CN102089161A - 车轴轴承系统 - Google Patents

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Abstract

提供了一种车轴轴承系统，其中即使在其中在密封部分内使用氟密封件的轴承部分和轮毂轴之间不存在充分空间的情况中，也可能在外圈和内圈之间以确保方式建立电传导。提供了一种车轴轴承系统，所述车轴轴承系统具有轴承部分，所述轴承部分包括内圈(11)，外圈(12)和插入在内圈(11)和外圈(12)之间的多个滚动元件(13)，且轴承部分使用密封部分(20a、20b)安装在轮毂轴(2)上，所述密封部分(20a、20b)每个通过安装在形成在内圈(11)和外圈(12)之间的环形开口部分内的挡油环、芯金属和设置在其间的不导电密封件形成，其中导电体(24)设置在密封部分(20b)内，以在外圈(12)和内圈(11)之间提供导电状态。

Description

车轴轴承系统
技术领域
本发明涉及车轴轴承系统，且更特定地涉及包括用于释放静电的装置的车轴轴承系统，所述静电存储在安装到轮毂轴上的轴承部分的外圈内。
背景技术
在用于保持机动车辆的行驶车轮的车轴轴承系统中，例如可能发生这样的情况，其中由于在安装到车轴轴承系统内的轴承部分的内圈和外圈之间生成的电势差而导致静电存储在外圈中，因此导致火花的间歇重复。因为这样的火花作为电噪声作用在安装到车辆内的无线电和电子设备上且严重影响它们，所以在内圈和外圈之间产生了导电状态，使得内圈和外圈处于相同的电势，以释放所存储的静电。
在此类型的常规的车轴轴承系统中，存在具有由多个环形构件形成的密封装置的车轴轴承系统，所述环形构件安装在相对于彼此旋转的两个构件之间，以将车轴轴承系统的内部密封而与其外部隔开，且在所述车轴轴承系统中，将密封圈以及由导电材料形成的金属圈组装在一起，且形成由这些构件包围的中空部分，使得导电油脂密封在两个构件之间，以提供导电状态(例如，参考专利文献1)，在所述密封圈内，由导电橡胶制成的密封唇形成在由导电材料制成的强化圈上。
相关技术文献
专利文献
专利文献1：JP-UM-A-6-80956(第2页，图1)
发明内容
本发明解决的问题
在专利文献1的轴承系统中，通过由导电橡胶和导电油脂制成的密封环保证了外构件(外圈)和内构件(内圈)之间的导电性。
附带提及的是，车轴轴承系统的轴承部分趋向于容易地被加热到高温。特别地，由橡胶构件制成的且定位在被挡油环和芯金属包围的区域内的导电密封环或环状弹性密封件(在后文中，这些一般地称为填充密封件)被热削弱。因此，已存在如下问题，即当所述填充密封件被加热到超过150℃的温度时，其密封功能降低。
为了解决这样的问题，存在将具有极佳耐热性的氟橡胶用于填充密封件的情形。然而，因为由氟橡胶制成的填充密封件(在下文中称为氟密封件)不具有导电功能，所以不能在外圈和内圈之间通过这样的氟密封件提供导电状态。因此，与氟密封件分离，在轴承部分和轮毂轴之间改装导电防尘密封件等，使得在外圈和内圈之间通过导电防尘密封件提供了导电状态。
然而，安装像这样的导电防尘密封件是麻烦的。当轴承部分和轮毂轴之间不能保证充分的空间的情况中，不能安装导电防尘密封件，且因此不能保证外圈和内圈之间的导电性。
在此情况中，虽然可考虑使用具有导电性和极佳耐热性的丙烯酸树脂作为填充密封件，但因为所述丙烯酸树脂被水削弱，所以它不能使用在用于车辆的轴承系统内，例如在行驶时泥水容易涌到的机动车辆。
已做出了本发明以解决此问题，且本发明的目的是提供可保证轴承部分的外圈和内圈之间的导电性的车轴轴承系统，其中即使在轴承部分和轮毂轴之间未提供充分空间的情况中也以确保的方式在密封部分内使用氟密封件。
解决问题的手段
根据本发明提供了车轴轴承系统，包括：内圈；外圈，所述外圈在内圈和外圈之间形成了环形的开口部分；插入在内圈和外圈之间的多个滚动元件；由设置在环形开口部分内的挡油环、设置在环形开口部分内的芯金属和设置在挡油环和芯金属之间的不导电密封件形成的密封部分；和设置在密封部分内的导电体，以提供外圈和内圈之间的导电状态。
导电体形成为大体上圆柱形形状，且导电体的一侧附接到密封部分的芯金属，且导电体的另一侧形成为接触轮毂轴。替代地，导电体形成为大体上圆环形形状，且导电体的径向内侧附接到密封部分的挡油环，且导电体的径向外侧形成为接触密封部分的芯金属或外圈。
根据本发明设置了车轴轴承系统，所述车轴轴承系统包括安装在轮毂轴上的轴承部分，且包括内圈、外圈和插入在内圈和外圈之间的多个滚动元件，且密封部分附接到所述轴承部分上，所述密封部分每个由安装在形成于内圈和外圈之间的环形开口空间内的挡油环、芯金属和设置在其间的不导电密封件形成，其中环形导电体安装在轮毂轴安装到其上的驱动轴上，使得导电体接触轴承部分的外圈。
本发明的优点
根据本发明，在具有不导电密封件的轴承部分的密封部分内，通过使得内圈和外圈处于相同的电势水平而将静电释放，以通过在密封部分的一个内或在驱动轴上设置环形导电体而在外圈和内圈之间提供导电状态来保证外圈和内圈之间的相同的电势。因此，外圈和内圈之间的导电性可容易地且以确保的方式以简单的构造得以保证。另外，挡油环和内圈之间的装配部分或芯金属和内圈之间的装配部分的腐蚀可被抑制。因此，可通过保证外圈和内圈之间的导电性且抑制那些装配部分的腐蚀来获得高可靠的车轴轴承系统。
附图说明
图1是根据本发明的实施例1的车轴轴承系统的主要部分的竖直剖面图。
图2是图1的密封部分的解释视图。
图3是图2的导电体的解释视图。
图4是当轴承部分安装在轮毂轴上时密封部分的解释视图。
图5(a)是对于实施例1的密封部分的变型的解释视图，且图5(b)是对于实施例1的密封部分的另一个变型的解释视图。
图6是实施例1的密封部分的另一个变型的解释视图。
图7是根据本发明的实施例2的车轴轴承系统的竖直剖面图。
图8是图7的导电构件的解释视图。
具体实施方式
(实施例1)
图1是根据本发明的实施例1的车轴轴承系统的主要部分的竖直剖面图，且图2是图1的密封部分的放大视图。此实施例包括内圈旋转类型的轴承部分。在如下描述中，每个图的左侧称为内侧，且右侧称为外侧。
在附图中，附图标记1指示车轴轴承系统。具有多个螺栓孔4的凸缘3设置在由钢材料制成的轮毂轴2的外侧上的外周上，用于附接行驶车轮(未示出)的螺栓(未示出)被压力装配在所述螺栓孔4内。圆柱形部分5设置在凸缘3的中心部分处，所述圆柱形部分5向内侧突出，且在其外周上安装了将在后文中描述的轴承部分10。附图标记6指示了通孔，所述通孔设置成轴向穿过圆柱部分5的中心部分且驱动轴装配在所述通孔内，且一般地花键设置在通孔的内周上。
轴承部分10包括：由轴承钢材料制成的内圈11，且所述内圈11分为两个部分，内圈11上在形成在内圈11的两个端部分处的肋部分之间设置了滚动表面(滚道表面)；由轴承钢制成的外圈12，且外圈12上设置了两行滚动表面，以对应于内圈11的滚动表面；和作为滚动元件的由轴承钢材料制成的锥形滚子13，所述锥形滚子13单独地以滚动方式保持在由钢材料或树脂材料制成的保持架14a、14b的袋内，且所述锥形滚子13在内圈11和外圈12的滚动表面之间布置为两行。在内圈11的两个分开的部分中，一个分开的部分可与轮毂轴2整体地形成，且另一个分开的部分可通过分开的构件形成。
附图标记20a、20b指示了密封部分，所述密封环形开口部分形成在内圈11和外圈12的两侧处。如在图2中示出，密封部分20a、20b每个由挡油环21、芯金属22以及密封件23制成，所述挡油环21使用例如不锈钢板的金属板被压成环形形状，所述挡油环21具有L形外周部分，且抛油环21的圆柱形部分21b压力装配在内圈的一个端部部分的外周上，使得周向壁22a轴向向外布置，所述芯金属22使用相同类型的不锈钢板压为环形形状，所述芯金属22具有倒置的L形外周部分，且芯金属22的圆柱形部分22b压力装配在外圈12的一个端部部分的内周内，使得周向壁22a布置在挡油环21的轴向内侧，且例如由氟橡胶制成的氟密封件23的由非导电材料制成的密封件附接到芯金属22的周向壁22a，所述密封件23定位在由挡油环21和芯金属22包围的区域内，且所述密封件23的唇部与挡油环21压力接触。
由例如导电的NBR的导电合成橡胶制成的大体上圆柱形的导电体24附接到外密封部分20a的芯金属22的圆柱形部分22b的外端部分。
例如，如在图3中示出，导电体24由附接部分25构成，所述附接部分25设置在一侧处，且具有贴合地装配在芯金属22的圆柱形部分22b上的装配沟槽26和设置在另一侧处的唇部分27。唇部分27分为多个类似于梳子的窄齿行的部分。
接下来将描述以前述方式构造的车轴轴承系统1的组装过程的示例。
首先，在组装包括内圈11、外圈12和锥形滚子13的轴承部分10时，如在图2中示出，具有导电体24的密封部分20a被压力装配在形成在内圈11和外圈12的两侧处的环形开口部分的外环形开口部分内。不具有导电体24的密封部分20b被压力装配在内环形开口部分内，因此构成了轴承部分10。
然后，这样构成的轴承部分10的内圈11从内侧与布置在外侧(凸缘部分3侧)上的密封部分20a被压力装配在轮毂轴2的圆柱形部分5上，圆柱形部分5的内端部分被弯曲以夹紧内圈11(夹紧部分7)。如此，轴向力施加在夹紧部分7和设置在外侧上的台阶部分8之间，因此轴承部分10被固定到轮毂轴2。此时，如在图4中示出，外密封部分20a的导电体24的唇部27压靠于轮毂轴2的凸缘部分3的壁表面，且然后被弯曲以与其压力接触。
轴承部分10以上述方式设置在其上的轮毂轴2整体地固定到驱动轴(未示出)，使得通孔6装配在驱动轴上。设置在轴承部分10的外圈12上的凸缘部分15固定到车轴箱等以不旋转，且包括驱动轴和轴承部分10的内圈11的轮毂轴2通过锥形滚子13被可旋转地支撑。
在附接到驱动轴的车轴轴承系统1内，当驱动轴旋转时，与驱动轴整合的轮毂轴2和轴承部分10的内圈11以及密封部分20a、20b的挡油环21旋转。
另一方面，轴承部分10的外圈12，附接到相应的芯金属22的密封部分20a、20b的芯金属22和氟密封件23不旋转。氟密封件23的唇部与旋转的挡油环21滑动接触，以密封环形开口部分。
此时，设置在密封部分20a的芯金属22处的导电体24也不旋转，且其唇部分27与旋转的轮毂轴2的凸缘3的壁表面滑动接触。
通过唇部分27与凸缘3的壁表面的滑动接触，外圈12和内圈11之间的导电性通过芯金属22、导电体24和轮毂轴2得以保证，使得两个圈都保持在相同的电势水平。因此，在外圈12内不存储静电，且因此不生成火花。也通过密封部分20a、20b防止了行驶车辆溅起的泥水侵入到轴承部分10内部。
另外，作为内圈和外圈之间的导电路径，因为氟密封件23是不导电的，所以电流可优选地从芯金属22通过导电体24被带入轮毂轴2(电流可从轮毂轴2通过导电体24带入芯金属22)。因此，因为通过挡油环21建立的电传导很小，所以可以抑制挡油环21和内圈11之间的装配部分的腐蚀。
(实施例1的变型)
图5和图6是示出了根据本发明的实施例的车轴轴承系统1的轴承部分10的密封部分20a的其它示例的解释视图。
图5(a)示出了变型，其中由导电合成橡胶制成的环形且展开的导电体24的径向内侧附接到挡油环21的外周端部部分，所述挡油环21固定到轴承部分10的密封部分20a的内圈11，且设置在挡油环21的外周上的唇部分27与固定到外圈12的芯金属22的圆柱形部分22b的内周表面邻接。在此情况中，芯金属22需要由例如具有导电性的钢板的金属材料形成。
图5(b)示出了另一个变型，其中由导电的合成橡胶制成的环形导电体24的径向内侧附接到挡油环21的外周部分，且环形导电体24的唇部分27与外圈12的外侧端面邻接。
进一步，图6示出了再一个变型，其中由导电的合成橡胶制成的环形导电体24的径向内侧的直径大于芯金属22的圆柱形部分22b的内侧直径，所述环形导电体24的径向内侧附接到挡油环21的外周端部部分，所述环形导电体24的唇部分27被大体弯曲为C状形状，以与芯金属22的圆柱形部分22b的内周表面邻接，且油脂28填充在唇部分27的内侧和芯金属22的圆柱形部分22b的内周表面之间。
图5和图6的导电体24的唇部分27不需与芯金属22或外圈12沿其整个圆周邻接。例如，如在图3中示出，唇部分27可形成为梳子的窄齿行，以与相关部分间断地邻接。因此，可以仅唇部分27的至少部分必须与相关部分邻接，以建立电传导。
在图5(a)和图6的情况中，轴承部分10的外圈12和内圈11通过芯金属22、导电体24和挡油环21处于导电状态。在图5(b)的情况中，外圈12和内圈11通过导电体24和挡油环处于导电状态。由此，因为外圈12和内圈11二者都保持为相同的电势水平，所以不导致在外圈12内存储静电的情况。
在图5(a)、图5(b)的描述中，虽然导电体24描述为设置在外密封部分20a上，但导电体24可设置在内密封部分20b上。
根据实施例，改装的防尘密封件等不必须设置在具有不导电的氟密封件23的轴承部分10的密封部分20a、20b内。替代地，在外圈12和内圈11之间建立电传导的环形导电体24设置在密封部分20a内，使得外圈12和内圈11之间设置了导电状态，以将两个圈保持在相同的电势水平。因此，即使在轴承部分10和轮毂轴2之间不保证充分的空间的情况中，也可在外圈12和内圈11之间容易地且以确保的方式使用简单的构造保证导电性，从而使得可能防止存储静电。
此外，作为内圈和外圈之间的导电路径，因为氟密封件23是不导电的，所以可能建立从挡油环21通过导电体24到外圈12的电传导(电传导可从外圈通过导电体24到挡油环21而建立)。因此，特别地在图5(b)中示出的构造中，因为通过芯金属22建立的电传导很小，所以可抑制芯金属22和外圈12之间的装配部分的腐蚀。
在以上做出的描述中，虽然根据实施例的密封部分20描述为使用在包括内圈旋转类型的轴承部分10的车轴轴承系统1内，但根据实施例的密封部分20也可使用在包括外圈旋转类型的轴承部分的车轴轴承系统内。
(实施例2)
图7是根据本发明的实施例2的车轴轴承系统的主要部分的截面图，且图8是图7的导电构件的截面图。图7示出了驱动轴35固定地装配在轮毂轴2内的通孔6内的状态。在如下描述中，每个图的右侧称为内侧，且左侧称为外侧。相同的附图标记将赋予与图1中的类似的部分，以省略相同描述的重复。
附图标记30指示了导电构件。如在图8中示出，通过压制例如铁板或不锈钢板的金属板，导电构件30通过圆柱形部分31和凸缘部分32形成为环形形状，所述凸缘部分32设置在圆柱形部分31的外周上。由例如导电的NBR的导电合成橡胶制成的环形且展开的导电体24整体地附接到凸缘部分32。圆柱形部分31的内径几乎等于驱动轴35的台阶部分36的外径。导电体24的唇部分27的外径形成为几乎等于或略微小于轴承部分10的外圈12的外径。与实施例1相同，唇部分27形成为梳子的窄齿行。
通过粘合剂等通过压力装配或通过将圆柱形部分31装配在驱动轴35的台阶部分36上使得唇部分27布置在外侧上，来固定通过上述方式构造的导电构件30。
然后，车轴轴承系统1的轮毂轴2内的通孔6装配在驱动轴35上以被固定到其上。以此，驱动轴35的台阶部分36与轮毂轴2的夹紧部分7邻接。导电构件30的导电体24的唇部分27压靠于轴承部分10的外圈12的内端面。
在通过上述方式构造的实施例中，轴承部分10的外圈12以类似于实施例1的方式固定，且轮毂轴2和内圈11被驱动轴35驱动旋转。此时，安装在驱动轴35的台阶部分36上的导电构件30也旋转，从而设置在导电构件30上的导电体24的唇部分27旋转，同时与外圈12的端面滑动接触。
通过此构造，在外圈12和内圈11之间通过导电构件30提供了导电状态，所述导电构件30包括导电体24、驱动轴35和轮毂轴2，从而，将外圈12和内圈11保持为相同的电势水平。虽然导电构件30描述为由金属构件和导电橡胶制成，但导电橡胶可直接附接到驱动轴35。
在此实施例中，也可实现与实施例1中获得的几乎相同的优点。
在以上描述中，虽然本发明应用于在附图中描述的车轴轴承系统1，但本发明不限制于此，且因此本发明也可应用于具有其它构造的车轴轴承系统。
当然，本发明可使用多种方式执行而不偏离本发明的精神和范围。虽然已参考特定实施例详细描述本发明，但对本发明所隶属的领域的一般技术人员显而易见的是可对所述实施例进行各种替代或变型，而不偏离本发明的精神和范围或发明范围。
本发明基于2008年7月8日提交的日本专利申请(No.2008-177530)，其内容在此通过引用合并。
工业实用性
根据本发明，外圈和内圈之间的导电性可容易地且以确保的方式使用简单的构造得到保证，从而使得可能获得高可靠的车轴轴承系统。
附图标记说明
1  车轴轴承系统
2  轮毂轴
3  凸缘
5  圆柱形部分
6  通孔
10 轴承部分
11 内圈
12 外圈
13 锥形滚子(滚动元件)
20a、20b  密封部分
21 挡油环
22 芯金属
23 氟密封件
24 导电体
27 唇部分
30 导电构件
35 驱动轴
36 台阶部分

Claims (6)

1.一种车轴轴承系统，包括：
内圈；
外圈，所述外圈在所述内圈和所述外圈之间形成环形开口部分；
多个滚动元件，所述多个滚动元件插入在所述内圈和所述外圈之间；
密封部分，所述密封部分由设置在所述环形开口部分内的挡油环、设置在所述环形开口部分内的芯金属以及设置在所述挡油环和所述芯金属之间的不导电密封件形成；和
导电体，所述导电体设置在所述密封部分内，以提供所述外圈和所述内圈之间的导电状态。
2.根据权利要求1所述的车轴轴承系统，
其中所述导电体大体上形成为圆柱形形状，以使所述导电体的一侧附接到所述密封部分的所述芯金属，且所述导电体的另一侧接触轮毂轴。
3.根据权利要求1所述的车轴轴承系统，
其中所述导电体大体上形成为环形形状，以使所述导电体的径向内侧附接到所述密封部分的所述挡油环，且所述导电体的径向外侧接触所述密封部分的所述芯金属或所述外圈。
4.一种车轴轴承系统，包括：
轮毂轴；
附接到所述轮毂轴的轴承部分，所述轴承部分包括：
内圈；
外圈，所述外圈在所述内圈和所述外圈之间形成环形开口部分；
多个滚动元件，所述多个滚动元件插入在所述内圈和所述外圈之间；和
密封部分，所述密封部分由设置在所述环形开口部分内的挡油环、设置在所述环形开口部分内的芯金属以及设置在所述挡油环和所述芯金属之间的不导电密封件形成；和
驱动轴，所述驱动轴包括环形导电构件，所述环形导电构件接触所述轴承部分的所述外圈，且所述轮毂轴安装在所述环形导电构件上。
5.根据权利要求1所述的车轴轴承系统，
其中所述导电体由具有导电性的合成橡胶形成。
6.根据权利要求4所述的车轴轴承系统，
其中所述导电体由具有导电性的合成橡胶形成。
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