KR101837600B1 - 차량의 차륜 지지 장치 - Google Patents

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고시 야마다
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도요타 지도샤（주）
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Abstract

차량의 차륜 지지 장치는, 차륜을 회전 가능하게 지지하고 윤활제에 의해 윤활되는 베어링(16)과, 베어링 지지 부재(18)와, 특정한 부재의 표면에 설치되는 자기방전식 제전기(110A, 110B, 110C, 110D)를 포함한다. 자기방전 제전기(110A, 110B, 110C, 110D)는, 자기방전식 제전기(110A,110B,110C,110D)의 주위의 공기를 음의 공기 이온으로 변화시키고, 공기 이온을 특정한 부재의 양의 전하로 끌어당겨 중화시킴으로써 제전하고, 특정한 부재의 대전량을 저하시킴으로써, 윤활제의 대전량을 저하시킨다.

Description

차량의 차륜 지지 장치{WHEEL SUPPORT DEVICE FOR VEHICLE}
본 발명은, 차량의 차륜 지지 장치에 관련된 것이며, 특히 차륜을 회전 가능하게 지지하는 베어링을 포함하는 차륜 지지 장치에 관련된 것이다.
자동차 등의 차량이 주행하면, 공기가 차량에 마찰 접촉하는 상태로 흐르는 것에 기인하여 차량에 정전기가 발생한다. 또, 차륜의 회전에 따라 타이어의 각 부가 노면에 대하여 반복 접촉 및 박리를 반복하는 것, 엔진 및 브레이크 장치 등에 있어서 구성 부품이 상대 운동하는 것 등에 의해서도, 정전기가 발생한다.
차량은 도전성이 낮은 타이어에 의해 대지로부터 실질적으로 전기 절연된 상태에 있기 때문에, 차량에 정전기가 발생하면, 전하(일반적으로는 양의 전하)가 차체 등에 대전한다. 전하가 차체 등에 대전하면 라디오 노이즈가 빌생하기 쉬워지기 때문에, 차량에 대전한 전하를 저감하는 구조가 종래 연구되어, 다양한 구조가 제안되어 있다.
예를 들면, 하기의 일본 공개특허 특개2006-234093에는, 이너 레이스 부재와, 아우터 레이스 부재와, 이들 레이스 부재의 사이에 개재된 복수의 전동체를 가지는 베어링 장치에 있어서, 일방(一方)의 레이스 부재에 접촉하는 탄성 부재를 포함하는 시일 장치를 가지고, 베어링 장치의 내부가 도전성 그리스에 의해 충전된 베어링 장치가 기재되어 있다.
상기 일본 공개특허 특개2006-234093에 기재되어 있는 바와 같은 베어링 장치에 있어서는, 그리스는 도전성을 가지기 때문에, 그리스로부터 레이스 부재로 전하를 이동시키는 것은 가능하다. 그러나, 전하가 차체 등에 대전하고 있는 상황에 있어서는, 베어링 장치의 주위의 부재에도 전하가 대전하고 있기 때문에, 레이스 부재로부터 주위의 부재로 전하를 이동시킬 수 없다. 그 때문에, 그리스에 전하가 대전하는 것을 효과적으로 방지할 수 없다. 레이스 부재로부터 주위의 부재로 전하를 이동시키기 위해서는, 예를 들면 상기 일본 공개특허 특개2008-181694에 기재된 정전기 제거 장치와 같은 특별한 장치에 의해, 베어링 장치의 주위의 부재에 대전하는 전하를 접지에 의해 제거할 필요가 있다.
본원 발명자가 행한 실험적 연구에 의해, 정전기 제거 장치와 같은 특별한 장치에 의해 레이스 부재로부터 베어링 장치의 주위의 부재로 전하를 이동시키는 것이 아니라, 공기 이온 변환형 자기방전식 제전기에 의해 전하를 공기 중으로 방전시킴으로써 제거할 수 있는 것을 알았다.
본 발명은, 정전기 제거 장치와 같은 특별한 장치를 필요로 하지 않고, 차륜 지지 장치의 베어링 내의 그리스에 대전하는 전하를 제거하는 차량의 차륜 지지 장치를 제공하는 것이다. 이것에 의해 전하의 대전에 기인하여 그리스의 점성이 높아져 베어링 내의 점성 저항이 높아지는 것을 방지하는 것이다.
본 발명의 태양에 의하면, 차량의 차륜 지지 장치는, 베어링, 베어링 지지 부재, 자기방전식 제전기를 포함한다. 차량은 노면과 전기적으로 절연 상태로 유지되는 차체를 갖는다. 베어링은, 차륜을 회전 가능하게 지지하고, 윤활제에 의해 윤활된다. 베어링 지지 부재는, 베어링을 지지한다. 자기방전식 제전기는, 특정한 부재의 표면에 설치된다. 특정한 부재는, 베어링, 베어링 지지 부재 및 부속 부재 중 적어도 어느 하나이다. 부속 부재는, 베어링 지지 부재에 맞닿은 상태로 접속되는 부재이다. 자기방전식 제전기는, 공기 이온 변환형 자기방전식 제전기이다. 공기 이온 변환형 자기방전식 제전기는, 특정한 부재에 대전하는 양의 전하의 대전량에 따라, 자기방전식 제전기의 주위의 공기를 음의 공기 이온으로 변화시키고, 공기 이온을 특정한 부재의 양의 전하로 끌어당겨 중화시킴으로써 제전하고, 특정한 부재의 대전량을 저하시킴으로써, 윤활제의 대전량을 저하시킨다.
차체 등에 전하가 대전하면 베어링 내의 그리스와 같은 윤활제에 전하가 대전하는 이유 및 오일에 전하가 대전하면 윤활제의 점성이 높아지는 원인은 반드시 명확하진 않지만, 주된 이유 및 원인은 이하와 동일하다고 생각된다. 베어링은 차륜과 함께 회전하는 회전 레이스 부재와, 정지 레이스 부재와, 회전 레이스 부재와 정지 레이스 부재와의 사이에 개재된 복수의 전동체를 가지고, 정지 레이스 부재 및 회전 레이스 부재는 각각 비회전 지지 부재 및 회전 지지 부재에 의해 지지되어 있다. 비회전 지지 부재는 서스펜션 부재 등을 통하여 차체에 접속되고, 회전 지지 부재는 차륜에 접속되어 있다.
따라서, 차체 등에 전하가 대전하면, 전하가 비회전 지지 부재 및 회전 지지 부재를 거쳐 각각 정지 레이스 부재 및 회전 레이스 부재로 이동한다. 정지 레이스 부재 및 회전 레이스 부재에 대전하는 전하의 양이 많아지면, 그들 전하의 일부가 베어링 내의 윤활제로 이동하고, 그 결과 윤활제에 전하가 대전한다. 윤활제에 전하가 대전하면, 윤활제의 분자의 자유도를 저하시켜, 이것이 윤활제의 점성을 높게한다고 추정된다.
상기의 태양에 의하면, 베어링, 베어링 지지 부재 및 베어링 지지 부재에 맞닿은 상태로 접속된 부속 부재 중 적어도 어느 하나인 특정한 부재의 표면에 자기방전식 제전기가 설치되어 있다. 이 제전기는, 그 주위의 공기를 음의 공기 이온으로 변화시키고, 공기 이온을 특정한 부재의 양의 전하로 끌어당겨 중화시킴으로써 제전하고, 특정한 부재의 대전량을 저하시킨다. 따라서, 베어링 내의 윤활제에 대전하는 전하가 특정한 부재로 이동함으로써 윤활제의 대전량이 저하되기 때문에, 윤활제의 점성이 과잉된 전하의 대전에 기인하여 높아져 베어링 내의 점성 저항이 높아지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기의 태양에 의하면, 복잡한 구조의 정전기 제거 장치는 불필요하며, 정전기 제거 장치를 도선에 의해 배터리의 마이너스의 단자 및 차체에 접속하는 것도 불필요하다. 또, 자기방전식 제전기는, 특정한 부재에 대전하는 전하를 이용하여 소위 자기 방전을 행할 수 있는 예를 들면 얇은 도전체여도 되기 때문에, 정전기 제거 장치를 설치하는 경우와 같은 큰 스페이스는 불필요하다. 단, 본 발명의 차륜 지지 장치가 장착된 차량에, 정전기 제거 장치가 설치되어도 된다.
상기의 태양에 있어서, 베어링은, 차륜과 함께 회전하는 회전 레이스 부재와, 정지 레이스 부재와, 복수의 전동체를 포함해도 된다. 전동체는, 회전 레이스 부재와 정지 레이스 부재와의 사이에 개재된다. 특정한 부재는, 베어링 지지 부재이며, 베어링 지지 부재는 회전 지지 부재를 포함해도 된다. 회전 지지 부재는, 회전 레이스 부재를 지지한다. 자기방전식 제전기는 회전 지지 부재에 설치되어 있고, 회전 레이스 부재와 회전 지지 부재와의 사이에 있어서 전하의 이동이 가능해도 된다.
상기의 태양에 의하면, 특정한 부재는 베어링 지지 부재이며, 자기방전식 제전기는 베어링 지지 부재의 회전 지지 부재에 설치되어 있고, 회전 레이스 부재와 회전 지지 부재와의 사이에 있어서 전하의 이동이 가능하다. 따라서, 자기방전식 제전기에 의한 제전에 의해 회전 지지 부재의 대전량을 저하시킴으로써, 베어링 내의 윤활제에 대전하는 전하가 회전 레이스 부재를 거쳐 회전 지지 부재로 이동하기 때문에, 윤활제의 대전량을 저하시킬 수 있다.
또, 상기의 태양에 있어서, 베어링은 회전축과 함께 회전하는 회전 레이스 부재와, 정지 레이스 부재와, 복수의 전동체를 포함해도 된다. 전동체는, 회전 레이스 부재와 정지 레이스 부재와의 사이에 개재되어도 된다. 특정한 부재는 베어링 지지 부재여도 된다. 베어링 지지 부재는 비회전 지지 부재를 포함하고, 비회전 지지 부재는, 정지 레이스 부재를 지지해도 된다. 자기방전식 제전기는 비회전 지지 부재에 설치되어 있고, 정지 레이스 부재와 상기 비회전 지지 부재와의 사이에 있어서 전하의 이동이 가능해도 된다.
상기의 태양에 의하면, 특정한 부재는 베어링 지지 부재이며, 자기방전식 제전기는 베어링 지지 부재의 비회전 지지 부재에 설치되어 있고, 정지 레이스 부재와 비회전 지지 부재와의 사이에 있어서 전하의 이동이 가능하다. 따라서, 자기방전식 제전기에 의한 제전에 의해 비회전 지지 부재의 대전량을 저하시킴으로써, 베어링 내의 윤활제에 대전하는 전하가 정지 레이스 부재를 거쳐 비회전 지지 부재로 이동하기 때문에, 윤활제의 대전량을 저하시킬 수 있다.
상기의 태양에 있어서, 베어링은 회전축과 함께 회전하는 회전 레이스 부재와, 정지 레이스 부재와, 복수의 전동체와, 시일 부재를 포함해도 된다. 전동체는, 회전 레이스 부재와 정지 레이스 부재와의 사이에 개재되어도 된다. 시일 부재는, 베어링의 단부에 있어서 회전 레이스 부재와 정지 레이스 부재와의 사이를 시일하는 수지제의 시일 부재여도 된다. 특정한 부재는 베어링이어도 된다. 자기방전식 제전기는 시일 부재에 설치되어 있고, 회전 레이스 부재 및 정지 레이스 부재 중 적어도 일방과 시일 부재와의 사이에 있어서 전하의 이동이 가능해도 된다.
상기의 태양에 의하면, 특정한 부재는 베어링이며, 자기방전식 제전기는 시일 부재에 설치되어 있고, 회전 레이스 부재 및 정지 레이스 부재 중 적어도 일방과 시일 부재와의 사이에 있어서 전하의 이동이 가능하다. 따라서, 자기방전식 제전기에 의한 제전에 의해 시일 부재의 대전량을 저하시킴으로써, 베어링 내의 윤활제에 대전하는 전하가 시일 부재로 이동하기 때문에, 시일 부재의 근방에 존재하는 윤활제의 대전량을 저하시킬 수 있다. 또 베어링 내의 윤활제에 대전하는 전하가 회전 레이스 부재 및 정지 레이스 부재 중 적어도 일방을 거쳐 시일 부재로 이동하기 때문에, 시일 부재로부터 떨어진 영역에 존재하는 윤활제의 대전량을 저하시킬 수 있다. 또한, 시일 부재는 수지제이기 때문에, 시일 부재가 예를 들면 고무와 같은 수지 이외의 재료로 형성되어 있는 경우에 비하여, 시일 부재에 대전하는 전하의 양이 높아지기 때문에, 자기방전식 제전기에 의한 제전 작용을 높게 하여 효율적으로 윤활제의 대전량을 저하시킬 수 있다.
상기의 태양에 있어서, 베어링은 회전축과 함께 회전하는 회전 레이스 부재와, 정지 레이스 부재와, 복수의 전동체를 포함해도 된다. 전동체는, 회전 레이스 부재와 정지 레이스 부재와의 사이에 개재되어도 된다. 특정한 부재는 부속 부재이며, 부속 부재는 브레이크 백 플레이트를 포함해도 된다. 자기방전식 제전기는 브레이크 백 플레이트에 설치되어 있고, 정지 레이스 부재와 브레이크 백 플레이트와의 사이에 있어서 전하의 이동이 가능해도 된다.
상기의 태양에 의하면, 특정한 부재는 부속 부재이며, 자기방전식 제전기는 부속 부재의 하나인 브레이크 백 플레이트에 설치되어 있고, 정지 레이스 부재와 브레이크 백 플레이트와의 사이에 있어서 전하의 이동이 가능하다. 따라서, 자기방전식 제전기에 의한 제전에 의해 브레이크 백 플레이트의 대전량을 저하시킴으로써, 베어링 지지 부재에 대전하는 전하가 브레이크 백 플레이트로 이동한다. 그 결과 베어링 내의 윤활제에 대전하는 전하가 레이스 부재를 거쳐 베어링 지지 부재로 이동하기 때문에, 윤활제의 대전량을 저하시킬 수 있다.
상기의 태양에 있어서, 차륜은 구동륜이며, 베어링은 전측 구동륜과 함께 회전하는 회전축을 회전 가능하게 지지해도 된다. 또한, 차륜용 구동축으로부터의 구동력이 유니버설 조인트를 거쳐 회전축으로 전달되어도 된다.
상기의 태양에 의하면, 자기방전식 제전기에 의한 제전에 의해 베어링의 대전량을 저하시킴으로써, 회전축에 대전하는 전하가 베어링으로 이동하기 때문에, 유니버설 조인트에 대전하는 전하의 양도 저감할 수 있다. 따라서, 유니버설 조인트 등에 자기방전식 제전기를 설치하지 않고, 유니버설 조인트 내의 윤활제에 대전하는 전하의 양을 저감하고, 이것에 의해 유니버설 조인트 내의 윤활제의 점성이 전하의 대전에 기인하여 과잉하게 높아지는 것을 방지할 수 있다.
상기의 태양에 있어서, 자기방전식 제전기는, 외주 전체의 측면에만 다수의 미소한 요철을 가지는 도전성의 금속박과, 금속박의 일방의 면에 부착된 점착제의 층을 포함해도 된다. 자기방전식 제전기는, 점착제의 층에 의한 접착에 의해 특정한 부재에 고정되어도 된다.
상기의 태양에 의하면, 특정한 부재의 표면에 제전을 행하는 금속박을 접착에 의해 용이하게 고정할 수 있다. 또한, 금속박은, 전면에 걸쳐 점착제의 층을 통하여 특정한 부재에 밀착하기 때문에, 특정한 부재로부터 금속박으로의 전하의 이동을 효율적으로 행하게 할 수 있어, 제전의 효과를 높게 할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예들의 특징, 이점 및 기술적, 산업적 중요성을, 동일한 구성 요소에 대해 동일 부호를 사용한 첨부 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은, 맥퍼슨 스트럿식 프론트 서스펜션에 적용된 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 차륜 지지 장치를 차량의 후방으로부터 본 상태에서 나타낸 개략도이다.
도 2는, 도 1에 나타내어진 차륜 지지 장치의 일부를 분해하여 나타낸 사시도이다.
도 3은, 도 1에 나타내어진 차륜 지지 장치의 주요부를 개략적으로 나타낸 확대 부분 단면도이다.
도 4는, 도 1에 나타내어진 차륜측의 유니버설 조인트를 나타낸 확대 단면도이다.
도 5는, 접착 전의 자기방전식 제전기를 나타낸 확대 단면도이다.
도 6은, 베어링의 이너 레이스 및 아우터 레이스, 너클, 액슬 허브 및 그리스의 양의 전하의 대전에 기인하는 전위의 관계를 나타낸 도면이다.
도 7의 (a), (b)는, 자기방전식 제전기에 의한 제전의 메커니즘을 나타낸 모식적인 설명도이며, 도 7의 (a) 및 도 7의 (b)는 각각 단면도 및 평면도이다.
도 8은, 트위스트 빔식 리어 서스펜션(120)에 적용된 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 차륜 지지 장치를 차량의 비스듬한 전방으로부터 본 상태에서 나타낸 분해 사시도이다.
도 9는, 도 8에 나타내어진 차륜 지지 장치의 주요부를 나타낸 확대 부분 단면도이다.
도 10은, 맥퍼슨 스트럿식 프론트 서스펜션에 적용된 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 차륜 지지 장치의 주요부를 나타낸 확대 부분 단면도이다.
이하에 첨부한 도면을 참조하면서, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 상세하게 설명한다.
[제 1 실시형태] 도 1은, 맥퍼슨 스트럿식 프론트 서스펜션에 적용된 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 차륜 지지 장치(10)를 차량의 후방으로부터 본 상태에서 도시한 개략도, 도 2는, 도 1에 나타내어진 차륜 지지 장치(10)의 일부를 분해하여 나타낸 사시도이다.
이러한 도면에 있어서, 차륜 지지 장치(10)는, 차륜(12)을 회전 축선(14)의 둘레에 회전 가능하게 지지하는 베어링(16)과, 베어링(16)을 지지하는 비회전 지지 부재로서의 너클(18)을 가지고 있다. 너클(18)은 서스펜션 부재로서의 맥퍼슨 스트럿(20)에 의해 차량(21)의 차체(22)에 연결되어 있다. 맥퍼슨 스트럿(20)은, 실린더(24)와 피스톤(26)을 포함하는 쇼크 업소버(28)를 가지고 있다. 피스톤(26)은, 축선(24A)을 따라 실린더(24)에 대하여 왕복 운동 가능하게 실린더(24)에 감합(嵌合)되어 있다. 피스톤(26)의 로드부(26R)는 실린더(24)의 상단을 관통하여 상방으로 연장되어 있다.
또한, 본 명세서에 있어서 설명하는 부재는, 특별히 구성 재료에 대하여 언급하는 부재를 제외하고, 강 등의 도전성을 가지는 금속으로 형성되어 있다. 또한, 금속제의 부재의 대기에 노출되는 부위는, 내구성을 향상시키도록, 도장(塗裝)되어 있고, 표면은 비도전성의 도막으로 덮여 있다.
쇼크 업소버(28)는, 로드부(26R)의 상단부에서 어퍼 서포트(30)에 의해 차체(22)에 연결되고, 실린더(24)의 하단부에 고정된 브래킷(34)에 의해 너클(18)의 상단부에 연결되어 있다. 또한, 서스펜션이 맥퍼슨 스트럿식 이외의 서스펜션인 경우에는, 쇼크 업소버(28)의 하단부는, 도면에는 나타내어져 있지 않은 고무 부시 장치에 의해 너클(18) 또는 서스펜션 아암과 같은 다른 서스펜션 부재에 연결되어도 된다.
너클(18)의 하단부에는, 서스펜션 아암으로서의 컨트롤 아암(로어 아암)(36)의 외단(外端)이 볼 조인트(38)를 통하여 피봇 운동 가능하게 연결되어 있다. 도시한 실시형태에 있어서는, 컨트롤 아암(36)은 외단에 부가하여 내단 및 후단을 가지는 L형 아암이며, 내단 및 후단은 각각 고무 부시 장치(40, 42)를 통하여 차체의 브래킷(도시 생략)에 의해 요동 가능하게 지지되어 있다. 컨트롤 아암(36)의 외단에 설치된 볼 조인트(38)의 볼부의 중심 및 어퍼 서포트(30)의 중심은 서로 상호작용하여 킹핀축(44)을 획정하고 있다. 따라서, 차륜(12)은 킹핀축(44)의 둘레에 도면에는 나타내어져 있지 않은 파워 스티어링 장치에 의해 타이 로드를 통하여 구동되며, 이것에 의해 조타된다.
도 1에는 상세하게 나타내어져 있지 않지만, 피스톤(26)의 로드부(26R)의 상단부는, 어퍼 스프링 시트(46)를 관통하여 연장되고, 어퍼 스프링 시트(46)는 로드부(26R)에 고정되어 있다. 어퍼 스프링 시트(46)와 실린더(24)에 고정된 로어 스프링 시트(48)와의 사이에는, 서스펜션 스프링으로서의 압축 코일 스프링(50)이 탄성 장착(彈裝)되어 있다.
도 3에 나타내어져 있는 바와 같이, 베어링(16)은, 회전 레이스 부재로서의 이너 레이스(52)와, 정지 레이스 부재로서의 아우터 레이스(54)와, 이너 레이스(52)와 아우터 레이스(54)와의 사이에 개재된 복수의 전동체로서의 볼(56)을 가지고 있다. 이너 레이스(52)는, 액슬 허브(58)의 회전 축선(14)을 따라 연장되는 슬리브부(58S)의 둘레에 배치되며, 슬리브부(58S)에 예를 들면 압입에 의해 고정되어 있다. 이너 레이스(52)의 일부는 슬리브부(58S)에 의해 형성되어 있어도 된다. 액슬 허브(58)는, 너클(18)과 상호작용하여 베어링(16)을 지지하는 회전 지지 부재를 구성하고 있다.
아우터 레이스(54)의 일단에는 플랜지부(54F)가 설치되어 있고, 아우터 레이스(54)의 플랜지부(54F) 이외의 부분은 너클(18)에 설치된 베어링 지지 구멍(60)에 조밀하게 삽입되어 있다. 플랜지부(54F)와 너클(18)과의 사이에는, 브레이크 백 플레이트(62)의 내주부가 개재되어 있다. 플랜지부(54F) 및 브레이크 백 플레이트(62)는, 그들에 삽입 통과된 볼트(64)에 의해 너클(18)에 장착되어 있고, 따라서 브레이크 백 플레이트(62)는 비회전 지지 부재로서의 너클(18)에 접속된 부속 부재의 하나이다.
베어링(16)의 내부 공간에는, 윤활제로서의 그리스(66)가 충전되고, 볼(56)과 이너 레이스(52) 및 아우터 레이스(54)와의 사이의 마찰이 그리스(66)에 의해 저감되도록 되어 있다. 베어링(16)의 양단에는, 수지제의 시일 부재(68)가 배치되고, 예를 들면 압입에 의해 아우터 레이스(54)에 고정되어 있다. 따라서, 아우터 레이스(54)와 시일 부재(68)와의 사이에서 전하의 이동이 가능하다.
또한, 시일 부재(68)가 이너 레이스(52)와 슬라이딩 접촉함으로써, 이너 레이스(52)와 시일 부재(68)와의 사이에 있어서도 전하의 이동이 가능해도 된다. 시일 부재(68)는, 그리스(66)가 베어링(16) 밖으로 유출되는 것을 방지함과 함께, 베어링(16) 내로 분진 및 흙탕물 등이 침입하는 것을 방지한다. 또한, 그리스(66)는 전하의 이동이 용이하게 행해지도록, 도전성을 가지고 있는 것이 바람직하나, 그리스(66)가 도전성을 가지고 있지 않아도, 그리스에 대전하는 전하의 제거가 가능하다.
액슬 허브(58)는 플랜지부(58F)를 가지고, 플랜지부(58F)에는 5개의 허브 볼트(70)가 예를 들면 압입에 의해 고정되어 있다. 각 허브 볼트(70)는 플랜지부(58F)에 대하여 너클(18)로부터 멀어지는 방향으로 돌출하고, 브레이크 디스크(72)의 내주부에 설치된 볼트 구멍 및 차륜(12)의 휠 부재(74)의 내주부에 설치된 볼트 구멍에 삽입 통과되어 있다. 각 허브 볼트(70)의 선단에는 너트(76)가 나사 결합하고, 이것에 의해 브레이크 디스크(72) 및 휠 부재(74)는 액슬 허브(58)와 일체적으로 연결되어 있다. 도 2에 나타내어져 있는 바와 같이, 너클(18)에는 브레이크 캘리퍼 어셈블리(78)가 장착되어 있고, 브레이크 캘리퍼 어셈블리(78)에 설치된 브레이크 패드(도시 생략)가 브레이크 디스크(72)에 눌려짐으로써 제동력이 발생된다.
다시 도 1을 참조하면, 휠 부재(74)의 외주의 림부(74R)에는 고무 등으로 이루어지는 타이어(80)가 장착되어 있고, 휠 부재(74) 및 타이어(80)는 차륜(12)을 구성하고 있다. 도 1 및 도 2에 나타내어져 있는 바와 같이, 차륜(12)은 조타륜임과 함께 구동륜이며, 회전 축선(14)의 둘레에 회전하는 액슬(82)이 베어링(16)의 이너 레이스(52)에 삽입 통과되어 있다. 액슬(82) 및 이너 레이스(52)는 서로 상대 회전하지 않도록 스플라인 계합하고, 액슬(82)은 그 선단에 나사 결합하는 허브 너트(84)에 의해 액슬 허브(58)와 일체적으로 연결되어 있다. 도 1에 나타내어져 있는 바와 같이, 액슬(82)의 내단(內端)은 유니버설 조인트(86)에 의해 중간축(88)의 외단에 연결되고, 중간축(88)의 내단은 유니버설 조인트(90)에 의해 전륜용 구동축(92)의 외단에 연결되어 있다. 도면에는 나타내어져 있지 않으나, 차량의 주행시에는 차량의 구동원으로부터 구동력 전달계를 거쳐 구동축(92)으로 구동력이 공급된다.
유니버설 조인트(86 및 90)는 실질적으로 동일한 주지의 구성을 가지고 있다. 따라서, 유니버설 조인트(86)에 대해서만 설명한다. 도 4에 나타내어져 있는 바와 같이, 유니버설 조인트(86)는, 소켓 형상의 외륜(94)과, 구 형상의 내륜(96)과, 외륜(94)과 내륜(96)과의 사이에 배치된 복수의 볼(98)을 포함하고 있다. 외륜(94)은 액슬(82)의 내단과 일체로 형성되며, 내륜(96)은 중간축(88)의 외단부에 예를 들면 압입에 의해 고정되어 있다. 각 볼(98)은, 각각 외륜(94) 및 내륜(96)에 설치된 외륜 볼 홈 및 내륜 볼 홈 내에 부분적으로 들어간 상태에서, 케이지(100)에 의해 유지되어 있다.
중간축(88)의 구동력은 내륜(96), 복수의 볼(98) 및 외륜(94)을 거쳐 액슬(82)로 전달된다. 액슬(82) 및 중간축(88)은 유니버설 조인트(86)의 중심(O)의 둘레에 서로에 대하여 피봇 운동 가능하다. 유니버설 조인트(86)의 내부 공간에는, 윤활제로서의 그리스(102)가 충전되고, 볼(98)과 외륜(94) 및 내륜(96)과의 사이의 마찰이 그리스(102)에 의해 저감되도록 되어 있다. 더스트 부츠(104)가 일단에서 외륜(94)에 장착되고, 타단에서 중간축(88)에 장착되어 있다. 더스트 부츠(104)는, 유니버설 조인트(86) 내로 분진 및 흙탕물 등이 침입하는 것을 방지한다.
이상의 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 베어링(16), 너클(18) 및 액슬 허브(58) 등은, 차륜(12)을 회전 축선(14)의 둘레에 회전 가능하게 지지하는 차륜 캐리어로서 기능한다. 차량이 주행할 때에는, 차륜(12)은 차체(22)에 대하여 상하 운동하고, 킹핀 축(44)의 둘레에 조타 운동하는 것을 피할 수 없다. 유니버설 조인트(86 및 90)는 서로 상호작용하여 등속(等速) 조인트로서 기능하고, 차륜(12)에 구동력이 공급되는 상황을 확보하면서, 차륜(12)의 상하 운동 및 조타 운동을 허용한다.
도 3에 나타내어져 있는 바와 같이, 액슬 허브(58)의 플랜지부(58F)의 원통 형상의 표면에는, 직사각형 형상을 이루는 자기방전식 제전기(110A)가 둘레 방향으로 연장되도록 접착에 의해 고정되어 있다. 너클(18)의 차량 가로 방향의 외면 및 브레이크 백 플레이트(62)의 차량 가로 방향의 내면에는, 직사각형 형상을 이루는 자기방전식 제전기(110B 및 110C)가 직경 방향으로 수직으로 연장되도록 접착에 의해 고정되어 있다. 또한, 차량 가로 방향의 내측의 시일 부재(68)의 외면에는, 직사각형 형상을 이루는 자기방전식 제전기(110D)가 둘레 방향으로 연장되도록 접착에 의해 고정되어 있다.
자기방전식 제전기(110A∼110D)는 동일한 구조를 가지고 있다. 따라서, 접착 전의 제전기(110A)의 단면을 나타낸 도 5를 참조하여 제전기(110A)에 대해서만 설명한다. 제전기(110A)는, 도전성의 금속박(112)에 도전성의 점착제(114)가 부착되고, 점착제(114)를 덮는 박리지(116)가 점착제(114)에 장착된 복합 시트가 소정의 크기 및 형상으로 전단(剪斷)됨으로써 형성되어 있다. 제전되어야 할 부재에 대한 제전기(110A)의 고정은, 박리지(116)를 벗겨내고, 금속박(112)을 점착제(114)에 의해 부재에 접착함으로써 행해진다.
뒤에 상세하게 설명하는 바와 같이, 금속박(112)이 주로 측면(112A), 즉 금속박의 두께 방향을 따른 면이, 후술하는 제전 현상에 있어서의 방전면으로서 기능한다. 따라서, 금속박(112)의 측면(112A)은, 제전 현상이 효율적으로 행해지도록, 미소한 돌기부와 같은 다수의 볼록부(112B)를 가지는 것이 바람직하다. 또, 금속박(112)의 표면(112C)(도 5의 상면)에 표면 거칠기를 증대시키는 가공이 실시됨으로써, 금속박(112)의 표면에 미소한 돌기부와 같은 다수의 볼록부가 형성되어도 된다.
뒤에 상세하게 설명하는 바와 같이, 금속박(112)은 도전성을 가지는 임의의 금속으로 형성되어도 되나, 알루미늄, 금, 은, 구리 또는 그러한 합금으로 형성되는 것이 바람직하다. 특히, 이 실시형태와 같이, 제전기가 금속 부재에 고정되는 경우에는, 제전기의 금속박은, 금속 부재를 구성하는 금속 재료보다 높은 도전성을 가지는 것이 바람직하다. 또한, 금속박(112)의 측면이 충분히 방전면으로서 기능함에 충분한 두께를 가짐과 함께, 곡면에도 유연하게 대응하도록 변형시켜 고정할 수 있도록, 금속박의 두께는 약 50∼200㎛ 정도인 것이 바람직하다.
또한, 제전기(110A)의 평면 형상은, 직사각형 형상의 장방형에 한정되지 않으며, 장방형 이외의 다각형, 원형 또는 타원형과 같은 임의의 형상이어도 되나, 폐기되는 부분이 없도록 전단할 수 있는 형상, 예를 들면 장방형, 정방형, 마름모꼴 및 육각형 등인 것이 바람직하다. 또, 제전기(110A)의 크기는, 그것이 적용되는 부위에 따라 적절히 설정되어도 되나, 제전기(110A)가 예를 들면 장방형인 경우에는, 단변이 수mm∼십수mm 정도이며, 장변이 수십mm∼100mm 정도여도 된다.
전술한 바와 같이, 차량(21)이 주행하면, 차량에는 양의 전하가 대전하기 때문에, 차륜 지지 장치(10)를 구성하는 베어링(16) 및 너클(18) 등의 부재에도 양의 전하가 대전한다. 전하의 대전량은 금속 부재보다 수지 부재에 있어서 높고, 금속 부재보다 유제(油劑)에 있어서 낮다. 차륜 지지 장치(10)의 경우에는, 수지제의 시일 부재(68)의 대전량은, 금속제의 베어링(16), 너클(18) 및 액슬 허브(58)의 대전량보다 높지만, 그리스(66)의 대전량은, 베어링(16), 너클(18) 및 액슬 허브(58)의 대전량보다 낮다.
따라서, 제전기(110A) 등에 의한 제전이 행해지지 않은 경우에는, 베어링(16)의 이너 레이스(52) 및 아우터 레이스(54), 너클(18), 액슬 허브(58) 및 그리스(66)의 양의 전하의 대전에 기인하는 전위의 관계는, 도 6에 있어서 실선으로 나타내어진 관계라고 생각된다. 전술한 바와 같이, 타이어(80)가 노면에 대하여 반복 접촉 및 박리를 반복함으로써, 차륜(12)에는 양의 전하가 발생하여 대전한다. 차륜(12)에 대전한 양의 전하는, 베어링(16), 너클(18) 및 액슬 허브(58)로 이동하고, 베어링(16)의 이너 레이스(52) 및 아우터 레이스(54)로부터 그리스(66)로도 이동한다.
상기의 부재 및 부위 중 그리스(66)의 전위가 가장 낮지만, 베어링(16)의 이너 레이스(52) 및 아우터 레이스(54)의 대전량이 높아지면, 그러한 부재에 대전하는 전하가 그리스(66)로 이동하고, 그 결과 그리스(66)의 대전량도 높아져, 그 점성이 높아진다. 그리스(66)의 점성이 높아지면, 차륜(12)이 회전할 때의 베어링(16) 내의 점성 저항도 높아진다. 따라서, 제전기(110A) 등에 의한 제전에 의해, 그리스(66)의 대전량이 저하되는 것이 바람직하다.
도 7의 (a) 및 도 7의 (b)는, 제전기(110A)에 의한 제전의 메커니즘을 나타낸 모식적인 설명도이며, 제전기(110A)에 의한 제전은, 도 7의 (a) 및 도 7의 (b)에 나타내어진 메커니즘에 의해 행해진다고 추정된다. 또한, 도 7의 (a) 및 도 7의 (b)에 있어서, 「+」 및 「-」는 각각 양 및 음의 전하 또는 이온을 나타내고, 「0」은 전하가 0인 것, 즉 전기적으로 중화된 상태에 있는 것을 나타내고 있다. 또, 실선의 화살표는 공기의 유동을 나타내고, 파선의 화살표는 전하 또는 이온의 이동을 나타내고 있다.
공기는 양의 전하를 띠고 있지만, 액슬 허브(58)에 있어서의 양의 전하의 대전량이 매우 많아지면, 제전기(110A)의 주위, 특히 다수의 볼록부(112B)를 가지는 금속박(112)의 측면(112A)의 주위에 있어서, 공기가 소위 코로나 방전에 의해 양의 공기 이온과 음의 공기 이온으로 분리된다. 양의 공기 이온은, 액슬 허브(58)에 대전하는 양의 전하와의 사이에 작용하는 척력(斥力)에 의해, 액슬 허브(58)로부터 멀어지도록 이동한다. 이것에 대해, 음의 공기 이온은, 액슬 허브(58)에 대전하는 양의 전하와의 사이에 작용하는 쿨롱력에 의해 끌어당겨짐으로써, 액슬 허브(58)에 가까워지도록 이동하고, 액슬 허브(58)에 대전하는 양의 전하는 음의 공기 이온에 가까워지도록 이동한다.
그 결과, 음의 공기 이온과 양의 전하와의 사이에 있어서 전기적 중화가 생기고, 음의 공기 이온 및 양의 전하가 소멸하여, 공기의 전하가 0이 된다. 이상의 현상은 반복 연속적으로 생기기 때문에, 액슬 허브(58)에 대전하는 양의 전하가 저감됨으로써 액슬 허브(58)가 제전된다. 또한, 공기가 코로나 방전에 의해 양의 공기 이온과 음의 공기 이온으로 분리되는 현상 등은, 액슬 허브(58)의 대전량이 높을수록 활발해지고, 따라서, 제전의 작용은 대전량이 높을수록 활발해진다고 추정된다. 또, 제전기(110A)에 의한 제전은, 도 7의 (a) 및 도 7의 (b)에 나타내어져 있는 바와 같이, 일방향으로 공기가 유동하는 상황에 한정되지 않는다.
도 7의 (a)의 하방부는, 브레이크 백 플레이트(62)에 고정된 제전기(110C)와 같이, 제전기가 판 형상의 부재에 고정된 경우에 있어서, 판 형상의 부재에 대하여 제전기와는 반대의 측에 있어서의 제전의 메커니즘을 나타내고 있다. 도시한 바와 같이, 판 형상의 부재에 대하여 제전기와는 반대의 측에 있어서도 제전이 행해진다.
본원 발명자가 행한 실험적 연구의 결과에 의하면, 제전기(110A)의 금속박(112)(두께 200㎛의 알루미늄박)이 전술한 치수의 장방형 또는 이것과 동일한 정도의 크기의 다른 형상인 경우에는, 상기 제전의 효과가 미치는 면 방향의 범위는, 금속박(112)의 중앙 Pc로부터 반경 50mm 정도의 범위이다. 또, 상기 제전의 효과가 미치는 두께 방향의 범위는, 상기 면 방향의 제전의 효과가 미치는 범위 내에서 금속박(112)의 부착면으로부터 수mm∼십수mm 정도의 범위이다. 또한, 제전의 효과가 미치는 범위는, 양의 전하의 대전량 등의 상황에 따라 변화한다. 액슬 허브(58) 등의 부재에 대한 제전기(110A∼110D)의 접착면은, 각각 대응하는 제전기에 의한 제전의 효과가 미치는 범위 내에 있다.
도 6에 있어서 2점 쇄선으로 나타내어져 있는 바와 같이, 제전기(110A)에 의한 제전에 의해, 액슬 허브(58) 및 이너 레이스(52)에 대전하는 양의 전하가 저감되어 액슬 허브(58) 및 이너 레이스(52)의 전위가 저하된다. 따라서, 그리스(66)에 대전하는 양의 전하가 이너 레이스(52)로 이동함으로써 저감되어, 그리스(66)의 전위가 저하된다. 마찬가지로, 제전기(110B)에 의한 제전에 의해, 너클(18) 및 아우터 레이스(54)에 대전하는 양의 전하가 저감되어 너클(18) 및 아우터 레이스(54)의 전위가 저하된다. 따라서, 그리스(66)에 대전하는 양의 전하가 아우터 레이스(54)로 이동함으로써 저감되어, 그리스(66)의 전위가 저하된다.
아우터 레이스(54)의 전위는, 제전기(110C 및 110D)에 의한 제전에 의해, 각각 브레이크 백 플레이트(62) 및 시일 부재(68)에 대전하는 양의 전하가 저감되어, 브레이크 백 플레이트(62) 및 시일 부재(68)의 전위가 저하됨으로써도 저하된다. 또한, 제전기(110D)는, 그것에 접하는 그리스(66)에 대전하는 양의 전하를 저감하고, 시일 부재(68)를 통하여 이너 레이스(52)에 대전하는 양의 전하를 저감한다.
또한, 너클(18)과 같이 도장된 금속 부재의 경우에는, 도막에도 전하가 대전하지만, 제전기에 가까운 도막에 대전하는 전하는 제전기로 이동함으로써 저감된다. 또, 금속 부재에 대전하는 전하는, 도막을 통과하여 제전기로 이동함으로써 저감된다. 또한, 제전기로부터 떨어진 부위의 도막에 대전하는 전하는, 일단 금속 부재로 이동하여 금속 부재 내를 이동하고, 금속 부재로부터 도막을 통과하여 제전기로 이동한다.
따라서, 제 1 실시형태에 의하면, 베어링(16) 내의 그리스(66)에 양의 전하가 과잉하게 대전하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 그리스(66)의 점성이 과잉된 전하의 대전에 기인하여 과잉하게 높아져 차륜(12)의 회전에 따른 베어링(16) 내의 점성 저항이 과대해지는 것을 방지할 수 있다.
특히, 제 1 실시형태에 의하면, 차륜(12)은 구동륜이고, 액슬(82)은 액슬 허브(58)에 일체적으로 연결됨과 함께, 내단에서 유니버설 조인트(86)에 의해 중간축(88)의 외단에 연결되어 있다. 제전기(110A)에 의한 제전에 의해, 액슬 허브(58)에 대전하는 양의 전하가 저감되기 때문에, 유니버설 조인트(86)의 외륜(94)에 대전하는 양의 전하가 저감된다. 따라서, 외륜(94) 내의 그리스(102)에 대전하는 양의 전하가 저감되기 때문에, 그리스(102)의 점성이 과잉된 전하의 대전에 기인하여 과잉하게 높아져 액슬(82) 및 중간축(88)의 회전에 따른 유니버설 조인트(86) 내의 점성 저항이 과대해지는 것을 방지할 수 있다.
[제 2 실시형태] 도 8은, 트위스트 빔식 리어 서스펜션(120)에 적용된 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 차륜 지지 장치(10)를 차량의 비스듬한 전방으로부터 본 상태에서 나타낸 분해 사시도, 도 9는, 도 8에 나타내어진 차륜 지지 장치(10)의 주요부를 나타낸 확대 부분 단면도이다. 또한, 도 8 및 도 9에 있어서, 도 1 내지 도 3에 나타내어진 부재에 대응하는 부재에는, 이들 도면에 있어서 붙여진 부호와 동일한 부호가 붙여져 있다.
도 8에 나타내어진 트위스트 빔식 리어 서스펜션(120)은, 차량의 가로 방향으로 서로 격치(隔置)되어 차량의 전후 방향으로 연장되는 좌우의 트레일링 아암(122L 및 122R)과, 이들 트레일링 아암을 일체로 접속하는 트위스트 빔(124)을 가지고 있다. 도 8에 있어서 약도로 나타내어져 있는 바와 같이, 트레일링 아암(122L 및 122R)의 전단은, 차체(22) 또는 서브 프레임(도시 생략)에 설치된 브래킷(126L 및 126R)에 의해 고무 부시(도시 생략)를 통하여 축선(128L 및 128R)의 둘레에 피봇 운동 가능하게 지지되어 있다.
트레일링 아암(122L 및 122R)의 후단부에는, 차륜 장착용의 브래킷(130L 및 130R)이 예를 들면 용접에 의해 일체적으로 고정되어 있다. 브래킷(130L 및 130R)은, 실질적으로 차량의 전후 방향 및 연직 방향을 따라 연장되어 있다. 브레이크 캘리퍼 어셈블리(78)는 브래킷(130L 및 130R)에 장착되어 있다. 도 8에 있어서는 좌측 후륜용의 차륜 지지 장치(10)만이 도시되어 있으나, 좌우의 후륜의 차륜 지지 장치(10)는, 차량의 전후 방향의 중심선에 대하여 서로 좌우 대칭을 이루는 점을 제외하고, 서로 동일한 구조를 가지고 있다. 따라서, 이 이후에는 좌측 후륜의 차륜 지지 장치(10)에 대해서만 설명한다.
도 9에 나타내어져 있는 바와 같이, 차륜 지지 장치(10)는, 회전 축선(14)에 정합하는 베어링(16)과, 슬리브부(58S)에 의해 베어링(16)의 내측에 감합되는 액슬 허브(58)를 포함하고 있다. 이 실시형태에 있어서도, 베어링(16)의 이너 레이스(52)는 슬리브부(58S)의 둘레에 배치되며, 예를 들면 슬리브부(58S)의 내단부가 코킹됨으로써, 슬리브부(58S)에 고정되어 있다. 그러나, 액슬 허브(58)에는 액슬이 감합되어 있지 않아, 액슬 허브(58) 자체가 회전축으로서 기능함으로써, 차륜(12)의 휠 부재(74) 및 브레이크 디스크(72)와 함께 회전 축선(14)의 둘레로 회전한다. 또한, 슬리브부(58S)에 대한 이너 레이스(52)의 고정은, 예를 들면 볼트 체결과 같이, 코킹 이외의 수단이어도 된다.
베어링(16) 및 액슬 허브(58)의 슬리브부(58S)의 내단부는 트레일링 아암(122L)의 후단부에 삽입되어 있고, 베어링(16)의 아우터 레이스(54)의 플랜지부(54F)는 브래킷(130L)에 대하여 차량의 가로 방향 외측에 배치되어 있다. 플랜지부(54F)와 브래킷(130L)과의 사이에는, 브레이크 백 플레이트(62)의 내주부가 배치되어 있고, 플랜지부(54F) 및 브레이크 백 플레이트(62)는 볼트(64)에 의해 브래킷(130L)에 고정되어 있다. 트레일링 아암(122L)의 내부에는, 복수의 리브(132)가 일체로 설치되어 있고, 베어링(16)의 아우터 레이스(54)는 이들 리브(132)에 의해 위치 결정되어 유지되도록 되어 있다.
이상의 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 이너 레이스(52)는 베어링(16)의 회전 레이스 부재이며, 따라서 액슬 허브(58)는 베어링(16)을 지지하는 회전 지지 부재로서 기능한다. 이것에 대해, 아우터 레이스(54)는 베어링(16)의 정지 레이스 부재이며, 따라서 브래킷(130) 등은 베어링(16)을 지지하는 정지 지지 부재로서 기능한다.
도 9에 나타내어져 있는 바와 같이, 이 실시형태에 있어서도, 액슬 허브(58)의 플랜지부(58F)의 원통 형상의 표면에는, 직사각형 형상을 이루는 자기방전식 제전기(110A)가 둘레 방향으로 연장되도록 접착에 의해 고정되어 있다. 브레이크 백 플레이트(62)의 차량 가로 방향의 내면에는, 직사각형 형상을 이루는 자기방전식 제전기(110C)가 직경 방향으로 수직으로 연장되도록 접착에 의해 고정되어 있다. 차량 가로 방향의 외측의 시일 부재(68)의 외면에는, 직사각형 형상을 이루는 자기방전식 제전기(110D)가 둘레 방향으로 연장되도록 접착에 의해 고정되어 있다. 또한, 브래킷(130L)의 차량 가로 방향으로 연장되는 외주면에는, 직사각형 형상을 이루는 자기방전식 제전기(110B)가 둘레 방향으로 연장되도록 접착에 의해 고정되어 있다. 액슬 허브(58) 등의 부재에 대한 제전기(110A∼110D)의 접착면은, 각각 대응하는 제전기에 의한 제전의 효과가 미치는 범위 내에 있다.
따라서, 제전기(110B)에 의해 브래킷(130L) 및 베어링(16)의 아우터 레이스(54)에 대전하는 양의 전하가 저감되는 점을 제외하고, 제 1 실시형태와 동일하게, 제전기(110A∼110D)에 의해 이너 레이스(52), 아우터 레이스(54) 및 시일 부재(68)에 대전하는 양의 전하가 저감된다. 따라서, 베어링(16) 내의 그리스(66)에 양의 전하가 과잉하게 대전하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 그리스(66)의 점성이 과잉된 전하의 대전에 기인하여 과잉하게 높아져 차륜(12)의 회전에 따른 베어링(16) 내의 점성 저항이 과대해지는 것을 방지할 수 있다.
특히, 제 2 실시형태에 의하면, 베어링(16)의 아우터 레이스(54)는, 트레일링 아암(122L)의 후단부에 일체적으로 고정된 브래킷(130L)에 장착되어 있다. 따라서, 베어링의 정지 레이스 부재가 서스펜션 아암에 일체적으로 고정된 베어링 지지 부재인 경우에도, 베어링 내의 그리스에 양의 전하가 과잉하게 대전하는 것을 방지할 수 있는 것을 알 수 있다
[제 3 실시형태] 도 10은, 맥퍼슨 스트럿식 프론트 서스펜션(140)에 적용된 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 차륜 지지 장치(10)의 주요부를 나타낸 확대 부분 단면도이다. 또한, 도 10에 있어서, 도 1 내지 도 3에 나타내어진 부재에 대응하는 부재에는, 이들 도면에 있어서 붙여진 부호와 동일한 부호가 붙여져 있다.
도 10에 나타내어진 프론트 서스펜션(140)은, 종동(從動) 전륜용의 서스펜션이다. 너클(18)에는 회전 축선(14)을 따라 연장되는 스핀들(142)이 일체로 설치되어 있다. 베어링(16)은 액슬 허브(58)의 슬리브부(58S)의 내측에 감합되고, 아우터 레이스(54)가 슬리브부(58S)에 압입됨으로써, 슬리브부(58S)에 고정되어 있다. 베어링(16)의 이너 레이스(52)는 스핀들(142)에 감합되고, 이너 레이스(52)와 스핀들(142)과의 사이에는 일단에 플랜지부(144A)를 가지는 슬리브(144)가 개재되어 있다. 액슬 허브(58)의 플랜지부(58F)에는, 제 1 및 제 2 실시형태와 동일하게, 브레이크 디스크(72) 및 차륜(12)의 휠 부재(74)가 장착되어 있다.
스핀들(142)의 선단에는 허브 너트(84)가 나사 결합하고, 허브 너트(84)는 플랜지부(144A)를 통하여 이너 레이스(52)를 스핀들(142)의 대경의 근원부(142B)와의 사이에 끼워진 상태로 유지되어 있다. 도 10에는 나타내어져 있지 않으나, 이너 레이스(52) 및 근원부(142B)는 서로 계합하는 돌기와 홈 등의 수단에 의해, 회전 축선(14)의 둘레에 상대 회전하지 않도록 계합하고 있다. 따라서, 너클(18)은, 스핀들(142)에 의해 베어링(16)을 통하여 액슬 허브(58), 브레이크 디스크(72) 및 휠 부재(74)를 회전 축선(14)의 둘레에 회전 가능하게 지지하고 있다. 따라서, 이 제 3 실시형태에 있어서는, 이너 레이스(52)는 차륜(12)을 회전 축선(14)의 둘레에 회전 가능하게 지지하는 베어링의 정지 레이스로서 기능하고, 아우터 레이스(54)는 베어링의 회전 레이스로서 기능한다.
이상의 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 이너 레이스(52)는 베어링(16)의 정지 레이스 부재이며, 따라서 스핀들(142)을 가지는 너클(18) 및 슬리브(144) 등은 베어링(16)을 지지하는 정지 지지 부재로서 기능한다. 이것에 대해, 아우터 레이스(54)는 베어링(16)의 회전 레이스 부재이며, 따라서 액슬 허브(58)는 베어링(16)을 지지하는 회전 지지 부재로서 기능한다.
도 10에 나타내어져 있는 바와 같이, 이 실시형태에 있어서도, 너클(18)의 차량 가로 방향의 외면 및 브레이크 백 플레이트(62)의 차량 가로 방향의 내면에는, 직사각형 형상을 이루는 자기방전식 제전기(110B 및 110C)가 직경 방향으로 수직으로 연장되도록 접착에 의해 고정되어 있다. 차량 가로 방향의 내측의 시일 부재(68)의 외면에는, 직사각형 형상을 이루는 자기방전식 제전기(110D)가 둘레 방향으로 연장되도록 접착에 의해 고정되어 있다. 또한, 액슬 허브(58)의 슬리브부(58S)의 표면에는, 직사각형 형상을 이루는 자기방전식 제전기(110A)가 둘레 방향으로 연장되도록 접착에 의해 고정되어 있다. 액슬 허브(58) 등의 부재에 대한 제전기(110A∼110D)의 접착면은, 각각 대응하는 제전기에 의한 제전의 효과가 미치는 범위 내에 있다.
따라서, 제 1 실시형태와 동일하게, 제전기(110A∼110C)에 의해 이너 레이스(52) 및 아우터 레이스(54)에 대전하는 양의 전하가 저감된다. 또한, 제 1 실시형태와 동일하게, 제전기(110D)에 의해 시일 부재(68)에 대전하는 양의 전하가 저감된다. 따라서, 베어링(16) 내의 그리스(66)에 양의 전하가 과잉하게 대전하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 그리스(66)의 점성이 과잉된 전하의 대전에 기인하여 과잉하게 높아져 차륜(12)의 회전에 따른 베어링(16) 내의 점성 저항이 과대해지는 것을 방지할 수 있다.
특히, 제 3 실시형태에 의하면, 베어링(16)의 이너 레이스(52)는 비회전 부재인 너클(18)의 스핀들(142)에 고정되고, 아우터 레이스(54)는 회전 부재인 액슬 허브(58)의 슬리브부(58S)에 고정되어 있다. 따라서, 베어링(16)의 이너 레이스(52)가 정지 레이스 부재이며, 아우터 레이스(54)가 회전 레이스 부재인 경우에도, 베어링 내의 그리스에 양의 전하가 과잉하게 대전하는 것을 방지할 수 있는 것을 알 수 있다.
또한, 상술한 제 1 내지 제 3 실시형태에 관련된 차륜 지지 장치(10)에 대하여, 본원 발명자가 행한 실험에 의해, 이하의 효과를 확인할 수 있었다. 즉, 자기방전식 제전기(110A∼110D)가 설치되어 있지 않은 경우에는, 베어링(16) 내의 그리스(66)의 전위는 수백 내지 1000볼트 정도로까지 상승하였다. 이것에 대해, 제 1 실시형태의 구성에 의하면, 그리스(66)의 전위는 수십 볼트 정도로까지밖에 상승하지 않아, 그리스(66)의 적정한 점성을 확보할 수 있었다.
이상의 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 각 실시형태에 있어서의 제전기(110A∼110D)는, 소위 이온 분리식의 비(非) 어스형의 자기방전식 제전기이다. 즉, 제전기(110A) 등은, 코로나 방전에 의해 공기를 양의 공기 이온과 음의 공기 이온으로 분리하고, 차륜 지지 장치(10)의 구성 부재에 대전하는 양의 전하와 음의 공기 이온의 전기적 중화에 의해 제전을 행하고, 전기적인 어스를 위한 배선을 필요로 하지 않는다. 따라서, 전술한 특허문헌에 기재된 정전기 제거 장치가 사용되는 경우에 비하여, 차륜 지지 장치(10)에 있어서의 제전을 위한 구조를 단순화함과 함께, 제전을 달성하기 위해 필요한 비용을 대폭 저감할 수 있다.
특히, 제 1 내지 제 3 실시형태에 의하면, 제전기(110A∼110D)에 의한 제전에 의해, 이너 레이스(52) 및 아우터 레이스(54)의 양방에 대전하는 양의 전하가 저감된다. 따라서, 이너 레이스(52) 및 아우터 레이스(54)의 일방에 대전하는 양의 전하밖에 저감되지 않는 경우에 비하여, 그리스(66)에 양의 전하가 과잉하게 대전하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
또, 제 1 내지 제 3 실시형태에 의하면, 수지제의 시일 부재(68)의 표면에 고정된 제전기(110D)에 의해 시일 부재(68)에 대전하는 양의 전하가 저감되어, 시일 부재(68)에 접하는 그리스(66)에 대전하는 양의 전하가 저감된다. 따라서, 시일 부재(68)의 표면에 제전기가 고정되어 있지 않은 경우에 비하여, 그리스(66)에 대전하는 양의 전하를 효과적으로 저감할 수 있다.
또, 제 1 내지 제 3 실시형태에 의하면, 자기방전식 제전기가 액슬 허브(58) 등에 설치되는 경우에도, 제전기는 그들 부재에 직접 접착에 의해 고정된다. 따라서, 제전기를 고정하기 위한 특별한 부재를 추가할 필요가 없기 때문에, 차륜 지지 장치(10)의 구조의 복잡화나 코스트 업을 야기하지 않고, 베어링(16) 내의 그리스(66)의 전하의 대전량을 저감할 수 있다. 또한, 시일 부재(68)는 고무제여도, 각 실시형태의 경우와 마찬가지로 자기방전식 제전기를 고정함으로써, 그리스(66)의 전하의 대전량을 저감할 수 있는 것이 확인되어 있다.
또한, 제 1 내지 제 3 실시형태에 의하면, 제전기(110A∼110D)는, 도전성의 금속박(112)에 도전성의 점착제(114)가 부착된 테이프의 형태를 이루고, 제전되어야 할 부재에 대한 제전기의 고정은, 금속박(112)을 점착제(114)에 의해 부재에 접착함으로써 행해진다. 따라서, 제전되어야 할 부재의 표면에 제전을 행하는 금속박을 접착에 의해 용이하게 고정할 수 있다. 또한, 점착제의 층은 도전성을 가지기 때문에, 점착제의 층이 도전성을 가지지 않는 경우에 비하여, 특정한 부재로부터 금속박으로의 전하의 이동을 효율적으로 행하게 하여, 이것에 의해 제전의 효과를 높게 할 수 있다. 또한, 점착제의 층의 두께가 수십∼수백 ㎛정도이면, 점착제의 층이 도전성을 가지고 있지 않더라도, 전하는 특정한 부재로부터 금속박으로 이동할 수 있다. 따라서, 점착제의 층은 도전성을 가지고 있지 않아도 된다.
이상에 있어서는, 본 발명을 특정한 실시형태에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상술한 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 범위 내에서 다른 다양한 실시형태가 가능한 것은 당업자에게 있어서 분명할 것이다.
예를 들면, 상술한 각 실시형태에 있어서는, 베어링(16), 베어링 지지 부재로서의 너클(18) 및 너클(18)에 접속된 부속 부재로서 브레이크 백 플레이트(62)에, 자기방전식 제전기(110A∼110D)가 고정되어 있지만, 제전기(110A∼110D) 중 어느 하나가 생략되어도 된다.
또, 제전기가 고정되는 위치, 수 및 연장 방향은, 상술한 각 실시형태에 있어서의 위치, 수 및 연장 방향에 한정되지 않는다. 예를 들면, 제전기(110A)는 액슬 허브(58)의 플랜지부(58F)의 측면에 고정되어도 된다. 또, 각 실시형태에 있어서, 둘레 방향으로 연장되도록 고정된 제전기가 직경 방향을 따라 연장되도록 고정되어도 된다.
또, 상술한 각 실시형태에 있어서는, 베어링(16)의 이너 레이스(52) 및 아우터 레이스(54)에는 자기방전식 제전기는 설치되어 있지 않다. 그러나, 가능하면, 이너 레이스(52) 및/ 아우터 레이스(54)에 자기방전식 제전기가 설치되어도 된다.
또, 상술한 각 실시형태에 있어서는, 베어링(16)은 전동체가 볼인 볼 베어링이지만, 베어링은 그 전동체가 로터인 로터 베어링이어도 된다. 또, 베어링(16)의 양단에는 시일 부재(68)가 설치되어 있지만, 시일 부재(68)가 설치되어 있지 않아도 된다.
또, 상술한 각 실시형태에 있어서는, 브레이크 디스크(72)가 설치되어 있고, 따라서 차륜에 제동력을 부여하는 제동 장치는 디스크 브레이크이다. 그러나, 본 발명의 차륜 지지 장치는, 제동 장치가 드럼 브레이크인 차량에 적용되어도 된다.
또한, 상술한 제 1 및 제 3 실시형태에 있어서는, 서스펜션은 맥퍼슨 스트럿식 프론트 서스펜션이며, 제 2 실시형태에 있어서는, 서스펜션은 트위스트 빔식 리어 서스펜션이다. 그러나, 본 발명의 차륜 지지 장치가 적용되는 차량의 서스펜션은, 예를 들면 더블 위시본식의 서스펜션, 트레일링 아암식의 서스펜션, 차축식의 서스펜션과 같은 다른 임의의 형식의 서스펜션이어도 된다.

Claims (7)

  1. 차량의 차륜 지지 장치에 있어서,
    상기 차량은 노면과 전기적으로 절연 상태로 유지되는 차체를 가지고,
    상기 차륜 지지 장치는,
    차륜(12)을 회전 가능하게 지지하고, 윤활제에 의해 윤활되는 베어링(16)과,
    상기 베어링(16)을 지지하는 베어링 지지 부재(18)와,
    특정한 부재의 표면에 설치되는 자기방전식 제전기(110A, 110B, 110C, 110D)를 포함하고,
    상기 특정한 부재는, 상기 베어링(16), 상기 베어링 지지 부재(18) 및 부속 부재(62) 중 적어도 어느 하나이고, 상기 부속 부재(62)는, 상기 베어링 지지 부재(18)에 맞닿은 상태로 접속되는 부재이고,
    상기 자기방전식 제전기(110A, 110B, 110C, 110D)는, 공기 이온 변환형 자기방전식 제전기이고,
    상기 공기 이온 변환형 자기방전식 제전기는, 상기 특정한 부재에 대전하는 양의 전하의 대전량에 따라, 상기 자기방전식 제전기(110A, 110B, 110C, 110D)의 주위의 공기를 음의 공기 이온으로 변화시키고, 상기 공기 이온을 상기 특정한 부재의 양의 전하로 끌어당겨 중화시킴으로써 제전하고, 상기 특정한 부재의 대전량을 저하시킴으로써, 상기 윤활제의 대전량을 저하시키도록 구성되어 있으며,
    상기 자기방전식 제전기(110A, 110B, 110C, 110D)는, 외주 전체의 측면에만 다수의 미소한 요철을 갖는 도전성의 금속박(112)과, 상기 금속박(112)의 일방의 면에 부착된 점착제의 층을 포함하고,
    상기 자기방전식 제전기(110A, 110B, 110C, 110D)는, 상기 점착제의 층에 의한 접착에 의해 상기 특정한 부재에 고정되어 있으며,
    상기 금속박(112)은 상기 특정한 부재보다 도전성이 높은 것을 특징으로 하는 차량의 차륜 지지 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 베어링(16)은, 상기 차륜(12)과 함께 회전하는 회전 레이스 부재(52)와, 정지 레이스 부재(54)와, 복수의 전동체(56)를 포함하고, 상기 전동체(56)는, 상기 회전 레이스 부재(52)와 상기 정지 레이스 부재(54)와의 사이에 개재되고,
    상기 특정한 부재는, 상기 베어링 지지 부재(18)이며,
    상기 베어링 지지 부재(18)는 회전 지지 부재(58)를 포함하고, 상기 회전 지지 부재(58)는, 상기 회전 레이스 부재(52)를 지지하고,
    상기 자기방전식 제전기(110A)는 상기 회전 지지 부재(58)에 설치되어 있고, 상기 회전 레이스 부재(52)와 상기 회전 지지 부재(58)와의 사이에 있어서 전하의 이동이 가능한 것을 특징으로 하는 차륜 지지 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 베어링(16)은 회전축과 함께 회전하는 회전 레이스 부재(52)와, 정지 레이스 부재(54)와, 복수의 전동체(56)를 포함하고, 상기 전동체(56)는, 상기 회전 레이스 부재(52)와 상기 정지 레이스 부재(54)와의 사이에 개재되며,
    상기 특정한 부재는 상기 베어링 지지 부재(18)이고,
    상기 베어링 지지 부재(18)는 비회전 지지 부재를 포함하고, 상기 비회전 지지 부재는, 상기 정지 레이스 부재(54)를 지지하고,
    상기 자기방전식 제전기(110B)는 상기 비회전 지지 부재에 설치되어 있고, 상기 정지 레이스 부재(54)와 상기 비회전 지지 부재와의 사이에 있어서 전하의 이동이 가능한 것을 특징으로 하는 차륜 지지 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 베어링(16)은 회전축과 함께 회전하는 회전 레이스 부재(52)와, 정지 레이스 부재(54)와, 복수의 전동체(56)와, 시일 부재(68)를 포함하고, 상기 전동체(56)는, 상기 회전 레이스 부재(52)와 상기 정지 레이스 부재(54)와의 사이에 개재되며, 상기 시일 부재(68)는, 상기 베어링(16)의 단부에 있어서 상기 회전 레이스 부재(52)와 상기 정지 레이스 부재(54)와의 사이를 시일하는 수지제의 시일 부재이고,
    상기 특정한 부재는 상기 베어링(16)이며,
    상기 자기방전식 제전기(110D)는 상기 시일 부재(68)에 설치되어 있고, 상기 회전 레이스 부재(52) 및 상기 정지 레이스 부재(54) 중 적어도 일방과 상기 시일 부재(68)와의 사이에 있어서 전하의 이동이 가능한 것을 특징으로 하는 차륜 지지 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 베어링(16)은 회전축과 함께 회전하는 회전 레이스 부재(52)와, 정지 레이스 부재(54)와, 복수의 전동체(56)를 포함하고, 상기 전동체(56)는, 상기 회전 레이스 부재(52)와 상기 정지 레이스 부재(54)와의 사이에 개재되며,
    상기 특정한 부재는 상기 부속 부재(62)이고,
    상기 부속 부재(62)는 브레이크 백 플레이트(62)를 포함하며,
    상기 자기방전식 제전기(110C)는 상기 브레이크 백 플레이트(62)에 설치되어 있고, 상기 정지 레이스 부재(52)와 상기 브레이크 백 플레이트(62)와의 사이에 있어서 전하의 이동이 가능한 것을 특징으로 하는 차륜 지지 장치.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차륜(12)은 구동륜이며,
    상기 베어링(16)은 상기 구동륜과 함께 회전하는 회전축을 회전 가능하게 지지하고, 차륜용 구동축으로부터의 구동력이 유니버설 조인트(86, 90)를 거쳐 상기 회전축으로 전달되는 것을 특징으로 하는 차륜 지지 장치.
  7. 삭제
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