(57)【要約】  本発明は、車輪軸受装置を介して駆動要素により駆動可能な車輪ボスを支持する少なくとも２列の転動体を持つ車輪軸受装置に関する。車輪ボスが駆動要素に結合され、車輪ボスと駆動要素が、互いに一致する１対の端面歯付き部により確実伝動するように互いにかみ合っている。車輪軸受装置において、車輪軸受装置側端面歯付き部の歯付き部ピッチの直径（ＶＴＫ）と、少なくとも２列の転動体の転動体列間隔（ＲＡ）との比が、数値３より大きく実現されている。
2009502657.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪軸受装置（１）を介して駆動要素により駆動可能な車輪ボス（３）を支持する少なくとも２列（５，６）の転動体を持つ車輪軸受装置（１）であって、車輪ボス（３）が駆動要素に結合され、車輪ボス（３）と駆動要素が、互いに一致する１対の端面歯付き部（１０）により確実伝動するように互いにかみ合っているものにおいて、対のうち少なくとも１つの端面歯付き部（１０）特に車輪軸受装置側の端面歯付き部において、特に車輪軸受装置側端面歯付き部の歯付き部ピッチ円の直径（ＶＴＫ）と、少なくとも２列の転動体の転動体列間隔（ＲＡ）との比が、数値３より大きく実現されていることを特徴とする、車輪軸受装置。
【請求項２】
車輪軸受装置側端面歯付き部（１０）の歯付き部ピッチ円の直径（ＶＴＫ）と、少なくとも２列の転動体のうち１つの列の転動体の直径（ＤＷ）との比が、４より大きく実現されていることを特徴とする、請求項１に記載の車輪軸受装置。
【請求項３】
車輪ボス（３）上にはまる１つの列（５、６）用の内レース（４）を持ち、車輪ボス（３）の中空部分（７）から半径方向外方へ形成されるカラー（９）により、この内レース（４）が車輪ボス（３）上に軸線方向に少なくとも保持されているものにおいて、内レース座直径（ＤＩＲ）と軸受断面（ＱＬ）との比が２．２より大きく実現されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の車輪軸受装置。
【請求項４】
軸受外径（ＤＡ）と車輪軸受装置側端面歯付き部（１０）の歯付き部ピッチ円の直径（ＶＴＫ）との比が、１．８より小さく実現されていることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の車輪軸受装置。
【請求項５】
車輪ボス（３）上にはまる１つの列（５，６）用の内レース（４）を持ち、車輪ボス（３）の中空部分（７）から半径方向外方へ形成されるカラー（９）により、この内レース（４）が車輪ボス（３）上に軸線方向に少なくとも保持されているものにおいて、内レース座直径（ＤＩＲ）と軸線方向軸受幅（ＬＢ）との比が１．１５より大きく実現されていることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の車輪軸受装置。
【請求項６】
車輪ボス（３）上にはまる１つの列（５，６）用の内レース（４）を持ち、車輪ボス（３）の中空部分（７）から半径方向外方へ形成されるカラー（９）により、この内レース（４）が車輪ボス（３）上に軸線方向に少なくとも保持されているものにおいて、内レース座直径（ＤＩＲ）と少なくとも２つの転動体列のうち１つの列の転動体の直径（ＤＷ）との比が４より大きく実現されていることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の車輪軸受装置。
【請求項７】
車輪ボス（３）上にはまる１つの列（５，６）用の内レース（４）を持ち、車輪ボス（３）の中空部分（７）から半径方向外方へ形成されるカラー（９）により、この内レース（４）が車輪ボス（３）上に軸線方向に少なくとも保持されているものにおいて、内レース座直径（ＤＩＲ）と少なくとも２つの転動体列の転動体列間隔（ＲＡ）との比が２．７より大きく実現されていることを特徴とする、先行する請求項の１つに記載の車輪軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、車輪軸受装置を介して駆動要素により駆動可能な車輪ボスを支持する少なくとも２列の転動体を持つ車輪軸受装置であって、車輪ボスが駆動要素に結合され、車輪ボスと駆動要素が、互いに一致する１対の端面歯付き部により確実伝動するように互いにかみ合っているものに関する。
【背景技術】
【０００２】  端面歯付き部を持つこのような車輪軸受装置及び端面歯付き部の機能は、ドイツ連邦共和国特許第３１１６７２０号明細書に詳細に記載されている。端面歯付き部は、更にドイツ連邦共和国特許第３１１６７２０号明細書から公知のように、例えば変形製造により車輪ボスに形成される。【０００３】  端面歯付き部による車輪ボスと駆動要素との結合は、構造空間を少なくし、比較的大きいトルクの伝達を可能にするが、車輪軸受装置の寸法のためこの伝達には限界がある。【０００４】  更に公知の車輪軸受装置は、比較的大きい重量及び比較的小さい軸受剛性を持っている。【０００５】  軸受剛性は、車輪軸受装置が荷重により生じる弾性撓みに抗して生じる抵抗である。軸受剛性の結果生じる傾倒剛性は、車輪軸受における荷重によるトルクと傾倒角との比から得られ、例えばＮｍ／ｏで表される。荷重を受けて車輪軸受が大きく傾倒するほど、即ち同じ荷重で傾倒角が大きくなるほど、傾倒剛性は小さくなる。【０００６】  この荷重は、大体において車両の作動状態において車輪及びそれに付属する車輪懸架装置に作用する荷重である。軸受剛性が小さくなるほど、荷重が車輪装置の傾倒を大きくし、この傾倒が特にカーブ走行の際車両の走行挙動に不利に作用し、制動機の摩耗及び制動機の機能に不利に作用する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  従って本発明の課題は、大きいトルクを伝達するため剛性のある車輪軸受装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  この課題は、独立請求項に記載の特徴を持つ車輪軸受装置によって解決される。【０００９】  本発明による車輪軸受装置は、車輪軸受装置を介して駆動要素により駆動可能な車輪ボスを支持する少なくとも２列の転動体を持っている。車輪ボスは駆動要素と結合され、車輪ボスと駆動要素は、互いに一致する１対の端面歯付き部により、確実伝動するように互いにかみ合っている。【００１０】  本発明による車輪軸受装置では、対のうち少なくとも１つの端面歯付き部特に車輪軸受装置側の端面歯付き部において、特に車輪軸受装置側端面歯付き部の歯付き部ピッチ円の直径（ＶＴＫ）と、少なくとも２列の転動体の転動体列間隔（ＲＡ）との比が、数値３より大きく実現されている。即ち
（ＶＴＫ／ＲＡ）＞３【００１１】  ここで少なくとも２列の転動体の転動体列間隔（ＲＡ）は、車輪軸受装置の回転軸線と同じ方向で少なくとも２列の転動体の転動体中心の軸線方向間隔（ＲＡ）を意味している。【００１２】  歯付き部ピッチ円の直径（ＶＴＫ）は、車輪軸受装置側端面歯付き部の外径（ＶＤＡ）と、車輪軸受装置側端面歯付き部の最も半径方向外方に形成される歯の歯幅（ＺＢ）との差である。即ち
ＶＴＫ＝ＶＤＡ−ＺＢ【００１３】  外径（ＶＤＡ）は、歯付き部の歯と半径方向外側で歯元において接触する、車輪軸受装置の回転軸線の周りの仮想円の直径であり、換言すれば、歯付き部の外径（ＶＤＡ）は、最も半径方向外側にある歯の半径方向外側を包囲する仮想円の直径である。【００１４】  周方向に互いに間隔をとっている歯は、円から、歯幅（ＺＢ）と共に、回転軸線に対して半径方向に離れるように延びるか、又は回転軸線に対して斜めに内方へ向けられている。【００１５】  従って本発明は、異なる歯幅の歯を持つか又は半径方向に互いにずれた同じ幅の歯を持つ歯付き部にも適用可能である。【００１６】  歯幅ＺＢは、歯元の高さにおいてそれぞれの歯の半径方向外側限界面と半径方向内側限界面との間隔を示す。歯元は、歯付き部を構成する部材の材料から歯が出るか又はこれへ移行する限界又は輪郭線により描かれている。【００１７】  この限界は、周方向に隣接する歯の歯溝において、歯溝の半径方向に最も低い点の間で、歯溝から歯の半径方向外側及び内側で次の歯溝へ延びている。歯数Ｚは、一般的に均一なピッチで周方向に互いに隣接する歯付き部の歯の総数である。【００１８】  従属請求項から、独立請求項に記載の発明の有利な好ましい展開がわかる。【００１９】  本発明は、展開する構成において、一般に車輪ボスと駆動要素が互いに結合可能でありかつ再び互いに分離可能である車輪軸受装置に関する。【００２０】  この典型的な場合、両方の部材が端面歯付き部を介して確実伝動するように遊びなく互いにかみ合い、中心のボルトにより軸線方向に締付けられている。【００２１】  端面歯付き部による確実伝動結合を物質結合又は他のやり方で分離不可能に確実にすることも考えられる。その場合歯付き部における結合は一般に非可逆的に行なわれる。【００２２】  更に本発明は、発展する構成において、一般に少なくとも１つの外側部分、少なくとも１つ又は複数の内側部分、及び外側部分と少なくとも１つ又は複数の内側部分との間に設けられる少なくとも２列の転動体を持つ車輪軸受装置に関する。【００２３】  一般に外側部分には少なくとも１つの転動体列の転動体用の少なくとも１つの内側転動路が形成され、１つ又は複数の内側部分にはそれぞれ少なくとも１つの外側転動路が形成されている。【００２４】  車輪ボスは少なくとも１つの外側転動路と相対回転しないように少なくとも結合され、即ち例えば車輪ボスが内側部分自体であり、少なくとも１つの外側転動路を持つか、又は少なくとも１つの内レースが内側部分として車輪ボス上にはまっている。【００２５】  本発明は、発展する構成において一般に、車輪ボス上にはまる１つの転動体列用の内レース（対応する内レース座直径を持つ）にも関し、内レースは、車輪ボスの中空部分から半径方向外方へ形成されるカラーにより、車輪ボス上に軸線方向に少なくとも保持されている。【００２６】  好ましい展開では、車輪軸受装置側端面歯付き部の歯付き部ピッチ円の直径（ＶＴＫ）と、少なくとも２列の転動体のうち１つの列の転動体の直径（ＤＷ）との比が、４より大きく実現されており、即ち
（ＶＴＫ／ＤＷ）＞４【００２７】  その際少なくとも２列の転動体列のうち軸線方向において車輪軸受装置側端面歯付き部の最も近くにある転動体列の転動体の直径（ＤＷ）を使用することができる。車輪軸受装置の少なくとも２列の転動体のうち最小荷重負担転動体の直径（ＤＷ）を使用することができる。【００２８】  更に内レース座直径（ＤＩＲ）と軸受断面（ＱＬ）との比が２．２より大きく実現されているようにすることができ、即ち
（ＤＩＲ／ＱＬ）＞２．２【００２９】  軸受断面（ＱＬ）は、内レース座直径（ＤＩＲ）即ち内径ｄＬにより描かれる軸受穴（内側部分の自由内径）と外側部分の直径（ＤＡ）との半径方向間隔により決定され、回転対称でない外側部分の場合外側部分の外側輪郭の回転軸において対向する２つの点Ｐ１とＰ２の最小半径方向間隔（ＤＡ）によって決定され、次式から得られる。
２ＱＬ＝ＤＡ−ｄＬ    又は
２ＱＬ＝ＤＡ−ＤＩＲ
点Ｐ１及びＰ２は、１つの列の転動体の中心を通って延びる共通な半径面Ｅにある。半径面Ｅは、最小半径方向間隔ＤＡが形成されている列を通って延びている。【００３０】  更に軸受外径（ＤＡ）と車輪軸受装置側端面歯付き部の歯付き部ピッチ円の直径（ＶＴＫ）との比が、１．８より小さく実現されている。即ち
（ＤＡ／ＶＴＫ）＜１．８【００３１】  更に内レース座直径（ＤＩＲ）と軸線方向軸受幅（ＬＢ）との比が１．１５より大きく実現されている。即ち
（ＤＩＲ／ＬＢ）＞１．１５【００３２】  ここでは外側部分に関して、軸線方向軸受幅は、回転軸線と同じ向きで回転軸線に対して平行で同じ方向に最も大きく離れている外側部分の外側輪郭の２つの点の間の最大間隔によって形成され、外レースの互いに離れて少なくとも環状に形成される端面に、これらの点が形成されている。【００３３】  外側部分の軸線方向軸受幅は、内側部分の軸受幅より大きいか又は小さくてよい。【００３４】  別の好ましい構成では、内レース座直径（ＤＩＲ）と少なくとも２つの転動体列のうち１つの転動体の直径（ＤＷ）との比が４より大きく実現されている。即ち
（ＤＩＲ／ＤＷ）＞４【００３５】  ここでも少なくとも２つの転動体列のうち車輪軸受装置側端面歯付き部に軸線方向において最も近い転動体列の転動体（ＤＷ）の直径を使用することができる。車輪軸受装置の最小荷重負担転動体を持つ少なくとも２列の転動体（ＤＷ）の直径も使用することができる。【００３６】  内レース座直径（ＤＩＲ）と少なくとも２つの転動体列の転動体列間隔（ＲＡ）との比が２．７より大きく実現されている。即ち
（ＤＩＲ／ＲＡ）＞２．７【００３７】  更に端面歯付き部が駆動側で例えば継手（継手鐘状体）又は軸端に形成されているようにすることができる。車輪軸受装置の側で、端面歯付き部を車輪ボス又は車輪ボス上にはまる内レースに設けることができる。【００３８】  その代わりに端面歯付き部を、車輪ボスの転動鋲カラーとも称されるカラーに形成することができる。このカラーは、車輪ボスの予備組立て状態のなるべく回転対称に形成される中空部分から、塑性変形により半径方向外方へ変形されている。このカラーにより車輪軸受装置自体が保持され、アンギュラコンタクト軸受装置のため一般に軸線方向にも締付けられる。【００３９】  カラーを折返す前の初期状態における部分はなるべく中空円筒状又は外側円筒状にかつ同時に内側円錐状に又は任意に他の形に形成されている。【００４０】  本発明の別の構成は、任意の数及び配置で前記の特徴の組合せを備えている。【００４１】  本発明及び／又はその展開により考慮されるすべての寸法、比及び計算値は、製造によるか又は他の寸法公差を考慮することなく、定格値を再現する。【００４２】  本発明による車輪軸受装置によって、幅の広い車輪軸受装置が提供されるが、大きい歯付き部ピッチ円により大きい直径に従って強固に構成される。それにより周方向に一層多くの歯が歯付き部に設けられる。歯付き部は一層大きい駆動トルクを加えることができる。【００４３】  図１には本発明の実施例が示されており、以下に詳細に説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】  車輪軸受装置１は車両側フランジ２、車輪フランジ８を持つ車輪ボス３、内レース４及び２列５，６の転動体から形成されている。この場合両方の列の玉は、車輪軸受装置１の回転軸線１ａの周りに直径ＴＫのピッチ円上に設けられている。ピッチ円は玉の中心１３を通って延びている。【００４５】  内レース４は壁厚ＳＱを持つ中空部分７上にはまっている。この部分７は内径ＶＤＩを持っている。車輪ボス３の部分７と一体にカラー９が形成されている。カラー９は部分７から半径方向に出て、外側に外径ＶＤＡを持っている。【００４６】  カラー９により、車輪軸受装置この場合アンギュラコンタクト玉軸受装置が予荷重をかけられている。そのためカラー９は、端面歯付き部１０の方へ向く内レース４の端面１１に当接している。内レース４の肩部の幅ＩＲＢは、端面１１と内レース転動路への移行部１２との間の軸線方向間隔により示されている。【００４７】  カラーには端面歯付き部１０が形成され、歯付き部１０の外径ＶＤＡにより外側を区画されている。端面歯付き部は、図示しない駆動要素の一致する端面歯付き部にかみ合うために設けられている。【００４８】  従ってこの実施例では、端面歯付き部１０の外径はカラー９の外径と同じ大きさである。カラーの外径が端面歯付き部の外径より大きい構成も考えられる。【００４９】  端面歯付き部の形状寸法は、端面歯付き部１０の外径ＶＤＡ、歯幅ＺＢ及びピッチ円の直径ＶＴＫにより決定されている。軸線方向に向く歯溝深さＺＴは、カラー９の軸線方向幅ＮＢによっても決定されている。【００５０】  軸受の形状寸法は軸受外径ＤＡ、内レース座直径ＤＩＲ、転動体の直径ＤＷ、軸受幅ＬＧ、軸受断面ＱＬ及び転動体列間隔ＲＡにより決定されている。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】  本発明の実施例による車輪軸受装置を示す。
【符号の説明】
【００５２】  １              車輪軸受装置
１ａ            回転軸線
２              フランジ
３              車輪ボス
４              内レース
５，６          転動体列
６              接近装置
７              部分
８              車輪フランジ
９              カラー
１０            端面歯付き部
１１            端面
１２            移行部
１３            中心
ＺＴ            歯溝深さ
ＺＢ            歯幅
ＴＫ            ピッチ円
ＤＡ            軸受外径
ＶＴＫ          歯付き部ピッチ円
ＤＷ            転動体直径
ＤＩＲ          内レース座直径
ＱＬ            軸受断面
ＲＡ            転動体列間隔
ＬＢ            軸受幅、軸線方向間隔
ＶＤＡ          外径
ＶＤＩ          内径
ＳＱ            壁厚
ＩＲＢ          肩部幅
ＮＢ            軸線方向カラー幅
【図１】
2009502657.tif 000003
【国際調査報告】
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2009502657.tif 000005
2009502657.tif 000006
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