CN203189535U

CN203189535U - 用于支撑车轮的滚动轴承单元

Info

Publication number: CN203189535U
Application number: CN2013202397613U
Authority: CN
Inventors: 神谷良雄
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2012-12-26
Filing date: 2013-04-25
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2023-04-25
Also published as: JP2014126105A

Abstract

本实用新型提供一种用于支撑车轮的滚动轴承单元，具有能够长期维持良好密封性能的密封结构。所述密封结构能够抑制异物进入组合密封部件的内部空间，还能够确保密封环的密封唇的正常运动。构成挡环(16)的旋转侧圆盘部(19)的外周边缘与构成密封环(17)的骨架(20)的静止侧圆筒部(23)的内周面之间设有迷宫密封(27)。在构成密封环(17)的密封材料体(21)的一处设有环绕整个周向的厚壁部(29)，在厚壁部(29)上设有环绕整个周向的辅助密封唇(32)，辅助密封唇(32)的刚度小于各主密封唇(22a～22c)。辅助密封唇(32)能防止异物粘附于主密封唇(22a)，从而能防止主密封唇的正常运动受到阻碍。

Description

用于支撑车轮的滚动轴承单元

技术领域

本实用新型涉及一种用于支撑汽车车轮的滚动轴承单元。所述滚动轴承单元支撑汽车车轮相对于悬架旋转自如，并且以密封环或组合密封部件封住轴承内部空间的端部开口。

背景技术

对于用作支撑汽车车轮相对于悬架旋转自如的滚动轴承单元，专利文献1提供了以下密封结构：在轴承内部空间的一端开口设置密封环，在另一端开口设置组合密封部件。

为了确保所述滚动轴承单元的耐久性，确保密封环和组合密封部件的密封性能是非常重要的。另一方面，密封环和组合密封部件在泥水飞溅的严酷环境下工作，特别是进入密封空间的泥水，其水分蒸发后，泥水中的固体成分(泥)有可能积存在密封空间内。然后，这些固体泥有可能粘附在最外部的主密封唇上，妨碍主密封唇的正常运动。于是，这个主密封唇的顶端边缘的一部分将从接触滑动面翘起，外界的泥水等物质有可能通过翘起部位进入轴承内部空间。当泥水中含有粘土质的土时，水分蒸发后极易凝固，所以上述现象尤为严重。

为了提高组合密封部件的密封性能，专利文献2提供了以下结构：在外圈上外嵌第二密封环，第二密封环的密封唇的顶端边缘与挡环圆盘部的外侧(与主密封环反向的挡环侧面)整个周向滑动接触。这种结构能够防止外界物质进入轴承内部空间，但因为增加了零件数量，因此增加了成本。另外，设置第二密封环需要占用空间，为了防止与轴承单元邻接设置的其他零件发生干涉，设计的自由度有可能受到限制。更进一步，所述第二密封环的密封唇是在组合密封部件原有密封唇的基础上增加的，增加的滑动接触副，将增加滚动轴承单元的旋转阻力(动摩擦矩)。

专利文献

专利文献1日本特开2007-085478号公报

专利文献2日本特开2008-151311号公报

实用新型内容

实用新型要解决的课题

鉴于以上问题，本实用新型的目的是：提供一种由旋转侧套圈和静止侧套圈构成的滚动轴承单元的密封结构。所述密封结构包括密封环和组合密封部件(含挡环和密封环)，所述密封环和组合密封部件分别封住所述旋转侧套圈和所述静止侧套圈之间形成的轴承内部空间的两侧端口，能够抑制外界异物进入轴承内部空间，确保设置于密封环的密封唇的正常运动，维持长期稳定的密封性能。

解决课题的手段

本实用新型涉及的用于支撑车轮的滚动轴承单元具有：

同轴配置并且相对旋转的旋转侧套圈和静止侧套圈，在所述旋转侧套圈和静止侧套圈上分别设有在周向相互面对的旋转侧滚道和静止侧滚道；

多个滚动体，其配置于所述旋转侧滚道和所述静止侧滚道之间，能够旋转自如；

组合密封部件，其由挡环和密封环组成，所述组合密封部件将在所述旋转侧套圈和所述静止侧套圈相互面对的周向空间形成的轴承内部空间的端部开口封住。

所述挡环的截面呈L字形，包括旋转侧圆筒部和旋转侧圆盘部。所述旋转侧圆盘部由所述旋转侧圆筒部从轴向端部沿径向朝静止侧套圈弯曲形成。所述旋转侧圆筒部外嵌固定于所述旋转侧套圈的外周面。

所述密封环由骨架和密封材料体组成。所述密封材料体具有根部由骨架支撑的多个主密封唇。所述骨架是截面呈L字形的圆环，其包括静止侧圆筒部和静止侧圆盘部。所述静止侧圆盘部由所述静止侧圆筒部从轴向端部沿径向朝旋转侧套圈弯曲形成。所述静止侧圆筒部内嵌固定于所述静止侧套圈的内周面。所述各主密封唇的顶端与所述挡环的表面在整个周向接触滑动，所述旋转侧圆盘部的顶端边缘与所述静止侧圆筒部的内周面之间形成迷宫密封。

特别需要提及的是：在本实用新型提供的用于支撑车轮的滚动轴承单元中，在所述密封材料体的根部并且比所述各主密封唇更靠近所述静止侧圆筒部之处设有辅助密封唇。所述辅助密封唇与所述密封材料体成一体，并且所述辅助密封唇的刚度至少低于最靠近迷宫密封的主密封唇。所述辅助密封唇的顶端边缘与所述旋转侧圆盘部的轴向侧面在整个周向接触滑动或者相互面对挨近。所述各主密封唇上涂抹了与填充于所述轴承内部空间的润滑脂相同成分的润滑脂或者尿素基润滑脂。优选地，所述辅助密封唇上不涂抹润滑脂。

实用新型的效果

根据具有上述结构的滚动轴承单元，其由挡环和密封环形成的组合密封部件能够有效地防止泥水等外界异物进入与靠近外部空间的主密封唇邻接的区域(该区域是挡环和密封环之间形成的内部密封空间的一部分)。也就是说，在本实用新型提供的用于支撑车轮的滚动轴承单元中，介于迷宫密封与外部空间相连接的次外部空间被辅助密封唇沿径向隔开。于是，辅助密封唇便处于靠近外部空间的主密封唇与所述迷宫密封之间。

以上结构能够极大地降低到达靠近外部空间的主密封唇的泥水等的异物量，从而能够防止固体泥粘附在靠近外部空间的主密封唇上，确保靠近外部空间的主密封唇的正常运动。进而能够长期保持良好的密封性能，确保滚动轴承单元的耐久性。

另外，由于所述辅助密封唇的刚度小于各个主密封唇，即使辅助密封唇的顶端边缘与所述挡环的旋转侧圆盘部互相接触摩擦，其摩擦力也很小。因此能够抑制设置所述辅助密封唇所带来的滚动轴承单元的旋转阻力的增加。

另外，穿过所述迷宫密封的泥水等异物将粘附在所述辅助密封唇上，这在一定程度上是避免不了的。但是，泥水等异物通过迷宫密封时，其进入势头将受到削落，这些异物推开所述辅助密封唇进入到所述靠近外部空间的主密封唇的可能性很小。因此能够将穿过所述辅助密封唇到达所述靠近外部空间的主密封唇的异物量控制到极少。也就是说，进入所述迷宫密封的泥水等异物的进入速度或者势头即使很猛烈，这些异物也不会保持其猛烈的速度或者势头直接冲撞辅助密封唇。因此，即使异物粘附在所述辅助密封唇，降低了辅助密封唇的密封性能，仍然能够将到达所述靠近外部空间的主密封唇的异物量控制到极少。因此，迄止大量异物粘附在所述靠近外部空间的主密封唇上并且足以降低该主密封唇的密封性能需要漫长的时间，所以能够充分提高滚动轴承单元的耐久性。

另外，为了防止润滑脂和泥混在一起粘附在辅助密封唇上，在辅助密封唇的外周面上不涂抹润滑脂。但是，与所述挡环表面接触滑动的各个主密封唇上需要涂抹润滑脂，所述润滑脂与填充于轴承内部空间的润滑脂的成分相同(基础油和增稠剂属于相同种类)，这样能够避免异种润滑脂互相混合引起老化。更进一步，如果在各个主密封唇上涂抹疏水性好的尿素基润滑脂，即使填充于轴承内部空间的润滑脂或者涂抹于主密封唇的润滑脂泄漏至外部粘附在辅助密封唇上，也能够抑制泥水等粘附在辅助密封唇上。

附图说明

图1是本实用新型提供的第一种具体实施方式之支撑车轮用滚动轴承单元的截面图。

图2是图1中组合密封部件的截面图。

图3是图1中密封环的截面图。

图4是本实用新型提供的第二种具体实施方式之支撑车轮用滚动轴承单元的截面图。

图5是图4中组合密封部件的截面图。

图6是本实用新型提供的第三种具体实施方式之支撑车轮用滚动轴承单元的截面图。

图7是图6中组合密封部件的截面图。

图8是辅助密封唇顶端面形状的局部放大图。

附图标记说明

1，1a，1b滚动轴承单元

2，2a外圈(静止侧)

3，3a，3b内圈(旋转侧)

4，4a，4b外圈滚道(静止侧)

5，5a，5b内圈滚道(旋转侧)

6，6a，6b滚动体

7保持架

8静止侧法兰

9旋转侧法兰

10轴承内部空间

11，11a密封环

12，12a，12b组合密封部件

13骨架

14密封材料体

15a，15b，15c主密封唇

16挡环

17，17a，17b密封环

18旋转侧圆筒部

19旋转侧圆盘部

20骨架

21，21a，21b密封材料体

22a，22b，22c主密封唇

23静止侧圆筒部

24静止侧圆盘部

25，25a编码器

26内部密封空间

27，27a，27b迷宫密封

28靠近外部的空间

29，29a厚壁部

30台阶面

31外径侧曲面

32，32a辅助密封唇

33内径侧曲面

34，34a靠近开口的小空间

35远离开口的小空间

36凹部

37凸条

38凹部

40引导部

41花键孔

42等速万向节部件

43花键轴

44螺母

51迷宫密封唇

52圆筒嵌合部

53圆盘部

54来回弯曲部

55圆筒部

56堤坝部

57挡水部

58凹部

59凸条

60台阶部

61厚壁部

62薄壁部

63螺栓

64螺丝孔

65引导部

66镀层

具体实施方式

【第一种具体实施方式】

图1～3表示本实用新型提供的第一种具体实施方式。本实施方式提供的用于支撑车轮的滚动轴承单元1的结构为：

外圈2为静止侧套圈，内圈3为旋转侧套圈，所述外圈2与所述内圈3同轴配置；

所述外圈2的内周面上设有双列静止侧外圈滚道4、4，所述内圈3的外周面上设有双列旋转侧内圈滚道5、5；所述外圈滚道4、4与所述内圈滚道5、5之间设有二列滚动体，每列滚动体具有多个，分别在保持架7、7的把持下滚动自如。

所述外圈2的外周面上设有静止侧法兰8。静止侧法兰8以螺丝固定于悬架装置(图中未标示)。

在内圈3的轴向靠近外端处设有旋转侧法兰9，所述旋转侧法兰9的周向固定设置有多根螺栓63，所述螺栓63将车轮轮毂以及构成制动装置的制动盘固定于旋转侧法兰9。

此外，轴向外侧指的是滚动轴承单元装入车轮后车辆宽度方向的外侧，即各图的左侧。轴向内侧指的是滚动轴承单元装入车轮后车辆宽度方向的内侧，即各图的右侧。

在所述外圈2的内周面与所述内圈3的外周面之间装有所述滚动体6的轴承内部空间10的两侧端口，分别由密封环11和组合密封部件12封住。

如图3所示，封住轴承内部空间10的轴向外侧端口的密封环11由骨架13和密封材料体14组成。所述骨架13由软钢板等金属板通过弯曲加工制成，其包括圆筒嵌合部52、圆盘部53、来回弯曲部54以及圆筒部55。圆盘部53由圆筒嵌合部52从外侧端边缘向径向外侧弯曲形成。来回弯曲部54由圆筒嵌合部52从轴向内侧端边缘先沿径向向内然后沿轴向向外呈U字形弯曲形成。圆筒部55由圆盘部53从外周边缘向轴向内侧弯曲形成。最后，圆筒嵌合部52内嵌固定于所述外圈2的轴向外端的内周面，同时，圆盘部53介于密封材料体14的一部分抵接于外圈2的轴向外侧端面。

所述密封材料体14由橡胶等弹性材料制成并与骨架13粘合固定。其具有3个接触式主密封唇15a、15b、15c和呈帽檐形的迷宫密封唇51。所述主密封唇15a～15c的顶端边缘分别与所述旋转侧法兰9的轴向内侧面或内圈3的中间部位的外周面在整个周向滑动接触。另外，NBR(丁腈橡胶)、丙烯橡胶、氟橡胶、硅橡胶等能够用作所述密封材料体14。

另外，在主密封唇15a、15b、15c中，主密封唇15a位于径向最外侧。所述迷宫密封唇51位于主密封唇15a的径向外侧，同时其顶端位于主密封唇15a的接触滑动点的轴向外侧。更进一步，所述迷宫密封唇51的设置位置受限于所述外圈2的轴向外侧端部外周面以及设置于旋转侧法兰9的轴向内侧的台阶部60。另外，为了确保力矩载荷作用下的旋转侧法兰9的刚度，在旋转侧法兰9的主体部位(靠近中心轴的部位)设有厚壁部61，在旋转侧法兰9靠近顶端的部位设有壁厚小于厚壁部61的薄壁部62，台阶部60是厚壁部61和薄壁部62的连接部。

所述迷宫密封唇51位于所述外圈2的轴向外侧端部外径面的径向外侧和所述台阶部60的径向外侧。同时，迷宫密封唇51的前半部分与台阶部60在径向重叠，而且迷宫密封唇51的顶端内周面与台阶部60外周面在整个周向挨近面对。据此，迷宫密封唇51的顶端与旋转侧法兰9的轴向内侧面之间形成径向迷宫密封。同时，迷宫密封唇51的顶端内周面与台阶部60外周面之间形成轴向迷宫密封。

迷宫密封唇51的内周面呈锥面，越靠近顶端，其内径尺寸越大。据此，进入迷宫密封唇51内径侧的泥水等异物容易排出。

迷宫密封唇51的外周面也呈锥面，越靠近顶端，其外径尺寸越大。其外径尺寸远远大于所述外圈2的轴向外侧端部的外径尺寸。更进一步，构成密封环11的密封材料体14具有挡水部57和堤坝部56。在构成骨架13的圆盘部53上从迷宫密封唇51的根部至外圈2的轴向外侧外径面之间包覆密封材料体14，形成挡水部57。另外，从圆盘部53的外径边缘向轴向内侧弯曲形成圆筒部55，在圆筒部55上包覆密封材料体14形成堤坝部56。堤坝部56的内径尺寸大于外圈2的轴向外侧端部的外径尺寸，堤坝部56的内周面与外圈2的轴向外侧端部的外周面之间在整个周向上形成环形间隙。换言之，在外圈2的轴向外侧端部整个外周面的径向外侧空间内，外圈2的轴向外侧端部外周面与挡水部57以及堤坝部56围成一个朝轴向内侧开口的凹槽。

所述挡水部57和堤坝部56阻止了粘附在外圈2的外周面上的水分沿外圈2的外周面流至所述迷宫密封唇51的外周面。也就是说，被挡水部57拦住的水分，在挡水部57的轴向内侧面和堤坝部56的内周面的引导下，流向外圈2的外周面的轴向内侧以及下部。更进一步，由于迷宫密封唇51的外周面呈锥面，粘附在迷宫密封唇51的外周面上的泥水等被引向远离其顶端的轴向内侧。

更进一步，从所述迷宫密封唇51的根部至所述圆盘部53的轴向内侧面被密封材料体14包覆，同时，与所述外圈2的轴向外端面抵接的圆盘部53的轴向内侧面上整个周向设有凸条59。据此，能够防止泥水等异物从外圈2与密封环11的嵌合面进入轴承内部空间。

更进一步，对所述密封环11的骨架13进行密封材料体的硫化成形时，为了在模具内按住骨架13以对其定位，在包覆所述圆盘部53的轴向外侧面的密封材料体14上设有凹部58。凹部58沿轴向贯通包盖在圆盘部53的轴向外侧面的密封材料体14，其底面的骨架13裸露在外。但由于凹部58在所述迷宫密封唇51的径向内侧，位于主密封唇15a的根部与迷宫密封唇51的根部之间，因此能够防止外部空间的水分等到达凹部58。

如图2所示，为了对所述内部空间10的轴向内端开口进行密封而设置的组合密封部件12由挡环16和密封环17组合形成。所述挡环16由金属板弯曲形成截面为L字形的圆环，其包括：

旋转侧圆筒部18；

旋转侧圆盘部19，其由旋转侧圆筒部18从轴向内侧端的边缘沿径向向外弯曲形成；

挡环16通过所述旋转侧圆筒部18以过盈配合方式外嵌于所述内圈3轴向内侧的外周面，从而使挡环16固定于内圈3。

所述密封环17具有由金属板制成的骨架20和密封材料体21。所述密封材料体21由如同橡胶般的弹性材料制成，其与所述骨架20通过加硫成形等粘合固定在一起，并且具有多个(图示之例为3个)主密封唇22a、22b，22c。另外，骨架20是由金属板弯曲形成截面呈L字形的圆环，其包括：

静止侧圆筒部23；

静止侧圆盘部24，其由静止侧圆筒部23的轴向外侧端边缘向径向内侧弯曲形成。

因此，带有骨架20的所述密封环17，其静止侧圆筒部23以过盈配合方式内嵌于所述外圈2的轴向内侧端部，密封环17便固定于外圈2。同时，在上述状态下，主密封唇22a的顶端边缘与旋转侧圆盘部19在轴向外侧面滑动接触；主密封唇22b、22c的顶端边缘与旋转侧圆筒部18的外周面在整个周向分别滑动接触。

更进一步，所述挡环16具有旋转侧圆盘部19，所述密封环17具有骨架20，骨架20具有静止侧圆筒部23，静止侧圆筒部23的内周面包覆有所述密封材料体21。在所述旋转侧圆盘部19的外周边缘与部分所述密封材料体21之间设有迷宫密封27。

更进一步，在静止侧圆筒部23的内周面与静止侧圆盘部24的轴向内侧的径向中部的外侧之间形成的空间内设有厚壁部29，厚壁部29是密封材料体21的一部分，其轴向厚度和径向厚度均大于其他部位。厚壁部29的轴向内侧端面是一个圆盘形的台阶面30，台阶面30与包覆静止侧圆筒部23的顶端附近的内周面的密封材料体之间以截面为四分之一圆弧的外径侧曲面31平滑连接。外径侧曲面31的截面的曲率半径R₁不小于迷宫密封27的径向宽度W，即R₁≥W。据此，穿过迷宫密封27进入下述辅助密封唇32外径侧空间的异物容易回流至迷宫密封27。

更进一步，辅助密封唇32从所述台阶面30的径向内端向旋转侧圆盘部19延伸(各主密封唇22a～22c皆与密封材料体21成一体)。另外，辅助密封唇32以台阶面30为根端，以喇叭形沿轴向向内侧延伸后与旋转侧圆盘部19滑动接触。辅助密封唇32的根端外周面与台阶面30之间以截面为四分之一圆弧的内径侧曲面33平滑连接。

为了抑制作用于辅助密封唇32根部的应力，使辅助密封唇32适当容易挠曲，同时使穿过迷宫密封27进入到辅助密封唇32外径侧空间的异物容易倒流至迷宫密封27。内径侧曲面33的截面曲率半怪R₂设为等于或者略大于辅助密封唇32的根部厚度T，即R₂≥T。

辅助密封唇32位于被称为侧唇的主密封唇22a的径向外侧，其目的是抑制异物粘附于主密封唇22a，并不要求具备高度的密封性能。但是，不能因为辅助密封唇32的设置，使装有组合密封部件12的滚动轴承单元1的旋转阻力(动摩擦矩)过度增大。为此，本实施方式通过下述手段，抑制了由于设置辅助密封唇32而引起的动摩擦矩增大。

辅助密封唇32的截面形状呈楔形，越靠近顶端边缘，其厚度越小。这样的设计，能够降低辅助密封唇32顶端部位的刚度，抑制动摩擦矩的增大。

更进一步，辅助密封唇32的厚度远小于主密封唇22a。具体地说，辅助密封唇32中最厚部位(根端厚度)为密封唇22a中最薄部位(根端厚度)的1/2以下，优选1/3以下。但考虑到成形的方便，设为1/5以上。这样的设计，能够降低辅助密封唇32整体的刚度，抑制动摩擦矩的增大。

更进一步，密封环17与挡环16组装到位后，辅助密封唇32的过盈量远小于主密封唇22a的过盈量。具体地说，在图2所示的自由状态下，辅助密封唇32的轴向高度(沿轴向向旋转侧圆盘部19的突出量)远小于主密封唇22a的轴向高度。这样的设计，能够使密封环17与挡环16组装到位后，辅助密封唇32的弹性变形量(轴向压缩量)远小于主密封唇22a的轴向变形量，同时能够抑制辅助密封唇32的顶端边缘与旋转侧圆盘部19的轴向外侧面之间的滑动接触应力，从而能够抑制摩擦阻力的增大。

此外，因为不要求辅助密封唇32具备高度的密封性能，汽车转弯行驶时，密封环17的中心轴与挡环16的中心轴将相互倾斜，所以即使辅助密封唇32的顶端从旋转侧圆盘部19的轴向外侧面稍稍浮起(过盈量为零或者略有间隙)也无妨。另外，辅助密封唇32的顶端与旋转侧圆盘部19的轴向外侧面之间在整个周向即使介于微小间隙相互面对也无妨。

综上所述，所述主密封唇22a与在其径向外侧设置的迷宫密封27之间设置的辅助密封唇32将主密封唇22a的径向外侧空间(靠近外部的空间28)分隔成两部分。也就是说，在靠近外部的空间28的径向外侧与迷宫密封27相连通的空间内，所述台阶面30与辅助密封唇32形成了与径向内侧和轴向外侧隔开的靠近开口的小空间34。

台阶面30构成靠近开口的小空间34的轴向内侧，所述台阶面30的径向内外隅角设有内径侧曲面33和外径侧曲面31，使台阶面30的径向内外隅角平滑过渡。更进一步，与内径侧曲面33相连接的辅助密封唇32的外周面呈喇叭形，向径向外侧倾斜。这样的结构能够使急速穿过迷宫密封27后进入靠近开口的小空间34内的异物改变流向，回流至迷宫密封27。因此，能够有效地防止泥水等异物进入所述挡环16与所述密封环17之间的内部密封空间26。

另外，与所述密封环11的结构一样，对构成组合密封部件12的密封环17的骨架20实施密封材料体21的硫化成形时，为了在模具内按住骨架20以对其定位，在覆盖所述静止侧圆盘部24的轴向内侧面的密封材料体21上设有凹部36。凹部36沿轴向贯通包覆在静止侧圆盘部24的轴向内侧面的密封材料体21，其底面(轴向内侧)的骨架20裸露在外。但由于凹部36设在所述辅助密封唇32的径向内侧的远离开口的小空间35内，位于主密封唇22a的根部与辅助密封唇32的根部之间，因此能够防止外部空间的水分等到达凹部36。

另外，为了防止润滑脂与泥混在一起粘附在所述辅助密封唇32上，辅助密封唇32的外周面以及台阶面30上不涂抹润滑脂。但是，为了降低主密封唇的摩擦矩并维持良好的密封性能，需要在所述主密封唇22a～22c上涂抹润滑脂。所涂抹的润滑脂与充填于轴承内部空间10的润滑脂成分相同(基础油和增稠剂相同)。据此，即使涂抹在主密封唇22a～22c上的润滑脂与充填于轴承内部空间10的润滑脂发生混合，也不会引起润滑性能的劣化。

另外，涂抹在主密封唇22a～22c上的润滑脂优选疏水性好的尿素基润滑脂。因为如果涂抹了疏水性好的尿素基润滑脂，那么涂抹后即使泄漏至辅助密封唇32，也不会与泥水混合粘附在所述辅助密封唇32上。但不宜涂抹亲水性好的金属基润滑脂。

综上所述，本实施方式提供的支撑车轮的滚动轴承单元1装有组合密封部件12，因此能够有效防止泥水等外界异物进入位于挡环16与密封环17之间的内部密封空间26。

特别是：在主密封唇22a～22c中，最靠近迷宫密封27的是主密封唇22a。本实施方式能够防止异物粘附于密封唇22a的外周面，保持主密封唇22a的正常运动，进而防止主密封唇22a的密封性能的降低。

近几年来，构成悬架装置的转向节的重量不断减轻，外圈2通过所述静止侧法兰8固定于转向节(图中未标示)，在外圈2的外周面与壁厚变薄的转向节的内周面之间有时存在间隙，泥水等异物穿过所述间隙容易到达外圈2的外周面。因此，封住轴承内部空间10的端口的密封装置需要应对极为恶劣的泥水环境。本实用新型提供的高密封性滚动轴承单元1特别适合这种用途。

另外，为了减轻悬架装置的重量，有时使用铝合金制转向节替代钢制转向节。将滚动轴承单元的外圈2固定于铝合金制转向节时，如果外圈2与转向节的接触面上溅上雨水，所述接触面将发生电蚀。在这种情况下，外圈2与转向节相接触的部分，即外圈2的外周面以及静止侧法兰8上施以电镀或者绝缘处理(例如涂装或者化学镀膜)，以防止发生电蚀。然而，车辆行驶时，如果与车轮碰撞而弹起的石子等撞上铝合金制转向节的表面，使转向节表面发生损伤然后腐蚀，将发生碱性水分和氧化铝粉(白色锈)。这种碱性水分有可能破坏用于骨架和密封材料体相互粘接的粘接剂。特别是，一旦所述碱性水分粘附在所述凹部(36和58)，密封材料体与骨架的粘合面有可能发生分离。另外，氧化铝粉(白色锈)非常坚硬，积压在狭小空间后将发生凝固，使密封唇发生磨损；或者凝结在密封唇旁，阻碍密封唇的正常运动。

在本实施方式之结构中，所述密封环11封住轴承内部空间10的轴向外侧开口。密封环11的各个密封唇之间的空间比较大，氧化铝粉凝结后阻碍密封唇正常运动的危险性不大。更进一步，迷宫密封唇51的外周面呈喇叭形，越靠近顶端，其直径越大。再之，外圈2的轴向外侧端部设有挡水部57和堤坝部56。因此，能够防止来自铝合金制转向节的碱性水分沿着外圈2的外周面流至位于迷宫密封唇51内径侧的凹部58。

另一方面，所述组合密封部件12封住轴承内部空间10的轴向内侧开口，组合密封部件12的各个密封唇之间的间隔比较小，氧化铝粉凝结后阻碍主密封唇22a正常运动的危险性比较大。但是，因为在主密封唇22a的径向外侧设置了辅助密封唇32，辅助密封唇32的外周面呈喇叭形，越靠近顶端，其直径越大。穿过迷宫密封27进入靠近开口小空间34的碱性水分以及氧化铝粉将被引导至辅助密封唇32的根部，然后流向下部，沿着包覆于静止侧圆筒部23上的密封材料体21从迷宫密封27的下部向外部空间排出。因此，能够防止来自铝合金制转向节的碱性水分流至位于辅助密封唇32内径侧的凹部36，同时防止氧化铝粉凝结于主密封唇22a。

另外，铝合金制轮毅固定于旋转侧法兰9时，至少设置于内圈3的轴向外侧端部的引导部40需要施以与外圈2相同的电镀或者绝缘处理。而且，石子等撞上铝合金制轮毅后，其表面将发生伤痕然后腐蚀，因此，发生与铝合金制转向节同样问题的危险性比较大。而要解决这个问题，优选本实施方式所描述的密封结构，即带辅助密封唇32的组合密封部件12与带迷宫密封唇51的密封环11并用。

【第二种具体实施方式】

图4～5展示了本实用新型提供的第二种具体实施方式。为了防止滚动轴承单元的大型化，同时为了确保更大的承受力矩载荷的能力，本实施方式提供的滚动轴承单元1a的两列滚动体具有不同的节圆直径PCD(以下简称异径PCD结构)。也就是说，在外圈2a的内周面上分别设有第一外圈滚道4a和第二外圈滚道4b。轴向外侧第一外圈滚道4a的直径大于轴向内侧第二外圈滚道4b的直径。同样，在内圈3a的外周面上分别设有第一内圈滚道5a和第二内圈滚道5b，轴向外侧第一内圈滚道5a的直径大于轴向内侧第二内圈滚道5b的直径。

在所述第一外圈滚道4a和所述第一内圈滚道5a之间设有多个滚动体6a，在所述第二外圈滚道4b和所述第二内圈滚道5b之间设有多个滚动体6b。对两列滚动体施加了预紧力，使各列滚动体与内外圈形成接触角而呈背对背组合方式。另外，两列滚动体6a、6b的节圆直径与所述第一、第二外圈滚道4a、4b以及所述第一、第二内圈滚道5a、5b的直径差相对应而相异。也就是说，轴向外侧滚动体6a(外侧列)的节圆直径大于轴向内侧滚动体6b(内侧列)的节圆直径。另外，在图示的实施方式中，使用球作为滚动体。如果滚动轴承单元用于重型汽车，有时可使用圆锥滚子作为滚动体。

本具体实施方式提供的支撑车轮的滚动轴承单元用于驱动轮。其特征为：内圈3a的中心设有花键孔41，等速万向节部件42的轴向外侧端面固定设置有作为驱动轴的花键轴43。将滚动轴承单元安装于车辆的方法是：将所述花键轴43与所述花键孔41啮合，同时，将螺母44与花键轴43顶端部位的外螺纹拧在一起，进一步拧紧后，内圈3a便紧紧地夹持于等速万向节部件42和螺母44之间，内圈3a与等速万向节部件42紧固在一起。

如上所述，用于支撑车轮的滚动轴承单元1a，其两列滚动体6a、6b具有不同的节圆直径，外侧列滚动体6a的节圆直径大，其承受力矩载荷的刚度也相应提高，因此能够提高汽车转弯行驶时的稳定性以及滚动轴承单元1a的耐久性。另外，因为没有必要增大内侧列滚动体6b的节圆直径，所以也没有必要增大转向节安装孔(悬架装置的一部分)的直径，从而能够减轻转向节的重量。这样的设计，能够在不增大悬架装置等的尺寸的前提下，提高行驶稳定性和耐久性。另外，外侧列滚动体6a的数量比内侧列滚动体6b的数且多，多出的滚动体也能够提高外侧列滚动体的刚度，从而提高了滚动轴承单元的整体刚度。

如图5所示，在本实施方式之结构中，构成所述挡环16的旋转侧圆盘部19的轴向内侧面整个周向上固定设置有编码器25。编码器25系由在橡胶或合成树脂等高分子材料中掺入磁性粉末后形成的圆盘形永久磁铁。编码器25将旋转侧圆盘部19的外侧边缘包覆后进一步向静止侧圆盘部24延伸形成环形凸条37。凸条37的内周面呈喇叭形，越靠近顶端(轴向外侧)，其内径越大。凸条37和编码器25的外周面与包覆于静止侧圆筒部23内周面的密封材料体21a之间形成了迷宫密封27a。另外，静止侧圆筒部23是骨架20的一部分，密封材料体21a的一部分包覆于静止侧圆筒部23的内周面。面对面挨近编码器25(包括凸条37)的外周面的密封材料体21a的内周面呈喇叭形，其越靠近轴向内侧，内径越大。

在本实施方式提供的上述组合密封部件12a的结构中，因为迷宫密封27a的轴向长度大于包含凸条37在内的编码器25的轴向厚度，所以能够提高密封效果。更进一步，旋转侧圆盘部19的外径面系冲压加工时的剪切面，粗糙度比较差，如果没有编码器25的包覆，很容易粘附泥水等异物。编码器25将旋转侧圆盘部19的外径面包覆，包覆后的表面比较平滑、粗糙度也比较好，因此能够防止泥水等异物粘附并堆积于迷宫密封27a的内侧。

更进一步，凸条37向轴向外侧突出，在径向遮住辅助密封唇32与旋转侧圆盘部19轴向外侧面的滑动接触部或面对面挨近部。因此能够有效防止车轮溅起的泥水等异物直接冲击所述滑动接触部或面对面挨近部。

另外，包覆于静止侧圆筒部23内周面的密封材料体21a的内周面呈斜面，凸条37的内周面也呈斜面。因此，能够有效防止泥等异物堆积在靠近开口的小空间34内。也就是说，粘附在凸条37内周倾斜面上的异物在挡环16旋转时的离心力作用下向外部空间排出。此时，粘附在静止侧圆筒部23内周面的密封材料体21a内周面上的异物将被卷起，然后穿过迷宫密封27a排向外部空间。

更进一步，用作所述编码器25的高分子材料，如果选用疏水性好的聚四氟乙烯(PTFE)树脂等氟树脂、聚苯硫醚树脂(PPS)、或者变性聚酰胺，防止泥等异物堆积的效果将更好。

本实施方式提供的滚动轴承单元用于驱动轮时，内圈3a的轴向内侧端部以及等速万向节部件42等旋转体甩出的水滴是一个棘手的问题。特别是具有异径PCD结构的滚动轴承单元一般用于SUV车或者商务车等比较大型的车辆，因此与大型等速万向节部件42匹配使用，此时，滚动轴承单元的轴向内侧面与等速万向节部件42的轴向外侧面以及转向节围成的空间比较小，旋转体的旋转将产生猛烈的气流。被旋转体甩出的水滴乘着旋转气流穿过迷宫密封27a，以较小的夹角冲撞辅助密封唇32的外周面。由于冲撞时的径向分力很小，因此辅助密封唇32的变形也很小。

综上所述，本具体实施方式提供的高性能组合密封部件12a，特别适用于具有异径PCD结构的驱动轮用滚动轴承单元。

其他部位的结构及作用，因与前述第一种实施方式相同，所以相同部位仅使用相同的附图标记进行标示，不作重复文字说明。

【第三种具体实施方式】

图6～8展示了本实用新型提供的第三种具体实施方式。本实施方式提供的支撑车轮的滚动轴承单元1b用于从动轮，其内圈3b为实心。另外，与前述第二具体实施方式一样，两列滚动体具有异径PCD结构，但组合密封部件12b以及轮毂与旋转侧法兰9的安装结构不同。

如图7所示，用于本实施方式提供的滚动轴承单元1b的组合密封部件12b，其具有以下特征：

密封材料体21b上具有厚壁部29a。在厚壁部29a的径向中间部位的周向设有多个凹部38，凹部38朝厚壁部29a的轴向内侧开口。周向相邻凹部38之间的壁厚尺寸与辅助密封唇32a的根部厚度大致相同。同时，位于凹部38径向内侧的厚壁部29a的径向内侧端部的厚度也与辅助密封唇32a的根部厚度大致相同。而且，辅助密封唇32a的根部位于厚壁部29a内侧端面的径向内侧端部。

如上所述，由于设置了多个凹部38，所述辅助密封唇32a与迷宫密封27a之间形成的靠近开口的小空间34a的容积随之增大。于是，异物穿过迷宫密封27a冲进靠近开口的小空间34a后，其势头将被减弱。从而能够更有效地抑制异物穿过辅助密封唇32a与旋转侧圆盘部19轴向外侧面的接触滑动部。

另外，对密封材料体21b进行注塑成形时，为了竭力减少注塑成形后辅助密封唇32a的变形，对与辅助密封唇32a相连接的厚壁部29a的收缩量进行了控制。

也就是说，用作所述密封材料体21b的橡胶材料，在注塑成形后将产生1.2～3.5％左右的收缩。为此，如所述第一和第二种具体实施方式所述，辅助密封唇32的根部如果设在厚壁部29，受厚壁部29的收缩的影响，辅助密封唇32的形状有可能产生变形。于是，辅助密封唇32的顶端与挡环16的旋转侧圆盘部19的轴向外侧面的接触滑动将产生不稳定，容易降低接触滑动部的密封性能。

具体地说，注塑成形后，如果辅助密封唇32的形状产生变形，辅助密封唇32相对于所述密封环17中心轴的倾角将变小，辅助密封唇32的顶端部位将以扭曲的状态与旋转侧圆盘部19的轴向外侧面接触滑动，接触面积大大增加，难以获得稳定的密封性能。另外，如果简单地去掉厚壁部29，辅助密封唇32的长度将相应增加，那么辅助密封唇32的刚度将大大降低，也难以获得稳定的密封性能。尚且，如果在加长辅助密封唇32长度的同时，相应增加辅助密封唇32的厚度以确保其刚度的话，辅助密封唇32的顶端边缘与旋转侧圆盘部19的轴向外侧面的接触应力将增大，从而引起滚动轴承单元动摩擦矩的增加。

为了克服上述问题，本实施方式采用了以下结构，其特征为：

在所述厚壁部分29a径向中部的周向设置了多个凹部38，凹部38朝厚壁部29a的轴向内侧开口。据此，所述密封材料体21b中与辅助密封唇32a根部相连接的部位的壁厚尺寸将变小，因此能够减少注塑成形后的收缩，减小辅助密封唇32a的变形量，进而实现辅助密封唇32的顶端边缘与旋转侧圆盘部19的轴向外侧面的稳定接触滑动，维持接触滑动部良好的密封性能。

更进一步，所述辅助密封唇32的顶端面与旋转侧圆盘部19的轴向外侧面接触滑动，辅助密封唇32的顶端面上的周向形状呈凹凸形，辅助密封唇32的顶端面与旋转侧圆盘部19的轴向外侧面在周向断续接触滑动。

所述辅助密封唇32顶端面上的凹凸形状可以设计成多种多样的形状。例如，可为图8(A)所示的矩形凹部和矩形凸部连续相互交替的结构；或可为图8(B)所示的正弦波形；也可为图8(C)所示的顶端面单侧边缘呈波形等等。但不论采用何种形状，只有所述顶端面上的各个凸部与旋转侧圆盘部19的轴向外侧面接触滑动，各个凹部与旋转侧圆盘部19的轴向外侧面之间在周向形成多个断续的微小间隙。

由于采用了上述结构，因此，即使泥水等异物进入远离开口的小空间35，这些异物也容易排出。也就是说，例如在图2所示的第一种实施方式中，辅助密封唇32与旋转侧圆盘部19的轴向外侧面轻度接触滑动，因此，恐难避免泥水等异物进入远离开口的小空间35，一旦进入，难以排出。与此相比，在本实施方式中，通过在辅助密封唇32顶端面上设置凹凸形状，使顶端面与滑动面之间形成多个微小通道，进入远离开口的小空间35的异物在旋转侧圆盘部19旋转时的离心力作用下，能够通过所述微小通道向外部空间排出。因此，长期使用时能够防止异物大量积压在远离开口的小空间35内，从而长期维持组合密封部件12b的密封性能。

在用于支撑车轮的滚动轴承单元1b的结构中，为了在安装制动盘和轮毂(图中未标示)时进行对中，内圈3b的轴向外端部设有引导部65。引导部65呈大致圆筒形，从旋转侧法兰9向轴向外侧突出。在引导部65的外周面上外嵌所述制动盘和轮毂。为了防锈，本实施方式对引导部65的外周面、轴向内端面以及内径面实施了阴极电沉积处理，形成了镀层66。

以下对本实施方式采用的阴极电沉积镀层的形成方法进行简单说明。

首先将内圈3b进行清洗、脱脂、干燥。其次，在内圈3b上装上电极，将引导部65的外周面以及内径面浸在装有可分解水溶性电沉积涂料的电镀槽内，在内圈3b的电极与电解槽内的电极之间施加电压，于是，转换成正离子的涂料离子将沉积在引导部65的外周面以及内径面。为了使引导部65外周面上的镀层范围整齐美观，用泵对电镀槽内的涂料进行了循环处理，使电解镀的溢流保持稳定，以此减少涂料液面的波动。阴极电沉积结束后，对沉积部位施以高温烧接，然后冷却，使阴极电沉积镀层硬化，最终形成镀层66。

按照以上方法形成的镀层66，镀层薄而且均匀，没有伤痕而且难以剥落，具有良好的防锈效果。另外，镀层66也可以通过毛刷涂抹、喷涂等方法，将涂料涂在既定部位后烧接形成。更进一步，还可以使用阳极电沉积(涂料为负离子)法或者将带电雾状涂料粘附于内圈3b形成镀层66。

其他部位的结构和作用，因与第二种实施方式相同，所以相同部位仅使用相同的附图标记进行标示，不作重复文字说明。

工业实用性

本实用新型提供的滚动轴承单元，尤其适用于汽车车轮。

Claims

1.一种用于支撑车轮的滚动轴承单元，其包括：

多个滚动体，其配置于所述旋转侧滚道和静止侧滚道之间，能够旋转自如；

组合密封部件，其由挡环和密封环组成，所述组合密封部件将在所述旋转侧套圈和所述静止侧套圈相互面对的周向空间形成的轴承内部空间的端部开口封住，

所述挡环是截面呈L字形的圆环，其包括旋转侧圆筒部和旋转侧圆盘部，所述旋转侧圆盘部由所述旋转侧圆筒部从轴向端部沿径向向静止侧套圈弯曲形成，所述旋转侧圆筒部外嵌固定于所述旋转侧套圈的外周面，

所述密封环含有骨架和密封材料体，所述密封材料体具有根部由骨架支撑的多个主密封唇，所述骨架是截面呈L字形的圆环，其包括静止侧圆筒部和静止侧圆盘部，所述静止侧圆盘部由所述静止侧圆筒部从轴向端部沿径向向旋转侧套圈弯曲形成，所述静止侧圆筒部内嵌固定于所述静止侧套圈的内周面，所述各密封唇的顶端与所述挡环的表面在整个周向接触滑动，所述旋转侧圆盘部的顶端边缘与所述静止侧圆筒部的内周面之间形成迷宫密封，

其特征在于：

在所述密封材料体的根部并且比所述各主密封唇更靠近所述静止侧圆筒部之处设有辅助密封唇，所述辅助密封唇与所述密封材料体成一体，并且所述辅助密封唇的刚度至少小于最靠近迷宫密封的主密封唇，所述辅助密封唇的顶端边缘与所述旋转侧圆盘部的轴向侧面在整个周向接触滑动或者相互面对挨近，所述各主密封唇上涂抹了与填充于所述轴承内部空间的润滑脂相同成分的润滑脂或者尿素基润滑脂。

2.如权利要求1所述的用于支撑车轮的滚动轴承单元，其特征在于，所述辅助密封唇上未涂抹润滑脂。