(57)【要約】【課題】転動体配置空間への水滴等の侵入を効果的に防止できるハブユニットを提供する。【解決手段】タイヤ４に充填された正圧状態のガスを、カバー３５及びシール部材２９によって密封された転動体配置空間Ｓに供給するガス供給経路を備える。転動体配置空間Ｓが正圧にされることにより、外部からの水滴侵入を効果的に防止できる。【選択図】図１
2008013085.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カバーと、
前記車輪のタイヤに充填された正圧状態のガスを、前記カバー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に供給するガス供給経路と、
を備えることを特徴とするハブユニット。
【請求項２】
前記転動体配置空間のガス圧を検知するガス圧検知センサを備え、
前記ガス圧検知センサは前記カバーに取り付けられ、前記転動体配置空間と連通するカバー内空間にて前記ガス圧を検知するものであり、
前記ガス供給経路は、車輪側に形成された車輪側ガス供給経路に接続され、前記ガスを前記ハブホイールの中にアキシャル方向車両インナ側へ導入する第一部分と、該第一部分と連通し前記ガスをラジアル方向外側へ導入し前記転動体配置空間に到る第二部分と、を備える請求項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】
一方、ハブユニットにはシール部材が取り付けられ、外輪部材とハブホイールとの間に形成される転動体配置空間が密封される。このシール部材により、外部からの水等の浸入が防止される。
【０００５】
しかし従来のハブユニットは、シール部材の密封効果に限界があり、外部から水滴が侵入する場合があった。その結果、転動体が錆び、寿命を縮める原因となっていた。そのため、転動体配置空間への水滴の侵入をより効果的に防止できるハブユニットが望まれていた。
【０００６】
一方、貨車や船舶等により自動車等の車両を輸送すると、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または揺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、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。
【０００７】
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。
【０００８】
また、一旦窒素ガスを封入しても、長時間経過すると窒素ガスが抜けてしまい、再びフレッティング磨耗が起きやすくなる問題があった。
【０００９】
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、転動体配置空間への水等の異物の侵入を効果的に防止できるハブユニットを提供することを課題とする。また本発明は、軸受け内にガスを容易に充填でき、長時間フレッティング磨耗を防止できるハブユニットを提供することを別の課題とする。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【００１０】
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カバーと、
前記車輪のタイヤに充填された正圧状態のガスを、前記カバー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に供給するガス供給経路と、
を備えることを特徴とする。
【００１１】
上記発明のハブユニットによると、転動体配置空間の車両アウタ側端部にシール部材が設けられ、外輪部材の車両インナ側端部にカバーが設けられており、これらシール部材とカバーによって転動体配置空間が封止されている。そして、車輪のタイヤに充填された正圧状態のガスを、転動体配置空間に供給するガス供給経路を備えている。これにより、転動体配置空間が正圧に保持され、外部からの水等の侵入を大幅に減らすことができる。すなわち、転動体配置空間が正圧に保持されているため、シール部材を通って外部へ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へ空気が入ることは殆ど無くなり、水滴等の侵入を伴わなくなるのである。
【００１２】
また、本発明のハブユニットは、
前記転動体配置空間のガス圧を検知するガス圧検知センサを備えることを特徴とする。
【００１３】
上記発明によるとガス圧検知センサを備えているため、転動体配置空間のガス圧を検知できる。これにより、タイヤ内のガス圧を検知することが可能となり、走行中にタイヤがパンクした場合等に、運転者に対してすぐにアラームを出すことが可能となる。
【００１４】
さらに、本発明のハブユニットは、
前記ガス圧検知センサは前記カバーに取り付けられ、前記転動体配置空間と連通するカバー内空間にて前記ガス圧を検知するものである。
【００１５】
上記発明によると、ガス圧検知センサはカバーに取り付けられている。ガス圧検知センサをカバーに取り付けると、他の場所、例えば外輪部材に取り付ける場合等と比較して、取り付け作業が容易になる。
【００１６】
また、本発明のハブユニットは、
前記タイヤに充填するガスとして、Ｎ２ガスが使用されることを特徴とする。
【００１７】
上記発明によるとタイヤにＮ２ガスが充填され、そのＮ２ガスが転動体配置空間に供給されるため、磨耗粉の酸化を防止できる。そのため、車両輸送中におけるフレッティング磨耗を低減することが可能となる。
【００１８】
本発明のハブユニットは、
前記ガス供給経路は、車輪側に形成された車輪側ガス供給経路に接続され、前記ガスを前記ハブホイールの中にアキシャル方向車両インナ側へ導入する第一部分と、該第一部分と連通し前記ガスをラジアル方向外側へ導入し前記転動体配置空間に到る第二部分と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
上記発明によると、車輪やタイヤと一体回転するハブホイールにガス供給経路を形成するため、タイヤから前記転動体配置空間へのガス供給が容易になる。
【００２０】
また、本発明のハブユニットは、
前記ガス供給経路上に、前記タイヤに充填されたガスをフィルタリングするフィルタを設けたことを特徴とする。
【００２１】
上記発明によると、タイヤの中にゴミが入っていたり、水分が含まれていた場合でも、そのゴミや水分をフィルタリングし、清浄な空気を転動体配置空間に供給することができる。
【００２２】
また、本発明のハブユニットは、
前記ガス供給経路上に、前記転動体配置空間への供給ガス圧を調整する供給ガス圧力調整弁を設けたことを特徴とする。
【００２３】
上記発明によると、シール部材の弾性シール力でタイヤのガス圧を維持できず、転動体配置空間から外部へガスが漏出してしまう場合は、供給ガス圧力調整弁を使って減圧することが可能となる。
【００２４】
さらに、本発明のハブユニットは、
前記カバーに、該カバーの内部空間のガス圧を調整するカバー側圧力調整弁を設けたことを特徴とする。
【００２５】
タイヤからガスを供給する時に、上記カバー側圧力調整弁が作動するまで圧力を上げ、軸受け内部に残存した空気を排出する。これにより、ハブユニット内の空気をＮ２ガスと置換することができ、フレッティング磨耗を低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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４１（図２参照）及びタイヤホイール５０（図２参照）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４１及びタイヤホイール５０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とナットの螺合により、ハブフランジ１２にブレーキディスクロータ４１及びタイヤホイール５０を固定する。
【００３０】
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をナックル等の車体側部材に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。
【００３１】
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が取り付けられており、転動体配置空間Ｓには、気体がシール部材２９とカバー３５とによって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。
【００３２】
一方、タイヤ４に封入されたガスｇ（空気やＮ２ガス）を転動体配置空間Ｓに供給するガス供給経路５が形成されている。これにより、転動体配置空間Ｓのガス圧を正圧に保持することが可能となる。そのため、シール部材２９から外部に向かって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に空気が侵入することは殆ど無くなる。その結果、水滴の侵入防止効果を大幅に高めることが可能となる。
【００３３】
ガス供給経路５は、より詳しくは、車輪側に形成された車輪側ガス供給経路５ａと、その車輪側ガス供給経路５ａに接続され、ガスｇをハブホイール３の中にアキシャル方向車両インナ側へ導入する第一部分５ｂと、その第一部分５ｂと連通しガスｇをラジアル方向外側へ導入し転動体配置空間Ｓに到る第二部分５ｃとを備える。なお、本実施例ではハブホイール３の中心に第一部分５ｂが形成されているが、必ずしも中心に形成する必要はない。
【００３４】
また、ガス供給経路５上に、転動体配置空間Ｓへの供給ガス圧を調整する供給ガス圧力調整弁１０が設けられている。より詳しくは、軸部１１に設置孔１ｈが形成され、その設置孔１ｈに供給ガス圧力調整弁１０が嵌入されている。シール部材２９の弾性シール力によってタイヤ４のガス圧に対抗することが可能な場合は、供給ガス圧力調整弁１０は必要ない。しかし、シール部材２９の弾性シール力が弱く、タイヤ４のガス圧が直接かかるとガスが外部へ漏出してしまう場合は、供給ガス圧力調整弁１０によって減圧する必要がある。
【００３５】
タイヤ４内のガスｇとしては、Ｎ２ガスを使用することが望ましい。Ｎ２ガスを転動体配置空間Ｓに供給すれば、車両の搬送時にフレッティング磨耗によって磨耗粉が生じたとしても、その磨耗粉の酸化を防止できる。そのため酸化鉄の発生が抑制され、磨耗の程度を軽減することができる。
【００３６】
なお、タイヤ４からＮ２ガスを供給せず、単に転動体配置空間ＳにＮ２ガスを封止するだけでもフレッティング磨耗の低減効果はあるが、その場合は長時間経過するとＮ２ガスが抜けてしまうため、効果が持続しない。しかし本発明では、タイヤ４からＮ２ガスを補充するため、転動体配置空間ＳにＮ２ガスが充填された状態を長時間維持でき、従って、フレッティング磨耗の低減効果を持続させることができる。
【００３７】
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’のガス圧を調整するカバー側圧力調整弁１３が設けられている。タイヤ４のガスｇを転動体配置空間Ｓに供給する時に、カバー側圧力調整弁１３が作動するまで圧力を上げる。一定量の空気が排出された後は、例えば供給ガス圧力調整弁１０によって減圧し、それ以上空気が排出されないようにする。これにより、転動体配置空間Ｓおよびカバー内部空間Ｓ’を殆どＮ２ガスで満たすことができる。
【００３８】
また、カバー３５には、カバー内部空間Ｓ’のガス圧を検知するためのガス圧検知センサ９が設けられている。カバー内部空間Ｓ’は転動体配置空間Ｓと連通しているため、タイヤ４内のガス圧を検知することが可能となる。そのため、走行中にタイヤがパンクした時に、ガス圧が低下したことを検知でき、運転者に対して直ぐにアラームを出すことができる。
【００３９】
ガス圧検知センサ９を車輪に取り付けるのは困難であるが、本発明では固定されたカバー３５に取り付けているため、取り付け作業は比較的容易である。
【００４０】
また、仮に外部空間と転動体配置空間Ｓとを繋ぐ貫通孔を外輪部材２に形成し、その貫通孔にガス圧検知センサ９を取り付けたとすると、タイヤ４のガス圧を検知できるものの、この貫通孔を形成するのに一定のコストが必要になり、さらに、転動体配置空間Ｓが狭いため、使用するガス圧検知センサ９の大きさも制限を受ける。しかし本発明では、カバー３５にガス圧検知センサ９を取り付けるため、取り付けに必要なコストも少なくてすみ、また、カバー内部空間Ｓ’のガス圧を検知しているため、ある程度大きめのガス圧検知センサ９を使用することができる。
【００４１】
一方、設置孔１ｈには、チェックバブル４０が嵌入されている。このチェックバルブ４０は車輪と一体になっており、車輪をハブユニット１から取り外すとチェックバルブ４０が一緒にとれ、バルブが自動的に閉まるようになっている。そのため、タイヤ４内のガスｇの漏出を防止できる。
【００４２】
次に、本発明の別の実施形態を説明する。図２に断面図を示し、図３に外観図を示す。この実施形態では、タイヤホイール５０内にガス供給経路５が形成されている。より詳しくは、タイヤホイール５０の外周縁部に環状壁部６０が形成され、この環状壁部６０のアキシャル方向車両アウタ側端部及び車両インナ側端部にリム部６１が形成されている。このリム部６１にタイヤ４が取り付けられる。また、環状壁部６０には孔部６２が形成されている。タイヤ４内のガスｇは孔部６２を通って車輪側ガス供給経路５ａに送られ、タイヤホイール５０の中心部Ｃまで運ばれる。中心部Ｃにはチェックバルブ４０が設けられ、ハブユニット１側に形成された（ガス供給経路５の）第一部分５ｂと接続されている。タイヤ４のガスｇは車両側ガス供給経路５ａを通って中心部Ｃに送られた後、第一部分５ｂを通ってハブホイール３内をアキシャル方向に送られる。その後ガスｇは、第一部分５ｂと連通した第二部分５ｃを通って転動体配置空間Ｓに送られる。
【００４３】
以上説明したように本発明は、タイヤ４内のガスｇを転動体配置空間Ｓに供給するため、転動体配置空間Ｓを正圧に保つことができ、外部からシール部材２９を通って水等が入ることを防止できる。また、ガスｇとしてＮ２ガス等の低活性ガスを使用すれば、車両運送途中で発生するフレッティング磨耗を低減することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係るハブユニットおよび車輪の断面図。
【図２】ハブユニットの別の実施例。
【図３】車輪の外観図。
【符号の説明】
【００４５】
１  ハブユニット
２  外輪部材
３  ハブホイール
４  タイヤ
５  ガス供給経路
５ａ  車輪側ガス供給経路
５ｂ  （ガス供給経路の）第一部分
５ｃ  （ガス供給経路の）第二部分
６  フィルタ
９  ガス圧検知センサ
１０  供給ガス圧力調整弁
１３  カバー側圧力調整弁
２７  転動体
２９  シール部
３５  カバー
Ｓ  転動体配置空間
【図１】
2008013085.tif 000003
【図２】
2008013085.tif 000004
【図３】
2008013085.tif 000005