JP2008100620A - 空気圧制御機構付従動輪用軸受ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮空気供給路を簡単な構成とし、従動輪のタイヤの空気圧を適切に調整することができる安価、且つ実用的な空気圧制御機構付従動輪用軸受ユニットを提供する。
【解決手段】空気圧制御機構付従動輪用軸受ユニット１０は、内周面に複列の外輪軌道面６ａが形成される外輪６と、外周面に内輪軌道面３ａ，７ａが形成され、使用時に車輪と共に回転するハブ輪３と内輪７と、前記両軌道面の間に転動自在に配設される複数の玉９と、圧縮空気を車輪のタイヤに供給する圧縮空気供給路Ｆと、を備える。圧縮空気供給路Ｆは、ハブ輪３の軸中心Ｘに軸方向に形成され、インボード側に開口する軸方向孔３１を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気圧制御機構付従動輪用軸受ユニットに関し、より詳細には、走行中おいて、車両の従動輪のタイヤ空気圧を路面状況などに応じて調整できる空気圧制御機構付従動輪用軸受ユニットに関する。

近年、自動車の走行安定性向上の観点から、舗装路面、凸凹路面、砂利道等の路面状況に応じて、走行中にタイヤの空気圧を適切に調整する機能が求められており、従来から、車体側から送られてくる圧縮空気が軸受を介してタイヤ側に送られるように、静止輪側から回転輪側へと圧縮空気を通過させる軸受が数多く提案されている(例えば、特許文献1〜４参照。)。

上記特許文献1〜４に記載の車輪支持用軸受は、静止輪、回転輪及び間座に径方向の貫通穴を設け、静止輪と回転輪の各軌道面間に２つのシール部材を配置することで、この２つシール部材が形成する空間を介して静止輪側から回転輪側へと圧縮空気を流通するようになっている。

また、他のタイヤ空気圧を調整できる装置として、非回転のナックルに給排孔を形成し、蓋体によって回転輪のアウトボード側開口を塞ぎ、回転輪に連通孔を形成する構成を備え、圧縮空気を給排孔により車両のインボード側からアウトボード側に供給し、さらに連通孔によりタイヤ側に供給する回転支持装置が提案されている(例えば、特許文献５参照。)。
米国特許第5203391号明細書 米国特許出願公開第2003/0217798号明細書 米国特許出願公開第2003/0235358号明細書 米国特許出願公開第2004/0005104号明細書 特許第2940105号公報

しかしながら、上記特許文献1に記載のハブユニット軸受は、軸部の外周面と該軸部に外嵌する内輪の内周面との間に圧縮空気の流路の一部が形成されており、軸部の外周面に設けられる供給口から供給された圧縮空気は、複雑な経路を通ってタイヤに供給される。このため、軸部には複雑な圧縮空気の流路を加工する必要があり、コスト高となる問題がある。

また、特許文献２〜４に記載のハブユニット軸受は、圧縮空気が軸受内部を通ってタイヤに供給されるので、内輪部材と外輪部材の両方に流路を加工する必要があり、特許文献５に記載の回転支持装置においても、非回転のナックルと回転輪の両方に流路を加工しており、コスト高となる問題がある。

本発明はこのような不都合を解消するためになされたものであり、その目的は、圧縮空気供給路を簡単な構成とし、従動輪のタイヤの空気圧を適切に調整することができる安価、且つ実用的な空気圧制御機構付従動輪用軸受ユニットを提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 内周面に少なくとも一つの外輪軌道面が形成される外輪部材と、
外周面に少なくとも一つの内輪軌道面が形成され、使用時に車輪と共に回転する内輪部材と、
両軌道面の間に転動自在に配設される複数の転動体と、
圧縮空気を車輪のタイヤに供給する圧縮空気供給路と、
を備えた空気圧制御機構付従動輪用軸受ユニットであって、
圧縮空気供給路は、内輪部材の軸中心に軸方向に形成され、インボード側に開口する軸方向孔を有することを特徴とする空気圧制御機構付従動輪用軸受ユニット。
（２） 外輪部材は、複列の外輪軌道面を有し、
内輪部材は、第１の内輪軌道面を有するハブ輪と、第２の内輪軌道面を有する内輪とを備え、内輪はハブ輪に加締め固定されることを特徴とする（１）に記載の空気圧制御機構付従動輪用軸受ユニット。

本発明によれば、圧縮空気供給路は、内輪部材の軸中心に軸方向に形成され、インボード側に開口する軸方向孔を有するので、圧縮空気供給路を簡単な構成とし、従動輪のタイヤ空気圧を適切に調整することができる安価、且つ実用的な空気圧制御機構付従動輪用軸受ユニットとなる。

以下、本発明に係る空気圧制御機構付従動輪用軸受ユニットの各実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態である空気圧制御機構付従動輪用軸受ユニットの縦断面図である。図１に示すように、本実施形態の空気圧制御機構付従動輪用軸受ユニット１０（以下、従動輪用軸受ユニットと省略する）は、懸架装置を構成するナックル２に対して、ハブ１を回転自在に支持する。従動輪用軸受ユニット１０は、静止輪である外輪（外輪部材）６と、回転輪であるハブ輪３および内輪７とを備えるハブ（内輪部材）１と、複数の転動体である玉９とを備える。

外輪６は、ナックル２に形成された保持孔２ａに内嵌され、外輪６の外周面に設けられた懸架用フランジ６ｂがボルト８によってナックル２に結合固定されている。外輪６の内周面には、２列の外輪軌道面６ａ，６ａが形成される。一方、ハブ輪３には、外輪６の一方の外輪軌道面６ａに対向する外周面に第１の内輪軌道面３ａが形成される。また、内輪７には、外輪６の他方の外輪軌道面６ａに対向する外周面に第２の内輪軌道面７ａが形成される。玉９は、これら両軌道面６ａ，６ａ，３ａ，７ａ間に転動自在に配置される。

ハブ輪３のインボード側（車体中心側）端部には小径段部３ｂが形成される。内輪７は、この小径段部３ｂに外嵌され、インボード側端部の内端部を径方向外方に加締め広げた加締め部３ｃによりハブ輪３に結合固定されている。また、加締め部３ｃによって内輪７を抑え付けることで、適正な予圧を付与している。

外輪６のアウトボード側端部の内周面とハブ輪３の外周面との間には、シール１５が配置され、さらに、外輪６のインボート側には、ハブ輪３のインボート側端面を覆う金属又は樹脂製のセンサキャップ１６が内嵌固定されて、軸受内へ外部から異物が進入するのを防止している。 センサキャップ１６の内側には、ＡＢＳセンサ１７が固着されており、内輪７に固定されたスリンガ１８に取り付けられるエンコーダ１９と対向して、ハブ１の回転速度を検出する。

また、ハブ輪３は、ホイール部材及びブレーキ部材（図示せず）を取り付けるためのフランジ部３ｄを有しており、ホイール部材及びブレーキ部材がフランジ部３ｄに植設されたハブボルト４によってフランジ部３ｄに締結される。

静止輪側のセンサキャップ１６と、回転輪側のハブ輪３との間には、ロータリーバルブやニップル等の密封回転継手２０が配設されている。密封回転継手２０の静止輪側の部分はセンサキャップ１６に形成された貫通孔１６ａに支持されて、車体側に配設された圧縮空気供給源(図示せず)から延びるエアホース２１と接続され、回転輪側の部分はハブ輪３のインボード側開口に形成された雌ネジ部３ｅに螺合固定されている。

さらに、ハブ輪３には、インボード側に開口する雌ねじ部３ｅから軸中心Ｘを通って軸方向に延びる軸方向孔３１が形成されており、ハブ輪３のフランジ部３ｄには、第１の流路３１に連通する径方向孔３２が、半径方向に形成されている。径方向孔３２は、ニップル２２を介してエアホース２３により従動輪のタイヤのエアバルブ（図示せず）に接続されている。

これにより、圧縮空気供給路Ｆは、密封回転継手２０と、軸方向孔３１、及び径方向孔３２とを有して構成される。また、圧縮空気供給源で所定の圧力に調整されて供給される圧縮空気は、エアホース２１、密封回転継手２０、軸方向孔３１、径方向孔３２、ニップル２２、エアホース２３、エアバルブの順で圧送され、インボード側からアウトボード側に空気を通過させ、タイヤの空気圧を調整することができる。

尚、圧縮空気供給路Ｆのいずれかの位置に逆止弁(図示せず)を配置することが望ましい。これにより、洗車時などのように、急激な温度変化があっても、水分などの吸い込みを防止することができる。逆止弁は、軸受ユニットに内蔵させて配置すれば、別途組み付ける必要がなく、またユニット化されて従動輪用軸受ユニット１０の小型化が可能となる。

従って、本実施形態の従動輪用軸受ユニット１０によれば、圧縮空気供給路Ｆはハブ輪３の軸中心Ｘに軸方向に形成され、インボード側に開口する軸方向孔３１を有するので、圧縮空気供給路Ｆを簡単な構成とし、従動輪のタイヤ空気圧を適切に調整することができる安価、且つ実用的なものとなる。特に、本実施形態の従動輪用軸受ユニット１０は、従来のような圧縮空気が軸受内部を通過する構成でないので、外輪６に圧縮空気が通過する貫通孔等を加工する必要がなく、簡単な構成の圧縮空気供給路Ｆを有する軸受ユニット１０を構成している。

また、ハブ輪３に形成される軸方向孔３１と径方向孔３２は、内部で連続して形成されているので、軸方向孔３１のインボード側開口から径方向孔３２の外周側開口までエア漏れの発生を防止できる。

尚、上記第１実施形態では、第１の内輪軌道面３ａがハブ輪３と一体に形成された、所謂、第３世代の軸受ユニットについて説明したが、第１の内輪軌道面を有する他の内輪を、第２の内輪軌道面７ａを有する内輪７とは別体として設け、ハブ輪３に外嵌させる、所謂、第２世代の軸受ユニットにも上記構成は適用することもできる。

また、上記第１実施形態では密封回転継手２０が用いられているが、密封回転継手２０を設けない場合には、例えば、スリンガ１８の外周面と外輪６の内周面との間にシール部材４０を配置して、エアホース２１から供給された圧縮空気が空間Ｓを介してハブ輪３の軸方向孔３１に供給されるようにしてもよい。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る従動輪用軸受ユニットについて図２を参照して説明する。なお、第１実施形態のものと同等部分については同一符号を付して、説明を省略或いは簡略化する。

図２に示すように、従動輪用軸受ユニット５０では、ハブ輪３はハブ輪３の軸中心Ｘに軸方向に形成され、インボード側に開口する軸方向孔５１を有する。また、センサキャップ１６には、エアホース２１が接続されるコネクタ５２が設けられると共に、センサカップ１６の内側には、小型ポンプ５３が配設されている。そして、小型ポンプ５３は、エアホース２１を介して供給された圧縮空気を吸入して、タイヤ内のエア圧が一定となるように空気を圧縮し、ハブ輪３の軸方向孔５１のインボード側開口に接続された配管５４を通じて圧縮空気を軸方向孔５１へ送る。小型ポンプ５２としては、種々の形態のポンプを用いることができ、ロータリー式ポンプやスクロール式ポンプ等が例示される。

また、軸方向孔５１のアウトボード側開口には、ネジ止め等によって固定されたニップル２２’を介してエアホース２３が従動輪のタイヤのエアバルブ（図示せず）に接続されている。

上記のように、圧縮空気供給路Ｆは、コネクタ５２、小型ポンプ５３、配管５４、軸方向孔５１を有して構成され、圧縮空気供給源で所定の圧力に調整されて供給される圧縮空気は、エアホース２１、コネクタ５２、小型ポンプ５３、配管５４、軸方向孔５１、ニップル２２’、エアホース２３の順で圧送され、インボード側からアウトボード側に空気を通過させ、タイヤの空気圧を調整することができる。

従って、本実施形態の従動輪用軸受ユニット５０は、ハブ輪３に軸方向孔５１のみを有するのでより簡単な構成で圧縮空気供給路Ｆを構成することができる。
その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る従動輪用軸受ユニットについて図３を参照して説明する。

図３に示すように、従動輪用軸受ユニット６０では、ＡＢＳセンサを有しない構成であり、外輪６のインボード側端部には、ハブキャップ６１が内嵌されている。インボード側の内輪７の外周面と外輪６の内周面の間にはシール部材６２が配設されており、ハブキャップ６１、シール部材６２、内輪７、ハブ輪３によって囲まれる空間Ｓを形成する。

また、ハブ輪３には、軸中心Ｘに軸方向に形成され、インボード側に開口する軸方向孔６３と、一端が軸方向孔６３に連通し、他端がハブ輪３のフランジ部３ｄの側面に開口する傾斜孔６４が形成されている。ハブボルト４によりフランジ部３ｄに固定されたタイヤのホイール６５には、一端がフランジ部３ｄの側面に開口した傾斜孔６４と連通し、他端がタイヤ（図示せず）と連通する流路６６が形成されている。さらに、フランジ部３ｄの傾斜孔６４とホィール６５の流路６６との接合部には、Ｏリング６７が配設されてシールされている。

ハブキャップ６１には、車体側に配設された圧縮空気供給源(図示せず)から延びるエアホース２１がニップル等を介してエア導入口６１ａに接続され、圧縮空気はエアホース２１から空間Ｓを介して軸方向孔６３に送られる。

上記のように、圧縮空気供給路Ｆは、空間Ｓ、軸方向孔６３、傾斜孔６４、及びホイール６４の流路６５を有して構成され、圧縮空気供給源で所定の圧力に調整されて供給される圧縮空気は、エアホース２１、空間Ｓ、軸方向孔６３、傾斜孔６４、ホイール６４の流路６５の順で圧送され、インボード側からアウトボード側に空気を通過させ、タイヤの空気圧を調整することができる。

従って、本実施形態の従動輪用軸受ユニット６０によれば、シール部材６２を設けて、圧縮空気が通過する空間Ｓを構成するので、密封回転継手や小型ポンプを設けずに、ハブキャップ６１に設けられたエア導入口６１ａから軸方向孔６３へ圧縮空気を供給することができる。なお、空間Ｓ内のエア圧により軸受内部を通じてエア漏れの可能性がある場合には、シール１５或いはシール部材６１を耐圧シールや２重シールによって構成してもよい。

また、本実施形態では、ホイール６４に流路６５を設けることで耐圧ホースを不要としているが、ホイール６４に設けられた流路６５とハブ輪３に設けられた傾斜孔６４の代わりに、第２実施形態と同様に、軸方向孔６３を軸方向に貫通させ、ニップル２２’及びエアホース２３を用いてタイヤ側に供給してもよい。
その他の構成及び作用については第１実施形態のものと同様である。

尚、本発明は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。

本発明の第１実施形態である空気圧制御機構付従動輪用軸受ユニットの縦断面図である。 本発明の第２実施形態である空気圧制御機構付従動輪用軸受ユニットの縦断面図である。 本発明の第３実施形態である空気圧制御機構付従動輪用軸受ユニットの縦断面図である。

符号の説明

１ ハブ（内輪部材）
３ ハブ輪
３ａ 第１の内輪軌道面
３ｄ フランジ部
３ｅ 雌ねじ部
６ 外輪（外輪部材）
６ａ 外輪軌道面
７ 内輪
７ａ 第２の内輪軌道面
９ 玉（転動体）
１０，５０，６０ 空気圧制御機構付従動輪用軸受ユニット
３１，５１，６３ 軸方向孔
Ｆ 圧縮空気供給路
Ｘ 軸中心

Claims (2)

1. 内周面に少なくとも一つの外輪軌道面が形成される外輪部材と、
   外周面に少なくとも一つの内輪軌道面が形成され、使用時に車輪と共に回転する内輪部材と、
   前記両軌道面の間に転動自在に配設される複数の転動体と、
   圧縮空気を車輪のタイヤに供給する圧縮空気供給路と、
   を備えた空気圧制御機構付従動輪用軸受ユニットであって、
   前記圧縮空気供給路は、前記内輪部材の軸中心に軸方向に形成され、インボード側に開口する軸方向孔を有することを特徴とする空気圧制御機構付従動輪用軸受ユニット。
2. 前記外輪部材は、複列の外輪軌道面を有し、
   前記内輪部材は、第１の内輪軌道面を有するハブ輪と、第２の内輪軌道面を有する内輪とを備え、前記内輪は前記ハブ輪に加締め固定されることを特徴とする請求項１に記載の空気圧制御機構付従動輪用軸受ユニット。

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