JP2009525447A - 複列対称転がり軸受 - Google Patents

Abstract

第１のレース（２）、第２のレース（３）、及び第１のレース（２）と第２のレース（３）との間に設けられる多数の転動体（５）を持つ転がり軸受（１）。ここにおいて、転動体（４）が少なくとも４つの列（１１，１２，１３，１４）で設けられ、少なくとも２列（１１，１４）が第１のピッチ円直径（Ｔｋ１，Ｔｋ４）を持ち、少なくとも２つの別の列（１２，１３）が第１のピッチ円直径（Ｔｋ１，Ｔｋ４）とは異なる第２のピッチ円直径（Ｔｋ２，Ｔｋ３）を持ち、それぞれ同じピッチ円直径を持つ列が、軸受の縦方向（ＬＲ）に対して直角な面（ＭＥ）に関して対称に設けられている。

Description

本発明は、対称転がり軸受特に複列対称転がり軸受に関する。

本発明は、例えばピックアップトラック、軽トラック又はＳＵＶ（スポーツ汎用車）のような自動車の駆動車輪又は非駆動車輪用の車輪軸受装置に関連して説明される。しかし本発明が他の転がり軸受においても使用可能であることが指摘される。

従来技術から、外レース、内レース、及びこれらのレースの間に設けられる転動体を持つ転がり軸受が公知である。従来技術から、これらの転動体を複数列で設けることも公知である。ドイツ連邦共和国特許出願公開第１００６０６３８号明細書から、例えば２列転がり軸受が公知である。こうして軸受に作用する荷重を複数列の転動体従って複数の転動体に分布することが可能である。

このような２列転がり軸受における玉の使用は、これが大きい軸荷重に適していないという点で、不利である。

２列より多い列を持つ転がり軸受は製造に比較的費用がかかり、更に製造の際適した幾何学的寸法を求めねばならない。

従って本発明の基礎となっている課題は、一方では大きい軸荷重に適し、他方では適切な費用で製造しかつ組立て可能な転がり軸受を利用可能にすることである。更に円錐ころを持つ従来の転がり軸受と交換できる転がり軸受を利用可能にする。

これは、本発明によれば、請求項１に記載の転がり軸受によって達せられる。有利な実施形態及び展開が従属請求項の対象である。

本発明による転がり軸受は第１のレース及び第２のレースを持っている。これらのレースの間に多数の転動体が設けられている。本発明によれば、転動体が少なくとも４つの列で設けられ、少なくとも２列が第１のピッチ円直径を持ち、少なくとも２つの別の列が第１のピッチ円直径とは異なる第２のピッチ円直径を持っている。それぞれ同じピッチ円直径を持つ列が、軸受の縦方向に対して直角な面に関して対称に設けられている。

ピッチ円直径は、転動体の対称軸から同じ列においてこの転動体にちょうど対向する転動体の対称軸へ至る間隔を意味する。

少なくとも４つの列を設けることによって、軸受に作用する荷重を複数の列従って複数の転動体に分布させることができる。それにより軸受は全体として一層大きい荷重を吸収するのに適している。

異なるピッチ円直径を設けることによって、異なる方向に作用する力を吸収するのに特に適したように、軸受を設けることができる。一層大きいピッチ円直径を持つ列は、一層大きい力を吸収するのに適している。更に異なるピッチ円直径の使用によって、円錐状転動体の利点即ち大きい支持能力が得られ、このために円錐状転動体の欠点即ち大きい摩擦、大きい重量及びレースの相対移動を甘受する必要がない。

列は、軸受の縦方向に対して直立する面（これはなるべく中間面である）に関して対称に設けられている。従って本発明による転がり軸受は対称転がり軸受である。

転がり軸受が３５ｍｍより大きい全幅を持っているのが好ましい。費用のかかる試験において、３５ｍｍ以上の全幅を持つ転がり軸受が、軸受に作用する力を吸収するのに特に適していることがわかった。

外側にある列のピッチ円直径が、内側にある列のピッチ円直径より大きいのがよい。この実施形態により、外側から内側へ減少する直径を持つ円錐状転動体の機能が得られる。

好ましい実施形態では、少なくとも２つの列の転動体の直径が相違し、外側にある列の転動体の直径が、内側にある列の転動体の直径より大きいのが特に好ましい。外側から内側へ減少する転動体直径により、同様に円錐状転動体の利点が得られ、その際上述した欠点を甘受する必要がない。

軸受の支持体側外径が、支持体側ピッチ円直径と支持体側転動体の転動体直径との和より、６ｍｍ以上だけ大きいと有利である。支持体側列は、以下車両内側に設けられる列とも称される。軸受の更に充分な安定性を得ると共に、軸受のできるだけ小さい重量を可能とするため、支持体側外径の上記の選択は、詳細な試験中に特に適した妥協であることがわかった。

別の好ましい実施形態では、軸受のフランジ側外径が、フランジ側ピッチ円直径とフランジ側転動体の転動体直径との和より、６ｍｍ以上だけ大きい。フランジ側列は、以下車両外側に設けられる列とも称される。前記の形状寸法は、軸受の支持体側外径に対してもフランジ側外径に対しても特に有利に当てはまる。

別の好ましい実施形態では、内側にある列のピッチ円直径が、転がり軸受の穴径より、３．５ｍｍ以上だけ大きい。穴径はなるべくレースの内径に等しい。

別の好ましい実施形態では、第１列とこの第１列に隣接する第２列との間の軸線方向間隔が、第２列とこの第２列に隣接する第３列との間の軸線方向間隔より小さい。第１の列と第２の列及び第３の列と第４の列がタンデム状に配置され、第２列と第３列との間に外レース及び／又は内外レースの中間フランジがあるのが特に好ましい。

少なくとも１つのレース特に内レースが２つの内レース半分から構成されているのがよい。この構成により、軸受の組立てが簡単にされる。なるべく両方の内レース半分が、転がり軸受の軸線方向に、曲げ縁により互いに締付けられている。内レース半分の各々が、なるべく転動体用の２つの転動路を持っている。しかし一体の内レースを曲げ縁により締付けることも可能である。外レースはなるべく一体に形成されている。

少なくとも１つの転動体用転動路、なるべく半径方向内側にある少なくとも１つの転動体用転動路が、フランジ本体に設けられている。このフランジ本体は、なるべく内レース又は内レース半分に締付けられ、従ってこれに対して相対回転しないように締付けられている。この実施形態では、２つの列の転動路、例えば支持体側列の転動路が内レース半分である。第２の内レース半分は、この実施形態では、設けられておらず、その代わりにフランジ側列用の転動路は、車輪フランジも設けられているフランジ本体に直接設けられている。こうして本発明による軸受の組立て費用を減少することができる。

転動体が、玉、円筒ころ、円錐ころ等を含む郡から選ばれているのがよい。なるべくすべての列に同じ種類の転動体があるが、異なる列に異なる種類の転動体を設けることも可能である。

別の好ましい実施形態では、少なくとも２つの列の押圧角が相違している。押圧角とは、押圧力が外レースから転動体を介して内レース又は内レース半分へ伝達される時の角を意味する。もっと正確に言えば、転動体は転動体の転動方向に対して斜めに延びる接触線に沿って締付けられている。押圧角は、これらの接触線と中心面との間に規定される。外側列の押圧角が内側列の押圧角より大きいのが好ましい。内側列の押圧角と外側列の押圧角が同じ大きさであるのが特に好ましい。異なる押圧角により、軸受の負荷吸収を最適に合わせることができる。

別の好ましい実施形態では、転がり軸受が車輪回転数を検出する装置を持っている。例えばそれは磁石円板であり、回転のため変化する信号を出力する。

本発明は更に上述した種類の転がり軸受を持つ車輪支持体に関する。

それ以外の実施形態は添付図面から明らかになる。

図１に示す転がり軸受は、それぞれ転動体５を設けられている４つの列１１，１２，１３，１４を持っている。転動体５はそれぞれレースに設けられ、図の面に対して直角な面内で転動する。簡単にするため、図１及び２にはそれぞれ軸受の半分のみが示されている。

図１に示すように、個々の列１１，１２，１３及び１４は異なるピッチ円直径Ｔｋ１，Ｔｋ２，Ｔｋ３，Ｔｋ４を持ち、最初に述べたようにこれらのピッチ円直径は、転動体の中心と対向する転動体の中心との間の間隔から得られる。

図１に示す実施形態では、両方の列１１及び１４は、列１２及び１３より大きいピッチ円直径Ｔｋ１，Ｔｋ４を持っている。列１１及び１４のピッチ円直径は同じ大きさであり、列１２及び１３のピッチ円直径Ｔｋ２及びＴｋ３も同じである。従って図１に示す転がり軸受は、中間面ＭＥに関して、列の数およびそれぞれのピッチ円直径について対称である。

列１１及び１４の転動体は、更に列１２及び１３の転動体より大きい直径を持っている。こうして列１１及び１２のタンデム配置により、また列１３及び１４の配置により、軸受において従来技術から公知の円錐ころをなくし、円錐ころの利点を利用することができる。

外レース２にはフランジ２４が設けられて、（図示しない）支持体への結合に用いられる。両方の列１２及び１３の間で、外レース２はほぼ半径方向内方へ向く中間フランジ２３を持っている。図１に示す実施例では、フランジ２４は、縦方向に転がり軸受のちょうど中間に設けられているのではなく、フランジ１７のほうへずれている。

この実施例では、フランジ１７はフランジ本体１８と一体に形成され、このフランジ本体１８に内レース３の内レース半分３ａ及び３ｂが設けられている。もっと詳細には、内レース半分３ａ，３ｂが曲げ縁２１及びフランジ本体１８に設けられている段部２２により、転がり軸受の軸線方向に締付けられている。

図１に示す実施例では、両方の内レース半分３ａ及び３ｂに、転動体用のそれぞれ２つの転動路９が設けられている。しかし内レース半分３ａをなくし、その代わりに適当な転動路９をフランジ本体１８に設けることも可能であろう。逆に内レース半分３ａをなくすこともできるであろう。

符号１９は内レース３又は内レース半分３ａの半径方向外方へ向く外縁を示す。この外縁は列１４の転動路９に続いている。

符号１５は転がり軸受用密封片を示す。この密封片はカセット密封片として構成され、外レース２に設けられる補強片２０に３つの密封リップ１５ａ，１５ｂ，１５ｃを持っている。１つの密封リップ１５ａは、周側で半径方向に内レース３又は内レース半分３ａへ向かって予荷重をかけられている。別の密封リップ１５ｂは軸線方向へ投げ飛ばし板に当接している。第３の密封リップ１５ｃは半径方向へ投げ飛ばし板に当接している。

軸受の実施例に応じて、１つ又は両方のフランジ１７，２４をなくすこともできる。別の（図示しない）実施例では、１つのフランジ２４のみが外レース２に設けられ、このフランジが車両側支持体に設けられている。

別の実施例では、フランジ１７のみが設けられて、（図示しない）車輪に結合可能であり、かつフランジ本体１８と一体に形成されている。

図２は、形状寸法を示すため、図１を再び示している。図２において符号１３は軸受の全幅を示し、符号Ｄは軸受高さ、即ち内レース３の半径方向内方へ向く表面と外レース２の半径方向外方へ向く表面との間の間隔を示している。符号Ｆは転がり軸受の外レースのフランジ側外径を示し、符号Ｅは車両側又は支持体側外径を示している。

符号Ａは転がり軸受の穴径を示している。符号Ｄｗはそれぞれの転動体の直径を示し、例えば符号Ｄｗ１は列１１にある転動体５の直径を示している。符号Ｔｋ１〜Ｔｋ４はそれぞれの列のピッチ円直径を示している。符号Ｄｂ１〜Ｄｂ４は、各列の曲げ縁直径を示している。しかしわかり易くするため、符号Ｔｋ１及びＤｂ４のみが記入されている。

符号Ｄｌ１〜Ｄｌ４（ただし直径Ｄｌ１のみを示す）は、それぞれの転動路底直径を示し、半径方向内側にある転動路３１の区域から測られている。符号ｎは列１２と１３との間の中間フランジ２３の幅を示している。

符号ｍは、車両内側に面する側における内レース３又は内レース半分３ｂの曲げ縁幅を示している。符号α１〜α４はそれぞれ押圧角を示している。

軸受全幅Ｂは、内レースの曲げ縁幅ｍ及び中間フランジ幅ｎに加算されるすべての転動体直径の和より大きい。

それぞれ外側にある列は一層大きいピッチ円直径を持っている。これは次のことを意味する。即ち列１１のピッチ円直径Ｔｋ１は列１２のピッチ円直径Ｔｋ２より大きく、列４のピッチ円直径Ｔｋ４は列１３のピッチ円直径Ｔｋ３より大きい。

外レース２の支持体側外径Ｅは、図２に示す実施例では、ピッチ円直径Ｔｋ４と列１４にある転動体の直径Ｄｗ１との和より大きい。支持体側外径Ｅは、少なくとも６ｍｍだけ前記の和より大きいのがよい。

ピッチ円直径Ｔｋ３は、穴径Ａより少なくとも３．５ｍｍだけ大きいのがよい。フランジ側外径Ｆは、列１１のピッチ円直径Ｔｋ１と転動体直径Ｄｗ１との和より６ｍｍ以上だけ大きいのがよい。

更に図２に示す実施例では、列１１及び１４の押圧角α１及びα４は、列１２及び１３の押圧角α２及びα３より大きい。その際押圧角は、中間面ＭＥに対して考えられる。これは次のことを意味する。即ち外側列の押圧角、即ち外レースから内レースへ力が伝達される時の角は、外側列では、内側列の押圧角より大きい。しかしすべての押圧角を同じに選ぶことも可能であろう。

出願書類に開示されたすべての特徴は、それが個々に又は組合わされて従来技術に対して新規である限り、本発明にとって重要なものとみなされる。

本発明による転がり軸受の概略図を示す。 形状寸法を記入した図１を示す。

符号の説明

１ 車輪軸受
２ 外レース
３ 内レース
３ａ，３ｂ 内レース半分
５ 転動体
９ 転動路
１１，１２，１３，１４ 列
１５ 密封装置
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ 密封リップ
１７，２４ フランジ
１８ フランジ本体
２０ 補強片
２１ 曲げ縁
２２ 段部
２３ 外レースの中間フランジ
３１ 転動路の半径方向内側にある区域
ＭＥ 中間面
Ａ 穴径
Ｂ 軸受全幅
Ｄ 軸受高さ
Ｅ 車両内側又は支持体側外径
Ｆ フランジ側外径
Ｍ 軸受中心
ｎ 中間フランジ幅
ｍ 内レースの曲げ縁幅
Ｄｂ１〜Ｄｂ４ 個々の列の曲げ縁直径
Ｄｌ１〜Ｄｌ４ 転動路底直径
Ｄｗ１〜Ｄｗ４ 転動体の直径
Ｔｋ１〜Ｔｋ４ ピッチ円直径
α１，α２，α３，α４ 押圧角

Claims (16)

1. 第１のレース（２）、第２のレース（３）、及び第１のレース（２）と第２のレース（３）との間に設けられる多数の転動体（５）を持つ転がり軸受（１）において、転動体（４）が少なくとも４つの列（１１，１２，１３，１４）で設けられ、少なくとも２列（１１，１４）が第１のピッチ円直径（Ｔｋ１，Ｔｋ４）を持ち、少なくとも２つの別の列（１２，１３）が第１のピッチ円直径（Ｔｋ１，Ｔｋ４）とは異なる第２のピッチ円直径（Ｔｋ２，Ｔｋ３）を持ち、それぞれ同じピッチ円直径を持つ列が、軸受の縦方向（ＬＲ）に対して直角な面（ＭＥ）に関して対称に設けられていることを特徴とする、転がり軸受。
2. 転がり軸受が３５ｍｍより大きい全幅（Ｂ）を持っていることを特徴とする、請求項１に記載の転がり軸受。
3. 外側にある列（１１，１４）のピッチ円直径（Ｔｋ１，ＴＫ４）が、内側にある列（１２，１３）のピッチ円直径（Ｔｋ２，Ｔｋ３）より大きいことを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の転がり軸受。
4. すべての列（１１，１２，１３，１４）の転動体が同じ転動体直径（Ｄｗ１，Ｄｗ２，Ｄｗ３，Ｄｗ４）を持っていることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の転がり軸受。
5. 外側にある列（１１，１４）の転動体直径（Ｄｗ１，Ｄｗ４）が内側にある列（１２，１３）の転動体直径（Ｄｗ２，Ｄｗ３）より大きいことを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の転がり軸受。
6. 軸受の支持体側外径（Ｅ）が、支持体側ピッチ円直径（Ｔｋ４）と支持体側転動体（５）の転動体直径（Ｄｗ４）との和より、６ｍｍ以上だけ大きいことを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の転がり軸受。
7. 軸受のフランジ側外径（Ｆ）が、フランジ側ピッチ円直径（Ｔｋ１）とフランジ側転動体（５）の転動体直径（Ｄｗ１）との和より、６ｍｍ以上だけ大きいことを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の転がり軸受。
8. 内側にある列（１３）のピッチ円直径（ＴＫ３）が、転がり軸受の穴径（Ａ）より、３．５ｍｍ以上だけ大きいことを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の転がり軸受。
9. 第１列（１１）とこの第１列に隣接する第２列（１２）との間の軸線方向間隔が、第２列とこの第２列に隣接する第３列（１３）との間の軸線方向間隔より小さいことを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の転がり軸受。
10. 第２のレース（３）が２つのレース半分（３ａ，３ｂ）を持っていることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の転がり軸受。
11. なるべく半径方向内側にある少なくとも１つの転動体用転動路（９）が、フランジ本体（１８）に設けられていることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の転がり軸受。
12. 転動体が、玉、円筒ころ、円錐ころ等を含む群から選ばれていることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の転がり軸受。
13. 少なくとも２つの列の押圧角（α１，α２，α３，α４）が相違していることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の転がり軸受。
14. 外側列（１１，１４）の押圧角（α１，α４）が内側列（１２，１３）の押圧角（α２，α３）より大きいことを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の転がり軸受。
15. 転がり軸受が車輪回転数を検出する装置を持っていることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の転がり軸受。
16. 先行する請求項の１つに記載の転がり軸受を持つ車輪支持体。

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