专利名称：用于自行车的转动轴承的制作方法
技术领域：
用于自行车的转动轴承技术领域[0001]本实用新型有关于一种转动轴承，特别是一种用于自行车的转动轴承。
背景技术：
[0002]自行车的旋转部分使用转动轴承。例如在支撑自行车的曲柄轴的部分使用转动轴承。转动轴承具有外轮、内轮与转动体。在曲柄轴上装设内轮，并在自行车的底托架上装设外轮。为了阻止杂质侵入转动体，公知在此种转动轴承中具有密封构件。密封构件可装设于外轮，并接触于稍微凹陷地形成于内轮外周面的密封接触部。该密封接触部形成于转动体接触于内轮的位置的径向外侧(例如，日本特开平2007-286002号公报)。[0003]具有这种密封构件的转动轴承，其密封构件会与设于内轮的密封接触部滑动。以致，因藉由密封构件的滑动产生的摩擦，而产生抑止内轮旋转的转矩，有可能导致转动轴承的旋转效率降低。实用新型内容[0004]本实用新型的目的，即是提供一种用于自行车的转动轴承，这种转动轴承既具有密封效果，又可抑制转动轴承的旋转效率降低。[0005]上述本实用新型的目的，是由以下的技术方案所实现的[0006]本实用新型提供一种用于自行车的转动轴承，包括外轮，其具有密封固定部；内轮，其具有密封接触部；多个转动体，其配置于该外轮与该内轮之间；及密封构件，其装设于该外轮的该密封固定部，并在该内轮的该密封接触部上滑动；该内轮的该密封接触部形成于该转动体的径向内侧。[0007]如上所述的用于自行车的转动轴承，该内轮在宽度方向具有伸出于该外轮的伸出部，该密封接触部形成于该伸出部。[0008]如上所述的用于自行车的转动轴承，该伸出部及该密封构件相对该转动体可以配置于轴向外侧、轴向内侧、或轴向内外两侧。[0009]如上所述的用于自行车的转动轴承，该密封接触部经研磨加工制成。[0010]借由以上技术方案，本实用新型的优点在于[0011]与该转动轴承的密封构件接触的密封接触部形成于转动体的径向内侧。因而，当内轮与外轮相对旋转，密封构件在密封接触部上滑动时，密封接触部的半径比现有技术的密封接触部半径更小，藉由密封构件的摩擦而发生的转矩变小，同时藉由密封构件的摩擦而发生的滑动阻力变小。因而既能密封转动轴承，又可抑制转动轴承的旋转效率降低。
[0012]图I为采用本实用新型第一实施例用于自行车的曲柄组合体的剖面图。[0013]图2为装设于曲柄组合体的本实用新型第一实施例的转动轴承的剖面图。[0014]图3为装设于曲柄组合体的本实用新型第二实施例的转动轴承的剖面图。[0015]图4为装设于曲柄组合令[0016]图5为装设于曲柄组合令[0017]主要元件标号说明[0018]10曲柄组合体[0019]12悬吊部[0020]12a右母螺纹部[0021]12b左母螺纹部[0022]20曲柄轴[0023]22底托架[0024]23“O”形环[0025]24右曲柄[0026]26左曲柄[0027]27右轴承单元[0028]28左轴承单元[0029]29连结构件[0030]32轴承外壳[0031]32a固定部[0032]32b公螺纹部[0033]32c轴承收纳部[0034]32dT具系合部[0035]32e第三密封接触部[0036]33球轴承[0037]34密封护板[0038]34a筒状部[0039]34b环状部[0040]34c突起[0041]34d密封装设部[0042]35链轮安装部[0043]36曲柄臂[0044]37第一链轮[0045]38第二链轮[0046]39第三链轮[0047]40外轮[0048]40a第一密封固定部[0049]40b第一密封固定沟[0050]40c第二密封固定部[0051]40d第二密封固定沟[0052]42内轮[0053]42a第一密封接触部[0054]42b伸出部[0055]42c第二密封接触部[0056]44转动体[0057]46第一密封构件[0058]46a第一补强环[0059]46b第一密封部[0060]46c第一唇部[0061]48第二密封构件[0062]48a第二补强环[0063]48b第二密封部[0064]48c第二唇部[0065]50保持器[0066]51第三密封构件[0067]52第一安装螺栓[0068]54第二安装螺栓[0069]56固定螺栓[0070]127右轴承单元[0071]132轴承外壳[0072]132c轴承收纳部[0073]132e第三密封接触部[0074]133球轴承[0075]134密封护板[0076]134a筒状部[0077]134b环状部[0078]134c突起[0079]134d密封装设部[0080]140外轮[0081]140a第一密封固定部[0082]140b第一密封固定沟[0083]142内轮[0084]142a第一密封接触部[0085]144转动体[0086]146第一密封构件[0087]146a第一补强环[0088]146b第一密封部[0089]148第二密封构件[0090]150保持器[0091]151第三密封构件[0092]232轴承外壳[0093]232c轴承收纳部[0094]233球轴承[0095]234密封护板[0096]234a筒状部[0097]242内轮[0098]242a第一密封接触部[0099]242b伸出部[0100]244转动体[0101]246第一密封构件[0102]248第二密封构件[0103]333球轴承[0104]340外轮[0105]340a第一密封固定部[0106]342内轮[0107]342a第一密封接触部[0108]344转动体[0109]346第一密封构件[0110]Cl中心位置[0111]C2轴芯[0112]C3中心线具体实施方式
[0113]为令本实用新型的发明目的、技术手段及技术效果有更完整及清楚的揭露，兹于下详细说明，并请一并参阅附图及元件标号。[0114]〈第一实施例〉[0115]采用本实用新型第一实施例的曲柄组合体10，如图I所示，设于形成在框架下部的筒状的悬吊部12。另外，在下述的说明中，关于左右上下是指在安装于自行车的状态下从后方观察自行车时的左右上下。此外，图I为在曲柄轴的中心位置Cl切断，将曲柄组合体 10上下分割来描绘。[0116]在悬吊部12的两端内周面形成右母螺纹部12a及左母螺纹部12b。曲柄组合体 10具有中空的曲柄轴20、自由旋转地支撑曲柄轴20的底托架22、藉由曲柄轴20的右端压入、接着而固定的右曲柄24、及自由装卸地固定于曲柄轴20左端的左曲柄26。[0117]曲柄轴20藉由底托架22自由旋转地装设于悬吊部12。在曲柄轴20的左端面旋入用于固定左曲柄26的固定螺栓56。曲柄轴20的右端压入固定于右曲柄24。[0118]另外，下述的说明将接近曲柄轴20的轴向的中心位置Cl的一侧称为轴向内侧，将从曲柄轴20的轴向的中心位置Cl离开的一侧称为轴向外侧。此外，径向内侧及径向外侧对于从曲柄轴的轴芯C2起的径向作记述。[0119]底托架22具有从悬吊部12的右端旋入的右轴承单元27 ;从悬吊部12的左端旋入的左轴承单元28 ;及配置在其间，而连结两者的筒状的连结构件29。在右轴承单元27及左轴承单元28与连结构件29之间装设“ο”形环23。藉此，液体不易侵入右轴承单元27及左轴承单元28内部。[0120]右轴承单元27及左轴承单元28分别具有固定于悬吊部12的轴承外壳32 ;收纳于轴承外壳32的本实用新型第一实施例的转动轴承即是球轴承33 ;及密封护板34。左轴承单元28与右轴承单元27对中心位置Cl线实质轴对称，而配置的相同构造的构件。因此， 在下述的说明仅就右轴承单元27作说明，而省略左轴承单元28的说明。[0121]轴承外壳32为带阶筒状的构件。轴承外壳32具有直径小的固定部32a与收纳球轴承33的直径大的轴承收纳部32c。固定部32a具有螺合于悬吊部12的母螺纹部12a(或是左母螺纹部12b)的公螺纹部32b。在固定部32a的内周面嵌合连结构件29。轴承收纳部32c在外周面具有可系合用于旋入悬吊部12的工具的工具系合部32d。此外，在轴承收纳部32c开口侧的内周部，向其他部分的径向外侧凹陷地形成可接触后述的第三密封构件 51的第三密封接触部32e。第三密封接触部32e形成于球轴承33的轴向外侧。[0122]如图2所示，球轴承33为深沟球轴承。球轴承33具备具有第一密封固定部40a 的外轮40、具有第一密封接触部42a的内轮42、多个转动体44、及装设于第一密封固定部 40a的第一密封构件46。此外，球轴承33进一步具备第二密封构件48及保持器50。第一密封固定部40a为本实用新型的密封固定部的一例。第一密封构件46为本实用新型的密封构件的一例。[0123]外轮40压入轴承外壳32的轴承收纳部32c。第一密封固定部40a具有在外轮40 的内周面环状凹陷的第一密封固定沟40b。第一实施例的第一密封固定沟40b相对转动体 44形成于轴向外侧。在第一密封固定沟40b中装设第一密封构件46的外周部。此外，外轮40进一步具有第二密封固定部40c。第二密封固定部40c则与第一密封固定部40a夹着转动体44而配置于相反侧(第一实施例为相对转动体44的轴向内侧)。第二密封固定部 40c具有在外轮40的内周面环状凹陷的第二密封固定沟40d。在第二密封固定沟40d中装设第二密封构件48的外周部。[0124]内轮42在外轮40的内周侧隔以间隔而配置。内轮42在宽度方向亦即在轴向具有比外轮40伸出的伸出部42b。第一实施例的伸出部42b相对转动体44配置于轴向外侧。 在伸出部42b上形成第一密封接触部42a。第一密封接触部42a形成于转动体44的径向内侧。第一密封接触部42a宜实施研磨加工。本实施例中，内轮42的轴向内侧的端部设置于与外轮40的轴向内侧的端部对齐位置。此外，内轮42在外周面具有第二密封接触部42c。 第二密封接触部42c环状凹陷地形成于内轮42的外周面。第二密封接触部42c的壁面接触第二密封构件48的顶端部。第二密封构件48在转动体44的径向略微靠外侧接触于第二密封接触部42c。[0125]转动体44可为例如金属制或陶瓷制的球体。转动体44在周方向隔以间隔而配置成可与外轮40及内轮42接触。转动体44藉由保持器50而在周方向隔以间隔保持。[0126]第一实施例的第一密封构件46相对转动体44配置于轴向外侧。第一密封构件46 在轴向外侧密封外轮40与内轮42的间隙，防止尘埃及液体等杂质侵入转动体44。第一密封构件46具有金属制的第一补强环46a、以及与第一补强环46a —体成形的合成橡胶制的第一密封部46b。第一补强环46a的外周部配置于第一密封固定沟40b的径向内侧。第一密封部46b的外周部装设于第一密封固定沟40b。由于在第一密封部46b临近于第一密封固定沟40b的部分未配置第一补强环46a，因此第一密封构件46可利用弹性而装设于第一密封固定沟40b。第一密封构件46可接触于第一密封接触部42a，且具有厚度比其他部分薄的第一唇部46c。第一唇部46c形成向轴向外侧缩径的锥形状。第一唇部46c延伸至伸出部42b的顶端侧。[0127]第一实施例的第二密封构件48相对转动体44配置于轴向内侧。第二密封构件48 在轴向内侧密封外轮40与内轮42的间隙，防止尘埃及液体等杂质侵入转动体44。第二密封构件48具有金属制的第二补强环48a、以及与第二补强环48a —体成形的合成橡胶制的第二密封部48b。第二补强环48a的外周部配置于第二密封固定沟40d的径向内侧。第二密封部48b的外周部装设于第二密封固定沟40d。由于第二密封部48b临近于第二密封固定沟40d的部分并未配置第二补强环48a，因此第二密封构件48可利用弹性而装设于第二密封固定沟40d。第一实施例的第二密封构件48相对转动体44配置于轴向内侧。第二密封构件48可接触于第二密封接触部42c，且具有厚度比其他部分薄的第二唇部48c。第二唇部48c形成朝向轴向外侧而缩径的锥形状。[0128]如图I所示，密封护板34接触于右曲柄24而配置。如图2所示，密封护板34具有配置于曲柄轴20与内轮42之间的筒状部34a、及配置于筒状部34a的顶端的环状部34b。 在筒状部34a的顶端(图2左端)形成用于止脱的突起34c。环状部34b与筒状部34a的连接部从轴承外壳32的一侧突出于轴向外侧而形成。环状部34b的外周部配置于轴承外壳32的轴向内侧。因而，环状部34b形成为其剖面在中途稍微弯曲的扁平盘状。在环状部 34b的径向外侧部形成朝向外轮40而延伸的密封装设部34d。在密封装设部34d中装设防止尘埃及液体等杂质从轴向外侧侵入球轴承33的第三密封构件51。第三密封构件51密封轴承外壳32的内周面与密封护板34的间隙。[0129]如此结构的球轴承33，与第一密封构件46接触的第一密封接触部42a的径向位置配置于先前的密封接触部(例如第二密封接触部42c)的径向内侧。具体而言，第一密封接触部42a形成于转动体44的径向内侧。因而，即使外轮40与内轮42相对旋转，密封构件在密封接触部上滑动，因摩擦而产生的滑动阻力变小。因而，即使密封了球轴承33的一侧， 仍可抑制球轴承33的旋转效率降低。[0130]此外，由于第一密封接触部42a形成于比外轮40轴向伸出的伸出部42b，因此可充分确保第一密封构件46的挠曲余量，即使外轮40与内轮42之间产生变形，仍可使第一密封构件46对第一密封接触部42a的追随性提高。[0131]再者，由于第一密封接触部42a经研磨加工，因此第一密封接触部42a平滑。因而第一唇部46c对第一密封接触部42a可更圆滑地滑动。[0132]如图I所示，右曲柄24具有链轮安装部35、曲柄臂36、齿数最多(例如42T)的第一链轮37、中间齿数(例如32T)的第二链轮38、及齿数最少(例如24T)的第三链轮39。[0133]链轮安装部35在周方向的多处固定第一链轮37至第三链轮39。曲柄臂36可在顶端装设踏板。本实施例的曲柄臂36与链轮安装部35 —体形成，不过亦可独立地形成曲柄臂36与链轮安装部35。[0134]第一链轮37藉由从轴向内侧插入的多个第一安装螺栓52，与第二链轮38 —起固定于链轮安装部35。第三链轮39藉由从轴向内侧插入的多支第二安装螺栓54，在第一链轮37的径向内侧固定于链轮安装部35。[0135]左曲柄26可在顶端装设踏板，且藉由锯齿(无图示)可一体旋转地连结于曲柄轴 20。并藉由与曲柄轴20的左端面螺合的固定螺栓56而固定于曲柄轴20。在左曲柄的顶端可装设踏板。[0136]此种结构的曲柄组合体10，在装设于自行车的状态下踩踏板时曲柄轴20旋转。曲柄轴20旋转时，球轴承33的内轮42与曲柄轴20 —起旋转。该内轮42旋转时，第一密封构件46在转动体44的径向内侧滑动于第一密封接触部42a。本实用新型中，第一密封构件 46摩擦产生的滑动阻力比先前的密封构件小。藉此，即使密封了球轴承33的一侧，仍可抑制球轴承33的旋转效率降低。[0137]〈第二实施例〉[0138]第一实施例是在内轮42中设置伸出部42b，第二实施例则不设伸出部。图3所示的第二实施例中，右轴承单元127及左轴承单元的轴承外壳132、球轴承133及密封护板134 与第一实施例不同。[0139]图3中，采用第二实施例的右轴承单元127及左轴承单元分别具有固定于悬吊部的轴承外壳132 ;收纳于轴承外壳132的本实用新型第二实施例的转动轴承即是球轴承 133 ;及密封护板134。[0140]轴承外壳132的固定部为与第一实施例同样的构造。轴承收纳部132c因为球轴承133并无伸出部，使整体球轴承133的轴向长度变短。因而轴承收纳部132c的轴向长度比第一实施例的轴承收纳部32c短。此外，在轴承收纳部132c的内周部形成可接触第三密封构件151的第三密封接触部132e。[0141]球轴承133具备外轮140、内轮142、转动体144、第一密封构件146、第二密封构件 148及保持器150。因为外轮140、转动体144、第二密封构件148及保持器150为与第一实施例同样的结构，所以省略说明。内轮142与外轮140为相同轴向长度，且具有第一密封接触部142a。第一密封接触部142a形成于转动体144的径向内侧。[0142]第二实施例的第一密封构件146与第一实施例同样地相对转动体144而配置于轴向外侧。第一密封构件146在轴向外侧密封外轮140与内轮142的间隙，防止尘埃及液体等杂质侵入转动体144。第一密封构件146具有金属制的第一补强环146a、以及与第一补强环146a —体成形的合成橡胶制的第一密封部146b。第一补强环146a与第一实施例为同样的结构。第一密封部146b的外周部装设于第一密封固定部140a的第一密封固定沟140b。 由于第一密封部146b临近于第一密封固定沟140b的部分并未配置第一补强环146a，因此第一密封构件146可利用弹性而装设于第一密封固定沟140b。第一密封构件146可接触于第一密封接触部142a，且具有厚度比其他部分薄的第一唇部146c。第一唇部146c形成朝向轴向外侧而缩径的锥形状。不过其轴向长度比第一实施例的第一唇部46c短。[0143]如图3所示，密封护板134具有配置于曲柄轴20与内轮142之间的筒状部134a、 以及配置于筒状部134a顶端的环状部134b。在筒状部134a的顶端(图3左端)形成用于止脱的突起134c。环状部134b形成环状。在环状部134b的径向外侧部筒状地形成延伸至在轴方向与外轮140重叠位置的密封装设部134d。在密封装设部134d上装设用于防止尘埃及液体等杂质从轴向外侧侵入球轴承133的第三密封构件151。第三密封构件151密封轴承外壳132的内周面与密封护板134的间隙。其他结构与第一实施例同样。[0144]如此结构的第二实施例的球轴承133中，第一密封接触部142a亦形成于转动体144的径向内侧，而发挥与第一实施例同样的作用效果。此外，由于未设置伸出部，因此可谋求球轴承133重量减轻。此外，因为不设置伸出部，所以轴承外壳132的轴向长度变短，因此可谋求轴承外壳132的重量减轻。[0145]〈第三实施例〉[0146]图4所示的第三实施例的球轴承233，将内轮242的伸出部242b及第一密封构件 246相对转动体244配置于轴向内侧，而非轴向外侧。第三实施例的球轴承233本身的结构与第一实施例的球轴承33相同，而球轴承233相比球轴承33为左右反转配置。因而第二密封构件248相对转动体244配置于轴向外侧。藉由将伸出部242b及第一密封构件246相对转动体244配置于轴向内侧，轴承外壳232的轴承收纳部232c成为与第二实施例的轴承收纳部132c同样的结构。因而，轴承外壳232的轴向长度比第一实施例的轴承外壳32短。[0147]此外，因为伸出部242b设于内轮242中，所以密封护板234的筒状部234a的轴向长度比第二实施例的筒状部134a长。密封护板234的其他结构与第二实施例相同。[0148]如此结构的第三实施例的球轴承233中，第一密封接触部242a亦形成于转动体 244的径向内侧，而发挥与第一实施例同样的作用效果。由于将伸出部242b配置于轴向内侧，因此轴承外壳232的轴向长度变短，可谋求轴承外壳232的重量减轻。[0149]〈第四实施例〉[0150]前述第一实施例及前述第三实施例的伸出部配置于轴向的一方，不过第四实施例如图5所示，相对转动体344配置于轴向内侧及外侧。因此，第一密封构件346配置于转动体344的轴向两侧。因此，除了球轴承333的外轮340、内轮342及第一密封构件346的结构之外，为与第一实施例同样的结构。外轮340具有相对通过转动体344中心的中心线C3轴对称地配置的与第一实施例的第一密封固定部40a相同结构的一对第一密封固定部340a。 内轮342具有相对中心线C3轴对称地配置的与第一实施例的伸出部42b相同结构的一对伸出部342b。因此，内轮342具有相对中心线C3轴对称地配置的与第一实施例的第一密封接触部42a同样结构的一对第一密封接触部342a。如此，第四实施例为夹着转动体344 而设置一对相对转动体344配置于径向内侧的第一密封接触部342a及第一密封构件346。 因而，因摩擦而产生的滑动阻力进一步减少，即使密封了球轴承333的两侧，仍可进一步抑制旋转效率的降低。[0151]〈其他实施例〉[0152]以上就本实用新型的4个实施例作说明，不过本实用新型并非限定于上述实施例，在不脱离设计要旨的范围内可作各种变更，例如[0153](a)前述4种实施例的转动轴承为例示深沟球轴承，不过本实用新型不限定于此。 例如亦可应用角接触球轴承等其他球轴承适用本实用新型。此外，亦可应用作为转动轴承的转珠轴承适用本实用新型。[0154](b)前述实施例以装设于曲柄组合体的球轴承33为例来说明本实用新型，不过本实用新型不限定于此。例如亦可对装设于自行车的前轮毂、后轮毂、电动轮毂(motor hub)、 内装变速轮毂的转动轴承适用本实用新型。[0155]以上所举仅为本实用新型示意性的部分实施例，并非用以限制本实用新型的范围，任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应包括在本专利保护范围之内。
权利要求1.一种用于自行车的转动轴承，其特征在于，包括 外轮，其具有密封固定部； 内轮，其具有密封接触部； 多个转动体，其配置于该外轮与该内轮之间；及 密封构件，其装设于该外轮的该密封固定部，并在该内轮的该密封接触部上滑动； 该内轮的该密封接触部形成于该转动体的径向内侧。
2.根据权利要求I所述的用于自行车的转动轴承，其特征在于，该内轮在宽度方向具有伸出于该外轮的伸出部，该密封接触部形成于该伸出部。
3.根据权利要求2所述的用于自行车的转动轴承，其特征在于，该伸出部及该密封构件相对该转动体配置于轴向外侧。
4.根据权利要求2所述的用于自行车的转动轴承，其特征在于，该伸出部及该密封构件相对该转动体配置于轴向内侧。
5.根据权利要求2所述的用于自行车的转动轴承，其特征在于，该伸出部及该密封构件相对该转动体配置于轴向内侧及外侧。
6.根据权利要求I至5任一项所述的用于自行车的转动轴承，其特征在于，该密封接触部经研磨加工制成。
专利摘要本实用新型是关于一种用于自行车的转动轴承，包括外轮，其具有密封固定部；内轮，其具有密封接触部；多个转动体，其配置于该外轮与该内轮之间；及密封构件，其装设于该外轮的该密封固定部，并在该内轮的该密封接触部上滑动；该内轮的该密封接触部形成于该转动体的径向内侧。因此，当内轮与外轮相对旋转，密封构件在密封接触部上滑动时，密封接触部的半径比现有技术的密封接触部半径更小，藉由密封构件的摩擦而发生的转矩变小，同时藉由密封构件的摩擦而发生的滑动阻力变小。因而既能密封转动轴承，又可抑制转动轴承的旋转效率降低。
文档编号F16C19/16GK202811822SQ20122031686
公开日2013年3月20日 申请日期2012年6月29日 优先权日2012年6月29日
发明者手塚俊雄 申请人:岛野股份有限公司