(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受内輪と軸受外輪とを有し、軸受内外輪の間の環状空間に転動体列が配置され、その環状空間がシールで密封されている軸あるいは車軸を支持部内に支持するための軸受装置において、軸受外輪（１，２７，３４）が支持部にボルト結合するための半径方向外側に延びるフランジ（２）を備え、軸受内輪（３，３２）が軸あるいは車軸（１１）の端面にボルト結合するための半径方向内側に延びるフランジ（４）を備え、軸受外輪（１，２７，３４）が支持部（９）の対応した孔の中に同心的に案内するための円筒状心出し面（１５）を備え、軸受内輪（３，３２）が軸あるいは車軸（１１）の対応した部分に同心的に案内するための円筒状心出し面（１３）を備えていることを特徴とする軸あるいは車軸を支持部内に支持するための軸受装置。
【請求項２】
軸受の軸方向両側にて軸受外輪（１，２７，３４）と軸受内輪（３，３２）の肩部との間にシール（５，６）が配置されていることとする請求項１に記載の軸あるいは車軸を支持部内に支持するための軸受装置。
【請求項３】
軸受内輪と軸受外輪とを有し、軸受内外輪の間の環状空間に転動体列が配置され、その環状空間がシールで密封されている軸あるいは車軸を支持部内に支持するための軸受装置において、軸受外輪（３８，５５）が支持部（９）にボルト結合するための半径方向外側に延びるフランジ（６２）をもった外側中間リング（３７，４９，５３）内に配置され、軸受内輪（４２，５８）が軸あるいは車軸（１１）の端面にボルト結合するための半径方向内側に延びるフランジ（６３）をもった内側中間リング（４１，５１，５４）内に配置され、上記外側中間リング（３７，４９，５３）が支持部（９）の対応した孔の中に同心的に案内するための円筒状心出し面（６４）を備え、内側中間リング（４１，５１，５４）が軸あるいは車軸（１１）の対応した部分に同心的に案内するための円筒状心出し面（６５）を備え、軸受の軸方向両側にて外側中間リング（３７，４９，６３）と内側中間リング（４１，５１，５４）との間にシール（５，６）が配置されており、軸あるいは車軸（１１）の端面に接触するために決められた軸受内輪（３，３２）あるいは内側中間リング（４１，５１，５４）のフランジ面が、軸線方向で転動体案内軌道の中央から外れて軸ないし車軸（１１）に近い側に位置して配置されていることを特徴とする軸あるいは車軸を支持部内に支持するための軸受装置。
【請求項４】
シール（５，６）がラビリンスシールとして形成され、該シール（５，６）の外側シールリング要素（１９，２０）が軸受外輪（１，２７，３４）ないし外側中間リング（３７，４９，５３）の切削凹所に嵌め込まれ、内側シールリング要素（２２，２３）が軸受内輪（３，３２）の肩部ないし内側中間リング（４１，５１，５４）上に取り付けられていることとする請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載の軸あるいは車軸を支持部内に支持するための軸受装置。
【請求項５】
軸受外輪（１，２７，３４）および／または軸受内輪（３，３２）が、転動体案内軌道をもった軸受輪要素（２９）とその端面側に配置された少なくとも一つの円板（３０，３５）とから二分割あるいは多分割構造に作られていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一つに記載の軸あるいは車軸を支持部内に支持するための軸受装置。
【請求項６】
円板（３０，３５）が転動体案内軌道を半径方向に突出して転動体（３１）に対するフランジを形成するように作られていることとする請求項５に記載の軸あるいは車軸を支持部内に支持するための軸受装置。
【請求項７】
外側中間リング（３７，５３）およびまたは内側中間リング（５４）が、軸受外輪（３８，５５）ないし軸受内輪（５８）に対する座面を有する中間リング要素（３９，５６；５９）およびその端面側に配置された少なくとも一つの円板（４０，６０）とから二分割あるいは多分割構造に作られていることとする請求項３または請求項４に記載の軸あるいは車軸を支持部内に支持するための軸受装置。
【請求項８】
円板（４０，６０）が外側中間リング（３７，５３）の孔の内周面ないし内側中間リング（５４）の外周面を半径方向に越えて突出し、中間リング（３７，５３；５４）の中に嵌め込まれないしはその上に被せられた軸受輪（３８，５５；５８）に対する軸方向固定部を形成するように作られていることとする請求項７に記載の軸あるいは車軸を支持部内に支持するための軸受装置。
【請求項９】
軸あるいは車軸（１１）の端面に接触するために決められた軸受内輪（３，３２）あるいは内側中間リング（４１，５１，５４）のフランジ面が、軸線方向で転動体案内軌道の中央から外れて軸ないし車軸（１１）に近い側に位置して配置されていることとする請求項１に記載の軸あるいは車軸を支持部内に支持するための軸受装置。
【請求項１０】
フランジ面が軸線方向で軸受内輪（３，３２）あるいは内側中間リング（４１，５１，５４）の終端面を形成しているかその近くに位置していることとする請求項３又は請求項９に記載の軸あるいは車軸を支持部内に支持するための軸受装置。
【請求項１１】
軸受内輪（３，３２）ないし内側中間リング（４１，５１，５４）が円錐状の孔を有していることとする請求項３、請求項９そして請求項１０のうちの一つに記載の軸あるいは車軸を支持部内に支持するための軸受装置。
【請求項１２】
一方のラビリンスシール（５，６）が回転数および速度を測定するためのパルス発生器（２４）を備えていることとする請求項１ないし請求項１１のいずれか一つに記載の軸あるいは車軸を支持部内に支持するための軸受装置。
【請求項１３】
ラビリンスシール（５，６）の外側シールリング要素（１９，２０）が外側軸方向脚部を有しており、該外側軸方向脚部が軸受外輪（１，２７，３４）あるいは外側中間リング（３７，４９，５３）の切削凹所に嵌め込まれ、内側軸方向脚部がラビリンスシール（５，６）の内側シールリング要素（２２，２３）とシール隙間を形成するように協働していることとする請求項１ないし請求項１２のいずれか一つに記載の軸あるいは車軸を支持部内に支持するための軸受装置。
【請求項１４】
ラビリンスシール（５，６）の外側シールリング要素（１９，２０）の外側軸方向脚部が、半径方向外側に向けられ軸受外輪（１，２７，３４）ないし外側中間リング（３７，４９，５３）の切削凹所内にある環状溝（２１）の中に係止できる少なくとも一つの突起を有していることとする請求項１３に記載の軸あるいは車軸を支持部内に支持するための軸受装置。
【請求項１５】
静止軸受輪（１，２７，３４）およびまたは静止中間リング（３７，４９，５３）が、転動体案内軌道に向け延びている温度センサの収容孔（１７）を有していることとする請求項１ないし請求項１４のいずれか一つに記載の軸あるいは車軸を支持部内に支持するための軸受装置。
【請求項１６】
軸受内輪（３，３２）あるいは内側中間リング（４１，５１，５４）が軸あるいは車軸（１１）と接触する面並びに取付けボルト（１０）および座金（１４）の少なくとも一方と接触する面が、電気絶縁層を備えていることとする請求項１ないし請求項１５のいずれか一つに記載の軸あるいは車軸を支持部内に支持するための軸受装置。
【請求項１７】
軸受内輪（３，３２）あるいは内側中間リング（４１，５１，５４）が軸あるいは車軸（１１）と接触する面に電気絶縁層を備え、相対するフランジ（４，６３）の面と取付けボルト（１０）との間に絶縁座金（１４）が配置されていることとする請求項１ないし請求項１６のいずれか一つに記載の軸あるいは車軸を支持部内に支持するための軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、軸受内輪と軸受外輪とを有し、軸受内外輪の間の環状空間に転動体列が配置され、その環状空間がシールで密封されている軸あるいは車軸の軸端を支持部内にて支持するための軸受装置、特に電気駆動車輛の主電動機の駆動軸の軸端を電動機ハウジング内に支持するための軸受装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鉄道車輛において、支持部で軸が転がり軸受によって支持されているような鉄道車輛用の軸受装置は、例えばドイツ連邦共和国特許第４１３８８６７Ａ１号公報で知られている。この目的のために円錐ころ軸受の外輪が支持部の対応した嵌合孔の中に、内輪が軸の座面上にそれぞれ圧力嵌めによって固定され、それらの軸方向位置が軸ないしハウジングにボルト結合された固定円板あるいは止め輪によって固定されている。この軸受装置は、更にラビリンスシールで密封され、その外側シールリング要素は軸受外輪の切削凹所の中に嵌め込まれ、内側シールリング要素は軸上に固定されている。
【０００３】
この軸受装置の場合、支持部の嵌合孔の中および軸の座面上における非常に正確な嵌め合いを厳守しなければならず、且つ不利な状態のもとで生じ座面を損傷してしまう虞れがある座面上における軸受輪の連動回転を回避しなければならないという欠点を有している。更に、この軸受装置は互いに結合されていない多数の構造部品から成っているので、軸受装置の分解は軸受の各部分を「ばらばらにする」結果となり、これは再組立を困難にするだけでなく、個々の部品の損傷を非常に容易にしてしまう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、冒頭に述べた形式の軸受装置を、簡単に組立および分解でき、高精度の嵌め合いを必要とせず、それにも拘わらず軸受座面内ないし軸受座面上における軸受輪の確実な回り止め並びに軸方向の確実な固定が保証されるように改良することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用】
本発明によれば、上記目的は、軸受内輪と軸受外輪とを有し、軸受内外輪の間の環状空間に転動体列が配置され、その環状空間がシールで密封されている軸あるいは車軸を支持部内に支持するための軸受装置において、軸受外輪が支持部にボルト結合するための半径方向外側に延びるフランジを備え、軸受内輪が軸あるいは車軸の端面にボルト結合するための半径方向内側に延びるフランジを備え、軸受外輪が支持部の対応した孔の中に同心的に案内するための円筒状心出し面を備え、軸受内輪が軸あるいは車軸の対応した部分に同心的に案内するための円筒状心出し面を備えていることによって達成される。
【０００６】
また、上記目的は軸受内輪と軸受外輪とを有し、軸受内外輪の間の環状空間に転動体列が配置され、その環状空間がシールで密封されている軸あるいは車軸を支持部内に支持するための軸受装置において、軸受外輪が支持部にボルト結合するための半径方向外側に延びるフランジをもった外側中間リング内に配置され、軸受内輪が軸あるいは車軸の端面にボルト結合するための半径方向内側に延びるフランジをもった内側中間リング内に配置され、上記外側中間リングが支持部の対応した孔の中に同心的に案内するための円筒状心出し面を備え、内側中間リングが軸あるいは車軸の対応した部分に同心的に案内するための円筒状心出し面を備え、軸受の軸方向両側にて外側中間リングと内側中間リングとの間にシールが配置されており、軸あるいは車軸の端面に接触するために決められた軸受内輪あるいは内側中間リングのフランジ面が、軸線方向で転動体案内軌道の中央から外れて軸ないし車軸に近い側に位置して配置されていることによっても達成される。
【０００７】
本発明の利点は、特に、軸受装置が完全に予め組立でき、したがって極めて簡単に組み入れたり取り出したりできる軸受ユニットを形成できることにある。外輪並びに内輪のフランジ結合方式に基づいて、支持部内および軸上あるいは車軸上における軸受ユニットの位置は過酷な条件のもとでも確保されるので、支持部の孔および軸ないし車軸の非常に狭い範囲を、内輪および外輪の心出しにしか使用しない座面として、詳しくは、非常に大きい公差で形成しても構わない。
【０００８】
予め組み立てられた軸受装置は密封されているので、軸受は場合によっては予め正しい潤滑剤を添えておくこともできるので、組立の際に作業者が潤滑剤を間違って選択する危険も避けられる。
【０００９】
軸受内輪あるいは内側中間リングの特別な形状およびフランジの配置は、軸あるいは車軸を短くし、これによって材料を節約することを可能にする。
【００１０】
従属請求項から、特に電気駆動車輛の主電動機の軸を電動機ハウジング内に支持するための軸受装置に採用する場合に有利であるという別の利点が生ずる。即ち、ラビリンスシールは回転数および速度を測定するためのパルス発生器を装備でき、その静止軸受輪およびまたは静止中間リングは温度センサの収容孔を設けられる。軸受装置は危険範囲において、電動機の電気部分に損傷が生じた際に軸受から電動機ハウジングへの漏電を避けるために、電気絶縁材料で被覆される。軸受ユニットを形成する軸受装置には、軸受固有の部品だけでなく他種の部材もかなりの数のものをも一体化構成できる。
【００１１】
【実施例】
以下、図面に示した実施例を参照して本発明を詳細に説明する。
【００１２】
図１に示される第一実施例において球軸受の外輪１は、半径方向外側に延び該外輪１の一部として一体形成されたフランジ２を備えている。同様に軸受内輪３にも半径方向内側に延びるフランジ４が該内輪３の一部として一体形成されている。軸受の両端面にラビリンスシール５，６が配設されており、したがって軸受内外輪１，３間にて球列７が配されている環状空間は密封されている。軸受外輪１のフランジ２並びに軸受内輪３のフランジ４はそれらの円周に沿って取付け孔が形成されている。これらの取付け孔を通して、軸受外輪１はボルト８によって電気駆動車輛の主電動機のハウジング（支持部）９に、軸受内輪３はボルト１０によって主電動機の駆動軸１１の端面に取り付けられる。その取付けのためには、各種のボルト、例えば六角ボルト、くびれボルト等が採用できる。
【００１３】
片側に寄って設けられたフランジ４により保持される片持ち構造の軸受内輪３は、有利にその横断面がどの部位においても同じ強度の支持体を形成するように、孔２６が円錐状の形状をなしている。
【００１４】
駆動軸１１は円筒状外周面をもつ突出部１２を備えており、該突出部１２はフランジ４の孔１３で受けられ、軸受内輪３を心出ししている。軸１１と接触するフランジ４の端面、その孔１３の内周面、取付けボルト１０に対する孔１３の内面および環状座金等との接触面は、（電気機械に損傷が生じた場合に）軸１１から軸受への漏電更には電動機ハウジング９への漏電を避けるために、電気絶縁層が形成される。勿論座金１４は電気絶縁被覆するか、絶縁材料で作ることもできる。
【００１５】
軸受外輪１は電動機ハウジング９の孔１６内にて非常に狭い嵌合面（心出し面）１５で心出しされている。盲孔１７は温度センサに対する収容孔として使用し、このようにして温度センサは監視すべき球列７の案内軌道１８の近くまで延びている。
【００１６】
軸受外輪１の両側端面に切削凹所があり、これらの切削凹所の中にそれぞれラビリンスシール５，６の断面ほぼＵ字形の外側シールリング要素１９，２０が嵌め込まれている。その固定は、例えば公知のように、シールリング要素の外縁を半径外方に折り曲げた突起（あるいは隆起部）が軸受外輪１の切削凹所にある環状溝２１の中に係止されることによって行われる。あるいはかかる係止結合に代えてあるいはこれに加えて、勿論接着剤を利用することもできる。
【００１７】
両方のラビリンスシール５，６に付属する内側シールリング要素２２，２３は軸受内輪３の肩部上に配置され、圧力嵌めに加えて接着剤で補強してあるいは補強せずに固定されている。これは外側シールリング要素１９，２０と協働して、汚れの侵入並びに潤滑剤の流出を阻止する狭いシール隙間を形成する。
【００１８】
図において左側のラビリンスシール５は更に、回転数および速度の測定装置の取付けのためのホルダとしても形成されている。この目的のために内側シールリング要素２２の円周に公知のようにパルス発生リング２４が配置されている。このパルス発生リング２４は例えばその円周に沿って連続して位置し交互に異極をもつように磁化された多数の磁化領域を有している。外側シールリング要素１９にはセンサ２５が固定されている。このセンサ２５は軸１１が回転する際にその近傍を通過移動する磁化領域を走査して、対応した信号を電子機器に発信する。パルス発生リングおよびセンサについて他の形態のものも勿論同様に採用できる。
【００１９】
第二実施例としての図２は図１の第一実施例にほぼ相応している円筒ころ軸受をもった軸受装置を示している。ここでは軸受外輪２７は二分割構造に作られ、転動体案内軌道２８を有する軸受外輪要素２９とその端面側に配置された円板３０とから成っている。円板３０は同時に円筒ころ列３１に対してルーズフランジとして使用し、軸受外輪要素２９は一体形成された固定フランジ２９Ａを有している。
【００２０】
軸受内輪３２はそのフランジ側に軸方向に突出せる環状突出部３３を有し、その孔は軸受内輪３２を駆動軸１１上にて心出しするために使用される。
【００２１】
図３における第三実施例は、軸受外輪が図２に示されたものと同様に二分割構造に作られているが、ルーズフランジを形成する円板３５が軸受装置の内側に収納されている円筒ころ軸受を示している。電動機ハウジング９の孔は円板３５が当接する肩部３６を備えている。
【００２２】
次に、図４、図５および図６にそれぞれ示される第四、第五そして第六実施例の場合、軸受外輪および軸受内輪はフランジを備えておらず、標準的な軸受が嵌め込まれる外側中間リングおよび内側中間リングを備えている。
【００２３】
図４の第四実施例は、外側中間リング３７がラジアル面で二分割構造に作られ、軸受外輪３８を受ける筒状部を有する中間リング要素３９とその軸方向外側のフランジの端面側に接面配置されている円板４０とから成っているような軸受装置を示している。軸受外輪３８は中間リング要素３９の固定肩部に接面し、中間リング要素３９のフランジと共に電動機ハウジング９に対し、ボルト結合されている円板４０によって軸方向に固定されている。
【００２４】
内側中間リング４１は前述の図面で説明したように駆動軸１１にフランジ結合され軸受内輪４２を支持している。この軸受内輪４２はリングナット４３によって、止め輪４４、内側シールリング要素２２、スペースリング４６およびフランジ用ディスク４７を介して、内側中間リング４１に一体形成された肩部４８に締め付け固定されている。
【００２５】
図５の第五実施例においては、外側中間リング４９は一体部品で作られている。軸受外輪３８はここでは中間リング４９の肩部および止め輪５０によって固定されている。軸受内輪４２もフランジ用ディスク４７と一緒に内側中間リング５１の肩部と止め輪５２との間に係止されている。内側シールリング要素２２，２３は図１の第一実施例の場合と同様に内側中間リング５１に固定されている。
【００２６】
図６の第六実施例においては、外側中間リング５３並びに内側中間リング５４が二分割構造に作られている。図３の第三実施例で説明したと同様に、外側中間リング５３は、軸受外輪５５に対する座面を有する中間リング要素５６と軸受装置の内側に配置された円板５７とから成っており、軸受外輪５５はその円板５７によって外側中間リング５３の中に固定されている。内側中間リング５４も同様に軸受内輪５８に対する座面を有する中間リング要素５９と軸受装置の内側に配置された円板６０とから成っており、この円板６０は軸受内輪５８およびフランジ用ディスク６１を内側中間リング５４の中において軸方向に固定するために使用するだけでなく、内側中間リング５４を駆動軸１１上に心出しするためにも使用される。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、簡単に組立および分解でき、高精度の嵌合が必要とされず、それにも拘わらず軸受座面内ないし軸受座面上における軸受輪の確実な回り止め並びに軸方向の確実な固定が保証されるような軸受装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電気駆動車輛の主電動機の駆動軸の軸端を支持するための本発明に基づく軸受装置の断面図。
【図２】本発明に基づく軸受装置の第二実施例の断面図。
【図３】本発明に基づく軸受装置の第三実施例の断面図。
【図４】本発明に基づく軸受装置の第四実施例の断面図。
【図５】本発明に基づく軸受装置の第五実施例の断面図。
【図６】本発明に基づく軸受装置の第六実施例の断面図。
【符号の説明】
１，２７，３４  軸受外輪
２  フランジ
３，３２  軸受内輪
４  フランジ
５，６  シール
９  支持部
１０  取付けボルト
１１  軸あるいは車軸
１３，１５  心出し面
１４  座金
１９，２０  外側シールリング要素
２２，２３  内側シールリング要素
２４  パルス発生リング
２９  軸受外輪要素
３０，３５  円板
３７，４９，５３  外側中間リング
３８，５５  軸受外輪
３９，５６  外側中間リング要素
４０，６０  円板
４１，５１，５４  内側中間リング
４２，５８  軸受内輪
６２，６３  フランジ
６４，６５  心出し面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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