JP2008223787A - 車輪用転がり軸受装置の密封装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車輪用転がり軸受装置の外輪と内輪の間にエア流路を形成するための密封装置であって、外輪と内輪の間に容易に組付けられ得る密封装置を提供する。
【解決手段】外輪１３と内輪１４の間に配設される環状のリング体２と、リング体２と外輪１３の間を全周に渡って密封してこれらの間に環状の外周流路５を形成する一対の外周シール３と、リング体２と内輪１４の間を全周に渡って密封してこれらの間に環状の内周流路６を形成する一対の内周シール４とを有している。外周シール３は、リング体２と外輪１３に固定的に当接し、内周シール４は、リング体２に固定的に当接し、内輪１４に摺動可能に当接する。そして外周流路５は、外輪１３のエア通路１３ａと連通され、内周流路６は、内輪１４のエア通路１４ｃと連通され、外周流路５と内周流路６とを連通する貫通孔２ａがリング体２に形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、車輪用転がり軸受装置の密封装置に関する。とりわけ車輪用転がり軸受装置を経て加圧空気をタイヤに供給するために車輪用転がり軸受装置の外輪と内輪の間を密封してこれらの間にエア通路を形成する車輪用転がり軸受装置の密封装置に関する。

従来、路面状況等に応じてタイヤの空気圧を調整するための装置が知られている（特許文献１参照）。この装置は、自動車に搭載された加圧空気供給源と、その加圧空気供給源とタイヤとを連通するエア通路とを有しており、エア通路は、ナックルと、ナックルに取付けられた車輪用転がり軸受装置と、車輪用転がり軸受装置に取付けられたホイールとに形成されたエア通路を経てタイヤに連通されている。

車輪用転がり軸受装置のエア通路は、外輪を貫通するエア通路と、内輪を貫通するエア通路と、これらエア通路を連通するエア通路を形成するために外輪と内輪との間を密封する密封装置を有している（特許文献２参照）。この密封装置は、外輪の内周面に嵌合固定される金属環を有し、金属環には、外輪のエア通路に対応する位置に貫通孔が形成されている。そのため従来の密封装置は、金属環を外輪のエア通路に位置合わせしつつ、外輪に取付ける必要があって、組付け作業が煩雑になるという問題があった。また構造も複雑であった。
特開２０００−２５５２２８号公報 特開２００５−１５５７４６号公報

そこで本発明は、車輪用転がり軸受装置の外輪と内輪の間にエア流路を形成するための密封装置であって、外輪と内輪の間に容易に組付けられ得る密封装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために本発明は、各請求項に記載の通りの構成を備える車輪用転がり軸受装置の密封装置であることを特徴とする。すなわち請求項１に記載の発明によると、外輪と内輪の間に配設される環状のリング体と、リング体と外輪の間を全周に渡って密封してこれらの間に環状の外周流路を形成する一対の外周シールと、リング体と内輪の間を全周に渡って密封してこれらの間に環状の内周流路を形成する一対の内周シールとを有している。外周シールと内周シールは、リング体、外輪または内輪に固定的または摺動可能に当接する。そして外周流路は、外輪のエア通路と連通され、内周流路は、内輪のエア通路と連通され、外周流路と内周流路とを連通する貫通孔がリング体に形成されている。

したがって加圧空気供給源から排出された加圧空気等は、外輪のエア通路、外周流路、リング体の貫通孔、内周流路、内輪のエア通路を経てタイヤ側等に供給される。そして外周流路と内周流路は、いずれもリング体の全周に渡って形成されている。そのため外周流路と内周流路は、周方向に位置決めすることなく、外輪と内輪に形成されたエア通路と連通され得る。かくして密封装置を容易に外輪と内輪の間に組付けることができる。

請求項２に記載の発明によると、外周シールと内周シールは、Ｏリングである。ところで従来の密封装置は、内輪等に摺接するリップを有していた（特許文献２参照）。したがって本発明によると、シールがＯリングであるために、リップを有する従来の構造に比べて簡易な構成になっている。しかもＯリングは、リップに比べて高圧空気の圧力によって変形し難い。そのため加圧空気の圧力によって変形して内輪等に対して強く当接する従来のリップに比べて、Ｏリングは、内輪等に対して強く当接することが避けられ得る。それにより加圧空気の供給時の密封装置による内輪等に対する引き摺りトルクの増大を抑制することができる。

本発明の実施の形態を図１，２にしたがって説明する。本形態の車輪用転がり軸受装置１２の密封装置１は、図１に示すようにタイヤの空気圧を路面状況等に応じて調整するタイヤ空気圧調整装置１０の一部品として利用される。タイヤ空気圧調整装置１０は、加圧空気供給源２２と、加圧空気供給源２２とタイヤ２３とを連通するエア通路とを有し、エア通路は、転がり軸受装置１２やハブ１７等を経由してタイヤ２３と連通している。

加圧空気供給源２２は、コンプレッサ等によって圧縮された加圧空気を蓄えるタンクであって、車両に搭載されている。加圧空気供給源２２は、図１に示すようにナックル１１に形成されたエア通路１１ａに配管を介して接続される。ナックル１１には、転がり軸受装置１２が取付けられ、ナックル１１に形成されたエア通路１１ａは、転がり軸受装置１２の外輪１３に形成されたエア通路１３ａと連通される。

転がり軸受装置１２の内周側には、図１に示すようにハブ１７が取付けられる。ハブ１７には、転がり軸受装置１２の内輪１４に形成されたエア通路１４ｃと連通されるエア通路１７ａが形成されている。ハブ１７の外周面には、ホイール１８とブレーキロータ１９が取付けられるフランジ１７ｂが形成されている。ホイール１８には、ホイール１８を貫通してホイール１８の外周面に取付けられたタイヤ２３と連通するエア通路１８ａが形成されている。

ハブ１７の軸中心には、図１に示すように車軸部材２０が取付けられる。したがってエンジンの回転力によって車軸部材２０が回転することで、ハブ１７と、転がり軸受装置１２の内輪１４と、ホイール１８が回転する。ホイール１８の内周部には、切換弁ユニット２１が取付けられている。切換弁ユニット２１は、ホイール１８に取付けられるハウジング２１ａと、ハウジング２１ａ内に設けられる弁２１ｃを有している。ハウジング２１ａ内の空気室２１ｂには、ハブ１７のエア通路１７ａと、ホイール１８のエア通路１８ａが連通され、弁２１ｃがそのエア通路を開閉する。したがって弁２１ｃを開けることで加圧空気がタイヤ２３側に供給され得る。

転がり軸受装置１２は、図２に示すように外輪１３と内輪１４と、これらの間に軸方向に二列になるように配列された複数の転動体１６を有している。外輪１３には、外輪１３を径方向に貫通するエア通路１３ａが形成されている。エア通路１３ａは、外輪１３の外周面に形成された取付フランジ１３ｂをナックル１１に取付けることでナックル１１に形成したエア通路１１ａと連通される。

内輪１４は、図２に示すように軸方向に隣り合う別体の分割内輪１４ａ，１４ｂを有しており、分割内輪１４ａ，１４ｂの間にエア通路１４ｃが形成されている。エア通路１４ｃは、内輪１４を径方向に貫通している。該エア通路１４ｃは、内輪１４に一つまたは周方向に複数形成されており、エア通路１４ｃの一端部は、ハブ１７のエア通路１７ａと連通される。

外輪１３と内輪１４の間には、図１に示すように密封装置１，１５が設けられている。一対の密封装置１５は、転がり軸受装置１２の両端部に配設され、密封装置１は、二列の転動体１６の間に配設される。したがって外輪１３と内輪１４の間には、密封装置１，１５によって軸方向に二つの区画部が形成される。そして各区画部にグリースが封入される。

密封装置１は、図２に示すように外輪１３と内輪１４の間に形成される環状空間内に配設される環状のリング体２と、一対の外周シール３と、一対の内周シール４を有している。リング体２は、図２に示すように断面四角形であって、外輪１３と内輪１４の径方向の隙間径長さとほぼ同じ径長さを有しており、好ましくは前記隙間の８割以上、好ましくは９割以上の径長さを有している。

リング体２の外周面には、図２に示すように外周シール３が嵌合される一対の溝２ｂが形成されている。一対の溝２ｂは、軸方向に並設されており、リング体２の全周に渡って形成されている。リング体２の内周面には、内周シール４が嵌合される一対の溝２ｃが形成されている。一対の溝２ｃは、軸方向に並設されており、リング体２の全周に渡って形成されている。さらにリング体２には、リング体２を径方向に貫通する貫通孔２ａが形成されている。貫通孔２ａは、リング体２に一つまたは周方向に複数形成されており、一対の溝２ｂの略中央に外周側開口部を有し、一対の溝２ｃの略中央に内周側開口部を有している。

外周シール３は、図２に示すように弾性材料から形成されたＯリングである。外周シール３は、リング体２の溝２ｂに嵌め込まれてリング体２に一体とされる。外周シール３は、外輪１３の内周面にリング体２とともに圧入嵌合されることで、外輪１３の内周面とリング体２の外周面との間を密封する。その結果、外輪１３とリング体２の間には、一対の外周シール３によって環状の外周流路５が形成される。そして外周流路５によって、外輪１３のエア通路１３ａとリング体２の貫通孔２ａとが連通される。

内周シール４も図２に示すように弾性材料から形成されたＯリングである。内周シール４は、リング体２の溝２ｃに嵌め込まれてリング体２に一体とされる。そして内周シール４は、内輪１４の外周面に形成された凹部１４ｅの底面に摺動可能に当接（摺接）される。その結果、内輪１４とリング体２の間には、一対の内周シール４によって環状の内周流路６が形成される。また内周シール４は、凹部１４ｅの壁面によって軸方向への大きな移動が規制され、リング体２から外れることが防止されている。そして内周流路６によって、内輪１４のエア通路１４ｃとリング体２の貫通孔２ａとが連通される。

したがって加圧空気は、加圧空気供給源２２からナックル１１を経て、外輪１３のエア通路１３ａ、外周流路５、リング体２の貫通孔２ａ、内周流路６、内輪１４のエア通路１４ｃの順に転がり軸受装置１２内を流れ、ハブ１７とホイール１８とを経てタイヤ２３に供給される。

以上のようにして実施の形態が形成されている。すなわち密封装置１は、図２に示すように外輪１３と内輪１４の間に配設される環状のリング体２と、リング体２と外輪１３の間を全周に渡って密封してこれらの間に環状の外周流路５を形成する一対の外周シール３と、リング体２と内輪１４の間を全周に渡って密封してこれらの間に環状の内周流路６を形成する一対の内周シール４とを有している。外周シール３は、リング体２と外輪１３のいずれにも固定的に当接し、内周シール４は、リング体２に固定的に当接し、内輪１４に摺動可能に当接する。そして外周流路５は、外輪１３のエア通路１３ａと連通され、内周流路６は、内輪１４のエア通路１４ｃと連通され、外周流路５と内周流路６とを連通する貫通孔２ａがリング体２に形成されている。

したがって加圧空気供給源２２から排出された加圧空気は、外輪１３のエア通路１３ａ、外周流路５、リング体２の貫通孔２ａ、内周流路６、内輪１４のエア通路１４ｃを経てタイヤ２３側に供給される。そして外周流路５と内周流路６は、いずれもリング体２の全周に渡って形成されている。そのため外周流路５と内周流路６は、周方向に位置決めすることなく、外輪１３と内輪１４に形成されたエア通路１３ａ，１４ｃと連通され得る。かくして密封装置１を容易に外輪１３と内輪１４の間に組付けることができる。

外周シール３と内周シール４は、図２に示すようにＯリングである。ところで従来の密封装置は、内輪等に摺接するリップを有していた（特許文献２参照）。したがって本形態によると、シール３，４がＯリングであるために、リップを有する従来の構造に比べて簡易な構成になっている。しかもＯリングは、リップに比べて高圧空気の圧力によって変形し難い。そのため加圧空気の圧力によって変形して内輪等に対して強く当接する従来のリップに比べて、Ｏリングは、内輪等に対して強く当接することが避けられ得る。かくして加圧空気の供給時の密封装置１による内輪１４に対する引き摺りトルクの増大を抑制することができる。

（他の実施の形態）
本発明は、上記実施の形態に限定されず、以下の形態等であっても良い。
（１）例えば上記実施の形態の外周シールは、リング体と外輪に固定的に当接し、内周シールがリング体に固定的に当接し、内輪に摺動可能に当接する形態であった。すなわち内周シールと内輪の間のみが摺動可能に当接する形態であった。しかし外周シールと外輪の間、外周シールとリング体の間、内周シールとリング体の間のいずれか、あるいはこれら二つ以上が摺動可能に当接して、残りが固定的に当接する形態、または全てが摺動可能に当接する形態であっても良い。
（２）上記実施の形態の外周シール３と内周シール４は、リング体２に取付けられるＯリングであった。しかしこれらの一方または両方がリング体から延出して外輪または内輪に摺接されるリップ等であっても良い。
（３）上記実施の形態の外周シール３と内周シール４は、リング体２に固定されており、いわゆるカートリッジ式であった。しかし外周シールと内周シールの一方または両方が外輪または内輪に取付けられて、該シールがリング体に対して摺動可能にまたは固定的に当接される形態であっても良い。
（４）上記実施の形態の外周シール３と内周シール４は、リング体２と別体に形成されていた。しかしこれらが一体に形成される形態、例えばリング体が外周シールと内周シール と同様の弾性材料から形成される形態であっても良い。
（５）上記実施の形態の車輪用転がり軸受装置に形成されたエア流路は、加圧空気をタイヤに供給するためのエア流路に利用される形態であった。しかしエア流路が車輪用転がり軸受装置を冷却して焼き付きを防止するためのエア流路として利用される形態等であっても良い。
（６）上記実施の形態のＯリングは、一般的な断面形状が丸型のものであった。しかし断面形状が矩形のもの、三角形のもの、Ｘ字型のもの等にすることもできる。

タイヤ空気調整装置の断面図である。 密封装置近傍の転がり軸受装置の一部断面拡大図である。

符号の説明

１，１５・・・密封装置
２・・・リング体
２ａ・・・貫通孔
３・・・外周シール
４・・・内周シール
５・・・外周流路
６・・・内周流路
１０・・・タイヤ空気圧調整装置
１１・・・ナックル
１２・・・車輪用転がり軸受装置
１３・・・外輪
１３ａ，１４ｃ・・・エア通路
１４・・・内輪
１６・・・転動体
１７・・・ハブ
１８・・・ホイール
２２・・・加圧空気供給源
２３・・・タイヤ

Claims (2)

1. 車輪用転がり軸受装置の外輪と内輪の間を密封して、前記外輪を貫通するエア通路と、前記内輪を貫通するエア通路とを連通するエア流路を形成する車輪用転がり軸受装置の密封装置であって、
   前記外輪と前記内輪の間に配設される環状のリング体と、前記リング体と前記外輪の間を全周に渡って密封してこれらの間に環状の外周流路を形成する一対の外周シールと、前記リング体と前記内輪の間を全周に渡って密封してこれらの間に環状の内周流路を形成する一対の内周シールとを有し、
   前記外周シールと前記内周シールは、前記リング体、前記外輪または前記内輪に固定的または摺動可能に当接し、
   前記外周流路は、前記外輪のエア通路と連通され、前記内周流路は、前記内輪のエア通路と連通され、前記外周流路と前記内周流路とを連通する貫通孔が前記リング体に形成されていることを特徴とする車輪用転がり軸受装置の密封装置。
2. 請求項１に記載の車輪用転がり軸受装置の密封装置であって、
   外周シールと内周シールは、Ｏリングであることを特徴とする車輪用転がり軸受装置の密封装置。
   
   

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