CN113819238A - 一种轮毂轴承端部的密封结构及汽车 - Google Patents

一种轮毂轴承端部的密封结构及汽车 Download PDF

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CN113819238A CN202111011311.4A CN202111011311A CN113819238A CN 113819238 A CN113819238 A CN 113819238A CN 202111011311 A CN202111011311 A CN 202111011311A CN 113819238 A CN113819238 A CN 113819238A
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刘冰
马川
张德志
王永林
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Abstract

本发明公开了一种轮毂轴承端部的密封结构及汽车，涉及轮毂轴承密封技术领域，所述密封结构包括：转向节、轮毂轴承、驱动轴以及阻挡件，所述转向节内部端面设有环形凸台；所述轮毂轴承的外圈与所述转向节连接；驱动轴，所述驱动轴与所述轮毂轴承的内圈连接；所述阻挡件与所述轮毂轴承端部间隔设置、且套接在所述驱动轴上，所述阻挡件上设有环形凹槽，所述环形凹槽与所述环形凸台配合形成迷宫式密封结构。本发明的所述环形凹槽与所述环形凸台配合形成迷宫式密封结构，当车辆在行驶中时，泥水无法直接通过迷宫式密封结构，本发明可以保证磁性编码器不会受到泥水直接冲击，减少磁性编码器直接接触泥水的可能性，保证了磁性编码器的使用寿命。

Description

一种轮毂轴承端部的密封结构及汽车
技术领域
本发明涉及轮毂轴承密封技术领域，特别涉及一种轮毂轴承端部的密封结构及汽车。
背景技术
汽车轮毂轴承(hub bearing)的主要作用是承重和为轮毂的转动提供精确引导，它既承受轴向载荷又承受径向载荷，是一个非常重要的零部件。传统的汽车车轮用轴承是由两套圆锥滚子轴承或球轴承组合而成的，轴承的安装、涂油、密封以及游隙的调整都是在汽车生产线上进行的。轮毂轴承单元是在标准角接触球轴承和圆锥滚子轴承的基础上发展起来的，将两套轴承组成一体，具有组装性能好、可省略游隙调整、重量轻、结构紧凑、载荷容量大及免于维修等优点，已广泛用于轿车中，在载重汽车中也有逐步扩大应用的趋势。
随着汽车智能化的提升，汽车对于轮速信号的要求越来越高，磁性编码器作为采集轮速信号的关键零件越来越多的应用在汽车上，目前在汽车上磁性编码器主要布置在轮毂轴承端面上。但是磁性编码器耐泥水冲击能力差，并且自带磁性，在车辆行驶过程中，来自车轮内侧的泥水会直接高速冲击到磁性编码器上，会导致磁性编码器受冲击破坏，并且泥水中的金属粉尘会吸附在磁性编码器上，进而影响轮速信号采集。
目前常用方法尽可能减小驱动轴和转向节之间的间隙，以减少泥水进入到轴承端面的可能，但是该方案无法彻底规避泥水对于轴承端面的冲击，并且间隙过小增加了运动干涉的可能。
发明内容
本发明实施例提供一种轮毂轴承端部的密封结构及汽车，以解决相关技术中驱动轴和转向节之间的间隙密封效果较差的技术问题。
第一方面，提供了一种轮毂轴承端部的密封结构，所述密封结构包括：
转向节，所述转向节内部端面设有环形凸台；
轮毂轴承，所述轮毂轴承的外圈与所述转向节连接；
驱动轴，所述驱动轴与所述轮毂轴承的内圈连接；
阻挡件，所述阻挡件与所述轮毂轴承端部间隔设置、且套接在所述驱动轴上，所述阻挡件上设有环形凹槽，所述环形凹槽与所述环形凸台配合形成迷宫式密封结构。
通过在所述转向节内部端面设置环形凸台，并设置所述阻挡件，所述阻挡件套接在所述驱动轴上，所述阻挡件上设有环形凹槽，所述环形凹槽与所述环形凸台配合形成迷宫式密封结构。当车辆在行驶中时，泥水无法直接通过迷宫式密封结构，可以保证磁性编码器不会受到泥水直接冲击，减少磁性编码器直接接触泥水的可能性，保证了磁性编码器的使用寿命。
一些实施例中，所述转向节内部靠近所述环形凸台设有第一内孔，所述第一内孔至所述轮毂轴承的外圈之间设有用于引导泥水排出的导流结构。
当车辆在行驶中时，从车轮内侧飞溅的高速泥水会被迷宫式密封结构阻挡，泥水难以通过迷宫式密封结构，所述第一内孔至所述轮毂轴承的外圈之间设有用于引导泥水排出的导流结构，即使部分泥水通过迷宫式密封结构，所述导流结构可以将穿过迷宫式密封结构的泥水导流排出，减少磁性编码器直接接触泥水的可能性。
一些实施例中，所述第一内孔远离所述环形凸台一端沿径向延伸有环形导流板，所述环形导流板与所述第一内孔形成第一导流结构；
所述转向节内部靠近所述环形导流板设有第二内孔，所述第二内孔与所述轮毂轴承的外圈配合连接并形成第二导流结构。
当车辆在行驶中时，从车轮内侧飞溅的高速泥水会被迷宫式密封结构阻挡，泥水难以通过迷宫式密封结构，所述环形导流板与所述第一内孔形成第一导流结构，所述第二内孔与所述轮毂轴承的外圈配合连接并形成第二导流结构，第一导流结构和第二导流结构配合将部分穿过迷宫式密封结构的泥水导流排出，减少磁性编码器直接接触泥水的可能性。
一些实施例中，所述第二内孔底部设有沟槽。所述沟槽可以便于将进入第二导流结构的泥水，提高泥水的排出效率。
一些实施例中，所述第二内孔径向设有用于安装轮速传感器的第一安装孔。所述第一安装孔设置位置紧凑，便于轮速传感器与磁性编码器配合使用，快速测量车轮转速。
一些实施例中，所述阻挡件外周设有环形凸起。所述环形凸起可以起到初步阻挡泥水进入所述环形凹槽与所述环形凸台配合形成迷宫式密封结构，提高迷宫式密封结构的密封效果。
一些实施例中，所述转向节在所述环形凸台周围间隔设有多个第二安装孔，所述第二安装孔用于紧固件将所述转向节与所述轮毂轴承的外圈连接。所述第二安装孔用于紧固件将所述转向节与所述轮毂轴承的外圈连接，结构紧凑，便于使用。
一些实施例中，所述阻挡件为U型钢板压制而成，并与所述驱动轴压装成一体结构。
一些实施例中，所述环形凸台的凸出长度不小于10mm。
第二方面，提供了一种汽车，包括前述的轮毂轴承端部的密封结构。
本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：
本发明实施例提供了一种轮毂轴承端部的密封结构及汽车，轮毂轴承端部的密封结构通过在所述转向节内部端面设置环形凸台，并设置所述阻挡件，所述阻挡件套接在所述驱动轴上，所述阻挡件上设有环形凹槽，所述环形凹槽与所述环形凸台配合形成迷宫式密封结构。当车辆在行驶中时，泥水无法直接通过迷宫式密封结构，可以保证磁性编码器不会受到泥水直接冲击，减少磁性编码器直接接触泥水的可能性，保证了磁性编码器的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种轮毂轴承端部的密封结构的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的图1的一个局部放大图；
图3为本发明实施例提供的转向节的一个结构示意图；
图4为本发明实施例提供的转向节的另一个结构示意图；
图5为本发明实施例提供的驱动轴和阻挡件连接的结构示意图；
图中：1、转向节；11、环形凸台；12、第一内孔；13、环形导流板；14、第二内孔；141、沟槽；142、第一安装孔；15、第二安装孔；2、轮毂轴承；21、外圈；22、内圈；3、驱动轴；4、阻挡件；41、环形凹槽；42、环形凸起；5、磁性编码器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
汽车对于轮速信号的要求越来越高，磁性编码器作为采集轮速信号的关键零件越来越多的应用在汽车上，目前在汽车上磁性编码器主要布置在轮毂轴承端面上。但是磁性编码器耐泥水冲击能力差，并且自带磁性，在车辆行驶过程中，来自车轮内侧的泥水会直接高速冲击到磁性编码器上，会导致磁性编码器受冲击破坏，并且泥水中的金属粉尘会吸附在磁性编码器上，进而影响轮速信号采集。
目前常用方法尽可能减小驱动轴和转向节之间的间隙，以减少泥水进入到轴承端面的可能，但是该方案无法彻底规避泥水对于轴承端面的冲击，并且间隙过小增加了运动干涉的可能。
本发明实施例提供了一种轮毂轴承端部的密封结构，其能解决现有驱动轴和转向节之间的间隙密封效果较差的技术问题。
参见图1和图2所示，本发明实施例提供了一种轮毂轴承端部的密封结构，所述密封结构包括：转向节1、轮毂轴承2、驱动轴3和阻挡件4。
所述转向节1内部端面设有环形凸台11，所述轮毂轴承2的外圈21与所述转向节1连接，所述驱动轴3与所述轮毂轴承2的内圈22连接，所述阻挡件4与所述轮毂轴承2端部间隔设置、且套接在所述驱动轴3上，所述阻挡件4上设有环形凹槽41，所述环形凹槽41与所述环形凸台11配合形成迷宫式密封结构。
具体地，参见图1和图2所示，所述轮毂轴承2的外圈21与所述转向节1连接、所述轮毂轴承2的内圈22与所述驱动轴3连接，磁性编码器5设置在所述轮毂轴承2的外圈21和内圈22之间，其能够随所述轮毂轴承2的内圈22转动。由于所述驱动轴3为转动件，所述驱动轴3与所述转向节1与之间会留一下一定间隙，不管该间隙怎么缩小，始终都会有泥水随着高速旋转的驱动轴3作用而穿过，进而破坏磁性编码器5。
本发明实施例中的轮毂轴承端部的密封结构，通过在所述转向节1内部端面设置环形凸台11，并设置所述阻挡件4，所述阻挡件4套接在所述驱动轴3上，所述阻挡件4上设有环形凹槽41，所述环形凹槽41与所述环形凸台11配合形成迷宫式密封结构。当车辆在行驶中时，从车轮内侧飞溅的高速泥水会被迷宫式密封结构阻挡，泥水难以通过迷宫式密封结构，可以保证磁性编码器5不会受到泥水直接冲击，减少磁性编码器5直接接触泥水的可能性，保证了磁性编码器5的使用寿命。
更进一步地，在一个实施例中，参见图2和图3所示，所述转向节1内部靠近所述环形凸台11设有第一内孔12，所述第一内孔12至所述轮毂轴承2的外圈21之间设有用于引导泥水排出的导流结构。
当车辆在行驶中时，从车轮内侧飞溅的高速泥水会被迷宫式密封结构阻挡，泥水难以通过迷宫式密封结构，所述第一内孔12至所述轮毂轴承2的外圈21之间设有用于引导泥水排出的导流结构，即使部分泥水通过迷宫式密封结构，所述导流结构可以将穿过迷宫式密封结构的泥水导流排出，减少磁性编码器5直接接触泥水的可能性。
更进一步地，在一个实施例中，参见图2和图3所示，所述第一内孔12远离所述环形凸台11一端沿径向延伸有环形导流板13，所述环形导流板13与所述第一内孔12形成第一导流结构。所述转向节1内部靠近所述环形导流板13设有第二内孔14，所述第二内孔14与所述轮毂轴承2的外圈21配合连接并形成第二导流结构。
当车辆在行驶中时，从车轮内侧飞溅的高速泥水会被迷宫式密封结构阻挡，泥水难以通过迷宫式密封结构，所述环形导流板13与所述第一内孔12形成第一导流结构，所述第二内孔14与所述轮毂轴承2的外圈21配合连接并形成第二导流结构，第一导流结构和第二导流结构配合将部分穿过迷宫式密封结构的泥水导流排出，减少磁性编码器5直接接触泥水的可能性。
更进一步地，在一个实施例中，参见图2和图4所示，所述第二内孔14底部设有沟槽141，所述沟槽141可以便于将进入第二导流结构的泥水，提高泥水的排出效率。
更进一步地，在一个实施例中，参见图3所示，所述第二内孔14径向设有用于安装轮速传感器的第一安装孔142，所述第一安装孔142设置位置紧凑，便于轮速传感器与磁性编码器5配合使用，快速测量车轮转速。
更进一步地，在一个实施例中，参见图2所示，所述阻挡件4外周设有环形凸起42，所述环形凸起42可以起到初步阻挡泥水进入所述环形凹槽41与所述环形凸台11配合形成迷宫式密封结构，提高迷宫式密封结构的密封效果。
更进一步地，在一个实施例中，参见图3所示，所述转向节1在所述环形凸台11周围间隔设有多个第二安装孔15，所述第二安装孔15用于紧固件将所述转向节1与所述轮毂轴承2的外圈连接，结构紧凑，便于使用。
更进一步地，在一个实施例中，所述阻挡件4为U型钢板压制而成，并与所述驱动轴3压装成一体结构，结构简单，组装方便。图5所示驱动轴和阻挡件连接的结构示意图。
更进一步地，在一个实施例中，所述环形凸台11的凸出长度不小于10mm，确保迷宫式密封结构的密封效果。
本发明实施例还提供了一种汽车，包括前述的轮毂轴承端部的密封结构。参见图1和图2所示，所述轮毂轴承端部的密封结构包括：转向节1、轮毂轴承2、驱动轴3和阻挡件4。
所述转向节1内部端面设有环形凸台11，所述轮毂轴承2的外圈21与所述转向节1连接，所述驱动轴3与所述轮毂轴承2的内圈22连接，所述阻挡件4与所述轮毂轴承2端部间隔设置、且套接在所述驱动轴3上，所述阻挡件4上设有环形凹槽41，所述环形凹槽41与所述环形凸台11配合形成迷宫式密封结构。
具体地，参见图1和图2所示，所述轮毂轴承2的外圈21与所述转向节1连接、所述轮毂轴承2的内圈22与所述驱动轴3连接，磁性编码器5设置在所述轮毂轴承2的外圈21和内圈22之间，其能够随所述轮毂轴承2的内圈22转动。由于所述驱动轴3为转动件，所述驱动轴3与所述转向节1与之间会留一下一定间隙，不管该间隙怎么缩小，始终都会有泥水随着高速旋转的驱动轴3作用而穿过，进而破坏磁性编码器5。
本发明实施例中的汽车，其轮毂轴承端部的密封结构通过在所述转向节1内部端面设置环形凸台11，并设置所述阻挡件4，所述阻挡件4套接在所述驱动轴3上，所述阻挡件4上设有环形凹槽41，所述环形凹槽41与所述环形凸台11配合形成迷宫式密封结构。当车辆在行驶中时，从车轮内侧飞溅的高速泥水会被迷宫式密封结构阻挡，泥水难以通过迷宫式密封结构，可以保证磁性编码器5不会受到泥水直接冲击，减少磁性编码器5直接接触泥水的可能性，保证了磁性编码器5的使用寿命。
更进一步地，在一个实施例中，参见图2和图3所示，所述转向节1内部靠近所述环形凸台11设有第一内孔12，所述第一内孔12至所述轮毂轴承2的外圈21之间设有用于引导泥水排出的导流结构。当车辆在行驶中时，从车轮内侧飞溅的高速泥水会被迷宫式密封结构阻挡，泥水难以通过迷宫式密封结构，所述第一内孔12至所述轮毂轴承2的外圈21之间设有用于引导泥水排出的导流结构，即使部分泥水通过迷宫式密封结构，所述导流结构可以将穿过迷宫式密封结构的泥水导流排出，减少磁性编码器5直接接触泥水的可能性。
更进一步地，在一个实施例中，参见图2和图3所示，所述第一内孔12远离所述环形凸台11一端沿径向延伸有环形导流板13，所述环形导流板13与所述第一内孔12形成第一导流结构。所述转向节1内部靠近所述环形导流板13设有第二内孔14，所述第二内孔14与所述轮毂轴承2的外圈21配合连接并形成第二导流结构。当车辆在行驶中时，从车轮内侧飞溅的高速泥水会被迷宫式密封结构阻挡，泥水难以通过迷宫式密封结构，所述环形导流板13与所述第一内孔12形成第一导流结构，所述第二内孔14与所述轮毂轴承2的外圈21配合连接并形成第二导流结构，第一导流结构和第二导流结构配合将部分穿过迷宫式密封结构的泥水导流排出，减少磁性编码器5直接接触泥水的可能性。
更进一步地，在一个实施例中，参见图2和图4所示，所述第二内孔14底部设有沟槽141，所述沟槽141可以便于将进入第二导流结构的泥水，提高泥水的排出效率。
更进一步地，在一个实施例中，参见图3所示，所述第二内孔14径向设有用于安装轮速传感器的第一安装孔142，所述第一安装孔142设置位置紧凑，便于轮速传感器与磁性编码器5配合使用，快速测量车轮转速。
更进一步地，在一个实施例中，参见图2所示，所述阻挡件4外周设有环形凸起42，所述环形凸起42可以起到初步阻挡泥水进入所述环形凹槽41与所述环形凸台11配合形成迷宫式密封结构，提高迷宫式密封结构的密封效果。
更进一步地，在一个实施例中，参见图3所示，所述转向节1在所述环形凸台11周围间隔设有多个第二安装孔15，所述第二安装孔15用于紧固件将所述转向节1与所述轮毂轴承2的外圈连接，结构紧凑，便于使用。
更进一步地，在一个实施例中，所述阻挡件4为U型钢板压制而成，并与所述驱动轴3压装成一体结构，结构简单，组装方便。图5所示驱动轴和阻挡件连接的结构示意图。
更进一步地，在一个实施例中，所述环形凸台11的凸出长度不小于10mm，确保迷宫式密封结构的密封效果。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文发明的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种轮毂轴承端部的密封结构，其特征在于，所述密封结构包括：
转向节(1)，所述转向节(1)内部端面设有环形凸台(11)；
轮毂轴承(2)，所述轮毂轴承(2)的外圈(21)与所述转向节(1)连接；
驱动轴(3)，所述驱动轴(3)与所述轮毂轴承(2)的内圈(22)连接；
阻挡件(4)，所述阻挡件(4)与所述轮毂轴承(2)端部间隔设置、且套接在所述驱动轴(3)上，所述阻挡件(4)上设有环形凹槽(41)，所述环形凹槽(41)与所述环形凸台(11)配合形成迷宫式密封结构。
2.如权利要求1所述的轮毂轴承端部的密封结构，其特征在于：
所述转向节(1)内部靠近所述环形凸台(11)设有第一内孔(12)，所述第一内孔(12)至所述轮毂轴承(2)的外圈(21)之间设有用于引导泥水排出的导流结构。
3.如权利要求2所述的轮毂轴承端部的密封结构，其特征在于：
所述第一内孔(12)远离所述环形凸台(11)一端沿径向延伸有环形导流板(13)，所述环形导流板(13)与所述第一内孔(12)形成第一导流结构；
所述转向节(1)内部靠近所述环形导流板(13)设有第二内孔(14)，所述第二内孔(14)与所述轮毂轴承(2)的外圈(21)配合连接并形成第二导流结构。
4.如权利要求3所述的轮毂轴承端部的密封结构，其特征在于：所述第二内孔(14)底部设有沟槽(141)。
5.如权利要求3所述的轮毂轴承端部的密封结构，其特征在于：所述第二内孔(14)径向设有用于安装轮速传感器的第一安装孔(142)。
6.如权利要求1所述的轮毂轴承端部的密封结构，其特征在于：所述阻挡件(4)外周设有环形凸起(42)。
7.如权利要求1所述的轮毂轴承端部的密封结构，其特征在于：
所述转向节(1)在所述环形凸台(11)周围间隔设有多个第二安装孔(15)，所述第二安装孔(15)用于紧固件将所述转向节(1)与所述轮毂轴承(2)的外圈(21)连接。
8.如权利要求1所述的轮毂轴承端部的密封结构，其特征在于：
所述阻挡件(4)为U型钢板压制而成，并与所述驱动轴(3)压装成一体结构。
9.如权利要求1所述的轮毂轴承端部的密封结构，其特征在于：所述环形凸台(11)的凸出长度不小于10mm。
10.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1～9任一项所述的轮毂轴承端部的密封结构。
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