CN101868660A - 密封装置、滚动轴承和用于轮子的滚动轴承 - Google Patents

密封装置、滚动轴承和用于轮子的滚动轴承 Download PDF

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Abstract

本发明提供密封装置、滚动轴承和用于轮子的滚动轴承，其中扭矩能降低，空气和润滑剂也较不易从轴承内部泄漏到轴承外部，空气和异物较不易从轴承外部侵入轴承中。第一轴向唇(54)设置成邻近密封空间布置，并由第一部分(91)、第二部分(92)和第三部分(93)形成，第一部分(91)具有从基部(53)沿着轴向方向至少朝向凸缘部分延伸的延伸方向(91c)，第二部分(92)具有从第一部分(91)的沿轴向方向面向凸缘部分的远端沿径向方向离开管状部分(65)且还沿轴向方向朝向凸缘部分延伸的延伸方向(92c)，从而与管状部分(65)的中心轴线形成比由第一部分的延伸方向和管状部分(65)的中心轴线形成的锐角大的锐角，第三部分(93)具有从第二部分(92)的沿径向方向背离管状部分的远端沿轴向方向至少朝向凸缘部分延伸的延伸方向(93c)。

Description

密封装置、滚动轴承和用于轮子的滚动轴承
技术领域
本发明涉及一种密封装置，并且具体地涉及适当地在其中具有滚道表面的滚道部件仅仅包括多个管状部件的滚动轴承、用于轮子的滚动轴承、使用滚动轴承的水泵和马达、或者汽车等的差速齿轮和汽车等的变速器中使用的一种密封装置。本发明还涉及一种滚动轴承和一种用于轮子的滚动轴承。
背景技术
传统上，作为密封装置，在JP-UM-A-4-93571公报(专利文献1)中描述了一种密封装置。
这个密封装置被置于用于轮子的滚动轴承的内座圈和外座圈之间。这个密封装置包括芯金属部件、被固定到芯金属部件的弹性部件、L形截面的抛油环和卡紧弹簧。抛油环包括轴向延伸部分和径向延伸部分，并且弹性部件包括总是在轴向延伸部分上滑动的径向唇、在径向延伸部分上滑动的第一轴向唇、和从第一轴向唇沿着径向向内布置并且在径向延伸部分上滑动的第二轴向唇。第二轴向唇具有在其径向向外表面中形成的环形凹槽。
卡紧弹簧被装配于第二轴向唇的环形凹槽中。卡紧弹簧沿着径向向内挤压第二轴向唇。
这个密封装置被如此形成，使得在其中第二轴向唇未被磨损的状态中，第二轴向唇不与轴向延伸部分接触，而当第二轴向唇已被磨损，从而第二轴向唇用于径向延伸部分的挤压接触力变得小于预定力时，使得第二轴向唇的与轴向延伸部分相对的那个部分的一部分与轴向延伸部分形成接触，从而上述相对的部分的一部分形成径向密封。
当未在磨损状态中时，第二轴向唇用作轴向密封，而在第二轴向唇的磨损状态中时，第二轴向唇的上述相对的部分的一部分用作径向密封，从而这个密封装置能够连续地保持稳定的密封功能。
专利文献1：JP-UM-A-4-93571公报(图1)。
发明内容
本发明所要解决的问题
本申请的发明人已经发现在具有传统构造的上述密封装置中存在以下示出的问题。
即，已经发现在传统密封装置中，通过总是利用卡紧弹簧沿着径向向内推压第二轴向唇，第二轴向唇的径向向外弹性变大，从而第二轴向唇的挤压抛油环的凸缘部分的力变得过大，并且在一些情形中，扭矩变得过大。
进而，已经发现在由于在作为密封空间的轴承内部中的温度升高或者温度下降而暂时地经历气体压力变化的径向唇处，挤压接触力的变化是大的，并且在其中第二轴向唇不与轴向延伸部分接触的状态中，当在轴承内的温度升高时，空气和润滑剂易于从轴承内部泄漏到作为外侧空间的轴承外部，而在随轴承温度升高之后在轴承内的温度下降时，因为在轴承内的压力变成负压，所以空气和异物(泥浆水等等)易于从轴承外部抽吸到轴承中从而侵入轴承中。
进而，由于上述过大扭矩而引起大的摩擦阻力的问题和在密封空间的温度升高时气体(空气)和液体(润滑剂)易于从密封空间泄漏、而在密封空间的温度升高之后在密封空间的温度下降时因为密封空间的压力变成负压所以空气和异物(泥浆水等等)易于被从外侧空间吸入密封空间中从而侵入密封空间中的问题还类似地存在于被固定到差速齿轮的外壳部件且在输出轴部件的周表面上滑动的密封装置、被固定到传动装置的外壳部件且在输入轴部件或者输出轴部件的周表面上滑动的密封装置、被固定到被润滑油润滑的车轴承的外圈部件且在内圈部件或/和内圈部件的周表面上滑动的密封装置、和被固定到水泵的外圈部件且在内圈部件或/和内圈部件的周表面上滑动的密封装置中。
因此，本发明的一个目的在于提供一种密封装置、一种滚动轴承和一种用于轮子的滚动轴承，其中扭矩能够得以降低，并且空气和润滑剂也较不易于从轴承内部泄漏到轴承外部，并且空气和异物较不易于从轴承外部侵入轴承中。
用于解决问题的手段
为了解决上述问题，本发明的密封装置的特征在于该装置包括：
芯金属部件，该芯金属部件具有管状轴向延伸部分和径向延伸部分，管状轴向延伸部分用于被固定到第一部件，径向延伸部分从轴向延伸部分沿着轴向延伸部分的径向方向延伸；
抛油环，抛油环具有管状部分和凸缘部分，管状部分用于被固定到能够相对于第一部件旋转的第二部件，凸缘部分从管状部分沿着径向方向延伸且沿着管状部分的轴向方向与径向延伸部分相对；和
弹性部件，弹性部件具有基部和唇部，基部被固定到径向延伸部分，唇部与基部连续并在抛油环上滑动；并且
唇部包括：
第一轴向唇，第一轴向唇从基部朝向凸缘部分延伸并在凸缘部分上滑动；
第二轴向唇，第二轴向唇被以沿着径向方向与第一轴向唇间隔开的关系置于第一轴向唇的沿着径向方向面向管状部分的一侧处，并在凸缘部分上滑动；和
径向唇，径向唇从基部沿着相对于抛油环的管状部分的中心轴线倾斜的方向离开凸缘部分地延伸，并在管状部分上滑动；并且
第一轴向唇被邻近于密封空间地布置；并且
在弹性部件被结合于抛油环中之前的结合之前状态中，第一轴向唇包括：
第一部分，第一部分具有从基部沿着轴向方向至少朝向凸缘部分延伸的延伸方向；
第二部分，第二部分具有从第一部分的沿着轴向方向面向凸缘部分的远端沿着径向方向离开管状部分且还沿着轴向方向朝向凸缘部分延伸的延伸方向，第二部分沿着这样的方向从而与管状部分的中心轴线形成比由第一部分的延伸方向和管状部分的中心轴线形成的锐角大的锐角；和
第三部分，第三部分具有从第二部分的沿着径向方向背离管状部分的远端沿着轴向方向至少朝向凸缘部分延伸的延伸方向；并且
第一轴向唇在第三部分的沿着轴向方向的凸缘部分侧处具有密封侧倾斜表面、空气侧倾斜表面和远端边缘，密封侧倾斜表面从第三部分的沿着径向方向背离管状部分的那个周表面沿着轴向方向朝向凸缘部分且还沿着径向方向朝向管状部分地延伸并面对密封空间，空气侧倾斜表面从第三部分的沿着径向方向面向管状部分的那个周表面沿着轴向方向朝向凸缘部分且还沿着径向方向离开管状部分地延伸并面对空气侧空间，远端边缘形成在密封侧倾斜表面和空气侧倾斜表面之间；并且
相对于在包含管状部分的中心轴线的截面中沿着与第一轴向唇的延伸方向垂直的横向方向的长度，除了第三部分在从第一远端边缘的预定延伸方向范围中在密封侧倾斜表面和空气侧倾斜表面之间的沿第三部分的与第三部分的延伸方向垂直的横向方向的长度，第二部分包括具有比第一部分的与第一部分的延伸方向垂直的横向长度和第三部分的与第三部分的延伸方向垂直的横向长度短的横向长度的部分；并且
在弹性部件被结合于抛油环中之后的结合之后状态中，第一轴向唇在远端边缘处邻接凸缘部分，并还被凸缘部分挤压从而远端边缘和基部之间的沿着轴向方向的长度比在结合之前状态中远端边缘和基部之间的沿着轴向方向的长度短。
术语“沿着径向方向延伸”意味着“沿着至少具有沿着径向方向延伸的分量的延伸方向延伸”。因此，术语“沿着径向方向延伸”当然包括“沿着仅仅具有径向延伸分量的延伸方向延伸”的情形，还有“沿着具有径向延伸分量和轴向延伸分量这两者的延伸方向延伸”的情形。
进而，第一部件和第二部件可以是轴承环。轴承环意味着一种具有滚道表面的部件。因此，即使不具有任何内周表面的部件例如内部轴也被包括于轴承环中，如果它具有滚道表面。
延伸方向意味着将在轴向截面中曲线变化小的部分的一个侧表面的内切圆的中心和其另一侧表面的内切圆的中心相互连接的二分线的延伸方向。当二分线不是直线而是例如曲线、凹凸线或者其它线时，延伸方向意味着它的近似直线的延伸方向。
进而，当未被特别地述及或者区别时，金属芯部件和弹性部件的中心轴线与抛油环的中心轴线重合。术语“沿着径向方向朝向管状部分”具有与“沿着径向方向离开轴向延伸部分”相同的含义，并且术语“沿着径向方向离开管状部分”具有与“沿着径向方向朝向轴向延伸部分”相同的含义，并且术语“沿着轴向方向朝向凸缘部分”具有与“沿着轴向方向离开径向延伸部分”相同的含义，并且术语“沿着轴向方向离开凸缘部分”具有与“沿着轴向方向朝向径向延伸部分”相同的含义。
在本发明中，因为被邻近于密封空间地布置而要求用于抑制在密封空间内的液体(润滑油)泄漏的密封能力的唇被形成为第一轴向唇，并且第一轴向唇在第二部分处具有相对于垂直于延伸方向的横向方向最短的部分，并且因此当在抛油环中结合第一轴向唇时，第二部分最容易变形。通过这个第二部分的变形，第一轴向唇的远端边缘主要沿着轴向方向被抵靠着抛油环的凸缘部分推压。并且，即使当作为在远端边缘在结合之前状态中的轴向位置和远端边缘在结合之后状态中的轴向位置之间的差异的干涉增大时，不象径向唇那样，第一轴向唇并不紧密地挤压凸缘部分，并且因此扭矩能够得以降低。
进而，在本发明中，干涉增大，并且因此当芯金属部件和弹性部件的中心轴线和抛油环的中心轴线相对于彼此倾斜时，第一轴向唇的远端边缘容易地跟随凸缘部分，因为干涉是大的。因此，密封能力能够得以增强。
进而，在本发明中，因为具有大的干涉的这个第一轴向唇被邻近于密封空间地布置，所以液体(润滑剂)经由第一轴向唇向空气侧空间的移动能够得以抑制，并且还即使当在密封空间中与液体一起地存在的气体(空气)的气体压力因为密封空间的温度升高而增大时，气体的气体压力也易于作用于第二部分的相对于垂直于延伸方向的横向方向最短的部分上，并且因此远端边缘被凸缘部分挤压从而更加增强第一轴向唇的密封能力，由此抑制气体向空气侧空间的泄漏。因此，当密封空间例如在其中将滚动元件置于用于轮子的滚动轴承中的腔室的温度降低时，密封空间的压力也较不易于降低，并且能够抑制异物(泥浆水等等)经由第一轴向唇从密封装置外部侵入。
进而，在一个实施例中，其特征在于，第二部分的所述部分沿着第二部分的延伸方向延伸，除了第三部分在从第一远端边缘的预定延伸方向范围中在密封侧倾斜表面和空气侧倾斜表面之间的沿其垂直于其延伸方向的横向方向的长度，第二部分的所述部分具有比第一部分垂直于其延伸方向的横向长度和第三部分垂直于其延伸方向的横向长度短的横向长度。
在上述实施例中，第二部分的所述部分使得在第二部分的沿着延伸方向延伸的部分处结合时第一轴向唇能够平滑地变形，并且因此当芯金属部件和弹性部件的中心轴线和抛油环的中心轴线相对于彼此倾斜时，远端边缘能够充分地跟随凸缘部分，其中除了第三部分在从第一远端边缘的预定延伸方向范围中在密封侧倾斜表面和空气侧倾斜表面之间的沿其垂直于其延伸方向的横向方向的长度，第二部分的所述部分具有比第一部分的垂直于其延伸方向的横向长度和第三部分的垂直于其延伸方向的横向长度短的横向长度。
进而，在一个实施例中，其特征在于第二轴向唇包括：
第四部分，第四部分从基部沿着径向方向朝向管状部分且还沿着轴向方向朝向凸缘部分地延伸，和
第五部分，第五部分从第四部分的沿着轴向方向面向凸缘部分的远端沿着径向方向离开管状部分且还沿着轴向方向朝向凸缘部分地延伸，并在凸缘部分上滑动；并且
在弹性部件被结合于抛油环中之后的弹性部件的非磨损状态中，第二轴向唇被以沿着径向方向与管状部分间隔开的关系布置，而在弹性部件被结合于抛油环中之后的弹性部件的磨损状态中并且还在其中第二轴向唇的用于凸缘部分的挤压接触力由于第二轴向唇的磨损而被降低至超过预定力的状态中，第二轴向唇的与抛油环的管状部分相对的那个部分的一部分在抛油环的管状部分上滑动；并且
(形成径向唇的)弹性部件的沿着轴向方向背离凸缘部分的那个表面的轴向凹形部分的底部沿着径向方向与芯金属部件的径向延伸部分的面向管状部分的那个端面重叠；并且
(形成径向唇的)弹性部件的面向抛油环的管状部分的径向凹形部分的底部被沿着轴向方向朝向凸缘部分地从芯金属部件的端面间隔开。
在上述实施例中，(形成径向唇的)弹性部件的沿着轴向方向背离凸缘部分的表面的轴向凹形部分的底部沿着径向方向与芯金属部件的径向延伸部分的面向管状部分的端面重叠，并且弹性部件(形成径向唇)的面向抛油环的管状部分的径向凹形部分的底部还被沿着轴向方向朝向凸缘部分地从芯金属部件的端面间隔开，并且因此径向唇的更大的部分被布置成沿着径向方向与芯金属部件的端面重叠，从而径向唇较不易于变形。因此，与第二轴向唇是否被保持与抛油环的管状部分接触无关，并且径向唇的挤压接触力较不易于被改变，并且径向唇的挤压接触力能够总是被设到所期望值附近。
因此，在每一种规格中，通过在初始状态中适当地设定径向唇的挤压接触力，与在过去相比，能够更加降低由于径向唇而引起的扭矩，并且还能够长时期地总是使得气体(空气)和液体(润滑剂)较不易于从这个密封装置的密封空间泄漏，并且进一步能够使得异物(泥浆水等等)较不易于从这个密封装置的空间外侧侵入轴承中。
进而，在本发明的上述实施例中，弹性部件相对于抛油环的管状部分被保持于非接触状态中直至第二轴向唇的用于凸缘部分的挤压接触力被降低至超过预定力，因此提供一种其中不存在任何径向唇的状态，并且因此扭矩能够得以降低，直至第二轴向唇的用于凸缘部分的挤压接触力被降低至超过预定力。因此，具有这个密封装置的汽车等的燃料消耗能够得以降低。
进而，在本发明中，在其中第二轴向唇的用于凸缘部分的挤压接触力由于第二轴向唇的第五部分的磨损而被降低至超过预定力的状态中，第二轴向唇的与抛油环的管状部分相对的部分的一部分接触抛油环的管状部分，并在管状部分上滑动，并且因此即使当第二轴向唇的磨损继续进行时，也能够抑制异物例如泥浆水从外部侵入密封空间例如在其中将滚动元件置于用于轮子的滚动轴承中的腔室中。
进而，在一个实施例中，其特征在于，在弹性部件被结合于抛油环中之前的状态中，第四部分的沿着径向方向面向管状部分的表面是凹形表面，而第五部分的沿着径向方向面向管状部分的表面是圆锥形表面或者凸形表面。
在本说明书中，圆锥形表面被包括于凹形表面中，但是不被包括于凸形表面中。
本发明人已经发现在具有传统构造的密封装置中，沿着径向向内布置的轴向唇的靠近芯金属部件布置的那个部分的变形在结合时较大并且应力在这个部分上集中，从而这个部分的耐久性被降低，结果密封装置的寿命缩短。
在上述实施例中，在弹性部件被结合于抛油环中之前，第四部分的沿着径向方向面向管状部分的表面是凹形表面，并且因此不象在第四部分的沿着径向方向面向管状部分的表面是凸形表面的情形中，不必要的是，在结合状态的初始状态中，第二轴向唇的靠近基部布置的第四部分的一个部分集中地并且过度地变形从而第二轴向唇能够相对于抛油环的管状部分被置于非接触状态中，并且通过使整个第四部分沿其延伸方向基本均匀地变形，第二轴向唇能够相对于抛油环的管状部分被保持于非接触状态中。即，局部过大应力将不会作用于第四部分的一部分上，并且因此第二轴向唇的耐久性能够得以显著地增强，并且密封装置的寿命能够被延长。
进而，在上述实施例中，在结合之前状态中，第五部分的沿着径向方向面向管状部分的表面是圆锥形表面或者凸形表面，并且因此与其中第五部分的沿着径向方向面向管状部分的表面是凹形表面的情形相比，在第二轴向唇和抛油环的凸缘部分之间的接触压力能够得以降低，并且第二轴向唇的磨损能够得以抑制。因此，在使得第二轴向唇与抛油环的管状部分形成接触之前的时段能够被延长，并且因此与其中在第五部分的沿着径向方向面向管状部分的表面是凹形表面的情形相比，能够长时期地保持其中扭矩为小扭矩的状态。
进而，在一个实施例中，其特征在于，第五部分的沿着径向方向面向管状部分的表面是平滑连续的，并且径向唇的沿着轴向方向面向凸缘部分的表面是平滑连续的。
第五部分的沿着径向方向面向管状部分的表面是平滑连续的意味着这样一种状态，其中在密封装置的轴向截面中，第五部分的沿着径向方向面向管状部分的表面能够从一端到另一端地微分，并且径向唇的沿着轴向方向面向凸缘部分的表面是平滑连续的意味着这样一种状态，其中在密封装置的轴向截面中，径向唇的沿着轴向方向面向凸缘部分的表面能够从一端到另一端地微分。
在上述实施例中，第五部分的沿着径向方向面向管状部分的表面是平滑连续的，并且因此在结合时因为第二轴向唇变形而产生的应力能够被整个第五部分基本均匀地分布并且能够由其承载。此外，在结合时，第二轴向唇能够容易地沿着径向方向离开管状部分(沿着径向方向朝向芯金属部件的管状轴向延伸部分)地变形，并且还在第一和第二轴向唇的非磨损状态中，能够在第二轴向唇和抛油环的管状部分之间容易地且精确地形成预定间隙。
进而，在上述实施例中，径向唇的沿着轴向方向面向凸缘部分的表面是平滑连续的，并且因此由于径向唇的变形而产生的应力能够被整个径向唇基本均匀地分布并且能够由其承载。
进而，在一个实施例中，在结合之前状态中，在轴向截面中，第四部分的沿着径向方向面向管状部分的表面的曲率沿着轴向方向朝向凸缘部分逐渐地增大。
术语“沿着轴向方向朝向凸缘部分逐渐地增大”包括以下情形，其中在轴向截面中，第四部分的沿着径向方向面向管状部分的表面包括当它沿着轴向方向逐渐地朝向凸缘部分延伸时曲率在此处局部地恒定的部分。因此，例如这个术语包括以下情形，其中在轴向截面中，第四部分的沿着径向方向面向管状部分的表面包括靠近基部布置的圆锥形表面和与这个圆锥形表面平滑连续且由球状体的一部分形成的凹形表面。
在上述实施例中，在结合之前状态中，在轴向截面中，第四部分的沿着径向方向面向管状部分的表面的曲率沿着轴向方向朝向凸缘部分逐渐地增大，并且因此在结合时因为第二轴向唇的变形而产生的应力能够被整个第四部分基本均匀地分布并且能够由其承载，并且当第二轴向唇相对于管状部分的非接触状态得以实现时，能够可靠地防止局部应力在第四部分上集中。
进而，在一个实施例中，第二轴向唇接收的力仅仅是来自抛油环的力。
在上述实施例中，第二轴向唇接收的力仅仅是来自抛油环的力，并且因此不象在其中存在紧固部件例如卡紧弹簧的情形中，第二轴向唇的沿着径向方向背离管状部分的弹性(第二轴向唇沿着径向方向朝向芯金属部件的轴向延伸部分的弹性)将不会变得过大，并且第二轴向唇的用以挤压抛油环的凸缘部分的力将不会变得过大，并且扭矩将不会变得过大。
进而，在上述实施例中，不存在用于朝着抛油环的管状部分挤压第二轴向唇的与抛油环的管状部分相对的那个部分的紧固部件例如卡紧弹簧，并且因此与在其中存在紧固部件例如卡紧弹簧的情形中相比，在进行其中朝着抛油环的凸缘部分挤压第二轴向唇的组装操作时，第二轴向唇的与抛油环的管状部分相对的部分能够被容易地从管状部分间隔开。
在一个实施例中，径向唇的用于管状部分的接触点沿着径向方向与芯金属部件的端面重叠。
在上述实施例中，径向唇的用于管状部分的接触点沿着径向方向与芯金属部件的端面重叠，并且因此与过去相比，径向唇的时效变形能够得以进一步抑制。因此，与过去相比，由于径向唇而引起的扭矩能够被进一步降低，并且还能够长时期地总是使得气体(空气)和液体(润滑剂)较不易于从密封空间的内部泄漏到外侧空间，并且进一步能够使得空气和异物(泥浆水等等)较不易于从外侧空间侵入密封空间中。
进而，在一个实施例中，弹性部件(形成径向唇)的面向抛油环的管状部分的径向凹形部分的底部沿着径向方向与基部的沿着径向方向最靠近管状部分布置的那个部分重叠。
在上述实施例中，在弹性部件中，在径向唇的沿着轴向方向面向凸缘部分的那一侧附近将不形成极度地沿着径向厚度降低的部分。因此，如与过去相比，径向唇的时效变形能够被进一步抑制，并且还能够降低由于径向唇引起的扭矩，并且进一步能够长时期地总是使得气体(空气)和液体(润滑剂)较不易于从轴承内部泄漏到轴承外部，并且进一步能够使得空气和异物(泥浆水等等)较不易于从外侧空间侵入密封空间中。
进而，在上述实施例中，能够增大第四部分的轴向尺寸。因此，在结合时因为第二轴向唇的变形而产生的应力能够被整个第四部分基本均匀地分布并且能够由其承载，并且局部过度应力向第四部分的一个部分的施加能够得以抑制。因此，第二轴向唇的耐久性能够被显著地增强，并且密封装置的寿命能够被延长。
本发明的滚动轴承的特征在于该轴承包括：
如权利要求1到9中任一项所述的密封装置；
具有至少一个滚道表面的内圈；
具有至少一个滚道表面的外圈；和
被置于内圈的滚道表面和外圈的滚道表面之间的多个滚动元件；并且
密封装置被如此布置，使得它沿着轴向方向密封滚动元件安装腔室的至少一侧中的开口，该滚动元件安装腔室由内圈的外周表面和外圈的内周表面界定并且该多个滚动元件布置在该滚动元件安装腔室中；并且
密封装置的抛油环被固定到内圈；并且
包括密封装置的弹性部件和密封装置的芯金属部件的密封部件被固定到外圈。
在本发明中，该滚动轴承设置有本发明的密封装置，并且因此在操作期间，密封装置的扭矩能够被降低，并且还能够抑制空气和润滑剂从轴承内部泄漏到轴承外部，并且能够抑制异物(泥浆水等等)从轴承外部侵入轴承中。
根据本发明的一种用于轮子的滚动轴承的特征在于该轴承包括：
如权利要求1到9中任一项所述的密封装置；
被固定到内轴并具有第一滚道表面的第一内圈；
被固定到内轴并具有第二滚道表面的第二内圈；
具有第三滚道表面和第四滚道表面的外圈；
被置于第一滚道表面和第三滚道表面之间的多个第一滚动元件；和
被置于第二滚道表面和第四滚道表面之间的多个第二滚动元件；并且
密封装置被如此布置，使得它沿着轴向方向密封滚动元件安装腔室的至少一侧中的开口，该滚动元件安装腔室由外圈的内周表面以及第一内圈和第二内圈的外周表面的沿着径向方向与外圈的内周表面相对的那些部分界定并且该多个滚动元件布置在该滚动元件安装腔室中；并且
密封装置的抛油环被固定到第一内圈和第二内圈中的至少一个；并且
包括密封装置的弹性部件和密封装置的芯金属部件的密封部件被固定到外圈。
在本发明中，用于轮子的滚动轴承设置有本发明的密封装置，并且因此在操作期间，密封装置的扭矩能够被降低，并且还能够抑制空气和润滑剂从轴承内部泄漏到轴承外部，并且能够抑制异物(泥浆水等等)从轴承外部侵入轴承中。
本发明的优点
在根据本发明的密封装置、滚动轴承和用于轮子的滚动轴承中，在操作期间，扭矩能够被降低，并且还能够抑制空气和润滑剂从轴承内部泄漏到轴承外部，并且能够抑制异物(泥浆水等等)从轴承外部侵入轴承中。
附图说明
图1是具有根据本发明的一个实施例的密封装置的用于轮子的滚动轴承的轴向截面视图。
图2是上述实施例的整个密封装置的放大截面视图。
图3是上述实施例的密封装置的重要部分的放大截面视图。
图4是上述实施例的整个密封装置的放大截面视图。
图5是设有本发明的密封装置的水泵的放大截面视图，示出围绕密封装置的区域。
图6是设有本发明的密封装置的差速齿轮的分解透视图。
图7是设有本发明的密封装置的差速齿轮的截面视图。
具体实施方式
下面将利用所示意的实施例详细地描述本发明。
图1是用于轮子的滚动轴承的轴向截面视图，该滚动轴承具有根据本发明的一个实施例的密封装置。
用于轮子的这个滚动轴承包括内轴20、外圈3、第一内圈2、第二内圈4、多个第一锥形辊子5、多个第二锥形辊子6、根据本发明的一个实施例的第一密封装置8、和根据本发明的一个实施例的第二密封装置9。第一锥形辊子5形成第一滚动元件，并且第二锥形辊子6形成第二滚动元件。
内轴20在它的一个轴向端部部分处具有用于在其上安装制动盘11的盘状形状的径向扩展制动盘安装凸缘10。在其中心基本置于这个制动盘安装凸缘10的中心处的同心圆上形成多个螺栓通孔。制动盘11被抵靠着制动盘安装凸缘10保持，并且进一步轮子部件13被抵靠着制动盘11保持，并且在这个状态中，轮子部件13的背离制动盘11的那个端面和制动盘安装凸缘10之间的区域被多个螺栓15固定。
第一内圈2和第二内圈4在外部被装配于内轴20的另一轴向端部部分上，从而从内轴的所述一个轴向端部按照这个顺序布置并且被固定于此。在第一内圈2的外周表面中形成用作第一滚道表面的锥型的第一滚道凹槽16，而在第二内圈4的外周表面中形成用作第二滚道表面的锥型的第二滚道凹槽17。
外圈3以与第一内圈2和第二内圈4相对的关系被置于内轴20的朝向上述另一端部部分从制动盘安装凸缘10间隔开的那个部分上。外圈3具有置于上述另一轴向端部部分处的径向扩展车体侧安装凸缘14。通过这个盘状车体侧安装凸缘14形成多个螺栓通孔，该多个螺栓通孔用于插入用于在车体侧(转向节)上安装车体侧安装凸缘14的螺栓。外圈3具有用作第三滚道表面的锥型的第三滚道凹槽26和用作第四滚道表面的锥型的第四滚道凹槽27，所述滚道凹槽在外圈3的内周表面上形成并且沿着轴向方向彼此间隔开，并且与第四滚道凹槽27相比，锥型的第三滚道凹槽26被更加靠近上述一个端部部分地布置。
多个第一锥形辊子5在如下状态中沿着周向方向被以预定间隔置于第一内圈2的第一滚道凹槽16和外圈3的第三滚道凹槽26之间，即第一锥形辊子被保持架18保持。多个第二锥形辊子6在如下状态中沿着周向方向被以预定间隔置于第二内圈4的第二滚道凹槽17和外圈3的第四滚道凹槽27之间，即第二锥形辊子被保持架19保持。
第二密封装置9被置于在第二内圈4和外圈3之间的空间的开口附近，该开口被置于上述另一轴向端部部分侧(与制动盘安装凸缘10相对的一侧)处。第二密封装置9密封第二内圈4和外圈3之间的空间的上述一个端部部分侧的开口。另一方面，第一密封装置8被置于在第一内圈2和外圈3之间的空间的开口附近，该开口被置于上述一个轴向端部部分侧(制动盘安装凸缘(10)一侧)处。第一密封装置8密封第一内圈2和外圈3之间的空间的上述一个端部分侧的开口。第一密封装置8具有与第二密封装置9相同的结构。
图2、图3和图4是用于详细地说明第二密封装置9的结构的截面视图。具体地，图2是示出芯金属部件50、弹性部件51和抛油环52的位置关系的轴向截面视图。在图2中，作为弹性部件51的位置，示出假设弹性部件51不从抛油环52接收力时弹性部件置于它的安装位置中的位置。图3以放大的比例示出图2的第一轴向唇54。另一方面，图4是在其中弹性部件51被安装于抛油环52上的状态中且还在弹性部件51的它未被磨损的非磨损状态中示出弹性部件51的位置和抛油环51的位置的截面视图。第一密封装置8具有与第二密封装置9相同的结构。在其中图2、图3和图34左侧和右侧被沿着轴向方向反置的状态中，第一密封装置8被置于在第一内圈2和外圈3之间的空间的所述另一轴向端部部分侧开口的附近。通过第二密封装置9的说明，第一密封装置8的说明得以省略。
如在图2中所示，第二密封装置(在下文中仅被称作密封装置)9具有芯金属部件50、弹性部件51和抛油环52。芯金属部件50和弹性部件51被彼此固定从而彼此成一体。芯金属部件50和弹性部件51形成密封部件48。
芯金属部件50被形成为环形形状。芯金属部件50具有L形截面。芯金属部件包括管状轴向延伸部分60和径向延伸部分61。轴向延伸部分60在内部被装配到用作第一部件的外圈3的内周表面(见图1；在图2中未示出)，并且被固定于此。径向延伸部分61从轴向延伸部分60的内周表面的上述另一端部部分侧(在图2纸面中的左侧，即轴向向外侧(沿着轴向背离滚动元件的一侧))沿着径向向内延伸。
抛油环52被形成为环形形状。抛油环52具有L形截面。抛油环52具有管状部分65和与管状部分65连续的凸缘部分66。管状部分65在外部被装配到用作第二部件的第二内圈4的外周表面，并且被固定于此。显然在第一密封装置8中，与抛油环被固定于此的第二部件相对应的部件是第一内圈2。凸缘部分66从管状部分65的外周表面的轴向向内(在纸面中向右)端部部分沿着径向向外延伸。凸缘部分66被从芯金属部件50的径向延伸部分61轴向向内地布置。除了其径向向内部分，凸缘部分66的较大部分沿着轴向与径向延伸部分61相对，且在凸缘部分66和径向延伸部分61之间形成间隙。
弹性部件被形成为环形形状。弹性部件51被以如下方式牢固地紧固到芯金属部件50，即它覆盖轴向延伸部分60的内周表面的整个区域和径向延伸部分61与轴向延伸部分60的内周表面连续的轴向向内端面的整个区域。弹性部件具有基部53、第一轴向唇54、第二轴向唇55和径向唇70。具体地，弹性部件51是由橡胶材料制成的。作为橡胶材料，例如，能够适当地使用丁腈橡胶、丁腈氢化物橡胶、丙烯酸橡胶、硅橡胶或者氟橡胶。
基部53被布置成沿着轴向延伸部分60的内周表面和径向延伸部分61的轴向向内端面延伸。基部53被牢固地紧固到轴向延伸部分60的内周表面和径向延伸部分61的轴向向内端面。第一轴向唇54从基部53朝向外圈3(见图1)且还沿着轴向方向向内(沿着轴向方向朝向凸缘部分66)地延伸。
第一轴向唇54具有第一部分91、第二部分92和第三部分93。如在图3中所示，延伸方向91c沿着轴向向内(沿着轴向方向朝向凸缘部分66)且还沿着径向向外(沿着径向方向朝向轴向延伸部分60)地延伸，该延伸方向91c包括将第一部分91在轴向截面中的径向向外表面91a的曲线变化小(直)范围91a1的内切圆的中心和第一部分91在轴向截面中的径向向内表面91b的曲线变化小(直)范围91b1的内切圆的中心相互连接的直线的范围91c1。第一部分91的延伸方向91c可以仅仅沿着轴向向内地延伸或者可以沿着轴向向内且还沿着径向向内地延伸。
第二部分92从第一部分91的轴向向内远端延伸。延伸方向92c沿着轴向向内(沿着轴向方向朝向凸缘部分66)且还沿着径向向外(沿着径向方向朝向轴向延伸部分60)地延伸，延伸方向92c包括将第二部分92在轴向截面中的径向向外表面92a的曲线变化小(直)范围92a1的内切圆的中心和第二部分92在轴向截面中的径向向内表面92b的曲线变化小(直)范围92b1的内切圆的中心相互连接的直线的范围92c1。第二部分92的延伸方向92c相对于轴向延伸部分60的中心轴线倾斜。由第二部分92的延伸方向92c和轴向延伸部分60的中心轴线形成的锐角大于由第一部分的延伸方向91c和轴向延伸部分60的中心轴线形成的锐角。
第三部分93从第二部分92的径向向外和轴向向内远端延伸。延伸方向93c沿着轴向向内(沿着轴向方向朝向凸缘部分66)且还沿着径向向内(沿着径向方向离开轴向延伸部分60)地延伸，延伸方向93c包括将第三部分93在轴向截面中的径向向外表面93a的曲线变化小(直)范围93a1的内切圆的中心和第三部分93在轴向截面中的径向向内表面93b的曲线变化小(直)范围93b1的内切圆的中心相互连接的直线的范围93c1。由第三部分的延伸方向93c和轴向延伸部分60的中心轴线形成的锐角小于由第二部分的延伸方向92c和轴向延伸部分60的中心轴线形成的锐角。第三部分93的延伸方向93c可以仅仅沿着轴向向内地延伸或者可以沿着轴向向内且还沿着径向向外地延伸。
第三部分93具有从第三部分93在轴向截面中的径向向外表面93a沿着轴向向内且沿着径向向内地延伸的密封侧倾斜表面96。密封侧倾斜表面96是基本锥形的表面。密封侧倾斜表面96被以面向密封空间的关系布置。第三部分93具有从第三部分93在轴向截面中的径向向内表面93b沿着轴向向内且沿着径向向外地延伸的空气侧倾斜表面97。空气侧倾斜表面92是基本锥形的表面。密封侧倾斜表面96和空气侧倾斜表面97在此处相互交叉的部分被形成于远端边缘98中。在结合之后的状态中，远端边缘98邻接凸缘部分66，并通过围绕密封部件48的中心轴线相对于抛油环52的旋转而在凸缘部分66上滑动。
在第二部分92的沿着延伸方向92c的范围92c1中，第二部分92的垂直于延伸方向92c的横向方向是一致的。除了在从第三部分93的远端边缘98朝向轴向向外侧的预定范围中在密封侧倾斜表面96和空气侧倾斜表面97之间的垂直于第三部分93的延伸方向93c的横向方向，在第二部分92的沿着延伸方向92c的范围92c中第二部分92的垂直于延伸方向92c的横向方向是在第一轴向唇54中的最短横向长度。
第二轴向唇55被以沿着径向方向与第一轴向唇54间隔开的关系沿着径向置于第一轴向唇54的内轴(20)(见图1)侧(沿着径向向内)处。
第二轴向唇55具有第四部分56和第五部分57。第四部分56从基部53沿着径向朝向管状部分65且还沿着轴向朝向凸缘部分66延伸。第五部分57与第四部分56的轴向向内(轴向凸缘部分(66)侧)远端连续，并且还沿着径向朝向外圈3且还沿着轴向向外地延伸。
径向唇70从基部53沿着径向朝向管状部分65(沿着径向朝向第二内圈4)且还朝向第二内圈4的轴向向外侧(沿着轴向背离凸缘部分的一侧)延伸，并且适于在抛油环52的管状部分65上滑动。换言之，径向唇70从基部53沿着相对于抛油环52的管状部分65的中心轴线倾斜的方向离开凸缘部分地延伸，并且适于在管状部分65上滑动。径向唇70的沿着轴向方向面向凸缘部分66的那个表面83是平滑连续的。
如在图2中所示，假设弹性部件51不从抛油环52接收力，则弹性部件51的位置与处于其安装位置中的抛油环52重叠。具体地，弹性部件51的第一轴向唇54的轴向向外远端部分和弹性部件51的第二轴向唇55的轴向向外远端部分与抛油环52的凸缘部分66重叠，并且在第二轴向唇55中，置于在第四部分56和第五部分57之间的连接部分附近的弯曲部分(第二轴向唇55的沿着径向方向与管状部分65相对的那个部分的一部分)与抛油环52的管状部分65重叠。
进而，如在图2中所示，在弹性部件51被结合于抛油环52中之前的状态中，第四部分56的径向向内表面58是凹形表面，而第五部分57的径向向内表面59是圆锥形表面。在轴向截面中，第四部分56的径向向内表面58的曲率沿着轴向向外(沿着轴向方向朝向凸缘部分66)逐渐地增大。具体地，在轴向截面中，第四部分56的径向向内表面58包括靠近基部53布置的基本圆锥形表面状部分和与这个圆锥形表面状部分平滑连续且由沿着轴向向外(沿着轴向方向朝向凸缘部分66)曲率逐渐地增大的普通球状体的一个部分形成的部分。
在轴向截面中，第五部分57的径向向内表面59能够被从一端到另一端地微分，并且表面59是平滑连续的。
如在图4中所示，当在安装状态中时，通过密封部件48和抛油环52基本围绕用于轮子的滚动轴承的中心轴线的相对旋转，第一轴向唇54的远端边缘98和第二轴向唇55的第五部分57在抛油环52的凸缘部分66上滑动。
如在图4中所示，在已安装状态中，第一轴向唇54在它的远端边缘98处邻接抛油环52的凸缘部分66。在已安装状态中，第一轴向唇54变形，并且在远端边缘98和基部53之间的轴向距离比在安装之前的状态中在远端边缘98和基部53之间的轴向距离更短。通过第一轴向唇54的变形，远端边缘98被抵靠着凸缘部分66推压。第一轴向唇54被抵靠着凸缘部分66挤压。
在第二部分92的沿着延伸方向92c的范围92c 1中，第二部分92的垂直于第二部分92的延伸方向92c的横向方向是一致的，并且除了在从第三部分93的远端边缘98沿着轴向向外的预定范围中在密封侧倾斜表面96和空气侧倾斜表面97之间的垂直于第三部分93的延伸方向93c的横向方向，第二部分92的该横向方向是在第一轴向唇54中的最短横向长度。因此，在已安装状态中，第一轴向唇54主要在第二部分92沿着延伸方向92c的范围92c1处变形，并且该变形还能够被第二部分92的沿着延伸方向92c的整个范围92c1吸收。
在安装之前的状态中，相对于由第一轴向唇54的第一部分91的延伸方向91c和轴向延伸部分60的旋转轴线形成的锐角和由第二部分92的延伸方向92c和轴向延伸部分60的旋转轴线形成的锐角，由第二部分92c的延伸方向和轴向延伸部分60的旋转轴线形成的锐角更大。因此，与其中在第一部分91的沿着延伸方向91c的部分处实现变形的情形相比，远端边缘98沿着径向方向的运动能够被抑制，并且在当安装得以实现时，远端边缘98的径向位置较不易于从预定位置偏离。
如在图4中所示，在已安装状态中且在结合之后的非磨损状态中，第二轴向唇55被以沿着径向方向与抛油环52的管状部分65间隔开的关系布置。即，如在图2和图4中所示，在当进行安装时，芯金属部件50和抛油环52沿着轴向方向相对于彼此移动从而芯金属部件50的径向延伸部分61和抛油环52的凸缘部分66相互接近，并且由此，第一轴向唇54的远端边缘98被抵靠着抛油环52的凸缘部分66挤压，并主要沿着轴向向外地移动，并且第二轴向唇55的第五部分57也沿着抛油环52的凸缘部分66的表面沿着径向向外(沿着径向方向离开管状部分地)移动，并且因此在第四部分56和第五部分57之间的弯曲部分沿着径向向外移动，从而该弯曲部分离开管状部分65的外周表面地沿着径向向外浮动。
如在图4中所示，弹性部件51的轴向最外表面72的轴向最内第一部分73沿着径向与芯金属部件50的径向延伸部分61的沿着径向方向面向管状部分65的那个端面77(见图1)重叠。换言之，在弹性部件51(形成径向唇70)的沿着轴向方向背离凸缘部分的表面72中的轴向凹形部分的底部73沿着径向与芯金属部件50的径向延伸部分61的管状部分(65)侧端面重叠。
进而，在沿着轴向方向从径向唇70的用于抛油环52的管状部分65的接触点78到第四部分56的轴向最内第二部分79的范围中，沿着径向方向最靠近外圈3地布置的弹性部件50的径向管状部分(65)侧端面的第三部分81被从芯金属部件77的端面77沿着轴向向内地布置。换言之，弹性部件51(形成径向唇70)的面向抛油环52的管状部分65的径向凹形部分的底部81沿着轴向方向朝向凸缘部分66地从芯金属部件50的端面77间隔开。
进而，径向唇70的用于抛油环52的管状部分65的接触点78沿着径向方向与芯金属部件50的端面77重叠。进而，第三部分(径向凹形部分的底部)81沿着径向与弹性部件51的基部53的沿着径向最向内(沿着径向最靠近管状部分65)布置的那个部分重叠。
如在图4中所示，第二轴向唇55接收的力仅仅是来自抛油环52的凸缘部分66的力。即，在该实施例中，不存在用于沿着径向向内挤压弯曲部分的任何紧固部件例如卡紧弹簧，并且第二轴向唇55将不从紧固部件例如卡紧弹簧接收径向向内力。在该实施例中，因为不存在任何紧固部件例如卡紧弹簧，所以能够容易地并且可靠地使得弯曲部分沿着径向方向朝向外圈3地离开管状部分65的外周表面浮动。在设置有一种用于沿着径向向内挤压弯曲部分的紧固部件例如卡紧弹簧的情形中，弯曲部分有时并不沿着径向方向朝向外圈离开抛油环的管状部分的外周表面地浮动。
如上所述，假设弹性部件51不从抛油环52接收力，则弯曲部分的位置得以如此设定，使得它与管状部分65重叠。在其中第二轴向唇55的用于凸缘部分66的接触负荷由于第二轴向唇55的第五部分57的磨损而被降低至超过预定力的状态中，该弯曲部分接触抛油环52的管状部分65，并通过密封部件48和抛油环52基本围绕用于轮子的滚动轴承的中心轴线的相对旋转而在管状部分65上滑动。即，在其中第二轴向唇55的用于凸缘部分66的接触负荷由于第二轴向唇55的第五部分57的磨损而被降低至超过预定力的状态中，该弯曲部分发挥径向唇的角色。
进而，在图4中，润滑剂(在该实施例中润滑油)在通向被第一轴向唇54和抛油环52围绕且在其中安装从第二密封装置9沿着轴向向内(在纸面中右侧)布置的滚动元件(在该实施例中锥形辊子18、19)的区域的滚动元件安装腔室中被密封或者循环，并且锥形辊子17、18(见图1)的表面、滚道凹槽16、17、26、27(见图1)等等被润滑。
在上述实施例的密封装置中，因为它被邻近于密封空间地布置所以最需要具有用于抑制在密封空间内的液体(润滑油)泄漏的这种密封能力的唇被形成为第一轴向唇54，并且除了第三部分在从第一远端边缘的预定延伸方向范围中在密封侧倾斜表面和空气侧倾斜表面之间的沿其垂直于其延伸方向的横向方向的长度，第一轴向唇54在第二部分92处具有相对于垂直于延伸方向92c的横向方向比第一部分的垂直于其延伸方向的横向长度和第三部分的垂直于其延伸方向的横向长度更短的部分，并且因此当在抛油环52中结合第一轴向唇54时，第二部分92最容易地变形。通过这个第二部分92的变形，第一轴向唇98的远端边缘98主要沿着轴向方向地被抵靠着抛油环52的凸缘部分66推压。并且，即使当是在远端边缘98在结合之前状态中的轴向位置和远端边缘98在结合之后状态中的轴向位置之间的差异的干涉增大时，第一轴向唇54，不象径向唇那样，也不紧密地挤压凸缘部分66，并且因此扭矩能够得以降低。
进而，在上述实施例的密封装置中，干涉得以增大，并且因此当包括芯金属部件50和弹性部件51的密封部件48的中心轴线和抛油环52的中心轴线相对于彼此倾斜时，第一轴向唇54的远端边缘98容易地跟随凸缘部分66，因为干涉是大的。因此，密封能力能够得以增强。
进而，在这个实施例的密封装置中，因为具有大的干涉的这个第一轴向唇54被邻近于密封空间地布置，所以液体(润滑剂)经由第一轴向唇54向空气侧空间的移动能够得以抑制，并且还即使当在密封空间中与液体一起地存在的气体(空气)的气体压力因为在密封空间内的温度升高而增大时，气体的气体压力也易于作用于第二部分92的沿着垂直于延伸方向的横向方向最短的部分的范围92c1上，并且因此远端边缘被凸缘部分66挤压从而更加增强第一轴向唇54的密封能力，由此抑制气体向空气侧空间的泄漏。因此，当密封空间例如在其中将滚动元件置于用于轮子的滚动轴承中的腔室的温度降低时，密封空间的压力也较不易于降低，并且能够抑制异物(泥浆水等等)经由第一轴向唇54从密封装置外部侵入。
进而，在上述实施例的密封装置中，第二部分92的部分92具有沿着第二部分的延伸方向92c延伸的范围92c1，除了第三部分在从第一远端边缘的预定延伸方向范围中在密封侧倾斜表面和空气侧倾斜表面之间的沿着垂直于其延伸方向的横向方向的长度，第二部分92的部分92具有比第一部分的垂直于其延伸方向的横向长度和第三部分的垂直于其延伸方向的横向长度更短的横向长度。
在上述实施例中，第二部分92的部分92c1使得在于第二部分92的沿着延伸方向92c延伸的部分处结合时第一轴向唇54能够顺利地变形，并且因此当包括芯金属部件50和弹性部件51的密封部件48的中心轴线和抛油环52的中心轴线相对于彼此倾斜时，远端边缘98能够充分地跟随凸缘部分，除了第三部分在从第一远端边缘的预定延伸方向范围中在密封侧倾斜表面和空气侧倾斜表面之间的沿着垂直于其延伸方向的横向方向的长度，第二部分92的部分92c1具有比第一部分的垂直于其延伸方向的横向长度和第三部分的垂直于其延伸方向的横向长度更短的横向长度。
进而，在上述实施例的密封装置中，在弹性部件51(形成径向唇70)的沿着轴向方向背离凸缘部分的表面中的轴向凹形部分的底部73沿着径向方向与芯金属部件50的径向延伸部分61的面向管状部分65的端面77重叠，并且弹性部件51(形成径向唇70)的面向抛油环52的管状部分65的径向凹形部分的底部81还被沿着轴向方向朝向凸缘部分66地从芯金属部件50的端面77间隔开，并且因此径向唇70的较大部分被布置成沿着径向方向与芯金属部件50的端面77重叠，从而径向唇70较不易于变形。因此，与第二轴向唇55是否被保持与抛油环52的管状部分65接触和在轴承内的气体压力是高压还是低压无关，径向唇70的挤压接触力几乎不受到这些因素的影响，并且较不易于被改变，并且径向唇70的挤压接触力能够总是被设到所期望值附近。
因此，在每一种规格中，通过在初始状态中适当地设置径向唇70的挤压接触力，能够比在过去更加降低由于径向唇70而引起的扭矩，并且还能够长时期地总是使得空气和润滑剂较不易于从轴承内部泄漏到轴承外部，并且进一步能够使得异物(泥浆水等等)较不易于从轴承外部侵入轴承中。
进而，即使当在轴承内的温度因为油脂的搅动或者由于其它原因而增大从而在轴承内的内部压力增大时，空气流动也将不会径向向外地改变第二轴向唇55的方向，并且因此将不会发生以下情形，即其中此后当在轴承内的温度降低时，其方向被沿着径向向外地改变的第二轴向唇55引起导致第二轴向唇55的接触负荷增大的侧面邻接。因此，由于第二轴向唇55的侧面邻接而引起扭矩的增大将不会发生。
进而，在上述实施例的密封装置中，弹性部件51相对于抛油环52的管状部分65被保持于非接触状态中直至第二轴向唇55的用于凸缘部分66的接触负荷被降低至超过预定力，从而提供了其中不存在径向唇的状态，并且因此扭矩能够被降低，直至第二轴向唇55的用于凸缘部分66的接触负荷被降低至超过预定力。
进而，在上述实施例的密封装置中，在弹性部件51被结合于抛油环52中之前的结合之前状态中，第四部分56的径向向内表面58是凹形表面，并且因此不象在第四部分是凸形表面的情形中，在当在结合状态中时的非磨损状态中，不必要的是，第二轴向唇55的第四部分56的靠近基部53布置的一个部分集中地并且过度地变形从而第二轴向唇55能够相对于抛油环52的管状部分65被置于非接触状态中。并且，通过沿其延伸方向基本均匀地变形整个第四部分56，第二轴向唇55能够相对于抛油环52的管状部分65被保持于非接触状态中。即，局部过大应力将不会作用于第四部分56的一个部分上，并且因此第二轴向唇55的耐久性能够得以显著地增强，并且密封装置的寿命能够被延长。
进而，在上述实施例的密封装置中，在结合之前状态中第五部分57的径向向内表面59是圆锥形表面，并且因此如与其中第五部分的径向向内表面是凹形表面的情形相比，在第二轴向唇55和抛油环52的凸缘部分66之间的接触压力能够得以降低，并且第二轴向唇55的磨损能够得以抑制。因此，在使得第二轴向唇55的弯曲部分与抛油环52的管状部分65形成接触之前的时期能够被延长，并且如与其中第五部分的径向向内表面是凹形表面的情形相比，能够长时期地保持其中扭矩为小扭矩的状态。
进而，在上述实施例的密封装置中，第五部分57的径向向内表面59是平滑连续的，并且因此在结合时因为第二轴向唇55的变形而产生的应力能够被基本均匀地分布于整个第五部分57之上，并且能够均匀地被整个第五部分57承载。此外，在结合时，第二轴向唇55能够容易地沿着径向向外地变形，并且还在第二轴向唇55的非磨损状态中，能够在第二轴向唇55和抛油环52的管状部分65之间容易地并且精确地形成预定的间隙。
进而，在上述实施例的密封装置中，径向唇70的沿着轴向方向面向凸缘部分66的表面83是平滑连续的，并且因此因为径向唇70的变形而产生的应力能够被整个径向唇70基本均匀地分布并且能够由其承载。此外，在结合时，径向唇70能够容易地沿着轴向向内地变形。
进而，在上述实施例的密封装置中，在结合之前状态中，在轴向截面中，第四部分56的径向向内表面的曲率沿着轴向向内逐渐地增大，并且因此在结合时因为第二轴向唇55的变形而产生的应力能够被基本均匀地分布于整个第四部分56之上，并能够被整个第五部分57均匀地承载，并且能够可靠地防止在第四部分56上的局部应力集中发生。因此，能够进一步延长密封装置的寿命。
进而，在上述实施例的密封装置中，在其中第二轴向唇55的用于凸缘部分66的挤压接触力由于第二轴向唇55的第五部分57的磨损而被降低至超过预定力的状态中，弯曲部分接触抛油环52的管状部分65，并在管状部分65上滑动。因此，即使当第二轴向唇55的磨损继续进行时，也能够抑制泥浆水从外部侵入轮子滚动轴承的布置锥形辊子8、9的锥形辊子安装腔室中。
进而，在上述实施例的密封装置中，第二轴向唇55接收的力仅仅是来自抛油环52的力，并且不存在用于抵靠着抛油环52的管状部分65挤压第二轴向唇55的与抛油环52的管状部分65相对的部分的任何紧固部件例如卡紧弹簧。因此，如与其中存在用于抵靠着抛油环的管状部分挤压第二轴向唇的与抛油环的管状部分相对的部分的紧固部件例如卡紧弹簧的情形相比，在实现其中抵靠着抛油环52的凸缘部分66挤压第二轴向唇55的组装操作时，与抛油环52的管状部分65相对的部分能够被容易地从管状部分65间隔开。
进而，在上述实施例的密封装置中，径向唇70的用于抛油环52的管状部分65的接触点78沿着径向方向与芯金属部件50的径向延伸部分61的径向向内端面77重叠，并且因此能够进一步抑制径向唇70的时效变形。因此，能够进一步降低由于径向唇70而引起的扭矩，并且还能够长时期地总是使得空气和润滑剂较不易于从轴承内部泄漏到轴承外部，并且进一步能够使得异物(泥浆水等等)较不易于从轴承外部侵入轴承的内部中。
在上述实施例的密封装置中，弹性部件51(形成径向唇70)的面向抛油环52的管状部分65的径向凹形部分的底部81沿着径向与基部53的沿着径向方向面向外圈2的端面重叠，并且因此在弹性部件51中，在径向唇70的轴向向外侧附近将不形成过大地沿着径向厚度降低的部分。因此，能够进一步抑制径向唇70的时效变形，并且能够进一步降低由于径向唇而引起的扭矩。此外，能够长时期地总是使得空气和润滑剂较不易于从轴承内部泄漏到轴承外部，并且还能够使得空气和异物(泥浆水等等)较不易于从轴承外部侵入轴承内部中。
进而，在上述实施例的密封装置中，能够增大第四部分56的轴向尺寸。因此，在结合时因为第二轴向唇55的变形而产生的应力能够被整个第四部分56基本均匀地分布并能够由其承载，并且能够抑制局部过大应力向第四部分56的一个部分的施加。因此，能够显著地增强第二轴向唇55的耐久性，并且密封装置的寿命能够被延长。
进而，上述实施例的轮子滚动轴承设有本发明的密封装置8、9，并且因此在操作期间，密封装置8、9的扭矩能够被降低，并且还能够抑制空气和润滑剂从轴承内部泄漏到轴承外部，并且能够抑制异物(泥浆水等等)从轴承外部侵入轴承内部中。
进而，在上述实施例的密封装置中，在结合之前状态中，第五部分57的径向向内表面59是圆锥形表面。然而，在本发明中，在结合之前状态中，第五部分的径向向内表面可以是凸形表面。
进而，在上述实施例的密封装置中，在轴向截面中，是凹形表面的、第四部分56的沿着径向向内布置表面58包括靠近基部53布置的基本圆锥形表面状部分和与这个圆锥形表面状部分平滑连续且由球状体沿着轴向向内(朝向凸缘部分66)曲率逐渐地增大的普通球状体的一部分形成的部分。然而，在本发明中，在轴向截面中，第四部分的整个沿着径向向内布置的表面可以包括圆锥形表面或者可以包括由沿着轴向向内(朝向凸缘部分66)曲率逐渐地增大的球状体的一部分形成的部分。在本发明中，在轴向截面中，第四部分的沿着径向向内布置的表面可以具有任何形状，只要它被形成为使得它的曲率沿着轴向向内(朝向凸缘部分)逐渐地增大的这种形状。
进而，在上述用于轮子的滚动轴承中，根据本发明的一个实施例的密封装置8、9被置于分别地在滚动元件(锥形辊子)安装腔室(润滑剂密封腔室)的两个轴向侧处形成的开口附近。然而，本发明的密封装置可以被仅仅置于在滚动元件安装腔室(润滑剂密封腔室)的一个轴向侧处形成的开口的附近。进而，滚动元件可以是滚珠而不是锥形辊子，或者可以采用锥形辊子和滚珠这两者。滚动元件可以柱形辊子。根据本发明的一个实施例的第二密封装置9被安装于第二内圈4和外圈3之间的空间的另一轴向端部部分侧开口的附近，并被安装于在此处并不存在制动盘安装凸缘10的那一侧处，并且因此抛油环50能够被容易地安装于第二内圈4上，并且密封部件48能够被容易地安装于外圈3上。
图5是设有本发明的密封装置99的水泵的放大截面视图，示出围绕密封装置99的区域。
这个水泵包括泵轴100、机械密封件101、泵罩102、外圈105、和本发明的密封装置99。泵罩102具有延伸通过泵罩102的排水孔107。外圈105在内部被装配到泵罩102的内周表面并且被固定于此。
泵轴100、外圈105和密封装置99形成水泵的水泵轴承的一部分。即，虽然未示出，但是在外圈105的内周表面由图6中的箭头a示出的那一侧处，深槽型滚道凹槽和柱形滚道表面被以沿着轴向间隔开的关系形成并且被从密封装置99以这个次序布置，而在泵轴100的外周表面由图6中的箭头a示出的那一侧处，深槽型滚道凹槽和柱形滚道表面被以沿着轴向隔开的关系形成并且被从密封装置99以这个次序布置。
由保持架保持的多个滚珠被置于外圈105的滚道凹槽和泵轴100的滚道凹槽之间并且被沿着周向方向以预定间隔布置。而且，由保持架保持的多个柱形辊子被置于外圈105的柱形滚道表面和泵轴100的柱形滚道表面之间并且被沿着周向方向以预定间隔布置。
密封装置99的芯金属部件150在内部被装配到用作第一部件的外圈105的内周表面，并且被固定于此，而密封装置99的抛油环152在外部被装配到用作第二部件的泵轴100的外周表面，并且被固定于此。密封装置99密封外圈105和泵轴100之间的空间的开口，该开口被靠近机械密封件101地布置。以此方式，防止了泵腔室的沿着由箭头b示出的方向从机械密封101泄漏的冷却水进入水泵轴承的内部。
通过在泵罩102中形成的排水孔107，泵腔室的泄漏的冷却水被沿着由箭头c示出的方向可靠地排放到外部。在图6中，111表示机械密封件101的橡胶套筒，并且110表示机械密封件101的卷簧。
如在图5所示的水泵中，当本发明的密封装置被安装于水泵中时，能够在操作期间降低密封装置99的扭矩，并且还能够抑制空气和润滑剂从轴承内部泄漏到轴承外部，并且能够抑制空气和异物(泥浆水等等)从轴承外部侵入轴承内部中。
图6是具有本发明的密封装置的差速齿轮的分解透视图。图7是通过包含具有本发明的密封装置210的差速齿轮(差速装置)的输入轴的中心轴线的平面截取的截面视图。
如在图6中所示，通常，在汽车等中使用的这个差速齿轮(差速装置)包括载体外壳220、被置于载体外壳220内并被牢固地紧固到差速器外壳左部242a的环形齿轮244、和被载体外壳220以可旋转方式支撑且在它的远端处具有与环形齿轮244啮合的小齿轮246的输入轴214。差速器外壳242包括差速器外壳左部242a和被螺栓242c联接到差速器外壳左部242a且包含差速机构的差速器外壳右部242b，并且环形齿轮244被螺栓244a保持于差速器外壳242上。具有在它的延伸成十字形状的轴部分上以可旋转方式装配的四个差速器小齿轮248的十字头250和与差速器小齿轮248啮合的两个侧齿轮252被设于差速器外壳右部242b内，并且未示出的左和右车轴被花键联接到侧齿轮252。
如在图7中所示，输入轴214经由万向接头凸缘218而被连接到传动轴216，并且在向其传输传动轴216的旋转力时被驱动从而旋转。当在它的远端处具有小齿轮246的输入轴214被如此驱动从而旋转时，与小齿轮246啮合的环形齿轮244被牢固地紧固于此的差速器外壳242和被置于差速器外壳242内的侧齿轮252一致地围绕车轴的轴线(未示出)旋转，并且当车辆笔直地行驶时，差速器小齿轮249围绕车轴的轴线(未示出)回转而不被旋转，从而侧齿轮252旋转，并且被花键联接到侧齿轮252的左和右车轴(未示出)以相等的速度旋转。另一方面，当车辆改变它的前进方向从而在左轮和右轮之间形成回转数差时，差速器小齿轮248旋转，由此调节这个回转数差从而防止轮胎打滑。
在这种差速齿轮中，如在图7中所示，在载体外壳220上以可旋转方式支撑输入轴214的差速输入轴支撑部分212包括牢固地安装在载体外壳220上的轴承罩222、在轴承罩222上支撑的锥形滚柱轴承(滚动轴承)224，并且锥形滚柱轴承224的外圈226被压配到轴承罩222的内表面222a，并且输入轴214也被压配到锥形滚柱轴承224的内圈228的内周表面228a，由此实现安装操作，并且差速输入轴支撑部分通过锥形滚柱轴承224而以可旋转方式支撑输入轴214，每一个锥形滚柱轴承均具有能够在外圈226和内圈228之间和在外圈226的滚道表面和内圈228的滚道表面之间滚动的锥形辊子。
在差速输入轴支撑部分212的载体外壳220的内部填充润滑油从而使得输入轴214平滑地旋转。为了防止该润滑油泄漏到外部空间，使用了本发明的密封装置210。用作被花键联接到输入轴214的轴部件的万向接头218(另一部件)的外周表面被形成为外周边柱形表面，并且抛油环52的管状部分65被固定到此。用作密封部件210被固定到此的外罩部件的轴承罩222(一个部件)的内表面被形成为内周边柱形表面，并且芯金属部件50的轴向延伸部分60被固定到此。芯金属部件50被固定到轴承罩222的内表面，使得径向唇70被置于径向向外侧(相对滚动轴承侧)处而第一轴向唇54被置于轴向向内侧(滚动轴承侧)处。
当在图6和图7所示的差速齿轮(差速装置)的输入轴上安装本发明的密封装置时，能够在操作期间降低密封装置210的扭矩，并且还能够抑制气体(空气)和液体(润滑油)从内部差速齿轮向外侧空间的泄漏，并且能够抑制气体(空气)和异物(泥浆水等等)从外侧空间侵入差速齿轮的内部中。
在上述实施例中，本发明的密封装置被设于用于轮子的滚动轴承的密封装置、水泵和差速齿轮(差速装置)的输入轴中。然而，在其中具有滚道表面的滚道部件是外圈和内圈的滚动轴承中，本发明的密封装置可以被布置成密封外圈和内圈之间的空间的至少一个开口。进而，本发明的密封装置可以被安装于被设于马达的转子部件和定子部件之间的滚动轴承中，并且在此情形中马达的运行成本能够得以降低。进而，可以在差速齿轮(差速装置)的输出轴部件、传动设备的输入轴部件、传动设备的输出轴部件和被设于马达的转子部件和定子部件之间的滚动轴承上安装本发明的密封装置，并且在此情形中马达的运行成本能够得以降低。
进而，本发明的密封装置能够被安装于任何机器中，只要该设备包括具有内周表面的第一部件和具有外周表面的第二部件，并且第一部件和第二部件还从第一部件的内周表面沿着径向彼此相对。能够降低具有在其中安装的本发明的密封装置的机器的运行成本，并且机器内部的密封能力能够得以增强
工业实用性
能够提供密封装置、滚动轴承和用于轮子的滚动轴承，其中扭矩能够得以降低，并且空气和润滑剂还较不易于从轴承内部泄漏到轴承外部，并且空气和异物较不易于从轴承外部侵入轴承中。

Claims (11)

1.一种密封装置，包括：
芯金属部件，所述芯金属部件具有管状轴向延伸部分和径向延伸部分，所述管状轴向延伸部分用于被固定到第一部件，所述径向延伸部分从所述轴向延伸部分沿着所述轴向延伸部分的径向方向延伸；
抛油环，所述抛油环具有管状部分和凸缘部分，所述管状部分用于被固定到能够相对于所述第一部件旋转的第二部件，所述凸缘部分从所述管状部分沿着所述径向方向延伸且沿着所述管状部分的轴向方向与所述径向延伸部分相对；和
弹性部件，所述弹性部件具有基部和唇部，所述基部被固定到所述径向延伸部分，所述唇部与所述基部连续并在所述抛油环上滑动；并且
所述唇部包括：
第一轴向唇，所述第一轴向唇从所述基部朝向所述凸缘部分延伸并在所述凸缘部分上滑动；
第二轴向唇，所述第二轴向唇被以沿着所述径向方向与所述第一轴向唇间隔开的关系置于所述第一轴向唇的沿着所述径向方向面向所述管状部分的一侧处，并在所述凸缘部分上滑动；和
径向唇，所述径向唇从所述基部沿着相对于所述抛油环的所述管状部分的中心轴线倾斜的方向离开所述凸缘部分地延伸，并在所述管状部分上滑动；并且
所述第一轴向唇被邻近于密封空间地布置；并且
在所述弹性部件被结合于所述抛油环中之前的结合之前状态中，所述第一轴向唇包括：
第一部分，所述第一部分具有从所述基部沿着所述轴向方向至少朝向所述凸缘部分延伸的延伸方向；
第二部分，所述第二部分具有从所述第一部分的沿着所述轴向方向与所述凸缘部分面对的远端沿着所述径向方向离开所述管状部分且还沿着所述轴向方向朝向所述凸缘部分延伸的延伸方向，所述第二部分的延伸方向使得与所述管状部分的中心轴线形成比由所述第一部分的延伸方向和所述管状部分的中心轴线形成的锐角大的锐角；和
第三部分，所述第三部分具有从所述第二部分的沿着所述径向方向背离所述管状部分的远端沿着所述轴向方向至少朝向所述凸缘部分延伸的延伸方向；并且
所述第一轴向唇在所述第三部分的沿着所述轴向方向的所述凸缘部分侧处具有密封侧倾斜表面、空气侧倾斜表面和远端边缘，所述密封侧倾斜表面从所述第三部分的沿着所述径向方向背离所述管状部分的那个周表面沿着所述轴向方向朝向所述凸缘部分且还沿着所述径向方向朝向所述管状部分地延伸并面对所述密封空间，所述空气侧倾斜表面从所述第三部分的沿着所述径向方向面向所述管状部分的那个周表面沿着所述轴向方向朝向所述凸缘部分且还沿着所述径向方向离开所述管状部分地延伸并面对空气侧空间，所述远端边缘形成在所述密封侧倾斜表面和所述空气侧倾斜表面之间；并且
关于包含所述管状部分的中心轴线的截面中沿着与所述第一轴向唇的延伸方向垂直的横向方向的长度，除了在从所述第一远端边缘的预定延伸方向范围中在所述密封侧倾斜表面和所述空气侧倾斜表面之间的所述第三部分的沿与所述第三部分的所述延伸方向垂直的横向方向的长度之外，所述第二部分包括具有比所述第一部分的与所述第一部分的所述延伸方向垂直的横向长度和所述第三部分的与所述第三部分的所述延伸方向垂直的横向长度短的横向长度的部分；并且
在所述弹性部件被结合于所述抛油环中之后的结合之后状态中，所述第一轴向唇在所述远端边缘处邻接所述凸缘部分，并还被所述凸缘部分挤压从而所述远端边缘和所述基部之间的沿着所述轴向方向的长度比在所述结合之前状态中所述远端边缘和所述基部之间的沿着所述轴向方向的长度短。
2.如权利要求1所述的密封装置，其中：
所述第二部分的除了在从所述第一远端边缘的预定延伸方向范围中在所述密封侧倾斜表面和所述空气侧倾斜表面之间的所述第三部分的沿与所述第三部分的所述延伸方向垂直的横向方向的长度之外具有比所述第一部分的与所述第一部分的所述延伸方向垂直的横向长度和所述第三部分的与所述第三部分的所述延伸方向垂直的横向长度短的横向长度的所述部分沿着所述第二部分的所述延伸方向延伸。
3.如权利要求1或权利要求2所述的密封装置，其中：
所述第二轴向唇包括：
第四部分，所述第四部分从所述基部沿着所述径向方向朝向所述管状部分且还沿着所述轴向方向朝向所述凸缘部分地延伸；和
第五部分，所述第五部分从所述第四部分的沿着所述轴向方向与所述凸缘部分面对的远端沿着所述径向方向离开所述管状部分且还沿着所述轴向方向朝向所述凸缘部分地延伸，并在所述凸缘部分上滑动；并且
在所述弹性部件被结合于所述抛油环中之后的所述弹性部件的非磨损状态中，所述第二轴向唇被以沿着所述径向方向与所述管状部分间隔开的关系布置，而在所述弹性部件被结合于所述抛油环中之后的所述弹性部件的磨损状态中并且还在所述第二轴向唇的用于所述凸缘部分的挤压接触力由于所述第二轴向唇的磨损而被降低至超过预定力的状态中，所述第二轴向唇的与所述抛油环的所述管状部分相对的那个部分的一部分在所述抛油环的所述管状部分上滑动；并且
形成所述径向唇的所述弹性部件的沿着所述轴向方向背离所述凸缘部分的那个表面的轴向凹形部分的底部沿着所述径向方向与所述芯金属部件的所述径向延伸部分的面向所述管状部分的那个端面重叠；并且
形成所述径向唇的所述弹性部件的与所述抛油环的所述管状部分面对的径向凹形部分的底部被沿着所述轴向方向朝向所述凸缘部分地与所述芯金属部件的所述端面间隔开。
4.如权利要求3所述的密封装置，其中，在所述弹性部件被结合于所述抛油环中之前的状态中，所述第四部分的沿着所述径向方向与所述管状部分面对的表面是凹形表面，而所述第五部分的沿着所述径向方向与所述管状部分面对的表面是圆锥形表面或者凸形表面。
5.如权利要求3或权利要求4所述的密封装置，其中所述第五部分的沿着所述径向方向与所述管状部分面对的表面是平滑连续的，并且所述径向唇的沿着所述轴向方向与所述凸缘部分面对的表面是平滑连续的。
6.如权利要求3到5中任一项所述的密封装置，其中在所述结合之前状态中，在沿着所述轴向方向的截面中，所述第四部分的沿着所述径向方向与所述管状部分面对的表面的曲率沿着所述轴向方向朝向所述凸缘部分逐渐地增大。
7.如权利要求3到6中任一项所述的密封装置，其中所述第二轴向唇接收的力仅仅是来自所述抛油环的力。
8.如权利要求3到7中任一项所述的密封装置，其中所述径向唇的用于所述管状部分的接触点沿着所述径向方向与所述芯金属部件的所述端面重叠。
9.如权利要求3到8中任一项所述的密封装置，其中形成所述径向唇的所述弹性部件的与所述抛油环的所述管状部分面对的径向凹形部分的底部沿着所述径向方向与所述基部的沿着所述径向方向最靠近所述管状部分布置的那个部分重叠。
10.一种滚动轴承，包括：
如权利要求1到9中任一项所述的密封装置；
具有至少一个滚道表面的内圈；
具有至少一个滚道表面的外圈；和
被置于所述内圈的所述滚道表面和所述外圈的所述滚道表面之间的多个滚动元件；并且
布置所述密封装置，使得所述密封装置密封滚动元件安装腔室的沿着所述轴向方向的至少一侧中的开口，所述滚动元件安装腔室由所述内圈的外周表面和所述外圈的内周表面界定，并且所述多个滚动元件布置在所述滚动元件安装腔室中；并且
所述密封装置的所述抛油环被固定到所述内圈；并且
密封部件被固定到所述外圈，所述密封部件包括所述密封装置的所述弹性部件和所述密封装置的所述芯金属部件。
11.一种用于轮子的滚动轴承，包括：
如权利要求1到9中任一项所述的密封装置；
内轴；
第一内圈，所述第一内圈被固定到所述内轴并具有第一滚道表面；
第二内圈，所述第二内圈被固定到所述内轴并具有第二滚道表面；
外圈，所述外圈具有第三滚道表面和第四滚道表面；
被置于所述第一滚道表面和所述第三滚道表面之间的多个第一滚动元件；和
被置于所述第二滚道表面和所述第四滚道表面之间的多个第二滚动元件；并且
布置所述密封装置，使得所述密封装置密封滚动元件安装腔室的沿着所述轴向方向的至少一侧中的开口，所述滚动元件安装腔室由所述外圈的内周表面以及所述第一内圈和所述第二内圈的外周表面的与所述外圈的内周表面相对的那些部分界定，并且所述多个滚动元件布置在所述滚动元件安装腔室中；并且
所述密封装置的所述抛油环被固定到所述第一内圈和所述第二内圈中的至少一个；并且
密封部件被固定到所述外圈，所述密封部件包括所述密封装置的所述弹性部件和所述密封装置的所述芯金属部件。
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