JP7192524B2 - ハブユニット軸受 - Google Patents
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Description
前記外輪は、内周面に外輪軌道を有している。
前記ハブは、外周面に内輪軌道を有している。
前記複数の転動体は、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に配置されている。
前記外側密封部材は、少なくとも1本のシールリップを備え、前記外輪の内周面と前記ハブの外周面との間に存在する内部空間の軸方向外側開口を塞ぐものである。
前記内側密封部材は、前記内部空間の軸方向内側開口を塞ぐものである。
前記内圧調整装置は、前記内部空間の内圧(圧力)を調整するものである。
前記内圧調整装置は、前記内部空間の内圧を、大気圧と同じか大気圧よりも高い値に調整する。
そして、前記内部空間の内圧が大気圧よりも高くなった場合に、前記内部空間の空気を前記外側密封部材及び前記内側密封部材に備えられたシールリップと前記相手摺接面との間を通じて外部空間に排出する。
この場合に、前記空気路は、前記ピストンが前記シリンダの径方向外側に位置している場合に、前記内部空間と前記外部空間との間での連通が遮断され、前記ピストンが前記シリンダの径方向内側に位置している場合に、前記内部空間と前記外部空間との間を連通するものとすることができる。
この場合には、前記空気路は、前記内部空間の内圧が大気圧以上である場合に、前記内部空間と前記外部空間との間での連通が遮断され、前記内部空間の内圧が大気圧よりも低い場合に、前記内部空間と前記外部空間との間を連通するものとすることができる。
実施の形態の第1例について、図1~図3を用いて説明する。
本例のハブユニット軸受1は、使用状態で回転しない外輪2と、使用状態で車輪及びディスク、ドラムなどの制動用回転体とともに回転するハブ3と、複数個の転動体4と、外側密封部材5と、内側密封部材6と、内圧調整装置7とを備えている。
なお、ハブユニット軸受1に関して、軸方向外側は、車両に組み付けた状態で車両の幅方向外側となる図1~図3の左側であり、軸方向内側は、車両に組み付けた状態で車両の幅方向中央側となる図1~図3の右側である。また、軸方向、径方向、及び、周方向とは、特に断らない限り、ハブ3の各方向を言う。
すなわち、本例では、内部空間23の内圧が大気圧よりも低い場合に、送気管44及びケーブル45を通じて、圧縮空気供給源77により発生した圧縮空気を内部空間23に供給するか、又は、内部空間23を車体側に配置された大気開放部80で大気に開放することにより、内部空間23の内圧を大気圧と同じか大気圧よりも高い値に調整する。このように本例では、泥水や塵埃が存在する外輪2の周囲に存在する空気ではなく、送気管44及びケーブル45を利用して、車体側に存在する空気を内部空間23に取り入れる。また、内部空間23の内圧が大気圧よりも高くなった場合に、グリースが存在している内部空間23の空気を、送気管44及びケーブル45を通じて外部に排出するのではなく、グリースの漏出防止機能を有するシールリップ28a~28c、35、40a、40bと相手摺接面との間を通じて外部に排出する。したがって、本例のハブユニット軸受1によれば、前述した特開2010-38250号公報(特許文献1)に記載された従来構造のように、目詰まりに起因して内圧調整機能が不能になることを防止でき、長期間にわたり内部空間23の内圧変化を抑えることが可能になる。
実施の形態の第2例について、図4及び図5を用いて説明する。
本例のハブユニット軸受1aでは、内圧調整装置7aの構造を、実施の形態の第1例の構造から変更している。本例の内圧調整装置7aは、ハブ3aの回転時に作用する遠心力を利用して内部空間23の内圧を調整するいわゆるポンプ装置であり、実施の形態の第1例で使用した、センサユニット41、圧縮空気供給源77及び制御器78(図1参照)はいずれも使用しない。
先ず、車両の走行速度がゼロ(車両が停止している、ハブ3aが回転していない)場合には、ピストン49には遠心力が作用しないため、図5の(A)に示すように、ピストン49は、押圧ばね50の押圧力によってシリンダ48の径方向内側(底面側)へと移動させられる。これにより、ピストン49の小径軸部54の径方向位置が、空気路52の径方向位置と一致する。このため、外側空気路58aと内側空気路58bとが、シリンダ48のうちで小径軸部54の周囲に存在する空間を介して連通する。したがって、空気路52は、ピストン49によって遮断されず、内部空間23と外部空間(第1閉塞空間57)との間を連通する。この結果、内部空間23は大気に開放されるため、内部空間23の内圧は大気圧と同じになる。
ピストン49に作用する遠心力Fは、ピストン49の質量をm、ピストン49の回転速度(角速度)をω、ハブ3aの中心軸(回転中心)からピストン49の重心までの距離(回転半径)をrとした場合に、F=mrω2で表される。このため、ハブ3aの回転速度を10s-1(車速で70km/sに相当)とし、ピストン49の直径を10mm、全長を10mm、密度を7830kg/m3とし、ピストン49の重心がハブ3aの中心軸から20mmの位置に存在しているとした場合には、ピストン49に作用する遠心力Fは、0.486Nとなる。なお、ピストン49の質量mは、断面積×全長×密度で求められ、0.00615kgであり、ピストン49の角速度ωは、(20×π)2である。
なお、ハブ3aの回転速度が上昇するほど、ハブユニット軸受1aの温度は上昇するため、内部空間23からピストン49に作用する荷重は大きくなるが、ピストン49に作用する遠心力Fは角速度ωの2乗で大きくなるため、ハブ3aの回転速度が上昇するほど、ピストン49は押し戻されにくくなり、内部空間23の内圧を大気圧よりも高くする上で有利になる。
その他の構成及び作用効果については、実施の形態の第1例と同じである。
実施の形態の第3例について、図6を用いて説明する。
本例のハブユニット軸受1bでは、内圧調整装置7bの構造を、実施の形態の第2例の構造から一部変更している。本例の内圧調整装置7bも、実施の形態の第2例の構造と同様に、ハブ3bの回転時に作用する遠心力を利用して内部空間23の内圧を調整するいわゆるポンプ装置であり、実施の形態の第1例で使用した、センサユニット41、圧縮空気供給源77及び制御器78(図1参照)はいずれも使用しない。
先ず、泥水条件が緩やかな車両の停止時又は低速走行時には、内部空間23の内圧が大気圧よりも低いことを条件に、内部空間23を大気に開放する。具体的には、車両の停止時又は低速走行時は、ピストン49aには遠心力が作用しないか、ピストン49aに作用する遠心力は十分に小さくなる。このため、ピストン49aは、押圧ばね50の押圧力によってシリンダ48の径方向内側へと移動させられた状態になる。この状態で、内部空間23の内圧が大気圧よりも低くなると、第1空気路64に備えられた第1チェック弁69a及び第2チェック弁69bが大気圧によっていずれも開く。これにより、空気路63は、内部空間23と外部空間(第2閉塞空間68)との間を連通する。そして、第2閉塞空間68及び空気路63(第1空気路64及び第2空気路65)を通じて、内部空間23内に空気を送り込む。この結果、内部空間23の内圧が、大気圧と同じになるとともに、第1チェック弁69a及び第2チェック弁69bは閉じる。
その他の構成及び作用効果については、実施の形態の第1例及び第2例と同じである。
2 外輪
3、3a、3b ハブ
4 転動体
5 外側密封部材
6、6a 内側密封部材
7、7a、7b 内圧調整装置
8 静止フランジ
9a、9b 外輪軌道
10 センサ取付孔
11、11a、11b ハブ輪
12 内輪
13a、13b 内輪軌道
14 軸部
15 回転フランジ
16 パイロット部
17 小径段部
18 かしめ部
19 ボルト取付孔
20 スタッド
21 段差面
22 保持器
23 内部空間
24 外側芯金
25 外側シール部
26 固定部
27 折れ曲がり部
28a、28b、28c シールリップ
29 第1シールリング
30 第2シールリング
31 第1芯金
32 第1シール部
33 第1固定部
34 第1折れ曲がり部
35 シールリップ
36 第2芯金
37 第2シール部
38 第2固定部
39 第2折れ曲がり部
40a、40b シールリップ
41 センサユニット
42 センサホルダ
43 圧力センサ
44 送気管
45 ケーブル
46 挿入部
47 取付フランジ部
48 シリンダ
49、49a ピストン
50 押圧ばね
51 シリンダ用吸排気路
52 空気路
53 雌ねじ孔
54 小径軸部
55 共通路
56 分岐路
57 第1閉塞空間
58a 外側空気路
58b 内側空気路
59 キャップ
60 嵌合部
61 塞ぎ板部
62 通気孔
63 空気路
64 第1空気路
65 第2空気路
66 第3空気路
67 エンドキャップ
68 第2閉塞空間
69a 第1チェック弁
69b 第2チェック弁
70 嵌合筒部
71 底板部
72 フランジ部
73 切り起こし部
74 挿通孔
75 排水孔
76a~76c シールリップ
77 圧縮空気供給源
78 制御器
79、79a 中空セットボルト
80 大気開放部
81 電磁弁
Claims (3)
- 内周面に外輪軌道を有する外輪と、
外周面に内輪軌道を有するハブと、
前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に配置された複数の転動体と、
前記外輪の内周面と前記ハブの外周面との間に存在する内部空間の軸方向外側開口を塞ぐ、少なくとも1本のシールリップを備えた外側密封部材、及び、前記内部空間の軸方向内側開口を塞ぐ内側密封部材と、
前記内部空間の内圧を調整可能な内圧調整装置と、を備え、
前記外側密封部材及び前記内側密封部材に備えられたすべてのシールリップは、先端側に向かうほど、それぞれの前記シールリップと相手摺接面との間を通じて前記内部空間の空気が漏れ出す場合の空気の流出方向に関して上流側から下流側に向かう方向に伸長しており、
前記内圧調整装置は、前記内部空間の内圧を大気圧と同じか大気圧よりも高くするもので、前記内部空間内の圧力を測定する圧力センサと、前記内部空間と外部空間との間で空気を出し入れする送気管とを一体に備えた、前記外輪に取り付けられるセンサユニットを有している、
ハブユニット軸受。 - 内周面に外輪軌道を有する外輪と、
外周面に内輪軌道を有するハブと、
前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に配置された複数の転動体と、
前記外輪の内周面と前記ハブの外周面との間に存在する内部空間の軸方向外側開口を塞ぐ、少なくとも1本のシールリップを備えた外側密封部材、及び、前記内部空間の軸方向内側開口を塞ぐ内側密封部材と、
前記内部空間の内圧を調整可能な内圧調整装置と、を備え、
前記外側密封部材及び前記内側密封部材に備えられたすべてのシールリップは、先端側に向かうほど、それぞれの前記シールリップと相手摺接面との間を通じて前記内部空間の空気が漏れ出す場合の空気の流出方向に関して上流側から下流側に向かう方向に伸長しており、
前記内圧調整装置は、前記内部空間の内圧を大気圧と同じか大気圧よりも高くするもので、前記ハブの内部に形成されたシリンダと、前記シリンダ内に嵌装され、前記ハブが回転する際に作用する遠心力により径方向外側に移動し、前記内部空間に空気を押し出すピストンと、前記ピストンを径方向内側に向けて付勢する付勢手段と、前記ピストンの径方向位置に応じて前記内部空間と外部空間との間の連通状態が切り換えられる空気路とを備え、
前記空気路は、前記ピストンが前記シリンダの径方向外側に位置している場合に、前記内部空間と前記外部空間との間での連通が遮断され、前記ピストンが前記シリンダの径方向内側に位置している場合に、前記内部空間と前記外部空間との間を連通する、
ハブユニット軸受。 - 内周面に外輪軌道を有する外輪と、
外周面に内輪軌道を有するハブと、
前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に配置された複数の転動体と、
前記外輪の内周面と前記ハブの外周面との間に存在する内部空間の軸方向外側開口を塞ぐ、少なくとも1本のシールリップを備えた外側密封部材、及び、前記内部空間の軸方向内側開口を塞ぐ内側密封部材と、
前記内部空間の内圧を調整可能な内圧調整装置と、を備え、
前記外側密封部材及び前記内側密封部材に備えられたすべてのシールリップは、先端側に向かうほど、それぞれの前記シールリップと相手摺接面との間を通じて前記内部空間の空気が漏れ出す場合の空気の流出方向に関して上流側から下流側に向かう方向に伸長しており、
前記内圧調整装置は、前記内部空間の内圧を大気圧と同じか大気圧よりも高くするもので、前記ハブの内部に形成されたシリンダと、前記シリンダ内に嵌装され、前記ハブが回転する際に作用する遠心力により径方向外側に移動し、前記内部空間に空気を押し出すピストンと、前記ピストンを径方向内側に向けて付勢する付勢手段と、前記内部空間の内圧の大きさに応じて前記内部空間と外部空間との間の連通状態が切り換えられる空気路とを備え、
前記空気路は、前記内部空間の内圧が大気圧以上である場合に、前記内部空間と前記外部空間との間での連通が遮断され、前記内部空間の内圧が大気圧よりも低い場合に、前記内部空間と前記外部空間との間を連通する、
ハブユニット軸受。
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JP2013213571A (ja) | 2012-04-04 | 2013-10-17 | Jtekt Corp | 車輪用転がり軸受装置の製造方法 |
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