JP2004514844A - 取扱のためにユニット化された軸受 - Google Patents
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Abstract
単列円錐ころ軸受(B)は、アクスルシャフト(S)が、アクスルハウジング(H)内で回転するのを可能にし、更に、ハウジングに対してシャフトを軸方向に拘束する。軸受は、ハウジング内に嵌め込まれたカップ(32)と、シャフト上の軸受座(2)の周囲に嵌め込まれたコーン(30)と、また、カップおよびコーン上の軌道(50、70)間に配置された円錐ころ(34)を含む。ラジアル荷重および一方の軸方向におけるスラスト荷重は、軌道において、円錐ころに伝達される。他方の軸方向におけるスラスト荷重は、円錐ころの大端が存在するカップ上に配置された内部リブ(72)において、また、円錐ころの小端が存在する裏当てカラー(38、100)上に配置された外部リブ(80、102)において、円錐ころに伝達される。裏当てカラーは、締り嵌めによりシャフト上の軸受座に嵌め込まれ、軸受座上のコーンを収容する。更に、軸受は、円錐ころを収容するポケット(90)を備えた保持器(36)を有し、また、保持器は、その小端において、裏当てカラーのリブの背後に突き出て保持器とカラーとを連結するタブ(92)を有し、それによって、シャフトに取り付ける前に、裏当てカラーは、カップ、コーン、および、円錐ころとともに存在する。カップは、コーン上の励磁リング(42)の回転を監視する速度センサー(44)を備える。
Description
【0001】
技術分野
本発明は、一般的には、減摩軸受に関し、より詳細には、取扱のためにユニット化された軸受に関する。
従来技術
最新設計の自動車、とりわけ、軽トラック、スポーツユーティリティー車、また、大型セダンでさえも、中実の後車軸を有するものがあり、そのような自動車を実際に駆動する駆動輪が、その後車軸を中心にして回転する。典型的な中実車軸は、実際には、自動車のサスペンションシステムにクランプされた管状のアクスルハウジングと、ハウジング内で回転するアクスルシャフトとを有する。アクスルシャフトは、それらの外側端部にフランジを有し、駆動輪が、そのフランジに取り付けられる。2つのアクスルシャフトが、アクスルハウジングの端部に取り付けられた減摩軸受内で回転する。
【0002】
自動車の車軸内で良好に動作しかつ幅広く使用されている1つの軸受は、一方が外側レース(外側軌道輪)またはカップ上にあり、他方が内側レース(内側軌道輪)またはコーン上にあるリブ間に配置された一列の円錐ころを有する。軸受は、ラジアル荷重に適応するが、スラスト荷重もまた、両方の軸方向にかかる。スラスト荷重は、自動車が回転するときに発生し、軸受は、もっとも大きなスラスト荷重が軌道を介して伝達され、より小さいスラスト荷重はリブを介して伝達されるように構成される。
【0003】
中実車軸に使用するのに適した単列円錐ころ軸受は、様々な部品を含み、それらの部品には、車軸の組立を容易にするためにユニット化されてきたものもある。例えば、1つの種類の単列軸受上において、コーン、カップ、および、ころは、カップに嵌め込まれ、かつ接着剤によって一時的にしっかりと固定されたリブリングによって、すべてが1つにまとめられる。しかしながら、その他の部品が、まだ存在し、それらの部品は、車軸を組み立てるときに、個々に注意を払いかつ取り扱わなければならない。多くの場合、それらのその他の部品は、軸受中に潤滑油を保持するために、また、異物が軸受の中に入り込まないようにシールされた形態を有し、速度センサー、軸受をアクスルシャフト上に保持するための裏当てカラー、および、軸受をアクスルハウジング内に保持するためのクランプリングがある。しかしながら、自動車製造業者は、組み立てられたユニットとして構成された部品を望んでおり、ユニットの中に組み込むことのできる部品の数が増えれば増えるほど、それだけ、自動車の組立が容易になる。
発明の概要
減摩軸受は、内側レースと外側レースとの間に一列に配列された転動体を有し、そこで、それらの転動体が、軌道に沿って転がり、また、それらの転動体間の適切な間隔を維持する保持器内に拘束される。内側レースは、裏当てカラーと軸を合わせられ、その裏当てカラーは、取扱のために、保持器と連結される。
発明を実施するためのベストモード
ここで、図面を参照すると、自動車に使用される中実車軸A(図1)は、アクスルハウジングH、アクスルシャフトS、および、車軸AがハウジングH内で軸Xを中心として回転するのを可能にする軸受Bを含む。アクスルシャフトSは、軸受Bによって、ハウジングH内に拘束されるので、車軸Aは、その種類が半浮動式のものである。軸受Bは、ユニットとして提供され、はじめて動作させるときのために、あらかじめ調節され、かつ、注油されている。更に、軸受Bは、取扱のためにユニット化され、そして、1つのユニットとして完全に組み立てられた軸受の状態で、車軸A上に、かつ、ハウジングH内に取り付けられる。
【0004】
まず最初に、アクスルシャフトSについて考えると、アクスルシャフトSは、円柱状の外形を有する軸受座2と、肩4とを有し(図1)、軸受座2は、その肩4まで延びる。肩4の向こう側では、シャフトSは、留め具8を収容するフランジ6を有し、その留め具8は、フランジ6から突き出たねじ付きスタッド、または、フランジ6にねじ込まれた押さえねじの形態を有してもよい。留め具8は、軸Xを中心として車輪案内10の周囲に環状に配列され、その車輪案内10は、実際には、フランジ6から突き出た円筒形のボスである。ブレーキドラムまたはブレーキディスク(図示しない)が、フランジ6に接して取り付けられ、駆動輪(図示しない)が、そのドラムまたはディスクに接して取り付けられ、その駆動輪は、車輪案内10によって、中心を合わせられる。留め具8は、ドラムまたはディスクおよび車輪をフランジ6に接して固定する。それの反対側では、軸受座2は、面取りされた移行部分14において、シャフトSの伸長部分12に通じており、伸長部分12は、軸受座2よりも小さい径を有する。
【0005】
ハウジングHは、管状の本体20と、本体20の端部において外側を向いたフランジ22とを有する(図1)。本体20の内部は、円筒形の端部内腔24において、フランジ22の外へ開口している。
【0006】
軸受Bは、アクスルシャフトSの円柱状の軸受座2上に嵌まり込み、かつ、アクスルハウジングHの端部内腔24内に嵌まり込み、その軸受Bは、シャフトSおよびハウジングHの両方にしっかりと固定される。軸受Bは、シャフトSが、ハウジングH内において、軸Xを中心として回転するのを可能にし、更にまた、シャフトSを軸方向に拘束し、そのために、シャフトSは、ハウジングHの更に内部へまたは更に外部へ移動することができない。軸受Bは、コーン30の形態を有する内側レースと、コーン30を取り囲むカップ32の形態を有する外側レースと、コーン30とカップ32との間に一列に編成された円錐ころ34の形態を有する転動体と、同様に、コーン30とカップ32との間に配置されてそこで円錐ころ34を分離する保持器36と、コーン30の内端に接した裏当てリング38と、コーン30およびカップ32の外端においてコーン30とカップ32との間にあるシール40と、コーン30を取り巻く励磁リング42と、カップ32に取り付けられてそこでコーン30上の励磁リング42の回転を監視する速度センサー44とを含む(図2)。
【0007】
ここで、コーン30を考えると、コーン30は、締り嵌めにより軸受座2上に嵌まり込み、一方の端部において、軸Xに対して直角をなす背面46を有する(図2)。背面46は、軸受座2の端部において、肩4を圧迫する。その反対側の端部においては、コーン30は、同様に、軸Xに対して直角をなす正面48を有する。コーン30は、それの正面48と背面46との間に、テーパー軌道50と、リング座52と、円筒形のシール面54とを有する。テーパー軌道50は、正面48まで延び、正面48において、その軌道50のもっとも小さな径を有する。シール面54は、背面46まで延びる。リング座52は、軌道50とシール面52(54)との間に存在し、そのリング座52の径は、軌道50の大端の径よりも大きいが、シール面52(54)の径よりも小さい。
【0008】
カップ32は、コーン30を取り囲み、ほぼ円筒形である2つの端部58および60を有し(図2)、端部58は、軸受Bの外端に存在し、端部60は、内端に存在する。外端部分58は、より大きな径を有し、コーン30上のリング座52およびシール面54の両方を取り囲んでいる。カップ32は、2つの端部58と60との間にフランジ62を有する。カップ32は、その外端部分58内に大端内腔66を有し、そして、内端部分60は、小端内腔68を含む。コーン30のシール面54は、大端内腔66内に存在し、そして、裏当てカラー38は、小端内腔68内に存在する。小端内腔68は、その内端において、コーン30のテーパー軌道50を取り囲むテーパー軌道70の小端に通じている。カップ軌道70は、コーン30に向かって内側へ突き出た内部リブ72まで延びる。カップ32の外端部分58は、リブ72と大端内腔66との間に、半径方向内腔74を有し、その内腔74は、コーン30上のリング座52に向かって開口し、速度センサー44を収容する。最後に、内端部分60は、Oリングシール76を含む。内端部分60は、アクスルハウジングHの内腔24内に嵌まり込み、Oリングシール76が、ハウジングHの内腔24の表面との間で液体を絶縁するのを可能にする。カップ32のフランジ62は、留め具78によって、ハウジングHのフランジ22にしっかりとクランプされ、それらの留め具78は、フランジ22を通ってフランジ62から突き出てそのフランジ22を越えてナットと係合するねじ付きスタッド、あるいは、それとは逆に、フランジ22から突き出たねじ付きスタッド、または、フランジ22を通ってフランジ62内にねじ込まれた押さえねじの形態を有してもよい。
【0009】
円錐ころ34は、軌道50および70において、コーン30とカップ32との間に環状の列として編成され、円錐ころ34の側面と軌道50および70との間に、線接触が、一般的に存在する(図2)。円錐ころ34の大端面は、カップ軌道70の大端において、内部リブ72を押し、もちろん、リブ72は、円錐ころ34が軌道50および70を這い上がるのを防止する拘束面を提供する。円錐ころ34の小端面は、コーン軌道50の小端とコーンの正面48との交点によって形成されるエッジに沿って存在するが、そのエッジを越えて突き出ることはない。それらの円錐ころ34は、1つの頂点上にあり、それは、それらの円錐ころ34のテーパー側面が存在する円錐包絡線が、軸Xに沿った共通点にそれらの頂点を有すること、更に、軌道50および70の円錐包絡線も、その共通点と同じ点にそれらの頂点を有することを意味する。
【0010】
また、裏当てカラー38は、締り嵌めにより軸受座2(図2)上に嵌まり込み、その締り嵌めの摩擦は、カラー38およびコーン30の両方をアクスルシャフトS上にしっかりと固定する役割をなす。裏当てカラー38の一端は、コーン30の正面48に当接し、そこで、裏当てカラー38は、コーン軌道50の小端を越えて外側へ突き出ており、その結果、円錐ころ34の小端面に面して設けられたもう1つの拘束面を提供するリブ80を形成する。円錐ころ34は、2つのリブ72と80との間に収容されるが、それらの円錐ころ34は、リブ72と80との間に押しつけられることはない。むしろ、わずかな内部隙間が、一方においては、リブ72と円錐ころ34との間に、また、他方においては、リブ80と円錐ころ34との間に存在する。裏当てカラー38は、半径方向に外側に向かってカップ32の小端内腔68に通じる環状溝82(図2および図6)をリブ80の背後に含む。溝82の一方の側壁は、円錐ころ34の小端から離れて設けられた肩を提供する。
【0011】
保持器36は、円錐ころ34の大端面を横断して延びる大端リング84と、円錐ころ34の小端面を横断して延びる小端リング86とを有し(図2および図6)、更にまた、端部リング84と86との間に延びるブリッジ88を有し、このようにして、円錐ころ34が収容されるポケット90を形成する。大端リング84は、カップリブ72にきわめて近接して回転し、実際に、カップリブ72の内面は、端部リング84の傾きに合わせるために、傾斜している。ブリッジ88は、個々の円錐ころ34の中心線よりも遠方に存在し、それらのブリッジ88の側面は、テーパー側面の曲率にある程度合わせるために、面取りされている。その結果として、保持器36は、円錐ころ34の中心線によって形成される包絡線よりも遠方で、円錐ころ34の列上に支持されあるいはその列上を浮動する。小端リング86は、裏当てカラー38のリブ80の上方に突き出ており、裏当てカラー38の溝82の内部に延びるタブ92を備える。タブ92は、軸受Bが動作しているとき、溝82の表面に実際に接触するのではなく、軸受BがアクスルハウジングHおよびシャフトSから取り外されたとき、裏当てカラー38をコーン30の端部に保持する役割をなす。保持器36は、それの小端リング86において、タブ92が裏当てカラー38上を通り越して溝82に嵌まり込むのに足るほど十分に広がるだけの弾性を有する。好ましくは、保持器36は、ポリマーから成形される。
【0012】
シール40は、カップ32の大端内腔66に配置される。そのシール40は、内腔66内に圧入されたプレス加工金属ケース94と、コーン30のシール面54に沿って液体を動的に絶縁する弾性シール部材96とを含む(図2)。
【0013】
速度センサー44は、カップ32の半径方向内腔74内に嵌まり込み、コーン30とカップ32との間の環状空間内に突き出たヘッド98を有する(図2および図5)。実際には、ヘッド98は、コーン30のリング座52上に押しつけられた励磁リング42に面して設けられる。励磁リング42は、不連続部分を構成する軸方向に延びるバーを有し、それらの不連続部分は、センサー44によって生成される磁界を遮断する能力を有する。コーン30が、回転しているとき、センサー44は、コーン30のアニュラー速度を表現する電気信号を発生する。
【0014】
軸受Bは、あらかじめ組み立てられたユニットとして提供され、シール40、センサー44、および、裏当てカラー38は、ユニットの一部を構成する。シール40は、コーン30のシール面54を取り巻き、コーン30が、カップ32の外端から外へ軸方向に移動するのを防止する。カラー38の溝82において保持器36のタブ92が裏当てカラー38と連結した保持器36は、カラー38をコーン30の内端に固定し、そして、そのカラー38は、円錐ころ34が、カップ軌道70を下方へ移動して、コーン30とカップ32との間の空間の内端から外へ出るのを防止する。
【0015】
車軸Aを組み立てるために、シャフトSの伸長部分12が、まず最初に、ユニット化された軸受Bのコーン30および裏当てカラー38内に収容され、かつ、コーン30の背面46を先頭にするように、軸受BがアクスルシャフトSの周囲に前進される。コーン30が、伸長部分12と軸受座2との間の面取りされた移行部分14に到達すると、軸方向の力が、裏当てカラー38に加えられる。その力の大きさは、コーン30および裏当てカラー38の両方をコーン座2上に押し込むのに十分な大きさである。アクスルシャフトSの伸長部分12上に嵌め込まれた管を介して加えられてもよいその力は、アクスルシャフトSの端部にある肩4までずっとコーン30を押し込む。コーン30の背面46は、肩4に当接し、カラー38の端部は、コーン30の正面48に当接する。したがって、コーン30は、肩4と裏当てカラー38との間に収容される。
【0016】
軸受Bが、アクスルシャフトS上に取り付けられると、軸受BおよびアクスルシャフトSが、アクスルハウジングHに取り付けられる。このために、カップ32の内端部分60は、アクスルハウジングHの端部において、内腔24と軸を合わせられ、カップ32が、内腔24内に押し込まれる。カップ32のフランジ62が、アクスルハウジングHの端部にあるフランジ22に接触すると、それらは、留め具78によってお互いにクランプされ、それによって、カップ32をハウジングH上にしっかりと固定する。
【0017】
動作中、アクスルシャフトSは、回転しないように固定されたままのハウジングH内で回転する。円錐ころ34は、コーン30およびカップ32の軌道50および70のそれぞれに沿って転動し、それらのころ34のすべてが、アクスルシャフトSが回転するのに最小限の抵抗により、ラジアル荷重、実質的には、自動車シャーシおよびそれに搭載されたものの重量をカップ32からコーン30に伝達する。ラジアル荷重は、ころ34を軌道50および70の上方へ付勢するが、カップ軌道70の大端にある内部スラストリブ72が、ころ34を軌道50および70に対して適切な軸方向位置に保持する。同様に、アクスルシャフトSをハウジングH内へ付勢するスラスト荷重は、軌道50および70において抵抗される。すなわち、スラスト荷重は、カップ32からころ34を介してコーン30へ横方向に伝達される。他方、シャフトSのフランジ6をハウジングHのフランジ22から遠ざかるように付勢する反対方向のスラスト荷重は、カップ32上の内部リブ72からころ34を介して裏当てカラー38のリブ80へほぼ縦方向に伝達される。したがって、2つのリブ72および80は、2つの拘束面を提供し、ころが、それらの拘束面間に配置される。
【0018】
変更された裏当てカラー100(図7)は、円筒形の外面104から外側へ突き出たリブ102を有する。リブ102は、カラー100の一方の端部に存在し、そこで、ころ34の小端面に面して設けられた拘束面を提供する。リブ102よりも小さい径を有する円筒形表面104は、リブ102からカラー100の他方の端部まで延びる。したがって、また、リブ102は、ころ34から離れて設けられた肩を提供する。
【0019】
保持器36上の小端リング86は、カラー100のリブ102を取り囲み、保持器36上のタブ92が、リブ102の肩106の背後において、内側に突き出ている。その意味で、それらのタブ92は、保持器36をカラー100と連結し、それによって、保持器36とカラー100は、分離しない。更に、タブ92の内側端部は、カラー100の円筒形表面104を押してもよく、それによって、弱い締り嵌めが、タブ92と表面104との間に存在する。これは、軸受BをアクスルシャフトSの軸受座2に取り付けるときに、カラー100の内腔をコーン30の内腔により良好に軸を合わせる役割をなす。しかしながら、締り嵌めが存在する場合、保持器36または保持器36の少なくともタブ92は、カラー100の鋼よりも柔軟な材料、例えばポリマーから形成されなければならない。変更されたカラー100を備えた軸受Bは、裏当てカラー38を有する軸受Bと同じようにして、組み立てられ、そして、軸受座2上に取り付けられる。
【0020】
その変更されたカラー100を備えた軸受Bをはじめて動作させるとき、保持器36のタブ92は、カラー100の円筒形表面104を摩擦する。保持器36は、ポリマーから形成されているので、タブ92は、それらの内側端部に沿って擦り減り、やがては、隙間嵌めが、タブ92と円筒形表面104との間に生じる。
【0021】
裏当てカラーと連結された保持器の概念は、アンギュラコンタクト玉軸受、ラジアル玉軸受、球面ころ軸受、および、円筒ころ軸受の内レースのような別の種類の軸受の内レースと軸を合わせられた裏当てカラーを保持するのに使用されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】
本発明に従って構成され、また本発明を具体化した単列円錐ころ軸受を嵌め込まれた車軸の端部の断面図である。
【図2】
本発明による軸受の拡大断面図である。
【図3】
図2の線3−3に沿った軸受の立面図であり、軸受の外端を示す。
【図4】
図2の線4−4に沿った軸受の立面図であり、軸受の内端を示す。
【図5】
図2の線5−5に沿った軸受の部分断面図である。
【図6】
本発明による軸受の保持器および裏当てカラーを示す分解斜視図である。
【図7】
変更された裏当てカラーを備えた軸受の部分断面図である。
技術分野
本発明は、一般的には、減摩軸受に関し、より詳細には、取扱のためにユニット化された軸受に関する。
従来技術
最新設計の自動車、とりわけ、軽トラック、スポーツユーティリティー車、また、大型セダンでさえも、中実の後車軸を有するものがあり、そのような自動車を実際に駆動する駆動輪が、その後車軸を中心にして回転する。典型的な中実車軸は、実際には、自動車のサスペンションシステムにクランプされた管状のアクスルハウジングと、ハウジング内で回転するアクスルシャフトとを有する。アクスルシャフトは、それらの外側端部にフランジを有し、駆動輪が、そのフランジに取り付けられる。2つのアクスルシャフトが、アクスルハウジングの端部に取り付けられた減摩軸受内で回転する。
【0002】
自動車の車軸内で良好に動作しかつ幅広く使用されている1つの軸受は、一方が外側レース(外側軌道輪)またはカップ上にあり、他方が内側レース(内側軌道輪)またはコーン上にあるリブ間に配置された一列の円錐ころを有する。軸受は、ラジアル荷重に適応するが、スラスト荷重もまた、両方の軸方向にかかる。スラスト荷重は、自動車が回転するときに発生し、軸受は、もっとも大きなスラスト荷重が軌道を介して伝達され、より小さいスラスト荷重はリブを介して伝達されるように構成される。
【0003】
中実車軸に使用するのに適した単列円錐ころ軸受は、様々な部品を含み、それらの部品には、車軸の組立を容易にするためにユニット化されてきたものもある。例えば、1つの種類の単列軸受上において、コーン、カップ、および、ころは、カップに嵌め込まれ、かつ接着剤によって一時的にしっかりと固定されたリブリングによって、すべてが1つにまとめられる。しかしながら、その他の部品が、まだ存在し、それらの部品は、車軸を組み立てるときに、個々に注意を払いかつ取り扱わなければならない。多くの場合、それらのその他の部品は、軸受中に潤滑油を保持するために、また、異物が軸受の中に入り込まないようにシールされた形態を有し、速度センサー、軸受をアクスルシャフト上に保持するための裏当てカラー、および、軸受をアクスルハウジング内に保持するためのクランプリングがある。しかしながら、自動車製造業者は、組み立てられたユニットとして構成された部品を望んでおり、ユニットの中に組み込むことのできる部品の数が増えれば増えるほど、それだけ、自動車の組立が容易になる。
発明の概要
減摩軸受は、内側レースと外側レースとの間に一列に配列された転動体を有し、そこで、それらの転動体が、軌道に沿って転がり、また、それらの転動体間の適切な間隔を維持する保持器内に拘束される。内側レースは、裏当てカラーと軸を合わせられ、その裏当てカラーは、取扱のために、保持器と連結される。
発明を実施するためのベストモード
ここで、図面を参照すると、自動車に使用される中実車軸A(図1)は、アクスルハウジングH、アクスルシャフトS、および、車軸AがハウジングH内で軸Xを中心として回転するのを可能にする軸受Bを含む。アクスルシャフトSは、軸受Bによって、ハウジングH内に拘束されるので、車軸Aは、その種類が半浮動式のものである。軸受Bは、ユニットとして提供され、はじめて動作させるときのために、あらかじめ調節され、かつ、注油されている。更に、軸受Bは、取扱のためにユニット化され、そして、1つのユニットとして完全に組み立てられた軸受の状態で、車軸A上に、かつ、ハウジングH内に取り付けられる。
【0004】
まず最初に、アクスルシャフトSについて考えると、アクスルシャフトSは、円柱状の外形を有する軸受座2と、肩4とを有し(図1)、軸受座2は、その肩4まで延びる。肩4の向こう側では、シャフトSは、留め具8を収容するフランジ6を有し、その留め具8は、フランジ6から突き出たねじ付きスタッド、または、フランジ6にねじ込まれた押さえねじの形態を有してもよい。留め具8は、軸Xを中心として車輪案内10の周囲に環状に配列され、その車輪案内10は、実際には、フランジ6から突き出た円筒形のボスである。ブレーキドラムまたはブレーキディスク(図示しない)が、フランジ6に接して取り付けられ、駆動輪(図示しない)が、そのドラムまたはディスクに接して取り付けられ、その駆動輪は、車輪案内10によって、中心を合わせられる。留め具8は、ドラムまたはディスクおよび車輪をフランジ6に接して固定する。それの反対側では、軸受座2は、面取りされた移行部分14において、シャフトSの伸長部分12に通じており、伸長部分12は、軸受座2よりも小さい径を有する。
【0005】
ハウジングHは、管状の本体20と、本体20の端部において外側を向いたフランジ22とを有する(図1)。本体20の内部は、円筒形の端部内腔24において、フランジ22の外へ開口している。
【0006】
軸受Bは、アクスルシャフトSの円柱状の軸受座2上に嵌まり込み、かつ、アクスルハウジングHの端部内腔24内に嵌まり込み、その軸受Bは、シャフトSおよびハウジングHの両方にしっかりと固定される。軸受Bは、シャフトSが、ハウジングH内において、軸Xを中心として回転するのを可能にし、更にまた、シャフトSを軸方向に拘束し、そのために、シャフトSは、ハウジングHの更に内部へまたは更に外部へ移動することができない。軸受Bは、コーン30の形態を有する内側レースと、コーン30を取り囲むカップ32の形態を有する外側レースと、コーン30とカップ32との間に一列に編成された円錐ころ34の形態を有する転動体と、同様に、コーン30とカップ32との間に配置されてそこで円錐ころ34を分離する保持器36と、コーン30の内端に接した裏当てリング38と、コーン30およびカップ32の外端においてコーン30とカップ32との間にあるシール40と、コーン30を取り巻く励磁リング42と、カップ32に取り付けられてそこでコーン30上の励磁リング42の回転を監視する速度センサー44とを含む(図2)。
【0007】
ここで、コーン30を考えると、コーン30は、締り嵌めにより軸受座2上に嵌まり込み、一方の端部において、軸Xに対して直角をなす背面46を有する(図2)。背面46は、軸受座2の端部において、肩4を圧迫する。その反対側の端部においては、コーン30は、同様に、軸Xに対して直角をなす正面48を有する。コーン30は、それの正面48と背面46との間に、テーパー軌道50と、リング座52と、円筒形のシール面54とを有する。テーパー軌道50は、正面48まで延び、正面48において、その軌道50のもっとも小さな径を有する。シール面54は、背面46まで延びる。リング座52は、軌道50とシール面52(54)との間に存在し、そのリング座52の径は、軌道50の大端の径よりも大きいが、シール面52(54)の径よりも小さい。
【0008】
カップ32は、コーン30を取り囲み、ほぼ円筒形である2つの端部58および60を有し(図2)、端部58は、軸受Bの外端に存在し、端部60は、内端に存在する。外端部分58は、より大きな径を有し、コーン30上のリング座52およびシール面54の両方を取り囲んでいる。カップ32は、2つの端部58と60との間にフランジ62を有する。カップ32は、その外端部分58内に大端内腔66を有し、そして、内端部分60は、小端内腔68を含む。コーン30のシール面54は、大端内腔66内に存在し、そして、裏当てカラー38は、小端内腔68内に存在する。小端内腔68は、その内端において、コーン30のテーパー軌道50を取り囲むテーパー軌道70の小端に通じている。カップ軌道70は、コーン30に向かって内側へ突き出た内部リブ72まで延びる。カップ32の外端部分58は、リブ72と大端内腔66との間に、半径方向内腔74を有し、その内腔74は、コーン30上のリング座52に向かって開口し、速度センサー44を収容する。最後に、内端部分60は、Oリングシール76を含む。内端部分60は、アクスルハウジングHの内腔24内に嵌まり込み、Oリングシール76が、ハウジングHの内腔24の表面との間で液体を絶縁するのを可能にする。カップ32のフランジ62は、留め具78によって、ハウジングHのフランジ22にしっかりとクランプされ、それらの留め具78は、フランジ22を通ってフランジ62から突き出てそのフランジ22を越えてナットと係合するねじ付きスタッド、あるいは、それとは逆に、フランジ22から突き出たねじ付きスタッド、または、フランジ22を通ってフランジ62内にねじ込まれた押さえねじの形態を有してもよい。
【0009】
円錐ころ34は、軌道50および70において、コーン30とカップ32との間に環状の列として編成され、円錐ころ34の側面と軌道50および70との間に、線接触が、一般的に存在する(図2)。円錐ころ34の大端面は、カップ軌道70の大端において、内部リブ72を押し、もちろん、リブ72は、円錐ころ34が軌道50および70を這い上がるのを防止する拘束面を提供する。円錐ころ34の小端面は、コーン軌道50の小端とコーンの正面48との交点によって形成されるエッジに沿って存在するが、そのエッジを越えて突き出ることはない。それらの円錐ころ34は、1つの頂点上にあり、それは、それらの円錐ころ34のテーパー側面が存在する円錐包絡線が、軸Xに沿った共通点にそれらの頂点を有すること、更に、軌道50および70の円錐包絡線も、その共通点と同じ点にそれらの頂点を有することを意味する。
【0010】
また、裏当てカラー38は、締り嵌めにより軸受座2(図2)上に嵌まり込み、その締り嵌めの摩擦は、カラー38およびコーン30の両方をアクスルシャフトS上にしっかりと固定する役割をなす。裏当てカラー38の一端は、コーン30の正面48に当接し、そこで、裏当てカラー38は、コーン軌道50の小端を越えて外側へ突き出ており、その結果、円錐ころ34の小端面に面して設けられたもう1つの拘束面を提供するリブ80を形成する。円錐ころ34は、2つのリブ72と80との間に収容されるが、それらの円錐ころ34は、リブ72と80との間に押しつけられることはない。むしろ、わずかな内部隙間が、一方においては、リブ72と円錐ころ34との間に、また、他方においては、リブ80と円錐ころ34との間に存在する。裏当てカラー38は、半径方向に外側に向かってカップ32の小端内腔68に通じる環状溝82(図2および図6)をリブ80の背後に含む。溝82の一方の側壁は、円錐ころ34の小端から離れて設けられた肩を提供する。
【0011】
保持器36は、円錐ころ34の大端面を横断して延びる大端リング84と、円錐ころ34の小端面を横断して延びる小端リング86とを有し(図2および図6)、更にまた、端部リング84と86との間に延びるブリッジ88を有し、このようにして、円錐ころ34が収容されるポケット90を形成する。大端リング84は、カップリブ72にきわめて近接して回転し、実際に、カップリブ72の内面は、端部リング84の傾きに合わせるために、傾斜している。ブリッジ88は、個々の円錐ころ34の中心線よりも遠方に存在し、それらのブリッジ88の側面は、テーパー側面の曲率にある程度合わせるために、面取りされている。その結果として、保持器36は、円錐ころ34の中心線によって形成される包絡線よりも遠方で、円錐ころ34の列上に支持されあるいはその列上を浮動する。小端リング86は、裏当てカラー38のリブ80の上方に突き出ており、裏当てカラー38の溝82の内部に延びるタブ92を備える。タブ92は、軸受Bが動作しているとき、溝82の表面に実際に接触するのではなく、軸受BがアクスルハウジングHおよびシャフトSから取り外されたとき、裏当てカラー38をコーン30の端部に保持する役割をなす。保持器36は、それの小端リング86において、タブ92が裏当てカラー38上を通り越して溝82に嵌まり込むのに足るほど十分に広がるだけの弾性を有する。好ましくは、保持器36は、ポリマーから成形される。
【0012】
シール40は、カップ32の大端内腔66に配置される。そのシール40は、内腔66内に圧入されたプレス加工金属ケース94と、コーン30のシール面54に沿って液体を動的に絶縁する弾性シール部材96とを含む(図2)。
【0013】
速度センサー44は、カップ32の半径方向内腔74内に嵌まり込み、コーン30とカップ32との間の環状空間内に突き出たヘッド98を有する(図2および図5)。実際には、ヘッド98は、コーン30のリング座52上に押しつけられた励磁リング42に面して設けられる。励磁リング42は、不連続部分を構成する軸方向に延びるバーを有し、それらの不連続部分は、センサー44によって生成される磁界を遮断する能力を有する。コーン30が、回転しているとき、センサー44は、コーン30のアニュラー速度を表現する電気信号を発生する。
【0014】
軸受Bは、あらかじめ組み立てられたユニットとして提供され、シール40、センサー44、および、裏当てカラー38は、ユニットの一部を構成する。シール40は、コーン30のシール面54を取り巻き、コーン30が、カップ32の外端から外へ軸方向に移動するのを防止する。カラー38の溝82において保持器36のタブ92が裏当てカラー38と連結した保持器36は、カラー38をコーン30の内端に固定し、そして、そのカラー38は、円錐ころ34が、カップ軌道70を下方へ移動して、コーン30とカップ32との間の空間の内端から外へ出るのを防止する。
【0015】
車軸Aを組み立てるために、シャフトSの伸長部分12が、まず最初に、ユニット化された軸受Bのコーン30および裏当てカラー38内に収容され、かつ、コーン30の背面46を先頭にするように、軸受BがアクスルシャフトSの周囲に前進される。コーン30が、伸長部分12と軸受座2との間の面取りされた移行部分14に到達すると、軸方向の力が、裏当てカラー38に加えられる。その力の大きさは、コーン30および裏当てカラー38の両方をコーン座2上に押し込むのに十分な大きさである。アクスルシャフトSの伸長部分12上に嵌め込まれた管を介して加えられてもよいその力は、アクスルシャフトSの端部にある肩4までずっとコーン30を押し込む。コーン30の背面46は、肩4に当接し、カラー38の端部は、コーン30の正面48に当接する。したがって、コーン30は、肩4と裏当てカラー38との間に収容される。
【0016】
軸受Bが、アクスルシャフトS上に取り付けられると、軸受BおよびアクスルシャフトSが、アクスルハウジングHに取り付けられる。このために、カップ32の内端部分60は、アクスルハウジングHの端部において、内腔24と軸を合わせられ、カップ32が、内腔24内に押し込まれる。カップ32のフランジ62が、アクスルハウジングHの端部にあるフランジ22に接触すると、それらは、留め具78によってお互いにクランプされ、それによって、カップ32をハウジングH上にしっかりと固定する。
【0017】
動作中、アクスルシャフトSは、回転しないように固定されたままのハウジングH内で回転する。円錐ころ34は、コーン30およびカップ32の軌道50および70のそれぞれに沿って転動し、それらのころ34のすべてが、アクスルシャフトSが回転するのに最小限の抵抗により、ラジアル荷重、実質的には、自動車シャーシおよびそれに搭載されたものの重量をカップ32からコーン30に伝達する。ラジアル荷重は、ころ34を軌道50および70の上方へ付勢するが、カップ軌道70の大端にある内部スラストリブ72が、ころ34を軌道50および70に対して適切な軸方向位置に保持する。同様に、アクスルシャフトSをハウジングH内へ付勢するスラスト荷重は、軌道50および70において抵抗される。すなわち、スラスト荷重は、カップ32からころ34を介してコーン30へ横方向に伝達される。他方、シャフトSのフランジ6をハウジングHのフランジ22から遠ざかるように付勢する反対方向のスラスト荷重は、カップ32上の内部リブ72からころ34を介して裏当てカラー38のリブ80へほぼ縦方向に伝達される。したがって、2つのリブ72および80は、2つの拘束面を提供し、ころが、それらの拘束面間に配置される。
【0018】
変更された裏当てカラー100(図7)は、円筒形の外面104から外側へ突き出たリブ102を有する。リブ102は、カラー100の一方の端部に存在し、そこで、ころ34の小端面に面して設けられた拘束面を提供する。リブ102よりも小さい径を有する円筒形表面104は、リブ102からカラー100の他方の端部まで延びる。したがって、また、リブ102は、ころ34から離れて設けられた肩を提供する。
【0019】
保持器36上の小端リング86は、カラー100のリブ102を取り囲み、保持器36上のタブ92が、リブ102の肩106の背後において、内側に突き出ている。その意味で、それらのタブ92は、保持器36をカラー100と連結し、それによって、保持器36とカラー100は、分離しない。更に、タブ92の内側端部は、カラー100の円筒形表面104を押してもよく、それによって、弱い締り嵌めが、タブ92と表面104との間に存在する。これは、軸受BをアクスルシャフトSの軸受座2に取り付けるときに、カラー100の内腔をコーン30の内腔により良好に軸を合わせる役割をなす。しかしながら、締り嵌めが存在する場合、保持器36または保持器36の少なくともタブ92は、カラー100の鋼よりも柔軟な材料、例えばポリマーから形成されなければならない。変更されたカラー100を備えた軸受Bは、裏当てカラー38を有する軸受Bと同じようにして、組み立てられ、そして、軸受座2上に取り付けられる。
【0020】
その変更されたカラー100を備えた軸受Bをはじめて動作させるとき、保持器36のタブ92は、カラー100の円筒形表面104を摩擦する。保持器36は、ポリマーから形成されているので、タブ92は、それらの内側端部に沿って擦り減り、やがては、隙間嵌めが、タブ92と円筒形表面104との間に生じる。
【0021】
裏当てカラーと連結された保持器の概念は、アンギュラコンタクト玉軸受、ラジアル玉軸受、球面ころ軸受、および、円筒ころ軸受の内レースのような別の種類の軸受の内レースと軸を合わせられた裏当てカラーを保持するのに使用されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】
本発明に従って構成され、また本発明を具体化した単列円錐ころ軸受を嵌め込まれた車軸の端部の断面図である。
【図2】
本発明による軸受の拡大断面図である。
【図3】
図2の線3−3に沿った軸受の立面図であり、軸受の外端を示す。
【図4】
図2の線4−4に沿った軸受の立面図であり、軸受の内端を示す。
【図5】
図2の線5−5に沿った軸受の部分断面図である。
【図6】
本発明による軸受の保持器および裏当てカラーを示す分解斜視図である。
【図7】
変更された裏当てカラーを備えた軸受の部分断面図である。
Claims (22)
- 軸を中心とする回転を円滑にするための減摩軸受であって、前記軸から離れて外向きに設けられた軌道を有する内側レースと、前記内側レースを取り囲み、かつ、前記内側レースに面して内向きに設けられた軌道を有する外側レースと、前記内側軌道と前記外側軌道との間に環状の列として配列され、かつ、前記軌道にほぼ合致する転動体と、前記内側レースの一端に配置された裏当てカラーと、前記軌道間に配置され、かつ、前記転動体を収容するポケットを有する保持器と、を備え、前記保持器が、前記裏当てカラーと噛み合わせて連結され、それによって、前記裏当てカラーが、前記保持器および前記転動体に対して軸方向に拘束され、さらに、前記保持器が前記カラーに対して回転することができる、軸受。
- 前記軌道が、傾斜しており、それぞれの軌道が、大端および小端を有し、前記軌道の配置および傾斜が、ラジアル荷重およびスラスト荷重が前記軌道において転動体に伝達されるものである、請求項1に記載の軸受。
- さらに、一方の軌道の大端における第1の拘束面と、他方の軌道の小端における第2の拘束面とを備え、一方の方向へのスラスト荷重が、前記軌道において前記転動体に伝達され、他方の方向へのスラスト荷重が、前記拘束面を介して前記転動体に伝達される、請求項2に記載の軸受。
- 前記第1の拘束面が、前記内側レース上の軌道の小端に配置され、前記第2の拘束面が、前記外側レース上の軌道の大端に配置された請求項3に記載の軸受。
- 前記第1の拘束面が、前記裏当てカラー上にあり、前記第2の拘束面が、前記外側レース上にある請求項4に記載の軸受。
- 前記裏当てカラーが、前記転動体から離れて設けられた肩を有し、前記保持器が、前記裏当てカラー上の前記肩の背後において内側を向いた部材を有する、請求項1に記載の軸受。
- 締り嵌めが、前記カラー上の前記肩の背後において、前記保持器の内側を向いた部材と前記カラーとの間に存在する請求項6に記載の軸受。
- 前記内側レースがコーンであり、前記内側レース上の軌道がテーパー状であり、前記外側レースがカップであり、前記外側レース上の軌道もまたテーパー状であり、前記第1の拘束面が前記カップ上の軌道の大端におけるスラストリブ上にあり、前記転動体が前記コーンと前記カップの軌道間に一列に配列され、前記軌道のテーパー側面に沿って前記軌道と、及び前記軌道の大端においてスラストリブの拘束面と接触する円錐ころであって、前記ころが前記第2の拘束面と面して設けられた小端を有し、前記保持器が、前記ころの大端を横断して延びる端部リング、及び前記ころの小端を横断して延びる端部リングと、前記端部リング間に延びるブリッジを有し、それらすべてが円錐ころを収容するポケットを規定し、前記保持器が小端リングの領域において、前記カラーとかみ合わされ連結されて、ころと保持器を軸方向に前記カラーを固定する、請求項3に記載の軸受。
- 前記第2の拘束面が、前記裏当てカラー上にある請求項8に記載の軸受。
- 前記裏当てカラーが、前記ころの小端から離れて設けられた肩を有し、前記保持器が、その小端リング上に、前記裏当てカラー上の前記肩の背後に突き出たタブを有し、それによって、前記保持器が、前記裏当てカラーとかみ合わされて連結される、請求項8に記載の軸受。
- さらに、前記スラストリブを越えて配置された前記カップに支えられるシールを備え、前記コーンと接触し、前記コーンとともに液体を動的に絶縁し、前記シールと前記コーンとの間の摩擦が前記コーンを前記カップ内に係止する、請求項10に記載の軸受。
- 前記肩が、前記カラーの一方の端部にあるリブに沿って存在する請求項10に記載の軸受。
- 前記肩が、前記カラーの外側へ開口する溝の一方の側を形成し、前記タブが、前記溝の中に突き出ている請求項10に記載の軸受。
- 締り嵌めが、前記タブと前記カラーとの間に存在する請求項10に記載の軸受。
- 前記保持器のブリッジが、前記ころの軸によって形成される包絡線を越えて位置する請求項10に記載の軸受。
- さらに、前記内側レースと外側レースとの間で液体を絶縁し、前記レースの一方によって、支えられるシールを備え、前記内側レースが前記外側レースから軸方向に外れるのを防ぐために、前記シールが一方のレースと摩擦接触する、請求項1に記載の軸受。
- アクスルハウジングと前記アクスルハウジング内に配置されたアクスルシャフトとの組み合わせであって、前記アクスルシャフトが、前記ハウジングの端部を越えて配置されたフランジと、前記フランジの背後にある肩と、前記肩まで延びた軸受座とを有し、前記シャフトが、前記ハウジング内において回転軸を中心にして回転するのを可能にするために、および、前記ハウジング内において前記シャフトを軸方向に拘束するために、一列の円錐ころ軸受が、前記アクスルハウジングと前記シャフトの周囲との間に配置され、前記軸受が、前記アクスルハウジングにしっかりと固定され、かつ、軸に向けて内向きに設けられたテーパー軌道と前記軌道の大端における拘束面とを有するカップと、前記アクスルシャフト上の軸受座の周囲及び前記シャフト上の前記肩に向けて配置され、そして、前記カップ上の前記軌道に向けて外向きに設けられたテーパー軌道を有するコーンと、前記カップと前記コーンとの間に一列に編成され、かつ、前記軌道を向くそれらのテーパー側面と前記カップ上の前記拘束面を向くそれらの大端とを有する円錐ころと、前記軌道間に配置され、かつ、前記円錐ころを収容するポケットを有する保持器と、前記アクスルシャフトの肩と前記裏当てカラーとの間に前記コーンを収容するように、締り嵌めによって前記軸受座上に嵌め込まれた裏当てカラーと、を備え、前記裏当てカラーが、前記円錐ころの小端に面して配置されたもう1つの拘束面を有し、前記裏当てカラーが、前記保持器と連結され、それによって、前記カラーは、前記保持器および前記円錐ころから軸方向に移動することができないが、前記保持器は、前記カラーに対して回転することができる、組み合わせ。
- 前記カラーが、一方の端部にリブを有し、前記拘束面が、リブ上に存在し、前記保持器が、前記ころの小端に面する端部リングと、その端部リング上のタブとを有し、前記タブが、前記リブの背後において内側に突き出ている請求項17に記載の組み合わせ。
- さらに、前記コーンの周囲において動的に液体を絶縁するために、かつ、前記軸受が、前記シャフトおよび前記ハウジングから取り外されるときに、前記カップ内に前記コーンを保持するために、前記カップに取り付けられ、かつ前記コーンの周囲に嵌め込まれたシールを更に備えた請求項18に記載の組み合わせ。
- 前記カラーが、前記リブの背後において外向きに開口した溝を有し、前記保持器上のタブが、その溝の中に突き出ている請求項18に記載の組み合わせ。
- 締り嵌めが、前記保持器上のタブと、前記リブの背後における前記カラーとの間に存在する請求項18に記載の組み合わせ。
- さらに、前記コーン上の軌道の大端を越えた前記コーン上に励磁リングと、カップ上に速度センサーとを備え、前記コーンおよび前記アクスルシャフトの角速度を監視するために励磁リングに向けて設けられた端部を有する請求項18に記載の組み合わせ。
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