CN103210224B - 车轮用轴承装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种改善密封件的密封性能并且还提高装配部的气密性的车轮用轴承装置。外侧密封件(8)包括一体的金属芯(12)和密封构件(13)。金属芯(12)包括：压配合在外构件(5)的端部的内周中的筒状部(12a)；弯曲并且从筒状部(12a)沿径向向内方向延伸的径向内部(12b)；以及从筒状部(12a)沿径向向外方向延伸并且附着至外构件(5)的端面的盘状部(12c)。密封构件(13)借助硫化粘合一体地附着到所述金属芯(12)的径向内部(12b)。密封构件(13)包括作为一体部分的侧唇(13a)，所述侧唇沿径向向外方向倾斜地延伸并且以轴向过盈与车轮安装凸缘(6)的基部(6b)滑动接触。堰部(13d)形成为围绕金属芯(12)的盘状部(12c)并与其接合，从而覆盖盘状部(12c)。堰部(13d)形成为与外构件(5)的端部的外周相比进一步径向向外突出，并且还与外构件(5)的端部的外周弹性接触。

Description

车轮用轴承装置
技术领域
本发明涉及用于可旋转地支承诸如汽车的车辆的车轮的车轮用轴承装置，且更具体地涉及旨在提高尤其是车轮用轴承装置的装配部中的密封件的密封性能的车轮用轴承装置。
背景技术
用于支承车轮的车轮用轴承装置经由滚动轴承以可旋转的方式支承用于安装车轮的毂轮，并且存在用于从动轮和用于驱动轮的车轮用轴承装置。从结构的原因来看，内圈旋转型可供驱动轮使用，而内圈旋转型和外圈旋转型均可供从动轮使用。通常，车轮用轴承装置被分类成：包括双列角接触滚珠轴承的车轮轴承被装配在转向节与毂轮之间的所谓的第一代类型；车体安装凸缘或车轮安装凸缘被直接形成在外构件的外周上的第二代类型；其中一个内滚道表面被直接形成在毂轮的外周上的第三代类型；以及内滚道表面被分别直接形成在毂轮的外周和等速万向节的外接头构件的外周上的第四代类型。
由于车轮用轴承装置通常被设置在易于被泥水等溅射的车辆位置处，因此所述车轮用轴承装置具有密封装置以密封所述车轮用轴承装置的外构件和内构件之间的空间。通过检验从市场回收的车轮用轴承装置的受损状况，发现车轮用轴承装置很大比例上是由密封装置的问题导致损坏而不是由诸如磨损或剥离的自然原因造成损坏。因此，可以预期通过提高密封装置的密封性和耐用性可提高轴承装置的寿命。
已经提出密封性能改善的数种密封结构，并且在图10中示出了设置有这种密封结构的现有技术的车轮用轴承装置的一个代表性示例。该车轮用轴承装置具有外构件50，所述外构件在其内周形成有双列外滚道表面50a、(50a)，并且借助转向节被紧固到车体。此外，毂轮53和等速万向节(未示出)的外接头构件借助沿其内滚道表面和外滚道表面等距离地保持的双列滚珠52、(52)而被可旋转地安装在所述外构件50上。
与所述双列外滚道表面50a、(50a)中的一个外滚道表面对应的内滚道表面53a被形成于毂轮53的外周上，并且供安装制动盘和车轮(未示出)的车轮安装凸缘54也形成于毂轮53的一端上。
密封结构55包括：车轮安装凸缘54的内侧表面54a；装配到外构件50的内周中的金属芯56；以及紧固到金属芯56上的弹性密封构件57。弹性密封构件57包括：两个轴向唇部58，这两个轴向唇部轴向接触车轮安装凸缘54的侧表面54a；以及径向唇部59，所述径向唇部径向接触毂轮53的外周。
此外，金属芯56具有径向延伸的堰部56a，所述堰部56a适于紧密地接触所述外构件50的外侧端面。该堰部56a形成为具有圆弧形(即，月牙形)构造，并且设置在车轮用轴承装置的上半区域中。
当在车辆行驶期间泥水溅射到外构件50上时，由于存在堰部56a，因此这种密封结构55能防止泥水流向车轮安装凸缘54的侧表面54a。因此，能防止泥水残留在轴向唇部58周围并且因此能保持车轮用轴承装置的密封性能(例如，参见下文的专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开专利公报2003-49852
发明内容
本发明要解决的技术问题
然而，在这种密封结构55中，必须将金属芯56与车轮安装凸缘54的侧表面54a之间的间隙设置为较小，以便保持轴向唇部58抵靠侧表面54a的期望接触压力。这对车轮用轴承装置的设计自由度造成限制。此外，由于月牙形的堰部56a仅设置在车轮用轴承装置的上半区域中，因此当在组装车轮用轴承装置期间在将金属芯56压配合到外构件50中时，必须使得堰部56a位于车轮用轴承装置的上半区域中。这增加了组装步骤和时间，且因此增加了制造成本。此外，担心在车辆行驶期间堰部56a由于砾石等的冲击而弹性变形。
因此，本发明的目的是提供一种密封件和装配部的密封性能提高的车轮用轴承装置。
解决问题的手段
为了达到本发明的目的，根据本发明的第一方面，提供了一种车轮用轴承装置，该车轮用轴承装置包括：外构件，所述外构件的外周上形成有待被安装到转向节上的车体安装凸缘，并且所述外构件的内周上形成有双列外滚道表面；内构件，所述内构件包括毂轮和内圈，所述毂轮的一端形成有车轮安装凸缘并且所述毂轮具有从所述车轮安装凸缘轴向延伸的筒状部，所述内圈被压配合到所述毂轮的所述筒状部，所述内构件的外周上形成有与所述双列外滚道表面对置的双列内滚道表面；双列滚动元件，所述滚动元件以能自由滚动的方式容纳在所述外构件的所述外滚道表面与所述内构件的所述内滚道表面之间；以及密封件，所述密封件被安装在所述外构件与所述内构件之间形成的环形开口内；其特征在于：所述密封件中的外侧密封件包括金属芯和密封构件；所述金属芯包括压配合到所述外构件的外侧端内周中的筒状部、弯曲并从所述筒状部径向向内延伸的径向内部、以及从所述筒状部径向向外延伸并且适于紧密地接触所述外构件的外侧端面的盘状部；并且所述密封构件借助硫化粘合一体地附着到所述金属芯的所述径向内部；并且所述密封构件包括：侧唇，所述侧唇径向向外倾斜并且适于以轴向过盈以可滑动的方式接触所述车轮安装凸缘的内侧的基部；以及堰部，所述堰部围绕所述金属芯的所述盘状部的外周形成从而覆盖所述盘状部并附着至所述盘状部，所述堰部形成为从所述外构件的外侧端的外周径向向外突出并且所述堰部的内周与所述外构件的外侧端的外周弹性接触。
根据本发明的第一方面的车轮用轴承装置，由于其特征在于所述密封件中的外侧密封件包括金属芯和密封构件；所述金属芯包括压配合到所述外构件的外侧端内周中的筒状部、从所述筒状部径向向内延伸的径向内部、以及从所述筒状部径向向外延伸并且适于紧密地接触所述外构件的外侧端面的盘状部；并且所述密封构件借助硫化粘合一体地附着到所述金属芯的所述径向内部；并且所述密封构件包括：一体形成的侧唇，所述侧唇径向向外倾斜并且适于以轴向过盈以可滑动的方式接触所述车轮安装凸缘的内侧的基部；以及堰部，所述堰部围绕所述金属芯的所述盘状部的外周形成从而覆盖所述盘状部并附着至所述盘状部，所述堰部形成为从所述外构件的外侧端的外周径向向外突出并且所述堰部的内周与所述外构件的外侧端的外周弹性接触，因此能防止金属芯在车辆行驶期间被砾石损坏、或防止在所述车轮用轴承装置的组装期间堰部与车轮用轴承装置的其他部件干涉而损坏。此外，可防止在车辆行驶期间雨水或泥水经由外构件的外周流入所述车轮安装凸缘和外构件之间的空间中。因此，可提供其中密封件的密封性能提高并且装配部的密封性能也提高的车轮用轴承装置。
根据本发明的第二方面，优选地限定了，所述外构件的外侧端的外周借助机加工过程形成为供所述密封构件的所述堰部的内周弹性接触的平滑小径部。同样根据本发明的第三方面，优选地限定了，所述外构件的内侧端部借助机加工过程形成有供所述密封构件的所述堰部的内周弹性接触的倒角部。
根据本发明的第四方面，优选的是，所述密封构件的所述堰部附着到所述金属芯，从而覆盖所述金属芯的暴露表面。这使得可抑制金属芯发生腐蚀。因此，可使用价格低廉并且可加工性优良的冷轧钢板，因此可不使用价格高昂的不锈钢板制造金属芯而实现低制造成本。
根据本发明的第五方面，优选的是，在所述密封构件的所述堰部的内周上形成有突出的预定宽度的装配表面，并且在所述装配表面的一侧或两侧上形成有底切部。底切部的设置使得堰部的装配表面的弹性变形能够由底切部吸收，并因此能设置堰部的较大过盈。此外，能进一步提高堰部和外构件之间的装配表面的密封性能。
根据本发明的第六方面，优选地限定了，所述密封构件的所述堰部的外周形成有倾斜表面。这使得能减少密封构件的材料量，并且还提高了其可成型性并因此降低制造成本。
根据本发明的第七方面，优选地限定了，在所述密封构件的所述堰部的外周上形成有多个周向沟槽。周向沟槽的设置使得能够将溢流过堰部的泥水等排放到车轮用轴承装置的外部，并且防止泥水直接流动到密封构件的侧唇上并因此提高车轮用轴承装置的密封性能和耐用性。
根据本发明的第八方面，优选地限定了，所述密封构件的所述堰部以小轴向间隙与所述车轮安装凸缘的内侧表面对置而在二者之间形成迷宫式密封。这使得能防止雨水或泥水进入到唇部上并且因此能提高密封性能。
根据本发明的第九方面，优选地限定了，所述密封构件还包括在从所述侧唇径向向内的位置处径向向外倾斜的一体形成的防尘唇、以及朝向轴承的内侧倾斜的也一体形成的油脂唇，并且所述车轮安装凸缘的内侧的基部被形成为具有曲面；并且所述侧唇和所述防尘唇以预定轴向过盈以可滑动的方式接触所述基部。这使得能提高密封件的密封性能。
根据本发明的第十方面，优选地限定了，所述金属芯的所述盘状部的末端弯曲而形成弯曲边缘部。这使得能够提高金属芯的强度和刚度，并且还增强了金属芯和密封构件之间的连接。
根据本发明的第十一方面，还优选地限定了，所述车轮安装凸缘的内侧的基部形成为具有圆弧截面，该圆弧截面具有预定曲率半径；一环形金属构件被装配在所述基部上，所述环形金属构件包括形成为具有与所述基部的形状对应的圆弧截面的弯曲部、适于紧密接触所述基部的内侧表面的盘状部、以及从所述盘状部的径向最外部朝向远离所述车轮安装凸缘的方向轴向延伸的伞部；所述基部的曲率半径大于所述环形金属构件的所述弯曲部的曲率半径；并且所述侧唇和所述防尘唇以预定轴向过盈以可滑动的方式接触所述环形金属构件，并且所述油脂唇以预定径向过盈也以可滑动的方式接触所述环形金属构件。这使得能防止在唇的滑动接触部处发生腐蚀并且因此长期保持期望的密封性。此外，能防止环形金属构件与车轮安装凸缘的基部的圆弧部干涉而防止其从所述基部浮动。因此，能保持车轮安装凸缘的基部的侧表面与环形金属构件之间的紧密接触，且因此能通过抑制侧唇、防尘唇和油脂唇的过盈变动而保持稳定的密封性能。
根据本发明的第十二方面，优选地限定了，所述环形金属构件的所述伞部以小间隙与所述密封构件的所述堰部对置而形成迷宫式密封。这使得能防止泥水直接进入侧唇上并且还防止泥水经由基部的侧表面与环形金属构件之间的装配部进入到车轮用轴承装置中。
根据本发明的第十三方面，还优选地限定了，所述环形金属构件由具有耐腐蚀性的钢板压制而成，并且精加工成表面粗糙度Ra为0.2至0.6。这使得能获得优良的密封滑动表面且因此能抑制唇的磨损并且在车轮轴承在严苛环境下使用时长期保持密封件的密封性能。
发明效果
根据本发明的车轮用轴承装置，由于所述车轮用轴承装置包括：外构件，所述外构件的外周上形成有待被安装到转向节上的车体安装凸缘，并且所述外构件的内周上形成有双列外滚道表面；内构件，所述内构件包括毂轮和内圈，所述毂轮的一端形成有车轮安装凸缘并且所述毂轮具有从所述车轮安装凸缘轴向延伸的筒状部，所述内圈被压配合到所述毂轮的所述筒状部，所述内构件的外周上形成有与所述双列外滚道表面对置的双列内滚道表面；双列滚动元件，所述滚动元件以能自由滚动的方式容纳在所述外构件的所述外滚道表面与所述内构件的所述内滚道表面之间；以及密封件，所述密封件被安装在所述外构件与所述内构件之间形成的环形开口内；其特征在于：所述密封件中的外侧密封件包括金属芯和密封构件；所述金属芯包括压配合到所述外构件的外侧端内周中的筒状部、弯曲并从所述筒状部径向向内延伸的径向内部、以及从所述筒状部径向向外延伸并且适于紧密地接触所述外构件的外侧端面的盘状部；并且所述密封构件借助硫化粘合一体地附着到所述金属芯的所述径向内部；并且所述密封构件包括：侧唇，所述侧唇径向向外倾斜并且适于以轴向过盈以可滑动的方式接触所述车轮安装凸缘的内侧的基部；以及堰部，所述堰部围绕所述金属芯的所述盘状部的外周形成从而覆盖所述盘状部并附着至所述盘状部，所述堰部形成为从所述外构件的外侧端的外周径向向外突出并与其弹性接触，因此能防止所述密封构件的所述堰部在所述车轮用轴承装置的组装期间与车轮用轴承装置的其他部件干涉而损坏并防止金属芯在车辆行驶期间被砾石损坏。此外，可防止在车辆行驶期间雨水或泥水经由外构件的外周流入所述车轮安装凸缘和外构件之间的空间中。因此，可提供其中密封件的密封性能提高并且装配部的密封性能也提高的车轮用轴承装置。
附图说明
图1是示出了用于本发明的车辆的车轮用轴承装置的一个优选实施方式的纵向剖视图；
图2是图1的密封部的局部放大图；
图3是图2的一个变型例的局部放大图；
图4是图2的另一变型例的局部放大图；
图5是图4的一个变型例的局部放大图；
图6是图3的一个变型例的局部放大图；
图7是图6的一个变型例的局部放大图；
图8是图5的一个变型例的局部放大图；
图9的(a)至(c)是所述密封部的堰部的变型例的局部放大图；以及
图10是现有技术的密封结构的局部放大图。
具体实施方式
实施本发明的最佳模式是一种车轮用轴承装置，该车轮用轴承装置包括：外构件，所述外构件的外周上形成有待被安装到转向节上的车体安装凸缘，并且所述外构件的内周上形成有双列外滚道表面；内构件，所述内构件包括毂轮和内圈，所述毂轮的一端形成有车轮安装凸缘并且所述毂轮具有从所述车轮安装凸缘轴向延伸的筒状部，所述内圈被压配合到所述毂轮的所述筒状部，所述内构件的外周上形成有与所述双列外滚道表面对置的双列内滚道表面；双列滚动元件，所述滚动元件以能自由滚动的方式容纳在所述外构件的所述外滚道表面与所述内构件的所述内滚道表面之间；以及密封件，所述密封件被安装在所述外构件与所述内构件之间形成的环形开口内；其特征在于：所述密封件中的外侧密封件包括金属芯和密封构件；所述金属芯包括压配合到所述外构件的外侧端内周中的筒状部、弯曲并从所述筒状部径向向内延伸的径向内部、以及从所述筒状部径向向外延伸并且适于紧密地接触所述外构件的外侧端面的盘状部；并且所述密封构件借助硫化粘合一体地附着到所述金属芯的所述径向内部；并且所述密封构件包括：侧唇，所述侧唇径向向外倾斜并且适于以轴向过盈以可滑动的方式接触所述车轮安装凸缘的内侧的基部；以及堰部，所述堰部围绕所述金属芯的所述盘状部的外周形成从而覆盖所述盘状部并附着至所述盘状部，所述堰部形成为从所述外构件的外侧端的外周径向向外突出并与其弹性接触。
实施方式
将在下文参考附图来描述本发明的优选实施方式。
图1是示出了用于本发明的车辆的车轮用轴承装置的一个优选实施方式的纵向剖视图；图2是图1的密封部的局部放大图；图3是图2的一个变型例的局部放大图；图4是图2的另一变型例的局部放大图；图5是图4的一个变型例的局部放大图；图6是图3的一个变型例的局部放大图；图7是图6的一个变型例的局部放大图；图8是图5的一个变型例的局部放大图；图9的(a)至(c)是所述密封部的堰部的变型例的局部放大图。在本说明书的描述中，术语“外侧”定义为将轴承装置安装到车辆上时位于车体外侧的那一侧(图1中的左侧)，术语“内侧”定义为将轴承装置安装到车辆上时位于车体内侧的那一侧(图1中的右侧)。
用于车辆的该车轮用轴承装置是用于驱动轮的第三代类型，并且包括内构件3以及外构件5，内构件3包括毂轮1和紧固在该毂轮1上的内圈2，外构件5经由双列滚动元件(滚珠)4、4装配到内构件3上。
毂轮1在其一端上一体地形成有车轮安装凸缘6，并在外周上形成有一个(外侧)内滚道表面1a、在内周上形成有用于扭矩传递的锯齿部(或花键)1c，并且具有从所述内滚道表面1a轴向延伸的筒状部1b。用于紧固车轮的毂螺栓6a沿车轮安装凸缘6的外周等距地布置在车轮安装凸缘6上。
内圈2在其外周上形成有另一(内侧)内滚道表面2a并且以预定过盈被压配合在毂轮1的筒状部1b上。使筒状部1b的端部塑性变形而形成铆合部1d，借助所述铆合部1d以预定轴承预压力将内圈2轴向紧固在毂轮1的筒状部1b上。
毂轮1由碳含量按重量计为0.40-0.80％的中/高碳钢制成，并通过高频感应淬火硬化而使得从车轮安装凸缘6的形成为密封件8的密封件安置部的内侧基部6b到筒状部1b的、包括内滚道表面1a的区域被硬化为具有HRC 58-64的表面硬度。铆合部1d不被淬火而保持锻造之后的表面硬度。在另一方面，内圈2和滚动元件4由诸如SUJ2的高碳铬钢形成，并通过浸入淬火硬化至其芯部而具有HRC 58-64的硬度。
在外构件5的外周上一体地形成有车体安装凸缘5b，该车体安装凸缘待安装在形成为车辆悬挂装置的一部分的转向节(未示出)上，并且在外构件5的内周上一体形成有与所述内构件3的内滚道表面1a、2a对置的双列外滚道表面5a、5a。双列滚珠4、4被容纳在所述外滚道表面5a、5a和内构件3的内滚道表面1a、2a之间并且由保持架7、7以可滚动的方式保持。
类似于毂轮1，外构件5由碳含量按重量计为0.40-0.80％的中/高碳钢制成，并且至少双列外滚道表面5a、5a的表面通过高频感应淬火硬化而具有HRC 58-64的表面硬度。密封件8、9安装在外构件5和内构件3之间形成的环形开口中，以防止容纳在轴承中的油脂泄漏并防止雨水或灰尘从外部进入轴承。
密封件8、9中的内侧密封件9形成为所谓的充填密封件，包括环形密封板10以及抛油环11，所述密封板10以预定过盈被压配合到形成为定子构件的外构件5的内侧端的内周中，抛油环11被压配合到形成为转子构件的内圈2的外周上，从而与密封板10对置地设置。外侧密封件8被形成为一体式密封件，其包括金属芯12以及密封构件13，金属芯12以预定过盈压配合到外构件5的外侧端内周中，并且密封构件13借助硫化粘合被一体地附着到金属芯12。
如图2的放大图中所示的，金属芯12由防腐冷轧钢板(JIS SPCC等)等压制成具有环形构造，并且金属芯12包括：以预定过盈压配合到外构件5的外侧端内周中的筒状部12a；从筒状部12a径向向内延伸的径向内部12b；以及盘状部12c，所述盘状部从筒状部12a径向向外延伸并且适于紧密地接触外构件5的外侧端面5c，所有这些部分都一体地形成。盘状部12c抵靠外构件5的外侧端面5c的紧密接触使得能够实现密封件8的精确定位，并且能够提高密封件8和外构件5之间的密封性能。
在另一方面，密封构件13由诸如NBR(丁腈橡胶)的合成橡胶制成，并且通过硫化粘合一体地附着到金属芯12。如图2中的放大图所示的，密封构件13包括：侧唇13a，所述侧唇径向向外倾斜并且适于以预定轴向过盈滑动地接触基部6b的内侧表面；防尘唇13b，所述防尘唇在相对于侧唇13a径向向内的位置处也径向向外倾斜，并且适于以预定轴向过盈滑动地接触呈圆弧构造的基部6b；以及油脂唇13c，所述油脂唇径向向内倾斜，并且适于以预定径向过盈滑动地接触基部6b。
用于密封构件13的材料除了NBR外例如是具有高耐热性的HNBR(氢化丁腈橡胶)、EPDM(三元乙丙橡胶)等、以及具有高耐热性和耐化学性的ACM(丙烯酸酯橡胶)、FKM(氟橡胶)或硅橡胶。
虽然在此处示出了将滚珠用作滚动元件4的双列角接触滚珠轴承的车轮用轴承装置，但是应当注意的是，本发明并不局限于这种车轮用轴承装置，也可应用到形成为利用锥形滚子作为滚动元件4的双列锥形滚子轴承的车轮用轴承装置。此外，虽然示出了用于驱动轮的第三代类型的车轮用轴承装置，但是本发明也可应用到第二代类型或第四代类型的车轮用轴承装置。
根据该实施方式，金属芯12的盘状部12c的末端形成为使其从外构件5的外侧端的外周突出。密封构件13附着到金属芯12，使得所述密封构件在从径向内部12b至盘状部12c的区域上覆盖金属芯12的暴露表面而形成堰部13d。密封构件13的这种布置使得避免使用诸如不锈钢板的价格高昂的钢板作为金属芯12的材料，并且使得能够使用具有高可加工性的价格低廉的冷轧钢板。因此，这可降低车轮用轴承装置的制造成本。此外，可防止堰部13d在车辆行驶期间被砾石损坏、或由于在所述车轮用轴承装置的组装期间与车轮用轴承装置的其他部件干涉而损坏，在现有技术金属的裸露堰部中有时会引起这样的损坏。此外，外构件5的外侧端的外周借助车削等被机加工成具有平滑小径部，并且堰部13d的内周与外构件5的外周弹性接触。因此，可防止在车辆行驶期间雨水或泥水经由外构件5的外周流入车轮安装凸缘6和外构件5之间的空间中。因此，可提供这样的车轮用轴承装置，该车轮用轴承装置的密封件8具有长期的优良密封性能并且装配部具有高密封性能。
图3示出了图2的密封件8的变型例。该密封件14与密封件8的不同之处仅在于密封构件的构造，且因此在这里使用相同的附图标记指代相同的部件，并且将省略其详细描述。
密封件14是一体式密封件，包括压配合到外构件5’中的金属芯12以及附着到金属芯12的密封构件15。密封构件15由诸如NBR等的合成橡胶形成，并且借助硫化粘合而一体地附着到金属芯12。类似于上述密封构件13，该密封构件15包括：侧唇13a，所述侧唇径向向外倾斜；防尘唇13b，所述防尘唇在从侧唇13a径向向内的位置处也径向向外倾斜；以及油脂唇13c，所述油脂唇朝向轴承的内侧倾斜。
密封构件15附着到金属芯12，使得所述密封构件在从径向内部12b至盘状部12c的区域上覆盖金属芯12的暴露表面，从而形成堰部15a。堰部15a的内周弹性地接触外构件5’的倒角部5d。因此，可防止堰部15a在车辆的运行期间被砾石损坏，或在组装期间与车轮用轴承装置的其他部件干涉而损坏，并且还可获得稳定的接触力且因此提高倒角部5d与堰部15a之间的密封性能。因此，可提供这样的车轮用轴承装置，所述车轮用轴承装置并不需要机加工过程来减小外构件的外侧端的外周的直径，因此能以低成本来制造。
图4是图2的密封件8的另一变型例。该密封件16与密封件8的根本不同之处仅在于密封构件的部分构造，且因此在这里使用相同的附图标记指代相同的部件，并且将省略其详细描述。
密封件16是一体式密封件，包括压配合到外构件5的外侧端的内周中的金属芯17以及附着到金属芯17的密封构件18。金属芯17由冷轧钢板压制成具有环形构造，并且所述金属芯包括：筒状部12a，所述筒状部压配合到外构件5的外侧端的内周中；径向内部12b，所述径向内部弯曲并从筒状部12a径向向内延伸；盘状部12c，所述盘状部从筒状部12a径向向外延伸并且紧密地接触外构件5的外侧端面5c；以及弯曲边缘部17a，所述弯曲边缘部通过轴向弯曲盘状部12c的末端而形成，金属芯17的所有这些部分都被一体地形成。设置弯曲边缘部17a使得能够提高金属芯17的强度和刚度，并且还能增强金属芯17与密封构件18之间的连接。
在另一方面，密封构件18由诸如NBR的合成橡胶形成并且借助硫化粘合而一体地附着到金属芯17。密封构件18包括：径向向外倾斜的侧唇13a；防尘唇13b，所述防尘唇在相对于侧唇13a径向向内的位置处也径向向外倾斜；以及油脂唇13c，所述油脂唇径向向内倾斜；并且密封构件18形成有堰部18a，该堰部在包括金属芯17的盘状部12c的区域上覆盖金属芯17的暴露表面。该堰部18a的宽度比先前描述的宽度更宽，并且该堰部的内周接触外构件5的外侧端的外周。设置宽度更宽的堰部18a使得能够进一步提高堰部18a和外构件5之间的装配部的密封性能。
图5是图4的密封件16的变型例。该密封件19与密封件16的根本不同之处仅在于密封构件的部分构造，且因此在这里使用相同的附图标记指代相同的部件，并且将省略其详细描述。
密封件19是一体式密封件，包括压配合到外构件5的外侧端的内周中的金属芯20以及附着到金属芯20的密封构件21。金属芯20由冷轧钢板压制成具有环形构造，并且所述金属芯包括：筒状部12a，所述筒状部压配合到外构件5的外侧端的内周中；径向内部12b，所述径向内部弯曲并且从所述筒状部12a径向向内延伸；盘状部12c，所述盘状部从所述筒状部12a径向向外延伸并且紧密地接触所述外构件5的外侧端面5c；以及凸缘部20a，所述凸缘部通过将所述盘状部12c的末端轴向弯曲而形成，金属芯20的所有这些部分都被一体地形成。设置用于盘状部12c的凸缘部20a使得能够提高金属芯20的强度和刚度，并且还能增强金属芯20与密封构件21之间的连接。
密封构件21由诸如NBR的合成橡胶形成并且借助硫化粘合而一体地附着到金属芯20，并且密封构件21包括：径向向外倾斜的侧唇13a；防尘唇13b，所述防尘唇在相对于侧唇13a径向向内的位置处也径向向外倾斜；油脂唇13c，所述油脂唇径向向内倾斜；以及堰部22，该堰部在包括金属芯20的盘状部12c的区域上覆盖金属芯20的暴露表面。
根据该变型例，在密封构件21的堰部22的内周上形成预定宽度的装配表面22a，并且在装配表面22a的两侧形成底切部22b。设置底切部22b会使得堰部22的装配表面22a的弹性变形能够由底切部22b吸收且因此能设定装配表面22a的较大过盈量。因此，可进一步提高装配表面22a相对于外构件的密封性能。
图6是图3的密封件14的变型例。该密封件23与密封件14的根本不同之处仅在于堰部的部分构造，因此在这里使用相同的附图标记指代相同的部件，并且将省略其详细描述。
密封件23是一体式密封件，其包括压配合到外构件5’的外侧端的内周中的金属芯20以及附着到金属芯20的密封构件24。密封构件24由诸如NBR等的合成橡胶形成，并且借助硫化粘合而一体地附着到金属芯20。并且该密封构件24包括：侧唇13a，所述侧唇径向向外倾斜；防尘唇13b，所述防尘唇在相对于侧唇13a径向向内的位置处也径向向外倾斜；油脂唇13c，所述油脂唇径向向内倾斜；以及堰部24a，所述堰部从侧唇13a的根部延伸并覆盖金属芯20的盘状部12c的表面，该堰部的宽度比先前描述的堰部15a的宽度大。堰部24a弹性接触外构件5’的倒角部5d，且因此可进一步提高堰部24a与外构件5’之间的密封性能。
图7是图6的变型例。除了设置有供密封件23可滑动地接触的环形金属构件25以外，密封件23本身与图6的密封件相同，因此在这里使用相同的附图标记指代相同的部件，并且将省略其详细描述。
根据该变型例，侧唇13a、防尘唇13b和油脂唇13c都可滑动地接触装配在车轮安装凸缘6的基部6b上的环形金属构件25。环形金属构件25由具有耐腐蚀性的钢板(例如，奥氏体不锈钢板或防腐冷轧钢板)压制而成，并包括：弯曲部25a，所述弯曲部形成为具有与基部6b的形状对应的圆弧截面；盘状部25b，所述盘状部适于紧密地接触基部6b的内侧表面；以及伞部25c，所述伞部从盘状部25b的径向最外部分朝向远离车轮安装凸缘6的方向轴向延伸。
环形金属构件25的伞部25c以小间隙与密封件23(即，密封构件24的堰部24a)对置而形成迷宫式密封26，并且密封构件27借助硫化粘合一体地附着到伞部25c。密封构件27包括诸如NRB等的合成橡胶并且适于弹性接触基部6b的内侧表面。这使得能防止泥水直接进入到侧唇13a上并且还防止泥水经由基部6b的侧表面与环形金属构件25之间的装配部进入到车轮用轴承装置中。
环形金属构件25使得能防止在唇滑动表面处产生腐蚀。此外，由于环形金属构件的表面粗糙度Ra为0.2-0.6，因此能获得优良的密封滑动表面并且因此能抑制唇的磨损并且在车轮轴承在严苛环境下使用时长期保持密封件的密封性能。在该情况下，“Ra”是JIS的一个几何参数(JIS B0601-2001)，是指粗糙度的算术平均值，即与平均线的绝对值偏差的平均值。
基部6b被形成为具有截面为圆弧的表面，其具有预定曲率半径“r”，环形金属构件25的弯曲部25a形成为具有预定曲率半径“R”(R≧r)的圆弧形截面。这使得由于防止将环形金属构件25装配到基部6b中时环形金属构件25的弯曲部25a与基部6b的圆弧表面的干涉而防止环形金属构件25从基部6b的圆弧表面浮动。因此，能防止在基部6b的侧表面与环形金属构件25的盘状部25b之间形成间隙，并且能通过抑制侧唇13a、防尘唇13b和油脂唇13c的过盈变动而保证稳定的密封性能。
图8是图5的密封件19的变型例。该密封件28与密封件19的根本不同之处仅在于堰部的部分构造，因此在这里使用相同的附图标记指代相同的部件，并且将省略其详细描述。
密封件28是一体式密封件，其包括压配合到外构件5的外侧端的内周中的金属芯20以及附着到金属芯20的密封构件29。密封构件29由诸如NBR等的合成橡胶形成，并且借助硫化粘合而一体地附着到金属芯20，并且该密封构件29包括：侧唇13a，所述侧唇径向向外倾斜；防尘唇13b，所述防尘唇在相对于侧唇13a径向向内的位置处也径向向外倾斜；油脂唇13c，所述油脂唇径向向内倾斜；以及堰部30，所述堰部一体地形成为覆盖金属芯20的盘状部12c的表面。
根据该变型例，在密封构件29的堰部30的内周上形成预定宽度的装配表面22a，并且在装配表面22a的两侧形成底切部22b。此外，堰部30形成有朝向车轮安装凸缘6突出的伸出部30a，使得伸出部30a以小轴向间隙与车辆安装凸缘6的内侧表面6c对置而形成迷宫式密封26。这使得可进一步提高密封件28和外构件5之间的装配部的密封性能，并且因此可防止泥水直接进入到侧唇13a上并且还有助于提高密封件28的密封性能和耐用性。
图9的(a)至(c)示出了密封构件的堰部的变型例。这些变型例与先前描述的实施方式的不同之处仅在于堰部的外周的构造，因此在这里使用相同的附图标记指代相同的部件，并且将省略其详细描述。
图9的(a)中示出的堰部31在其内周上形成有预定宽度的装配表面22a，并且在装配表面22a的两侧形成有底切部22b。此外，堰部31在其外周上形成有直径朝向轴承的内侧逐渐减小的倾斜表面31a。图9的(b)中示出的堰部32在其内周上形成有预定宽度的装配表面22a，并且在装配表面22a的两侧形成有底切部22b。此外，堰部32也在其外周上形成有倾斜表面32a，该倾斜表面32a的直径朝向轴承的外侧逐渐减小。设置堰部31、32的倾斜表面31a、32a可实现材料和制造成本的降低并提高可成型性。
图9的(c)中示出的堰部33在内外周上形成有预定宽度的装配表面22a，并且在装配表面22a的两侧形成有底切部22b。此外，堰部33还在其外周上形成有多个周向沟槽33a。周向沟槽33a的设置可使得经由外构件的外表面溢流的泥水等被排出到外部，并且因此通过防止泥水直接进入侧唇13a上而提高密封件的密封性能和耐用性。
已经参考优选实施方式及其变型例描述了本发明。显然，本领域技术人员在阅读并理解前述详细说明之后会想到多种变型和变更。本发明理应解释为包括所有这样的变型和变更，只要它们落在所附权利要求或其等同物的范围之内。
工业实用性
本发明可适用于第二代、第三代和第四代类型的车轮用轴承装置，其中密封件被设置在形成为转子侧构件的内构件与形成为定子侧构件的外构件之间的环形开口中。
附图标记和符号说明
1 毂轮
1a,2a 内滚道表面
1b 筒状部
1c 锯齿部
2 内圈
3 内构件
4 滚珠
5,5’ 外构件
5a 外滚道表面
5b 车体安装凸缘
5c 外构件的外侧端面
5d 外构件的倒角部
6 车轮安装凸缘
6a 毂螺栓
6b 车轮安装凸缘的内侧的基部
6c 车轮安装凸缘的内侧表面
7 保持架
8,14,16,19,23,28 外侧密封件
9 内侧密封件
10 密封板
11 抛油环
12,17,20 金属芯
12a 筒状部
12b 径向内部
12c 盘状部
13,15,18,21,24,27,29 密封构件
13a 侧唇
13b 防尘唇
13c 油脂唇
13d,15a,18a,2,24a,30,31,32,33 堰部
17a 弯曲边缘部
20a 凸缘部
22a 装配部
22b 底切部
25 环形金属构件
25a 弯曲部
25b 盘状部
25c 伞部
26 迷宫式密封
30a 伸出部
31a,32a 倾斜部
33a 周向沟槽
50 外构件
50a 外滚道表面
50b 外周
51 保持架
52 滚珠
53 毂轮
53a 内滚道表面
54 车轮安装凸缘
54a 车轮安装凸缘的侧表面
55 密封结构
56 金属芯
56a 堰部
57 弹性密封构件
58 轴向唇部
59 径向唇部
r 基部的曲率半径
R 环形金属构件的弯曲部的曲率半径

Claims (11)

1.一种车轮用轴承装置，所述车轮用轴承装置包括：
外构件，所述外构件的外周上形成有待被安装到转向节上的车体安装凸缘，并且所述外构件的内周上形成有双列外滚道表面；
内构件，所述内构件包括毂轮和内圈，所述毂轮的一端形成有用于安装车轮的车轮安装凸缘并且所述毂轮具有从所述车轮安装凸缘轴向延伸的筒状部，所述内圈被压配合到所述毂轮的所述筒状部，所述内构件的外周上形成有与所述双列外滚道表面对置的双列内滚道表面；
双列滚动元件，所述滚动元件以能自由滚动的方式容纳在所述外构件的所述外滚道表面与所述内构件的所述内滚道表面之间；以及
密封件，所述密封件被安装在所述外构件与所述内构件之间形成的环形开口内；
其特征在于：
所述密封件中的外侧密封件包括金属芯和密封构件；所述金属芯包括压配合到所述外构件的外侧端内周中的筒状部、弯曲并从所述筒状部径向向内延伸的径向内部、以及从所述筒状部径向向外延伸并且适于紧密地接触所述外构件的外侧端面的盘状部；并且所述密封构件借助硫化粘合一体地附着到所述金属芯的所述径向内部；并且
所述密封构件包括一体形成的侧唇，所述侧唇径向向外倾斜并且适于以轴向过盈以可滑动的方式接触所述车轮安装凸缘的内侧的基部，所述密封构件还包括堰部，所述堰部围绕所述金属芯的所述盘状部的外周形成从而覆盖所述盘状部并附着至所述盘状部，所述堰部形成为从所述外构件的外侧端的外周径向向外突出并且所述堰部的内周与所述外构件的外侧端的外周弹性接触，
在所述车轮安装凸缘的内侧的基部装配有一供所述密封件滑动地接触的环形金属构件，所述环形金属构件的伞部以轴方向的小间隙与所述密封构件的所述堰部的覆盖所述盘状部的部分对置而形成迷宫式密封，
在所述密封构件的所述堰部的内周上形成有突出的预定宽度的装配表面，并且在所述装配表面的一侧或两侧上形成有底切部。
2.根据权利要求1所述的车轮用轴承装置，其中，所述外构件的外侧端的外周借助机加工过程形成为供所述密封构件的所述堰部的内周弹性接触的平滑小径部。
3.根据权利要求1所述的车轮用轴承装置，其中，所述外构件的端部借助机加工过程形成有供所述密封构件的所述堰部的内周弹性接触的倒角部。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的车轮用轴承装置，其中，所述密封构件的所述堰部附着到所述金属芯，从而覆盖所述金属芯的暴露表面。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的车轮用轴承装置，其中，所述密封构件的所述堰部的外周形成有倾斜表面。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的车轮用轴承装置，其中，在所述密封构件的所述堰部的外周上形成有多个周向沟槽。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的车轮用轴承装置，其中，所述密封构件的所述堰部以小轴向间隙与所述车轮安装凸缘的内侧表面对置而在二者之间形成迷宫式密封。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的车轮用轴承装置，其中：所述密封构件还包括在从所述侧唇径向向内的位置处径向向外倾斜的一体形成的防尘唇、以及朝向轴承的内侧倾斜的也一体形成的油脂唇，并且所述车轮安装凸缘的内侧的基部被形成为具有截面为圆弧的曲面；并且所述侧唇和所述防尘唇以预定轴向过盈以可滑动的方式接触所述基部。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的车轮用轴承装置，其中，所述金属芯的所述盘状部的末端弯曲而形成弯曲边缘部。
10.根据权利要求8所述的车轮用轴承装置，其中：
所述车轮安装凸缘的内侧的基部形成为具有圆弧截面，该圆弧截面具有预定曲率半径；
所述环形金属构件包括：弯曲部，所述弯曲部形成为具有与所述基部的形状对应的圆弧截面；适于紧密接触所述基部的内侧表面并且从所述弯曲部径向向外延伸的盘状部；以及从所述盘状部的径向最外部朝向远离所述车轮安装凸缘的方向轴向延伸的伞部；
所述基部的曲率半径不大于所述环形金属构件的所述弯曲部的曲率半径；并且
所述侧唇和所述防尘唇以预定轴向过盈以可滑动的方式接触所述环形金属构件，并且所述油脂唇以预定径向过盈也以可滑动的方式接触所述环形金属构件。
11.根据权利要求10所述的车轮用轴承装置，其中，所述环形金属构件由具有耐腐蚀性的钢板压制而成，并且精加工成表面粗糙度Ra为0.2至0.6。
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