JP6125162B2 - 等速ジョイントに接続されたホイールハブアセンブリのための静的シールデバイス - Google Patents

Description

本発明は等速ジョイントに接続されたホイールハブアセンブリのための静的シールデバイスに関する。

ホイールハブアセンブリは一側において自動車のホイールを支持しており、ホイールが駆動された場合、アセンブリは、駆動トルクをアクスルシャフトからホイール自身へと伝達するために、等速ジョイントに対してある角度で接続されている。ホイールハブアセンブリは回転軸Ａを備え、内側リングと外側リングとを具備し、それらは互いに回転軸Ａに対して同軸であり、それらの間の回転体のクラウン（crown）の配列によって互いに対して回転可能である。

内側リングは、ホイールがアセンブリに取り付けられることが可能となるようにフランジ形状の内側リングであり、
− 回転軸Ａに交差したフランジと、
− 回転軸Ａに沿って伸び、フランジと一体に形成され且つフランジと同一の材料とされたアクスルと、
− アクスル自身に関してフランジと反対側のアクスルに軸方向に組み付けられ、且つ丸められたエッジによってアクスルのショルダに対して軸方向に係止されたインサートリングと、を具備している。

等速ジョイントからホイールハブへの駆動トルクの伝達は、ホイールハブおよび等速ジョイントの外側リングが隣接し且つ向き合った端部に設けられた歯付き手段の伝達動作を結合することによって確実に行われる。歯付き手段は典型的なスプラインカップリング、または一組の前部の歯から成っていてもよく、それらは互いに面と向かって連結されており、特許文献１、特許文献２または特許文献３に示されたようなものである。

特に、前部の歯が設けられている場合、ホイールハブと等速ジョイントとの間の結合ゾーンは外部の汚染物質（水、埃、泥、土）の侵入に対して保護されなければならず、同じことが内側リングと直立サスペンションへの固定手段が設けられた外側リングとの間に配置されて組み付けられた回転体にも当てはまる。

そのような保護は、特許文献３によれば、２つの対向したシールドから形成された単一のシールアセンブリから得られており、第１シールドはベアリングの内側リングの等速ジョイントに面した側に固定され、第２シールドはベアリングの外側リングに固定され且つ第１シールドと接触して協働する１つ以上のスライドリップが設けられたシールリングを担持している。第１シールドは二重の折り曲げによって得られた複雑な形状であり、そのスリーブ部はベアリングの内側リングから等速ジョイントの外側リングに向かって突出し、結合ゾーンを覆うように伸びている。この突出部には、少なくともその自由端において、等速ジョイントの外側リングと正面向きに協働する環状シールが設けられていてもよく、さらに、第１シールドの突出部または使用時に等速ジョイントに面するフランジ部の面には、シールドが強磁性体材料から形成されている場合、突起部と陥没部との交互反復、もしくは磁化可能なエラストマ材料から形成された環状シール部から成る環状信号発生要素が設けられていてもよく、環状シール部は磁化および非磁化ゾーンの交互反復を備えるようにもしくは反対の極を備えるように磁化されてもよい。使用時に適切なセンサと連結されると、言われているものによれば内側ベアリングリングと一体化された「フォニックホイール（phonic wheel）」は信号を発生し、この信号は自動車のホイールの回転速度を検出するために提供されている。

特許文献３の解決策は高価であり、製造が複雑且つ径方向および軸方向の両方において全体的に寸法が大きい。

特許文献１の場合、第１シールドは径方向において単純なＬ字形状を備え、そのフランジ部に信号発生要素を担持している。結合ゾーンの保護は第２シールアセンブリによって実行され、回転体を保護するために配置され、内側ベアリングリングの外側面にその自由端においてその管状コアを介して組み付けられて適合されたシールアセンブリから離間され且つ隣接している。管状コアはジョイントの外側リングの径方向シールを形成した環状スリーブシールを担持している。この解決策は、同一の内側リングが両方のシールアセンブリの離間した組み着けを可能にするために十分に長く形成されなければならないため、ベアリングの軸方向の寸法を顕著に増大させる。さらに、第２シールアセンブリの適合を得るために、組み付けステップにおいて要求される押し付け力が負荷されるショルダを備えていることが望ましい。これは、その自由端のゾーンに向かったコアの内側リングの取り付けゾーンの端部において得られるべきであり、したがって、内側リングは組み付けステップにおいてピーク荷重を受け、容易に変形される。

しかしながら、特許文献２は類似した解決策を教示しており、第２シールアセンブリは等速ジョイントの外側リングによって担持され且つ内側ベアリングリングと正面向きに協働するシールを備えているか、または第２シールアセンブリのコアの外側に径方向に取り付けられる第１シールアセンブリも受容することを意図された同一の領域において内側ベアリングリングによって担持されている。この解決策は軸方向寸法が特許文献１のものに対して減少されることを可能にしているが、径方向の寸法を増大させている。さらに、必然的に軸方向に極めて長いコアを備えた第２シールアセンブリの組み着けを変形することなく正確に実行することは、端部ショルダが第１シールアセンブリの第１シールドのフランジ部に向かって同一に得られていない限り困難である。しかしながら、このフランジによって追加的に担持された信号発生要素を伴った干渉の問題をこのことは引き起こす。

国際公開第２００９／１４０９９６号パンフレット 欧州特許第２ ０４２ ７５５号明細書 国際公開第２００８／００６３３９号パンフレット

本発明の目的は、等速ジョイントに接続されたホイールハブアセンブリのための静的シールを提供することであり、このシールは上述の欠点をなくし、低コスト且つ高度に製造容易であり、回転体およびジョイントとホイールハブとの間の連結ゾーンの高い保護効果を備え、軸方向および径方向の寸法を減少している。

したがって、等速ジョイントに接続されたホイールハブアセンブリのための静的シールは、請求項１に定義されたように、本発明により提供される。

したがって、全体的にコンパクトなデバイス構造が得られ、軸方向および径方向の両方の寸法の減少を伴い、製造および組み立てが容易であり、軸方向に長い部品がピーク荷重を受けることはない。ジョイントとホイールハブとの隣接した領域の優れた流体密なシールが等しく得られている。

本発明のさらなる特徴および利点は、添付図内の図を参照して形成された以下の非限定的な実施形態の記載から明らかにされる。

ホイールハブアセンブリと等速ジョイントとの間に取り付けられた、本発明による静的シールデバイスの径方向断面の長手正面の概略を示した図であり、簡略化のために部分的にのみ示されている。 図１のシールデバイスの変形の詳細の縮小図であり、径方向断面を概略的に示した図である。

図１および２を参照すると、参照符号１は全体的にホイールハブアセンブリ３および内側リング５のための静的シールデバイスを示しており（図１）、内側リング５は内側リングとともに一体に回転する等速ジョイント６と動作可能に関係付けられている。ホイールハブアセンブリ３は、リング５と同軸且つ同心にリング５の径方向外側に組み付けられた外側リング８と、リング５とリング８との間に配置された複数の回転体９と、をさらに具備している。内側リング５は、丸められた端部７によって軸方向に係止された独立要素として形成され且つ円筒外側面２６によって外面を区切られたリング５ａを具備し、一方の等速ジョイント６は、円筒外側面２９および前方歯１２が設けられた外側リング１０を具備し、前方歯は端部７のその相互に隣接した点１３（図２）において得られた類似の前方歯と係合するが、単純化のために図示されていない。

デバイス１は、内側リング５（特にリング５ａ）と外側リング８との間に配置されて回転体９を保護している第１シールアセンブリ１４と、内側リング５（特にリング５ａ）によって一体的に担持されてホイールハブ３とジョイント６の外側リング１０とにまたがって配置された第２シールアセンブリと、を具備している。

シールアセンブリ１４は、互いに対面し且つそれぞれ内側リング５と外側リング８とに取り付けられた２つのシールド１６および２１と、シールド２１と一体化され且つシールド１６と接触してスライドするように配置された複数の環状リップ２２，２３，２４を具備している。

シールド１６は径方向においてＬ字形状であり、内側リング５の径方向外側面２６に固定されたスリーブ部１７と、スリーブ部１７から外側に且つ外側リング８に向かって突出するように径方向に伸びたフランジ部１８と、を具備している。

ジョイント６に面した個々の前面２０上で、フランジ部１８はフラット環状インサート１９ｂによって形成された信号発生要素１９を支持しており、フラット環状インサートは一定の軸方向厚さを有する略台形の径方向セクションを備え、磁化され且つ面２０に固定された磁化可能なエラストマ材料で形成されている。環状インサート１９ｂは、複数の磁化ゾーンおよび非磁化ゾーンを軸Ａに関して互いに交互に備えているか、または反対の極性を備えた複数の磁化ゾーンを備えており、環状要素もしくはインサート１９ｂが既知であるが図示されていないセンサと動作可能に連結されたときに、そのようなセンサがリング５の回転速度の関数の信号を放出する。

本発明の特徴によれば、環状インサート１９ｂは、フランジ部１８の径方向環状内側領域２５が面２０においてカバーされないまま残されており、その領域は内側リング５（特にリング５ａ）の径方向外側面２６に直接隣接しており、リング５ａ上においてシールド１６のスリーブ部１７および第２シールアセンブリ１５の管状コア２８の第１端部２７は、軸方向に互いに直接隣接する位置において組み付けられている。環状要素１９を構成した磁化可能なエラストマ材料のインサート１９ｂは、次いで面２０に連結されて固定され、前術のカバーされていない環状領域２５を除いてフランジ部を全体的にカバーしている。

管状コア２８は全体的に金属材料をプレス加工して形成されており、リング５から軸方向に突出してリング５と同軸にジョイント６に向かって且つホイールハブ３および前方歯と相互に係合して設けられたジョイント６の外側リング１０の隣接部の周りに、特に通常はリング５と略同軸に配置された外側リング１０の円筒外側面２９に一致して伸びている。

本発明によれば、フランジ部１８の径方向の拡張に対して径方向の拡張を減少した形状としたために、環状要素１９はフランジ部１８の径方向にカバーされていない内側環状領域２５と、内側リング５の径方向外側面２６との間を形成し、環状シート３０はジョイント６に向かって前方に、したがってコア２８に向かって開放され、図に見られるように、コア２８の端部２７の一部を受け入れるために適している。

本発明によれば、要素１９の形状のそのような特性の組み合わせにおいて、ジョイント６に対向した側に面したコア２８の端部２７には径方向外側にＬ字形状エッジ３１が設けられ、環状シート３０に連結して、ジョイント６に向かって面したリング１９の面３２と略同一平面状にある。特に、Ｌ字形状エッジ３１は、ベアリング４の内側リング５上にシールアセンブリ１５を組み付けるためのスラストショルダを形成するように適合されている。このようにして、折り曲げられた端部３１によって形成されたショルダは、コア２８の端部２７によって担持され、使用時には組み付け方向に面し、これによって組み付け段階においてコア２８へのあらゆるピーク荷重の負荷を回避している。さらに、組み付けられたとき、端部３１は全体的に環状要素１９の軸寸法内に含まれたままであり、したがって、コア２８の軸寸法を増加させない。

要素１９の径方向の伸びに起因した、ある場合において満足でない信号発生を改善するために、環状インサート１９ｂは径方向に伸び、シールド１６のフランジ部１８を画定した径方向外側エッジ３３を越えて伸びており（図１）、且つ軸方向においてフランジ部１８の全厚さにわたって且つ面２０の反対側のフランジ部１８の第２前面３４に至るまで伸びている。このようにして、フランジ部１８の径方向外側エッジ３３はインサート１９ｂ内に埋め込まれている。

内側リング５とジョイント６との（相対の前部歯を備えた）隣接した部分の流体密な保護を確実にするために、管状コア２８の端部２７は内側リング５の径方向外側面２６と例えば締まり嵌めによって流体密に連結されており、それはリング５と傾斜して一体となったコア２８も形成している。さらに、管状コア２８に加えて、シールアセンブリ１５も、端部２７の反対側の、管状コア２８の第２端部３６によって担持された環状シール３５を具備している。

シール３５はエラストマ材料から形成されており、少なくとも弾性変形可能な第１環状リップ３７を具備している。この環状リップ３７は径方向に伸びて第２端部から、コア２８の内側且つ第１端部２７のＬ字形状エッジ３１の反対側に突出しており、ジョイント６の外側リング１０の略円筒外側面２９と干渉する位置まで伸びており、その上にスライドする径方向シールを得ている。

環状シール３５は第２環状リップ３８をさらに具備している。第２環状リップ３８は径方向に対して斜めに伸び、端部３６から環状リップ３７とは反対側に突出し、リップ３７に対して端部２７に向かって軸方向に後退するように位置している。第２環状リップ３８はシール３５内において且つリップ３７に向かってジョイント６に面した前方環状くぼみ３９を形成し、リップ３７に接近してくる可能性がある汚染物質に対して遠心分離要素としてリップ３８が作用することを可能とするように形成されている。

特に、リップ３８は３７よりも短く、軸方向に伸びて、内側リング５の反対側に面して正面向きのリップ３７を画定した側方環状面４０と同一平面となっている。さらに、管状コア２８の端部３６は端部２７よりも小さい径であり、コア２８の斜めに折り曲げられた段部４１を介して第１端部２７に接続されており、コア２８自身の軸方向の剛性を増大させている。

管状コア２８のそのような第２端部３６は、環状シール３５内に全体的に嵌め込まれている。さらに、図２の代替的な実施形態によれば、コア２８の端部３６はＬ字形状エッジ４２の内側に径方向に設けられ、このＬ字形状エッジ４２は端部２７のＬ字形状エッジ３１と反対方向にかつ平行に伸びており、リップ３７の基幹セグメントに平行に且つ直接隣接した位置においてシール３５内にはめ込まれており、内側リング５に面した側の側面に位置している。

本発明の別の態様によれば、インサート１９ｂによって形成された信号発生要素１９は端部２７のＬ字形状エッジ向かって径方向内側面４３によって画定されており、この径方向内側面４３は実質的には単一または混合の円錐面である斜めに配列され、環状要素１９によって区切られたエッジ３１のためのシール３０が、正面向きの開口、すなわちジョイント６に向かった側において径方向外向きに拡張されように向けられている。

３ ・・・ホイールハブアセンブリ、 ５ ・・・内側リング、 ６ ・・・等速ジョイント、 ８ ・・・外側リング、 １０ ・・・外側リング、 １２ ・・・前方歯、 １４ ・・・第１シールアセンブリ、 １５ ・・・第２シールアセンブリ、 １６，２１ ・・・シールド、 １７ ・・・スリーブ部、 １８ ・・・フランジ部、 １９ ・・・信号発生要素、 １９ｂ ・・・環状インサート、 ２２，２３，２４ ・・・環状リップ、 ２５ ・・・径方向環状内側領域、 ２６ ・・・円筒外側面、 ２８ ・・・管状コア、 ２９ ・・・円筒外側面、 ３０ ・・・環状シート、 ３１，４２ ・・・Ｌ字形状エッジ、 ３３ ・・・外側エッジ、 ３５ ・・・環状シール、 ３７ ・・・環状リップ、 ３８ ・・・第２環状リップ、 ３９ ・・・前方環状くぼみ、 ４０ ・・・側方環状面、 ４１ ・・・段部

Claims (10)

1. 等速ジョイント（６）に接続されたホイールハブ（３）のための静的シールデバイス（１）であって、該シールデバイスは、使用時に前記ホイールハブ（３）の内側リング（５）と外側リング（８）との間に入る第１シールアセンブリ（１４）と、使用時に前記内側リング（５）によって一体的に担持され且つ前記ホイールハブ（３）と前記等速ジョイントの外側リング（１０）とにまたがって配置される第２シールアセンブリ（１５）と、を具備し、
   − 前記第１シールアセンブリ（１４）はスリーブ部（１７）を利用して前記内側リング（５）に固定された第１シールド（１６）を具備し、前記第１シールアセンブリには前記ジョイント（６）の側にフランジ部（１８）が設けられ、該フランジ部は径方向に伸びて突出しており、
   − 環状インサート（１９ｂ）が、前記フランジ部（１８）の径方向環状内側領域（２５）を覆わないように成形され、前記環状内側領域（２５）は前記内側リングの径方向外側面（２６）に直接隣接して、この径方向外側面において、前記第１シールドのスリーブ部（１７）と前記第２シールアセンブリ（１５）の管状コア（２８）の第１端部（２７）とは、使用時に互いに直接隣接するように取り付けられており、
   − リング（１９）は、該リング自身と前記第１シールド（１６）のフランジ部の前記覆われていない環状領域（２５）と前記内側リングの径方向外側面（２６）との間に、前記ジョイント（６）に向かって正面に開放した環状シート（３０）を形成しており、
   − 前記第２シールアセンブリの管状コアの前記第１端部（２７）は前記ジョイント（６）の反対側に面し、前記第１端部（２７）にはＬ字形状エッジ（３１）が設けられ、該Ｌ字形状エッジは前記環状シート（３０）内に連結されて、前記ジョイント（６）に向かって面した前記環状インサート（１９ｂ）の面（３２）と略同一平面状にあるように成形されていることを特徴とするシールデバイス。
2. 前記管状コア（２８）の第１端部（２７）は、前記内側リング（５）の径方向外側面（２６）に流体密に連結されていることを特徴とする請求項１に記載のシールデバイス。
3. 前記第２シールアセンブリ（１５）の管状コア（２８）は軸方向に伸び、前記内側リング（５）から前記等速ジョイント（６）に向かって突出しており、
   前記第２シールアセンブリ（１５）は前記管状コアの第１端部の反対側の第２端部（３６）によって担持され且つエラストマ材料から形成された管状シール（３５）をさらに具備し、それに続いて弾性的に変形可能な環状の第１リップ（３７）を少なくとも具備し、
   該環状リップは径方向に伸びて前記管状コアの第２端部（３６）から前記管状コア（２８）の内側に向かって、且つ前記管状コアの第１端部（２７）の前記Ｌ字形状エッジ（３１）の反対側から突出し、スライド可能な径方向シールを形成するために、前記等速ジョイントの外側リング（１０）の略円筒形の外側面（２９）と干渉する位置まで伸びていることを特徴とする請求項１または２に記載のシールデバイス。
4. 前記管状コアの第２端部（３６）によって担持された前記環状シール（３５）はエラストマ材料から形成されており、第２環状リップ（３８）をさらに具備し、
   該第２環状リップは斜めの方向において径方向に伸びており、前記管状コアの第２端部（３６）から第１環状リップ（３７）の概略反対側に突出し且つ前記第１環状リップ（３７）に対して前記管状コアの第１端部（２７）に向かって軸方向に後退した位置にあり、前記シール内において且つ前記第１環状リップに向かって前方環状くぼみ（３９）を画定しており、
   前記前方環状くぼみは前記第２環状リップ（３８）が前記第１環状リップに接近する可能性がある汚染物質に対して遠心分離要素として作用することが可能なように形成されていることを特徴とする請求項３に記載のシールデバイス。
5. 前記第２環状リップ（３８）は前記第１環状リップ（３７）よりも短く、前記第１環状リップ（３７）の前部を画定した環状側面と同一平面となるまで軸方向に伸び、且つ前記内側リング（５）の反対側に面していることを特徴とする請求項４に記載のシールデバイス。
6. 前記管状コア（２８）の第２端部（３６）は前記第１端部（２７）よりも小さい径を有し、前記コアの斜めに折り曲げられた段部（４１）を利用して前記第１端部に接続されて前記管状コア（２８）の軸方向の剛性を増大させており、前記管状コアの第２端部（３６）全体は前記第２シールアセンブリ（１５）に属した環状シール（３５）内に組み込まれていることを特徴とする請求項４または５に記載のシールデバイス。
7. 前記管状コア（２８）の第２端部（３６）には径方向内側にＬ字形状エッジ（４２）が設けられており、該Ｌ字形状エッジは前記第１端部（２７）のＬ字形状エッジ（３１）の反対方向に且つ平行に伸びており、前記弾性変形可能な第１環状リップ（３７）の基幹セグメントに平行に且つ直接隣接した位置において前記環状シール（３５）内に組み込まれており、ベアリングの前記内側リング（５）に面した側の側面に位置していることを特徴とする請求項６に記載のシールデバイス。
8. 信号発生要素（１９）を形成した前記環状インサート（１９ｂ）は、軸方向に測定して所定の厚さの環状インサートとして磁化可能なエラストマ材料によって形成され、前記インサートは前記等速ジョイント（６）に面した前記第１シールド（１６）のフランジ部の第１前面（２０）に化学的に固定されており、前記フランジ部の覆われていない環状領域（２５）を除いて前記フランジ部を全体的に覆っており、前記覆われていない環状領域は前記第２シールアセンブリの管状コアの第２端部のＬ字形状エッジ（３１）のためのシート（３０）を形成していることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のシールデバイス。
9. 磁化可能なエラストマ材料から形成された前記環状インサート（１９ｂ）は、径方向において前記第１シールド（１６）のフランジ部を画定した径方向外側エッジ（３３）を越えて伸びており、且つ軸方向において前記フランジ部（１８）の全厚さにわたって且つ前記第１前面の反対側の前記第１シールドのフランジ部の第２前面（３４）に至るまで伸びて、前記第１シールドのフランジ部の径方向外側エッジ（３１）が前記インサート（１９ｂ）内に嵌め込まれていることを特徴とする請求項８に記載のシールデバイス。
10. 前記信号発生要素を形成した環状インサート（１９ｂ）は、斜めに配置され且つ配向された径方向内側面（４３）によって前記第２シールアセンブリの管状コア（２８）の第１端部のＬ字形状エッジ（３１）に向かって画定されており、前記Ｌ字形状エッジのために、前記リングによって画定された前記シート（３０）は径方向に開放した側において径方向外向きに拡張されていることを特徴とする請求項８または９に記載のシールデバイス。

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