JP2009540253A - ２つの内レース及び内レースの分離継ぎ目を密封する密封装置を持つ転がり軸受 - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも１つの外レース（２）及び複数部分から成る内レース（３，４）を持つ転がり軸受（１）であって、外レースと内レースとの間に転動体（５，６）が設けられ、隣接する２つの内レース（３，４）がその互いに向き合う軸線方向端面（２５，２６）で互いに当接し、内レース（３，４）の互いに向き合う端面（２５，２６）の範囲にある凹所（１４，１５）により形成されるこれら内レース（３，４）の共通な環状溝（１６）に、密封環（１２）が設けられているものに関する。安価にかつ材料を節約して製造可能で確実に密封を行う密封装置をこの転がり軸受において実現するため、本発明は、共通な環状溝（１６）が、断面で見てその底（１３）の範囲において、環状溝（１６）の半径方向外側範囲におけるより大きい軸線方向長さを持っているようにする。

Description

本発明は、少なくとも１つの外レース及び複数部分から成る内レースを持つ転がり軸受であって、外レースと内レースとの間に転動体が設けられ、隣接する２つの内レースがその互いに向き合う軸線方向端面で互いに当接し、内レースの互いに向き合う端面の範囲にある凹所により形成されるこれら内レースの共通な環状溝に、密封環が設けられているものに関する。

このような転がり軸受は例えばドイツ連邦共和国特許出願公開第１９９３５１０４号明細書から公知である。この転がり軸受は４列円錐ころ軸受として構成され、軸受の複数の内レースと複数の外レースとの間に設けられている。円錐ころ軸受は、軸線方向及び半径方向に作用する密封手段を持ち、半径方向に作用する密封手段が、端面で互いに当接する２つの内レースの間の間隙を密封している。

複数の実施例において密封環は、常に両方の内レースの半径方向内側で、両方の内レースの互いに向き合う端面の範囲にある凹所によって形成される共通な環状溝に設けられている。密封環を受入れるためこれらの凹所により形成される共通な環状溝は、それぞれ四角形の断面形状を持っている。

軸受の内部空間と周囲との間の圧力平衡も可能にせねばならないか又はその換気を可能にする所望の密封特性を得るため、実施例において異なる構成を持つ密封環は、それぞれ１つの金属締付け素子を含み、この締付け素子が、環状溝を形成する内レースの方へ密封環に半径方向押圧力を及ぼして、この密封環を環状溝内に固定し、かつ圧力平衡を可能にする。その点で公知の密封環は、その構造のため転がり軸受の内部空間の気密を可能にしない比較的高価なゴム−金属部材である。

国際公開第９７／４２４２５号明細書から更に２列円錐ころ軸受が公知であり、車両の車輪ボスに車輪軸受として組込まれている。この円錐ころ軸受の２つの部分から成る内レースは、車軸の範囲から例えば油のような望ましくない物質の侵入に対して、両方の内レースの互いに接する端面を覆いかつ軸受内部空間に設けられる密封装置により保護される。この密封装置は２つのＯリングから成り、それぞれ１つのＯリングがそれぞれの内レースの外周にある環状溝に設けられている。両方のＯリングは更に金属環により包囲され、この金属環がＯリングを対応する内レースへ密封するように押付ける。

それと対比可能な構造を、ドイツ連邦共和国特許出願公開第３９１５６２４号明細書から公知の４列転がり軸受が示しているけれども、そこではＯリングではなく異なる構成の密封手段が使用されて、内レースにある断面が直角の共通な環状溝へ挿入され、板環により保持されている。

最後にドイツ連邦共和国特許出願公開第３９２１３８１号明細書から２列転がり軸受が公知であり、複数部分から成る内レース及び外レースを持っている。この転がり軸受では外レースが間隔環により軸線方向に互いに隔てられ、内レースは断面Ｕ字状の取付け環により互いに結合され、取付け環の脚辺は内レースにある周囲溝にはまっている。

端面で互いに当接する２つの内レースを持つ今まで公知の転がり軸受は、転動体用受入れ空間の不充分な密封しか行わないのが、意に反して潤滑剤が転がり軸受から流出し、異物が進入する可能性がある。両方の場合転がり軸受の特性の悪化及び寿命の短縮が考えられる。若干の実施形態では両方の内レースの不充分な軸線方向相互締付けが不充分なので、その端面の間の分離継ぎ目の範囲において、異物がそこに設けられる密封片を乗り越えることができる。他の実施形態において、別個の板環又はゴム材料に合体される板環により、密封片が密封目的にとって充分な効果で内レースへ押付け可能である場合、この密封片は製造が比較的高価であると判断される。

これから出発して本発明の基礎になっている課題は特に２つの内レースの間の端面の分離継ぎ目の範囲で異物の侵入及び／又は潤滑剤の流出に対して内部空間を気密に密封される転がり軸受を提供することである。その際転がり軸受が、密封装置に関して技術的に簡単であり、かつ有利な製造費の実現のためできるだけ僅かな個別部分を持っているようにする。

転がり軸受が幾何学的に特別に構成される共通な受入れ溝を持ち、この受入れ溝が転がり軸受の内レースの互いに当接する端面の範囲に形成され、受入れ溝の特別な形状のため、密封環が自己保持しかつ自己密封するようにこの受入れ溝に受入れられる、という認識が本発明の基礎となっている。

本発明によれば、与えられた課題は、少なくとも１つの外レース及び複数部分から成る内レースを持つ転がり軸受であって、外レースと内レースとの間に転動体が設けられ、隣接する２つの内レースがその互いに向き合う軸線方向端面で互いに当接し、内レースの互いに向き合う端面の範囲にある凹所により形成されるこれら内レースの共通な環状溝に、密封環が設けられているものにより解決される。

更に本発明によれば、共通な環状溝が、断面で見てその底の範囲において、環状溝の半径方向外側範囲におけるより大きい軸線方向長さを持っている。

従って本発明によれば、材料を節約して簡単に製造されかつ共通な環状溝のみによって、気密に密封しかつ自己保持する密封装置が転がり軸受に形成され、異物の侵入及び／又は内レースの互いに当接する端面を経て転動体が設けられている転がり軸受の空間へ又はこの空間からの潤滑剤の移動が、僅かな費用で確実に防止される。

同じ有利な作用及び効果で、適当な反転で、本発明は２部分から成る外レースにおいても実現される。

凹所の少なくとも１つ特に両方の凹所に、アンダカットが形成されているのが特に好ましい。密封環の組込みの際、このアンダカット又はこれらのアンダカット内で密封環が密封するように形成することができる。

更に共通な環状溝が、断面で見て底の範囲において、その半径方向開口の範囲におけるより大きい軸線方向長さを持っているのがよい。

これに関して転がり軸受の別の特徴は、共通な環状溝の狭くされた半径方向開口が、半径方向外側にあって軸線方向に向けられる環状突片により、内レースの凹所に形成されていることである。

本発明による転がり軸受の別の有利な特徴は、密封環を受入れる共通な環状溝を形成するそれぞれの内レースの端面の範囲に、凹所がそれぞれ異なるように形成され、即ち異なる軸線方向及び半径方向長さ又は深さを持っている。この構造により特に異なる軸線方向長さの場合、両方の内レース上または共通な環状溝内への押しはめが容易になり、これについて具体的実施例に関して後述される。

更に特に提案されているように環状溝の形状と共同作用する密封環の断面形状が援助するように作用する。

少なくとも凹所の範囲で、密封環が内レースに接触し（この場合特に接触面がアンダカットの範囲に設けられている）、密封環の少なくとも１つの軸線方向端面が、密封環を共通な環状溝へ挿入する前に少なくとも接触範囲特にアンダカットの範囲に、半径方向外方へ延びる平らな面を持っているのが特に好ましい。

更に密封環の両方の軸線方向端面が、密封環を共通な環状溝へ挿入する前に接触する範囲に、半径方向外方へ延びる平らな面を持っているようにすることができる。

別の特徴は、密封環の端面で半径方向外方へ延びる平らな面が、同じ内レースにあるアンダカット又はアンダカットされた環状突片より少し大きく半径方向外方へ延びていることである。

密封環の材料選択に関して、密封環がゴム弾性材料から成っているのがよい。それによりアンダカットへの密封環の特によいなじみが得られる。

密封環のこの提案された形状は、共通な環状溝の本発明による形状との共同作用で、一方では非常によい密封特性を生じ、他方では環状溝内におけるその自己保持を行うので、最初にあげた公知の転がり軸受とは異なり、密封環を半径方向において包囲する付加的な板環又は金属環を一体化された密封環を使用する必要がない。

両方の内レースを互いに軸線方向に止めるため、軸受内部空間から離れるように向く内レースの側にクランプ状板環が取付け可能であり、互いに当接する内レースの環状溝へ半径方向にはまっている。

本発明による転がり軸受の構造において具体的な実施形態では、密封環が、右の環状突片及び左の環状突片を持つ半径方向内側区域と、右の環状突片及び左の環状突片を持つ半径方向外側区域とを持ち、これらの環状突片の間に、それぞれ１つの右及び左の溝に類似な狭隘部が形成され、半径方向内側環状突片の大部分が、隣接する内レースの端面の凹所へ軸線方向に挿入されている。半径方向内側環状突片の凹所から突出する部分を更に設けることができる。

本発明により構成される転がり軸受の実施形態によれば、転がり軸受が、Ｏ配置又はＸ配置の傾斜した転動体を持つ複列円錐ころ軸受として構成され、かつ少なくとも１つの外レース（２つの外レースを設けることもできる）及び２つの内レースを持ち、内レースが環状クランプにより軸線方向に保持されている。環状クランプがＵ字状断面を持ち、そのそれぞれの脚辺が、それぞれの内レースの転動体から遠い方にある側及び密封環から遠い方にある側で、それぞれ１つの周囲溝へ挿入されているのがよい。

クランプの材料選択に関して、クランプが金属材料から成っているのがよい。

端面で当節する２つの外レース及びそこに設けられるか又は構成される密封片を持つ転がり軸受の別の構成も、同様に技術的に可能である。その場合クランプは両方の外レースの半径方向外側に取付けられて、これらの外レースを互いに止める。

最後に指摘しておくことは、本発明による転がり軸受が、転動体用受入れ空間を軸線方向に密封する公知の密封手段を利用できることである。

本発明が、添付図面により実施例について以下に説明される。

２列円錐ころ軸受の概略断面図を示す。 密封環を受入れるため図１の細部Ｚによる円錐ころ軸受の環状溝を示す。 密封環の断面図を示す。

図１に示す転がり軸受１は２列円錐ころ軸受として構成されているが、少なくとも１つの外レース２及び端面で密に当接する２つの内レース３，４を持つ別の種類の転がり軸受であってもよい。

これらのレース２，３，４により形成されて、ゴム及び板構造の公知の密封手段９，１０により異物の侵入及び潤滑剤の流出を防止されて軸線方向に密封されている受入れ空間２７内に、円錐ころとして構成される転動体５，６が設けられ、各列の転動体５，６は別個の保持器７，８内に保持されている。

両方の内レース３，４は、その互いに向き合う端面２５，２６の範囲で、半径方向内側に、従って転動体５，６用転動路から離れた所に、それぞれ半径方向溝を持ち、これらの半径方向溝へ環状クランプ１１としてＵ字状板環の脚辺が挿入されている。このクランプ１１は両方の内レース３及び４をほぼ軸線方向に互いに結合しているので、これらの内レースは、円錐状転動体５，６の軸線方向力成分の作用を受けても、互いに離れるように動くことができない。

特に図１の範囲Ｚの部分拡大が図２において明らかにするように、半径方向にクランプ１１により上で両方の内レース３及び４の対向する半径方向外側に、従って転動体５及び６を受入れる受入れ空間２７内で内レース３，４の互いに向き合う端面２５，２６の範囲に、軸線方向に異なる長さのそれぞれ１つの凹所１４又は１５が形成され、図３に示す密封環１２を受入れる共通な環状溝１６を形成している。

図２から明らかなように、共通な環状溝１６は、その半径方向内側の底３の範囲に、半径方向外側範囲において狭くされる開口より大きい軸線方向長さを持っている。共通な環状溝１６の前記の狭い個所は、凹所１４又は１５の半径方向外方へ延びる端部にあって軸線方向にアンダカットされるそれぞれ１つの環状突片１７又は１８により形成される。

図３は密封環１２の構成を示している。

図３に示すように、密封環１２は、断面がほぼ四角形の形状を持ち、両側に軸線方向狭隘部１９，２０を持っている。それにより密封環１２において、右のまっすぐな環状突片２１及び左のまっすぐな環状突片２２を持つ半径方向内側区域と、右の環状突片２２及び左の環状突片２４を持つ半径方向外側区域とが形成される。

密封環１２の半径方向内側のまっすぐな軸線方向環状突片２１及び２２により、密封環１２は、非常によく密封しかつ失われないように、内レース３，４の凹所１４，１５又は内レース３，４のアンダカットされる環状突片１７，１８のアンダカット３０，３１へ挿入されることができ、その際その半径方向下の範囲において、密封環１２のまっすぐな接触面が、それぞれのアンダカット３０，３１へ、密封しかつ自己保持するようになじむ。更に密封環１２の端面にあって半径方向外方へ延びる平らな面２１，２２は、少なくとも一部だけ、アンダカット３０，３１より半径方向外方へ更に突出している。

両方の内レース３及び４がクランプ１１により互いに結合されるよりなるべく前に、密封環１２の挿入が行われるので、内レース３の軸線方向に長い底区域が、転がり軸受１の引続く組立て段階のため内レース３上へ軸線方向に押しはめた後の密封環１２に、確実な保持を与える。

それから第２の内レース４が、その端面２５を内レース３の端面２６へ当てられ、クランプ１１の挿入により軸線方向に止められると、密封環１２は共通な環状溝１６内に失われないように存在する。なぜならば、環状溝１６の下の範囲において、密封環１２の半径方向内側の軸線方向環状突片２１，２２が、その平らな面３７，３８で、内レース３，４に形成されるアンダカット３０，３１又は内レース３，４の環状突片１７，１８へなじむからである。

転がり軸受１の上述した構造は、特にその密封装置に関して、両方の内レース３，４の互いに当接する端面２５，２６の間の間隙を通って、転動体５，６用受入れ空間へ異物が侵入し、また潤滑剤がこの受入れ空間から漏れるのを、材料を節約しながら比較的少ない技術的出費で確実に防止する。

転がり軸受１が商用車両の後車軸にある車輪軸受として使用される具体的な使用事例において、転動体用受入れ空間２７へ後車軸伝動装置から油が侵入するのを確実に防止することができる。

１ 転がり軸受
２ 外レース
３ 第１の内レース
４ 第２の内レース
５，６ 転動体
７，８ 保持器
９，１０ 軸線方向密封手段
１１ 環状室
１２ 密封環
１３ 密封溝１６の底
１４ 内レース３にある凹所
１５ 内レース４にある凹所
１６ 共通な環状溝
１７ 内レース４にあるアンダカットされた環状突片
１８ 内レース３にあるアンダカットされた環状突片
１９ 密封手段又は密封環１２にある右の狭隘部
２０ 密封手段又は密封環１２にある左の狭隘部
２１ 密封環１２の半径方向内側にある右のまっすぐな環状突片
２２ 密封環１２の半径方向内側にある左のまっすぐな環状突片
２３ 密封環の半径方向外側にある右の環状突片
２４ 密封環の半径方向外側にある左の環状突片
２５ 内レース４の端面
２６ 内レース３の端面
２７ 転動体用の受入れ空間
３０ 内レース３又はアンダカットされた環状突片１８にあるアンダカット
３１ 内レース４又はアンダカットされた環状突片１７にあるアンダカット
３２ 密封環１２に対する内レース３の接触部又は接触面
３３ 密封環１２に対する内レース４の接触部又は接触面
３５ 密封環１２の第１の軸線方向端面
３６ 密封環１２の第２の軸線方向端面
３７ 端面３５にあって半径方向外方へ延びる平らな面
３８ 端面３６にあって半径方向外方へ延びる平らな面

Claims (12)

1. 少なくとも１つの外レース（２）及び複数部分から成る内レース（３，４）を持つ転がり軸受（１）であって、外レースと内レースとの間に転動体（５，６）が設けられ、隣接する２つの内レース（３，４）がその互いに向き合う軸線方向端面（２５，２６）で互いに当接し、内レース（３，４）の互いに向き合う端面（２５，２６）の範囲にある凹所（１４，１５）により形成されるこれら内レース（３，４）の共通な環状溝（１６）に、密封環（１２）が設けられているものにおいて、共通な環状溝（１６）が、断面で見てその底（１３）の範囲において、環状溝（１６）の半径方向外側範囲におけるより大きい軸線方向長さを持っていることを特徴とする、転がり軸受。
2. 凹所（１４，１５）の少なくとも１つ特に両方の凹所（１４，１５）に、アンダカット（３０，３１）が形成され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. 共通な環状溝（１６）が、断面で見て底（１３）の範囲において、その半径方向開口の範囲におけるより大きい軸線方向長さ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。
4. 共通な環状溝（１６）の狭くされた半径方向開口が、半径方向外側にあって軸線方向に向けられる環状突片（１７，１８）により、内レース（３，４）の凹所（１４，１５）に形成さ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。
5. 少なくとも凹所（１４，１５）の範囲で、密封環（１２）が内レース（３，４）に接触（３２，３３）し、密封環（１２）の少なくとも１つの軸線方向端面（３５，３６）が、密封環（１２）を共通な環状溝（１６）へ挿入する前に少なくとも接触範囲に、半径方向外方へ延びる平らな面（３７，３８）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。
6. 密封環（１２）の両方の軸線方向端面（３５，３６）が、密封環（１２）を共通な環状溝（１６）へ挿入する前に接触する範囲に、半径方向外方へ延びる平らな面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。
7. 密封環（１２）が、右の環状突片（２１）及び左の環状突片（２３）を持つ半径方向内側区域と、右の環状突片（２３）及び左の環状突片（２４）を持つ半径方向外側区域とを持ち、これらの環状突片（２１，２２；２３，２４）の間に、それぞれ１つの右及び左の狭隘部（１９，２０）が形成され、半径方向内側環状突片（２１，２２）の大部分が、隣接する内レース（３，４）の端面の凹所（１４，１５）へ軸線方向に挿入さ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。
8. 密封環（１２）がゴム弾性材料から成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。
9. 転がり軸受（１）が、Ｏ配置又はＸ配置の傾斜した転動体（５，６）を持つ複列円錐ころ軸受として構成され、かつ少なくとも１つの外レース（２）及び２つの内レース（３，４）を持ち、内レース（３，４）が環状クランプ（１１）により軸線方向に保持さ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。
10. 特に金属材料から成る環状クランプ（１１）がＵ字状断面を持ち、そのそれぞれの脚辺が、それぞれの内レース（３，４）の転動体から遠い方にある側及び密封環から遠い方にある側で、それぞれ１つの周囲溝へ挿入さ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。
11. それぞれの内レース（３，４）の端面にある凹所（１４，１５）が、異なる軸線方向及び／又は半径方向長さ又は深さ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。
12. 転がり軸受（１）が、転動体（５，６）用受入れ空間（２７）を軸線方向に密封する密封手段（９，１０）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。

Images