JP2008538343A - 車輪軸受継手装置 - Google Patents

Abstract

本発明は車輪軸受継手装置（１）のボス（５）上にはまる少なくとも１つの内レース（４）を持つ車輪軸受継手装置（１）に関し、内レース（４）が、ボス（５）から変形されるカラー（６）により軸線方向に固定的にボス（５）上に保持され、カラー（６）が、継手部材（９）にある対向歯切り部（８）とかみ合う歯切り部（７）を持ち、歯切り部（７）と対向歯切り部（８）が、ボス（５）に支持されかつ継手部材（９）にある雌ねじ（１２）にかみ合う少なくとも１つのねじ素子（１７）により、互いに締付けられている。

Description

本発明は、車輪軸受継手装置のボス上にはまる少なくとも１つの内レースを持つ車輪軸受継手装置であって、内レースが、ボスから変形されるカラーにより軸線方向に固定的にボス上に保持され、カラーが、継手部材にある対向歯切り部とかみ合う歯切り部を持ち、歯切り部と対向歯切り部が、ボスに支持されかつ継手部材にある雌ねじにかみ合う少なくとも１つのねじ素子により、互いに締付けられているものに関する。

このような車輪軸受継手装置はドイツ連邦共和国特許出願公開第３６３６２４３号明細書に記載されている。ねじ素子は、一般に頭部及び軸部にねじ山を持つボルトである。ボルトの頭部は、ねじ込まれて、一般に垂直で平らな当接面で、ボスの垂直で平らな支持面に平らに当接している。継手部分は例えば同期継手の鐘状体である。継手部材の底又は継手部材の適当な突起には、雌ねじが形成されている。

装置の組立ての際、ボルトは軸部をボスにある適当な貫通穴に通されて、雌ねじへねじ込まれる。歯切り部を介する結合は、素子のねじ締めにより一般に軸線方向に大きく予荷重をかけられる。

こうして継手部材の底はねじ素子の頭部の方へ変形する。継手部材の変形は、場合によっては継手部材の位置及び形状に不利な影響を及ぼす。ねじ山及びねじ山の周囲の塑性又は弾性変形は、歯切り部へ伝えられ、かみ合いに不利な影響を及ぼす。

ねじ締めの際、ボルトの頭部はねじ山の軸線方向に貫通穴へ引込まれる。支持面へのボルトの平らな当接面は皿状になり、フランジにある支持面から離れる。ボルトは、支持面を貫通穴に対して区画する面取り部又は稜に当接する。それによりボスと頭部は、稜接触部を介してのみ接触する。軸部と貫通穴の内壁との半径方向間隔がそれぞれ大きくなると、頭部がそれだけ多く引込まれる。ねじ結合部の材料及びその周囲における応力の不均一な分布は、軸線方向予荷重を弱め、結合部における有害な応力ピークを生じる。汚物及び水が当接面と支持面との間の環状楔間隙へ達する。

従って本発明の課題は、前記した欠点を除去する車輪軸受継手装置を提供することである。

この課題は、請求項１の特徴によれば、継手部材の剛性構造が、半径方向に雌ねじと歯切り部例えばはすば歯切り部又は端面歯切り部を形成されている継手部材の部分との間で、溝により中断されていることによって、解決される。溝は頭部の方向から軸線方向に継手部材へ延びている。歯切り部と継手部材の部分は、溝の空隙により半径方向に互いに分離され、溝の軸線方向端部ではじめて継手部材の材料へ移行している。

従って歯切り部は、雌ねじから、弾性及び／又は塑性変形から物質移行が起こらないように切り離されている。雌ねじを持つ区域における材料の変形は、雌ねじを歯切り部から半径方向に分離するため、歯切り部へ全く又は殆ど続行しない。そのため継手部材は、使用されるねじ素子の数に応じて、１つ又は複数の突起を持ち、突起に１つ又は複数の雌ねじが形成されている。突起は継手部材となるべく一体に形成され、継手部材から軸線方向にそれぞれのねじ素子の頭部の方へ突出している。同じ軸線方向へ継手部材から第２の突起が突出し、ボスの歯切り部へかみ合うための対向歯切り部の少なくとも構成部分を持っている。

少なくとも雌ねじが歯切り部により半径方向に包囲されるまで、第１の突起が軸線方向にボスの中へ入り込んでいると、装置は非常にこじんまりしており、軸線方向に僅かな構造空間しか必要としない。この場合貫通穴は、それに適した大きさの直径を一貫して持っているか、又は突起が軸線方向に入り込む範囲で半径方向に広げられている。

第１の突起は、車輪軸受継手装置の回転軸線に対して回転対称になるべく環状に形成されている。第１の突起は、半径方向外側を、円錐台の外周面により少なくとも部分的に区画されているように形成されている。こうして軸線方向予荷重からの応力分布が、突起において最適化されている。

本発明の別の構成によれば、継手部材にある第１の突起及び第２の突起が、環状の軸線方向溝の端部に形成されている丸形溝へ、一緒に移行している。

本発明の課題は、更に、ボス又は頭部とボスとの間にある中間素子へのねじ素子の当接部の形成に関する独立請求項の特徴によって解決される。その代わりに、請求項１の前述した特徴と独立請求項の特徴との組合せも考慮されている。

独立請求項の特徴によれば、ねじ素子の頭部が、車輪軸受継手装置の回転軸線に対して傾斜した面を介して、軸線方向に予荷重をかけられている。本発明によれば、ボス／中間素子（例えば円板の形の中間素子）又はねじ素子の頭部が、垂直な状態とは異なり車輪軸受継手装置の回転軸線の方を向く引込み面の形の支持面／当接面を持っている。環状に形成される面は、垂直な面に対して傾斜しているか、又はこれから湾曲して出ている。垂直な面は頭部と支持面／当接面との接触部において延びている。支持面／当接面が内側円錐台／外側円錐台の内周面／外周面により描かれ、端面の縁からねじ山の方向に貫通穴へ引込められているのがよい。その代わりに当接面がフランジ側に、また支持面が頭部側に、このような円錐状の環状面を持ち、互いに一致している。

支持面が円錐状に形成されている場合、当接面は垂直に向けられているか、又はその代わりに支持面に対して逆向きに傾斜している。その際当接面は、車輪軸受継手装置の回転軸線に対して傾斜する支持面へ向かって軸線方向に予荷重をかけられ、最初に小さい軸線方向予荷重でこの支持面と稜でのみ接触している。締めトルクの増大と共に、ねじ頭部が貫通穴へ引込まれる。その際当接面が皿状になって支持面に密着する。車輪軸受継手装置の作動中における最適な当接が保証されている。

当接面が円錐状に形成されている場合、支持面が垂直に向けられるか、又はその代わりに当接面に対して逆向きに傾斜している。その際支持面は、回転軸線に対して傾斜した当接面を介して軸線方向予荷重をかけられ、はじめに小さい軸線方向予荷重ではこれと稜接触しているだけである。トルクが増大すると、ねじ頭部は貫通穴へ引込まれ、輪郭がフランジ側及び頭部側で互いに密着する。

本発明が実施例により以下に説明される。図１は、車輪軸受継手装置１の回転軸線２に沿う車輪軸受継手装置の実施例の部分断面図を示している。車輪軸受継手装置１は、図示しない転動体列用の２つの転動路３及び３４を持っている。転動路３は内レース４に形成されている。内レース４は、半径方向に車輪軸受継手装置１のボス５上にはまっている。内レース４はカラー６により軸線方向に固定的に保持されている。カラー６には詳細には示してない端面歯切り部７が形成されている。端面歯切り部７は、継手鐘状体の形の継手部材９にある対向歯切り部８にかみ合っている。対向歯切り部８は、継手鐘状体から軸線方向に突出する突起１０に形成されている。継手部材９には、雌ねじ１２を持つ別の突起１１が形成されている。

両方の突起１０及び１１は環状に形成され、回転対称である。対向歯切り部８を持つ突起１０は突起１１を包囲し、対向歯切り部８のところで、突起１１から半径方向に空隙１３により分離されている。空隙１３は軸線方向溝１４に形成されている。軸線方向溝１４は、丸形溝１５において半径により丸められている。

突起１１は、回転軸線２に対して鋭角αだけ傾斜した外側円錐輪郭１６を持っている。突起１１には、ボルト３６の形のねじ素子１７がねじ込まれている。ボス５と継手部材９は、雌ねじ１２内にあるねじ素子１７により軸線方向に締付けられている。そのためボルト３６の頭部１８は、この場合端面でボス５に直接当接し、軸部１９が貫通穴２０を軸線方向に突起１１の中まで貫通している。

継手部材９とカラー６との継ぎ目２１は、プラスチックから成る覆い環２２により半径方向外側を覆われている。覆い環２２は、湿気及び汚物が継ぎ目２１へ侵入するのを防止している。その代わりに又は同時に、弾性的又は硬化する密封手段例えば密封ペーストが、組立ての際継ぎ目へ入れられている。貫通穴２０において軸部１９と内壁２３との間に、密封環４が締付けられている。図３及び４には、ねじ結合部の別の構成の密封片が示されている。図３及び４は、図１の細部Ｚの別の構成を拡大して示している。図３は、頭部１８の縁２７とボス５のフランジ２８との間で締付け溝２６にあるＯリング２５を示している。図４では、Ｏリング３５が、頭部２８と貫通穴２０へ至る稜９との間に軸線方向に締付けられている。ねじ結合部にＯリング又は密封ペーストのような弾性密封素子を結合し、頭部とフランジとの接触部に密封ペースト又は他の密封手段を入れることも考えられる。

図２は図１の細部２を拡大して示している。端面にある面３０この場合支持面３０は、仮想垂直面３１に対して反時計方向に角ψだけ傾斜し、こうしてフランジ２８の端面３２から始まって、矢印で示す軸線方向に雌ねじ１２の方へ貫通穴２０内へ引込んで形成されている。頭部２８にある当接面３３はこの場合垂直面３２内にある。当接面が傾斜して形成され、支持面が垂直面内にあるようにすることも考えられる。

大きい軸線方向予荷重の場合、当接面３３が皿状になり、即ち当接面３３がその最小直径の所で軸線方向に矢印の方向に貫通穴２０の中へ引込まれる。軸線方向予荷重がかかる場合、当接面３３はもはや垂直面３１にはなく、ほぼ角ψだけ垂直面に対して傾斜せしめられる。

本発明の実施例の回転軸線に沿う部分断面図を示す。 図１の細部の拡大図を示す。 図１の細部の別の構成を示す。 図１の細部の更に別の構成を示す。

符号の説明

１ 車輪軸受継手装置
２ 回転軸線
３，３４ 転動路
４ 内レース
５ ボス
６ カラー
７ 歯切り部
８ 対向歯切り部
９ 継手部材
１０，１１ 突起
１２ 雌ねじ
１３ 空隙
１４ 軸線方向溝
１５ 丸形溝
１６ 輪郭
１７ ねじ素子
１８ 頭部
１９ 軸部
２０ 貫通穴
２１ 継ぎ目
２２ 覆い環
２３ 内壁
２４ 密封環
２５ Ｏリング
２６ 締付け溝
２７ 縁
２８ フランジ
２９ 稜
３０ 支持面
３１ 垂直面
３２ 端面
３３ 当接面
３５ Ｏリング
３６ ボルト

Claims (12)

1. 車輪軸受継手装置（１）のボス（５）上にはまる少なくとも１つの内レース（４）を持つ車輪軸受継手装置（１）であって、内レース（４）が、ボス（５）から変形されるカラー（６）により軸線方向に固定的にボス（５）上に保持され、カラー（６）が、継手部材（９）にある対向歯切り部（８）とかみ合う歯切り部（７）を持ち、歯切り部（７）と対向歯切り部（８）が、ボス（５）に支持されかつ継手部材（９）にある雌ねじ（１２）にかみ合う少なくとも１つのねじ素子（１７）により、互いに締付けられているものにおいて、継手部材（９）に、軸線方向に突出する少なくとも１つの第１の突起（１１）が形成され、第１の突起（１１）が雌ねじ（１２）を持ち、継手部材（９）に、軸線方向に突出する少なくとも１つの第２の突起（１０）が形成され、第２の突起（１０）が、軸線方向に第１の突起（１１）と同じ方向に突出し、少なくとも対向歯切り部（８）と第１の突起（１１）が、空隙（１３）により半径方向に互いに分離されていることを特徴とする、車輪軸受継手装置。
2. 第１の突起（１１）及び第２の突起（１０）が継手部材（９）と共に１つの材料から構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の車輪軸受継手装置。
3. 少なくとも雌ねじ（１２）が歯切り部（７）により半径方向に包囲されるまで、第１の突起（１１）が軸線方向にボス（５）の中へ入り込んでいることを特徴とする、請求項１に記載の車輪軸受継手装置。
4. 第１の突起（１１）が環状に形成されて、車輪軸受継手装置（１）の回転軸線（２）を包囲し、第１の突起（１１）が、半径方向外側を、円錐台の外周面により少なくとも部分的に区画されていることを特徴とする、請求項１に記載の車輪軸受継手装置。
5. 第１の突起（１１）が環状に形成されて、車輪軸受継手装置（１）の回転軸線（２）を包囲し、第１の突起（１１）が継手部材（９）の丸形溝（１５）へ移行し、第１の突起（１１）が丸形溝（１５）を介して第２の突起（１０）と結合されていることを特徴とする、請求項１に記載の車輪軸受継手装置。
6. ねじ素子（１７）の少なくとも１つの頭部（１８）がボス（５）に支持されているものにおいて、頭部（１８）が、車輪軸受継手装置（１）の回転軸線（２）に対して傾斜した少なくとも１つの支持面（３０）へ向かって、軸線方向に予荷重をかけられていることを特徴とする、請求項１に記載の車輪軸受継手装置。
7. 支持面（３０）が内側を円錐状に形成されていることを特徴とする、請求項６に記載の車輪軸受継手装置。
8. 支持面（３０）が、半径方向外側から半径方向内側へ、軸線方向に雌ねじ（１２）の方へ引込められていることを特徴とする、請求項７に記載の車輪軸受継手装置。
9. 車輪軸受継手装置（１）のボス（５）上にはまる少なくとも１つの内レース（４）を持つ車輪軸受継手装置（１）であって、内レース（４）が、ボス（５）から変形されるカラー（６）により軸線方向に固定的にボス（５）上に保持され、カラー（６）が、継手部材（９）にある対向歯切り部（８）とかみ合う歯切り部（７）を持ち、歯切り部（７）と対向歯切り部（８）が、頭部（１８）を介してボス（５）に支持されかつ継手部材（９）にある雌ねじ（１２）にかみ合う少なくとも１つのねじ素子（１７）により、互いに締付けられているものにおいて、頭部（１８）が、車輪軸受継手装置（１）の回転軸線（２）に対して傾斜した面（３０）を介して、軸線方向に予荷重をかけられていることを特徴とする、車輪軸受継手装置。
10. 面（３０）が内側を円錐状に形成されていることを特徴とする、請求項９に記載の車輪軸受継手装置。
11. 面（３０）が、半径方向外側から半径方向内側へ、軸線方向に雌ねじ（１２）の方へ引込められていることを特徴とする、請求項１０に記載の車輪軸受継手装置。
12. 面（３０）がボス（５）にある支持面であることを特徴とする、請求項９に記載の車輪軸受継手装置。

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