JP2004532157A

JP2004532157A - 被駆動車軸用の車輪軸受け

Info

Publication number: JP2004532157A
Application number: JP2003503458A
Authority: JP
Inventors: アクセル・ヴィソツキー
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2001-06-09
Filing date: 2002-05-03
Publication date: 2004-10-21
Also published as: KR20040011524A; BR0210298A; DE10128073A1; ATE280049T1; US7070337B2; EP1395447A1; US20040234185A1; DE10128073B4; WO2002100663A1; EP1395447B1

Abstract

本発明は、駆動軸と、少なくとも１つの内部レースおよび少なくとも１つの外部レースを備えると共に、それによって自動車の外部に向かって配された内部レースは、前記方向に面するエンドフランジと共に具化され、かつ駆動軸上に配置される相補プロフィールに接続される、ハブ軸接続のためのハブプロフィールを、少なくともその長さの部分的領域に沿って有する転がり軸受けユニットと、駆動軸のその長さの少なくとも一部を半径方向に包囲し、転がり軸受けユニットの外部レースを形成または収容する、回転可能に固定されて車体に取り付けられた車軸体と、少なくとも１つの駆動輪を取り付ける車輪フランジと、摩擦リングとブレーキディスクチャンバとを備え、それによって車輪フランジと共にブレーキディスクが内部レースのエンドフランジに着脱自在に取り付けられる、ブレーキディスクとを具備する、被駆動車軸の車輪軸受けに関する。被駆動車軸の車輪軸受けは上記発明によって開発され、軸受けを分解せずにブレーキディスクを取り外すことができる。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、車軸体内または上に搭載される駆動軸を有する、被駆動車軸用の車輪軸受けに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明の要素は、特許文献１で開示される。例えばマルチリンク軸の転がり軸受は、その内部レースで駆動軸の軸肩部に軸方向に支持されると共に、外部レースは車軸スタブ内に圧入される。車輪支持表面を有するブレーキディスクは、歯付きプロフィールで駆動軸の対応合わせプロフィール上に載る。駆動軸上の中央ネジの補助で、ブレーキディスクは転がり軸受けに対してクランプされ、転がり軸受けは駆動軸の軸肩部に対してクランプされる。螺刻部を含め、この場合５つの固定継合部がある。
【０００３】
ブレーキディスクを取り外す場合、中央締結ネジを緩めなければならない。この過程で、転がり軸受けの内部レースは、軸肩部に対する支持から解放される。例えば、新ブレーキディスクを取り付けた後、中央ネジは再度締め付けられる。
【０００４】
ここでは転がり軸受けが軸肩部上のその元位置に達するのが、例えばフレッチング腐蝕のため、妨げられる危険性がある。これは、継合部の接続固定化をもたらし、これは圧縮応力の減少の原因となる。
【０００５】
運転モード中に車輪に働く横方向および縦方向の力は、車輪軸受け締結部に交互に変化する応力として直接作用するので、車輪締結部をさらに緩め得る。
【０００６】
【特許文献１】
独国特許出願公開第１９７４４８７１Ａ１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、ブレーキディスクを車輪軸受けを分解することなく取り外すことができる、被駆動車軸の車輪軸受けを開発することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、主請求項の特徴によって解決される。この目的で、車輪軸受けは、少なくとも１つの内部レースと少なくとも１つの外部レースとを具備すると共に、自動車の外側に向かって配される内部レースは、この方向に一直線に揃えられたエンドフランジと共に設計され、かつ少なくともその長さの部分的領域に沿って、軸ハブ接続のハブプロフィールを有し、ハブプロフィールは駆動軸に配置された相補プロフィールに接続される、転がり軸受けユニットを有し、車体に回転可能に固定されて取り付けられ、駆動軸を少なくともその長さの部分的領域に沿って半径方向に包囲し、転がり軸受けユニットの外部レースを形成または収容する、車軸体を有し、少なくとも１つの駆動輪を収容する車輪フランジを有し、さらに摩擦リングおよびブレーキディスクチャンバを具備するブレーキディスクを有し、ブレーキディスクは、車輪フランジと共に内部レースのエンドフランジに着脱可能に締結される。
【０００９】
ブレーキディスクを取り外すために、ブレーキディスクおよび車輪フランジが転がり軸受けユニットの内部レースに締結される解放可能な接続は解除される。その間、転がり軸受けユニットは軸方向および／または半径方向に固定される。ブレーキディスクを交換するために、ブレーキディスクは車輪フランジと共に取り外される。新ブレーキディスクは、それで順に車輪フランジと共に取り付けられ、転がり軸受けユニットの内部レースに解放可能に締結される。唯一この接続だけが、ブレーキディスクを交換するために解かれ、再び締結されなければならない。この過程では他のいかなる要素も解放または緩められることはない。螺刻部を含み、解放可能な接続の締結において多くとも４つの固定継合部がある。
【００１０】
駆動軸からのトルクは、嵌合軸ハブ接続を介して転がり軸受けユニットの内部レースに伝達される。転がり軸受けユニットの内部レースのエンドフランジを介して、トルクは、内部レースとブレーキディスクの間およびブレーキディスクと車輪フランジの間の摩擦フランジ接続部を介して車輪フランジ、およびそこから車輪にさらに伝達される。車輪フランジは、ブレーキディスクの一部であっても良い。この場合、内部レースからの駆動トルクは、摩擦接続部を介してブレーキディスクに伝達され、そこから直接車輪フランジに伝達される。
【００１１】
制動トルクは、ブレーキディスクによって車輪フランジに伝達される。ブレーキディスクが車輪フランジ内に一体化される場合、制動トルクは、ブレーキディスクから車輪フランジに直接伝えられる。ブレーキディスクおよび車輪フランジが独立した要素である場合、制動トルクの伝達は、例えば、摩擦および／またはブレーキディスクと車輪フランジの間の嵌合接続部を介して起こる。
【００１２】
ブレーキディスクは取付中に心寄せされ、簡単且つ確実に取り付けられる。
【００１３】
本発明のさらなる詳細は、従属請求項や概略的に例示された実施形態の以下の説明から明らかとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、被駆動車軸、例えば商用車の複輪を有する後車軸用の車輪軸受けを示す。個別被駆動車輪（図示せず）は、一般に、車体で弾性的に支持される車軸体（６０）上に転がり軸受けユニット（１０）を介して装着される。被駆動車輪を駆動する軸（３０）は、中空車軸体（６０）内に配置される。この場合、駆動軸（３０）は、差動ハウジング（本明細書では図示せず）に接続される。
【００１５】
転がり軸受けユニット（１０）は、特に、駆動軸（３０）と共に回転する内部レース（１２）、および車軸体（６０）内に配置される外部レース（１１）を具備する。自動車の外部に向かって配された領域では、内部レース（１２）は、軸ハブ接続部（３４、１９）を介して駆動軸（３０）に接続される。
【００１６】
ブレーキディスク（４０）および車輪フランジ（４５）は、ハブネジ（２）によって内部レース（１２）の端部においてフランジ（１７）に締結される。ブレーキディスク（４０）は、特に、摩擦リング（５２）とブレーキディスクチャンバ（４２）とを具備する。車輪のリム（本明細書では図示せず）は、車輪フランジ（４５）に着脱自在に締結される。
【００１７】
密閉要素（７０）は、車軸体（６０）と駆動軸（３０）の間に配置される。前記密閉要素は、駆動軸（３０）と車軸体（６０）の間のキャビティ（１）を密閉し、キャビティは、差動ハウジングの内部に接続される。
【００１８】
駆動軸（３０）は、３つの領域に分割される。その両端において、駆動軸（３０）は、軸ハブ接続部の、軸側で、プロフィールを支持するが、中央領域は少なくともほぼ円筒状構造のものである。中央の螺刻穴（３３）は、自動車の外側に向かって位置するその端面に配置される。
【００１９】
軸側のプロフィール（図１では例示せず）は、駆動軸（３０）を差動ハウジングからの出口に嵌合するように接続するために使用される。第１の領域では、駆動軸（３０）は、例えば、スプライン付き軸プロフィールとして設計される。
【００２０】
スプライン付き軸プロフィールの代わりに、歯付きプロフィール、多角形状プロフィール等から採用されても良い。駆動軸（３０）のこの領域では、その外径は、中央領域におけるよりも少なくとも５％大きい。スプライン付き軸プロフィールの少なくとも外方端部は、例えば、水平に対して１５゜〜２５゜の角度で面取りされる。
【００２１】
駆動軸（３０）の第２の中央、円筒状領域は、事実上一定の直径を有する。円筒状サブセクション（３６）は、例えば、１〜４μｍの高低差Ｒ_ｔをもった、例えば、微小表面粗さを有する。このサブセクション（３６）には、駆動軸（３０）の少なくとも表面は、例えば、４５〜６０ＨＲＣの硬度を有する。
【００２２】
駆動軸（３０）の第３の領域では、この領域は自動車の外側に向かって配されており、駆動軸（３０）の外径は、中央領域におけるよりも小さい。この軸ハブ接続部の、軸側にあるプロフィール（３４）は、例えば、スプライン付き軸プロフィールであっても良い。それで、例えば、軸セクションの周囲に２０本のスプラインを有し、スプラインはそれぞれの場合で２つの平行な側面を有する。スプライン（３５）間では、駆動軸の直径は、例えば、外周よりもほぼ１０％小さい。軸ハブ接続部の、軸側のプロフィール（３４）は、この場合、歯付きプロフィール、多角形状プロフィール等となることも可能である。
【００２３】
駆動軸（３０）に取り付けられた転がり軸受けユニット（１０）は、例えば、Ｏ状に配置された２列のテーパ付転がり軸受けである。それは、２つの内部レース（１２、２２）および外部レース（１１）を具備し、それらの間に転動体（１３）が配置される。一部領域で筒状である内部レース（１２）は、その外側に向かって配された端部にフランジ（１７）として設計される。フランジ（１７）は、この場合半径方向外方に延びる。複数の連続螺刻穴（１８）は、その中の目盛り付き円に配置される。
【００２４】
内部レース（１２）の内部表面は、異なる直径の２つの領域に分割される。フランジ（１７）の近くの第１の領域は、駆動軸（３０）のスプライン付き軸プロフィール（３４）とほぼ同じ長さである。駆動軸（３０）のスプライン付き軸プロフィール（３４）の合わせプロフィールであるハブプロフィール（１９）は、この領域の穴に配置される。これらの溝、例えば２０本の溝は、スプライン付き軸プロフィール（３４）のスプライン（３５）の幅であり、それらの側面の中心に寄せられる。ハブプロフィール（１９）の内径は、スプライン付き軸プロフィール（３４）の外径よりもほぼ１０％小さい。
【００２５】
ハブプロフィール（１９）は、内部レース（１２）の内部表面の第２の領域（１５）によって隣接されるアンダーカット内に自動車の中心に向かって先細りとなって消える。この第２の領域（１５）は、中空円筒形状であり、転がり軸受けユニット（１０）のほぼ外部レース（１１）の長さである。内部レースは、この領域（１５）を使用して駆動軸（３０）の円筒状領域上に載る。
【００２６】
転がり軸受けトラック（１４）は、内部表面の円筒状領域（１５）を介して内部レース（１２）の外側に配置される。円筒状領域および螺刻部（１６）は、中間セクション後の自動車の中心に向かう内部レース（１２）に接触する。第２の内部レース（２２）は、円筒状領域に配置される。この内部レースはまた、その外部表面に転がり軸受けトラック（２３）を有する。転動体（１３）の軸受クリアランスは、螺刻部（１６）に取り付けられた固定ナット（２４）の補助によってこの内部レース（２２）を介して固定される。
【００２７】
転がり軸受けユニット（１０）の外部レース（１１）は、転動体（１３）の２つの転がりトラックをその内部に包含する。外部レース（１１）の外部は円筒状である。
【００２８】
Ｏ配列の代わりに、軸受けユニット（１０）は、Ｘ配列で配置されても良い。この場合、例えば、軸受けユニット（１０）の外部レース（１１）は分割される。軸受けクリアランスは、それで外部レース（１１）で設定される。
【００２９】
操舵可能な車軸の一部であっても良い車軸体（６０）は、その両端が開口しており、かつ少なくとも一部の領域が円筒状である外径を有する管状体である。車軸体（６０）の内部表面（６５）は、それらの共通中心線が回転軸（８）と一致する異なる直径の複数の領域に分割され、車軸体（６０）の外部表面に対し同心上にある。
【００３０】
軸受座（６２）は、自動車への締結部と反対方向に面する車軸体（６０）の自由端における、第１の領域に配置される。前記軸受座（６２）は、車軸肩部（６３）によって自動車の中心に向かって、および螺刻部（６４）によって自由端に向かって固定される。２列になっているテーパ付転がり軸受け（１０）の外部レース（１１）は、軸受座（６２）で支えられる。外部レース（１１）は、締め付け可能なハブナット（５）の補助によってねじり固定された支持座金（６）を介して車軸体肩部（６３）に対してクランプされる。この場合、ハブナット（５）は、内部レース（１２）に対して支える軸密閉リング（７）を有しても良い。
【００３１】
密閉要素（７０）は、内部表面（６５）のさらなる領域（６７）に配置される。この領域（６７）では、内部表面（６５）の直径は、軸受座（６２）の直径のほぼ３分の２である。
【００３２】
例えば、Ｘ配列の転がり軸受けユニット（１０）の場合、車軸体（６０）は、転がり軸受けユニットの外部レースを成しても良い。転動体（１３）の転がり軸受けトラック（１４）は、それで前記外部レースの内部表面に配置される。転がり軸受けユニット（１０）は、単一列の形態で、または事前設定軸受けとして設計されても良い。
【００３３】
ブレーキディスクチャンバ（４２）は、車軸体（６０）の周りに配置される。前記チャンバは円筒状内部および外部輪郭を有する。この場合、ブレーキディスクチャンバ（４２）の外径は、その内径よりもほぼ１５〜２５％大きい。それは車輪の外側に向いた端部に締結フランジ（４３）を有する。前記締結フランジは、車輪の回転軸（８）に対して垂直に形成するように向けられ、２つの互いに平行な平坦面を具備する。内部レース（１２）の螺刻穴（１８）と一直線上で揃う穴（４４）は、この締結フランジ（４３）に配置される。
【００３４】
摩擦リング（５２）は、ブレーキディスクチャンバ（４２）の外部表面上の、自動車の中心に向かって配される端部に配置される。アセンブリジョイントは移行点（５１）、「遮蔽体」に配置される。
【００３５】
摩擦リング（５２）は、ブレーキディスクチャンバ（４２）に着脱不能または着脱自在に接続されても良い。着脱自在の接続の場合、これは、例えば、多溝プロフィール、歯付きプロフィールなどの形態の嵌合軸ハブ接続となる。
【００３６】
摩擦リング（５２）の並行外部表面は、ブレーキライニングが制動中にそれらに対して支える摩擦表面（５３）を形成する。摩擦リング（５２）の外径は、例えば、ブレーキディスクチャンバ（４２）の外部表面の外径よりもほぼ７５％大きい。
【００３７】
車輪フランジ（４５）は、ブレーキディスクチャンバ（４２）の外部輪郭に載る。この場合、車輪フランジ（４５）は、ブレーキディスクチャンバ（４２）の全長の半分をほぼ超えて配置され、ブレーキディスクチャンバ（４２）上で心寄せされる。車輪フランジ（４５）は、自動車の外側に向かって車輪フランジチャンバ（４８）に合流する。この車輪フランジチャンバ（４８）は、少なくとも一部領域に円筒外部表面を有し、その端部側に、目盛り付き円内に在る通路穴（５６）を備えた締結フランジ（４９）を有する。嵌合状態では、車輪フランジ（４５）の通路穴（５６）は、ブレーキディスクチャンバ（４２）の通路穴（４４）、および内部レース（１２）の螺刻付き穴（１８）の上に重なる。ハブネジ（２）が次にそれらの穴（１８）に挿入され、プレストレスを与える力で締め付けられる。
【００３８】
車輪フランジ（４５）の外径は、車輪フランジチャンバ（４８）の直径のほぼ１．５倍である。車輪の外側に向けられた側では、車輪フランジ（４５）は、車輪支持表面（４６）を有する。車輪支持表面（４６）は、車輪の回転軸（８）に対して垂直に配置される平面の機械加工した環状表面である。車輪支持表面（４６）の最大直径は、車輪フランジ（４５）の最大外径に相当し、内径は車輪フランジチャンバ（４８）の直径にほぼ相当する。この場合、摩擦リング（５２）の摩擦表面（５３）の使用可能な最小内径は、車輪フランジ（４５）上の車輪支持表面（４６）の最大外径よりも小さい。解放ノッチは、機械加工された車輪支持表面（４６）と車輪フランジチャンバ（４８）の外部表面の環状表面の間に配置される。車輪支持表面（４６）は、軸受け（１０）のほぼ中心を横断する面の一部である。車輪の回転軸（８）と並行に、通路穴（４７）は車輪支持表面（４６）の目盛り付き円に配置される。リムを締め付ける締結手段は、これらの穴（４７）に配置される。車輪の内側に向かって配される車輪フランジ（４５）の端部表面は、車輪支持表面（４６）と並行である。この表面も同じように環状表面であるが、その内径は、車輪支持表面（４６）の内径よりもほぼ１０％大きい。
【００３９】
ブレーキディスクチャンバ（４２）上の車輪フランジ（４５）の配置は、車輪フランジ（４５）からの力がブレーキディスクチャンバ（４２）の半径方向外側に導かれるようにする。
【００４０】
例えばディスクバネの形態の固定座金（４）および平座金（３）は、駆動軸（３０）の端面に配置される。これらの座金の両方とも中心穴を有する。その螺刻部が螺刻付き穴（３３）に挿入される締結ネジ（９）は、駆動軸（３０）の２つの座金（３、４）を締め付ける。この場合、固定座金（４）の外縁部は、転がり軸受けユニット（１０）の内部レース（１２）に対して押し付ける。自動車の外側に向かって配されたその面では、ディスクバネ（３）は、車輪フランジ（４５）の締結フランジ（４９）の内側に対して支える。これは、軸方向の移動に対して駆動軸（３０）を固定する。この接続は、ブレーキディスク（４０）を取り外す目的では解かれない。
【００４１】
密閉要素（７０）は、転がり軸受けユニット（１０）と差動ハウジングの間に配置される。前記密閉要素は、環状構造のものであり、その外側で車軸体（６０）の内部表面（６５）の第２のセクション（６７）を支えると共に、例えば、その内側が駆動軸（３０）のサブセクション（３６）に接触する。密閉要素（７０）の長さは、車軸体（６０）の穴径と密閉要素（７０）の領域内の駆動軸（３０）の外径との差のほぼ２倍に相当する。つまり、密閉要素（７０）の高さは、その長さの３分の１よりも小さい。
【００４２】
密閉要素（７０）は、断面がＣ状構造のものであり、Ｃ状構造の内部および外部リブは、ほぼ同一長さであり、ほぼ一方が他方の上に位置する。この場合、Ｃ状構造の開口部は差動ハウジングの方向を指している。密閉要素（７０）は、ゆえに、差動ハウジングの内部と連通するキャビティ（１）に境界を付ける。密閉要素（７０）は、特に、外部ケーシング（７２）、底部ケーシング（７３）および膜（７４）から成る、弾性体（７１）を具備する。弾性体（７１）の巻きの長さは、車軸体（６０）の内径と駆動軸（３０）の外径の間の差のほぼ４倍に相当する。
【００４３】
転がり軸受けユニット（１０）が設置される前に、例えば、最初に、締め付け可能なハブナット（５）は、軸密閉リング（７）と共に内部レース（１２）に押し込まれる。車輪の外側に向かって配される転動体（１３）が内部レース（１２）の転がり軸受けトラック（１４）上に設置された後に、外部レース（１１）が挿入される。その後、転動体（１３）の第２の列および第２の内部レース（２２）が挿入される。転がり軸受けユニット（１０）のクリアランスは、次に、適切であれば固定できる固定ナット（２４）を用いて設定される。
【００４４】
このように事前に組み立てられた転がり軸受けユニット（１０）は次に、駆動軸（３０）と車軸体（６０）の間の空間に挿入される。適切であれば、この場合の２つの軸受座の一方は圧入を有する。この接続において、軸密閉リング（７）は内部レース（１２）上でハブナット（５）を支持しても良い。設置中、車軸体（６０）の螺刻部（６４）内の、例えば、引っかけスパナを用いて、ハブナット（５）を締め付けると、転がり軸受けユニット（１０）の外部レース（１１）が車軸体肩部（６３）に対して押し付けられ、車軸体（６０）に固定されるようになる。
【００４５】
転がり軸受けユニット（１０）の設置中、駆動軸（３０）の軸側プロフィール（３４）は、内部レース（１２）のハブ側プロフィール（１９）と嵌合するように係合状態となる。この場合、それぞれの側面は、互いに対し、例えばスプライン付き軸接続で配置される。
【００４６】
車軸の固定手段（３、４、９）の設置後、ブレーキディスク（４０）および車輪フランジ（４５）が取り付けられ、ハブネジ（２）によって締め付けられる。
【００４７】
ブレーキディスク（４０）を取り外すために、ハブネジ（２）を解く。締め付けネジ（９）は取り外さない。ブレーキディスク（４０）および車輪フランジ（４５）は、その際一緒に、または別々に取り外すことができる。
【００４８】
新ブレーキディスク（４０）が取り付けられる場合、新ブレーキディスク（４０）は車輪フランジ（４５）と共に内部レース（１２）に締め付けられる。ブレーキディスク（４０）はここでは内部レース（１２）の外部表面上で心寄せされる。ハブネジ（２）は車輪フランジ（４５）と一緒のブレーキディスク（４０）と内部レース（１２）の間の摩擦接続を確保する。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】被駆動車軸用の車輪軸受けを示す。

Claims

被駆動車軸用の車輪軸受けであって、
駆動軸（３０）を有し、
少なくとも１つの内部レース（１２、２２）および少なくとも１つの外部レース（１１）を具備すると共に、自動車の外側に向かって配される内部レース（１２）は、この方向に一直線上に揃えられたエンドフランジ（１７）と共に設計され、かつ少なくともその長さの部分的領域に沿って、軸ハブ接続（１９、３４）のハブプロフィール（１９）を有し、該ハブプロフィールは駆動軸（３０）に配置された相補的プロフィール（３４）に接続される、転がり軸受けユニット（１０）を有し、
車体に回転可能に固定されて取り付けられ、前記駆動軸（３０）を少なくともその長さの部分的領域に沿って半径方向に包囲し、かつ前記転がり軸受けユニット（１０）の前記外部レース（１１）を形成または収容する車軸体（６０）を有し、
少なくとも１つの駆動輪を収容する車輪フランジ（４５）を有し、
摩擦リング（５２）およびブレーキディスクチャンバ（４２）を具備するブレーキディスク（４０）を有し、
前記ブレーキディスク（４０）は、前記車輪フランジ（４５）と一緒に前記内部レース（１２）の前記エンドフランジ（１７）に着脱自在に締結される車輪軸受け。
前記車輪軸受けユニット（１０）は２列になっていることを特徴とする請求項１に記載の車輪軸受け。
摩擦リング（５２）の最小使用可能な直径は車輪支持表面（４６）の最小直径よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の車輪軸受け。
前記車輪フランジ（４５）は前記ブレーキディスクチャンバ（４２）の外部輪郭上に配置されることを特徴とする請求項１に記載の車輪軸受け。
前記車輪フランジ（４５）は、前記ブレーキディスクチャンバ（４２）の半径方向外側に力を導くことを特徴とする請求項１に記載の車輪軸受け。
少なくとも１つの密閉要素（７０）は、前記車軸体（６０）と前記駆動軸（３０）の間に配置され、前記密閉要素は、前記駆動軸（３０）と前記車軸体（６０）の間に位置し、かつ差動ハウジングの内部と連通するキャビティ（１）を密閉することを特徴とする請求項１に記載の車輪軸受け。
少なくとも１つの摩擦性の着脱自在な接続部は、前記内部レース（１２）と前記車輪フランジ（４５）の間に配置されることを特徴とする請求項１に記載の車輪軸受け。