CN111692200A - 密封装置和滚动轴承装置 - Google Patents

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Abstract

一种密封装置和滚动轴承装置。密封装置包括密封构件(50)和抛油环(52)。迷宫式间隙(70)被设置成密封构件(50)和抛油环(52)之间的间隙的一部分。迷宫式间隙(70)包括：外侧间隙(72)，其朝向外部开口；中央间隙(71)，其与外侧间隙(72)连续，并且其流路方向与外侧间隙(72)的交叉；和内侧间隙(73)，其与中央间隙(71)连续并且其流路方向与中央间隙(71)的交叉。外侧间隙(72)的开口(70a)具有0.3mm以上并且0.7mm以下的尺寸。中央间隙(71)在流路方向上具有3mm以上的长度。内侧间隙(73)具有0.3mm以上并且1.0mm以下的间隙尺寸。

Description

密封装置和滚动轴承装置
技术领域
本发明涉及一种密封装置和一种具有密封装置的滚动轴承装置。
背景技术
车辆(诸如汽车)采用车轮轴承装置(毂单元)来支撑车轮。车轮轴承装置包括：外圈构件(也称为外部构件)，所述外圈构件(也称为外部构件)被安装在车体上；内轴构件(也称为内部构件)，在所述内轴构件上安装车轮；和多个滚动元件(滚珠)，所述多个滚动元件(滚珠)被布置在外圈构件和内轴构件之间。有必要防止水进入车轮轴承装置的设置滚动元件的轴承内部空间。在车轮轴承装置的情况下，这种水包含泥浆。为了防止水进入，密封装置被设置在外圈构件和内轴构件之间。PCT申请No.2013-534301(JP-A-2013-534301)的公开日文译文公开了一种设置在车轮轴承装置的车辆外侧(外部侧)上的密封装置。
发明内容
如图5中所示，在JP-A-2013-534301中描述的密封装置具有环形密封构件91和环形抛油环94，其中，所述环形密封构件91被安装在外圈构件90的外周表面90b上，并且，所述环形抛油环94被安装在内轴构件92上。密封构件91具有密封唇98，并且密封唇98与抛油环94的一部分接触。迷宫式间隙96被形成在密封构件91的一部分91a和抛油环94的一部分94a之间。
在多雨的地区，道路有时被淹没。当车轮变得浸入水中时，密封装置在周向方向上的至少一部分(其在路面侧上的一部分)可能沉入水中。此外，当车辆处于静止状态中时，水可能在淹没道路的水(的压力)的影响下通过迷宫式间隙96并且进入密封装置的内部。已经进入内部的水包含泥浆。如果密封唇98通过泥浆与抛油环94形成滑动接触，则密封唇98可能会磨损得较快，从而导致密封性能劣化。然后，水可能进入在外圈构件90和内轴构件92之间的轴承内部空间105。
因此，本发明提供了一种密封装置和一种滚动轴承装置，其能够抑制水进入密封装置的内部并且容易地将已经进入密封装置的内部的水(如果有的话)排放到外部。
根据该公开的第一方面的一种密封装置包括环形密封构件和环形抛油环，其中，所述环形密封构件被安装在外部构件上，并且，所述环形抛油环被安装在相对于外部构件旋转的内部构件上。迷宫式间隙被设置成环形密封构件和环形抛油环之间的间隙的一部分。迷宫式间隙包括：外侧间隙，所述外侧间隙朝向外部开口；中央间隙，所述中央间隙与外侧间隙连续，并且所述中央间隙的流路方向与外侧间隙的流路方向交叉；和内侧间隙，所述内侧间隙与中央间隙连续，并且所述内侧间隙的流路方向与中央间隙的流路方向交叉。外侧间隙的开口具有0.3mm以上并且0.7mm以下的尺寸。中央间隙在流路方向上具有3mm以上的长度。内侧间隙具有0.3mm以上并且1.0mm以下的间隙尺寸。
在该密封装置中，迷宫式间隙使得外部水较不可能进入密封装置的内部。在外部构件和内部构件相对于彼此旋转的状态下，增强了通过迷宫式间隙限制水进入的功能。在另一个方面，当相对旋转停止并且此外车辆处于密封装置在周向方向上的至少一部分处于水下的环境中时，在来自外部的水压的影响下，水可能穿过迷宫式间隙并进入密封装置的内部。当相对旋转开始时，已经进入内部的水被离心力朝向外部输送，但是由于来自外部的水压的影响，水难以排出。然而，由于如上所述设定的这些部分的尺寸，在迷宫式间隙的外侧间隙、中央间隙和内侧间隙中形成了水膜，并且该水膜能够针对来自外部的水压施加力。当在这种状态中，相对旋转开始时，离心力也作用在迷宫式间隙的内部的水上，这有助于将内部的水排出到外部。因此，能够抑制水进入密封装置的内部，并且能够容易地将已经进入密封装置的内部的水排出到外部。“流路方向”指当通过迷宫式间隙时水流动的方向。
在以上方面中，中央间隙可以具有0.3mm以上并且1.0mm以下的间隙尺寸。在这种情况下，能够进一步增强如上所述的限制水进入的功能，并且在中央间隙中形成的水膜可能得到维持。
在以上方面中，内侧间隙在流路方向上可以具有2.5mm以上的长度。在这种情况下，能够进一步增强如上所述的限制水进入的功能，并且在中央间隙中形成的水膜可能得到维持。
根据本公开的第二方面的一种滚动轴承装置包括：外部构件；内部构件；多个滚动元件，所述多个滚动元件被设置在外部构件和内部构件之间；和密封装置，所述密封装置防止异物进入在外部构件和内部构件之间，并且在所述密封装置中设置滚动元件的轴承内部空间。密封装置是根据第一方面的密封装置。该滚动轴承装置能够抑制水进入密封装置的内部，并且容易地将已经进入密封装置的内部的水排出到外部。
具有这些方面的本发明能够抑制水进入密封装置的内部，并且容易地将已经进入密封装置的内部的水排出到外部。
附图说明
下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中，相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：
图1是示出滚动轴承装置的实例的截面视图；
图2是示出外侧密封装置及其周围的截面视图；
图3是外侧密封装置的截面视图；
图4是示出迷宫式间隙及其周围的截面视图；并且
图5是示出相关技术的密封装置的截面视图。
具体实施方式
滚动轴承装置
图1是示出滚动轴承装置的实例的截面视图1。图1所示滚动轴承装置10(以下，也称为“轴承装置10”)被安装在设置在车辆(汽车)的车体中的悬架(也称为“转向节”)上，并且能够旋转地支撑车轮。轴承装置10也称为毂单元。在轴承装置10被安装在车体(悬架)上的状态下，图1中的右侧是车轮侧并且称为车辆外侧。图1中的左侧是车体中心侧并且称为车辆内侧。
轴承装置10包括外圈构件(也称为外部构件)12、内轴构件(也称为内部构件)14和设置在外圈构件12和内轴构件14之间的多个滚动元件16。该公开的滚动元件16是滚珠。在该公开的轴承装置10中，轴向方向是与轴承装置10的中心线C(以下称为“轴承中心线C”)平行的方向。轴承装置10的轴向方向和稍后将描述的密封装置46的轴向方向一致。轴承装置10的轴向方向和密封装置46的轴向方向每一个将被简称为“轴向方向”。径向方向是与轴承中心线C正交的方向。轴承装置10的径向方向与稍后将描述的密封装置46的径向方向一致。轴承装置10的径向方向和密封装置46的径向方向每一个将被简称为“径向方向”。为了便于描述，在该公开中，车辆外侧和车辆内侧将被分别地称为“在轴向方向上的一侧”和“在轴向方向上的另一侧”。
外圈构件12具有具有筒形形状的外圈主体22和从外圈主体22朝向径向外侧延伸的凸缘24。在轴向方向上的一侧和另一侧中的每一侧上，外圈滚道表面26被形成在外圈主体22的内圆周中。凸缘24被安装到作为车体侧构件的转向节(未示出)上。由此，包括外圈构件12的轴承装置10被固定到车体。外圈构件12的在轴向方向上的一侧上的端部28和其在轴向方向上的另一侧上的端部30中的每一个均具有筒形形状。
内轴构件14具有轴形的毂轴32(内轴)和固定在毂轴32的在轴向方向上的另一侧上的内圈34。毂轴32具有位于外圈构件12的径向内侧的轴主体36和设置在轴主体36的在轴向方向上的一侧上的凸缘38。轴主体36是在轴向方向上伸长的部分。凸缘38是从轴主体36的在轴向方向上的一侧朝向径向外侧延伸的部分。尽管这未被示出，但是制动转子和车轮被安装到凸缘38上。内圈34是环形构件，并且被装配并固定在轴主体36的在轴向方向上的另一侧上的部分40的外侧上。
轴滚道表面42被形成在轴主体36的外周向侧上，并且内圈滚道表面44被形成在内圈34的外周表面中。多个滚动元件16的在轴向方向上的一侧上被设置在外圈滚道表面26和轴滚道表面42之间。多个滚动元件16的在轴向方向上的另一侧上被设置在外圈滚道表面26和内圈滚道表面44之间。滚动元件16分别在轴向方向上的一侧和另一侧上被设置成两排。每排中的滚动元件16由保持架18保持。该构造允许内轴构件14相对于外圈构件12绕轴承中心线C旋转。
设置滚动元件16的环形轴承内部空间20被形成在外圈构件12和内轴构件14之间。为了防止异物(诸如水)从外部进入轴承内部空间20，轴承装置10进一步包括一对密封装置46、48。密封装置46被设置在外圈构件12的在轴向方向上的一侧上的端部28和内轴构件14之间。另一个密封装置48被设置在外圈构件12的在轴向方向上的另一侧上的端部30和内轴构件14(内圈34)之间。在轴向方向上的一侧上的密封装置46被称为外侧密封装置46。在轴向方向上的另一侧上的密封装置48被称为内侧密封装置48。
外侧密封装置46
图2是示出外侧密封装置46及其周围的截面视图。图3是外侧密封装置46的截面视图。密封装置46包括环形密封构件50和环形抛油环52。密封构件50被安装在外圈构件12上。抛油环52被安装在内轴构件14上并且与内轴构件14一起旋转。
在图3中，密封构件50具有金属芯(金属圈)80和橡胶密封构件81。密封构件81通过固化粘接而被固定到芯80。芯80具有筒形部80a和环形部80b，其中，所述筒形部80a具有筒形形状，并且，所述环形部80b从筒形部80a的在轴向方向上的一侧上的端部80a-1朝向径向内侧延伸。当筒形部80a被以过盈方式装配到外圈构件12的端部28时，密封构件50被固定到外圈构件12。
密封构件81具有：筒形覆盖部81a，所述筒形覆盖部81a覆盖筒形部80a；环形覆盖部81b，所述环形覆盖部81b覆盖环形部80b；密封唇58、59，所述密封唇58、59被设置成从环形覆盖部81b延伸；和内槽81c。
密封唇(轴向唇)58被设置成主要在轴向方向上延伸，并且与抛油环52的一部分(第一径向部62)接触。密封唇(径向唇)59被设置成主要在径向方向上延伸。虽然密封唇(径向唇)59可以与抛油环52的另一个部分(抛油环固定部60)接触，但是该公开的密封唇59被设置成靠近该部分，并且在它们之间留有小的间隙。
内槽81c被设置成与环形覆盖部81b的部分81b-1成为一体。内槽81c位于密封唇58的径向外侧。内槽81c具有从环形覆盖部81b朝向在轴向方向上的一侧延伸的筒形底部81d和从底部81d的在轴向方向上的一侧上的端部朝向径向外侧延伸的环形侧壁81e。内槽81c由覆盖部81b的部分81b-1、底部81d和侧壁81e在密封装置46的内部形成。
侧壁81e形成内槽81c的在轴向方向上的一侧上的侧壁。覆盖部81b的部分81b-1形成内槽81c的在轴向方向上的另一侧上的侧壁。底部81d形成内槽81c的底壁。内槽81c被形成为朝向径向外侧开口的周向凹槽。内槽81c位于稍后将描述的迷宫式间隙70的内侧开口70b的径向内侧。开口70b朝向径向内侧开口。已经通过迷宫式间隙70的异物(诸如水)被内槽81c捕获。因此，异物(诸如水)不会直接到达在密封唇58和抛油环52之间的接触部(第一径向部62)。
密封构件50进一步具有大直径部53，该大直径部53具有比筒形覆盖部81a大的外径。大直径部53是与覆盖部81a的在轴向方向上的另一侧连续的部分，并且由密封构件81的一部分形成。大直径部53与覆盖部81a一起覆盖筒形部80a。大直径部53的外径大于在其上安装密封构件50的外圈构件12(端部28)的外周表面12f的部分12b的外径。因此，当在沿外周表面12f的方向上从轴向方向上的另一侧朝向一侧观察时，大直径部53看起来像壁。
筒形密封固定部54由密封构件81的筒形覆盖部81a和芯80的筒形部80a形成。密封固定部54被安装在外圈构件12的外周表面12f的部分12b上。密封主体56由密封构件81的覆盖部81b、密封唇58、59和内槽81c与芯80的环形部80b形成。
抛油环52在径向方向上从内侧朝向外部按照如下顺序具有抛油环固定部60、第一径向部62、第一轴向部64、第二径向部66和第二轴向部68。
抛油环固定部60是筒形部。抛油环固定部60被安装在内轴构件14的外周表面14f的一部分14a上。当抛油环固定部60被以过盈方式装配到部分14a时，抛油环52被固定到内轴构件14。
第一径向部62具有锥形的第一部分62p和环形的第二部分62q。第一部分62p是在从抛油环固定部60的在轴向方向上的一侧上的端部60a朝向在轴向方向上的一侧延伸时朝向径向外侧指向的部分。第二部分62q是从第一部分62p朝向径向外侧延伸的部分。密封唇58与第二部分62q接触。间隙79被设置在第二部分62q和内槽81c之间。因此，第一径向部62是从抛油环固定部60的在轴向方向上的一侧上的端部60a朝向径向外侧延伸并且密封唇58与其接触的部分。
第一轴向部64是从第一径向部62的在径向外侧上的端部62a朝向在轴向方向上的另一侧延伸的筒形部。第一轴向部64被定位在如下位置处，使得从径向外侧覆盖比内槽81c的大部分大的区域。第一轴向部64的外径和内轴构件14的在轴向方向上的另一侧上的端部处的阶形表面14h的外径被设定为(基本)相等。阶形表面14h将在稍后描述。
第二径向部66是从第一轴向部64的在轴向方向上的另一侧上的端部64a朝向径向外侧延伸的环形部。第二径向部66被定位在跨越间隙(第三间隙)73在轴向方向上面向覆盖部81b的位置处。间隙73的在径向内侧上的端部形成迷宫式间隙70的内侧开口70b。迷宫式间隙70的与开口70b相对的外侧开口由附图标记70a表示。内槽81c位于间隙73的径向内侧并且位于其正下方。
第二轴向部68是从第二径向部66的在径向外侧上的端部66a朝向在轴向方向上的另一侧延伸的筒形部。第二轴向部68被定位在如下的位置处，使得跨越间隙(第一间隙)71在径向方向上面向密封固定部54。第二轴向部68的在轴向方向上的另一侧上的端部68a和密封构件50的大直径部53跨越间隙(第二间隙)72在轴向方向上彼此面对。第二间隙72朝向径向外侧开口。第二间隙72的上端形成迷宫式间隙70的外侧开口70a。
在该公开的密封装置46中，第一间隙71和第二间隙72彼此连通，并且第一间隙71进一步与第三间隙73连通。因此，迷宫式间隙70包括第一间隙71、第二间隙72和第三间隙73。迷宫式间隙70的具体尺寸等将在稍后描述。
密封构件50的大直径部53的外周表面53f和抛油环52的第二轴向部68的外周表面68f的直径相等(基本相等)。这里，直径相等的含义可以不仅包括两个直径完全相同，而且包括两个直径彼此稍稍不同。大直径部53的外周表面53f和第二轴向部68的外周表面68f的直径可以在考虑到密封构件50和抛油环52中的每一个的制造误差和在这些构件组装时的组装误差(由于弹性变形)的范围内彼此不同。大直径部53的外周表面53f的直径可以稍大于第二轴向部68的外周表面68f，反之亦然。这里，作为指南，“稍”意味着例如小于外周表面68f的直径的1％的值。
这里，当车辆行驶时，路面上的水飞溅并且在轴承装置10的外周侧上流动(见图2)。因此，外圈构件12的外周侧用作使水流过的流动通道。这种水包含泥浆。将描述流动通道中的设置有密封装置46的区域。在图3中，在密封构件50的大直径部53的径向外侧的区域K1和在抛油环52的第二轴向部68的径向外侧的区域K2形成位于密封装置46的径向外侧的外侧流动通道74。
外侧流动通道74是沿轴向方向直线延伸的连续流动通道。这意味着在外侧流动通道74中，不存在显著地阻碍水的流动的与轴向方向正交的壁。如上所述，大直径部53的外周表面53f和第二轴向部68的外周表面68f的直径相等(基本相等)。因此，大直径部53的外周表面53f和第二轴向部68的外周表面68f被包括在沿轴向方向直线延伸的连续外侧流动通道74的流动通道表面74a中。外部水能够沿包括大直径部53的外周表面53f和第二轴向部68的外周表面68f的流动通道表面74a沿轴向方向直线地流动。
外槽结构78
如图2中所示，该公开的轴承装置10包括由内轴构件14的一部分和密封装置46的一部分形成的外槽结构78。槽结构78被形成为朝向径向外侧开口的周向凹槽。将描述槽结构78的具体构造。
如上所述，内轴构件14具有轴主体36和凸缘38。轴主体36具有内轴构件14的外周表面的部分14a，在所述部分14a处，抛油环固定部60被固定到内轴构件14。凸缘38是从轴主体36的在轴向方向上的一侧朝向径向外侧延伸的部分。凸缘38具有从内轴构件14的外周表面的部分14a朝向径向外侧延伸的环形的壁表面14g和从壁表面14g的在径向外侧上的端部14g-1朝向在轴向方向上的一侧延伸的阶形表面14h。阶形表面14h是其外径朝向在轴向方向上的一侧逐渐增加的表面。
抛油环52的第一径向部62具有与环形壁表面14g接触的接触表面76。在该公开中，环形第二部分62q的在轴向方向上的一侧上的侧表面形成接触表面76。抛油环52的第一轴向部64的外周表面64f和凸缘38的阶形表面14h形成公共槽结构78的底表面78a。因此，第一轴向部64的外周表面64f和凸缘38的阶形表面14h被包括在槽结构78的底表面78a中。如上所述，第一轴向部64的外周表面64f的外径和在轴向方向上的另一侧上的端部处的阶形表面14h的外径被设定为(基本)相等。如图2中所示，外周表面64f和阶形表面14h的外径可以完全相同，但是也可以在第一轴向部64的板厚的值的范围内彼此不同。因此，在轴向方向上连续的底表面78a由第一轴向部64的外周表面64f和阶形表面14h构成。
槽结构78能够捕获外部水。特别地，槽结构78能够捕获已经沿轴承装置10的外周侧朝向在轴向方向上的一侧流动的水。由槽结构78捕获的水沿槽结构78的周向凹槽向下流动并落在路面上。
迷宫式间隙70的具体构造
图4是示出迷宫式间隙70及其周围的截面视图。限制外部水进入的迷宫式间隙70在密封构件50和抛油环52的一部分之间被形成在密封装置46中。如上所述，迷宫式间隙70包括第一间隙71、第二间隙72和第三间隙73。
第二间隙72朝向外部开口。在下文中，第二间隙72也将被称为“外侧间隙72”。第三间隙73朝向密封装置46的内侧开口。在下文中，第三间隙73也将被称为“内侧间隙73”。第一间隙71是位于外侧间隙72和内侧间隙73之间的间隙，并且与外侧间隙72和内侧间隙73中的每一个间隙连续。在下文中，第一间隙71也将被称为“中央间隙71”。在外侧间隙72的外侧上的开口由附图标记70a表示。在密封装置46的内侧上的内侧间隙73中的开口由附图标记70b表示。
内侧间隙73与中央间隙71连续，并且内侧间隙73的流路方向与中央间隙71的正交。中央间隙71与外侧间隙72连续，并且中央间隙71的流路方向与外侧间隙72的正交。“流路方向”指水在通过迷宫式间隙70时流动的方向。外侧间隙72的流路方向应当至少具有径向分量，并且在该公开中与径向方向一致。内侧间隙73的流路方向应当至少具有径向分量，并且在该公开中与径向方向一致。中央间隙71的流路方向应当至少具有轴向分量，并且在该公开中与轴向方向一致。
外侧间隙72的开口70a的尺寸(在轴向方向上)H1被设定为0.3mm以上并且0.7mm以下(0.3mm≤H1≤0.7mm)。如图4中所示，外侧间隙72由环形的小空间形成。外侧间隙72具有在流路方向上沿直线连续的形状。因此，外侧间隙72的间隙尺寸(在轴向方向上)沿径向方向是恒定的，并且等于开口70a的尺寸H1。外侧间隙72的在流路方向上的长度(在径向方向上)L1是从开口70a到密封固定部54(筒形覆盖部81a)的外周表面的距离。长度L1等于抛油环52的第二轴向部68的厚度尺寸(在径向方向上)t和中央间隙71的间隙尺寸(在径向方向上)H2之和(L1＝t+H2)。
中央间隙71的间隙尺寸(在径向方向上)H2被设定为0.3mm以上并且1.0mm以下(0.3mm≤H2≤1.0mm)。如图4中所示，中央间隙71由筒形的小间隙形成。中央间隙71具有在流路方向上沿直线连续的形状。因此，中央间隙71的间隙尺寸H2沿轴向方向是恒定的。优选的是，中央间隙71的在流路方向上的长度(在轴向方向上)L2被设定为是长的。因此，中央间隙71的在流路方向上的长度L2为3mm以上(L2≥3mm)。中央间隙71的长度L2的上限值(作为指南)例如为7mm(L2≤7mm)。该值基于对密封装置46的尺寸的限制。中央间隙71的长度L2是从第二轴向部68的在轴向方向上的另一侧上的端部(端表面)到密封固定部54(筒形覆盖部81a)的在轴向方向上的一侧上的表面的距离。
内侧间隙73的间隙尺寸(在轴向方向上)H3等于中央间隙71的间隙尺寸H2。因此，内侧间隙73的间隙尺寸H3被设定为0.3mm以上并且1.0mm以下(0.3mm≤H3≤1.0mm)。如图4中所示，内侧间隙73由环形的小空间形成。由于内侧间隙73具有在流路方向上沿直线连续的形状，所以内侧间隙73的间隙尺寸H3沿径向方向是恒定的并且等于开口70b的尺寸。优选的是，内侧间隙73的在流路方向上的长度L3被设定为是长的。因此，内侧间隙73的在流路方向上的长度(在径向方向上)L3为2.5mm以上(L3≥2.5mm)。内侧间隙73的长度L3的上限值(作为指南)例如为4.0mm(L3≤4.0mm)。该值基于对密封装置46的尺寸的限制。
内侧间隙73的长度L3是从密封固定部54的外周表面到在抛油环52的第二径向部66和第一轴向部64之间的联接部69的距离。联接部69具有圆形形状。因此，长度L3是从密封固定部54的外周表面到圆形起点66s的距离，该圆形起点66s是在第二径向部66的一侧上在圆形联接部69中的点。圆形起点66s的位置与开口70b的位置一致。
如以上已经描述地，在该公开的密封装置46中，迷宫式间隙70包括：外侧间隙72，所述外侧间隙72向外开口；中央间隙71，所述中央间隙71与外侧间隙72连续，并且所述中央间隙71的流路方向与外侧间隙72的交叉；和内侧间隙73，所述内侧间隙73与中央间隙71连续，并且所述内侧间隙73的流路方向与中央间隙71的交叉。外侧间隙72的开口70a的尺寸H1为0.3mm以上并且0.7mm以下。中央间隙71被设定为尽可能长以确保该中央间隙71的在流路方向上的长度，并且中央间隙71的在流路方向上的长度L2为3mm以上。内侧间隙73的间隙尺寸H3为0.3mm以上并且1.0mm以下。
在具有带有如此设定的尺寸的迷宫式间隙70的密封装置46中，迷宫式间隙70使得外部水较不可能进入密封装置46的内部。在内轴构件14相对于外圈构件12旋转的状态(即车辆行驶的状态)下，通过迷宫式间隙70限制水进入的功能被增强。在另一个方面，当车辆停止并且内轴构件14停止旋转并且此外车辆处于密封装置46在周向方向上的至少一部分处于水下的环境中时，在来自外部的水压的影响下，水可能通过迷宫式间隙70并且进入密封装置46的内部。正是当道路被淹没时，密封装置46的在周向方向上的至少一部分处于水下。当道路被淹没时假定的水深例如是等于轴承装置10的中心线C(见图1)的水平的值(车轮半径的值)。
当车辆恢复行驶并且内轴构件14旋转时，已经进入密封装置46的内部的水被离心力朝向外部输送。由于来自外部的水压的影响，水难以排出。然而，由于如在以上描述地设定的这些部分的尺寸(尺寸H1、长度L2和尺寸H3)，在迷宫式间隙70的外侧间隙72、中央间隙71和内侧间隙73中形成水膜，并且该水膜能够针对来自外部的水压而施加力。当内轴构件14与在迷宫式间隙70中形成的水膜一起旋转时，离心力也作用在迷宫式间隙70的内部的水(特别地，在具有在径向方向上延伸的流动通道的外侧间隙72和内侧间隙73的内部的水)上，这有助于将内部的水排出到外部。由于在迷宫式间隙70中形成的水膜如此针对来自外部的水压施加力，所以确保该水膜的功能能够增强密封装置46的排水效率。因此，该公开的密封装置46能够抑制水进入内部并且容易地将已经进入内部的水排出到外部。
当由于如上所述这些部分的尺寸(尺寸Hl、长度L2和尺寸L3)的设定而在迷宫式间隙70的外侧间隙72、中央间隙71和内侧间隙73中形成水膜时，该水膜类似盖子地发挥功能。水膜较有效地限制了外部水的进入。
中央间隙71的间隙尺寸H2被设定为0.3mm以上并且1.0mm以下。该构造能够增强限制外部水进入的功能，并且用于维持在中央间隙71中形成的水膜。内侧间隙73被设定为尽可能长以确保该内侧间隙73的在流路方向上的长度，并且内侧间隙73的在流路方向上的长度L3为2.5mm以上。该构造能够进一步增强限制外部水进入的功能，并且用于维持在中央间隙71中形成的水膜。
如上所述，外侧间隙72的开口70a的尺寸H1被设定为0.3mm以上并且0.7mm以下。如果开口70a的尺寸H1被设定为在该范围内的值，则由于开口70a中的水的表面张力，外部水较不可能进入。特别优选的是，尺寸H1为0.6mm以下。在这种情况下，外侧间隙72的开口具有0.6mm以下的尺寸。
如果开口70a的尺寸H1被设定为0.3mm以上并且0.7mm以下，则在外侧间隙72中形成的水膜将在开口70a中具有带有适当形状的弯月面，并且该水膜得以维持。因此，开口70a的尺寸H1被设定成适于保持外侧间隙72中的水膜并且进一步保持中央间隙71中的水膜的值。
如果尺寸H1小于0.3mm，则增强了防止水进入密封装置46中的功能，但是排出已经进入内部的水的效率降低。如果尺寸H1超过0.7mm，则防止水进入的功能可能劣化。外侧间隙72在功能上用于通过外侧间隙72的内部的水而保持中央间隙71中的水膜(外侧间隙72的流动通道阻力)。如果开口70a的尺寸H1超过0.7mm，则外侧间隙72不能预期产生对水的流动通道阻力，并且几乎不能在功能上用于保持中央间隙71中的水膜。
如上所述，中央间隙71的在流路方向上的长度L2被设定为3mm以上。如果长度L2短于3mm，则中央间隙71太短而不能在功能上用于防止水的进入。此外，如果长度L2短于3mm，则具有承受来自外部的水压的力的有效水膜较不可能在中央间隙71中形成。因此，中央间隙71不能预期产生对水的流动通道阻力，并且几乎不能在功能上用于保持水膜。
如上所述，内侧间隙73的间隙尺寸H3被设定为0.3mm以上并且1.0mm以下。如果间隙尺寸H3小于0.3mm，则增强了防止水进入密封装置46中的功能，但是排出已经进入内部的水的效率降低。内侧间隙73的间隙尺寸H3被设定为适于保持内侧间隙73中的水膜并且进一步保持中央间隙71中的水膜的值。
如果内侧间隙73的间隙尺寸H3超过1.0mm，则防止水进入的功能可能劣化。内侧间隙73在功能上用于通过内侧间隙73的内部的水而保持中央间隙71中的水膜(内侧间隙73的流动通道阻力)。如果内侧间隙73的间隙尺寸H3超过1.0mm，则内侧间隙73不能预期产生对水的流动通道阻力，并且几乎不能在功能上用于保持中央间隙71中的水膜。
外侧间隙72和内侧间隙73的共同点是，两者都在功能上用于保持(即维系)中央间隙71中的水(水膜)。然而，外侧间隙72的间隙尺寸H1的上限值(0.7mm)和内侧间隙73的间隙尺寸H3的上限值(1.0mm)由于以下原因而彼此不同。外侧间隙72在流路方向上较短。内侧间隙73在流路方向上比外侧间隙72长。因此，第一个原因是内侧间隙73比外侧间隙72产生较大的流动通道阻力。第二个原因是外侧间隙72向外开口，而内侧间隙73是位于迷宫式间隙70的较深侧(远离开口70a)上的间隙。
以上描述的迷宫式间隙70的这些部分的尺寸是本发明的发明人已经通过进行大量实验和模拟而获得的值。
该公开的密封装置46
如以上已经描述地，该公开的密封装置46包括密封构件50和抛油环52。如图3中所示，密封构件50在外周侧上具有大直径部53，该大直径部53具有比密封固定部54大的外径。大直径部53跨越外侧间隙(第二间隙)72地在轴向方向上面向抛油环52的第二轴向部68的在轴向方向上的另一侧上的端部68a。中央间隙(第一间隙)71和外侧间隙(第二间隙)72彼此连通，并且密封装置46具有包括中央间隙71和外侧间隙72的迷宫式间隙70。如上所述，大直径部53的外周表面53f和第二轴向部68的外周表面68f被包括在沿轴向方向直线延伸的连续的外侧流动通道74的流动通道表面74a中。
在具有这种构造的密封装置46中，迷宫式间隙70使得外部水较不可能进入存在密封唇58的密封装置46的内部。如上所述，大直径部53具有比密封固定部54大的外径，并且跨越外侧间隙72地在轴向方向上面向抛油环52的第二轴向部68的在轴向方向上的另一侧上的端部68a。因此，由于大直径部53在功能上用作屏障，所以沿外圈构件12的外周表面12f朝向在轴向方向上的一侧流动(箭头F1)的水较不可能进入密封装置46的内部。由于外侧间隙72朝向径向外侧开口，所以即使当大量的水流动并且一部分水在大直径部53之上朝向在轴向方向上的一侧流动时，该水也较不可能通过外侧间隙72的开口70a进入并且经过开口70a。
大直径部53的外周表面53f和第二轴向部68的外周表面68f被包括在沿着轴向方向直线延伸的连续的外侧流动通道74的流动通道表面74a中。因此，即使当大量的水流动并且一部分水在大直径部53之上朝向在轴向方向上的一侧流动(箭头F2)时，该水也能够经过外侧间隙72的开口70a，而不会在开口70a附近停滞，并且沿第二轴向部68的外周表面68f流动。因此，水较不可能通过外侧间隙72的开口70a进入。因此，该公开的密封装置46具有防止外部水进入外圈构件12和内轴构件14之间的空间的增强的功能。
当车辆的行驶速度低(例如每小时10km)并且大量的水(例如每分钟5升)流动时，外部水可能进入密封装置46的内部。然而，即使当车辆的行驶速度低并且大量的水在外圈构件12的周围流动时，具有图3中所示构造的密封装置46也能够限制水的进入。
如图2中所示，抛油环52的第一径向部62的至少一部分具有接触表面76，所述接触表面76与内轴构件14的环形壁表面14g接触。内轴构件14进一步具有阶形表面14h，所述阶形表面14h从环形壁表面14g在径向外侧上的端部14g-1朝向在轴向方向上的一侧延伸。抛油环52的第一轴向部64的外周表面64f和内轴构件14的阶形表面14h构成公共槽结构78的底表面78a。
因此，槽结构78由抛油环52的一部分和内轴构件14的一部分构成。槽结构78的底表面78a由抛油环52的第一轴向部64的外周表面64f和内轴构件14的阶形表面14h构成。如果大量的水沿外圈构件12的外周表面12f朝向在轴向方向上的一侧流动，并且一部分水在大直径部53之上朝向在轴向方向上的一侧流动(箭头F2)，并且进一步沿第二轴向部68的外周表面68f流动(箭头F3)，则该水被槽结构78捕获。
除了抛油环52的第一轴向部64的外周表面64f之外，内轴构件14的阶形表面14h也被包括在槽结构78的底表面78a中，这增加了槽结构78的容积。因此，槽结构78能够捕获大量的水。由于水被槽结构78捕获，所以通过将水的流动方向改变为朝向轴向方向上的另一侧的方向，能够抑制水朝向外侧间隙72流动。作为结果，即使当水量大时，槽结构78也允许水落到路面上，使得能够防止水返回迷宫式间隙70的开口70a，并且因此防止了水的进入。
如以上已经描述地，该公开的密封装置46具有防止外部水进入外圈构件12和内轴构件14之间的空间的增强的功能。此外，密封装置46被构造成使得已经进入密封装置46的内部的水(如果有的话)易于被排出到外部。
其它
在该公开的轴承装置10中，内轴构件14相对于外圈构件12绕轴承中心线C旋转。只要密封装置46所应用到滚动轴承装置具有相对于彼此绕轴承中心线C旋转的外部构件(外圈构件12)和内部构件(内轴构件14)，则该公开的密封装置46也能够应用于除了用于车轮的滚动轴承装置(毂单元)10以外的滚动轴承装置。因此，虽然这未示出，但是取决于滚动轴承装置的应用，外部构件可以相对于内部构件绕轴承中心线旋转。
能够对外圈构件(外部构件)12和内轴构件(内部构件)14的形式作出各种改变。在本发明的范围内，能够对密封构件50和抛油环52的形式作出改变，并且也可以采用除附图所示的那些以外的形式。
这次公开的实施例在各个方面仅是示意性的而不是限制性的。本发明的技术范围不限于以上实施例，并且该技术范围包括在与在权利要求中描述的构造的范围等同的范围内的所有改变。

Claims (4)

1.一种密封装置，其特征在于包括：
环形密封构件(50)，所述环形密封构件(50)被安装在外部构件(12)上；和
环形抛油环(52)，所述环形抛油环(52)被安装在内部构件(14)上，所述内部构件(14)相对于所述外部构件(12)旋转，其中：
迷宫式间隙(70)被设置成所述环形密封构件(50)和所述环形抛油环(52)之间的间隙的一部分；
所述迷宫式间隙(70)包括：外侧间隙(72)，所述外侧间隙(72)朝向外部开口；中央间隙(71)，所述中央间隙(71)与所述外侧间隙(72)连续，并且所述中央间隙(71)的流路方向与所述外侧间隙(72)的流路方向交叉；和内侧间隙(73)，所述内侧间隙(73)与所述中央间隙(71)连续，并且所述内侧间隙(73)的流路方向与所述中央间隙(71)的流路方向交叉；
所述外侧间隙(72)的开口(70a)具有0.3mm以上并且0.7mm以下的尺寸；
所述中央间隙(71)在所述流路方向上具有3mm以上的长度；并且
所述内侧间隙(73)具有0.3mm以上并且1.0mm以下的间隙尺寸。
2.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，所述中央间隙(71)具有0.3mm以上并且1.0mm以下的间隙尺寸。
3.根据权利要求1或2所述的密封装置，其特征在于，所述内侧间隙(73)在所述流路方向上具有2.5mm以上的长度。
4.一种滚动轴承装置(10)，其特征在于包括：
外部构件(12)；
内部构件(14)；
多个滚动元件(16)，所述多个滚动元件(16)被设置在所述外部构件(12)和所述内部构件(14)之间；和
密封装置，所述密封装置防止异物进入轴承内部空间(20)，所述轴承内部空间(20)在所述外部构件(12)和所述内部构件(14)之间，并且在所述轴承内部空间(20)中设置所述滚动元件(16)，其中
所述密封装置是根据权利要求1或2所述的密封装置。
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