ホイール駆動装置
【課題】減速機構と一対の転がり軸受とを共通のオイルで潤滑するホイール駆動装置において、その転がり軸受内への異物の侵入を防止する。
【解決手段】固定スピンドル１の外径面上の一対の円すいころ軸受Ｂ１、Ｂ２によってホイール２を回転自在に支持する。固定スピンドル１のインナボード側の端部に設けられたモータ４によって駆動される駆動シャフト５を固定スピンドル１内に挿通し、その駆動シャフト５の回転を減速してホイール２に伝達する減速機構１０を固定スピンドル１のアウタボード側に配置し、その減速機構１０と円すいころ軸受Ｂ１、Ｂ２をホイール２内に貯留された共通のオイルで潤滑する。減速機構１０側に位置するアウタボード側の円すいころ軸受Ｂ１を片シール付き円すいころ軸受とし、そのシール部材はアウタボード側に位置し、通油孔を形成し、その通油孔をフィルタで覆い、そのフィルタの周囲部に永久磁石を設ける。
【解決手段】固定スピンドル１の外径面上の一対の円すいころ軸受Ｂ１、Ｂ２によってホイール２を回転自在に支持する。固定スピンドル１のインナボード側の端部に設けられたモータ４によって駆動される駆動シャフト５を固定スピンドル１内に挿通し、その駆動シャフト５の回転を減速してホイール２に伝達する減速機構１０を固定スピンドル１のアウタボード側に配置し、その減速機構１０と円すいころ軸受Ｂ１、Ｂ２をホイール２内に貯留された共通のオイルで潤滑する。減速機構１０側に位置するアウタボード側の円すいころ軸受Ｂ１を片シール付き円すいころ軸受とし、そのシール部材はアウタボード側に位置し、通油孔を形成し、その通油孔をフィルタで覆い、そのフィルタの周囲部に永久磁石を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、モータおよびそのモータの回転を減速する減速機構を有し、その減速機構から出力される回転をホイールに伝達して、そのホイールを回転駆動する車両用ホイールの駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のホイール駆動装置として、特許文献１に記載されたものが従来から知られている。このホイール駆動装置は、鉱山用ダンプトラックのホイール駆動装置を示し、車体に固定される筒状車軸の外径面上に一対の転がり軸受を取付け、その一対の転がり軸受によりホイールを回転自在に支持し、上記車軸のインボード側に設けられたモータを駆動源として回転駆動される駆動シャフトを車軸内に挿通し、その駆動シャフトの回転を上記車軸のアウトボード側に設けられた遊星歯車式の減速機構により減速してホイールに伝達するようにしている。
【０００３】
なお、インボード側とは、車体の幅方向の内側方をいい、アウトボード側とは幅方向の外側方をいう。
【０００４】
上記ホイール駆動装置においては、ホイールの両端開口を密閉し、そのホイール内に貯留されたオイルによって減速機構を潤滑し、同時、ホイールを回転自在に支持する一対の転がり軸受を潤滑するようにしている。
【０００５】
ここで、一対の転がり軸受には非常に大きなラジアル荷重が負荷されるため、その転がり軸受として円すいころ軸受を用い、その一対の円すいころ軸受を背面組み合わせとし、そのアウトボード側に配置された円すいころ軸受の内方軌道輪を加圧リングにより軸方向に押圧して、一対の円すいころ軸受に予圧を付与している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２０４０１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記従来のホイール駆動装置においては、ホイールを回転自在に支持する一対の円すいころ軸受がシールを有していないため、以下のような問題がある。
【０００８】
すなわち、従来のホイール駆動装置においては、減速機構と一対の円すい軸受のそれぞれを共通のオイルによって潤滑する構成であり、そのオイルには歯車の摩耗粉（鉄粉等）等の異物が含まれているため、その異物が一対の円すいころ軸受内に侵入する可能性が非常に高く、その異物、特に、歯車等の摩耗粉が円すいころ軸受に侵入することにより、軌道面や転動面に剥離や傷、圧痕等の損傷が生じ、円すいころ軸受の耐久性を低下させることになる。
【０００９】
この発明の課題は、減速機構と一対の転がり軸受とを共通のオイルで潤滑するホイール駆動装置において、その転がり軸受内への異物の侵入を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、この発明においては、固定の配置とされた筒状の車軸と、その車軸の外径面上において軸方向に間隔をおいて設けられた一対の転がり軸受と、その一対の転がり軸受によって回転自在に支持されたホイールと、前記車軸内に挿通され、モータを駆動源として回転駆動される駆動シャフトと、前記車軸のアウトボード側に組込まれて前記駆動シャフトの回転を減速して前記ホイールに伝達する減速機構とを有し、前記一対の転がり軸受と減速機構のそれぞれを共通のオイルによって潤滑するようにしたホイール駆動装置において、前記一対の転がり軸受のうち前記減速機構側に位置するアウタボード側の転がり軸受が、シール部材を片側に有し、そのシール部材がアウタボード側に位置する組込みとされた片シール付き軸受とされ、その片シール付き軸受のシール部材に通油孔を形成し、その通油孔をフィルタで覆い、そのフィルタの周囲部に永久磁石を設けた構成を採用したのである。
【００１１】
上記のように、アウタボード側の転がり軸受に片シール付き軸受を採用し、その転がり軸受をシール部材がアウトボード側に配置される組付けとして、そのシール部材に通油孔を形成することにより、減速機構を潤滑するオイルを流入孔から軸受内部に流入させることができ、一対の転がり軸受を減速機構と共通のオイルでもって潤滑することができる。
【００１２】
ここで、流入孔はフィルタで覆われているため、そのフィルタによって潤滑オイルに含まれる歯車摩耗粉等の異物を捕捉することができる。このため、軸受内への異物の侵入を防止し、転がり軸受の軌道面や転動面に剥離や傷、圧痕等の損傷が生じて耐久性が低下するのを抑制することができる。
【００１３】
また、フィルタの周囲部には永久磁石が設けられているため、その永久磁石によってオイルに混入する摩耗粉等の金属異物を吸着保持することができる。このため、オイル中の金属異物の混入量を減少させることができ、フィルタの目詰まりおよび潤滑性能の低下を抑制することができる。
【００１４】
この発明に係るホイール駆動装置において、シール部材として、転がり軸受の外方軌道輪と内方軌道輪の一方の軌道輪の端部に取付けられる芯金にゴムシールが固着され、そのゴムシールに他方の軌道輪と接触するシールリップが設けられた軸受シールを採用することができる。
【００１５】
上記のような軸受シールの採用において、芯金に複数の通油孔を周方向に間隔をおいて形成し、かつ、隣接する通油孔間に磁石取付部を設け、上記複数の通油孔のそれぞれを前記フィルタで覆い、上記磁石取付部に永久磁石を設けることによって、フィルタ付き軸受シールの組付けと同時に永久磁石の組付けを行うことができ、永久磁石の組付けの容易化を図ることができる。
【００１６】
また、上記のような軸受シールの採用において、磁石取付部を貫通孔とし、永久磁石を芯金の内表面に取付けて磁石取付部を覆い、あるいは、磁石取付部を凹部とし、その凹部の閉塞端部に永久磁石を取付けることにより、磁石取付部を磁性粉溜りとすることができるため、多くの磁性摩耗粉を吸着保持することができる。
【００１７】
シール部材は、上記のような軸受シールに限定されるものでない。例えば、片シール付き軸受の外方軌道輪と内方軌道輪の一方の軌道輪端部に取付けられて他方の軌道輪との間に微小間隙を形成し、軸受空間のほぼ全体を覆う大きさの環状のスリンガからなるものであってもよい。
【００１８】
上記のようなスリンガの採用において、そのスリンガに複数の通油孔を形成し、隣接する通油孔間に磁石取付部を設け、前記複数の通油孔のそれぞれをフィルタで覆い、磁石取付部に永久磁石を設けることによって、スリンガの組付けと同時に永久磁石の組付けを行うことができ、永久磁石の組付けの容易化を図ることができる。
【００１９】
また、スリンガの採用において、そのスリンガと他方の軌道輪との間に形成される前記微小間隙に近接して環状の永久磁石を設けておくことによって、微小間隙から軸受内部に摩耗粉等の金属粉が侵入するのを防止することができる。
【００２０】
なお、スリンガを採用する場合においても、磁石取付部を貫通孔とし、永久磁石を芯金の内表面に取付けて磁石取付部を覆うことにより、磁石取付部を磁性粉溜りとすることができるため、多くの磁性摩耗粉を吸着保持することができる。
【００２１】
ここで、ホイールを回転自在に支持する一対の転がり軸受のうち、減速機構から離れた位置に配置されたインボード側の転がり軸受として、軸方向の一端部にホイールと一体に回転する外方軌道輪の回転速度を検出する回転センサ付き転がり軸受を採用し、その回転センサがインボード側に位置する組込みとすることにより、ホイールの回転速度を検出することができるため、トラクションコントロールシステム(ＴＲＣ)やアンチスキッド・ブレーキ・システム(ＡＢＳ)の制御部に制御信号を出力することができる。
【００２２】
インボード側の転がり軸受に回転センサを設けることにより、アウトボード側の転がり軸受に設けられたフィルタにより潤滑オイルが濾過されて異物が捕捉され、異物の混入のきわめて少ない清浄なオイルがインボード側の転がり軸受側に流れ込んで、その転がり軸受を潤滑することになるため、回転センサに異物が付着することが少なく、回転速度を精度よく検出することができる。
【００２３】
ここで、一対の転がり軸受間における車軸の外径面やホイールの内径面に環状の永久磁石を取付けておくと、アウトボード側の転がり軸受を通過してインボード側の転がり軸受に向けて流れる潤滑オイルに金属粉が微量に混入している場合に、その金属粉を上記永久磁石で吸着除去することができ、回転センサに対する金属粉の付着をより効果的に防止することができる。
【００２４】
なお、転がり軸受に回転センサを備える場合、外方軌道輪側のエンコーダをパルサリングとし、内方軌道輪側のセンサ部に、バックマグネット式の磁気センサを備えた構成とすることができる。ダンプトラック等の各種建設用機械の足回り等で使用される転がり軸受は比較的大径のものが多いので、回転センサを、このようにバックマグネット式とすることで、回転センサの性能を安定させることができる。
【発明の効果】
【００２５】
この発明においては、上記のように、アウタボード側の転がり軸受に片シール付き軸受を採用し、その転がり軸受をシール部材がアウトボード側に配置される組付けとして、そのシール部材に通油孔を形成したことにより、減速機構を潤滑するオイルを流入孔から軸受内部に流入させることができ、一対の転がり軸受を減速機構と共通のオイルでもって潤滑することができる。
【００２６】
また、フィルタによって流入孔を覆うようにしたので、そのフィルタによって潤滑オイルに含まれる歯車摩耗粉等の金属異物を捕捉することができる。このため、軸受内への金属異物の侵入を防止し、転がり軸受の軌道面や転動面に剥離や傷、圧痕等の損傷が生じて耐久性が低下するのを抑制することができる。
【００２７】
さらに、フィルタに周囲部に永久磁石を設けたことによって、その永久磁石により潤滑オイル中の摩耗粉等の金属異物を吸着保持することができる。このため、貯留オイルに混入する磁性摩耗粉の混入量を減少させることができ、フィルタの目詰まりおよび潤滑性能の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明に係るホイール駆動装置の実施の形態を示す縦断面図
【図２】図１のホイール支持部を拡大して示す断面図
【図３】図２に示す片シール付き転がり軸受の一部分を示す正面図
【図４】図３のIV−IV線に沿った断面図
【図５】図４の一部を拡大して示す断面図
【図６】図３のVI−VI線に沿った断面図
【図７】片シール付き転がり軸受の他の例を示す断面図
【図８】片シール付き転がり軸受のさらに他の例を示す断面図
【図９】片シール付き転がり軸受のさらに他の例を示す断面図
【図１０】片シール付き転がり軸受のさらに他の例を示す断面図
【図１１】磁石取付部の他の例を示す断面図
【図１２】回転センサ付き転がり軸受の回転センサ部を拡大して示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、建設機械としてのダンプトラックにおけるホイール駆動装置を示す。図示のように、車軸としての固定スピンドル１は図示省略した車体に固定されている。固定スピンドル１の外径面上には一対の転がり軸受Ｂ１、Ｂ２が軸方向に間隔をおいて取付けられ、その転がり軸受Ｂ１、Ｂ２によって複列のタイヤ３を有するホイール２が回転自在に支持されている。
【００３０】
固定スピンドル１のインボード側にはモータ４が設けられ、そのモータ４を駆動源として回転駆動される駆動シャフト５が固定スピンドル１内に挿通されて、その固定スピンドル１と同軸上の配置とされている。
【００３１】
固定スピンドル１のアウトボード側には、固定スピンドル１の回転を減速してホイール２に伝達する減速機構１０が設けられている。減速機構１０は、第１遊星歯車式減速機構１０ａと第２遊星歯車式減速機構１０ｂとからなる。
【００３２】
第１遊星歯車式減速機構１０ａは、駆動シャフト５の軸端部に固定された太陽歯車１１ａと、その太陽歯車１１ａに噛合する遊星歯車１２ａと、その遊星歯車１２ａに噛合する内歯車１３ａとからなり、前記太陽歯車１１ａの回転を遊星歯車１２ａから内歯車１３ａに伝達して、その内歯車１３ａに連結された筒状のギヤカップリング１４を減速回転させるようにしている。
【００３３】
一方、第２遊星歯車式減速機構１０ｂは、上記ギヤカップリング１４の端部内に嵌合されてスプライン結合された太陽歯車１１ｂと、その太陽歯車１１ｂに噛合する遊星歯車１２ｂと、その遊星歯車１２ｂに噛合する内歯車１３ｂとからなり、上記太陽歯車１１ｂの回転により、その回転を遊星歯車１２ｂから内歯車１３ｂに伝達して、その内歯車１３ｂが固定されたホイール２を減速回転させるようにしている。
【００３４】
ここで、第２遊星歯車減速機構１０ｂの遊星歯車１２ｂを回転自在に支持するキャリア１３ｃは円筒部１３ｄを端部に有し、その円筒部１３ｄが固定スピンドル１のアウタボード側端部内に嵌合されてスプライン結合されている。
【００３５】
第２遊星歯車式減速機構１０ｂの上記内歯車１３ｂはホイール２のアウトボード側端部に連結され、その内歯車１３ｂのアウトボード側端面に取付けられたホイールキャップ１５によってホイール２内に密閉空間１６が形成されている。密閉空間１６内にはオイルが貯留され、そのオイルによって減速機構１０が潤滑されるようになっている。
【００３６】
なお、減速機構１０として、実施の形態では遊星歯車式減速機構を採用したが、減速機構１０は遊星歯車式減速機構に限定されず、周知の減速機構を採用することができる。
【００３７】
図２に示すように、ホイール２を回転自在に支持する前述の一対の転がり軸受Ｂ１、Ｂ２は、外輪２０と、内輪２１と、その両輪２０、２１間に組み込まれた円すいころ２２およびその円すいころ２２を保持する保持器２３とで構成される円すいころ軸受からなる。この一対の円すいころ軸受Ｂ１、Ｂ２は、背面組み合わせとされてホイール２を回転自在に支持している。
【００３８】
一対の円すいころ軸受Ｂ１、Ｂ２は、ホイール２内の密閉空間１６内に貯留された前記オイルによって潤滑されるようになっている。このとき、オイルは、減速機構１０も潤滑するため、そのオイルには歯車の摩耗粉（鉄粉等）等の異物が含まれている。これの異物が一対の円すいころ軸受Ｂ１、Ｂ２内に侵入すると、軌道面や転動面に剥離や傷、圧痕等の損傷が生じ、円すいころ軸受の耐久性を低下させることになる。
【００３９】
そのような問題点を解決するため、実施の形態においては、一対の円すいころ軸受Ｂ１、Ｂ２のうち、アウトボード側に配置された円すいころ軸受Ｂ１に片シール付き円すいころ軸受Ｂ１を採用している。一方、インボード側に配置された円すいころ軸受Ｂ２には、回転センサ付きの円すいころ軸受を採用している。
【００４０】
図３乃至図６は、その片シール付き円すいころ軸受Ｂ１を示し、外輪２０と内輪２１間に形成された軸受空間の一端開口を軸受シール２４によって密閉している。
【００４１】
図５および図６に示すように、軸受シール２４は、芯金２５と、その芯金２５に固着されたゴムシール２６とからなる。芯金２５は、円筒部２５ａの一端部に内向きフランジ２５ｂを設けた構成とされ、上記円筒部２５ａが外輪２０の一端部内周に形成されたシール嵌合面２７に嵌合され、そのシール嵌合面２７に形成されたシール取付溝２８と円筒部２５ａの他端部外周に形成された突出部２９の係合によって芯金２５が抜止めされ、軸受シール２４は取付け状態とされている。
【００４２】
ここで、芯金２５は、合成樹脂の成形品とされているが、金属製のものであってもよい。
【００４３】
ゴムシール２６は、耐摩耗性および耐油性に優れたゴムからなっている。そのようなゴムとしてニトリルゴムを挙げることができる。このゴムシール２６は芯金２５の内周部に加硫接着され、その内周部には内向きシールリップ２６ａと外向きシールリップ２６ｂが設けられている。内向きシールリップ２６ａの先端部は内輪大つば２１ａの外径面に形成されたシール溝３０の内側面３０ａに弾性接触し、一方、外向きシールリップ２６ｂの先端部は、内輪大つば２１ａのシール溝３０より外側に形成された円筒状のシール面３１に弾性接触している。
【００４４】
図３に示すように、芯金２５には、複数の通油孔３２と複数の磁石取付部３３とが周方向に交互に形成され、その通油孔３２および磁石取付部３３のそれぞれは円弧状の貫通孔とされている。
【００４５】
なお、磁石取付部３３は貫通孔に限定されるものではない。例えば、図１１に示すように、円弧状の窪みからなるものであってもよい。また、実施の形態では、複数の通油孔３２と複数の磁石取付部３３とを周方向に交互に形成したが、交互の配列でなくてもよい。
【００４６】
図３および図６に示すように、複数の通油孔３２のそれぞれはフィルタ３４によって覆われている。フィルタ３４として、ここでは、ガラスファイバからなるものを採用しているが、金属あるいは合成樹脂のメッシュ体からなるものであってもよい。このフィルタ３４の取付けに際し、ここでは、芯金２５の内表面に接着しているが、芯金２５の成型時に、その芯金２５にモールドしてもよい。
【００４７】
図３および図５に示すように、複数の磁石取付部３３のそれぞれは板状の永久磁石３５によって覆われている。永久磁石３５として、ここでは、ニトリルゴムからなるゴム材にフェライト等の磁性粉を混合したゴム磁石を採用している。この永久磁石３５は、芯金２５の内表面に外周部が衝合されて接着により固定されている。
【００４８】
上記の構成からなる片シール付き円すいころ軸受Ｂ１は、軸受シール２４がアウトボード側に配置される組込みとされている。片シール付き円すいころ軸受Ｂ１のそのような組み込みよって、減速機構１０を潤滑するオイルは、通油孔３２から軸受内部に流入して、その片シール付き円すいころ軸受Ｂ１を潤滑する。
【００４９】
このとき、減速機構１０を潤滑するオイルには多くの歯車摩耗粉等の異物が混入しており、これらの異物を含むオイルが通油孔３２に流入する際、その通油孔３２はフィルタ３４で覆われているため、オイル中の異物はフィルタ３４で捕捉されることになる。
【００５０】
このため、片シール付き円すいころ軸受Ｂ１内に異物が侵入するようなことがなく、その異物の噛み込みによって片シール付き円すいころ軸受Ｂ１が損傷するのを防止することができる。
【００５１】
ここで、片シール付き円すいころ軸受Ｂ１を潤滑するオイルは、減速機構１０を潤滑するオイルであり、そのオイルに含まれる異物は歯車摩耗粉等の金属異物を多く含む。その金属異物は減速機構１０の作動によるホイール２の回転により徐々に増加し、その金属異物の増加によってフィルタ３４が目詰まりし易くなる。
【００５２】
しかし、軸受シール２４には永久磁石３５が設けられ、その永久磁石３５は貯留オイル中を回転するため、その貯留オイルに混入する金属異物は永久磁石３５により吸着保持されて、貯留オイル中から除去されることになり、貯留された貯留オイル中の金属異物は減少する。
【００５３】
その結果、フィルタ３４が早期に目詰まりするというようなことがなく、フィルタ３４の目詰まりおよび潤滑性能の低下が抑制される。
【００５４】
ここで、永久磁石３５は、芯金２５に形成された貫通孔からなる磁石取付部３３を芯金２５の内表面から覆う構成であるため、磁石取付部３３は金属異物の溜り場となり、多くの金属異物を吸着保持することができる。
【００５５】
図１２は、インボード側に配置された回転センサ付きの円すいころ軸受Ｂ２を示し、その円すいころ軸受Ｂ２に組み込まれた回転センサ４０でホイール２の回転速度を検出して、ＡＢＳ制御やトラクションコントロールに用いることにしている。
【００５６】
ここで、回転センサ４０は、回転側である外輪２０に、エンコーダ４１としてパルサリングを固定している。また、固定側である内輪２１に、バックマグネット式の磁気センサからなるセンサ部４２を備えたセンサケース４３を固定している。
【００５７】
なお、回転センサ４０はバックマグネット式磁気センサに限定されるものではない。
【００５８】
上記回転センサ付きの円すいころ軸受Ｂ２は、図１に示すように、その回転センサ４０がインボード側に配置される組込みとされている。このように、インボード側の円すいころ軸受Ｂ２に回転センサ４０を設け、その回転センサ４０がインボード側に配置される組込みとすることにより、アウトボード側の円すいころ軸受Ｂ１に設けられたフィルタ３４により潤滑オイルが濾過されて異物が捕捉され、異物混入のきわめて少ない清浄なオイルがインボード側の転がり軸受Ｂ２側に流れ込んで、その転がり軸受Ｂ２を潤滑することになる。このため、回転センサ４０に異物が付着することが少なく、回転速度を精度よく検出することができる。
【００５９】
ここで、図２に示すように、一対の円すいころ軸受Ｂ１、Ｂ２間における固定スピンドル１の外径面およびホイール２の内径面に環状の永久磁石４４を取付けておくと、アウトボード側の円すいころ軸受Ｂ１を通過してインボード側の円すいころ軸受Ｂ２に向けて流れる潤滑オイルに金属異物が微量に混入している場合に、その金属異物を上記永久磁石４４で吸着除去することができ、回転センサ４０に対する金属異物の付着をより効果的に防止することができる。
【００６０】
図３乃至図６は、転がり軸受として円すいころ軸受を示したが、転がり軸受は円すいころ軸受に限定されるものではない。例えば、円筒ころ軸受であってもよく、あるいは、深みぞ玉軸受であってもよい。
【００６１】
また、図３乃至図６では、アウトボード側円すいころ軸受Ｂ１の外輪内径面に軸受シール２４の芯金２５に形成された円筒部２５ａを嵌合する取付けとしたが、上記芯金２５を外輪外径面に取付けるようにしてもよい。なお、軸受シールを内輪に取付けるようにしてもよい。
【００６２】
図３乃至図６では、アウトボード側円すいころ軸受Ｂ１の軸受空間の一端の開口を密封するシール部材として軸受シール２４を示したが、シール部材は軸受シール２４に限定されるものではない。
【００６３】
図７乃至図１０は、シール部材の他の例を示している。図７では、外輪２０の端部内径面に取付けられるスリンガ５０をシール部材としている。このスリンガ５０は、外輪２０の端部内径面に形成されたシール嵌合面２７に嵌合される円筒部５０ａの一端部に内向きフランジ５０ｂを設け、その内向きフランジ５０ｂの内径部に内輪２１の端部外径面間に微小間隙５１を形成する内筒部５０ｃを設けた構成とされ、上記円筒部５０ａをシール嵌合面２７に圧入し、その円筒部５０ａの他端部外周に形成された突出部５２とシール嵌合面２７に形成されたシール取付溝２８の係合により円筒部５０ａを抜止めしてスリンガ５０を取付け状態としている。
【００６４】
ここで、スリンガ５０の内向きフランジ５０ｂには、図３に示す軸受シール２４と同様に、複数の通油孔と複数の貫通孔かからなる磁石取付部３３とが周方向に交互に設けられ、複数の通油孔のそれぞれがフィルタで覆われ、複数の磁石取付部３３のそれぞれが板状の永久磁石３５で覆われているが、通油孔およびフィルタについては図示省略している。また、内向きフランジ５０ｂの外表面における内周部に環状の永久磁石５３が微小間隙５１に近接して取付けられている。
【００６５】
図７に示されるスリンガ５０においても、永久磁石３５によってオイルに混入する金属異物を吸着保持することができ、フィルタの目詰まり防止に効果を挙げることができる。また、内向きフランジ５０ｂの外表面に取付けた永久磁石５３によって金属異物を吸着保持することができるため、多くの金属異物を吸着保持することができ、しかも、その永久磁石５３によって微小間隙５１から軸受内部に金属異物が侵入するのを防止することができる。
【００６６】
図７では、外輪２０の端部内径面にスリンガ５０を取付けるようにしたが、図８に示すように、外輪２０の端部外径面に形成された小径のシール嵌合面６０にスリンガ５０の外周部に形成された円筒部５０ａを嵌合し、その円筒部５０ａの他端部内周に形成された突出部６１をシール嵌合面６０に形成されたシール取付溝６２に係合させるようにしてもよい。
【００６７】
ここで、図８では、内輪２１の大つば２１ａにおける外径面に環状溝６３を形成し、その環状溝６３に環状の永久磁石６４を取付けて、その永久磁石６４により金属異物を吸着保持し、微小間隙５１から軸受内部に金属異物が侵入するのを防止している。
【００６８】
図９では、外輪２０の端部に形成されたシール嵌合面６０に嵌合される円筒部７０ａの一端に内向きフランジ７０ｂを設けたスリンガ７０をシール部材としている。このスリンガ７０は、外輪２０のシール嵌合面６０に円筒部７０ａを嵌合し、その円筒部７０ａの端部内周に形成された突出部７１とシール嵌合面６０に形成されたシール取付溝６２の係合によって取付状態とされる。その取付状態において、内向きフランジ７０ｂは、内輪２１の端部に形成された小径円筒面７２およびその小径円筒面７２の端部から径方向外方に向く端面７３との間でラビリンス７４を形成している。
【００６９】
上記スリンガ７０の内向きフランジ７０ｂには、図３に示す軸受シール２４と同様に、複数の通油孔と複数の貫通孔からなる磁石取付部３３とが周方向に交互に設けられ、複数の通油孔のそれぞれがフィルタで覆われ、複数の磁石取付部３３のそれぞれが板状の永久磁石３５で覆われているが、通油孔およびフィルタについては図示省略している。
【００７０】
図９では、内輪２１の大つば２１ａの外周に設けられた小径円筒面７２に環状溝７５を形成し、その環状溝７５に環状の永久磁石７６を取付けて、ラビリンス７４から軸受内部に金属異物が侵入するのを防止するようにしている。
【００７１】
図９に示されるスリンガ７０においても、永久磁石３５によってオイルに混入する金属異物を吸着保持することができ、フィルタの目詰まり防止に効果を挙げることができる。また、小径円筒面７２の環状溝７５に取付けた永久磁石７６よっても金属異物を吸着保持することができるため、多くの金属異物を吸着保持することができ、しかも、その永久磁石７６によってラビリンス７４から軸受内部に金属異物が侵入するのを防止することができる。
【００７２】
図９では、小径円筒面７２に環状溝７５を形成し、その環状溝７５に永久磁石７６を取付けるようにしたが、図１０に示すように、内向きフランジ７０ｂの内表面における内周部に環状の永久磁石７７を取付けて、ラビリンス７４から軸受内部に金属異物が侵入するのを防止するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１ 固定スピンドル(車軸)
２ ホイール
４ モータ
５ 駆動シャフト
１０ 減速機構
Ｂ１ 円すいころ軸受(転がり軸受)
Ｂ２ 円すいころ軸受(転がり軸受)
２０ 外輪(外方軌道輪)
２１ 内輪(内方軌道輪)
２４ 軸受シール(シール部材)
２５ 芯金
２６ ゴムシール
３２ 通油孔
３３ 磁石取付部
３４ フィルタ
３５ 永久磁石
４０ 回転センサ
４４ 永久磁石
５０ スリンガ
５１ 微小間隙
５３ 永久磁石
６４ 永久磁石
７０ スリンガ
７４ ラビリンス
７６ 永久磁石
【技術分野】
【０００１】
この発明は、モータおよびそのモータの回転を減速する減速機構を有し、その減速機構から出力される回転をホイールに伝達して、そのホイールを回転駆動する車両用ホイールの駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のホイール駆動装置として、特許文献１に記載されたものが従来から知られている。このホイール駆動装置は、鉱山用ダンプトラックのホイール駆動装置を示し、車体に固定される筒状車軸の外径面上に一対の転がり軸受を取付け、その一対の転がり軸受によりホイールを回転自在に支持し、上記車軸のインボード側に設けられたモータを駆動源として回転駆動される駆動シャフトを車軸内に挿通し、その駆動シャフトの回転を上記車軸のアウトボード側に設けられた遊星歯車式の減速機構により減速してホイールに伝達するようにしている。
【０００３】
なお、インボード側とは、車体の幅方向の内側方をいい、アウトボード側とは幅方向の外側方をいう。
【０００４】
上記ホイール駆動装置においては、ホイールの両端開口を密閉し、そのホイール内に貯留されたオイルによって減速機構を潤滑し、同時、ホイールを回転自在に支持する一対の転がり軸受を潤滑するようにしている。
【０００５】
ここで、一対の転がり軸受には非常に大きなラジアル荷重が負荷されるため、その転がり軸受として円すいころ軸受を用い、その一対の円すいころ軸受を背面組み合わせとし、そのアウトボード側に配置された円すいころ軸受の内方軌道輪を加圧リングにより軸方向に押圧して、一対の円すいころ軸受に予圧を付与している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２０４０１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記従来のホイール駆動装置においては、ホイールを回転自在に支持する一対の円すいころ軸受がシールを有していないため、以下のような問題がある。
【０００８】
すなわち、従来のホイール駆動装置においては、減速機構と一対の円すい軸受のそれぞれを共通のオイルによって潤滑する構成であり、そのオイルには歯車の摩耗粉（鉄粉等）等の異物が含まれているため、その異物が一対の円すいころ軸受内に侵入する可能性が非常に高く、その異物、特に、歯車等の摩耗粉が円すいころ軸受に侵入することにより、軌道面や転動面に剥離や傷、圧痕等の損傷が生じ、円すいころ軸受の耐久性を低下させることになる。
【０００９】
この発明の課題は、減速機構と一対の転がり軸受とを共通のオイルで潤滑するホイール駆動装置において、その転がり軸受内への異物の侵入を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、この発明においては、固定の配置とされた筒状の車軸と、その車軸の外径面上において軸方向に間隔をおいて設けられた一対の転がり軸受と、その一対の転がり軸受によって回転自在に支持されたホイールと、前記車軸内に挿通され、モータを駆動源として回転駆動される駆動シャフトと、前記車軸のアウトボード側に組込まれて前記駆動シャフトの回転を減速して前記ホイールに伝達する減速機構とを有し、前記一対の転がり軸受と減速機構のそれぞれを共通のオイルによって潤滑するようにしたホイール駆動装置において、前記一対の転がり軸受のうち前記減速機構側に位置するアウタボード側の転がり軸受が、シール部材を片側に有し、そのシール部材がアウタボード側に位置する組込みとされた片シール付き軸受とされ、その片シール付き軸受のシール部材に通油孔を形成し、その通油孔をフィルタで覆い、そのフィルタの周囲部に永久磁石を設けた構成を採用したのである。
【００１１】
上記のように、アウタボード側の転がり軸受に片シール付き軸受を採用し、その転がり軸受をシール部材がアウトボード側に配置される組付けとして、そのシール部材に通油孔を形成することにより、減速機構を潤滑するオイルを流入孔から軸受内部に流入させることができ、一対の転がり軸受を減速機構と共通のオイルでもって潤滑することができる。
【００１２】
ここで、流入孔はフィルタで覆われているため、そのフィルタによって潤滑オイルに含まれる歯車摩耗粉等の異物を捕捉することができる。このため、軸受内への異物の侵入を防止し、転がり軸受の軌道面や転動面に剥離や傷、圧痕等の損傷が生じて耐久性が低下するのを抑制することができる。
【００１３】
また、フィルタの周囲部には永久磁石が設けられているため、その永久磁石によってオイルに混入する摩耗粉等の金属異物を吸着保持することができる。このため、オイル中の金属異物の混入量を減少させることができ、フィルタの目詰まりおよび潤滑性能の低下を抑制することができる。
【００１４】
この発明に係るホイール駆動装置において、シール部材として、転がり軸受の外方軌道輪と内方軌道輪の一方の軌道輪の端部に取付けられる芯金にゴムシールが固着され、そのゴムシールに他方の軌道輪と接触するシールリップが設けられた軸受シールを採用することができる。
【００１５】
上記のような軸受シールの採用において、芯金に複数の通油孔を周方向に間隔をおいて形成し、かつ、隣接する通油孔間に磁石取付部を設け、上記複数の通油孔のそれぞれを前記フィルタで覆い、上記磁石取付部に永久磁石を設けることによって、フィルタ付き軸受シールの組付けと同時に永久磁石の組付けを行うことができ、永久磁石の組付けの容易化を図ることができる。
【００１６】
また、上記のような軸受シールの採用において、磁石取付部を貫通孔とし、永久磁石を芯金の内表面に取付けて磁石取付部を覆い、あるいは、磁石取付部を凹部とし、その凹部の閉塞端部に永久磁石を取付けることにより、磁石取付部を磁性粉溜りとすることができるため、多くの磁性摩耗粉を吸着保持することができる。
【００１７】
シール部材は、上記のような軸受シールに限定されるものでない。例えば、片シール付き軸受の外方軌道輪と内方軌道輪の一方の軌道輪端部に取付けられて他方の軌道輪との間に微小間隙を形成し、軸受空間のほぼ全体を覆う大きさの環状のスリンガからなるものであってもよい。
【００１８】
上記のようなスリンガの採用において、そのスリンガに複数の通油孔を形成し、隣接する通油孔間に磁石取付部を設け、前記複数の通油孔のそれぞれをフィルタで覆い、磁石取付部に永久磁石を設けることによって、スリンガの組付けと同時に永久磁石の組付けを行うことができ、永久磁石の組付けの容易化を図ることができる。
【００１９】
また、スリンガの採用において、そのスリンガと他方の軌道輪との間に形成される前記微小間隙に近接して環状の永久磁石を設けておくことによって、微小間隙から軸受内部に摩耗粉等の金属粉が侵入するのを防止することができる。
【００２０】
なお、スリンガを採用する場合においても、磁石取付部を貫通孔とし、永久磁石を芯金の内表面に取付けて磁石取付部を覆うことにより、磁石取付部を磁性粉溜りとすることができるため、多くの磁性摩耗粉を吸着保持することができる。
【００２１】
ここで、ホイールを回転自在に支持する一対の転がり軸受のうち、減速機構から離れた位置に配置されたインボード側の転がり軸受として、軸方向の一端部にホイールと一体に回転する外方軌道輪の回転速度を検出する回転センサ付き転がり軸受を採用し、その回転センサがインボード側に位置する組込みとすることにより、ホイールの回転速度を検出することができるため、トラクションコントロールシステム(ＴＲＣ)やアンチスキッド・ブレーキ・システム(ＡＢＳ)の制御部に制御信号を出力することができる。
【００２２】
インボード側の転がり軸受に回転センサを設けることにより、アウトボード側の転がり軸受に設けられたフィルタにより潤滑オイルが濾過されて異物が捕捉され、異物の混入のきわめて少ない清浄なオイルがインボード側の転がり軸受側に流れ込んで、その転がり軸受を潤滑することになるため、回転センサに異物が付着することが少なく、回転速度を精度よく検出することができる。
【００２３】
ここで、一対の転がり軸受間における車軸の外径面やホイールの内径面に環状の永久磁石を取付けておくと、アウトボード側の転がり軸受を通過してインボード側の転がり軸受に向けて流れる潤滑オイルに金属粉が微量に混入している場合に、その金属粉を上記永久磁石で吸着除去することができ、回転センサに対する金属粉の付着をより効果的に防止することができる。
【００２４】
なお、転がり軸受に回転センサを備える場合、外方軌道輪側のエンコーダをパルサリングとし、内方軌道輪側のセンサ部に、バックマグネット式の磁気センサを備えた構成とすることができる。ダンプトラック等の各種建設用機械の足回り等で使用される転がり軸受は比較的大径のものが多いので、回転センサを、このようにバックマグネット式とすることで、回転センサの性能を安定させることができる。
【発明の効果】
【００２５】
この発明においては、上記のように、アウタボード側の転がり軸受に片シール付き軸受を採用し、その転がり軸受をシール部材がアウトボード側に配置される組付けとして、そのシール部材に通油孔を形成したことにより、減速機構を潤滑するオイルを流入孔から軸受内部に流入させることができ、一対の転がり軸受を減速機構と共通のオイルでもって潤滑することができる。
【００２６】
また、フィルタによって流入孔を覆うようにしたので、そのフィルタによって潤滑オイルに含まれる歯車摩耗粉等の金属異物を捕捉することができる。このため、軸受内への金属異物の侵入を防止し、転がり軸受の軌道面や転動面に剥離や傷、圧痕等の損傷が生じて耐久性が低下するのを抑制することができる。
【００２７】
さらに、フィルタに周囲部に永久磁石を設けたことによって、その永久磁石により潤滑オイル中の摩耗粉等の金属異物を吸着保持することができる。このため、貯留オイルに混入する磁性摩耗粉の混入量を減少させることができ、フィルタの目詰まりおよび潤滑性能の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明に係るホイール駆動装置の実施の形態を示す縦断面図
【図２】図１のホイール支持部を拡大して示す断面図
【図３】図２に示す片シール付き転がり軸受の一部分を示す正面図
【図４】図３のIV−IV線に沿った断面図
【図５】図４の一部を拡大して示す断面図
【図６】図３のVI−VI線に沿った断面図
【図７】片シール付き転がり軸受の他の例を示す断面図
【図８】片シール付き転がり軸受のさらに他の例を示す断面図
【図９】片シール付き転がり軸受のさらに他の例を示す断面図
【図１０】片シール付き転がり軸受のさらに他の例を示す断面図
【図１１】磁石取付部の他の例を示す断面図
【図１２】回転センサ付き転がり軸受の回転センサ部を拡大して示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、建設機械としてのダンプトラックにおけるホイール駆動装置を示す。図示のように、車軸としての固定スピンドル１は図示省略した車体に固定されている。固定スピンドル１の外径面上には一対の転がり軸受Ｂ１、Ｂ２が軸方向に間隔をおいて取付けられ、その転がり軸受Ｂ１、Ｂ２によって複列のタイヤ３を有するホイール２が回転自在に支持されている。
【００３０】
固定スピンドル１のインボード側にはモータ４が設けられ、そのモータ４を駆動源として回転駆動される駆動シャフト５が固定スピンドル１内に挿通されて、その固定スピンドル１と同軸上の配置とされている。
【００３１】
固定スピンドル１のアウトボード側には、固定スピンドル１の回転を減速してホイール２に伝達する減速機構１０が設けられている。減速機構１０は、第１遊星歯車式減速機構１０ａと第２遊星歯車式減速機構１０ｂとからなる。
【００３２】
第１遊星歯車式減速機構１０ａは、駆動シャフト５の軸端部に固定された太陽歯車１１ａと、その太陽歯車１１ａに噛合する遊星歯車１２ａと、その遊星歯車１２ａに噛合する内歯車１３ａとからなり、前記太陽歯車１１ａの回転を遊星歯車１２ａから内歯車１３ａに伝達して、その内歯車１３ａに連結された筒状のギヤカップリング１４を減速回転させるようにしている。
【００３３】
一方、第２遊星歯車式減速機構１０ｂは、上記ギヤカップリング１４の端部内に嵌合されてスプライン結合された太陽歯車１１ｂと、その太陽歯車１１ｂに噛合する遊星歯車１２ｂと、その遊星歯車１２ｂに噛合する内歯車１３ｂとからなり、上記太陽歯車１１ｂの回転により、その回転を遊星歯車１２ｂから内歯車１３ｂに伝達して、その内歯車１３ｂが固定されたホイール２を減速回転させるようにしている。
【００３４】
ここで、第２遊星歯車減速機構１０ｂの遊星歯車１２ｂを回転自在に支持するキャリア１３ｃは円筒部１３ｄを端部に有し、その円筒部１３ｄが固定スピンドル１のアウタボード側端部内に嵌合されてスプライン結合されている。
【００３５】
第２遊星歯車式減速機構１０ｂの上記内歯車１３ｂはホイール２のアウトボード側端部に連結され、その内歯車１３ｂのアウトボード側端面に取付けられたホイールキャップ１５によってホイール２内に密閉空間１６が形成されている。密閉空間１６内にはオイルが貯留され、そのオイルによって減速機構１０が潤滑されるようになっている。
【００３６】
なお、減速機構１０として、実施の形態では遊星歯車式減速機構を採用したが、減速機構１０は遊星歯車式減速機構に限定されず、周知の減速機構を採用することができる。
【００３７】
図２に示すように、ホイール２を回転自在に支持する前述の一対の転がり軸受Ｂ１、Ｂ２は、外輪２０と、内輪２１と、その両輪２０、２１間に組み込まれた円すいころ２２およびその円すいころ２２を保持する保持器２３とで構成される円すいころ軸受からなる。この一対の円すいころ軸受Ｂ１、Ｂ２は、背面組み合わせとされてホイール２を回転自在に支持している。
【００３８】
一対の円すいころ軸受Ｂ１、Ｂ２は、ホイール２内の密閉空間１６内に貯留された前記オイルによって潤滑されるようになっている。このとき、オイルは、減速機構１０も潤滑するため、そのオイルには歯車の摩耗粉（鉄粉等）等の異物が含まれている。これの異物が一対の円すいころ軸受Ｂ１、Ｂ２内に侵入すると、軌道面や転動面に剥離や傷、圧痕等の損傷が生じ、円すいころ軸受の耐久性を低下させることになる。
【００３９】
そのような問題点を解決するため、実施の形態においては、一対の円すいころ軸受Ｂ１、Ｂ２のうち、アウトボード側に配置された円すいころ軸受Ｂ１に片シール付き円すいころ軸受Ｂ１を採用している。一方、インボード側に配置された円すいころ軸受Ｂ２には、回転センサ付きの円すいころ軸受を採用している。
【００４０】
図３乃至図６は、その片シール付き円すいころ軸受Ｂ１を示し、外輪２０と内輪２１間に形成された軸受空間の一端開口を軸受シール２４によって密閉している。
【００４１】
図５および図６に示すように、軸受シール２４は、芯金２５と、その芯金２５に固着されたゴムシール２６とからなる。芯金２５は、円筒部２５ａの一端部に内向きフランジ２５ｂを設けた構成とされ、上記円筒部２５ａが外輪２０の一端部内周に形成されたシール嵌合面２７に嵌合され、そのシール嵌合面２７に形成されたシール取付溝２８と円筒部２５ａの他端部外周に形成された突出部２９の係合によって芯金２５が抜止めされ、軸受シール２４は取付け状態とされている。
【００４２】
ここで、芯金２５は、合成樹脂の成形品とされているが、金属製のものであってもよい。
【００４３】
ゴムシール２６は、耐摩耗性および耐油性に優れたゴムからなっている。そのようなゴムとしてニトリルゴムを挙げることができる。このゴムシール２６は芯金２５の内周部に加硫接着され、その内周部には内向きシールリップ２６ａと外向きシールリップ２６ｂが設けられている。内向きシールリップ２６ａの先端部は内輪大つば２１ａの外径面に形成されたシール溝３０の内側面３０ａに弾性接触し、一方、外向きシールリップ２６ｂの先端部は、内輪大つば２１ａのシール溝３０より外側に形成された円筒状のシール面３１に弾性接触している。
【００４４】
図３に示すように、芯金２５には、複数の通油孔３２と複数の磁石取付部３３とが周方向に交互に形成され、その通油孔３２および磁石取付部３３のそれぞれは円弧状の貫通孔とされている。
【００４５】
なお、磁石取付部３３は貫通孔に限定されるものではない。例えば、図１１に示すように、円弧状の窪みからなるものであってもよい。また、実施の形態では、複数の通油孔３２と複数の磁石取付部３３とを周方向に交互に形成したが、交互の配列でなくてもよい。
【００４６】
図３および図６に示すように、複数の通油孔３２のそれぞれはフィルタ３４によって覆われている。フィルタ３４として、ここでは、ガラスファイバからなるものを採用しているが、金属あるいは合成樹脂のメッシュ体からなるものであってもよい。このフィルタ３４の取付けに際し、ここでは、芯金２５の内表面に接着しているが、芯金２５の成型時に、その芯金２５にモールドしてもよい。
【００４７】
図３および図５に示すように、複数の磁石取付部３３のそれぞれは板状の永久磁石３５によって覆われている。永久磁石３５として、ここでは、ニトリルゴムからなるゴム材にフェライト等の磁性粉を混合したゴム磁石を採用している。この永久磁石３５は、芯金２５の内表面に外周部が衝合されて接着により固定されている。
【００４８】
上記の構成からなる片シール付き円すいころ軸受Ｂ１は、軸受シール２４がアウトボード側に配置される組込みとされている。片シール付き円すいころ軸受Ｂ１のそのような組み込みよって、減速機構１０を潤滑するオイルは、通油孔３２から軸受内部に流入して、その片シール付き円すいころ軸受Ｂ１を潤滑する。
【００４９】
このとき、減速機構１０を潤滑するオイルには多くの歯車摩耗粉等の異物が混入しており、これらの異物を含むオイルが通油孔３２に流入する際、その通油孔３２はフィルタ３４で覆われているため、オイル中の異物はフィルタ３４で捕捉されることになる。
【００５０】
このため、片シール付き円すいころ軸受Ｂ１内に異物が侵入するようなことがなく、その異物の噛み込みによって片シール付き円すいころ軸受Ｂ１が損傷するのを防止することができる。
【００５１】
ここで、片シール付き円すいころ軸受Ｂ１を潤滑するオイルは、減速機構１０を潤滑するオイルであり、そのオイルに含まれる異物は歯車摩耗粉等の金属異物を多く含む。その金属異物は減速機構１０の作動によるホイール２の回転により徐々に増加し、その金属異物の増加によってフィルタ３４が目詰まりし易くなる。
【００５２】
しかし、軸受シール２４には永久磁石３５が設けられ、その永久磁石３５は貯留オイル中を回転するため、その貯留オイルに混入する金属異物は永久磁石３５により吸着保持されて、貯留オイル中から除去されることになり、貯留された貯留オイル中の金属異物は減少する。
【００５３】
その結果、フィルタ３４が早期に目詰まりするというようなことがなく、フィルタ３４の目詰まりおよび潤滑性能の低下が抑制される。
【００５４】
ここで、永久磁石３５は、芯金２５に形成された貫通孔からなる磁石取付部３３を芯金２５の内表面から覆う構成であるため、磁石取付部３３は金属異物の溜り場となり、多くの金属異物を吸着保持することができる。
【００５５】
図１２は、インボード側に配置された回転センサ付きの円すいころ軸受Ｂ２を示し、その円すいころ軸受Ｂ２に組み込まれた回転センサ４０でホイール２の回転速度を検出して、ＡＢＳ制御やトラクションコントロールに用いることにしている。
【００５６】
ここで、回転センサ４０は、回転側である外輪２０に、エンコーダ４１としてパルサリングを固定している。また、固定側である内輪２１に、バックマグネット式の磁気センサからなるセンサ部４２を備えたセンサケース４３を固定している。
【００５７】
なお、回転センサ４０はバックマグネット式磁気センサに限定されるものではない。
【００５８】
上記回転センサ付きの円すいころ軸受Ｂ２は、図１に示すように、その回転センサ４０がインボード側に配置される組込みとされている。このように、インボード側の円すいころ軸受Ｂ２に回転センサ４０を設け、その回転センサ４０がインボード側に配置される組込みとすることにより、アウトボード側の円すいころ軸受Ｂ１に設けられたフィルタ３４により潤滑オイルが濾過されて異物が捕捉され、異物混入のきわめて少ない清浄なオイルがインボード側の転がり軸受Ｂ２側に流れ込んで、その転がり軸受Ｂ２を潤滑することになる。このため、回転センサ４０に異物が付着することが少なく、回転速度を精度よく検出することができる。
【００５９】
ここで、図２に示すように、一対の円すいころ軸受Ｂ１、Ｂ２間における固定スピンドル１の外径面およびホイール２の内径面に環状の永久磁石４４を取付けておくと、アウトボード側の円すいころ軸受Ｂ１を通過してインボード側の円すいころ軸受Ｂ２に向けて流れる潤滑オイルに金属異物が微量に混入している場合に、その金属異物を上記永久磁石４４で吸着除去することができ、回転センサ４０に対する金属異物の付着をより効果的に防止することができる。
【００６０】
図３乃至図６は、転がり軸受として円すいころ軸受を示したが、転がり軸受は円すいころ軸受に限定されるものではない。例えば、円筒ころ軸受であってもよく、あるいは、深みぞ玉軸受であってもよい。
【００６１】
また、図３乃至図６では、アウトボード側円すいころ軸受Ｂ１の外輪内径面に軸受シール２４の芯金２５に形成された円筒部２５ａを嵌合する取付けとしたが、上記芯金２５を外輪外径面に取付けるようにしてもよい。なお、軸受シールを内輪に取付けるようにしてもよい。
【００６２】
図３乃至図６では、アウトボード側円すいころ軸受Ｂ１の軸受空間の一端の開口を密封するシール部材として軸受シール２４を示したが、シール部材は軸受シール２４に限定されるものではない。
【００６３】
図７乃至図１０は、シール部材の他の例を示している。図７では、外輪２０の端部内径面に取付けられるスリンガ５０をシール部材としている。このスリンガ５０は、外輪２０の端部内径面に形成されたシール嵌合面２７に嵌合される円筒部５０ａの一端部に内向きフランジ５０ｂを設け、その内向きフランジ５０ｂの内径部に内輪２１の端部外径面間に微小間隙５１を形成する内筒部５０ｃを設けた構成とされ、上記円筒部５０ａをシール嵌合面２７に圧入し、その円筒部５０ａの他端部外周に形成された突出部５２とシール嵌合面２７に形成されたシール取付溝２８の係合により円筒部５０ａを抜止めしてスリンガ５０を取付け状態としている。
【００６４】
ここで、スリンガ５０の内向きフランジ５０ｂには、図３に示す軸受シール２４と同様に、複数の通油孔と複数の貫通孔かからなる磁石取付部３３とが周方向に交互に設けられ、複数の通油孔のそれぞれがフィルタで覆われ、複数の磁石取付部３３のそれぞれが板状の永久磁石３５で覆われているが、通油孔およびフィルタについては図示省略している。また、内向きフランジ５０ｂの外表面における内周部に環状の永久磁石５３が微小間隙５１に近接して取付けられている。
【００６５】
図７に示されるスリンガ５０においても、永久磁石３５によってオイルに混入する金属異物を吸着保持することができ、フィルタの目詰まり防止に効果を挙げることができる。また、内向きフランジ５０ｂの外表面に取付けた永久磁石５３によって金属異物を吸着保持することができるため、多くの金属異物を吸着保持することができ、しかも、その永久磁石５３によって微小間隙５１から軸受内部に金属異物が侵入するのを防止することができる。
【００６６】
図７では、外輪２０の端部内径面にスリンガ５０を取付けるようにしたが、図８に示すように、外輪２０の端部外径面に形成された小径のシール嵌合面６０にスリンガ５０の外周部に形成された円筒部５０ａを嵌合し、その円筒部５０ａの他端部内周に形成された突出部６１をシール嵌合面６０に形成されたシール取付溝６２に係合させるようにしてもよい。
【００６７】
ここで、図８では、内輪２１の大つば２１ａにおける外径面に環状溝６３を形成し、その環状溝６３に環状の永久磁石６４を取付けて、その永久磁石６４により金属異物を吸着保持し、微小間隙５１から軸受内部に金属異物が侵入するのを防止している。
【００６８】
図９では、外輪２０の端部に形成されたシール嵌合面６０に嵌合される円筒部７０ａの一端に内向きフランジ７０ｂを設けたスリンガ７０をシール部材としている。このスリンガ７０は、外輪２０のシール嵌合面６０に円筒部７０ａを嵌合し、その円筒部７０ａの端部内周に形成された突出部７１とシール嵌合面６０に形成されたシール取付溝６２の係合によって取付状態とされる。その取付状態において、内向きフランジ７０ｂは、内輪２１の端部に形成された小径円筒面７２およびその小径円筒面７２の端部から径方向外方に向く端面７３との間でラビリンス７４を形成している。
【００６９】
上記スリンガ７０の内向きフランジ７０ｂには、図３に示す軸受シール２４と同様に、複数の通油孔と複数の貫通孔からなる磁石取付部３３とが周方向に交互に設けられ、複数の通油孔のそれぞれがフィルタで覆われ、複数の磁石取付部３３のそれぞれが板状の永久磁石３５で覆われているが、通油孔およびフィルタについては図示省略している。
【００７０】
図９では、内輪２１の大つば２１ａの外周に設けられた小径円筒面７２に環状溝７５を形成し、その環状溝７５に環状の永久磁石７６を取付けて、ラビリンス７４から軸受内部に金属異物が侵入するのを防止するようにしている。
【００７１】
図９に示されるスリンガ７０においても、永久磁石３５によってオイルに混入する金属異物を吸着保持することができ、フィルタの目詰まり防止に効果を挙げることができる。また、小径円筒面７２の環状溝７５に取付けた永久磁石７６よっても金属異物を吸着保持することができるため、多くの金属異物を吸着保持することができ、しかも、その永久磁石７６によってラビリンス７４から軸受内部に金属異物が侵入するのを防止することができる。
【００７２】
図９では、小径円筒面７２に環状溝７５を形成し、その環状溝７５に永久磁石７６を取付けるようにしたが、図１０に示すように、内向きフランジ７０ｂの内表面における内周部に環状の永久磁石７７を取付けて、ラビリンス７４から軸受内部に金属異物が侵入するのを防止するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１ 固定スピンドル(車軸)
２ ホイール
４ モータ
５ 駆動シャフト
１０ 減速機構
Ｂ１ 円すいころ軸受(転がり軸受)
Ｂ２ 円すいころ軸受(転がり軸受)
２０ 外輪(外方軌道輪)
２１ 内輪(内方軌道輪)
２４ 軸受シール(シール部材)
２５ 芯金
２６ ゴムシール
３２ 通油孔
３３ 磁石取付部
３４ フィルタ
３５ 永久磁石
４０ 回転センサ
４４ 永久磁石
５０ スリンガ
５１ 微小間隙
５３ 永久磁石
６４ 永久磁石
７０ スリンガ
７４ ラビリンス
７６ 永久磁石
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定の配置とされた筒状の車軸と、その車軸の外径面上において軸方向に間隔をおいて設けられた一対の転がり軸受と、その一対の転がり軸受によって回転自在に支持されたホイールと、前記車軸内に挿通され、モータを駆動源として回転駆動される駆動シャフトと、前記車軸のアウトボード側に組込まれて前記駆動シャフトの回転を減速して前記ホイールに伝達する減速機構とを有し、前記一対の転がり軸受と減速機構のそれぞれを共通のオイルによって潤滑するようにしたホイール駆動装置において、
前記一対の転がり軸受のうち前記減速機構側に位置するアウタボード側の転がり軸受が、シール部材を片側に有し、そのシール部材がアウタボード側に位置する組込みとされた片シール付き軸受とされ、その片シール付き軸受のシール部材に通油孔を形成し、その通油孔をフィルタで覆い、そのフィルタの周囲部に永久磁石を設けたことを特徴とするホイール駆動装置。
【請求項２】
前記シール部材が、片シール付き軸受の外方軌道輪と内方軌道輪の一方の軌道輪端部に取付けられる芯金の内周部にゴムシールが固着され、そのゴムシールに他方の軌道輪に接触されるシールリップが設けられた接触型軸受シールからなり、その軸受シールの芯金に複数の通油孔を周方向に間隔をおいて形成し、かつ、隣接する通油孔間に磁石取付部を設け、前記複数の通油孔のそれぞれを前記フィルタで覆い、前記磁石取付部に永久磁石を設けた請求項１に記載のホイール駆動装置。
【請求項３】
前記シール部材が、片シール付き軸受の外方軌道輪と内方軌道輪の一方の軌道輪端部に取付けられて他方の軌道輪との間に微小間隙を形成し、軸受空間のほぼ全体を覆う大きさの環状のスリンガからなり、そのスリンガに複数の通油孔を周方向に間隔をおいて形成し、かつ、隣接する通油孔間に磁石取付部を設け、前記複数の通油孔のそれぞれを前記フィルタで覆い、前記磁石取付部に永久磁石を設けた請求項１に記載のホイール駆動装置。
【請求項４】
前記スリンガと他方の軌道輪との間に形成された前記微小間隙に近接して環状の永久磁石を設けた請求項３に記載のホイール駆動装置。
【請求項５】
前記磁石取付部が、貫通孔とされ、前記永久磁石が、その貫通孔からなる磁石取付部をシール部材の内表面から覆う取付けとした請求項２乃至４のいずれかの項に記載のホイール駆動装置。
【請求項６】
前記磁石取付部が、凹部とされ、その凹部の閉塞端部に前記永久磁石を取付けた請求項２乃至４のいずれかの項に記載のホイール駆動装置。
【請求項７】
前記永久磁石がゴム状磁石からなる請求項１乃至６のいずれかの項に記載のホイール駆動装置。
【請求項８】
前記一対の転がり軸受のうち前記減速機構から離れた位置に配置されたインボード側転がり軸受が、軸方向の一端部に前記ホイールと一体に回転する外方軌道輪の回転速度を検出する回転センサ付き転がり軸受とされて、その回転センサがインボード側に位置する組込みとされた請求項１乃至７のいずれかの項に記載のホイール駆動装置。
【請求項９】
前記車軸の前記一対の転がり軸受間における外径面に環状の永久磁石を取付けた請求項１乃至８のいずれかの項に記載のホイール駆動装置。
【請求項１０】
前記ホイールの前記一対の転がり軸受間における内径面に環状の永久磁石を取付けた請求項１乃至９のいずれかの項に記載のホイール駆動装置。
【請求項１】
固定の配置とされた筒状の車軸と、その車軸の外径面上において軸方向に間隔をおいて設けられた一対の転がり軸受と、その一対の転がり軸受によって回転自在に支持されたホイールと、前記車軸内に挿通され、モータを駆動源として回転駆動される駆動シャフトと、前記車軸のアウトボード側に組込まれて前記駆動シャフトの回転を減速して前記ホイールに伝達する減速機構とを有し、前記一対の転がり軸受と減速機構のそれぞれを共通のオイルによって潤滑するようにしたホイール駆動装置において、
前記一対の転がり軸受のうち前記減速機構側に位置するアウタボード側の転がり軸受が、シール部材を片側に有し、そのシール部材がアウタボード側に位置する組込みとされた片シール付き軸受とされ、その片シール付き軸受のシール部材に通油孔を形成し、その通油孔をフィルタで覆い、そのフィルタの周囲部に永久磁石を設けたことを特徴とするホイール駆動装置。
【請求項２】
前記シール部材が、片シール付き軸受の外方軌道輪と内方軌道輪の一方の軌道輪端部に取付けられる芯金の内周部にゴムシールが固着され、そのゴムシールに他方の軌道輪に接触されるシールリップが設けられた接触型軸受シールからなり、その軸受シールの芯金に複数の通油孔を周方向に間隔をおいて形成し、かつ、隣接する通油孔間に磁石取付部を設け、前記複数の通油孔のそれぞれを前記フィルタで覆い、前記磁石取付部に永久磁石を設けた請求項１に記載のホイール駆動装置。
【請求項３】
前記シール部材が、片シール付き軸受の外方軌道輪と内方軌道輪の一方の軌道輪端部に取付けられて他方の軌道輪との間に微小間隙を形成し、軸受空間のほぼ全体を覆う大きさの環状のスリンガからなり、そのスリンガに複数の通油孔を周方向に間隔をおいて形成し、かつ、隣接する通油孔間に磁石取付部を設け、前記複数の通油孔のそれぞれを前記フィルタで覆い、前記磁石取付部に永久磁石を設けた請求項１に記載のホイール駆動装置。
【請求項４】
前記スリンガと他方の軌道輪との間に形成された前記微小間隙に近接して環状の永久磁石を設けた請求項３に記載のホイール駆動装置。
【請求項５】
前記磁石取付部が、貫通孔とされ、前記永久磁石が、その貫通孔からなる磁石取付部をシール部材の内表面から覆う取付けとした請求項２乃至４のいずれかの項に記載のホイール駆動装置。
【請求項６】
前記磁石取付部が、凹部とされ、その凹部の閉塞端部に前記永久磁石を取付けた請求項２乃至４のいずれかの項に記載のホイール駆動装置。
【請求項７】
前記永久磁石がゴム状磁石からなる請求項１乃至６のいずれかの項に記載のホイール駆動装置。
【請求項８】
前記一対の転がり軸受のうち前記減速機構から離れた位置に配置されたインボード側転がり軸受が、軸方向の一端部に前記ホイールと一体に回転する外方軌道輪の回転速度を検出する回転センサ付き転がり軸受とされて、その回転センサがインボード側に位置する組込みとされた請求項１乃至７のいずれかの項に記載のホイール駆動装置。
【請求項９】
前記車軸の前記一対の転がり軸受間における外径面に環状の永久磁石を取付けた請求項１乃至８のいずれかの項に記載のホイール駆動装置。
【請求項１０】
前記ホイールの前記一対の転がり軸受間における内径面に環状の永久磁石を取付けた請求項１乃至９のいずれかの項に記載のホイール駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−２０２４１７（Ｐ２０１２−２０２４１７Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６４４５２（Ｐ２０１１−６４４５２）
【出願日】平成２３年３月２３日（２０１１．３．２３）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２３日（２０１１．３．２３）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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