JP2007239987A - シール装置及びシール装置付転がり軸受ユニット - Google Patents

シール装置及びシール装置付転がり軸受ユニット Download PDF

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Abstract

【課題】互いに相反する、低トルク化と耐久性の向上とを、高次元で両立可能な構造を実現する。
【解決手段】外側シールリップ２２ａの先端縁を相手部材の表面に全周に亙って摺接させる。この外側シールリップ２２ａの先端寄り部分に折れ曲がり部３４を設ける等により、これら外側シールリップ２２ａの先端縁と相手部材との摺接部の、内部空間３３側の接触角βを、１３〜４５度の範囲に収める。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば車両（自動車）の車輪を懸架装置に支持する為の車輪支持用転がり軸受ユニット等、各種機械装置の回転支持部に組み込む転がり軸受の開口端部を塞ぐ為のシール装置、及び、このシール装置を備えたシール装置付転がり軸受ユニットの改良に関する。具体的には、シール性能、即ち、転動体を設置した内部空間内への泥水等の異物の浸入を防止する性能、並びに、この内部空間内に封入したグリースが外部に漏出するのを防止する性能を向上させると共に、低摩擦化、低摩耗化を図り、燃費性能や加速性能を中心とする車両の走行性能及び耐久性の向上を図るものである。
各種機械装置の回転支持部に、玉軸受、円筒ころ軸受、円すいころ軸受等の転がり軸受が組み込まれている。この様な転がり軸受にはシール装置を組み込んで、この転がり軸受の内部空間に封入したグリースが外部に漏洩する事を防止すると共に、外部に存在する雨水、泥、塵等の各種異物が転がり軸受の内部に入り込む事を防止している。図１８は、この様なシール装置を備えた、シール装置付転がり軸受ユニットの１例として、車両の駆動輪を懸架装置に回転自在に支持する為の構造を示している。
上記シール装置付転がり軸受ユニットは、特許請求の範囲に記載した外輪相当部材である外輪１と、同じく内輪相当部材であるハブ２と、複数個の転動体３、３とから成る。このうちのハブ２は、ハブ本体４と内輪素子５とを組み合わせて成る。又、上記各転動体３、３は、上記外輪１の内周面に形成した複列の外輪軌道６、６と、上記ハブ２の外周面に形成した複列の内輪軌道７、７との間に、それぞれ複数個ずつ、転動自在に設けている。使用時、即ち車両の懸架装置に車輪を回転自在に支持する際には、上記外輪１を、懸架装置を構成するナックル８に固定すると共に、上記ハブ本体４に設けた取付フランジ９に車輪を結合固定する。又、図１８に示す構造は、駆動輪を支持する為の構造であるので、このハブ本体４の中心部に設けたスプライン孔１０に、等速ジョイント１１に付属のスプライン軸１２を係合させる。
上述の様なシールリング付転がり軸受ユニットのうちで、上記各転動体３、３を設置した内部空間１３にはグリースを封入して、これら各転動体３、３の転動面と、上記各外輪軌道６、６及び内輪軌道７、７との転がり接触部を潤滑する様にしている。又、上記外輪１の両端部内周面と、上記内輪素子５の内端部外周面及び上記ハブ本体４の中間部外周との間には、それぞれシールリング１４ａ、１４ｂを設けて、上記内部空間１３の両端開口部を塞いでいる。
上記両シールリング１４ａ、１４ｂのうち、上記内部空間１３の内端（軸方向に関して内とは、車両への組み付け状態で車両の幅方向中寄りとなる側、即ち、図１８では右側を言う。これに対して、車両の幅方向外寄りとなる側、即ち、図１８では左側を外と言う。本明細書全体で同じ。）の開口部を塞ぐシールリング１４ａは、図１９に示す様に構成している。このシールリング１４ａは、組み合わせシールリングと呼ばれるもので、芯金１５と、スリンガ１６と、シール材１７とから成る。このうちの芯金１５は、上記外輪１の端部内周面に内嵌固定自在な外径側円筒部１８と、この外径側円筒部１８の軸方向外端縁から直径方向内方に折れ曲がった外径側円輪部１９とを備えた、断面Ｌ字形で全体を円環状としている。
又、上記スリンガ１６は、上記内輪素子５の端部外周面に外嵌固定自在な内径側円筒部２０と、この内径側円筒部２０の軸方向内端縁から直径方向外方に折れ曲がった内径側円輪部２１とを備えた、断面Ｌ字形で全体を円環状としている。又、上記シール材１７は、ゴムの如きエラストマー等の弾性材により造られて、外側、中間、内側の、３本のシールリップ２２〜２４を備え、上記芯金１５にその基端部を結合固定している。そして、サイドリップと呼ばれる、最も外径側に、軸方向内方に突出する状態で設けられた、外側シールリップ２２の先端縁を、上記スリンガ１６を構成する内径側円輪部２１の軸方向側面に全周に亙り摺接させている。これに対して、残り２本の、中間、内側シールリップ２３、２４の先端縁を、上記スリンガ１６を構成する内径側円筒部２０の外周面に全周に亙り摺接させている。
一方、上記内部空間１３の外端側開口を塞ぐシールリング１４ｂは、図２０に示す様に、芯金２５とシール材２６とから成る。このシール材２６は、ゴムの如きエラストマー等の弾性材により造られて、外側、中間、内側の、３本のシールリップ２７〜２９を備え、上記芯金２５にその基端部を結合固定している。そして、サイドリップと呼ばれる、最も外径側に、軸方向外方に突出する状態で設けられた外側シールリップ２７の先端縁を、前記取付フランジ９の基端部内側面に全周に亙り摺接させ、残り２本の、中間、内側シールリップ２８、２９の先端縁を、この基端部内側面と前記ハブ本体４の中間部外周面との連続部乃至この中間部外周面に、全周に亙り摺接させている。
上記内部空間１３の両端開口部を、それぞれ上述の様なシールリング１４ａ、１４ｂで塞ぐ事により、上記内部空間１３内に泥水等の異物が入り込む事を防止すると共に、この内部空間１３内に封入したグリースが外部に漏洩する事を防止する。尚、上述した従来構造の場合には、上記各シールリング１４ａ、１４ｂを構成する３本ずつのシールリップ２２〜２４、２７〜２９のうち、それぞれ最も外径側で、最も外部空間側に位置して上記泥水等の異物に曝らされる外側シールリップ２２、２７を従来は、それぞれの基端部から先端部に亙ってほぼ均一の厚さとしていた。
上述の様なシールリング１４ａ、１４ｂによるシール性を良好にする為には、これら各シールリング１４ａ、１４ｂを構成する各シールリップ２２〜２４、２７〜２９の先端縁と相手面との摺接状態が適正である事が必要である。これに対して、上記各シールリング１４ａ、１４ｂを構成する各シールリップ２２〜２４、２７〜２９のうち、それぞれ最も外径側に存在する外側シールリップ２２、２７と相手面との摺接状態は、組み付け誤差や車両の走行時に於ける各部の弾性変形により不適正になり易い。
この点に就いて、図１９に示した、上記内部空間１３の内端開口側を塞ぐシールリング１４ａを例にして説明する。先ず第一に、前記芯金１５とスリンガ１６との軸方向位置のずれにより、上記外側シールリップ２２の先端縁とこのスリンガ１６の内径側円輪部２１の軸方向側面との摺接状態が不良になる可能性がある。即ち、上記シールリング１４ａを上記内部空間１３の内端開口部に組み込む際には、上記芯金１５と上記スリンガ１６との軸方向相対位置が、組み付け誤差により或る程度ずれる可能性がある。そして、ずれた場合には、上記芯金１５の外径側円輪部１９と上記スリンガ１６の内径側円輪部２１との距離が、設計値からずれる。例えば、この距離が設計値よりも小さくなった場合には、上記外側シールリップ２２の締め代（弾性変形量）が設計値よりも大きくなり、この外側シールリップ２２の先端縁と上記内径側円輪部２１の軸方向側面との摺接部の接触力が設計値よりも大きくなる。この結果、この摺接部での摺動抵抗（シールトルク）が増大する他、上記外側シールリップ２２が摩耗したり、へたり易くなって、上記シールリング１４ａの耐久性確保が難しくなる。
反対に、前記距離が設計値よりも大きくなった場合には、上記外側シールリップ２２の縮め代が設計値よりも小さくなり、この外側シールリップ２２の先端縁と上記内径側円輪部２１の軸方向側面との摺接部の接触力が設計値よりも低くなる。この結果、上記外側シールリップ２２によるシール性能が低下し、上記内部空間１３内への異物浸入防止を有効に図りにくくなる。
又、外側シールリップ２２、２７の先端縁と相手面との摺接状態が不適正となるのは、車両の走行時に於ける各部の弾性変形によっても生じる。即ち、車両の旋回時に車輪を構成するタイヤの接地面から取付フランジ９を介してハブ２に加わるモーメントに基づく転がり軸受ユニットの構成各部材の弾性変形により、上記外側シールリップ２２、２７の先端縁と相手面との摺接状態が円周方向に関して不均一になり、やはり外側シールリップ２２、２７の耐久性低下やシール性能の低下と言った問題を生じる。この点に就いて、上記内部空間１３の内端開口側のシールリング１４ａを例にして、図２１〜２２により説明する。
図２１に矢印で示す様に、旋回走行に伴うモーメントＭが上記ハブ２に、図２１の時計方向に加わった場合に就いて説明する。この場合、各部の弾性変形により上記ハブ２の中心軸が、中立状態を表すα位置からβ位置にまで、角度θ分だけ変位する。この結果、上記ハブ２を構成する内輪素子５の内端部に外嵌固定したスリンガ１６の内径側円輪部２１も、ほぼ上記角度θ分傾斜する。図２１に示した状態の場合には、同図の上側部分で、図２２（Ａ）に示す様に上記内径側円輪部２１が、芯金１５から離れる方向に変位する。この結果、上記上側部分では、上記外側シールリップ２２の締め代が低下する。一方、上記図２１の下側部分では、図２２（Ｂ）に示す様に上記内径側円輪部２１が、芯金１５に近づく方向に変位する。この結果、上記下側部分では、上記外側シールリップ２２の締め代が増大する。一方、上記内部空間１３の外端開口部を塞ぐシールリング１４ｂに関しては、上記内端側のシールリング１４ａとは逆の動きをする。何れにしても、これらシールリング１４ａ、１４ｂのうちで上記外側シールリップ２２、２７の締め代が低下した部分では、これら各外側シールリップ２２、２７による異物浸入防止作用が損なわれる。
この為に従来は、上記モーメントＭに基づいて上記ハブ２の中心軸が傾斜し、上記外側シールリップ２２、２７の締め代が部分的に低下した場合でも、当該部分のシール性を確保できる様に、これら各外側シールリップ２２、２７の締め代を設定していた。具体的には、上記中心軸が傾斜していない状態でのこれら各外側シールリップ２２、２７の締め代を大きめに設定して、上記中心軸が傾斜しても、これら各外側シールリップ２２、２７に関する締め代を、全周に亙ってシール性確保を図れる分残る様にしていた。ところが、この様に締め代を大きめに設定した場合には、その代償として、上記各外側シールリップ２２、２７に関する摺動抵抗が増大する他、これら各外側シールリップ２２、２７が摩耗したり、へたり易くなる。摺動抵抗の増大は、上記ハブ２の回転抵抗の増大に結び付き、燃費性能や加速性能を中心とする走行性能の悪化に結び付く為、好ましくない。又、摩耗したりへたり易くなる事は、転がり軸受の耐久性低下に結び付く為、やはり好ましくない。
この様な事情に鑑みて、特許文献１、２には、外側シールリップの締め代の変化が摺接部の圧力変化に結び付きにくくすべく、この外側シールリップの基端部に、肉厚が小さくなった括れ部を設ける構造が記載されている。この様な構造によれば、組み付け誤差や旋回走行時に生じるハブの中心軸の傾斜等に起因する外側シールリップの締め代の変化に対して、当該外側シールリップの先端縁と相手面との接触圧力の変化が鈍感になる。言い換えれば、上記締め代が変化した場合でも、この接触圧力はあまり変化しない。この為、締め代を大きめに設定した場合でも、外側シールリップの摺動抵抗を抑えられる他、この外側シールリップの摩耗も抑える事ができる。
これに対して、近年は、燃費性能や加速性能を重視する傾向にあり、シールリングに求められる条件も、より厳しくなってきている。この為、長期の密封性能（耐久性能）を確保する為に締め代を大きくした場合でも、シールリップの摺動抵抗をより小さく抑える事が求められている。ところが、上述した特許文献１、２に記載された構造の場合には、外側シールリップの基端部の肉厚を小さくする事のみを考慮して、この外側シールリップの先端寄りの部分等、他の部分の形状を考慮していなかった。この為、この外側シールリップの締め代が大きくなったり、この締め代の変化が大きくなった場合に、この外側シールリップの先端縁と相手面との接触面積の変化、及び、この外側シールリップの相手面に対する接触位置の変化、及び、当該接触部の圧力分布の変化を十分に抑える事ができない可能性がある。
これに就いて、上記締め代が大きくなった場合のシール接触部の変化を、図１９のＥ部拡大相当図である、図２３〜２４を用いて説明する。これら図２３〜２４に示す様に、外側シールリップ２２とスリンガ１６との締め代が大きくなった場合には、この外側シールリップ２２の弾性変形量が大きくなり、この外側シールリップ２２の先端縁と内径側円輪部２１の軸方向側面との接触面積が増加する。この場合には、摺動抵抗が増大し、トルクが増大する原因となる。又、上記外側シールリップ２２の先端縁Ｐよりも内径側（基端側）に外れた部分が上記軸方向側面に強く接触し易くなり、著しい場合には、図２４に誇張して示す様に、上記外側シールリップ２２の先端よりも少し内径側（基端側）に位置する部分が上記内径側円輪部２１の軸方向側面に接触して、先端縁Ｐが上記軸方向側面から離れる、所謂浮き上がり状態が生じる可能性がある。この浮き上がり状態が生じた場合には、外側シールリップ２２の先端縁Ｐに面圧のピークが作用しなくなり、この先端縁Ｐと内径側円輪部２１の軸方向側面との間部分を通じて異物が浸入し易くなってしまう。特に、従来から知られているシール装置の場合、上記シールリング１４ａと上記スリンガ１６とを組み立てた状態で、上記外側シールリップ２２の内周面（内側面）と、このスリンガ１６を構成する内径側円輪部２１の軸方向側面とのなす角度β｛後述する図１５の（Ｂ）参照｝が、１０度若しくはそれ以下の小さな値であった。この為、上記芯金１５と上記スリンガ１６との軸方向距離が、設計値に比べて少し近づいただけでも、上記外側シールリップ２２の先端縁Ｐが上記図２４に示す様に浮き上がり易くなる。
前記特許文献１、２に記載された構造の場合には、外側シールリップの基端部の肉厚を小さくする事のみを考慮していた為、この外側シールリップの締め代が大きくなった場合には、相手面との接触圧力の上昇を或る程度は抑える事ができるが、先端部の弾性変形を十分に抑える事ができるとは言えない。この為、上述の図２３〜２４に示した場合と同様に、外側シールリップの先端部の形状が変化して、この外側シールリップの先端縁と相手面との接触面積が大きくなったり、この外側シールリップの相手面に対する接触位置が変化したり、当該接触部の圧力分布が大きく変化する可能性がある。又、特許文献１、２に記載された構造の場合、上記相手面が摩耗する事を考慮していない為、外側シールリップによる密封性の向上と、この外側シールリップの摩擦抵抗の低減及び耐久性の向上と言った、相反する２つの性能を高度に両立させる事に対して、未だ改良の余地がある。
尚、上述の様な不都合は、シールリップの先端縁と相手面とが互いに軸方向に押し付けられた状態で摺接する、前記各外側シールリップ２２、２７で顕著になるが、シールリップと相手面とが互いに径方向に押し付けられた状態で摺接する、前記各中間、内側シールリップ２３、２４（図１９参照）、内側シールリップ２９（図２０参照）の場合にも生じ得る。即ち、これら各シールリップ２３、２４、２９の先端縁は、径方向に存在する相手面である、スリンガ１６の内径側円筒部２０の外周面又はハブ本体４の中間部外周面に摺接する。この為、組み付け誤差等により上記各シールリップ２３、２４、２９の締め代の変化が大きくなったり、当該摺接部が摩耗した場合には、これら各シールリップ２３、２４、２９の先端縁が相手面に対し浮き上がる可能性がある。
又、本発明に関連する刊行物として、非特許文献１が存在する。
実開平５−７３３６４号公報 実開平５−７３３６５号公報 中村研八著、「オイルシールの密封機構」、日本ゴム協会誌、社団法人日本ゴム協会、平成１年２月、Vol.６２，No. ２、ｐ．３８−４７
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、組み付け誤差等により締め代の変化が大きくなった場合でもシールリップの先端縁の相手面に対する浮き上がりを防止し、このシールリップ及び相手面が摩耗した場合でも密封性能を低下させる事なく、低トルク化と耐久性の向上とを図ると言った、相反する２つの性能を高度に両立させるべく発明したものである。 即ち、本発明は、シールリップの先端縁と相手面との摺接部の接触力の大きさを、組み付け誤差やモーメント荷重に基づくハブの中心軸の傾斜等による締め代の変化に影響されにくくでき、更に、この締め代が大きくなったり、上記摺接部が摩耗した場合でも、シールリップの先端縁の浮き上がりを防止して密封性を十分に確保できる構造を実現すべく発明したものである。
本発明のシール装置及びシール装置付転がり軸受ユニットのうち、請求項１に記載したシール装置は、互いに相対回転する１対の部材同士の間に存在する内部空間を外部空間から遮断するものである。これら両空間を遮断する為に、ゴムの如きエラストマー等の弾性材により全体を円環状に造られて、上記両部材のうちの一方の部材に支持されたシールリップの先端縁を、他方の部材若しくはこの他方の部材に固定された部材の表面に全周に亙って摺接させている。
特に、本発明のシール装置に於いては、上記シールリップの先端縁と上記他方の部材との摺接部の、上記内部空間側の角度を、１３〜４５度としている。
上記シールリップの先端縁が摺接する、他方の部材若しくはこの他方の部材に固定された部材の表面は、例えば請求項２に記載した発明の様に、回転中心に対し直角方向に存在する平面である。
又、好ましくは、例えば請求項３に記載した様に、上記シールリップの基端部を、上記一方の部材の周面に嵌合固定自在な芯金に結合固定する。又、このシールリップの自由状態での全体形状を、基端部から先端部に向かう程直径が大きくなる方向に、ラッパ状に傾斜させる。且つ、上記シールリップの中心軸を含む仮想平面に関する、このシールリップの内周面の、自由状態での断面形状の中間部に、屈曲点を存在させる。そして、この内周面の断面形状の、上記中心軸に対する傾斜角度を、この屈曲点よりも先端側で、同じく基端側よりも小さくする。
又、好ましくは、請求項４に記載した様に、シールリップの基端部近傍部分に、厚さが最も小さい最小肉厚部を設ける。尚、更に好ましくは、この最小肉厚部を設けた基端部近傍部分を、外周面が径方向内方に凹み、内周面が径方向内方に膨らんだ、断面円弧状とする。そして、上記シールリップの厚さを、上記最小肉厚部から先端縁に向けて漸増させ、このシールリップの先端縁近傍に、厚さが最も大きい最大肉厚部を存在させる。
これらを勘案して、より好ましくは、請求項５に記載した様に、請求項２〜４の構成を総て備えさせる。
又、好ましくは、請求項６に記載した様に、上記シールリップの先端部の厚さ寸法を、中間部乃至基端部の厚さよりも大きく、且つ、このシールリップの先端縁で他方の部材若しくはこの他方の部材に固定された部材の表面に摺接する部分の、中心軸を含む仮想平面に関する断面形状の角度を鋭角とする（上記先端縁を尖らせる）。この場合に、この角度を８０度未満としても良い。但し、この先端縁の剛性を必要最小限確保する為に、この角度を、好ましくは６０度以上、より好ましくは７０度以上確保する。
更に、請求項７に記載したシール装置付転がり軸受ユニットは、外輪相当部材と、内輪相当部材と、複数の転動体と、シール装置とを備える。
このうちの外輪相当部材は、内周面に外輪軌道を有する。
又、上記内輪相当部材は、外周面に内輪軌道を有する。
又、上記各転動体は、この内輪軌道と上記外輪軌道との間に、転動自在に設けられている。
更に、上記シール装置は、上記外輪相当部材の内周面と上記内輪相当部材の外周面との間に存在する空間の端部開口を塞ぐもので、上述した請求項１〜６のうちの何れか１項に記載したシール装置である。
上述の様に構成する本発明のシール装置及びシール装置付転がり軸受ユニットは、シールリップの先端縁と、他方の部材若しくはこの他方の部材に固定された部材との摺接部の、内部空間側の角度を、１３〜４５度に規制している為、組み付け誤差や運転時に於ける各部の相対変位に拘らず、シールリップの先端縁と他方の部材との摺接部の接触力を適正にできる。そして、この摺接部を通じて異物が内部空間に浸入する事を有効に防止すると共に、上記シールリップによる摩擦（トルク）低減と、このシールリップの耐久性向上とを図れる。この為、例えば車両の車輪支持用のシール装置付転がり軸受ユニットに適用した場合に、このシール装置付転がり軸受ユニットの耐久性向上を図ると同時に、燃費性能や加速性能を中心とする上記車両の走行性能を向上させる事ができる。
尚、上記摺接部の上記内部空間側の角度を１３〜４５度の範囲に規制した理由は、次の通りである。先ず、この角度が１３度未満であると、組み付け誤差や運転時に於ける相対変位に基づいて上記シールリップの先端縁と上記他方の部材の表面との締め代が大きくなった場合に、前述の図２３、２４に示す様に、シールリップの先端縁と相手部材の表面との接触面積が増加して摺動抵抗が増大し、転がり軸受ユニットの動トルクが増大し易くなる。上記角度を１３度以上確保すれば、上記締め代が多少大きくなっても、上記接触面積の増大は限られたもので済み、摺動抵抗の増大を抑えて上記転がり軸受ユニットの動トルクの増大を抑えられる。
これに対して、上記角度が４５度を越えて大きくなると、上記締め代が適正値である状態での、シール性確保の面から不利になる。即ち、シールリップの先端縁を相手面に摺接させる事により構成したシール部のシール性は、この先端縁と相手面とのなす角度の大小関係による影響を受ける。具体的には、図１７に示す様に、シールリップ３０の先端縁が相手面３１に摺接しており、このシールリップ３０の先端縁部表面とこの相手面３１とのなす角度（接触角）を、外部空間３２側でα、内部空間３３側でβ（＝シールリップの先端縁と他方の部材との摺接部の内部空間側の角度）とした場合に、α＞βとする事が、シール性確保の面から有利である事が、非特許文献１に記載される等により従来から知られている。上記相手面３１は平面（角度１８０度）であり、上記シールリップ３０の先端部の角度γは、一般的に８０〜１００度程度であるので、α＋βは１００〜８０度程度になる。従って、確実にα＞βとするべく、α−β≧１０度とする為には、少なくとも（γ＝８０度の場合で）β≦４５度、好ましくは（γ＝１００度の場合で）β≦３５度とする必要がある。
これらの理由により、本発明の場合には、シールリップの先端縁と他方の部材との摺接部の、上記内部空間側の角度を、１３〜４５度（好ましくは１３〜３５度）の範囲に規制する。
上述の様な本発明の作用・効果は、上記シールリップの先端縁が摺接する部材の表面が何れの部分であっても得る事ができる。特に、請求項２に記載した様に、上記シールリップの先端縁が摺接する部材の表面を、回転中心に対し直角方向に存在する平面とした場合に、顕著に得られる。即ち、この様な平面を備え、シールリップの先端縁と他方の部材若しくはこの他方の部材に固定された部材の表面とを軸方向に対向させるシール装置の場合には、組み付け誤差や運転時に於ける各部の弾性変形により、一方の部材と他方の部材との距離が、最適値からずれ易い。従って、この様な構造で本発明を実施する事は、前述した様な理由により、シール装置付転がり軸受ユニットの耐久性向上を図ると同時に、燃費性能や加速性能を中心とする車両の走行性能を向上させる面での効果が大きい。
又、本発明を実施する場合に、請求項３に記載した様に、上記シールリップの内周面の中間部に屈曲点を設け、この内周面の断面形状の中心軸に対する傾斜角度を、この屈曲点よりも先端側で、同じく基端側よりも小さくすれば、シール装置を大型化する事なく、前記摺接部の上記内部空間側の角度として、１３度以上の値を確保できる。即ち、上記シールリップの上記部材の表面に対する追従性を良好にする為には、このシールリップの基端部から先端部迄の長さ寸法を或る程度確保する必要がある。そして、この長さ寸法を或る程度確保しつつ、上記１３度以上の値を確保する事を考慮した場合、上記シールリップの内周面の断面形状が直線的であると、上記基端部から上記先端部迄の軸方向長さが大きくなり、上記シール装置の小型化（軸方向長さの短縮）を図れなくなる。これに対して、上記屈曲点を設ければ、上記シールリップの長さ寸法を確保しつつ上記軸方向長さの短縮を図り、且つ、上記１３度以上の値を確保できる。
又、請求項４に記載した様に、シールリップの基端部近傍に最小肉厚部を存在させれば、他方の部材若しくはこの他方の部材に固定された部材の表面に対する、上記シールリップの中間部乃至先端部の追従性を良好にできる。そして、これら表面とシールリップの先端縁との摺接部の面圧が円周方向の一部で低下する事を防止して、この摺接部のシール性を良好にできる。特に、この最小肉厚部を設けた基端部近傍部分を断面円弧状とし、上記シールリップの厚さを上記最小肉厚部から先端縁に向けて漸増させれば、このシールリップの変形を、基端部等、先端部以外の部分に或る程度集中させる事ができる。そして、このシールリップの締め代の変化がこのシールリップの先端縁と相手面との摺接部の接触力に与える影響をより小さくできる。
特に、シールリップの厚さを、基端部から先端部に向かう程漸増させた場合には、このシールリップの変形を基端部に、より集中させる事ができ、上記締め代の変化が上記摺接部の接触力に与える影響をより小さくできる。この為、締め代の変化に拘らず、上記シールリップの先端部の接触形状及び接触荷重が大きく変化する事を、より有効に防止できる。又、このシールリップが、先端部以外の部分で変形し易くなる為、先端部の内周面の一部に過大な引張り応力が集中する事がなくなり、シールリップのへたり（永久変形）を最小限に抑える事ができる。従って、このへたりによる接触荷重の低下を最小限に抑える事ができ、上記シールリップの先端縁と相手面との初期の接触圧力をより小さくする事ができる。更には、仮にこの先端縁部分が多少摩耗した場合でも、この先端縁部分の厚さ寸法を必要量確保できて、この先端縁部分に必要とされる剛性を確保して、必要とされるシール性の確保を図れる。
更に、請求項６に記載した様に、シールリップの先端部の厚さ寸法を大きくすると共に、このシールリップの先端縁を尖らせれば、このシールリップと他方の部材若しくはこの他方の部材に固定された部材の表面（相手面）との摺接状態をより安定させられる。即ち、上記シールリップの先端部の厚さ寸法を大きくし、この先端部の拡径力（直径を広げる為に要する力）を大きくすれば、上記シールリップの先端縁を相手面に押し付けた状態での、上記先端部の変形を抑え、変形をこのシールリップの基端部乃至中間部に集中させる事ができる。この為、このシールリップの先端縁と相手面との摺接状態を安定させる事ができる。又、上記シールリップの先端縁を尖らせれば、このシールリップの先端縁と上記相手面との摺接部の、上記内部空間側の角度を確保し易くなる。これらにより、シール性能の確保と摺動抵抗の抑制とをより高度に両立させ易くなる。
［実施の形態の第１例］
図１〜３は、請求項１〜３、７に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例のシール装置を構成するシールリング１４ａは、芯金１５に支持したシール材１７ａとスリンガ１６とを組み合わせて組み合わせシールリングを構成したもので、互いに相対回転する１対の部材である、外輪１（外輪相当部材）とハブ２（内輪相当部材）との間に装着する。そして、これら外輪１の内周面とハブ２の外周面との間に存在する内部空間１３と、外部空間とを遮断する。この為に上記シールリング１４ａは、上記外輪１の内端部に内嵌固定自在な芯金１５と、この芯金１５に結合したゴムの如きエラストマー等の弾性材製のシール材１７ａとを備える。又、このシール材１７ａは、複数本（図示の例の場合には３本）の外側、中間、内側シールリップ２２ａ、２３、２４を備える。そして、このうちの、外側、中間両シールリップ２２ａ、２３の先端縁を、上記ハブ２を構成する内輪素子５の内端部外周面に外嵌固定自在な金属製のスリンガ１６に摺接させている。又、内側シールリップ２４の先端縁を、このスリンガ１６の内径側円筒部２０の外周面に近接対向させている。
尚、本例の特徴は、複数の転動体３、３（図１８、２１参照）を設けた内部空間１３の内端開口部を塞ぐシール材１７ａの、複数本のシールリップ２２ａ、２３、２４のうち、最も外径側に位置し、サイドリップと呼ばれる、外側シールリップ２２ａの形状を工夫する事により、この外側シールリップ２２ａによる密封性能及びこの外側シールリップ２２ａの耐久性の向上と、摺動抵抗（動トルク）の低減とを図る点にある。その他の部分の構成及び作用は、前述の図１８〜２０に示した従来構造とほぼ同様であるから、同等部分には同一符号を付して重複する説明は省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。
本例の場合には、上記外側シールリップ２２ａの先端縁を、側方に存在するスリンガ１６の内径側円輪部２１の軸方向側面に、全周に亙り摺接させている。又、上記外側シールリップ２２ａの厚さを、基端部から先端部に至る迄、全長に亙りほぼ一定とすると共に、この外側シールリップ２２ａの自由状態での全体形状を、基端部から先端部に向かう程直径が大きくなる方向に傾斜した、ラッパ状としている。且つ、上記外側シールリップ２２ａの中間部先端寄り部分に、上記スリンガ１６を構成する内径側円輪部２１に向けて折れ曲がった、折れ曲がり部３４を設けている。従って、上記外側シールリップ２２ａの内周面の、自由状態での、中心軸を含む仮想平面に関する（この仮想平面で切断した場合の）断面形状の先端寄り中間部に、屈曲点Ｐが存在する。
即ち、上記自由状態での上記内周面の断面形状は、上記外側シールリップ２２ａの中間部をなぞる直線（中間部の代表位置に関する接線）ｔ1 と、先端部をなぞる直線（先端部の代表位置に関する接線）ｔ2 とが、上記屈曲点Ｐで交差したものである。又、これら直線ｔ1 、ｔ2 の中心軸に対する傾斜角度θ1 、θ2 のうち、上記屈曲点Ｐよりも先端側の直線ｔ2 に関する傾斜角度θ2 を、この屈曲点Ｐよりも基端側の直線ｔ1 に関する傾斜角度θ1 よりも小さくしている（θ2 ＜θ1 ）。言い換えれば、上記外側シールリップ２２ａの内周面の上記内径側円輪部２１の軸方向側面に対する傾斜角度を、屈曲点Ｐよりも先端側部分で、この屈曲点Ｐよりも基端側部分に比べて大きくしている。
そして、上記外側シールリップ２２ａを上記スリンガ１６の内径側円輪部２１の軸方向側面に、図１及び図３の（ｂ）に示す様に、締め代ｄ｛図３の（ａ）参照｝を持たせ、接触位置Ｑで接触させている。この状態で、上記外側シールリップ２２ａの先端縁部表面と上記内径側円輪部２１の側面とのなす角度が下記の条件を満たす様に、各部の寸法並びに形状を規制している。即ち、上記外側シールリップ２２ａの先端縁部表面と上記内径側円輪部２１の側面とのなす角度（接触角）を、外部空間３２側でα、内部空間３３側でβとした場合に、α＞βとする。又、このうちの内部空間３３側の接触角βを、１３〜４５度とする。尚、上記締め代ｄは、自由状態での外側シールリップ２２ａの軸方向長さをＬ2 （図２参照）とし、組み付け状態での外側シールリップ２２ａの軸方向長さをＬ3 （図１参照）とした場合に、Ｌ2 −Ｌ3 で表される大きさである。勿論、上記締め代ｄに関しても、α＞β、β＝１３〜４５度を満たす様に、上記外側シールリップ２２ａの寸法及び形状との関係で規制する。
上述の様に本例のシール装置の場合には、上記外側シールリップ２２ａの先端縁と上記スリンガ１６の内径側円輪部２１の軸方向側面との摺接部の、上記内部空間３３側の接触角βを、１３〜４５度に規制している。この為、組み付け誤差や運転時に於ける前記芯金１５と上記スリンガ１６との相対変位に拘らず、上記外側シールリップ２２ａの先端縁と上記内径側円輪部２１の軸方向側面との摺接部の接触力を適正にできる。そして、この摺接部を通じて異物が上記内部空間３３に浸入する事を有効に防止すると共に、上記外側シールリップ２２ａによる摩擦（トルク）低減と、この外側シールリップ２２ａの耐久性向上とを図れる。この為、例えば車両の車輪支持用のシール装置付転がり軸受ユニットに適用した場合に、このシール装置付転がり軸受ユニットの耐久性向上を図ると同時に、燃費性能や加速性能を中心とする上記車両の走行性能を向上させる事ができる。
又、本例の場合には、上記外側シールリップ２２ａの中間部先端寄り部分に、上記スリンガ１６を構成する内径側円輪部２１に向けて折れ曲がった折れ曲がり部３４を設けている為、シール装置を大型化する事なく、上記摺接部の上記内部空間３３側の接触角βとして、１３度以上の値を確保できる。即ち、上記外側シールリップ２２ａの先端縁部の、上記内径側円輪部２１の軸方向側面に対する追従性を良好にする為には、上記外側シールリップ２２ａの基端部から先端部迄の長さ寸法を或る程度確保する必要がある。この長さ寸法が短過ぎると、上記外側シールリップ２２ａの剛性が高くなると共に弾性変形量が少なくなり、上記追従性が悪化する。従って、上記長さ寸法は、或る程度確保する必要があるが、上記外側シールリップ２２ａの自由状態での断面形状を直線状としたまま、上記接触角βを１３度以上にすると、この外側シールリップ２２ａの基端部から先端部迄の軸方向長さ（図１〜３の左右方向寸法）が大きくなり、上記シール装置の小型化（軸方向長さの短縮）を図れなくなる。これに対して、上記折れ曲がり部３４を設ければ、上記外側シールリップ２２ａの長さ寸法を確保しつつ上記軸方向長さの短縮を図り、且つ、上記接触角βを１３度以上にできる。
しかも、上記折れ曲がり部３４に対応して、上記外側シールリップ２２ａの内周面先端寄り部分に前記屈曲点Ｐを設けている為、前記シールリング１４ａと前記スリンガ１６の内径側円輪部２１の軸方向側面との締め代ｄが多少大きくなっても、上記摺接部の上記内部空間３３側の接触角βとして１３度以上の値を確保でき、同時に、軸方向に関する上記屈曲点Ｐと前記接触位置Ｑとの距離Ｌ1 ｛図１、図３の（ｂ）参照｝を十分に確保できる。言い換えれば、上記外側シールリップ２２ａの先端縁を上記内径側円輪部２１の軸方向側面に、極く狭い面積で接触させ、この外側シールリップ２２ａの先端縁近傍に存在する内周面（前記直線ｔ2 に対応する内周面）の、先端縁以外の部分を、上記内径側円輪部２１の軸方向側面から十分に離隔させる事ができる。
この点に就いて、図３を参照しつつ説明する。先ず、図３の（ａ）に示した自由状態から、上記外側シールリップ２２ａの先端縁に上記内径側円輪部２１の軸方向側面を、図３の（ａ）に矢印イで示す様に、軸方向に押し付けた場合を考える。この場合、上記外側シールリップ２２ａは全体的に変形するが、上記屈曲点Ｐよりも先端側の直線ｔ2 の中心軸に対する傾斜角度θ2 は小さい為、図３の（ｂ）に示す様に、上記外側シールリップ２２ａの先端寄り部分が径方向外方に弾性変形した状態でも、この先端寄り部分の開き角度δを、上記屈曲点Ｐが存在しない場合に比較して、小さな値に抑えられる。従って、この角度δの余角である、上記摺接部の上記内部空間３３側の接触角βを或る程度確保できる（１３度未満になる事はない）。一方、上記外側シールリップ２２ａは、自由状態での上記屈曲点Ｐよりも基端側の直線ｔ1 の中心軸に対する傾斜角度θ1 が上記傾斜角度θ2 よりも大きい（θ1 ＞θ2 であり、基端側が先端側に比べて弾性変形し易い）為、上記外側シールリップ２２ａの基端寄り部分は軸方向の変形量が大きくなる。この為、この外側シールリップ２２ａは、締め代ｄが大きくなった場合でも、軸方向に関する必要な変形量を確保しつつ、先端縁と上記内径側円輪部２１の軸方向側面との接触角βを十分に（１３度以上）確保できる。
これに対して、前述の図１９、２３、２４に示した従来構造の場合には、図４（ａ）に示す様に、外側シールリップ２２の内周面に、上記屈曲点Ｐ（図１〜３参照）が存在せず、自由状態での先端寄り部分の内周面の形状が、母線が単一の直線ｔ3 である部分円すい筒状となっている。この為、外側シールリップ２２の必要な変形量を確保すべく、上記直線ｔ3 の中心軸に対する傾斜角度を比較的大きな傾斜角度θ1 とした場合には、外側シールリップ２２の先端縁にスリンガ１６の内径側円輪部２１の軸方向側面を、図４の（ａ）に矢印イで示す様に、軸方向に押し付けた場合に、図４の（ｂ）に示す様に、上記外側シールリップ２２の先端寄り部分の中心軸に対する開き角度がほぼ９０度に（摺接部の内部空間側の角度がほぼ０に）なる。従って、上記外側シールリップ２２の先端寄り部分が上記内径側円輪部２１の軸方向側面に、広い面積で接触し易くなってしまう。
本例の場合には、この様な従来構造の場合と異なり、上記締め代ｄが大きくなった場合でも、上記外側シールリップ２２ａの先端縁と上記内径側円輪部２１の軸方向側面との接触角βを十分に（１３度以上）確保して、これら先端縁と内径側円輪部２１の軸方向側面とを極く狭い面積で接触させる。そして、上記外側シールリップ２２ａの先端縁近傍に存在する内周面のうちで先端縁以外の部分を、上記内径側円輪部２１の軸方向側面から十分に（摺動抵抗の増大に結び付く油膜が形成されない程度に）離隔させる事ができる。言い換えれば、上記外側シールリップ２２ａの先端縁と内径側円輪部２１の軸方向側面との接触面積及び接触幅を小さく抑える事ができる。
上述の様に本例の構造によれば、上記外側シールリップ２２ａの締め代ｄの変化が大きくなった場合でも、この締め代ｄの変化が上記接触面積及び接触幅の変化に及ぼす影響を小さく抑えると共に、当該接触部の圧力分布の変化を小さく抑える事ができる。この為、組み付け誤差や旋回走行等に伴うハブ２の中心軸の傾斜等により締め代ｄが大きくなったり、スリンガ１６の内径側円輪部２１が摩耗する等、摺接部が摩耗した場合でも、外側シールリップ２２ａの先端縁の浮き上がりを防止して、密封性の向上を図れる。従って、この外側シールリップ２２ａの初期締め代を大きく設定しても、中立状態（初期設定状態）での上記接触幅を過大にする事なく、十分にシール性を確保しつつ、当該摺接部での摩擦抵抗を低減して、低トルク化と耐久性の向上とを図れる。
又、本例の場合には、上記外側シールリップ２２ａを、基端部から先端部に亙り厚さをほぼ一定としている為、基端部から先端部に向かう程厚さを漸減させる場合と異なり、この外側シールリップ２２ａの変形を、基端部等、先端部以外の部分に或る程度集中させて、この外側シールリップ２２ａの締め代ｄの変化がこの外側シールリップ２２ａの先端縁と内径側円輪部２１の軸方向側面との摺接部の接触力に与える影響をより小さくできる。この為、締め代ｄの変化に拘らず、上記外側シールリップ２２ａの先端部の接触形状及び接触荷重が、大きく変化する事をより有効に防止できる。更に、この外側シールリップ２２ａが、先端部以外の部分で変形し易くなる為、先端部の内周面の一部に過大な引張り応力が集中する事がなくなる。この為、外側シールリップ２２ａのへたり（永久変形）を最小限に抑える事ができる。従って、このへたりによる接触荷重の低下を最小限に抑える事ができ、上記外側シールリップ２２ａの先端縁と内径側円輪部２１の軸方向側面との初期の接触圧力をより小さくする事ができる。この結果、本例によれば、組み付け誤差やモーメント荷重に基づくハブ２の中心軸の傾斜による締め代ｄの変化が、外側シールリップ２２ａの先端縁と上記内径側円輪部２１の軸方向側面との摺接部の接触力に与える影響をより小さくできる。
尚、外側シールリップ２２ａの先端縁を上記内径側円輪部２１の軸方向側面に、締め代ｄに基づく弾性復元力により押し付けた場合に、軸方向に関する前記屈曲点Ｐと、外側シールリップ２２ａの先端縁及び内径側円輪部２１の軸方向側面の接触位置Ｑとの距離Ｌ1 は、最大締め代時でも０．１mm以上確保する事が好ましい。この距離Ｌ1 が０．１mmよりも小さいと、実際の車両の走行時に、転がり軸受ユニットに偏心量、傾斜度等による振れが発生した場合に、外側シールリップ２２ａの内径寄り部分（基端寄り部分）の内周面が接触して当該摺接部の接触幅が増大する。従って、より好ましくは、上記内径側円輪部２１の軸方向側面と外側シールリップ２２ａの先端縁部との摩耗を考慮して、上記距離Ｌ1 を（初期状態で）０．３mm以上とする。又、この外側シールリップ２２ａの先端部の角度γ（図１７参照）は、一般的なシールリップの場合と同様に、８０〜１００度程度とするが、上記外側シールリップ２２ａの先端縁部表面と上記内径側円輪部２１の軸方向側面とのなす角度を、前述の図１７で説明した関係に規制している。即ち、外部空間３２側の角度αを、内部空間３３側の接触角βよりも大きく（α＞β）して、シール性確保を図り易くしている。
［実施の形態の第２例］
次に、図５〜６は、請求項１〜５、７に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、サイドリップと呼ばれる、最も外径側に位置する外側シールリップ２２ｂの基端部に最小肉厚部３５を設けている。この最小肉厚部３５は、内周面側が凸面（外周面側が凹面）となった断面部分円弧状で、他の部分よりも肉厚が小さくなっており、全周に亙って弾性変形し易くなっている。そして、上記外側シールリップ２２ｂの断面形状を、上記最小肉厚部３５から先端部に向かうに従って、厚さが漸増する、くさび状としている。本例の場合も、上記外側シールリップ２２ｂの先端寄り部分に折れ曲がり部３４ａを形成して、この外側シールリップ２２ｂの先端寄り部分の内周面に屈曲点Ｐを設け、この内周面のうちでこの屈曲点Ｐよりも先端側部分の中心軸に対する傾斜角度θ2 を、基端側部分の中心軸に対する傾斜角度θ1 よりも小さくしている（θ2 ＜θ1 ）。
又、上記外側シールリップ２２ｂの先端部近傍に、厚さが最大になった最大肉厚部３６を設けている。更に、この外側シールリップ２２ｂの先端寄り部分で、この最大肉厚部３６よりも先端側に位置する部分を、外径寄り部分を全周に亙り除去した、先細り形状としている。そして、上記外側シールリップ２２ｂの全体形状を、先端縁（径方向外端縁）に向かう程スリンガ１６の内径側円輪部２１に向かう方向（図５、６の右方）に傾斜した形状としている。
上述の様に構成する本例のシールリング及びこれを組み込んだシールリング付転がり軸受ユニットの場合には、上記外側シールリップ２２ｂの変形を、基端部に設けた最小肉厚部３５に集中させて、この外側シールリップ２２ｂの締め代の変化がこの外側シールリップ２２ｂの先端縁とスリンガ１６の内径側円輪部２１の側面との摺接部の接触力に与える影響をより小さくできる。この為、組み付け誤差や旋回走行等に伴うハブ２の中心軸の傾斜に拘らず、上記摺接部の接触力の変化をより小さくできる。従って、上記外側シールリップ２２ｂの中立状態（初期設定状態）での接触力を過大にする事なく、十分にシール性を確保して、上記摺接部での摩擦抵抗の低減と耐久性の向上とを図れる。
その他の構成及び作用に就いては、各部の接触角α、β、γの関係等を含め、前述した実施の形態の第１例の場合と同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。
［実施の形態の第３例］
図７〜９は、請求項１〜７に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合には、上述した実施の形態の第２例の場合と同様に、外側シールリップ２２ｂの先端部に最大肉厚部３６を存在させて、この最大肉厚部３６の厚さ寸法を、中間部乃至基端部の厚さよりも大きくしている。又、この外側シールリップ２２ｂの基端部に、最小肉厚部３５を設けている。更に、本例の場合には、この外側シールリップ２２ｂの先端縁を尖らせている。即ち、この外側シールリップ２２ｂの先端縁でスリンガ１６の内径側円輪部２１の軸方向側面と摺接する部分の、中心軸を含む仮想平面に関する（図７〜９に表れた）断面形状の角度γ（図１７参照）を、鋭角としている。本例の場合、この角度γを、９０度未満、更には８０度未満とする。但し、上記角度γの最小値は、上記外側シールリップ２２ｂの先端縁の剛性を必要最小限確保する為に、好ましくは６０度以上、より好ましくは７０度以上とする。
上述の様な構成を有する本例の場合には、上記外側シールリップ２２ｂの先端縁と上記内径側円輪部２１の軸方向側面との摺接状態をより安定させられる。即ち、上記外側シールリップ２２ｂの先端部に、厚さ寸法が中間部乃至基端部よりも大きな、上記最大肉厚部３６が存在する為、上記先端部の拡径力を大きくできる。そして、上記外側シールリップ２２ｂの先端縁を上記内径側円輪部２１の軸方向側面に押し付けた状態での、上記先端部の変形を抑え、変形を上記外側シールリップ２２ｂの基端部乃至中間部、特に、上記最小肉厚部３５に集中させる事ができる。この為、この外側シールリップ２２ｂの先端縁と上記内径側円輪部２１の軸方向側面との摺接状態を安定させる事ができる。又、上記外側シールリップ２２ｂの先端縁を尖らせているので、この外側シールリップ２２ｂの先端縁と上記内径側円輪部２１の軸方向側面との摺接部の、内部空間側の角度βを確保し易くなる。これらにより、シール性能の確保と摺動抵抗の抑制とをより高度に両立させ易くなる。
その他の構成及び作用に就いては、各部の接触角α、β、γの関係等を含め、前述した実施の形態の第２例の場合と同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。
［実施の形態の第４例］
次に、図１０〜１１は、やはり請求項１〜７に対応する、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の場合には、外側シールリップ２２ｃの先半部内周面に、断面形状が部分凹円弧状である凹曲面部３７を形成している。この様な本例の場合も、上述の各例の場合と同様に、上記外側シールリップ２２ｃの長さ寸法を確保しつつ、この外側シールリップ２２ｃを含むシール装置の軸方向長さの短縮を図り、且つ、この外側シールリップ２２ｃの先端縁とスリンガ１６の内径側円輪部２１の軸方向側面との摺接部の、内部空間３３側の接触角βとして、１３度以上の値を確保できる。又、上記外側シールリップ２２ｃとスリンガ１６との締め代が多少大きくなっても、上記接触角βとして、１３度以上の値を確保して、上記外側シールリップ２２ｃの先端縁を上記内径側円輪部２１の側面に極く狭い面積で接触させる事ができる。
その他の構成及び作用に就いては、前述の図５〜６に示した実施の形態の第２例、或いは、上述の図７〜９に示した実施の形態の第３例の場合と同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。
［実施の形態の第５例］
次に、図１２は、やはり請求項１〜７に対応する、本発明の実施の形態の第５例を示している。本例の場合には、スリンガ１６を構成する内径側円輪部２１の内側面（図１２の右側面）及び外周縁に磁気エンコーダ３８を、接着、焼き付け等により添着している。この磁気エンコーダ３８は、ゴムの如きエラストマー等の弾性材にフェライト等の強磁性の粉末を混入した円環状の素材に、円周方向に関して交互に異なる方向の磁場を加えて成り、軸方向側面にＮ極とＳ極とを、円周方向に関して交互且つ等間隔に配置している。シールリング付転がり軸受ユニットの使用時には、外輪１に固定の部分に磁気センサ３９を固定し、この磁気センサ３９の検出部を、被検出部である上記磁気エンコーダ３８の側面に対向させる事により、ハブ２に固定した車輪の回転速度を検出自在とする。
その他の構成及び作用に就いては、前述の図５〜６に示した実施の形態の第２例、或いは、上述の図７〜９に示した実施の形態の第３例の場合と同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。
［実施の形態の第６例］
次に、図１３は、やはり請求項１〜７に対応する、本発明の実施の形態の第６例を示している。本例の場合には、３本のシールリップ２２ｂ、２３ａ、２４のうち、中間に位置する中間シールリップ２３ａの、自由状態での全体形状を、基端部から先端部に向かう程縮径した形状に形成している。又、この中間シールリップ２３ａを、基端部に設けた最小肉厚部４０から先端部に向かうに従って厚さを漸増させると共に、この先端部近傍に厚さが最大となる最大肉厚部４１を設けた形状としている。更に、上記中間シールリップ２３ａの自由状態で、先端寄り中間部に、基端側に対して先端側が径方向内側に折れ曲がった、折れ曲がり部４２を形成している。従って、この中間シールリップ２３ａの内周面の中間部でこの折れ曲がり部４２に対応する部分に、屈曲点Ｐ´が存在する。従って、上記中間シールリップ２３ａの内周面の、スリンガ１６を構成する内径側円筒部２０（図１、５等参照）に対する傾斜角度を、屈曲点Ｐ´よりも先端側で、基端側よりも大きくしている。そして、上記中間シールリップ２３ａの先端縁を、スリンガ１６を構成する内径側円筒部２０の外周面に、全周に亙り摺接させている。
この様な本例の場合には、芯金１５を構成する外径側円筒部１８と上記内径側円筒部２０との距離が適正位置から変化した場合でも、中間シールリップ２３ａの先端縁と内径側円筒部２０の外周面との、内部空間側の接触角β´として、１３度以上の値を確保できる。同時に、上記中間シールリップ２３ａの先端部内周面と、上記内径側円筒部２０の外周面との距離を十分に確保できる。言い換えれば、上記中間シールリップ２３ａの先端縁を上記内径側円筒部２０の外周面に極く狭い面積で接触させ、この中間シールリップ２３ａの先端縁近傍に存在する内周面のうちで、先端縁以外の部分を、この内径側円筒部２０の外周面から十分に離隔させる事ができる。この結果、上記中間シールリップ２３ａの締め代が大きくなったり、この中間シールリップ２３ａの先端縁と上記内径側円筒部２０の外周面との摺接部が摩耗した場合でも、この中間シールリップ２３ａの先端縁の浮き上がりを防止できる。又、上記締め代が大きくなった場合でも、上記接触面積を小さく抑える事ができ、耐久性の向上と低トルク化とを図れる。
その他の構成及び作用に就いては、前述の実施の形態の第２例、或いは実施の形態の第３例の場合と同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。
尚、図示は省略するが、中間シールリップ２３ａの形状は本例の場合と別の形状に規制しても良い。即ち、本例の構造で、中間シールリップ２３ａの先半部内周面に、前述の図１０〜１１に示した実施の形態の第４例の凹曲面部３７の如き凹曲面部を形成する事もできる。この様に構成した場合にも、本例の場合と同様の効果を得られる。
［実施の形態の第７例］
次に、図１４は、請求項１〜３、７に対応する、本発明の実施の形態の第７例を示している。上述した実施の形態の各例は、外輪１（図１等参照）の内端部内周面とハブ２の中間部外周面との間を塞ぐシールリング１４ａ（図１等参照）に本発明を適用した場合に就いて示している。これに対して本例の場合には、外輪１の外端部内周面とハブ２の外端寄り部分外周面との間を塞ぐシールリング１４ｂに本発明を適用している。
この様な本例の場合には、複数本（図示の例の場合には３本）の外側、中間、内側シールリップ２７ａ、２８ａ、２９のうち、最も外径側に位置する外側シールリップ２７ａ及び中間シールリップ２８ａの先端縁と、ハブ２の表面との摺接部の、内部空間３３側の角度を、１３度以上確保している。
この様な本例の構造も、上述した実施の形態の各例の構造と同様に、シール装置付転がり軸受ユニットの耐久性向上を図ると同時に、燃費性能や加速性能を中心とする上記車両の走行性能を向上させる事ができる。
尚、上記各シールリップ２７ａ、２８ａ、２９の基本的構造は、前述の図１８、２０に示した従来構造のシールリング１４ｂの場合と同様である為、同等部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。
本発明の様に、シールリップの先端縁と相手部材との摺接部の、内部空間側の接触角βを１３度以上確保する事によりシール性確保を図れる事を確認する為に行なった実験に就いて、図１５〜１６を参照しつつ説明する。
実験には、図１５の（Ａ）（Ｂ）に示した様な、芯金１５に支持されたシール材１７ａとスリンガ１６とから成る、組み合わせシールリングであるシールリング１４ａを使用した。そして、このスリンガ１６を構成する内径側円輪部２１と、上記シール材１７ａを支持した芯金１５を構成する外径側円輪部１９との軸方向距離を変動させる事により、外側シールリップ２２の先端縁と上記内径側円輪部２１との摺接部の、内部空間３３側の接触角βを種々異ならせ、それぞれのシール性及び耐久性に就いて試験を行なった。図１５の（Ａ）（Ｂ）に示した２種類の組み合わせシールリングのうち、（Ａ）は上記接触角βが２０．５度で、本発明の技術的範囲に属する構造を、（Ｂ）は上記接触角βが９．５度で、本発明の技術的範囲から外れる構造を、それぞれ示している。
尚、上記シール材１７ａと上記スリンガ１６とを組み合わせた状態では、外部から上記接触角βを測定する事はできない。この為、上記実験では、組み合わせ後に裁断機等により切断した状態で断面形状を測定した。一度接触角βを測定すれば、後は、上記シール材１７ａを支持した芯金１５と上記スリンガ１６との軸方向距離に基づいて、同じ接触角βの試料を得られる。これとは別に、上記シール材１７ａ及び芯金１５を、裁断機等により切断して断面形状を求め、上記外側シールリップ２２の押し込み量から、ＦＥＭを用いた変形解析を行って、上記接触角βを求める事もできる。
上述の様に、内部空間側の接触角βを種々異ならせた組み合わせシールリングを転がり軸受ユニットに組み込んで複数種類の試料を作成し、各試料に関して、以下の条件で、泥水耐久試験を実施した。
試験サイクル ： 「回転＋浸漬」→「停止＋浸漬」→「停止＋乾燥」→「回転＋乾燥」のサイクル運転
回転速度 ： １０００min-1
シールリングとスリンガとの偏心量 ： ０．４mmＴＩＲ
泥塩水浸漬量 ： 軸中心まで
上述の様な条件で行なった実験の結果を、図１６に示す。この図１６から明らかな通り、シールリップの先端縁と相手部材との摺接部の、内部空間側の接触角βが大きくなる程、シール性が向上して転がり軸受ユニットの耐久性が向上する。そして、自動車の車輪支持用転がり軸受ユニットに必要な耐久性を確保しつつ低トルク化を図る為には、上記接触角βを１３度以上確保する必要がある事も分かった。逆に言えば、この接触角βが１３度未満の場合には、シール性能が不足して浸水等により転がり軸受ユニットの耐久性向上を図れない事に加えて、低トルク化の面からも十分な効果を得られない。特に、上記接触角βを１６度以上確保すると、シール性能及び低トルク化の面から、より大きな効果を得られる。
尚、上記接触角βの上限値に関しては、図１７に示す様に、シールリップ３０の先端縁部表面と相手面３１とのなす角度（接触角）のうち、外部空間３２側の接触角αを、内部空間３３側の接触角βよりも大きく（α＞β）して、シール性確保を図る面から、４５度以下に抑える。
本発明の実施の形態の第１例を示す、図１８のＡ部拡大断面相当図。 図１から芯金及びシール材のみを取り出して示す図。 実施の形態の第１例の構造での外側シールリップの変形状態を説明する為の図で、（ａ）は自由状態を、（ｂ）はスリンガを締め代を持たせて接触させた状態を、それぞれ示す、図２のＢ部に相当する拡大断面図。 従来構造での外側シールリップの変形状態を説明する為の図で、（ａ）は自由状態を、（ｂ）はスリンガを締め代を持たせて接触させた状態を、それぞれ示す、図１９のＣ部に相当する拡大断面図。 本発明の実施の形態の第２例を示す、図１と同様の図。 図５から芯金及びシール材のみを取り出して示す図。 本発明の実施の形態の第３例を示す、図１と同様の図。 図７から芯金及びシール材のみを取り出して示す図。 スリンガとの組み合わせに伴う各シールリップの変形状態を示す図。 本発明の実施の形態の第４例を示す、図１と同様の図。 図１０から芯金及びシール材のみを取り出して示す図。 本発明の実施の形態の第５例を示す、図１と同様の図。 同第６例を示す、図２と同様の図。 同第７例を示す、図１８のＤ部拡大断面相当図。 本発明の効果を確認する為の実験に使用したシール装置の２例を示す断面図。 同じく実験の結果を示す線図。 シールリップの先端縁と相手面とのなす角度がシール性に及ぼす影響を説明する為の模式図。 従来構造の１例を示す、シールリング付転がり軸受ユニットの断面図。 図１８のＡ部に組み付けているシールリングの部分拡大断面図。 同Ｄ部に組み付けているシールリングの部分拡大断面図。 車両の走行時に加わるモーメント荷重によりハブが傾斜する状態を示す、シールリング付転がり軸受ユニットの断面図。 図２１に示したシールリング付転がり軸受ユニットに組み付けているシールリングのスリンガの変位状態を示す部分拡大断面図。 従来構造で締め代が大きい場合の外側シールリップの接触状態を示す、図１９のＥ部拡大断面図。 締め代がより大きくなった場合に外側シールリップの先端がスリンガの側面から浮き上がる状態を誇張して示す、図２３と同様の図。
符号の説明
１ 外輪
２ ハブ
３ 転動体
４ ハブ本体
５ 内輪素子
６ 外輪軌道
７ 内輪軌道
８ ナックル
９ 取付フランジ
１０ スプライン孔
１１ 等速ジョイント
１２ スプライン軸
１３ 内部空間
１４ａ、１４ｂ シールリング
１５ 芯金
１６ スリンガ
１７、１７ａ シール材
１８ 外径側円筒部
１９ 外径側円輪部
２０ 内径側円筒部
２１ 内径側円輪部
２２、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ 外側シールリップ
２３、２３ａ 中間シールリップ
２４ 内側シールリップ
２５ 芯金
２６ シール材
２７、２７ａ 外側シールリップ
２８、２８ａ 中間シールリップ
２９ 内側シールリップ
３０ シールリップ
３１ 相手面
３２ 外部空間
３３ 内部空間
３４、３４ａ 折れ曲がり部
３５ 最小肉厚部
３６ 最大肉厚部
３７ 凹曲面部
３８ 磁気エンコーダ
３９ 磁気センサ
４０ 最小肉厚部
４１ 最大肉厚部
４２ 折れ曲がり部

Claims (7)

  1. 互いに相対回転する１対の部材同士の間に存在する内部空間を外部空間から遮断する為、弾性材により全体を円環状に造られて上記両部材のうちの一方の部材に支持されたシールリップの先端縁を、他方の部材若しくはこの他方の部材に固定された部材の表面に全周に亙り摺接させたシール装置に於いて、これらシールリップの先端縁と他方の部材との摺接部の上記内部空間側の角度が、１３〜４５度である事を特徴とするシール装置。
  2. シールリップの先端縁が摺接する、他方の部材若しくはこの他方の部材に固定された部材の表面が、回転中心に対し直角方向に存在する平面である、請求項１に記載したシール装置。
  3. シールリップが一方の部材の周面に嵌合固定自在な芯金に基端部を結合固定されており、このシールリップは、自由状態での全体形状が基端部から先端部に向かう程直径が大きくなる方向に、ラッパ状に傾斜しており、且つ、自由状態での中心軸を含む仮想平面に関する内周面の断面形状の中間部に屈曲点が存在しており、この内周面の断面形状の、上記中心軸に対する傾斜角度が、この屈曲点よりも先端側で基端側よりも小さくなっている、請求項２に記載したシール装置。
  4. シールリップの基端部近傍に、厚さが最も小さい最小肉厚部が存在する、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載したシール装置。
  5. シールリップの先端縁が摺接する、他方の部材若しくはこの他方の部材に固定された部材の表面が、回転中心に対し直角方向に存在する平面であり、上記シールリップが、一方の部材の周面に嵌合固定自在な芯金に基端部を結合固定されており、このシールリップは、自由状態での全体形状が基端部から先端部に向かう程直径が大きくなる方向に、ラッパ状に傾斜しており、且つ、自由状態での中心軸を含む仮想平面に関する内周面の断面形状の中間部に屈曲点が存在しており、この内周面の断面形状の、上記中心軸に対する傾斜角度が、この屈曲点よりも先端側で基端側よりも小さくなっており、且つ、シールリップの基端部近傍に、厚さが最も小さい最小肉厚部が存在する、請求項１に記載したシール装置。
  6. シールリップの先端部の厚さ寸法が、中間部乃至基端部の厚さよりも大きく、且つ、このシールリップの先端縁で他方の部材若しくはこの他方の部材に固定された部材の表面に摺接する部分の、中心軸を含む仮想平面に関する断面形状の角度が鋭角である、請求項１〜５のうちの何れか１項に記載したシール装置。
  7. 内周面に外輪軌道を有する外輪相当部材と、外周面に内輪軌道を有する内輪相当部材と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数の転動体と、上記外輪相当部材の内周面と上記内輪相当部材の外周面との間に存在する空間の端部開口を塞ぐシール装置とを備えたシール装置付転がり軸受ユニットに於いて、このシール装置が、請求項１〜６のうちの何れか１項に記載したシール装置である事を特徴とするシール装置付転がり軸受ユニット。
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