JP4915746B2 - 少なくとも１つの支持体及び車輪軸受から成る装置 - Google Patents

Description

本発明は、支持体及び車輪軸受から成る装置、装置の車輪支持体用外レース、及び装置を組立てる方法に関し、車輪軸受が転動体用の少なくとも１つの転道路を有する少なくとも１つの外レースを持ち、車輪軸受が、第１の受入れ部の所にある第１の結合突起により、また第２の受入れ部の所にある第２の結合突起により、車輪軸受の少なくとも両方の軸線方向に、各結合突起の所で半径方向に折り曲げられるそれぞれ１つの端部によって、支持体に動かないように保持されているものに関する。

このような装置は欧州特許出願公開第１４２４２１７号明細書に詳細に記載されている。支持体は、板から殻状に変形される２つの支持体素子から構成されている。支持体素子の各々は、支持体素子の縁範囲から形成される受入れ部を持っている。この場合各受入れ部は中空円筒状であり、他方の受入れ部と同じに形成されている。受入れ部へ外レースが導入され、受入れ部の形状及び配置のため、外レースは外から通り抜け可能な円筒形状を持っていなければならない。外レースにある結合突起は、これらがその間に支持体を締付けるように、設けられている。締付け力は、端部を結合突起の材料から半径方向に塑性折り曲げする際に発生される。

本発明がなされた時点に、支持体及び車輪軸受から成る装置を安価に製造し、かつ頑丈に構成するという課題が存在した。

この課題は、請求項１の特徴部分及びそれ以外の請求項の特徴によって解決される。

支持体は、なるべく軸線方向に従って車輪軸受の回転軸線と同じ方向に互いに離れるように向けられる２つのストッパに当接している。ストッパは、外レース又は外側部分に固定している。ストッパが外側部分に固定している場合、車輪軸受の少なくとも１つの外レースは、任意の形状の外側部分に受入れられている。ストッパの少なくとも１つは、外側部分又はなるべく外レースに、例えば軸はめ合い用止め輪又は止め円板の形の別個の部品として固定しているか、又は外レースに形成されている。

ストッパの各々から、結合突起の１つがなるべく軸線方向に出ている。結合突起は、なるべく外レースと一体に構成されている。外レースは切削加工されているか、又は２つの転動路を形成されている冷間変形部品である。各結合突起は外レースの本体から軸線方向に異なる方向に出ている。

それぞれのストッパは、支持体の受入れ部の縁区域の少なくとも一部が軸線方向にストッパに当たるまで、結合突起から半径方向に突出している。受入れ部の内側輪郭はそれぞれのストッパと一致しているので、軸線方向ストッパは、大きい荷重を受けても常に受入れ部の縁区域に当接し、意に反して受入れ部へ入り込むか又はこれに押し通されることはない。

支持体の壁の他方の側で、結合突起から半径方向に離れるように結合突起の材料から形成される端部は、ストッパに対向している。この端部も、壁の他方の側で対向するストッパと同様に半径方向に、支持体と車輪軸受との確実な結合が受入れ部において行われるまで、縁区域へ突出している。結合突起から半径方向に形成される端部が、それぞれの受入れ部にある貫通開口の縁区域に軸線方向に当接し、従って受入れ部から全く又は一部しか突出しないようにすることも、考えられる。ストッパはなるべく円環面である。

受入れ部の内側輪郭及び結合突起の外側輪郭は、考えられるすべての互いに一致する形状で任意に構成されているが、なるべく車輪軸受の回転軸線に対して回転対称に構成されている。外レースが、支持体内で内外にはまり合う手段によって、車輪軸受の回転軸線の周りに周方向に回り止めされているようにすることも、考えられる。はまり合い手段は、結合手段又はその変形される端部又は軸線方向ストッパにも形成されている。このはまり合い手段と、受入れ部又は関連する受入れ部の縁区域にあるはまり合い相手手段とが一致している。これらの手段は、半径方向又は軸線方向に突出するか又は引込んで適当にはまり合う止め手段例えば互いにかみ合う１つ又は複数の歯切り部である。

端部はなるべく曲げ縁フランジであり、転がり鋲フランジとも称されるこのようなフランジは、まず結合突起の材料から成りかつ結合突起から半径方向に突出する環部分の塑性変形によって形成される。そのため結合突起が、受入れ部への外レースの取付け前に、結合突起のそれぞれ１つに対応して穴状に形成される受入れ部より軸線方向に長い。こうしてストッパから遠い方にある支持体の側で受入れ部から軸線方向に支持体を越えて突出する結合突起の材料の部分は、支持体への外レースの取付け後半径方向に折り曲げられる端部を形成する。

結合突起の材料は、支持体への外レースを取付ける際半径方向外方へ変形されて、それぞれの端部により車輪軸受の回転軸線に対して回転対称に結合部分と一体に構成される鋲フランジ又は頭部が形成され、貫通穴に残る結合突起の部分の外周面を越えて半径方向に突出している。結合突起の外径は、端部の半径方向折り曲げ前に、少なくとも端部の変形のために設けられる環部分において、それぞれのストッパからの間隔の増大と共に減少している。端部の半径方向折り曲げ前に車輪軸受の回転軸線に対して回転対称に形成される結合突起の壁厚は、端部の半径方向折り曲げ前に、ストッパからの軸線方向間隔の増大と共に減少している。このような手段により、例えば転がり鋲止めの際変形力および変形度を最適に合わせることができる。結合突起の外側輪郭は、端部の半径方向折り曲げの前に、外レースの車輪縦断面において、車輪軸受の回転軸線に沿って見て湾曲しているか又は端部の方へ直線状に下降するように延びている。

支持体は冷却変形法により板から成る少なくとも１つの変形部品であるのがよい。受入れ部は支持体の板にある貫通穴である。車輪軸受は、少なくとも１つの支持体により又は互いに結合されるか又は直接互いに結合されない２つ又はそれ以上の支持体素子により車両と結合され、２つの支持体素子がそれぞれ受入れ部を備えている。車輪軸受は、例えば板から殻状に形成される少なくとも２つの変形部品から成る支持体に保持されている。支持体及び支持体素子に対して、装置の重量をできるだけ少なく保つため、小さい壁厚の板が使用される。このような殻は、適当な形成により高い安定性を得る。

特に支持体又は支持体素子のために薄い板が使用される場合、本発明の構成によれば、受入れ部が板の重複部に形成されている。板の重複部は受入れ部の縁により形成され、支持体の製造の際この縁がまず軸線方向に約９０°板に対して回され、それから最後に受入れ部の中心軸線から半径方向に離れるように折り曲げられ、支持体に当接される。

受入れ部は、内側に円筒状周面を持つか、又は円筒形状とは異なる内周面により完全に内側を区画されている。従って内周面は択一的に内部円錐状又は球状に形成されている。

互いに離れるように向くストッパ及び外レースへの支持体又はその素子の取付け順序は、支持体の構造に関係している。互いに無関係な支持体素子の組立ては簡単である。なぜならば、各支持体素子はその受入れ部を結合突起上にはめられ、それから結合突起の折り曲げにより取付けられるからである。従って支持体素子は、個々にかつ互いに別々に外レースに固定しているか、又は次の段階で互いに共通な支持体となるように互いに結合される。

互いに離れるように向く２つのストッパ及びそれぞれのストッパから出る結合突起を持つ外レースを受入れる受入れ部を持つ支持体の組立てのために、本発明による方法が設けられている。この方法によれば、外レースが、支持体への取付けの際、まず支持体の開口に通され、第２の結合突起を第２の受入れ部へ導入される。開口は、まず他方の受入れ部の大きい組立て断面の原形であり、従って他方の受入れ部の開口断面従って他方の結合部分の外側輪郭に縮小可能な第１の開口断面を持っている。取付け開口は少なくとも１つの次のような開口断面を持っていなければならない。即ちこの開口断面を通して、外レースが少なくとも結合突起から半径方向に突出する軸線方向ストッパと共に、又は軸線方向に開口を通って受入れ部へ導入される結合突起より大きい外側寸法を持つ外レースも軸線方向にはまる。この段階後に外レースは、なるべく結合突起と共に受入れ部にはまる。なお他方の結合突起及び開口の寸法は互いに相違している。

まず支持体の一方の側における結合突起の滑りばめが、結合突起の折り曲げにより軸線方向に止められるか、又はその代わりに開口が材料の塑性変形により別の受入れ部の断面に縮小されて、両方の突起がそれぞれの受入れ部にはまっている。この場合端部の形成により結合が最終的に行われる。

本発明が実施例により以下に詳細に説明される。図６は、支持体３及び車輪軸受４から成る装置１を、部分的に切断された全体図で示している。図１には、装置１の組立ての終わった半組立て品２が示されている。半組立て品は、支持体３と車輪軸受４の外レース５から成っている。図２及び３は３支持体３及び外レース５を示している。図４，５ａ及び５ｂには、半組立て品２を組立てるための本発明による方法の個々の段階が示されている。図１〜５は、装置１の縦中心軸線１ａに沿う縦断面の断面図である。

この場合２列アンギュラコンタクト玉軸受の形式の車輪軸受４は、外レース５フランジ８を持つボス７上の内レース９、及び保持器１０にある２列の転動体９によって形成されている。本発明はころ軸受を持つ装置における使用にも当てはまる。

車輪軸受４は、第１の受入れ部１２にある第１の結合突起１１及び第２の受入れ部１４にある第２の結合突起１３により、縦中心軸線１ａと同じ向きの両方の軸線方向に保持されている。そのため各結合突起１１又は１３は、軸線方向にそれぞれ受入れ部１２又は１４にかみ合っている。外レース５は、結合突起１１又は１３の所で半径方向に折り曲げられた端部１５又は１６により、支持体３に対して動かないように支持体３に保持されている。

図３に個別部品として示される外レース５は、転動体９用の２つの転動路５ａを持っている。転動路５ａは、少なくとも部分的に縦中心軸線１ａに対して半径方向に突出する中間曲げ縁５ｂの所に形成されている。外レース５はなるべく冷間変形部品であり、結合突起１１及び１３と一体に構成されている。結合突起１１及び１３の各々は、車体５ｃに形成される外レース５のストッパ５ｄから、回転軸線１ａと同じ向きに、両軸線方向の１つに延びている。ストッパ５ｄは軸線方向へ向けられる円環面である。

結合突起１１及び１３は、少なくとも端部１５及び１６の半径方向折り曲げ前に、車輪軸受４の回転軸線１ａに対して回転対称に形成されて、結合突起１１及び１３の外側輪郭の外径が、それぞれの軸線方向ストッパ５ｄからの間隔の増大と共に小さくなっている。結合突起１１及び１３の半径方向壁厚は、ストッパ５ｄからに軸線方向間隔の増大と共に減少している。外側輪郭線は、軸線方向自由端の方へ湾曲して下降している。

上述した外レース５は、回転対称にかつ軸線対称に形成されている。このような外レースを回転対称にかつ軸線対称に形成しないことも考えられる。外レースにある結合突起の半径方向及び／又は軸線方向が互いに相違していることも考えられている。それに合わせて支持体の受入れ部も、異なる寸法を持っている。

支持体３が図２に示され、２つの支持体素子３ａ及び３ｂから形成されている。この使用では、各支持体素子３ａ，３ｂは、冷間変形法により板から成る殻状変形部品である。支持体素子３ａ及び３ｂは、板結合部３ｃにより互いに固定されている。直接互いに結合されない支持体素子３ａ及び３ｂに車輪軸受４を取付けることも考えられる。支持体素子３ａ及び３ｂに、それぞれ受入れ部１２及び１４が形成されている。図２には、受入れ部１２が開口１９の形の原形で示されている。

受入れ部１２及び１４は、板の重複部１７，１８内に形成されている。重複部１７，１８は、それぞれの受入れ部１２，１４から半径方向外方へ装置１の回転軸線１ａから離れるように折り曲げられかつ軸線方向に支持体素子３ａ，３ｂの板２０に続く板２０の部分２０ａにより形成されている。受入れ部１２，１４の輪郭は内側を球状に形成され、従って円筒内側形状とは相違している。

支持体３への外レース５の取付けの際、外レース５が、まず支持体３（支持体素子３ｂ）の開口１９を通して、矢印で示す方向（図４）へ導かれ、第２の結合突起１３を第２の受入れ部１４へ導入される。その際結合突起１３が受入れ部１４へ押し込まれるか又は滑りばめで導入される。開口１４は直径ｄ_Ｉにより描かれる開口断面を持っている。ｄ_Ｉは外レース５の最大外形Ｄ_Ａより大きい。最大外形Ｄ_Ａはストッパ５ｄにおける円環面の外径も描き、この外径は第１の受入れ部の第２の開口断面に縮小可能であり、第１の開口断面は、少なくとも外レースの軸線方向ストッパを開口に通すことができるような大きさである。

装置の組立ては、第２の受入れ部１４へ第２の結合突起１３を導入した後以下に説明する等価な方法段階で選択的に続けることができる。
１つの方法段階によれば、図５ｂに示すように、外レース５が、まず結合部分１３の材料から第２の端部１６の半径方向折り曲げにより、軸線方向ストッパ５ｄに当接して、支持体３又は支持体素子３ｂに取付けられる。それからこの段階に、開口１９が塑性変形により第１の受入れ部１２へ縮小されて、第１の受入れ部１２が結合突起１１を包囲する、別の段階が続く。この状態が図５ｃに示されている。最後に外レース５が、結合突起１１の材料から第１の端部１５の半径方向折り曲げにより、軸線方向ストッパ５ｄに当接して、支持体３又は支持体素子３ｂに取付けられるので、図１に示す半組立て品２が得られる。
別の方法段階によれば、図５ａに示すように、外レース５がまず支持体素子３ａと３ｂの間に軸線方向に保持される。そのため開口１９が、塑性変形により第１の受入れ部１２へ縮小されて、第１の受入れ部１２が第１の結合突起１１を包囲するようにする。最後に外レース５が、結合突起１１の材料から第１の端部の半径方向折り曲げにより、かつ時間をずらされるか又は同時に結合突起１３の材料から第２の端部１６の半径方向折り曲げにより、軸線方向ストッパ５ｄに当接して、支持体３又は支持体素子３ａ又は３ｂに取付けられるので、図１に示す半組立て品２が得られる。

図５ａ及び５ｂからわかるように、結合突起は、外レースを受入れ部に、取付ける前に、軸線方向に、結合突起にそれぞれ付属して穴状に形成される受入れ部の軸線方向幅Ｂにより軸線方向に長く（Ｌ）、即ちＬ＞Ｂ．軸線方向に突出する部分（環部分１２ａ及び１３ｂ）は、支持体３への外レース５の取付け後半径方向へ折り曲げられる端部１５又は１６を形成する材料の部分を持っている。組立ての終わった半組立て品において、各結合突起１１，１３は受入れ部１２，１４を軸線方向に貫通して、ストッパ５ｄの１つと端部の１つ１５又は１６が、支持体の部分を軸線方向にその間に保持する。

支持体と車輪軸受から成る装置の半組立て品を一部切欠いた全体図で示す。 支持体を示す。 外レースを示す。 半組立て品の１つの組立て段階を示す。 半組立て品の他の組立て段階を示す。 半組立て品の更に他の組立て段階を示す。 半組立て品の別の組立て段階を示す。 支持体及び車輪軸受から成る装置を一部切欠いた全体図で示す。

符号の説明

１ 装置
１ａ 縦中心軸線
２ 半組立て品
３ 支持体
３ａ 支持体素子
３ｂ 支持体素子
３ｃ 板結合部
４ 車輪軸受
５ 外レース
５ａ 転道路
５ｂ 中間曲げ縁
５ｃ 本体
５ｄ ストッパ
６ 内レース
７ ボス
８ フランジ
９ 転動体
１０ 保持器
１１ 第１の結合突起
１１ａ 環部分
１２ 第１の受入れ部
１３ 第２の結合突起
１３ａ 環部分
１４ 第２の受入れ部
１５ 端部
１６ 端部
１７ 重複部
１８ 重複部
１９ 開口
２０ 板
２０ａ 部分

Claims (23)

1. 支持体（３）及び車輪軸受（４）から成る装置（１）であって、車輪軸受（４）が転動体（９）用の少なくとも１つの転動路（５ａ）を有する少なくとも１つの外レース（５）を持ち、車輪軸受（４）が、第１の受入れ部（１２）の所にある第１の結合突起（１１）により、また第２の受入れ部（１４）の所にある第２の結合突起（１３）により、車輪軸受（４）の少なくとも両方の軸線方向に、各結合突起（１１，１３）の所で半径方向に折り曲げられるそれぞれ１つの端部（１５，１６）によって、支持体（３）に動かないように保持されているものにおいて、冷間変形される板から成る支持体（３）が、外レース（５）の互いに離れるように向けられる２つのストッパ（５ｄ）に当接し、半径方向に折り曲げられた外レース（５）の端部（１５，１６）とストッパ（５ｄ）が、その間に支持体（３）の部分を受入れており、受入れ部（１２，１４）が支持体（３）を形成する板の重複部（１７，１８）に形成され、重複部（１７，１８）が、受入れ部（１２，１４）から半径方向外方へ折り曲げられかつ軸線方向に支持体（３）の板に続く板部分によって形成されていることを特徴とする、装置。
2. ストッパ（５ｄ）が軸線方向に互いに離れるように向けられ、受入れ部（１２，１４）が軸線方向に互いに対向していることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. それぞれのストッパ（５ｄ）から、結合突起（１１，１３）の１つが軸線方向に突出していることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
4. ストッパ（５ｄ）の少なくとも１つが外レース（５）と一体に構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
5. 両方のストッパ（５ｄ）及び両方の結合突起（１１，１３）が外レース（５）と一体に構成され、各結合突起（１１，１３）が各受入れ部（１２，１４）を軸線方向に貫通し、ストッパ（５ｄ）のそれぞれ１つと端部（１５，１６）のそれぞれ１つが軸線方向にその間に支持体（３）の一部を受入れていることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
6. 受入れ部（１２，１４）の少なくとも１つが、円筒形状とは異なる内周面により内側を区画されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
7. 支持体（３）が少なくとも２つの支持体素子（３ａ，３ｂ）から形成され、各支持体素子（３ａ，３ｂ）が受入れ部（１２，１４）を備えていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
8. 支持体素子（３ａ，３ｂ）が互いに結合されていることを特徴とする、請求項７に記載の装置。
9. 外レース（５）が少なくとも１つの冷間変形部品であることを特徴とする、請求項１に記載の装置用車輪軸受の外レース。
10. 外レース（５）に２つの転動路（５ａ）が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置用車輪軸受の外レース。
11. 各結合突起（１１，１３）が、外レース（５）の本体から軸線方向に異なる方向へ延び、各結合突起（１１，１３）が、本体に形成される少なくとも１つのストッパ（５ｄ）から出ていることを特徴とする、請求項１に記載の装置用車輪軸受の外レース。
12. ストッパ（５ｄ）が円環面であることを特徴とする、請求項１１に記載の外レース。
13. 結合突起（１１，１３）が、受入れ部（１２，１４）への外レースの取付け前に、結合突起（１１，１３）のそれぞれ１つに対応して穴状に形成される受入れ部（１２，１４）より軸線方向に長く、結合突起（１１，１３）が、支持体（３）への外レース（５）の取付け後半径方向に折り曲げられる端部（１５，１６）を形成する材料の部分を持っていることを特徴とする、請求項１１に記載の外レース。
14. 結合突起（１１，１３）が、端部（１５，１６）の半径方向折り曲げ前に、車輪軸受（４）の回転軸線（１ａ）に対して回転対称に構成されていることを特徴とする、請求項１１に記載の外レース。
15. 結合突起（１１，１３）が、端部（１５，１６）の半径方向折り曲げ前に、それぞれのストッパ（５ｄ）からの間隔の増大と共に外径を減少していることを特徴とする、請求項１１に記載の外レース。
16. 結合突起（１１，１３）の外側輪郭が、端部（１５，１６）の半径方向折り曲げの前に、外レース（５）の、車輪縦断面において、車輪軸受（４）の回転軸線（１ａ）に沿って見て湾曲していることを特徴とする、請求項１５に記載の外レース。
17. 端部（１５，１６）の半径方向折り曲げ前に車輪軸受（４）の回転軸線（１ａ）に対して回転対称に形成される結合突起（１１，１３）の壁厚が、端部（１５，１６）の半径方向折り曲げ前に、ストッパ（５ｄ）からの軸線方向間隔の増大と共に減少していることを特徴とする、請求項１１に記載の外レース。
18. 外レース（５）が、支持体（３）への取付けの際、まず支持体（３）の開口（１９）に通され、第２の結合突起（１３）を第２の受入れ部（１４）へ導入され、その際開口が、第１の受入れ部（１２）の第２の開口断面に縮小可能な第１の開口断面を持ち、第１の開口断面が、少なくとも外レース（５）のストッパ（５ｄ）を開口（１９）と共に通すことができるような大きさであることを特徴とする、請求項１に記載の装置を組立てる方法。
19. 外レース（５）が、第２の結合突起（１３）の材料から第２の端部（１６）の半径方向折り曲げにより、ストッパ（５ｄ）に当接して、少なくとも支持体（３）の一部に取付けられることを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
20. 開口（１９）が、弾性及び塑性変形により第１の受入れ部（１２）となるように縮小され、第１の受入れ部（１２）が第１の結合突起（１１）を包囲することを特徴とする、請求項１９に記載の方法。
21. 外レース（５）が、第１の結合突起（１１）の材料から第１の端部（１５）の半径方向折り曲げにより、他方のストッパ（５ｄ）に当接して、支持体（３）に取付けられることを特徴とする、請求項２０に記載の方法。
22. まず外レース（５）が、第２の結合突起（１３）の材料から第２の端部（１６）の半径方向折り曲げにより、ストッパの１つ（５ｄ）に当接して、少なくとも支持体（３）の一部に取付けられ、それから別の方法段階において、開口（１９）が弾性及び塑性変形により第１の受入れ部（１２）となるように縮小され、第１の受入れ部（１２）が第１の結合突起（１１）を包囲することを特徴とする、請求項１８に記載の方法。
23. 別の方法段階において又は請求項１８〜２２の方法段階と同時に、外レース（５）が、第１の結合突起（１１）の材料から第１の端部（１５）の半径方向折り曲げにより、他方のストッパ（５ｄ）に当接して、支持体（３）に取付けられることを特徴とする、請求項２２に記載の方法。

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