で塑性変形可能であるように構成することを提案する。この構成手段によって、塑性変形のために必要な力が極めて容易に発生される。

中空円筒体の内周にアウターリングを摩擦接続式に固定する場合には、同等の類似の形式で、中空円筒体が、アウターリングの軸方向延伸長さの領域内に１つの半径方向の分割ラインを有し、かつ軸方向に突合せ可能な２つの隣り合った中空円筒エレメントから成っており、少なくとも１つの中空円筒エレメントが、前記分割ラインに向かって内径を増径するような円錐形に構成されており、しかもゴム−金属製軸受のアウターリングが、前記の両中空円筒エレメントの突合せによって、前記アウターリングの軸方向延伸長さの少なくとも一部分の領域において半径方向で塑性変形可能であるようにするのが有利である。

本発明の特に有利な構成では、円筒体が、フォークリフト車のフロント側に配置された車軸として構成されており、該車軸は２つのゴム−金属製軸受によって車両フレームに軸支されており、しかも傾斜可能な昇降架台が、前記車軸に固定されていて、かつ該車軸と共に車軸中心軸線を中心として回動可能である。

このように構成した場合、車軸の振動減衰式懸架装置は、昇降架台の傾斜支承の機能を付加的に引受ける。回動運動はこの場合、ゴム−金属製軸受のゴム層内で行われる。既に従来技術に基づいて公知であって製作技術的にコスト高な、形状嵌合式固定を伴った軸受に代えて、今や比較的単純に構成されたゴム−金属製軸受が使用されることになる。この場合インナーリングの塑性変形を伴う本発明の固定構造によって、インナーリングは、如何なる状況下にあっても、車軸との摩擦接続式結合を維持することが保証される。

車軸の円筒エレメントとして、それぞれ１つの車輪モータおよび車軸中間片が設けられていると有利である。ゴム−金属製軸受はその場合、前記の構成エレメントの分割ラインの領域内にその都度配置される。要するに、分割ラインを特別に製作する必要はない訳である。

車軸は鋳造されているのが有利と判った。この場合はゴム−金属製軸受の支承座として設けられた車軸区分の機械的な（切削）加工を省くことが可能になる。鋳造時に達成可能なトレランスは、本発明の固定構造にとって充分である。

前記の利点は、使用される車軸部分が鍛造されている場合にも得られる。

インナーリングもしくはアウターリングの製造も単純化される。例えばローリング（丸め）成形されて溶接されたリング、或いは半製品の管から成るリングを使用することも可能であり、その場合は同じく切削加工の必要もなくなる。

もちろんインナーリングおよび／またはアウターリングおよび／または円筒体および／または中空円筒体の正確な円形の幾何学形状に代えて、円形に依存した幾何学形状、例えば多角形の幾何学形状を使用する場合も本発明の範疇内にある。この場合も本発明の固定構造の原理が利用される。

次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説する。

図示の本発明の固定構造は、フォークリフト車のフロント側の車軸にブシュ形のゴム−金属製軸受を固定するために使用される。駆動車軸として構成することのできる前記車軸は、該車軸に装着された昇降架台を傾斜させるために、中心軸線Ｍを中心として、例えば両回転方向にそれぞれ１０゜の傾斜量だけ回動可能でなければならない。

ゴム−金属製軸受は金属製のインナーリング１と金属製のアウターリング２と前記の両金属リング間に介在配置されたゴム層３とを有しており、該ゴム層は、有利には加硫処理によって前記の両金属リングに接合されている。

車軸は円筒体として構成され、かつ本実施例では複数の管形の円筒エレメントから成っており、図１では複数の円筒エレメントのうち、ゴム−金属製軸受の領域において互いに端面を突合せる２つの円筒エレメント４，５が図示されており、従って該突合せ部位には分割ラインＴが存在している。図面で見て右手の円筒エレメント５が車輪モータのケーシング構成成分として形成できるのに対して、図面で見て左手の円筒エレメントは、例えば車軸の車軸中間片を形成している。

両円筒エレメント４，５はそれぞれ、分割ラインＴに向かって外径を円錐形に減径するように構成されている。図１で見て右手の円筒エレメント５は、それのみならず、一体成形された軸方向ストッパ５ａ（組立ストッパ）を有している。両円錐形区分は本実施例では分割ラインＴを基準として非対称に構成されている。円筒エレメント４の円錐形区分は円錐角αを有し、該円錐角αは、円筒エレメント５の円錐形区分の円錐角βと相異することができる。円錐長は、予期される製作トレランスに関連して選ぶことができる。

ゴム−金属製軸受のインナーリング１は、組立前の状態では車軸の公称直径Ｄに等しい公称直径ｄを有している。円筒エレメント４，５を純円筒形に構成した場合には、このことは事実上、いわゆるプレス嵌めが製作技術的に、インナーリング１と車軸との間の摩擦接続を保証せねばならないようなトレランスを厳守せねばならなくなることに他ならない。

本発明の固定構造では、これに代えてゴム−金属製軸受は組立のために先ず差し当たって軸方向で、なお分割された両円筒エレメント４，５間に配置され、これは、両円錐形区分が各端面側で、車軸およびインナーリング１の公称直径Ｄ，ｄよりも小さい直径を有することによって可能である。次いで両円筒エレメント４，５が組合され、かつその場合、互いに当接するまで端面を相互に突合せる方向に（矢印Ｆの方向に）動かされる。

インナーリング１および車軸の前記の幾何学的関係に基づいて、インナーリング１は半径方向で塑性変形され、つまり拡張される。インナーリング１はこの場合、円筒エレメント５の軸方向ストッパ５ａに支持され、これによってゴム−金属製軸受の特定の軸方向位置を得る。前記半径方向の塑性変形動作は、両円筒エレメント４，５の端面当接時に終了する。

図２は、車軸を省いたゴム−金属製軸受を図示し、かつ、組立前にはなお塑性変形していない状態にある（一点鎖線で略示した）インナーリング１ｕと、組立後に塑性変形したインナーリング１との違いを明示している。発生トレランスおよび円錐形区分の形態に応じてインナーリング１は両端縁を起点として、多かれ少なかれ強く拡張されている。この場合２つの塑性変形領域Ａ，Ｂが生じる。軸方向で見て両塑性変形領域Ａ，Ｂ間には、無変形領域Ｃが位置している。

インナーリング１と車軸との間の摩擦接続は、塑性変形領域Ａ，Ｂおよびインナーリング１の弾性変形を伴う移行領域において行われる（図１の矢印Ｋ）。本発明の固定方式によって、可能な限り大きな付着作用を伴った摩擦接続式継手が得られる。金属の塑性変形可能性が部分的に活用されるにすぎず、かつこの場合、金属の破壊限度に対して充分な安全距離が維持されるのはもちろんのことである。

図面には示さなかった類似の形式で本発明の固定構造は、中空円筒体６内に固着された、ゴム−金属製軸受のアウターリング２のためにも適用される。

本発明の固定構造の更なる利点は、高価なプレス工具を必要としない点にある。これが格別重要になるのは、摩耗の理由からゴム−金属製軸受を交換せねばならない場合である。円筒エレメント５（車輪モータのケーシング構成成分）を分解することによって、車軸（円筒エレメント４）を組付けたままの状態で、摩耗したゴム−金属製軸受を容易に取り外すことが可能である。新たなゴム−金属製軸受は、両円筒エレメント４，５を改めて組合せることによって固定される。

本発明の固定構造の概略断面図である。

塑性変形状態にあるゴム−金属製軸受の断面図である。

符号の説明

１ 金属製のインナーリング、 １ｕ 未塑性変形状態のインナーリング、 ２ 金属製のアウターリング、 ３ ゴム層、 ４，５ 円筒エレメント、 ５ａ 軸方向ストッパ、 ６ 中空円筒体、 Ｍ 中心軸線、 Ｔ 分割ライン、 α，β 円錐形区分の円錐角、 Ｄ 車軸の公称直径、 ｄ インナーリングの公称直径、 Ｆ 突合せ方向を示す矢印、 Ａ，Ｂ 塑性変形領域、 Ｃ 無変形領域、 Ｋ 矢印

Claims (7)

1. ブシュ形のゴム−金属製軸受用の固定構造であって、該ゴム−金属製軸受が、閉じられた金属製インナーリングを有しており、該インナーリングの外周面にゴム層が被着されている形式のものおいて、
   ゴム−金属製軸受のインナーリング（１）が、組付け状態で円筒体の外周に摩擦接続式に固定するために、インナーリング軸方向延伸長さの少なくとも一部分の領域（Ａ，Ｂ）において半径方向で塑性変形されていることを特徴とする、ブシュ形のゴム−金属製軸受用の固定構造。
2. たとえば請求項１記載の形式の、ブシュ形のゴム−金属製軸受用の固定構造であって、該ゴム−金属製軸受が、閉じられた金属製アウターリングを有しており、該アウターリングの内周面にゴム層が被着されている形式のものおいて、
   ゴム−金属製軸受のアウターリング（２）が、組付け状態で中空円筒体（６）の内周に摩擦接続式に固定するために、前記アウターリングの軸方向延伸長さの少なくとも一部分の領域において半径方向で塑性変形されていることを特徴とする、ブシュ形のゴム−金属製軸受用の固定構造。
3. 円筒体が、インナーリング（１）の軸方向延伸長さの領域内で１つの半径方向の分割ライン（Ｔ）を有し、かつ軸方向で突合せ可能な２つの隣り合った円筒エレメント（４，５）から成っており、少なくとも１つの円筒エレメント（４もしくは５）が、前記分割ライン（Ｔ）に向かって外径を減径するような円錐形に構成されており、ゴム−金属製軸受のインナーリング（１）が、前記の両円筒エレメント（４，５）の突合せによって、インナーリングの軸方向延伸長さの少なくとも一部分の領域（Ａ，Ｂ）において半径方向で塑性変形可能である、請求項１または２記載の固定構造。
4. 中空円筒体（６）が、アウターリング（２）の軸方向延伸長さの領域内で１つの半径方向の分割ラインを有し、かつ軸方向に突合せ可能な２つの隣り合った中空円筒エレメントから成っており、少なくとも１つの中空円筒エレメントが、前記分割ラインに向かって内径を増径するような円錐形に構成されており、ゴム−金属製軸受のアウターリング（２）が、前記の両中空円筒エレメントの突合せによって、アウターリングの軸方向延伸長さの少なくとも一部分の領域において半径方向で塑性変形可能である、請求項１から３までのいずれか１項記載の固定構造。
5. 円筒体が、フォークリフト車のフロント側に配置された車軸として構成されており、該車軸が、２つのゴム−金属製軸受によって車両フレームに軸支されており、傾斜可能な昇降架台が、前記車軸に固定されていて、かつ該車軸と共に車軸中心軸線（Ｍ）を中心として回動可能である、請求項１から４までのいずれか１項記載の固定構造。
6. 車軸の円筒エレメント（４，５）として、それぞれ１つの車輪モータと車軸中間片が設けられている、請求項５記載の固定構造。
7. 車軸が鋳造されている、請求項５または６記載の固定構造。

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