(57)【要約】【課題】大掛かりな設備を必要とせず、低活性ガスまたは不活性ガスを容易に充填することが可能なハブユニットを提供する。【解決手段】転動体配置空間Ｓと外部空間の間にガス置換バルブ４を設ける。このガス置換バルブを通してＮ２ガス等の置換ガスを供給すると、転動体配置空間Ｓ内の空気が押出される。その結果、内部の酸素量が低減し、フレッティング磨耗を低減できる。ガス置換バルブ４に置換ガスを入れるだけなので、ガスの充填方法は容易である。【選択図】図１
2008014430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体側に非回転に取り付けられる外輪部材と、この外輪部材と同心に配置されるとともに前記外輪部材に転動体を介して軸心周りに回転自在に設けられ車両の車輪が取り付けられて一体回転するハブホイールとを備えるハブユニットであって、
前記外輪部材と前記ハブホイールの間に形成された転動体配置空間のアキシャル方向における車両アウタ側端部において前記外輪部材と前記ハブホイールとの間を、これら外輪部材とハブホイールとの相対回転を許容した状態でシールするシール部材と、
前記外輪部材の車両インナ側端部に設けられ、前記転動体配置空間を当該側にて封止する封止手段と、
前記封止手段及び前記シール部材によって密封された前記転動体配置空間と、外部空間との間に介在し、前記外部空間から前記転動体配置空間へ供給され該転動体配置空間内の置換対象ガスと置き換わる置換ガスの流通経路をなすとともに、該置換ガスの供給後、前記転動体配置空間内の前記置換ガスを封止可能なガス置換バルブと、
を備えることを特徴とするハブユニット。
【請求項２】
前記置換ガスは、前記転動体配置空間に加圧状態で充填され、
前記転動体配置空間内の前記置換対象ガスを前記外部空間へ逃がすためのガス逃がし口が形成され、
前記ガス逃がし口は前記シール部材であり、前記転動体配置空間に充填された前記置換ガスの圧力が限界値を超えた場合に、該シール部材の弾性シール力に抗して該置換対象ガスが前記外部空間へ漏出可能とされている請求項１記載のハブユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はハブユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から自動車等の車両には、タイヤホイールやブレーキディスクを取り付けるためのハブユニットが用いられている。
【特許文献１】特開２００１−３１５５０３号公報
【特許文献２】特開２００２−１０６５８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ハブユニットは、車体側に固定された外輪部材と、この外輪部材と同心に配置されたハブホイールと、これら外輪部材とハブホイールとの間に介装される転動体とを備えており、ハブホイールが軸心周りに回転自在にされている。そして、このハブホイールに車輪が取り付けられる。
【０００４】
貨車や船舶等により車両を輸送すると、微小な揺れにより、車両に取り付けられたハブユニットが微小振動を起こしてフレッティング摩耗が発生して摩耗粉が生じ、転動体の軌道部に擬似圧痕が発生する問題がある。そして、摩耗粉が酸化して酸化鉄となり、その酸化鉄がさらに摩耗を促進させ、擬似圧痕が拡大する。そのため、異音発生の原因になる。
【０００５】
軸受け内部の酸化を防止するために、軸受けに窒素ガス等の低活性ガスやアルゴンガス等の不活性ガスを充填する方法が知られている（例えば上記先行文献２）。しかし、軸受け内にガスを充填するのは容易でなく、これを実現するために例えば、窒素ガスで満たされた空間の中で軸受けを組立てる方法が考えられたが、大掛かりな設備が必要となる問題があった。そのため、軸受けに窒素ガス等を充填する方法は、なかなか実施されなかった。
【０００６】
本発明は上述のような事情を背景になされたもので、特に、大掛かりな設備を必要とせず、低活性ガスまたは不活性ガスを容易に充填することが可能なハブユニットを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００７】
本発明のハブユニットは、
車体側に非回転に取り付けられる外輪部材と、この外輪部材と同心に配置されるとともに前記外輪部材に転動体を介して軸心周りに回転自在に設けられ車両の車輪が取り付けられて一体回転するハブホイールとを備えるハブユニットであって、
前記外輪部材と前記ハブホイールの間に形成された転動体配置空間のアキシャル方向における車両アウタ側端部において前記外輪部材と前記ハブホイールとの間を、これら外輪部材とハブホイールとの相対回転を許容した状態でシールするシール部材と、
前記外輪部材の車両インナ側端部に設けられ、前記転動体配置空間を当該側にて封止する封止手段と、
前記封止手段及び前記シール部材によって密封された前記転動体配置空間と、外部空間との間に介在し、前記外部空間から前記転動体配置空間へ供給され該転動体配置空間内の置換対象ガスと置き換わる置換ガスの流通経路をなすとともに、該置換ガスの供給後、前記転動体配置空間内の前記置換ガスを封止可能なガス置換バルブと、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
上記発明によると、転動体配置空間に置換ガスを封入するためのガス置換バルブを備えている。置換ガスとしては、例えばＮ２ガスが用いられる。ガス置換バルブを通して外部から置換ガスを供給すると、転動体配置空間内の空気（置換対象ガス）が追い出され、代わりに置換ガスが充填される。そのため、転動体配置空間内の酸素の量が減り、フレッティング磨耗によって生じた磨耗粉の酸化を防止できる。その結果、酸化鉄によってさらに磨耗が進行することを防止でき、フレッティング磨耗を低減することが可能となる。
【０００９】
なお、転動体配置空間に置換ガス（Ｎ２ガス）を充填するには、Ｎ２ガスで満たされた部屋の中でハブユニットを組立てる方法も考えられるが、これでは大掛かりな設備が必要となる。しかし本発明は空気中でハブユニットを組立てた後に、ガス置換バルブを通してＮ２ガスを供給するだけで済むので、大規模な設備を必要としない。
【００１０】
一方、本発明のハブユニットは、
前記置換ガスは、前記転動体配置空間に加圧状態で充填されることを特徴とする。
【００１１】
上記発明によると、置換ガスは、転動体配置空間に加圧状態で充填される。そのため、転動体配置空間内から外部へ向かって置換ガスが漏出することはあっても、外部から空気が転動体配置空間内へ入ることは殆ど無くなる。そのため、転動体配置空間内の酸素の増加を防止できる。
【００１２】
さらに、本発明のハブユニットは、
前記置換ガスはＮ２ガスとされていることを特徴とする。
【００１３】
上記発明によれば、転動体配置空間へＮ２ガスを供給することができる。これにより、転動体配置空間内部の空気を追い出して、磨耗粉の酸化を防止できる。
【００１４】
また、本発明のハブユニットは、
前記ガス置換バルブはチェックバルブであることを特徴とする。
【００１５】
上記発明によると、ガス置換バルブはチェックバルブとされている。チェックバルブはタイヤ等に用いられており、比較的安価であるため、上述のハブユニットを安価に構成できる。
【００１６】
また、本発明のハブユニットは、
前記転動体配置空間内の前記置換対象ガスを前記外部空間へ逃がすためのガス逃がし口が形成されていることを特徴とする。
【００１７】
上記発明によると、ハブユニットにガス逃がし口が形成されており、置換ガスが供給されると、転動体配置空間内の空気は、このガス逃がし口を通って外部に押し出される。
【００１８】
さらに本発明のハブユニットは、
前記ガス逃がし口は前記シール部材であり、前記転動体配置空間に充填された前記置換ガスの圧力が限界値を超えた場合に、該シール部材の弾性シール力に抗して該置換対象ガスが前記外部空間へ漏出可能とされていることを特徴とする。
【００１９】
上記発明によると、シール部材がガス逃がし口とされている。すなわちシール部材は、外部から水滴等が転動体配置空間に入らないようにシールする機能と、置換ガスの逃がし口としての機能を兼ねている。そのため、専用のガス逃がし口を別途形成する必要が無くなる。
【００２０】
より具体的には、本発明のハブユニットは、
前記外輪部材に、前記外部空間と前記転動体配置空間を繋ぐ貫通孔がラジアル方向に形成され、該貫通孔に前記ガス置換バルブが取り付けられていることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明のハブユニットは、
前記封止手段はカバーであり、該カバーに前記ガス置換バルブが設けられ、前記転動体配置空間と連通するカバー内空間に前記置換ガスが供給されることにより、前記転動体配置空間内の前記置換対象ガスが置換されるようにしても良い。
【００２２】
また、本発明のハブユニットは、
前記ハブホイールにアキシャル方向に形成され該ハブホイールのアキシャル方向車両インナ側端面または車両アウタ側端面のいずれか一方に開口する第一ガス導入通路と、該第一ガス導入通路に連通し前記ハブホイールにラジアル方向に形成され前記転動体配置空間に到る第二ガス導入通路とを備え、前記第一ガス導入通路の開口部に前記ガス置換バルブが嵌入されているようにしても良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施形態を、図面を参照しながら以下に説明する。
図１は、本実施形態におけるハブユニット１の断面図である。この図の左側は車両アウタ側であり、右側は車両インナ側である。図示するように、ハブユニット１は外輪部材２と、この外輪部材２と同心に配置されるハブホイール（内輪部材）３とを備える。
【００２４】
ハブホイール３は、軸部１１と、車輪やブレーキディスクを固定するハブフランジ１２とを有している。ハブホイール３と外輪部材２の間には転動体２７が介装されている。ハブフランジ１２は、軸部１１のアキシャル方向車両アウタ側端部からラジアル方向外側に突出するように形成されている。
【００２５】
軸部１１には、アキシャル方向車両インナ側端部から内輪２１が圧入され、加締め部３３にて固定されている。また、軸部１１及び内輪２１には内輪軌道２３，２４が形成され、外輪２には外輪軌道２５，２６が形成されている。そして、これら内輪軌道２３，２４と外輪軌道２５，２６の間に２列の転動体２７が配置されている。また、この転動体２７を保持するための冠形保持器８と、ハブフランジ１２の側方において転動体配置空間Ｓをシールするシール部材２９が設けられている。
【００２６】
ハブホイール３のハブフランジ１２には、所定の位置にハブボルト３８を挿通するための挿通孔１５が形成されている。またハブフランジ１２の車両アウタ側主表面には、ブレーキディスクロータ及びタイヤホイール（図示しない）を取り付ける際の位置決めの役割を果たす案内部（インロー部）７がアキシャル方向車両アウタ側に突出形成されている。このインロー部７によってブレーキディスクロータ及びタイヤホイールの位置決めを行って、挿通孔１５にハブボルト３８を挿通して、ハブボルト３８とナットを螺合することにより、ハブフランジ１２にブレーキディスクロータ及びタイヤホイールを固定する。
【００２７】
外輪部材２は炭素鋼の熱間鍛造製であり、外周面にボルト挿通孔３１を有した外輪フランジ部３０が突設されている。また、外輪部材２には、アキシャル方向車両インナ側に突出した外輪インロー部３２が形成されている。この外輪インロー部３２を用いてハブユニット１を車体に対して位置決めし、外輪フランジ部３０のボルト挿通孔３１にボルトを挿通して外輪部材２をナックル固定することにより、ハブユニット１が車体に固定される。
【００２８】
図１の実施例におけるハブユニット１は、車体の従動輪側に使用され、車両インナ側端部にカバー３５（本発明の封止手段）が取り付けられており、転動体配置空間Ｓは、シール部材２９とカバー３５とによって気体が半密閉状態で封入され、外部空間に流出しないように構成されている。車両アウタ側端部に備えられたシール部材２９は、弾性シール体として形成されており、一端が外輪部材２に固定されるとともに、他端がハブホイール３に弾性変形しつつ密着して、転動体配置空間Ｓに気体が半密閉されることを可能としている。またシール部材２９は、外輪部材２とハブホイール３とのシール状態を維持するとともに、外部空間から転動体配置空間Ｓへの水の侵入を防ぐ働きを有する。つまりシール部材２９は、水滴侵入阻止部材としても兼用されている。
【００２９】
一方、外輪部材２には、外部空間と転動体配置空間Ｓを繋ぐ貫通孔４０が形成されており、この貫通孔４０にガス置換バルブ４が取り付けられている。このガス置換バルブ４にガス供給用チューブ（図示しない）を取り付け、Ｎ２ガス等の置換ガスを供給すると、置換ガスはガス置換バルブ４を通って転動体配置空間Ｓに入る。すると、転動体配置空間Ｓ内の空気（置換対象ガス）が押し出され、置換ガスが充填される。充填が完了した後はガス供給用チューブを取り外しても、転動体配置空間Ｓ内の置換ガスはガス置換バルブ４から外に漏れず、封止されるようになっている。なお、置換ガスを供給する時は、シール部材２９がガス圧でリップ反転したり、グリース漏れが起きたりしない程度の、低いガス圧で供給する。
【００３０】
転動体配置空間Ｓ内の空気を追い出して置換ガスで満たすことにより、内部の酸素の量を減らすことができ、フレッティング磨耗によって生じた磨耗粉の酸化を防止できる。その結果、酸化鉄によってさらに磨耗が進行することを防止でき、フレッティング磨耗の程度を低減することが可能となる。
【００３１】
上述したように、シール部材２９は弾性シール体として形成されており、弾性力によって転動体配置空間Ｓを密封している。ガス置換バルブ４を通して置換ガスを供給すると、転動体配置空間Ｓのガス圧が高まり、限界値を超えた時点で、置換ガスはシール部材２９の弾性シール力に抗して外部に漏出する。すなわち、シール部材２９はガス逃がし口として兼用されている。
【００３２】
また、置換ガスを封止すると、転動体配置空間Ｓのガス圧は加圧状態となる。これにより、転動体配置空間Ｓからシール部材２９を通って外部に置換ガスが漏出することはあっても、外部から転動体配置空間Ｓへ空気が入ることは殆どなくなる。そのため、磨耗粉の酸化防止効果を高めることが可能となる。また、空気の流入に伴って水滴等が入ることも防止できる。
【００３３】
なお、ガス置換バルブ４は、具体的にはチェックバルブが用いられる。このチェックバルブ内には、図示するように球状部５０とバネ部５１が設けられている。置換ガスを供給しない時は、図示するようにバネ部５１によって球状部５０が外側に押され、これによってガスの流通経路が密封される。ガス供給用チューブ（図示しない）を取り付けて置換ガスを供給する時には、チューブ側の針状部材によって球状部５０が内側に押され、置換ガスの流通経路が解放される。
【００３４】
このように、ガス置換バルブ４を通して置換ガスを供給することにより、転動体配置空間Ｓへ置換ガスを封止する手間が大幅に省ける。すなわち、Ｎ２ガス等の置換ガスが充填された部屋の中でハブユニット１を組立てると、転動体配置空間Ｓへ置換ガスを封止することができるが、大掛かりな設備が必要になる。しかし本発明は、空気中でハブユニット１を組立てた後、ガス置換バルブ４から置換ガスを供給することにより、転動体配置空間Ｓに入ってしまった空気を追い出している。そのため、大規模な設備を必要とせず、簡単に置換ガスを封止することができる。
【００３５】
一方、カバー３５には、転動体配置空間Ｓと連通するカバー内部空間Ｓ’の酸素濃度またはガス圧を測定するためのセンサ９が設けられている。このセンサ９は本発明の必須要件ではなく、カバー３５にセンサ９を取り付けない構造にしてもよい。
【００３６】
次に、本発明の別の実施例を図２に示す。この実施例ではカバー３５に、外部空間とカバー内部空間Ｓ’を繋ぐ貫通孔４１が形成され、この貫通孔４１にガス置換バルブ４が取り付けられている。上述したようにカバー内部空間Ｓ’と転動体配置空間Ｓは連通しているため、このガス置換バルブ４から置換ガスを供給すると、まずカバー内部空間Ｓ’内の空気が置換ガスで置き換わり、その後、転動体配置空間Ｓの空気が置換ガスで置き換わる。そのため、カバー内部空間Ｓ’と転動体配置空間Ｓの双方を略完全に置換ガスで満たすことが可能となる。
【００３７】
本発明は、図３のようにしてもよい。この実施例ではハブホイール３の軸部１１に、アキシャル方向に第一ガス導入通路５ａが形成されている。この第一ガス導入通路５ａは、アキシャル方向車両インナ側に開口しており、この開口部４２にガス置換バルブ４が設けられている。また、第一ガス導入通路５ａに連通し転動体配置空間Ｓに到る第二ガス導入通路５ｂが、軸部１１にラジアル方向に形成されている。ガス置換バルブ４を通して置換ガスを供給すると、この第一ガス導入通路５ａおよび第二ガス導入通路５ｂを通って置換ガスが導入され、転動体配置空間Ｓ内の空気を押出して、転動体配置空間Ｓは置換ガスで満たされる。
【００３８】
次に、本発明の別の実施例を図４に示す。この実施例では、カバー３５の代わりにインナ側シール部材６０（本発明の封止手段）を用いている。このインナ側シール部材６０は、内輪２１に固定された第一スリンガ６２と、外輪部材２に固定された第二スリンガ６１と、第二スリンガ６１の内面に固定されたシール部６３とから構成されている。シール部６３には複数個のリップ部が突出形成され、第一スリンガ６２の内面に摺接するようになっている。これにより、外部からの水滴等の侵入が防止され、また、グリースの保持もされる。ガス置換バルブ４を通して置換ガスを供給すると、内部の空気はシール部材２９と、インナ側シール部材６０の双方から外部へ漏出する。また、置換ガスの供給を止めると、この２つのシール部材２９，６０の弾性シール力によって、転動体配置空間Ｓ内の置換ガスが加圧状態で保持される。
【００３９】
なお、図３の実施例では第一ガス導入通路５ａが車両アウタ側に開口しているが、カバー３５の代わりにインナ側シール部材６０を用いれば、車両インナ側に開口させることもできる。
【００４０】
一方、上記実施例の説明では、置換ガスの例としてＮ２ガス等の低活性ガスを用いたが、この代わりにアルゴンガスやヘリウムガス等の不活性ガスを用いても良い。
【００４１】
以上説明したように本発明は、外部空間と転動体配置空間Ｓの間にガス置換バルブ４を設け、このガス置換バルブ４を通してＮ２ガス等の置換ガスを供給可能にし、供給後はこの置換ガスを転動体配置空間Ｓに封止可能にした。これにより、転動体配置空間Ｓの空気を押出すことが可能となるため、フレッティング磨耗によって生じた磨耗粉の酸化を防止することが可能となり、酸化鉄による磨耗促進を低減できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係るハブユニットの実施例。
【図２】第一変形例。
【図３】第二変形例。
【図４】第三変形例。
【符号の説明】
【００４３】
１  ハブユニット
２  外輪部材
３  ハブホイール（内輪部材）
４  ガス置換バルブ
５ａ  第一ガス導入通路
５ｂ  第二ガス導入通路
２７  転動体
２９  シール部材
３５  カバー
Ｓ  転動体配置空間
Ｓ’  カバー内部空間
【図１】
2008014430.tif 000003
【図２】
2008014430.tif 000004
【図３】
2008014430.tif 000005
【図４】
2008014430.tif 000006