JP5592002B2 - 偏心軸受 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念部の特徴を有する偏心軸受に関する。本発明による偏心軸受は、特に、自動車の液圧ブレーキ装置の電気液圧式ピストンポンプ装置のために設けられている。このようなポンプ装置は、スリップ制御されたブレーキ装置および／または外力ブレーキ装置でブレーキ操作を行うために液圧によりブレーキ圧を生成するために使用される。

既知の偏心軸受は偏心軸を備え、偏心軸は、電気モータのモータ軸、または電気モータによって駆動可能なギアの出力軸に一体的に、または他の方法で堅固に、偏心的に取り付けられている。偏心軸には、偏心軸を同心的に包囲する軸受リングと転動体とを備える転がり軸受が配置されており、転動体は偏心軸と軸受リングとの間の間隙で軸の周囲を周回し、一般に等間隔に配置されているが、しかしながら、必ずしも等間隔には配置されていない。一般に、転動体はローラまたはニードルであるが、もちろんその他の転動体、例えば玉であってもよい。軸受リングは外側リングとして理解することができ、例えば偏心軸に押し付けられた内側リングが設けられていてもよい。もちろん、内側リングは不可欠ではなく、転動体は直接に偏心軸で転動してもよい。軸受リングの外側にはポンプピストン装置の１つ以上のポンプピストンの端面が接触している。ポンプピストンは、例えば、ばねによって外側から軸受リングに当接するように押し付けられる。

回転駆動時に、偏心軸は偏心性基づき円軌道を移動し、この場合に自身を中心として回転する。円軌道における偏心軸の移動により、軸受リングも１つの円軌道もしくは同じ円軌道を移動し、これにより、軸受リングに隣接するピストンポンプを所望のように行程運動させ、これにより、ピストンポンプでは既知のように、ブレーキ液、または一般に流体が交互の吸込みおよび排出によって圧送される。転がり軸受により軸受リングは偏心軸と共に回動しない。

自動車の液圧ブレーキ装置のための電気液圧式ピストンポンプ装置では、偏心軸受は、電気モータまたはギアの出力軸の回転運動を、ポンプピストンを駆動するための行程運動に変換する。

請求項１の特徴を有する本発明による偏心軸受は、回転駆動可能な軸を備え、軸上には、軸を包囲する軸受リング、および軸と軸受リングとの間の間隙で軸の周囲に配置された転動体を有する転がり軸受を備え、転動体は等間隔に配置されていてもよいが、必ずしもそうでなくてもよい。既知の偏心軸受とは異なり、本発明による偏心軸受の軸は回転軸線に対して同心的に設けられているが、軸が回転軸線に対して偏心的であることも可能であり、本発明から除外されない。軸の偏心性の代わりに、または場合によっては付加的に、軸受リングは軸に対して偏心的であり、軸に対する軸受リングの偏心性に基づいた軸と軸受リングとの間の異なる間隙幅に対応して転動体は異なる直径を有している。転動体は、それぞれの転動体が位置する周箇所で軸受リングと軸との間の間隙幅と同じ大きさの直径を有している。

軸が回転駆動された場合に転動体は軸上および軸受リング内を転動し、転がり軸受では既知のように、軸の周囲を周回する。この場合、大きい直径を有する転動体は軸受リングを軸から離れるように押圧し、小さい直径を有する転動体が位置する反対側では軸受リングは軸に近づく。変化する間隙幅は、いわば転動体と一緒に、回転駆動する軸の周囲を周回する。すなわち、最も広い間隙幅、最も狭い間隙幅および他のそれぞれの間隙幅は、転動体と共に軸の周囲を周回する。軸受リングは、軸を中心とした円軌道で、軸に対して偏心性をもって移動する。軸の回転運動は、軸受リングの外側に接触する１つ以上のポンプピストンの行程運動に変換される。転動体は、軸の回転速度に対応するよりも遅い周回速度で軸の周囲を周回し、同様に軸受リングが円軌道を移動する速度が低減される。本発明による偏心軸受は減速比を有し、軸受リングの偏心性の周回速度は、軸受リングが回動不能な場合には軸の回転速度よりも小さい。減速比は、高い回転数による駆動が可能であるという利点を有し、これにより、出力が等しい場合にはより小型でより軽量な電気モータの使用が可能となる。

軸が回転駆動された場合に転動体が軸上および軸受リング内を転動し、軸の周囲を周回することを確保するために、転動体は予荷重をもって軸および軸受リングに接触している。摩耗を少なく抑えるために予荷重は小さくてもよい。予荷重は、軸上および軸受リング内で転動体が転動し、転動体が軸の周囲を周回することが確保されている大きさに選択すべきである。転動体は、転動時にスリップする場合があるが、予荷重は、好ましくはスリップが生じないか、またはせいぜい無視できる程度のスリップしか生じない大きさに選択される。

本発明による偏心軸受の別の利点は、構成が簡単で安価なことである。

本発明による偏心軸受は、特に自動車の液圧ブレーキ装置でブレーキ圧を生成するために電気モータの回転運動がポンプピストンを駆動するための行程運動に変換される電気液圧式ピストンポンプ装置で上記のように使用するように構成されている。本発明は、もちろんこのような用途に制限されておらず、さらにこのような偏心軸受そのものに向けられている。

従属請求項は、請求項１に記載の発明の有利な実施形態および改良形態を対象としている。

偏心軸受の軸および軸受リングに転動体を接触させる予荷重を生成するために、請求項２では軸受リングの減寸を設けている。したがって、転動体を包囲する軸受リングは弾性変形されている。軸受リングは、把持の形式で円筒状の軸受収容部に収容されていないので、偏心軸受が電気液圧式のピストンポンプ装置で使用される場合には、弾性的に曲げて円形とは異なるリング形状に変形させることができる：軸受リングが転動体に接触する箇所では軸受リングはより強い曲率を有し、転動体の間ではより弱い曲率を有している。このようにして、軸受リングの弾性により所望の予荷重を生成し、これにより軸受リングが外側から転動体を押圧し、転動体が内側方向に軸を押圧することが問題なしに可能である。安定性または摩耗を理由に、必要であれば、軸受リングを包囲する付加的なより厚い外側リングを設けてもよい。

電気液圧式のピストンポンプ装置で偏心軸受を使用する場合には、２つのピストンポンプは行程の途中で等しい力によって軸受リングを逆方向に押圧する。本発明による予荷重は、それでもなお転動体が軸および軸受けリングに対して押圧され、回転軸の周囲を周回することを確保する。

請求項３および請求項４では、予荷重をかけるために弾性リング、例えばＯリングを設ける。弾性リングは軸の周方向溝、１つ、複数または全ての転動体の周方向溝および／または軸受リングの内側における周方向溝に挿入することができる。溝は、本発明では強制的ではないが、例えば、溝のない転動体を包囲する弾性リングが軸受リングおよび／または軸の溝内に延在するか、または全ての転動体を一緒に包囲する弾性リングが設けられており、この弾性リングが、転動体および／または軸受リング内の溝内を側方で案内されているようにしてもよい。弾性リングは、軸、１つまたは複数の転動体および／または軸受リングの転動面から突出しており、したがって、転動体、軸および／または軸受リングを弾性的に押圧し、これにより、所望の予荷重が得られ、軸の回転駆動時に転動体が転動および周回することが確保される。転動面は、軸、転動体の周面および軸受リングの内周面である。

請求項５では、転動体を互いに間隔をおいて保持する転動体ケージが設けられている。転動体は、等間隔または異なる間隔で配置されていてもよい。転動体ケージは、全ての転動体が一緒に周回することを確保する。転動体ケージは、１つのみの転動体が弾性リングを有しているか、またはいずれにしても全ての転動体が弾性リングを有していない場合には特に有利である。なぜなら、弾性リングにより誘起される周回は転動体ケージから別の転動体に伝達されるからである。

以下に図示の実施例に基づいて本発明を詳述する。

本発明による偏心軸受を示す平面図である。 図１のII‐II線にしたがった偏心軸受の軸線方向断面図である。

図面に示した本発明による偏心軸受１は、軸受リング３によって包囲された軸２を備える。軸受リング３と軸２との間の間隙４には、転動体５の形のローラが軸２の周囲に配置されている。軸受リング３および転動体５は、場合によっては軸２と共に転がり軸受として理解することもできる。軸２は、図平面後方に位置するため図面では見ることができない電気モータによって、同時に回転軸線でもある軸線６を中心として回転駆動可能である。軸２は偏心性を有していない。軸は、例えば、電気モータのモータ軸の終端部であってもよい。

軸受リング３は軸２に対して偏心的であり、軸受リング３と軸２との間の間隙４は周方向に変化する。図面では上方に位置する最大間隙幅から始まって、間隙幅は最小間隙幅に向けて、すなわち、図面では下方に位置する最小間隙幅へと両周方向に縮小している。

転動体５を形成するローラは、異なった間隙幅に対応して異なる直径を備える。転動体５の直径は、それぞれの転動体５が位置する箇所で軸受リング３と軸２との間の間隙４の幅と同じ大きさである。

軸２の回転駆動時に、転動体５は軸２の周囲を転動し、この場合に軸２の回転速度に相当するよりも遅い周回速度で周回する。最大直径を有する転動体５と共に、軸受リング３と軸２との間の間隙４の最大の間隙幅も周回する。同様に、軸受リング３と軸２との間の間隙４の最小間隙幅は、最小直径を有する転動体５と共に軸２の周囲を周回する。換言すれば、軸２を中心として軸２が回転駆動された場合に、軸２に対して軸受リング３の偏心性が周回し、この場合に偏心性の周回速度は、軸受リング３が共に回転しない場合には軸２の回転速度よりも遅い。軸受リング３は同時に軸の回転軸線である軸２の軸線６を中心とした円軌道を移動し、軸受リング３の円運動速度は、軸２の回転速度よりも小さく、したがって、減速が行われる。

偏心軸受１は、ローラケージ、軸受ケージまたは単にケージと呼んでもよい転動体ケージ７を備える。転動体ケージ７は管状であり、ポケットと呼んでもよい長方形の孔部を備え、孔部には転動体５が回転可能に収容されている。転動体ケージ７は転動体５を互いに間隔をおいて保持する。転動体５の相互間隔は等しくてもよいし、または不均等の大きさであってもよい。

軸受リング３は減寸を有し、すなわち、予荷重をもって転動体５の外側に接触し、転動体５を予荷重によって内側方向に軸２に対して押圧する。予荷重は、転動体５が軸２の回転駆動時に軸上および軸受リング３内を転動し、軸２の周囲を周回することを確保する。軸受リング３は軸受収容部に把持されていないので、円形から非円形のリング形状に弾性的に曲がることができる。減寸によって、軸受リング３は、転動体５の外側に接触する箇所ではより強い曲率を有し、転動体５の間ではより弱い曲率を有するように弾性的に湾曲される。

予荷重をかける別の可能性は、１つまたは複数の弾性リング８，１０，１２、例えばＯリングである。特に図２から分かるように、Ｏリングは弾性的なリング８として軸２の周方向溝９に挿入される。溝９は、弾性リング８の厚さよりも平坦であり、これにより、弾性リング８は溝９から突出する。弾性リング８は転動体５を押圧し、これにより予荷重をかけ、この予荷重をもって、転動体５は軸２もしくは溝９に挿入された弾性リング８に接触し、軸受リング３の内側に接触する。

予荷重をかける別の可能性は、少なくとも１つの転動体５の周方向溝１１に挿入された弾性リング１０である。転動体５の溝１１における弾性リング１０の作用形式は、軸２の溝９における弾性リング８の作用に等しい。転動体ケージ７は、弾性リング１０がいずれかの転動体５において全ての転動体５が軸２の周囲を周回することを確保するために十分となるように、弾性リング１０を備える転動体５から別の転動体５に周回運動を伝達する。

別の可能性は、軸受リング３の内面に設けた周方向溝１３内の弾性リング１２である。明確化のために、図面では３つの弾性リング８，１０，１２が全て示されているが、これらの弾性リング８，１０，１２のいずれか１つ、または上述のような軸受リング３の減寸が設けられていれば、軸２が回転駆動された場合に転動体５の転動および周回を確保するために十分である。

さらに軸受リング３の外側ではポンプピストン９の端面が軸受リング３に接触している。図面では端面のみが示されているポンプピストン９は軸２に対して半径方向に配置されており、図示しないピストンばねによって、外方から軸受リング３に対して押圧される。ポンプピストン１４はポンプケーシング１６のポンプ孔１５で軸線方向に摺動可能に、すなわち、軸２に対して半径方向に摺動可能に収容されている。偏心軸受１は、ポンプケーシング１６の円筒状の偏心空間１７で、本実施例では相互に向かい合って、すなわち、ボクサー配置で配置された２つのポンプピストン１４の間に位置する。軸２の回転駆動によって、軸受リング３は軸２と共に回転することなしに軸２の回転速度よりも遅い速度で、軸２の軸線６および回転軸線を中心とした円軌道を移動する。軸受リング３の円運動はポンプピストン１４を行程運動させる。これにより、偏心軸受１は軸２の回転運動を、ポンプピストン１４を駆動するための行程運動に変換する。ポンプケーシング１６はいわゆる液圧ブロックの構成部分である。液圧ブロックには、ポンプピストン１４の他に、図示しない液圧構成部材、例えば自動車の液圧ブレーキ装置のためのスリップ制御装置の電磁弁などが配置されており、相互に液圧接続されている。このような液圧ブロック自体は既知であり、ここでは詳述しない。

Claims (5)

1. モーターにより回転駆動可能な軸（２）と、該軸（２）を包囲する軸受リング（３）と、軸（２）と軸受リング（３）との間の間隙（４）で軸（２）の周囲に配置された複数の転動体（５）とを備える、回転運動を行程運動に変換するための偏心軸受において、
   軸（２）は、軸（２）の回転軸線（６）と同一中心であり、
   軸受リング（３）が軸（２）に対して偏心的であり、転動体（５）が、軸（２）と軸受リング（３）との間の異なる間隙幅に対応して異なる直径を有し、転動体（５）が、予荷重をもって軸（２）および軸受リング（３）に接触していることを特徴とする、回転運動を行程運動に変換するための偏心軸受。
2. 前記軸受リング（３）が、前記転動体（５）を前記軸（２）および軸受リング（３）に接触させる予荷重をもたらす減寸を有する、請求項１に記載の偏心軸受。
3. 前記軸（２）および／または少なくとも１つの前記転動体（５）が、軸／転動体を包囲する弾性リング（８，１０）を備える、請求項１に記載の偏心軸受。
4. 前記軸受リング（３）が、該軸受リング（３）に挿入される弾性リング（１２）を備える、請求項１に記載の偏心軸受。
5. 偏心軸受（１）が転動体ケージ（７）を備える、請求項１に記載の偏心軸受。

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