CN111226053A - 密封装置 - Google Patents

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Abstract

抑制唇缘相对于匹配面的接触压力的上升。配置于在同轴上相对地旋转的外侧部件(52)与内部部件(53)之间的密封装置具有金属环(111)和唇缘部(131)，所述金属环(111)嵌合并固定于外侧部件(52)的内周侧，所述唇缘部(131)为橡胶状弹性体，被硫化粘接于金属环(111)，该唇缘部(131)具有向机内侧延伸且具有第一前端部(132a)的环状的润滑脂唇缘(132)、向大气侧延伸且具有第二前端部(133a)的环状的侧部唇缘(133)、和配置于润滑脂唇缘(132)与侧部唇缘(133)之间的环状的中间唇缘(134)，且该中间唇缘(134)朝向内部部件(53)延伸并具有第三前端部(134a)，并且所述唇缘部(131)使第一前端部(132a)、第二前端部(133a)、第三前端部(134a)密接于内侧部件(53)，侧部唇缘(133)在靠中间唇缘(134)侧的面具有螺旋状的凹凸部(151)，该凹凸部(151)具有与内侧部件(53)的加工线痕相反方向的方向性。

Description

密封装置
技术领域
本发明涉及一种在机动车用的轮毂轴承等中使用的密封装置。
背景技术
已知作为在机动车用的轮毂轴承中使用的密封装置的轮毂密封件(例如，日本特开2017-40295号公报，以下称作“专利文献1”)。专利文献1的密封装置配置于在同轴上相对地旋转的外圈2与内圈5之间，对容纳轴承的滚珠6的机内侧与大气侧之间进行密封。
专利文献1的密封装置中，使芯棒11嵌合并固定于外圈的内周面2a，并利用硫化成型将橡胶制的弹性部件12固接于芯棒(参照专利文献1的[0012]、[0014]、[0016]段)。
弹性部件形成有使前端部密接于内圈的三个唇缘。一个唇缘是使前端部朝向机内侧的径向唇缘122，其他两个唇缘是使前端部朝向大气侧的轴向唇缘121(参照专利文献1的[0016]段和图2)。
发明内容
发明要解决的技术问题
对于如上所述的轮毂密封件，近年来，要求低转矩化和提高耐泥水性。例如，专利文献1的轮毂密封件，通过使前端部朝向大气侧的两个轴向唇缘(121)，耐泥水性得以提高。
另一方面，如果唇缘的数量增加则唇缘与匹配面之间的滑动阻力增加，因此，低转矩化变得难以实现。
本发明的目的在于抑制唇缘相对于匹配面的接触压力的上升。
用于解决技术问题的技术手段
对于由唇缘数量增加引起的转矩增大，不仅由于与唇缘数量相应地增加的滑动阻力所造成的，而且还由于唇缘相对于匹配面的接触压力的上升所造成的。这种唇缘的接触压力的上升是由于因匹配面的加工线痕而在两个唇缘之间的空间中产生的负压所产生的。
例如，在专利文献1的轮毂密封件的情况下，在两个轴向唇缘(121)之间、以及径向唇缘(122)和与其相邻的轴向唇缘(121)之间生成密闭的空间。因此，由于作为匹配面的内圈的加工线痕的方向性，空气从该空间内逸出，从而产生负压。其结果，唇缘相对于匹配面的接触压力上升。
本发明的密封装置是配置于在同轴上相对地旋转的外侧部件与内侧部件之间的密封装置，所述密封装置具有金属环和唇缘部，
所述金属环嵌合并固定于所述外侧部件的内周侧；
所述唇缘部为橡胶状弹性体，被硫化粘接于所述金属环，
所述唇缘部具有：
向机内侧延伸且具有第一前端部的环状的润滑脂唇缘；
向大气侧延伸且具有第二前端部的环状的侧部唇缘；和
中间唇缘，是为配置于所述润滑脂唇缘与所述侧部唇缘之间的环状的中间唇缘，且该中间唇缘朝向所述内侧部件延伸并具有第三前端部，
并且所述唇缘部使所述第一前端部、所述第二前端部、所述第三前端部密接于所述内侧部件，
所述侧部唇缘在靠所述中间唇缘侧的面具有螺旋状的凹凸部，该凹凸部具有与所述内侧部件的加工线痕相反方向的方向性。
发明效果
根据本发明，能够抑制唇缘相对于匹配面的接触压力的上升。
附图说明
图1是实施方式的轮毂密封件的垂直剖视图。
图2是实施方式的轮毂密封件的剖视立体图。
图3是侧部唇缘的与内圈密接的面的放大立体图。
具体实施方式
基于附图来说明实施方式的密封装置。本实施方式的密封装置是在机动车用轮毂轴承(整体未图示)中使用的轮毂密封件。
在图1中，如点划线所示，轮毂轴承51具有外圈52(外侧部件)和内圈53(内侧部件)。
内圈53具有垂直面53a、水平面53b以及弯曲面53c。垂直面53a和水平面53b沿大致正交的方向延伸。弯曲面53c将垂直面53a与水平面53b连接。水平面53b与大气A侧相连。垂直面53a与机内B侧相连。
外圈52的内周面52a与内圈53的水平面53b面对面。外圈52在与从垂直面53a相连至机内B侧的内圈53之间收容轴承(未图示)。因此，轴承被收容在机器B侧，且还填充有润滑脂(未图示)。
本实施方式的轮毂密封件101具有金属环111和被固定于金属环111的唇缘部131。
金属环111具有水平部(第一水平部)111a、弯折部(第一弯折部)111b、弯折部(第二弯折部)111c以及水平部(第二水平部)111d。水平部111a使一侧的端部朝向大气A侧水平地延伸。弯折部111b以使中央部分的剖面成为U字形状的方式朝向外周侧弯折。弯折部111c以使剖面成为U字形状的方式朝向内周侧弯折。水平部111d使端部朝向成为机内B侧的相反侧并水平地延伸。水平部111a嵌入外圈52的内周面52a中。弯折部111b被抵靠于外圈52的机内B侧的机内面52b。由此，金属环111被定位并固定于外圈52。
如图1和图2所示，唇缘部131是硫化粘接于金属环111的橡胶状弹性体。唇缘部131具有润滑脂唇缘132、侧部唇缘133、中间唇缘134、以及迷宫式唇缘135。
润滑脂唇缘132为环状。润滑脂唇缘132向机内B侧延伸且具有前端部(第一前端部)132a。润滑脂唇缘132从金属环111的水平部111d的端部朝向内圈53的垂直面53a延伸。润滑脂唇缘132使前端部132a密接于垂直面53a。
侧部唇缘133是环状。侧部唇缘133向大气A侧延伸且具有前端部(第二前端部)133a。侧部唇缘133从金属环111的弯折部111c与水平部111d的连接部朝向内圈53的水平面53b延伸。侧部唇缘133使前端部133a密接于水平面53b。
中间唇缘134配置于润滑脂唇缘132与侧部唇缘133之间。中间唇缘134从润滑脂唇缘132的根部附近朝向内圈53的弯曲面53c延伸。中间唇缘134使前端部(第三前端部)134a密接于弯曲面53c。
迷宫式唇缘135为环状。迷宫式唇缘135比润滑脂唇缘132、侧部唇缘133以及中间唇缘134更靠大气A侧配置。迷宫式唇缘135向大气A侧延伸且具有前端部135a。迷宫式唇缘135从金属环111的水平部111a的端部附近朝向内圈53的水平面53b延伸。迷宫式唇缘135不与水平面53b接触，而与水平面53b之间具有微小的间隙G。
如上所述，润滑脂唇缘132、侧部唇缘133以及中间唇缘134分别使前端部132a、133a、134a密接于内圈53。因此，在润滑脂唇缘132与中间唇缘134之间划定出空间S1，在侧部唇缘133与中间唇缘134之间划定出空间S2。
如图3所示，在侧部唇缘133的靠空间S2侧的一面形成有螺旋状的凹凸部151。凹凸部151由连续的条状突起151a形成。通过在相邻的条状突起151a之间形成的槽151b，使空间S2与大气A侧连通。
各唇缘132、133、134的前端部132a、133a、134a所密接的内圈53的匹配面(垂直面53a、水平面53b、弯曲面53c)在其制造时为粗糙面。粗糙面的粗糙度取决于加工的精度，因此越是高精度地加工就越平滑化。相对于此，实际情况是，由于批量生产性等的情况，必须接受一定程度的粗糙度。因此，在各唇缘132、133、134所密接的内圈53的匹配面上产生由加工引起的凹凸，导致在与唇缘132、133、134之间产生微小的间隙。
生成在匹配面的凹凸具有方向性，即产生加工线痕。在加工线痕的方向性的作用下，由于各唇缘132、133、134相对于匹配面的滑动而使空气从空间S1、S2逸出，从而在空间S1、S2的内部产生负压。当空间S1、S2内成为负压时，唇缘132、133、134相对于匹配面的接触压力上升，引起转矩的增大。
本实施方式的侧部唇缘133的凹凸部151具有与在唇缘132、133、134所密接的内圈53的匹配面生成的加工线痕相反方向的方向性。由此，能够抑制空间S1、S2内成为负压。也就是说，与匹配面的加工线痕相反方向地形成由连续的条状突起151a形成的螺旋状的槽151b的方向性。
更详细而言，连续的条状突起151a优选形成为，条状突起151a相对于正圆的角度在1°至5°的范围内，或者相对于生成在匹配面上的加工线痕在±2°的范围内，间距在0.04mm至0.4mm的范围内。
在本实施方式的轮毂轴承51中，内圈53相对于外圈52旋转。此时，轮毂密封件101对外圈52与内圈53之间进行密封，通过润滑脂唇缘132防止润滑脂从机内B泄漏，并且通过迷宫式唇缘135、侧部唇缘133以及中间唇缘134防止泥水、灰尘从大气A侧侵入。
轮毂密封件101被固定于外圈52。因此，当内圈53相对于外圈52旋转时，各唇缘132、133、134分别密接于作为内圈53匹配面的垂直面53a、水平面53b以及弯曲面53c。此时，由于在匹配面上产生的加工线痕的方向性，空气从空间S1、S2内逸出，空间S1、S2的内部成为负压。
在本实施方式中，在侧部唇缘133的一面上形成有凹凸部151。凹凸部151具有与在内圈53的匹配面上生成的加工线痕相反方向的方向性。因此，由于唇缘132、133、134相对于内圈53的匹配面的滑动，大气A侧的空气被导入到空间S1内。由此，空气的逸出和导入相抵消，从而防止空间S1内成为负压。其结果，唇缘132、133、134相对于匹配面的接触压力的上升被抑制，从而能够防止由唇缘部131引起的转矩上升。
本申请的发明人等确认到，在上述条件、即
·条状突起151a相对于正圆的角度在1°至5°的范围内，或者
·相对于在匹配面上生成的加工线痕在±2°的范围内，
·条状突起151a的间距在0.04mm至0.4mm的范围内，
能够良好地发挥空间S1内的负压防止效果。
在本实施方式中，通过连续的条状突起151a形成凹凸部151，因此仅通过适当设定条状突起151a的排列间距、厚度，能够容易地将用于向空间S2内导入空气的槽151b的排列间距、宽度设定为所期望的状态。另外，通过用于成型唇缘部131的模具(未图示)，能够容易地成型凹凸部151。
在实施时，允许各种变形、变更。
例如，本实施方式的凹凸部151由成型在侧部唇缘133的一面上的螺旋状的条状突起151a形成。也就是说，通过成型条状突起151a，在相邻的条状突起151a之间产生槽151b。在实施时不限于此，也可以在侧部唇缘133的一面成型槽151b而作为凹凸部151。
另外，条状突起151a不一定必须是连续的，只要整体上成为螺旋状，则也可以是不连续的形状。也就是说，只要在相邻的条状突起151a之间形成槽151b且通过槽151b可将空气从大气A侧导入到空间S2，则条状突起151a也可以是不连续形状。
凹凸部151可以仅形成在能使大气A侧与空间S2连通的区域，只要满足该条件，凹凸部151可以形成于侧部唇缘133的一面的整个面上，也可以仅形成于侧部唇缘133的一面的一部分。
此外，在实施时，允许所有的变形、变更。
附图标记说明
51 轮毂轴承
52 外圈
53 内圈
53a 垂直部
53b 水平面
53c 弯曲面
101 轮毂密封件
111 金属环
111a 水平部
111b 弯折部
111c 弯折部
111d 水平部
131 唇缘部
132 润滑脂唇缘
133 侧部唇缘
134 中间唇缘
135 迷宫式唇缘
132a、133a、134a、135a 前端部
151 凹凸部
151a 条状突起
A 大气
B 机内
G 间隙
S1、S2 空间

Claims (12)

1.一种密封装置，其配置于在同轴上相对地旋转的外侧部件与内侧部件之间，其中，所述密封装置具有金属环和唇缘部，
所述金属环嵌合并固定于所述外侧部件的内周侧；
所述唇缘部为橡胶状弹性体，被硫化粘接于所述金属环，
所述唇缘部具有：
向机内侧延伸且具有第一前端部的环状的润滑脂唇缘；
向大气侧延伸且具有第二前端部的环状的侧部唇缘；和
中间唇缘，其为配置于所述润滑脂唇缘与所述侧部唇缘之间的环状的中间唇缘，且该中间唇缘朝向所述内侧部件延伸并具有第三前端部，
并且所述唇缘部使所述第一前端部、所述第二前端部、所述第三前端部密接于所述内侧部件，
所述侧部唇缘在靠所述中间唇缘侧的面具有螺旋状的凹凸部，该凹凸部具有与所述内侧部件的加工线痕相反方向的方向性。
2.根据权利要求1所述的密封装置，其中，
所述凹凸部使由所述侧部唇缘、所述中间唇缘及所述内侧部件划定出的空间与大气侧连通。
3.根据权利要求1或2所述的密封装置，其中，
所述凹凸部由连续的条状突起形成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的密封装置，其中，
所述金属环具有：
第一水平部，其使端部朝向大气侧水平地延伸；
第一弯折部，其剖面具有U字形状，并且朝向所述外侧部件侧弯折；
第二弯折部，其剖面具有U字形状，并且朝向所述内侧部件侧弯折；以及
第二水平部，其使端部朝向机内侧水平地延伸。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的密封装置，其中，
所述金属环被抵靠并固定于所述外侧部件的机内侧的面。
6.根据权利要求4或5所述的密封装置，其中，
所述润滑脂唇缘从所述第二水平部延伸。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的密封装置，其中，
所述侧部唇缘从所述第二弯折部与所述第二水平部的连接部延伸。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的密封装置，其中，
所述中间唇缘从所述润滑脂唇缘的根部延伸。
9.根据权利要求3至8中任一项所述的密封装置，其中，
所述条状突起相对于正圆具有1°至5°的角度。
10.根据权利要求3至9中任一项所述的密封装置，其中，
所述条状突起相对于生成在所述内侧部件的加工线痕具有2°以内的角度。
11.根据权利要求3至10中任一项所述的密封装置，其中，
所述条状突起具有0.04mm至0.4mm的间距。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的密封装置，其中，
所述外侧部件是机动车用轮毂轴承的外圈，
所述内侧部件是所述机动车用轮毂轴承的内圈。
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