偏心推力轴承及使用该偏心推力轴承的悬架内置车轮的制作方法

文档序号:5587924阅读:164来源:国知局
专利名称:偏心推力轴承及使用该偏心推力轴承的悬架内置车轮的制作方法
技术领域
本发明涉及在车轮中具有悬架的悬架内置车轮及可以安装在该车轮上的偏心推力轴承。
背景技术
用于汽车等中的悬架一般具有弹簧等的弹性部件和减震器(减振器),具有支承车体,同时吸收来自地面的振动的作用。在该悬架的形式方面,已知有支撑式与双摇臂式等多种形式,但是,这些都未收纳在车轮内部,而是设置在车轮以外。因此,需要这些悬架的设置空间,从而牺牲了车内的乘用性。例如,即使是结构比较简单的支撑式悬架,由于弹簧与减振器存在于车轮外部,并且在车轮罩中纵向设置,所以减小了车内的空间。此外,特别是在电动汽车中,由于蓄电池的设置空间增大,所以采用大型蓄电池、增大其容量是极为重要的,但是该悬架的存在对蓄电池的大型化造成了妨碍。
为了解决此问题,提出了将悬架内置于车轮中的悬架内置车轮的方案。在通常的车轮中,将安装轮胎的轮圈部分和与车轮轴连结的盘部进行一体化,而在该悬架内置车轮中,则采用了轮圈部与盘部分开的结构。而且,通过采用在该轮圈部与盘部之间夹装橡胶等的弹性体及小型的减震器的结构,将悬架收纳在车轮中(参照特开2003-34103号公报)。
但是,在这种悬架内置车轮中,即使可以承受垂直于旋转轴的方向的负载,由于不能承受轴向的负载,所以也不能供于实用。即,乘用车的轮胎具有外侧角,并且车轮上通常具有偏差(车轮的轴向中心面与车轮安装面的轴向距离),所以即使车辆处于静止状态,车轮的轮圈部与盘部之间,也会由于车身的重量而施加轴向的负载(轴向负载与力矩负载)。而且,在汽车转向时,会向车辆施加横向加速度(横G),所以作用于车轮上的轴向负载会变得极大。尽管这样,在上述的以往的悬架内置车轮中不具备承受这种轴向负载的结构,所以不具有实用性。
此外,在以往的偏心推力轴承中也未采用适用于悬架内置车轮上使用的轴承的结构。例如,在以往的单列偏心推力轴承中,不能支承两个方向的轴向负载,所以很难用于悬架内置车轮。以往公开实施的单列偏心推力轴承具有两个一对的座圈与夹装在这两个座圈之间的滚动体。该轴承通过采用在相对的两个板状的座圈之间夹持有多个滚珠等的滚动体的结构,2个座圈可以相互在径向偏移并偏心地进行运动,可以支承一个方向的轴向负载,即,压缩滚动体方向的轴向负载。但是,如上所述,不能支承拉开相对的两条座圈的方向的轴向负载,也不能支承两个方向的轴向负载。

发明内容
本发明的目的在于提供一种可以支承两个方向的轴向负载及力矩负载并可以安装在悬架内置车轮中的偏心推力轴承,和安装有该轴承、可以支承轴向负载且可以减小悬架的设置空间的悬架内置车轮。
为了可以支承两个方向的轴向负载,可以考虑将滚动体设置双列(复式),但是以往的双列偏心推力轴承不能容易地内置于车轮中。以往,作为双列偏心推力轴承,公开实施了以下装置,即,由一条内侧座圈、相对于该内侧座圈的两面(两个与轴向外侧座圈相对的面)相对的2个外侧座圈、在这些座圈之间夹装的2列滚动体构成的轴承。该双列偏心推力轴承具有两条外侧座圈,通过由两列滚动体分别支承相互逆向的轴向负载,由此可以支承两个方向的轴向负载。但是,在以往的双列偏心推力轴承中,未对相对于轴承的可偏心范围适当地设定为了偏心而设置的内外部件之间的间隙这一问题进行研究。因此出现了以下问题,即,内外部件之间的间隙、座圈等的大小超出了必要的程度,轴承过大,在空间极受限制的车轮内部难以容纳轴承。
此外,在以往的双列偏心推力轴承中,座圈部分很大,所以难以确保座圈轨道面的平面度等,有时加工极为困难,难以进行轴承的大型化,此外还提高了成本。而且,还存在由于用轴承钢等的铁类金属制造的座圈部分很大,轴承的重量增加,难以实现轻量化的问题。因此,如果在悬架内置车轮中使用该轴承,则存在车轮的重量将会增加,成本提高等问题。
此外,在公开实施的双列偏心推力轴承中,具有在座圈间的空间中随机地配置作为滚动体的滚珠的轴承、或者在座圈之间的空间中按照满珠状态设置滚珠的轴承。此外,还具有内侧座圈与外侧座圈可以自由相对旋转的轴承。但是,这些双列偏心推力轴承存在着种种问题。如上所述,在随机配置滚动体时、或者以满珠状态配置时,滚动体彼此接触并相互摩擦,产生摩擦力,运转时阻力增大,导致能量损失过大。作为其对策,可以考虑使用保持滚动体的相对关系的保持架,但是此时,保持架与座圈之间的滑动会产生摩擦。这些摩擦会引起悬架工作时的能量损失与发热。
如上所述,以往的单列或者双列的偏心推力轴承难以作为悬架内置车轮用轴承进行使用。
本发明是一种偏心推力轴承,安装在悬架内置车轮上,该悬架内置车轮具有包括安装有轮胎的轮圈部的外侧车轮部件、包括与车轮轴连结的盘部的内侧车轮部件、夹装于上述外侧车轮部件与上述内侧车轮部件之间的弹性部件,该偏心推力轴承支承作用于上述车轮部件之间的轴向负载,并可以在该车轮部件之间进行偏心相对移动。由于通过这样的轴承,可以在车轮部件相互之间经由弹性部件进行偏心相对移动,所以可以成为一种作为悬架发挥功能的车轮。而且,通过偏心推力轴承,可以支承车轮部件之间的轴向负载,所以可以作为具有实用性的悬架内置车轮。
而且,最好是如下的偏心推力轴承,即,该轴承安装在悬架内置车轮上,该悬架内置车轮具有包括安装有轮胎的轮圈部的外侧车轮部件、包括与车轮轴连结的盘部的内侧车轮部件、夹装于上述外侧车轮部件与上述内侧车轮部件之间的弹性部件,该偏心推力轴承支承作用于上述车轮部件之间的轴向负载,并可以在该车轮部件之间进行偏心相对移动,其特征在于,设置有第一径向外侧部件及位于其径向内侧的第一径向内侧部件,同时与上述部件相对地设置有第二径向外侧部件及位于其径向内侧的第二径向内侧部件;利用在第一位置上相对的上述第一径向外侧部件与上述第二径向内侧部件,夹持配置在上述第一位置上的滚动体,所述第一位置定位于沿着周方向的三个或三个以上的位置上;同时,利用在第二位置上相对的上述第二径向外侧部件与上述第一径向内侧部件,夹持配置在上述第二位置上的滚动体,所述第二位置定位于沿着周方向的三个或三个以上的位置上并与上述第一位置相位不同;上述第一径向外侧部件与上述第一径向内侧部件,在其相互之间设置有间隙,并可以向径向及周方向相对移动;而且上述第二径向外侧部件与上述第二径向内侧部件,在其相互之间设置有间隙,并可以向径向及周方向相对移动;上述第一径向外侧部件与上述第二径向外侧部件接合为一体,同时,上述第一径向内侧部件与上述第二径向内侧部件接合为一体;上述滚动体的各规定部存在于同一平面上。
根据该轴承,通过将与以往的双列配置的偏心推力轴承的各部件相对应的部件交替地进行设置,可以拉近作为以往双列的各列相互之间的轴向距离,与双列的轴承相比,可以缩小轴向的宽度。即,第一径向外侧部件与第二径向内侧部件以及被这些部件夹持的、定位在沿着周方向的三个以上的位置上的滚动体可以作为以往的双列轴承中的第一列的偏心推力轴承部分(1)发挥功能,第二径向外侧部件与第一径向内侧部件及被这些部件夹持、定位在沿着周方向的三个以上的位置上的滚动体可以作为第二列的偏心推力轴承部分(2)发挥功能。在本发明中,径向外侧部件彼此、径向内侧部件彼此分别相互接合为一体,所以相当于以往的双列偏心推力轴承部分(1)的部分可以支承一个方向的轴向负载,相当于偏心推力轴承部分(2)的部分可以支承其他方向的轴向负载。此外,由于使第一位置与第二位置的相位不同,而且在径向外侧部件与径向内侧部件之间,在可动平面方向具有间隙,所以可以形成为上述滚动体的各规定部存在于同一平面上的结构,同时,径向外侧部件与径向内侧部件可以相互相对移动。另外,如果采用上述的结构,则可以不将轴承的各部件分离地供给组装好的轴承。而且,由于该轴承可以安装在悬架内置车轮中,所以可以制成在外侧车轮部件与内侧车轮部件之间进行相对移动、同时可以支承作用于车轮上的轴向负载的轴承。
而且,最好采用上述所有的滚动体的中心配置在同一平面上的结构。如此,可以将轴承设置为单列结构,将轴承的轴向宽度减至最小。
此外,最好采用下述结构,即,上述第一径向外侧部件由在定位的上述各第一位置上分开设置的外座圈、安装有这些所有的外座圈的第一径向外侧壳体构成;上述第二径向外侧部件由在定位的上述各第二位置上分开设置的外座圈、安装有这些所有的外座圈的第二径向外侧壳体构成;上述第一径向内侧部件由在定位的上述各第二位置上分开设置的内座圈、安装有这些所有的内座圈的第一径向内侧壳体构成;上述第二径向内侧部件由在定位的上述各第一位置上分开设置的内座圈、安装有这些所有的内座圈的第二径向内侧壳体构成,同时,在上述外座圈与上述内座圈之间夹持有上述滚动体。
此时,由于在定位的滚动体的各位置上分别分开配置有单独的座圈,所以可以将各座圈小型化。如果采用大的座圈,则将难以确保座圈轨道面的平面度的精度,而由于可以使座圈小型化,所以容易使轴承大型化。此外,由于可以减少利用轴承钢等制成的座圈部分,而且在壳体部分可以采用铝合金等的低比重金属或者树脂等,所以可以减轻轴承整体的重量。该轴承的轻量化与车轮的轻量化直接相关,所以作为车轮内使用的轴承是极为有效的。
也可以采用由上述间隙产生的径向外侧部件与径向内侧部件的可相对移动范围与滚动体的可移动范围大致对应的结构。如此,对于径向外侧部件与径向内侧部件之间的间隙和为了确保滚动体的移动空间而在座圈上设置的间隙中的任何一个,可以消除多余的间隙或者将其最小化。所以,可以在实现轴承小型化的同时,更广泛地扩大其可偏心的范围。在空间极受限制的车轮中收纳的轴承方面,由于要求轴承的小型化,所以难以扩大其可偏心的范围。另一方面,如果可偏心范围过窄,则作为悬架的行程将会减小,不能充分发挥其功能。因此,通过实现轴承小型化并进一步扩大其可偏心范围,可形成一种极其适用于悬架内置车轮用的轴承。
而且,上述偏心推力轴承可以采用下述结构。即,其结构为上述第一位置及上述第二位置被分别等间隔地配置在N个位置(N为大于等于3的整数);上述第一及第二径向外侧壳体为相同的形状,其形状具有外周圆环状部和N个向内舌片部,其中,上述外周圆环状部构成轴承的外周;上述N个向内舌片部从该外周圆环状部朝向径向内侧,且在周方向上留有等间隔地突出;上述第一及第二径向内侧壳体为相同的形状,其形状由内周圆环状部和N个向外舌片部构成,其中,上述内周圆环状部构成轴承的内周,上述N个向外舌片部从该内周圆环状部朝向径向外侧且在周方向留有等间隔地突出;在上述所有的向外舌片部上在同一圆周上安装有上述内座圈,在上述所有的向内舌片部上在同一圆周上安装有上述外座圈,同时,上述内座圈及上述外座圈均为同一形状的圆板状部件;上述第一位置与上述第二位置在同一圆周上,且在周方向上各错开360/(2N)度相位地交替定位。
如此,可以在周方向及径向上将滚动体的第一位置与第二位置均等地进行配置,所以成为一种非常适用于要求周方向的均等性的车轮用的轴承。此外,可以更加稳定地支承两个方向的轴向负载,而且也可以更加稳定地支承由来自偏心的轴的轴向负载产生的力矩负载,稳定地支承由汽车转向时产生的横向加速度(横G)等造成的轴向负载。而且,由于可以将各座圈统一,所以可以使各座圈部件通用。
上述偏心推力轴承也可以采用具有包围各座圈周围的第一保持架导向部件的结构。如此,可以很容易地进行滚动体的位置调整。即,虽然不能容易地将滚动体的位置调整到座圈上的最佳位置,但是通过在施加轻预负荷的状态下,使轴承在所有的径向及周方向上进行最大的相对移动,可以将错位的滚动体卡定在第一保持架上,并在座圈上适当地滑动,同时进行位置调整。据此,能很容易地将滚动体配置在座圈上的最佳位置上。此外,通过该第一保持架导向部件,可以抑制异物侵入到相对的座圈之间、以及抑制润滑剂流出。
而且,也可以采用具有保持上述所有的滚动体之间的相对的位置关系的单一的第二保持架导向部件的结构。如此,即使是在向滚动体作用偏负载的情况下,滚动体也不会移动、产生错位。所以,即使是在由于汽车转向时的横向加速度(横G)产生偏负载的情况下,也可以防止滚动体的错位,适合作为悬架内置车轮用的轴承。
此外,本发明的悬架内置车轮具有上述的偏心推力轴承,其特征在于,上述外侧车轮部件与上述内侧车轮部件之间夹装有弹性部件,在该轴承的上述径向外侧部件上固定有上述外侧车轮部件,同时,在轴承的上述径向内侧部件上固定有上述内侧车轮部件。如果采用这样的车轮,则可以减少在车轮内收纳悬架的部分和车轮外部的悬架的设置空间,而且可以降低弹簧下重量。此外,由于是可以支承轴向负载的车轮,所以可以作为一种具有实用性的车轮。
在采用上述外侧车轮部件与上述内侧车轮部件之间夹装有减震器的悬架内置车轮时,加上弹性部件,将成为一种安装有减震器的悬架,所以可以早期地减少弹性部件的伸缩。
也可以采用下述的结构,即,通过使上述外侧车轮部件的周方向上等间隔的P个位置(P为大于等于2的整数)的外侧连结位置与上述内侧车轮部件的周方向上等间隔的P个位置(P为大于等于2的整数)的内侧连结位置的相位相差360/(2P)度,并通过弹性部件连结周方向上相邻的外侧连结位置和内侧连结位置,以此大致沿着同一圆周、在周方向上等间隔地配置2P个弹性部件。如此,可以在周方向上均等地配置2P个弹性部件。此外,由于外侧车轮部件与弹性部件进行连结的外侧连结位置,和内侧车轮部件与弹性部件进行连结的内侧连结位置交替地且在周方向上等间隔地进行配置,所以使从弹性部件向各车轮部件上进行作用的力量在周方向上均等化。
此外,这种情况下,也可以采用分别在车轮的表侧与里侧设置该结构,在表侧与里侧上相位相差360/(2P)度的结构。如此,在车轮的表面与内面上,多个弹性部件分别在周方向上被等间隔地配置。而且,由于在表里相位相差360/(2P)度,所以车轮表侧的内侧连结位置与车轮里侧的外侧连结位置为同相位,车轮表侧的外侧连结位置与车轮里侧的内侧连结位置为同相位。据此,将使从弹性部件向各车轮作用的力在周方向上进一步均等化。
而且,最好采用设置防止上述外侧车轮部件与上述内侧车轮部件直接接触的缓冲件的车轮。如此,即使是强烈的冲击作用于车轮、产生超出悬架的行程的偏心的情况下,外侧车轮部件与内侧车轮部件也不会接触,可以缓和冲击。
此外,从其他的观点来看,在本发明中,采用了双列偏心推力轴承,该轴承是如下的一种偏心推力轴承,即,安装在悬架内置车轮上,该悬架内置车轮具有包括安装有轮胎的轮圈部的外侧车轮部件、包括与车轮轴连结的盘部的内侧车轮部件、夹装于上述外侧车轮部件与上述内侧车轮部件之间的弹性部件,该偏心推力轴承支承作用于上述车轮部件之间的轴向负载,并可以在该车轮部件之间进行偏心相对移动,具有两个轴向外侧壳体和轴向内侧壳体,其中上述轴向外侧壳体在轴向相互相对配置且相互接合为一体,上述轴向内侧壳体夹装在上述轴向外侧壳体之间,在上述轴向内侧壳体的与两方的轴向外侧壳体相对的面上,分别局部设置有沿着周方向分开配置的三个或三个以上的内座圈,同时,在上述两个轴向外侧壳体上,分别局部设置有在与上述各内座圈相对的位置上分开配置的三个或三个以上的外座圈,而且在相对的上述内座圈与外座圈之间分别夹持有滚动体,上述分开配置的各座圈中的上述各滚动体的可移动范围均相互大致相等。
如此,由于分开并局部地配置有座圈,所以可以减小各座圈,很容易地进行各座圈的加工。由于沿着周方向设置有三个以上的座圈,各座圈之间夹持有滚动体,所以轴向内侧壳体和轴向外侧壳体在沿着周方向的三个以上的位置上被支承,可以支承轴向负载和力矩负载。此外,由于作为与滚动体接触的座圈以外部分的轴向内侧壳体及轴向外侧壳体与座圈分开,所以可以不使用轴承钢等的铁类金属,而使用铝合金等低比重金属或者树脂等,从而能够降低轴承的重量。而且,由于分开并局部地进行配置的各座圈中的上述各滚动体的可移动范围均相互大致相等,所以在任意的滚动体在可移动范围整体中进行移动时,其他所有的滚动体也将大致在可移动范围整体中进行移动。座圈的大小是决定滚动体的可移动范围的要素,通过如此地将各滚动体的可移动范围全部设定为相互大致相等,可以不会对多个座圈中的一部分进行不必要的扩大地将所有的座圈设置为最小或者最小限度。在采用如上结构的情况下,可以不将轴承的各部件分离地供给组装好的轴承单体。
在该轴承中,最好采用下述结构由上述轴向内侧壳体与上述轴向外侧壳体之间的间隙产生的可相对移动范围与上述滚动体的可移动范围大致对应。如此,如果使两者相对移动至轴向内侧壳体与轴向外侧壳体之间的间隙消除,则滚动体也将移动至座圈上设置的间隙大致消除。据此,多余的间隙将消失或者减为最小,结果,可以在将轴承进行小型化的同时,扩大可偏心范围。
也可以采用下述结构上述轴向内侧壳体及轴向外侧壳体的各面的各内外座圈在该各面上,全部按照同一PCD(在同一圆周上)进行配置,同时在周方向上均等地进行分配。如此,作为轴承的支承点的滚动体在周方向及径向被均等地分配,所以可以更加稳定地支承两个方向的轴向负载、以及更加稳定地支承由于轴向负载的作用点在径向上不同而产生的力矩负载。此外,由于可以将向各滚动体上施加的负载均等化,所以可以增大轴承整体的负荷容量。此时,如果采用上述各内外座圈全部为同一直径的圆形形状,而且上述轴向外侧壳体及轴向内侧壳体为圆环状的结构,则将成为在周方向上均等结构的轴承,能够制成相对于可动面内的全方位可以在一定幅度中进行相对移动的轴承。此外,由于所有的内外座圈均为同一直径的圆形,所以可以使座圈部件通用化。
在该轴承中,也可以采用具有设置于上述各内外座圈的周围的保持架导向部件的结构。如此,可以很容易地进行滚动体的位置调整。即,虽然不能很容易地将滚动体的位置调整到座圈上的最佳位置,但是通过在向轴承施加轻预负荷的状态下使其在整个径向(整个圆周)上进行最大的相对移动,将错位的滚动体卡定在保持架导向部件上,并在座圈上适当地进行滑动,同时进行位置调整。据此,能够容易地将滚动体配置在座圈上的最佳位置上。此外,由于可以抑制异物侵入到相对的座圈之间及抑制润滑油、油脂等的润滑剂的流出,所以也具有轴承整体的密封功能。
此外,本发明的悬架内置车轮的特征在于,上述双列偏心推力轴承与上述弹性部件夹装在上述外侧车轮部件与上述内侧车轮部件之间,该轴承支承作用于这些车轮部件之间的轴向负载,同时可以在该车轮部件之间进行偏心相对移动。如果采用这种车轮,则可以减少车轮内部收纳悬架的部分、和车轮外部的悬架的设置空间,而且可以降低弹簧下重量。此外,由于可以支承轴向负载,所以可以成为一种具有实用性的车轮。
该车轮最好采用在上述外侧车轮部件与上述内侧车轮部件之间夹装有减震器的结构。如此,加上弹性部件,构成为安装有减震器的悬架,所以可以早期地减少弹性部件的伸缩。
也可以采用下述结构通过使上述外侧车轮部件的周方向上等间隔的P个位置(P为大于等于2的整数)的外侧连结位置与上述内侧车轮部件的周方向上等间隔的P个位置(P为大于等于2的整数)的内侧连结位置的相位相差360/(2P)度,并通过弹性部件将周方向上相邻的外侧连结位置和内侧连结位置进行连结,以此大致沿着同一圆周、在周方向上等间隔地配置2P个弹性部件。如此,可以在周方向上均等地配置2P个弹性部件。此外,由于交替且在周方向上等间隔地配置外侧车轮部件与弹性部件进行连结的外侧连结位置、和内侧车轮部件与弹性部件进行连结的内侧连结位置,所以能够使从弹性部件向各车轮部件上进行作用的力量在周方向上均等化。
此外,也可以采用分别在车轮的表侧与里侧设置该结构,在该表侧与里侧上相位相差360/(2P)度的结构。如此,在车轮的表面与里面上,多个弹性部件在周方向上被等间隔地进行配置。而且,由于在表里相位相差360/(2P)度,所以车轮表侧的内侧连结位置与车轮里侧的外侧连结位置为同相位,车轮表侧的外侧连结位置与车轮里侧的内侧连结位置为同相位。据此使从弹性部件向各车轮部件上作用的力量在周方向上进一步均等化。
而且,最好采用设置有防止上述外侧车轮部件与上述内侧车轮部件直接接触的缓冲件的车轮。如此,即使在强烈的冲击作用于车轮上、产生超出悬架的行程的偏心的情况下,外侧车轮部件与内侧车轮部件也不会接触,可以缓和冲击。
从其他观点来看,本发明的双列偏心推力轴承是如下的一种偏心推力轴承,即,安装在悬架内置车轮上,该悬架内置车轮具有包括安装有轮胎的轮圈部的外侧车轮部件、包括与车轮轴连结的盘部的内侧车轮部件、夹装于上述外侧车轮部件与上述内侧车轮部件之间的弹性部件,该偏心推力轴承支承作用于上述车轮部件之间的轴向负载,并可以在该车轮部件之间进行偏心相对移动,具有相互同心地相对且接合成一体的圆环状的两个轴向外侧部件,和同心地夹装在这两个轴向外侧部件之间的圆环状的轴向内侧部件,上述两个轴向外侧部件分别具有圆环状的轴向外侧壳体、和安装在该轴向外侧壳体的内面上的圆环板状的外座圈,上述轴向内侧部件具有圆环状的轴向内侧壳体、和从该轴向内侧壳体向径向突出延伸的圆环板状的内座圈,同时在上述内座圈的两面和与其相对的上述两个外座圈之间夹持有多个滚动体,由上述轴向外侧部件与上述轴向内侧部件之间的径向间隙产生的可相对移动范围与上述滚动体的径向可移动距离大致对应。
该轴承中,由于内座圈及与其相对的两个外座圈均为圆环状,并在圆周方向连续,所以与将这些内外座圈分开的情况相比,可以减少轴承的部件数量。而且,由于轴向内侧部件与轴向外侧部件的各外侧壳体与座圈均为圆环状,而且均为同心配置,所以可以在整个圆周上一定距离地设置轴向外侧部件与轴向内侧部件之间的径向间隙。据此可以制成在径向的全方位上按照一定距离偏心的结构。此外,上述结构构成的轴承,可以不将各构成部件分离地以组装好的轴承单体形式进行供给。而且,在本轴承中,可以在轴向内侧部件与轴向外侧部件之间自由地相对旋转。
而且,由轴向外侧部件与轴向内侧部件之间的径向间隙产生的可相对移动范围与滚动体的径向可移动距离大致对应。据此,如果使其偏心至轴向外侧部件与轴向内侧部件之间的径向间隙大致消除,则在该偏心方向上,滚动体也将移动至座圈上设置的径向间隙消除。所以,多余的间隙将消除或者可以将多余的间隙减少为最小,结果,可以在将轴承最小化的同时,扩大可偏心范围。
这种情况下,最好采用下述结构上述多个滚动体在周方向上以大致均等的间隔进行配置,同时具有保持该相对的位置关系,同时转动自如地保持滚动体的圆环状的保持架,利用该保持架与上述轴向内侧部件及上述轴向外侧部件之间的径向间隙,确保滚动体的上述径向可移动距离。如此,由于作为轴承的支承点的滚动体在周方向上大致均等地进行分配,而且利用保持架保持滚动体之间的相对位置关系,所以可以更加稳定地支承轴向负载及力矩负载。此外,可以使向各滚动体施加的负载均等,并增大轴承整体的负载容量。另外,由于具有保持架与上述轴向内侧部件及上述轴向外侧部件之间的径向间隙,所以滚动体将可以向径向移动。而且,利用该保持架,将很容易地将各滚动体配置在座圈上的最佳位置上。即,虽然适当地调整滚动体在座圈上的位置是很不容易的,但是通过在向轴承施加轻预负荷的状态下,使轴承在径向的整个圆周上进行最大的偏心,可以很容易地进行位置调整。在滚动体错位时,通过使保持架与轴向外侧部件或者轴向内侧部件接触,并与滚动体一起在座圈上滑动,可以进行滚动体及收纳滚动体的保持架的位置调整。
此外,发明中其他的双列偏心推力轴承是如下的一种偏心推力轴承,即,安装在悬架内置车轮上,该悬架内置车轮具有包括安装有轮胎的轮圈部的外侧车轮部件、包括与车轮轴连结的盘部的内侧车轮部件、夹装于上述外侧车轮部件与上述内侧车轮部件之间的弹性部件,该偏心推力轴承支承作用于上述车轮部件之间的轴向负载,并可以在该车轮部件之间进行偏心相对移动,其特征在于,具有相互同心地相对且接合为一体的圆环状的两个轴向外侧部件、和同心地夹装在这两个轴向外侧部件之间的圆环状的轴向内侧部件,上述两个轴向外侧部件分别具有圆环状的轴向外侧壳体、和安装在该轴向外侧壳体的内面上的圆环板状的外座圈,上述轴向内侧部件具有圆环状的轴向内侧壳体、和从该轴向内侧壳体向径向突出地延伸的圆环板状的内座圈,同时,上述内座圈的两面和与其相对的上述两个外座圈之间夹持有多个滚动体,具有固定在上述轴向内侧部件或者轴向外侧部件上、且将各滚动体的可移动范围限制在规定范围内的滚动体导向部。
如此,在利用滚动体导向部分别隔开的滚动体相互之间,滚动体彼此不会接触,此外,由于滚动体导向部固定在轴向内侧部件或者轴向外侧部件上,所以不会与这些部件滑动。据此,滚动体在被滚动体导向部限制的圆形范围内移动时,阻力很小。此外,轴向外侧部件及轴向内侧部件为圆环状,而且相互同心地配置,所以两者之间的间隙为一定宽度的圆环状。而且,由滚动体导向部限制的各滚动体的移动范围也在一定范围内,所以可以成为一种可以进行一定距离的相对移动的轴承。此外,由于内座圈及与其相对的两个外座圈均为圆环状,且在圆周方向连续,所以与将这些内外座圈分开的情况相比,可以减少轴承部件的数量。
此外,由于成为一种在上述滚动体导向部限制的上述规定范围为规定半径的圆形范围时,可以在径向全方位进行一定距离相对移动的轴承,所以很理想。
虽然滚动体导向部限制了各滚动体的可移动范围,但与此同时,可以很容易地将各滚动体调整配置在座圈上的最佳位置上。即,通过在作用轻预负荷的状态下使轴承在整个圆周上进行最大的相对移动,滚动体导向部可以使错位的滚动体在座圈上滑动,将滚动体调整到最佳位置。此外,上述的结构构成的轴承,可以不将各构成部件分离地以组装好的轴承单体形式进行供给。而且,在该轴承中,各滚动体只能够在由固定在轴向内侧部件或者轴向外侧部件上的滚动体导向部限制的范围中移动,超出此范围,各滚动体将不能移动。所以,轴向内侧部件和轴向外侧部件不能相互相对旋转至规定角度以上。
而且,最好采用由上述轴向外侧部件和上述轴向内侧部件之间的径向间隙产生的可相对移动范围与被上述滚动体导向部限制的滚动体的上述可移动范围大致对应的结构。如此,如果使轴向内侧部件与轴向外侧部件相对移动至两者的径向间隙消失,则滚动体将移动至与滚动体导向部之间存在的间隙大致消除的位置。即,如果使轴向内侧部件与轴向外侧部件在其整个的可相对移动范围中进行相对移动,则各滚动体也将在该大致整个可移动范围内进行移动。据此,轴向内侧部件与轴向外侧部件之间的多余的间隙将消除,或者可以将多余的间隙减少为最小。所以,可以在实现轴承小型化的同时,扩大其可偏心范围。
此外,最好是滚动体导向部为圆环状,且在该滚动体导向部上,在同一圆周上且周方向上均等的位置上设置三个以上的可动范围限制孔,同时每个可动范围限制孔中配置有一个滚动体的结构。如此,在可动范围限制孔中设置的滚动体在周方向及径向上均等地配置,所以可以更加稳定地支承轴承的轴向负载及力矩负载。此外,由于每个可动范围限制孔中只配置一个滚动体,所以滚动体之间不会接触、产生摩擦。
而且,最好采用被滚动体导向部限制的滚动体的径向移动距离与上述内座圈或者外座圈的径向宽度大致对应的结构。如此,可以将内座圈或者外座圈的径向宽度减为最小。从而,可以实现轴承的轻量化,降低成本。
此外,本发明的悬架内置车轮的特征在于,上述双列偏心推力轴承与上述弹性部件夹装在上述外侧车轮部件与上述内侧车轮部件之间,该轴承支承作用于这些车轮部件之间的轴向负载,同时可以在该车轮部件之间进行偏心相对移动。如果采用这样的车轮,由于将悬架收纳在车轮内部中,所以可以减掉该部分车轮外部的悬架的设置空间,而且可以降低弹簧下重量。此外,由于是可以支承轴向负载的车轮,所以可以作为一种具有实用性的车轮。
在采用上述外侧车轮部件与上述内侧车轮部件之间夹装有减震器的悬架内置车轮时,加上弹性部件,将成为一种安装有减震器的悬架,所以可以早期地减少弹性部件的伸缩。
也可以采用下述结构通过使上述外侧车轮部件的周方向上等间隔的P个位置(P为大于等于2的整数)的外侧连结位置与上述内侧车轮部件的周方向上等间隔的P个位置(P为大于等于2的整数)的内侧连结位置的相位相差360/(2P)度,并通过弹性部件将周方向上相邻的外侧连结位置与内侧连结位置进行连结,以此大致沿着同一圆周,在周方向上等间隔地配置2P个弹性部件。如此,可以在周方向上均等地配置2P个弹性部件。此外,由于外侧车轮部件与弹性部件进行连结的外侧连结位置、与内侧车轮部件和弹性部件进行连结的内侧连结位置交替且在周方向上等间隔地进行配置,所以使从弹性部件向各车轮部件作用的力在周方向上均等化。
此时,也可以采用分别在车轮的外侧与里侧分别设置该结构,在外侧与里侧上,相位相差360/(2P)度的结构。如此,在车轮的表面与里面上,多个弹性部件在周方向上被等间隔地配置。而且,由于在表里相位相差360/(2P)度,所以车轮表侧的内侧连结位置和车轮里侧的外侧连结位置为同相位,车轮表侧的外侧连结位置与车轮里侧的内侧连结位置为同相位。据此,将使从弹性部件向各车轮作用的力在周方向上进一步均等化。
而且,最好采用设置有防止上述外侧车轮部件与上述内侧车轮部件直接接触的缓冲件的车轮。如此,即使在强烈的冲击作用于车轮、产生超出悬架的行程的偏心的情况下,外侧车轮部件与内侧车轮部件也不会接触,可以缓和冲击。


图1是本发明的第一实施方式的悬架内置车轮的剖面图。
图2是本发明的第一实施方式的悬架内置车轮的侧视图。
图3是表示图1的悬架内置车轮上安装的偏心推力轴承的结构的分解立体图。
图4是图1的悬架内置车轮上安装的偏心推力轴承的轴向剖面的剖面图。
图5是从图4的A-A剖面位置除去第二保持架导向部件、观察轴承内部的主要部分的主视图。
图6是图1的悬架内置车轮上安装的偏心推力轴承的、沿图5的B-B位置的剖面的剖面图。
图7是本发明的第二实施方式的悬架内置车轮的剖面图。
图8是本发明的第二实施方式的悬架内置车轮的侧视图。
图9是表示图7的悬架内置车轮上安装的偏心推力轴承的结构的分解立体图。
图10是图7的悬架内置车轮上安装的偏心推力轴承的轴向剖面的剖面图。
图11是从图10的A-A剖面位置观察轴承内部的主要部分的主视图。
图12是本发明的第三实施方式的悬架内置车轮的剖面图。
图13是图12所示的悬架内置车轮的侧视图。
图14是本发明的第三实施方式的悬架内置车轮上安装的偏心推力轴承的分解立体图。
图15是图14所示的偏心推力轴承的剖面图。
图16是本发明的第四实施方式的偏心推力轴承的剖面图。
图17是本发明的第五实施方式的偏心推力轴承的剖面图。
图18是本发明的第六实施方式的偏心推力轴承的分解立体图。
图19是图18所示的偏心推力轴承的剖面图。
图20是本发明的第七实施方式的偏心推力轴承的剖面图。
图21是本发明的第八实施方式的偏心推力轴承的剖面图。
具体实施例方式
以下,根据图纸对本发明的实施方式进行说明。而且,下述的第一实施方式的车轮h的结构除了轴承部分,与后述的第二及第三实施方式的车轮h相同。图1是安装有本发明的第一实施方式的偏心推力轴承1的悬架内置车轮h的剖面图,图2是该悬架内置车轮h的侧视图(安装在车辆上时,从外侧观察的图纸)。图1是图2的A-A线的剖面图,适当地省略了车轮h的轴心附近的记载。该车轮h与通常的车轮不同,分为包括安装有轮胎(未图示)的轮圈部h1的外侧车轮部件h2、和包括具有用于与车轮轴(未图示)连结的螺栓孔h20(参照图2。在图1中省略)的盘部h3的内侧车轮部件h4。而且,这些外侧车轮部件h2与内侧车轮部件h4之间,安装有偏心推力轴承a1,该轴承支承作用于两部件h2及h4之间的轴向负载,并可以在两个部件h2及h4之间进行偏心相对移动。
在外侧车轮部件h2与内侧车轮部件h4之间,夹装有作为弹性部件的压缩螺旋弹簧h5(参照图2),以此使该车轮h具有作为悬架的功能。压缩螺旋弹簧h5在车轮h的表里各使用6个,共计12个。在图2的侧视图中,示出了在车轮h的表侧上设置的6个弹簧。而且,在该悬架内置车轮h中,与以往的支撑式悬架相同,在各压缩螺旋弹簧h5的内侧设置有减震器h6,可以早期地减少弹性部件的伸缩。
减震器h6,由于设置在所有的压缩螺旋弹簧h5的内部,所以其数量与压缩螺旋弹簧h5相同,在车轮h的表里各有6个,合计12个。这些压缩螺旋弹簧h5及减震器h6如图2所示,以其长度方向大致沿着圆周的方向进行排列、设置。而且,在图2中,除去了部分压缩螺旋弹簧h5的记载,以便容易看到减震器h6。压缩螺旋弹簧h5及减震器h6分别与用于以往的悬架的弹簧与减震器的结构相同,并缩小了其尺寸。
为了夹装这些压缩螺旋弹簧h5及减震器h6,在外侧车轮部件h2及内侧车轮部件h4上分别设置有突起ht,在这些突起ht上,与压缩螺旋弹簧h5及减震器h6进行连结。在外侧车轮部件h2上,设置有从其内周面(安装轮胎面的相反面)h11朝向径向内部突出的突起ht,具有车轮h的表侧(在车辆上安装有车轮h时的偏轴向外侧)上设置的表侧朝向内部突起h7和设置于车轮h的里侧(在车辆上安装有车轮h时的偏轴向内侧)的里侧朝向内部突起h8。
另一方面,在内侧车轮部件h4上,设置有从其外周面(作为盘部h3以外部分的圆筒部分的外周面)h12朝向径向外侧突出的突起ht,具有设置于车轮h的表侧(在车辆上安装有车轮h时的偏轴向外侧)上的表侧朝向外部突起h9,和设置于车轮h的里侧(在车辆上安装有车轮h时的偏轴向内侧)的里侧朝向外部突起h10。
如图2所示,表侧朝向内部突起h7在周方向上等间隔,即每隔120度地设置有三处,表侧朝向外部突起h9与上述相同,在周方向上等间隔(每隔120度)地设置有三处。而且,表侧朝向内部突起h7与表侧朝向外部突起h9的相位相差60度。其结果,表侧朝向内部突起h7与表侧朝向外部突起h9每隔60度地交替配置。
在各压缩螺旋弹簧h5的两端上设置有弹簧支承板h16(参照图2)。该弹簧支承板h16相对于压缩螺旋弹簧h5的长度方向垂直的进行设置,压缩螺旋弹簧h5的两端固定在该弹簧支承板h16的一面上。而且,减震器h6的两端与之相同,也固定在弹簧支承板h16的一面上。此外,在弹簧支承板h16的另一面(固定有压缩螺旋弹簧h5的面的相反面)上,突出设置有轴安装用环h17。另一方面,如图1所示,各突起h7-h10分别采用在轴向的中央部具有间隙的结构,在该间隙中插入有轴安装用环h17(参照图1)。而且,固定螺钉h21通过贯穿各突起h7-h10与轴安装用环h17,将轴安装用环h17固定在各突起h7-h10上。而且,在轴安装用环h17与固定螺钉h21之间夹装有衬套h18(参照图1)。通过如上述的结构,压缩螺旋弹簧h5及减震器h6经由弹簧支承板h16与外侧车轮部件h2及内侧车轮部件h4连结。
如图2所示,各突起h7-h10,在每个突起上连结两个压缩螺旋弹簧h5(及减震器h6)。如此,相邻的表侧朝向内部突起h7与表侧朝向外部突起h9(以及未图示的相邻的里侧朝向内部突起h8和里侧朝向外部突起h10)通过压缩螺旋弹簧h5及减震器h6进行连结。表侧朝向内部突起h7和表侧朝向外部突起h9在周方向上留有等间隔地交替配置,所以6个压缩螺旋弹簧h5及减震器h6大致沿着同一圆周,在周方向上等间隔地进行配置。
在这里,将外侧车轮部件h2和压缩螺旋弹簧h5连结的位置作为外侧连结位置。在本第一实施方式中,表侧朝向内部突起h7及里侧朝向内部突起h8的设置位置作为外侧连结位置。此外,将内侧车轮部件h4与压缩螺旋弹簧h5连结的位置作为内侧连结位置。在本实施方式中,将表侧朝向外部突起h9与里侧朝向外部突起h10的设置位置作为内侧连结位置。在本实施方式中,如上所述,由于利用压缩螺旋弹簧h5及减震器h6将在周方向上相邻的表侧朝向内部突起h7和表侧朝向外部突起h9(及在周方向上相邻的里侧朝向内部突起h8与里侧朝向外部突起h10,这些未图示)进行连结,所以,可以通过作为弹性部件的压缩螺旋弹簧h5将在周方向上相邻的外侧连结位置与内侧连结位置进行连结。
如此,由于在夹持有偏心推力支承a1的车轮h的表侧与里侧两方上设置有各突起h7-h10,并在悬架内置车轮h的表里两面上设置压缩螺旋弹簧h5及减震器h6,所以可以增加压缩螺旋弹簧h5及减震器h6的设置个数,可以进一步提高作为悬架的性能(振动吸收性能、振动减少性能等),同时可以提高耐久性。
该悬架内置车轮h,其外侧车轮部件h2与内侧车轮部件h4偏心相对移动,通过伴随着该偏心相对移动、压缩螺旋弹簧h5伸缩,以此可以缓和冲击,发挥作为悬架的功能。而且,通过减震器h6,可以抑制压缩螺旋弹簧h5的急剧伸缩,提高缓冲性。如此,通过外侧车轮部件h2和内侧车轮部件h4之间的偏心相对移动可实现悬架功能,但是能够进行该偏心相对移动的是偏心推力轴承a1。
下面说明该偏心推力轴承a1。图3是表示安装在图1的车轮h上的偏心推力轴承a1(只有轴承部分)的结构的分解立体图,图4是该轴承a1的、通过滚珠8的中心位置的轴向剖面(从中心至外周的半剖面)的剖面图。该图4的剖面的周方向位置为第一径向外侧壳体a2的向内舌片部a2b的中心位置。而且,图4表示滚珠a8未向任何方向移动的状态(以下称为标准状态)。如图3所示,构成该轴承1的外周等的径向外侧部件由第一径向外侧部件和第二径向外侧部件构成。第一径向外侧部件由第一径向外侧壳体a2与安装在该外侧壳体上的圆板状的外座圈a6构成。第二径向外侧部件由第二径向外侧壳体a3与安装在该外侧壳体上的圆板状的外座圈a6构成。
构成该轴承a1的内周等的径向内侧部件由第一径向内侧部件和第二径向内侧部件构成。第一径向内侧部件由第一径向内侧壳体a4和安装在该内侧壳体上的圆板状的内座圈a7构成。第二径向内侧部件由第二径向内侧壳体a5与安装在该内侧壳体上的圆板状的内座圈a7构成。
然后,以连结车轮h的外侧车轮部件h2与内侧车轮部件h4的方式安装该轴承al即,使第一径向外侧壳体a2及第二径向外侧壳体a3的外周面a2d、a3d与外侧车轮部件h2的内周面h11面接触,并通过焊接进行相互一体化。此外,使第一径向内侧壳体a4及第二径向内侧壳体a5的内周面a4d、a5d与内侧车轮部件h4的外周面h12面接触,并通过焊接进行相互一体化。
因此,偏心推力轴承a1将与车轮h的内侧车轮部件h4和外侧车轮部件h2相互间的偏心相对移动连动地进行偏心相对移动。而且,作用于外侧车轮部件h2与内侧车轮部件h4之间的轴向负载及力矩负载将通过偏心推力轴承a1进行支承。
下面,进一步详细说明该偏心推力轴承al如图3所示,第一径向外侧壳体a2具有构成轴承a1的外周的外周圆环状部a2a,和从该外周圆环状部a2a朝向径向内侧、且在周方向上每隔90度地等间隔地突出的4个向内舌片部a2b。第二径向外侧壳体a3与第一径向外侧壳体a2形状相同,同样具有外周圆环状部a3a和4个向内舌片部a3b。这些第一径向外侧壳体a2与第二径向外侧壳体a3,在周方向上只错开45度的相位的状态下相对。所以,相互的舌片部a2b与a3b不是相对,而是在相互不同的周方向的位置上每隔45度地进行配置。
位于第一径向外侧壳体a2的径向内侧、构成该轴承1的内周等的第一径向内侧壳体a4,具有构成轴承1的内周的内周圆环状部a4a,和从该内周圆环状部a4a朝向径向外侧、且在周方向上每隔90度地等间隔地突出的4个向外舌片部a4b。此外,第二径向外侧壳体a3的径向内侧设置的第二径向内侧壳体a5与第一径向内侧壳体a4的形状相同,同样具有内周圆环状部a5a和4个向内舌片部a5b。这些第一径向内侧壳体a4和第二径向内侧壳体a5在周方向上仅相对地相差45度的状态下相对。所以,相互的舌片部a4b和a5b不是相对,而是在相互不同的周方向的位置上每隔45度地进行配置。
第一径向外侧壳体a2的4个向内舌片部a2b与第二径向内侧壳体a5的4个向外舌片部a5b在相位相同的第一位置a21处相互相对。此外,第二径向外侧壳体a3的4个向内舌片部a3b和第一径向内侧壳体a4的4个向外舌片部a4b在相位相同的第二位置a22处相互相对。此外,在所有的向内舌片部a2b及a3b的各相对面上,每个舌片部上都设置有一个圆板状的外座圈a6(合计8个)。同样,在所有的向外舌片部a4b及a5b的相对面上,每个舌片部上都设置有1个与外座圈a6的形状相同的圆板状的内座圈a7(合计8个)。而且,外座圈a6与内座圈a7之间夹装有作为滚动体的滚珠a8,在各座圈之间分别夹装一个,合计8个。这些所有的滚珠8的中心配置在同一平面上,本实施方式采用的是单列的偏心推力轴承。
如图3及图4所示,各滚珠a8分别插入另外的圆筒状的保持架a10中。此外,在所有的外座圈a6及内座圈a7中,在其周围外嵌有环状的第一保持架导向部件a11,包围内外座圈a6、a7。(参照图4)。该第一保持架导向部件a11外嵌在各内外座圈a6、a7上,并从座圈轨道面向滚动体一侧突出。据此,第一保持架导向部件a11的内周面在各内外座圈a6、a7的周围构成与座圈轨道面垂直的壁面。而且,保持其中心配置在同一平面上的这些所有的滚珠a8的所有的保持架a10间的相对位置关系,由作为大致环形的圆板的一个第二保持架导向部件a12保持。在该第二保持架导向部件a12中,在周方向上每隔45度地设置有合计8个保持架插入孔a12a,在该保持架插入孔a12a中内嵌有圆筒状的保持架a10(参照图4)。通过这些第二保持架导向部件a12及保持架a10,等间隔地保持所有的滚珠a8。
可以想到在使用车轮h的过程中,在车辆受到横向加速度(横G)等的情况下,在向轴承a1施加力矩负载时,有时会向滚动体作用偏负载,在由于该偏负载,部分滚珠a8从座圈浮起等的情况下,该部分滚珠a8将要移动。但是,即使这种情况下,利用第二保持架导向部件a12,部分滚珠a8也不会移动、产生错位。而且,在第二保持架导向部件a12的外周边缘部上,在周方向上等间隔地存在有圆弧状的凹部a12c,这是相对于连结两个径向外侧壳体的螺钉a15部分的退刀槽(逃ば)。
图5是从图4的A-A剖面位置除去第二保持架导向部件a12向箭头方向观察轴承1内部的主要部分主视图(只记载了1/4圆周部分)。该图5也是标准状态,此外,第二保持架导向部件a12用虚线表示。图6是图5的B-B位置的剖面中的该轴承a1的标准状态下的剖面图。如图4-图6所示,在第一径向外侧壳体a2的径向内侧上设置有第一径向内侧壳体a4,其相互的轴向位置大致相同。同样,在第二径向外侧壳体a3的径向内侧上设置有第二径向内侧壳体a5,其相互的轴向位置大致相同。此外,如图6所示,第一径向外侧壳体a2与第二径向外侧壳体a3在这些外周圆环状部a2a及a3a的附近,通过螺钉a15接合为一体。此外,第一径向内侧壳体a4与第二径向内侧壳体a5在这些内周圆环状部a4a及a5a的附近,通过螺钉a16接合为一体。这些螺钉a15及a16分别在周方向上,在均等的位置上设置有多个。而且,在图3中,省略了这些螺钉a15及a16部分的记载。
在该偏心推力轴承a1上,设置有用于隐藏轴承a1内部的挡板。该挡板如图4及图6所示(在图3及图5中省略记载),由环形圆板状的内挡板a13、a13和环形圆板状的外挡板a14、a14构成,其中,上述内挡板a13、a13安装在径向内侧壳体a4、a5的内周圆环状部a4a、a5a上,从那里朝向径向外侧延伸存在;上述外挡板a14、a14安装在径向外侧壳体a2、a3的外周圆环状部a2a、a3a上,从那里朝向径向内侧延伸存在。这些内外挡板a13及a14在标准状态下设置在同心的位置上,而且,两者经由极小的层状间隙,在轴向重叠(在内挡板a13的轴向外侧重叠有外挡板a14)配置。
如此,通过设置内外挡板a13、a14,防止异物从外部侵入到偏心推力轴承a1内,同时,抑制润滑剂从偏心推力轴承a1中向外部流出。由于内外挡板a13、a14之间设置有层状间隙,所以可以在两者之间进行相对偏心移动。此外,该层状间隙要尽量窄,确保防尘性。
如图3所示,第一径向外侧壳体a2的向内舌片部a2b上安装的四个外座圈a6和与这些相对的四个内座圈a7(第二径向内侧壳体a5的向外舌片部a5b上安装的四个内座圈a7)的周方向配置位置为定位于4个位置上定位的第一位置a21。此外,第二径向外侧壳体a3的向内舌片部a3b上安装的四个外座圈a6和与这些相对的四个内座圈a7(第一径向内侧壳体a4的向外舌片部a4b上安装的四个内座圈a7)的周方向配置位置为定位于4个位置上的第二位置a22。这些第一位置a21与第二位置a22及各座圈如图5所示,在同一圆周a23上,且将相互的周方向的相差角度α设定为45度,并分别错开该角度α的相位地交替配置。
如此,可以采用通过使第一位置a21与第二位置a22的位置相互不同,使以往的双列轴承的各列相互之间的轴向距离接近,并且所有的滚珠a8的各规定位置存在于同一平面上的结构。而且,也可以将其设置为单列。据此,与双列结构的轴承相比,可以在减小轴向宽度的同时,支承两个方向的轴向负载。即,若如此,则可以在周方向上交替地配置与以往的双列偏心推力轴承的各部件相对应的部件,采用所有的滚珠a8的各规定部存在于同一平面上的结构。此外,第一径向外侧壳体a2与第二径向内侧壳体a5以及其之间夹装的内外座圈a7、a6与滚珠a8,可以作为以往的双列轴承中的第一列偏心推力轴承部分(1)发挥功能;第二径向外侧壳体a3与第一径向内侧壳体a4及其之间夹装的内外座圈a7、a6与滚珠a8,可以作为以往的双列轴承中的第二列偏心推力轴承部分(2)发挥功能。由于径向外侧壳体a2、a3彼此及径向内侧壳体a4、a5彼此分别相互接合为一体,所以,相当于以往的双列偏心推力轴承部分(1)的部分可以支承一个方向的轴向负载,相当于偏心推力轴承部分(2)的部分可以支承另一个方向的轴向负载。而且,也可以支承作用于偏心推力轴承a1上的力矩负载。据此,如上所述,安装在车轮h上时,可以支承作用于车轮h的外侧车轮部件h2及内侧车轮部件h4的相互之间的轴向负载。
此外,通过采用此结构,与采用双列轴承时比较,可以减小轴承的宽度。所以,极其适用于收纳在空间极受限制的车轮h中。而且,由于偏心推力轴承a1可以在其可偏心范围内向周方向及径向移动,所以可以在其可移动范围内相对旋转,但是不能自由地相对旋转。该轴承a1在安装于上述的车轮h上时,轴承整体将与车轮h一起旋转。
在该轴承a1中,圆板状部件的各外座圈a6及各内座圈a7分别配置在第一位置a21及第二位置a22的各定位位置上。如图4所示,通过在各座圈a6、a7的周缘上设置台阶差a9,将轴向外侧面作为凸部,另一方面,在各舌片部上设置与该凸部对应的凹部,通过将这些凹凸组合,可以将各座圈a6、a7与各舌片部a2b、a3b、a4b、a5b进行组合。
如图4及图5所示,在第二径向外侧壳体a3的内周面a3c和第二径向内侧壳体a5的外周面a5c之间,在整个圆周上设置有间隙aK1(在图5中,利用剖面线表示)。如图5所示,间隙aK1的宽度为在向外舌片部a5b的径向最外位置上,在径向上为距离aL,并且为在向内舌片部a3b的径向最内位置上,在径向上为距离aM。此外,将该间隙aK1的宽度在整体上设定为大致相同,第二径向外侧壳体a3的内周面a3c的轮廓形状大致仿照第二径向内侧壳体a5的外周面a5c的轮廓形状。其结果,间隙aK1的宽度在其整体上大于等于aL小于等于aM。此外,距离aM在注意确保径向内侧壳体a4、a5的强度后进行设定。距离aM最好与距离aL大致相同,完全相同更好。由于存在该间隙aK1,所以可以在轴线方向同一位置上配置第二径向外侧壳体a3和第二径向内侧壳体a5,将滚珠a8设定为单列或者接近单列的状态,而且,第二径向内侧壳体a5与第二径向外侧壳体a3可以在径向全方位上相对移动至大致距离aL,而且,可以在周方向上相互相对移动(相对旋转)。第二径向内侧壳体a5的向外舌片部a5b的前端部为半圆状(参照图3),这是为了与内座圈a7的圆形形状相对应,而且,是为了在第二径向内侧壳体a5与第二径向外侧壳体a3之间,确保向以滚珠a8的标准位置为中心的周围进行大致距离aL的相对移动的距离。此外,第二径向外侧壳体a3的向内舌片部a3b的前端部也为圆弧状,这是为了与外座圈a6的形状相对应,而且,是为了在第二径向内侧壳体a5与第二径向外侧壳体a3之间,确保向以滚珠a8的标准位置为中心的周围进行大致距离aL的相对移动的距离。如此,间隙aK1的范围决定了径向内侧壳体a5和径向外侧壳体a3的可相对移动范围。
作为滚动体的滚珠a8,通过存在于收纳这些滚珠的保持架a10的外周面a10a与第一保持架导向部件a11的内周面a11a之间、以滚珠a8为中心的圆环状的宽度aR的间隙aK2(参照图5)可以进行移动。即,滚珠a8可以移动至保持架a10的外周面a10a与第一保持架导向部件a11的内周面a11a接触。在本实施方式中,各座圈a6、a7的面积(直径)、滚珠a8及保持架a10的直径、第一保持架导向部件a11的内径决定了滚珠a8的可移动范围。如此,间隙aK2的范围决定了滚珠a8的可移动范围。
在本实施方式中,收纳滚珠a8的保持架a10的外周面a10a与第一保持架导向部件a11的内周面a11a之间的间隙距离aR(在标准状态下的径向的间隙距离aR),为上述间隙距离aL的一半。即下述公式aL=2·aR的关系成立。这样与相对于座圈的相对移动距离滚珠a8的移动距离为一半的关系相对应。如此,设定内座圈a6及外座圈a7的直径,以使距离aR为距离aL的一半。
这样,由第二径向内侧壳体a5与第二径向外侧壳体a3之间的间隙aK1产生的这些壳之间的可相对移动范围、和由保持架a10的外周面a10a与第一保持架导向部件a11的内周面a11a之间的间隙aK2产生的滚珠a8的可移动范围大致对应。换句话说,由内外侧壳体a5、a3之间的间隙aK1产生的两者的可相对移动范围与轴承a1的可偏心范围大致一致。即,若滚珠a8移动至收纳滚珠a8的保持架a10的外周面a10a与第一保持架导向部件a11的内周面a11a相接触,则同时第二径向内侧壳体a5与第二径向外侧壳体a3将会大致接触,将多余的间隙设为最小限度。据此,可以实现轴承a1的小型化,同时最大限度地扩大可偏心范围。若这样,将可以很容易地安装在极受限制的车轮空间中,而且,可以增大悬架的行程。
不在滚珠a8的周围设置多余的间隙也表示不多余地增大各座圈a6、a7。所以,可以利用小的座圈a6、a7确保最大限度的可偏心范围。而且,如图4所示,第二保持架导向部件a12的外周面与两个径向外侧壳体的外周圆环状部a2a、a3a的内周面之间的间隙距离aS稍为大于上述距离aR,在轴承a1的可偏心范围内不会相互接触。
此外,对于内外挡板a13、a14,设定其内外径,以避免限制轴承a1的可偏心范围。即,内挡板a13的径向最外端外周面和与其相对的外挡板a14的内周面之间的标准状态下的径向间隙距离与上述的距离aL相同或者大于距离aL,此外,外挡板a14的径向最内端内周面,与第一径向内侧壳体a4以及第二径向内侧壳体a5的内周面a4d、a5d之间的径向距离也与上述的距离aL相同,或者大于距离aL。
在该轴承a1中,所有的外座圈a6及内座圈a7为同一直径、同一形状的圆板,而且,在标准状态下,所有的座圈设置在同一圆周上a23上(参照图3)。若如此,则在所有的定位位置,即,所有的第一位置a21及第二位置a22上,各滚珠a8的各自的可移动范围与轴承a1的可偏心范围相对应。即,对于可动平面内的全方位,如果使轴承a1移动至可偏心范围的限界,则所有的滚珠a8将移动至各可移动范围的大致边界。即,可以将所有的内外座圈a6、a7作为同一部件通用,而且,将其大小设定为最小。
而且,在这里,虽然以第二径向外侧壳体a3与第二径向内侧壳体a5的关系为例进行说明,但是第一径向外侧壳体a2与第一径向内侧壳体a4的直径关系也是相同的。
在轴承a1中,为了在标准状态下,如图4所示,将滚珠a8配置在外座圈a6及内座圈a7的中心位置,可以在将轴承a1组装后,在向轴承a1施加轻预负荷的状态下,在所有的径向及周方向,使其进行最大的相对移动。若如此,则保持错位的滚珠a8的保持架a10与第一保持架导向部件a11接触,滚珠a8在座圈上滑动,将在标准状态下,将滚珠a8的位置调整为位于内外座圈a6、a7的中心位置。如此,通过设置第一保持架导向部件a11,可以容易地进行滚珠a8的位置调整,特别是即使在已将轴承a1组装完毕的状态下,也可以简单地进行滚珠a8的位置调整。
安装有上述轴承a1的本发明的悬架内置车轮h,在外侧车轮部件h2及内侧车轮部件h4之间夹装有压缩螺旋弹簧h5,在构成该轴承a1的径向外侧部件的第一径向外侧壳体a2及第二径向外侧壳体a3上固定有外侧车轮部件h2,同时,在构成轴承a1的径向内侧部件的第一径向内侧壳体a4及第二径向内侧壳体a5上固定有内侧车轮部件h4。
如果采用该第一实施方式的车轮h(及后述的第二及第三实施方式的车轮h),则将减少车轮h外的悬架的设置空间,或者将其取消,因此可以把该部分空间用于车辆的内部空间、电动汽车的蓄电池设置空间等。此外,该悬架内置车轮h的弹簧下重量(弹簧下负载)大致只为轮胎及外侧车轮部件,与以往的悬架只设置在车轮外的情况相比,可以降低弹簧下重量。所以,可以吸收路面不平、凹凸等造成的干扰,提高车辆的乘坐舒适度。此外,由于是可以支承轴向负载的车轮h,所以作为车轮具有实用性。
此外,该第一实施方式的车轮h(还包括后述的第二及第三实施方式的车轮h),由于在外侧车轮部件h2与内侧车轮部件h4之间安装有可以支承轴向负载及力矩负载的轴承,所以成为一种可以支承轴向负载的车轮h。乘用车的轮胎由于具有外侧角,并且在车轮h上具有偏移量(车轮h的轴向中心面与车轮安装面的轴向的距离)h14,所以,即使车辆处于静止状态,车轮h的外侧车轮部件h2与内侧车轮部件h4之间,也会由于车身重量而作用轴向负载(轴向负载及力矩负载)。而且,汽车转向时,会向车辆施加横向加速度(横G),所以作用于车轮h上的轴向负载会变得极大。通过采用这种可以支承轴向负载的车轮h,可以形成一种具有实用性的悬架内置车轮h。
在第一实施方式的车轮h(还包括后述的第二及第三实施方式的车轮h)中,在车轮的表里分别配置有6个作为弹性部件的压缩螺旋弹簧h5,将其在同一圆周上,大致沿着其长度方向进行排列。此外,表里合计共12个压缩螺旋弹簧h5完全相同。如此,在车轮的表面及里面的各面上,多个弹性部件在周方向上被等间隔地配置。
而且,该设置位置的相位为在表里之间相差(360/6)度,即60度。下面详细地说明该相位的差异。
如上所述,如图2(及后述的图8及图13)所示,在车轮h的表侧,在设置于外侧车轮部件h2的三处上的外侧连结位置上具有三个表侧朝向内部突起h7,这些突起在周方向上按照均等的间隔(即,每隔120度)进行配置。此外,在内侧车轮部件h4的三个内侧连结位置上也设置有三个表侧朝向外部突起h9,这些突起在周方向上按照均等的间隔(即,每隔120度)进行配置。这些表侧朝向内部突起h7与表侧朝向外部突起h9的相位相差60度,所以突起h7与突起h9每隔60度地交替配置。该突起h7与h9由压缩螺旋弹簧h5及减震器h6进行连结,其结果,6个压缩螺旋弹簧h5及减震器h6以其长度方向大致沿着同一圆周的方式排列配置。
虽然未图示,但是在该第一实施方式的车轮h(还包括后述的第二及第三实施方式的车轮h)的里侧也与表侧相同,每隔60度地交替配置有三个外侧连结位置上设置的三个里侧朝向内部突起h8,和三个内侧连结位置上设置的三个里侧朝向外部突起h10。但是,在表侧与里侧上,相位仅相差(360/6)度,即60度。其结果,如图1的剖面图所示,位于车轮表侧的外侧连结位置上的表侧朝向内部突起h7与位于车轮里侧的内侧连结位置上的轴向里侧外部突起h10的相位相同。此外,位于车轮表侧的内侧连结位置上的表侧朝向外部突起h9与位于车轮里侧的外侧连结位置上的里侧朝向内部突起h8的相位相同。
即,在车轮的表侧上,在与内侧车轮部件h4和压缩螺旋弹簧h5连结的位置同相位的位置上,在车轮的里侧,外侧车轮部件h2与压缩螺旋弹簧h5进行连结。此外,在车轮的表侧上,在与外侧车轮部件h2和压缩螺旋弹簧h5进行连结的位置同相位的位置上,在车轮的里侧,内侧车轮部件h4与压缩螺旋弹簧h5进行连结。如此,在车轮的表里,内外的车轮部件h2、h4与压缩螺旋弹簧h5的连结关系是不同的。据此,作用于外侧车轮部件h2及内侧车轮部件h4上的力在周方向上均等化,在周方向上可以成为更均一的悬架。
而且,如图1(后述的图7及图12也相同)及图2(后述的图8及图13也相同)所示,在该第一至第三实施方式的车轮h上,在表侧朝向外部突起h9及里侧朝向外部突起h10的径向外侧上,设置有共计6个缓冲件h15。如上所述,表侧朝向外部突起h9与里侧朝向外部突起h10分别每隔120度地进行配置,且相位相差60度,所以6个缓冲件h15,结合车轮h的表里考虑,每隔60度均等地进行设置。通过此缓冲件h15,防止外侧车轮部件h2与内侧车轮部件h4直接接触。据此,即使是强烈的冲击作用于车轮上产生超出悬架的行程的偏心时,外侧车轮部件与内侧车轮部件也不会接触,可以缓和冲击。该缓冲件h15最好由橡胶等的弹性部件制成。
在第一实施方式的车轮h中,作为悬架内置车轮h的悬架的行程由上述轴承a1的可偏心距离aL左右,不能大于该距离aL。据此,为了增大悬架的行程、提高悬架的性能,需要增大轴承a1的可偏心距离aL。所以,可以将轴承小型化并可以进一步扩大其可偏心范围的本发明的轴承a1,可用于悬架内置车轮,并特别适合作为收纳在空间极受限制的车轮中的轴承使用。此外,如果悬架内置车轮h的行程小于轴承a1的可偏心距离aL,则轴承a1将不在其构成部件之间产生妨碍,所以很理想。
在该第一实施方式的悬架内置车轮h中,将作为悬架的行程设定为±25mm。在车辆的悬架只限于该悬架内置车轮h,而未兼用车轮外的悬架时,最好将行程设定为±10mm以上。这是因为如果确保±10mm左右以上的行程,则作为在通常的路面上行驶的车辆的悬架,具有实用性。在本实施方式中,为了确保±25mm的行程,将偏心推力轴承a1的可偏心距离aL设定为大于25mm。如此,轴承a1将不会在其构成部件之间产生妨碍。
如此,为了提高作为悬架内置车轮h的悬架的功能,需要将其行程确保在一定程度以上。因此,要求轴承a1的可偏心距离aL达到上述行程以上。另一方面,由于车轮内部的空间极受限制,所以在车轮内部收纳的偏心推力轴承a1中,确保其可偏心范围aL是非常困难的。所以,可以将轴承小型化并可以将可偏心范围扩大至最大限度的本发明的偏心推力轴承a1,极其适合作为安装在悬架内置车轮h上的轴承使用。
轴承a1的外座圈a6及内座圈a7的形状虽然没有特殊的限定,但在本第一实施方式中,这些座圈a6、a7采用分开设定在第一位置a21及第二位置a22的各定位位置上的座圈分开结构。如此,可以减少作为滚珠a8的滚动接触部分的、利用通常的轴承钢等的铁类材料制成的座圈部分,能够降低成本。此外,由于保持这些座圈a6、a7并一体连结各座圈的径向内侧壳体a4、a5以及径向外侧壳体a2、a3,不与滚珠a8接触,所以可以使用铝合金等的轻金属。所以,在采用这种座圈分开结构时,由于可以减小各座圈a6、a7的尺寸,并能够实现轴承a1的轻量化,所以比较理想。此外,如果一般将轴承大型化,则座圈a6、a7也有大型化的倾向,如果座圈大型化,则用于确保座圈轨道面的平面度的加工将极为困难。如果像本第一实施方式那样将座圈分开,则将容易进行每个座圈的尺寸的小型化,同时能够实现轴承整体的大型化。据此,也可以很容易地适用于大型车轮。
在这里,上述第一位置a21及第二位置a22分别定位于4个位置,即三个位置以上,而且这三个以上的位置不在一条直线上,而是沿着周方向,所以经由滚珠a8而相对的2组径向内侧壳体a4、a5与径向外侧壳体a2、a3分别被支承在3点以上。所以可以支承两个方向的轴向负载,同时,也可以支承力矩负载。因此,该第一位置a21及第二位置a22如本第一实施方式所示,并不限于分别定位于4个位置的情况,只要是三个或三个以上就可以。最好如本第一实施方式所述,为了避免在周方向180度(半圆)的范围内上设置所有的这三个位置以上的定位位置,可将第一位置a21及第二位置a22配置在周方向上的超过180度的范围内。如此,由于相对的面的支承点在周方向上进一步分散,所以可以支承大的力矩负载,同时,可以将轴向负载在面内更均等地分散,使向各滚珠a8上施加的负载进一步均等,因此特别适合作为支承作用于悬架内置车轮h上的轴向负载的轴承使用。
而且,在本第一实施方式中,第一位置a21与第二位置a22的定位位置的数量分别为相同数量的N个位置(N为大于等于3的整数),而且,第一位置a21与第二位置a22在同一圆周a23(参照图5)上,且在周方向上分别错开360/(2N)度的相位地交替配置。如此,第一位置a21与第二位置a22在周方向及径向上均等地分散、定位,所以可以高效地支承两个方向的轴向负载及力矩负载。
而且,此时各滚珠a8的移动范围是相同的。如此,可以采用将所有的座圈a6、a7的尺寸减为最小限度的同一形状的部件,可以进一步减轻轴承a1的重量。而且,N虽然可以为大于等于3的整数,但是如果过大,则将会出现用于确保可偏心范围的部件间的间隙距离变窄、同时部件数量增加、导致结构变得复杂的倾向,所以通常最好将N设定为4-6。从力矩负载能力与可偏心范围的平衡方面考虑,将N设定为5更好。
保持架a10在本发明中不一定需要。但是,如本第一实施方式所述,如果使用收纳各滚珠a8的保持架a10,则可以抑制向滚珠a8周边供给的润滑油、油脂等的润滑剂的流出。此外,如上所述,第一保持架导向部件a11,能够很容易地进行滚珠a8的位置调整,但是通过将保持架a10与第一保持架导向部件a11组合使用,可以更确实地进行其位置调整。即,通过使保持架a10的外周面与第一保持架导向部件a11的内周面接触,在位置调整时,可以更确实地使滚珠a8滑动。此外,利用第一保持架导向部件a11,可以在各座圈a6、a7的周围抑制异物侵入座圈之间,也具有作为轴承整体的密封部件的功能。
而且,通过将保持架a10与第二保持架导向部件a12组合,即使第二保持架导向部件a12的厚度较薄,也可以保持各滚珠a8之间的相对位置关系。即,保持架a10收纳在第二保持架导向部件a12的保持架插入孔a12a中,所以,即使第二保持架导向部件a12的厚度未达到滚珠a8的直径程度,也可以确实地保持滚珠a8。保持架a10可以由苯酚树脂等的树脂制成,第二保持架导向部件a12可以使用聚四氟乙烯(PTFE)等的树脂制成。此外,第一保持架导向部件a11也可以使用树脂等制成,但是如上所述,在为了进行滚珠a8的位置调整而使用第一保持架导向部件a11时,需要承受滚珠a8的推压力、使滚珠a8滑动。所以,该材质最好采用某种程度刚性较高的材料,例如铝合金等材料比较合适。
虽然滚动体的形状不受限制,但是如第一实施方式所述,如果所有的滚动体采用滚珠a8,则在相对于轨道面内的全方位、可以制成滚动阻力少的轴承这一点上是比较理想的。另外,滚动体的数量没有特殊的限定,可以在上述第一位置及第二位置的每个定位位置上设置多个滚动体,也可以如本实施方式所述,在每个定位位置上设置一个滚动体。在每个定位位置上至少需要设置一个滚动体。
轴承a1的轴向侧面上设置的内挡板a13及外挡板a14等挡板不一定是必需的,但是特别是用于悬架内置车轮h时,由于车轮行驶过程中,路面上的异物等会大量侵入到轴承a1中,所以最好设置防止该侵入的挡板。而且,在轴承a1中,为了保持上述标准状态下的部件彼此的相对位置关系,可以预先利用预负荷附加用螺钉等向内外部件之间施加预负荷,抑制滚动体与座圈之间的滑动。
在本发明中,径向外侧部件或者径向内侧部件不限定为圆形(圆环状),例如也可以采用多角形。采用多角形时,本发明的径向及周方向表示该多角形的外接圆的径向及周方向。但是,在悬架内置车轮h中,外侧车轮部件h2的内周面h11及内侧车轮部件h4的外周面h12通常为圆筒状,所以,可以安装在该车轮h上的轴承的径向外侧部件或者径向内侧部件最好为圆形(圆环状)。
在上述第一实施方式的轴承中,采用了所有的滚珠a8的中心配置在同一平面上的单列轴承,但是即使不采用这样的单列结构,而是采用在滚动体相互之间轴向位置错开的结构,只要滚动体的各规定部在同一平面上,与双列结构相比较,也可以减小轴承宽度。在以往的双列结构中,由于在滚动体的各列的轴向间隙中至少需要存在座圈,所以轴承的轴向的厚度增大。
在本发明的车轮h中可以采用下述结构,即,如上述的第一实施方式及后述的第二、第三实施方式所述,通过使在上述外侧车轮部件h2的周方向上等间隔的P个位置(P为大于等于2的整数)的外侧连结位置,与上述内侧车轮部件h4的周方向上等间隔的P个位置(P为大于等于2的整数)的内侧连结位置的相位相差360/(2P)度,并利用压缩螺旋弹簧h5等的弹性部件将周方向上相邻的外侧连结位置与内侧连结位置进行连结,以此大致沿着同一圆周、在周方向上等间隔地配置2P个压缩螺旋弹簧h5。此时,也可以采用分别在车轮的表侧与里侧设置该结构,并在外侧与里侧上相位相差360/(2P)度的结构。在第一至第三实施方式的悬架内置车轮h中,P设定为3,但是P只要是2或2以上的整数即可。如果P很小,则周方向的不均一性将过大。另一方面,如果P很大,则虽然周方向的均一性将会提高,各弹性部件将小型化,作为悬架的行程将会减小。所以,P为大于等于3小于等于6更好。
如上述第一实施方式所述,根据使用径向内侧部件和径向外侧部件的本发明,可以提供一种与双列结构的轴承相比,可以减小轴承宽度且可以支承两个方向的轴向负载与力矩负载,并可以安装在悬架内置车轮上的偏心推力轴承。此外,可以提供一种安装有该轴承,并可以支承轴向负载,减小悬架的设置空间的悬架内置车轮。
以下,根据图纸对本发明的第二实施方式进行说明。图7是安装有本发明的第二实施方式的双列偏心推力轴承b1的悬架内置车轮h的剖面图,图8是该悬架内置车轮h的侧视图(安装在车辆上时,从外侧观察的图纸)。图7是图8的A-A线的剖面图。该车轮h与通常的车轮不同,分为包含安装有轮胎(未图示)的轮圈部h1的外侧车轮部件h2、和包含具有用于与车轮轴(未图示)连结的螺栓孔h20(参照图8。在图7中省略记载)的盘部h3的内侧车轮部件h4。而且,在这些外侧车轮部件h2与内侧车轮部件h4之间,安装有偏心推力轴承b1,该轴承b1支承作用于两部件h2及h4之间的轴向负载,同时可以在两个部件h2及h4之间进行偏心相对移动。
为了在该车轮h上发挥作为悬架的功能,在外侧车轮部件h2与内侧车轮部件h4之间,夹装有作为弹性部件的压缩螺旋弹簧h5(参照图8)。该车轮h的结构如图7及图8所示,除了轴承b1部分,与上述的第一实施方式的车轮h相同,所以省略对同一部分的说明。
图9是该第二实施方式的轴承b1的立体图。该立体图是将轴承b1具有的两个轴向外侧壳体2中的一个进行分解的分解立体图,而且,为了方便了解轴承b1的内部结构,适当地省略了部分记载。图10为该轴承b1的剖面图(从轴心开始下半部分省略记载),其周方向位置是通过作为滚动体的滚珠b6的中心的位置。图11是从图8的A-A剖面的位置向箭头方向观察轴承的主要部分主视图(1/4圆周部分的图纸)。
如图9及图10所示,该轴承b1具有相互在轴向上相对配置的两个圆环状的轴向外侧壳体b2、b2,和夹装在这两个轴向外侧壳体b2、b2之间的圆环状的轴向内侧壳体b3。轴向内侧壳体b3由圆筒状的圆环部b3b、和从该圆环部b3b的内周面b3c朝向径向内侧延伸的向内舌片部b3a构成。向内舌片部b3a共8个,这8个向内舌片部b3a在周方向上等间隔(即每隔45度)地设置。如图10所示,在该向内舌片部b3a的表里两面(两个轴向外侧壳体的相对面)上两个轴向外侧壳体b2、b2分别相对。
两个轴向外侧壳体b2、b2形状相同,且相对于轴向内侧壳体b3对称地相对,而且在其内周侧的缘部附近,通过在周方向上等间隔地设置的多个螺钉b11(参照图10及图11。在图9中省略记载)将其接合为一体。在与轴向外侧壳体b2、b2相对的轴向内侧壳体b3的向内舌片部b3a的两面上,每个向内舌片部b3a上安装有表里各一个(合计两个)圆形的内座圈b5(参照图10)。这些内座圈b5在轴向内侧壳体b3上,按照同一PCD(在同一圆周上)且在周方向上均等地(与向内舌片部b3a相同,在周方向上每隔45度)分开、局部地进行配置。此外,在两个轴向外侧壳体的内侧面上分别局部设置有8个圆形的外座圈b4。这些外座圈b4在各轴向外侧壳体内侧面上,按照同一PCD(在同一圆周上)且在周方向上均等地,即,在周方向上每隔45度地分开、局部地进行配置。此外,所有的内座圈b5及外座圈b4均为同一直径的圆形。如图9及图11所示,向内舌片部b3a的周方向宽度与外座圈b4或者内座圈b5的直径大致相等。
而且,在图9中,为了容易观察各部件的结构,采用了切除轴向内侧壳体b3的一部分的图纸。此外,在图9中,采用了适当地将外座圈b4、内座圈b5、保持架导向部件b8切除的图纸。其也是将为了覆盖轴向外侧壳体b2的部分外侧面而设置的后述的挡板b10(参照图10)切除后的图纸。在图9至图11为各滚珠b6未向任何方向移动的中立状态(以下称为标准状态)下的图纸。
而且,如图10所示,在标准状态下,各内座圈b5与各外座圈b4分别在同一位置上在轴向相对。此外,在轴向内侧壳体b3的向内舌片部b3a的表里两面上,内座圈b5的配置位置(相位)是相同的。据此,两个轴向外侧壳体b2、b2相互之间的外座圈b4的设置位置(相位)也是相同的。而且,如图10所示,圆板状的内外座圈b4、b5通过在其边缘上设置座圈台阶差b13,将轴向外侧面做成凸状,另一方面,在各轴向外侧壳体b2及轴向内侧壳体b3的向内舌片部b3a上设置有与该凸部对应的凹部,通过将这些凹凸进行组合,以此将内外座圈b4、b5安装在轴向外侧壳体b2及轴向内侧壳体b3上。
在标准状态下,在圆形的各内外座圈b5、b4的中心上配置有作为滚动体的滚珠b6。滚珠b6相对于各内外座圈各使用1个,合计使用16个,在同一平面上配置2列,每列8个,所以该轴承b1为双列结构。各滚珠b6分别收纳在圆筒形的保持架b7中。而且,在各内座圈b5及外座圈b4中分别外嵌有环状的保持架导向部件b8,而且该保持架导向部件b8从各内外座圈b4、b5的轨道面向各滚珠b6侧突出设置。
如果存在该保持架导向部件b8,则可以很容易地在标准状态下使滚珠b6处于圆形的各内外座圈b5、b4的中心。即,若在利用预负荷附加用螺钉(未图示)等向轴承b1上施加轻预负荷的状态下,使其在径向整体(全周)上进行最大的相对移动,则错位的滚动体将被保持架导向部件b8卡定,在座圈上适当地滑动,同时进行位置调整。如此,利用保持架导向部件b8,在将轴承b1组装完毕的状态下,可以极为简单地调整各滚珠b6的位置。
内外座圈b4、b5在滚珠b6的各配置位置上分开、局部地进行配置,所以与未分开时比较,可以减小各座圈。如此,便于进行座圈的加工,所以容易实现轴承的大型化,同时能够降低加工成本。此外,与滚珠b6接触的座圈部分使用了轴承钢等的铁类金属制成,另一方面,轴向内侧壳体及轴向外侧壳体可以使用铝合金等的轻金属制成,所以可以实现轴承的轻量化,降低材料成本。如果实现轴承b1轻量化,则在该轴承b1用于悬架内置车轮h时,可以减轻车轮的重量,成为一种适用于车轮h用的轴承。此外,由于可以很容易地实现轴承的大型化,所以可以很容易地适用于大型车轮。
在标准状态下,内外座圈b4、b5均配置在同一圆周b15上(参照图11),同时,在周方向上每隔角度bα(参照图11)地均等地分配。在本第二实施方式中,角度bα为45度。如此,成为轴承b1的支承点的滚珠b6在周方向及径向上均等地分配,所以可以更加稳定地支承两个方向的轴向负载及力矩负载,此外,可以将向作为滚动体的各滚珠b6上施加的负荷均等化。据此,在用于悬架内置车轮h上时,可以稳定地支承由于行驶过程中转向时的横向加速度(横G)等而作用在悬架内置车轮h上的轴向负载。
此外,在标准状态下,内外座圈b4、b5均配置在同一圆周b15上(参照图11),而且内外座圈b4、b5均为同一直径的圆形,所以分开并局部配置的各内外座圈b4、b5中的各滚珠b6的可移动范围均相互相等。即,任意的各滚珠6在其整个的可移动范围中移动时,其他所有的滚珠b6也分别在其整个可移动范围中进行移动。如此,在本第二实施方式中,将所有的多个内外座圈b4,b5的尺寸减至最小。
而且,在本第二实施方式中,轴向外侧壳体b2及轴向内侧壳体b3均为圆环状,且同心配置,所以轴向内侧壳体b3的内周面b3c与轴向外侧壳体b2的外周面b2c之间的间隙为在整个圆周上具有均一宽度的圆环状。而且,各滚珠b6的可移动范围也对应于各内外座圈b4、b5的圆形形状,形成为圆形范围。所以,该轴承b1相对于可动面内的全方位,可以进行一定幅度的相对移动,并且成为在周方向上具有均等的结构的轴承b1。因此,非常适用于作为要求周方向的均等性的车轮用的轴承。此外,所有的内外座圈b4、b5为同一直径的圆形,所以通过将各内外座圈b4、b5制成相同的座圈部件,可以将所有的内外座圈b4、b5作为通用部件,有利于降低成本。
如图10所示,在轴向内侧壳体b3的圆环部b3b的轴向末端上,设置有从该末端朝向径向内侧延伸的圆环状挡板b10。该挡板b10为圆环状的薄板,其轴向位置为对于轴向外侧壳体b2的外表面在几乎没有间隙的状态下重叠的位置。该挡板b10被固定在轴向内侧壳体b3的圆环部b3b的轴向末端上,未与轴向外侧壳体b2固定在一起。据此,挡板b10与轴向外侧壳体b2的外侧面经由极小的层状间隙重叠,同时,相互可以在可动面中相对移动,有利于抑制异物侵入轴承b1中。此外,通过使圆环部b3b的轴向末端位置与轴向外侧壳体b2的外侧面的轴向位置大致一致,可以设置该挡板10。
如此,由于轴向内侧壳体b3的圆环部b3b的轴向末端位置与轴向外侧壳体b2的外侧面的轴向位置大致一致,所以轴向内侧壳体b3的圆环部b3b的内周面b3c与轴向外侧壳体b2的外周面b2c具有在径向上相对的部分。所以,如果轴承的相对移动距离增大,则其将处于相互接触的位置关系。如图10所示,在该轴向内侧壳体b3的内周面b3c与轴向外侧壳体b2的外周面b2c之间,在标准状态下,在径向上沿着整个圆周存在有距离bL的间隙。此外,关于作为轴向内侧壳体b3的向内舌片部b3a的径向最内端面的轴向内侧壳体最内端面b3d,和轴向外侧壳体b2的连结部外周面b2a,如果轴承的相对移动距离增大,则处于相互接触的状态。如图10所示,在这些部件之间,在标准状态下,在径向上沿着整个圆周存在有距离bM的间隙。该距离bM与上述距离bL大致相同,仅比距离bL长螺钉b11用螺栓孔的误差部分。通过这些轴向内侧壳体与轴向外侧壳体之间的间隙,产生可相对移动范围。
另一方面,如图10所示,在标准状态下,在收纳滚珠b6的保持架7的外周面与座圈上外嵌的保持架导向部件8的内周面之间,在以滚珠b6为中心的整个圆周上存在有距离R的宽度的间隙。通过该间隙的范围,决定作为滚动体的滚珠b6的可移动范围。即,在本实施方式中,内座圈5及外座圈4的直径、滚珠b6及保持架7的外径、保持架导向部件8的内径等成为决定作为滚动体的各滚珠b6的可移动范围的要素。
在本第二实施方式中,上述距离bR为上述距离bL的一半。即,下述公式成立。
bL =2·bR其与相对于座圈的相对移动距离滚珠的移动距离为一半的情况相对应。如此,在本第二实施方式中,分开配置的内外座圈b4、b5中的各滚珠b6的各可移动范围,与由轴向外侧壳体b2和轴向内侧壳体b3之间的间隙产生的上述可相对移动范围大致对应。其结果,轴承b1的可偏心范围与由轴向外侧壳体b2和轴向内侧壳体b3之间的间隙产生的可相对移动范围一致。如此,如果使轴向外侧壳体b2与轴向内侧壳体b3相对移动至间隙距离bL消除,则各滚珠b6将会移动至间隙距离bR消除。所以,轴向外侧壳体b2的外周面b2c与轴向内侧壳体b3之间没有多余的间隙,而且,用于滚珠b6移动的内外座圈b4、b5之间也没有多余的间隙。其结果,可以使轴承b1小型化,非常适合作为空间极受限制的车轮内设置的轴承。
而且,在本第二实施方式中,由于距离bL与距离bM大致相同,所以如果在某一径向上使轴向内侧壳体b3与轴向外侧壳体b2相对移动至距离bL消除,则该径向上的距离bM也将大致消除。在间隙距离bL与间隙距离bM之间的差较大时,将利用其中间隙距离小的一方的间隙限制轴承b1的可偏心范围,但是由于两者大致相同,所以可以使轴承b1小型化,同时可以使轴承b1的可偏心范围达到最大或者最大限度。据此,在将轴承b1用于悬架内置车轮上时,可以成为扩大作为悬架的行程、同时可以很容易地收纳在狭小的车轮中的轴承。此外,由于可以缩小距离bM,所以可以增大圆环状的轴向外侧壳体b3的内径,可以进一步减轻轴承b1的重量。据此,在将轴承b1用于悬架内置车轮h中时,有利于减轻车轮h的重量。
而且,在本第二实施方式中,在轴向内侧壳体b3上设置有向内舌片部b3a,在该向内舌片部b3a上安装有外座圈b4及内座圈b5。如此,由于设置有向内舌片部b3a,所以在相邻的向内舌片部b3a之间不存在轴向内侧壳体b3,可以减轻该部分轴向内侧壳体b3的重量。据此,也可以减轻轴承b1的重量。而且,向内舌片部b3a的周方向宽度与外座圈b4及内座圈b5的直径大致相等,所以可以将轴向内侧壳体b3的重量减为最小,有利于减轻轴承b1的重量。
在本第二实施方式中,设计了大致环状圆板的挡板b10,以不使轴承b1的可偏心范围变窄。即,如图10所示,从挡板b10的内周面至轴向外侧壳体b2的径向内侧附近设置的挡板用台阶差b12为止的径向距离bT大于上述距离bL。如此,轴承b1的可偏心范围不会受到挡板b10的限制。挡板用台阶差b12具有与挡板b10的厚度大致相同的深度,使轴承b1的轴向厚度超过需要的程度。
为了将各滚珠b6配置在如图10的位置,即,在标准状态下内外座圈b4、b5的中心位置,可以在利用预负荷附加用螺钉等向轴向外侧壳体b2与轴向内侧壳体b3之间施加轻预负荷的状态下,使轴承b1在整个可偏心范围上相对移动至边界。如此,可以利用保持架导向部件b8对错位的滚珠b6进行滑动位置调整。其后,可以按照规定的力矩连结预负荷附加用螺钉。在这里,最好使各定位位置的滚珠b6等的滚动体不改变各自的PCD(节圆直径)地在标准状态下位于内外座圈b4、b5的中心。但是,由于轴向负载等向滚动体作用偏负载、部分滚动体从座圈浮出等,有时也会导致特定的滚珠b6发生位置偏离。即使在这种情况下,通过设置保持架导向部件b8,如上所述,在组装好轴承b1的状态下,也可以对各滚珠b6的位置进行修正。此外,为了保持标准状态下的各滚珠b6的PCD,可以预先利用预负荷附加用螺钉等向内外部件之间施加预负荷,抑制作为滚动体的各滚珠b6与内外座圈b4、b5之间的滑动。
具备如上所述的双列偏心推力轴承b1的本发明的悬架内置车轮h,其上述轴承b1夹装在上述外侧车轮部件与上述内侧车轮部件之间,该轴承b1在支承作用于这些车轮部件之间的轴向负载的同时,可以在该车轮部件之间进行偏心相对移动。即,如图7所示,在该轴承b1的轴向外侧壳体b2的内周面b2d上接触并固定有内侧车轮部件h4的外周面h12,同时,在轴承b1的轴向内侧壳体b3的外周面b3e上接触并被固定有外侧车轮部件h2的内周面h11。
如图7及图8所示,第二实施方式的车轮h的结构,除了轴承b1部分,与上述的第一实施方式的车轮h的结构相同,所以省略该相同部分的说明。与第一实施方式相同,第二实施方式的车轮h也在车轮h中内置有悬架,所以可以减少或者消除车轮h以外的悬架设置空间。据此,该部分的空间可以用作车辆的内部空间、电动汽车的蓄电池设置空间等。此外,该悬架内置车轮h的弹簧下重量(弹簧下负载)大致只为轮胎及外侧车轮部件,与以往那样悬架只设置在车轮外的情况相比,可以降低弹簧下重量。所以,可以吸收路面不平、凹凸等造成的干扰,能够提高车辆的乘坐舒适度。此外,由于是可以支承轴向负载的车轮,所以作为车轮具有实用性。
作为第二实施方式的悬架内置车轮h的悬架的行程,由上述轴承b1的可偏心距离bL左右,不能大于该距离bL。据此,为了增大悬架的行程、提高作为悬架的性能,需要增大轴承b1的可偏心距离bL。所以,可以使轴承小型化并可进一步扩大其可偏心范围的本发明的轴承b1,适用于悬架内置车轮,特别适合作为收纳在空间极受限制的车轮中的轴承使用。此外,如果使悬架内置车轮h的行程小于轴承b1的可偏心距离bL,则轴承b1将不在其构成部件之间产生干涉,所以很理想。
在该第二实施方式的悬架内置车轮h中,将作为悬架的行程设定为±10mm。在车辆的悬架只限于该悬架内置车轮h,而未兼用车轮外的悬架时,最好将行程设定为±10mm以上。这是因为如果确保±10mm以上的行程,则作为在通常路面上行驶的车轮的悬架,将具有实用性。为了确保±10mm的行程,使偏心推力轴承b1的可偏心距离bL大于10mm。如此,轴承b1不会在其构成部件之间产生干涉。
如此,为了提高作为悬架内置车轮h的悬架的功能,需要将其行程确保在一定程度以上。因此,要求轴承b1的可偏心距离bL达到上述行程以上。另一方面,由于车轮内部的空间极受限制,所以在车轮内部收纳的偏心推力轴承b1中,确保其可偏心范围bL是非常困难的。所以可以实现轴承小型化并可以将可偏心范围扩大至最大限度的本发明的偏心推力轴承b1,极其适合于作为安装于悬架内置车轮h中的轴承使用。
在本发明的轴承中,保持架b7及保持架导向部件b8不一定需要,但是如本第二实施方式所述,如果使用收纳各滚珠b6的保持架b7,则可以抑制滚动体周边存在的润滑油、油脂等润滑剂的流出。如上所述,利用保持架导向部件b8可以很容易地进行滚珠b6的位置调整,而且通过设置保持架b7,能够切实地进行该位置调整。即,通过保持架b7的外周面与保持架导向部件b8的内周面接触,在位置调整时,可以更切实地使滚珠b6滑动。此外,利用保持架导向部件b8,可以抑制异物侵入到相对的座圈b4、b5之间。
在本发明的轴承中,虽然滚动体的形状不受限制,但是如果将所有的滚动体都采用滚珠b6,则在相对于轨道面的全方位可以采用滚动阻力小的轴承这一点上最佳。此外,滚动体的数量没有特殊的限定,可以在每组内外座圈b4、b5中设置多个滚动体,也可以如本第二实施方式所述,在每组内外座圈b4、b5中设置一个滚动体。每组内外座圈b4、b5中至少需要设置一个滚动体。
在第二实施方式的轴承中,在各轴向外侧壳体b2的内侧面及轴向内侧壳体b3的两个与轴向外侧壳体相对的面中,内外座圈b4、b5分别沿着周方向分割为三个以上的位置并局部地进行配置。此时,不是在轴向内侧壳体b3的表里上将设置在同一位置上的内座圈b5进行表里一体化,而是如本第二实施方式那样,在轴向内侧壳体b3的两个与轴向外侧壳体相对的面上分别设置分开的内座圈b5,在这样的情况下,内座圈5的合计数量需要6个或6个以上。在这些内外座圈b4、b5相互之间分别夹持有滚珠b6等的滚动体,所以轴向内侧壳体b3及轴向外侧壳体b2分别在沿着周方向的3点以上被支承,因此可以稳定地支承两个方向的轴向负载及力矩负载。
各内外座圈b4、b5及各滚珠b6遍及周方向的整个圆周地进行分散,但是本发明并不局限于这样的结构。如果在各轴向外侧壳体b2、b2的内侧面及轴向内侧壳体b3的两个与轴向外侧壳体相对的面上,分别在周方向上大于180度(半圆)的周方向范围中将内外座圈b4、b5分散在三个以上的位置进行设置,则可以更加稳定地支承轴向负载及力矩负载。特别是可以支承很大的力矩负载,所以很理想。
在本第二实施方式的轴承b1中,在轴向外侧壳体b2及轴向内侧壳体b3的各8个位置上设置有内外座圈b4、b5,但如本第二实施方式,在将内外座圈b4、b5均按照相同的PCD(在图11记载的面内,在同一圆周b15上)进行配置、且在周方向上均等地进行分配时,在各轴向内侧壳体b3及轴向外侧壳体b2中,最好将内外座圈b4,b5分割为3个~8个左右、局部地进行配置。两个或两个以下时,不能稳定地支承轴向外侧壳体b2,而如果过多,则有时各座圈的尺寸将会缩小,导致滚动体的可移动范围变得过小,此外,部件的数量将会增加,且结构有复杂的倾向,成本将会提高。
在本第二实施方式的轴承b1中,将距离bL设定为距离bR的2倍,而且将距离bM也设定为距离bR的大致2倍,但是即使在不将距离bM设定为距离bR的大致2倍的情况下,若将距离bL设定为距离bR的大致2倍,也可使各滚珠b6的可移动范围与轴承b1的可偏心范围大致对应,并可以将各内外座圈b4、b5的尺寸减为最小限度。而且,可以将轴向内侧壳体b3的外径减为最小限度。所以,极其适合作为设置在空间极受限制的车轮h中的轴承。
在本第二实施方式的轴承b1中,如图10所示,轴向内侧壳体b3的两个与轴向外侧壳体相对的面上设置的内座圈b5、b5,在轴向内侧壳体b3的表里上被设置在同一位置上(同一相位)。其结果,与这些内座圈b5、b5相对的、两个轴向外侧壳体b2、b2上设置的外座圈b4也采用了在标准状态下,与这些内座圈b5、b5设置在同一位置(同一相位)上的结构。本发明并不局限于这样的结构,内座圈b5的位置(相位)也可以在轴向内侧壳体b3的表里各不相同。
在轴承b1中,在轴向内侧壳体b3上设置有向内舌片部b3a,在该向内舌片部b3a上安装有内座圈b5,但是本发明的轴承并不局限于设置有向内舌片部b3a的形态,例如,也可以将轴向内侧壳体b3设定为环形圆板状,在该圆板的两面上局部地配置内座圈b5。如上所述,通过采用具有向内舌片部b3a的结构,可以使轴向内侧壳体b3轻量化。
而且,在如第二实施方式中示出的那样的发明中,即,在使用轴向外侧壳体及轴向内侧壳体并使用沿着周方向分割配置的内座圈及外座圈的本发明中,轴向外侧壳体或者轴向内侧壳体并不局限于圆形(圆环状)的部件,例如也可以为多角形。在采用多角形时,本发明的径向及周方向表示该多角形的外接圆的径向及圆周方向。而且,在悬架内置车轮h中使用该轴承时,如果轴向外侧壳体或者轴向内侧壳体为圆形(圆环状),则可以很容易地安装在圆形的车轮h上,并可以制成在周方向上均一性高的车轮,所以比较理想。
根据图纸对本发明的其他实施方式进行说明。图12是本发明的第三实施方式的悬架内置车轮h的剖面图,图13是该悬架内置车轮h的侧视图(安装在车辆上时,从外侧观察的图纸)。图12是图13的A-A线的剖面图,适当地省略了车轮h的中央部分的记载。该车轮h与上述的第一及第二实施方式的车轮h相同,与通常的车轮不同,分为包括安装有轮胎(未图示)的轮圈部h1的外侧车轮部件h2、包括具有用于与车轮轴(未图示)连结的螺栓孔h20(参照图13。在图12中省略记载)的盘部h3的内侧车轮部件h4。而且,在这些外侧车轮部件h2与内侧车轮部件h4之间,安装有双列的偏心推力轴承1,该双列的偏心推力轴承1在支承作用于两部件h2及h4之间的轴向负载的同时,可以在两个部件h2及h4之间进行偏心相对移动。
为了在该车轮h上作为悬架发挥功能,在外侧车轮部件h2与内侧车轮部件h4之间,夹装有作为弹性部件的压缩螺旋弹簧h5(参照图13)。如图12及图13所示,除了轴承1部分,车轮h的结构与上述的第一实施方式相同,所以关于该相同部分的说明在此省略。
如图12、图14及图15所示,构成该轴承1的内周等的轴向内侧部件3由两个圆环状的轴向内侧壳体6、夹持固定在这些轴向内侧壳体6之间的圆环板状的内座圈7构成。构成该轴承1的外周等的轴向外侧部件2,由两个圆环状的轴向外侧壳体4和安装在该轴向外侧壳体4的内表面上的圆环板状的外座圈5构成。
而且,该轴承1夹装在车轮h的外侧车轮部件h2与内侧车轮部件h4之间。即,轴向外侧壳体4的外周面4b与外侧车轮部件h2的内周面h11面接触,并通过焊接等相互进行一体化。此外,轴向内侧壳体6的内周面6b与内侧车轮部件h4的外周面h12接触,并通过焊接等相互进行一体化。
所以,偏心推力轴承1与车轮h的内侧车轮部件h4和外侧车轮部件h2相互间的偏心相对移动进行连动,进行偏心相对移动。而且,作用于外侧车轮部件h2与内侧车轮部件h4之间的轴向负载及力矩负载由偏心推力轴承1支承。
下面详细说明该轴承1。图14是该轴承1的分解立体图,图15是轴承1的剖面图(从轴心的下半部分省略记载)。如图14及图15所示,该轴承1具有两个圆环状的轴向外侧部件2、2和圆环状的轴向内侧部件3,其中上述轴向外侧部件2、2相互相对,且在其径向外侧周缘部上通过外侧螺钉11接合为一体,上述轴向内侧部件3夹装在上述两个轴向外侧部件之间。图15是作为滚动体的滚珠8处于未向任何径向移动的中立状态(以后称为标准状态)的图纸。
这两个轴向外侧部件2、2分别具有圆环状的轴向外侧壳体4和安装在该轴向外侧壳体4的内面上的圆环板状的外座圈5。轴向外侧壳体4和外座圈5为分开的部件,在轴向外侧壳体4的相对面上设置的凹陷部4a上安装有圆环板状的外座圈5(参照图15)。此外,两个轴向外侧壳体4、4在其径向外侧的边缘部附近,通过外侧螺钉11(参照图15。在图14中省略记载)接合为一体。轴向内侧部件3具有两个圆环状的轴向内侧壳体6、6,和在这两个轴向内侧壳体6、6上被从表里两侧进行夹持、并利用内侧螺钉12进行固定的圆环板状的内座圈7。轴向内侧壳体6、6与内座圈7分别为分开的部件,内座圈7被两个轴向内侧壳体6、6进行夹持,同时三者利用内侧螺钉12(参照图15。在图14中省略记载)接合为一体。如图15所示,内座圈7的轴向中心与轴承1的轴向中心一致,成为通过该中心并相对于与轴垂直的平面为两侧对称结构的轴承l。
上述内座圈7的轴向两面均为轨道面,在该内座圈7的两面和与此相对的两个外座圈5、5之间夹持有多个作为滚动体的滚珠8。据此,该轴承1为双列结构的轴承。滚珠8每列为24个,合计共使用48个,这些滚珠8在各列中分别在周方向上大致均等地进行配置。此外,设置有每列一个,合计两个的环状保持架9、9,在该环状保持架9上大致等间隔地设置的凹孔9a中分别滚动自如地收纳有滚珠8。通过该环状保持架9,各滚珠8在周方向上相互保持大致等间隔的位置关系。据此,通过将作为轴承1的支承点的多个滚珠8在周方向上大致等间隔地进行配置,能够稳定地支承轴向负载及力矩负载。而且,滚珠8的数量每列至少需要三个,但是可以根据负荷容量与轴承尺寸进行适当的设定。
内外座圈5、7均为圆环状的部件,所以形成了周方向上连续的轨道面。据此,该轴承1可以进行轴向外侧部件2与轴向内侧部件3的相对旋转(自由的相对旋转)。而且,环状保持架9与滚珠8同步运动。但是,在该轴承1用于本发明的悬架内置车轮h上时,轴承1整体与车轮h一起旋转,所以轴向外侧部件2与轴向内侧部件3不会进行无限的相对旋转。
在轴承1的轴向最外面上设置有薄的圆环板状的挡板13、13。如图15所示,这些挡板13、13固定在轴向内侧壳体6的轴向外侧端部上,从那里沿着轴向外侧壳体4的轴向外侧面朝向径向外侧进行延伸。该挡板13、13配置为经由微小的间隙与轴向外侧壳体4的轴向外侧面重叠的方式,所以具有在抑制异物侵入到轴承1中的同时、防止轴承1中的润滑油、油脂等润滑剂向外部泄漏的功能。而且,为了进一步提高密封效果,可以进一步增加密封轴承1内部的密封圈。
除了作为滚动体的滚珠8,轴承1的所有部件为径向宽度在整个圆周上一定的圆环状,而且在标准状态下均同心配置。所以,在标准状态下,在轴向内侧部件3的径向最外端面15与轴向外侧部件2、2之间,在径向上遍及周方向的整个圆周,存在有距离M的间隙。此外,同样在标准状态下,在轴向外侧部件2、2的径向最内端面16与轴向内侧部件3之间,在径向上遍及周方向的整个圆周,存在有距离L的间隙。如此,轴承1在周方向的整个圆周上具有均等的间隙,所以相对于周方向的全方位,可以进行一定距离的偏心。这些轴向外侧部件2和轴向内侧部件3之间的径向间隙决定了两者之间的可相对移动范围。
另一方面,外座圈5、5为具有规定的径向宽度的圆环板状的部件,该径向宽度在整个圆周上都是相同的。如此,外座圈5、5在径向上具有宽度,而且轴向内侧壳体6具有大于等于该外座圈5、5的径向宽度的径向宽度,并与外座圈5、5相对,所以滚珠8具有向径向移动的余地。在该轴承1中,滚珠8收纳在环状保持架9中,所以滚珠8可以向径向移动直至该环状保持架9的内周面或者外周面与轴向内侧部件3或者轴向外侧部件2接触。在该轴承1中,在标准状态下,在环状保持架9的外周面与轴向外侧部件2之间,在径向上遍及周方向的整个圆周存在有距离R的间隙,而且,在环状保持架9的内周面与轴向内侧部件3之间,在径向上遍及周方向的整个圆周同样存在有距离R的间隙(参考图15)。通过该间隙距离R,滚珠8及环状保持架9相对于径向全方位,可以在距离R的宽度中进行移动。
在该轴承1中,上述距离L是上述距离R的2倍。即下述公式L=2R成立。这与作为滚动体的滚珠8的移动距离为内外座圈5、7的相对移动距离的一半(1/2)的关系相对应。此外,上述距离M最好设定为与距离L相同。此外,也可以为L≥2R。所以,轴承1可以相对偏心移动至距离L。
如此,在轴承1中,由轴向外侧部件2与轴向内侧部件3之间的径向间隙产生的可相对移动范围与作为滚动体的滚珠8的径向可移动距离大致对应。所以,如果使轴向外侧部件2与轴向内侧部件3偏心直至两者的径向间隙距离L(轴向外侧部件2、2的径向最内端面16与轴向内侧部件3之间的径向间隙距离)消除,则作为滚动体的滚珠8将移动直至其偏心方向上的上述间隙距离R消失。所以,轴向外侧部件2、2的径向最内端面16与轴向内侧部件3之间不存在多余的间隙,而且用于滚珠8向径向移动的内外座圈5、7之间也不存在多余的间隙。其结果,可以在实现轴承1小型化的同时,扩大其可偏心范围。据此,可以很容易地设置在空间极受限制的车轮中,而且,可以增大作为悬架内置车轮h的悬架的行程。
用于使滚珠8向径向移动的内外座圈5、7之间不存在多余的间隙,是指作为决定间隙距离R的要素的外座圈5及内座圈7的径向宽度设定为最小限度。据此,内外座圈5、7将会变小,可以实现轴承的小型化、轻量化,降低成本。由于实现了轴承1的小型化,所以适用于作为收纳在空间极受限制的车轮h中的轴承进行使用。此外,由于实现了轴承1的轻量化,所以可以减轻悬架内置车轮h的重量。
而且,虽然内座圈7的径向宽度宽于外座圈5的径向宽度,但是这是由于为了将内座圈7与轴向内侧壳体6、6进行接合而设置被轴向内侧壳体6、6夹持的夹持部件的缘故,并不是不必要地扩大内座圈7的径向宽度。
而且,在该轴承1中,距离L设定为与距离M(轴向内侧部件3的径向最外端面15与轴向外侧部件2、2之间的径向间隙距离)大致相同。即,距离M为距离R(作为滚动体的滚珠8的可移动范围)的约2倍。据此,轴向内侧部件3的径向最外端面15与轴向外侧部件2、2之间的径向间隙也设定为最小限度。所以,可以减小轴向外侧部件2的外径,实现轴承1的小型化。
由于将距离L与距离M设定为大致相同,所以如果在某个径向上,使轴向内侧部件3与轴向外侧部件2相对移动,即,偏心直至距离L消除,则在该径向上,距离M也将大致消除。在间隙距离L与间隙距离M之间的差较大时,将利用其中距离小的一方的间隙限制轴承1的可偏心范围,但是由于两者大致相同,所以可以在实现轴承1小型化的同时,使轴承1的可偏心范围达到最大限度。所以可以容易地收纳在车轮h中,而且可以增大悬架的行程。
而且,进行了设计,以不使挡板13、13限制轴承1的可偏心范围。即,如图15所示,在标准状态下,从挡板13、13的径向外侧末端至设置在轴向外侧壳体4的外表面上且具有与挡板13、13的面厚度大致相同的深度的挡板用台阶差14为止的径向距离S稍微长于距离L。而且,设置为在标准状态下挡板13、13与轴向外侧壳体4的外面重叠的部分的径向长度T稍微长于距离L,以便在轴承1的整体可偏心范围中隐藏轴承1的内部。
为了将各滚珠8及环状保持架9配置在如图15所示的位置,即,在标准状态下外座圈5的径向中心位置上,可以在利用预负荷附加用螺钉等向内外部件之间施加轻预负荷的状态下,使轴承1移动至可相对移动范围的整体,即,遍及整个圆周的可偏心范围的边界。如此,环状保持架9的外周面或者内周面与轴向外侧部件2或者轴向内侧部件3适当地接触,通过使滚珠8及环状保持架9在外座圈5上适当地滑动,进行位置调整。其后,可以按照规定的力矩连结预负荷附加用螺钉。如此,通过环状保持架9可以极其容易地将滚珠8配置在内外座圈5、7的径向中心位置上。
安装有该车轮h的车辆在转向、受到横向加速度(横G)时等,会向轴承1施加力矩负载,并向作为滚动体的滚珠8上作用偏负载。此时,部分滚珠8有可能从座圈浮起并产生错位,但是通过预先设置的环状保持架9,不会产生部分滚珠8移动、打乱滚珠8的相对位置关系的问题。另一方面,有时候环状保持架9的位置也会偏移。即,由于环状保持架9的径向位置不被引导,所以在标准状态下,环状保持架9的轴心有时会偏离轴承1的轴心。为了抑制这样的位置偏离、保持各滚珠8的PCD,可以预先利用预负荷附加用螺钉等向内外部件之间施加预负荷,抑制作为滚动体的各滚珠8与内外座圈5、7之间的滑动。此外,在环状保持架9的位置偏离时,如上所述在组装好轴承的状态下可以极其简便地进行位置修正。
图16是本发明的第四实施方式的轴承20的剖面图(从轴心开始的下半部分省略记载)。在该轴承20中,在安装在悬架内置车轮h上时,轴向外侧壳体4的外周面4b被固定在外侧车轮部件h2上,轴向内侧壳体6的内周面6b被固定在内侧车轮部件h4上,这一点与上述的轴承1相同。但是,在该轴承20中,与上述轴承1不同,轴向内侧部件3是一体的。即,内座圈7与轴向内侧壳体6设定为一体。如此,在可以减少部件数量、减小轴承20的轴向厚度方面非常理想。但是,此时,由于如果内座圈7由轴承钢等制成,则轴向内侧部件3整体将由轴承钢等制成,所以从轻量化的观点来看是不利的。即,从轻量化的观点来看,如上述的轴承1所述,最好内座圈7与轴向内侧壳体6是分开的。
图17是本发明的第五实施方式的轴承30的剖面图(从轴心开始的下半部分省略记载)。在该轴承30中,安装在悬架内置车轮h上时,轴向外侧壳体4的外周面4b被固定在外侧车轮部件h2上,轴向内侧壳体6的内周面6b被固定在内侧车轮部件h4上。在该轴承30中,与第四实施方式的轴承20相同,轴向内侧部件3成为一体,并且,轴向外侧部件2成为一体。即,轴向外侧壳体4与外座圈5设定为一体。如此,在可以进一步减少部件数量,减小轴承的轴向厚度方面是比较理想的。但是,如上述从轻量化的观点来看是不利的。即,从轻量化的观点来看更好的为,如第三实施方式的轴承1那样,可以将内座圈7与轴向内侧壳体6分开设置,且将轴向外侧壳体4与外座圈5分开设置。
图18是本发明的第六实施方式的轴承40的分解立体图。该轴承40的剖面图为图19。该轴承40如图14-图17所示的实施方式的轴承1等那样,不具有环状保持架9,而具有滚动体导向部19。但是,由于具有与轴承1等通用结构的部分,所以对于该通用部分,标记与轴承1的图14及图15相同的符号,而且适当地省略说明。
轴承40与轴承1等的详细差异如下所述。即,在轴承1等中,滚珠8可以滚动自如地收纳在该凹孔9a中,设置有与滚珠8的滚动连动地运动的环状保持架9,而在轴承40中,未设置此类的环状保持架9,而是设置有固定在轴向内侧部件3上、而且将滚珠8的可移动范围限制在规定半径的圆形范围内的滚动体导向部19。轴承1等的环状保持架9上设置的凹孔9a的内径与滚珠8的外径大致相等,滚珠8在与凹孔9a的内周面接触的同时,被收纳在其中,而轴承40的滚动体导向部19上设置的可移动范围限制孔19a的内径大于滚珠8的外径。而且,滚动体导向部19固定在轴向内侧部件3上。据此,滚珠8的可移动范围被可移动范围限制孔19a限制。
在该轴承40中,轴向内侧壳体6与滚动体导向部19一体设置,所以滚动体导向部19固定在轴向内侧部件3上。凸缘状的滚动体导向部19从圆环状的轴向内侧壳体6的外周面侧朝向径向外侧延伸。在该圆环状的滚动体导向部19上,在周方向上等间隔地设置有作为圆形贯通孔的可动范围限制孔19a,所述圆形的贯通孔限制作为滚动体的各滚珠8的可移动范围。所有的可动范围限制孔19a的孔径(在标准状态下)是相同的,而且位于同一圆周上。每个可动范围限制孔19a配置有一个滚珠8,且在标准状态下,各滚珠8位于可动范围限制孔19a的中心(参照图19)。而且,在滚动体导向部19的轴向外侧面与外座圈5的轨道面之间设置有轴向间隙X,所以轴承1即使相对移动,滚动体导向部19也不会与外座圈5接触,或者相互滑动。
在该轴承40中,滚珠8每列配置32个,合计使用了64个。这些滚珠8在各列中分别在周方向上均等地进行配置,在这一点上与轴承1是相同的。如此,通过将作为轴承的支承点的多个滚珠8在周方向上大致等间隔地进行配置,可以稳定地支承轴向负载及力矩负载,此外,可以使向各滚珠8施加的负荷均等化。
而且,在这些每个可动范围限制孔19a中配置有一个滚动体,所以滚珠8彼此不会接触摩擦,可以进一步减少相对移动时的阻力。只要相邻的可动范围限制孔19a不接触,就可以增加其数量,可以增加滚珠8、提高轴承40的负荷容量。
除了作为滚动体的滚珠8,轴承1的所有部件为径向宽度在整个圆周上一定的圆环状,而且,在标准状态下均为同心配置。所以,在标准状态下,在作为轴向内侧部件3的径向最外端面的滚动体导向部外周面18与轴向外侧部件2、2之间,在径向上遍及周方向的整个圆周存在距离m的间隙。而且,在相同的标准状态下,轴向外侧部件2、2的径向最内端面17与轴向内侧部件3(在本实施方式中,与轴向内侧壳体6接合的挡板13中的与轴向外侧部件2、2的径向最内端面17相对的相对面16)之间,在径向上遍及周方向的整个圆周存在有距离q的间隙。如此,轴承1在周方向的整个圆周上具有均等的间隙,所以相对于周方向的全方位,可以进行一定距离的相对移动。这些轴向外侧部件2与轴向内侧部件3之间的径向间隙决定了两者之间的可相对移动范围。
另一方面,外座圈5、5为具有规定的径向宽度的圆环板状的部件,该径向宽度在整个圆周上都是相同的。如此,外座圈5、5在径向具有宽度,而且内侧座圈7具有大于等于该外座圈5、5的径向宽度的径向宽度,并与外座圈5、5相对。滚动体导向部19的各可动范围限制孔19a的孔径大于各可动范围限制孔19a中收纳的各滚珠8的直径,所以在滚珠8的周围存在滚珠8可以移动的间隙。另一方面,为了使滚珠8即使在可动范围限制孔19a内的整个区域中移动,也不会从内外座圈5、7脱出,内外座圈5、7几乎在可动范围限制孔19a的整个区域中相对。据此,各滚珠8可以在可动范围限制孔19a限制的范围中向径向及周方向移动。即,在该轴承40中,滚珠8可以滚动至与可动范围限制孔19a的内周面接触。在标准状态下,滚珠8位于可动范围限制孔19a的中心,所以滚珠8与可动范围限制孔19a的内周面之间,在以滚珠8为中心的整个周围中存在距离r的宽度的间隙(参照图19)。据此,滚珠8可以向运转面中的任意方向只移动距离r。
在该轴承40中,上述距离q是上述距离r的2倍。即下述公式q=2r成立。这与作为滚动体的滚珠8的移动距离为内外座圈5、7的相对移动距离的一半(1/2)的关系相对应,这一点与上述轴承1相同。此外,上述距离m与距离q大致相同。另外,距离m最好设定为与距离q相同。此外,也可以为q≥2r。该轴承40可以偏心相对移动至距离q。
如此,在轴承40中,由轴向外侧部件2与轴向内侧部件3之间的径向间隙产生的可相对移动范围与由可动范围限制孔19a的孔径限制的滚珠8的可移动范围对应。即,如果使轴向外侧部件2与轴向内侧部件3相对移动至上述距离q(轴向外侧部件2、2的径向最内端面17与轴向内侧部件3之间的径向间隙距离)消除,则在该移动方向上,将移动至滚珠8的周围的距离r消除。即,如果使轴向外侧部件2与轴向内侧部件3在其整个可相对移动的范围中相对移动,则滚珠8将在其整个可移动的范围中移动。所以,轴向外侧部件2的径向最内端面17与轴向内侧部件3之间不存在多余的间隙。据此,在实现轴承40小型化的同时,可以扩大可偏心范围。因此,可以很容易地收纳在空间受限制的悬架内置车轮h中,而且可以增大作为悬架的行程。由于可以实现轴承的轻量化、降低成本,所以用于车轮h时,有利于车轮h的轻量化与降低成本。
在该轴承40中,上述距离q与距离m(滚动体导向部外周面18与轴向外侧部件2、2之间的径向间隙距离)是大致相同的。即,距离m是距离r的大致2倍。如此,间隙距离m减为最小限度,所以可以减小轴向外侧部件2的外径,实现轴承40的小型化。此外,在距离q与距离m之间的差很大时,将利用其中距离小的一方的间隙限制轴承40的可偏心范围,但是由于两者大致相同,所以在可以实现轴承40小型化的同时,可以使其可偏心范围达到最大限度。
此外,在该轴承40中,受到滚动体导向部19限制的作为滚动体的滚珠8的径向移动距离与外座圈5的径向宽度大致对应。即,如图19所示,外座圈5的径向宽度几乎与可动范围限制孔19a的孔径大致相等(更加详细地说明为,稍微小于可动范围限制孔19a的孔径)。据此,滚珠8即使向径向移动至与可动范围限制孔19a的内周面接触,也不会脱离外座圈5,另一方面,外座圈5的径向宽度不会增大至大于必要宽度的程度。
此外,内座圈7的径向宽度大于可动范围限制孔19a的孔径,这是为了确保用于固定内座圈7的夹持部件,而不是增大至大于必要宽度的程度。即,关于内座圈7,由于内座圈7被两个轴向内侧壳体6、6夹持固定,所以为了确保夹持部件部分,其径向宽度会宽于可动范围限制孔19a的孔径,但是内座圈7的外周面的径向位置与外座圈5的外周面的径向位置是相同的。
如此,外座圈5的径向宽度与作为滚动体的滚珠8的径向移动距离对应,此外,内座圈7的径向宽度除了上述的夹持部件,与滚珠8的径向移动距离大致对应,所以将内外座圈5、7的径向宽度减为最小限度。内外座圈5、7采用轴承钢等的铁类金属制成,另一方面,轴向外侧壳体4及轴向内侧壳体6可以采用铝合金等的轻金属制成,所以通过减小内外座圈5、7,可以实现轴承40的轻量化与降低成本。
轴承40在受到滚动体导向部19的可动范围限制孔19a限制的圆形范围内移动时,不会在内外座圈5、7与滚动体导向部19之间产生滑动。这是因为,滚动体导向部19被固定在轴向内侧部件3中,与内座圈7成为一体,并且通过上述的间隙X(参照图19),滚动体导向部19与外座圈5之间不会有接触。据此,轴承40在相对移动时的阻力将会很小。
与上述轴承1相同,该轴承40可以安装在悬架内置车轮h中,与悬架内置车轮h的外侧车轮部件h2和内侧车轮部件h4的相对移动连动,在轴承40中产生偏心相对移动。据此,安装有悬架内置车轮h的车辆行驶期间,该偏心相对移动将在所有的周方向经常、极为频繁且连续地发生。所以,通过在悬架内置车轮h上安装偏心相对移动时的阻力极小的轴承40,可以明显地降低车辆行驶时的阻力,有利于抑制车轮h的发热,也有助于降低车辆的耗油量。
而且,在图14至图20中所示的轴承中,进行了设计,以不使挡板13限制轴承的可偏心范围。即,如图15所示,在标准状态下,从挡板13、13的径向外侧末端到设置在轴向外侧壳体4的外表面上、且具有与挡板13、13的面厚度大致相同的深度的挡板用台阶差14为止的径向距离S稍微长于距离L。而且,在标准状态下,挡板13、13与轴向外侧壳体4的外面重叠部分的径向长度T稍微长于距离L,在轴承的整个可偏心范围中,设置为可以隐藏轴承的内部的方式。
在第六实施方式的轴承40中,为了将各滚珠8配置在如图19所示的位置,即,在标准状态下在可动范围限制孔19a的中心位置上,可以在利用预负荷附加用螺钉等在向内外部件之间施加轻预负荷的状态下使轴承40在整个径向(整个圆周)上进行最大的相对移动。如此,在标准状态下,将从可动范围限制孔19a的中心错位的滚珠8向可动范围限制孔19a的内周面按压,使其在内外座圈5、7上滑动,进行位置调整。其后,在使用轴承40时,可以以规定的力矩连结预负荷附加用螺钉。而且,如果滚动体导向部19的可动范围限制孔19a的内周面的高度(轴向厚度)大于等于滚珠8的半径(滚珠直径/2),则在向可动范围限制孔19a的内周面按压滚珠8时,滚珠8的顶点将与该内周面接触,可以稳定地进行滚珠8的位置调整,所以很理想。
如此,滚动体导向部19不只单纯地限制滚珠8的可移动范围,而且还发挥以下作用,即,可以将滚珠8确实且简便地配置在可动范围限制孔19a的中心位置(标准状态)上,确保距离其中心位置一定距离R的间隙,使滚珠8可以在此范围内移动。而且,在该轴承40中,由于向滚珠8作用偏负载,滚珠8有时会从内外座圈5、7浮起,滚珠8的位置在标准状态下会从可动范围限制孔19a的中心位置偏离。即使在这种情况下,通过如上述在轻预负荷作用下使其进行最大的相对移动,也可以在组装好轴承的状态下且极其简便地修正滚珠8的位置。此外,为了抑制滚珠8的位置偏离,并保持各滚珠8的PCD(节圆直径),可以利用预负荷附加用螺钉等向内外部件之间施加预负荷,抑制各滚珠8和内外座圈5、7之间的滑动。
图20是本发明的第七实施方式的轴承50的剖面图(从轴心开始的下半部分省略记载)。该轴承50虽然也与轴承40相同,具有滚动体导向部23,但是与第六实施方式的轴承40不同,轴向外侧部件2由外座圈5与轴向外侧壳体4的一部分形成为一体的外侧一体部件21、21,和作为轴向外侧壳体4的剩余部分的环状轴向外侧壳体22构成。大致圆环板状的两个外侧一体部件21、21在其径向最外缘部附近,经由环状轴向外侧壳体22,通过外侧螺钉11连结为一体。如此,在可以减少部件数量,并容易减小轴承40的轴向厚度方面是比较理想的。但是,在采用轴承钢等制造外座圈时,由于外座圈与轴向外侧壳体的一部分形成一体的外侧一体部件21的整体都采用轴承钢等制造,所以从轻量化的观点来看是不利的。即,从轻量化的观点来看,如第六实施方式的轴承40那样,最好将轴向外侧壳体4与外座圈5分开。
而且,在该轴承50中,不是如轴承40那样滚动体导向部与轴向内侧壳体6形成为一体,而是滚动体导向部23单独存在。该滚动体导向部23由树脂制成,两个滚动体导向部23、23配置于内座圈7的两面上。该滚动体导向部23与第三实施方式的滚动体导向部19相同,是圆环状,在同一圆周上且在周方向的均等的位置上设置有多个可动范围限制孔23a。这些可动范围限制孔23a的孔径全部相同。该滚动体导向部23、23通过螺钉等固定装置固定在内座圈7或者轴向内侧壳体6等的轴向内侧部件3上。所以,该单独存在的滚动体导向部23与第三实施方式的滚动体导向部19相同,将滚珠8的可移动范围限制在规定半径的圆形范围内。如此,如果单独制造滚动体导向部23,则可以采用树脂制造滚动体导向部等、采用其他的材料制造滚动体导向部,有利于降低成本、进行轻量化。
图21是本发明的第八实施方式的轴承60的剖面图(从轴心开始的下半部分省略记载)。该轴承60与第七实施方式的轴承50相同,在轴向外侧部件2中,外座圈5与轴向外侧壳体4形成为一体,但与轴承50不同,具有第七实施方式中的环状轴向外侧壳体22的部分形成为一体的外侧一体部件31、31。而且,在该轴承60中,使用了内座圈7与轴向内侧壳体6、6形成为一体的内侧一体部件32。所以,与第七实施方式的轴承50相比,部件数量减少,在可以减小轴承的轴向厚度方面更好。但是,如上述从轻量化的观点来看是不利的。即,从轻量化的观点来看更好的为,如轴承40那样,可以将内座圈7与轴向内侧壳体6分开设置,且将轴向外侧壳体4与外座圈5分开设置。
而且,在该轴承60中,树脂制成的滚动体导向部33也具有挡板效果。即,使滚动体导向部33的轴向外侧面接近外侧一体部件31的轨道面,将两者之间的轴向间隙Y(参照图21)设定为很小。此外,外侧一体部件31采用了下述结构在比滚珠8滚动的轨道面更位于径向内侧的部分上存在有台阶差34,在该台阶差34的径向内侧具有环状薄壁部35。由于该环状薄壁部35与上述滚动体导向部33之间的轴向间隙Y很小,所以具有挡板效果。如果采用这样的结构,则如轴承40那样,不需要另外设置挡板13,所以将进一步减少部件数量。此外,在外侧一体部件31中,通过将实现挡板作用的部分制成薄壁的环状薄壁部35,可以实现轴承60的轻量化。
在该轴承60中,也与轴承50相同,设置有两个滚动体导向部33、33,这些滚动体导向部33、33采用与内侧一体部件32等不同的树脂制成,利用螺钉等适当的装置与内侧一体部件32固定在一起。滚动体导向部33、33与图19所示的轴承40的滚动体导向部19相同,为圆环状,在同一圆周上且在周方向上均等的位置上设置有多个可动范围限制孔33a。这些可动范围限制孔33a的孔径均是相同的。所以,该另外存在的滚动体导向部33、33与轴承40的滚动体导向部19相同,将滚珠8的可移动范围限制在规定半径的圆形范围内。而且,在该轴承30中,为了避免两个外侧一体部件31、31分离,例如可以另外设置预负荷附加用螺钉等。
在图18-图21所示的实施方式的轴承中,内座圈7的两面上设置的两个轴向内侧壳体6、6在内座圈7的表里上为同一相位,所以在标准状态下,可动范围限制孔19a与滚珠8的配置位置在内座圈7的两面上也是同相位的。本发明并不局限于此类结构,可动范围限制孔19a与滚珠8的相位也可以在内座圈7的表里上不同。
在本发明的轴承中,其材料也没有特殊限定。只是,从使轴承轻量化的观点来看,轴向外侧壳体4与轴向内侧壳体6最好采用铝合金等轻金属、树脂制成,内座圈7与外座圈5最好采用轴承钢、不锈钢合金或者陶瓷材料等铁类金属制成。如此,轴向外侧部件2及轴向内侧部件3中,只有成为滚珠8的接触点的内外座圈5、7采用硬度高的轴承钢等的耐磨损材料、耐疲劳材料制造,而轴向外侧壳体4及轴向内侧壳体6则采用铝合金等的轻质材料(低比重材料)制造,可以实现轴承的轻量化。而且,通常环状保持架9采用树脂等制造,滚珠8采用轴承钢等制造。挡板13可以采用不锈钢或者树脂等制造。
而且,在上述第三-第八实施方式的各轴承中,示出了在轴承的径向外侧配置轴向外侧部件2,在该轴向外侧部件2的径向内侧配置轴向内侧部件3的例子,但是相反,也可以在轴承的径向内侧配置轴向外侧部件2,在该轴向外侧部件2的径向外侧配置轴向内侧部件3。此时,轴向内侧部件3的圆环板状的内座圈7从轴向内侧壳体6朝向径向内侧突出设置。此外,在设置有滚动体导向部的轴承40、50、60中,示出了将滚动体导向部固定在轴向内侧部件3上的例子,但是并不局限于此,也可以将滚动体导向部固定在轴向外侧部件2上。
第三实施方式的车轮h的结构,如图12及图13所示,除了轴承部分,与第一实施方式及第二实施方式相同,所以该相同部分的说明在此省略。该车轮h与上述的第一及第二实施方式相同,由于减少车轮h外的悬架设置空间,或者将其取消,所以可以把该部分空间用于车辆的内部空间、电动汽车的蓄电池设置空间等。此外,该悬架内置车轮h的弹簧下重量(弹簧下负载)大致只为轮胎及外侧车轮部件,与如以往悬架只设置在车轮外的情况相比,可以降低弹簧下重量。所以,可以吸收路面不平、凹凸等造成的干扰,而且通过减少弹簧下重量,可以提高车辆的乘坐舒适度。此外,由于成为可以支承轴向负载的车轮h,所以作为车轮,具有实用性。
此外,该车轮h由于在外侧车轮部件h2与内侧车轮部件h4之间安装有可以支承轴向负载及力矩负载的轴承,所以成为一种也可以支承轴向负载的车轮h。由于乘用车的轮胎具有外侧角,并且在车轮h上具有偏差(车轮h的轴向中心面与车轮安装面的轴向的距离)h14,所以即使车辆处于静止状态,在车轮h的外侧车轮部件h2与内侧车轮部件h4之间,也会由于车身的重量,而作用轴向负载(轴向负载与力矩负载)。而且在汽车转向时,会向车辆施加横向加速度(横G),所以作用于车轮h上的轴向负载会变得极大。通过采用这样的可以支承轴向负载的车轮h,可以成为一种具有实用性的悬架内置车轮h。
作为第三实施方式的悬架内置车轮h的悬架的行程被上述的轴承的可偏心距离(图15的轴承1中的距离L、图19的轴承40中的距离q)左右,不能大于该可偏心距离。据此,为了增大悬架的行程,提高作为悬架的性能,需要增大轴承的可偏心距离。所以,在可以实现轴承小型化的同时,可以进一步扩大其可偏心范围的轴承1适用于悬架内置车轮,并极其适合作为收纳在空间极受限制的车轮中的轴承进行使用。此外,如果悬架内置车轮h的行程小于轴承的可偏心距离,则轴承将不会在其构成部件之间产生干涉,所以最理想。
在该第三实施方式的悬架内置车轮h中,将作为悬架的行程设定为±10mm。在车辆的悬架只限于该悬架内置车轮h,而未兼用车轮外的悬架时,最好将行程设定为±10mm以上。这是因为如果确保±10mm以上的行程,则作为在通常的路面上行驶的车辆的悬架,将具有实用性。为了确保±10mm的行程,可以将偏心推力轴承的可偏心距离设定为大于10mm。如此,不会在轴承的构成部件之间产生干涉。
如此,为了提高作为悬架内置车轮h的悬架的功能,需要将其行程确保在一定程度以上。因此,要求轴承的可偏心距离达到上述行程以上。另一方面,由于车轮内部的空间极受限制,所以在收纳于车轮内部的偏心推力轴承中,充分地确保其可偏心范围是非常困难的。所以,在可以实现轴承小型化的同时可以将可偏心范围扩大至最大限度的偏心推力轴承1,极其适合作为安装于悬架内置车轮h中的轴承进行使用。
轴承1的轴向侧面上设置的挡板a13不一定是必需的,但是在特别用于悬架内置车轮h时,由于车轮行驶过程中,路面上的异物等会大量侵入到轴承中,所以最好设置能够防止该侵入的挡板。而且,在轴承1中,为了保持上述标准状态下的部件相互的相对位置关系,可以利用预负荷附加用螺钉等向内外部件之间施加预负荷,抑制滚动体与座圈之间的滑动。
悬架内置车轮h虽然将车辆的悬架完全收纳在车轮中,但是也可以兼用悬架内置车轮h和车轮外的悬架。此时,与未设置车轮外的悬架的情况相比,减少悬架设置空间的效果较小。但是,例如通过使车轮外的悬架吸收振幅较大的振动,而使悬架内置车轮吸收振幅较小的高频振动,也可以实现整体吸收广泛领域的振动的效果。
根据上述的本发明,可以提供一种双列偏心推力轴承与悬架内置车轮,其中上述双列偏心推力轴承可以安装在悬架内置车轮上,适用于作为该车轮用的轴承使用;上述悬架内置车轮上安装有上述轴承,可以支承向负载,而且可以减小悬架的设置空间。
权利要求
1.一种偏心推力轴承,安装在悬架内置车轮上,该悬架内置车轮具有包括安装有轮胎的轮圈部的外侧车轮部件、包括与车轮轴连结的盘部的内侧车轮部件、夹装于上述外侧车轮部件与上述内侧车轮部件之间的弹性部件,该偏心推力轴承支承作用于上述车轮部件之间的轴向负载,并可以在该车轮部件之间进行偏心相对移动。
2.如权利要求1所述的偏心推力轴承,其特征在于,设置有第一径向外侧部件及位于其径向内侧的第一径向内侧部件,同时与上述部件相对地设置有第二径向外侧部件及位于其径向内侧的第二径向内侧部件;利用在第一位置上相对的上述第一径向外侧部件与上述第二径向内侧部件,夹持配置在上述第一位置上的滚动体,所述第一位置定位于沿着周方向的三个或三个以上的位置上;同时,利用在第二位置上相对的上述第二径向外侧部件与上述第一径向内侧部件,夹持配置在上述第二位置上的滚动体,所述第二位置定位于沿着周方向的三个或三个以上的位置上并与上述第一位置相位不同;上述第一径向外侧部件与上述第一径向内侧部件,在其相互之间设置有间隙,并可以向径向及周方向相对移动;而且上述第二径向外侧部件与上述第二径向内侧部件,在其相互之间设置有间隙,并可以向径向及周方向相对移动;上述第一径向外侧部件与上述第二径向外侧部件接合为一体,同时,上述第一径向内侧部件与上述第二径向内侧部件接合为一体;上述滚动体的各规定部存在于同一平面上。
3.如权利要求2所述的偏心推力轴承,其特征在于,所有的上述滚动体的中心配置在同一平面上。
4.如权利要求2所述的偏心推力轴承,其特征在于,上述第一径向外侧部件由在定位的上述各第一位置上分开设置的外座圈、安装有这些所有的外座圈的第一径向外侧壳体构成;上述第二径向外侧部件由在定位的上述各第二位置上分开设置的外座圈、安装有这些所有的外座圈的第二径向外侧壳体构成;上述第一径向内侧部件由在定位的上述各第二位置上分开设置的内座圈、安装有这些所有的内座圈的第一径向内侧壳体构成;上述第二径向内侧部件由在定位的上述各第一位置上分开设置的内座圈、安装有这些所有的内座圈的第二径向内侧壳体构成,同时,在上述外座圈与上述内座圈之间夹持有上述滚动体。
5.如权利要求2所述的偏心推力轴承,其特征在于,由上述间隙产生的径向外侧部件与径向内侧部件的可相对移动范围,与滚动体的可移动范围大致对应。
6.如权利要求2所述的偏心推力轴承,其特征在于,上述第一位置及上述第二位置被分别等间隔地配置在N个位置(N为大于等于3的整数);上述第一及第二径向外侧壳体为相同的形状,其形状具有外周圆环状部和N个向内舌片部,其中,上述外周圆环状部构成轴承的外周;上述N个向内舌片部从该外周圆环状部朝向径向内侧,且在周方向上留有等间隔地突出;上述第一及第二径向内侧壳体为相同的形状,其形状由内周圆环状部和N个向外舌片部构成,其中,上述内周圆环状部构成轴承的内周,上述N个向外舌片部从该内周圆环状部朝向径向外侧且在周方向留有等间隔地突出;在上述所有的向外舌片部上在同一圆周上安装有上述内座圈,在上述所有的向内舌片部上在同一圆周上安装有上述外座圈,同时,上述内座圈及上述外座圈均为同一形状的圆板状部件;上述第一位置与上述第二位置在同一圆周上,且在周方向上各错开360/(2N)度相位地交替定位。
7.如权利要求2所述的偏心推力轴承,其特征在于,具有包围上述各座圈的周围的第一保持架导向部件。
8.如权利要求2所述的偏心推力轴承,其特征在于,具有保持所有的上述滚动体之间的相对位置关系的单一的第二保持架导向部件。
9.一种悬架内置车轮,其特征在于,具有权利要求2所述的偏心推力轴承,上述外侧车轮部件与上述内侧车轮部件之间夹装有弹性部件,在该轴承的上述径向外侧部件上固定有上述外侧车轮部件,同时,在轴承的上述径向内侧部件上固定有上述内侧车轮部件。
10.如权利要求9所述的悬架内置车轮,其特征在于,在上述外侧车轮部件与上述内侧车轮部件之间夹装有减震器。
11.如权利要求9所述的悬架内置车轮,其特征在于,通过使上述外侧车轮部件的周方向上等间隔的P个位置(P为大于等于2的整数)的外侧连结位置与上述内侧车轮部件的周方向上等间隔的P个位置(P为大于等于2的整数)的内侧连结位置的相位相差360/(2P)度,并通过弹性部件连结周方向上相邻的外侧连结位置和内侧连结位置,以此大致沿着同一圆周、在周方向上等间隔地配置2P个弹性部件。
12.一种悬架内置车轮,其特征在于,在车轮的表侧与里侧分别具有权利要求11所述的结构,该结构的相位在表侧与里侧相差360/(2P)度。
13.如权利要求9所述的悬架内置车轮,其特征在于,设置有防止上述外侧车轮部件与上述内侧车轮部件直接接触的缓冲件。
14.一种双列偏心推力轴承,为权利要求1所述的偏心推力轴承,其特征在于,具有两个轴向外侧壳体和轴向内侧壳体,其中上述轴向外侧壳体在轴向相互相对配置且相互接合为一体,上述轴向内侧壳体夹装在上述轴向外侧壳体之间,在上述轴向内侧壳体的与两方的轴向外侧壳体相对的面上,分别局部设置有沿着周方向分开配置的三个或三个以上的内座圈,同时,在上述两个轴向外侧壳体上,分别局部设置有在与上述各内座圈相对的位置上分开配置的三个或三个以上的外座圈,而且在相对的上述内座圈与外座圈之间分别夹持有滚动体,上述分开配置的各座圈中的上述各滚动体的可移动范围均相互大致相等。
15.如权利要求14所述的双列偏心推力轴承,其特征在于,由上述轴向内侧壳体与上述轴向外侧壳体之间的间隙产生的可相对移动范围与上述滚动体的可移动范围大致对应。
16.如权利要求14所述的双列偏心推力轴承,其特征在于,上述各内外座圈均按照相同的PCD进行配置,同时,在周方向上均等地分配。
17.如权利要求16所述的双列偏心推力轴承,其特征在于,上述各内外座圈均为相同直径的圆形形状,且上述轴向外侧壳体及轴向内侧壳体为圆环状。
18.如权利要求14所述的双列偏心推力轴承,其特征在于,具有设置在上述各内外座圈周围的保持架导向部件。
19.一种悬架内置车轮,其特征在于,将权利要求14所述的双列偏心推力轴承与上述弹性部件夹装在上述外侧车轮部件和上述内侧车轮部件之间,该轴承支承作用于这些车轮部件之间的轴向负载,并可以在该车轮部件之间进行偏心相对移动。
20.如权利要求19所述的悬架内置车轮,其特征在于,上述外侧车轮部件与上述内侧车轮部件之间夹装有减震器。
21.如权利要求19所述的悬架内置车轮,其特征在于,通过使上述外侧车轮部件的周方向上等间隔的P个位置(P为大于等于2的整数)的外侧连结位置与上述内侧车轮部件的周方向上等间隔的P个位置(P为大于等于2的整数)的内侧连结位置的相位相差360/(2P)度,并通过弹性部件将周方向上相邻的外侧连结位置和内侧连结位置进行连结,以此大致沿着同一圆周、在周方向上等间隔地配置2P个弹性部件。
22.一种悬架内置车轮,其特征在于,在车轮的表侧与里侧分别具有权利要求21所述的结构,该结构的相位在表侧与里侧相差360/(2P)度。
23.如权利要求19所述的悬架内置车轮,其特征在于,设置有防止上述外侧车轮部件与上述内侧车轮部件直接接触的缓冲件。
24.一种双列偏心推力轴承,是权利要求1所述的偏心推力轴承,其特征在于,具有相互同心相对且接合成一体的圆环状的两个轴向外侧部件,和同心地夹装在这两个轴向外侧部件之间的圆环状的轴向内侧部件,上述两个轴向外侧部件分别具有圆环状的轴向外侧壳体、和安装在该轴向外侧壳体的内面上的圆环板状的外座圈,上述轴向内侧部件具有圆环状的轴向内侧壳体、和从该轴向内侧壳体向径向突出延伸的圆环板状的内座圈,同时,上述内座圈的两面和与其相对的上述两个外座圈之间夹持有多个滚动体,由上述轴向外侧部件与上述轴向内侧部件之间的径向间隙产生的可相对移动范围与上述滚动体的径向可移动距离大致对应。
25.如权利要求24所述的双列偏心推力轴承,其特征在于,上述多个滚动体在周方向上按照大致均等的间隔进行配置,同时,具有保持其相对的位置关系且可以滚动自如地保持滚动体的圆环状的保持架,利用该保持架与上述轴向内侧部件及上述轴向外侧部件之间的径向间隙,确保滚动体的上述径向可移动距离。
26.一种双列偏心推力轴承,是权利要求1所述的偏心推力轴承,其特征在于,具有相互同心地相对且接合为一体的圆环状的两个轴向外侧部件、和同心地夹装在这两个轴向外侧部件之间的圆环状的轴向内侧部件,上述两个轴向外侧部件分别具有圆环状的轴向外侧壳体、和安装在该轴向外侧壳体的内面上的圆环板状的外座圈,上述轴向内侧部件具有圆环状的轴向内侧壳体、和从该轴向内侧壳体向径向突出地延伸的圆环板状的内座圈,同时,上述内座圈的两面和与其相对的上述两个外座圈之间夹持有多个滚动体,具有固定在上述轴向内侧部件或者轴向外侧部件上、且将各滚动体的可移动范围限制在规定范围内的滚动体导向部。
27.如权利要求26所述的双列偏心推力轴承,其特征在于,上述滚动体导向部所限制的上述规定范围为规定半径的圆形范围。
28.如权利要求26所述的双列偏心推力轴承,其特征在于,由上述轴向外侧部件与上述轴向内侧部件之间的径向间隙产生的可相对移动范围,与由上述滚动体导向部限制的滚动体的上述可移动范围大致对应。
29.如权利要求26所述的双列偏心推力轴承,其特征在于,上述滚动体导向部为圆环状,而且在该滚动体导向部上,在同一圆周上且周方向均等的位置上设置有三个或三个以上的可动范围限制孔,同时在这些每个可动范围限制孔中配置有一个滚动体。
30.如权利要求26所述的双列偏心推力轴承,其特征在于,由上述滚动体导向部限制的滚动体的径向移动距离与上述内座圈或者外座圈的径向宽度大致对应。
31.一种悬架内置车轮,其特征在于,将权利要求24或者权利要求26的任何一项所述的双列偏心推力轴承与上述弹性部件,夹装在上述外侧车轮部件与上述内侧车轮部件之间,该轴承支承作用于这些车轮部件之间的轴向负载,并且可以在该车轮部件之间进行偏心相对移动。
32.如权利要求31所述的悬架内置车轮,其特征在于,在上述外侧车轮部件与上述内侧车轮部件之间夹装有减震器。
33.如权利要求31所述的悬架内置车轮,其特征在于,通过使上述外侧车轮部件的周方向上等间隔的P个位置(P为大于等于2的整数)的外侧连结位置与上述内侧车轮部件的周方向上等间隔的P个位置(P为大于等于2的整数)的内侧连结位置的相位相差360/(2P)度,并通过弹性部件将周方向上相邻的外侧连结位置与内侧连结位置进行连结,以此大致沿着同一圆周,在周方向上等间隔地配置2P个弹性部件。
34.一种悬架内置车轮,其特征在于,在车轮的表侧与里侧上分别具有权利要求33所述的结构,该结构的相位在表侧与里侧相差360/(2P)度。
35.如权利要求31所述的悬架内置车轮,其特征在于,设置有防止上述外侧车轮部件与上述内侧车轮部件直接接触的缓冲件。
全文摘要
一种偏心推力轴承,安装在悬架内置车轮上,该悬架内置车轮具有包括安装有轮胎的轮圈部的外侧车轮部件、包括与车轮轴连结的盘部的内侧车轮部件、夹装于上述外侧车轮部件与上述内侧车轮部件之间的弹性部件,该偏心推力轴承支承作用于上述车轮部件之间的轴向负载,并可以在该车轮部件之间进行偏心相对移动。
文档编号F16C19/02GK1784317SQ20048001256
公开日2006年6月7日 申请日期2004年5月7日 优先权日2003年5月9日
发明者多田诚二, 今村正 申请人:光洋精工株式会社, 都美工业株式会社
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