密封装置和密封结构的制作方法

文档序号:22186043发布日期:2020-09-11 21:53阅读:169来源:国知局
密封装置和密封结构的制作方法

本发明涉及密封装置和密封结构。



背景技术:

例如滚珠轴承那样的滚动轴承众所周知,用于例如机动车的轮毂。作为将滚动轴承的内部密封的密封装置,有专利文献1记载的密封装置。该密封装置包括:环状体,固定于滚动轴承的外圈;径向唇(润滑脂唇),从环状体向半径方向内侧延伸;两个侧唇(轴向唇),从环状体向侧方延伸。径向唇与轴承的内圈的外周面或固定于内圈的部件的外周面接触,从而具有将轴承内部的润滑剂(润滑脂)密封的功能,两个侧唇与内圈的凸缘接触,从而具有封闭以免水、灰尘等异物从外部向轴承内部侵入的功能。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利第3991200号公报



技术实现要素:

发明所要解决的技术问题

关于这种密封装置,要求在水(包含泥水或盐水在内)较多的环境中使用的情况下,提高保护功能以免水侵入到密封对象(例如轴承)的内部。另外,期望即使水侵入到密封装置,也能够迅速地将水排出。

对此,本发明提供水的排出性能高、且对密封对象的防水的保护性能高的密封装置和密封结构。

用于解决技术问题的手段

本发明的一种方式的密封装置,配置于相对旋转的内侧构件与外侧构件之间,并封闭所述内侧构件与所述外侧构件之间的间隙,该密封装置包括:第一密封构件,安装于所述外侧构件,并具有环状部分,所述环状部分朝向所述内侧构件且向径向内侧扩展;和第二密封构件,安装于所述内侧构件,并具有凸缘部分,所述凸缘部分向径向外侧扩展并与所述第一密封构件的所述环状部分相对,在第一密封构件和所述第二密封构件中的至少一者支承有多个水排出突起,所述多个水排出突起在位于所述第一密封构件的所述环状部分与所述第二密封构件的所述凸缘部分之间的空间内突出,并沿圆周方向排列,各水排出突起具有倾斜侧面,该倾斜侧面相对于所述内侧构件和所述外侧构件的至少一者所旋转的旋转方向以锐角相交。

在该密封装置中,水可能侵入到第一密封构件的环状部分与第二密封构件的凸缘部分之间的空间内。但是,在该空间内突出有多个水排出突起,且各水排出突起具有倾斜侧面,该倾斜侧面相对于内侧构件和外侧构件中的至少一者所旋转的旋转方向以锐角相交。因此,伴随着内侧构件与外侧构件的相对旋转,空间内的水沿着倾斜侧面流向相反方向,从而从空间被迅速地排出。因此,密封装置对密封对象的防水的保护性能高。另外,由于多个水排出突起在第一密封构件的环状部分与第二密封构件的凸缘部分之间的空间内突出,所以无需为了水排出突起而使密封装置大型化。

本发明的一种方式的密封结构包括:内侧构件,具有圆筒部分和从所述圆筒部分向径向外侧扩展的凸缘;外侧构件,相对于所述内侧构件相对旋转;和密封构件,安装于所述外侧构件,并具有环状部分,所述环状部分朝向所述内侧构件的所述圆筒部分且向径向内侧扩展并与所述内侧构件的所述凸缘相对,在所述内侧构件和所述密封构件中的至少一者支承有多个水排出突起,所述多个水排出突起在位于所述密封构件的所述环状部分与所述内侧构件的所述凸缘之间的空间内突出,并沿圆周方向排列,各水排出突起具有倾斜侧面,该倾斜侧面相对于内侧构件和所述外侧构件中的至少一者所旋转的旋转方向以锐角相交。

在该密封结构中,水可能侵入到密封构件的环状部分与内侧构件的凸缘之间的空间内。但是,在该空间内突出有多个水排出突起,且各水排出突起具有倾斜侧面,该倾斜侧面相对于内侧构件和外侧构件中的至少一者所旋转的旋转方向以锐角相交。因此,伴随着内侧构件与外侧构件的相对旋转,空间内的水沿着倾斜侧面流向相反方向,从而从空间被迅速地排出。因此,密封结构对密封对象的防水的保护性能高。另外,由于多个水排出突起在密封构件的环状部分与内侧构件的凸缘之间的空间内突出,所以无需为了水排出突起而使密封结构大型化。

附图说明

图1是使用本发明的实施方式的密封装置的滚动轴承的一例的局部剖视图。

图2是本发明的第一实施方式的密封装置的局部剖视图。

图3是将第一实施方式的密封装置的一部分截断而示出的局部立体图。

图4是将第一实施方式的密封装置的第一密封构件的一部分截断而示出的局部立体图。

图5是将第一实施方式的密封装置的第二密封构件的一部截断而示出的局部立体图。

图6是示出第一实施方式的密封装置的第二密封构件、特别是水排出突起的立体图。

图7是示出第一实施方式的变形例的密封装置的第二密封构件、特别是水排出突起的立体图。

图8是第一实施方式的另一变形例的密封装置的局部剖视图。

图9是第一实施方式的另一变形例的密封装置的局部剖视图。

图10是第一实施方式的另一变形例的密封装置的局部剖视图。

图11是将第一实施方式的再一变形例的密封装置的一部分截断而示出的局部立体图。

图12是将图11的密封装置的第二密封构件的一部分截断而示出的局部立体图。

图13是图11的密封装置的局部剖视图。

图14是图11的密封装置的变形的密封装置的局部剖视图。

图15是第一实施方式的再一变形例的密封装置的局部剖视图。

图16是将图15的密封装置的一部分截断而示出的局部立体图。

图17是第一实施方式的再一变形例的密封装置的局部剖视图。

图18是将图17的密封装置的第二密封构件的一部分截断而示出的局部立体图。

图19是图17的密封装置的第二密封构件的主视图。

图20是图19的xx-xx线向视剖视图。

图21是示出图17的密封装置的第二密封构件的旋转时的优点的图。

图22是示出图17的密封装置的第二密封构件的旋转停止时的优点的图。

图23是图17的变形例的变形例的密封装置的剖视图。

图24是图17的变形例的另一变形例的密封装置的剖视图。

图25是将另一变形的第二密封构件的一部分截断而示出的局部立体图。

图26是示出图25的第二密封构件、特别是水排出突起的立体图。

图27是将再一变形的第二密封构件的一部分截断而示出的局部立体图。

图28是示出图27的第二密封构件、特别是水排出突起的立体图。

图29是关于第一实施方式和其变形例而示出用于确认水的排出效果的试验所使用的装置的示意图。

图30是示出所述试验的结果的曲线图。

图31是本发明的第二实施方式的密封结构的局部剖视图。

图32是第二实施方式的变形例的密封结构的局部剖视图。

图33是第一实施方式的变形例的密封装置的局部剖视图。

图34是将图33的变形例的第一密封构件的一部分截断而示出的局部立体图。

图35是将图33的变形例的变形例的第二密封构件的一部分截断而示出的局部立体图。

图36是图32的变形例的变形例的密封结构的局部剖视图。

具体实施方式

以下,一边参考附图,一边说明本发明的多个实施方式。

图1示出使用本发明的实施方式的密封装置的滚动轴承的一例即机动车用的轮毂轴承。但是,本发明的用途并不限定于轮毂轴承,本发明也能够适用于其它的滚动轴承。另外,在以下的说明中,轮毂轴承虽然是滚珠轴承,但是本发明的用途并不限定于滚珠轴承,本发明也能够适用于具有其它种类的滚动体的、滚柱轴承、滚针轴承等其它的滚动轴承。另外,本发明也能够适用于除机动车以外的机械所使用的滚动轴承。

该轮毂轴承1具有:轮毂(内侧构件)4,具有在内部插入有主轴(未图示)的孔2;内圈(内侧构件)6,安装于轮毂4;外圈(外侧构件)8,配置于轮毂4和内圈6的外侧;多个滚珠10,在轮毂4与外圈8之间配置为一列;多个滚珠12,在内圈6与外圈8之间配置为一列;和多个保持器14、15,将这些滚珠保持于规定位置。

外圈8被固定,而轮毂4和内圈6伴随着主轴的旋转而旋转。

主轴和轮毂轴承1的共同的中心轴线ax沿图1的上下方向延伸。在图1中,仅示出相对于中心轴线ax的左侧部分。虽然没有详细地图示,但是图1的上侧是配置有机动车的车轮的外侧(外部侧),下侧是配置有差动齿轮等的内侧(内部侧)。图1示出的外侧、内侧分别是指径向的外侧、内侧。

轮毂轴承1的外圈8固定于轮毂转向节16。轮毂4具有外部侧凸缘18,该外部侧凸缘18与外圈8相比更向半径方向外侧伸出。通过轮毂螺栓19能够将车轮安装于外部侧凸缘18。

在外圈8的外部侧的端部的附近配置有封闭外圈8与轮毂4之间的间隙的密封装置20,在外圈8的内部侧的端部的内侧配置有封闭外圈8与内圈6之间的间隙的密封装置21。在这些密封装置20、21的作用下,能够防止润滑脂即润滑剂从轮毂轴承1的内部流出,并且能够防止异物(包含水(包含泥水或者盐水)和灰尘在内)从外部向轮毂轴承1的内部流入。在图1中,箭头f示出来自外部的异物的流动方向的例子。

密封装置20配置于轮毂轴承1所旋转的轮毂4与被固定的外圈8的外部侧的圆筒状的端部8a之间,并将轮毂4与外圈8之间的间隙封闭。密封装置21配置于轮毂轴承1所旋转的内圈6与被固定的外圈8的内部侧的端部8b之间,并将内圈6与外圈8之间的间隙封闭。

第一实施方式

如图2所示,密封装置21配置于轮毂轴承1的外圈8的内部侧的端部8b与轮毂轴承1的内圈6的间隙内。密封装置21为环状,但是在图2中仅示出其左侧部分。

图3是将密封装置21的一部分截断而示出的局部立体图。图4是将密封装置21的局部即第一密封构件24的一部分截断而示出的局部立体图。图5是将密封装置21的局部即第二密封构件26的一部分截断而示出的局部立体图。从图2至图5可显而易见,密封装置22具有复合结构,该复合结构包括第一密封构件24和第二密封构件26。

第一密封构件24是安装于外圈8的、不旋转的固定密封构件。第一密封构件24是具有弹性环28和刚性环30的复合结构。弹性环28由弹性材料、例如弹性体形成。刚性环30由刚性材料、例如金属形成,并加强弹性环28。刚性环30具有大致l字形的剖面形状。刚性环30的一部分埋设于弹性环28,并与弹性环28紧贴。

第一密封构件24具有圆筒部分24a、环状部分24b和唇24c、24d。圆筒部分24a构成安装于外圈8的安装部。具体而言,圆筒部分24a以过盈配合的方式嵌进外圈8的端部8b(即被压入)。环状部分24b为圆环状,配置于圆筒部分24a的径向内侧并朝向内圈6向径向内侧扩展。圆筒部分24a和环状部分24b由刚性环30和弹性环28构成。

唇24c、24d从环状部分24b的内侧端朝向第二密封构件26延伸,唇24c、24d的前端与第二密封构件26接触。唇24c、24d由弹性环28构成。

第二密封构件26也可称为抛油环即旋转密封构件。第二密封构件26安装于内圈6,并且在内圈6旋转时,第二密封构件26与内圈6一起旋转,使从外部飞散而来的异物溅起。

在本实施方式中,第二密封构件26也是具有弹性环32和刚性环34的复合结构。刚性环34由刚性材料、例如金属形成。

刚性环34具有大致l字形的剖面形状。具体而言,包括圆筒状的套筒部分34a和从套筒部分34a向径向外侧扩展的圆环状的凸缘部分34b。套筒部分34a构成安装于内圈6的安装部。具体而言,在套筒部分34a以过盈配合的方式嵌进有内圈6的端部(即被压入)。

凸缘部分34b配置于套筒部分34a的径向外侧,并向径向外侧扩展,与第一密封构件24的环状部分24b相对。在本实施方式中,凸缘部分34b为平板,位于相对于套筒部分34a的轴线垂直的平面内。在本实施方式中,第二密封构件26的凸缘部分34b的、和环状部分24b所相对的面34c与第一密封构件24的环状部分24b的、和凸缘部分34b所相对的面24e平行。

弹性环32与刚性环34的凸缘部分34b紧贴。在本实施方式中,为了测量内圈6的转速而设置弹性环32。具体而言,弹性环32由含有磁性金属粉和陶瓷粉的弹性体材料形成,并且由于磁性金属粉而具有多个s极和n极。在弹性环32中,多个s极和n极在圆周方向上隔着等角度间隔而交替配置。通过未图示的磁旋转编码器,能够测定弹性环32的旋转角度。弹性环32的材料由于含有金属粉,所以比通常的弹性体材料的硬度高,从而不易因异物而受到损伤。

第一密封构件24的唇24c是从环状部分24b的内侧端向半径方向内侧延伸的径向唇(润滑脂唇)。径向唇24c朝向第二密封构件26的套筒部分34a延伸,且径向唇24c的前端与套筒部分34a接触。径向唇24c朝向半径方向内侧且外部侧延伸,主要起到阻止润滑剂从轮毂轴承1的内部流出的作用。

唇24d是从环状部分24b的内侧端向侧方延伸的轴向唇(侧唇)。轴向唇24d的前端朝向半径方向外侧且内部侧延伸,并与第二密封构件26的凸缘部分34b接触。轴向唇24d主要起到阻止异物从外部向轮毂轴承1的内部流入的作用。

第一密封构件24安装于被固定的外圈8,而由于内圈6和第二密封构件26旋转,所以唇24c、24d分别相对于第二密封构件26的套筒部分34a和凸缘部分34b滑动。

如图2所示,在第一密封构件24的圆筒部分24a的内部侧的前端与第二密封构件26的外端缘之间设有环状的间隙36。异物有时通过间隙36侵入到第一密封构件24的环状部分24b与第二密封构件26的凸缘部分34b之间的空间42(环状部分24b的面24e与凸缘部分34b的面34c之间的空间)、更详细地说侵入到第一密封构件24的环状部分24b与第二密封构件26的弹性环32之间的空间46(环状部分24b的面24e与弹性环32的面32a之间的空间)内。相反,空间42、46内的异物能够通过间隙36排出。

在第二密封构件26支承有朝向第一密封构件24的环状部分24b突出的多个水排出突起40。这些水排出突起40具有相同形状相同大小,并在圆周方向上隔着等角度间隔排列。这些水排出突起40在空间46内突出。

在本实施方式中,多个水排出突起40一体地安装于第二密封构件26的、覆盖刚性环34的凸缘部分34b的面34c的弹性环32的局部。即,水排出突起40是弹性环32的一部分。因此,水排出突起40由与弹性环32相同的材料、即含有磁性金属粉和陶瓷粉的弹性体材料形成。

在本实施方式中,如图5和图6所示,各水排出突起40具有大致四棱柱、具体而言大致菱形柱的形状。更具体地说,各水排出突起40具有由内侧圆弧面40a、外侧圆弧面40b和两个倾斜侧面40c、40d划定出的大致菱形的轮廓。如图2所示,各水排出突起40的四棱柱的底面40f与凸缘部分34b的、和环状部分24b相对的面34c平行,与弹性环32的、和环状部分24b相对的面32a为同一面,四棱柱的顶面40e与面32a、34c平行。

在图6中,箭头r1示出设有轮毂轴承1的机动车前进时的第二密封构件26的旋转方向(内圈6的旋转方向)。圆弧面40a、40b沿着旋转方向r1呈圆弧状延伸。即,圆弧面40a、40b分别与和套筒部分34a同心的圆(未图示)重叠。另一方面,倾斜侧面40c相对于旋转方向r1以锐角交叉,倾斜侧面40d相对于旋转方向r1以钝角交叉。倾斜侧面40c、40d彼此平行。

如上所述,异物(包含水和灰尘在内)可能侵入到第一密封构件24的环状部分24b与第二密封构件26的覆盖凸缘部分34b的弹性环32之间的空间46(参考图2和图3)内。但是,在空间46内突出有多个水排出突起40,且各水排出突起40具有相对于内圈6的旋转方向r1以锐角相交的倾斜侧面40c(参考图6)。因此,伴随着内圈6与第二密封构件26的旋转,如图6中箭头f1所示,空间46内的水相对于第二密封构件26的旋转,沿着倾斜侧面40c流向与内圈6和第二密封构件26的旋转方向r1相反的方向。相对于旋转方向r1以锐角相交的倾斜侧面40c促进水的顺畅的流动。如此流动的水从空间46经由间隙36(参考图2)被迅速地排出。因此,密封装置21对密封对象即轮毂轴承1的防水的保护性能高。另外,对于密封装置21自身而言也能够降低因水(包含泥水或者盐水在内)的存在而加速的劣化。间隙36为环状,因此水从空间46经由间隙36的一部分流出,而密封装置21的外侧的空气经由间隙36的另一部分流入至空间46的内部。流入至空间46的内部的空气促进水从空间46的流出。另外,空间46的内部成为负压,从而降低了唇24c、24d产生预料外的变形的风险。

如上所示,密封装置21基于水排出突起40的水的排出性能高,因此不一定设置阻止异物的侵入的轴向唇24d。在未设有轴向唇24d的情况下,在内圈6和第二密封构件26旋转时,不产生因轴向唇24d与第二密封构件26滑动而引起的扭矩。因此,能够提高机动车的能源效率。

但是,在本实施方式中,为了提高阻止异物的可靠性而设有轴向唇24d。即使在这样的情况下,基于水排出突起40的水的排出性能高,因此不需要提高轴向唇24d相对于第二密封构件26的凸缘部分34b的接触压力。因此,能够提高水的排出性能且同时抑制或者降低因轴向唇24d与第二密封构件26的滑动而引起的扭矩。如本实施方式那样,在设有轴向唇24d的情况下,优选水排出突起40配置于比轴向唇24d更靠间隙36的附近(配置于轴向唇24d与间隙36之间的位置)。换言之,优选水排出突起40在与大气相连的空间46内突出。如上所述,通过如此配置,密封装置21的外侧的空气通过间隙36而流入至配置有水排出突起40的空间46的内部,由此促进了水从空间46的流出。

如图2所示,在本实施方式中,各水排出突起40配置于不与轴向唇24d重叠的位置。因此,在内圈6旋转时,水排出突起40不会与轴向唇24d碰撞或滑动,从而抑制轴向唇24d的过度磨损。

另外,各水排出突起40与第一密封构件24的圆筒部分24a和环状部分24b隔着间隔地配置。因此,在内圈6旋转时,水排出突起40不会与第一密封构件24碰撞或滑动。

如图2所示,在本实施方式中,第二密封构件26的弹性环32的、和环状部分24b相对的面32a与第一密封构件24的环状部分24b的、和凸缘部分34b相对的面24e平行。也就是说,形成有水排出突起40的面32a与位于水排出突起40的前方的面24e平行。换言之,划定配置有多个水排出突起40的空间46的两个面平行。因此,与两个面不平行的情况相比,通过水排出突起40使水排出的效率良好。

在本实施方式中,各水排出突起40具有四棱柱的形状,四棱柱的底面40f与凸缘部分34b的、和环状部分24b相对的面34c平行,与弹性环32的、和环状部分24b相对的面32a为同一面,四棱柱的顶面40e与凸缘部分34b的面34c和弹性环32的面32a平行。因此,与各水排出突起40为例如从底面朝向顶点变细的锥形形状的情况相比,能够增大水排出突起的剖面面积(密封装置21的径向剖面即图2的纸面上的面积),从而通过水排出突起40使水排出的效率良好。

如图5和图6所示,在本实施方式中,各水排出突起40在内圈6的旋转方向上的长度比各水排出突起40在第一密封构件24和第二密封构件26的径向上的长度大。特别是各水排出突起40具有沿着第二密封构件26的旋转方向(内圈6的旋转方向)r1的最大长度(内侧圆弧面40a和倾斜侧面40c所形成的顶点与外侧圆弧面40b和倾斜侧面40d所形成的顶点之间的长度)。因此,即使有硬异物碰撞到水排出突起40而水排出突起40损伤、或者水排出突起40因水流而产生磨损,水排出突起40整体也不会在短时间内消失。即,水排出突起40具有长寿命。

在本实施方式中,各水排出突起40向第一密封构件24的环状部分24b与第二密封构件26的凸缘部分34b之间的空间42、更具体地说在第一密封构件24的环状部分24b与第二密封构件26的弹性环32之间的空间46内突出。因此,由图2和图3可显而易见,多个水排出突起41配置于第一密封构件24的最大直径的范围内。因此,不需要对密封装置21乃至轮毂轴承1进行大型化。

在本实施方式中,多个水排出突起40由与弹性环32相同的材料即含有磁性金属粉和陶瓷粉的弹性体材料形成。由于水排出突起40含有金属粉和陶瓷粉,所以对硬异物的冲击的耐久性高,且耐磨损性高。

在本实施方式中,多个水排出突起40一体地安装于第二密封构件26的、覆盖刚性环34的凸缘部分34b的弹性环32。因此,由于部件数量的削减,所以密封装置21的组装容易。

关于形成水排出突起40的方法,可以是例如使用模具的压制加工或者注塑成型,在这样的情况下,也可以在形成弹性环32的同时形成水排出突起40。其中,既可以通过将水排出突起40粘合于凸缘部分34b而将水排出突起40接合于凸缘部分34b,也可以通过对弹性环32的切削加工来形成水排出突起40。

图7是示出第一实施方式的变形例的密封装置21的第二密封构件26的立体图。在图7以后的附图中,由于示出已经说明的结构要素,所以使用相同的附图标记,对这些结构要素不进行详细的说明。

在图7的变形例中,设于第二密封构件26的凸缘部分34b的各水排出突起50具有大致三棱柱或大致梯形柱的形状。更具体地说,各水排出突起50具有由内侧圆弧面50a、外侧圆弧面50b和两个倾斜侧面50c、50d划定出的大致三角形或大致梯形的轮廓。两个倾斜侧面50c、50d的长度相等。其中,也可以排除外侧圆弧面50b而使各水排出突起50的轮廓形成为等腰三角形。各水排出突起50的梯形柱的底面与凸缘部分34b的、和环状部分24b相对的面34c平行,与弹性环32的、和环状部分24b相对的面32a为同一面,四棱柱的顶面50e与面34c平行。

在该变形例中,各水排出突起50具有两个倾斜侧面50c、50d,该两个倾斜侧面50c、50d分别与内圈6和第二密封构件26所旋转的两个旋转方向r1、r2以锐角相交。在图7中,箭头r1示出设有轮毂轴承1的机动车前进时的第二密封构件26的旋转方向(内圈6的旋转方向)。箭头r2示出设有轮毂轴承1的机动车后退时的第二密封构件26的旋转方向(内圈6的旋转方向)。圆弧面50a、50b沿着旋转方向r1、r2呈圆弧状延伸。即圆弧面50a、50b分别与和套筒部分34a同心的圆(未图示)重叠。另一方面,倾斜侧面50c相对于旋转方向r1以锐角交叉,并相对于旋转方向r2以钝角交叉。倾斜侧面50d相对于旋转方向r1以钝角交叉,并相对于旋转方向r2以锐角交叉。

伴随着内圈6和第二密封构件26的向旋转方向r1的旋转,如图7中箭头f1所示,空间46内的水相对于第二密封构件26的旋转,沿着倾斜侧面50c而流向与内圈6和第二密封构件26的旋转方向r1相反的方向。相对于旋转方向r1以锐角相交的倾斜侧面50c促进水的顺畅的流动。另一方面,伴随着内圈6和第二密封构件26的向旋转方向r2的旋转,如图7中箭头f2所示,空间46内的水相对于第二密封构件26的旋转,沿着倾斜侧面50d而流向与内圈6和第二密封构件26的旋转方向r2相反的方向。相对于旋转方向r2以锐角相交的倾斜侧面50d促进水的顺畅的流动。如此流动的水从空间46经由间隙36(参考图2)被迅速地排出。因此,密封装置21对密封对象即轮毂轴承的防水的保护性能高。另外,对于密封装置21自身而言也能够降低因水(包含泥水或盐水在内)的存在而加速的劣化。间隙36为环状,因此水从空间46经由间隙36的一部分流出,而密封装置21的外侧的空气经由间隙36的另一部分流入至空间46的内部。流入至空间46的内部的空气促进水从空间46的流出。另外,空间46的内部成为负压,从而降低了唇24c、24d产生预料外的变形的风险。

该变形例的密封装置21能够供机动车的左右车轮双方共同使用,并且无论在机动车前进时还是在后退时,都能够通过水排出突起50将水排出。在将密封装置21组装于机动车时,操作者无需注意密封装置是用于哪一个车轮的结构。

在该变形例中,各水排出突起50具有大致三棱柱或大致梯形柱的形状,大致三棱柱或大致梯形柱的底面与凸缘部分34b的、和环状部分24b相对的面34c平行,与弹性环32的、和环状部分24b相对的面32a为同一面,大致三棱柱或大致梯形柱的顶面50e与凸缘部分34b的面34c和弹性环32的面32a平行。因此,与各水排出突起50为例如从底面朝向顶点变细的锥形形状的情况相比,能够增大水排出突起的剖面面积(密封装置21的径向剖面上的面积)从而,通过水排出突起50使水排出的效率良好。

各水排出突起50在旋转方向r1、r2上的长度(即内侧圆弧面50a的长度)比各水排出突起50在密封装置21的径向上的长度(即圆弧面50a、50b之间的距离)大。因此,即使有硬异物碰撞到水排出突起50而水排出突起50损伤、或者水排出突起50因水流而产生磨损,水排出突起50整体也不会在短时间内消失。即,水排出突起50具有长寿命。

图8是第一实施方式的另一变形例的密封装置21的局部剖视图。在该变形例中,第一密封构件24除了第一实施方式的轴向唇24d之外,还包括轴向唇(侧唇)24f。轴向唇24f与轴向唇24d相比形成于径向外侧,并从环状部分24b的面24e向侧方延伸,其前端朝向从半径方向外侧且内部侧延伸,并与第二密封构件26的凸缘部分34b接触。轴向唇24f主要起到阻止异物从外部向轮毂轴承1的内部流入的作用。

各水排出突起40配置于不与轴向唇24d、24f重叠的位置。因此,在内圈6旋转时,水排出突起40不会与轴向唇24d、24f碰撞或产生滑动,从而抑制轴向唇24d、24f的过度磨损。

在该变形例中,为了提高阻止异物的可靠性而设有两个轴向唇24d、24f。即使在这样的情况下,基于水排出突起40的水的排出性能高,因此不需要提高轴向唇24d、24f相对于第二密封构件26的凸缘部分34b的接触压力。因此,能够提高水的排出性能且同时抑制或降低因轴向唇24d、24f与第二密封构件26的滑动而引起的扭矩。轴向唇的数量也可以是三个以上。在设有轴向唇24d、24f的情况下,如本例这样,优选水排出突起40配置于比最外侧的轴向唇24f更靠间隙36的附近(配置于最外侧的轴向唇24f与间隙36之间的位置)。换言之,优选水排出突起40在与大气相连的空间46内突出。如上所述,通过如此配置,密封装置21的外侧的空气穿过间隙36,流入至配置有水排出突起40的空间46的内部,由此促进了水从空间46的流出。

图9是第一实施方式的另一变形例的密封装置的局部剖视图。在该变形例中,各水排出突起40未一体地安装于第二密封构件26的刚性环34的凸缘部分34b。在凸缘部分34b重叠有圆环板54,并且各水排出突起40一体地安装于圆环板54。圆环板54由刚性材料、例如金属材料形成,水排出突起40由与圆环板54相同的刚性材料、例如金属材料形成。因此,水排出突起40对硬异物的冲击的耐久性,且耐磨损性高。

圆环板54配置于第一密封构件24的环状部分24b与第二密封构件26的凸缘部分34b之间的空间42内,并与凸缘部分34b的面34c接触。圆环板54配置于第二密封构件26的套筒部分34a的径向外侧,向径向外侧扩展,且与第一密封构件24的环状部分24b相对。在该变形例中,圆环板54的、和环状部分24b相对的面54a与第一密封构件24的环状部分24b的面24e和第二密封构件26的凸缘部分34b的面34c平行。

水排出突起40在彼此平行的两个面24e、54a之间的空间56内突出。因此,与两个面不平行的情况相比,通过水排出突起40使水排出的效率良好。

在该变形例中,各水排出突起40具有四棱柱的形状,四棱柱的底面40f与凸缘部分34b的、和环状部分24b相对的面34c平行,与圆环板54的面54a为同一面,四棱柱的顶面40e与凸缘部分34b的面34c平行。因此,与各水排出突起40为例如从底面朝向顶点变细的锥形形状的情况相比,能够增大水排出突起的剖面面积(密封装置21的径向剖面即图9的纸面上的面积),从而通过水排出突起40使水排出的效率良好。

在该变形例中,圆环板54乃至水排出突起40由金属材料形成。但是,圆环板54乃至水排出突起40例如也可以由含有金属粉的树脂材料、含有陶瓷粉的树脂材料、含有金属粉和陶瓷粉这两者的树脂材料、含有金属粉的弹性体材料、含有陶瓷粉的弹性体材料或者含有金属粉和陶瓷粉这两者的弹性体材料形成。这些材料由于含有金属粉和陶瓷粉的至少一者,所以比通常的树脂材料或弹性体材料的硬度高,从而不易因异物而受到损伤。在这样的情况下也是水排出突起40对硬异物的冲击的耐久性高,且耐磨损性高。进一步,圆环板54乃至水排出突起40也可以由不含有金属粉和陶瓷粉的树脂材料或弹性体材料形成。

在任意情况下,形成水排出突起40的方法都可以是例如使用模具的压制加工或者注塑成型,在这样的情况下,也可以在形成圆环板54的同时形成水排出突起40。其中,既可以通过将水排出突起40焊接、钎焊或者粘合于圆环板54而使水排出突起40与圆环板54接合,也可以通过对圆环板54的切削加工来形成水排出突起40。

在该变形例中,在与第二密封构件26容易分离的单独的圆环板54形成有水排出突起40。但是,也可以将圆环板54接合于第二密封构件26的凸缘部分34b。

图10是第一实施方式的另一变形例的密封装置的局部剖视图。在该变形例中,不使用圆环板54,而使各水排出突起40直接一体地安装于第二密封构件26的刚性环34的凸缘部分34b。即,各水排出突起40是刚性环34的一部分。各水排出突起40的底面40f与凸缘部分34b的、和环状部分24b相对的面34c为同一面。水排出突起40由与刚性环34相同的刚性材料、例如金属材料形成。因此,水排出突起40对硬异物的冲击的耐久性,且耐磨损性高。

图11至图13示出第一实施方式的再一变形例的密封装置21。在该变形例中,多个水排出突起60一体地安装于第二密封构件26的、覆盖刚性环34的凸缘部分34b的面34c的弹性环32的局部。即,水排出突起60是弹性环32的一部分。因此,水排出突起60由与弹性环32相同的材料、即含有磁性金属粉和陶瓷粉的弹性体材料形成。

在该变形例中,设于第二密封构件26的凸缘部分34b的各水排出突起60具有大致三棱锥的形状。更具体地说,各水排出突起60具有大致三角形的第一倾斜侧面60a、大致三角形的第二倾斜侧面60b、大致三角形的第三倾斜侧面60c和大致三角形的底面60d。其中,倾斜侧面60a、60b、60c所相邻的顶部是平坦的。如图13所示,底面60d与凸缘部分34b的、和环状部分24b相对的面34c平行,与弹性环32的、和环状部分24b相对的面32a为同一面。第一倾斜侧面60a的轮廓为大致等腰三角形,第一倾斜侧面60a和第二倾斜侧面60b之间的边长与第一倾斜侧面60a和第三倾斜侧面60c之间的边长相等。

在图12中,箭头r1示出设有轮毂轴承1的机动车前进时的第二密封构件26的旋转方向(内圈6的旋转方向)。第一倾斜侧面60a和第二倾斜侧面60b与旋转方向r1以锐角交叉。另一方面,第三倾斜侧面60c与底面60d之间的边沿着旋转方向r1延伸,并与旋转方向r1平行。

伴随着内圈6和第二密封构件26的旋转,如图12中箭头f1所示,空间46内的水相对于第二密封构件26的旋转,沿着第一倾斜侧面60a和第二倾斜侧面60b而流向与内圈6和第二密封构件26的旋转方向r1相反的方向。即,水流经某水排出突起60的第一倾斜侧面60a和与其相邻的水排出突起60的第二倾斜侧面60b之间的流路。与旋转方向r1以锐角相交的第一倾斜侧面60a和第二倾斜侧面60b促进水的顺畅的流动。如此流动的水从空间46经由间隙36(参考图2)被迅速地排出。因此,密封装置21对密封对象即轮毂轴承的防水的保护性能高。另外,对于密封装置21自身而言也能够降低因水(包含泥水或盐水在内)的存在而加速的劣化。间隙36为环状,因此水从空间46经由间隙36的一部分流出,而密封装置21的外侧的空气经由间隙36的另一部分能够流入至空间46的内部。因此,空间46的内部成为负压,从而降低了唇24c、24d产生预料外的变形的风险。

如上所述,密封装置21基于因水排出突起60的水的排出性能高,因此不一定设置阻止异物的侵入的轴向唇24d。在未设由轴向唇24d的情况下,在内圈6和第二密封构件26旋转时,不产生因轴向唇24d与第二密封构件26滑动而引起的扭矩。因此,能够提高机动车的能源效率。

但是,在该例中,为了提高阻止异物的可靠性而设有轴向唇24d。即使在这样的情况下,基于水排出突起60的水的排出性能高,因此不需要提高轴向唇24d相对于第二密封构件26的凸缘部分34b的接触压力。因此,能够提高水的排出性能且同时抑制或者降低因轴向唇24d与第二密封构件26的滑动而引起的扭矩。如本例这样,在设有轴向唇24d的情况下,优选水排出突起40配置于比轴向唇24d更靠间隙36的附近(配置于轴向唇24d与间隙36之间的位置)。换言之,优选水排出突起40在与大气相连的空间46内突出。

如图13所示,在该例中,各水排出突起60配置于不与轴向唇24d重叠的位置。因此,在内圈6旋转时,水排出突起60不会与轴向唇24d碰撞或产生滑动,从而抑制轴向唇24d的过度磨损。

另外,各水排出突起60与第一密封构件24的圆筒部分24a和环状部分24b隔着间隔地配置。因此,在内圈6旋转时,水排出突起60不会与第一密封构件24碰撞或产生滑动。

如图9所示,在该例中,第二密封构件26的弹性环32的、和环状部分24b相对的面32a与第一密封构件24的环状部分24b的、和凸缘部分34b相对的面24e平行。也就是说,形成有水排出突起60的面32a与位于水排出突起60的前方的面24e平行。换言之,划定配置有多个水排出突起60的空间46的两个面平行。因此,与两个面不平行的情况相比,通过水排出突起60使水排出的效率良好。

如图12和图13所示,在该例中,各水排出突起60在内圈6的旋转方向上的长度比各水排出突起60在第一密封构件24和第二密封构件26的径向上的长度大。因此,即使有硬异物碰撞水排出突起60而水排出突起60损伤、或者水排出突起60因水流而产生磨损,水排出突起60整体也不会在短时间内消失。即,水排出突起60具有长寿命。

在本实施方式中,各水排出突起60在第一密封构件24的环状部分24b与第二密封构件26的凸缘部分34b之间的空间42、更具体地说在第一密封构件24的环状部分24b与第二密封构件26的弹性环32之间的空间46内突出。因此,由图11和图13可显而易见,多个水排出突起60配置于第一密封构件24的最大直径的范围内。因此,不需要使密封装置21乃至轮毂轴承1大型化。

在该变形例中,各水排出突起60一体地安装于第二密封构件26的、覆盖刚性环34的凸缘部分34b的弹性环32。但是,与图9所示的变形例的水排出突起40同样地、各水排出突起60也可以一体地安装于与凸缘部分34b重叠的圆环板54(未图示于图11~图13)。

另外,如图14所示,也可以不使用圆环板54,而使各水排出突起60直接一体地安装于第二密封构件26的刚性环34的凸缘部分34b。即,各水排出突起60可以是刚性环34的一部分。在图14的变形例中,各水排出突起60的底面60d与凸缘部分34b的、和环状部分24b相对的面34c为同一面。水排出突起60由与刚性环34相同的刚性材料、例如金属材料形成。因此,水排出突起60对硬异物的冲击的耐久性,且耐磨损性高。

图15和图16示出第一实施方式的再一变形例的密封装置21。在该变形例中,使用与第一实施方式的结构不同的第一密封构件24和第二密封构件26。在第一密封构件24中,圆筒部分24a向第一实施方式的圆筒部分24a的反方向延伸。在环状部分24b的内端缘连结有倾斜连结部24g,唇24c、24d从倾斜连结部24g的内侧端延伸。倾斜连结部24g由刚性环30和弹性环28构成。

与第一实施方式不同,第二密封构件26不具有弹性环32,仅由刚性环34构成。刚性环34的凸缘部分34b为弯曲板。各水排出突起40一体地安装于第二密封构件26的刚性环34的凸缘部分34b。即,水排出突起40是刚性环34的一部分。因此,水排出突起40由与刚性环34相同的刚性材料、例如金属材料形成。各水排出突起40在第一密封构件24的环状部分24b与第二密封构件26的凸缘部分34b之间的空间42内突出。在该变形例中,第二密封构件26的凸缘部分34b的、和环状部分24b相对的面34c与第一密封构件24的环状部分24b的、和凸缘部分34b相对的面24e不平行。

图17示出第一实施方式的再一变形例的密封装置21。图18是该变形例的第二密封构件26的立体图,图19是第二密封构件26的主视图,图20是图19的xx-xx线向视剖视图。图17是沿着图19的xvii-xvii线观察到的密封装置21的剖视图。

如图17至图20所示,在第二密封构件26支承有多个水排出突起65,该多个水排出突起65朝向第一密封构件24的环状部分24b突出。这些水排出突起65具有相同形状相同大小,并在圆周方向上隔着等角度间隔排列。如图17所示,这些水排出突起65在第一密封构件24的环状部分24b与第二密封构件26的凸缘部分34b之间的空间42(更详细地说,环状部分24b的面24e与弹性环32的面32a之间的空间46)内突出。

在该变形例中,多个水排出突起65一体地安装于弹性环32的局部,该弹性环32将凸缘部分34b的、和环状部分24b相对的面34c覆盖。即,水排出突起65是弹性环32的一部分。因此,水排出突起65由与弹性环32相同的材料、即含有磁性金属粉和陶瓷粉的弹性体材料形成。

如图19所示,在该变形例中,在沿着第二密封构件26的轴线方向观察的情况下,各水排出突起65具有大致四边形、具体而言大致菱形的轮廓。另外,如图17和图20所示,在从第二密封构件26的侧方观察的情况下,各水排出突起65具有一个角形成为圆弧状的大致四边形的轮廓。

更具体而言,如图19所示,各水排出突起65具有由内侧圆弧面65a、外侧圆弧线65b和两个倾斜侧面65c、65d划定出的大致菱形的轮廓。外侧圆弧线65b在第二密封构件26中与将刚性环34的外周轮廓覆盖的弹性环32的外周轮廓大致一致。

如图17和图20所示,各水排出突起65具有由内侧圆弧面65a、顶面65e、弯曲面65g和底面65f划定出的大致四边形的轮廓。底面65f与凸缘部分34b的、和环状部分24b相对的面34c平行,与弹性环32的、和环状部分24b相对的面32a为同一面。顶面65e与面32a、34c平行。弯曲面65g弯曲为越朝向径向内侧越远离凸缘部分34b的圆弧状。

第一密封构件24的弹性环28具有从圆筒部分24a至环状部分24b的弯曲面66。弯曲面66弯曲为越朝向径向内侧越远离第二密封构件26的凸缘部分34b的圆弧状。水排出突起65的弯曲面65g与第一密封构件24的弯曲面66相对且与弯曲面66大致并行地形成。弯曲面66划定供具有弯曲面65g的水排出突起65可旋转的狭小的空间42。

在图19中,箭头r1示出设有轮毂轴承1的机动车前进时的第二密封构件26的旋转方向(内圈6的旋转方向)。内侧圆弧面65a和外侧圆弧线65b沿着旋转方向r1呈圆弧状延伸。即,内侧圆弧面65a和外侧圆弧线65b分别与和套筒部分34a同心的圆(未图示)重叠。另一方面,倾斜侧面65c相对于旋转方向r1以锐角交叉,倾斜侧面65d相对于旋转方向r1以钝角交叉。

如上所述,异物(包含水和灰尘在内)可能侵入到第一密封构件24的环状部分24b与第二密封构件26的覆盖凸缘部分34b的弹性环32之间的空间42(参考图17)内。但是,在空间42内突出有多个水排出突起65,且各水排出突起65具有相对于内圈6的旋转方向r1以锐角相交的倾斜侧面65c(参考图19)。因此,伴随着内圈6与第二密封构件26的旋转,如图19中箭头f1所示,空间42内的水相对于第二密封构件26的旋转,沿着倾斜侧面65c而流向与内圈6和第二密封构件26的旋转方向r1相反的方向。相对于旋转方向r1以锐角相交的倾斜侧面65c促进水的顺畅的流动。如此流动的水从空间42经由间隙36(参考图17)被迅速地排出。因此,密封装置21对密封对象即轮毂轴承1的防水的保护性能高。另外,对于密封装置21自身而言也能够降低因水(包含泥水或者盐水在内)的存在而加速的劣化。间隙36为环状,因此水从空间42经由间隙36的一部分流出,而密封装置21的外侧的空气经由间隙36的另一部分流入至空间42的内部。流入至空间42的内部的空气促进水从空间42的流出。另外,空间42的内部成为负压,从而降低了唇24c、24d产生预料外的变形的风险。

在该变形例中,第一密封构件24具有弯曲面66,各水排出突起65具有弯曲面65g,弯曲面65g与弯曲面66相对。在第一密封构件24和水排出突起65分别形成有弯曲面66、65g,因此异物不易从外部侵入到环状部分24b与凸缘部分34b之间的空间42。

另外,水排出突起65的弯曲面65g由于越朝向径向外侧越靠近凸缘部分34b,所以水的排出性能高。参考图21说明该优点。如图21所示,伴随着内圈6和第二密封构件26的旋转,离心力cf作用于空间42内的空气。水排出突起65的顶面65e相对于密封装置21的轴线方向垂直地配置,紧贴力af在轴线方向作用于附着于顶面65e的水滴wd。由于水的表面张力或凝聚力,紧贴力af朝向水所接触的面而使水在该面的法线方向紧贴。附着于顶面65e的水滴wd在离心力cf、紧贴力af和重力的合力的作用下,向径向外侧、例如弯曲面65g移动。弯曲面65g相对于密封装置21的轴线方向倾斜,紧贴力af在弯曲面65g的法线方向作用于附着在弯曲面65g的水滴wd。附着于弯曲面65g的水滴wd在离心力cf、紧贴力af和重力的合力的作用下,朝向径向外侧、即环状的间隙36移动。特别是由于紧贴力af的轴线方向分量a1,附着于弯曲面65g的水滴wd朝向间隙36移动。因此,弯曲面65g促进水的排出。

进一步,第一密封构件24的弯曲面66由于越朝向径向外侧越靠近凸缘部分34b,所以水的排出性能高。参考图22说明该优点。如图22所示,在内圈6和第二密封构件26的旋转停止后,水滴wd残留于空间42内。在密封装置21的中心轴线ax的上方处,水滴wd由于重力而顺着水排出突起65的弯曲面65g落下到刚性环34的套筒部分34a或轴向唇24d的外周面。进一步,如图的虚线箭头所示,水滴wd由于重力而顺着套筒部分34a或轴向唇24d的外周面,在密封装置21的中心轴线ax的下方处落下到第一密封构件24的弯曲面66。弯曲面66由于越朝向径向外侧越靠近凸缘部分34b,所以水滴wd从环状的间隙36被迅速地排出。

如图19所示,在该变形例中,各水排出突起65在内圈6的旋转方向上的长度比各水排出突起65在第一密封构件24与第二密封构件26的径向上的长度大。特别是各水排出突起65具有沿着第二密封构件26的旋转方向(内圈6的旋转方向)r1的最大长度(内侧圆弧面65a和倾斜侧面65c所形成的顶点与外侧圆弧线65b和倾斜侧面65d所形成的顶点之间的长度)。因此,即使有硬异物碰撞水排出突起65而水排出突起65损伤、或者水排出突起65因水流而产生磨损,水排出突起65整体也不会在短时间内消失。即,水排出突起65具有长寿命。

在该变形例中,各水排出突起65在第一密封构件24的环状部分24b与第二密封构件26的凸缘部分34b之间的空间42内突出。因此,从图17可显而易见,多个水排出突起65配置于第一密封构件24的最大直径的范围内。因此,不需要使密封装置21乃至轮毂轴承1大型化。

进一步,如图23所示,也可以将具有倾斜面67a的环状的圆形突起67安装于第二密封构件26,从而使水排出突起65从倾斜面67a突出。圆形突起67朝向第一密封构件24的环状部分24b突出,并具有大致三角形的剖面。圆形突起67具有倾斜面67a,该倾斜面67a越朝向径向内侧越远离第二密封构件26的凸缘部分34b。在这样的情况下,第一密封构件24具有环状的圆形突起67,多个水排出突起65由于从圆形突起67的倾斜面67a突出,所以环状部分24b与凸缘部分34b之间的空间42的形状变得更复杂,因此,异物更加难以从外部侵入到空间42。

在图17至图23的变形例中,在第一密封构件24与水排出突起65分别形成有弯曲面66、65g,但是如图24所示,也可以代替水排出突起65的弯曲面65g,设有倾斜为越朝向径向内侧越远离凸缘部分34b的倾斜面68。在这样的情况下,也可以在第一密封构件24设有倾斜面69,该倾斜面69倾斜为远离凸缘部分34b且与水排出突起65的倾斜面大致并行。

在上述实施方式和变形例中,促使水的流出的水排出突起40、50、65的倾斜侧面40c、50c、50d、65c为平坦面。但是,如图25和图26所示,在沿着密封装置21的轴线方向观察的情况下,各倾斜侧面40c也可以相对于该倾斜侧面40c的两端凹陷地弯曲。水排出突起50、65的倾斜侧面50c、50d、65c也可以同样地凹陷地弯曲。

或者,如图27和图28所示,在沿着密封装置21的轴线方向观察的情况下,各倾斜侧面40c也可以相对于该倾斜侧面40c的两端弯曲为凸状。水排出突起50、65的倾斜侧面50c、50d、65c也可以同样弯曲为凸状。

上述的实施方式和各种变形例只要不矛盾就可以进行组合。例如,图2的实施方式的水排出突起40也可以不一体地安装于弹性环32而是一体地组装于刚性环34的凸缘部分34b。在这样的情况下,水排出突起40可以由金属材料形成。图15和图16的变形例的水排出突起40也可以不一体地安装于刚性环34的凸缘部分34b,而是一体地安装于配置在凸缘部分34b的、未图示的圆环板或者弹性环。在这样的情况下,水排出突起40可以由金属材料形成,也可以由含有树脂材料、弹性体材料、金属粉和陶瓷粉中的至少一者的树脂材料或者含有金属粉和陶瓷粉中的至少一者的弹性体材料形成。

关于第一实施方式和其变形例,进行了用于确认水的排出效果的试验。图29是示出该试验所使用的试验装置。该试验装置具有水箱155、旋转轴116、第一密封构件124、第二密封构件126、旋转板150和外壁构件118。

在水箱155的内部储存有水w。旋转轴116模仿内圈6,但其为实心的圆棒。旋转轴116以水平配置的中心轴线ax为中心旋转。外壁构件118模仿外圈8,并具有圆形的贯通穴119。外壁构件118的下侧部分的外周与水箱155的内表面之间的交界被封闭。第一密封构件124、第二密封构件126和旋转板150配置于外壁构件118的贯通穴119的径向内侧。

第一密封构件124模仿第一实施方式和变形例的第一密封构件24,但是不具有径向唇24c、轴向唇24d之类的唇。第一密封构件124是安装于外壁构件118的、不旋转的固定密封构件。第一密封构件124是具有弹性环28和刚性环30的复合结构。第一密封构件124具有圆筒部分24a和环状部分24b。圆筒部分24a以过盈配合的方式嵌进(即被压入)外壁构件118的贯通穴119。

第二密封构件126和旋转板150协作来模仿第一实施方式和变形例的第二密封构件26。第二密封构件126具有第二密封构件26的刚性环34和弹性环132。在刚性环34的套筒部分34a以过盈配合的方式嵌进(即被压入)有旋转轴116的端部。弹性环132与刚性环34的凸缘部分34b紧贴。

旋转板150具有圆板部152和圆环部154。圆板部152与旋转轴116同心配置,并与旋转轴116的端部相对。圆环部154与圆板部152同心配置,并从圆板部152的径向外侧部分朝向第一密封构件124的环状部分24b延伸。圆环部154配置于第一密封构件124的圆筒部分24a的内部,并在圆环部154与圆筒部分24a之间设有环状的间隙136。间隙136相当于第一实施方式和变形例的间隙36。

刚性环34的凸缘部分34b以过盈配合的方式嵌进(即被压入)旋转板150的圆环部154。弹性环132在凸缘部分34b与旋转板150的圆板部152之间被压缩,并封闭凸缘部分34b与圆板部152之间的间隙。

圆环部154的环状部分24b侧的面与凸缘部分34b的、和环状部分24b相对的面34c为同一面或平行。这些面与环状部分24b相离开,并且在这些面与环状部分24b之间设有空间146。空间146相当于第一实施方式和变形例的空间46。

圆环部154的环状部分24b侧的面形成有多个水排出突起140。水排出突起140相当于第一实施方式的水排出突起40,具有大致四棱柱、具体而言大致菱形柱的形状。

因此,图示的试验装置具有模仿图2所示出的第一实施方式或图10所示出的变形例的形状。伴随着旋转轴116的旋转,第二密封构件126和旋转板150与水排出突起140一起旋转。另一方面,固定于外壁构件118的第一密封构件124维持静止的状态。

但是,第一密封构件124与第一实施方式和变形例的第一密封构件24不同,不具有唇。在第一密封构件124的内端缘与第二密封构件126的刚性环34之间设有间隙128。

因此,当储存于水箱155的内部的水w通过环状的间隙136的下部而进入空间146内时,这些水w通过间隙128流出。另一方面,空气通过环状的间隙136的上部而流入至空间146内,流入的空气促进水从空间146的流出。

为了确认基于水排出突起140的水的排出效果,虽然未图示,但准备了未设置水排出突起140的、用于比较的试验装置。另外,代替多个大致四棱柱的水排出突起140,也准备了设置多个大致三棱锥的水排出突起的、用于比较的试验装置。该试验装置具有模仿图13所示的变形例或者图14所示的变形例的形状。

在试验中,关于这些试验装置,分别改变旋转轴116的转速,并分别测定在一分钟内以各转速通过间隙128流出的水w的重量。根据测定出的重量来计算出每单位时间所流出的水的量、即流量(g/min)。

在试验中,在通过间隙128流出的水w的流量稳定了之后(即成为恒定状态后),并在水面的高度成为旋转轴116的中心轴线ax的高度之后,测定流出的水w的重量。在各条件下,进行5次测定,计算平均值。计算出的流量可以认为是水向在周围水多的环境下的密封装置21的轴向唇24d的到达量。

图30示出该试验的结果。在任意的试验装置中,在高转速下通过安装于旋转轴116的旋转板150的旋转,水w都会被溅起,因此流量成为零。但是,设有多个大致四棱柱的水排出突起140的试验装置与其他试验装置相比,流量明显小且在最低转速下流量成为零。推定其原因在于,通过与旋转板150一起旋转的大致四棱柱的水排出突起140,多量的水w进一步被排出。另外,设有多个大致三棱柱的水排出突起的试验装置与未设置水排出突起的试验装置相比,流量小且在更低转速下流量成为零。如上所述,能够确认基于多个水排出突起的水的排出效果。

第二实施方式

上述的第一实施方式涉及轮毂轴承1的内部侧的密封装置21。本发明的第二实施方式涉及包含轮毂轴承1的外部侧的密封装置20在内的密封结构。

如图31所示,密封装置(密封构件)20配置于轮毂轴承1的外圈8的外部侧的端部8a与轮毂轴承1的轮毂4之间的间隙内。具体而言,密封装置20配置于如下所述的空间内,即该空间由轮毂轴承1的外圈8的外部侧的圆筒状的端部8a、轮毂轴承1的轮毂4的滚珠10附近的圆筒部分的外周面4a、与轮毂4的外周面4a相比向径向外侧扩展的凸缘面4b和将外周面4a与凸缘面4b连结的圆弧面4c围绕而成。凸缘面4b是外部侧凸缘18的内部侧的表面。密封装置20为环状,但是在图31中仅示出其左侧部分。

密封装置20是具有弹性环164和刚性环165的复合结构。弹性环164由弹性材料、例如弹性体形成。刚性环165由刚体材料、例如金属形成,并加强弹性环164。刚性环165的一部分埋设于弹性环64,并与弹性环64紧贴。

弹性环164具有圆筒部分164a、倾斜连结部分164b、环状部分164c和唇172、174、176。圆筒部分164a以过盈配合的方式嵌进(即被压入)外圈8的端部8a的内周面。倾斜连结部分164b配置于圆筒部分164a的半径方向内侧。环状部分164c将圆筒部分164a与倾斜连结部分164b连结。唇172、174、176从倾斜连结部分164b朝向轮毂轴承1的轮毂4延伸。

环状部分164c为圆环状,从圆筒部分164a的一端以与轮毂轴承1的中心轴线ax正交的方式,朝向轮毂4的圆筒部分的外周面4a且朝向半径方向内侧扩展。另外,环状部分164c与外部侧凸缘18的凸缘面4b相对。在本实施方式中,环状部分164c的、和凸缘面4b相对的面164e与凸缘面4b平行。

在本实施方式中,倾斜连结部分164b从环状部分164c朝向半径方向内侧且内部侧倾斜地延伸且弯曲,进一步以与轮毂轴承1的中心轴线ax正交的方式朝向半径方向内侧延伸。

唇172、174、176均仅由弹性材料形成,且均是从倾斜连结部分164b延伸的薄板状的圆环,它们的前端分别与轮毂4接触。密封装置20安装于被固定的外圈8,另一方面,由于轮毂4旋转,所以唇172、174、176相对于轮毂4产生滑动。

唇172是径向唇即润滑脂唇,其从倾斜连结部分164b的最内侧的边缘部延伸,并朝向轮毂4的滚珠10的附近的圆筒部分延伸,径向唇172的前端与圆筒部分的外周面4a接触。径向唇172朝向半径方向内侧且内部侧延伸,主要起到阻止润滑剂从轮毂轴承1的内部流出的作用。

唇174、176从倾斜连结部分164b朝向侧方(外部侧)且半径方向外侧延伸。唇174是轴向唇或侧唇,朝向轮毂4的凸缘面4b延伸,轴向唇174的前端与凸缘面4b或圆弧面4c接触。唇176被称为轴向唇或中间唇,朝向圆弧面4c延伸,中间唇176的前端与圆弧面4c接触。唇174、176主要起到阻止异物从外部向轮毂轴承1的内部流入的作用。中间唇176具有阻止穿过轴向唇174而流入的异物的备用功能。

刚性环165具有圆筒部分165a、环状部分165b、连结部分165c和环状部分165d。圆筒部分165a嵌进外圈8的端部8a的内周面。环状部分165b配置于圆筒部分165a的半径方向内侧,并配置为相对于轮毂轴承1的中心轴线ax正交。连结部分165c将圆筒部分165a与环状部分165b连结。当刚性环165嵌进外圈8的端部8a的内周面时,圆筒部分165a由于端部8a而被向半径方向内侧压缩从而产生弹性变形。图31示出被压缩的状态的圆筒部分165a。

刚性环165的圆筒部分165a和弹性环164的圆筒部分164a构成嵌进外圈8的端部8a的内周面的安装部166。刚性环165的连结部分165c与弹性环164的圆筒部分164a紧贴,环状部分165b与弹性环164的环状部分164c紧贴。

环状部分165d与弹性环164的倾斜连结部分164b紧贴。环状部分165d具有与弯曲的倾斜连结部分164b的形状大致相似的弯曲的形状。

在本实施方式中,在外圈8的端部8a与轮毂4的凸缘面4b之间设有环状的间隙180。异物有时通过间隙180侵入到密封装置20的环状部分164c与凸缘面4b之间的空间182(环状部分164c的面164e与凸缘面4b之间的空间)。相反,空间182内的异物能够通过间隙180被排出。

在本实施方式中,在轮毂4的外部侧凸缘18支承有朝向密封装置20的环状部分164c突出的多个水排出突起40。这些水排出突起40具有相同形状相同大小,并在圆周方向上隔着等角度间隔排列。这些水排出突起40在空间182内突出。

在本实施方式中,多个水排出突起40一体地安装于密封装置20的外部侧凸缘18。即,水排出突起40是外部侧凸缘18的一部分。因此,水排出突起40由与外部侧凸缘18相同的刚性材料、例如金属材料形成。

本实施方式的各水排出突起40与第一实施方式相同,具有大致四棱柱、具体而言大致菱形柱的形状(参考图5和图6)。更具体地说,各水排出突起40具有由内侧圆弧面40a、外侧圆弧面40b和两个倾斜侧面40c、40d划定出的大致菱形的轮廓。如图31所示,各水排出突起40的四棱柱的底面40f与凸缘面4b为同一面,四棱柱的顶面40e与凸缘面4b平行。

以下有时参考第一实施方式所涉及的图6。在图6中,可以将第二密封构件26改称为外部侧凸缘18,将面34c改称为凸缘面4b。箭头r1可以被认为是设有轮毂轴承1的机动车前进时的轮毂4的旋转方向。圆弧面40a、40b沿着旋转方向r1(参考图6)呈圆弧状延伸。即,圆弧面40a、40b分别与和轮毂4及外圈8同心的圆(未图示)重叠。另一方面,倾斜侧面40c相对于轮毂4的旋转方向r1以锐角交叉,倾斜侧面40d相对于旋转方向r1以钝角交叉。倾斜侧面40c、40d彼此平行。

如上所述,异物(包含水和灰尘在内)可能侵入到密封装置20的环状部分164c与轮毂4的外部侧凸缘18之间的空间182内。但是,在空间182内突出有多个水排出突起40,且各水排出突起40具有相对于轮毂4的旋转方向r1以锐角相交的倾斜侧面40c(参考图6)。因此,伴随着轮毂4的旋转,空间182内的水相对于轮毂4的旋转,沿着倾斜侧面40c而流向与轮毂4的旋转方向r1相反的方向。相对于旋转方向r1以锐角相交的倾斜侧面40c促进水的顺畅的流动。如此流动的水从空间182经由间隙180(参考图31)被迅速地排出。因此,该密封结构对密封对象即轮毂轴承1的防水的保护性能高。另外,对于密封装置20而言也能够降低因水(包含泥水或者盐水在内)的存在而加速的劣化。间隙180为环状,因此水从空间182经由间隙180的一部分流出,而密封装置20的外侧的空气经由间隙180的另一部分流入至空间182的内部。流入至空间182的内部的空气促进水从空间182的流出。另外,空间182的内部成为负压,从而降低了唇174、176产生预料外的变形的风险。

如此,该密封结构基于水排出突起40的水的排出性能高,因此不一定设置阻止异物的侵入的轴向唇174和中间唇176。在未设有轴向唇174和中间唇176的情况下,在轮毂4旋转时,不产生因轴向唇174和中间唇176与轮毂4滑动而引起的扭矩。因此,能够提高机动车的能源效率。

但是,在本实施方式中,为了提高阻止异物的可靠性而设有轴向唇174和中间唇176。即使在这样的情况下,基于水排出突起40的水的排出性能高,因此不需要提高轴向唇174和中间唇176相对于轮毂4的接触压力。因此,能够提高水的排出性能且同时抑制或降低轴向唇174和中间唇176与轮毂4的滑动而引起的扭矩。如本实施方式这样,在设有轴向唇174和中间唇176的情况下,优选水排出突起40配置于比最外侧的轴向唇174更靠间隙180的附近(配置于轴向唇174与间隙180之间的位置)。换言之,优选水排出突起40在与大气相连的空间182内突出。如上所述,通过如此配置,密封装置20的外侧的空气通过间隙180而流入至配置有水排出突起40的空间182的内部,由此促进了水从空间182的流出。

如图31所示,在本实施方式中,各水排出突起40配置于不与轴向唇174和中间唇176重叠的位置。因此,在轮毂4旋转时,水排出突起40不会与轴向唇174和中间唇176碰撞或产生滑动,从而抑制轴向唇174和中间唇176的过度磨损。

另外,各水排出突起40与密封装置20的圆筒部分164a和环状部分164c隔着间隔地配置。因此,在轮毂4旋转时,水排出突起40不会与密封装置20碰撞或产生滑动。

如图31所示,在本实施方式中,轮毂4的凸缘面4b与密封装置20的环状部分164c的、和凸缘面4b相对的面164e平行。也就是说,形成有水排出突起40的凸缘面4b与位于水排出突起40的前方的面164e平行。换言之,划定配置有多个水排出突起40的空间182的两个面平行。因此,与两个面不平行的情况相比,通过水排出突起40使水排出的效率良好。

在本实施方式中,各水排出突起40具有四棱柱的形状,四棱柱的底面40f与凸缘面4b为同一面,四棱柱的顶面40e与凸缘面4b平行。因此,与各水排出突起40为例如从底面朝向顶点变细的锥形形状的情况相比,能够增大水排出突起的剖面面积(密封装置20的径向剖面即图31的纸面上的面积),通过水排出突起40使水排出的效率良好。

如根据图6能够理解的那样,在本实施方式中,各水排出突起40在轮毂4的旋转方向上的长度比各水排出突起40在密封装置20的径向上的长度大。特别是各水排出突起40具有沿着轮毂4的旋转方向r1的最大长度(内侧圆弧面40a和倾斜侧面40c所形成的顶点与外侧圆弧面40b和倾斜侧面40d所形成的顶点之间的长度)。因此,即使有硬异物碰撞水排出突起40而水排出突起40损伤、或者水排出突起40因水流而产生磨损,水排出突起40整体也不会在短时间内消失。即,水排出突起40具有长寿命。

在本实施方式中,各水排出突起40在密封装置20的环状部分164c与轮毂4的外部侧凸缘18之间的空间182内突出。因此,由图31可显而易见,多个水排出突起40配置于密封装置20的最大直径的范围内。因此,不需要使密封结构乃至轮毂轴承1大型化。

在本实施方式中,多个水排出突起40由与外部侧凸缘18相同的刚性材料、例如金属材料形成。因此,水排出突起40对硬异物的冲击的耐久性,且耐磨损性高。

在本实施方式中,多个水排出突起40一体地安装于外部侧凸缘18。因此,由于部件数量的削减,所以该密封结构的组装容易。

关于形成水排出突起40的方法,可以是例如使用模具的压制加工或者注塑成型,在这样的情况下,也可以在形成外部侧凸缘18的同时形成水排出突起40。其中,既可以通过将水排出突起40焊接、钎焊或者粘合而将水排出突起40接合于外部侧凸缘18,也可以通过对外部侧凸缘18的切削加工来形成水排出突起40。

第一实施方式和第一实施方式所涉及的上述各种变形例只要不矛盾就可以引入到第二实施方式。第一实施方式和变形例只要不矛盾就可以组合地引入到第二实施方式。例如,图31的实施方式的水排出突起40可以不直接安装于外部侧凸缘18,而是一体地安装于安装在外部侧凸缘18的弹性环(未图示)。在这样的情况下,水排出突起40可以由弹性材料、例如弹性体材料形成。

如图7所示的变形例这样,可以代替水排出突起40使用具有大致三棱柱或大致梯形柱的形状的水排出突起50。在图7中,可以将第二密封构件26改称为外部侧凸缘18,将面34c改称为凸缘面4b。箭头r1可以认为是设有轮毂轴承1的机动车前进时的轮毂4的旋转方向,箭头r2可以认为是设有轮毂轴承1的机动车后退时的轮毂4的旋转方向。在这样的情况下,密封结构能够供机动车的左右车轮双方共同使用,并且无论在机动车前进时还是后退时,都能够通过水排出突起50将水排出。在将密封装置20组装于机动车时,操作者无需注意密封装置是用于哪一个车轮的结构。

既可以排除中间唇176,也可以使包含中间唇176的轴向唇的数量为3以上。

与图9所示的变形例相同,也可以将各水排出突起40一体地安装于与外部侧凸缘18重叠的圆环板54。圆环板54乃至水排出突起40也可以由金属材料形成。但是,圆环板54乃至水排出突起40例如也可以由含有金属粉的树脂材料、含有陶瓷粉的树脂材料、含有金属粉和陶瓷粉这两者的树脂材料、含有金属粉的弹性体材料、含有陶瓷粉的弹性体材料或者含有金属粉和陶瓷粉这两者的弹性体材料形成。这些材料由于含有金属粉和陶瓷粉的至少一者,所以比通常的树脂材料或弹性体材料的硬度高,从而不易因异物而受到损伤。在任意情况下,水排出突起40对硬异物的冲击的耐久性高,且耐磨损性高。进一步,圆环板54乃至水排出突起40也可以由不含有金属粉和陶瓷粉的树脂材料或弹性体材料形成。关于形成水排出突起40的方法,可以是例如使用模具的压制加工或者注塑成型,在这样的情况下,可以在形成圆环板54的同时形成水排出突起40。其中,既可以通过将水排出突起40焊接、钎焊或者粘合而将水排出突起40与圆环板54接合,也可以通过对圆环板54的切削加工来形成水排出突起40。圆环板54可以是容易与外部侧凸缘18分离的单独的构件,也可以与外部侧凸缘18接合。

也可以如图11至图13所示的变形例那样,代替水排出突起40,使用具有大致三棱柱或大致梯形柱的形状的水排出突起50。

外部侧凸缘18的凸缘面4b也可以不必与密封装置20的环状部分164c的、和凸缘面4b相对的面164e平行。

在第二实施方式中,虽然密封装置20的整体配置于外圈8的端部8a的内侧,但是也可以将密封装置20的一部分配置于端部8a的外侧。例如,也可以将刚性环165的圆筒部分165a配置于端部8a的外侧。在这样的情况下,优选端部8a以过盈配合的方式嵌进(即被压入)刚性环165的圆筒部分165a。

图32是示出第二实施方式的变形例的密封结构。在该变形例中,虽然不是必不可少,但是在轮毂4的周围固定有与轮毂4一起旋转的旋转密封构件167。旋转密封构件167由刚性材料、例如金属形成。密封装置20和旋转密封构件167为环状,但是在图32中,仅示出它们的左侧部分。

密封装置20是具有弹性环168和刚性环169的复合结构。弹性环168由弹性材料、例如弹性体形成。刚性环169由刚体材料、例如金属形成,并加强弹性环168。

刚性环169的一部分埋设于弹性环168,并与弹性环168紧贴。刚性环169的剖面为u字形的部分以过盈配合的方式嵌进(即被压入)外圈8的端部8a的内周面。

弹性环168具有环状部分168a、倾斜连结部分168b和唇172、174。环状部分168a为圆环状,与外圈8的端部8a的端面接触,并以相对于轮毂轴承1的中心轴线ax正交的方式朝向轮毂4的圆筒部分的外周面4a且朝向半径方向内侧扩展。另外,环状部分168a与外部侧凸缘18的凸缘面4b相对。

倾斜连结部分168b配置于环状部分168a的半径方向内侧。在该变形例中,倾斜连结部分168b从环状部分168a朝向半径方向内侧且内部侧倾斜地延伸且弯曲,进一步以与轮毂轴承1的中心轴线ax正交的方式朝向半径方向内侧延伸。

唇172、174从倾斜连结部分168b朝向轮毂轴承1的轮毂4延伸。唇172、174均仅由弹性材料形成,并均是从倾斜连结部分168b延伸的薄板状的圆环,它们的前端分别与旋转密封构件167接触。密封装置20安装于被固定的外圈8,另一方面,由于轮毂4旋转,所以唇172、174相对于固定于轮毂4的旋转密封构件167产生滑动。唇172是径向唇即润滑脂唇,其朝向半径方向内部侧且内侧延伸,主要起到阻止润滑剂从轮毂轴承1的内部流出的作用。唇174是主要起到阻止异物从外部向轮毂轴承1的内部流入的作用的防尘唇。

在该变形例中,在外圈8的端部8a与轮毂4的凸缘面4b之间设有环状的间隙180。异物有时通过间隙180侵入到密封装置20的环状部分168a与凸缘面4b之间的空间182(在该变形例中,环状部分168a与旋转密封构件167之间的空间)内。相反,空间182内的异物能够通过间隙180被排出。

在该变形例中,在轮毂4的外部侧凸缘18支承有朝向密封装置20的环状部分168a突出的多个水排出突起65。这些水排出突起65具有相同形状相同大小,并在圆周方向上隔着等角度间隔排列。这些水排出突起65在空间182内突出。

在该变形例中,多个水排出突起65一体地安装于安装在外部侧凸缘18的弹性环186。水排出突起65和弹性环186由弹性材料、例如弹性体材料形成。水排出突起65和弹性环186也可以由树脂材料、弹性体材料、含有金属粉和陶瓷粉的至少一者的树脂材料或者含有金属粉和陶瓷粉的至少一者的弹性体材料形成。在水排出突起65和弹性环186含有金属粉和陶瓷粉的至少一者的情况下,水排出突起65和弹性环186对硬异物的冲击的耐久性高,且耐磨损性高。

弹性环186覆盖旋转密封构件167的外侧端缘,且进一步覆盖旋转密封构件167的凸缘面4b侧的面的一部分。在弹性环186的该部分形成有环状密封突起188。环状密封突起188夹持于旋转密封构件167与凸缘面4b,从而防止或降低水与凸缘面4b接触。由此,能够抑制轮毂4生锈。

该变形例的各水排出突起65可以与第一实施方式或变形例的水排出突起40、50、60、65中的任一个相同。为了容易理解,在图32中使用关于图17至图22的水排出突起65所使用的附图标记。水排出突起65的底面65f与弹性环186的表面为同一面,顶面65e与凸缘面4b平行。弯曲面65g弯曲为越朝向径向内侧越远离凸缘面4b的圆弧状。

密封装置20具有环状的外侧迷宫唇192。外侧迷宫唇192虽然从弹性环168的环状部分168a朝向轮毂4的外部侧凸缘18突出,但是不与轮毂4和旋转密封构件167接触。外侧迷宫唇192在径向上与多个水排出突起65对齐,且配置于比多个水排出突起65更靠径向外侧的位置。

外侧迷宫唇192具有弯曲面192a,该弯曲面192a越朝向径向内侧越远离凸缘面4b。各水排出突起65的弯曲面65g与外侧迷宫唇192的弯曲面192a相对,并形成为与弯曲面192a大致并行。弯曲面192a划定供具有弯曲面65g的水排出突起65可旋转的狭小空间182。也可以代替水排出突起65的弯曲面65g,设有以越朝向径向内侧越远离凸缘面4b的方式倾斜的倾斜面。在这样的情况下,也可以在外侧迷宫唇192设置倾斜面,该倾斜面倾斜为远离凸缘面4b,并与水排出突起65的倾斜面大致并行。

如上所述,异物(包含水和灰尘在内)可能侵入到密封装置20的环状部分168a与轮毂4的外部侧凸缘18之间的空间182内。但是,在空间182内突出有多个水排出突起65,且各水排出突起65具有相对于轮毂4的旋转方向r1以锐角相交的倾斜侧面65c。因此,伴随着轮毂4的旋转,空间182内的水相对于轮毂4的旋转,沿着倾斜侧面65c而流向与轮毂4的旋转方向r1相反的方向。相对于旋转方向r1以锐角相交的倾斜侧面65c促进水的顺畅的流动。如此流动的水从空间182经由间隙180(参考图32)被迅速地排出。因此,该密封结构对密封对象即轮毂轴承1的防水的保护性能高。另外,对于密封装置20而言也能够降低因水(包含泥水或者盐水)的存在而加速的劣化。间隙180为环状,因此水从空间182经由间隙180的一部分流出,而密封装置20的外侧的空气经由间隙180的另一部分流入至空间182的内部。流入至空间182的内部的空气促进水从空间182的流出。另外,空间182的内部成为负压,从而降低了唇174、176产生预料外的变形的风险。

如此,该密封结构由于基于水排出突起65的水的排出性能高,所以不需要增加阻止异物的侵入的防尘唇174的数量,不需要提高唇172、174相对于旋转密封构件167的接触压力。因此,能够提高水的排出性能且同时抑制或降低因唇172、174与旋转密封构件167的滑动而引起的扭矩。

另外,各水排出突起65与密封装置20的环状部分168a隔着间隔地配置。因此,在轮毂4旋转时,水排出突起65不会与密封装置20碰撞或产生滑动。

在该变形例中,外侧迷宫唇192具有弯曲面192a,各水排出突起65具有弯曲面65g,弯曲面65g与弯曲面192a相对。在外侧迷宫唇192和水排出突起65分别形成有弯曲面192a、65g,因此异物不易从外部侵入至空间182。

另外,水排出突起65的弯曲面65g由于越朝向径向外侧越接近凸缘面4b,所以水的排出性能高。这是因为,与关于第一实施方式的变形例参考图21说明的理由相同的理由。

进一步,迷宫唇90的弯曲面192a越朝向径向外侧越靠近凸缘面4b,密封装置20由于具有迷宫唇90所以水排出性能高。这是因为,与关于第一实施方式的变形例的弯曲面50参考图22说明的理由相同的理由。

在该变形例中,在轮毂4的周围固定有旋转密封构件167,但是也可以排除旋转密封构件167,使唇172、174不与轮毂4接触。在这样的情况下,多个水排出突起65也可以直接一体地安装于密封装置20的外部侧凸缘18。在这样的情况下,水排出突起65也可以由与外部侧凸缘18相同的刚性材料、例如金属材料形成。

其他变形例

以上,说明了本发明的实施方式,但是上述的说明并不限定本发明,在本发明的技术范围内,可以考虑包括结构要素的删除、追加、置换在内的各种变形例。

例如,在上述的实施方式中,内侧构件即轮毂4和内圈6是旋转构件,外侧构件即外圈8是静止构件。但是,本发明并不限定于上述实施方式,还能够适用于彼此相对旋转的多个构件的密封。例如,即可以是内侧构件静止、外侧构件旋转,也可以是这些构件全部旋转。

在第一实施方式或变形例中,水排出突起40、50、60、65被支承于第二密封构件26。但是,如图33和图34所示的变形例那样,水排出突起40、50、60、65也可以被支承于第一密封构件24,且朝向第二密封构件26突出。也就是说,水排出突起40、55、60、65既可以被支承于旋转构件,也可以被支承于静止构件。无论是哪一种情况,通过相对于旋转构件的旋转方向以锐角相交的倾斜侧面都促进水的流动。

水排出突起40、50、60、65还可以被支承于第二密封构件26和第一密封构件24这两者且在空间42内突出。在这样的情况下,与图5所示的第一实施方式相比,如图35所示的变形例那样,也可以缩小被第二密封构件26支承的水排出突起40、50、60、65的尺寸,或减少其数量。

在第二实施方式或变形例中,水排出突起40、50、60、65被支承于轮毂4。但是,如图36所示的变形例这样,水排出突起40、50、60、65也可以被支承于密封装置20且朝向轮毂4突出。水排出突起40、50、60、65还可以被支承于轮毂4和密封装置20这两者且在空间82内突出。也就是说,水排出突起40、55、60、65既可以被支承于旋转构件,也可以被支承于静止构件。无论是哪一种情况,通过相对于旋转构件的旋转方向以锐角相交的倾斜侧面都促进水的流动。

本发明的用途不限定于轮毂轴承1的密封。例如,在机动车的差动齿轮机构或其他动力传递机构、机动车的驱动轴的轴承或其他支承机构、泵的旋转轴的轴承或其他支承结构等中也能够使用本发明的密封装置或密封结构。

第一实施方式的密封装置21的刚性环30是单一的部件,但是也可以将刚性环30置换为沿径向彼此分离的多个刚性环。第二实施方式的密封装置20的刚性环165是单一的部件,但是也可以将刚性环165置换为沿径向彼此分离的多个刚性环。

本发明的方式也可以记载于下述带有编号的条目中。

条目1.

一种密封装置,配置于相对旋转的内侧构件与外侧构件之间,并封闭所述内侧构件与所述外侧构件之间的间隙,

所述密封装置的特征在于,包括:

第一密封构件,安装于所述外侧构件,并具有环状部分,所述环状部分朝向所述内侧构件且向径向内侧扩展;和

第二密封构件,安装于所述内侧构件,并具有凸缘部分,所述凸缘部分向径向外侧扩展并与所述第一密封构件的所述环状部分相对,

在所述第一密封构件和所述第二密封构件的至少一者支承有多个水排出突起,所述多个水排出突起在位于所述第一密封构件的所述环状部分与所述第二密封构件的所述凸缘部分之间的空间内突出,并沿圆周方向排列,

各水排出突起具有倾斜侧面,该倾斜侧面相对于所述内侧构件和所述外侧构件的至少一者所旋转的旋转方向以锐角相交。

条目2.

根据条目1所述的密封装置,其特征在于,

所述第二密封构件还包括围绕所述内侧构件的圆筒状的套筒部分,

所述第一密封构件包括:径向唇,朝向所述第二密封构件的所述套筒部分延伸,由弹性材料形成;和至少一个轴向唇,朝向所述第二密封构件的所述凸缘部分延伸,由弹性材料形成,

所述多个水排出突起配置于不与所述轴向唇重叠的位置。

根据该条目,通过设有轴向唇能够提高阻止异物的可靠性。在这样的情况下,由于基于水排出突起的水的排出性能高,所以不需要提高轴向唇相对于第二密封构件的凸缘部分的接触压力。因此,能够一边提高水的排出性能一边抑制或减少因轴向唇与第二密封构件的滑动而引起的扭矩。另外,由于多个水排出突起配置于不与轴向唇重叠的位置,所以在内侧构件与外侧构件相对旋转时,水排出突起不会与轴向唇碰撞或产生滑动,抑制轴向唇的过度磨损。

条目3.

根据条目1或2所述的密封装置,其特征在于,

所述多个水排出突起在彼此平行的两个面之间的空间内突出。

根据该条目,与划定水排出突起所突出的空间的两个面不平行的情况相比,通过水排出突起使水排出的效率良好。

条目4.

根据条目1或2所述的密封装置,其特征在于,

所述第一密封构件具有弯曲面或倾斜面,该弯曲面或倾斜面越朝向径向内侧越远离所述第二密封构件的所述凸缘部分,

所述多个水排出突起被支承于所述第二密封构件,各水排出突起具有弯曲面或倾斜面,该弯曲面或倾斜面越朝向径向内侧越远离所述第二密封构件的所述凸缘部分,所述水排出突起的所述弯曲面或倾斜面与所述第一密封构件的所述弯曲面或倾斜面相对。

根据该条目,由于在第一密封构件和水排出突起分别形成有弯曲面或倾斜面,所以异物不易从外部侵入到环状部分与凸缘部分之间的空间。另外,由于水排出突起的弯曲面或倾斜面越朝向径向外侧越靠近凸缘部分,所以水的排出性能高。

条目5.

根据条目1至4中任一项所述的密封装置,其特征在于,

所述多个水排出突起各自具有四棱柱的形状,所述四棱柱的底面与所述凸缘部分的、和所述环状部分相对的面为同一面或平行,所述四棱柱的顶面与所述凸缘部分的、和所述环状部分相对的面平行。

根据该条目,与各水排出突起为例如从底面朝向顶点变细的锥形形状的情况相比,能够增大水排出突起的剖面面积(密封装置的径向剖面的面积),通过水排出突起而使水排出的效果良好。

条目6.

根据条目1至4中任一项所述的密封装置,其特征在于,

所述多个水排出突起各自具有三棱柱或梯形柱的形状,并具有两个倾斜侧面,该两个倾斜侧面分别相对于所述内侧构件和所述外侧构件中的至少一者所旋转的两个旋转方向以锐角相交,所述三棱柱或梯形柱的底面与所述凸缘部分的、和所述环状部分相对的面为同一面或平行,所述三棱柱或梯形柱的顶面与所述凸缘部分的、和所述环状部分相对的面平行。

根据该条目,与各水排出突起为例如从底面朝向顶点变细的锥形形状的情况相比,能够增大水排出突起的剖面面积(密封装置的径向剖面的面积),通过水排出突起而使水排出的效果良好。另外,根据该条目,由于两个倾斜侧面相对于两个旋转方向分别以锐角相交,所以即使对于任意的旋转方向,任意的倾斜侧面都促进水的顺畅的流动。因此,密封装置能够在任意的旋转方向下共同使用。

条目7.

根据条目1至6中任一项所述的密封装置,其特征在于,

在沿着密封装置的轴线方向观察的情况下,各水排出突起的各倾斜侧面相对于倾斜侧面的两端凹陷地弯曲。

条目8.

根据条目1至6中任一项所述的密封装置,其特征在于,

在沿着密封装置的轴线方向观察的情况下,各水排出突起的各倾斜侧面相对于该倾斜侧面的两端弯曲为凸状。

条目9.

根据条目1至4中任一项所述的密封装置,其特征在于,

所述多个水排出突起分别具有大致三棱锥的形状,所述三棱锥具有大致三角形的第一倾斜侧面、大致三角形的第二倾斜侧面、大致三角形的第三倾斜侧面和大致三角形的底面,所述底面与所述凸缘部分的、和所述环状部分相对的面为同一面或平行,所述第一倾斜侧面和所述第二倾斜侧面相对于所述内侧构件和所述外侧构件中的至少一者所旋转的一个旋转方向以锐角相交,所述第三倾斜侧面与所述底面之间的边与所述旋转方向平行。

条目10.

根据条目1至9中任一项所述的密封装置,其特征在于,

各水排出突起在所述旋转方向上的长度比各水排出突起在所述第一密封构件和所述第二密封构件的径向上的长度大。

根据该条目,即使有硬异物碰撞水排出突起而水排出突起损伤、或者水排出突起因水流而产生磨损,水排出突起整体也不会在短时间内消失。即,水排出突起具有长寿命。

条目11.

根据条目1至10中任一项所述的密封装置,其特征在于,

所述多个水排出突起由树脂材料或弹性体材料形成。

条目12.

根据条目1至10中任一项所述的密封装置,其特征在于,

所述多个水排出突起由含有金属粉和陶瓷粉中的至少一者的树脂材料、含有金属粉和陶瓷粉中的至少一者的弹性体材料、或者金属材料形成。

根据该条目,水排出突起对硬异物的冲击的耐久性高,且耐磨损性高。

条目13.

根据条目1至11中任一项所述的密封装置,其特征在于,

所述多个水排出突起一体安装于所述第二密封构件。

根据该条目,由于部件数量被削减,所以密封装置的组装容易。

条目14.

根据条目1至13中任一项所述的密封装置,其特征在于,

所述多个水排出突起配置于所述第一密封构件的最大直径的范围内。

根据该条目,不需要使密封装置大型化。

条目15.

根据条目1至14中任一项所述的密封装置,其特征在于,

所述多个水排出突起所突出的所述空间与大气相连。

在这样的情况下,流入至空间的内部的空气促进水从空间的流出。

条目16.

一种密封结构,其特征在于,包括:

内侧构件,具有圆筒部分和从所述圆筒部分向径向外侧扩展的凸缘;

外侧构件,与所述内侧构件相对旋转;和

密封构件,安装于所述外侧构件,并具有环状部分,所述环状部分朝向所述内侧构件的所述圆筒部分且向径向内侧扩展并与所述内侧构件的所述凸缘相对,

在所述内侧构件和所述密封构件中的至少一者支承有多个水排出突起,所述多个水排出突起在位于所述密封构件的所述环状部分与所述内侧构件的所述凸缘之间的空间内突出,并沿圆周方向排列,

各水排出突起具有倾斜侧面,该倾斜侧面相对于内侧构件和所述外侧构件中的至少一者所旋转的旋转方向以锐角相交。

条目17.

根据条目16所述的密封结构,其特征在于,

所述密封构件包括:

径向唇,朝向所述内侧构件的所述圆筒部分延伸,由弹性材料形成;和

至少一个轴向唇,朝向所述内侧构件的所述凸缘延伸,由弹性材料形成,

所述多个水排出突起配置于不与所述轴向唇重叠的位置。

根据该条目,通过设有轴向唇能够提高阻止异物的可靠性。在这样的情况下,由于基于水排出突起的水的排出性能高,所以不需要提高轴向唇相对于内侧构件的凸缘的接触压力。因此,能够一边提高水的排出性能一边抑制或降低因轴向唇与内侧构件滑动而引起的扭矩。另外,多个水排出突起由于配置于不与轴向唇重叠的位置,所以在内侧构件与外侧构件相对旋转时,水排出突起不会与轴向唇碰撞或产生滑动,抑制轴向唇的过度磨损。

条目18.

根据条目16或17所述的密封装置,其特征在于,

所述多个水排出突起在彼此平行的两个面之间的空间内突出。

根据该条目,与划定水排出突起所突出的空间的两个面不平行的情况相比,通过水排出突起使水排出的效率良好。

条目19.

根据条目16至18中任一项所述的密封结构,其特征在于,

所述密封构件具有环状的外侧迷宫唇,该外侧迷宫唇从所述环状部分朝向所述内侧构件的所述凸缘突出,且不与所述内侧构件接触,

所述外侧迷宫唇在径向上与所述多个水排出突起对齐,且配置于比所述多个水排出突起更靠径向外侧的位置,所述外侧迷宫唇具有弯曲面或倾斜面,该弯曲面或倾斜面越朝向径向内侧越远离所述内侧构件的所述凸缘,

所述多个水排出突起被支承于所述内侧构件,各水排出突起具有弯曲面或倾斜面,所述弯曲面或倾斜面越朝向径向内侧越远离所述内侧构件的所述凸缘,所述水排出突起的所述弯曲面或倾斜面与所述外侧迷宫唇的所述弯曲面或倾斜面相对。

根据该条目,由于在外侧迷宫唇与水排出突起分别形成有弯曲面或倾斜面,所以异物不易从外部侵入到环状部分与凸缘之间的空间。另外,由于水排出突起的弯曲面或倾斜面越朝向径向外侧越靠近凸缘,所以水的排出性能高。

条目20.

根据条目16至19中任一项所述的密封结构,其特征在于,

所述多个水排出突起各自具有四棱柱的形状,所述四棱柱的底面与所述凸缘的、和所述环状部分相对的面为同一面或平行,所述四棱柱的顶面与所述凸缘的、和所述环状部分相对的面平行。

根据该条目,与各水排出突起为例如从底面朝向顶点变细的锥形形状的情况相比,能够增大水排出突起的剖面面积(密封装置的径向剖面的面积),通过水排出突起而使水排出的效果良好。

条目21.

根据条目16至19中任一项所述的密封结构,其特征在于,

所述多个水排出突起各自具有三棱柱或梯形柱的形状,并具有两个倾斜侧面,该两个倾斜侧面分别相对于所述内侧构件和所述外侧构件中的至少一者所旋转的两个旋转方向以锐角相交,所述三棱柱或梯形柱的底面与所述凸缘的、和所述环状部分相对的面为同一面或平行,所述三棱柱或梯形柱的顶面与所述凸缘的、和所述环状部分相对的面平行。

根据该条目,与各水排出突起为例如从底面朝向顶点变细的锥形形状的情况相比,能够增大水排出突起的剖面面积(密封构件的径向剖面的面积),通过水排出突起而使水排出的效果良好。另外,根据该条目,由于两个倾斜侧面相对于两个旋转方向分别以锐角相交,所以即使对于任意的旋转方向,任意的倾斜侧面都促进水的顺畅的流动。因此,密封装置能够共同使用于任意的旋转方向。

条目22.

根据条目16至21中任一项所述的密封结构,其特征在于,

在沿着所述密封构件的轴线方向观察的情况下,各水排出突起的各倾斜侧面相对于该倾斜侧面的两端凹陷地弯曲。

条目23.

根据条目16至21中任一项所述的密封结构,其特征在于,

在沿着所述密封构件的轴线方向观察的情况下,各水排出突起的各倾斜侧面相对于该倾斜侧面的两端弯曲为凸状。

条目24.

根据条目16至19中任一项所述的密封结构,其特征在于,

所述多个水排出突起各自具有大致三棱锥的形状,所述三棱锥具有大致三角形的第一倾斜侧面、大致三角形的第二倾斜侧面、大致三角形的第三倾斜侧面和大致三角形的底面,所述底面与所述凸缘的、和所述环状部分相对的面为同一面或平行,所述第一倾斜侧面和所述第二倾斜侧面相对于所述内侧构件和所述外侧构件中的至少一者所旋转的一个旋转方向以锐角相交,所述第三倾斜侧面与所述底面之间的边相对于所述旋转方向平行。

条目25.

根据条目16至24中任一项所述的密封结构,其特征在于,

各水排出突起在所述旋转方向上的长度比各水排出突起在所述密封构件的径向上的长度大。

根据该条目,即使硬异物碰撞水排出突起而水排出突起损伤、或者水排出突起因水流而产生磨损,水排出突起整体也不会在短时间内消失。即,水排出突起具有长寿命。

条目26.

根据条目16至25中任一项所述的密封结构,其特征在于,

所述多个水排出突起由树脂材料或弹性体材料形成。

条目27.

根据条目16至25中任一项所述的密封结构,其特征在于,

所述多个水排出突起由含有金属粉和陶瓷粉中的至少一者的树脂材料、含有金属粉和陶瓷粉中的至少一者的弹性体材料、或金属材料形成。

根据该条目,水排出突起对硬异物的冲击的耐久性高,且耐磨损性高。

条目28.

根据条目16至27中任一项所述的密封结构,其特征在于,

所述多个水排出突起一体安装于所述内侧构件。

根据该条目,由于部件数量被削减,所以密封结构的组装容易。

条目29.

根据条目16至28中任一项所述的密封结构,其特征在于,

所述多个水排出突起配置于所述密封构件的最大直径的范围内。

根据该条目,不需要使密封结构大型化。

条目30.

根据条目16至29中任一项所述的密封装置,其特征在于,

所述多个水排出突起所突出的所述空间与大气相连。

附图标记说明

1轮毂轴承

4轮毂(内侧构件)

4a圆筒部分的外周面

4b凸缘面

6内圈(内侧构件)

8外圈(外侧构件)

8a端部

8b端部

18外部侧凸缘

20密封装置(密封构件)

21密封装置

24第一密封构件

24a圆筒部分

24b环状部分

24c径向唇

24d、24f轴向唇

26第二密封构件

28弹性环

30刚性环

32弹性环

34刚性环

34a套筒部分

34b凸缘部分

40、50、60、65水排出突起

40c、50c、50d、65c倾斜侧面

40e、50e顶面

40f、50f底面

42、46、56空间

60a第一倾斜侧面

60b第二倾斜侧面

60c第三倾斜侧面

60d底面

65g弯曲面

66弯曲面

68倾斜面

69倾斜面

164、168弹性环

164c、168a环状部分

165、169刚性环

165a圆筒部分

165b环状部分

165c连结部分

165d环状部分

172径向唇

174轴向唇

176中间唇(轴向唇)

182空间

192外侧迷宫唇

192a弯曲面

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1