JP4200705B2 - シールリング付転がり軸受ユニット - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば車両（自動車）の車輪を懸架装置に支持する為の転がり軸受ユニットの開口端部を塞ぐシールリングの改良に関する。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と共に、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、低摩耗化を図るものである。そして、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と共に、上記転がり軸受ユニットの保守・管理の簡略化を図る事を目的とするものである。
【０００２】
【従来の技術】
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リングを組み込んで、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２４は、この様なシールリングを備えた、シールリング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。
【０００３】
上記シールリング付転がり軸受ユニットは、外輪１と、請求項に記載した内輪に相当するハブ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２４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。
【０００４】
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の中間部外周面との間には、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。
【０００５】
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２４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２４では左側を外と言う。本明細書全体で同じ。）開口部を塞ぐシールリング１４ａは、図２５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。
【０００６】
又、上記スリンガ１６は、前記内輪素子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、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を構成する内側円輪部２１の外側面に全周に亙って摺接させ、残り２本のシールリップ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って摺接させている。
【０００７】
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２６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、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って摺接させ、残り２本のシールリップ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、全周に亙って摺接させている。
【０００８】
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に位置して上記泥水等の異物に曝されるシールリップ２２、２７及びシールリング１４ｂの中間のシールリップ２８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。
【０００９】
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。
【００１０】
この点に就いて、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と、芯金１５とスリンガ１６との軸方向位置のずれにより、上記シールリップ２２の先端縁とこのスリンガ１６の内側円輪部２１の外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。この場合には、上記芯金１５の外側円輪部１９と上記スリンガ１６の内側円輪部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、上記シールリップ２２の締め代（弾性変形量）が大きくなり、このシールリップ２２の先端縁と上記内側円輪部２１の外側面との摺接部の接触力が高くなる。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。
【００１１】
反対に、上記距離が設計値よりも大きくなった場合には、上記シールリップ２２の締め代が小さくなり、このシールリップ２２の先端縁と上記内側円輪部２１の外側面との摺接部の接触力が低くなる。この結果、上記シールリップ２２によるシール性能が低下し、上記内部空間１３内への異物侵入防止を十分に図りにくくなる。
【００１２】
又、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、上記ハブ２の中心軸が中立状態に対し急激に傾斜する場合がある。この様な場合には、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２７〜２８により説明する。
【００１３】
図２７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２７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の内側円輪部２１も、ほぼ上記角度θ分傾斜する。図２７に示した状態の場合には、同図の上側部分で、図２８（Ａ）に示す様に上記内側円輪部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、上記シールリップ２２の締め代が低下する。一方、上記図２７の下側部分では、図２８（Ｂ）に示す様に上記内側円輪部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、これら各シールリップ２２、２７による異物侵入防止作用が損なわれる。
【００１４】
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、上記各シールリップ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上記各シールリップ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、これら各シールリップ２２、２７に関する締め代が、全周に亙ってシール性確保の為に必要最小限程度残る様にしていた。ところが、この様に締め代を大きめに設定した場合には、旋回時に於けるシール性能確保を図れる代償として、上記各シールリップ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。
【００１５】
この様な事情に鑑みて、実開平５−７３３６４〜５号公報には、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、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シールリップの締め代の変化に対して、当該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、シールリップの摺動抵抗を抑えられる他、このシールリップの摩耗も抑える事ができる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した実開平５−７３３６４〜５号公報に記載された構造の場合には、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、このシールリップを摺接させる相手面の形状を考慮していなかった。この為、旋回走行時等にハブの中心軸が外輪の中心軸に対し傾斜した場合には、この相手面も傾斜して、シールリップの締め代が円周方向に関して不均一に変化する。上記公報に記載された構造の場合には、この様に相手面が傾斜した場合でも、当該接触力の変化を抑える事ができるが、限界がある。この為、シールリップによる密封性の確保と、このシールリップの摩擦抵抗の低減及び耐久性の向上とを両立させる事に関して、未だ改良の余地がある。
【００１７】
本発明は、この様な事情に鑑みて、シールリップによる密封性能を低下させる事なく、このシールリップの摩擦抵抗を低減すると共に耐久性を向上させると言った、相反する二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、シールリップの先端縁と相手面との摺接部の接触力が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に基づく締め代の変化の影響を受けにくく、しかも、この締め代を小さくした場合でも、上記傾斜によりこの締め代が不足する事を防止できる構造を実現すべく発明したものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明のシールリング付転がり軸受ユニットは何れも、前述した従来から知られているシールリング付転がり軸受ユニットと同様に、内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、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、上記外輪の内周面と上記内輪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リングとを備える。
特に、本発明のシールリング付転がり軸受ユニットに於いては、このシールリングは、弾性材により全体を円環状に造られたシールリップを備える。このシールリップは、基端部近傍に厚さが最も小さい最小肉厚部が存在し、この最小肉厚部よりも厚さが大きくなった先端部に存在する先端縁を、軸方向側方に存在する相手面に全周に亙り摺接させたものである。そして、請求項１に記載した本発明のシールリング付転がり軸受ユニットの場合には、上記相手面の形状が、上記内輪の中心軸が上記外輪の中心軸に対し傾斜する場合での傾斜中心ｏよりも、軸方向に関して上記相手面から遠い側の点をその中心とする部分球面又はこの部分球面の一部に接する部分円すい面である。
【００１９】
又、請求項２に記載した本発明のシールリング付転がり軸受ユニットの場合には、上記相手面の形状が、上記内輪の中心軸の傾斜中心ｏをその中心とする部分球状凹面である仮想相手面と上記シールリップとの摺接部を点Ｐ、Ｑとした場合に、これら点Ｐ、Ｑと上記傾斜中心ｏとを結ぶ線分ｏＰ、ｏＱ上で、軸方向に関する位置が互いに同じである点ｏ´、ｏ´を中心とする、上記点Ｐ、Ｑを通る円弧を、上記内、外両輪の中心軸の周囲に連続させて成る、円環状の凹面である。
又、請求項３に記載した本発明のシールリング付転がり軸受ユニットの場合には、上記相手面の形状が、上記内輪の中心軸の傾斜中心ｏをその中心とする部分球状凹面である仮想相手面と上記シールリップとの摺接部を点Ｐ、Ｑとした場合に、上記内輪及び上記外輪の中心軸と平行で、この点Ｐ、Ｑよりも内径側の点Ｐ´、Ｑ´を通る直線上の、軸方向に関する位置が互いに同じである点ｏ´、ｏ´をその中心とする円弧を、上記内、外両輪の中心軸の周囲に連続させて成る、円環状の凹面である。
【００２０】
尚、本発明のシールリング付転がり軸受ユニットには、請求項４に記載した様に、外輪と内輪とのうちの一方の軌道輪で使用時に回転する軌道輪が、使用時に車輪を結合固定するハブであり、上記外輪と内輪とのうちの他方の軌道輪で使用時にも回転しない軌道輪が、懸架装置に支持される静止輪である、所謂ハブユニットを含む。
【００２１】
【作用】
上述の様に構成する本発明のシールリング付転がり軸受ユニットの場合、シールリップの変形を、基端部近傍に設けた最小肉厚部に或る程度集中させて、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小さくしている。この為、組み付け誤差や旋回走行等に伴う内輪の中心軸の傾斜に拘らず、上記摺接部の接触力の変化を小さくできる。従って、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、摩擦抵抗の低減と耐久性の向上とを図れる。しかも、本発明の場合には、上記シールリップの先端縁を摺接させる、側方に存在する相手面の形状を、所定の部分球面又はこの部分球面の一部に接する部分円すい面（請求項１に記載した発明の場合）、又は、所定の凹面（請求項２、３に記載した発明の場合）としている。この為、シールリップの締め代を或る程度小さくした場合でも、旋回走行等に伴う内輪の中心軸の傾斜に拘らず、この締め代変化を小さくする事ができて、この締め代が不足する事を防止できる。この結果、シールリップによる密封性能を低下させる事なく、このシールリップの摩擦抵抗を低減すると共に耐久性を向上させると言った、相反する二つの性能を高度に同時に実現できる。
【００２２】
次に、本発明で、シールリップの基端部近傍に最小肉厚部を設けた事により、上述した効果を得られる理由に就いて、更に詳しく説明する。スリンガや取付フランジの側面等に押し付けられて軸方向に圧縮される、サイドリップと呼ばれるシールリップの先端縁と相手面との摺接部の接触力は、主として次の（１）、（２）の力により発生する事が知られている。
（１） シールリップの断面形状の曲率を大きくする（曲率半径を小さくする）折り曲げ力。
（２） シールリップが相手面に押し付けられ、略円すい状のシールリップの直径が弾性的に拡がる事に伴って発生する円周方向のフープ力。
このうちの（１）の力は、相手面との距離が変化した場合に大きく変動するのに対して、（２）の力は、相手面との距離が変化した場合の変動は比較的小さくて済む。又、この（２）の力は、全周に亙ってほぼ均一に発生する。
【００２３】
又、これら（１）、（２）に示した２種類の力のうち、（２）に示したフープ力に基づいて摺接部に加わる接触力は、上記シールリップが厚い程、このシールリップの直径の拡大量が大きい程、それぞれ大きくなる。一方、従来構造に組み込まれていたシールリップは、前述した様に、基端部から先端部にかけての肉厚がほぼ均一であって、このシールリップの基端部の曲面部（Ｒ部）を含めると、この基端部の肉厚が大きめになり、この部分の直径が広がりにくい。この為、上記フープ力による押し付け力は発生しにくく、上記摺接部の接触力は、主として上記（１）の折り曲げ力に基づいて発生する。
【００２４】
これに対して本発明のシールリングの場合には、基端部近傍に設けた最小肉厚部が、あたかもヒンジ（蝶番）の如く機能し、この最小肉厚部に対し先端寄り部分に設けた、この最小肉厚部よりも厚さが大きくなった部分を半径方向及び軸方向に拘束する力が小さくなる。この為、上記（２）のフープ力が発生し易くなる。この結果、内輪の中心軸が外輪の中心軸に対し傾斜したり、内輪が外輪に対し偏心する等により、シールリングを構成する芯金と相手面との距離が、円周方向に関し不均一になっても、シールリップの先端縁と相手面との摺接部の接触力が均一化される。この様に摺接部の接触力が均一化される結果、シールリップの先端縁と相手面との摺接部の接触力を特に高くしなくても、この先端縁を相手面の変位に対し効果的に追従させる事ができる。そして、前述した様に、シールリップによる密封性能を低下させる事なく、このシールリップと相手面との摺接部の摩擦抵抗を低減すると共に、このシールリップの耐久性向上を図れる。
【００２５】
尚、請求項１に記載した発明の場合には、上述の様な作用に加えて、次の作用を奏する事ができる。即ち、相手面の中心と摺接部との間の軸方向長さを小さくできる。言い換えれば、相手面の内、外両周縁同士の間の軸方向長さを小さくできて、シールリングの軸方向寸法を小さくできる。そして、シールリングの小型化と、締め代の変化を抑える事との両立を図り易くなる。
【００２６】
又、請求項２、３に記載した発明の場合には、同じく上述の様な作用に加えて、次の作用を奏する事ができる。即ち、シールリップの中立状態での締め代を小さくでき、シールトルクの低減と密封性向上との両立を図り易くなる。又、内輪と外輪とが相対的に傾いた場合の締め代を大きくする事ができる為、シールトルクの低減と密封性向上との両立を図り易くなる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１〜２は、本発明に関する参考例の第１例を示している。尚、本参考例の特徴は、複数の転動体３、３を設けた内部空間１３の内端開口部を塞ぐシールリング１４ａを構成するシールリップ２２ａと、このシールリップ２２ａを摺接させる相手面であるスリンガ１６ａとの形状を工夫する事により、このシールリップ２２ａによるシール性並びにこのシールリップ２２ａの耐久性の向上及びシールトルクの低減を図る点にある。その他の部分の構成及び作用は、前述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し、以下、本参考例の特徴部分を中心に説明する。
【００２８】
本参考例の場合には、サイドリップと呼ばれる上記シールリップ２２ａの基端部を、両面側から厚さ方向中央部に向け括れさせる事により、この基端部に最小肉厚部３０を設けている。そして、この最小肉厚部３０よりも上記シールリップ２２ａの先端寄り部分であるシールリップ本体３１の厚さを、この最小肉厚部３０の厚さよりも大きく、且つ、全長に亙ってほぼ均一にしている。
【００２９】
又、本参考例の場合には、上記シールリップ２２ａの先端縁を摺接させる為の、スリンガ１６ａの内側円輪部２１の外周寄り部分に、部分球面部３２を設けている。そして、この部分球面部３２の内周面の形状を、請求項に記載した内輪に相当するハブ２と、外輪１との中心軸上で、１対の転動体３、３列の軸方向中央部に位置する点ｏをその中心とする、曲率半径がＲ1 である部分球状凹面としている。従って、上記部分球面部３２の内周面を、上記スリンガ１６ａの中心軸を含む仮想平面で切断した場合の断面形状（内周面の母線形状）は、円弧となっている。又、本参考例の場合には、上記点ｏが、自動車の旋回走行時等に、上記ハブ２の中心軸が上記外輪１の中心軸に対し傾斜する場合での傾斜中心となっている。そして、上記シールリップ２２ａの先端縁を、上記部分球面部３２の内周面に、締め代を持たせた状態で、全周に亙って摺接させている。
【００３０】
上述の様に構成する本参考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、上記シールリップ２２ａの変形を、基端部に設けた最小肉厚部３０に或る程度集中させて、このシールリップ２２ａの締め代の変化がこのシールリップ２２ａの先端縁と上記部分球面部３２の内周面との摺接部の接触力に与える影響を小さくしている。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小さくできる。従って、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。
【００３１】
更に、本参考例の場合には、上記シールリップ２２ａの先端縁が摺接する、上記部分球面部３２の内周面の形状を、自動車の旋回走行等に伴って、上記ハブ２の中心軸が外輪１の中心軸に対し傾斜する場合での傾斜中心ｏをその中心とする部分球状凹面としている。この為、自動車の旋回走行等に伴うハブ２の中心軸の傾斜に拘らず、上記部分球面部３２に対する上記シールリップ２２ａの締め代が変化しないか、或は変化した場合でもその変化量を僅かに抑える事ができる。従って、この部分球面部３２の内周面に対するこのシールリップ２２ａの追従性を向上できる。この結果、上記締め代を或る程度小さくした場合でも、上記ハブ２の中心軸が傾斜する事によりこの締め代が不足する事を防止でき、シールリップ２２ａによる密封性能を低下させる事なく、このシールリップ２２ａの摩擦抵抗を低減すると共に耐久性を向上させると言った、相反する二つの性能を高度に両立させる事ができる。
【００３２】
尚、上述した本参考例の場合に於いて、上記スリンガ１６ａの外周寄り部分に上記部分球面部３２を設けず、その代わりに、部分円すい筒部を設けて、この部分円すい筒部の内周面を、上記ハブ２と外輪１との中心軸上で、１対の転動体３、３列の軸方向中央部に位置する点ｏをその中心とする、曲率半径がＲ1 である球状凹面の一部に接する部分円すい状凹面とする事もできる。この場合には、上記部分円すい筒部の内周面を、上記スリンガ１６ａの中心軸を含む仮想平面で切断した場合の断面形状（内周面の母線形状）は、上記ハブ２と外輪１との中心軸に対し傾斜した直線状となる。上記部分円すい筒部の内周面を、この様な形状とした場合でも、この内周面に対する上記シールリップ２２ａの締め代の変化量を抑える事ができる。この締め代の変化量は、上述の様にスリンガ１６ａの一部を部分球状凹面とした場合に対して、極く僅かとは言え大きくなる。但し、上記スリンガ１６ａの一部を部分円すい状凹面とする場合には、上記スリンガ１６ａをプレス加工等により製造する作業を容易に行なえる。
【００３３】
次に、図３は、本発明に関する参考例の第２例を示している。本参考例の場合には、上述の図１〜２に示した参考例の第１例の場合と異なり、シールリング１４ａを構成するシール材１７の最も外径側に設けた、サイドリップと呼ばれるシールリップ２２ｂの基端部を、内周面側からのみ厚さ方向に括れさせる事により、この基端部に最小肉厚部３０を設けている。その他の部分の構成及び作用は、上述した参考例の第１例の場合と同様である為、重複する説明は省略する。
【００３４】
尚、上記最小肉厚部３０付近の形状は、上述した各参考例のものに限定されない。少なくともシールリップ２２ａ、２２ｂの耐久性を確保できる範囲で、このシールリップ２２ａ、２２ｂの基端部に変形を集中させられる形状であれば良い。
【００３５】
次に、図４〜５は、本発明に関する参考例の第３例を示している。本参考例の場合には、上述の図３に示した参考例の第２例の場合と同様に、サイドリップと呼ばれるシールリップ２２ｃの基端部を、両面側から厚さ方向中央部に向け括れさせる事により、この基端部に最小肉厚部３０を設けている。又、この最小肉厚部３０に対して上記シールリップ２２ｃの先端側に隣接した部分に、厚さが最も大きい最大肉厚部３３を設けている。更に、上記シールリップ２２ｃは、この最大肉厚部３３から先端縁に向けて厚さが漸減する、先細り形状としている。上記シールリップ２２ｃの厚さに関しては、このシールリップ２２ｃの厚さ方向中央を通る仮想線分Ｓを考えて、上記最大肉厚部３３からシールリップ２２ｃの先端までのこの仮想線分Ｓの長さの中央位置での厚さｔ2 を、上記最大肉厚部３３の厚さｔ1 の０．６倍以上０．９倍以下（０．６≦ｔ2 ／ｔ1 ≦０．９）、好ましくは０．７０倍以上０．８５倍以下（０．７０≦ｔ2 ／ｔ1 ≦０．８５）とする。又、先端縁の厚さｔ3 を、この最大肉厚部３３の厚さｔ1 の０．３倍以上０．７倍以下（０．３≦ｔ3 ／ｔ1 ≦０．７）、好ましくは０．３５倍以上０．６５倍以下（０．３５≦ｔ3 ／ｔ1 ≦０．６５）とする。各部の厚さをこの様に規制する事による作用・効果の点に就いては、後で［参考例に関するシミュレーション］の項で詳しく説明する。
【００３６】
本参考例の場合には、上記シールリップ２２ｃを、最小肉厚部３０に隣接した部分に存在する最大肉厚部３３から先端縁に向けて厚さが漸減する形状としている為、上記シールリップ２２ｃの先端縁を相手面に当接させた場合にこのシールリップ２２ｃが、上記最小肉厚部３０以外の部分、即ち、先端寄り部分も弾性変形する。この結果、この最小肉厚部３０の弾性変形量が過大にならず、相手面の軸方向の変位に対するシールリップ２２ｃの先端縁の追従性を向上させると共に、この最小肉厚部３０が早期にへたる事を防止して、耐久性向上を図れる。
【００３７】
次に、図６は、本発明に関する参考例の第４例を示している。本参考例の場合には、上述の図４〜５に示した参考例の第３例の場合と異なり、シールリング１４ａを構成するシール材１７の最も外径側に設けた、サイドリップと呼ばれるシールリップ２２ｄの基端部を、内周面側からのみ厚さ方向に括れさせる事により、この基端部に最小肉厚部３０を設けている。その他の部分の構成及び作用は、上述の図４〜５に示した参考例の第３例の場合と同様である為、重複する説明は省略する。
【００３８】
次に、図７は、本発明に関する参考例の第５例を示している。本参考例は、転がり軸受ユニットの内部空間１３（図１参照）の外端部を塞ぐ為のシールリング１４ｂに参考例に関する構成を適用した場合に就いて示している。この為に本参考例の場合には、このシールリング１４ｂを構成する３本のシールリップ２７ａ、２８、２９のうち、軸方向外方に突出し、最も外径側に存在するシールリップ２７ａの基端部に、最小肉厚部３０ａを形成している。そして、この最小肉厚部３０ａよりも上記シールリップ２７ａの先端寄り部分であるシールリップ本体３４の厚さを、この最小肉厚部３０ａの厚さよりも大きく、且つ、全長に亙ってほぼ均一にしている。
【００３９】
又、本参考例の場合には、ハブ本体４の外周面に形成した取付フランジ９の内側面中間部に突条３５を、全周に亙って形成している。そして、この突条３５の内周面の形状を、自動車の旋回走行時等にハブ２の中心軸が外輪１の中心軸に対し傾斜する場合での傾斜中心ｏ（図１参照）をその中心とする、曲率半径がＲ2 の部分球状凹面又はこの球状凹面の一部に接する部分円すい状凹面としている。
【００４０】
上述の様に構成する本参考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、上記シールリップ２７ａの変形を、基端部に設けた最小肉厚部３０ａに或る程度集中させて、このシールリップ２７ａの締め代の変化がこのシールリップ２７ａの先端縁と上記突条３５の内周面との摺接部の接触圧に与える影響を小さくしている。更に、本参考例の場合には、上記シールリップ２７ａの先端縁が摺接する、上記突条３５の内周面の形状を、自動車の旋回走行時等に、上記ハブ２の中心軸が傾斜する場合での傾斜中心ｏをその中心とする部分球状凹面又はこの球状凹面の一部に接する部分円すい状凹面としている。この為、自動車の旋回走行時等に、上記ハブ２の中心軸が外輪１の中心軸に対し傾斜した場合でも、上記突条３５の内周面に対する上記シールリップ２７ａの締め代が変化しないか、或は変化した場合でもその変化量を僅かにする事ができる。従って、この締め代を或る程度小さくした場合でも、上記ハブ２の中心軸が傾斜する事によりこの締め代が不足する事を防止でき、シールリップ２７ａによる密封性能を低下させる事なく、このシールリップ２７ａの摩擦抵抗を低減すると共に耐久性を向上させると言った、相反する二つの性能を高度に両立させる事ができる。尚、上記突条３５の内周面を部分円すい状凹面とした場合には、部分球状凹面とする場合に対し、上記ハブ２の中心軸が傾斜した場合での締め代の変化量が極く僅かとは言え大きくなる。但し、この様に上記突条３５の内周面を部分円すい状凹面とする場合には、この内周面を加工する作業を、この内周面を部分球状凹面とする場合よりも容易に行なえる。
【００４１】
次に、図８は、本発明に関する参考例の第６例を示している。本参考例の場合には、シールリング１４ｂを構成する３本のシールリップ２７ａ、２８ａ、２９のうち、軸方向外方に突出し、中間部に位置するシールリップ２８ａの基端部に、最小肉厚部３０ｂを形成している。そして、この最小肉厚部３０ｂよりも上記シールリップ２８ａの先端寄り部分であるシールリップ本体３６の厚さを、この最小肉厚部３０ｂの厚さよりも大きく、且つ、全長に亙ってほぼ均一にしている。又、本参考例の場合には、ハブ本体４の外周面に形成した取付フランジ９の内側面基端部に第二の突条３７を、全周に亙って形成している。そして、この第二の突条３７の内周面の形状を、自動車の旋回走行時等にハブ２の中心軸が傾斜する場合での傾斜中心ｏ（図１参照）をその中心とする、曲率半径がＲ3 の部分球状凹面又はこの球状凹面の一部に接する部分円すい状凹面としている。そして、上記中間部に位置するシールリップ２８ａの先端縁を、上記第二の突条３７の内周面に全周に亙り摺接させている。
【００４２】
又、本参考例の場合には、上記３本のシールリップ２７ａ、２８ａ、２９のうち、軸方向外方に突出し、最も外側に存在するシールリップ２７ａの先端縁を摺接させる、突条３５の内周面に段部５１を形成して、この内周面を、段付の、部分球状凹面又はこの球状凹面の一部に接する部分円すい状凹面としている。そして、この内周面で上記段部５１よりも外径寄り部分と内径寄り部分とを、互いに同心で、互いに曲率半径が異なる部分球状凹面、又はこの球状凹面の一部に接する部分円すい状凹面としている。又、外輪１の外端部外周面で上記突条３５の内周面の外径寄り部分と対向する部分は、この内周面と同心で、この内周面の外径寄り部分の曲率半径よりも少しだけ小さな曲率半径を有する、部分球状凸面又はこの球状凸面の一部に接する部分円すい状凸面としている。そして、この部分球状凸面又は部分円すい状凸面と、上記突条３５の内周面の外径寄り部分とを近接対向させて、当該部分にラビリンスシールを設けている。尚、この突条３５の内周面の外径寄り部分と上記部分球状凸面又は部分円すい状凸面との間にラビリンスシールを形成できるのであれば、上記突条３５の内周面に段部５１を形成しない事もできる。この場合には、上記シールリップ２７ａの先端縁を摺接させる部分と同一の部分球状凹面又は同一の部分円すい状凹面により、ラビリンスシールの外径側部分を構成する。
【００４３】
上述の様に構成する本参考例の場合、３本のシールリップ２７ａ、２８ａ、２９のうち、中間部に位置するシールリップ２８ａの先端縁を摺接させる為の、第二の突条３７の内周面の形状を、上記突条３５の内周面と同心の部分球状凹面としている。この為、自動車の旋回走行時等に、ハブ２の中心軸が外輪１の中心軸に対し傾斜した場合でも、上記第二の突条３７の内周面に対する上記シールリップ２８ａの締め代が変化しないか、或は変化した場合でもその変化量を僅かにする事ができる。更に、本参考例の場合には、上記突条３５の内周面の外径寄り部分と上記外輪１の外端部外周面との間に、ラビリンスシールを設けている。又、このラビリンスシールの隙間の大きさは、自動車の旋回走行時等にハブ２の中心軸と外輪１の中心軸とが相対的に傾いた場合でも変化せず一定若しくはほぼ一定である。この為、上記隙間を小さくして、常に良好なラビリンスシールの密封性能を得られる。従って、転がり軸受ユニットの内部空間１３の外端開口側を塞ぐシールリング１４ｂのシールリップ２７ａ、２８ａ、２９の先端縁と相手面との摺接部の接触圧を或る程度低くしても、ラビリンスシールによるシール効果が得られる為、必要とする性能を確保できる。この結果、上記シールリング１４ｂに関するシールトルクの低減を図れる。
その他の構成及び作用に就いては、上述の図７に示した参考例の第５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、前述の図７に示した参考例の第５例の場合に、上記ラビリンスシールを設ける事もできる。即ち、この参考例の第５例で、突条３５の内側面と外輪１の外端面との間にラビリンスシールを設けた場合には、シールリング１４ｂに関するシールトルクの低減を図れる。
【００４４】
次に、図９は、本発明に関する参考例の第７例を示している。本参考例の場合には、転がり軸受ユニットの内部空間１３（図１等参照）の外端部を塞ぐ為のシールリング１４ｂを構成する３本のシールリップ２７ｂ、２８ｂ、２９のうち、それぞれ軸方向外方に突出する、最も外径側に存在するシールリップ２７ｂの基端部、及び、中間に位置するシールリップ２８ｂの基端部に、それぞれ最小肉厚部３０ａ、３０ｂを形成している。そして、それぞれのシールリップ２７ｂ、２８ｂの一部で、これら最小肉厚部３０ａ、３０ｂに関して各シールリップ２７ｂ、２８ｂの先端側に隣接する部分に、最大肉厚部３３ａ、３３ｂを設けている。又、上記各シールリップ２７ｂ、２８ｂに関して、それぞれ最大肉厚部３３ａ、３３ｂから先端縁にかけての部分の肉厚を、前述の図４〜５に示した参考例の第３例と同様に規制している。尚、本参考例の場合、２本のシールリップ２７ｂ、２８ｂに参考例に関する構成を適用しているが、少なくとも１本のシールリップに適用すれば、応分の効果を得られる。
その他の構成及び作用に就いては、上述の図８に示した参考例の第６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。
【００４５】
次に、図１０は、本発明に関する参考例の第８例を示している。本参考例の場合には、転がり軸受ユニットの内部空間１３（図１等参照）の内端部を塞ぐ為のシールリング１４ａを構成するシール材１７の外径寄り部分で、スリンガ１６ａに設けた部分球面部３２の内周面に対向する部分に、軸方向に突出する突条３８を、全周に亙り形成している。又、この突条３８の外周面を、上記部分球面部３２の内周面の曲率半径よりも少しだけ小さな曲率半径を有する、互いに同心の部分球状凸面としている。そして、この部分球面部３２の内周面と上記突条３８の外周面との間に、ラビリンスシールを設けている。このラビリンスシールの隙間の大きさは、自動車の旋回走行時等にハブ２と外輪１（図１参照）とが相対的に傾いた場合でも全く若しくは殆ど変化せず、一定若しくはほぼ一定である。この為、上記隙間を小さくして、常に良好なラビリンスシールの密封性能を得られる。従って、上記シールリング１４ａのシールリップ２２ｃ、２３、２４の先端縁と相手面との摺接部の接触圧を或る程度低くしても、ラビリンスシールによるシ−ル効果が得られる為、必要とする性能を確保できる。この結果、上記シールリング１４ａに関するシールトルクの低減を図れる。
その他の構成及び作用は、前述の図４〜５に示した参考例の第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を省略する。尚、上記スリンガ１６ａの外径寄り部分内周面と、上記突条３８の外周面とは、それぞれ球面の一部に接する部分円すい面とする事もできる。
【００４６】
次に、図１１は、本発明に関する参考例の第９例を示している。本参考例の場合には、それぞれが芯金１５ａ、１５ｂとシール材１７ａ、１７ｂとから成る１対のシールリング３９ａ、３９ｂを組み合わせて成る組み合わせシールリングに、参考例に関する構成を適用している。即ち、これら１対のシールリング３９ａ、３９ｂのうち、一方（図１１の左方）のシールリング３９ａを構成するシール材１７ａに設けたシールリップ４０の先端縁を、他方（図１１の右方）のシールリング３９ｂを構成する芯金１５ｂに設けた内径側円筒部２０の外周面に摺接させている。又、この他方のシールリング３９ｂを構成するシール材１７ｂに設けた２本のシールリップ４２、４３のうち、外径側に位置するシールリップ４２の先端縁を、上記一方のシールリング３９ａを構成する芯金１５ａに設けた外径側円筒部１８の内周面に摺接させている。
【００４７】
又、上記他方のシールリング３９ｂに設けた２本のシールリップ４２、４３のうち、内径側に位置するシールリップ４３に最小肉厚部３０ｃと最大肉厚部３３ｃとを、基端側から互いに隣接した状態で設けている。又、上記一方のシールリング３９ａを構成する芯金１５ａの外側円輪部１９の径方向中間部に、部分球面部４１を設けている。又、この部分球面部４１の外周面を、ハブ２と外輪１との中心軸上で、１対の転動体列同士の軸方向中央部に位置する点ｏ（図１参照）をその中心とする部分球状凸面又はこの部分球状凸面の一部に接する部分円すい状凸面としている。そして、この部分球面部４１の外周面に、上記他方のシールリング３９ｂを構成する、内径側に位置するシールリップ４３の先端縁を、全周に亙り摺接させている。シールリップ４３の厚さを規制する事に関しては、前述の図４〜５に示した参考例の第３例の場合でのシールリップ２２ｃと同様である。
【００４８】
次に、図１２は、本発明に関する参考例の第１０例を示している。本参考例の場合には、組み合わせシールリングを構成する１対のシールリング３９ａ、３９ｂのうち、一方（図１２の左方）のシールリング３９ａに設けた芯金１５ａの内径寄り部分に、部分球面部４１ａを設けている。そして、この部分球面部４１ａの外周面を、ハブ２と外輪１との中心軸上で、１対の転動体列同士の軸方向中央部に位置する点ｏ（図１参照）をその中心とする部分球状凸面又はこの部分球状凸面の一部と接する部分円すい状凸面としている。そして、この部分球面部４１ａの外周面の外径寄り部分に、他方（図１２の右方）のシールリング３９ｂに設けた２本のシールリップ４２、４３のうち、内径側に位置するシールリップ４３の先端縁を、全周に亙り摺接させている。
【００４９】
又、本参考例の場合には、上記他方のシールリング３９ｂを構成するシール材１７ｂの内径寄り部分で、上記部分球面部４１ａの内径寄り部分に対向する部分に凸部４４を、全周に亙り形成している。又、この凸部４４の内周面を、上記部分球面部４１ａの外周面と同心で、この外周面の曲率半径よりも少しだけ大きい曲率半径を有する、部分球面状凹面又はこの部分球状凹面の一部と接する部分円すい状凹面としている。そして、上記凸部４４の内周面と上記部分球面部４１ａの外周面との間にラビリンスシールを設けると共に、このラビリンスシールの隙間の厚さが、ハブ２（図１参照）の中心軸の傾斜に拘らず変化しない様にしている。本参考例の場合には、この様なラビリンスシールを設けている為、必要とするシール性能を確保しつつ、各シールリング３９ａ、３９ｂに設けたシールリップ４０、４２、４３の先端縁と芯金１５ａ、１５ｂとの摺接部の面圧を抑えて、シールリング付転がり軸受ユニットの低トルク化を図れる。その他の構成及び作用は、上述の図１１に示した参考例の第９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を省略する。尚、上述の図１１、１２に示した参考例の第９、１０例に於いて、シールリップ４０、４２のうちの何れか一方のシールリップ、又はこれら両シールリップ４０、４２を省略する事もできる。その理由は、上記参考例の第９、１０例では、シールリング３９ｂの内径側のシールリップ４３を摺接させる相手面の形状を上述の様に工夫している事により、このシールリップ４３に関するシール性が向上する為である。この様にシールリップ４０、４２のうち、何れか一方のシールリップ、又はこれら両シールリップ４０、４２を省略した場合には、シールリング付転がり軸受ユニットの更なる低トルク化を図れる。
【００５０】
次に、図１３は、本発明に関する参考例の第１１例を示している。本参考例の場合には、軸方向に隣接して設ける１対のシールリング４５ａ、４５ｂのうちの一方（図１３の左方）のシールリング４５ａに側方（図１３の右方）に延出する状態で設けたシールリップ４６の先端縁を、他方（図１３の右方）のシールリング４５ｂを構成する芯金４７の側面に、全周に亙って摺接させている。即ち、この芯金４７の径方向中間部に部分球面部４８を設けており、この部分球面部４８の内周面を、ハブ２の中心軸が外輪１の中心軸に対し傾斜する場合での傾斜中心ｏ（図１参照）をその中心とする部分球面状凹面又はこの部分球状凹面の一部と接する部分円すい状凹面としている。そして、上記シールリップ４６の先端縁を、上記部分球面部４８の内周面に、全周に亙り摺接させている。
【００５１】
又、上記一方のシールリング４５ａは、その外周縁部を上記外輪１の内周面に係止すると共に、その内周縁を上記ハブ２（図１参照）の外周面に全周に亙って摺接させている。これに対して他方のシールリング４５ｂは、その内周縁部を上記ハブ２の外周面に係止すると共に、その外周縁を上記外輪１（図１参照）の内周面に全周に亙って摺接させている。この様な本参考例の場合も、自動車の旋回走行時等に、ハブ２の中心軸が外輪１の中心軸に対し傾斜した場合でも、シールリップ４６の締め代が変化する事を抑える事ができる。このシールリップ４６の形状とその厚さを規制する事とに関しては、前述の図４〜５に示した参考例の第３例の場合と同様である。
【００５２】
次に、図１４は、本発明に関する参考例の第１２例を示している。本参考例の場合には、一方（図１４の左方）のシールリング４５ａを構成するシール材４９の一部でシールリップ４６よりも径方向外側に凸部５０を、全周に亙り設けている。そして、この凸部５０の先端面を、他方のシールリング４５ｂを構成する芯金４７の側面に近接対向させて、当該部分にラビリンスシールを構成している。互いに近接対向する、上記凸部５０の先端面と芯金４７の側面とは、ハブ２の中心軸が外輪１の中心軸に対し傾斜する場合での傾斜中心ｏ（図１参照）をその中心とする部分球面若しくはこの様な球面の一部に接する部分円すい面として、ハブ２の中心軸の傾斜に拘らず、上記ラビリンスシールの隙間の厚さが変化しない様にしている。その他の構成及び作用は、上述の図１３に示した参考例の第１１例の場合と同様である。
【００５３】
尚、上述した各参考例で、最も内部空間１３（図１参照）側に位置するシールリップ（例えば、図２のシールリップ２４）の向きは、特に問わない。但し、図２に示す様に、先端縁に向かう程上記内部空間１３から離れる方向に傾斜させれば、上記内部空間１３内に存在するグリースが、他のシールリップの先端縁と相手面との摺接部に微量ずつ供給され易くなる。この為、これら各摺接部の摩擦を低減して、各シールリップの耐摩耗性や低トルク性が向上する。更に、上記最も内部空間１３側に存在するシールリップ（グリースリップ）の締め代を、ほぼゼロに設定して、このシールリップの先端縁と相手面との接触圧力を低減する事により、必要とするシール性を維持しつつ、シールトルクを効果的に低減する事もできる。又、各参考例並びに後述する本発明の効果を得る面からは、シール材に用いられるゴム材料の種類は問わない。例えば、シールリング付転がり軸受ユニット部分での放電を緩和してラジオノイズを防止する面から、導電性ゴム材料を使用する事もできる。
【００５４】
又、シールリング付転がり軸受ユニットの基本構造に関しても、図１に示した様な内輪回転の構造に限らず、外輪回転の構造に適用する事もできる。更には、上記図１に示す様な、ハブ本体４に直接内輪軌道７を形成した、所謂第３世代のハブユニットに限らず、図１５に示す様な、所謂第１世代のハブユニット、図１６〜１８に示す様な第２世代のハブユニットにも適用できる。更には、転動体として玉を使用した構造に限らず、図１９に示す様な、転動体に円すいころを用いたハブユニットにも適用できる。勿論、第１世代、第３世代のハブユニットで転動体を玉から円すいころに変えた構造にも、各参考例に関する構成並びに後述する本発明の構成は適用可能である。更には、車両用以外のシール付転がり軸受ユニットでも、組み付け誤差や使用時に加わるモーメント荷重の影響によるシールリップの締め代の変化がシール性能に影響を及ぼす様な用途であれば、各参考例に関する構成並びに後述する本発明の構成を適用して、上述した様な作用・効果を得られる。
【００５５】
又、上述した各参考例の場合には、シールリングの一部に設けて側方に延出するシールリップの先端縁を摺接させる相手面の形状を、内輪の中心軸が外輪の中心軸に対し傾斜する場合での傾斜中心をその中心とする部分球面又はこの部分球面の一部に接する部分円すい面とした場合に就いて説明した。これに対して、請求項１に記載した発明の様に、上記部分球面の曲率半径を上述した各参考例の場合よりも大きくすると共に、この部分球面の中心をシールリップの摺接部から遠い側に設ける事により、シールリングの軸方向寸法を小さくする事もできる。次に、この様な構成を採用した場合にシールリングの軸方向寸法を小さくできる理由に就いて、請求項１に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示す、図２０を用いて説明する。この図２０は、シールリップの先端縁を摺接させる相手面の形状を、模式的に表している。又、この図２０で示した二点鎖線は、内輪の中心軸が外輪の中心軸に対し傾斜する場合での傾斜中心ｏをその中心とする、曲率半径がＲ1 である部分球状凹面である相手面を、実線は、この部分球状凹面の曲率半径Ｒ1 よりも大きい曲率半径Ｒ3 を有する部分球状凹面である相手面を、それぞれ表している。尚、実際の相手面の形状は、図２０で表したものの径方向一部となる。又、図２０では、相手面を内輪側に、シールリップを外輪側に、それぞれ設けた場合を表している。
【００５６】
図２０で示した相手面の各部の位置を比較すると明らかな様に、シールリップの摺接部の直径ｄを同じとした場合で、相手面の曲率半径を大きくした場合には、この相手面の中心と上記摺接部との間の軸方向長さを、Ｌ1 からＬ2 に小さくできる。言い換えれば、この摺接部の直径ｄを同じとしたまま、相手面の曲率半径を大きくした場合には、この相手面の内、外両周縁同士の間の軸方向長さを小さくできて、シールリングの軸方向寸法を小さくできる。尚、この様に相手面の曲率半径を大きくした場合には、内輪の中心軸が外輪の中心軸に対し傾斜した場合でのシールリップの締め代の変化量が僅かとは言え大きくなる為、中立状態での締め代を大きめに設定する事で、内輪の中心軸の傾斜に拘らず、締め代が不足する事を防止する必要はある。但し、この様に相手面の曲率半径を大きくした場合には、シールリングの小型化と、締め代の変化を抑える事との両立を図り易くなる。又、上述の説明は、相手面を部分球面とした場合に就いて行なったが、この相手面をこの部分球面の一部に接する部分円すい面とする場合も同様である。即ち、この相手面を部分円すい面とする場合には、この部分円すい面の断面形状のうち、上記部分球面の断面形状である円弧と接する１対の接線同士のなす角度を大きくすれば、シールリングの軸方向寸法を小さくできる。
【００５７】
又、上述した各参考例並びに実施の形態の第１例では、シールリップを摺接させる為の相手面が、部分球面又はこの部分球面の一部に接する部分円すい面である場合に就いて説明した。これに対して、請求項２に記載した発明の様に、相手面を、部分球面以外の、断面が円弧形で全体を円環状に形成した凹面とする事もできる。図２１に、二点鎖線及び実線で、この様な凹面とした場合の相手面の形状の第１例（請求項２に対応する、本発明の実施の形態の第２例）を、模式的に示している。又、図２１では、二点鎖線が、内輪の中心軸と外輪の中心軸とが一致している状態（中立状態）での相手面を、実線が、内輪の中心軸が外輪の中心軸に対し、図２１の矢印イで示す方向に変位した状態での相手面を、それぞれ表している。この様に二点鎖線及び実線で示した相手面は、内輪の中心軸の傾斜中心ｏをその中心とする、曲率半径がＲ1 である部分球状凹面である、図２１に破線で示す相手面とシールリップとの摺接部を点Ｐ、Ｑとした場合に、これら点Ｐ、Ｑと上記傾斜中心ｏとを結ぶ線分ｏＰ、ｏＱ上で、軸方向に関する位置が互いに同じである点ｏ´、ｏ´を中心とする、上記点Ｐ、Ｑを通る円弧を、内、外両輪の中心軸の周囲に連続させて成る、円環状の凹面となっている。相手面をこの様な凹面とした場合には、内輪の中心軸が外輪の中心軸に対し傾斜して、相手面が図２１に二点鎖線で示す位置から、例えば実線で示す位置に移動した場合に、シールリップの締め代が、図２１の上側部分と下側部分とで同じ量δ2 だけ大きくなる。しかも、この場合には、中立状態での締め代を、図２１に破線で示す、相手面を曲率半径Ｒ1 の部分球状凹面とした場合と同じ程度に小さくできる。この為、シールトルクの低減と密封性向上との両立を図り易くなる。
【００５８】
又、上述の図２１では、相手面の断面形状を、曲率半径がＲ1 である部分球面状の相手面とシールリップとの摺接部Ｐ、Ｑと点ｏとを結ぶ線分ｏＰ、ｏＱ上に位置する点ｏ´、ｏ´をその中心とする円弧とした場合を示した。但し、請求項３に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示す、図２２に二点鎖線で示す様に、相手面の断面形状を、内輪及び外輪の中心軸と平行で、上記摺接部Ｐ、Ｑよりも内径側の点Ｐ´、Ｑ´を通る直線上の点ｏ´、ｏ´をその中心とする円弧とする事もできる。相手面の断面形状をこの様にした場合には、上述の図２１に示した場合と異なり、内輪と外輪とが相対的に傾いた場合に、例えば、相手面の位置が図２２に二点鎖線で示す位置から実線で示す位置に、矢印イで示す方向に移動する為、図２２の上側部分と下側部分とでの締め代を全く同じとする事はできなくなる。但し、この場合でも、中立状態での締め代を小さくしつつ、内輪と外輪とが相対的に傾いた場合での締め代を、図２２の上側部分でδ3 と、同じく下側部分でδ4 と、それぞれ大きくする事ができる為、シールトルクの低減と密封性向上との両立を図り易くなる。
【００５９】
［参考例に関するシミュレーション］
次に、シールリップの厚さを規制した事により得られる効果を確認する為に行なったシミュレーションに就いて説明する。このシミュレーションは、前述の図４〜５で示した本発明に関する参考例の第３例の構造を有するシールリングで行なった。先ず、このシールリング１４ａを構成するシール材１７に設けたシールリップ２２ｃの断面形状の全長に亙って、このシールリップ２２ｃの厚さ方向中央を通る仮想線分Ｓを定義する。尚、この仮想線分Ｓの形状は、このシールリップ２２ｃの形状によって決定され、直線、折れ線、曲線など、任意の形状になり得る。何れにしても、上記仮想線分Ｓのうちで最大肉厚部３３に対応する点をＡ点、上記シールリップ２２ｃの先端縁に対応する部分をＢ点、Ａ点からＢ点までの距離の中央の点をＣ点とする。そして、上記シールリップ２２ｃのＡ点の肉厚をｔ1 、Ｃ点の肉厚をｔ2 、Ｂ点の肉厚をｔ3 とする。
【００６０】
この様な条件の下で、上記各点の肉厚ｔ1 、ｔ2 、ｔ3 を種々に変化させて、上記シールリップ２２ｃのうちで上記最大肉厚部３３から先端縁にかけての部分に発生する最大歪みを、有限要素法により求めた。図２３は、その結果を示している。この図２３は、縦軸に上記Ａ点と上記Ｃ点の肉厚の比（ｔ2 ／ｔ1 ）を、横軸に上記Ａ点と上記Ｂ点の肉厚の比（ｔ3 ／ｔ1 ）を、それぞれ表している。又、上記図２３上の各曲線は、上記シールリップ２２ｃのうちで上記最大肉厚部３３から先端縁にかけての部分に発生する最大歪みの比が等しくなる点を結んだ等高線である。尚、この最大歪みの比は、上記３点の肉厚を全て等しくした時にシールリップに発生する最大歪みを基準とした（この場合の最大歪みを１としてこれに対する比で表した）。
【００６１】
又、解析条件は以下の通りである。
(1) 解析対象の組み合わせシールリングの寸法 ： 内径６０mm、外径８０mm、組立幅４mm
(2) シールリップ２２ｃの締め代 ： ０．８mm
(3) スリンガ１６ａへのシールリップ２２ｃの接触力 ： 一定
この様な条件で最大歪みの比を求めた図２３から明らかな通り、上記３点の肉厚ｔ1 、ｔ2 、ｔ3 の関係を、０．６≦ｔ2 ／ｔ1 ≦０．９で、且つ、０．３≦ｔ3 ／ｔ1 ≦０．７、より好ましくは０．７０≦ｔ2 ／ｔ1 ≦０．８５、且つ、０．３５≦ｔ3 ／ｔ1 ≦０．６５の範囲内に納めれば、上記シールリップ２２ｃに発生する最大歪みを小さく抑えて、このシールリップ２２ｃにへたりや亀裂等の損傷が発生する事を防止し、このシールリップ２２ｃを含むシールリングの耐久性向上を図れる。
【００６２】
【発明の効果】
本発明のシールリング付転がり軸受ユニットは、以上に述べた通り構成され作用するので、異物の侵入防止に対して重要なシールリップの先端縁と相手面との摺接部の接触力を、組み付け誤差や運転時に於ける各部の変位に拘らず適正にできる。又、相手面の変位に対するシールリップの追従性を良好にできる。そして、上記シールリップによる摩擦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リング付転がり軸受ユニットに適用した場合に、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と共に、上記シールリング付転がり軸受ユニットの耐久性向上を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に関する参考例の第１例のシールリング付転がり軸受ユニットを示す断面図。
【図２】 図１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。
【図３】 本発明に関する参考例の第２例を示す、図２と同様の図。
【図４】 同第３例を示す、図２と同様の図。
【図５】 第３例を、シール材及び芯金と、スリンガとを分離した状態で示す部分断面図。
【図６】 本発明に関する参考例の第４例を示す、図２と同様の図。
【図７】 同第５例を示す、図１のＢ部に組み付けているシールリングの部分拡大断面図。
【図８】 同第６例を示す、図７と同様の図。
【図９】 同第７例を示す、シールリングの部分断面図。
【図１０】 同第８例を示す、図２と同様の図。
【図１１】 同第９例を示す、図２と同様の図。
【図１２】 同第１０例を示す、図２と同様の図。
【図１３】 同第１１例を示す、シールリングの部分断面図。
【図１４】 同第１２例を示す、シールリングの部分断面図。
【図１５】 本発明の対象となるシールリング付転がり軸受ユニットの第２例を示す断面図。
【図１６】 同第３例を示す断面図。
【図１７】 同第４例を示す断面図。
【図１８】 同第５例を示す断面図。
【図１９】 同第６例を示す断面図。
【図２０】 本発明の実施の形態の第１例を示す、シールリップの相手面の曲率半径を大きくした場合に得られる効果を説明する為の模式図。
【図２１】 本発明の実施の形態の第２例を示す、部分球面以外で、断面が円弧形で全体を円環状に形成した凹面である相手面の第１例を示す模式図。
【図２２】 同第３例を示す、部分球面以外で、断面が円弧形で全体を円環状に形成した凹面である相手面の第２例を示す模式図。
【図２３】 シールリップの最大肉厚部から先端縁にかけての部分の肉厚がこのシールリップに発生する最大歪みの大きさに及ぼす影響を有限要素法により求めた結果を示すグラフ。
【図２４】 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２５】 図２４のＣ部に組み付けているシールリングの部分拡大断面図。
【図２６】 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。
【図２７】 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２８】 図２７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。
【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、１５ａ、１５ｂ 芯金
１６、１６ａ スリンガ
１７、１７ａ、１７ｂ シール材
１８ 外径側円筒部
１９ 外側円輪部
２０ 内径側円筒部
２１ 内側円輪部
２２、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ シールリップ
２３ シールリップ
２４ シールリップ
２５ 芯金
２６ シール材
２７、２７ａ、２７ｂ シールリップ
２８、２８ａ、２８ｂ シールリップ
２９ シールリップ
３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ 最小肉厚部
３１ シールリップ本体
３２ 部分球面部
３３、３３ａ〜３３ｃ 最大肉厚部
３４ シールリップ本体
３５ 突条
３６ シールリップ本体
３７ 第二の突条
３８ 突条
３９ａ、３９ｂ シールリング
４０ シールリップ
４１、４１ａ 部分球面部
４２ シールリップ
４３ シールリップ
４４ 凸部
４５ａ、４５ｂ シールリング
４６ シールリップ
４７ 芯金
４８ 部分球面部
４９ シール材
５０ 凸部
５１ 段部
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば車両（自動車）の車輪を懸架装置に支持する為の転がり軸受ユニットの開口端部を塞ぐシールリングの改良に関する。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と共に、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、低摩耗化を図るものである。そして、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と共に、上記転がり軸受ユニットの保守・管理の簡略化を図る事を目的とするものである。
【０００２】
【従来の技術】
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リングを組み込んで、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２４は、この様なシールリングを備えた、シールリング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。
【０００３】
上記シールリング付転がり軸受ユニットは、外輪１と、請求項に記載した内輪に相当するハブ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２４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。
【０００４】
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の中間部外周面との間には、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。
【０００５】
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２４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２４では左側を外と言う。本明細書全体で同じ。）開口部を塞ぐシールリング１４ａは、図２５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。
【０００６】
又、上記スリンガ１６は、前記内輪素子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、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を構成する内側円輪部２１の外側面に全周に亙って摺接させ、残り２本のシールリップ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って摺接させている。
【０００７】
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２６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、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って摺接させ、残り２本のシールリップ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、全周に亙って摺接させている。
【０００８】
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に位置して上記泥水等の異物に曝されるシールリップ２２、２７及びシールリング１４ｂの中間のシールリップ２８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。
【０００９】
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。
【００１０】
この点に就いて、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と、芯金１５とスリンガ１６との軸方向位置のずれにより、上記シールリップ２２の先端縁とこのスリンガ１６の内側円輪部２１の外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。この場合には、上記芯金１５の外側円輪部１９と上記スリンガ１６の内側円輪部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、上記シールリップ２２の締め代（弾性変形量）が大きくなり、このシールリップ２２の先端縁と上記内側円輪部２１の外側面との摺接部の接触力が高くなる。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。
【００１１】
反対に、上記距離が設計値よりも大きくなった場合には、上記シールリップ２２の締め代が小さくなり、このシールリップ２２の先端縁と上記内側円輪部２１の外側面との摺接部の接触力が低くなる。この結果、上記シールリップ２２によるシール性能が低下し、上記内部空間１３内への異物侵入防止を十分に図りにくくなる。
【００１２】
又、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、上記ハブ２の中心軸が中立状態に対し急激に傾斜する場合がある。この様な場合には、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２７〜２８により説明する。
【００１３】
図２７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２７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の内側円輪部２１も、ほぼ上記角度θ分傾斜する。図２７に示した状態の場合には、同図の上側部分で、図２８（Ａ）に示す様に上記内側円輪部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、上記シールリップ２２の締め代が低下する。一方、上記図２７の下側部分では、図２８（Ｂ）に示す様に上記内側円輪部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、これら各シールリップ２２、２７による異物侵入防止作用が損なわれる。
【００１４】
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、上記各シールリップ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上記各シールリップ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、これら各シールリップ２２、２７に関する締め代が、全周に亙ってシール性確保の為に必要最小限程度残る様にしていた。ところが、この様に締め代を大きめに設定した場合には、旋回時に於けるシール性能確保を図れる代償として、上記各シールリップ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。
【００１５】
この様な事情に鑑みて、実開平５−７３３６４〜５号公報には、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、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シールリップの締め代の変化に対して、当該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、シールリップの摺動抵抗を抑えられる他、このシールリップの摩耗も抑える事ができる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述した実開平５−７３３６４〜５号公報に記載された構造の場合には、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、このシールリップを摺接させる相手面の形状を考慮していなかった。この為、旋回走行時等にハブの中心軸が外輪の中心軸に対し傾斜した場合には、この相手面も傾斜して、シールリップの締め代が円周方向に関して不均一に変化する。上記公報に記載された構造の場合には、この様に相手面が傾斜した場合でも、当該接触力の変化を抑える事ができるが、限界がある。この為、シールリップによる密封性の確保と、このシールリップの摩擦抵抗の低減及び耐久性の向上とを両立させる事に関して、未だ改良の余地がある。
【００１７】
本発明は、この様な事情に鑑みて、シールリップによる密封性能を低下させる事なく、このシールリップの摩擦抵抗を低減すると共に耐久性を向上させると言った、相反する二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、シールリップの先端縁と相手面との摺接部の接触力が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に基づく締め代の変化の影響を受けにくく、しかも、この締め代を小さくした場合でも、上記傾斜によりこの締め代が不足する事を防止できる構造を実現すべく発明したものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明のシールリング付転がり軸受ユニットは何れも、前述した従来から知られているシールリング付転がり軸受ユニットと同様に、内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、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、上記外輪の内周面と上記内輪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リングとを備える。
特に、本発明のシールリング付転がり軸受ユニットに於いては、このシールリングは、弾性材により全体を円環状に造られたシールリップを備える。このシールリップは、基端部近傍に厚さが最も小さい最小肉厚部が存在し、この最小肉厚部よりも厚さが大きくなった先端部に存在する先端縁を、軸方向側方に存在する相手面に全周に亙り摺接させたものである。そして、請求項１に記載した本発明のシールリング付転がり軸受ユニットの場合には、上記相手面の形状が、上記内輪の中心軸が上記外輪の中心軸に対し傾斜する場合での傾斜中心ｏよりも、軸方向に関して上記相手面から遠い側の点をその中心とする部分球面又はこの部分球面の一部に接する部分円すい面である。
【００１９】
又、請求項２に記載した本発明のシールリング付転がり軸受ユニットの場合には、上記相手面の形状が、上記内輪の中心軸の傾斜中心ｏをその中心とする部分球状凹面である仮想相手面と上記シールリップとの摺接部を点Ｐ、Ｑとした場合に、これら点Ｐ、Ｑと上記傾斜中心ｏとを結ぶ線分ｏＰ、ｏＱ上で、軸方向に関する位置が互いに同じである点ｏ´、ｏ´を中心とする、上記点Ｐ、Ｑを通る円弧を、上記内、外両輪の中心軸の周囲に連続させて成る、円環状の凹面である。
又、請求項３に記載した本発明のシールリング付転がり軸受ユニットの場合には、上記相手面の形状が、上記内輪の中心軸の傾斜中心ｏをその中心とする部分球状凹面である仮想相手面と上記シールリップとの摺接部を点Ｐ、Ｑとした場合に、上記内輪及び上記外輪の中心軸と平行で、この点Ｐ、Ｑよりも内径側の点Ｐ´、Ｑ´を通る直線上の、軸方向に関する位置が互いに同じである点ｏ´、ｏ´をその中心とする円弧を、上記内、外両輪の中心軸の周囲に連続させて成る、円環状の凹面である。
【００２０】
尚、本発明のシールリング付転がり軸受ユニットには、請求項４に記載した様に、外輪と内輪とのうちの一方の軌道輪で使用時に回転する軌道輪が、使用時に車輪を結合固定するハブであり、上記外輪と内輪とのうちの他方の軌道輪で使用時にも回転しない軌道輪が、懸架装置に支持される静止輪である、所謂ハブユニットを含む。
【００２１】
【作用】
上述の様に構成する本発明のシールリング付転がり軸受ユニットの場合、シールリップの変形を、基端部近傍に設けた最小肉厚部に或る程度集中させて、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小さくしている。この為、組み付け誤差や旋回走行等に伴う内輪の中心軸の傾斜に拘らず、上記摺接部の接触力の変化を小さくできる。従って、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、摩擦抵抗の低減と耐久性の向上とを図れる。しかも、本発明の場合には、上記シールリップの先端縁を摺接させる、側方に存在する相手面の形状を、所定の部分球面又はこの部分球面の一部に接する部分円すい面（請求項１に記載した発明の場合）、又は、所定の凹面（請求項２、３に記載した発明の場合）としている。この為、シールリップの締め代を或る程度小さくした場合でも、旋回走行等に伴う内輪の中心軸の傾斜に拘らず、この締め代変化を小さくする事ができて、この締め代が不足する事を防止できる。この結果、シールリップによる密封性能を低下させる事なく、このシールリップの摩擦抵抗を低減すると共に耐久性を向上させると言った、相反する二つの性能を高度に同時に実現できる。
【００２２】
次に、本発明で、シールリップの基端部近傍に最小肉厚部を設けた事により、上述した効果を得られる理由に就いて、更に詳しく説明する。スリンガや取付フランジの側面等に押し付けられて軸方向に圧縮される、サイドリップと呼ばれるシールリップの先端縁と相手面との摺接部の接触力は、主として次の（１）、（２）の力により発生する事が知られている。
（１） シールリップの断面形状の曲率を大きくする（曲率半径を小さくする）折り曲げ力。
（２） シールリップが相手面に押し付けられ、略円すい状のシールリップの直径が弾性的に拡がる事に伴って発生する円周方向のフープ力。
このうちの（１）の力は、相手面との距離が変化した場合に大きく変動するのに対して、（２）の力は、相手面との距離が変化した場合の変動は比較的小さくて済む。又、この（２）の力は、全周に亙ってほぼ均一に発生する。
【００２３】
又、これら（１）、（２）に示した２種類の力のうち、（２）に示したフープ力に基づいて摺接部に加わる接触力は、上記シールリップが厚い程、このシールリップの直径の拡大量が大きい程、それぞれ大きくなる。一方、従来構造に組み込まれていたシールリップは、前述した様に、基端部から先端部にかけての肉厚がほぼ均一であって、このシールリップの基端部の曲面部（Ｒ部）を含めると、この基端部の肉厚が大きめになり、この部分の直径が広がりにくい。この為、上記フープ力による押し付け力は発生しにくく、上記摺接部の接触力は、主として上記（１）の折り曲げ力に基づいて発生する。
【００２４】
これに対して本発明のシールリングの場合には、基端部近傍に設けた最小肉厚部が、あたかもヒンジ（蝶番）の如く機能し、この最小肉厚部に対し先端寄り部分に設けた、この最小肉厚部よりも厚さが大きくなった部分を半径方向及び軸方向に拘束する力が小さくなる。この為、上記（２）のフープ力が発生し易くなる。この結果、内輪の中心軸が外輪の中心軸に対し傾斜したり、内輪が外輪に対し偏心する等により、シールリングを構成する芯金と相手面との距離が、円周方向に関し不均一になっても、シールリップの先端縁と相手面との摺接部の接触力が均一化される。この様に摺接部の接触力が均一化される結果、シールリップの先端縁と相手面との摺接部の接触力を特に高くしなくても、この先端縁を相手面の変位に対し効果的に追従させる事ができる。そして、前述した様に、シールリップによる密封性能を低下させる事なく、このシールリップと相手面との摺接部の摩擦抵抗を低減すると共に、このシールリップの耐久性向上を図れる。
【００２５】
尚、請求項１に記載した発明の場合には、上述の様な作用に加えて、次の作用を奏する事ができる。即ち、相手面の中心と摺接部との間の軸方向長さを小さくできる。言い換えれば、相手面の内、外両周縁同士の間の軸方向長さを小さくできて、シールリングの軸方向寸法を小さくできる。そして、シールリングの小型化と、締め代の変化を抑える事との両立を図り易くなる。
【００２６】
又、請求項２、３に記載した発明の場合には、同じく上述の様な作用に加えて、次の作用を奏する事ができる。即ち、シールリップの中立状態での締め代を小さくでき、シールトルクの低減と密封性向上との両立を図り易くなる。又、内輪と外輪とが相対的に傾いた場合の締め代を大きくする事ができる為、シールトルクの低減と密封性向上との両立を図り易くなる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１〜２は、本発明に関する参考例の第１例を示している。尚、本参考例の特徴は、複数の転動体３、３を設けた内部空間１３の内端開口部を塞ぐシールリング１４ａを構成するシールリップ２２ａと、このシールリップ２２ａを摺接させる相手面であるスリンガ１６ａとの形状を工夫する事により、このシールリップ２２ａによるシール性並びにこのシールリップ２２ａの耐久性の向上及びシールトルクの低減を図る点にある。その他の部分の構成及び作用は、前述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し、以下、本参考例の特徴部分を中心に説明する。
【００２８】
本参考例の場合には、サイドリップと呼ばれる上記シールリップ２２ａの基端部を、両面側から厚さ方向中央部に向け括れさせる事により、この基端部に最小肉厚部３０を設けている。そして、この最小肉厚部３０よりも上記シールリップ２２ａの先端寄り部分であるシールリップ本体３１の厚さを、この最小肉厚部３０の厚さよりも大きく、且つ、全長に亙ってほぼ均一にしている。
【００２９】
又、本参考例の場合には、上記シールリップ２２ａの先端縁を摺接させる為の、スリンガ１６ａの内側円輪部２１の外周寄り部分に、部分球面部３２を設けている。そして、この部分球面部３２の内周面の形状を、請求項に記載した内輪に相当するハブ２と、外輪１との中心軸上で、１対の転動体３、３列の軸方向中央部に位置する点ｏをその中心とする、曲率半径がＲ1 である部分球状凹面としている。従って、上記部分球面部３２の内周面を、上記スリンガ１６ａの中心軸を含む仮想平面で切断した場合の断面形状（内周面の母線形状）は、円弧となっている。又、本参考例の場合には、上記点ｏが、自動車の旋回走行時等に、上記ハブ２の中心軸が上記外輪１の中心軸に対し傾斜する場合での傾斜中心となっている。そして、上記シールリップ２２ａの先端縁を、上記部分球面部３２の内周面に、締め代を持たせた状態で、全周に亙って摺接させている。
【００３０】
上述の様に構成する本参考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、上記シールリップ２２ａの変形を、基端部に設けた最小肉厚部３０に或る程度集中させて、このシールリップ２２ａの締め代の変化がこのシールリップ２２ａの先端縁と上記部分球面部３２の内周面との摺接部の接触力に与える影響を小さくしている。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小さくできる。従って、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。
【００３１】
更に、本参考例の場合には、上記シールリップ２２ａの先端縁が摺接する、上記部分球面部３２の内周面の形状を、自動車の旋回走行等に伴って、上記ハブ２の中心軸が外輪１の中心軸に対し傾斜する場合での傾斜中心ｏをその中心とする部分球状凹面としている。この為、自動車の旋回走行等に伴うハブ２の中心軸の傾斜に拘らず、上記部分球面部３２に対する上記シールリップ２２ａの締め代が変化しないか、或は変化した場合でもその変化量を僅かに抑える事ができる。従って、この部分球面部３２の内周面に対するこのシールリップ２２ａの追従性を向上できる。この結果、上記締め代を或る程度小さくした場合でも、上記ハブ２の中心軸が傾斜する事によりこの締め代が不足する事を防止でき、シールリップ２２ａによる密封性能を低下させる事なく、このシールリップ２２ａの摩擦抵抗を低減すると共に耐久性を向上させると言った、相反する二つの性能を高度に両立させる事ができる。
【００３２】
尚、上述した本参考例の場合に於いて、上記スリンガ１６ａの外周寄り部分に上記部分球面部３２を設けず、その代わりに、部分円すい筒部を設けて、この部分円すい筒部の内周面を、上記ハブ２と外輪１との中心軸上で、１対の転動体３、３列の軸方向中央部に位置する点ｏをその中心とする、曲率半径がＲ1 である球状凹面の一部に接する部分円すい状凹面とする事もできる。この場合には、上記部分円すい筒部の内周面を、上記スリンガ１６ａの中心軸を含む仮想平面で切断した場合の断面形状（内周面の母線形状）は、上記ハブ２と外輪１との中心軸に対し傾斜した直線状となる。上記部分円すい筒部の内周面を、この様な形状とした場合でも、この内周面に対する上記シールリップ２２ａの締め代の変化量を抑える事ができる。この締め代の変化量は、上述の様にスリンガ１６ａの一部を部分球状凹面とした場合に対して、極く僅かとは言え大きくなる。但し、上記スリンガ１６ａの一部を部分円すい状凹面とする場合には、上記スリンガ１６ａをプレス加工等により製造する作業を容易に行なえる。
【００３３】
次に、図３は、本発明に関する参考例の第２例を示している。本参考例の場合には、上述の図１〜２に示した参考例の第１例の場合と異なり、シールリング１４ａを構成するシール材１７の最も外径側に設けた、サイドリップと呼ばれるシールリップ２２ｂの基端部を、内周面側からのみ厚さ方向に括れさせる事により、この基端部に最小肉厚部３０を設けている。その他の部分の構成及び作用は、上述した参考例の第１例の場合と同様である為、重複する説明は省略する。
【００３４】
尚、上記最小肉厚部３０付近の形状は、上述した各参考例のものに限定されない。少なくともシールリップ２２ａ、２２ｂの耐久性を確保できる範囲で、このシールリップ２２ａ、２２ｂの基端部に変形を集中させられる形状であれば良い。
【００３５】
次に、図４〜５は、本発明に関する参考例の第３例を示している。本参考例の場合には、上述の図３に示した参考例の第２例の場合と同様に、サイドリップと呼ばれるシールリップ２２ｃの基端部を、両面側から厚さ方向中央部に向け括れさせる事により、この基端部に最小肉厚部３０を設けている。又、この最小肉厚部３０に対して上記シールリップ２２ｃの先端側に隣接した部分に、厚さが最も大きい最大肉厚部３３を設けている。更に、上記シールリップ２２ｃは、この最大肉厚部３３から先端縁に向けて厚さが漸減する、先細り形状としている。上記シールリップ２２ｃの厚さに関しては、このシールリップ２２ｃの厚さ方向中央を通る仮想線分Ｓを考えて、上記最大肉厚部３３からシールリップ２２ｃの先端までのこの仮想線分Ｓの長さの中央位置での厚さｔ2 を、上記最大肉厚部３３の厚さｔ1 の０．６倍以上０．９倍以下（０．６≦ｔ2 ／ｔ1 ≦０．９）、好ましくは０．７０倍以上０．８５倍以下（０．７０≦ｔ2 ／ｔ1 ≦０．８５）とする。又、先端縁の厚さｔ3 を、この最大肉厚部３３の厚さｔ1 の０．３倍以上０．７倍以下（０．３≦ｔ3 ／ｔ1 ≦０．７）、好ましくは０．３５倍以上０．６５倍以下（０．３５≦ｔ3 ／ｔ1 ≦０．６５）とする。各部の厚さをこの様に規制する事による作用・効果の点に就いては、後で［参考例に関するシミュレーション］の項で詳しく説明する。
【００３６】
本参考例の場合には、上記シールリップ２２ｃを、最小肉厚部３０に隣接した部分に存在する最大肉厚部３３から先端縁に向けて厚さが漸減する形状としている為、上記シールリップ２２ｃの先端縁を相手面に当接させた場合にこのシールリップ２２ｃが、上記最小肉厚部３０以外の部分、即ち、先端寄り部分も弾性変形する。この結果、この最小肉厚部３０の弾性変形量が過大にならず、相手面の軸方向の変位に対するシールリップ２２ｃの先端縁の追従性を向上させると共に、この最小肉厚部３０が早期にへたる事を防止して、耐久性向上を図れる。
【００３７】
次に、図６は、本発明に関する参考例の第４例を示している。本参考例の場合には、上述の図４〜５に示した参考例の第３例の場合と異なり、シールリング１４ａを構成するシール材１７の最も外径側に設けた、サイドリップと呼ばれるシールリップ２２ｄの基端部を、内周面側からのみ厚さ方向に括れさせる事により、この基端部に最小肉厚部３０を設けている。その他の部分の構成及び作用は、上述の図４〜５に示した参考例の第３例の場合と同様である為、重複する説明は省略する。
【００３８】
次に、図７は、本発明に関する参考例の第５例を示している。本参考例は、転がり軸受ユニットの内部空間１３（図１参照）の外端部を塞ぐ為のシールリング１４ｂに参考例に関する構成を適用した場合に就いて示している。この為に本参考例の場合には、このシールリング１４ｂを構成する３本のシールリップ２７ａ、２８、２９のうち、軸方向外方に突出し、最も外径側に存在するシールリップ２７ａの基端部に、最小肉厚部３０ａを形成している。そして、この最小肉厚部３０ａよりも上記シールリップ２７ａの先端寄り部分であるシールリップ本体３４の厚さを、この最小肉厚部３０ａの厚さよりも大きく、且つ、全長に亙ってほぼ均一にしている。
【００３９】
又、本参考例の場合には、ハブ本体４の外周面に形成した取付フランジ９の内側面中間部に突条３５を、全周に亙って形成している。そして、この突条３５の内周面の形状を、自動車の旋回走行時等にハブ２の中心軸が外輪１の中心軸に対し傾斜する場合での傾斜中心ｏ（図１参照）をその中心とする、曲率半径がＲ2 の部分球状凹面又はこの球状凹面の一部に接する部分円すい状凹面としている。
【００４０】
上述の様に構成する本参考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、上記シールリップ２７ａの変形を、基端部に設けた最小肉厚部３０ａに或る程度集中させて、このシールリップ２７ａの締め代の変化がこのシールリップ２７ａの先端縁と上記突条３５の内周面との摺接部の接触圧に与える影響を小さくしている。更に、本参考例の場合には、上記シールリップ２７ａの先端縁が摺接する、上記突条３５の内周面の形状を、自動車の旋回走行時等に、上記ハブ２の中心軸が傾斜する場合での傾斜中心ｏをその中心とする部分球状凹面又はこの球状凹面の一部に接する部分円すい状凹面としている。この為、自動車の旋回走行時等に、上記ハブ２の中心軸が外輪１の中心軸に対し傾斜した場合でも、上記突条３５の内周面に対する上記シールリップ２７ａの締め代が変化しないか、或は変化した場合でもその変化量を僅かにする事ができる。従って、この締め代を或る程度小さくした場合でも、上記ハブ２の中心軸が傾斜する事によりこの締め代が不足する事を防止でき、シールリップ２７ａによる密封性能を低下させる事なく、このシールリップ２７ａの摩擦抵抗を低減すると共に耐久性を向上させると言った、相反する二つの性能を高度に両立させる事ができる。尚、上記突条３５の内周面を部分円すい状凹面とした場合には、部分球状凹面とする場合に対し、上記ハブ２の中心軸が傾斜した場合での締め代の変化量が極く僅かとは言え大きくなる。但し、この様に上記突条３５の内周面を部分円すい状凹面とする場合には、この内周面を加工する作業を、この内周面を部分球状凹面とする場合よりも容易に行なえる。
【００４１】
次に、図８は、本発明に関する参考例の第６例を示している。本参考例の場合には、シールリング１４ｂを構成する３本のシールリップ２７ａ、２８ａ、２９のうち、軸方向外方に突出し、中間部に位置するシールリップ２８ａの基端部に、最小肉厚部３０ｂを形成している。そして、この最小肉厚部３０ｂよりも上記シールリップ２８ａの先端寄り部分であるシールリップ本体３６の厚さを、この最小肉厚部３０ｂの厚さよりも大きく、且つ、全長に亙ってほぼ均一にしている。又、本参考例の場合には、ハブ本体４の外周面に形成した取付フランジ９の内側面基端部に第二の突条３７を、全周に亙って形成している。そして、この第二の突条３７の内周面の形状を、自動車の旋回走行時等にハブ２の中心軸が傾斜する場合での傾斜中心ｏ（図１参照）をその中心とする、曲率半径がＲ3 の部分球状凹面又はこの球状凹面の一部に接する部分円すい状凹面としている。そして、上記中間部に位置するシールリップ２８ａの先端縁を、上記第二の突条３７の内周面に全周に亙り摺接させている。
【００４２】
又、本参考例の場合には、上記３本のシールリップ２７ａ、２８ａ、２９のうち、軸方向外方に突出し、最も外側に存在するシールリップ２７ａの先端縁を摺接させる、突条３５の内周面に段部５１を形成して、この内周面を、段付の、部分球状凹面又はこの球状凹面の一部に接する部分円すい状凹面としている。そして、この内周面で上記段部５１よりも外径寄り部分と内径寄り部分とを、互いに同心で、互いに曲率半径が異なる部分球状凹面、又はこの球状凹面の一部に接する部分円すい状凹面としている。又、外輪１の外端部外周面で上記突条３５の内周面の外径寄り部分と対向する部分は、この内周面と同心で、この内周面の外径寄り部分の曲率半径よりも少しだけ小さな曲率半径を有する、部分球状凸面又はこの球状凸面の一部に接する部分円すい状凸面としている。そして、この部分球状凸面又は部分円すい状凸面と、上記突条３５の内周面の外径寄り部分とを近接対向させて、当該部分にラビリンスシールを設けている。尚、この突条３５の内周面の外径寄り部分と上記部分球状凸面又は部分円すい状凸面との間にラビリンスシールを形成できるのであれば、上記突条３５の内周面に段部５１を形成しない事もできる。この場合には、上記シールリップ２７ａの先端縁を摺接させる部分と同一の部分球状凹面又は同一の部分円すい状凹面により、ラビリンスシールの外径側部分を構成する。
【００４３】
上述の様に構成する本参考例の場合、３本のシールリップ２７ａ、２８ａ、２９のうち、中間部に位置するシールリップ２８ａの先端縁を摺接させる為の、第二の突条３７の内周面の形状を、上記突条３５の内周面と同心の部分球状凹面としている。この為、自動車の旋回走行時等に、ハブ２の中心軸が外輪１の中心軸に対し傾斜した場合でも、上記第二の突条３７の内周面に対する上記シールリップ２８ａの締め代が変化しないか、或は変化した場合でもその変化量を僅かにする事ができる。更に、本参考例の場合には、上記突条３５の内周面の外径寄り部分と上記外輪１の外端部外周面との間に、ラビリンスシールを設けている。又、このラビリンスシールの隙間の大きさは、自動車の旋回走行時等にハブ２の中心軸と外輪１の中心軸とが相対的に傾いた場合でも変化せず一定若しくはほぼ一定である。この為、上記隙間を小さくして、常に良好なラビリンスシールの密封性能を得られる。従って、転がり軸受ユニットの内部空間１３の外端開口側を塞ぐシールリング１４ｂのシールリップ２７ａ、２８ａ、２９の先端縁と相手面との摺接部の接触圧を或る程度低くしても、ラビリンスシールによるシール効果が得られる為、必要とする性能を確保できる。この結果、上記シールリング１４ｂに関するシールトルクの低減を図れる。
その他の構成及び作用に就いては、上述の図７に示した参考例の第５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、前述の図７に示した参考例の第５例の場合に、上記ラビリンスシールを設ける事もできる。即ち、この参考例の第５例で、突条３５の内側面と外輪１の外端面との間にラビリンスシールを設けた場合には、シールリング１４ｂに関するシールトルクの低減を図れる。
【００４４】
次に、図９は、本発明に関する参考例の第７例を示している。本参考例の場合には、転がり軸受ユニットの内部空間１３（図１等参照）の外端部を塞ぐ為のシールリング１４ｂを構成する３本のシールリップ２７ｂ、２８ｂ、２９のうち、それぞれ軸方向外方に突出する、最も外径側に存在するシールリップ２７ｂの基端部、及び、中間に位置するシールリップ２８ｂの基端部に、それぞれ最小肉厚部３０ａ、３０ｂを形成している。そして、それぞれのシールリップ２７ｂ、２８ｂの一部で、これら最小肉厚部３０ａ、３０ｂに関して各シールリップ２７ｂ、２８ｂの先端側に隣接する部分に、最大肉厚部３３ａ、３３ｂを設けている。又、上記各シールリップ２７ｂ、２８ｂに関して、それぞれ最大肉厚部３３ａ、３３ｂから先端縁にかけての部分の肉厚を、前述の図４〜５に示した参考例の第３例と同様に規制している。尚、本参考例の場合、２本のシールリップ２７ｂ、２８ｂに参考例に関する構成を適用しているが、少なくとも１本のシールリップに適用すれば、応分の効果を得られる。
その他の構成及び作用に就いては、上述の図８に示した参考例の第６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。
【００４５】
次に、図１０は、本発明に関する参考例の第８例を示している。本参考例の場合には、転がり軸受ユニットの内部空間１３（図１等参照）の内端部を塞ぐ為のシールリング１４ａを構成するシール材１７の外径寄り部分で、スリンガ１６ａに設けた部分球面部３２の内周面に対向する部分に、軸方向に突出する突条３８を、全周に亙り形成している。又、この突条３８の外周面を、上記部分球面部３２の内周面の曲率半径よりも少しだけ小さな曲率半径を有する、互いに同心の部分球状凸面としている。そして、この部分球面部３２の内周面と上記突条３８の外周面との間に、ラビリンスシールを設けている。このラビリンスシールの隙間の大きさは、自動車の旋回走行時等にハブ２と外輪１（図１参照）とが相対的に傾いた場合でも全く若しくは殆ど変化せず、一定若しくはほぼ一定である。この為、上記隙間を小さくして、常に良好なラビリンスシールの密封性能を得られる。従って、上記シールリング１４ａのシールリップ２２ｃ、２３、２４の先端縁と相手面との摺接部の接触圧を或る程度低くしても、ラビリンスシールによるシ−ル効果が得られる為、必要とする性能を確保できる。この結果、上記シールリング１４ａに関するシールトルクの低減を図れる。
その他の構成及び作用は、前述の図４〜５に示した参考例の第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を省略する。尚、上記スリンガ１６ａの外径寄り部分内周面と、上記突条３８の外周面とは、それぞれ球面の一部に接する部分円すい面とする事もできる。
【００４６】
次に、図１１は、本発明に関する参考例の第９例を示している。本参考例の場合には、それぞれが芯金１５ａ、１５ｂとシール材１７ａ、１７ｂとから成る１対のシールリング３９ａ、３９ｂを組み合わせて成る組み合わせシールリングに、参考例に関する構成を適用している。即ち、これら１対のシールリング３９ａ、３９ｂのうち、一方（図１１の左方）のシールリング３９ａを構成するシール材１７ａに設けたシールリップ４０の先端縁を、他方（図１１の右方）のシールリング３９ｂを構成する芯金１５ｂに設けた内径側円筒部２０の外周面に摺接させている。又、この他方のシールリング３９ｂを構成するシール材１７ｂに設けた２本のシールリップ４２、４３のうち、外径側に位置するシールリップ４２の先端縁を、上記一方のシールリング３９ａを構成する芯金１５ａに設けた外径側円筒部１８の内周面に摺接させている。
【００４７】
又、上記他方のシールリング３９ｂに設けた２本のシールリップ４２、４３のうち、内径側に位置するシールリップ４３に最小肉厚部３０ｃと最大肉厚部３３ｃとを、基端側から互いに隣接した状態で設けている。又、上記一方のシールリング３９ａを構成する芯金１５ａの外側円輪部１９の径方向中間部に、部分球面部４１を設けている。又、この部分球面部４１の外周面を、ハブ２と外輪１との中心軸上で、１対の転動体列同士の軸方向中央部に位置する点ｏ（図１参照）をその中心とする部分球状凸面又はこの部分球状凸面の一部に接する部分円すい状凸面としている。そして、この部分球面部４１の外周面に、上記他方のシールリング３９ｂを構成する、内径側に位置するシールリップ４３の先端縁を、全周に亙り摺接させている。シールリップ４３の厚さを規制する事に関しては、前述の図４〜５に示した参考例の第３例の場合でのシールリップ２２ｃと同様である。
【００４８】
次に、図１２は、本発明に関する参考例の第１０例を示している。本参考例の場合には、組み合わせシールリングを構成する１対のシールリング３９ａ、３９ｂのうち、一方（図１２の左方）のシールリング３９ａに設けた芯金１５ａの内径寄り部分に、部分球面部４１ａを設けている。そして、この部分球面部４１ａの外周面を、ハブ２と外輪１との中心軸上で、１対の転動体列同士の軸方向中央部に位置する点ｏ（図１参照）をその中心とする部分球状凸面又はこの部分球状凸面の一部と接する部分円すい状凸面としている。そして、この部分球面部４１ａの外周面の外径寄り部分に、他方（図１２の右方）のシールリング３９ｂに設けた２本のシールリップ４２、４３のうち、内径側に位置するシールリップ４３の先端縁を、全周に亙り摺接させている。
【００４９】
又、本参考例の場合には、上記他方のシールリング３９ｂを構成するシール材１７ｂの内径寄り部分で、上記部分球面部４１ａの内径寄り部分に対向する部分に凸部４４を、全周に亙り形成している。又、この凸部４４の内周面を、上記部分球面部４１ａの外周面と同心で、この外周面の曲率半径よりも少しだけ大きい曲率半径を有する、部分球面状凹面又はこの部分球状凹面の一部と接する部分円すい状凹面としている。そして、上記凸部４４の内周面と上記部分球面部４１ａの外周面との間にラビリンスシールを設けると共に、このラビリンスシールの隙間の厚さが、ハブ２（図１参照）の中心軸の傾斜に拘らず変化しない様にしている。本参考例の場合には、この様なラビリンスシールを設けている為、必要とするシール性能を確保しつつ、各シールリング３９ａ、３９ｂに設けたシールリップ４０、４２、４３の先端縁と芯金１５ａ、１５ｂとの摺接部の面圧を抑えて、シールリング付転がり軸受ユニットの低トルク化を図れる。その他の構成及び作用は、上述の図１１に示した参考例の第９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を省略する。尚、上述の図１１、１２に示した参考例の第９、１０例に於いて、シールリップ４０、４２のうちの何れか一方のシールリップ、又はこれら両シールリップ４０、４２を省略する事もできる。その理由は、上記参考例の第９、１０例では、シールリング３９ｂの内径側のシールリップ４３を摺接させる相手面の形状を上述の様に工夫している事により、このシールリップ４３に関するシール性が向上する為である。この様にシールリップ４０、４２のうち、何れか一方のシールリップ、又はこれら両シールリップ４０、４２を省略した場合には、シールリング付転がり軸受ユニットの更なる低トルク化を図れる。
【００５０】
次に、図１３は、本発明に関する参考例の第１１例を示している。本参考例の場合には、軸方向に隣接して設ける１対のシールリング４５ａ、４５ｂのうちの一方（図１３の左方）のシールリング４５ａに側方（図１３の右方）に延出する状態で設けたシールリップ４６の先端縁を、他方（図１３の右方）のシールリング４５ｂを構成する芯金４７の側面に、全周に亙って摺接させている。即ち、この芯金４７の径方向中間部に部分球面部４８を設けており、この部分球面部４８の内周面を、ハブ２の中心軸が外輪１の中心軸に対し傾斜する場合での傾斜中心ｏ（図１参照）をその中心とする部分球面状凹面又はこの部分球状凹面の一部と接する部分円すい状凹面としている。そして、上記シールリップ４６の先端縁を、上記部分球面部４８の内周面に、全周に亙り摺接させている。
【００５１】
又、上記一方のシールリング４５ａは、その外周縁部を上記外輪１の内周面に係止すると共に、その内周縁を上記ハブ２（図１参照）の外周面に全周に亙って摺接させている。これに対して他方のシールリング４５ｂは、その内周縁部を上記ハブ２の外周面に係止すると共に、その外周縁を上記外輪１（図１参照）の内周面に全周に亙って摺接させている。この様な本参考例の場合も、自動車の旋回走行時等に、ハブ２の中心軸が外輪１の中心軸に対し傾斜した場合でも、シールリップ４６の締め代が変化する事を抑える事ができる。このシールリップ４６の形状とその厚さを規制する事とに関しては、前述の図４〜５に示した参考例の第３例の場合と同様である。
【００５２】
次に、図１４は、本発明に関する参考例の第１２例を示している。本参考例の場合には、一方（図１４の左方）のシールリング４５ａを構成するシール材４９の一部でシールリップ４６よりも径方向外側に凸部５０を、全周に亙り設けている。そして、この凸部５０の先端面を、他方のシールリング４５ｂを構成する芯金４７の側面に近接対向させて、当該部分にラビリンスシールを構成している。互いに近接対向する、上記凸部５０の先端面と芯金４７の側面とは、ハブ２の中心軸が外輪１の中心軸に対し傾斜する場合での傾斜中心ｏ（図１参照）をその中心とする部分球面若しくはこの様な球面の一部に接する部分円すい面として、ハブ２の中心軸の傾斜に拘らず、上記ラビリンスシールの隙間の厚さが変化しない様にしている。その他の構成及び作用は、上述の図１３に示した参考例の第１１例の場合と同様である。
【００５３】
尚、上述した各参考例で、最も内部空間１３（図１参照）側に位置するシールリップ（例えば、図２のシールリップ２４）の向きは、特に問わない。但し、図２に示す様に、先端縁に向かう程上記内部空間１３から離れる方向に傾斜させれば、上記内部空間１３内に存在するグリースが、他のシールリップの先端縁と相手面との摺接部に微量ずつ供給され易くなる。この為、これら各摺接部の摩擦を低減して、各シールリップの耐摩耗性や低トルク性が向上する。更に、上記最も内部空間１３側に存在するシールリップ（グリースリップ）の締め代を、ほぼゼロに設定して、このシールリップの先端縁と相手面との接触圧力を低減する事により、必要とするシール性を維持しつつ、シールトルクを効果的に低減する事もできる。又、各参考例並びに後述する本発明の効果を得る面からは、シール材に用いられるゴム材料の種類は問わない。例えば、シールリング付転がり軸受ユニット部分での放電を緩和してラジオノイズを防止する面から、導電性ゴム材料を使用する事もできる。
【００５４】
又、シールリング付転がり軸受ユニットの基本構造に関しても、図１に示した様な内輪回転の構造に限らず、外輪回転の構造に適用する事もできる。更には、上記図１に示す様な、ハブ本体４に直接内輪軌道７を形成した、所謂第３世代のハブユニットに限らず、図１５に示す様な、所謂第１世代のハブユニット、図１６〜１８に示す様な第２世代のハブユニットにも適用できる。更には、転動体として玉を使用した構造に限らず、図１９に示す様な、転動体に円すいころを用いたハブユニットにも適用できる。勿論、第１世代、第３世代のハブユニットで転動体を玉から円すいころに変えた構造にも、各参考例に関する構成並びに後述する本発明の構成は適用可能である。更には、車両用以外のシール付転がり軸受ユニットでも、組み付け誤差や使用時に加わるモーメント荷重の影響によるシールリップの締め代の変化がシール性能に影響を及ぼす様な用途であれば、各参考例に関する構成並びに後述する本発明の構成を適用して、上述した様な作用・効果を得られる。
【００５５】
又、上述した各参考例の場合には、シールリングの一部に設けて側方に延出するシールリップの先端縁を摺接させる相手面の形状を、内輪の中心軸が外輪の中心軸に対し傾斜する場合での傾斜中心をその中心とする部分球面又はこの部分球面の一部に接する部分円すい面とした場合に就いて説明した。これに対して、請求項１に記載した発明の様に、上記部分球面の曲率半径を上述した各参考例の場合よりも大きくすると共に、この部分球面の中心をシールリップの摺接部から遠い側に設ける事により、シールリングの軸方向寸法を小さくする事もできる。次に、この様な構成を採用した場合にシールリングの軸方向寸法を小さくできる理由に就いて、請求項１に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示す、図２０を用いて説明する。この図２０は、シールリップの先端縁を摺接させる相手面の形状を、模式的に表している。又、この図２０で示した二点鎖線は、内輪の中心軸が外輪の中心軸に対し傾斜する場合での傾斜中心ｏをその中心とする、曲率半径がＲ1 である部分球状凹面である相手面を、実線は、この部分球状凹面の曲率半径Ｒ1 よりも大きい曲率半径Ｒ3 を有する部分球状凹面である相手面を、それぞれ表している。尚、実際の相手面の形状は、図２０で表したものの径方向一部となる。又、図２０では、相手面を内輪側に、シールリップを外輪側に、それぞれ設けた場合を表している。
【００５６】
図２０で示した相手面の各部の位置を比較すると明らかな様に、シールリップの摺接部の直径ｄを同じとした場合で、相手面の曲率半径を大きくした場合には、この相手面の中心と上記摺接部との間の軸方向長さを、Ｌ1 からＬ2 に小さくできる。言い換えれば、この摺接部の直径ｄを同じとしたまま、相手面の曲率半径を大きくした場合には、この相手面の内、外両周縁同士の間の軸方向長さを小さくできて、シールリングの軸方向寸法を小さくできる。尚、この様に相手面の曲率半径を大きくした場合には、内輪の中心軸が外輪の中心軸に対し傾斜した場合でのシールリップの締め代の変化量が僅かとは言え大きくなる為、中立状態での締め代を大きめに設定する事で、内輪の中心軸の傾斜に拘らず、締め代が不足する事を防止する必要はある。但し、この様に相手面の曲率半径を大きくした場合には、シールリングの小型化と、締め代の変化を抑える事との両立を図り易くなる。又、上述の説明は、相手面を部分球面とした場合に就いて行なったが、この相手面をこの部分球面の一部に接する部分円すい面とする場合も同様である。即ち、この相手面を部分円すい面とする場合には、この部分円すい面の断面形状のうち、上記部分球面の断面形状である円弧と接する１対の接線同士のなす角度を大きくすれば、シールリングの軸方向寸法を小さくできる。
【００５７】
又、上述した各参考例並びに実施の形態の第１例では、シールリップを摺接させる為の相手面が、部分球面又はこの部分球面の一部に接する部分円すい面である場合に就いて説明した。これに対して、請求項２に記載した発明の様に、相手面を、部分球面以外の、断面が円弧形で全体を円環状に形成した凹面とする事もできる。図２１に、二点鎖線及び実線で、この様な凹面とした場合の相手面の形状の第１例（請求項２に対応する、本発明の実施の形態の第２例）を、模式的に示している。又、図２１では、二点鎖線が、内輪の中心軸と外輪の中心軸とが一致している状態（中立状態）での相手面を、実線が、内輪の中心軸が外輪の中心軸に対し、図２１の矢印イで示す方向に変位した状態での相手面を、それぞれ表している。この様に二点鎖線及び実線で示した相手面は、内輪の中心軸の傾斜中心ｏをその中心とする、曲率半径がＲ1 である部分球状凹面である、図２１に破線で示す相手面とシールリップとの摺接部を点Ｐ、Ｑとした場合に、これら点Ｐ、Ｑと上記傾斜中心ｏとを結ぶ線分ｏＰ、ｏＱ上で、軸方向に関する位置が互いに同じである点ｏ´、ｏ´を中心とする、上記点Ｐ、Ｑを通る円弧を、内、外両輪の中心軸の周囲に連続させて成る、円環状の凹面となっている。相手面をこの様な凹面とした場合には、内輪の中心軸が外輪の中心軸に対し傾斜して、相手面が図２１に二点鎖線で示す位置から、例えば実線で示す位置に移動した場合に、シールリップの締め代が、図２１の上側部分と下側部分とで同じ量δ2 だけ大きくなる。しかも、この場合には、中立状態での締め代を、図２１に破線で示す、相手面を曲率半径Ｒ1 の部分球状凹面とした場合と同じ程度に小さくできる。この為、シールトルクの低減と密封性向上との両立を図り易くなる。
【００５８】
又、上述の図２１では、相手面の断面形状を、曲率半径がＲ1 である部分球面状の相手面とシールリップとの摺接部Ｐ、Ｑと点ｏとを結ぶ線分ｏＰ、ｏＱ上に位置する点ｏ´、ｏ´をその中心とする円弧とした場合を示した。但し、請求項３に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示す、図２２に二点鎖線で示す様に、相手面の断面形状を、内輪及び外輪の中心軸と平行で、上記摺接部Ｐ、Ｑよりも内径側の点Ｐ´、Ｑ´を通る直線上の点ｏ´、ｏ´をその中心とする円弧とする事もできる。相手面の断面形状をこの様にした場合には、上述の図２１に示した場合と異なり、内輪と外輪とが相対的に傾いた場合に、例えば、相手面の位置が図２２に二点鎖線で示す位置から実線で示す位置に、矢印イで示す方向に移動する為、図２２の上側部分と下側部分とでの締め代を全く同じとする事はできなくなる。但し、この場合でも、中立状態での締め代を小さくしつつ、内輪と外輪とが相対的に傾いた場合での締め代を、図２２の上側部分でδ3 と、同じく下側部分でδ4 と、それぞれ大きくする事ができる為、シールトルクの低減と密封性向上との両立を図り易くなる。
【００５９】
［参考例に関するシミュレーション］
次に、シールリップの厚さを規制した事により得られる効果を確認する為に行なったシミュレーションに就いて説明する。このシミュレーションは、前述の図４〜５で示した本発明に関する参考例の第３例の構造を有するシールリングで行なった。先ず、このシールリング１４ａを構成するシール材１７に設けたシールリップ２２ｃの断面形状の全長に亙って、このシールリップ２２ｃの厚さ方向中央を通る仮想線分Ｓを定義する。尚、この仮想線分Ｓの形状は、このシールリップ２２ｃの形状によって決定され、直線、折れ線、曲線など、任意の形状になり得る。何れにしても、上記仮想線分Ｓのうちで最大肉厚部３３に対応する点をＡ点、上記シールリップ２２ｃの先端縁に対応する部分をＢ点、Ａ点からＢ点までの距離の中央の点をＣ点とする。そして、上記シールリップ２２ｃのＡ点の肉厚をｔ1 、Ｃ点の肉厚をｔ2 、Ｂ点の肉厚をｔ3 とする。
【００６０】
この様な条件の下で、上記各点の肉厚ｔ1 、ｔ2 、ｔ3 を種々に変化させて、上記シールリップ２２ｃのうちで上記最大肉厚部３３から先端縁にかけての部分に発生する最大歪みを、有限要素法により求めた。図２３は、その結果を示している。この図２３は、縦軸に上記Ａ点と上記Ｃ点の肉厚の比（ｔ2 ／ｔ1 ）を、横軸に上記Ａ点と上記Ｂ点の肉厚の比（ｔ3 ／ｔ1 ）を、それぞれ表している。又、上記図２３上の各曲線は、上記シールリップ２２ｃのうちで上記最大肉厚部３３から先端縁にかけての部分に発生する最大歪みの比が等しくなる点を結んだ等高線である。尚、この最大歪みの比は、上記３点の肉厚を全て等しくした時にシールリップに発生する最大歪みを基準とした（この場合の最大歪みを１としてこれに対する比で表した）。
【００６１】
又、解析条件は以下の通りである。
(1) 解析対象の組み合わせシールリングの寸法 ： 内径６０mm、外径８０mm、組立幅４mm
(2) シールリップ２２ｃの締め代 ： ０．８mm
(3) スリンガ１６ａへのシールリップ２２ｃの接触力 ： 一定
この様な条件で最大歪みの比を求めた図２３から明らかな通り、上記３点の肉厚ｔ1 、ｔ2 、ｔ3 の関係を、０．６≦ｔ2 ／ｔ1 ≦０．９で、且つ、０．３≦ｔ3 ／ｔ1 ≦０．７、より好ましくは０．７０≦ｔ2 ／ｔ1 ≦０．８５、且つ、０．３５≦ｔ3 ／ｔ1 ≦０．６５の範囲内に納めれば、上記シールリップ２２ｃに発生する最大歪みを小さく抑えて、このシールリップ２２ｃにへたりや亀裂等の損傷が発生する事を防止し、このシールリップ２２ｃを含むシールリングの耐久性向上を図れる。
【００６２】
【発明の効果】
本発明のシールリング付転がり軸受ユニットは、以上に述べた通り構成され作用するので、異物の侵入防止に対して重要なシールリップの先端縁と相手面との摺接部の接触力を、組み付け誤差や運転時に於ける各部の変位に拘らず適正にできる。又、相手面の変位に対するシールリップの追従性を良好にできる。そして、上記シールリップによる摩擦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リング付転がり軸受ユニットに適用した場合に、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と共に、上記シールリング付転がり軸受ユニットの耐久性向上を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に関する参考例の第１例のシールリング付転がり軸受ユニットを示す断面図。
【図２】 図１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。
【図３】 本発明に関する参考例の第２例を示す、図２と同様の図。
【図４】 同第３例を示す、図２と同様の図。
【図５】 第３例を、シール材及び芯金と、スリンガとを分離した状態で示す部分断面図。
【図６】 本発明に関する参考例の第４例を示す、図２と同様の図。
【図７】 同第５例を示す、図１のＢ部に組み付けているシールリングの部分拡大断面図。
【図８】 同第６例を示す、図７と同様の図。
【図９】 同第７例を示す、シールリングの部分断面図。
【図１０】 同第８例を示す、図２と同様の図。
【図１１】 同第９例を示す、図２と同様の図。
【図１２】 同第１０例を示す、図２と同様の図。
【図１３】 同第１１例を示す、シールリングの部分断面図。
【図１４】 同第１２例を示す、シールリングの部分断面図。
【図１５】 本発明の対象となるシールリング付転がり軸受ユニットの第２例を示す断面図。
【図１６】 同第３例を示す断面図。
【図１７】 同第４例を示す断面図。
【図１８】 同第５例を示す断面図。
【図１９】 同第６例を示す断面図。
【図２０】 本発明の実施の形態の第１例を示す、シールリップの相手面の曲率半径を大きくした場合に得られる効果を説明する為の模式図。
【図２１】 本発明の実施の形態の第２例を示す、部分球面以外で、断面が円弧形で全体を円環状に形成した凹面である相手面の第１例を示す模式図。
【図２２】 同第３例を示す、部分球面以外で、断面が円弧形で全体を円環状に形成した凹面である相手面の第２例を示す模式図。
【図２３】 シールリップの最大肉厚部から先端縁にかけての部分の肉厚がこのシールリップに発生する最大歪みの大きさに及ぼす影響を有限要素法により求めた結果を示すグラフ。
【図２４】 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２５】 図２４のＣ部に組み付けているシールリングの部分拡大断面図。
【図２６】 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。
【図２７】 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２８】 図２７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。
【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、１５ａ、１５ｂ 芯金
１６、１６ａ スリンガ
１７、１７ａ、１７ｂ シール材
１８ 外径側円筒部
１９ 外側円輪部
２０ 内径側円筒部
２１ 内側円輪部
２２、２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ シールリップ
２３ シールリップ
２４ シールリップ
２５ 芯金
２６ シール材
２７、２７ａ、２７ｂ シールリップ
２８、２８ａ、２８ｂ シールリップ
２９ シールリップ
３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ 最小肉厚部
３１ シールリップ本体
３２ 部分球面部
３３、３３ａ〜３３ｃ 最大肉厚部
３４ シールリップ本体
３５ 突条
３６ シールリップ本体
３７ 第二の突条
３８ 突条
３９ａ、３９ｂ シールリング
４０ シールリップ
４１、４１ａ 部分球面部
４２ シールリップ
４３ シールリップ
４４ 凸部
４５ａ、４５ｂ シールリング
４６ シールリップ
４７ 芯金
４８ 部分球面部
４９ シール材
５０ 凸部
５１ 段部
Claims (4)
- 内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、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、上記外輪の内周面と上記内輪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リングとを備えたシールリング付転がり軸受ユニットに於いて、このシールリングは、弾性材により全体を円環状に造られたシールリップを備え、このシールリップは、基端部近傍に厚さが最も小さい最小肉厚部が存在し、この最小肉厚部よりも厚さが大きくなった先端部に存在する先端縁を、軸方向側方に存在する相手面に全周に亙り摺接させたものであり、且つ、この相手面の形状が、上記内輪の中心軸が上記外輪の中心軸に対し傾斜する場合での傾斜中心ｏよりも、軸方向に関して上記相手面から遠い側の点をその中心とする部分球面又はこの部分球面の一部に接する部分円すい面である事を特徴とするシールリング付転がり軸受ユニット。
- 内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、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、上記外輪の内周面と上記内輪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リングとを備えたシールリング付転がり軸受ユニットに於いて、このシールリングは、弾性材により全体を円環状に造られたシールリップを備え、このシールリップは、基端部近傍に厚さが最も小さい最小肉厚部が存在し、この最小肉厚部よりも厚さが大きくなった先端部に存在する先端縁を、軸方向側方に存在する相手面に全周に亙り摺接させたものであり、且つ、この相手面の形状が、上記内輪の中心軸の傾斜中心ｏをその中心とする部分球状凹面である仮想相手面と上記シールリップとの摺接部を点Ｐ、Ｑとした場合に、これら点Ｐ、Ｑと上記傾斜中心ｏとを結ぶ線分ｏＰ、ｏＱ上で、軸方向に関する位置が互いに同じである点ｏ´、ｏ´を中心とする、上記点Ｐ、Ｑを通る円弧を、上記内、外両輪の中心軸の周囲に連続させて成る、円環状の凹面である事を特徴とするシールリング付転がり軸受ユニット。
- 内周面に外輪軌道を有する外輪と、外周面に内輪軌道を有する内輪と、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、上記外輪の内周面と上記内輪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リングとを備えたシールリング付転がり軸受ユニットに於いて、このシールリングは、弾性材により全体を円環状に造られたシールリップを備え、このシールリップは、基端部近傍に厚さが最も小さい最小肉厚部が存在し、この最小肉厚部よりも厚さが大きくなった先端部に存在する先端縁を、軸方向側方に存在する相手面に全周に亙り摺接させたものであり、且つ、この相手面の形状が、上記内輪の中心軸の傾斜中心ｏをその中心とする部分球状凹面である仮想相手面と上記シールリップとの摺接部を点Ｐ、Ｑとした場合に、上記内輪及び上記外輪の中心軸と平行で、この点Ｐ、Ｑよりも内径側の点Ｐ´、Ｑ´を通る直線上の、軸方向に関する位置が互いに同じである点ｏ´、ｏ´をその中心とする円弧を、上記内、外両輪の中心軸の周囲に連続させて成る、円環状の凹面である事を特徴とするシールリング付転がり軸受ユニット。
- 外輪と内輪とのうちの一方の軌道輪で使用時に回転する軌道輪が、使用時に車輪を結合固定するハブであり、これら外輪と内輪とのうちの他方の軌道輪で使用時にも回転しない軌道輪が、懸架装置に支持される静止輪である、請求項１〜３の何れか１項に記載したシールリング付転がり軸受ユニット。
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|---|---|---|---|
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