DE102007006350A1

DE102007006350A1 - Dichtungsvorrichtung und Wälzlagereinheit mit Dichtungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102007006350A1
Application number: DE102007006350A
Authority: DE
Inventors: Takayuki Fujisawa Miyagawa; Hiromitsu Fujisawa Asai
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2006-02-10
Filing date: 2007-02-08
Publication date: 2007-09-20
Also published as: US20070201782A1; JP2007239987A

Abstract

Eine distale Kante einer Außenseiten-Dichtungslippe 22a wird mit einem gesamten Umfang der Oberfläche eines paarenden Bauteils in Gleitkontakt gebracht. Ein Kontaktwinkel beta, welcher geformt wird an einem Gleitkontaktbereich zwischen der distalen Kante der Außenseiten-Dichtungslippe 22a und dem paarenden Bauteil auf der Seite eines Innenraums 33, wird so eingestellt, dass er innerhalb eines Bereichs von 13 bis 45° liegt, durch Vorsehen eines gebogenen Bereichs 34 an einem Bereich auf der Außenseiten-Dichtungslippe 22a, welcher näher zu einem distalen Ende davon liegt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtungsvorrichtung zum Abdichten eines Öffnungs-Endbereichs eines Wälzlagers, welches in einem Rotations-Trägerbereich von verschiedenen Typen von mechanischen Einrichtungen eingebaut ist, wie einer Straßenrad-Träger-Wälzlagereinheit zur Halterung eines Straßenrads auf einem Aufhängungssystem von zum Beispiel einem Fahrzeug (einem Motorfahrzeug), und eine Verbesserung einer Lagereinheit mit einer Dichtungsvorrichtung, welche die Dichtungsvorrichtung einschließt. Um spezifisch zu sein, wird mit der Erfindung beabsichtigt, das Dichtungs-Leistungsverhalten zu erhöhen, d.h. ein Leistungsverhalten zur Verhinderung des Eindringens von Fremdstoffen, wie Schmutz und Wasser, in einen Innenraum, in welchem rollende Elemente bereitgestellt sind, und ein Leistungsverhalten zum Verhindern des Auslaufens von Schmierfett, welches im Innenraum davon eingeschlossen ist, zur Außenseite, und um die Reduktion hinsichtlich Reibung und Abnutzung zu realisieren, sodass die Laufleistung des Fahrzeugs, hauptsächlich auf den Gebieten der Treibstoff-Wirtschaftlichkeit und Beschleunigung und der Haltbarkeit der Dichtungsvorrichtung, erhöht wird.

2. Beschreibung des Stands der Technik

Wälzlager, wie Kugellager, zylindrische Walzenlager und konische Walzenlager, werden in Rotations-Trägerbereichen von verschiedenen Typen von mechanischen Vorrichtungen eingebaut. Eine Dichtungsvorrichtung ist in einem solchen Wälzlager eingebaut, um den Austritt von Schmierfett, welches in einem Innenraum in dem Wälzlager eingeschlossen ist, daraus zur Außenseite zu vermeiden und das Eindringen von Fremdstoffen, wie Regenwasser, Schmutz und Staub, welche auf der Außenseite existieren, in den Innenraum des Wälzlagers zu verhindern. Die 18 zeigt ein Beispiel einer Wälzlagereinheit mit einer Dichtungsvorrichtung, welches die oben beschriebene Dichtungsvorrichtung, eine Konstruktion zum rotierbaren Tragen eines Straßenrads auf einem Aufhängungssystem eines Fahrzeugs, einschließt.

Die Wälzlagereinheit mit einer Dichtungsvorrichtung ist aufgebaut aus einem Außenring 1, welcher ein Außenringentsprechendes Bauteil ist, einer Nabe 2, welche ein Innenring-entsprechendes Bauteil ist, und einer Vielzahl von Rollelementen 3, 3. Unter diesen Bestandteilkomponenten, ist die Nabe 2 aus einer Kombination eines Nabenhauptkörpers 4 und eines Innenringelementes 5 aufgebaut. Darüber hinaus sind die Rollelemente 3, 3 zwischen Doppel-Außenring-Laufwegen 6, 6, geformt auf einer Innenumfangsoberfläche des Außenrings 1, und Doppel-Innenring-Laufwegen 7, 7, geformt auf einer Außenumfangsoberfläche der Nabe 2, in einer solchen Weise bereitgestellt, dass sie frei dazwischen abrollen, wobei eine Reihe aus einer Vielzahl von Rollelementen in jedem der Paare von Laufwegen eingepasst ist. Wenn in Anwendung stehend, d.h. wenn das Straßenrad auf dem Aufhängungssystem rotierbar getragen wird, ist der Außenring 1 an ein Achsschenkelgelenk 8 fixiert, welches das Aufhängungssystem aufbaut, und das Straßenrad ist fest an einen Montageflansch 9, bereitgestellt auf dem Nabenhauptkörper 4, angeschlossen. Darüber hinaus, da die in 18 gezeigte Konstruktion eine Konstruktion zum Tragen eines Antriebsrads ist, wird ein kerbverzahnter Schaft bzw. eine Keilwelle 12, welche(r) eine akzessorische Komponente eines Doppelgelenks 11 ist, mit einem Keilloch 10, bereitgestellt in einem zentralen Bereich des Nabenhauptkörpers 4, in Eingriff gebracht.

In der Wälzlagereinheit mit einer Dichtungsvorrichtung, welche Dichtungsringe einschließt, die oben beschrieben worden ist, ist Schmiere in einem Innenraum 13 abgeschlossen, in welchem die Rollelemente 3, 3 platziert sind, so dass Rollkontaktbereiche zwischen Rolloberflächen der Rollelemente 3, 3 und den Außenring-Laufwegen 6, 6 und den Innenring-Laufwegen 7, 7 geschmiert werden. Darüber hinaus sind Dichtungsringe 14a, 14b zwischen Innenumfangsoberflächen von beiden Endbereichen des Außenrings 1 und einer Außenumfangsoberfläche eines inneren Endbereichs des Innenringelementes 5 und einem Außenumfang eines Zwischenbereichs des Nabenhauptkörpers 4 jeweilig so vorgesehen, dass beide Endöffnungen des Innenraums 13 geschlossen werden.

Von diesen Dichtungsringen 14a, 14b, ist der Dichtungsring 14a, welcher eine innere Endöffnung des Innenraums 13 verschließt, so konfiguriert, wie es in 19 gezeigt ist. (Hierbei bezeichnet "innen" in Hinsicht auf die axiale Richtung eine Seite, welche in einer Querrichtung des Fahrzeugs weiter innen liegt, in einem solchen Zustand, bei welchen die Wälzlagereinheit in dem Fahrzeug eingebaut ist, d.h. der rechten Seite in 18. Im Gegensatz dazu wird eine Seite, welche in der Querrichtung des Fahrzeugs weiter außen liegt, d.h. die linke Seite in 18, als "außen" bezeichnet. Dies gilt überall in der Patentschrift). Dieser Dichtungsring 14a ist so beschaffen, dass er als ein zusammengebauter Dichtungsring bezeichnet wird und ist aufgebaut aus einem Kernmetall 15, einem Anschläger 16 und einem Dichtungsbauteil 17. Unter diesen Bestandteilkomponenten schließt das Kernmetall 15 einen diametral außen liegenden zylindrischen Bereich 18 ein, welcher angefertigt ist, um fest in die Innenumfangsoberfläche des Endbereichs des Außenrings 1 zu passen, und einen diametral außen liegenden zirkulären Ringbereich 19, welcher nach innen in einer diametralen Richtung von einer axialen Außenkante des diametral außen liegenden zylindrischen Bereichs 18 aus gebogen ist, und ist somit als ein Ganzes zu einer ringförmigen Gestalt ausgeformt, welche einen L-förmigen Querschnitt aufweist.

Darüber hinaus schließt der Anschläger 16 einen diametral innen liegenden zylindrischen Bereich 20 ein, welcher gefertigt ist, um fest auf die Außenumfangsoberfläche des Endbereichs des Innenringelementes 5 zu passen, und einen diametral innen liegenden zirkulären Ringbereich 21, welcher in der diametralen Richtung von einer axialen Innenkante des diametral innen liegenden zirkulären Ringbereichs 20 aus nach außen gebogen ist, und ist somit als ein Ganzes zu einer ringförmigen Gestalt ausgeformt, welche einen L-förmigen Querschnitt aufweist. Darüber hinaus ist das Dichtungsbauteil 17 aus einem elastischen Material, wie einem Elastomer wie Kautschuk bzw. Gummi hergestellt, schließt drei äußere, intermediäre und innere Dichtungslippen 22 bis 24 ein und ist fest mit dem Kernmetall 15 an einem proximalen Endbereich davon verbunden. Dann wird eine distale Kante der Außen-Dichtungslippe 22, welche als eine Seitenlippe bezeichnet wird und in einer diametral äußersten Position auf eine solche Weise bereitgestellt ist, dass sie axial nach innen hervorsteht, in Gleitkontakt mit einem gesamten Umfang einer axialen Seitenoberfläche des diametral innen liegenden zirkulären Ringbereichs 21 gebracht, welcher den Anschläger 16 aufbaut. Im Gegensatz dazu werden distale Kanten der verbleibenden zwei intermediären und inneren Dichtungslippen 23, 24 in Gleitkontakt mit einer Außenumfangsoberfläche des diametral innen liegenden zylindrischen Bereichs 20, welcher den Anschläger 16 aufbaut, gebracht.

Andererseits ist der Dichtungsring 14b, welcher eine äußere Endöffnung des Innenraums 13 verschließt, wie es in 20 gezeigt ist, aufgebaut aus einem Kernmetall 25 und einem Dichtungsbauteil 26. Dieses Dichtungsbauteil 26 ist aus einem elastischen Material hergestellt, wie einem Elastomer, wie Gummi, beinhaltet drei, äußere, intermediäre und innere, Dichtungslippen 27 bis 29, und ist fest mit dem Kernmetall 25 an einem proximalen Endbereich davon verbunden. Dann wird eine distale Kante der Außenseiten-Dichtungslippe 27, welche als eine Seitenlippe bezeichnet wird und in einer diametral äußersten Position vorgesehen ist in einer solchen Weise, dass sie axial nach außen hervorsteht, mit einem gesamten Umfang einer Innenoberfläche eines proximalen Endbereichs des Montageflanschs 9 in Gleitkontakt gebracht, und distale Kanten der restlichen zwei intermediären und inneren Dichtungslippen 28, 29 werden mit einem gesamten Umfang eines Bereich, an welchem die Innenoberfläche des proximalen Endbereichs sich fortsetzt zur Außenumfangsoberfläche des intermediären Bereichs des Nabenhauptkörpers 4, bzw. der Außenumfangsoberfläche des intermediären Bereichs, in Gleitkontakt gebracht.

Durch Schließen beider Endöffnungen des Innenraums 13 mittels der Dichtungsringe 14a, 14b, welche konfiguriert sind, wie es oben beschrieben wurde, wird das Eindringen von Fremdstoffen, wie Schmutz und Wasser, in den Innenraum 13 verhindert, und das Austreten von Schmiere, eingeschlossen im Inneren des Innenraums 13, daraus zur Außenseite wird verhindert. Es ist anzumerken, dass im Fall der Konstruktion des Stands der Technik, unter den jeweiligen Sätzen von Dichtungslippen 22 bis 24, 27 bis 29, die Außenseiten-Dichtungslippen 22, 27, welche diametral am meisten außen und somit am nähesten zum Außenraum gelegen sind, um dadurch an Schmutz und Wasser ausgesetzt zu sein, herkömmlicherweise geformt werden, um von ihren distalen Endbereichen zu distalen Positionen eine gleichmäßige Dicke aufzuweisen.

Um die Dichtungseigenschaften durch die Dichtungsringe 14a, 14b, welche konfiguriert sind, wie es oben beschrieben wurde, zu erhöhen, muss ein geeigneter Gleitkontaktzustand zwischen den distalen Kanten der jeweiligen Dichtungslippen 22 bis 24, 27 bis 29, welche jeweils die Dichtungsringe 14a, 14b aufbauen, und ihren paarenden bzw. dazu passenden Oberflächen resultieren. In dieser Hinsicht neigt der Gleitkontaktzustand zwischen den diametral außen liegenden Dichtungslippen 22, 27, welche in den diametral äußersten Positionen in diesen Dichtungslippen 22 bis 24, 27 bis 29 liegen, welche jeweils die Dichtungsringe 14a, 14b aufbauen, und deren paarenden Oberflächen dazu, schnell bzw. leicht ungeeignet zu werden, auf Grund von Zusammenbau-Fehlern oder elastischer Deformation der jeweiligen Bereiche, welche verursacht wird, während das Fahrzeug läuft.

Ein Beispiel eines Nachteils, wie diesem, wird beschrieben werden, wobei als ein Beispiel der in 19 gezeigte Dichtungsring 14a herangezogen wird, welcher angepasst ist, um die Innenendöffnung des Innenraums 13 zu verschließen. Zum Ersten besteht eine Möglichkeit, dass der Gleitkontaktzustand zwischen der distalen Kante der diametral außen liegenden Dichtungslippe 22 und der axialen Seitenoberfläche des diametral innen liegenden zirkulären Ringbereichs 21 des Anschlägers 16 nicht ausreicht bzw. nachlässt wegen einer axialen Positionsabweichung zwischen dem Kernmetall 16 und dem Anschläger 16. Wenn nämlich der Dichtungsring 14a in der inneren Endöffnung des Innenraums 13 eingebaut wird, wird eine Möglichkeit verursacht, dass die axialen relativen Positionen des Kernmetalls 15 und des Anschlägers 16 dazu gebracht werden, von ihren richtigen Positionen zu einem gewissen Ausmaß auf Grund von Montagefehlern abzuweichen. Dann, in dem Fall, dass eine derartige Abweichung tatsächlich auftritt, wird verursacht, dass eine Distanz zwischen dem diametral außen liegenden zirkulären Ringbereich 19 des Kernmetalls 15 und dem diametral innen liegenden zirkulären Ringbereich 21 des Anschlägers 16 von einem festgelegten bzw. designierten Wert abweicht. Zum Beispiel, in dem Fall, dass die Distanz verringert wird, um kleiner als der festgelegten Wert zu werden, wird die Interferenz bzw. Überlagerung (ein Betrag der elastischen Verformung) der Außenseiten-Dichtungslippe 22 größer als ein festgelegter Wert, und eine Kontaktkraft an einem Gleitkontaktbereich zwischen der distalen Kante der Außenseiten-Dichtungslippe 22 und der axialen Seitenoberfläche des diametralen innen liegenden zirkulären Ringbereichs 21 wird größer als ein festgelegter Wert. Als Ergebnis wird ein Gleitwiderstand (Dichtungs-Torsion bzw. – Verdrillung) am Gleitkontaktbereich erhöht, und darüber hinaus wird verursacht, dass die Außenseiten-Dichtungslippe 22 sich leicht abnutzt und nachgibt, wodurch es schwierig gemacht wird, die Haltbarkeit des Dichtungsrings 14a sicherzustellen.

Im Gegensatz dazu, in dem Fall, dass der Abstand größer wird als der festgelegte Wert, wird die Überlagerung der Außenseiten-Dichtungslippe 22 kleiner als der festgelegte Wert, die Kontaktkraft am Gleitkontaktbereich zwischen der distalen Kante der Außenseiten-Dichtungslippe 22 und der axialen Seitenoberfläche des diametral innen liegenden zirkulären Ringbereichs 21 wird geringer als der festgelegte Wert. Als Ergebnis wird die Dichtungsleistung durch die Außenseiten-Dichtungslippe 22 verringert, wodurch es schwierig gemacht wird, eine effektive Prävention des Eindringens von Fremdstoffen in den Innenraum 13 zu realisieren.

Darüber hinaus wird auch verursacht, dass der Gleitkontaktzustand zwischen den distalen Kanten der Außenseiten-Dichtungslippen 22, 27 und ihren paarenden Oberflächen ungeeignet wird, dadurch dass jeweilige Bestandteilbauteile der Wälzlagereinheit elastisch deformiert werden, während das Fahrzeug läuft. Der Gleitkontaktzustand zwischen den distalen Kanten der Außenseiten-Dichtungslippen 22, 27 und ihrer paarenden Oberflächen wird nämlich ungleichmäßig in Bezug auf eine Umfangs-Richtung, dadurch dass die jeweiligen Bestandteilbauteile des Wälzlagers elastisch verformt werden durch ein Moment, ausgeübt von einer Bodenkontaktoberfläche oder einer Lauffläche eines Reifens, welcher das Straßenrad darstellt, zur Nabe 2 mittels des Montierungsflanschs 9, und dies verursacht des Weiteren das Problem der reduzierten Haltbarkeit und Dichtungsleistung der Außenseiten-Dichtungslippen 22, 27. Ein Beispiel eines Nachteils, wie diesem, wird auf Basis der 21 bis 22 beschrieben, wobei als ein Beispiel der Dichtungsring 14a auf der inneren Endöffnungsseite des Innenraums 13 herangezogen wird.

Es wird ein Fall beschrieben werden, in welchem ein Moment M, erzeugt in Assoziation mit einem Kurvenlenken bzw. Wenden des Fahrzeugs, in einer Richtung im Uhrzeigersinn in 21, wie es durch einen Pfeil darin angegeben ist, ausgeübt wird. In diesem Fall wird eine Mittenachse der Nabe 2 um einen Betrag, der gleich einem Winkel θ ist, aus einer Position α heraus, welche einen neutralen Zustand angibt, zu einer Position β durch elastische Deformationen der jeweiligen Bestandteilbauteile der Wälzlagereinheit versetzt bzw. verschoben. Als ein Ergebnis wird ebenfalls der diametral innen liegende zirkuläre Ringbereich 21 des Anschlägers 16, welcher fest auf dem inneren Endbereich des Innenringelementes 5 fixiert ist, welches die Nabe 2 darstellt, im Wesentlichen um den Betrag geneigt, welcher gleich dem Winkel θ ist. Im Fall des in 21 gezeigten Zustands wird der diametral innen liegende zirkuläre Ringbereich 21 in einer Richtung versetzt, in welcher er sich von dem Kernmetall 15 weg bewegt, wie es in 22A an einem oberen Bereich der selbigen Figur gezeigt wird. Als ein Ergebnis wird die Überlagerung der Außenseiten-Dichtungslippe 22 verringert, beim oberen Bereich der Figur, während in einem unteren Bereich von 21, wie gezeigt in 22B, der diametral innen liegende zirkuläre Ringbereich 21 in einer Richtung versetzt wird, in welcher er sich zum Kernmetall 15 hinbewegt. Als ein Ergebnis wird die Überlagerung der Außenseiten-Dichtungslippe 22 am unteren Bereich der Figur erhöht. Andererseits, hinsichtlich des Dichtungsrings 14b, welcher die Außen-Enden-Öffnung des Innenraums 13 verschließt, bewegt sich der Dichtungsring 14b in entgegengesetzter Weise zum Innen-Enden-Dichtungsring 14a. In jedem der Fälle wird bei diesen Dichtungsringen 14a, 14b die das Eindringen von Fremdstoffen verhindernde Wirkung der jeweiligen Außenseiten-Dichtungslippen 22, 27 an denjenigen Bereichen verloren, an welchen die Überlagerungen der Außenseiten-Dichtungslippen 22, 27 verringert werden.

Um hiermit umzugehen, werden im Stand der Technik die Interferenzen bzw. Überlagerungen der jeweiligen Außenseiten-Dichtungslippen 22, 27 so eingestellt, dass die Dichtungseigenschaften an den relevanten Bereichen sogar in dem Fall sichergestellt werden, dass die Überlagerungen der Außenseiten-Dichtungslippen 22, 27 in Assoziation mit der Neigung der Mittenachse der Nabe 2, basierend auf dem Moment M, teilweise verringert werden. Um spezifisch zu sein, werden die Überlagerungen der jeweiligen Außenseiten-Dichtungslippen 22, 27, welche resultieren, wenn die Mittenachse nicht geneigt ist, größer eingestellt, so dass die Überlagerungen der jeweiligen Außenseiten-Dichtungslippen 22, 27 wirkungsvoll genug bleiben können, um die Dichtungseigenschaften um den vollen Umfang davon herum sogar in dem Fall sicherzustellen, dass die Mittenachse geneigt ist. Wenn die Überlagerungen in der oben beschriebenen Weise größer eingestellt werden, wird jedoch, um die erhöhten Überlagerungen zu kompensieren, der Gleitwiderstand in Bezug auf die Außenseiten-Dichtungslippen 22, 27 erhöht, und weiterhin wird verursacht, dass diese Außenseiten-Dichtungslippen 22, 27 sich leicht abnutzen und nachgeben. Die Erhöhung des Gleitwiderstands führt zu einer Erhöhung des Rotations-Widerstands, was zu einer Verschlechterung der Laufleistung hauptsächlich in den Gebieten der Treibstoff-Ökonomie und der Beschleunigung führt, was nicht bevorzugt wird. Darüber hinaus führt die einfache Abnutzung und das Nachgeben der Dichtungslippen zu einer Verringerung der Haltbarkeit des Wälzlagers, was ebenfalls nicht bevorzugt wird.

Im Hinblick auf diese Situationen beschreiben die Patent-Dokumente Nr. 1, 2 Konstruktionen, in welchen, um es schwierig zu machen, dass eine Änderung in der Überlagerung einer Außenseiten-Dichtungslippe eine Änderung im Druck an einem Gleitkontaktbereich auslöst, ein eingeengter Bereich, an welchem die Dicke verringert ist, an einem proximalen Endbereich der Außenseiten-Dichtungslippe vorgesehen ist. Gemäß der derartigen Konstruktion wird eine Änderung im Kontaktdruck zwischen einer distalen Kante der Außenseiten-Dichtungslippe und ihrer paarenden Oberfläche weniger empfindlich gegenüber einer Änderung in der Überlagerung der Außenseiten-Dichtungslippe, zugeschrieben einem Zusammenbau-Fehler oder der Neigung der Mittenachse einer Nabe, wenn das Fahrzeug wendet. Mit anderen Worten, selbst in dem Fall, dass sich die Überlagerung ändert, ändert sich der Kontaktdruck wenig. Deswegen, selbst wenn die Oberlagerung größer eingestellt ist, wird der Gleitwiderstand der Außenseiten-Dichtungslippe unterdrückt, und zusätzlich dazu kann die Abnutzung der Außenseiten-Dichtungslippe ebenfalls unterdrückt werden.

Darüber hinaus besteht in den letzten Jahren eine Tendenz, größere Aufmerksamkeit auf die Treibstoff-Wirtschaftlichkeit und Beschleunigung als der Leistung des Fahrzeugs zu richten, und daher müssen Dichtungsringe strengere Anforderungen, welche damit assoziiert sind, erfüllen. Deswegen, selbst wenn die Überlagerung einer Dichtungslippe erhöht wird, um eine langfristige Dichtungsleistung davon sicherzustellen (ein Haltbarkeits-Leistungsverhalten), wird es erfordert, dass der Gleitwiderstand der Dichtungslippe auf einen geringeren Spiegel unterdrückt wird. Im Fall der Konstruktionen, beschrieben in den Patent-Dokumenten Nr. 1, 2, wird allerdings nur die Reduktion der Dicke am proximalen Endbereich der Außenseiten-Dichtungslippe in Betracht gezogen, und es wird keine Erwägung hinsichtlich der Gestalt von anderen Bereichen der Außenseiten-Dichtungslippe vorgenommen, wie einem Bereich, welcher einem distalen Ende davon näher liegt. Deswegen, in dem Fall, dass die Überlagerung der Außenseiten-Dichtungslippe erhöht wird, oder eine Änderung in der Überlagerung groß wird, kann eine Möglichkeit verursacht werden, dass eine Änderung hinsichtlich der Fläche, an welcher die distale Kante der Außenseiten-Dichtungslippe ihre paarende Oberfläche kontaktiert, eine Änderung der Position, an der die Außenseiten-Dichtungslippe ihre paarende Oberfläche kontaktiert, und eine Änderung hinsichtlich der Druckverteilung am Kontaktbereich nicht ausreichend unterdrückt werden können.

Ein Beispiel des derartigen Nachteils wird beschrieben werden, wobei eine Änderung im Dichtungskontaktbereich als Beispiel herangezogen wird, welche ausgelöst wird, wenn die Überlagerung erhöht wird, unter Bezugnahme auf 23 bis 24, welche vergrößerte Ansichten eines Bereichs E der in 19 gezeigten Dichtungsvorrichtung sind. Wie es in 23 bis 24 gezeigt ist, wird, wenn die Überlagerung der Außenseiten-Dichtungslippe 22 relativ zum Anschläger 16 erhöht wird, der Betrag der elastischen Deformation der Außenseiten-Dichtungslippe 22 erhöht, und die Kontaktfläche zwischen der distalen Kante der Außenseiten-Dichtungslippe 22 und der axialen Seitenoberfläche des diametral innen liegenden zirkulären Ringbereichs 21 wird erhöht. Wenn dies stattfindet, wird der Gleitwiderstand erhöht, was eine Ursache für eine Erhöhung des Drehmoments bzw. der Verdrillung darstellt. Darüber hinaus wird es für einen Bereich der Außenseiten-Dichtungslippe 22, welcher weiter diametral innen liegend (proximal) ist als die distale Kante P davon, erleichtert bzw. leicht gemacht, in einen starken Kontakt mit der axialen Seitenoberfläche gebracht zu werden, und wenn diese Tendenz bemerkbar wird, wie es in 24 in übertriebener Weise gezeigt wird, wird ein Bereich der Außenseiten-Dichtungslippe 22, welcher geringfügig weiter diametral innen (proximal) liegt als ein distales Ende davon, in die axiale Seitenoberfläche des diametral innen liegenden zirkulären Ringbereichs 21 gebracht bzw. eingebracht, wodurch verursacht wird, dass die distale Kante P sich von der axialen Seitenoberfläche wegbewegt bzw. löst, was zu einer Möglichkeit führt, dass ein so genannter schwebender Zustand erzeugt wird. Wenn dieser Schwebezustand hervorgerufen wird, wird nicht zugelassen, dass der Peak bzw. Gipfel des Oberflächendrucks auf die distale Kante P der Außenseiten-Dichtungslippe 22 aufgebracht wird, was zu einer Gefahr führt, dass das Eindringen von Fremdstoffen durch einen Spalt zwischen der distalen Kante P und der axialen Seitenoberfläche des diametral innen liegenden zirkulären Ringbereichs 21 erleichtert wird. Insbesondere im Fall der Dichtungsvorrichtung, welche herkömmlicherweise bekannt ist, belief sich ein Winkel β (vgl. 15, welche später beschrieben wird), ausgeformt zwischen der inneren Umfangsoberfläche (der Innenoberfläche) der Außenseiten-Dichtungslippe 22 und der axialen Seitenoberfläche des diametral innen liegenden zirkulären Ringbereichs 21, welcher den Anschläger 16 ausmacht, auf 10 Grad oder einen kleineren Wert als demjenigen in einem derartigen Zustand, bei welchem der Dichtungsring 14a und der Anschläger 16 zusammengebaut sind. Deswegen, selbst wenn die axiale Distanz zwischen dem Kernmetall 15 und dem Anschläger 16 verringert ist, um geringfügig kleiner als der festgelegte Wert zu sein, wird veranlasst, dass die distale Kante P der Außenseiten-Dichtungslippe 22 ohne Weiteres bzw. leicht schwebt, wie es in 24 gezeigt ist.

Im Fall der Konstruktionen, beschrieben in den Patent-Dokumenten Nr. 1, 2, da nur die Reduktion der Dicke des proximalen Endbereichs der Außenseiten-Dichtungslippe in Betracht gezogen wird, in dem Fall, dass die Überlagerung der Außenseiten-Dichtungslippe erhöht ist, obwohl eine Erhöhung hinsichtlich des Kontaktdrucks mit ihrer paarenden Oberfläche zu einem gewissen Ausmaß unterdrückt werden kann, kann es nicht behauptet werden, dass die elastische Deformation am distalen Endbereich ausreichend unterdrückt werden kann. Deswegen, wie bei dem Fall, gezeigt in 23 bis 24, wird die Form des distalen Endbereichs der Außenseiten-Dichtungslippe deformiert, was zu einer Möglichkeit einer Erhöhung der Kontaktfläche zwischen der distalen Kante der Außenseiten-Dichtungslippe und ihrer paarenden Oberfläche, einer Änderung der Kontaktposition zwischen der Außenseiten-Dichtungslippe und ihrer paarenden Oberfläche und einer großen Änderung in der Druckverteilung an den relevanten Kontaktbereichen führt. Darüber hinaus, im Fall der Konstruktionen, beschrieben in den Patent-Dokumenten Nr. 1, 2, da keine Erwägung hinsichtlich der Abnutzung gemacht wird, welche auf ihrer paarenden Oberfläche erzeugt wird, besteht immer noch Raum zur Verbesserung der Kompatibilität der zwei sich widersprechenden Leistungsmuster der Reduzierung des Reibungswiderstands der Außenseiten-Dichtungslippe und der Erhöhung der Haltbarkeit davon in hohem Maße.

Während die Nachteile, welche bislang beschrieben worden sind, mit den jeweiligen Außenseiten-Dichtungslippen 22, 27, deren distale Kanten in Gleitkontakt mit ihren paarenden Oberflächen gebracht werden, in einem solchen Zustand, dass die distalen Kanten und ihre paarenden Oberflächen in der axialen Richtung gegeneinander gepresst werden, beträchtlich werden, können sie ebenfalls auftreten mit den jeweiligen intermediären und innenseitigen Dichtungslippen 23, 24 (vgl. 19) und der Innenseiten-Dichtungslippe 29 (siehe 20), deren distale Kanten mit ihren paarenden Oberflächen in einem solchen Zustand in Gleitkontakt gebracht werden, dass die distalen Kanten und ihre paarenden Oberflächen in einer radialen Richtung gegeneinander gepresst werden. Die jeweiligen distalen Kanten dieser Dichtungslippen 23, 24, 29 werden nämlich in Gleitkontakt mit der Außenumfangsoberfläche des diametral innen liegenden zylindrischen Bereichs 20 des Anschlägers 16 oder der Außenumfangsoberfläche des intermediären Bereichs des Nabenhauptkörpers 4 gebracht, welche ihre paarenden Oberflächen sind, die in der radialen Richtung liegen oder orientiert sind. Deswegen, in dem Fall, dass eine Änderung in der Überlagerung der jeweiligen Dichtungslippen 23, 24, 29 erhöht wird auf Grund eines Zusammenbaufehlers oder dergleichen, oder sich die Gleitkontaktbereiche abnutzen, wird eine Wahrscheinlichkeit verursacht, dass die jeweiligen distalen Kanten dieser Dichtungslippen 23, 24, 29 relativ zu ihren paarenden Oberflächen schweben gelassen werden.

Darüber hinaus existiert das Nicht-Patent-Dokument Nr. 1 als eine Veröffentlichung, welche mit der Erfindung in Zusammenhang steht.

[Patent-Dokument-Nr. 1] Japanische Ungeprüfte Gebrauchsmuster-Veröffentlichung JP-A-5-73364
[Patent-Dokument-Nr. 2] Japanische Ungeprüfte Gebrauchsmuster-Veröffentlichung JP-A-5-73365

[Nicht-Patent-Dokument-Nr. 1] "Dichtungsmechanismus für Öl-Dichtung (Sealing Mechanism for Oil Seal)", Seiten 38 bis 47, Nr. 2 von Band 62, verfasst von Kenpachi Nakamura und verlegt im Februar 1989, als ein "Japan Rubber Assocication"-Journal von der Japan Rubber Association.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

In Hinsicht auf diese Situationen wurde die Erfindung vorgenommen, um das Schweben der Kante der Dichtungslippe relativ zu ihrer paarenden Oberfläche zu verhindern, selbst wenn eine große Änderung in der Überlagerung der Dichtungslippe auf Grund eines Zusammenbau-Fehlers oder dergleichen auftritt, so dass die zwei widersprüchlichen Leistungsmuster des Reduzierens der Verdrillung und des Erhöhens der Haltbarkeit in hohem Maße miteinander vereinbar gemacht werden, ohne die Dichtungsleistung zu reduzieren, selbst wenn die Dichtungslippe und ihre passende Oberfläche einer Abnutzung unterliegen.

Die Erfindung wurde nämlich vorgenommen, um eine Konstruktion zu realisieren, welche die Größenordnung der Kontaktkraft am Gleitkontaktbereich zwischen der Kante der Dichtungslippe und ihrer paarenden Oberfläche durch einen Zusammenbaufehler oder die Neigung der Mittenachse der Nabe, basierend auf der Moment-Belastung, schwierig zu beeinflussen macht und darüber hinaus das Schweben der Kante der Dichtungslippe verhindern kann, sodass die Dichtungseigenschaften ausreichend sichergestellt werden, selbst wenn die Überlagerung der Dichtungslippe erhöht wird, oder der Gleitkontaktbereich einer Abnutzung unterliegt.

Gemäß eines ersten Aspekts der Erfindung wird vorgesehen

1. Dichtungsvorrichtung, hergestellt aus einem elastischen Material zum Abdichten eines Innenraums, definiert zwischen primären und sekundären Bauteilen, welche angepasst sind, um relativ zueinander zu rotieren, von einem Außenraum, welcher definiert ist außerhalb des Innenraums, wobei die Dichtungsvorrichtung umfasst: eine ringförmige Dichtungslippe, welche auf dem primären Bauteil getragen wird, wobei eine Kante der Dichtungslippe mit einem gesamten Umfang einer Kontaktoberfläche des sekundären Bauteils oder eines tertiären Bauteils, welches an das sekundäre Bauteil fixiert ist, in Gleitkontakt gebracht wird, und ein Winkel, gebildet zwischen der Kante der Dichtungslippe und der Kontaktoberfläche des sekundären Bauteils oder des tertiären Bauteils auf der Seite des Innenraums im Bereich von 13 bis 45 Grad liegt.

Darüber hinaus kann, gemäß eines zweiten Aspekts der Erfindung, eine Dichtungsvorrichtung bereitgestellt werden, wie dargestellt im ersten Aspekt der Erfindung, und die Kontaktoberfläche des sekundären Bauteils oder des tertiären Bauteils, mit welcher die Kante der Dichtungslippe in Gleitkontakt gebracht wird, schneidet eine Rotationsmittenachse der primären und sekundären Bauteile in rechten Winkeln.

Gemäß eines dritten Aspekts der Erfindung kann eine Dichtungsvorrichtung bereitgestellt werden, wie dargestellt im zweiten Aspekt der Erfindung, ferner umfassend:
ein Kernmetall, welches fest in einer Umfangsoberfläche des primären Bauteils eingepasst ist, wobei ein proximaler Endbereich der Dichtungslippe fest an dem Kernmetall angeschlossen ist, und wobei
die Dichtungslippe ausgeformt ist, um in ihrem freien Zustand eine Gesamt-Gestalt aufzuweisen, welche in einer solchen Weise flackert bzw. ausgestellt ist, dass ihr Durchmesser von dem proximalen Endbereich zu einem distalen Endbereich davon hin zunimmt, wobei eine Querschnittsgestalt der Dichtungslippe entlang einer Ebene, enthaltend die Rotations-Mittenachse, in ihrem freien Zustand derartig ist, dass;
ein Biegepunkt an einem intermediären Bereich einer Innenumfangsoberfläche der Dichtungslippe existiert; und
ein Winkel der Neigung der Innenumfangsoberfläche relativ zur Mittenachse an einem Punkt, welcher weiter distal als der Biegepunkt liegt, kleiner gemacht wird als ein Neigungswinkel der Innenumfangsoberfläche relativ zu der Mittenachse, an einem Punkt, welcher weiter proximal als der Biegepunkt liegt.

Gemäß eines vierten Aspekts der Erfindung kann eine Dichtungsvorrichtung, wie dargestellt im ersten Aspekt der Erfindung, bereitgestellt werden, deren Minimum- Dickenbereich, welcher hinsichtlich der Dicke am kleinsten ist, in Nachbarschaft zum proximalen Endbereich der Dichtungslippe liegt.

Gemäß eines fünften Aspekts der Erfindung kann eine Dichtungsvorrichtung bereitgestellt werden, wie dargestellt im ersten Aspekt der Erfindung, ferner umfassend einen Kernmetall, welches fest in einer Umfangsoberfläche des primären Bauteils eingepasst ist, wobei
ein distaler Endbereich der Dichtungslippe fest mit dem Kernmetall verbunden ist,
die Dichtungslippe ausgeformt ist, um in ihrem freien Zustand eine Gesamt-Gestalt aufzuweisen, welche in einer derartigen Weise ausgestellt ist, dass ihr Durchmesser von dem proximalen Endbereich zu einem distalen Endbereich davon hin zunimmt, wobei eine Querschnittsgestalt der Dichtungslippe entlang einer Ebene, enthaltend die Rotations-Mittenachse, in ihrem freien Zustand derartig ist, dass;
ein Biegepunkt an einem intermediären Bereich einer Innenumfangsoberfläche der Dichtungslippe existiert; und
ein Winkel der Neigung der Innenumfangsoberfläche relativ zur Mittenachse an einem Punkt, welcher weiter distal als der Biegepunkt liegt, kleiner gemacht wird als ein Winkel der Neigung der Innenumfangsoberfläche relativ zur Mittenachse an einem Punkt, welcher weiter proximal als der Biegepunkt liegt, und
ein Minimum-Dickenbereich, welcher hinsichtlich der Dicke am kleinsten ist, in Nachbarschaft zum proximalen Endbereich der Dichtungslippe liegt.

Gemäß eines sechsten Aspekts der Erfindung kann eine Dichtungsvorrichtung bereitgestellt werden, wie dargestellt im ersten Aspekt der Erfindung,
wobei die Dicke des distalen Endbereichs der Dichtungslippe größer ist als die Dicke davon von einem intermediären Bereich zu einem proximalen Endbereich, und
eine Querschnittsgestalt eines Bereichs der Kante der Dichtungslippe, welcher in Kontakt mit der Kontaktoberfläche des sekundären Bauteils oder des tertiären Bauteils gebracht wird, entlang einer imaginären Ebene, enthaltend die Rotations-Mittenachse der primären und sekundären Bauteile, derartig ist, dass ein Winkel des Bereichs der distalen Kante zu einem spitzen Winkel gemacht wird.

Gemäß eines siebten Aspekts der Erfindung wird eine Wälzlagereinheit mit einer Dichtungsvorrichtung vorgesehen, umfassend:
ein Außenring-entsprechendes Bauteil, umfassend einen äußeren Ring-Laufweg auf einer Innenumfangsoberfläche davon;
ein Innenring-entsprechendes Bauteil, umfassend einen Innenring-Laufweg auf einer Außenumfangsoberfläche davon;
eine Vielzahl von Rollelementen, welche rotierbar vorgesehen sind zwischen dem Außenring-Laufweg und dem Innenring-Laufweg; und
eine Dichtungsvorrichtung zum Schließen einer End-Öffnung eines Raums, existierend zwischen der Innenumfangsoberfläche des Außenring-entsprechenden Bauteils und der Außenumfangsoberfläche des Innenringentsprechenden Bauteils, wobei
die Dichtungsvorrichtung aufgebaut ist aus einer Dichtungsvorrichtung, wie dargestellt im ersten Aspekt der Erfindung.

Mit der Dichtungsvorrichtung und der Wälzeinheit mit einer Dichtungsvorrichtung der Erfindung, welche konfiguriert sind, wie es oben beschrieben worden ist, kann, da der Winkel, der zwischen der Kante der Dichtungslippe und der Kontaktoberfläche des anderen Bauteils oder des Bauteils, befestigt an dem anderen Bauteil, auf der Innenraum-Seite gebildet wird, eingeschränkt ist, um im Bereich von 13 bis 45 Grad zu liegen, die Kontaktkraft am Gleitkontaktbereich zwischen der Kante der Dichtungslippe und dem anderen Bauteil geeignet ausgestaltet werden, ungeachtet eines Montagefehlers oder der relativen Versetzung der jeweiligen Bestandteilbauteile der Wälzlagereinheit. Darüber hinaus wird das Eindringen von Fremdstoffen in den Innenraum durch den Gleitkontaktbereich effektiv verhindert, und die Reduktion der Reibung (Verdrillung), welche durch die Dichtungslippe erzeugt wird, und eine Erhöhung in der Haltbarkeit der Dichtungslippe können realisiert werden.

Deswegen kann, zum Beispiel, wenn die Dichtungsvorrichtung bei einer Wälzlagereinheit mit einer Dichtungsvorrichtung zum Tragen eines Straßenrads eines Fahrzeugs angewandt wird, die Laufleistung des Fahrzeugs hauptsächlich auf den Gebieten der Treibstoff-Ökonomie und der Beschleunigung erhöht werden, gleichzeitig damit, dass die Haltbarkeit der Wälzlagereinheit mit einer Dichtungsvorrichtung erhöht werden kann.

Der Grund, warum der Winkel, gebildet zwischen der Kante der Dichtungslippe und ihrem paarenden Bauteil auf der Innenraum-Seite eingeschränkt ist, um im Bereich von 13 bis 45 Grad zu liegen, ist der Folgende. Zum Ersten, wenn dieser Winkel geringer als 13 Grad ist, in dem Fall, dass die Überlagerung der Kante der Dichtungslippe, relativ zur Oberfläche des anderen Bauteils erhöht wird auf Grund eines Zusammenbau-Fehlers oder der relativen Versetzung der Bestandteilbauteile, welche erzeugt wird, während das Fahrzeug gelenkt wird, wie es in 23, 24 gezeigt wird, wird die Kontaktfläche zwischen der Kante der Dichtungslippe und der Oberfläche ihres paarenden Bauteils erhöht, um dadurch den Gleitwiderstand zu erhöhen, und die dynamische Verdrillung der Wälzlagereinheit wird leicht bzw. ohne Weiteres vergrößerbar. Wenn der Winkel bei 13 Grad oder mehr gehalten wird, wird, selbst obwohl die Überlagerung erhöht wird, die Erhöhung der Kontaktfläche beschränkt, wodurch die Erhöhung des Gleitwiderstands unterdrückt wird, um dadurch die Erhöhung in der dynamischen Verdrillung der Wälzlagereinheit zu unterdrücken.

Im Gegensatz dazu, wenn der Winkel vergrößert wird, um 45 Grad zu übersteigen, wird er vom Standpunkt der Sicherstellung der Dichtungseigenschaften, wobei die Überlagerung ein geeigneter Wert ist, nachteilhaft. Die Dichtungseigenschaften des Dichtungsbereichs, aufgebaut, indem die Kante der Dichtungslippe in Gleitkontakt mit ihrer paarenden Oberfläche gebracht wird, werden nämlich durch die Größenordnung des Winkels beeinflusst, der von der distalen Kante und der paarenden Oberfläche gebildet wird. Um spezifisch zu sein, wie es in 17 gezeigt wird, ist es, mit einer distalen Kante einer Dichtungslippe 30 in Gleitkontakt mit ihrer paarenden Oberfläche 31, und wobei ein Winkel (ein Kontaktwinkel), gebildet zwischen der Oberfläche eines distalen Kantenbereichs der Dichtungslippe 30 und ihrer paarenden Oberfläche 31, α ist, auf der Seite eines Außenraums 32, und β auf der Seite eines Innenraums 33 (= der Winkel, gebildet am Gleitkontaktbereich zwischen der Kante der Dichtungslippe und dem anderen Bauteil auf der Innenraum-Seite), herkömmlicherweise aus der Beschreibung im Nicht-Patent-Dokument 1 und dergleichen bekannt, dass es vorteilhaft ist, dass α > β zur Sicherstellung der Dichtungseigenschaften ist. Da die paarende Oberfläche 31 eine flache Ebene ist (der Winkel beträgt 180 Grad), und ein Winkel γ an einem distalen Endbereich der Dichtungslippe 30 im Allgemeinen im Bereich von 80 bis 100 Grad liegt, wird α + β zu der Größenordnung von 100 bis 80 Grad. Folglich, um α – β ≧ 10 Grad zu erzielen, um α > β zu gewährleisten, muss β mindestens β ≦ 45 Grad (mit γ = 80 Grad) und vorzugsweise β ≦ 35 Grad (mit γ = 100 Grad) sein.

Im Fall der Erfindung ist der Winkel, geformt am Gleitkontaktbereich zwischen der Kante der Dichtungslippe und dem anderen Bauteil auf der Seite des Innenraums, beschränkt, um in dem Bereich von 13 bis 45 Grad (vorzugsweise 13 bis 35 Grad) zu liegen, aus dem oben beschriebenen Grund.

Die Funktion und der Vorteil der Erfindung, welche konfiguriert ist, wie es oben beschrieben worden ist, können irgendwo auf der Oberfläche des Bauteils erhalten werden, mit welchem die Kante der Dichtungslippe in Gleitkontakt gebracht wird. Insbesondere können die Funktion und der Vorteil spezifisch erhalten werden, wenn die Oberfläche des Bauteils, mit welchem die Kante der Dichtungslippe in Gleitkontakt gebracht wird, eine Ebene ist, die in einer Richtung bei rechten Winkeln zum Rotationszentrum existiert, wie es im zweiten Aspekt der Erfindung beschrieben wird. In der Dichtungsvorrichtung, aufweisend die Ebene in dieser Art, und in welcher die Kante der Dichtungslippe zur Oberfläche des anderen Bauteils oder des Bauteils, fixiert an dem anderen Bauteil, in der axialen Richtung, blickt, kommt es nämlich leicht zu einer Abweichung der Distanz zwischen dem einen Bauteil und dem anderen Bauteil von dem Optimalwert auf Grund eines Zusammenbau-Fehlers oder von elastischen Verformungen der Bestandteilbauteile, welche auftreten, wenn das Fahrzeug in Betrieb ist. Folglich, beim Versuch, die Haltbarkeit der Wälzlagereinheit mit einer Dichtungsvorrichtung zu erhöhen, wird gleichzeitig die Laufleistung des Fahrzeugs, hauptsächlich auf den Gebieten der Treibstoff-Ökonomie und der Beschleunigung, erhöht.

Zusätzlich dazu, bei der Ausführung der Erfindung, wie im dritten Aspekt der Erfindung beschrieben wird, in dem Fall, dass der Biegepunkt vorgesehen ist an dem intermediären Bereich der Innenumfangsoberfläche der Dichtungslippe, und dass der Winkel der Neigung der Innenumfangsoberfläche relativ zu der Mittenachse an dem Punkt, welcher weiter distal liegt als der Biegepunkt, kleiner gemacht wird als der Winkel der Neigung der Innenumfangsoberfläche relativ zu der Mittenachse an dem Punkt, welcher weiter proximal liegt als der Biegepunkt, kann ein Wert von 13 Grad oder mehr als der Winkel sichergestellt werden, welcher geformt wird am Gleitkontaktbereich auf der Seite des Innenraums, ohne die Größe der Dichtungsvorrichtung zu erhöhen. Um die folgenden Eigenschaften bzw. Folgeeigenschaften der Dichtungslippe an der Oberfläche des paarenden Bauteils zu verbessern, muss nämlich eine bestimmte Längs-Abmessung vom proximalen Endbereich zum distalen Endbereich der Dichtungslippe sichergestellt werden. Dann, wenn versucht wird, den Wert von 13 Grad oder mehr sicherzustellen, während die bestimmte Längs-Abmessung sichergestellt wird, in dem Fall, dass die Querschnittsgestalt der Innenumfangsoberfläche der Dichtungslippe linear ist, wird die axiale Länge vom proximalen Endbereich zum distalen Endbereich lang, und daher kann die Miniaturisierung der Dichtungsvorrichtung (Reduktion der axialen Länge) nicht realisiert werden. Im Gegensatz dazu, in dem Fall, dass der Biegepunkt bereitgestellt wird, kann die Reduktion der axialen Länge der Dichtungslippe realisiert werden, während die erforderliche Längs-Abmessung davon sichergestellt wird, und der Wert von 13 Grad oder mehr kann ebenfalls sichergestellt werden.

Zusätzlich dazu, wie im vierten Aspekt der Erfindung beschrieben wird, in dem Fall, dass der Minimum-Dicken-Bereich gefertigt ist, um in der Nachbarschaft des proximalen Endbereichs der Dichtungslippe zu liegen, können die Folgeeigenschaften des Bereichs der Dichtungslippe, welcher sich vom intermediären Bereich zum distalen Endbereich davon erstreckt, an der Oberfläche des anderen Bauteils oder des Bauteils, fixiert an das andere Bauteil, verbessert werden. Dann wird verhindert, dass der Oberflächendruck am Gleitkontaktbereich zwischen der Oberfläche und der Kante der Dichtungslippe an einem Teil der Umfangsrichtung reduziert wird, sodass die Dichtungseigenschaften des Gleitkontaktbereichs verbessert werden. Insbesondere in dem Fall, dass der Bereich in der Nachbarschaft des proximalen Endbereichs, wo der Minimum-Dicken-Bereich vorgesehen ist, ausgeformt wird, um die kreisförmige bogenartige Gestalt aufzuweisen, und dass die Dicke der Dichtungslippe graduell von dem Minimum-Dicken-Bereich zur distalen Kante davon erhöht wird, kann die Deformation der Dichtungslippe auf einen anderen Bereich als den distalen Endbereich, wie den proximalen Endbereich, zu einem gewissen Ausmaß begrenzt werden. Dann kann der Effekt, der auf die Kontaktkraft am Gleitkontaktbereich zwischen der Kante der Dichtungslippe und ihrer paarenden Oberfläche, durch die Änderung in der Überlagerung der Dichtungslippe ausgeübt wird, verringert werden.

Insbesondere in dem Fall, dass die Dicke der Dichtungslippe graduell erhöht wird vom proximalen Endbereich zum distalen Endbereich; kann die Deformation der Dichtungslippe weiter konzentriert werden, wodurch es möglich gemacht wird, den Effekt zu verringern, welcher auf die Kontaktkraft am Gleitkontaktbereich durch die Änderung in der Überlagerung ausgeübt wird. Deswegen, ungeachtet einer Änderung in der Überlagerung, kann das Auftreten einer großen Veränderung in der Kontaktform und Kontaktbelastung des distalen Endbereichs der Dichtungslippe effektiver verhindert werden. Darüber hinaus, da es einfach gemacht wird, dass die Dichtungslippe an anderen Bereichen als dem distalen Endbereich deformiert wird, wird die Konzentration einer übermäßigen Zugspannung an einem Teil der Innenumfangsoberfläche des distalen Endbereichs eliminiert, wodurch es möglich gemacht wird, das Nachgeben (dauerhafte Deformation) der Dichtungslippe auf einen Minimalspiegel zu unterdrücken. Folglich kann die Reduktion in der Kontaktbelastung auf Grund des Nachgebens auf einen Minimumspiegel unterdrückt werden, wodurch es möglich gemacht wird, einen anfänglichen Kontaktdruck zwischen der Kante der Dichtungslippe und der paarenden Oberfläche weiter zu verringern. Fernerhin, sogar in dem Fall, dass die Region der distalen Kante geringfügig abgenutzt wird, kann die Dickenabmessung der Region der distalen Kante bei einem erforderlichen Betrag gehalten werden, und somit kann eine erforderliche Rigidität für die Region der distalen Kante sichergestellt werden, sodass die erforderlichen Dichtungseigenschaften gewährleistet werden.

Weiterhin, wie es im fünften Aspekt der Erfindung beschrieben ist, in dem Fall, dass die Dickenabmessung des distalen Endbereichs der Dichtungslippe groß gemacht wird, und dass die Kante der Dichtungslippe spitz zulaufend bzw. zugespitzt ist, wird der Gleitkontaktzustand zwischen der Dichtungslippe und der Oberfläche (paarenden Oberfläche) des anderen Bauteils oder des Bauteils, das an dem anderen Bauteil befestigt ist, weiter stabilisiert. In dem Fall nämlich, dass die Dicken-Abmessung des distalen Endbereichs der Dichtungslippe erhöht wird, und dass eine diametrale Ausdehnungskraft (eine Kraft, erfordert zum Ausdehnen des Durchmessers) des distalen Endbereichs erhöht wird, kann die Deformation des distalen Endbereichs unterdrückt werden, und die Deformation kann auf den Bereich der Dichtungslippe konzentriert werden, welcher sich vom proximalen Endbereich zum intermediären Bereich erstreckt, in einem solchen Zustand, dass die Kante der Dichtungslippe gegen die paarende Oberfläche gepresst wird. Deswegen kann der Gleitkontaktzustand zwischen der Kante der Dichtungslippe und der paarenden Oberfläche stabilisiert werden. Darüber hinaus wird es in dem Fall, dass die Kante der Dichtungslippe zugespitzt ist, einfach, den Winkel, der am Gleitkontaktbereich auf der Seite des Innenraums gebildet wird, sicherzustellen, wodurch es einfach wird, die Gewährleistung der Dichtungseigenschaften und die Unterdrückung des Gleitwiderstands in hohem Maße miteinander vereinbar zu machen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Zeichnung, entsprechend einer vergrößerten Schnittansicht eines Bereichs A in 18 und zeigt eine erste Ausführungsform der Erfindung;
2 ist eine Zeichnung, welche lediglich ein Kernmetall und ein Dichtungsbauteil zeigt, welche aus 1 herausgenommen sind;
3A ist eine Zeichnung, entsprechend einem Bereich B in 2, und zeigt einen deformierten Zustand einer Außenseiten-Dichtungslippe der ersten Ausführungsform in einem freien Zustand davon;
3B ist eine vergrößerte Schnittansicht, entsprechend dem Bereich B in 2, und zeigt einen deformierten Zustand der Außenseiten-Dichtungslippe der ersten Ausführungsform in einem derartigen Zustand, dass ein Anschläger mit der Außenseiten-Dichtungslippe in Kontakt gebracht wird, wobei eine Oberlagerung daran vermittelt wird.
4A ist eine Zeichnung, entsprechend einem Abschnitt C in 19, und zeigt einen deformierten Zustand einer Außenseiten-Dichtungslippe des Stands der Technik in einem freien Zustand davon;
4B ist eine vergrößerte Schnittansicht, entsprechend dem Abschnitt C in 19, und zeigt einen deformierten Zustand der Außenseiten-Dichtungslippe des Stands der Technik in einem solchen Zustand, dass ein Anschläger in Kontakt mit der Außenseiten-Dichtungslippe gebracht wird, wobei eine Überlagerung daran vermittelt wird;
5 ist eine ähnliche Zeichnung zu 1 und zeigt eine zweite Ausführungsform der Erfindung;
6 ist eine Zeichnung, welche nur ein Kernmetall und ein Dichtungsbauteil zeigt, welche aus 5 herausgenommen sind;
7 ist eine ähnliche Zeichnung zu 1 und zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung;
8 ist eine Zeichnung, welche nur ein Kernmetall und ein Dichtungsbauteil zeigt, welche aus 7 herausgenommen sind;
9 ist eine Zeichnung, welche deformierte Zustände von jeweiligen Dichtungslippen zeigt, welche in Assoziation mit dem Einbau bzw. der Montage des Anschlägers resultieren;
10 ist eine ähnliche Zeichnung zu 1 und zeigt eine vierte Ausführungsform der Erfindung;
11 ist eine Zeichnung, welche nur ein Kernmetall und ein Dichtungsbauteil, welche aus 10 herausgenommen sind, zeigt;
12 ist eine ähnliche Zeichnung zu 1 und zeigt eine fünfte Ausführungsform der Erfindung;
13 ist eine ähnliche Zeichnung zu 2 und zeigt eine sechste Ausführungsform der Erfindung;
14 ist eine Zeichnung, entsprechend einer vergrößerten Schnittansicht eines Abschnitts D in 18, und zeigt eine siebte Ausführungsform der Erfindung;
15A ist eine Schnittansicht einer Dichtungsvorrichtung gemäß der Ausführungsform der Erfindung.
15B ist eine Schnittansicht einer Dichtungsvorrichtung gemäß eines Vergleichsbeispiels der Erfindung;
16 ist ein Diagramm, welches die Ergebnisse eines Experiments zeigt, ausgeführt an der Dichtungsvorrichtung der Ausführungsform und der Dichtungsvorrichtung des Vergleichsbeispiels der Erfindung;
17 ist eine beispielhafte Zeichnung, welche einen Effekt erklärt, der ausgeübt wird auf Dichtungseigenschaften durch einen Winkel, gebildet von einer Kante der Dichtungslippe und ihrer paarenden Oberfläche;
18 ist eine Schnittansicht einer Wälzlagereinheit mit Dichtungsringen, welche ein Beispiel einer Konstruktion des Stands der Technik zeigt;
19 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Dichtungsrings, welcher in dem Bereich A in 18 eingebaut ist.
20 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Dichtungsrings, welcher in dem Bereich D in 18 eingebaut ist.
21 ist eine Schnittansicht der Wälzlagereinheit mit Dichtungsringen, welche einen Zustand zeigt, in welchem eine Nabe durch eine Moment-Belastung, welche ausgeübt wird, wenn ein Fahrzeug läuft, geneigt ist;
22A ist eine teilweise vergrößerte Schnittansicht, welche einen versetzten Zustand eines Anschlägers des Dichtungsrings zeigt, eingebaut in der Wälzlagereinheit mit Dichtungsringen, gezeigt in 21;
22B ist eine teilweise vergrößerte Schnittansicht, welche einen versetzten Zustand des Anschlägers des Dichtungsrings zeigt, eingebaut in die Wälzlagereinheit mit Dichtungsringen, gezeigt in 21;
23 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Bereichs E in 19 und zeigt einen Kontaktzustand einer Außenseiten-Dichtungslippe, welcher resultiert, wenn die Überlagerung in der Konstruktion des Stands der Technik erhöht wird; und
24 ist eine Zeichnung, ähnlich zu 23, und zeigt einen Zustand, in welchem ein distales Ende der Außenseiten-Dichtungslippe von einer Seitenoberfläche des Anschlägers abhebt bzw. schwebt, wenn die Überlagerung weiter erhöht wird.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG AUSFÜHRUNGSFORMEN
[Erste Ausführungsform]
1 bis 3 zeigen eine erste Ausführungsform der Erfindung, welche den ersten bis dritten und siebten Aspekten der Erfindung entspricht. Ein Dichtungsring 14a, welcher eine Dichtungsvorrichtung dieser Ausführungsform darstellt, ist derartig beschaffen, dass ein Dichtungsmaterial 17a, getragen auf einem Kernmetall 15, mit einem Anschläger 16 so kombiniert wird, dass ein Dichtungsring aufgebaut wird, und ist montiert zwischen einem äußeren Ring 1 (einem Außenring-entsprechenden Bauteil) und einer Nabe 2 (einem Innenring-entsprechenden Bauteil), welche ein Paar von Bauteilen konstituieren, angepasst, um relativ zueinander zu rotieren. Dann dichtet der so konfigurierte Dichtungsring 14a einen Innenraum 13, welcher zwischen einer Innenumfangsoberfläche des äußeren Rings 1 und einer Außenumfangsoberfläche der Nabe 2 existiert, von einem Außenraum ab. Um dies geschehen zu lassen, schließt der Dichtungsring 14a ein Kernmetall 15, welches fest in einen inneren Endbereich des Außenrings 1 passt, und das Dichtungsmaterial 17a ein, hergestellt aus einem elastischen Material, wie einem Elastomer, wie Gummi, welches mit dem Kernmetall 15 verbunden ist. Darüber hinaus schließt dieses Dichtungsmaterial 17a eine Vielzahl von (drei im Fall der in den Figuren gezeigten Ausführungsform) Außenseiten-, Intermediär- und Innenseiten-Dichtungslippen 22a, 23, 24 ein. Von diesen Dichtungslippen, werden distale Kanten der Außenseiten- und Zwischen-Dichtungslippen 22a, 23 in Gleitkontakt mit einem Metallanschläger 16 gebracht, welcher fest auf einer Außenumfangsoberfläche eines Innenendbereichs eines Innenringelementes 5 passt, welches die Nabe 2 aufbaut. Darüber hinaus wird veranlasst, dass eine distale Kante der Innenseiten-Dichtungslippe 24 nah zu einer Außenumfangsoberfläche eines diametral innen liegenden zylindrischen Bereichs 20 des Anschlägers 16 blickt bzw. ausgerichtet ist.
Es sei bemerkt, dass das Kennzeichen dieser Ausführungsform in einem Punkt liegt, dass inmitten der Vielzahl von Dichtungslippen 22a, 23, 24 die Gestalt der Außenseiten-Dichtungslippe 22a, welche in einer diametral-äußersten Position liegt und welche als eine Seitenlippe bezeichnet wird, konzipiert ist, um die Dichtungsleistung durch diese Außenseiten-Dichtungslippe 22a und die Haltbarkeit der Außenseiten-Dichtungslippe 22a zu erhöhen und den Gleitwiderstand (dynamische Verdrillung) zu reduzieren. Da die Konfigurationen und Funktionen der anderen Bereiche ähnlich zu der in 18 bis 20 gezeigten zuvor erwähnten Konstruktion des Stands der Technik sind, werden gleiche bzw. ähnliche Bezugsziffern an gleichartige Bereiche zu denjenigen der Konstruktion des Stands der Technik zugeordnet, so dass die Wiederholung einer ähnlichen Beschreibung weggelassen werden wird, oder die gleichartigen Bereiche kurz beschrieben werden, und ein charakteristischer Teil dieser Ausführungsform wird hauptsächlich nachstehend beschrieben werden.
Im Fall dieser Ausführungsform wird die distale Kante der Außenseiten-Dichtungslippe 22a in Gleitkontakt mit einem gesamten Umfang einer axialen Seitenoberfläche eines diametral innen liegenden zirkulären Ringbereichs 21 des Anschlägers 16 gebracht, welcher zu der Seite der Außenseiten-Dichtungslippe 22a existiert. Darüber hinaus wird die Dicke der Außenseiten-Dichtungslippe 22a entlang der vollen Länge von einem proximalen Endbereich zu einem distalen Endbereich davon im Wesentlichen konstant gestaltet, und eine Gesamtgestalt der Außenseite-Dichtungslippe 22a in ihrem freien Zustand wird gefertigt, um in einer solchen Weise ausgestellt zu sein, dass der Durchmesser im Verlauf derselben vom proximalen Endbereich zum distalen Endbereich zunimmt. Darüber hinaus ist ein gebogener Bereich 34 an einem Bereich eines intermediären Bereichs der Außenseiten-Dichtungslippe 22a vorgesehen, welcher näher an einem distalen Ende davon liegt, auf eine solche Weise, dass er zum diametral innen liegenden zirkulären Ringbereich 21 hin, welcher den Anschläger 16 aufbaut, gebogen ist. Folglich existiert ein Biegepunkt P an einem Abschnitt eines intermediären Bereichs, welcher näher zu einem distalen Ende einer Querschnittsgestalt in Bezug auf eine imaginäre Ebene liegt, enthaltend eine Rotations-Mittenachse der Nabe 2 (oder erfasst entlang dieser imaginären Ebene), von einer Innenumfangsoberfläche der Außenseiten-Dichtungslippe 22a in ihrem freien Zustand.
Die Querschnittsgestalt der Innenumfangsoberfläche im freien Zustand ist nämlich derartig, dass sie erzeugt wird, wenn eine gerade Linie, welche den intermediären Bereich berührt, (eine Tangente in Bezug auf eine repräsentative Position des intermediären Bereichs) t₁ und eine gerade Linie, welche den distalen Endbereich der Außenseiten-Dichtungslippe 22a berührt, (eine Tangente in Bezug auf eine repräsentative Position des distalen Endbereichs) t₂ sich miteinander am Biegepunkt P schneiden. Darüber hinaus wird, von den Neigungswinkeln θ₁, θ₂ dieser geraden Linien t₁, t₂, relativ zur Mittenachse, der Neigungswinkel θ₂ der geraden Linie t₂, welche weiter distal als der Biegepunkt P liegt, kleiner gemacht als der Neigungswinkel θ₁ der geraden Linie t₁, welche weiter proximal als der Biegepunkt P liegt (θ₂ < θ₁), Mit anderen Worten wird ein Neigungswinkel der Innenumfangsoberfläche der Außenseiten-Dichtungslippe 22a, relativ zur axialen Seitenoberfläche des diametral innen liegenden zirkulären Ringbereichs 21 an dem Bereich, welcher weiter distal als der Biegepunkt P liegt, größer gemacht als an dem Bereich, welcher weiter proximal als der Biegepunkt P liegt.
Dann, wie gezeigt in 1 und 3B, wird die Außenseiten-Dichtungslippe 22a mit der axialen Seitenoberfläche des diametral innen liegenden zirkulären Ringbereichs 21 des Anschlägers 16 in einer Kontaktposition Q in Kontakt gebracht, und zwar mit einer Überlagerung d (siehe 3A), welche daran vermittelt wird. Die Abmessungen und Formen der jeweiligen Bestandteilbauteile sind in einer solchen Weise reguliert, dass ein Winkel, gebildet von einer Oberfläche eines distalen Kantenbereichs der Außenseiten-Dichtungslippe 22a und der Seitenoberfläche des diametral innen liegenden zirkulären Ringbereichs 21, den folgenden Bedingungen genügt. Wenn nämlich der Kontaktwinkel auf einer Seite, welche zu einem Außenraum 32 liegt, α ist, und auf einer Seite, welche zu einem Innenraum 33 liegt, β ist, dann gilt α > β. Darüber hinaus wird, von diesen Winkeln, der Kontaktwinkel β auf der Seite, welche zum Innenraum 33 blickt, so eingerichtet, dass er im Bereich von 13 bis 45 Grad liegt. Es ist zu bemerken, dass, wenn eine axiale Länge der Außenseiten-Dichtungslippe 22a in ihrem freien Zustand L₂ ist (siehe 2) und eine axiale Länge der Außenseiten-Dichtungslippe 22a in einem zusammengebauten Zustand L₃ ist (vergleiche 1), dann die Überlagerung d eine Größe ist, welche durch L₂–L₃ ausgedrückt wird. Die Überlagerung d wird ebenfalls in Bezug auf die Abmessung und Gestalt der Außenseiten-Dichtungslippe 22a reguliert, sodass die Bedingungen α > β und β = 13 bis 45 Grad erfüllt werden.
Wie es oben beschrieben ist, wird, im Fall dieser Ausführungsform, der Kontaktwinkel β, gebildet am Gleitkontaktbereich zwischen der distalen Kante der Außenseiten-Dichtungslippe 22a und der axialen Seitenoberfläche des diametral innen liegenden zirkulären Ringbereichs 21 des Anschlägers 16, auf der Seite des Innenraums 33 beschränkt, um im Bereich von 13 bis 45 Grad zu liegen. Deswegen, ungeachtet eines Zusammenbaufehlers oder einer relativen Verschiebung zwischen dem Kernmetall 15 und dem Anschläger 16, welche stattfindet, während das Fahrzeug benutzt wird, kann die Kontaktkraft am Gleitkontaktbereich zwischen der distalen Kante der Außenseiten-Dichtungslippe 22a und der axialen Seitenoberfläche des diametral innen liegenden zirkulären Ringbereichs 21 richtig eingerichtet bzw. korrekt gemacht werden. Darüber hinaus kann das Eindringen von Fremdstoffen in den Innenraum 33 durch den Gleitkontaktbereich verhindert werden, und eine Verringerung der Reibung (Verdrillung) und eine Erhöhung der Haltbarkeit der Wälzlagereinheit mit dieser Dichtungsvorrichtung kann realisiert werden. Deshalb, wenn die Dichtungsvorrichtung angewandt wird auf zum Beispiel ein Wälzlager mit einer Dichtungsvorrichtung zum Tragen eines Straßenrads eines Fahrzeugs, kann die Dichtungsvorrichtung die Erhöhung der Haltbarkeit der Wälzlagereinheit mit einer Dichtungsvorrichtung realisieren und zur gleichen Zeit die Laufleistung des Fahrzeugs hauptsächlich auf den Gebieten der Treibstoff-Ökonomie und Beschleunigung erhöhen.
Darüber hinaus, im Fall dieser Ausführungsform, da der gebogene Bereich 34 an dem Bereich der Außenseiten-Dichtungslippe 22a bereitgestellt ist, welcher dem distalen Ende des intermediären Bereichs davon näher liegt, in einer solchen Weise, dass er zum diametral innen liegenden zirkulären Ringbereich 21 hin, welcher den Anschläger 16 aufbaut, gebogen ist, kann ein Wert von 13 Grad oder mehr als der Kontaktwinkel β, geformt am Gleitkontaktbereich auf der Seite des Innenraums 33, sichergestellt werden, ohne die Größe der Dichtungsvorrichtung zu vergrößern. Um die Folgeeigenschaften der distalen Kante der Außenseiten-Dichtungslippe 22a an der axialen Seitenoberfläche des paarenden, diametral innen liegenden, zirkulären Ringbereich-21-Bauteils zu verbessern, muss nämlich eine gewisse Längenabmessung vom proximalen Endbereich zum distalen Endbereich der Außenseiten-Dichtungslippe 22a sichergestellt sein. In dem Fall, dass diese Längen-Abmessung zu kurz ist, wird die Starrheit der Außenseiten-Dichtungslippe 22a erhöht, während das Ausmaß der elastischen Deformation davon verringert wird, wodurch die Folgeeigenschaften verschlechtert werden. Folglich, obwohl die Längen-Abmessung zu einem gewissen Ausmaß sichergestellt werden muss, in dem Fall, dass der Kontaktwinkel β zu 13 Grad oder mehr gemacht wird, wobei die Querschnittsgestalt der Außenseiten-Dichtungslippe 22a in ihrem freien Zustand in der gradlinigen Gestalt gehalten wird, wird die axiale Länge (eine horizontale Abmessung in 1 bis 3) der Außenseiten-Dichtungslippe 22a vom proximalen Endbereich zum distalen Endbereich davon lang, und die Miniaturisierung (Reduktion der axialen Länge) der Dichtungsvorrichtung kann nicht realisiert werden. Wenn, im Gegensatz dazu, der gebogene Bereich 34 bereitgestellt wird, kann eine Reduktion der axialen Länge realisiert werden, während die Länge der Außenseiten-Dichtung 22a sichergestellt wird, und der Kontaktwinkel β kann zu 13 Grad oder mehr gemacht werden.
Darüber hinaus, da der Biegepunkt P an dem Bereich bereitgestellt wird, welcher dem distalen Ende der Innenumfangsoberfläche der Außenseiten-Dichtungslippe 22a näher liegt, in einer solchen Weise, dass er dem gebogenen Bereich 34 entspricht, selbst obwohl die Überlagerung d des Dichtungsrings 14a relativ zur axialen Seitenoberfläche des diametral innen liegenden zirkulären Ringbereichs 21 des Anschlägers 16 geringfügig größer wird, kann der Wert von 13 Grad oder mehr als der Kontaktwinkel β, geformt am Gleitkontaktbereich auf der Seite des Innenraums 33, sichergestellt werden und gleichzeitig kann die Distanz L₁ (vgl. 3B) zwischen dem Biegepunkt P und der Kontaktposition Q in Bezug auf die axiale Richtung ausreichend sichergestellt werden. Mit anderen Worten wird es gestattet, dass die distale Kante der Außenseiten-Dichtungslippe 22a mit der axialen Seitenoberfläche des diametral innen liegenden zirkulären Ringbereichs 21 an einer extrem schmalen Fläche in Kontakt gebracht wird, und andere Bereiche als die distale Kante auf der Innenumfangsoberfläche (der Innenumfangsoberfläche, welche der geraden Linie t₂ entspricht), welche in der Nachbarschaft der distalen Kante der Außenseiten-Dichtungslippe 22a liegen, können ausreichend von der axialen Seitenoberfläche des diametral innen liegenden zirkulären Ringbereichs 21 getrennt werden.
Dies wird unter Bezugnahme auf 3 beschrieben werden. Zuerst wird ein Fall betrachtet, in welchem die axiale Seitenoberfläche des diametral innen liegenden zirkulären Ringbereichs 21 gegen die distale Kante der Außenseiten-Dichtungslippe 22a gepresst wird, wie es gezeigt wird durch einen Pfeil A in 3A, aus dem freien Zustand heraus, der in 3A gezeigt ist. Während dieses stattfindet, wird, obwohl die Außenseiten-Dichtungslippe 22a als Ganzes deformiert wird, da der Neigungswinkel θ₂ der geraden Linie t₂, welche weiter distal als der Biegepunkt P liegt, relativ zur Mittenachse klein ist, wie in 3B gezeigt, ein Öffnungswinkel δ an einem Bereich, welcher dem distalen Ende näher liegt, zu einem kleinen Wert unterdrückt, verglichen mit einem Fall, in dem der Biegepunkt P nicht existiert, sogar in einem solchen Zustand, dass der Bereich der Außenseiten-Dichtungslippe 22a, welcher dem distalen Ende davon näher liegt, elastisch in einer radial nach außen gerichteten Richtung deformiert wird. Folglich kann der Kontaktwinkel β, ausgebildet am Gleitkontaktbereich auf der Seite des Innenraums 33, welcher ein komplementärer Winkel dieses Winkels δ ist, zu einem gewissen Ausmaß sichergestellt werden (der Winkel wird in keinem Fall geringer als 13 Grad). Andererseits, da der Neigungswinkel θ₁ der geraden Linie t₁, welche weiter proximal als der Biegepunkt P liegt, größer gemacht wird als der Neigungswinkel θ₂ der geraden Linie t₂, welche weiter distal als der Biegepunkt P liegt (θ₁ > θ₂, und die proximale End-Seite ist leichter zu deformieren als die distale End-Seite), wird ein axialer Verformungsbetrag an einem Bereich der Außenseiten-Dichtungslippe 22a, welcher dem proximalen Ende davon näher liegt, groß. Deswegen, selbst wenn die Überlagerung d erhöht wird, kann der Kontaktwinkel β, der von der distalen Kante und der axialen Seitenoberfläche des diametral innen liegenden zirkulären Ringbereichs 21 gebildet wird, ausreichend sichergestellt werden (13 Grad oder mehr), während ein erforderliches Deformations-Ausmaß in Hinsicht auf die axiale Richtung sichergestellt wird.
Im Gegensatz hierzu, im Fall der zuvor erwähnten Konstruktion des Stands der Technik, gezeigt in 19, 23, 24, wie es in 4A gezeigt wird, gibt es keinen Biegepunkt (vgl. 1 bis 3) auf der Innenumfangsoberfläche der Außenseiten-Dichtungslippe 22, und die Gestalt eines Bereichs der Innenumfangsoberfläche, welcher dem distalen Ende in seinem freien Zustand näher liegt, wird zu einer partiell konisch-zylindrischen Gestalt ausgeformt, deren Erzeugungslinie eine gerade Linie t₃ ist. Deswegen, in dem Fall, dass ein Neigungswinkel der geraden Linie t₃ relativ zu der Mittenachse zu einem Neigungswinkel θ₁ gemacht wird, welcher relativ groß ist, um ein erforderliches Deformationsausmaß für die Außenseiten-Dichtungslippe 22 sicherzustellen, wenn die axiale Seitenoberfläche des diametral innen liegenden zirkulären Ringbereichs 21 des Anschlägers gegen die distale Kante der Außenseiten-Dichtungslippe 22 in der axialen Richtung gepresst wird, wie es in 4A gezeigt ist, wird ein Öffnungswinkel des Bereichs der Außenseiten-Dichtungslippe 22, welcher näher zum distalen Ende liegt, relativ zu der Mittenlinie, im Wesentlichen zu 90 Grad (der Winkel des Gleitkontaktbereichs, gebildet auf der Seite, welche zum Innenraum blickt, wird im Wesentlichen 0). Folglich kann der Bereich der Außenseiten-Dichtungslippe 22, welcher näher zum distalen Ende liegt, leicht mit der axialen Seitenoberfläche des diametral innen liegenden zirkulären Ringbereichs 21 über eine breite Fläche in Kontakt gebracht werden.
Im Fall dieser Ausführungsform, welche unterschiedlich ist von der Konstruktion des Stands der Technik, welche konstruiert ist, wie es oben beschrieben worden ist, selbst wenn die Überlagerung d groß wird, kann der Kontaktwinkel β, gebildet von der distalen Kante der Außenseiten-Dichtungslippe 22a und der axialen Seitenoberfläche des diametral innen liegenden zirkulären Ringbereichs 21, ausreichend sichergestellt werden (13 Grad oder mehr), wodurch die distale Kante und die axiale Seitenoberfläche des diametral innen liegenden zirkulären Ringbereichs 21 miteinander an der extrem schmalen Fläche in Kontakt gebracht werden. Darüber hinaus können die Bereiche, verschieden von der distalen Kante auf der Innenumfangsoberfläche, welche in der Nachbarschaft der distalen Kante der Außenseiten-Dichtungslippe 22a liegen, ausreichend (zu einem solchen Ausmaß, dass ein Öl-Film, welcher zu einer Erhöhung des Gleitwiderstands führt, nicht gebildet wird) von der axialen Seitenoberfläche des diametral innen liegenden zirkulären Ringbereichs 21 getrennt werden. Mit anderen Worten kann die Kontaktfläche und die Kontaktbreite zwischen der distalen Kante der Außenseiten-Dichtungslippe 22a und der axialen Seitenoberfläche des diametral innen liegenden zirkulären Ringbereichs 21 auf einen geringen Betrag unterdrückt werden.
Gemäß der Konstruktion der Ausführungsform, welche bislang beschrieben worden ist, kann, selbst wenn eine Änderung in der Überlagerung d der Außenseiten-Dichtungslippe 22a groß wird, der Effekt, ausgeübt auf eine Änderung der Kontaktfläche und Kontaktbreite durch die Änderung in der Überlagerung d, auf einen geringen Betrag unterdrückt werden, und eine Änderung in der Druckverteilung am Gleitkontaktbereich kann auf einen geringen Betrag unterdrückt werden. Selbst wenn die Überlagerung d groß wird wegen eines Montagefehlers oder der Neigung der Mittenachse der Nabe 2 in Verbindung mit dem Wenden des Fahrzeugs, oder der Gleitkontaktbereich abgenutzt wird, wie wenn der diametral innen liegende zirkuläre Ringbereich 21 des Anschlägers 16 einer Abnutzung unterliegt, kann deswegen das Schweben der distalen Kante der Außenseiten-Dichtungslippe 22a verhindert werden, sodass eine Steigerung der Dichtungseigenschaften realisiert wird. Folglich, selbst wenn die anfängliche Überlagerung der Außenseiten-Dichtungslippe 22a auf einen großen Wert gesetzt wird, kann der Reibungswiderstand am Gleitkontaktbereich so reduziert werden, dass eine Verringerung hinsichtlich der Verdrillung und eine Erhöhung der Haltbarkeit realisiert werden, während die Dichtungseigenschaften ausreichend sichergestellt werden, ohne die Kontaktbreite in einem neutralen Zustand (einem anfänglich eingestellten Zustand) übermäßig zu erhöhen.
Darüber hinaus, im Fall dieser Ausführungsform, da die Dicke der Außenseiten-Dichtungslippe 22a im Wesentlichen vom proximalen Endbereich zum distalen Endbereich konstant gemacht wird, was unterschiedlich zu dem Fall ist, in welchem die Dicke graduell vom proximalen Endbereich zum distalen Endbereich vermindert wird, kann die Deformation der Außenseiten-Dichtungslippe 22a auf andere Bereiche konzentriert werden als dem distalen Endbereich, wie etwa zu einem gewissen Ausmaß dem proximalen Endbereich, wodurch es möglich gemacht wird, den Effekt zu verringern, welcher auf die Kontaktkraft am Gleitkontaktbereich zwischen der distalen Kante der Außenseiten-Dichtungslippe 22a und der axialen Seitenoberfläche des diametral innen liegenden zirkulären Ringbereichs 21 durch die Änderung in der Überlagerung d der Außenseiten-Dichtungslippe 22a ausgeübt wird. Deswegen, ungeachtet einer Änderung in der Überlagerung d, kann das Auftreten einer großen Änderung in der Kontaktgestalt und Kontaktbelastung des distalen Endbereichs der Außenseiten-Dichtungslippe 22a effektiver verhindert werden. Weiterhin, da die Außenseiten-Dichtungslippe 22a leicht deformierbar gemacht wird an den vom distalen Endbereich verschiedenen Bereichen, wird die Konzentration von übermäßiger Zugspannung auf einem Teil der Innenumfangsoberfläche des distalen Endbereichs eliminiert. Deswegen kann das Nachgeben (permanente Verformung) der Außenseiten-Dichtungslippe 22a auf einen Minimumspiegel unterdrückt werden. Folglich kann die Reduktion der Kontaktbelastung auf Grund des Nachgebens zu einem Minimumspiegel unterdrückt werden, wodurch es möglich gemacht wird, einen anfänglichen Kontaktdruck zwischen der distalen Kante der Außenseiten-Dichtungslippe 22a und der axialen Seitenoberfläche des diametral innen liegenden zirkulären Ringbereichs 21 weiter zu verringern. Als Ergebnis, gemäß der Ausführungsform, kann der Effekt, ausgeübt auf die Kontaktkraft am Gleitkontaktbereich zwischen der distalen Kante der Außenseiten-Dichtungslippe 22a und der axialen Seitenoberfläche des diametral innen liegenden zirkulären Ringbereichs 21 durch die Änderung in der Überlagerung d auf Grund eines Montagefehlers oder der Neigung der Mittenachse der Nabe 2 wegen einer Moment-Belastung, klein gemacht werden.
Es ist zu bemerken, dass in dem Fall, dass die distale Kante der Außenseiten-Dichtungslippe 22a gegen die axiale Seitenoberfläche des diametral innen liegenden zirkulären Ringbereichs 21 dank einer elastischen Wiederherstellungskraft, basierend auf der Überlagerung d, gepresst wird, es zu bevorzugen ist, eine Distanz von 0,1 mm oder länger sogar mit einer Maximum-Überlagerung für die Distanz L₁ zwischen dem Biegepunkt P und der Kontaktposition Q, wo die distale Kante der Außenseiten-Dichtungslippe 22a und die axiale Seitenoberfläche des diametral innen liegenden zirkulären Ringbereichs 21 miteinander, in Bezug auf die axiale Richtung, in Kontakt gebracht werden, sicherzustellen. In dem Fall, dass die Distanz L1 kürzer als 0,1 mm ist, in dem Fall, dass ein Lagefehler (run-out) in der Wälzlagereinheit auf Grund des Betrags der Exzentrizität, dem Ausmaß der Neigung oder dergleichen, während das Fahrzeug tatsächlich läuft, hervorgerufen wird, wird die Innenumfangsoberfläche eines diametral inneren Bereichs (ein Bereich, welcher näher zum proximalen Endbereich liegt) der Außenseiten-Dichtungslippe 22a in Kontakt gebracht mit der axialen Seitenoberfläche des diametral innen liegenden zirkulären Ringbereichs 21, wodurch die Kontaktbreite des Gleitkontaktbereichs erhöht wird. Folglich wird die Länge L₁ weiter bevorzugt eingerichtet, um 0,3 mm oder länger (in einem Anfangszustand) zu sein, in Betrachtung der Abnutzung, welche auf der axialen Seitenoberfläche des diametral innen liegenden zirkulären Ringbereichs 21 und der distalen Kante der Außenseiten-Dichtungslippe 22a auftritt. Weiterhin, obwohl der Winkel γ (vgl. 17) des distalen Endbereichs der Außenseiten-Dichtungslippe 22a eingestellt ist, um eine Größenordnung von 80 bis 100 Grad aufzuweisen, wie bei allgemeinen Dichtungslippen, wird der Winkel, gebildet von der Oberfläche des distalen Kantenbereichs der Außenseiten-Dichtungslippe 22a und der axialen Seitenoberfläche des diametral innen liegenden zirkulären Ringbereichs 21, auf die Relation, welche unter Bezug auf 17 beschrieben ist, eingeschränkt. Der Winkel α auf der Seite, welche zum Außenraum 32 blickt, wird nämlich größer gemacht als der Winkel β auf der Seite, welche zum Innenraum 33 blickt (α > β), wodurch es möglich gemacht wird, die Sicherstellung der Dichtungseigenschaften zu erleichtern.
[Zweite Ausführungsform]
Als Nächstes zeigen 5 bis 6 eine zweite Ausführungsform der Erfindung, welche den ersten bis fünften und siebten Aspekten der Erfindung entspricht. Im Fall dieser Ausführungsform wird ein Minimum-Dicken-Bereich 35 an einem distalen Endbereich einer Außenseiten-Dichtungslippe 22b bereitgestellt, welche(r) als eine Seitenlippe bezeichnet wird, und welche(r) in einer diametral äußersten Position liegt. Der Minimum-Dicken-Bereich wird zu einer partiellen zirkulären bogenähnlichen Gestalt hinsichtlich des Querschnitts ausgeformt, in welcher eine Innenumfangs-Oberflächenseite davon zu einer konvexen Gestalt ausgeformt ist (und eine Außenumfangsseite davon zu einer konkaven Oberfläche geformt ist), und die Dicke davon wird kleiner gemacht als die Dicke von anderen Bereichen, sodass die Außenseiten-Dichtungslippe 22b leicht elastisch deformierbar gemacht wird, um den vollen Umfang davon herum. Darüber hinaus wird eine Querschnittsgestalt der Außenseiten-Dichtungslippe 22b zu einer Keilform ausgestaltet, in welcher die Dicke graduell zunimmt, während sie von dem Minimum-Dicken-Bereich 35 zu einem distalen Endbereich davon verläuft. Ebenfalls im Fall dieser Ausführungsform wird ein gebogener Bereich 34 an einem Bereich der Außenseiten-Dichtungslippe 22b ausgeformt, welcher näher zu einem distalen Ende davon liegt, sodass ein Biegepunkt P auf einer Innenumfangsoberfläche des Bereichs der Außenseiten-Dichtungslippe 22b bereitgestellt wird, welcher näher zum distalen Ende davon liegt, und ein Winkel der Neigung θ₂ eines Bereichs auf der Innenumfangsoberfläche, welcher weiter distal als der Biegepunkt P liegt, relativ zur Mittenachse, wird kleiner gemacht als ein Neigungswinkel θ₁ eines Bereichs, welcher weiter proximal als der Biegepunkt P liegt, relativ zur Mittenachse (θ₂ < θ₁).
Zusätzlich dazu wird ein Maximum-Dicken-Bereich 36 bereitgestellt, welcher eine Maximum-Dicke aufweist, in der Nachbarschaft eines distalen Endbereichs der Außenseiten-Dichtungslippe 22b. Weiterhin wird ein Bereich der Außenseiten-Dichtungslippe 22b, welcher näher an einem distalen Ende davon und weiter distal als der Maximum-Dicken-Bereich 36 liegt, zu einer abgeschrägten bzw. verjüngten Gestalt ausgeformt, in welcher ein diametral äußerer Bereich um den vollen Umfang davon herum entfernt ist. Darüber hinaus ist eine Gesamtgestalt der Außenseiten-Dichtungslippe 22b so geformt, dass sie stärker in einer Richtung zu einem diametral innen liegenden zirkulären Ringbereich 21 eines Anschlägers 16 geneigt ist (nach rechts in 5, 6), während sie zu einer distalen Kante (einer diametral äußeren Kante) davon verläuft.
Im Fall eines Dichtungsrings dieser Ausführungsform, welcher konfiguriert ist, wie es oben beschrieben worden ist, und einer Wälzlagereinheit mit Dichtungsringen, in welcher der Dichtungsring eingebaut ist, wird es veranlasst, dass die Deformation der Außenseiten-Dichtungslippe 22b sich am Minimum-Dicken-Bereich 35 konzentriert, welcher am proximalen Endbereich vorgesehen ist, sodass der Effekt verringert wird, ausgeübt auf die Kontaktkraft an einem Gleitkontaktbereich zwischen der distalen Kante der Außenseiten-Dichtungslippe 22b und einer Seitenoberfläche des diametral innen liegenden zirkulären Ringbereichs 21 des Anschlägers 16, durch eine Änderung in einer Überlagerung der Außenseiten-Dichtungslippe 22b. Deswegen, ungeachtet eines Montagefehlers oder der Neigung der Mittenachse der Nabe 2, erzeugt in Assoziation mit dem Wenden bzw. der Kurvenfahrt des Fahrzeugs, kann eine Änderung in der Kontaktkraft am Gleitkontaktbereich weiter verringert werden. Folglich wird es möglich, die Reduktion im Reibungswiderstand am Gleitkontaktbereich zu realisieren sowie eine Erhöhung der Haltbarkeit der Dichtungslippe, während die Dichtungseigenschaften ausreichend sichergestellt werden, ohne die Kontaktkraft in einem neutralen Zustand (einem anfänglich eingestellten Zustand) der Außenseiten-Dichtungslippe 22b übermäßig zu erhöhen.
Die anderen Konfigurationen und Funktionen der zweiten Ausführungsform sind ähnlich zu denjenigen der ersten Ausführungsform, welche zuvor beschrieben worden ist, einschließlich der Beziehung zwischen den Kontaktwinkeln α, β, γ der jeweiligen Bereiche und dergleichen, und deshalb werden gleichartige Bezugsziffern an gleichartige Bereiche zu denjenigen der ersten Ausführungsform zugewiesen, sodass die Wiederholung von ähnlichen Beschreibungen weggelassen wird.
[Dritte Ausführungsform]
7 bis 9 zeigen eine dritte Ausführungsform der Erfindung, welche den ersten bis siebten Aspekten der Erfindung entspricht. Im Fall dieser Ausführungsform, wie bei der zweiten Ausführungsform, wird es veranlasst, dass ein Maximum-Dicken-Bereich 36 an einem distalen Endbereich einer Außenseiten-Dichtungslippe 22bm liegt, und die Dickenabmessung des Maximum-Dicken-Bereichs 36 wird größer gestaltet als die Dicke eines Bereichs der Außenseiten-Dichtungslippe 22b, welcher sich von einem intermediären Bereich zu einem proximalen Bereich erstreckt. Darüber hinaus wird ein Minimum-Dicken-Bereich an dem proximalen Endbereich der Außenseiten-Dichtungslippe 22b bereitgestellt. Darüber hinaus ist, im Fall dieser Ausführungsform, eine distale Kante der Außenseiten-Dichtungslippe 22b zugespitzt bzw. spitz zulaufend. Ein Winkel γ einer Querschnittsgestalt (repräsentiert in 7 bis 9) in Bezug auf eine imaginäre Ebene, welche eine Rotations-Mittenachse einer Nabe 2 enthält, von einem Bereich der distalen Kante der Außenseiten-Dichtungslippe 22b, welche in Gleitkontakt gebracht wird mit einer axialen Seitenoberfläche eines diametral innen liegenden zirkulären Ringbereichs 21 eines Anschlägers 16, wird nämlich zu einem spitzen Winkel gestaltet. Im Fall dieser Ausführungsform wird es eingerichtet, dass dieser Winkel γ geringer als 90 Grad und ferner weniger als 80 Grad beträgt. Allerdings, um eine minimal erforderliche Starrheit an der distalen Kante der Außenseiten-Dichtungslippe 22b sicherzustellen, ist ein Minimum-Wert des Winkels γ vorzugsweise 60 Grad oder mehr und weiter bevorzugt 70 Grad oder mehr.
Im Fall dieser Ausführungsform, welche die oben beschriebene Konfiguration aufweist, wird der Gleitkontaktzustand zwischen der Außenseiten-Dichtungslippe 22b und der axialen Seitenoberfläche des diametral innen liegenden zirkulären Ringbereichs 21 weiter stabilisiert. Da der Maximum-Dicken-Bereich 36, dessen Dickenabmessung größer ist als diejenige des Bereichs, welcher vom intermediären Bereich zum proximalen Endbereich verläuft, nämlich an dem distalen Endbereich der Außenseiten-Dichtungslippe 22b existiert, kann die Durchmesser- Expansionskraft am distalen Endbereich erhöht werden. Darüber hinaus wird die Verformung des distalen Endbereichs in einem derartigen Zustand unterdrückt, bei welchem die distale Kante der Außenseiten-Dichtungslippe 22b gegen die axiale Seitenoberfläche des diametral innen liegenden zirkulären Ringbereichs 21 gepresst wird, und die Deformation kann dazu gebracht, sich an dem Bereich der Außenseiten-Dichtungslippe 22b zu konzentrieren, welcher sich von dem proximalen Endbereich zu dem intermediären Bereich, insbesondere zum Minimum-Dicken-Bereich 35, erstreckt. Deswegen wird der Gleitkontaktzustand zwischen der Außenseiten-Dichtungslippe 22b und der axialen Seitenoberfläche des diametral innen liegenden zirkulären Ringbereichs 21 stabilisiert. Darüber hinaus, da die distale Kante der Außenseiten-Dichtungslippe 22b zugespitzt ist, wird es einfach, den Winkel β, ausgeformt am Gleitkontaktbereich zwischen der distalen Kante der Außenseiten-Dichtungslippe 22b und der axialen Seitenoberfläche des diametral innen liegenden zirkulären Ringbereichs 21 auf der Seite des Innenraums, sicherzustellen. Auf Grund dieser Merkmale dieser Ausführungsform wird es einfach, die Sicherung der Dichtungseigenschaften und die Unterdrückung des Gleitwiderstands in hohem Maße miteinander vereinbar zu machen.
Die anderen Konfigurationen und Funktionen der dritten Ausführungsform sind ähnlich zu denjenigen der zweiten Ausführungsform, welche zuvor beschrieben worden ist, einschließlich der Beziehung zwischen den Kontaktwinkeln α, β, γ der jeweiligen Bereiche und dergleichen, und deshalb werden gleichartige Bezugsziffern an gleichartige Bereiche zu denjenigen der zweiten Ausführungsform zugewiesen, sodass die Wiederholung von ähnlichen Beschreibungen weggelassen wird.
[Vierte Ausführungsform]
Als Nächstes zeigen die 10 bis 11 eine vierte Ausführungsform der Erfindung, welche ebenfalls den ersten bis siebten Aspekten der Erfindung entspricht. Im Fall dieser Ausführungsform ist ein ausgesparter bzw. vertiefter gekrümmter Oberflächenbereich 37, dessen Querschnittsgestalt eine teilweise ausgesparte zirkuläre Bogen-Gestalt ist, auf einer Innenumfangsoberfläche eines Endhälftenbereichs einer Außenseiten-Dichtungslippe 22c gebildet. Ebenfalls im Fall dieser Ausführungsform, welche derartig konfiguriert ist, wie bei den jeweiligen Ausführungsformen, welche oben beschrieben worden sind, kann die Reduktion der axialen Länge der Dichtungsvorrichtung, welche die Außenseiten-Dichtungslippe 22c einschließt, realisiert werden, während die Längen-Abmessung davon sichergestellt wird, und ein Wert von 13 Grad oder mehr kann sichergestellt werden als der Kontaktwinkel β, gebildet am Gleitkontaktbereich zwischen der Außenseiten-Dichtungslippe 22c und einer axialen Seitenoberfläche eines diametral innen liegenden zirkulären Ringbereichs 21 eines Anschlägers 16 auf der Seite eines Innenraums 33. Darüber hinaus selbst im Fall, dass eine Überlagerung der Außenseiten-Dichtungslippe 22c relativ zum Anschläger 16 geringfügig erhöht ist, kann der Wert von 13 Grad oder mehr als der Kontaktwinkel β sichergestellt werden, wodurch es möglich gemacht wird, die distale Kante der Außenseiten-Dichtungslippe 22c mit der Seitenoberfläche des diametral innen liegenden zirkulären Ringbereichs 21 an einer extrem schmalen Fläche in Kontakt zu bringen.
Die anderen Konfigurationen und Funktionen der vierten Ausführungsform sind ähnlich zu denjenigen der in 5 bis 6 gezeigten zweiten Ausführungsform, welche zuvor beschrieben worden ist, oder der in 7 bis 9 gezeigten dritten Ausführungsform, welche zuvor beschrieben worden ist, und deshalb werden gleichartige Bezugsziffern an gleiche Bereiche zu denjenigen der zweiten Ausführungsform oder der dritten Ausführungsform zugewiesen, sodass die Wiederholung von ähnlichen Beschreibungen weggelassen wird.
[Fünfte Ausführungsform]
Als Nächstes zeigt 12 eine fünfte Ausführungsform der Erfindung, welche ebenfalls den ersten bis siebten Aspekten der Erfindung entspricht. Im Fall dieser Ausführungsform wird zusätzlich ein magnetischer Codierer 38 auf einer Innenoberfläche (einer rechts gelegenen Seitenoberfläche in 12) und einer Außenumfangskante eines diametral innen liegenden zirkulären Ringbereichs 21, welcher einen Anschläger 16 aufbaut, durch Verkleben, Wärmebehandlung oder dergleichen montiert. Dieser magnetische Codierer 38 wird hergestellt durch Hinzufügen bzw. Addieren von Magnetfeldern, deren Richtungen sich in einer abwechselnden Weise in Bezug auf eine Umfangsrichtung zu einem ringförmigen Material unterscheiden, in welchem ein ferromagnetisches Pulver, wie Ferrit, in ein elastisches Material, wie ein Elastomer, wie ein Gummi, in unterschiedlichen Richtungen beigemischt ist, und N-Pole und S-Pole werden abwechselnd in Bezug auf die Umfangsrichtung an gleichen Intervallen auf der axialen Seitenoberfläche des diametral innen liegenden zirkulären Ringbereichs 21 angeordnet. Wenn dieser Dichtungsring auf einer Wälzlagereinheit mit Dichtungsringen verwendet wird, wird ein magnetischer Sensor 39 an einen Bereich fixiert, welcher an einem Außenring 1 befestigt ist, und es wird veranlasst, dass ein detektierender Abschnitt dieses magnetischen Sensors 39 zu einer Seitenoberfläche des magnetischen Codierers 38 gerichtet ist, welche einen detektierten Bereich darstellt, wodurch die Umdrehungsgeschwindigkeit eines Straßenrads, fixiert an eine Nabe 2, frei detektiert werden kann.
Die anderen Konfigurationen und Funktionen der fünften Ausführungsform sind ähnlich zu denjenigen der in 5 bis 6 gezeigten zweiten Ausführungsform, welche zuvor beschrieben worden ist, oder der in 7 bis 9 gezeigten dritten Ausführungsform, welche zuvor beschrieben worden ist, und deshalb werden gleichartige Bezugsziffern an gleiche Bereiche zu denjenigen der zweiten Ausführungsform oder der dritten Ausführungsform zugewiesen, sodass die Wiederholung von ähnlichen Beschreibungen weggelassen wird.
[Sechste Ausführungsform]
Als Nächstes zeigt die 13 eine sechste Ausführungsform der Erfindung, welche ebenfalls den ersten bis siebten Aspekten der Erfindung entspricht. Im Fall dieser Ausführungsform wird, unter drei Dichtungslippen 22b, 23a, 24, eine Gesamtgestalt der intermediären Dichtungslippe 23a, welche in einer intermediären Position in ihrem freien Zustand lokalisiert ist, zu einer Gestalt ausgeformt, welche diametral eng wird, während sie sich von einem proximalen Endbereich zu einem distalen Endbereich erstreckt. Darüber hinaus ist diese intermediäre Dichtungslippe 23a des Weiteren zu einer Gestalt ausgeformt, in welcher die Dicke der intermediären Dichtungslippe 23a eingerichtet ist, um graduell anzuwachsen, während sie sich von einem Minimum-Dicken-Bereich 40, welcher am proximalen Endbereich vorgesehen ist, zu dem distalen Endbereich erstreckt, und ein Maximum-Dicken-Bereich, welcher eine Maximum-Dicke besitzt, ist in der Nachbarschaft des distalen Endbereichs bereitgestellt. Weiterhin wird ein gebogener Bereich 42 an einem Abschnitt eines intermediären Bereichs der intermediären Dichtungslippe 23a ausgeformt, welcher einem distalen Ende davon näher liegt, in einer derartigen Weise, dass eine distale End-Seite, wenn diametral nach innen gebogen, relativ zu einer proximalen End-Seite, in einem solchen Zustand, dass die intermediäre Dichtungslippe 23a in ihrem freien Zustand ist. Folglich existiert ein Biegepunkt P' an einem Abschnitt eines intermediären Bereichs auf einer Innenumfangsoberfläche der intermediären Dichtungslippe 23a, welcher dem gebogenen Bereich entspricht. Folglich wird ein Neigungswinkel der Innenumfangsoberfläche der intermediären Dichtungslippe 23a relativ zu einem diametral innen liegenden zylindrischen Bereich 20 (vgl. 1, 5), welcher einen Anschläger 16 aufbaut, an einem Punkt größer gemacht, welcher weiter distal als der Biegepunkt P' liegt, als an einem Punkt, welcher weiter proximal als der Biegepunkt P' liegt. Dann wird eine distale Kante der intermediären Dichtungslippe 23a in Gleitkontakt mit einer Außenumfangsoberfläche des diametral innen liegenden zylindrischen Bereichs 20, welcher den Anschläger 16 bildet, gebracht.
Im Fall dieser Ausführungsform, welche wie oben beschrieben konfiguriert ist, sogar in dem Fall, dass eine Distanz zwischen einem diametral außen liegenden zylindrischen Bereich 18, welcher ein Kernmetall 15 darstellt, und den diametral innen liegenden zylindrischen Bereich 20 sich von einer korrekten Position ändert, kann ein Wert von 13 Grad oder mehr, als ein Winkel β', sichergestellt werden, welcher ausgeformt wird zwischen der distalen Kante der intermediären Dichtungslippe 23a und der Außenumfangsoberfläche des diametral innen liegenden zylindrischen Bereichs 20 auf der Seite eines Innenraums. Zur gleichen Zeit kann eine Distanz zwischen der Innenumfangsoberfläche des distalen Endbereichs der intermediären Dichtungslippe 23a und der Außenumfangsoberfläche des diametral innen liegenden zylindrischen Bereichs 20 ausreichend sichergestellt werden. Mit anderen Worten wird die distale Kante der intermediären Dichtungslippe 23a mit der Außenumfangsoberfläche des diametral innen liegenden zylindrischen Bereichs 20 an einer extrem schmalen Fläche in Kontakt gebracht, wodurch andere Abschnitte als die distale Kante auf der Innenumfangsoberfläche, welche in der Nähe des distalen Endbereichs der intermediären Dichtungslippe 23a liegen, ausreichend von der Außenumfangsoberfläche des diametral innen liegenden zylindrischen Bereichs 20 getrennt werden können. Als ein Ergebnis kann, selbst in dem Fall, dass die Überlagerung der intermediären Dichtungslippe 23a erhöht wird oder ein Gleitkontaktbereich zwischen der distalen Kante des intermediären Dichtungslippenbereichs 23a und der Außenumfangsoberfläche des diametral innen liegenden zylindrischen Bereichs 20 einer Abnutzung unterliegt bzw. abgenutzt wird, das Schweben der distalen Kante der intermediären Dichtungslippe 23a verhindert werden. Darüber hinaus, selbst im Fall, dass die Überlagerung erhöht wird, kann die Kontaktfläche auf einen geringen Spiegel unterdrückt werden, wodurch es möglich gemacht wird, die Erhöhung der Haltbarkeit und die Verringerung der Verdrillung zu realisieren.
Die anderen Konfigurationen und Funktionen der fünften Ausführungsform sind ähnlich zu denjenigen der zweiten Ausführungsform, welche zuvor beschrieben worden ist, oder der dritten Ausführungsform, welche zuvor beschrieben worden ist, und deshalb werden gleichartige Bezugsziffern an gleiche Bereiche zu denjenigen der zweiten Ausführungsform oder der dritten Ausführungsform zugewiesen, sodass die Wiederholung von ähnlichen Beschreibungen weggelassen wird.
Es sei bemerkt, dass, obwohl nicht gezeigt, die Gestalt der intermediären Dichtungslippe 23a zu einer anderen Gestalt von derjenigen, welche in dieser Ausführungsform beschrieben wurde, eingeschränkt sein kann. In der Konstruktion dieser Ausführungsform kann nämlich ein ausgesparter gekrümmter Oberflächenbereich, wie der ausgesparte gekrümmte Oberflächenbereich 37 der vierten Ausführungsform, ebenfalls auf dem inneren Oberflächenbereich eines Endhälftenbereichs des intermediären Dichtungsbereichs 23a geformt sein. Selbst in dem Fall, dass der intermediäre Dichtungsbereich 23a derartig konfiguriert ist, kann ein Vorteil erhalten werden, welcher ähnlich zu demjenigen ist, der mit dieser Ausführungsform erhalten wird.
[Siebte Ausführungsform]
Als Nächstes zeigt die 14 einen siebten Aspekt der Erfindung, welcher den ersten bis dritten und siebten Aspekten der Erfindung entspricht. Die jeweiligen Ausführungsformen, welche bisher beschrieben worden sind, veranschaulichen den Fall, in welchem die Erfindung auf den Dichtungsring 14a (vgl. 1 und dergleichen) angewandt wird, welcher eine Lücke bzw. einen Spalt zwischen der Innenumfangsoberfläche des inneren Endbereichs des Außenrings 1 (vgl. 1 und dergleichen) schließt. Im Gegensatz hierzu, im Fall dieser Ausführungsform, wird die Erfindung auf einen Dichtungsring 14b angewandt, welcher einen Spalt zwischen einer Innenumfangsoberfläche eines Außenendbereichs des Außenrings 1 und einer Außenumfangsoberfläche eines Bereichs einer Nabe 2, welcher näher zu einem äußeren Ende liegt, verschließt.
Im Fall dieser Ausführungsform werden 13 Grad oder mehr für Winkel sichergestellt, die gebildet werden an Gleitkontaktbereichen zwischen distalen Kanten von, unter einer Vielzahl von (drei im Fall der in der Figur gezeigten Ausführungsform) Außenseiten-, Intermediär- und Innenseiten-Dichtungslippen 27a, 28a, 29, der Außenseiten-Dichtungslippe 27a, welche in einer diametral äußersten Position liegt, und der intermediären Dichtungslippe 28a und einer Oberfläche der Nabe 2 auf der Seite eines Innenraums 33.
Wie mit den Konstruktionen der jeweiligen Ausführungsformen, welche bisher beschrieben worden sind, kann die Konstruktion dieser Ausführungsform eine Erhöhung in der Haltbarkeit einer Wälzlagereinheit mit einer Dichtungsvorrichtung und gleichzeitig die Erhöhung der Laufleistung des Fahrzeugs, hauptsächlich auf den Gebieten der Treibstoff-Ökonomie und der Beschleunigung, realisieren.
Es sei bemerkt, dass die grundlegenden Konstruktionen der jeweiligen Dichtungslippen 27a, 28, 29 ähnlich zu denjenigen des Dichtungsrings 14b des Stands der Technik, gezeigt in 18, 20, sind, und deshalb werden ähnliche bzw. gleiche Bezugsziffern an gleichartige Bestandteilbereiche zu denjenigen des Dichtungsrings 14b des Stands der Technik gegeben, sodass die Wiederholung von ähnlichen Beschreibungen weggelassen wird.
[Beispiel]
Unter Bezugnahme auf 15 bis 16 wird ein Experiment beschrieben, welches ausgeführt wurde, um die Sicherstellung der Dichtungseigenschaften durch Sicherstellen von 13 Grad oder mehr für den Kontaktwinkel β zu bestätigen, welcher am Gleitkontaktbereich zwischen der Kante der Dichtungslippe und ihrem paarenden Bauteil auf der Seite des Innenraums gebildet wird, wie vorgeschlagen in der Erfindung.
Ein Dichtungsring 14a wurde verwendet, welcher ein zusammengebauter Dichtungsring war, aufgebaut aus einem Dichtungsmaterial 17a, getragen auf einem Kernmetall 15 und einem Anschläger 16. Dann wurde das Experiment in Bezug auf Dichtungseigenschaften und Haltbarkeit durchgeführt, welche aus verschiedenen unterschiedlichen Kontaktwinkeln β resultierten, geformt an einem Gleitkontaktbereich zwischen einer distalen Kante einer Außenseiten-Dichtungslippe 22 und einem diametral innen liegenden zirkulären Ringbereich 21, welcher den Anschläger 16 aufbaut, auf der Seite eines Innenraums 33, durch Verändern einer axialen Distanz zwischen dem diametral innen liegenden zirkulären Ringbereich 21 und einem diametral außen liegenden zirkulären Ringbereich 19, welcher das Kernmetall 15 aufbaut, welches das Dichtungsmaterial 17a trägt. Von zwei Typen von zusammengebauten Dichtungsringen, gezeigt in 15A, 15B, repräsentiert der Dichtungsring, welcher in 15A gezeigt ist, eine Konstruktion, welche innerhalb des technischen Umfangs der Erfindung liegt, wobei der Kontaktwinkel β 20,5 Grad beträgt, und der in 15B gezeigte Dichtungsring repräsentiert eine Konstruktion, welche außerhalb des technischen Umfangs der Erfindung liegt, wobei der Kontaktwinkel β sich auf 9,5 Grad beläuft.
Es sei bemerkt, dass der Kontaktwinkel β nicht von der Außenseite in einem derartigen Zustand gemessen werden kann, bei welchem das Dichtungsmaterial 17a und der Anschläger 16 miteinander zusammengebaut sind. Deswegen wurden in dem Experiment Querschnittsgestalten in einem solchen Zustand gemessen, bei welchen die Dichtungsringe mittels einer Schneidemaschine geschnitten wurden, nachdem die Bestandteilkomponenten zusammengebaut worden waren. Sobald ein Kontaktwinkel β gemessen ist, können Proben von diesem Kontaktwinkel β erhalten werden, basierend auf axialen Distanzen zwischen dem Kernmetall 15, welches das Dichtungsmaterial 17a trägt, und dem Anschläger 16. Getrennt davon kann der Kontaktwinkel β erhalten werden durch Erhalten von Querschnittsgestalten durch Schneiden des Dichtungsmaterials 17a und des Kernmetalls 15 mittels einer Schneidemaschine und Ausführen einer Deformations-Analyse unter Verwendung eines FEM, basierend auf einem zusammengepressten bzw. eingezwängten Ausmaß bzw. Betrag der Außenseiten-Dichtungslippe 22.
Zusammengebaute Dichtungsringe mit verschiedenen unterschiedlichen Kontaktwinkeln β, in der oben beschriebenen Weise, wurden in Wälzlagereinheiten eingebaut, um eine Vielzahl von Proben verschiedener Typen herzustellen, und Schmutzwasser-Haltbarkeits-Tests wurden an den jeweiligen Proben unter den folgenden Bedingungen durchgeführt.

Test-Zyklus: Zyklischer Betrieb, welcher einer Abfolge von "Rotation + Eintauchen" → "Stopp + Eintauchen" → "Stopp + Trocknen" → Rotation + Trocknen" folgt.
Rotations-Geschwindigkeit: 1000 min^–1
Betrag der Exzentrizität zwischen Dichtungsring und Anschläger: 0,4 mmTIR
Eintauch-Betrag des Dichtungsrings unter schmutzigem Salzwasser: bis zur axialen Mitte

Die Ergebnisse der unter den oben beschriebenen Testbedingungen durchgeführten Tests sind in 16 gezeigt. Wie aus 16 ersichtlich ist, steigen, wenn der Kontaktwinkel β, gebildet am Gleitkontaktbereich zwischen der Kante der Dichtungslippe und dem paarenden Bauteil auf der Seite des Innenraums, größer wird, die Dichtungseigenschaften weiter, und die Haltbarkeit der Wälzlagereinheit nimmt weiter zu. Dann, um die Verdrillung zu reduzieren, während die für eine Wälzlagereinheit zum Tragen eines Straßenrads eines Motorfahrzeugs erforderliche Haltbarkeit sichergestellt wird, wurde es ebenfalls festgestellt, dass 13 Grad oder mehr für den Kontaktwinkel sichergestellt werden müssen. Umgekehrt ausgedrückt, in dem Fall, dass der Kontaktwinkel β kleiner als 13 Grad ist, werden die Dichtungseigenschaften ungenügend, und die Erhöhung in der Haltbarkeit der Wälzlagereinheit kann wegen des Wassereintritts nicht realisiert werden, und darüber hinaus kann ein ausreichender Vorteil vom Gesichtspunkt der Verdrillungsverringerung nicht erhalten werden. Insbesondere, wenn 16 Grad oder mehr für den Kontaktwinkel β sichergestellt werden, kann ein größerer Vorteil von den Gesichtspunkten der Dichtungseigenschaften und der Verdrillungsverringerung her erhalten werden.
Es sei bemerkt, das hinsichtlich einer Obergrenze für den Kontaktwinkel β, wie es in 17 gezeigt wird, von Winkeln (Kontaktwinkeln), gebildet von der Oberfläche einer distalen Kante einer Dichtungslippe 30 und ihrer paarenden Oberfläche 31, ein Kontaktwinkel α, gebildet auf der Seite eines Außenraums 32, größer gemacht wird als ein Kontaktwinkel β, gebildet auf der Seite eines Innenraums 33 (α > β), sodass der Kontaktwinkel β auf 45 Grad oder darunter unterdrückt wird, und zwar von den Gesichtspunkten der Sicherstellung der Dichtungseigenschaften her.
Obgleich die Erfindung in Zusammenhang mit beispielhaften Ausführungsformen beschrieben worden ist, wird es dem Fachmann auf dem Gebiet offensichtlich sein, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen daran vorgenommen werden können, ohne von der vorliegenden Erfindung abzuweichen, und es wird deshalb angestrebt, in dem beigefügten Patentanspruch alle derartigen Änderungen und Modifikationen abzudecken, wie sie innerhalb des gültigen Sinngehalts und Umfangs der vorliegenden Erfindung liegen.

Claims

Dichtungsvorrichtung, hergestellt aus einem elastischen Material zum Abdichten eines Innenraums, definiert zwischen primären und sekundären Bauteilen, welche angepasst sind, um relativ zueinander zu rotieren, von einem Außenraum, welcher außerhalb des Innenraums definiert ist, wobei die Dichtungsvorrichtung umfasst: eine ringförmige Dichtungslippe, welche auf dem primären Bauteil getragen wird, wobei eine Kante der Dichtungslippe mit einem gesamten Umfang einer Kontaktoberfläche des sekundären Bauteils oder eines tertiären Bauteils, welches an dem sekundären Bauteil befestigt ist, in Gleitkontakt gebracht bringt, und ein Winkel, gebildet zwischen der Kante der Dichtungslippe und der Kontaktoberfläche des sekundären Bauteils oder des tertiären Bauteils auf der Seite des Innenraums im Bereich von 13 bis 45 Grad liegt.
Dichtungsvorrichtung, wie dargelegt in Anspruch 1, wobei die Kontaktoberfläche des sekundären Bauteils oder des tertiären Bauteils, mit welcher die Kante der Dichtungslippe in Gleitkontakt gebracht wird, eine Rotations-Mittenachse der primären und sekundären Bauteile bei rechten Winkeln schneidet.
Dichtungsvorrichtung, wie dargelegt in Anspruch 2, ferner umfassend: ein Kernmetall, welches fest in eine Umfangsoberfläche des primären Bauteils eingepasst ist, wobei ein proximaler Endbereich der Dichtungslippe fest mit dem Kernmetall verbunden ist, und wobei die Dichtungslippe ausgeformt ist, um in ihrem freien Zustand eine Gesamtgestalt aufzuweisen, welche in einer solchen Weise ausgestellt ist, dass ihr Durchmesser vom proximalen Endbereich zu einem distalen Endbereich davon zunimmt, wobei eine Querschnittsgestalt der Dichtungslippe entlang einer Ebene, enthaltend die Rotations-Mittenachse, in ihrem freien Zustand, derartig ist, dass; ein Biegepunkt an einem intermediären Bereich einer Innenumfangsoberfläche der Dichtungslippe existiert; und ein Winkel der Neigung der Innenumfangsoberfläche relativ zu der Mittenachse an einem Punkt, welcher weiter distal als der Biegepunkt liegt, kleiner gemacht wird als ein Winkel der Neigung der Innenumfangsoberfläche relativ zu der Mittenachse an einem Punkt, welcher weiter proximal als der Biegepunkt liegt.
Dichtungsvorrichtung, wie dargelegt in Anspruch 1, wobei ein Minimum-Dicken-Bereich, welcher von der kleinsten Dicke ist, in einer Nachbarschaft des proximalen Endbereichs der Dichtungslippe liegt.
Dichtungsvorrichtung, wie dargelegt in Anspruch 1, ferner umfassend ein Kernmetall, welches fest in einer Umfangsoberfläche des primären Bauteils eingepasst ist, wobei ein distaler Endbereich der Dichtungslippe fest mit dem Kernmetall verbunden ist, die Dichtungslippe ausgeformt ist, um in ihrem freien Zustand eine Gesamtgestalt aufzuweisen, welche in einer derartigen Weise ausgestellt ist, dass ihr Durchmesser vom proximalen Endbereich zu einem distalen Endbereich davon zunimmt, wobei eine Querschnittsgestalt der Dichtungslippe entlang einer Ebene, enthaltend die Rotations-Mittenachse, in ihrem freien Zustand, derartig ist, dass; ein Biegepunkt an einem intermediären Bereich einer Innenumfangsoberfläche der Dichtungslippe existiert; und ein Winkel der Neigung der Innenumfangsoberfläche relativ zur Mittenachse an einem Punkt, welcher weiter distal liegt als der Biegepunkt, kleiner gemacht wird als ein Winkel der Neigung der Innenumfangsoberfläche relativ zu der Mittenachse an einem Punkt, welcher weiter proximal als der Biegepunkt liegt, und ein Minimum-Dicken-Bereich, welcher die geringste Dicke aufweist, in einer Nachbarschaft des proximalen Endbereichs der Dichtungslippe liegt.
Dichtungsvorrichtung, wie dargelegt in Anspruch 1, wobei die Dicke des distalen Endbereichs der Dichtungslippe größer ist als die Dicke davon von einem intermediären Bereich zu dem proximalen Endbereich, und eine Querschnittsgestalt eines Bereichs der Kante der Dichtungslippe, welcher in Kontakt mit der Kontaktoberfläche des sekundären Bauteils oder des tertiären Bauteils gebracht wird, entlang einer imaginären Ebene, enthaltend die Rotations-Mittenachse der primären und sekundären Bauteile, derartig ist, dass ein Winkel des Bereichs der distalen Kante zu einem spitzen Winkel gemacht wird.
Wälzlagereinheit mit einer Dichtungsvorrichtung, umfassend: ein Außenring-entsprechendes Bauteil, umfassend einen Außenring-Laufweg auf einer Innenumfangsoberfläche davon; ein Innenring-entsprechendes Bauteil, umfassend einen Innenring-Laufweg auf einer Außenumfangsoberfläche davon; eine Vielzahl von Rollelementen, welche rotierbar zwischen dem Außenring-Laufweg und dem Innenring-Laufweg bereitgestellt sind; und eine Dichtungsvorrichtung zum Schließen einer End-Öffnung eines Raums, existierend zwischen der Innenumfangsoberfläche des Außenring-entsprechenden Bauteils und der Außenumfangsoberfläche des Innenringentsprechenden Bauteils, wobei die Dichtungsvorrichtung aus einer Dichtungsvorrichtung, wie dargestellt in Anspruch 1, aufgebaut ist.