(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内ねじを用いてスタブ車軸（２）の外ねじ（１５）にねじ止めされた車軸ナット（１０）によって保持され、かつスタブ車軸（２）上に転がり軸受（５、６）を用いて回動自在に支承されたホイールハブ（７）を備える車輪懸架装置において、
前記車軸ナット（１０）は、内ねじを備えた内部品（１６）と、これに対して同軸の外部品（１７）とからなり、該外部品には、車軸ナット（１０）を締め付けるため及び緩めるために必要なレンチ用面（１８）が形成され、外部品（１７）は、内部品（１６）上で可動であるとともに、緩み方向で締付け方向よりも大きなトルクが内部品（１６）へ伝達自在であるように１つ又は複数のばね荷重ロック要素を用いて内部品（１６）に接続され、前記外部品（１７）は、ばね荷重を受けながら、軸方向歯部（２６）によって、内部品（１６）の噛み合せ歯部（２７）に係合され、前記歯部（２６）は、前記外部品（１７）において、締付け方向（２９、３８）で傾斜しかつ緩み方向で垂直である歯面（２８ａ、２８ｂ）をそれぞれ有していることを特徴とする車輪懸架装置。
【請求項２】
歯部（２６）は、外部品（１７）の一方端面に一体成形され、ばね荷重を得るために圧縮ばね（２３）が、外部品（１７）の前記一方端面とは反対側の他方端面（３１）に支持されることを特徴とする請求項１に記載の車輪懸架装置。
【請求項３】
圧縮ばね（２３）は、反作用力を受容するために、内部品（１６）の半径方向突出カラー部（３０）に支持されることを特徴とする請求項１に記載の車輪懸架装置。
【請求項４】
圧縮ばね（２３）として一重の又は多重の皿ばねを備えたことを特徴とする請求項２又は３に記載の車輪懸架装置。
【請求項５】
皿ばねは、その外径で外部品（１７）に支持されるとともに、その内径で内部品（１６）に支持されることを特徴とする請求項４に記載の車輪懸架装置。
【請求項６】
内部品（１６）はスリーブ状部分（１９）とフランジ状部分（１１）とから成り、フランジ状部分は、噛み合せ歯部（２７）が形成された内側フランジ部分（２１）と外側フランジ部分（２２）とから成り、該外側フランジ部分によって、車軸ナットは、ホイールハブ（７）の切下げ部に後方係合することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の車輪懸架装置。
【請求項７】
ホイールハブ（７）の切下げ部は、ホイールハブの外側開口部へはめ込まれるスナップリング（１２）によって形成されることを特徴とする請求項６に記載の車輪懸架装置。
【請求項８】
内部品（１６）は、その内側フランジ部分（２１）によって、車輪懸架装置の外側転がり軸受（６）の、スタブ車軸（２）上に着座した軸受内輪（１４）に対して支持されることを特徴とする請求項６又は７に記載の車輪懸架装置。
【請求項９】
スタブ車軸（２）もしくは内部品（１６）である両部品のうちの一方部品は、軸方向に延在する溝（３３）を備え、該溝内には、固定要素（２５）が着座され、溝（３３）から突出する固定要素の一部には歯構成部（３４）が備えられ、該歯構成部（３４）は、内部品（１６）もしくはスタブ車軸（２）である両部品のうちの他方部品で３６０°にわたって設けられると共に軸方向に延在する歯を備えた直歯部（３５）に係合されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の車輪懸架装置。
【請求項１０】
溝（３３）内で周囲方向に存在する固定要素（２５）の遊び間隙は直歯部（３５）の歯ピッチ（ｔ）以上の大きさであることを特徴とする請求項９に記載の車輪懸架装置。
【請求項１１】
ロック要素は、前記外部品（１７）に設けられてばね荷重されたピン（３６）又は玉であり、該ピン又は玉は、皿ばね（２３）の押圧力を受けて、前記内部品（１６）に設けられた歯部（２７）へ嵌入自在に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車輪懸架装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、転がり軸受を用いてスタブ車軸上に回動自在に支承されたホイールハブを備えた車輪懸架装置、特に非駆動車軸用の車輪懸架装置に関する。ここでホイールハブは、内ねじを用いてスタブ車軸の外ねじへねじ止めされた車軸ナットによって保持されている。
【０００２】
欧州特許第０５２９２５２Ｂ１号はトレーラ車軸用車輪懸架装置を開示している。この車輪懸架装置の中央車軸ナットは、その外側の近くでそれぞれ半径方向に延在する複数のスロットを備えている。これらのスロットのピッチは、非対称であり、しかも時計回り方向で見て６０°で二回、４５°で一回、再び６０°で二回、そして更に７５°で一回になっている。これによって、ロックボルトを挿入するために、スタブ車軸上での車軸ナットの最大ねじれ角度１５°が得られる。これらの値によって、すでに良好かつ殆どの場合に十分な軸方向軸受設定が達成される。
【０００３】
全てではないにしてもそのように同じく最適な軸受設定のためにかなり重要なのは、スタブ車軸上にハブユニットを取り付けた後で車軸ナットを締める締付け力である。このために到達すべき締付けトルクは、殆どの車両メーカーによって規定される。しかし正しい締付けトルクの達成には、締付け時に使用される工具の正しい操作も前提となる。
【０００４】
ドイツ特許出願公開第３７１３２２４Ａ１号では、追加止めナットによって固定される車軸ナットの、内方で車輪軸受に向いた端面上に摩耗層を設けることを開示している。この摩耗層を介して車軸ナットは、予荷重時に所定トルクによって転がり軸受の内輪に支持される。使用される摩耗層は、車軸ナットの予荷重時に生ずる軸方向押圧力に十分に耐える材料から成っているが、しかしながらこの押圧力は、自動車が始動すると運転に起因した温度上昇に基づいて消滅する。この方法によって、走行運転中に初めて一定の所望軸受遊びが生ずる。望ましくない車軸ナットの後緩みを避けるために、車軸ナットは、外側に配置した止めナットを用いて固定される。
【０００５】
本発明の課題は、車輪懸架装置、特に非駆動車軸用車輪懸架装置において、中央車軸ナットの不適切な締付けによって生ずることのあるような障害原因を排除することである。
【０００６】
この課題設定を解決するために、冒頭に挙げた種類の車輪懸架装置において提案されるのは、車軸ナットが、内ねじを備えた内部品とこれに対して同軸の外部品とから成っており、外部品には、車軸ナットを締め付けるため及び緩めるために必要なレンチ用面が形成されていることであり、並びに外部品が、内部品上で可動であるとともに、緩み方向では締付け方向の場合よりもかなり大きなトルクが内部品へ伝達自在であるようにして１つ又は複数のばね荷重ロック要素を用いて内部品と接続されていることである。
【０００７】
ここで外部品は、好適には軸方向歯部を備えており、この歯部は、ばね荷重されて内部品の対応噛み合せ歯部に係合する。その際に歯部は、外部品において締付け方向で傾斜しかつ緩み方向で垂直になった歯面を有する。
【０００８】
そのように形成された車輪懸架装置において、中央車軸ナットの不適切な締付けによる障害原因は排除されている。車軸ナットの締付けを調整するために、例えばトルクレンチを使用する必要はない。しかも正しいトルク値を目指したトルクレンチの設定は、実際には障害原因となることも多い。本発明に従って使用される車軸ナットにおいて、それによって得られる最大締付けトルクは、車軸ナットが、スタブ車軸にねじ止めされた内部品と車軸ナットの締付けに必要なレンチ用面の形成された外部品とから成っていることによって、すでにいわば車軸ナットで設定されている。内部品及び外部品は、歯形形成によって互いに係合し、しかも歯部は、外部品において締付け方向で傾斜しかつ緩み方向で垂直である歯面を備えている。噛み合せ歯部への歯部の係合は、さらにばね荷重されている。その際には傾斜部の傾きのみでなく、ばね荷重の大きさも固定設定されており、この方法によって外部品から内部品へ伝達可能な最大トルクを限定する。それによって、過度に大きな締付けトルクを加えることによる障害原因は排除されている。過度に大きな締付けトルクは、転がり軸受の過度に大きな負荷をもたらし、それによって早期の軸受摩耗が生ずる。
【０００９】
他の態様によって提案されるのは、歯部が、外部品の一方端面に一体成形されていることであり、並びにばね荷重を得るために、圧縮ばねが、外部品の上記一方端面とは反対側の他方端面に支持されることである。この場合に好適には、圧縮ばねは、反作用力を受容するために、内部品に一体成形されかつ半径方向で突出するカラー部に支持される。
【００１０】
車輪懸架装置の取付け状態でも車軸ナットを後装備できるようにするために、その構造体積は、可能な限り小さくすべきであろう。構造体積は、使用される圧縮ばねの大きさにも起因するので、他の態様によって提案されるのは、圧縮ばねとして１つの又は幾重にもなった皿ばねを使用することである。そのような皿ばねによって、わずかなかつ車軸ナットの基本形状に適合した構造体積において大きなばね力が得られる。このためにさらに利点であるのは、皿ばねがその大直径で外部品に支持され、その小直径で内部品に支持される場合である。
【００１１】
車輪懸架装置の他の態様において提案されるのは、車軸ナットの内部品が、スリーブ状部分とフランジ状部分とから成っていることであり、並びにフランジ状部分が、噛み合せ歯部の形成された内側フランジ部分と外側フランジ部分とから成っており、この外側フランジ部分によって車軸ナットが、ホイールハブの切下げ部に後方係合することである。一方での内側フランジ部分と他方での外側フランジ部分との間のそのような機能分割によって、使用される転がり軸受、緩衝リング及び車軸ナットをホイールハブと前組立し、ユニットとしてスタブ車軸に取り付け、そして再び取り外すことが可能になる。車軸ナットは、その外側フランジ部分によって引抜き具を形成する。すなわち、内部品の外側フランジ部分は、ホイールハブの切下げ部に後方係合するのである。ホイールハブのこの切下げ部は、好適にはホイールハブの外側開口部へはめ込まれるスナップリングによって形成される。
【００１２】
これに対して内部品の内側フランジ部分は、他の目的を達成する。その内側フランジ部分には、噛み合せ歯部が形成されている。そのほかに内側フランジ部分は、スタブ車軸上に着座した、車輪懸架装置の外側転がり軸受の軸受内輪に対して支持され、この方法によって外側転がり軸受すなわち車輪懸架装置全体を固定する。
【００１３】
車輪懸架装置の好適な態様の特徴は、スタブ車軸上での車軸ナットの内部品の回り止め用ロック要素を有することである。
車輪懸架装置の他の態様において、ロック要素は、ばね荷重されたピン又は玉である。これらのピン又は玉は、歯部に嵌入自在に、好適には皿ばねの押圧力を受けて嵌入自在に形成されている。
【００１４】
他の詳細及び利点は、本発明に従って形成された車輪懸架装置の好適な実施態様を示す添付図面の次の説明から明らかになる。
車軸本体１の端部には、スタブ車軸２が固定されているか又は一体成形されている。このスタブ車軸は、内側転がり軸受５及び外側転がり軸受６用の互いに離間配置された２つの軸受座３、４を備えている。両転がり軸受５、６上には、一体形成されたホイールハブ７が、自由回動自在に支承されている。ホイールハブ７の外周には、一側でブレーキドラム又はブレーキディスクが固定され、かつ反対側で車輪が、車輪ボルトによって固定可能である。
【００１５】
内側転がり軸受５の外側には、緩衝リング８が配置されている。この緩衝リングは、その外周でホイールハブ７の内壁にまで達するカラー部８ａを備えている。緩衝リング８のカラー部８ａの前には、第１スナップリング９が、ホイールハブの内周溝にはめ込まれる。
【００１６】
キャップによって覆われた他方端部では、外側転がり軸受６の前に、一体成形されたフランジ状部分１１を備えた車軸ナット１０が配置されている。フランジ状部分の外縁は、ホイールハブ７の内壁の近くにまで達する。フランジ状部分１１の外縁の前方外側には、ホイールハブ７の周囲溝に第２スナップリング１２がはめ込まれている。第２スナップリングの内径は、フランジ状部分１１の最大直径よりも小さい。車軸ナット１０のフランジ状部分１１は、環状板１３を介在させて外側転がり軸受６の軸受内輪１４に支持される。
【００１７】
車軸ナット１０は、内ねじによって、スタブ車軸２の自由端部の外ねじ１５にねじ止めされている。車軸ナット１０の内ねじは、車軸ナットの内部品１６に設けられている。車軸ナットの構成部品は、さらに外部品１７である。この外部品には、車軸ナットを締め付けるため及び緩めるために必要なレンチ用面１８が形成されている。
【００１８】
車軸ナットの内部品１６は、スリーブ状部分１９とフランジ状部分１１とから成っている。スリーブ状部分１９には、その内周に内ねじが設けられている。内部品１６のフランジ状部分１１は、内側フランジ部分２１と外側フランジ部分２２とに分かれている。内側フランジ部分は、その一側で環状板１３用の当接面を有するとともに、外部品１７に対向したその他側に歯部を備えている。外側フランジ部分２２は、さらにすでに上述した方法で第２スナップリング１２によって規定されたホイールハブ７の切下げ部に後方係合する。
【００１９】
そのほかに車軸ナット１０には、皿ばね２３並びにクリップ２４を備えた固定要素２５が組み合わされている。この固定要素は、車軸ナット１０とスタブ車軸２との間の後ねじれを防止する。
【００２０】
図２〜図６にて明らかなように、車軸ナット１０の外部品１７は歯部２６を備え、車軸ナットの内部品１６はこれに対応する噛み合せ歯部２７を備えている。歯部２６及び噛み合せ歯部２７は、軸方向で互いに位置合わせされているので、半径方向平面で互いに係合する。歯部の構造は、図５における外部品１７の歯部２６の例で最も良くわかる。この歯部は、歯面２８ａ、２８ｂを備えている。これらの歯面は、締付け方向２９で傾斜しており、かつ緩み方向で垂直になっている。内部品１６の噛み合せ歯部２７は、これに相応した構造を有していてもよい。
【００２１】
皿ばね２３は、その内縁によって、内部品１６の半径方向突出カラー部３０で支持される。これに対して皿ばねの外縁は、歯部２６の反対側にありしたがって外方を向いた、外部品１７の端面３１に対して支持される。単純な皿ばね２３の代わりに、皿ばねの組合せを設けてもよい。皿ばね２３は、内部品１６の内側フランジ部分への方向で外部品１７に押圧力を加える。これによって歯部及び噛み合せ歯部は、押圧力を受けて互いに係合する。この方法によって、車軸ナット１０は、ラチェットのように作用する。締付け方向で所定トルクを超えると、歯部２６の傾斜歯面２８ａは、噛み合せ歯部２７の対応歯面を乗り越えることができる。こうして外部品１７は、締付け時に固定状態にある内部品１６に対して空滑りする。これによって、過度に高いトルクによる車軸ナット１０の締付けは排除される。最大締付けトルクは、皿ばね２３の特性曲線並びに歯部２６及び噛み合せ歯部２７の形状寸法及び特に歯面傾斜によって決定される。これに対して緩み方向では、垂直の歯面２８ｂによって常に全トルクが伝達される。
【００２２】
車軸ナット１０は、その締付け後に、意図せず緩まないように固定されねばならない。このためにスタブ車軸２の円筒状外端部３２が、例えばキー溝として知られているような、軸方向に延在する溝３３を備えている。溝３３へは、外方から固定要素２５が挿入される。この固定要素は、その外側に、軸方向で延在する歯構成部３４を備えており、この歯構成部は、同じ歯ピッチを有する内部品１６の内歯部３５に係合する。内歯部３５は、３６０°にわたって延在する直歯部であり、内部品１６のスリーブ状部分１９の外方部分に限定される。そのために内部品１６は、そこで切下げ溝を備えており、その周囲にわたって内歯部３５の各歯が分配される。
【００２３】
図３から明らかなのは、ブロック状固定要素２５が、周囲方向で溝３３の幅よりも狭いことである。図３では、固定要素２５の一側の周囲遊びａと、他側の周囲遊びｂとを示している。周囲遊びａ及びｂは、合計すると固定要素２５の歯構成部３４及び車軸ナットの内歯部３５にとって共通の歯ピッチｔとなる。この方法によって保証されているのは、車軸ナットの締付け後に、そのときどきの歯位置とは無関係に固定要素２５が、いずれの場合も軸方向で溝３３内へ挿入されるとともに、外端部３２に巻き付けるクリップ２４を用いて固定されることである。これによって車軸ナットの周囲遊びは、唯一の歯ピッチｔの非常にわずかな角度範囲に限定されている。そのようにわずかなねじれ角度の場合には、車軸ナット及びスタブ車軸でのねじの勾配に応じて、車軸ナット１０の軸方向変位が得られる。この変位量は、１ミリの何分の一かに過ぎず、したがって車輪懸架装置の最適設定が達成される。
【００２４】
図７に示した車軸ナット１０の実施態様において、外部品１７の構成部品類はばね荷重を受けた複数のピン３６、玉又は同等のロック要素である。このばね荷重は、例えばこの場合にすべてのピン３６に同時に押圧力を加える皿ばね２３によって生成可能である。ピン３６は、外部品１７の材料の個別案内部３７内でそれぞれ軸方向に案内されている。各ピン３６は、ばね２３とは反対側の端部に、歯部２６として少なくとも１つの歯を備えている。ここでこの歯部は、図１〜図６による実施例において外部品１７の複数歯部２６を引き継ぐ機能、すなわち内部品１６の噛み合せ歯部２７への係合を行う。図７による実施態様においても、トルクは、締付け方向３８で外部品１７から内部品１６へ伝達されるが、それに反して緩み方向ではピン３６をロックする。
【図面の簡単な説明】
【図１】  車輪懸架装置の縦断面図。
【図２】  図１による車輪懸架装置を外側転がり軸受及び中央車軸ナットの領域で示す詳細図。
【図３】  スタブ車軸に取り付けた車軸ナットの上面図。
【図４】  車軸ナットの内部品の断面図。
【図５】  車軸ナットの外部品の斜視図。
【図６】  図４で示した図示方向ＶＩに従った内部品の上面図。
【図７】  図１〜図６に対して変更された、複数のばね荷重ロック要素を備えた中央車軸ナットの実施態様を示す断面図。
【符号の説明】
１…車軸本体、２…スタブ車軸、３，４…軸受座、５…内側転がり軸受、
６…外側転がり軸受、７…ホイールハブ、８…緩衝リング、８ａ…カラー部、９…スナップリング、１０…車軸ナット、１１…フランジ状部分、１２…スナップリング、１３…環状板、１４…軸受内輪、１５…スタブ車軸の外ねじ、
１６…内部品、１７…外部品、１８…レンチ用面、１９…スリーブ状部分、
２０…支持面、２１…内側フランジ部分、２２…外側フランジ部分、２３…皿ばね、２４…クリップ、２５…固定要素、２６…歯部、２７…噛み合せ歯部、
２８ａ…傾斜歯面、２８ｂ…垂直歯面、２９…締付け方向、３０…カラー部、３１…端面、３２…外端部、３３…溝、３４…歯構成部、３５…内歯部、直歯部、３６…ピン、３７…案内部、３８…締付け方向、ａ，ｂ…遊び、ｔ…歯ピッチ。
【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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【図７】
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