説明

複列対称転がり軸受

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。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
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。
【0002】
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。
【背景技術】
【0003】
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。
【0004】
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。
【0005】
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。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
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。
【課題を解決するための手段】
【0007】
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。
【0008】
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。
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【0013】
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。
【0014】
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。
【0015】
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。
【0016】
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。
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
それ以外の実施形態は添付図面から明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0027】
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。
【0028】
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。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
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。
【0037】
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。
【0038】
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。
【0039】
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。
【0040】
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。
【0041】
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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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。
【0045】
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。
【0046】
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。
【0047】
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。
【図面の簡単な説明】
【0048】
【図1】 本発明による転がり軸受の概略図を示す。
【図2】 形状寸法を記入した図1を示す。
【符号の説明】
【0049】
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

【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。
【請求項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。

【図1】
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【図2】
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【公表番号】特表2009−525447(P2009−525447A)
【公表日】平成21年7月9日(2009.7.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−555605(P2008−555605)
【出願日】平成19年1月17日(2007.1.17)
【国際出願番号】PCT/DE2007/000070
【国際公開番号】WO2007/087776
【国際公開日】平成19年8月9日(2007.8.9)
【出願人】(506420843)シエフレル・コマンデイトゲゼルシヤフト (80)
【Fターム(参考)】