專利名稱：車輪軸承密封件以及設置有該密封件的車輪軸承裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種車輪軸承密封件，其包括具有改進的防泥水密封性能的封裝密封件(pack seal)，并且更具體地，本發(fā)明涉及這樣一種車輪軸承密封件，這種車輪軸承密封件能夠通過減少滑動阻力來減少旋轉扭矩，并且還能通過防止被組合為一個單元的密封件在組裝到車輪軸承裝置之前分開來改進穩(wěn)定性。
背景技術：
用于支撐車輪的車輪軸承裝置經(jīng)由雙列滾動軸承自由旋轉地支撐供安裝車輪用的轂輪，并且存在驅動輪和從動輪用的車輪軸承裝置。由于結構方面的原因，內(nèi)圈旋轉型被用于驅動輪，并且內(nèi)圈旋轉型和外圈旋轉型都被用于從動輪。有四代類型的車輪軸承裝置，即，包括雙列角接觸球軸承等的車輪軸承被裝配在懸架裝置的轉向節(jié)形成部分與轂輪之間的第一代類型、車體安裝凸緣或車輪安裝凸緣被直接形成在外構件的外周上的第二代類型、一個內(nèi)滾道表面被直接形成在轂輪的外周上的第三代類型，以及內(nèi)滾道表面被分別形成在轂輪的外周和外接頭構件的外周上的第四代類型。在軸承部分中，安裝有密封件以防止密封在軸承中的潤滑油脂泄漏并防止雨水或灰塵從外部進入軸承。近來，已經(jīng)開發(fā)了一種旨在減少旋轉扭矩以改進燃料消耗的車輪軸承。在旋轉扭矩中，車輪軸承密封件所占的比例高。也就是說，在車輪軸承中，滑動阻力大于滾動阻力，因此期望進一步減少車輪軸承密封件中的旋轉扭矩。此外，在對所回收的軸承進行損壞確認之后發(fā)現(xiàn)造成車輪軸承損壞的主要原因是密封方面的缺陷，而不是軸承的結構元件的剝落。因此，可以肯定的是，軸承的使用壽命可以通過改進軸承密封件的穩(wěn)定性和耐久性而得以延長。已經(jīng)提出了用于改進穩(wěn)定性的各種密封件，并且圖11示出了車輪軸承密封件的一個代表性實施例。密封件50包括彼此相對地布置的拋油環(huán)51和環(huán)形密封板52。拋油環(huán) 51由諸如奧氏體不銹鋼板(JIS SUS 304等)的防腐鋼板制成，并且通過壓制工藝形成為具有大致L形的截面，并且該拋油環(huán)包括被壓配合到形成旋轉側構件的內(nèi)圈(未示出)上的筒狀部51a和從該筒狀部51a徑向向外延伸的直立部51b。另一方面，密封板52也被形成為具有大致L形的截面，并且適于被安裝在形成靜止構件的外構件上。密封板52包括芯金屬53和通過硫化粘合而一體地附著到芯金屬53 的密封構件54。芯金屬53由諸如奧氏體不銹鋼板的防腐鋼板制成，并且包括適于被裝配到外構件的端部中的筒狀部53a和從該筒狀部53a徑向向內(nèi)延伸的直立部53b。密封構件M由諸如丁腈橡膠等的彈性構件形成，并且具有與直立部51b相接觸的第一側唇5 和第二側唇Mb。這些第一側唇5 和第二側唇54b被形成為從芯金屬53的直立部5 徑向向外傾斜，并且它們的末端適于以預定的過盈量(接觸載荷)與拋油環(huán)51 的直立部51b相接觸。這兩個側唇Ma、54b的設置使得即使去掉傳統(tǒng)的防塵唇也能夠保持密封性。此外，密封構件M被形成為使得其既延伸到筒狀部53a的外表面又延伸到芯金屬53的直立部53b的內(nèi)周邊緣以改進密封性，并且密封件M還具有朝向拋油環(huán)51的筒狀部 51a伸出的油脂唇Mc。油脂唇Mc的末端以預定緊固力抵靠拋油環(huán)51的筒狀部51a。密封件50被設計為使得抵靠拋油環(huán)51的筒狀部51a的預定緊固力Pl ( S卩，油脂唇^c的接觸載荷)與第一側唇5 和第二側唇Mb的接觸載荷P2(即，側唇Ma、Mb的接觸載荷的總和)之間具有下列關系Pl彡P2.........(關系表達式)也就是說，油脂唇Mc的緊固力Pl被設定為大于等于第一側唇5 和第二側唇 54b的接觸載荷P2。接觸載荷P2是分開密封板52和拋油環(huán)51作用的力，而油脂唇5 的緊固力Pl是克服分開密封板52和拋油環(huán)51的接觸載荷P2作用的力。因此，可通過將緊固力Pl和接觸載荷P2設定為具有以上所定義的關系表達式來防止密封板52和拋油環(huán)51 分開。因此，可將由密封板52和拋油環(huán)51形成為一個單元的密封件50組裝到車輪軸承中，而不需要將它們分開組裝到車輪軸承中，因此，可改進將密封件50組裝到車輪軸承中的效率和可作業(yè)性?，F(xiàn)有技術文獻專利文獻專利文獻1 日本特開2007-211791號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題然而，在現(xiàn)有技術的密封件50中，如果油脂唇Mc的緊固力Pl被設定得太大，則恐怕不僅軸承的旋轉扭矩要增大，而且軸承的耐久性也要因為油脂唇Mc的摩擦引起的軸承溫度升高而降低。因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種車輪軸承密封件和設置有該車輪軸承密封件的車輪軸承裝置，這種車輪軸承密封件能夠通過減少密封件的滑動阻力而減少旋轉扭矩， 借此來改進穩(wěn)定性，并且還能通過防止組合的密封件在被組裝到車輪軸承之前分開來改進將密封件組裝到車輪軸承內(nèi)的組裝效率和可作業(yè)性。解決問題的手段為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種車輪軸承密封件，該車輪軸承密封件適于被安裝在外構件和內(nèi)構件之間的環(huán)形空間形成的開口中，所述外構件在內(nèi)周上一體地形成有雙列外滾道表面，所述內(nèi)構件在外周上一體地形成有雙列內(nèi)滾道表面并且所述內(nèi)構件借助于雙列滾動元件而被布置在所述外構件之內(nèi)，所述密封件被形成為包括彼此相對地布置的環(huán)形密封板和拋油環(huán)的組合式密封件；所述密封板包括芯金屬和通過硫化粘合而一體地附著到所述芯金屬的密封構件，所述密封構件由徑向向外傾斜的第一側唇和第二側唇以及徑向向內(nèi)傾斜的油脂唇一體地形成；并且所述拋油環(huán)具有大致L形的截面，并且包括適于被裝配到所述內(nèi)構件的端部的外周上的筒狀部以及從所述筒狀部徑向向外延伸的直立部，所述第一側唇和所述第二側唇以預定的軸向過盈量可滑動地與所述直立部相接觸，并且所述油脂唇以預定的徑向過盈量可滑動地與所述筒狀部相接觸，所述車輪軸承密封件的特征在于，在所述第一側唇的接觸載荷Fl和所述第二側唇的接觸載荷F2與所述油脂唇的緊固力F3之間具有關系F1+F2 ( 1. 5XF3。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，因為該車輪軸承密封件適于被安裝在外構件和內(nèi)構件之間形成的環(huán)形空間的開口中，所述外構件在內(nèi)周上一體地形成有雙列外滾道表面，所述內(nèi)構件在外周上一體地形成有雙列內(nèi)滾道表面并且所述內(nèi)構件借助于雙列滾動元件而被布置在所述外構件之內(nèi)，所述密封件被形成為包括彼此相對地布置的環(huán)形密封板和拋油環(huán)的組合式密封件；所述密封板包括芯金屬和通過硫化粘合而一體地附著到所述芯金屬的密封構件，所述密封構件由徑向向外傾斜的第一側唇和第二側唇以及徑向向內(nèi)傾斜的油脂唇一體地形成；并且所述拋油環(huán)具有大致L形的截面，并且包括適于被裝配到所述內(nèi)構件的端部的外周上的筒狀部以及從所述筒狀部徑向向外延伸的直立部，所述第一側唇和所述第二側唇以預定的軸向過盈量可滑動地與所述直立部相接觸，并且所述油脂唇以預定的徑向過盈量可滑動地與所述筒狀部相接觸，所述車輪軸承密封件的特征在于，在所述第一側唇的接觸載荷Fl和所述第二側唇的接觸載荷F2與所述油脂唇的緊固力F3之間具有關系 F1+F2 ( 1. 5XF3，所以可提供這樣一種車輪軸承密封件，這種車輪軸承密封件能夠通過減少密封件的滑動阻力而減少旋轉扭矩從而改進穩(wěn)定性，并且還能通過防止組合的密封件在組裝到車輪軸承之前分開來改進將密封件組裝到車輪軸承內(nèi)的組裝效率和可作業(yè)性。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，優(yōu)選的是，所述油脂唇被布置為使得，在所述密封板和所述拋油環(huán)相組合的狀態(tài)下，即使所述拋油環(huán)由于所述接觸載荷的反作用力而被移動，所述油脂唇也不會從所述拋油環(huán)的所述筒狀部脫落。這使得可確保防止密封件分開，即，防止密封板和拋油環(huán)分開。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，優(yōu)選的是，所述密封板的徑向外端面和所述拋油環(huán)的所述直立部的內(nèi)側側表面被布置為相互齊平，并且所述密封板的寬度被設定為大于所述拋油環(huán)的寬度。這使得在將密封件組裝到車輪軸承的過程中可在保持預定的過盈量(即，接觸載荷)的情況下將密封板和拋油環(huán)二者同時壓配合到外構件和內(nèi)圈之間的空間中。此外， 因為密封板的寬度被設定為大于拋油環(huán)的寬度，所以在密封件運輸期間或在組裝到車輪軸承的步驟中，在豎直地堆疊若干個密封單元時，可在相鄰的拋油環(huán)之間保持一間隙。相應地，可防止被定位在靠近底部的較低位置處的密封件的第一側唇和第二側唇由于自身的重量而過分地變形，并因此可防止油脂唇從拋油環(huán)的筒狀部脫落。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，優(yōu)選的是，在所述拋油環(huán)的所述直立部的內(nèi)側側表面上一體地附著有磁性編碼器，通過使形成所述編碼器的彈性體與磁性粉末混合，沿著所述磁性編碼器的周邊等間距地交替形成有N磁極和S磁極，并且所述密封板的徑向外端面和所述磁性編碼器的內(nèi)側側表面被布置為相互齊平。這使得在將密封件組裝到車輪軸承的過程中可在保持預定的過盈量的情況下將密封板和拋油環(huán)二者同時壓配合到外構件和內(nèi)圈之間的空間中，并且還可精確地設定所述編碼器和轉速傳感器之間的氣隙。根據(jù)本發(fā)明的第五方面，優(yōu)選的是，所述密封板的寬度被設定為大于包括所述磁性編碼器的所述拋油環(huán)的寬度。這使得在密封件的運輸期間或在組裝到車輪軸承的步驟中，在豎直地堆疊若干個密封單元時，可在包括磁性編碼器的相鄰的拋油環(huán)之間保持一間隙。相應地，通過磁力吸附，可防止油脂唇從拋油環(huán)的筒狀部脫落。根據(jù)本發(fā)明的第六方面，優(yōu)選的是，徑向外側的所述第一側唇的厚度被設定為大于徑向內(nèi)側的所述第二側唇的厚度。根據(jù)該結構，所述第一側唇的接觸載荷變得大于所述第二側唇的接觸載荷，并因此可改進防泥水性并通過減少總的滑動阻力來減少旋轉扭矩。根據(jù)本發(fā)明的第七方面，還優(yōu)選的是，在所述第一側唇和所述第二側唇之間形成有平直部，并且所述第一側唇和所述第二側唇之間的距離被設定為使得當所述第一側唇和所述第二側唇以最大過盈量(即，接觸載荷)變形時，所述第一側唇和所述第二側唇不會相互干涉。這使得所述第一側唇和所述第二側唇能夠相互獨立地變形，而不會導致一個側唇受到另一個側唇的影響。根據(jù)本發(fā)明的第八方面，優(yōu)選的是，所述密封構件由合成橡膠制成，并且所述密封構件的TRlO被設定為_35°C以下。這使得即使在低溫環(huán)境下也可維持這些唇的隨動能力， 并相應地呈現(xiàn)抗泥水性。根據(jù)本發(fā)明的第九方面，優(yōu)選的是，在所述拋油環(huán)的表面上形成有表面粗糙度Rz 為2至4的無數(shù)凹坑，并且在所述唇上預先施加有油脂。這使得能夠容易地在每個唇和拋油環(huán)之間形成油膜，并因此減少密封件的滑動阻力并且相應地減少旋轉扭矩和唇的磨損。根據(jù)本發(fā)明的第十方面，提供了一種車輪軸承裝置，該車輪軸承裝置包括外構件，該外構件在外周上形成有待被安裝到車輛的轉向節(jié)上的車體安裝凸緣并在內(nèi)周上形成有雙列外滾道表面；內(nèi)構件，該內(nèi)構件包括轂輪和內(nèi)圈，所述轂輪在一端形成有車輪安裝凸緣并在外周上形成有與所述雙列外滾道表面中的一個外滾道表面相對地布置的內(nèi)滾道表面以及從所述內(nèi)滾道表面軸向延伸的筒狀部，并且所述內(nèi)圈被壓配合到所述轂輪的所述筒狀部上并在外周上形成有與所述雙列外滾道表面中的另一個外滾道表面相對地布置的內(nèi)滾道表面；雙列滾動元件，所述雙列滾動元件通過保持架以可自由滾轉的方式容納在所述外構件的所述外滾道表面和所述內(nèi)構件的所述內(nèi)滾道表面之間；以及車輪軸承密封件，該車輪軸承密封件被安裝在所述外構件和所述內(nèi)構件之間形成的環(huán)形開口中，所述車輪軸承裝置的特征在于，所述車輪軸承密封件中的內(nèi)側密封件包括根據(jù)第一方面至第九方面中的任一方面所述的車輪軸承密封件。在這樣的第三代結構的車輪軸承裝置中，因為內(nèi)圈被壓配合到轂輪上，并且固定為不能移動，所以可呈現(xiàn)本發(fā)明的以下效果，即，在將密封件組裝到車輪軸承的過程中，可在保持預定的過盈量(即，接觸載荷)的情況下，通過將密封板和拋油環(huán)同時壓配合到外構件和內(nèi)圈之間的空間中來組裝密封件。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的車輪軸承密封件，因為該車輪軸承密封件適于被安裝在外構件和內(nèi)構件之間形成的環(huán)形空間的開口中，所述外構件在內(nèi)周上一體地形成有雙列外滾道表面， 所述內(nèi)構件在外周上一體地形成有雙列內(nèi)滾道表面并且所述內(nèi)構件借助于雙列滾動元件而被布置在所述外構件之內(nèi)，所述密封件被形成為包括彼此相對地布置的環(huán)形密封板和拋油環(huán)的組合式密封件；所述密封板包括芯金屬和通過硫化粘合而一體地附著到所述芯金屬的密封構件，所述密封構件由徑向向外傾斜的第一側唇和第二側唇以及徑向向內(nèi)傾斜的油脂唇一體地形成；并且所述拋油環(huán)具有大致L形的截面，并且包括適于被裝配到所述內(nèi)構件的端部的外周上的筒狀部以及從所述筒狀部徑向向外延伸的直立部，所述第一側唇和所述第二側唇以預定的軸向過盈量可滑動地與所述直立部相接觸，并且所述油脂唇以預定的徑向過盈量可滑動地與所述筒狀部相接觸，所述車輪軸承密封件的特征在于，在所述第一側唇的接觸載荷Fl和所述第二側唇的接觸載荷F2與所述油脂唇的緊固力F3之間具有關系F1+F2 ( 1. 5XF3，所以可提供這樣一種車輪軸承密封件，這種車輪軸承密封件能夠通過減少密封件的滑動阻力而減少旋轉扭矩從而改進穩(wěn)定性，并且還能通過防止組合的密封件在被組裝到車輪軸承之前分開來改進將密封件組裝到車輪軸承內(nèi)的組裝效率和可作業(yè)性。


圖1是示出本發(fā)明的車輪軸承的第一實施方式的縱剖視圖；圖2是本發(fā)明的車輪軸承密封件的放大剖視圖；圖3是示出圖2的密封件的作用的說明圖；圖4是示出若干個圖2的密封件的堆疊狀態(tài)的說明圖；圖5是示出圖2的密封件的一個變型例的放大剖視圖；圖6是示出本發(fā)明的車輪軸承的第二實施方式的縱剖視圖；圖7是本發(fā)明的車輪軸承密封件的放大剖視圖；圖8是示出若干個圖7的密封件的堆疊狀態(tài)的說明圖；圖9中的(a)是示出本發(fā)明的車輪軸承的第三實施方式的縱剖視圖；而(b)是示出圖9中的(a)的密封單元的放大圖；圖10是示出本發(fā)明的車輪軸承的第四實施方式的縱剖視圖；以及圖11是示出現(xiàn)有技術的車輪軸承密封件的縱剖視圖。
具體實施例方式一種車輪軸承密封件，該車輪軸承密封件適于被安裝在外構件和內(nèi)構件之間的環(huán)形空間形成的開口中，所述外構件在內(nèi)周上一體地形成有雙列外滾道表面，所述內(nèi)構件在外周上一體地形成有雙列內(nèi)滾道表面并且所述內(nèi)構件借助于雙列滾動元件而被布置在所述外構件之內(nèi)，所述密封件被形成為包括彼此相對地布置的環(huán)形密封板和拋油環(huán)的組合式密封件；所述密封板包括芯金屬和通過硫化粘合而一體地附著到所述芯金屬的密封構件，所述密封構件由徑向向外傾斜的第一側唇和第二側唇以及徑向向內(nèi)傾斜的油脂唇一體地形成；并且所述拋油環(huán)具有大致L形的截面，并且包括適于被裝配到所述內(nèi)構件的端部的外周上的筒狀部以及從所述筒狀部徑向向外延伸的直立部，所述第一側唇和所述第二側唇以預定的軸向過盈量可滑動地與所述直立部相接觸，并且所述油脂唇以預定的徑向過盈量可滑動地與所述筒狀部相接觸，所述車輪軸承密封件的特征在于，在所述第一側唇的接觸載荷Fl和所述第二側唇的接觸載荷F2與所述油脂唇的緊固力F3之間具有關系 F1+F2 ^ 1. 5XF3，并且所述油脂唇被布置為使得，在所述密封板和所述拋油環(huán)相組合的狀態(tài)下，即使所述拋油環(huán)由于所述接觸載荷的反作用力而被移動，所述油脂唇也不會從所述拋油環(huán)的所述筒狀部脫落。第一實施方式以下將參考附圖來描述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。圖1是示出本發(fā)明的車輪軸承的第一實施方式的縱剖視圖；圖2是本發(fā)明的車輪軸承密封件的放大剖視圖；圖3是示出圖2的密封件的作用的說明圖；圖4是示出若干個圖2的密封件的堆疊狀態(tài)的說明圖；圖5是示出圖2的密封件的一個變型例的放大剖視圖。在以下的描述中，術語車輪軸承裝置的“外側”是指將車輪軸承裝置安裝到車輛上時位于車體外側的那一側(圖1中的左側)，而術語“內(nèi)側”是指將車輪軸承裝置安裝到車輛上時位于車體內(nèi)側的那一側(圖1中的右側)。圖1中的車輪軸承1是所謂的第一代類型，其包括在內(nèi)周上一體地形成有雙列外滾道表面加和加的外構件2 ；—對內(nèi)圈3和3，這一對內(nèi)圈均在外周上形成有與雙列外滾道表面加和加中的一個相對應的內(nèi)滾道表面3a ；容納在外滾道表面和內(nèi)滾道表面之間的多個滾動元件(滾珠)4和4 ；用于以可滾轉的方式保持滾動元件4和4的保持架5 ；以及安裝在外構件2與內(nèi)圈3和3之間形成的環(huán)形空間的開口中的密封件6和7。外構件2由諸如SUJ2(JIS G 4805)之類的高碳鉻軸承鋼或泡鋼制成。高碳鉻軸承鋼在820°C至860°C的溫度下進行浸入硬化，然后在160°C至200°C的溫度下回火至具有 58至64HRC的芯部硬度。另一方面，泡鋼被硬化至具有58至64HRC的表面硬度。類似于外構件2，內(nèi)圈3也由高碳鉻軸承鋼或泡鋼制成，并且高碳鉻軸承鋼被硬化至具有58至64HRC 的芯部硬度，而泡鋼被硬化至具有58至64HRC的表面硬度。此外，滾動元件4也由諸如 SUJ2 (JIS G 4805)之類的高碳鉻軸承鋼制成并且被浸入硬化至具有58至64HRC的芯部硬度。車輪軸承1被形成為所謂背靠背式雙聯(lián)軸承的雙列角接觸球軸承，其中內(nèi)圈3和 3的小徑(前側)端面北和北抵接。密封件6、7可防止容納在軸承中的潤滑油脂泄漏到外部并防止雨水或灰塵從外部進入軸承。密封件6、7中的外側密封件6被形成為包括芯金屬8和附著到芯金屬8的密封構件9的一體式密封件，所述芯金屬8以預定的過盈量壓配合到外構件2的外側端部中，形成靜止構件。另一方面，如圖2的放大圖所示，內(nèi)側密封件7被形成為包括彼此相對地布置的環(huán)形密封板10和拋油環(huán)11的組合式密封件(所謂的封裝密封件)。密封板10包括適于被安裝在外構件2上的芯金屬12以及通過硫化粘合而一體地附著至芯金屬12的密封構件13。芯金屬12由諸如奧氏體不銹鋼板(JIS SUS 304等)的防腐鋼板或由防腐冷軋鋼板(JIS SPCC等)制成，并且通過壓制工藝形成為具有大致L形的截面。芯金屬12包括具有小徑細端的筒狀裝配部1 和從該裝配部1 徑向向內(nèi)延伸的徑向內(nèi)部12b，并且芯金屬 12適于被壓配合到外構件2中。密封構件13由諸如NBR( 丁腈橡膠)之類的合成橡膠制成，并且包括徑向向外傾斜的第一側唇13a和第二側唇13b以及徑向向內(nèi)傾斜的油脂唇13c。密封構件13被形成為使得其既延伸到裝配部12a的外表面又延伸到芯金屬12的徑向內(nèi)部12b的內(nèi)周邊緣以改進密封性。除了 NBR之外，密封構件13的材料的實施例還包括HNBR(氫化丁腈橡膠)、EPM、 EPDM(乙丙橡膠)、在耐熱性和耐化學性方面優(yōu)異的ACM(聚丙烯酸酯橡膠)、FKM(氟橡膠) 和硅橡膠等。另一方面，拋油環(huán)11具有大致L形的截面，并且包括適于壓配合到內(nèi)構件3的外周上的筒狀部Ila和從該筒狀部Ila徑向向外延伸的直立部lib。第一側唇13a和第二側唇13b以預定的軸向過盈量(接觸載荷)可滑動地與直立部lib相接觸，并且油脂唇13c 以預定的徑向過盈量(緊固力)可滑動地與筒狀部Ila相接觸。此外，在直立部lib和密封板10之間以小徑向間隙形成有迷宮14。
密封板10的徑向外端面(S卩，內(nèi)側端面)和拋油環(huán)11的直立部lib的內(nèi)側側表面被設定為使得它們相互齊平，并且密封板10的寬度Wl被設定為大于拋油環(huán)11的寬度 W2(ffl > W2)。這使得在將密封件7組裝到車輪軸承的過程中有可能在保持預定的過盈量 (接觸載荷)的情況下將密封板10和拋油環(huán)11同時壓配合到外構件2和內(nèi)圈3之間的空間中。因為密封板10的寬度Wl被設定為大于拋油環(huán)11的寬度W2(W1 > W2)，所以當在密封件運輸期間或在將密封件組裝到車輪軸承的步驟中在豎直地堆疊若干個密封單元時，可如圖4所示使相鄰的拋油環(huán)11之間保持間隙AW。相應地，可防止被定位在靠近底部的較低位置處的密封件7的第一側唇13a和第二側唇13b由于自身的重量而過分地變形，并因此可防止油脂唇13c從拋油環(huán)11的筒狀部Ila脫落。如圖2所示，設定第一側唇13a和第二側唇13b的由箭頭Fl、F2示出的接觸載荷 (過盈量)與油脂唇13c的由箭頭F3示出的緊固力(過盈量)之間具有預定的關系。也就是說，第一側唇13a和第二側唇13b的接觸載荷F1、F2的總和小于油脂唇13c的緊固力F3 的1. 5倍(即，F(xiàn)1+F2 ( 1. 5XF3)。例如，當油脂唇13c的緊固力F3被指定為12N時，將接觸載荷Fl、F2的總和設定為18N以下。當?shù)谝粋却?3a和第二側唇13b的接觸載荷Fl、F2的總和被設定為大于油脂唇 13c的緊固力F3時，應理解，如圖3所示，拋油環(huán)11將由于第一側唇13a和第二側唇1 的接觸載荷Fl、F2而移動，并且拋油環(huán)11的該移動將在第一側唇13a和第二側唇13b的接觸載荷Fl、F2與緊固力F3相平衡(F1+F2 = F3)的位置停止。在本發(fā)明中，唇13a、i;3b和 13c被布置為使得油脂唇13c即使在上述情況下也決不會從拋油環(huán)11的筒狀部Ila脫落。 因此，可減少密封件7的滑動阻力并相應地減少旋轉扭矩，還能防止組合密封件(即，密封單元7)的密封板10和拋油環(huán)11分開。這改進了將密封件組裝到車輪軸承中的效率和可作業(yè)性。如圖5所示的密封件15是之前描述的密封件7的一個變型例。盡管密封件15具有與密封件7基本相同的構造，但限定了第一側唇13a和第二側唇13b的厚度以及唇13a、 13b之間的距離。更具體地，第一側唇13a的厚度Ll被設定為大于第二側唇13b的厚度 L2 (Li > L2)，并且第一側唇13a和第二側唇1 之間的距離L被設定為使得當它們以最大的過盈量變形時，也不會相互干涉。此外，在第一側唇13a和第二側唇1 之間形成有平直部16，以使得一個側唇可以獨立于另一個側唇變形而不受其影響。相應地，因為第一側唇 13a的接觸載荷大于第二側唇1 的接觸載荷，所以可改進密封件15的耐泥水性，并且還能通過減少總的滑動阻力來減少旋轉扭矩。此外，TRlO是表示低溫彈性恢復率為10%的溫度，根據(jù)本發(fā)明，密封構件13的 TRlO (表示橡膠彈性的指標)被設定為-35°C以下。這使得即使在低溫環(huán)境下也有可能維持這些唇的隨動性，并相應地發(fā)揮耐泥水性。第二實施方式圖6是示出本發(fā)明的車輪軸承的第二實施方式的縱剖視圖；圖7是本發(fā)明的車輪軸承密封件的放大剖視圖；而圖8是示出若干個圖7的密封件的堆疊狀態(tài)的說明圖。在該實施方式中使用與第一實施方式(圖1)中的附圖標記相同的附圖標記。車輪軸承17是所謂的第二代類型，并且包括外構件18，該外構件在外周上一體地形成有適于被安裝到車輛的轉向節(jié)(未示出)上的車體安裝凸緣18b并在內(nèi)周上一體地形成有雙列外滾道表面18a和18a ；—對內(nèi)圈3和3，這一對內(nèi)圈均在外周上形成有與各雙列外滾道表面18a和18a對應的內(nèi)滾道表面3a ；容納在外滾道表面和內(nèi)滾道表面之間的多個滾動元件(滾珠)4和4 ；用于以可滾轉的方式保持滾動元件4和4的保持架5 ；以及安裝在外構件18與一對內(nèi)圈3和3之間形成的環(huán)形空間的開口中的密封件19和20。外構件18由碳含量按重量計為0. 40 0. 80%的中碳鋼(例如，S53C)制成，并且至少所述雙列外滾道表面18a和18a通過高頻感應淬火而被硬化成具有58 64HRC的表面硬度。因為密封件19、20與密封件6、7的根本不同之處僅在于是否存在磁性編碼器，所以這里將僅描述內(nèi)側密封件20，而省略對外側密封件19的描述。如圖7的放大圖所示，密封件20包括彼此相對地布置的環(huán)形密封板21和拋油環(huán) 11’。密封板21包括適于被安裝在外構件18上的芯金屬22以及通過硫化粘合而一體地附著至芯金屬22的密封構件23。芯金屬22由諸如奧氏體不銹鋼板(JIS SUS 304等)的防腐鋼板或由防腐冷軋鋼板(JIS SPCC等)制成，并且通過壓制工藝形成為具有大致L形的截面，并且包括具有小徑細端的筒狀裝配部2 和從該裝配部2 徑向向內(nèi)延伸的徑向內(nèi)部22b。密封構件23由諸如NBR等的合成橡膠制成，并且包括徑向向外傾斜的第一側唇 23a和第二側唇23b以及徑向向內(nèi)傾斜的油脂唇23c。此外，密封構件23被形成為使得其既延伸到裝配部22a的外表面又延伸到芯金屬22的徑向內(nèi)部22b的內(nèi)周邊緣以改進密封性。第一側唇23a和第二側唇23b以預定的軸向過盈量(接觸載荷)可滑動地與拋油環(huán)11’的直立部lib’相接觸，并且油脂唇23c以預定的徑向過盈量(緊固力)可滑動地與筒狀部11a’相接觸。磁性編碼器M被一體地附著至拋油環(huán)11，的直立部lib’的內(nèi)側側表面。通過使形成編碼器的彈性體與磁性粉末混合，沿著磁性編碼器M的周邊等間距地交替形成有N磁極和S磁極，以形成用于檢測車輪轉速的旋轉編碼器。密封板21的徑向外端面和磁性編碼器M的內(nèi)側側表面被布置為使得它們相互齊平。此外，密封構件23的朝向軸承的外側伸出的舌狀部25形成在芯金屬22上，并且寬度 W3被設定為大于包括磁性編碼器M的拋油環(huán)11’的寬度W4(W3>W4)。這使得在將密封件組裝到車輪軸承的過程中可在保持預定過盈量的情況下將密封板21和拋油環(huán)11’同時壓配合到外構件18和內(nèi)圈3之間的空間中，并且還可精確地設定編碼器和轉速傳感器(未示出)之間的氣隙。如圖8所示，在密封件運輸期間或組裝到車輪軸承的步驟中，當豎直地堆疊若干個密封單元20時，可在相鄰的拋油環(huán)11’和11’之間保持間隙ML相應地，通過磁力吸弓丨，可防止油脂唇23c從拋油環(huán)11，的筒狀部11a’脫落。如圖7所示，類似于前述實施方式，將第一側唇23a和第二側唇23b的接觸載荷 F1、F2的總和設定為小于油脂唇23c的緊固力F3的1.5倍(S卩，F(xiàn)1+F2彡1.5XF3)。因此， 有可能減少密封件20的滑動阻力并相應地減少旋轉扭矩，還能防止組合的密封件(即，密封單元20)的密封板和拋油環(huán)分開。這改進了將密封件20組裝到車輪軸承中的效率和可作業(yè)性。此外，在本發(fā)明中，通過噴丸硬化處理而在拋油環(huán)11 ’的表面上形成無數(shù)個微小的凹坑(未示出)，并且在每個唇上預先施加有油脂。凹坑的凹凸不平被設定為使得其表面粗糙度Rz在2至4的范圍內(nèi)。這使得能夠容易地在每個唇和拋油環(huán)11’之間形成油膜，因此減少密封件的滑動阻力并相應地減少旋轉扭矩和唇的磨損。此外，磁性編碼器M的固著力可以通過形成凹坑而得到提高?！癛z”是指JISCJIS B0601-1994)的粗糙度形狀參數(shù)的十點平均粗糙度。這些凹坑可通過恰當?shù)剡x擇合成橡膠的構成而形成在每個唇的表面上。第三實施方式圖9中的(a)是示出本發(fā)明的車輪軸承裝置的第三實施方式的縱剖視圖，而圖9 中的(b)是示出圖9中的(a)的密封單元的放大圖。在該實施方式中使用了與第一實施方式(圖1)中的附圖標記相同的附圖標記。該車輪軸承裝置是用于從動輪的第二代外圈旋轉型車輪軸承裝置，包括外構件 27，該外構件在外周上一體地形成有車輪安裝凸緣沈且在內(nèi)周上形成有雙列外滾道表面 27a和27a ；—對內(nèi)圈3和3，每一個內(nèi)圈均在外周上形成有與雙列外滾道表面27a和27a中的一個外滾道表面對應的內(nèi)滾道表面3a ；容納在外滾道表面和內(nèi)滾道表面之間的雙列滾動元件4和4 ；用于以可滾轉的方式保持滾動元件4和4的保持架5和5 ；以及安裝在外構件27與所述一對內(nèi)圈3和3之間形成的環(huán)形空間的開口中的遮蔽部觀和密封件19。在車輪安裝凸緣26上沿著周邊等距地安裝有轂螺栓^a。外構件27由碳含量按重量計為0.40 0.80%的中碳鋼(例如，S53C)制成，并且至少所述雙列外滾道表面27a和27a通過高頻感應淬火而被硬化成具有58 64HRC的表
面硬度。密封件19由封裝密封件形成，該封裝密封件包括彼此相對地布置的環(huán)形密封板 21和拋油環(huán)11。密封板21包括適于被安裝在外構件27上的芯金屬22以及通過硫化粘合而一體地附著至芯金屬22的密封構件23。密封構件23由諸如NBR等的合成橡膠制成，并且包括第一側唇23a和第二側唇23b以及油脂唇23c，第一側唇23a和第二側唇2 徑向向外傾斜并且以預定的軸向過盈量(接觸載荷)與拋油環(huán)11的直立部lib相接觸，而油脂唇 23c徑向向內(nèi)傾斜并且以預定的徑向過盈量與拋油環(huán)11的筒狀部Ila相接觸。密封板21的徑向外端面(S卩，內(nèi)側端面)和拋油環(huán)11的直立部lib的內(nèi)側側表面被設定為使得它們相互齊平。密封構件23形成有從芯金屬22的徑向內(nèi)部朝向外側伸出的舌狀部25。密封板21的寬度W5被設定為大于拋油環(huán)11的寬度W6 (W5 > W6)。這使得在將密封件組裝到車輪軸承的過程中可在保持預定的過盈量(接觸載荷)的情況下將密封板21和拋油環(huán)11同時壓配合到外構件27和內(nèi)圈3之間的空間中。因為密封板21的寬度 W5被設定為大于拋油環(huán)11的寬度W6(W5 > W6)，所以，在密封件運輸期間或在組裝到車輪軸承的步驟中，在豎直地堆疊若干個密封單元時，可防止被定位在靠近底部的較低位置處的密封件19的第一側唇23a和第二側唇23b由于自身的重量而過分變形，并因此可防止油脂唇23c從拋油環(huán)11的筒狀部Ila脫落。根據(jù)該實施方式，因為形成有車輪安裝凸緣沈的外構件27是旋轉的，所以第一側唇23a和第二側唇23b的接觸力Fl和F2以及油脂唇23c的緊固力F3由于外構件27旋轉產(chǎn)生的離心力而減小。然而，這兩個側唇23a和2 的接觸載荷Fl和F2的總和小于油脂唇 23c的緊固力F3的1.5倍(S卩，F(xiàn)1+F2彡1.5XF3)。因此，可減少密封件19的滑動阻力并相應地減少旋轉扭矩，還能防止組合的密封件(即，密封單元19)的密封板和拋油環(huán)分開。
第四實施方式圖10是示出本發(fā)明的車輪軸承裝置的第四實施方式的縱剖視圖。在該實施方式中使用了與第一實施方式(圖1)中的附圖標記相同的附圖標記，并且省略了對它們的詳細描述。該車輪軸承裝置是用于從動輪的第三代類型，并且包括內(nèi)構件30，其包括轂輪 29和固定在轂輪四上的內(nèi)圈3 ；以及外構件31，其通過雙列滾動元件4和4安裝在內(nèi)構件 30上。轂輪四在外側端上一體地形成有車輪安裝凸緣26，并且在外周上形成有一個內(nèi)滾道表面^a(即外側內(nèi)滾道表面)以及從該內(nèi)滾道面29a軸向延伸的筒狀部^b。內(nèi)圈3 在外周上形成有另一個內(nèi)滾道表面3a(即內(nèi)側內(nèi)滾道表面)，并且該內(nèi)圈3被壓配合到轂輪 29的筒狀部29b上，然后通過使筒狀部^b的端部徑向向外塑性變形而形成的斂縫部29c 以預定的預壓力狀態(tài)被軸向固定。轂輪四由碳含量按重量計為0.40 0.80%的中碳鋼(例如，S53C)制成，并通過高頻感應淬火而硬化，使得從車輪安裝凸緣沈的形成稍后將描述的外側密封件32的密封座部的凸緣基部26b到筒狀部^b的區(qū)域具有58 64HRC的表面硬度。外構件31在外周上一體地形成有待被安裝到轉向節(jié)(未示出)上的車體安裝凸緣31b并在內(nèi)周上一體地形成有與內(nèi)構件30的內(nèi)滾道表面29a和3a對應的雙列外滾道表面31a和31a。雙列滾動元件4和4通過保持架5以可滾轉的方式容納在外滾道表面31a 和31a與內(nèi)滾道表面29a和3a之間。外構件31由碳含量按重量計為0. 40 0. 80%的中碳鋼(例如，S53C)制成，并且至少所述雙列外滾道表面31a和31a通過高頻感應淬火而被硬化成具有58 64HRC的表面硬度。密封件32和20被安裝在外構件31和內(nèi)構件30之間形成的環(huán)形開口中，以防止容納在軸承中的油脂泄漏并防止雨水和灰塵從外部進入軸承。密封件32和20中的外側密封件32被形成為包括芯金屬33，該芯金屬以預定的過盈量被壓配合到外構件31的外側端中；以及附著到芯金屬33的密封構件34。密封構件 34由諸如NBR等的合成橡膠制成，并且通過硫化粘合而一體地附著到芯金屬33，并且包括徑向向外傾斜的側唇3 和防塵唇34b以及徑向向內(nèi)傾斜的油脂唇34c。車輪安裝凸緣沈的內(nèi)側基部26b被形成為具有圓弧形的截面，側唇3 和防塵唇 34b以預定的過盈量滑動地接觸內(nèi)側基部^b，并且油脂唇3 以預定的徑向過盈量接觸內(nèi)側基部^b。除了 NBR之外，密封構件34的材料的例子還包括HNBR、EPDM(乙丙橡膠)、在耐熱性和耐化學性方面優(yōu)異的ACM、FKM和硅橡膠等。在該實施方式中，與之前所描述的一樣，內(nèi)側密封件20包括彼此相對地布置的環(huán)形密封板21和拋油環(huán)11’以形成封裝密封件。密封板21包括適于被安裝在外構件31上的芯金屬22以及通過硫化粘合而一體地附著至芯金屬22的密封構件23。因為密封板21的寬度W3被設定為大于包括磁性編碼器M的拋油環(huán)11’的寬度 W4,并且兩個側唇23a和2 的接觸載荷Fl和F2的總和小于油脂唇23c的緊固力F3的1. 5 倍，所以可減少密封件20的滑動阻力并相應地減少旋轉扭矩，還能防止組合的密封件(即， 密封單元20)的密封板和拋油環(huán)分開。根據(jù)第三代類型的車輪軸承裝置，因為內(nèi)圈3在組裝到轂輪四的同時被斂縫部29c軸向地固定，所以可具有以下良好的效果通過在將密封件20組裝到車輪軸承之前或組裝期間防止密封單元20分開并保持預定的過盈量的情況下，將密封板21和拋油環(huán)11’ 同時壓配合到外構件31和內(nèi)圈3之間的空間中，實現(xiàn)密封件20的組裝。已參考優(yōu)選實施方式描述了本發(fā)明。顯然，在閱讀并理解了前面的詳細描述之后， 本領域普通技術人員可以進行多種變型和替代。本發(fā)明理應解釋為包括所有這樣的變型和替代，只要它們落在所附權利要求或其等同物的范圍內(nèi)。工業(yè)實用性本發(fā)明的用于車輪軸承裝置的密封件可被應用于第一代、第二代和第三代類型的任何軸承裝置，不管是用于驅動輪的軸承裝置還是用于從動輪的軸承裝置。
0096]附圖標記說明0097]1,17車輪軸承0098]2，18,27,31夕卜構件0099]2a,18a,27a,31a外滾道表面0100]3內(nèi)圈0101]3a,29a內(nèi)滾道表面0102]3b小徑端面0103]4滾動元件(滾珠)0104]5保持架0105]6,7,15，19,20,32密封件0106]8，12,22,33芯金屬0107]9，13,23,34密封構件0108]10,21密封板0109]11，1Γ拋油環(huán)0110]11a,11a，筒狀部0111]lib,lib，直立部0112]12a,22a裝配部0113]12b,22b徑向內(nèi)部0114]13a,23a第一側唇0115]13b,23b第二側唇0116]13c,23c,34c油脂唇0117]14迷宮密封0118]16平直部0119]18b,31b車體安裝凸緣0120]24磁性編碼器0121]25舌狀部0122]26車輪安裝凸緣0123]26a轂螺栓0124]26b基部0125]28遮蔽部0126]29轂輪
0127]29b筒狀部
0128]29c斂縫部
0129]30內(nèi)構件
0130]34a側唇
0131]34b防塵唇
0132]50密封件
0133]51拋油環(huán)
0134]51a, 53a筒狀部
0135]51b, 53b直立部
0136]52密封板
0137]53芯金屬
0138]54密封構件
0139]54a第一側唇
0140]54b第二側唇
0141]54c油脂唇
0142]Fl第一側唇的接觸載荷
0143]F2第二側唇的接觸載荷
0144]F3油脂唇的緊固力
0145]Ll第一側唇的厚度
0146]L2第二側唇的厚度
0147]L唇之間的距離
0148]ffl,W3,W5 密封板的寬度
0149]W2，W4，W6 拋油環(huán)的寬度
0150]Aff拋油環(huán)之間的間隙
0151]Pl油脂唇的緊固力
0152]P2側唇的接觸載荷
權利要求
1.一種車輪軸承密封件，該車輪軸承密封件適于被安裝在外構件和內(nèi)構件之間形成的環(huán)形空間的開口中，所述外構件在內(nèi)周上一體地形成有雙列外滾道表面，所述內(nèi)構件在外周上一體地形成有雙列內(nèi)滾道表面并且所述內(nèi)構件借助于雙列滾動元件而被布置在所述外構件之內(nèi)，所述密封件被形成為包括彼此相對地布置的環(huán)形密封板和拋油環(huán)二者的組合式密封件；所述密封板包括芯金屬和通過硫化粘合而一體地附著到所述芯金屬的密封構件，所述密封構件由徑向向外傾斜的第一側唇和第二側唇以及徑向向內(nèi)傾斜的油脂唇一體地形成； 并且所述拋油環(huán)具有大致L形的截面，并且包括適于被裝配到所述內(nèi)構件的端部的外周上的筒狀部以及從所述筒狀部徑向向外延伸的直立部，所述第一側唇和所述第二側唇以預定的軸向過盈量可滑動地與所述直立部相接觸，并且所述油脂唇以預定的徑向過盈量可滑動地與所述筒狀部相接觸，所述車輪軸承密封件的特征在于，在所述第一側唇的接觸載荷Fl和所述第二側唇的接觸載荷F2與所述油脂唇的緊固力 F3之間具有關系:F1+F2 ( 1. 5XF3。
2.如權利要求1所述的車輪軸承密封件，其中，所述油脂唇被布置為使得，在所述密封板和所述拋油環(huán)相組合的狀態(tài)下，即使所述拋油環(huán)由于所述接觸載荷的反作用力而被移動，所述油脂唇也不會從所述拋油環(huán)的所述筒狀部脫落。
3.如權利要求1或2所述的車輪軸承密封件，其中，所述密封板的徑向外端面和所述拋油環(huán)的所述直立部的內(nèi)側側表面被布置為相互齊平，并且其中所述密封板的寬度被設定為大于所述拋油環(huán)的寬度。
4.如權利要求1至3中任一項所述的車輪軸承密封件，其中，在所述拋油環(huán)的所述直立部的內(nèi)側側表面上一體地附著有磁性編碼器；通過使形成所述磁性編碼器的彈性體與磁性粉末混合，沿著所述磁性編碼器的周邊等間距地交替形成有N磁極和S磁極，并且所述密封板的徑向外端面和所述磁性編碼器的內(nèi)側側表面被布置為相互齊平。
5.如權利要求4所述的車輪軸承密封件，其中，所述密封板的寬度被設定為大于包括所述磁性編碼器的所述拋油環(huán)的寬度。
6.如權利要求1至5中任一項所述的車輪軸承密封件，其中，徑向外側的所述第一側唇的厚度被設定為大于徑向內(nèi)側的所述第二側唇的厚度。
7.如權利要求1至6中任一項所述的車輪軸承密封件，其中，在所述第一側唇和所述第二側唇之間形成有平直部，并且其中所述第一側唇和所述第二側唇之間的距離被設定為使得當所述第一側唇和所述第二側唇以其最大過盈量變形時不相互干涉。
8.如權利要求1至7中任一項所述的車輪軸承密封件，其中，所述密封構件由合成橡膠制成，并且所述密封構件的TRlO被設定為_35°C以下。
9.如權利要求1至8中任一項所述的車輪軸承密封件，其中，在所述拋油環(huán)的表面上形成有表面粗糙度Rz為2至4的無數(shù)凹坑，并且在所述唇上預先施加有油脂。
10.一種車輪軸承裝置，該車輪軸承裝置包括外構件，該外構件在外周上形成有待被安裝到車輛的轉向節(jié)上的車體安裝凸緣并在內(nèi)周上形成有雙列外滾道表面；內(nèi)構件，該內(nèi)構件包括轂輪和內(nèi)圈，所述轂輪在一端形成有車輪安裝凸緣并在外周上形成有與所述雙列外滾道表面中的一個外滾道表面相對地布置的內(nèi)滾道表面以及從所述內(nèi)滾道表面軸向延伸的筒狀部，并且所述內(nèi)圈被壓配合到所述轂輪的所述筒狀部上并在外周上形成有與所述雙列外滾道表面中的另一外滾道表面相對地布置的內(nèi)滾道表面；雙列滾動元件，所述雙列滾動元件通過保持架以可自由滾轉的方式容納在所述外構件的所述外滾道表面和所述內(nèi)構件的所述內(nèi)滾道表面之間；以及車輪軸承密封件，該車輪軸承密封件被安裝在所述外構件和所述內(nèi)構件之間形成的環(huán)形開口中，所述車輪軸承裝置的特征在于，所述車輪軸承密封件中的內(nèi)側密封件包括如權利要求1至9中的任一項所述的車輪軸承密封件。
全文摘要
一種車輪軸承密封件，其被配置為使得該軸承密封件具有通過減少密封件的滑動阻力而實現(xiàn)的低扭矩特性，并且該密封件還具有通過在密封件呈單個元件的形式并且還沒有被安裝就位時防止密封件分開而實現(xiàn)的改進的穩(wěn)定性。密封板(10)的外徑側的端表面和拋油環(huán)(11)的直立部(11b)的端表面被布置為相互齊平，并且密封板(10)的寬度(W1)被設定為大于拋油環(huán)(11)的寬度(W2)。如果第一側唇(13a)和第二側唇(13b)上的接觸載荷分別是F1和F2，并且油脂唇(13c)的緊固力是F3，則將F1、F2和F3設定成滿足關系F1+F2≤1.5×F3，并且油脂唇(13c)被布置為使得，在密封件(7)呈單個元件的形式時，即使拋油環(huán)由于第一側唇(13a)和第二側唇(13b)的接觸載荷的反作用力而移動，油脂唇(13c)也不會從拋油環(huán)(11)的圓筒部(11a)脫落。
文檔編號B60B35/18GK102333969SQ20108000952
公開日2012年1月25日 申請日期2010年1月5日 優(yōu)先權日2009年1月7日
發(fā)明者小森和雄, 馬場智子 申請人:Ntn株式會社