(57)【要約】【課題】  低速回転時における高密閉性と、高速回転時の低回転トルク化及びシール耐久性とを両立することができる軸受用シール装置を提供する。【解決手段】  副シールリップ９４を摺接させる内輪側スリンガ１０を、副シールリップ９４の摺動に伴なう摩擦昇温により、リップ先端部９４ｔからアキシャル方向に遠ざかる向きに湾曲変形するバイメタルにより構成する。【選択図】    図２
2009204012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪非回転、外輪回転で使用されるラジアル軸受のシール装置であって、
前記内外輪間に形成される転動体配置空間の環状の開口をアキシャル方向に遮る形で配置され、ラジアル方向内周縁部が前記内輪のアキシャル方向端部に相対回転不能に嵌合する内輪側スリンガと、
前記内輪側スリンガに対しアキシャル方向内側にアキシャルシール隙間を形成する形で対向配置され、ラジアル方向外周縁部が前記外輪のアキシャル方向端部に相対回転不能に嵌合するとともに、ラジアル方向内周縁側に前記内輪のアキシャル方向端部外側に摺接する弾性高分子材料からなる主シールリップが形成され、また、前記内輪側スリンガとの対向面をアキシャル基面として、該アキシャル基面から前記アキシャルシール隙間を横断しつつラジアル方向外向きに立ち上がる形で形成され、リップ先端部が前記内輪側スリンガのアキシャル方向内面に所定のアキシャル方向締め代をもって摺接する弾性高分子材料からなる副シールリップが形成された摺動シール部とを備え、
前記内輪側スリンガが、前記副シールリップの摺動に伴う摩擦昇温により、前記リップ先端部からアキシャル方向に遠ざかる向きに湾曲変形して該副シールリップに対する前記アキシャル方向締め代を縮小するバイメタルにて構成されてなることを特徴とする軸受用シール装置。
【請求項２】
前記内輪側スリンガは、室温よりも高い予め定められた警戒温度に到達したとき、前記副シールリップの前記リップ先端部から離間して非摺接状態となる位置まで湾曲変形するものである請求項１記載の軸受用シール装置。
【請求項３】
前記内輪側スリンガは、室温よりも高い予め定められた警戒温度に到達したとき、前記副シールリップの前記リップ先端部に対し、前記アキシャル方向締め代を室温での値よりも縮小した状態で摺接する位置まで湾曲変形するものである請求項１記載の軸受用シール装置。
【請求項４】
前記警戒温度が８０℃以上２００℃未満である請求項２又は請求項３に記載の軸受用シール装置。
【請求項５】
前記副シールリップは、前記アキシャル基面から前記アキシャルシール隙間を横断しつつラジアル方向外向きに斜めに立ち上がる形で形成されるとともに前記リップ先端部に摺接エッジが形成され、前記内輪側スリンガを省略した仮想的な非変形状態において、前記摺接エッジが前記内輪側スリンガの内面位置よりもアキシャル方向において一定距離外側に位置するようになっており、前記内輪側スリンガの内面に対し前記リップ先端部が、前記摺接エッジを当接開始側とする形で前記ラジアル方向内周面に円環帯状の摺接面を形成しつつ弾性屈曲変形する形で当接するものであり、前記内輪側スリンガの湾曲変形により前記アキシャル方向締め代が縮小するに伴い、前記リップ先端部が前記内輪側スリンガとの間に形成する前記円環帯状の摺接面のラジアル方向幅を前記摺接エッジに向けて縮小させる請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の軸受用シール装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は軸受用シール装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開２００３−１９４０７７号公報
【特許文献２】特開２００５−２８２６６９号公報
【０００３】
自動車は小型軽量化や、さらには居住空間拡大の要望により、エンジンルーム空間の減少を余儀なくされ、電装部品・エンジン補機の小型軽量化がより一層進められており、カーエアコン用電磁クラッチやコンプレッサー、アイドラプーリも例外ではない。しかし、小型化により出力の低下は避けられず、電磁クラッチでは高速化することにより出力の低下分を補っているので、それに伴ってアイドラプーリも高速化することになる。さらに、静粛性向上の要望によりエンジンルームの密閉化が進み、エンジンルーム内の高温化が促進されるため、これらの部品は高温に耐えることも必要となっている。加えて、これらの部品はエンジンルームの下部に取り付けられていることが多いため、走行中、雨水や泥水などがかかりやすく、これらの部品用の転がり軸受には高い密封性が要求される。
【０００４】
アイドラプーリ用の転がり軸受は内輪が非回転側となり、プーリが固定される外輪が回転側となる形で使用される。このような転がり軸受のシール装置は、ラジアル方向外周縁部が外輪のアキシャル方向端部内周側に相対回転不能に嵌合するとともに、ラジアル方向内周縁側に形成されたゴム製の主シールリップが、内輪のアキシャル方向端部外周側に摺接する摺動シール部を有する。特許文献１では、このような摺動シール部のアキシャル方向外側に、非回転となる内輪に嵌合する内輪側スリンガ（ダストカバー）を対向配置し、軸受内部へのホコリ等の侵入抑制を図っている。
【０００５】
近年、自動車の使用条件はさらに厳しくなる傾向にあり、跳ね上げた泥水や洗車水等が強い圧力で噴射された場合など被水量のさらなる増加が想定されるケースや、ＲＶ車などで見られる冠水状態あるいは水没状態での使用を考慮し、軸受シール装置にはさらに高い防水性が求められるようになってきている。特許文献２では、摺動シール部のアキシャル方向外面に、内輪側スリンガに向けて突出し該スリンガの内面に摺接する副シールリップ（アキシャルリップ）を形成し、さらなる密封性の向上を図っている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献２の構成では、主シールリップとは別に副シールリップが付加されることで、内外輪間の摩擦摺動部が増えるので、軸受トルクが増大し高速回転性能に支障をきたす懸念がある。特に、防水性向上のため副シールリップのアキシャル方向の締め代を増加させると、シールの摺動摩擦がさらに高くなり、トルク増大の問題が著しくなる。また、シールの摺動摩擦がなることで、高速回転時に発生するシールの摩擦熱が大きくなり、ゴム製のシールの摩耗や劣化が著しくなる問題がある。これを防ぐため、副シールリップのアキシャル方向の締め代を小さくすると、河川中を水没しながら走行するような場合において、走行速度（つまり、軸受回転速度）が低くても副シールリップの密閉性が損なわれやすく、周囲に充満する水が軸受中に急速に浸透してしまう不具合につながりやすい。
【０００７】
本発明の課題は、低速回転時における高密閉性と、高速回転時の低回転トルク化及びシール耐久性とを両立することができる軸受用シール装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００８】
本発明は、内輪非回転、外輪回転で使用されるラジアル軸受に使用される軸受用シール装置であって、上記の課題を解決するために、
内外輪間に形成される転動体配置空間の環状の開口をアキシャル方向に遮る形で配置され、ラジアル方向内周縁部が内輪のアキシャル方向端部に相対回転不能に嵌合する内輪側スリンガと、
内輪側スリンガに対しアキシャル方向内側にアキシャルシール隙間を形成する形で対向配置され、ラジアル方向外周縁部が外輪のアキシャル方向端部に相対回転不能に嵌合するとともに、ラジアル方向内周縁側に内輪のアキシャル方向端部外側に摺接する弾性高分子材料からなる主シールリップが形成され、また、内輪側スリンガとの対向面をアキシャル基面として、該アキシャル基面からアキシャルシール隙間を横断しつつラジアル方向外向きに立ち上がる形で形成され、リップ先端部が内輪側スリンガのアキシャル方向内面に所定のアキシャル方向締め代をもって摺接する弾性高分子材料からなる副シールリップが形成された摺動シール部とを備え、
内輪側スリンガが、副シールリップの摺動に伴う摩擦昇温により、リップ先端部からアキシャル方向に遠ざかる向きに湾曲変形して該副シールリップに対するアキシャル方向締め代を縮小するバイメタルにて構成されてなることを特徴とする。
【０００９】
上記の構成によると、副シールリップを摺接させる内輪側スリンガを、副シールリップの摺動に伴う摩擦昇温により、リップ先端部からアキシャル方向に遠ざかる向きに湾曲変形するバイメタルにより構成した。これにより、摩擦昇温が大きくなるほど内輪側スリンガの湾曲変形量が増大し、副シールリップのアキシャル方向締め代が縮小する。その結果、低温域での副シールリップのアキシャル方向締め代をある程度大きく確保した場合でも、高速回転時の摺動摩擦により温度上昇した場合は内輪側スリンガの湾曲変形によりアキシャル方向締め代が縮小し、軸受トルクの増大を防止することができる。また、アキシャル方向締め代減少により摺動摩擦による温度上昇が抑制され、副シールリップの摩耗や劣化を効果的に抑制でき、シール寿命の向上を図ることができる。他方、低速回転状態では内輪側スリンガの湾曲変形量が小さくアキシャル方向締め代を大きく確保できるので防水性を向上でき、例えば河川中を水没しながら走行するような場合においても副シールリップの密閉性が高く、周囲に充満する水が軸受中に急速に浸透する等の不具合を効果的に防止できる。
【００１０】
内輪側スリンガは、室温よりも高い予め定められた警戒温度に到達したとき、副シールリップのリップ先端部から離間して非摺接状態となる位置まで湾曲変形するものとすることができる。ここに、警戒温度とは、副シールリップの耐久性を考慮したとき内輪側スリンガが維持していることが好ましい適正温度域の上限値をいい、副シールリップを市販のゴム材料で構成する場合は該警戒温度を例えば８０℃〜２００℃の範囲内にゴムの材質に応じて適宜定めることができる。そして、上記の構成では、該警戒温度で副シールリップのリップ先端部が内輪側スリンガから離間して非摺接状態となるので、少なくとも警戒温度以上の温度域では副シールリップの摺動摩擦熱が発生しなくなり、副シールリップの耐久性確保及び高速回転時の低トルク化を図る上で有利となる。
【００１１】
他方、内輪側スリンガは上記警戒温度に到達したとき、副シールリップのリップ先端部に対し、アキシャル方向締め代を室温での値よりも縮小した状態で摺接する位置まで湾曲変形するように構成できる。この構成では、警戒温度までの温度域で副シールリップのリップ先端部は内輪側スリンガに常時摺接した状態となるが、内輪側スリンガの湾曲変形により警戒温度において副シールリップのアキシャル方向締め代が小さくなることには変わりなく、警戒温度にてリップ先端部が非摺接状態となる上記の構成ほどではないが、警戒温度以上の温度域での副シールリップの摺動摩擦熱が軽減されるので、副シールリップの耐久性確保及び高速回転時の低トルク化に寄与する。また、高速回転時においても副シールリップは、アキシャル方向締め代を縮小しつつも内輪側スリンガとの摺接状態を保つのでシール性が良好である。
【００１２】
副シールリップを形成する弾性高分子材料は、耐グリース性、耐熱性及び耐候性に優れている観点から、アクリル系ゴムを採用することが望ましい。アクリル系ゴムを副シールリップの材質として採用する場合、前述の警戒温度は、例えば１００℃〜１３０℃の範囲に設定することが望ましく、当該警戒温度を超えないように副シールリップのアキシャル方向締め代ひいては摺動摩擦が、内輪側スリンガの湾曲変形により制御されることが望ましい。他方、副シールリップのアキシャル方向締め代（ひいては摺動摩擦）制御により、内輪側スリンガの到達温度をさらに低減できる場合は、副シールリップを形成する弾性高分子材料として、より安価なニトリル系ゴムを採用することも可能である。
【００１３】
次に、副シールリップは、アキシャル基面からアキシャルシール隙間を横断しつつラジアル方向外向きに斜めに立ち上がる形で形成されるとともにリップ先端部に摺接エッジが形成され、内輪側スリンガを省略した仮想的な非変形状態において、摺接エッジが内輪側スリンガの内面位置よりもアキシャル方向において一定距離外側に位置するように構成することができる。この場合、内輪側スリンガの内面に対しリップ先端部は、摺接エッジを当接開始側とする形でラジアル方向内周面に円環帯状の摺接面を形成しつつ弾性屈曲変形する形で当接させることができる。そして、内輪側スリンガの湾曲変形によりアキシャル方向締め代が縮小するに伴い、リップ先端部が内輪側スリンガとの間に形成する円環帯状の摺接面のラジアル方向幅は、摺接エッジに向けて縮小する。
【００１４】
上記の構成によると、内輪側スリンガに摺接する副シールリップは、リップ先端部に摺接エッジが形成される。この摺接エッジは、内輪側スリンガを省略して仮想的に非変形状態となしたとき、内輪側スリンガの内面位置よりもアキシャル方向において一定距離外側に位置するものとされる。該非変形状態で考えたとき、内輪側スリンガ内面からの摺接エッジのアキシャル方向延出量は、副シールリップのアキシャル方向締め代に相当する。このような締め代が形成されることで、副シールリップのリップ先端部は内輪側スリンガの内面に対し、（先端面ではなく）上記の摺接エッジを当接開始側とする形でラジアル方向内周面に円環帯状の摺接面を形成しつつ弾性屈曲変形する形で当接する。
【００１５】
この状態で、内輪側スリンガの湾曲変形すると、前述の非変形状態で考えたとき、摺接エッジの内輪側スリンガ内面からのアキシャル方向延出量、つまりアキシャル方向締め代は、湾曲変形が大きくなるほど小さくなる。これに伴い、リップ先端部が内輪側スリンガに形成する円環帯状の摺接面は、湾曲変形が大きくなるほど、つまり、内輪側スリンガの温度が高くなるほどラジアル方向幅が摺接エッジに向けて縮小することとなる。副シールリップの摺接面が円環帯状に形成され、内輪側スリンガの温度が高くなるほど（つまり、軸受の回転速度が増すほど）摺接面の幅が半径方向に縮小するので摺動摩擦を効果的に軽減でき、副シールリップの摩耗防止及び高速回転時の軸受トルク増大防止に一層有効である。また、スリンガ内面の法線方向に先端側から面当たりするのではなく、摺接エッジから線当たりする形で弾性屈曲変形しつつ円環帯状の摺接面を形成するので、摺接面の幅が多少縮小しても密封性が損なわれにくい（また、遠心力により跳ね飛ばすことで、水等の浸入阻止効果が高められていることにも留意すべきである）。そして、河川中を水没しながら走行するような場合においては、摺接面の幅が十分大きくなり副シールリップの密閉性を強化できるので、周囲に充満する水が軸受中に浸透する不具合を効果的に防止できる。
【００１６】
副シールリップの先端面は平坦面とすることができる。これにより、副シールリップは、ラジアル方向内周面と先端面との交差位置に形成される摺接エッジを、適度な剛性を保ちつつ尖鋭化でき、線当たりによるシール性向上効果を高めることができる。また、副シールリップのリップ先端部は、軸受回転軸線を含む断面において鋭角状に先細りとなる形状とすることができる。リップ先端部をこのような先細り形態とすることで、副シールリップの先端のしなりが良好となり、内輪側スリンガとの密着性を高めることができる。
【００１７】
また、副シールリップの全体は、軸受回転軸線を含む断面において、アキシャル基面からの立ち上がり基端側から摺接側先端に向けてリップ厚さを連続的に縮小させるくさび形状とすることができる。これにより、副シールリップの基端部でのリップ厚さを一定以上に確保でき、組み付け時等において副シールリップがラジアル方向に反転してしまう不具合を防止でき、かつ、リップ先端側が先細りとなることによる上記の効果も同時に達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の軸受用シール装置を適用した軸受の一実施形態を示す断面図である。軸受１は、自動車用のアイドラプーリを回転支持するためのものであり、内輪３が非回転、外輪４が回転となるように使用される複列の深溝玉軸受（ラジアル軸受）として構成されている。転動体をなす玉５，５は、各列にて保持器６，６により周方向配列間隔を規制されつつ、内輪３及び外輪４の間に形成される転動体配置空間１０内に配置されている。また、外輪４の外周面にはプーリ２０が同心的に嵌着されている。
【００１９】
軸受１には、転動体配置空間１５のアキシャル方向両端にそれぞれ現れる環状の各開口１５ａ，１５ａに軸受用シール装置７，７が設けられている。いずれの側の軸受用シール装置７，７も全く同一の構成であり、その要部は内輪側スリンガ１０と摺動シール部８からなる。
【００２０】
図２は、その一方の軸受用シール装置７の詳細を拡大して示す断面図であり、内輪側スリンガ１０は、内外輪３，４間に形成される転動体配置空間１５の環状の開口１５ａをアキシャル方向に遮る形で配置され、ラジアル方向内周縁部が内輪３のアキシャル方向端部に相対回転不能に嵌合する。具体的には、内輪側スリンガ１０は板厚方向がアキシャル方向と一致するよう内輪３と同心的に配置される環状の本体板１０ｍと、該本体板１０ｍの開口内周縁からアキシャル方向にて内向きに突出する形で一体形成される筒状部１０ｆとを有する。本体板１０ｍの半径方向における途中区間部分は、両端区間部分よりもアキシャル方向内向きに膨出するとともに、内面１０ａが平坦化された環状の補強膨出部１０ｄとされている。また、内輪３のアキシャル方向端面の外周縁部は周方向に段付形状に切り欠かれ、環状の内輪側切欠部４２が形成されている。内輪側スリンガ１０の筒状部１０ｆは該内輪側切欠部４２の内周面４２ａに圧入嵌着されている。
【００２１】
次に、摺動シール部８は、内輪側スリンガ１０に対しアキシャル方向内側にアキシャルシール隙間１７を形成する形で対向配置されている。そのラジアル方向外周縁は外輪４のアキシャル方向端部に相対回転不能に嵌合するとともに、ラジアル方向内周縁側に内輪３のアキシャル方向端部外側に摺接する弾性高分子材料からなる主シールリップ９が形成されている。また、内輪側スリンガ１０との対向面をアキシャル基面８ｂとして、該アキシャル基面８ｂからアキシャルシール隙間１７を横断しつつラジアル方向外向きに斜めに立ち上がる形で弾性高分子材料からなる副シールリップ９４が形成され、該副シールリップ９４の先端部が内輪側スリンガ１０のアキシャル方向内面１０ａ（前述の補強膨出部１０ｄの内面をなす）に摺接している。
【００２２】
摺動シール部８は、具体的には、板厚方向がアキシャル方向と一致するように配置されるシール芯体をなす外輪側スリンガ８１と、該外輪側スリンガ８１のアキシャル方向外側の板面を覆う弾性高分子材料からなるシール本体８Ｍとを有する。主シールリップ９は外輪側スリンガ８１のラジアル方向内周縁よりも該ラジアル方向内向きに延出する形でシール本体８Ｍと一体形成されている。また、副シールリップ９４は、シール本体８Ｍのアキシャル方向外側面をアキシャル基面８ｂとする形で該シール本体８Ｍと一体形成されている。
【００２３】
外輪側スリンガ８１は、板厚方向がアキシャル方向と一致するように配置される環状の本体板８１ｍと、該本体板８１ｍの外周縁からアキシャル方向にて内向きに突出する形で一体形成される筒状壁部８１ａと、該筒状壁部８１ａのアキシャル方向端縁からラジアル方向外向きに延出するフランジ部８１ｂとを有する。シール本体８Ｍの外周縁部は、該筒状壁部８１ａとフランジ部８１ｂとをくるむ形で方形状断面を有する環状の嵌合リップ８ｅを形成している。他方、外輪側スリンガ８１の内周縁側には、アキシャル方向内向きに斜めに曲げ返す形で補強曲げ返し部８１ｃが形成されており、シール本体８Ｍは補強曲げ返し部８１ｃをくるみつつ、ラジアル方向内向きに延出して主シールリップ９を形成している。
【００２４】
外輪４のアキシャル方向端面の内周縁部は周方向に段付形状に切り欠かれ、環状の外輪側切欠部４１が形成されている。嵌合リップ８ｅは、該外輪側切欠部４１の底面４１ａ及び内周面４１ｂにそれぞれ密着する形で圧入嵌着されている。なお、外輪側切欠部４１の内周面４１ｂの開放側におけるアキシャル方向端縁部には抜け止めリブ４１ｒが周方向に突出形成され、嵌合リップ８ｅは、該抜け止めリブ４１ｒを弾性的に乗り越えて外輪側切欠部４１内に嵌着される。
【００２５】
主シールリップ９は、シール本体８からラジアル方向外側に延びる基部９１と、基部９１からアキシャル方向内側に延びる内側リップ９２を有している。内側リップ９２は、ラジアル方向内側の基部９１から内輪側切欠部４２の底面４２ａに向かって延びて当該底面４２ａに摺接する内側摺接リップ９２ａと、内側摺接リップ９２ａのラジアル方向外側の基部９１から内輪側切欠部４２の底面４２ａに向かって延びる内側補助リップ９２ｂと、内側補助リップ９２ｂのラジアル方向外側の基部９１からアキシャル方向内側に延びるアキシャル方向リップ９２ｃとを有している。外側リップ９３は、基部９１における内側摺接リップ９２ａのラジアル方向位置とほぼ同位置でアキシャル方向外側に延びる第一外側リップ９３ａと、基部９１における内側補助リップ９２ｂのラジアル方向位置とほぼ同位置でアキシャル方向外側に延びる第二外側リップ９３ｂとを有しており、本実施形態では、基部９１におけるアキシャル方向リップ９２ｃのラジアル方向位置とほぼ同位置でフランジ部１０ｂのアキシャル方向内側の側面１０ｃに向かって延びて当該側面１０ｃに摺接する外側摺接リップ９３ｃが設けられている。
【００２６】
内側リップ９２は、使用当初においては内側摺接リップ９２ａのみが内輪側切欠部４２の底面４２ａに摺接し、内側補助リップ９２ｂは内輪側切欠部４２の底面４２ａに摺接していない構成となっている。該内側補助リップ９２ｂは、軸受１の供用開始後、内側摺接リップ９２ａが一定量摩耗することで内輪側切欠部４２の底面４２ａと摺接状態になる。また、アキシャル方向リップ９２ｃは、内輪３の外周面３ａとの間でラビリンスシールを構成している。なお、主シールリップ９と副シールリップ９４と内輪３及び内輪側スリンガ１０とに囲われる環状空間には、各シールリップの摺動潤滑を行なうためのグリースが充填されている。なお、該グリースはアミン系の添加剤を含有する場合がある。
【００２７】
本実施形態において、シール本体８Ｍは、主シールリップ９及び副シールリップ９４とともにアクリル系ゴムにて構成されている。具体的にはアクリルゴムが使用されているが、これ以外のアクリル系ゴムとして、エチレンアクリレートゴムを使用することも可能である。アクリル系ゴムは、後述のニトリル系ゴムとともに、上記のようなアミン系の添加剤を含有するグリースに対しても良好な抵抗性を有している。
【００２８】
次に、図３は、副シールリップ９４を拡大して示す断面図であり、図６は、その摺接側先端部９４ｔをさらに拡大して示す断面図である。副シールリップ９４は、リップ先端部９４ｔの先端面９４ｃとラジアル方向内周面９４ａとの交差位置に摺接エッジ９４ｅが形成されている。図３の上は、内輪側スリンガ１０を省略した仮想的な非変形状態において副シールリップ９４を示すものである。実際の組み立て状態の軸受では、内輪側スリンガ１０により副シールリップ９４は、軸受非回転状態では常に弾性変形した状態になっているが、この内輪側スリンガ１０を取り外せば、副シールリップ９４の非変形状態での形状を確認することができる。摺接エッジ９４ｅは、該非変形状態（かつ、軸受非回転状態）にて、内輪側スリンガ１０の内面１０ａ位置よりもアキシャル方向において一定距離外側に位置している。該非変形状態で考えたときの、内輪側スリンガ１０内面からの摺接エッジ９４ｅのアキシャル方向延出量は、副シールリップ９４のアキシャル方向締め代δを与えるものである。
【００２９】
図３の上に示すような非変形状態となることにより実際に内輪側スリンガ１０を配置すれば、図３の下に示すように、副シールリップ９４はその内面１０ａに対しリップ先端部９４ｔは、摺接エッジ９４ｅを当接開始側とする形でラジアル方向内周面９４ａに円環帯状の摺接面９４ａ’を形成しつつ弾性屈曲変形する形で当接することとなる。なお、先端面９４ｃは内輪側スリンガ１０に当接していない。
【００３０】
なお、副シールリップ９４の先端面９４ｃは、図４に示すように平坦面とされている。これにより、副シールリップ９４は、ラジアル方向内周面９４ａと先端面９４ｃとの交差位置に形成される摺接エッジ９４ｅを、適度な剛性を保ちつつ尖鋭化でき、線当たりによるシール性向上効果を高めることができる。ただし、図５に示すように、凸曲面形態の先端面９４ｃ’としたり、図６に示すように、凹曲面形態の先端面９４ｃ”とすることも可能である。副シールリップ９４が軸受回転軸線に関する回転体形状となっており、かつ、図５に示す凸曲面形態の先端面９４ｃ’を有している場合は、摺接エッジ９４ｅを次のように定義する。すなわち、非変形状態での軸受回転軸線を含む断面で考えたとき、該先端面９４ｃを含むリップ先端部９４ｔの外形線に対し、内輪側スリンガ１０の内面と平行に外接する接線１０ａ（空間的には円筒面となる）を描く。このときの、接線１０ａと上記外形線との接点（空間的には円となる）が前述の摺接エッジ９４ｅを形成していると考える。なお、図５の右に付加して表示するごとく、摺接エッジ位置に面取りが付与されている場合は、リップ先端部は当該面取り区間で一定幅を有する帯状面９４ｊで摺接することになるが、この場合は、当該帯状面９４ｊのラジアル方向内側に位置する縁を摺接エッジ９４ｅとみなす。
【００３１】
図３に戻り、副シールリップ９４のリップ先端部９４ｔは、軸受回転軸線を含む断面において鋭角状に先細りとなる形状とされている。リップ先端部９４ｔをこのような先細り形態とすることで、副シールリップ９４の先端のしなりが良好となり、内輪側スリンガ１０との密着性を高めることができる。図３の構成では、副シールリップ９４の全体が、軸受回転軸線を含む断面において、アキシャル基面８ｂからの立ち上がり基端側から摺接側先端に向けてリップ厚さを連続的に縮小させるくさび形状とされている。副シールリップ９４の基端部でのリップ厚さが大きくなるので、組み付け時等において副シールリップ９４がラジアル方向に反転してしまう不具合を防止でき、かつ、リップ先端側が先細りとなることによる上記の効果も同時に達成できる。
【００３２】
次に、内輪側スリンガ１０はバイメタルにて構成されている。該バイメタルは副シールリップ９４との当接側にて線膨張係数が高く、反対側にて線膨張係数が低くなる２層以上の金属層積層体として形成されている。本実施形態では、副シールリップ９４との当接側に位置する第一層１０ｐと、反対側の第二層１０ｓとを有し、第一層１０ｐ側に第二層１０ｓ側よりも線膨張係数の高い金属材料が使用されている。第二層１０ｓは、具体的には室温から２００℃までの平均線膨張係数が４×１０−６／℃以下の低膨張金属（特に、インバー）で構成され、第一層１０ｐは室温から２００℃までの平均線膨張係数が１０×１０−６／℃以上の金属（例えば、軟鋼、炭素鋼、その他の合金鋼、真鍮、ブロンズなど）にて構成される。
【００３３】
なお、バイメタルは、各層を構成する金属単板を周知の種々の方法（例えば、ロールクラッド法、拡散接合法、爆発圧接法など）で接合したクラッド材として構成できるが、接合以外の方法で製造された金属層積層体であってもよく、これも広義にバイメタルと称する。例えば、図７に示すように、鋼板（例えば軟鋼板）１０ｐ’上にＮｉメッキ層１０ｓ’を形成し、その後拡散熱処理を施してＮｉメッキ層１０ｓ’を鋼板１０ｐ’の表層部と合金化させることにより、Ｎｉ拡散濃度がインバー組成（Ｆｅ−３５．４原子％Ｎｉ：平均線膨張係数を４×１０−６／℃以下とできるＮｉ組成は、例えばＮｉ：３２原子％以上３８原子％以下）となる表層部を第二層１０ｓ、Ｎｉ拡散濃度が低い残部を第一層１０ｐとする形でバイメタル化することが可能である。また、図８に示すように、非晶質Ｆｅ−Ｂ系の低膨張率金属層（例えば、Ｆｅ−１７原子％Ｂ合金）を第二層１０ｓとして、鋼板からなる第一層１０ｐ上に溶射等により形成してもよい。
【００３４】
上記のようなバイメタルからなる内輪側スリンガ１０が、副シールリップ９４の摺動に伴う摩擦により昇温すると、図２に破線で示すように、リップ先端部９４ｔからアキシャル方向に遠ざかる向きに湾曲変形する。外輪４の回転速度が増加すれば副シールリップ９４の摺動に伴う摩擦発熱も大きくなり、内輪側スリンガ１０の温度が高くなって湾曲変位は大きくなる。図３に示すように、外輪４の回転速度が高くなるほど、この湾曲変位は大きくなり、内輪側スリンガ１０による副シールリップ９４へのアキシャル方向締め代δが減少する（状態１→状態２）。すると、リップ先端部９４ｔが内輪側スリンガ１０に形成する円環帯状の摺接面９４ａ’は、ラジアル方向幅Ｗが摺接エッジ９４ｅに向けて縮小する。このようにして、副シールリップ９４と内輪側スリンガ１０とは、外輪４の回転速度に応じ、軸受の密閉性及び回転トルクを自己調整機能する機能を具現することとなる。すなわち、副シールリップ９４の摺接面９４ａ’が円環帯状に形成され、外輪４の回転速度が増すほど、その遠心力により摺接面９４ａ’の幅Ｗが半径方向に縮小するので、摺動摩擦を効果的に軽減でき、リップ先端部９４ｔの摩耗と、高速回転時の軸受トルク増大とが防止される。
【００３５】
リップの摺動摩擦が増加して内輪側スリンガ１０の温度が上昇すると、リップ先端部９４ｔに対する締め代δが縮小する。すると、リップの摺動摩擦が減少して発熱量が減少し、内輪側スリンガ１０の温度が下がる。その結果、内輪側スリンガ１０の湾曲変位量が小さくなって締め代δが再び大きくなり、リップの摺動摩擦は増加する。このようなサイクルを繰り返すことにより、リップ先端部９４ｔに対する締め代δは、内輪側スリンガ１０の温度上昇を抑制しつつ外輪４の回転速度に応じて自動調整されることとなる。
【００３６】
内輪側スリンガ１０の湾曲変位量は、図３の状態３に示すように、室温よりも高い予め定められた警戒温度に到達したとき、副シールリップ９４のリップ先端部９４ｔから離間して非摺接状態となるよう調整できる。他方、内輪側スリンガ１０の湾曲変位量は、図３の状態２に示すように、上記警戒温度に到達したとき、副シールリップ９４のリップ先端部９４ｔに対し、アキシャル方向締め代δを室温での値よりも縮小した状態（例えば１／２未満）で摺接となるように調整することもできる。該湾曲変位量は、バイメタルからなる内輪側スリンガ１０の第一層１０ｐ及び第二層１０ｓの材質及び厚さによって調整することができる。
【００３７】
副シールリップ９４がアクリルゴムで形成されている場合、該警戒温度はアクリルゴムの耐熱温度である１００℃〜１３０℃の範囲に設定される。リップ先端部９４ｔのアキシャル方向締め代δは、例えば１００〜５００μｍ程度であり、内輪側スリンガ１０が例えば該警戒温度まで上昇したときの内輪側スリンガ１０の湾曲変位量も、該アキシャル方向締め代δと同程度か、場合によっては、その１／２程度の小さい値でも十分となる。従って、バイメタルからなる内輪側スリンガ１０は、高価格の低膨張金属（例えばインバー）からなる第二層１０ｓの厚みを、比較的安価な第二層１０ｐの厚みよりも小さくすることができる。
【００３８】
なお、内輪側スリンガ１０の湾曲変位量をより大きく設定し、高速回転時のアキシャル方向締め代δの値をさらに縮小できる場合は、内輪側スリンガ１０の到達温度も低くなる。そこで、耐熱性はやや劣るが、より安価なニトリル系ゴム（アクリロニトリル−ブタジエンゴム、カルボキシ化ニトリルゴム等）で副シールリップ９４（及び主シールリップ９及びシール本体８Ｍ）を構成することも可能でなる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の軸受用シール装置を適用したアイドラプーリ用軸受の一例を示す断面図。
【図２】図１の軸受用シール装置部分を拡大して示す断面図。
【図３】図２の軸受用シール装置の副シールリップを、バイメタルからなる内輪側スリンガの作用とともに拡大して示す断面図。
【図４】+  副シールリップのリップ先端形状の第一例を示す拡大断面図。
【図５】同じく第二例を示す拡大断面図。
【図６】同じく第三例を示す拡大断面図。
【図７】+  内輪側スリンガを構成するバイメタルの第一変形例を、その製法とともに示す模式図。
【図８】+  内輪側スリンガを構成するバイメタルの第二変形例を示す模式図。
【符号の説明】
【００４０】
１  軸受
３  内輪
４  外輪
７  軸受用シール装置
８  摺動シール部
８ｂ  アキシャル基面
９  主シールリップ
９４  副シールリップ
９４ａ  ラジアル方向内周面
９４ａ’  摺接面
９４ｅ  摺接エッジ
９４ｔ  リップ先端部
１０  内輪側スリンガ
１５  転動体配置空間
１５ａ  環状の開口
１７  アキシャルシール隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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