УСТРОЙСТВО ОПОРЫ КОЛЕСА ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
WHEEL SUPPORT DEVICE FOR THE VEHICLE

Область техники
Изобретение относится к устройству опоры колеса для транспортного средства и, в частности, к устройству опоры колеса, включающему в себя подшипник, который поддерживает колесо с возможностью вращения.
Уровень техники
Когда транспортное средство, такое, как автомобиль, движется, в этом транспортном средстве генерируется статическое электричество, поскольку воздух течет, находясь во фрикционном контакте с транспортным средством. Статическое электричество также генерируется из-за повторяющегося контакта каждого участка шин с поверхностью дороги и отделения его от нее, когда колеса транспортного средства вращаются, и относительных движений, например, составляющих компонентов двигателя и тормозной системы.
Транспортное средство, по существу, электрически изолировано от грунта из-за присутствия шин, обладающих низкой удельной электропроводностью. Следовательно, если в транспортном средстве генерируется статическое электричество, то происходит зарядка (обычно - положительными зарядами) кузова транспортного средства и т.д. Поскольку, если происходит зарядка кузова транспортного средства и т.д., то существует вероятность радиошума, проведены исследования конструкций на предмет уменьшения электрических зарядов, переносимых транспортным средством, и предложены различные конструкции.
Например, в публикации заявки на патент Японии № 2006-234093 (JP 2006-234093 A) описано подшипниковое устройство, имеющее внутренний кольцевой элемент, наружный кольцевой элемент и множество тел качения, расположенных между кольцевыми элементами. Подшипниковое устройство имеет уплотнительные устройства, каждое из которых включает в себя упругий элемент, который контактирует с одним из кольцевых элементов, а внутренность подшипникового устройства заполнена проводящей консистентной смазкой.
Сущность изобретения
В подшипниковом устройстве, описанном в документе JP 2006-234093 A, электрические заряды могут переходить из консистентной смазки на кольцевые элементы, поскольку консистентная смазка обладает удельной электропроводностью. Однако в ситуации, где происходит электрическая зарядка кузова транспортного средства и т.д., происходит также электрическая зарядка элементов, окружающих подшипниковое устройство, и поэтому эффективно переместить заряды с кольцевых элементов на окружающие элементы не удается. Следовательно, эффективно предотвратить электрическую зарядку консистентной смазки нельзя. Чтобы переносить заряды с кольцевых элементов на окружающие элементы, необходимо удалить или исключить заряды, несомые окружающими элементами подшипникового устройства, путем заземления посредством специального устройства, например, такого, как разрядник статического электричества, описанное в публикации заявки № 2008-181694 на патент Японии (JP 2008-181694 A).
Посредством экспериментального исследования, проведенного автором этого изобретения, обнаружено, что заряды можно исключать путем высвобождения зарядов в воздух посредством саморазрядного разрядника аэроионообменного типа, а не путем переноса зарядов с кольцевых элементов на элементы, окружающие подшипниковое устройство, посредством специального устройства, такого, как разрядник статического электричества.
Это изобретение обеспечивает устройство опоры колеса для транспортного средства, в котором заряды, несомые консистентной смазкой в подшипнике устройства опоры колеса, нейтрализуются без необходимости специального устройства, такого, как разрядник статического электричества, так что предотвращается увеличение вязкости консистентной смазки из-за зарядки и предотвращается увеличение вязкостного сопротивления в подшипнике.
В соответствии с одним аспектом изобретения, устройство опоры колеса для транспортного средства включает в себя подшипник, опорный элемент для подшипника и разрядник саморазрядного типа. Кузов транспортного средства удерживается в электрически изолированном состоянии от дорожной поверхности. Подшипник поддерживает колесо с возможностью вращения и смазывается смазкой. Опорный элемент для подшипника поддерживает подшипник. Разрядник саморазрядного типа предусмотрен на поверхности конкретного элемента. Этот конкретный элемент представляет собой, по меньшей мере, один из подшипника, опорного элемента для подшипника и вспомогательного элемента. Вспомогательный элемент соединен с опорным элементом для подшипника, находясь в контакте с опорным элементом для подшипника. Разрядник саморазрядного типа представляет собой саморазрядный разрядник аэроионообменного типа. Конфигурация саморазрядного разрядника аэроионообменного типа обеспечивает превращение воздуха вокруг разрядника саморазрядного типа в отрицательные ионы воздуха в соответствии с количеством положительных зарядов, несомых конкретным элементом, и исключение заряда за счет того, что вызывается притяжение ионов воздуха к положительным зарядам конкретного элемента для нейтрализации с целью уменьшения величины заряда конкретного элемента и тем самым - уменьшения величины заряда смазки.
Причина, по которой происходит электрическая зарядка смазки, такой, как консистентная смазка, в подшипнике, когда происходит электрическая зарядка кузова транспортного средства и т.д., и причина, по которой вязкость смазки увеличивается, когда происходит электрическая зарядка масла, в целом не ясны, но основные причины могут быть следующими. Подшипник имеет вращающийся кольцевой элемент, который вращается с колесом, неподвижный кольцевой элемент и множество тел качения, заключенных между вращающимся кольцевым элементом и неподвижным кольцевым элементом, а неподвижный кольцевой элемент и вращающийся кольцевой элемент поддерживаются не вращающимся опорным элементом и вращающимся опорным элементом, соответственно. Не вращающийся опорный элемент соединен с кузовом транспортного средства с помощью элемента подвески или аналогичным образом, а вращающийся опорный элемент соединен с колесом.
Соответственно, если происходит электрическая зарядка кузова транспортного средства и т.д., электрические заряды движутся к неподвижному кольцевому элементу и вращающемуся кольцевому элементу через не вращающийся опорный элемент и вращающийся опорный элемент, соответственно. Если количество зарядов, несомых неподвижным кольцевым элементом и вращающимся кольцевым элементом, увеличивается, часть этих зарядов движутся к смазке в подшипнике, вследствие чего происходит электрическая зарядка смазки. Если происходит электрическая зарядка смазки, то свобода молекул смазки становится меньше, предположительно приводя к увеличению вязкости смазки.
В соответствии с вышеупомянутым аспектом изобретения, разрядник саморазрядного типа предусмотрен на поверхности конкретного элемента, такого как, по меньшей мере, один из подшипника, опорного элемента для подшипника и вспомогательного элемента, соединенного с опорным элементом для подшипника, находясь в контакте с опорным элементом для подшипника. Разрядник превращает окружающий воздух в отрицательные ионы воздуха и исключает заряд, вызывая притяжение ионов воздуха к положительным зарядам конкретного элемента для нейтрализации с целью уменьшения величины заряда конкретного элемента. В результате, заряды, несомые смазкой в подшипнике, движутся к конкретному элементу, так что величина заряда смазки уменьшается; следовательно, можно предотвратить увеличение вязкости смазки из-за избыточной зарядки и можно предотвратить увеличение вязкостного сопротивления в подшипнике.
В соответствии с вышеупомянутым аспектом изобретения, разрядник статического электричества, имеющий сложную конструкцию, не требуется, и не нужно соединять разрядник статического электричества с отрицательной клеммой батареи и кузовом транспортного средства с помощью электрических проводов. Разрядник саморазрядного типа также может быть, например, тонким проводником, который может проводить так называемую саморазрядку, используя заряды, несомые конкретным элементом; следовательно, большое пространство - как в случае установки разрядника статического электричества - не требуется. Вместе с тем, следует отметить, что разрядник статического электричества можно устанавливать на том транспортном средстве, в котором встроено устройство опоры колеса согласно изобретению.
В устройстве опоры колеса в соответствии с вышеупомянутым аспектом изобретения, подшипник может включать в себя вращающийся кольцевой элемент, который вращается с колесом, неподвижный кольцевой элемент и множество тел качения. Тела качения заключены между вращающимся кольцевым элементом и неподвижным кольцевым элементом. Конкретный элемент может быть опорным элементом для подшипника. Опорный элемент для подшипника может включать в себя вращающийся опорный элемент. Вращающийся опорный элемент поддерживает вращающийся кольцевой элемент. Разрядник саморазрядного типа может быть предусмотрен на вращающемся опорном элементе, а заряды могут двигаться между вращающимся кольцевым элементом и вращающимся опорным элементом.
В соответствии с вышеупомянутой компоновкой, конкретный элемент представляет собой опорный элемент для подшипника, а разрядник саморазрядного типа предусмотрен на вращающемся опорном элементе опорного элемента для подшипника, причем электрические заряды могут двигаться между вращающимся кольцевым элементом и вращающимся опорным элементом. Таким образом, появляется возможность уменьшить величину заряда вращающегося опорного элемента посредством нейтрализации с помощью разрядника саморазрядного типа, так что электрические заряды, несомые смазкой в подшипнике, переносятся на вращающийся опорный элемент через вращающийся кольцевой элемент, что приводит к уменьшению величины заряда смазки.
В устройстве опоры колеса в соответствии с вышеупомянутым аспектом изобретения, подшипник может включать в себя вращающийся кольцевой элемент, который вращается с вращающимся валом, неподвижный кольцевой элемент и множество тел качения. Тела качения заключены между вращающимся кольцевым элементом и неподвижным кольцевым элементом. Конкретный элемент может быть опорным элементом для подшипника. Опорный элемент для подшипника может включать в себя не вращающийся опорный элемент, а не вращающийся опорный элемент может поддерживать неподвижный кольцевой элемент. Разрядник саморазрядного типа может быть предусмотрен на не вращающемся опорном элементе, а заряды могут двигаться между неподвижным кольцевым элементом и не вращающимся опорным элементом.
В соответствии с компоновкой, описанной выше, конкретный элемент представляет собой опорный элемент для подшипника, а разрядник саморазрядного типа предусмотрен на не вращающемся опорном элементе опорного элемента для подшипника, причем электрические заряды могут двигаться между неподвижным кольцевым элементом и не вращающимся опорным элементом. Таким образом, появляется возможность уменьшить величину заряда не вращающегося опорного элемента посредством нейтрализации с помощью разрядника саморазрядного типа, так что электрические заряды, несомые смазкой в подшипнике переносятся на не вращающийся опорный элемент через неподвижный кольцевой элемент, что приводит к уменьшению величины заряда смазки.
В устройстве опоры колеса в соответствии с вышеупомянутым аспектом изобретения, подшипник может включать в себя вращающийся кольцевой элемент, который вращается с вращающимся валом, неподвижный кольцевой элемент, множество тел качения и уплотнительный элемент. Тела качения могут быть заключены между вращающимся кольцевым элементом и неподвижным кольцевым элементом. Уплотнительный элемент может быть выполнен из смолы и может обеспечивать уплотнение между вращающимся кольцевым элементом и неподвижным кольцевым элементом на торцевом участке подшипника. Конкретный элемент может быть подшипником. Разрядник саморазрядного типа может быть предусмотрен на уплотнительном элементе, а заряды могут двигаться, по меньшей мере, между одним из вращающегося кольцевого элемента и неподвижного кольцевого элемента и уплотнительным элементом.
В соответствии с компоновкой, описанной выше, конкретный элемент представляет собой подшипник, в разрядник саморазрядного типа предусмотрен на уплотнительном элементе, причем электрические заряды могут двигаться, по меньшей мере, между одним из вращающегося кольцевого элемента и неподвижного кольцевого элемента и уплотнительным элементом. Таким образом, появляется возможность уменьшить величину заряда уплотнительного элемента посредством нейтрализации с помощью разрядника саморазрядного типа, так что электрические заряды, несомые смазкой в подшипнике, переносятся на уплотнительный элемент, а величину заряда смазки, присутствующей в окрестности уплотнительного элемента, можно уменьшить. Также можно уменьшить величину заряда смазки, присутствующей в области, отдаленной от уплотнительного элемента, поскольку электрические заряды, несомые смазкой в подшипнике, движутся к уплотнительному элементу, по меньшей мере, через один из вращающегося кольцевого элемента и неподвижного кольцевого элемента. Кроме того, поскольку уплотнительный элемент выполнен из смолы, величина заряда, несомого уплотнительным элементом, увеличивается по сравнению со случаем, в котором уплотнительный элемент выполнен из такого отличающегося от смолы материала, как резина; следовательно, нейтрализующее действие, осуществляемое разрядником саморазрядного типа, можно интенсифицировать, а величину заряда смазки можно эффективно уменьшить.
В устройстве опоры колеса в соответствии с вышеупомянутым аспектом изобретения, подшипник может включать в себя вращающийся кольцевой элемент, который вращается с вращающимся валом, неподвижный кольцевой элемент и множество тел качения. Тела качения могут быть заключены между вращающимся кольцевым элементом и неподвижным кольцевым элементом. Конкретный элемент может быть вспомогательным элементом, а вспомогательный элемент может включать в себя опорный диск тормозной колодки. Разрядник саморазрядного типа может быть предусмотрен на опорном диске тормозной колодки, а заряды могут двигаться между неподвижным кольцевым элементом и опорным диском тормозной колодки.
В соответствии с компоновкой, описанной выше, конкретный элемент представляет собой вспомогательный элемент, а разрядник саморазрядного типа предусмотрен на опорном диске тормозной колодки как одном из вспомогательный элементов, причем электрические заряды могут двигаться между неподвижным кольцевым элементом и опорным диском тормозной колодки. Соответственно, величина заряда опорного диска тормозной колодки уменьшается посредством нейтрализации с помощью разрядника саморазрядного типа, так что электрические заряды, несомые опорным элементом для подшипника, движутся к опорному диску тормозной колодки. В результате, электрические заряды, несомые смазкой в подшипнике, движутся к опорному элементу для подшипника через кольцевые элементы, так что величину заряда смазки можно уменьшить.
В устройстве опоры колеса в соответствии с вышеупомянутым аспектом изобретения, колесо может быть ведущим колесом, а подшипник может поддерживать с возможностью вращения вращающийся вал, который вращается с ведущим колесом. Кроме того, движущая сила может быть передана с ведущего вала для колеса на вращающийся вал через универсальный шарнир.
В соответствии с компоновкой, описанной выше, величина заряда подшипника уменьшается посредством нейтрализации с помощью разрядника саморазрядного типа, так что электрические заряды, несомые вращающимся валом, движут к подшипнику; следовательно, величину заряда, несомого универсальным шарниром, также можно уменьшить. Соответственно, появляется возможность уменьшить величину заряда, несомого смазкой в универсальном шарнире, при этом разрядник саморазрядного типа на универсальном шарнире не предусматривается, и тем самым предотвращается излишнее увеличение вязкости смазки в универсальном шарнире из-за зарядки.
В устройстве опоры колеса в соответствии с вышеупомянутым аспектом изобретения, разрядник саморазрядного типа может включать в себя электропроводную металлическую фольгу, имеющую множество мелких выступов и впадин на боковой поверхности внешней периферии, и слой адгезива, нанесенный на одну поверхность металлической фольги. Разрядник саморазрядного типа можно крепить к конкретному элементу путем приклеивания с помощью слоя адгезива.
В соответствии с компоновкой, описанном выше, металлическая фольга, которая исключает заряд, может быть легко прикреплена к поверхности конкретного элемента. В дальнейшем, металлическая фольга прилипает к конкретному элементу посредством слоя адгезива, который покрывает всю площадь металлической фольги. Следовательно, можно эффективно осуществить перенос электрических зарядов с конкретного элемента на металлическую фольгу и можно усилить эффект нейтрализации.
Краткое описание чертежей
Признаки, преимущества, а также техническая и промышленная значимость возможных вариантов осуществления изобретения будут описаны ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых одинаковые позиции обозначают одинаковые элементы. На чертежах:
фиг. 1 - схематический вид, показывающий устройство опоры колеса в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения, используемое для передней подвески типа стойки Макферсона и рассматриваемое сзади транспортного средства;
фиг. 2 – вид в перспективе с разнесением деталей части устройства опоры колеса, показанного на фиг. 1;
фиг. 3 - частичный разрез в увеличенном масштабе, схематически показывающий главную часть устройства опоры колеса, показанного на фиг. 1;
фиг. 4 - разрез в увеличенном масштабе, схематически показывающий универсальный шарнир стороны колеса, показанный на фиг. 1;
фиг. 5 - разрез в увеличенном масштабе, показывающий разрядник саморазрядного типа перед его приклеиванием;
фиг. 6 - вид, показывающий взаимосвязь потенциалов внутреннего кольца и наружного кольца подшипника, поворотного кулака, ступицы оси и консистентной смазки, когда они заряжены положительно;
фиг. 7А и 7В - схематические пояснительные виды, показывающие механизм нейтрализации с помощью разрядника саморазрядного типа, причем фиг. 7A – вид в разрезе, а фиг. 7B - вид в плане;
фиг. 8 – вид в перспективе с разнесением деталей, показывающий устройство опоры колеса в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения, используемое для полунезависимой задней подвески 120 и рассматриваемое под углом спереди транспортного средства;
фиг. 9 - частичный разрез в увеличенном масштабе, показывающий главную часть устройства опоры колеса, показанного на фиг. 8; и
фиг. 10 - частичный разрез в увеличенном масштабе, показывающий главную часть устройства опоры колеса, соответствующего третьему варианту осуществления изобретения и используемого для передней подвески типа стойки Макферсона.
Подробное описание вариантов осуществления
Предпочтительные варианты осуществления изобретения будут подробно описаны со ссылками на прилагаемые чертежи.
Первый вариант осуществления изобретения
На фиг. 1 представлен схематический вид, показывающий устройство 10 опоры колеса в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения, рассматриваемое сзади транспортного средства. Устройство 10 опоры колеса используется для передней подвески типа стойки Макферсона. На фиг. 2 представлено перспективное изображение в разобранном виде, показывающее часть устройства 10 опоры колеса, изображенного на фиг. 1.
На этих чертежах видно, что устройство 10 опоры колеса имеет подшипник 16, который поддерживает колесо 12 таким образом, что колесо 12 может вращаться вокруг своей оси 14 вращения, и поворотный кулак 18 в качестве не вращающегося опорного элемента, который поддерживает подшипник 16. Поворотный кулак 18 соединен с кузовом 22 транспортного средства, который принадлежит транспортному средству 21, с помощью стойки 20 Макферсона в качестве элемента подвески. Стойка 20 Макферсона имеет амортизатор 28, включающий в себя цилиндр 24 и поршень 26. Поршень 26 посажен в цилиндре 24 таким образом, что поршень 26 может совершать возвратно-поступательное движение относительно цилиндра 24 вдоль его оси 24A. Шток 26R поршня 26 проходит через верхний конец цилиндра 24 и выступает вверх.
Кстати, элементы, поясняемые в этом описании, за исключением тех, составляющие материалы которых упоминаются конкретно, выполнены из металла, обладающего удельной электропроводностью, такого, как сталь. Кроме того, участки металлических элементов, которые подвергаются воздействию атмосферы, окрашены, а их поверхности покрыты непроводящими покрывающими пленками для повышения долговечности.
Амортизатор 28 соединен на верхнем концевом участке штока 26R с кузовом 22 транспортного средства посредством верхней опоры 30, и соединен с верхним концевым участком поворотного кулака 18 посредством кронштейна 34, прикрепленного к нижнему концевому участку цилиндра 24. В случае, если подвеска относится к типу, отличающемуся от типа стойки Макферсона, нижний концевой участок амортизатора 28 может быть соединен с поворотным кулаком 18 или другим элементом подвески, таким, как рычаг подвески, посредством резиновой втулки (не показана).
Внешний конец управляющего рычага (нижнего рычага) 36 в качестве рычага подвески шарнирно соединен с нижним концевым участком поворотного кулака 18 посредством шарового шарнира 38. В иллюстрируемом варианте осуществления, управляющий рычаг 36 представляет собой L-образный рычаг, имеющий внутренний конец и задний конец в дополнение ко внешнему концу, и при этом внутренний конец и задний конец поддерживаются с возможностью качания кронштейном (не показан) кузова транспортного средства с помощью резиновых втулок 40, 42, соответственно. Центр шаровой части шарового шарнира 38, предусмотренного на внешнем конце управляющего рычага 36 и центр верхней опоры 30 взаимодействуют друг с другом, определяя ось 44 шкворня. Соответственно, колесо 12 приводится в движение вокруг оси 44 шкворня посредством поперечной рулевой тяги за счет системы рулевого управления с усилителем (не показана), предназначенной для поворота транспортного средства.
Хотя это и не показано подробно на фиг. 1, верхний концевой участок штока 26R поршня 26 проходит через верхнюю пружинную подушку 46, выступая из нее, а верхняя пружинная подушка 46 крепится к штоку 26R. Между верхней пружинной подушкой 46 и нижней пружинной подушкой 48, прикрепленной к цилиндру 24, упруго установлена цилиндрическая винтовая пружина 50 сжатия в качестве пружины подвески.
Как показано на фиг. 3, подшипник 16 имеет внутреннее кольцо 52 в качестве вращающегося кольцевого элемента, наружное кольцо 54 в качестве неподвижного кольцевого элемента, а между внутренним кольцом 52 и наружным кольцом 54 заключены шарики 56 в качестве множества тел качения. Внутреннее кольцо 52 расположено вокруг чулочного участка 58S ступицы 58 оси, который проходит вдоль оси 14 вращения, и крепится к чулочному участку 58S, например, посредством прессовой посадки. Часть внутреннего кольца 52 может быть образована чулочным участком 58S. Ступица 58 оси составляет вращающийся опорный элемент, который взаимодействует с поворотным кулаком 18, поддерживая подшипник 16.
На одном торце наружного кольца 54 предусмотрен фланцевый участок 54F, а участок наружного кольца 54, не являющийся фланцевым участком 54F, плотно вставлен в опорное отверстие 60 для подшипника, предусмотренное в поворотном кулаке 18. Между фланцевым участком 54F и поворотным кулаком 18 заключен радиально внутренний участок опорного диска 62 тормозной колодки. Фланцевый участок 54F и опорный диск 62 тормозной колодки крепятся к поворотном кулаке 18 вставляемым сквозь него болтом 64. Таким образом, опорный диск тормозной колодки 62 представляет собой один из вспомогательных элементов, соединенный с поворотным кулаком 18 в качестве не вращающегося опорного элемента.
Внутреннее пространство подшипника 16 заполнено консистентной смазкой 66 в качестве смазки, и эта консистентная смазка 66 уменьшает трение между шариками 56, внутренним кольцом 52 и внешним кольцом 54. У противоположных торцов подшипника 16 расположены уплотнительные элементы 68, которые крепятся, например, посредством прессовой посадки к наружному кольцу 54. При этой компоновке, электрические заряды могут двигаться между наружным кольцом 54 и уплотнительными элементами 68.
Уплотнительные элементы 68 могут находиться в скользящем контакте с внутренним кольцом 52, так что электрические заряды могут двигаться между внутренним кольцом 52 и уплотнительными элементами 68. Уплотнительные элементы 68 предотвращают вытекание консистентной смазки 66 из подшипника 16, а также предотвращают попадание пыли и грязной воды в подшипник 16. Хотя консистентная смазка 66 предпочтительно обладает удельной электропроводностью, тем самым облегчая движение зарядов, возможность исключения электрических зарядов, несомых консистентной смазкой, появляется даже в случае, если консистентная смазка 66 не обладает удельной электропроводностью.
Ступица 58 оси имеет фланцевый участок 58F, а пять болтов 70 ступицы крепятся посредством прессовой посадки, например, на фланцевый участок 58F. Каждый из болтов 70 ступицы выступает из фланцевого участка 58F в направлении от поворотного кулака 18 и вставлен сквозь соответствующее из отверстий под болты, предусмотренных на радиально внутреннем участке тормозного диска 72, и соответствующее из отверстий под болты, предусмотренных на радиально внутреннем участке колесного диска 74 колеса 12. На дистальном конце каждого болта 70 ступицы навинчена гайка 76, так что тормозной диск 72 и колесный диск 74 сочленены в одно целое со ступицей 58 оси. Как показано на фиг. 2, на поворотный кулак 18 установлен узел 78 суппорта тормоза, а тормозной диск 72 прижат к тормозной колодке (не показана), предусмотренной в узле 78 суппорта тормоза таким образом, что генерируется тормозная сила.
Обращаясь снова к фиг. 1, отмечаем, что на участке 74R обода на внешней периферии колесного диска 74 установлена шина 80, выполненная из резины или аналогичного материала, а колесный диск 74 и шина 80 составляют колесо 12. Как показано на фиг. 1 и фиг. 2, колесо 12 представляет собой управляемое колесо, и также ведущее колесо, причем ось 82, которая вращается вокруг оси 14 вращения, вставлена сквозь внутреннее кольцо 52 подшипника 16. Ось 82 и внутреннее кольцо 52 крепятся друг к другу на шпонках, чтобы не вращаться друг относительно друга, и ось 82 сочленена в единое целое со ступицей 58 оси посредством гайки 84 ступицы, навинченной на дистальный конец оси 82. Как показано на фиг. 1, внутренний конец оси 82 сочленен с внешним концом промежуточного вала 88 посредством универсального шарнира 86, а внутренний конец промежуточного вала 88 сочленен с внешним концом вала 92 привода передних колес посредством универсального шарнира 90. Хотя это и не показано на чертежах, движущая сила передается от источника движущей силы транспортного средства на вал 92 привода через систему передачи движущей силы во время движения транспортного средства.
Универсальные шарниры 86 и 90 имеют, по существу, одинаковую известную конфигурацию. Соответственно, описан будет лишь универсальный шарнир 86. Как показано на фиг. 4, универсальный шарнир 86 включает в себя гнездообразное внешнее кольцо 94, сферическое внутреннее кольцо 96 и множество шариков 98, расположенных между внешним кольцом 94 и внутренним кольцом 96. Внешнее кольцо 94 выполнено как единое целое с внутренним концом оси 82, а внутреннее кольцо 96 крепится, например, посредством прессовой посадки к внешнему концевому участку промежуточного вала 88. Каждый из шариков 98 удерживается сепаратором 100 таким образом, что частично заключен в предназначенной для шариков канавке внешнего кольца и предназначенной для шариков канавке внутреннего кольца, предусмотренных во внешнем кольце 94 и внутреннем кольце 96, соответственно.
Движущая сила промежуточного вала 88 передается на ось 82 через множество шариков 98 и внешнее кольцо 94. Ось 82 и промежуточный вал 88 могут поворачиваться друг относительно друга вокруг центра О универсального шарнира 86. Внутреннее пространство универсального шарнира 86 заполнено консистентной смазкой 102 в качестве смазки, и эта консистентная смазка 102 уменьшает трение между шариками 98, внешним кольцом 94 и внутренним кольцом 96. К внешнему кольцу 94 подсоединен одним концом пылезащитный чехол 104, другой конец которого подсоединен к промежуточному валу 88. Пылезащитный чехол 104 предотвращает попадание порошкообразной пыли и грязной воды в универсальный шарнир 86.
Как понятно из вышеизложенного описания, подшипник 16, поворотный кулак 18, ступица 58 оси, и т.д., функционируют как устройство для крепления колеса, которое поддерживает колесо 12 таким образом, что колесо 12 получает возможность вращаться вокруг оси 14 вращения. Во время движения транспортного средства, колесо 12 неизбежно совершает движение вверх и вниз относительно кузова 22 транспортного средства и совершает движение поворота вокруг оси 44 шкворня. Универсальные шарниры 86 и 90 взаимодействуют друг с другом, функционируя как шарнир равных угловых скоростей, и допускает движение вверх и вниз и движение поворота колеса 12, обеспечивая при этом условия приложения движущей силы к колесу 12.
Как показано на фиг. 3, разрядник 110A саморазрядного типа в виде полоски или язычка крепится путем приклеивания к цилиндрической поверхности фланцевого участка 58F ступицы 58 оси таким образом, что он проходит в окружном направлении. Разрядники 110B и 11°C саморазрядного типа в виде полосок крепятся путем приклеивания к внешней поверхности поворотного кулака 18, как видно в поперечном направлении транспортного средства, и внутренней поверхности опорного диска тормозной колодки 62, как видно в поперечном направлении транспортного средства, таким образом, что проходят в вертикальном и радиальном направлениях. Кроме того, разрядник 110D саморазрядного типа в виде полоски крепится путем приклеивания к внешней поверхности уплотнительного элемента 68 на внутренней стороне, как видно в поперечном направлении транспортного средства, таким образом, что он проходит в окружном направлении.
Разрядники 110A-110D саморазрядного типа имеют одинаковую конструкцию. Соответственно, описан будет только разрядник 110A со ссылками на фиг. 5, где показан разрез разрядника 110A перед его приклеиванием к фланцевому участку 58F. Разрядник 110A образован путем срезания или разрезания листа композиционного материала, образованного путем нанесения проводящего адгезива 114 на проводящую металлическую фольгу 112 и прикрепления прокладочной бумаги 116, которая покрывает адгезива 114, к адгезиву 114 с приданием подходящих размеров и формы. Чтобы прикрепить разрядник 110A к элементу, подлежащему нейтрализации, прокладочную бумагу 116 отслаивают, а металлическую фольгу 112 приклеивают к упомянутому элементу адгезивом 114.
Как будет подробнее описано ниже, боковые поверхности 112A металлической фольги 112, а именно, поверхности, которые проходят в направлении толщины металлической фольги, функционируют как поверхности разряда в явлении нейтрализации как будет описано ниже. Соответственно, боковые поверхности 112A металлической фольги 112 предпочтительно имеют множество выступов 112B, подобных мелким выступам, так что имеет место эффективное явление нейтрализации. Поверхность 112C (верхнюю поверхность на фиг. 5) металлической фольги 112 также можно подвергнуть механической обработке для увеличения шероховатости поверхности с тем, чтобы на поверхности металлической фольги 112 образовывалось множество выступов, подобных мелким выступам.
Как будет подробнее описано ниже, металлическая фольга 112 может быть выполнена из любого металла, обладающего удельной электропроводностью, но предпочтительно выполнять ее из алюминия, золота, серебра, меди или их сплава. В частности, когда разрядник крепится к металлическому элементу, как в этом варианте осуществления, металлическая фольга разрядника предпочтительно обладает более высокой удельной электропроводностью, чем металлический материал, который образует металлический элемент. Кроме того, толщина металлической фольги 112 предпочтительно составляет примерно 50-200 мкм, так что боковые поверхности металлической фольги 112 могут в достаточной мере функционировать в качестве поверхностей разряда и таким образом, что металлическую фольгу 112 можно крепить к криволинейной поверхности, деформируя для универсального соответствия с этой криволинейной поверхностью.
Планарная форма разрядника 110A не ограничивается полоскообразной прямоугольной формой, может быть любой формой, такой, как многоугольная форма, не являющаяся прямоугольной формой, либо форма окружности или эллипса. Однако разрядник 110A предпочтительно выполнен в такой форме, как прямоугольник, квадрат, ромбоид или шестиугольник, что позволяет проводить срезание или вырезание без выбраковки каких-либо участков. Размеры разрядника 110A можно задавать надлежащим образом в зависимости от места, где надлежит использовать разрядник, а в случае, если разрядник 110A имеет прямоугольную форму, например, короткая сторона может составлять в длину примерно от нескольких миллиметров до нескольких десятков миллиметров, а длинная сторона может составлять в длину от нескольких десятков миллиметров до сотни миллиметров.
Как описано выше, когда транспортное средство 21 движется, это транспортное средство заряжается положительно, и поэтому такие элементы, как подшипник 16 и поворотный кулак 18, которые входят в состав устройства 10 опоры колеса, заряжаются положительно. В общем случае, величина электрического заряда, несомого элементом из смолы, больше, чем величина заряда, несомого элементом из металла, а величина заряда, несомого раствором масла, меньше, чем величина заряда, несомого элементом из металла. В случае устройства 10 опоры колеса, величина заряда уплотнительного элемента 68, выполненного из смолы, больше, чем величины заряда подшипника 16, поворотного кулака 18 и ступицы 58 оси, выполненных из металла, а величина заряда консистентной смазки 66 меньше, чем величины заряда подшипника 16, поворотный кулак 18 и ступицы 58 оси.
Соответственно, когда не проводится нейтрализация с помощью разрядника 110A, и т.д., соотношение потенциалов внутреннего кольца 52 и внешнего кольца 54 подшипника 16, поворотного кулака 18, ступицы 58 оси и консистентной смазки 66, когда они заряжены положительно, полагается являющимся таким соотношением, которое обозначено сплошными линиями на фиг. 6. Как описано выше, из-за повторяющегося контакта шины 80 с поверхностью дороги и отделения от нее, генерируются положительные заряды, и колесо 12 заряжается положительно. Положительные заряды, генерируемые в колесе 12, движутся к подшипнику 16, поворотному кулаку 18 и ступице 58 оси, а также движутся от внутреннего кольца 52 и внешнего кольца 54 подшипника 16 к консистентной смазке 66.
Потенциал консистентной смазки 66 является самым низким среди вышеописанных элементов и участков. Вместе с тем, по мере роста величин заряда внутреннего кольца 52 и внешнего кольца 54 подшипника 16, электрические заряды, несомые этими элементами, движутся к консистентной смазке 66, так что величина заряда консистентной смазки 66 становится больше; увеличивается и вязкость этой смазки. Поскольку вязкость консистентной смазки 66 увеличивается, вязкостное сопротивление в подшипнике 16 во время вращения колеса 12 увеличивается. Таким образом, предпочтительно уменьшать величину заряда консистентной смазки 66 посредством нейтрализации с помощью разрядника 110A, и т.д.
На фиг. 7А и 7В представлены схематические пояснительные виды, показывающие механизм нейтрализации с помощью разрядника 110A, а эта нейтрализация предполагается проводимой с помощью разрядника 110A за счет использования механизма, показанного на фиг. 7А и 7В. На фиг. 7А и 7В, знаки «+» и «-» обозначают положительные и отрицательные заряды или ионы, и символ «0» указывает, что заряд равен 0, а именно, указывает электрически нейтрализованное состояние. Также отметим, что на фиг. 7А и 7В стрелки сплошных линий обозначают поток воздуха, а стрелки пунктирных линий обозначают поток зарядов или ионов.
Воздух заряжается положительно. Вместе с тем, если количество положительных зарядов, несомых ступицей 58 оси, значительно увеличивается, воздух разделяется на положительные ионы воздуха и отрицательные ионы воздуха посредством так называемого коронного разряда вокруг разрядника 110A, в частности, вокруг боковых поверхностей 112A металлической фольги 112, имеющих множество выступов 112B. Положительные ионы воздуха движутся от ступицы 58 оси из-за силы отталкивания, которая действует между положительными ионами воздуха и положительными зарядами, несомыми ступицей 58 оси. С другой стороны, отрицательные ионы воздуха притягиваются к ступице 58 оси, из-за силы Кулона, которая действует между отрицательными ионами воздуха и положительными зарядами, несомыми ступицей 58 оси, так что отрицательные ионы воздуха движутся, оказываясь ближе к ступице 58 оси, а положительные заряды, несомые ступицей 58 оси, движутся, оказываясь ближе к отрицательным ионам воздуха.
В результате, между отрицательными ионами воздуха и положительными зарядами имеет место электрическая нейтрализация, и происходит исключение отрицательных ионов воздуха и положительных зарядов, так что электрический заряд воздуха становится равным 0. Поскольку вышеописанное явление происходит неоднократно и непрерывно, положительные заряды, несомые ступицей 58 оси, уменьшаются, вследствие чего ступица 58 оси нейтрализуется. Разделение воздуха на положительные ионы воздуха и отрицательные ионы воздуха вероятнее происходит посредством коронного разряда, поскольку величина заряда ступицы 58 оси больше; следовательно, предполагается, что нейтрализация будет более активной, поскольку величина заряда больше. Нейтрализации с помощью разрядника 110A не ограничивается ситуацией, когда воздух течет в одном направлении, как показано на фиг. 7А и 7В.
Нижний участок фиг. 7A демонстрирует механизм нейтрализации на одной стороне пластинчатого элемента, противоположной разряднику, в случае, где разрядник прикреплен к пластинчатому элементу, подобно разряднику 110C, прикрепленному к опорному диску 62 тормозной колодки. Как показано на фиг. 7А, нейтрализацию также проводят на стороне пластинчатого элемента, противоположной разряднику.
В соответствии с результатом экспериментального исследования, проведенного автором этого изобретения, когда металлическая фольга 112 (алюминиевая фольга, имеющая толщину 200 мкм) разрядника 110A имеет прямоугольную форму вышеуказанных размеров, или другую форму, по существу, такого же типоразмера, диапазон в планарном направлении, имеющий эффект нейтрализации, является диапазоном примерно 50 мм по радиусу от центра Pc металлической фольги 112. Диапазон в направлении толщины, имеющий эффект нейтрализации, также является диапазоном от нескольких миллиметров до нескольких десятков миллиметров от поверхности, к которой присоединяют металлическую фольгу 112, в пределах диапазона в планарном направлении, имеющего эффект нейтрализации. Диапазон, имеющий эффект нейтрализации, изменяется в зависимости от таких условий, как величина положительного заряда. Поверхности разрядников 110A-110D, которые приклеены к таким элементам, как ступица 58 оси, лежат в пределах диапазонов, в котором соответствующие разрядники оказывают или обеспечивают эффект нейтрализации.
Как обозначено штрихпунктирными линиями на фиг. 6, положительные заряды, несомые ступицей 58 оси и внутренним кольцом 52, уменьшаются посредством нейтрализации с помощью разрядника 110A; уменьшается и потенциал ступицы 58 оси и внутреннего кольца 52. Соответственно, положительные заряды, несомые консистентной смазкой 66, движутся к внутреннему кольцу 52, уменьшаясь, и потенциал консистентной смазки 66 уменьшается. Аналогичным образом, положительные заряды, несомые поворотным кулаком 18 и наружным кольцом 54, уменьшаются посредством нейтрализации с помощью разрядника 110B; уменьшается и потенциал поворотного кулака 18 и наружного кольца 54. Соответственно, положительные заряды, несомые консистентной смазкой 66, движутся к наружному кольцу 54, уменьшаясь, и потенциал консистентной смазки 66 уменьшается.
Потенциал наружного кольца 54 также уменьшается, когда положительные заряды, несомые опорным диском 62 тормозной колодки и уплотнительным элементом 68, уменьшаются посредством нейтрализации с помощью разрядников 11°C и 110D, соответственно, и потенциалы опорного диска 62 тормозной колодки и уплотнительного элемента 68 уменьшаются. Кроме того, разрядник 110D уменьшает положительные заряды, несомые консистентной смазкой 66, которая контактирует с разрядником 110D, и уменьшает положительные заряды, несомые внутренним кольцом 52, посредством уплотнительного элемента 68.
В случае элемента, выполненного из металла с покрытием и подобного поворотному кулаку 18, происходит электрическая зарядка покрывающей пленки, а также самого элемента из металла, при этом электрические заряды, несомые покрывающей пленкой, близкой к разряднику, движутся к разряднику, уменьшаясь. Электрические заряды, несомые элементом из металла, также проходят сквозь покрывающую пленку и движутся к разряднику, уменьшаясь. Кроме того, электрические заряды, несомые покрывающей пленкой в месте, отдаленном от разрядника, сначала движутся к элементу из металла и движутся в пределах элемента из металла, а потом движутся от элемента из металла к разряднику через покрывающую пленку.
Таким образом, в соответствии с первым вариантом осуществления, предотвращается избыточная зарядка консистентной смазки 66 в подшипнике 16 положительными зарядами. Соответственно, можно предотвратить избыточное увеличение вязкости консистентной смазки 66 из-за избыточной зарядки, и можно предотвратить избыточно большое вязкостное сопротивление в подшипнике 16 во время вращения колеса 12.
В частности, в соответствии с первым вариантом осуществления, колесо 12 представляет собой ведущее колесо, а ось 82 сочленена в единое целое со ступицей 58 оси и сочленена своим внутренним концом с внешним концом промежуточного вала 88 с универсальным шарниром 86. Поскольку положительные заряды, несомые ступицей 58 оси, уменьшаются посредством нейтрализации с помощью разрядника 110A, положительные заряды, несомые внешним кольцом 94 универсального шарнира 86, уменьшаются. В результате, положительные заряды, несомые консистентной смазкой 102 во внешнем кольце 94, уменьшаются, так что можно предотвратить избыточное увеличение вязкости консистентной смазки 102 из-за избыточной зарядки и можно предотвратить избыточно большое вязкостное сопротивление в универсальном шарнире 86 во время вращения оси 82 и промежуточного вала 88.
Второй вариант осуществления изобретения
На фиг. 8 представлено перспективное изображение в разобранном виде, показывающее устройство 10 опоры колеса в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения, рассматриваемое под углом спереди транспортного средства. Устройство 10 опоры колеса используется для полунезависимой задней подвески 120. На фиг. 9 представлен в увеличенном масштабе частичный разрез, показывающий главную часть устройства 10 опоры колеса, показанного на фиг. 8. На фиг. 8 и 9 позиции, такие же, как приведенные на фиг. 1-3, присвоены элементам, которые соответствуют элементам, показанным на фиг. 1-3.
Полунезависимая задняя подвеска 120, показанная на фиг. 8, имеет правый и левый продольные рычаги 122R, 122L, которые отстоят друг от друга в поперечном направлении и проходят в продольном направлении транспортного средства, и торсионную балку 124, которая соединяет эти продольные рычаги в единое целое. Как показано на схематическом виде согласно фиг. 8, передние концы продольных рычагов 122R и 122L поддерживаются кронштейнами 126R и 126L, предусмотренными на кузове 22 транспортного средства или подрамнике (не показан), посредством резиновых втулок (не показаны) таким образом, что продольные рычаги 122R, 122L могут поворачиваться вокруг соответствующих осей 128R и 128L.
Кронштейны 130R и 130L установки колес скреплены в единое целое, например, посредством сварки с задними концевыми участками продольных рычагов 122R и 122L. Кронштейны 130R и 130L проходят, по существу, в продольном направлении и вертикальном направлении транспортного средства. С каждым из кронштейнов 13OR и 130L скреплен узел 78 суппорта тормоза. Хотя на фиг. 8 иллюстрируется только устройство 10 опоры колеса для левого заднего колеса, устройства 10 опор колес для правого и левого задних колес имеют одинаковую конструкцию, за исключением того, что эти устройства 10 симметричны друг другу относительно центральной линии, которая проходит в продольном направлении транспортного средства. Таким образом, в нижеследующем тексте будет описано только устройство 10 опоры колеса для левого заднего колеса.
Как показано на фиг. 9, устройство 10 опоры колеса включает в себя подшипник 16, ось которого выровнена с осью 14 вращения, и ступицу 58 оси, имеющую чулочный участок 58S, посаженный внутрь подшипника 16. В этом варианте осуществления, внутреннее кольцо 52 подшипника 16 тоже расположено вокруг чулочного участка 58S и крепится к чулочному участку 58S, например, посредством зачеканивания внутреннего конца чулочного участка 58S. Однако не ось сажают в ступицу 58 оси, а сама ступица 58 оси функционирует как вращающийся вал и вращается вокруг оси 14 вращения вместе с колесным диском 74 колеса 12 и тормозным диском 72. Внутреннее кольцо 52 может быть прикреплено к чулочному участку 58S посредством такого крепления, как болтовое, а не посредством зачеканивания.
Внутренний концевой участок подшипника 16 и чулочный участок 58S ступицы 58 оси вставлены в задний концевой участок продольного рычага 122L, а фланцевый участок 54F наружного кольца 54 подшипника 16 расположен на стороне транспортного средства, внешней - в поперечном направлении - по отношению к кронштейну 130L. Радиально внутренний участок опорного диска тормозной колодки 62 расположен между фланцевым участком 54F и кронштейном 130L, а фланцевый участок 54F и опорный диск 62 тормозной колодки крепятся к кронштейну 130L болтами 64. Изнутри продольного рычага 122L предусмотрено множество выполненных как единое целое с ним ребер 132, а наружное кольцо 54 подшипника 16 позиционируется и удерживается этими ребрами 132.
Как понятно из вышеизложенного описания, внутреннее кольцо 52 представляет собой вращающийся кольцевой элемент подшипника 16; следовательно, ступица 58 оси функционирует как вращающийся опорный элемент, который поддерживает подшипник 16. С другой стороны, наружное кольцо 54 представляет собой неподвижный кольцевой элемент подшипника 16; следовательно, кронштейн 130, и т.д., функционирует как неподвижный опорный элемент который поддерживает подшипник 16.
Как показано на фиг. 9, в этом варианте осуществления, разрядник саморазрядного типа 110A в виде полоски или язычка тоже крепится путем приклеивания к цилиндрической поверхности фланцевого участка 58F ступицы 58 оси таким образом, что он проходит в окружном направлении. Разрядник 11°C саморазрядного типа в виде полоски крепится путем приклеивания к внешней поверхности опорного диска 62 тормозной колодки, как видно в поперечном направлении транспортного средства, таким образом, что он проходит в окружном направлении. Разрядник 110D саморазрядного типа в виде полоски крепится путем приклеивания к внешней поверхности опорного диска 62 тормозной колодки, как видно в поперечном направлении транспортного средства, таким образом, что он проходит в окружном направлении. Кроме того, разрядник 110B саморазрядного типа в виде полоски крепится путем приклеивания внешней окружной поверхности кронштейна 130L, которая проходит в поперечном направлении транспортного средства, таким образом, что разрядник 110В проходит в окружном направлении. Поверхности разрядников 110A-110D, приклеенных к таким элементам, как ступица 58 оси, лежат в пределах диапазонов, в которых соответствующие разрядники прикладывают и обеспечивают эффект нейтрализации.
Таким образом, второй вариант осуществления похож на первый вариант осуществления тем, что положительные заряды, несомые внутренним кольцом 52, внешним кольцом 54 и уплотнительным элементом 68, уменьшаются с помощью разрядников 110A-110D, но отличается от первого варианта осуществления тем, что положительные заряды, несомые кронштейном 130L и наружным кольцом 54 подшипника 16, уменьшаются с помощью разрядника 110B. В результате, можно предотвратить избыточную зарядку консистентной смазки 66 в подшипнике 16 положительными зарядами. Соответственно, можно предотвратить избыточное увеличение вязкости консистентной смазки 66 из-за избыточной зарядки и можно предотвратить избыточно большое вязкостное сопротивление в подшипнике 16 во время вращения колеса 12.
В частности, в соответствии со вторым вариантом осуществления, наружное кольцо 54 подшипника 16 крепится к кронштейну 130L, скрепленному в единое целое с задним коневым участком продольного рычага 122L. Таким образом, должно быть ясно, что даже в случае опорного элемента для подшипника, в котором неподвижный кольцевой элемент подшипника скреплен в единое целое с рычагом подвески, можно предотвратить избыточную зарядку консистентной смазки в подшипнике положительными зарядами.
Третий вариант осуществления изобретения
На фиг. 10 представлен в увеличенном масштабе частичный разрез, показывающий главную часть устройства 10 опоры колеса, соответствующего третьему варианту осуществления изобретения и используемого для передней подвески 140 типа стойки Макферсона. На фиг. 10, позиции, такие же, как приведенные на фиг. 1 - фиг. 3, присвоены элементам, которые соответствуют элементам, показанным на фиг. 1 - фиг. 3.
Передняя подвеска 140, показанная на фиг. 10, представляет собой подвеску для ведущего переднего колеса. На поворотном кулаке 18 предусмотрен выполненный как единое целое с ней шпиндель 142, который проходит вдоль оси 14 вращения. Подшипник 16 посажен внутри чулочного участка 58S ступицы 58 оси, а наружное кольцо 54 посажено по прессовой посадке на чулочном участке 58S, чтобы таким образом прикрепить его к чулочному участку 58S. Внутреннее кольцо 52 подшипника 16 посажано на шпинделе 142, а с одного конца между внутренним кольцом 52 и шпинделем 142 заключена гильза 144, имеющая фланцевый участок 144A. Как и в первом и втором вариантах осуществления, тормозной диск 72 и колесный диск 74 колеса 12 крепятся к фланцевому участку 58F ступицы 58 оси.
На дистальном конце шпинделя 142 навинчена гайка 84 ступицы, и эта гайка 84 ступицы удерживает внутреннее кольцо 52 посредством фланцевого участка 144A таким образом, что внутреннее кольцо 52 оказывается заключенным между фланцевым участком 144A и имеющим большой диаметр участком 142B основания шпинделя 142. Хотя это и не изображено на фиг. 10, внутреннее кольцо 52 и участок 142B основания введены в зацепление - например, посредством взаимного зацепления выступов и впадин, - так что они не вращаются друг относительно друга вокруг оси 14 вращения. Следовательно, поворотный кулак 18 поддерживает ступицу 58 оси, тормозной диск 72 и колесный диск 74 с помощью подшипника 16 посредством шпинделя 142 таким образом, что эти элементы 58, 72, 74 могут вращаться вокруг оси 14 вращения. Соответственно, в третьем варианте осуществления, внутреннее кольцо 52 функционирует как неподвижная кольцевая опора, которая поддерживает колесо 12 таким образом, что оно может вращаться вокруг оси 14 вращения, а наружное кольцо 54 функционирует как вращающая кольцевая опора.
Как понятно из вышеизложенного описания, внутреннее кольцо 52 представляет собой неподвижный кольцевой элемент подшипника 16; следовательно, поворотный кулак 18, имеющий шпиндель 142, гильзу 144, и т.д., функционирует как неподвижный опорный элемент, который поддерживает подшипник 16. С другой стороны, наружное кольцо 54 представляет собой вращающийся кольцевой элемент подшипника 16; следовательно, ступица 58 оси функционирует как вращающийся опорный элемент, который поддерживает подшипник 16.
Как показано на фиг. 10, в этом варианте осуществления, разрядники 110B и 11°C саморазрядного типа в виде полосок тоже крепятся путем приклеивания к внешней поверхности поворотного кулака 18, рассматриваемой в поперечном направлении транспортного средства, и внутренней поверхности опорного диска 62 тормозной колодки, рассматриваемой в поперечном направлении транспортного средства, так, что проходят продольно в радиальных направлениях. Разрядник 110D саморазрядного типа в виде полоски крепится путем приклеивания к внешней поверхности уплотнительного элемента 68 на стороне транспортного средства, внутренней в поперечном направлении, проходя в окружном направлении. Кроме того, разрядник 110A саморазрядного типа в виде полоски крепится путем приклеивания к поверхности чулочного участка 58S ступицы 58, проходя в окружном направлении. Поверхности разрядников 110A-110D, которые приклеены к таким элементам, как ступица 58 оси, лежат в пределах диапазонов, в которых соответствующие разрядники прикладывают и обеспечивают эффект нейтрализации.
Соответственно, как и в первом варианте осуществления, положительные заряды, несомые внутренним кольцом 52 и наружным кольцом 54, уменьшаются с помощью разрядников 110A-110C. Кроме того, как и в первом варианте осуществления, положительные заряды, несомые уплотнительным элементом 68, уменьшаются с помощью разрядника 110D. Таким образом, можно предотвратить избыточную зарядку консистентной смазки 66 в подшипнике 16 положительными зарядами. Соответственно, можно предотвратить избыточное увеличение вязкости консистентной смазки 66 из-за избыточной зарядки и можно предотвратить избыточно большое вязкостное сопротивление в подшипнике 16 во время вращения колеса 12.
В частности, в соответствии с третьим вариантом осуществления, внутреннее кольцо 52 подшипника 16 крепится к шпинделю 142 поворотного кулака 18 в качестве не вращающегося элемента, а наружное кольцо 54 крепится к чулочному участку 58S ступицы 58 оси в качестве вращающегося элемента. Таким образом, должно быть ясно, что в случае, если внутреннее кольцо 52 подшипника 16 представляет собой неподвижный кольцевой элемент, а наружное кольцо 54 представляет собой вращающийся кольцевой элемент, тоже можно предотвратить избыточную зарядку консистентной смазки в подшипнике положительными зарядами.
Что касается устройства 10 опоры колес в соответствии с вышеописанными вариантами осуществления с первого по третий, то посредством экспериментов, проведенных автором этого изобретения, можно подтвердить следующий эффект. А именно, в случае, если разрядники 110A-110D саморазрядного типа не предусматриваются, потенциал консистентной смазки 66 в подшипнике 16 рос вплоть до диапазона от нескольких сотен до тысячи вольт. С другой стороны, в соответствии с компоновкой согласно первому варианту осуществления, потенциал консистентной смазки 66 рос лишь вплоть до нескольких десятков вольт, и гарантировалась надлежащая вязкость консистентной смазки 66.
Как понятно из вышеизложенного описания, разрядники 110A-110D согласно каждому из вариантов осуществления, представляют собой так называемые саморазрядные разрядники не заземленного типа. А именно, разрядник 110A, например, разделяет воздух на положительные ионы воздуха и отрицательные ионы воздуха посредством коронного разряда и исключает заряд посредством электрической нейтрализации между положительными зарядами, несомыми элементом, входящим в состав устройства 10 опоры колеса, и отрицательными ионами воздуха, не требуя проводов для электрического заземления. Соответственно, по сравнению со случаем, в котором используется разрядник статического электричества, описанный в вышеупомянутой патентной публикации, конструкция для исключения заряда в устройстве 10 опоры колеса упрощается, а затраты для достижения исключения заряда или нейтрализации можно значительно снизить.
В частности, согласно вариантам осуществления с первого по третий, положительные заряды, несомые и внутренним кольцом 52, и наружным кольцом 54, уменьшаются посредством нейтрализации с помощью разрядников 110A-110D. Таким образом, предотвращать избыточную зарядку консистентной смазки 66 положительными зарядами можно эффективнее по сравнению со случаем, в котором уменьшаются только положительные заряды, несомые одним из внутреннего кольца 52 и наружного кольца 54.
В соответствии с вариантами осуществления с первого по третий, положительные заряды, несомые уплотнительным элементом 68 уменьшаются с помощью разрядника 110D, прикрепленного к поверхности уплотнительного элемента 68, выполненного из смолы; уменьшаются и положительные заряды, несомые консистентной смазкой 66, которая находится в контакте с уплотнительным элементом 68. Таким образом, уменьшать положительные заряды, несомые консистентной смазкой 66, можно эффективнее по сравнению со случаем, в котором разрядник крепится к поверхности уплотнительного элемента 68.
Также в соответствии с вариантами осуществления с первого по третий, когда разрядник саморазрядного типа устанавливают, например, на ступице 58 оси, этот разрядник крепят непосредственно к упомянутому элементу. Таким образом, поскольку нет необходимости добавлять специальный элемент для закрепления разрядника в нужном положении, появляется возможность уменьшить величину электрического заряда консистентной смазки 66 в подшипнике 16, не усложняя конструкцию устройства 10 опоры колеса или не увеличивая затраты. Подтверждается возможность уменьшения величины заряда консистентной смазки 66 за счет крепления разрядника саморазрядного типа таким же образом, как в случае каждого из проиллюстрированных вариантов осуществления, даже если уплотнительный элемент 68 выполнен из резины.
Кроме того, в соответствии с вариантами осуществления с первого по третий, каждый из разрядников 110A-110D принимает форму ленты, выполненной путем нанесения проводящего адгезива 114 на проводящую металлическую фольгу 112, а разрядник крепится к элементу, подлежащему нейтрализации, путем приклеивания металлической фольги 112 к элементу, подлежащему нейтрализации, посредством адгезива 114. Таким образом, металлическую фольгу, которая исключает заряд на поверхности элемента, подлежащего нейтрализации, можно легко крепить путем приклеивания. Кроме того, поскольку слой адгезива обладает удельной электропроводностью, заряды эффективно перемещаются от конкретного элемента к металлической фольге, так что эффект нейтрализации можно усилить по сравнению со случаем, котором слой адгезива не обладает удельной электропроводностью. Если толщина слоя адгезива находится в диапазоне от нескольких десятков до нескольких сотен микронов, заряды смогут двигаться от конкретного элемента к металлической фольге, даже если слой адгезива не обладает удельной электропроводностью. Таким образом, слой адгезива может и не обладать удельной электропроводностью.
Хотя выше подробно описаны конкретные варианты осуществления изобретения, это изобретение не ограничивается вышеописанными вариантами осуществления, и для специалистов в данной области техники должно быть очевидно, что изобретение может быть воплощено в различных других вариантах осуществления в рамках объема притязаний изобретения.
Например, в каждом из вышеописанных вариантов осуществления, разрядники 110A-110D саморазрядного типа крепятся к подшипнику 16, поворотному кулаку 18 как опорному элементу для подшипника и опорному диску 62 тормозной колодки как вспомогательному элементу, соединенному с поворотным кулаком 18. Однако любой из разрядников 110A-110D или некоторые из них можно не предусматривать.
Положения крепления разрядников, количество разрядников и направление, в котором простирается каждый из разрядников, не ограничиваются теми, которые указаны в каждом из вышеописанных вариантов осуществления. Например, разрядник 110A может быть прикреплен к боковой поверхности фланцевого участка 58F ступицы 58 оси. Также, в каждом из вышеописанных вариантов осуществления, разрядник, крепящийся так, что проходит в окружном направлении, можно прикрепить так, что он будет проходить в радиальном направлении.
В каждом из вышеописанных вариантов осуществления, на внутреннем кольце 52 и внешнем кольце 54 подшипника 16 не предусматривается разрядник саморазрядного типа. Однако, если это возможно, то внутреннее кольцо 52 и/или наружное кольцо 54 можно снабдить разрядником или разрядниками саморазрядного типа.
Хотя подшипник 16 представляет собой шарикоподшипник, включающий в себя шарики в качестве тел качения, в каждом из каждом из вышеописанных вариантов осуществления, подшипник может быть роторным подшипником, включающим в себя ротор в качестве тела качения. Также, хотя уплотнительные элементы 68 предусмотрены на противоположных торцах подшипника 16, уплотнительный элемент 68 можно и не предусматривать.
В каждом из вышеописанных вариантов осуществления предусмотрен тормозной диск 72, и это означает, что тормозное устройство, которое прикладывает тормозную силу к колесу, представляет собой дисковый тормоз. Однако устройство опоры колеса согласно этому варианту осуществления можно использовать и в транспортном средстве, имеющем барабанный тормоз в качестве тормозного устройства.
Кроме того, подвеска в вышеописанных первом и третьем вариантах осуществления представляет собой переднюю подвеску типа стойки Макферсона, а подвеска во втором варианте осуществления представляет собой полунезависимую заднюю подвеску. Однако подвеска транспортного средства, в которой используется устройство опоры колеса согласно изобретению, может быть подвеской любого другого типа, такой, как независимая подвеска на сдвоенных параллельных А-образных рычагах, независимая подвеска на сдвоенных продольных рычагах, или зависимая подвеска.