(57)【要約】【課題】外輪と内輪の間にエア流路を形成する密封装置を有し、該密封装置が簡易な構造でかつ外輪と内輪の相対回動時の摺動抵抗に影響の少ない構成になっている車輪用転がり軸受装置を提供する。【解決手段】外輪２と内輪３と、外輪２と内輪３の間を密封して両輪間に軸受内エア通路１ａを形成する一対の密封装置５とを有している車輪用転がり軸受装置１であって、密封装置５は、環状でかつ、外輪２と内輪３間を径方向にほぼ覆う断面を有する一枚状の弾性体を有している。そして外輪２と内輪３は、密封装置５の隣接位置から相互に近接する方向に突出する突出部２ｅ，３ｅを有し、軸受内エア通路１ａに供給された加圧空気の気圧によって弾性体が突出部２ｅ，３ｅに押し付けられる構成になっている。【選択図】図２
2008222099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エア通路が貫通された外輪と、前記外輪に転動体を介して相対回動しかつエア通路が貫通された内輪と、前記外輪と前記内輪の間を密封して両輪間に軸受内エア通路を形成する一対の密封装置とを有し、前記外輪のエア通路と前記軸受内エア通路と前記内輪のエア通路とが連通される車輪用転がり軸受装置であって、
前記密封装置は、環状でかつ、前記外輪と前記内輪間を径方向にほぼ覆う断面を有する一枚状の弾性体を有し、
前記外輪と前記内輪は、前記密封装置の隣接位置から相互に近接する方向に突出する突出部を有し、前記軸受内エア通路に供給された加圧空気の気圧によって前記弾性体が前記突出部に押し付けられる構成になっていることを特徴とする車輪用転がり軸受装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車輪用転がり軸受装置であって、
外輪と内輪の突出部には、密封装置側に軸受内エア通路から除々に軸方向に離間する傾斜面が形成されており、
弾性体は、前記外輪と前記内輪の傾斜面延長間の角度よりも大きい曲げ中心角を有した状態で前記外輪と前記内輪の間に配設され、かつ前記軸受内エア通路に加圧空気が供給された際に前記加圧空気の気圧によって前記曲げ中心角が小さくなって前記傾斜面に押し付けられる構成になっていることを特徴とする車輪用転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪用転がり軸受装置に関する。とりわけタイヤの空気圧を調整するために、加圧空気のエア通路を形成する密封装置を備える車輪用転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、路面状況等に応じてタイヤの空気圧を調整するための装置が知られている（特許文献１参照）。この装置は、自動車に搭載された加圧空気供給源と、その加圧空気供給源とタイヤとを連通するエア通路とを有しており、エア通路は、ナックルと、ナックルに取付けられた車輪用転がり軸受装置と、車輪用転がり軸受装置に取付けられたホイールとに形成されたエア通路を経てタイヤに連通されている。
【０００３】
車輪用転がり軸受装置のエア通路は、外輪を貫通するエア通路と、内輪を貫通するエア通路と、これらエア通路を連通するエア通路を形成するために外輪と内輪の間を密封する密封装置とを有している（特許文献２参照）。この密封装置は、外輪の内周面に嵌合固定される金属環と、金属環に固着されている弾性体を有しており、弾性体は、内輪に摺接するリップを有している。したがって従来の密封装置は、複雑な構造になっていた。しかも弾性体のリップは、加圧空気に耐え得るように内輪に常に強く摺接されており、外輪と内輪の相対回動時の摺動抵抗になるという問題も有していた。
【特許文献１】特開２０００−２５５２２８号公報
【特許文献２】特開２００５−１５５７４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで本発明は、外輪と内輪の間にエア流路を形成する密封装置を有し、該密封装置が簡易な構造でかつ外輪と内輪の相対回動時の摺動抵抗に影響の少ない構成になっている車輪用転がり軸受装置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】
【０００５】
前記課題を解決するために本発明は、各請求項に記載の通りの構成を備える車輪用転がり軸受装置の密封装置であることを特徴とする。すなわち請求項１に記載の発明によると、密封装置は、環状でかつ、外輪と内輪間を径方向にほぼ覆う断面を有する一枚状の弾性体を有している。そして外輪と内輪は、密封装置の隣接位置から相互に近接する方向に突出する突出部を有し、軸受内エア通路に供給された加圧空気の気圧によって弾性体が突出部に押し付けられる構成になっている。
【０００６】
したがって密封装置は、環状の一枚状の弾性体を有する構成であるために、従来の密封装置よりも簡易な構成になっている。しかも弾性体は、加圧空気の気圧によって外輪と内輪の突出部に押し付けられて密封力が強くなる。そのため密封装置は、従来のように内輪の外周面に常に強く摺接するリップ等を設ける必要がなく、小さな摺動抵抗にて内輪や外輪に対して摺接し得る形態になっている。
【０００７】
請求項２に記載の発明によると、外輪と内輪の突出部には、密封装置側に軸受内エア通路から除々に軸方向に離間する傾斜面が形成されている。そして弾性体は、外輪と内輪の傾斜面延長間の角度よりも大きい曲げ中心角を有した状態で外輪と内輪の間に配設され、かつ軸受内エア通路に加圧空気が供給された際に加圧空気の気圧によって曲げ中心角が小さくなって傾斜面に押し付けられる構成になっている。
【０００８】
したがって外輪と内輪の突出部の傾斜面によって除々に幅が狭くなる狭窄部が形成され、その狭窄部に弾性体が曲がった状態で設置される。そして弾性体は、曲げ中心角が傾斜面間の角度よりも大きいために傾斜面との間に隙間を有しており、その状態から加圧空気の圧力によって曲げ中心角が小さくなって傾斜面に押し付けられる。そのため弾性体は、加圧空気の圧力によって密封力が増す。しかも弾性体は、曲げ中心角を有した状態で設置されているために、曲げ方向が一定になって確実に突出部の傾斜面に押し付けられ得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の実施の形態を図１〜４にしたがって説明する。本形態の車輪用転がり軸受装置１は、図１に示すようにタイヤの空気圧を路面状況等に応じて調整するタイヤ空気圧調整装置１０の一部品として利用される。タイヤ空気圧調整装置１０は、加圧空気供給源１７と、加圧空気供給源１７とタイヤ１８とを連通するエア通路とを有し、エア通路は、転がり軸受装置１やハブ１２等を経由してタイヤ１８と連通されている。
【００１０】
加圧空気供給源１７は、コンプレッサ等によって圧縮された加圧空気を蓄えるタンクであって、車両に搭載されている。加圧空気供給源１７は、図１に示すようにナックル１１に形成されたエア通路１１ａに配管を介して接続される。ナックル１１には、転がり軸受装置１が取付けられ、ナックル１１のエア通路１１ａは、転がり軸受装置１の外輪２に形成されたエア通路２ａと連通される。
【００１１】
転がり軸受装置１の内周側には、図１に示すようにハブ１２が取付けられる。ハブ１２は、エア通路１２ａとフランジ１２ｂを有している。エア通路１２ａは、転がり軸受装置１の内輪３に形成されたエア通路３ｃと連通される。フランジ１２ｂには、ホイール１４とブレーキロータ１５が取付けられる。ホイール１４には、ホイール１４を貫通してホイール１４の外周面に取付けられたタイヤ１８と連通するエア通路１４ａが形成されている。
【００１２】
ハブ１２の軸中心には、図１に示すように車軸部材１３が取付けられる。したがってエンジンの回転力によって車軸部材１３が回転することで、ハブ１２と、転がり軸受装置１の内輪３と、ホイール１４が回転する。ホイール１４の内周部には、切換弁ユニット１６が取付けられている。切換弁ユニット１６は、ホイール１４に取付けられるハウジング１６ａと、ハウジング１６ａ内に設けられる弁１６ｃを有している。ハウジング１６ａ内の空気室１６ｂには、ハブ１２のエア通路１２ａと、ホイール１４のエア通路１４ａが連通されており、弁１６ｃがそのエア通路を開閉する。したがって弁１６ｃを開けることで加圧空気がタイヤ１８側に供給され得る。
【００１３】
転がり軸受装置１は、図２に示すように外輪２と内輪３と、これらの間に設けられる二列の転動体４と、二対の密封装置５，６を有している。外輪２の外周面には、ナックル１１に取付けられる取付フランジ２ｂが形成されている。外輪２の内周面には、二列の軌道面２ｃと肩部２ｄと突出部２ｅが形成されている。各軌道面２ｃには、複数の転動体４が転動可能に配設され、転動体４は、保持器７によって周方向に所定間隔毎に保持されている。
【００１４】
肩部２ｄは、図２に示すように軌道面２ｃの中心側に隣接されている。突出部２ｅは、肩部２ｄの中心側の隣接位置から内輪３側に突出し、外輪２の全周に渡って形成されている。突出部２ｅの中心側隣接位置には、密封装置５が設置されている。密封装置５は、外輪２と内輪３の間を密封して、外輪２と内輪３の間に軸受内エア通路１ａを形成する。外輪２には、径方向にエア通路２ａが貫通されている。エア通路２ａは、内周開口部が軸受内エア通路１ａに開口しており、外周開口部がナックル１１のエア通路１１ａに連通されている。
【００１５】
内輪３は、図２に示すように軸方向に突き合わされる別体の分割内輪３ａ，３ｂを有している。そして内輪３は、ハブ１２の端面外周面に形成された雄ねじ部２２に螺合されたナット２３によって軸方向に位置合わせされる。分割内輪３ａ，３ｂは、外周面に軌道面３ｄと突出部３ｅを有している。軌道面３ｄには、転動体４が転動可能に設置される。突出部３ｅは、軌道面３ｄの隣接位置から外輪２側に突出し、内輪３の全周に渡って形成されている。突出部３ｅの隣接位置には、密封装置５が設置される。
【００１６】
分割内輪３ａ，３ｂの間には、図２に示すように内輪３を径方向に貫通するエア通路３ｃが形成されている。エア通路３ｃは、図４に示すように分割内輪３ａ，３ｂが互いに当接する当接端面の分割内輪３ａ側または分割内輪３ｂ側のいずれか少なくとも一方に軸方向に窪んだ凹部３ｇを形成することによって形成されている。エア通路３ｃは、内輪３に一つまたは周方向に複数形成されており、外周開口部が一対の密封装置５間の軸受内エア通路１ａに開口している。そして内周開口部がハブ１２に形成されたエア通路１２ａに連通されている。
【００１７】
密封装置５は、図３に示すようにゴム等の弾性材料から形成された弾性体のみから形成されている。該弾性体は、環状でかつ一枚状であって、外輪２と内輪３間を径方向にほぼ覆う断面を有している。そして該弾性体の外周部が外輪２の内周面に当接され、内周部が内輪３の外周面に当接されている。該弾性体は、外輪２と内輪３の間に屈曲状または湾曲状に曲げられた状態で設けられており、曲げ中心角５ａを有している。曲げ方向は、断面中心部が軸受内エア通路１ａから離間する方向、すなわち突出部２ｅ，３ｅ側に位置する方向である。
【００１８】
突出部２ｅ，３ｅは、図３に示すように密封装置５側に傾斜面２ｅ１，３ｅ１を有している。傾斜面２ｅ１，３ｅ１は、軸受内エア通路１ａから除々に軸方向に離間しており、傾斜面２ｅ１，３ｅ１の延長間に角度１ｂを形成する。したがって傾斜面２ｅ１，３ｅ１の間には、除々に径方向の幅が狭くなる狭窄部１ｃが形成される。そして狭窄部１ｃに密封装置５が曲げられた状態で設置される。密封装置５の弾性体の曲げ中心角５ａは、傾斜面２ｅ１，３ｅ１の延長間の角度１ｂよりも大きく、弾性体と突出部２ｅ，３ｅの間に隙間を形成する。
【００１９】
図３に示すように傾斜面２ｅ１，３ｅ１の基端部には、密封装置５の端部が嵌め込まれる溝２ｆ，３ｆが形成されている。したがって密封装置５は、溝２ｆ，３ｆによって軸受内エア通路１ａ側に移動することが規制されている。
【００２０】
一対の密封装置６は、図２に示すように外輪２と内輪３の軸方向の両端部に嵌合されている。密封装置６は、外輪２と内輪３の間を密封して、転がり軸受装置１内に外方向から水等が侵入することを防止する。そして密封装置６と密封装置５の間には、グリースが注入される。
【００２１】
図１に示すように加圧空気供給源１７から加圧空気が放出されると、加圧空気の圧力がナックル１１のエア通路１１ａを経て、外輪２のエア通路２ａと、軸受内エア通路１ａに供給される。軸受内エア通路１ａに加圧空気が供給されると、図４に示すように加圧空気の気圧によって密封装置５が突出部２ｅ，３ｅの傾斜面２ｅ１，３ｅ１に向けて押される。そして密封装置５の弾性体の曲げ中心角が図３の５ａから図４の５ｂに小さくなり、弾性体が傾斜面２ｅ１，３ｅ１に押し付けられる。そのため弾性体は、傾斜面２ｅ１，３ｅ１との密着面積が多くなり、密封力が増加する。その後、加圧空気の気圧は、内輪３のエア通路３ｃと、ハブ１２のエア通路１２ａと、ホイール１４のエア通路１４ａとを経てタイヤ１８に供給される。これによりタイヤ１８の空気圧が調整される。
【００２２】
以上のようにして実施の形態が形成される。すなわち密封装置５は、図２に示すように環状でかつ、外輪２と内輪３間を径方向にほぼ覆う断面を有する一枚状の弾性体を有している。そして外輪２と内輪３は、密封装置５の隣接位置から相互に近接する方向に突出する突出部２ｅ，３ｅを有し、軸受内エア通路１ａに供給された加圧空気の気圧によって弾性体が突出部２ｅ，３ｅに押し付けられる構成になっている。
【００２３】
したがって密封装置５は、環状の一枚状の弾性体を有する構成であるために、従来の密封装置よりも簡易な構成になっている。しかも弾性体は、加圧空気の気圧によって外輪２と内輪３の突出部２ｅ，３ｅに押し付けられて密封力が強くなる。そのため密封装置５は、従来のように内輪の外周面に常に強く摺接するリップ等を設ける必要がなく、小さな摺動抵抗にて内輪３や外輪２に対して摺接し得る形態になっている。
【００２４】
外輪２と内輪３の突出部２ｅ，３ｅには、図３に示すように密封装置５側に軸受内エア通路１ａから除々に軸方向に離間する傾斜面２ｅ１が形成されている。そして弾性体は、外輪２と内輪３の傾斜面２ｅ１，３ｅ１延長間の角度１ｂよりも大きい曲げ中心角５ａを有した状態で外輪２と内輪３の間に配設され、かつ軸受内エア通路１ａに加圧空気が供給された際に加圧空気の気圧によって曲げ中心角が図３の５ａから図４の５ｂに小さくなって傾斜面２ｅ１，３ｅ１に押し付けられる構成になっている。
【００２５】
したがって図３に示すように外輪２と内輪３の突出部２ｅ，３ｅの傾斜面２ｅ１，３ｅ１によって除々に幅が狭くなる狭窄部１ｃが形成され、その狭窄部１ｃに弾性体（５）が曲がった状態で設置される。そして弾性体は、曲げ中心角５ａが傾斜面２ｅ１，３ｅ１間の角度１ｂよりも大きいため、傾斜面２ｅ１，３ｅ１との間に隙間を有しており、その状態から加圧空気の圧力によって曲げ中心角が小さくなって傾斜面２ｅ１，３ｅ１に押し付けられる。そのため弾性体は、加圧空気の圧力によって密封力が増す。しかも弾性体は、曲げ中心角を有した状態で設置されているために、曲げ方向が一定になって確実に突出部２ｅ，３ｅの傾斜面２ｅ１，３ｅ１に押し付けられ得る。
【００２６】
（他の実施の形態）
本発明は、上記実施の形態に限定されず、以下の形態等であっても良い。
（１）例えば上記実施の形態の密封装置５は、弾性体のみから形成されていた。しかし弾性体の外周端部または内周端部に外輪または内輪に固定的あるいは摺動可能に当接される金属環が取付けられている形態等であっても良い。
（２）上記実施の形態の外輪２と内輪３の突出部２ｅ，３ｅは、傾斜面２ｅ１，３ｅ１を有していた。しかし傾斜面２ｅ１，３ｅ１を有さず、外輪２の内周面または内輪３の外周面から径方向に突出する垂直面を有している形態であっても良い。
（３）上記実施の形態の密封装置５の弾性体は、曲げ中心角５ａを有した状態で外輪２と内輪３間に設置されていた。すなわち弾性体の自由状態は、曲げを有しない形態でも良いし、曲げ中心角５ａよりも大きい曲げ中心角を有している形態であっても良い。そして曲げ方向に曲げやすくするために、弾性体の曲げ部分の外側面側に切れ込みが形成されている形態等であっても良い。
（４）上記実施の形態は、密封装置５の軸方向の位置ずれ防止として外輪２に形成した溝２ｆと、内輪３に形成した溝３ｆを有していた。しかし外輪と内輪に別体に形成した蓋を外輪と内輪に嵌合させ、これらの間に密封装置の軸方向の位置ずれ防止する溝を形成する形態等であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】タイヤ空気調整装置の断面図である。
【図２】密封装置近傍の転がり軸受装置の一部断面拡大図である。
【図３】軸受内エア通路に加圧空気を供給していない状態における密封装置近傍の転がり軸受装置の一部断面拡大図である。
【図４】軸受内エア通路に加圧空気を供給した状態における密封装置近傍の転がり軸受装置の一部断面拡大図である。
【図５】図２の矢印Ｖ方向からの内輪および密封装置の一部上面拡大図である。
【符号の説明】
【００２８】
１・・・転がり軸受装置
１ａ・・・軸受内エア通路
２・・・外輪
２ａ，３ｃ，１１ａ，１２ａ，１４ａ・・・エア通路
２ｅ，３ｅ・・・突出部
２ｅ１，３ｅ１・・・傾斜面
２ｆ，３ｆ・・・溝
３・・・内輪
４・・・転動体
５，６・・・密封装置
５ａ，５ｂ・・・曲げ中心角
１０・・・タイヤ空気圧調整装置
１１・・・ナックル
１２・・・ハブ
１４・・・ホイール
１７・・・加圧空気供給源
１８・・・タイヤ
【図１】
2008222099.tif 000003
【図２】
2008222099.tif 000004
【図３】
2008222099.tif 000005
【図４】
2008222099.tif 000006
【図５】
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