(57)【要約】      （修正有）【課題】タイヤへ加圧空気を供給するシステムを備えた自動車用車輪ハブのためのベアリングユニットに関し、加圧空気の回転部への流入を円滑にする簡単且つ精度に悪影響のないレース部通路構成の提供。    【解決手段】この発明のベアリングユニットは、第１の通路６を備えた固定のアウターレース１及び車輪のハブと共に回転する軸方向に合体する二つのインナー・ハーフレース２ａ，２ｂを有している。前記インナー・ハーフレース２ａ，２ｂの間には、第２の通路７が設けられ、前記アウターレースと前記インナー・ハーフレースとの間には、前記第１と第２の通路それぞれに連通する空間部１３を有するチャンバ８が介在し、前記第２の通路の側面が回転方向Ａ，Ｂに対し凹こむ凹面７１ｄ，７２ｄを形成して、加圧空気を迎えいれるようになっている。【選択図】図１
2005155746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪のハブを経てタイヤへ加圧空気を供給するシステムを備えた自動車の車輪のハブのためのベアリングユニットであり、以下の構成を備えるベアリングユニット：
少なくとも第１の通路（６）を備える固定の第１の環状の部材（１，１６）
第２の通路（７，７１，７２）を放射状に備えた回転する第２の環状の部材（２ａ，２ｂ；１７）及び
前記第１の環状の部材（１，１６）と第２の環状の部材（２ａ，２ｂ；１７）との間に介在する中間の環状のチャンネルと内部の空間部（１３）              を備え、
前記第２の通路（７，７１，７２）の少なくとも一つが前記中間の環状のチャンネルと内部の空間部（１３）を介して前記第２の通路（７，７１，７２）へ流入する加圧空気を迎え入れるようになっている回転方向（Ａ，Ｂ）に対し凹んでいる凹面の側面を有していることを特徴とする構成。
【請求項２】
前記第２の通路（７，７１，７２）の開口断面形状が前記第１の環状の部材から離れるにしたがい徐々に小さくなり、かつ、回転方向（Ａ，Ｂ）に対し前向きに傾斜していることを特徴とする請求項１によるベアリングユニット。
【請求項３】
前記第１の環状の部材（１，１６）は、放射方向の外側に位置し、前記第２の通路（７，７１，７２）は、放射方向の内側に位置して、車輪のハブと共に高速回転できるように構成されていることを特徴とする請求項１によるベアリングユニット。
【請求項４】
前記第１の環状の部材（１，１６）は、放射方向の外側に位置し、前記第２の通路（７，７１，７２）は、放射方向の内側に位置して、車輪のハブと共に高速回転できるように構成されており、前記第２の通路（７，７１，７２）の少なくとも一つは、外側から内側へ向け、開口断面形状が徐々に小さくなることを特徴とする請求項２によるベアリングユニット。
【請求項５】
複数の傾斜面（７１ｄ，７２ｄ）、第１の回転方向（Ａ）に向け前傾している少なくとも一つの前記傾斜面（７１ｄ）及び少なくとも他の方前記傾斜面（７２ｄ）が前記回転方向（Ａ）と反対の回転方向の第２の回転方向（Ｂ）に向け前傾していることを特徴とする請求項１によるベアリングユニット。
【請求項６】
前記傾斜面（７１ｄ，７２ｄ）は、前記傾斜面が前傾している回転方向に対し凹んでいる曲面になっていることを特徴とする請求項１によるベアリングユニット。
【請求項７】
前記第２の通路（７，７１，７２）の少なくとも一つにおいて、傾斜した凹面（７１ｄ，７２ｄ）がカーブして逃げている面（７１ｃ，７２ｃ）と対面していることを特徴とする請求項６によるベアリングユニット。
【請求項８】
前記第２の通路（７，７１，７２）の少なくとも一つが前記ベアリングユニットのインナー・ハーフレース（２ａ，２ｂ）の対面する二つの側面（１５）の少なくとも一方に形成された凹面（７１ａ，７２ａ）により構成されていることを特徴とする請求項３によるベアリングユニット。
【請求項９】
前記第２の通路（７，７１，７２）の少なくとも一つは、前記ベアリングユニットの前記インナー・ハーフレース（２ａ，２ｂ）のそれぞれ対面する側面に形成された凹部一対により構成されていることを特徴とする請求項８によるベアリングユニット。
【請求項１０】
前記の凹部一対は、左右対称になっていることを特徴とする請求項９によるベアリングユニット。
【請求項１１】
前記少なくとも一つの傾斜した凹面（７１ｄ，７２ｄ）は、前記第２の環状の部材（２ａ，２ｂ；１７）と共に高速回転する空気コンベヤロータ（１４）に形成されていることを特徴とする前記請求項のいずれかによるベアリングユニット。
【請求項１２】
前記空気コンベヤロータ（１４）が屋根部（１８）をもつ立ち上がり部（７１ｄ，７２ｄ）を有し、これらによって空気取り入れ口（２０ａ，２０ｂ）を構成していることを特徴とする請求項１１によるベアリングユニット。
【請求項１３】
前記空気取り入れ口（２０ａ，２０ｂ）は、前記ロータの周側面に設けられ、タンジェンシャル方向に互いに向きを変えていることを特徴とする請求項１２によるベアリングユニット。
【請求項１４】
前記空気コンベヤロータ（１４）は、周側面が波形にうねっていて、該周側面の谷部をはさむ各二つの山部（２１）の傾斜面に一対の空気取り入れ口（２０ａ，２０ｂ）が形成され、これらは、回転方向（Ａ，Ｂ）の一方に向き合うものと、他方に向き合うものとになっていることを特徴とする請求項１１，１２又は１３によるベアリングユニット。
【請求項１５】
前記一対の立ち上がり部（７１ｄ，７２ｄ）は、通路（７１，７２）を構成するもので、回転方向（Ａ，Ｂ）のいづれかに対し対向するように、前記ロータの周側面にそって互いに向きを対向させている空気取り入れ口（２０ａ，２０ｂ）を備えていることを特徴とする請求項１４によるベアリングユニット。
【請求項１６】
前記通路（７１，７２）のそれぞれは、外側から内側に向け徐々に収斂し、前記第２の環状の部材の通路（７）に対面し、連通していることを特徴とする請求項１５によるベアリングユニット。
【請求項１７】
請求項１１から請求項１６のいずれかによるベアリングユニットのための空気コンベヤロータ（１４）。
【請求項１８】
内側の環状の部材（２１）が前記ベアリングユニットの回転するインナーレースのハーフレース（２ｂ）とは別体になっていて、該ハーフレースに合体して、一緒に高速回転可能になっているものであることを特徴とする請求項１から請求項１６のいずれか一つによるベアリングユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、タイヤへ加圧空気を供給する自動車に搭載したシステムを備えた自動車用車輪のハブのためのベアリングユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特別のベント及び封止装置が設けられていて、自動車に搭載の加圧空気供給源によりタイヤへ空気を吹き込むようになっている自動車車輪のハブのためのベアリングユニットは、既に知られている。このような機構においては、タイタの空気圧が調整され、モニターできるようになっている。
【０００３】
従来技術の前記ベアリングユニットは、例えば、ヨーロッパ特許７１３，０２１、ヨーロッパ特許６５６，２６７、米国特許５，５０３，４８０、ドイツ特許３，７３８，５２９、フランス特許２，７１４，９４３に記載されている。
【０００４】
従来技術のベアリングユニットは、サスペンション柱脚のシリンドリカルな座に取り付けられた回転しないアウターレース及びハブと共に高速回転するインナーレース（通常のものは、並置された一対のハーフレース）を備えている。自動車に搭載の加圧空気供給源からの加圧された空気は、前記柱脚に取り付けられた特別の導管を通り、最終的にタイヤへ送られるものであるが、これら空気を送る道中には、アウターレースとインナーレースとの間に空気を送る環状のチャンバが形成されており、このチャンバへアウターレースの空気通路から送り込まれた空気は、前記インナーレースに形成された空気通路を抜けて前記ベアリングの中央に送り込まれ、ここから別の導管を通り、車輪リムを経てタイヤに圧入される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記インナーレースが前記ハブと共に高速回転しているときにあっては、加圧された空気は、前記中間のチャンバを経てインナーレースを通り前記ベアリングの回転している部分へ入る際に抵抗を受け、十分な空気量が入りずらい問題点がある。前記した従来例では、インナーレースを構成するハーフレースの間に加圧空気が通る通路を設けるようになっているが、このような通路をハーフレースの間に設けることは、技術的に複雑になり、許容誤差がきびしく、精度を必要とするベアリングレースのレースウエイに悪影響を与えるおそれがあり、これが、この発明の解決課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明により前記課題を解決するための具体的手段は、車輪のハブを経てタイヤへ加圧空気を供給するシステムを備えた自動車の車輪のハブのための以下の構成を備えるベアリングユニットであり、このベアリングユニットは、
少なくとも第１の通路（６）を備える固定の第１の環状の部材（１，１６）
第２の通路（７，７１，７２）を放射状に備えた回転する第２の環状の部材（２ａ，２ｂ；１７）及び
前記第１の環状の部材（１，１６）と第２の環状の部材（２ａ，２ｂ；１７）との間に介在する中間の環状のチャンネルと内部の空間部（１３）を備え、
前記第２の通路（７，７１，７２）の少なくとも一つが前記中間の環状のチャンネルと内部の空間部（１３）を介して前記第２の通路（７，７１，７２）へ流入する加圧空気を迎え入れるようになっている回転方向（Ａ，Ｂ）に対し凹んでいる凹面の側面を有していることを特徴とする構成によるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
この発明の実施の態様を図により説明する。
図１に示す第１の実施の態様においては、自動車の車輪のハブにおけるベアリングユニットは、固定のアウターレース１、インナーレースを構成する一対の軸方向に整列のインナー・ハーフレース２ａ，２ｂ及びアウターレース１とインナー・ハーフレース２ａ，２ｂとの間に介在する二組の回転ボール３，４を含み、前記アウターレース１には、一つ又は複数の通路６が形成され、同様にインナーレース２にも後記するように一つ又は複数の通路７が形成され、これら通路は、自動車に搭載のコンプレッサなどの加圧空気供給源からの加圧された空気が通る通路になる。
【０００８】
アウターレース１により構成される環状の空間には、公知のようにインナーレース２のハーフレース２ａ，２ｂと複数のボール３が装着され、前記アウターレース１とインナーレースのハーフレース２ａ，２ｂとの間には、加圧された空気を前者から後者へ送る通路になるチャンバ８が設けられている。即ち、チャンバ８は、アウターレース１、インナーレース２及び二組のボール３，４の間に区画された中間の空間に設けられる加圧空気が内部を流れる封止装置を構成するもので、通路６からの加圧空気は、チャンバ８の内部を抜けて通路７へ流れ、その間前記チャンバにより加圧空気が外部へ流出しないように封止されている。封止構造は、チャンバ８と封止部材（隔膜部材）９により形成されており、チャンバ８は、図１に示すような断面冂形状の金属などの環状部材で、アウターレース１の内側面に適宜の手段（溶接、ボルト止めなど）により取り付けられ、アウターレース１の通路６に正対する位置に該通路に対応する開口が設けられており、前記環状部材の対面する両側面外側にそって前記アウターレースとインナーレースとの間の空間を軸方向に遮断する形状をもった封止部材９（ゴム、合成ゴム、補強繊維布、金属などの素材で成形されているもの）が取り付けられており、該封止部材９は、足部１１が二股になって回転するインナーレース２のハーフレース２ａ，２ｂの外面１２に接触し、摺動するように構成されている。この接触、摺動する部分の面は、耐摩擦性、円滑な滑り特性をもつことが必要であるから、素材自体が耐摩擦性、円滑な滑り特性をもつか、又は、接触、摺動する部分の面がテフロン（登録商標）加工面などの滑性面処理されていればよい。そして、前記チャンバ８の内部は、前記インナーレース２のハーフレース２ａ，２ｂの間に介在の複数の通路７と連通し合って、加圧空気が上流の通路６から下流の通路７へと流れるようになっている。タイヤの空気圧が不足することがセンサにより自動的に又は運転者によるメータなどにより確認された場合には、自動制御システム又は運転者の手動制御により、自動車に搭載の加圧空気供給源から加圧空気が車輪のサスペンション柱脚に設けられた特別の通路を経て通路６に流入し、中間のチャンバ８を通り、通路７に達し、そこから別のダクト（複数）を介して車輪のリムへ流れこみ、最終的にタイヤへ流入し、タイヤ空気圧を正規のものにする。
【０００９】
図２に示すように、インナーレース２のハーフレース２ａ，２ｂの中間に形成された通路７の開口断面が外側から内側へ向け図示のように徐々に径が細くなるようになっており、回転方向に対し前傾するようになっている。このような構成により、前記インナー・ハーフレースがハブと共に高速で回転すると、前記通路７により前記チャンバ８内の環状の空間部１３の内部圧力が減圧され、前記ベアリングの回転部分へ送られる空気の流れが円滑になる。
【００１０】
図２のインナーレース２のハーフレース２ａ，２ｂの中間に形成された通路７においては、開口部が前記のように回転方向に向けて前傾しているもので、通路７の一つの通路７１の開口部は、回転方向Ａに向けて前傾し、これの隣の通路７２は、回転方向Ｂに向けて前傾し、さらに隣の通路７１は、回転方向Ａに向けて前傾するように、開口部の傾きが互い違いになっている。このような構成により、ハブユニットは、自動車の右側又は左側に関係なく、どちらの側にも自由に取り付けられことができ、回転方向が方向Ａであれば、空間部１３の圧力は、通路７１により減圧され、回転方向が方向Ｂであれば、空間部１３の圧力は、通路７２により減圧されることになる。
【００１１】
前記したインナーレース２におけるハーフレース２ａ，２ｂにおける通路７（通路７１，７２）は、例えば、図３に示すように、一対のハーフレース２ａ，２ｂが軸方向に対面する側面１４に略コ字状の凹部７１ａ，７２ａとして形成されることが好ましく、前記ハーフレースの合体により、これら凹部が略口字状の通路７１，７２を形成する。
【００１２】
前記通路７の通路７１，７２に上流からの加圧された空気をよりよく導入するには、図２に図示のように、通路７１，７２それぞれの面７１ｄ，７２ｄをそれぞれの回転方向に向けて凹むようにして空気を捉えやすくした凹面にしてあり、これら面を後尾面としている。そして乱流が生じないように、前記凹面に対面する面７１ｃ，７２ｃをなだらかな傾斜面にして先導面とし、前記凹面で捉えた空気が乱流を起こさずに流れるようにしてある。
【００１３】
図４は、この発明の第２の実施の態様を示すもので、この実施の態様においては、アウターレース１とインナーレース２（ハーフレース２ａ，２ｂ）には、加圧された空気の通路が形成されておらず、前記両ベアリングレースの横側に設けられた環状の部材１６，１７に加圧された空気の通路が形成されている。この環状の部材１６，１７に類似の構造のものは、イタリア特許出願Ｔ０２００２Ａ０００１８９（２００２年３月６日出願）に記載されている。
【００１４】
図４の実施の態様においては、図１から図３に記載の構造と同じ構造の部分には、同一符号が付してある。図４に図示のベアリングユニットは、固定のアウターレース１の一方の側面に設けた固定の一方の環状の部材１６とインナーレースの一方のハーフレース２ｂの一方の側面に設けたハブ（図示せず）と共に高速回転するようになっている他方の環状の部材１７を備えている。符号６は、環状の部材１６に形成された加圧された空気の通路であり、上流側に加圧空気供給源が配置されている。
【００１５】
環状の部材１７には、加圧空気が流れる一つ又は複数の通路７が形成されており、該通路は、開口断面が外側から内側へ向け徐々に径が細くなっていて、図２において説明したと同様に、回転方向に向けて前傾している構造になっている。また、この実施の態様においても、前記通路には、空気を捉えやすくした凹面（後尾面）を備えている。そして、環状の部材１６，１７の間には、前記と同じく、加圧された空気を一方の環状の部材１６から他方の環状の部材１７へ送るチャンバが介在し、加圧された空気は、上流の環状の部材１６から下流の環状の部材１７へチャンバ内の空間部１３を通って流れる。
【００１６】
図５，６，７は、この発明の第３の実施の態様を示すもので、インナーレースのハーフレース２ａ，２ｂの外周側それぞれにそって環状の空気コンベヤロータ１４が取り付けられているものであり、ハーフレース２ａ，２ｂが軸方向に合体するとき、前記空気コンベヤータ１４も合体する。この空気コンベヤロータ１４には、複数の空気取り入れ口７１，７２が設けられており、それぞれの空気取り入れ口は、チャンバ８の空間部１３に流れる加圧された空気が流入しやすいように、図示のように断面三角状に立ち上がった屋根部１８をもつ立ち上がり部７１ｄ，７２ｄを備えている。これら立ち上がり部７１ｄ，７２ｄの一方の立ち上がり部７１ｄは、回転方向Ａに向け立ち上がり、開口面は、円周方向の一方に向き、インナーレース２が回転方向Ａへ向け回転すると、前記加圧された空気を捉えやすくなり、立ち上がり部７１ｄ，７２ｄの他方の立ち上がり部７２ｄは、回転方向Ｂに向け立ち上がり、その開口面は、円周方向の他方に向き、インナーレース２が回転方向Ｂへ向け回転すると、前記加圧された空気を捉えやすくなる構成になっている。そして、前記開口面が向きを変えている立ち上がり部７１ｄ，７２ｄは、互い違いに配置されている。前記空気取り入れ口は、図示のように、前記回転するハーフレース２ａ，２ｂに形成の通路７と正対して連通し、前記加圧された空気は、前記空気取り入れ口からハーフレース２ａ，２ｂの通路７を通り抜け、最終的にタイヤへ送られる点は、前記と同様である。そして、前記空気取り入れ口７１，７２は、外側の開口面から内部へ行くにしたがって、開口断面口径が狭まるようになっている。また、前記空気取り入れ口は、後記し、図９に示すように前記ロータの周側面にそって設けられた空気取り入れ口２０ａ，２０ｂであってもよい。
【００１７】
前記ロータ１４は、前記ベアリングの回転部分と一緒に回転し、空気取り入れ口７１又は７２から取り入れた加圧された空気は、前記回転するベアリング部分の通路７を経てタイヤへ達する。前記したように、空気取り入れ口７１，７２は、口径断面が徐々に小さくなる構成になっているから、これにより、チャンバ８の内部の空間部１３の空気圧力が減圧され、前記ベアリングの回転部分への加圧空気の流れがよくなる。
【００１８】
図８，９は、この発明の第４の実施の態様を示すものであるが、この実施の態様は、前記第３の実施の態様に類似していて、空気コンベヤロータ１４は、立ち上がり部を備えておらず、該ロータの外周側面が連続した波形になっていて、山部２１と谷部との間の傾斜面に空気取り入れ口７１，７２がそれぞれ設けられており、したがって、これら空気取り入れ口７１，７２の開口面２０ａ，２０ｂは、一方が回転方向Ａに向き、他方が回転方向Ｂに向くようになっており、前記空気取り入れ口７１，７２の一対で前記通路７それぞれに連通するように構成されている。そして、前記空気取り入れ口の開口面に連なる二方の側面（回転方向Ａ，Ｂに対面する側面）は、前記開口面の向きが一方の回転方向に向いている側面７１ｄにおいては、凹面になっていて、相対する側面７１ｃは、逃げる傾斜面になっており、さらに同様に、前記開口面の向きが他方の回転方向に向いている側面７２ｄにおいては、凹面になっていて、相対する側面７２ｃは、逃げる傾斜面になっていて、このような構成によって前記空気取り入れ口に乱流が生じないようになっている。また、前記通路７は、複数が放射状に設けられ、開口側面が垂直になっているが、前記ロータ１４を取り付けることにより、傾斜した空気取り入れ口を設けることができる。
【００１９】
図１０は、この発明の第５の実施の態様を示すもので、この実施の態様は、図４に示したものと同様のもので、アウターレース１とインナーレース２（ハーフレース２ａ，２ｂ）には、加圧された空気の通路が形成されておらず、前記両ベアリングレースの横側に設けられた環状の部材１６，１７に加圧された空気の通路が形成されている。そして、図１０のベアリングユニットの外側の環状の部材１６は、アウターレース１に固定され、内側の環状の部材１７は、ハーフレース２ｂに取り付けられて、図示されていないハブと共に高速回転できるようになっている。符号６は、前記部材１６に形成された加圧空気の通路であり、環状の部材１７には、一つ又は複数の加圧空気の通路７が放射状に設けられている。前記部材１６，１７の間には、チャンバ８が介在し、前記通路６，７に連通の内部の空間部１３に加圧空気が通るようになっている点は、前記図示の実施例と同様である。
【００２０】
前記した通路７，空気取り入れ口７１，７２の開口断面は、どのような形状でもよく、図３に示すような多角形又は曲面になっていてもよい。
【００２１】
この発明は、前記した実施の態様のみに限定されるものではなく、種々の変形も可能であり、技術的範囲は、特許請求の範囲に記載のものにより解釈されるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】自動車のタイヤへ加圧空気を供給する加圧空気供給源を搭載した自動車の車輪のハブに使用するベアリングユニットの第１の実施の態様における略図的断面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線にそう断面図。
【図３】図１のベアリングユニットの一対のインナー・ハーフレースの一方の一部を示す斜視図。
【図４】この発明の第２の実施の態様を示す略図的軸方向断面図。
【図５】この発明の第３の実施の態様におけるベアリングユニットの略図的軸方向断面図。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線にそう断面図。
【図７】図６に示した空気コンベヤロータを取り付けたインナー・ハーフレースの一方の一部を示す斜視図。
【図８】この発明の第４の実施の態様における空気コンベヤロータを取り付けたインナー・ハーフレースの一方の一部の断面図。
【図９】図９のインナー・ハーフレースの一方の一部の斜視図。
【図１０】この発明の第５の実施の態様におけるベアリングユニットの略図的軸方向断面図。
【符号の説明】
【００２３】
１    アウターレース
２    インナーレース
２ａ，２ｂ    インナーレースのハーフレース
７    通路
７１，７１    空気取り入れ口
７１ｄ．７２ｄ    凹面になっている側面
１４  空気コンベヤロータ
【図１】
2005155746.tif 000003
【図２】
2005155746.tif 000004
【図３】
2005155746.tif 000005
【図４】
2005155746.tif 000006
【図５】
2005155746.tif 000007
【図６】
2005155746.tif 000008
【図７】
2005155746.tif 000009
【図８】
2005155746.tif 000010
【図９】
2005155746.tif 000011
【図１０】
2005155746.tif 000012