JP2008535717A

JP2008535717A - 端面歯切り部を持つ車輪軸受装置

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Publication number: JP2008535717A
Application number: JP2008502236A
Authority: JP
Inventors: ローラントランゲル，; ペーテルニープリング，; エルンストマズール，
Original assignee: シエフレル・コマンデイトゲゼルシヤフト
Priority date: 2005-03-04
Filing date: 2006-02-24
Publication date: 2008-09-04
Also published as: US20080159677A1; EP1853437A1; BRPI0609154A2; EP1853437B1; KR20070108239A; DE102005009935A1; WO2006092121A1; CN101132935A; BRPI0609154B1; BRPI0609154A8; US7806597B2; CN100560384C; KR101290391B1; WO2006092121A8

Abstract

本発明は、駆動素子により駆動可能な車輪ボス（３）を支持する少なくとも２列の転動体（５，６）を有する車輪軸受装置（１）に関し、車輪ボス（３）が駆動素子に結合され、その際車輪ボス（３）と駆動素子が、互いに一致する端面歯切り部（１０）の対により互いにかみ合う。

Description

本発明は、駆動素子により駆動可能な車輪ボスを支持する少なくとも２列の転動体を有する車輪軸受装置であって、車輪ボスが駆動素子に結合され、その際車輪ボスと駆動素子が、互いに一致する端面歯切り部の対により互いにかみ合うものに関する。

このような車輪軸受装置及び歯切り部の機能は、ドイツ連邦共和国特許第３１１６７２０号明細書に詳細に記載されている。端面歯切り部は例えば無切削製造により形成される。結合は構造空間を少なくし、比較的大きいトルクの伝達を可能にするが、車輪軸受装置の寸法のためトルクには限界がある。

更に公知の車輪軸受装置は、比較的大きい重量及び比較的小さい軸受強度を持っている。軸受強度は、負荷により生じる弾性撓みに抗して軸受装置が生じる抵抗である。軸受強度のため、負荷によるトルクと軸受の傾斜角との例えばＮｍ／°の比から得られる傾斜強度が生じる。傾斜強度は、負荷される際軸受が傾斜するほど、即ち同じ負荷で傾斜角が大きいほど、小さくなる。負荷は、車両の作動状態で車輪及び付属する車輪懸架装置に作用する負荷である。軸受強度が小さいほど、負荷が車輪の傾斜をそれだけ大きく生じ、この傾斜が特にカーブ走行の際車両の走行特性に不利な影響を及ぼし、制動機の摩耗及び制動機の機能に不利な影響を及ぼす。

従って本発明の課題は、大きいトルクを伝達するための強固な車輪軸受装置を提供することである。

本発明の課題は、一方では、少なくとも車輪軸受装置側端面歯切り部において、歯切り部ピッチ円の直径ＶＴＫと端面歯切り部の歯数Ｚとの比が少なくとも０．７である。

であるのがよい。

歯切り部ピッチ円ＶＴＫは、端面歯切り部の外径ＶＤＡと半径方向の最も外方に形成される歯の歯幅ＺＢとの差である。
ＶＴＫ＝ＶＤＡ−ＺＢ

外径ＶＤＡは、車輪軸受装置の回転軸線の周りにあって半径方向外方において歯元の所で歯切り部の歯に接触する仮想円である。周方向に互いに間隔をとる歯は、円から歯幅ＺＢと共に、回転軸線に対して半径方向に離れるように又は回転軸線へ向かって斜めに内方へ延びている。

歯切り部の外径ＶＤＡは、半径方向に最も外側にある刃を半径方向外側で包囲する仮想円の直径である。従って本発明は、異なる歯幅ＺＢの歯を持つか又は同じ歯幅ＺＢの半径方向に互いにずれた歯を備えている歯切り部にも適用可能である。歯幅ＺＢは、歯元の高さでそれぞれの歯の半径方向外側境界面と半径方向内側境界面との間の間隔を示している。歯元は限界／輪郭線により描かれ、この線の所で歯切り部が形成されている部材の材料から歯が出てくるか又は移行している。この限界は、歯溝において隣接する歯の周方向に、また歯溝の半径方向に最も深い点の間及び歯溝から歯の半径方向外方及び半径方向内方へ次の歯溝へ延びている。歯数Ｚは、一般に均一なピッチで周方向に互いに離れている歯切り部の歯の総数である。

本発明により考察されている寸法、比及び計算値は、製造に起因する寸法公差及び他の寸法公差を考慮することなく、公称値を再現する。

本発明は、一般に車輪ボスと駆動素子が互いに結合可能で再び互いに分離可能である車輪軸受装置に関する。この「古典的な」場合両方の部材は端面歯切り部を介して遊隙なく互いにかみ合い、中心のボルトにより軸線方向に互いに締付けられている。端面歯切り部により物質的に一体に又は別のやり方で分離不可能にはまり合い結合を確実にすることも考えられる。その際歯切り部における結合は一般に自縛的に行われている。

他方課題は、端面歯切り部対の少なくとも１つの端面歯切り部において、転動体列のピッチ円の直径ＴＫがこの端面歯切り部の歯切り部ピッチ円の直径ＶＴＫの１．７倍と最大で同じであるか、又はこれより小さいことによって、解決される。

このピッチ円は、回転軸線に対して同心的に伸びかつ転動体の回転中心を周方向に互いに結ぶ仮想円である。

本発明の展開によれば、少なくとも１つの転動体列のピッチ円の直径ＴＫが、この転動体列の同じ大きさの転動体の直径ＤＫＵの少なくとも４倍又はこれより大きい

このピッチ円は、車輪軸受装置の回転軸線に対して同心的でこの転動体列の転動体の中心を周方向に互いに結ぶ仮想円である。

端面歯切り部は、駆動側で例えば継手（継手鐘）又は軸端に形成されている。車輪軸受装置の側で端面歯切り部は、車輪ボス又は車輪ボス上にある内レースに設けられている。その代わりに端面歯切り部は、車輪ボスの鋲止めフランジで特徴づけられるフランジにも形成されている。フランジは、車輪ボスの予備組立て状態のなるべく回転対称に形成される中空部分から、塑性変形により半径方向外方へ変形されている。フランジにより車輪軸受装置が保持され、アンギュラコンタクト軸受配置のため一般に軸線方向に締付けられる。中空部分は、フランジの折り曲げ前の初期状態で、なるべく中空円筒状又は外側を円筒状にかつ同時に内側を円錐状に又は任意に異なるように形成されている。

に形成され、かつ端面歯を設けられる。更に本発明の展開によれば、歯幅ＺＢは、内レースの半径方向内側にある中空部分の半径方向に最も狭い個所における半径方向壁厚ＳＱと少なくとも同じ大きさであるか又はそれより大きいけれども、２．５倍より大きくない。

本発明の別の展開によれば、歯幅ＺＢは、最も狭い個所におけるフランジの最大でも２倍の幅であるが、軸線方向に最も狭い個所におけるフランジと少なくとも同じ幅である。フランジ幅ＮＢは、内レースの端面から軸線方向に延びている。従って歯幅ＺＢは、フランジ幅ＮＢに対して直角になっている。

内レースの端面は、転動体列の方向に向いた側である。

更にフランジの寸法ＮＢは、最も狭い個所で、壁の厚さＳＱの少なくとも０．８倍の幅を軸線方向に持っている。

その代わりに、歯切り部ピッチ円の直径ＶＴＫは、最も狭い個所におけるフランジの軸線方向幅の寸法ＮＢの少なくとも７倍である。

更に本発明の展開によれば、歯切り部ピッチ円の直径ＶＴＫは、内レースの内径ＩＲＤに少なくとも等しいか又はこれより大きい

転動路への移行部から円筒状外周面への内レースの肩部の寸法ＩＲＢは、軸線方向における最も狭い個所のフランジの幅ＮＢより大きい。
ＩＲＢ＞ＮＢ

本発明の別の展開によれば、前記の特徴が任意の数及び配置で組合わされる。

本発明による車輪軸受装置によって、大きい玉ピッチ円により直径を大きく従って強く形成される狭い車輪軸受装置が創造される。それにより周方向に一層多くの歯が設けられる。歯切り部は、一層大きい駆動トルクにより負荷可能である。

車輪軸受装置１は、車両側のフランジ２、車輪フランジ８を持つ車輪ボス３、内レース４、２列の転動体５，６から形成されている。この場合両方の転動体列５，６の玉は、車輪軸受装置１の回転軸線１ａの周りに直径ＴＫのピッチ円を持つように設けられている。ピッチ円は玉の中心１３を通って延びている。

内レースは、壁厚ＳＱを持つ中空部分７上にある。部分７は内径ＶＤＩを持っている。車輪ボス３の部分７と一体にフランジ９が形成されている。フランジ９は部分７から半径方向に出て、外径ＶＤＡを持っている。フランジ９により、車輪軸受装置１、この場合アンギュラコンタクト玉軸受装置が予荷重をかけられている。そのためフランジ９は、端面歯切り部１０の方向へ向く内レース４の端面１１に、軸線方向に当接している。内レース４の肩部の幅ＩＲＢは、端面１１と内レース転動面への移行部１２との間の軸線方向間隔によって示されている。

フランジ９には端面歯切り部１０が形成され、外側を歯切り部１０の外径ＶＤＡにより区画されている。端面歯切り部１０は、図示しない駆動素子の一致する端面歯切り部にかみ合うようになっている。従ってこの実施例では、端面歯切り部１０の外径は、フランジ９の外径と同じ大きさである。フランジの外径が端面歯切り部の外径より大きい構成も考えられる。端面歯の形状寸法は外径ＶＤＡ及び歯幅ＺＢにより決定されているので、端面歯１０のピッチ円の直径ＶＴＫがわかる。軸線方向に向く歯の深さＺＴは、フランジ９の軸線方向幅ＮＢによっても決定されている。

本発明の実施例を示す。

符号の説明

１車輪軸受装置
１ａ回転軸線
２フランジ
３車輪ボス
４内レース
５，６転動体列
７中空部分
８車輪フランジ
９フランジ
１０端面歯切り部
１１端面
１２移行部
１３中心

Claims

駆動素子により駆動可能な車輪ボス（３）を支持する少なくとも２列の転動体（５，６）を有する車輪軸受装置（１）であって、車輪ボス（３）が駆動素子に結合され、その際車輪ボス（３）と駆動素子が、互いに一致する端面歯切り部（１０）の対により互いにかみ合うものにおいて、端面歯切り部対の少なくとも１つの端面歯切り部（１０）において、この端面歯切り部（１０）の歯切り部ピッチ円の直径（ＶＴＫ）とこの端面歯切り部（１０）の歯数（Ｚ）との比が少なくとも数値０．７に等しく、この直径（ＶＴＫ）が、端面歯切り部（１０）の外径（ＶＤＡ）と歯の歯幅（ＺＢ）との差であり、外径（ＶＤＡ）により、この端面歯切り部（１０）の歯に半径方向外方で歯元に接触する仮想円が、車輪軸受装置（１）の回転軸線（１ａ）の周りに描かれ、周方向に互いに間隔をとる歯が、円から歯幅（ＺＢ）と共に内方へ離れるように延びていることを特徴とする、車輪軸受装置。
端面歯切り部（１０）の歯切り部ピッチ円の直径（ＶＴＫ）と端面歯切り部（１０）の歯数（Ｚ）との比が数値１．４より大きくないことを特徴とする、請求項１に記載の車輪軸受装置。
少なくとも１つの転動体列（５，６）のピッチ円の直径（ＴＫ）が、この転動体列の同じ大きさの転動体の直径（ＤＫＶ）の少なくとも４倍であり、ピッチ円が、車輪軸受装置（１）の回転軸線（１ａ）に対して同心的で転動体列（５，６）の転動体の中心（１３）を周方向に互いに結ぶ仮想円であることを特徴とする、請求項１に記載の車輪軸受装置。
車輪ボス（３）上にある１つの転動体列（５，６）用の内レースが、車輪ボス（３）の中空部分から半径方向外方へ形成されるフランジ（９）により、軸線方向に車輪ボス（３）上に少なくとも保持されているものにおいて、歯幅（ＺＢ）が、内レースの半径方向内側にある部分（７）の半径方向の最も狭い個所における半径方向壁厚（ＳＱ）と少なくともほぼ同じ大きさであることを特徴とする、請求項１に記載の車輪軸受装置。
歯幅（ＺＢ）が最大でも壁厚（ＳＱ）の２．５倍に等しいことを特徴とする、請求項４に記載の車輪軸受装置。
少なくとも１つの転動体列（５，６）のピッチ円の直径（ＴＫ）が、端面歯切り部対の端面歯切り部（１０）の歯切り部ピッチ円の直径（ＶＴＫ）の最大でも１．７倍であり、ピッチ円が回転軸線（１ａ）に対して同心的に延びる仮想円であり、かつ転動体の中心（１３）を周方向に互いに結んでいることを特徴とする、請求項１に記載の車輪軸受装置。
車輪ボス（３）上にある１つの転動体列（５，６）用の内レースが、車輪ボス（３）の中空部分から半径方向外方へ形成されるフランジ（９）により、軸線方向に車輪ボス（３）上に少なくとも保持されているものにおいて、歯切り部の最も幅広い歯幅（ＺＢ）が、フランジ（９）の最も狭い軸線方向フランジ幅（ＮＢ）の最大でも２倍であり、その際フランジ幅（ＮＢ）が、内レースの端面（１１）から軸線方向に見られていることを特徴とする、請求項１に記載の車輪軸受装置。
歯幅（ＺＢ）が、軸線方向において最も狭い個所におけるフランジ（９）のフランジ幅（ＮＢ）と少なくとも同じ幅であることを特徴とする、請求項６に記載の車輪軸受装置。
車輪ボス（３）上にある１つの転動体列（５，６）用の内レースが、車輪ボス（３）の中空部分から半径方向外方へ形成されるフランジ（９）により、軸線方向に車輪ボス（３）上に少なくとも保持されているものにおいて、フランジ（９）が、その最も狭い個所において、軸線方向に内レースの端面（１１）から軸線方向に、内レースの半径方向内側にある部分（７）の壁が半径方向において最も狭い個所において持つ厚さの少なくとも０．８倍の幅であることを特徴とする、請求項１に記載の車輪軸受装置。
車輪ボス（３）上にある１つの転動体列（５，６）用の内レースが、車輪ボス（３）の中空部分から半径方向外方へ形成されるフランジ（９）により、軸線方向に車輪ボス（３）上に少なくとも保持されているものにおいて、歯切り部ピッチ円の直径（ＶＴＫ）が、内レースの端面（１１）から軸線方向に見てフランジ（９）が最も狭い個所において軸線方向に持つ幅の少なくとも７倍であることを特徴とする、請求項１に記載の車輪軸受装置。
駆動素子により駆動可能な車輪ボス（３）を支持する少なくとも２列の転動体（５，６）を有する車輪軸受装置（１）であって、車輪ボス（３）が駆動素子に結合され、その際車輪ボス（３）と駆動素子が、互いに一致する端面歯切り部（１０）の対により互いにかみ合うものにおいて、少なくとも１つの転動体列（５，６）のピッチ円の直径（ＴＫ）が、端面歯切り部対の少なくとも１つの端面歯切り部（１０）の歯切り部ピッチ円の直径（ＶＴＫ）の最大でも１．７倍であり、ピッチ円（ＴＫ）が、回転軸線（１ａ）に対して同心的に延びる仮想円であり、かつ転動体の中心（１３）を周方向に互いに結んでいることを特徴とする、車輪軸受装置。
端面歯切り部（１０）の歯切り部ピッチ円の直径（ＶＴＫ）と端面歯切り部（１０）の歯数（Ｚ）との比が数値１．４より大きくないことを特徴とする、請求項１１に記載の車輪軸受装置。
少なくとも１つの転動体列（５，６）のピッチ円の直径（ＴＫ）が、この転動体列の同じ大きさの転動体の直径（ＤＫＶ）の少なくとも４倍であり、ピッチ円が、車輪軸受装置（１）の回転軸線（１ａ）に対して同心的で転動体列（５，６）の転動体の中心（１３）を周方向に互いに結ぶ仮想円であることを特徴とする、請求項１１に記載の車輪軸受装置。
車輪ボス（３）上にある１つの転動体列（５，６）用の内レースが、車輪ボス（３）の中空部分から半径方向外方へ形成されるフランジ（９）により、軸線方向に車輪ボス（３）上に少なくとも保持されているものにおいて、歯幅（ＺＢ）が、内レースの半径方向内側にある部分（７）の半径方向の最も狭い個所における半径方向壁厚（ＳＱ）と少なくともほぼ同じ大きさであることを特徴とする、請求項１１に記載の車輪軸受装置。
歯幅（ＺＢ）が最大でも壁厚（ＳＱ）の２．５倍に等しいことを特徴とする、請求項１４に記載の車輪軸受装置。
車輪ボス（３）上にある１つの転動体列（５，６）用の内レースが、車輪ボス（３）の中空部分から半径方向外方へ形成されるフランジ（９）により、軸線方向に車輪ボス（３）上に少なくとも保持されているものにおいて、歯切り部の最も幅広い歯幅（ＺＢ）が、フランジ（９）の最も狭い軸線方向フランジ幅（ＮＢ）の最大でも２倍であり、その際フランジ幅（ＮＢ）が、内レースの端面（１１）から軸線方向に見られていることを特徴とする、請求項１１に記載の車輪軸受装置。
歯幅（ＺＢ）が、軸線方向において最も狭い個所におけるフランジ（９）のフランジ幅（ＮＢ）と少なくとも同じ幅であることを特徴とする、請求項１６に記載の車輪軸受装置。
車輪ボス（３）上にある１つの転動体列（５，６）用の内レースが、車輪ボス（３）の中空部分から半径方向外方へ形成されるフランジ（９）により、軸線方向に車輪ボス（３）上に少なくとも保持されているものにおいて、フランジ（９）が、その最も狭い個所において、軸線方向に内レースの端面（１１）から軸線方向に、内レースの半径方向内側にある部分（７）の壁が半径方向において最も狭い個所において持つ厚さの少なくとも０．８倍の幅であることを特徴とする、請求項１１に記載の車輪軸受装置。
車輪ボス（３）上にある１つの転動体列（５，６）用の内レースが、車輪ボス（３）の中空部分から半径方向外方へ形成されるフランジ（９）により、軸線方向に車輪ボス（３）上に少なくとも保持されているものにおいて、歯切り部ピッチ円の直径（ＶＴＫ）が、内レースの端面（１１）から軸線方向に見てフランジ（９）が最も狭い個所において軸線方向に持つ幅の少なくとも７倍であることを特徴とする、請求項１１に記載の車輪軸受装置。