CN111630286A - 密封装置 - Google Patents

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Abstract

密封装置配置在滚动轴承的内侧部件与外侧部件之间，并且密封内侧部件与外侧部件之间的间隙，该滚动轴承具备相对旋转的内侧部件和外侧部件。内侧部件具有圆筒部分和从圆筒部分向径向外侧扩展的凸缘。密封装置包括安装在滚动轴承的外侧部件上的安装部、从安装部向径向内侧延伸的内侧环状部分、从内侧环状部分向滚动轴承的内侧部件的圆筒部分延伸并由弹性材料形成的润滑脂唇、从内侧环状部分向滚动轴承的内侧部件的凸缘延伸并由弹性材料形成的侧唇。在滚动轴承上安装有密封装置的情况下，侧唇相对于凸缘的接触宽度小于0.041mm。

Description

密封装置
技术领域
本发明涉及对滚动轴承的内部进行密封的密封装置。
背景技术
例如球轴承那样的滚动轴承是公知的，例如用于汽车的轮毂。作为对滚动轴承的内部进行密封的密封装置，有专利文献1所记载的装置。该密封装置具备固定于滚动轴承的外圈的环状体、从环状体向径向内侧延伸的径向唇(润滑脂唇)、以及从环状体向侧方延伸的两个侧唇。径向唇与轴承的内圈的外周面或固定于内圈的部件的外周面接触，具有密封轴承内部的润滑剂(润滑脂)的功能，两个侧唇与内圈的凸缘接触，具有密封功能，以避免水和灰尘等异物从外部侵入轴承内部。
现有技术文献
专利文件
专利文献1：日本专利3991200号公报。
发明内容
发明要解决的问题
对于这种密封装置，希望对旋转的部件、例如轮毂或内圈施加的转矩尽可能小。
因此，本发明提供一种能够降低对旋转的部件施加的转矩的密封装置。
用于解决问题的手段
本发明的一个方式涉及的密封装置配置在具备相对旋转的内侧部件和外侧部件的滚动轴承的所述内侧部件与所述外侧部件之间，密封所述内侧部件与所述外侧部件之间的间隙。所述内侧部件具有圆筒部分和从所述圆筒部分向径向外侧扩展的凸缘。密封装置包括：安装部，安装于所述滚动轴承的所述外侧部件；内侧环状部分，从所述安装部向径向内侧延伸；润滑脂唇，从所述内侧环状部分朝向所述滚动轴承的所述内侧部件的所述圆筒部分延伸并由弹性材料形成；侧唇，从所述内侧环状部分朝向所述滚动轴承的所述内侧部件的所述凸缘延伸并由弹性材料形成。在所述滚动轴承上安装有密封装置的情况下，所述侧唇相对于所述凸缘的接触宽度小于0.041mm。
在该方式中，能够显著降低对旋转的部件施加的转矩。
如果所述侧唇相对于所述凸缘的接触宽度为0.035mm以下，则能够进一步降低转矩。如果接触宽度为0.033mm以下，则更优选。
附图说明
图1是使用了本发明的实施方式涉及的密封装置的滚动轴承的一例的局部剖视图；
图2是本发明的实施方式涉及的密封装置的局部剖视图；
图3是安装在滚动轴承上的图2的密封装置的局部剖视图；
图4是表示密封装置对滚动轴承的轮毂施加的转矩的变化的曲线图；
图5A是表示在改变密封装置的侧唇的接触宽度的情况下密封装置对滚动轴承的轮毂施加的转矩的变化的曲线图；
图5B是表示在改变密封装置的侧唇的接触宽度的情况下；密封装置对滚动轴承的轮毂施加的转矩的变化的曲线图；
图5C是放大了图5B的一部分的曲线图；
图6是变形例涉及的密封装置的局部剖视图；
图7是另一变形例涉及的密封装置的局部剖视图；
图8是另一变形例涉及的密封装置的局部剖视图。
具体实施方式
图1表示作为使用本发明的实施方式涉及的密封装置的滚动轴承的一例的汽车用轮毂轴承。但是，本发明的用途并不限定于轮毂轴承，本发明也能够适用于其他滚动轴承。另外，在以下说明中，轮毂轴承是球轴承，但本发明的用途并不限定于球轴承，本发明也能够适用于具有其他种类的滚动体的滚子轴承、滚针轴承等其他滚动轴承。另外，本发明也能够适用于汽车以外的机械中所使用的滚动轴承。
该轮毂轴承1具有：轮毂(内侧部件)4，具有在内部插入主轴(未图示)的孔2；内圈(内侧部件)6，安装在轮毂4上；外圈(外侧部件)8，配置在轮毂4和内圈6的外侧；多个滚珠10，在轮毂4与外圈8之间配置成一队；多个滚珠12，在内圈6与外圈8之间配置成一队；以及多个保持器14、15，将这些滚珠保持在固定位置。
外圈8被固定，而轮毂4和内圈6随着主轴的旋转而旋转。
主轴和轮毂轴承1的共同的中心轴线Ax在图1的上下方向上延伸。在图1中，仅示出了相对于中心轴线Ax的左侧部分。虽然未详细图示，但图1的上侧是配置汽车车轮的外侧(outboard side，外部侧)，下侧是配置差动齿轮等的内侧(inboard side，内部侧)。图1所示的外侧、内侧分别表示径向的外侧、内侧。
轮毂轴承1的外圈8固定在轮毂转向节16上。轮毂4具有比外圈8更向径向外侧伸出的外部侧凸缘18。在外部侧凸缘18上，能够通过轮毂螺栓19安装车轮。
在外圈8的外部侧的端部附近配置有密封外圈8与轮毂4之间的间隙的密封装置20，在外圈8的内部侧端部的内侧配置有密封外圈8与内圈6之间的间隙的密封装置21。通过这些密封装置20、21的作用，能够防止润滑脂即润滑剂从轮毂轴承1的内部流出，并且能够防止异物(包括水(泥水或盐水)及灰尘)从外部向轮毂轴承1的内部流入。在图1中，箭头F表示来自外部的异物流动方向的例子。
密封装置20配置在轮毂轴承1进行旋转的轮毂4与固定的外圈8之间。密封轮毂4与外圈8间的间隙。
如图2和图3所示，密封装置20配置在由轮毂轴承1的外圈8的外部侧的圆筒状的端部8A、轮毂轴承1的轮毂4的滚珠10附近的圆筒部分的外周面4A、比轮毂4的外周面4A向外侧扩展的凸缘面4B、连接外周面4A和凸缘面4B的圆弧面4C包围的空间内。凸缘面4B是外部侧凸缘18的内部侧的表面。密封装置20是环形的，但是在图2和图3中仅示出了其左侧部分。
密封装置20是具有弹性环24和刚性环26的复合结构。弹性环24由弹性材料例如弹性体形成。刚性环26由刚性材料例如金属形成，以加强弹性环24。刚性环26的一部分埋设在弹性环24中，与弹性环24紧密接触。
弹性环24具有外侧圆筒部分24A、内侧环状部分24B、连接部分24C和唇32、34、36。外侧圆筒部分24A以过盈配合方式嵌入(即压入)外圈8的端部8A的内周面。内侧环状部分24B配置在外侧圆筒部分24A的径向内侧。连接部分24C连接外侧圆筒部分24A和内侧环状部分24B。唇32、34、36从内侧环状部分24B朝向轮毂轴承1的轮毂4延伸。
在外侧圆筒部分24A的外周面形成有向径向外侧突出并与外圈8的端部8A的内周面接触的突出环状壁部分24D。当弹性环24嵌入到外圈8的端部8A的内周面时，突出环状壁部分24D被端部8A的内周面向径向内侧压缩而发生弹性变形。图2以虚线示出了端部8A，示出了处于未被压缩状态的突出环形壁部分24D。图3示出了密封装置20安装在轮毂轴承1上而处于压缩状态的突出环形壁部分24D。
连接部分24C为圆环状，从外侧圆筒部分24A的一端以与轮毂轴承1的中心轴线Ax正交的方式朝向径向内侧延伸。
在该实施方式中，内侧环状部分24B从连接部分24C朝向径向内侧且内部侧倾斜地延伸、弯曲，进而以与轮毂轴承1的中心轴线Ax正交的方式朝向径向内侧延伸。
唇32、34、36中的每个仅由弹性材料形成，并且为从内侧环状部分24B延伸的薄板状圆环，其各自的前端与轮毂4接触。密封装置20安装在被固定的外圈8上，而轮毂4旋转，因此唇32、34、36相对于轮毂4滑动。
唇32被称为润滑脂唇或径向唇，从内侧环状部分24B的最内侧的缘部延伸，与轮毂4的滚珠10附近的圆筒部分的外周面4A接触。润滑脂唇32朝向径向内侧且内部侧延伸，主要起到阻止润滑剂从轮毂轴承1的内部流出的作用。
唇34、36从内侧环状部分24B朝向侧方(外部侧)且径向外侧延伸。唇34被称为侧唇或轴向唇，与轮毂4的凸缘面4B接触。唇36被称为中间唇，与圆弧面4C接触。唇34、36主要起到阻止异物从外部向轮毂轴承1内部流入的作用。中间唇36具有阻止通过侧唇34流入的异物的支承功能。
唇32、34、36的径向内侧的面(即，当密封装置20安装在轮毂轴承1上时，面对轮毂4的面)32A、34A、36A上可涂覆有润滑脂。涂覆在唇上的润滑脂的种类可以与在轮毂轴承1的内部由润滑脂唇32密封的、作为润滑剂的润滑脂的种类相同，但也可以不同。另外，涂覆在面32A、34A、36A上的润滑脂的种类可以彼此相同，但也可以不同。可以通过全面涂覆或点涂覆将润滑脂涂覆到唇上。无论用哪种方法在唇上涂覆润滑脂，由于唇32、34、36相对于轮毂4滑动，结果润滑脂在整个圆周上涂覆在面32A、34A、36A上。
图2表示未安装在轮毂轴承1上的初始形状的唇32、34、36，图3表示安装在轮毂轴承1上而变形的唇32、34、36。侧唇34由于凸缘面4B而被变形，因此具有图2所示的变形量、即相对于凸缘面4B的过盈量X。过盈量X定义为与凸缘面4B接触前后的侧唇34的前端的位移量(凸缘面4B在法线方向上的位移量)。另外，如图3所示，侧唇34具有相对于凸缘面4B的接触宽度Y。接触宽度Y定义为侧唇34的面34a与凸缘面4B在密封装置20的径向方向上的接触长度。其他唇32、36也分别具有相对于轮毂4的过盈量和接触宽度。
刚性环26具有圆筒部分26A、圆环部分26B、连接部分26C以及圆环部分26D。圆筒部分26A嵌入外圈8的端部8A的内周面。圆环部分26B配置在圆筒部分26A的径向内侧，以与轮毂轴承1的中心轴线Ax正交的方式配置。连接部分26C连接圆筒部分26A和圆环部分26B。当刚性环26嵌入外圈8的端部8A的内周面时，圆筒部分26A被端部8A向径向内侧压缩而发生弹性变形。图2示出了处于未被压缩状态的圆筒部分26A。图3示出了处于压缩状态的圆筒部分26A。
刚性环26的圆筒部分26A和弹性环24的外侧圆筒部分24A构成嵌入外圈8的端部8A的内周面的安装部38。刚性环26的连接部分26C与弹性环24的外侧圆筒部分24A紧密接触，圆环部分26B与弹性环24的连接部分24C紧密接触。
圆环部分26D与弹性环24的内侧环状部分24B紧密接触。圆环部分26D具有与弯曲的内侧环状部分24B的形状大致相似的弯曲形状。
在该密封装置20中，侧唇34的直径D(参照图2)为60～90mm。
轮毂4的外周面4A、凸缘面4B以及圆弧面4C通过机械加工(例如使用车床的切削加工和研磨加工)成形，有时在这些面上残留加工痕迹。例如在使用车床的切削加工或研磨加工中，由于轮毂4被旋转，因此残留的加工痕迹是微小的多个螺旋槽。
在残留有螺旋状的加工痕迹的状态下，若唇与这些面接触，轮毂4以中心轴线Ax为中心旋转，则唇所接触的加工痕迹作为进给螺纹发挥作用。因此，流体(例如空气和涂覆在面34a上的润滑脂)可以从侧唇34与中间唇36之间的空间A输送到侧唇34的外侧。
流体的移动取决于加工痕迹的螺旋方向和轮毂4的旋转方向。例如，在安装于某汽车的右车轮侧的密封装置20中，在汽车前进时流体不在空间A的外部和内部移动，在汽车后退时流体从空间A送出，在安装于同一汽车的左车轮侧的密封装置20中，在汽车前进时流体从空间A送出，在汽车后退时流体不在空间A的外部和内部移动。
在从唇34、36之间的空间A向侧唇34的外侧送出流体时，空间A成为负压。在这种情况下，由于负压，侧唇34从图3的状态被吸引到外部侧(即凸缘面4B侧)，侧唇34相对于轮毂4的接触压力提高。因此，施加于轮毂4的转矩提高。
图4是表示密封装置20对轮毂轴承1的轮毂4施加的转矩变化的例子的曲线图。在图4中，线L0表示设置有轮毂轴承1的车轮是汽车的左车轮、轮毂4向汽车前进的方向旋转时的转矩的变化。线L1表示设置有轮毂轴承1的车轮是汽车的右车轮、轮毂4向汽车前进的方向旋转时的转矩的变化。使轮毂4旋转7200秒(2小时)，转矩的测定进行7210秒。曲线图的7200～7210秒的转矩相对于X轴大致垂直的急剧下降伴随轮毂4的旋转速度的急剧下降。
如图4所示，左车轮用轮毂轴承1的密封装置20没有对轮毂4施加大的转矩。然而，右车轮用轮毂轴承1的密封装置20对轮毂4施加了大的转矩。而且，右车轮用轮毂轴承1的密封装置20对轮毂4施加的转矩随着时间的经过而大致增加。可以推测频繁发生的转矩急剧下降Dr是由于以下产生：由于负压导致被吸引到凸缘面4B侧的侧唇34相对于凸缘面4B滑动，在侧唇34与凸缘面4B之间瞬间产生微小的间隙，空气侵入空间A，侧唇34相对于轮毂4的接触压力瞬间降低。
在该实施方式中，在将密封装置20安装在轮毂轴承1上的情况下，侧唇34相对于凸缘面4B的接触宽度Y小于0.041mm，优选为0.035mm以下。由此，能够显著降低由侧唇34对轮毂4的凸缘面4B施加的接触压力引起的转矩。以下，说明其根据。
发明人进行了一边改变过盈量X进而改变接触宽度Y，一边进行了调查密封装置20对轮毂轴承1的轮毂4施加的转矩变化的实验。实验结果如图5A至图5C所示。
在实验中，共同的条件如下所述。
唇32、34、36的面32A、34A、36A上涂覆有相同类型的润滑脂。该润滑脂含有锂复合基(Lithium complex soap)作为增稠剂，40℃下的基础油运动粘度为18mm2/s(根据JIS K2283测定)。涂覆在润滑脂唇32的面32A上的润滑脂的量为0.17g，涂覆在侧唇34的面34A上的润滑脂的量为0.2g，涂覆在中间唇36的面36A上的润滑脂的量为0.17g。
轮毂4的旋转速度固定为1000rpm。在设置有轮毂轴承1的车轮是汽车的右车轮的情况下，使轮毂4向汽车前进的方向旋转。使轮毂4旋转7200秒(2小时)，转矩的测定进行7210秒。曲线图的7200～7210秒的转矩相对于X轴大致垂直的急剧下降伴随轮毂4的旋转速度的急剧下降。
环境温度为室温。唇32、34、36以及轮毂4的温度因摩擦而随着时间的变化而上升，但环境温度是固定的。
凸缘面4B和圆弧面4C的表面粗糙度为算术平均粗糙度Ra(JIS B0601-20001)，为0.18μm。表面粗糙度沿着图3的方向D1(即，沿着包含轮毂4的中心轴线Ax的截面中的凸缘面4B和圆弧面4C的轮廓的方向)测定。在轮毂4的中心轴线Ax周围的不同角度位置进行4次该测定，4个测定结果的平均值为0.18μm。
在实验中，改变侧唇34相对于凸缘面4B的过盈量X，进而改变接触宽度Y。在图5A中，线L1表示接触宽度Y为0.059mm(过盈量X为1.25mm)时的转矩的变化。线L2表示接触宽度Y为0.035mm(过盈量X为1.10mm)时的转矩的变化。线L3表示接触宽度Y为0.023mm(过盈量X为0.90mm)时的转矩的变化。线L4表示接触宽度Y为0.014mm(过盈量X为0.70mm)时的转矩的变化。线L5表示接触宽度Y为0.001mm(过盈量X为0.30mm)时的转矩的变化。过盈量X在室温下测定。接触宽度Y通过使用FEM(有限元法)的模拟来估计。图5的线L1是与图4的线L1相同的实验结果。
由图5A可知，侧唇34相对于凸缘面4B的接触宽度Y越大(过盈量X越大)，密封装置20对轮毂4施加越大的转矩。随着时间的推移，转矩在降低之后大致增加。
但是，从线L1和其他线的比较可知，在接触宽度Y为0.059mm的情况下，转矩显著增加，与此相对，在其他情况下，转矩的增加不显著。在接触宽度Y为0.035mm(线L2)的情况下，最大转矩为58.623N·cm，接触宽度Y为0.023mm(线L3)的情况下，最大转矩为40.195N·cm，与此相对，在接触宽度Y为0.059mm(线L1)的情况下，最大转矩为188.97N·cm。
另外，转矩急剧下降在转矩的增加大且接触宽度Y为0.059mm(线L1)的情况下显著，在其他情况下，转矩的急剧下降不显著。因此，转矩的变化率也在接触宽度Y为0.059mm(线L1)的情况下较大，在其他情况下较小。
图5B是表示在将接触宽度Y从0.041mm改变到0.032mm(将过盈量X从1.15mm改变到1.05mm)的范围的情况下密封装置20对轮毂轴承1的轮毂4施加的转矩的变化的曲线图。在图5B中，线L2表示接触宽度Y为0.035mm(过盈量X为1.10mm)时的转矩的变化。线L6表示接触宽度Y为0.041mm(过盈量X为1.15mm)时的转矩的变化。线L7表示接触宽度Y为0.038mm(过盈量X为1.12mm)时的转矩的变化。线L8表示接触宽度Y为0.033mm(过盈量X为1.08mm)时的转矩的变化。线L9表示接触宽度Y为0.032mm(过盈量X为1.05mm)时的转矩的变化。为了容易进行线L2、L5、L6的比较，图5C放大示出测定时间为5500秒以后的线L2、L5、L6。
由图5B和图5C可知，侧唇34相对于凸缘面4B的接触宽度Y越大(过盈量X越大)，密封装置20对轮毂4施加越大的转矩。在接触宽度Y为0.041mm(线L6)的情况下，转矩显著增加，与此相对，在其他情况下，转矩的增加不显著。在接触宽度Y为0.035mm(线L2)情况下，最大转矩为58.623N·cm，接触宽度Y为0.038mm(线L7)的情况下，最大转矩为61.397N·cm，与此相对，在接触宽度Y为0.041mm(线L6)的情况下，最大转矩为111.755N·cm。
如上所述，在侧唇34的接触宽度Y为0.041mm的情况下，密封装置20对轮毂4施加大的转矩，转矩的变化率也大，但在接触宽度Y小于0.041mm的情况下，密封装置20对轮毂4施加的转矩极小，转矩的变化率也极小。
进而，在侧唇34相对于凸缘面4B的接触宽度Y为0.035mm以下的情况下，密封装置20对轮毂4施加的转矩更小，转矩的变化率也更小。另外，若接触宽度Y为0.033mm以下，则密封装置20对轮毂4施加的转矩更小，转矩更稳定。在接触宽度Y为0.033mm(图5B的线L8)的情况下，最大转矩为30.525N·cm。
发明人对其他唇32、36也进行了调查过盈量(进而接触宽度)与转矩的关系的实验。但是，即使改变其他唇32、36相对于轮毂4的过盈量(进而接触宽度)，对转矩变化的影响也小。
变形例
以上，说明了本发明的实施方式，但上述说明并不限定本发明，在本发明的技术范围内，可以考虑包括构成要素的删除、追加、置换在内的各种变形例。
例如，图6表示变形例涉及的密封装置。在图6以后的附图中，为了表示已经说明的构成要素，使用相同的符号，对这些构成要素不进行详细说明。
图6所示的变形例的密封装置50是具有弹性环54和刚性环56的复合结构。弹性环54由弹性材料例如弹性体形成。刚性环56由刚性材料例如金属形成，以加强弹性环54。刚性环56的一部分埋设在弹性环54中，与弹性环54紧密接触。
弹性环54具有圆环部分54A、圆筒部分54B、内侧环状部分54C、唇32、34、36以及辅助唇37。圆环部分54A以与轮毂轴承1的中心轴线Ax大致正交的方式(与外圈8的端部8A的端面平行)朝向径向内侧延伸。
圆筒部分54B从圆环部分54A径向内侧的端部以圆筒状延伸。圆筒部分54B配置在外圈8的端部8A的内侧。
内侧环状部分54C从圆筒部分54B向径向内侧且内部侧倾斜地延伸、弯曲，进而以与轮毂轴承1的中心轴线Ax正交的方式向径向内侧延伸。
刚性环56具有圆环部分56A、外侧圆筒部分56B、内侧圆筒部分56C、连接部分56D以及弯曲部分56E。圆环部分56A以与轮毂轴承1的中心轴线Ax正交的方式(与外圈8的端部8A的端面平行)朝向径向内侧延伸。圆环部分56A与外圈8的端部8A的端面相对，并与该端面接触。圆环部分56A与弹性环54的圆环部分54A紧密接触。
外侧圆筒部分56B构成安装于外圈8的端部8A的安装部。具体而言，外侧圆筒部分56B以过盈配合方式嵌入外圈8的端部8A(即压入)，外侧圆筒部分56B的外周面与外圈8的端部8A的内周面接触。
内侧圆筒部分56C与外侧圆筒部分56B同轴配置。连接部分56D连接外侧圆筒部分56B和内侧圆筒部分56C。弯曲部分56E从内侧圆筒部分56C的一端延伸，具有与弹性环54的内侧环状部分54C的形状大致相似的弯曲形状。
在外侧圆筒部分56B与内侧圆筒部分56C之间配置有弹性环54的圆筒部分54B，外侧圆筒部分56B和内侧圆筒部分56C与圆筒部分54B紧密接触。弯曲部分56E与弹性环54的内侧环状部分54C紧密接触。
辅助唇37仅由弹性体形成，向外侧延伸。辅助唇37朝向形成在轮毂4的外部侧凸缘18上的凹部4D延伸。凹部4D是比凸缘面4B凹陷的部分。辅助唇37能够将从外部到来的异物弹出，将到达侧唇34的异物减到最小限度。辅助唇37不与外部侧凸缘18的凹部4D接触，在辅助唇37的前端缘与凹部4D之间设有环状且迷宫状的间隙4E。但是，辅助唇37也可以与凹部4D接触，相对于凹部4D滑动。
图7表示其他变形例涉及的密封装置。图7所示的变形例的密封装置60是具有弹性环64和刚性环66的复合结构。弹性环64由弹性材料例如弹性体形成。刚性环66由刚性材料例如金属形成，以加强弹性环64。刚性环66的一部分埋设在弹性环64中，与弹性环64紧密接触。
弹性环64具有外侧圆筒部分64A、内侧环状部分64B、连接部分64C以及唇32、34、36。外侧圆筒部分64A配置在外圈8的端部8A的外侧。内侧环状部分64B配置在外侧圆筒部分64A的径向内侧。连接部分64C连接外侧圆筒部分64A和内侧环状部分64B。
在外侧圆筒部分64A的内周面形成有向径向内侧突出并与外圈8的端部8A的外周面接触的突出环状壁部分64D。当外圈8的端部8A嵌入密封装置60时，突出环状壁部分64D被端部8A的外周面向径向外侧压缩而发生弹性变形。
连接部分64C为圆环状，从外侧圆筒部分64A的一端以与轮毂轴承1的中心轴线Ax正交的方式(与外圈8的端部8A的端面平行地)向径向内侧延伸。
内侧环状部分64B从连接部分64C向径向内侧且内部侧倾斜地延伸、弯曲，进而以与轮毂轴承1的中心轴线Ax正交的方式向径向内侧延伸。
刚性环66具有圆筒部分66A、圆环部分66B、倾斜环部分66C以及内侧圆环部分66D。外圈8的端部8A以过盈配合方式嵌入圆筒部分66A的内周面(即压入)。圆环部分66B从圆筒部分66A的一端以与轮毂轴承1的中心轴线Ax正交的方式(与外圈8的端部8A的端面平行地)向径向内侧延伸。倾斜环部分66C从圆环部分66B的内侧端朝向径向内侧且内部侧倾斜地延伸。
刚性环66的圆筒部分66A和弹性环64的外侧圆筒部分64A构成嵌入外圈8的端部8A的安装部61。刚性环66的圆筒部分66A与弹性环64的外侧圆筒部分64A的未形成有突出环状壁部分64D的内周面的部分紧密接触。外圈8的端部8A被压入圆筒部分66A和外侧圆筒部分64A，将突出环状壁部分64D向径向外侧压缩。
弹性环64的突出环状壁部分64D是为了提高外圈8的端部8A与密封装置40之间的间隙的密封性能、以防止或抑制刚性环66生锈而设置的。突出环状壁部分64D也可以省略，在这种情况下，即使外圈8的端部8A嵌入圆筒部分66A，外侧圆筒部分64A也可以不与端部8A接触。
刚性环66的圆环部分66B与外圈8的端部8A的端面相对，并与该端面接触。在将密封装置40安装于外圈8的端部8A时，圆环部分66B作为与外圈8的端部8A的端面接触而停止的止挡件发挥作用。圆环部分66B与弹性环64的连接部分64C紧密接触，倾斜环部分66C与弹性环64的内侧环状部分64B紧密接触。
刚性环66的内侧圆环部分66D是以与轮毂轴承1的中心轴线Ax正交的方式配置的圆环。内侧圆环部分66D与弹性环64的内侧环状部分64B紧密接触。
图8是使用变形例的密封装置21时的局部剖视图。上述实施方式和变形例涉及外部侧的密封装置20(参照图1)，但该变形例涉及内部侧的密封装置21。
密封装置21是具有弹性环74和刚性环76的复合结构。弹性环74由弹性材料例如弹性体形成。刚性环76由刚性材料例如金属形成，以加强弹性环74。刚性环76的一部分埋设在弹性环74中，与弹性环74紧密接触。
弹性环74具有圆筒部分74A和唇32、34、36。刚性环76具有圆筒部分76A。外圈8的圆筒状的端部8B以过盈配合方式嵌入(即压入)圆筒部分76A的内周面。刚性环76的圆筒部分76A和弹性环74的圆筒部分74A构成供外圈8的端部8A嵌入的安装部71。
在内圈6上固定有吊环、即旋转密封部件(内侧部件)78。旋转密封部件78具有嵌入(即压入)内圈6的圆筒部分78A和从圆筒部分78A的端部扩展的凸缘部分78B。旋转密封部件78由刚体、例如金属形成。在内圈6旋转时，旋转密封部件78与内圈6一起旋转。
密封装置21的一部分配置在由轮毂轴承1的外圈8的内部侧的圆筒状的端部8B和旋转密封部件78包围的空间内。密封装置21和旋转密封部件78为环状，但在图8中仅示出了其左侧部分。
密封装置21的润滑脂唇32和唇34、36各自的前端与旋转密封部件78接触。密封装置21安装在被固定的外圈8上，而内圈6和旋转密封部件78旋转，因此唇32、34、36相对于旋转密封部件78滑动。
润滑脂唇32与旋转密封部件78的圆筒部分78A接触。润滑脂唇32朝向径向内侧且外部侧延伸，主要起到阻止润滑剂从轮毂轴承1的内部流出的作用。唇34、36与旋转密封部件78的凸缘部分78B接触。唇34、36主要起到阻止异物从外部向轮毂轴承1的内部流入的作用。
对于图6～图8所示的上述变形例的侧唇34，在将密封装置安装于轮毂轴承1的情况下，侧唇34相对于凸缘面4B或凸缘部分78B的接触宽度Y优选为小于0.041mm，更优选为0.035mm以下，进一步优选为0.033mm以下。旋转密封部件78一般通过冲压加工成形，在这种情况下，认为流体不会因加工痕迹的作用而从侧唇34向外侧送出，但在旋转密封部件78通过切削加工或研磨加工成形的情况下，认为流体因加工痕迹的作用而从侧唇34向外侧送出，侧唇34对旋转密封部件78施加大的转矩。在这种情况下，如果接触宽度Y小于0.041mm，更优选为0.035mm以下，进一步优选为0.033mm以下，则能够显著降低转矩。
其他变形例
密封装置的唇的形状和数量不限于上述的那些。在设置多个侧唇的情况下，在半径方向上位于最外侧的侧唇相对于接触面的接触宽度优选小于0.041mm，更优选为0.035mm以下，进一步优选为0.033mm以下。
在上述实施方式和变形例中，作为内侧部件的轮毂4、内圈6以及旋转密封部件78为旋转部件，作为外侧部件的外圈8为静止部件。但是，本发明并不限定于上述实施方式，也可以应用于相互相对旋转的多个部件的密封。例如，内部构件可以是静止的，外部构件可以是旋转的，或者所有这些构件都可以是旋转的。
在上述实施例和变形例中，每个密封装置中设置有单个刚性环26、56、66或76。但是，密封装置也可以在半径方向上具有相互分离的外侧刚性环和内侧刚性环。在这种情况下，外侧刚性环和内侧刚性环能够相对地在径向上移位。因此，能够增大弹性环的至少一部分在半径方向上可弹性变形的量。因此，即使滚动轴承的某些部件具有偏心或较低的圆度，密封装置也可以具有高的密封性能。
符号说明
1轮毂轴承(滚动轴承)
4轮毂(内侧部件)
4A圆筒部分的外周面
4B凸缘面
6内圈(内侧部件)
8外圈(外侧部件)
18外部侧凸缘
20、21、50、60密封装置
24、54、64、74弹性环
26、56、66、76刚性环
32润滑脂唇(径向唇)
34侧唇(轴向唇)
36中间唇
38、61、71安装部
56B外侧圆筒部分(安装部)
78旋转密封部件(内侧部件)
78A圆筒部分
78B凸缘部分
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.(修改后)一种密封装置，配置在滚动轴承的内侧部件与外侧部件之间，并且密封所述内侧部件与所述外侧部件之间的间隙，所述滚动轴承具备相对旋转的所述内侧部件和所述外侧部件，所述内侧部件具有圆筒部分和从所述圆筒部分向径向外侧扩展的凸缘，所述内部部件的所述圆筒部分与所述凸缘具有螺旋槽状的加工痕迹，所述密封装置的特征在于，包括：
安装部，安装于所述滚动轴承的所述外侧部件；
内侧环状部分，从所述安装部向径向内侧延伸；
润滑脂唇，从所述内侧环状部分朝向所述滚动轴承的所述内侧部件的所述圆筒部分延伸，并由弹性材料形成；以及
侧唇，从所述内侧环状部分朝向所述滚动轴承的所述内侧部件的所述凸缘延伸，并由弹性材料形成，
在所述滚动轴承上安装有密封装置的情况下，所述侧唇相对于所述凸缘的接触宽度小于0.041mm。
2.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，
在所述滚动轴承上安装有密封装置的情况下，所述侧唇相对于所述凸缘的接触宽度为0.035mm以下。
3.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，
在所述滚动轴承上安装有密封装置的情况下，所述侧唇相对于所述凸缘的接触宽度为0.033mm以下。
4.(追加)根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，
还包括薄板状的中间唇，所述中间唇从所述内侧环状部分向所述滚动轴承的所述内侧部件延伸并由弹性材料形成，所述中间唇配置在所述润滑脂唇和所述侧唇的中间，与所述侧唇的径向内侧重叠，在滚动轴承上安装有密封装置的情况下，只有所述侧唇相对于所述凸缘的接触宽度小于0.041mm。
5.(追加)根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，
包括多个所述侧唇，在滚动轴承上安装有密封装置的情况下，只有配置在径向最外侧的侧唇相对于所述凸缘的接触宽度小于0.041mm。
说明或声明(按照条约第19条的修改)
权利要求1限定为内侧部件(6、78)的圆筒部分(78A)与凸缘(4B、78B)具有螺旋槽状的加工痕迹。
对比文献1和2都没有记载这样的特征。
本发明如权利要求1中所限定的那样，在其内侧部件中具有螺旋槽状的加工痕迹的滚动轴承中是有利的。在这样的滚动轴承中，可以想到螺旋槽状的加工痕迹作为一种进给螺丝发挥作用，使得流体可以从唇之间的空间向径向外侧送出，因此空间变为负压，并且侧唇以高接触压力与内侧部件接触，对内侧部件施加的转矩增加。本发明为了解决该问题，具有以下特征：在滚动轴承上安装有密封装置的情况下，侧唇相对于凸缘的接触宽度小于0.041mm。本发明与对比文献2中记载的技术根本不同，在对比文献2中，只是为了提高密封的可靠性，侧唇相对于凸缘的接触宽度小于0.03mm。
新权利要求4限定了在密封装置除了包括润滑脂唇和侧唇之外还包括中间唇的情况下，只有侧唇相对于凸缘的接触宽度小于0.041mm。
新权利要求5限定了在密封装置包括多个侧唇的情况下，只有配置在径向最外侧的侧唇相对于凸缘的接触宽度小于0.041mm。

Claims (3)

1.一种密封装置，配置在滚动轴承的内侧部件与外侧部件之间，并且密封所述内侧部件与所述外侧部件之间的间隙，所述滚动轴承具备相对旋转的所述内侧部件和所述外侧部件，所述内侧部件具有圆筒部分和从所述圆筒部分向径向外侧扩展的凸缘，所述密封装置的特征在于，包括：
安装部，安装于所述滚动轴承的所述外侧部件；
内侧环状部分，从所述安装部向径向内侧延伸；
润滑脂唇，从所述内侧环状部分朝向所述滚动轴承的所述内侧部件的所述圆筒部分延伸，并由弹性材料形成；以及
侧唇，从所述内侧环状部分朝向所述滚动轴承的所述内侧部件的所述凸缘延伸，并由弹性材料形成，
在所述滚动轴承上安装有密封装置的情况下，所述侧唇相对于所述凸缘的接触宽度小于0.041mm。
2.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，
在所述滚动轴承上安装有密封装置的情况下，所述侧唇相对于所述凸缘的接触宽度为0.035mm以下。
3.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，
在所述滚动轴承上安装有密封装置的情况下，所述侧唇相对于所述凸缘的接触宽度为0.033mm以下。
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200904

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