JP2009204012A - Bearing seal device - Google Patents

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有宏 藤原
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bearing seal device for compatibly attaining high sealing performance during low speed rotation, lower rotating torque during high speed rotation, and seal durability. <P>SOLUTION: An inner ring side slinger 10 for slide-contacting a sub seal lip 94 is formed of a bimetal which is curved and deformed to be distant from a lip front end 94t in the axial direction with friction temperature rise following the slide of the sub seal lip 94. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

この発明は軸受用シール装置に関する。   The present invention relates to a bearing seal device.

特開２００３−１９４０７７号公報JP 2003-194077 A 特開２００５−２８２６６９号公報JP 2005-282669 A

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。   Due to demands for smaller and lighter automobiles and further expansion of living space, the engine room space has been inevitably reduced, and electrical components and engine accessories have been further reduced in size and weight. Electromagnetic clutches and compressors for car air conditioners The idler pulley is no exception. However, a reduction in output is unavoidable due to downsizing, and an electromagnetic clutch compensates for the reduction in output by increasing the speed, and accordingly, the idler pulley is also increased in speed. Furthermore, since the engine room is being sealed due to a demand for improvement in quietness, and the high temperature in the engine room is promoted, these parts are also required to withstand high temperatures. In addition, since these parts are often attached to the lower part of the engine room, they are likely to be exposed to rain water, muddy water, etc. during traveling, and high sealing performance is required for the rolling bearings for these parts.

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。   Roller bearings for idler pulleys are used in such a manner that the inner ring is on the non-rotating side and the outer ring on which the pulley is fixed is on the rotating side. In such a rolling bearing seal device, the outer peripheral edge of the radial direction is fitted to the inner peripheral side of the axial end of the outer ring so as not to be relatively rotatable, and the main seal lip made of rubber formed on the inner peripheral side of the radial direction And a sliding seal portion that is in sliding contact with the outer peripheral side of the axial end portion of the inner ring. In Patent Document 1, an inner ring side slinger (dust cover) fitted to a non-rotating inner ring is arranged oppositely on the outer side in the axial direction of such a sliding seal portion to suppress intrusion of dust or the like into the bearing. ing.

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。   In recent years, the conditions of use of automobiles have become more severe, and there are cases in which further increase in the amount of water is expected, such as when splashed muddy water or car wash water is jetted at a strong pressure, and flooding seen in RV cars, etc. Considering use in a submerged state or a submerged state, the bearing seal device is required to have higher waterproofness. In Patent Document 2, a secondary seal lip (axial lip) that protrudes toward the inner ring-side slinger and contacts the inner surface of the slinger is formed on the outer surface in the axial direction of the sliding seal portion to further improve the sealing performance.

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。   However, in the configuration of the above-mentioned Patent Document 2, the addition of the sub seal lip in addition to the main seal lip increases the frictional sliding portion between the inner and outer rings, which increases the bearing torque and hinders high-speed rotation performance. There are concerns. In particular, if the tightening margin of the auxiliary seal lip in the axial direction is increased in order to improve waterproofness, the sliding friction of the seal is further increased, and the problem of increased torque becomes significant. In addition, the sliding friction of the seal causes a problem that the frictional heat of the seal generated during high-speed rotation increases, resulting in significant wear and deterioration of the rubber seal. In order to prevent this, if the tightening margin in the axial direction of the secondary seal lip is reduced, the secondary seal lip can be sealed even when the travel speed (that is, the bearing rotational speed) is low when traveling while submerging in a river. Are easily damaged, and the water that fills the surroundings tends to rapidly penetrate into the bearing.

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。   An object of the present invention is to provide a bearing seal device that can achieve both high sealing performance during low-speed rotation, low rotational torque during high-speed rotation, and seal durability.

課題を解決するための手段及び発明の効果Means for Solving the Problems and Effects of the Invention

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。 The present invention is a bearing seal device used for a radial bearing used in inner ring non-rotation and outer ring rotation, in order to solve the above problems,
An inner ring-side slinger that is arranged in such a manner as to block the annular opening of the rolling element arrangement space formed between the inner and outer rings in the axial direction, and the radially inner peripheral edge fits in the axial direction end of the inner ring in a relatively non-rotatable manner;
The inner ring side slinger is placed facing the inner ring in the axial direction to form an axial seal gap. The outer peripheral edge of the radial direction is fitted to the axial end of the outer ring in a relatively non-rotatable manner, and the inner ring is positioned on the inner peripheral side of the radial direction. A main seal lip made of an elastic polymer material that is in sliding contact with the outer end of the axial direction is formed, and a radial surface is formed while crossing the axial seal gap from the axial base surface with the surface facing the inner ring side slinger as an axial base surface. A sliding seal portion formed with a secondary seal lip formed of an elastic polymer material that is formed so as to rise outward in the direction, and in which the lip tip portion is in sliding contact with the inner ring side slinger in the axial direction inner surface with a predetermined axial direction tightening margin. Prepared,
The inner ring side slinger is made of bimetal that deforms in the direction away from the lip tip in the axial direction due to frictional temperature rise due to sliding of the sub seal lip and reduces the axial allowance for the sub seal lip. It is characterized by becoming.

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。   According to the above configuration, the inner ring-side slinger that is in sliding contact with the sub seal lip is made of a bimetal that is curved and deformed in a direction away from the lip tip in the axial direction due to a frictional temperature rise accompanying sliding of the sub seal lip. As a result, the amount of bending deformation of the inner ring side slinger increases as the frictional temperature rises, and the axial direction tightening margin of the sub seal lip decreases. As a result, even if the axial direction allowance of the secondary seal lip in the low temperature range is secured to some extent, if the temperature rises due to sliding friction during high speed rotation, the axial direction allowance is reduced due to the curved deformation of the inner ring side slinger, An increase in bearing torque can be prevented. Further, the increase in temperature due to sliding friction is suppressed by reducing the axial allowance, the wear and deterioration of the sub seal lip can be effectively suppressed, and the seal life can be improved. On the other hand, in a low-speed rotation state, the amount of bending deformation of the inner ring side slinger is small, and a large axial direction allowance can be secured, so that waterproofness can be improved.For example, even when driving while submerging in a river, the sealing performance of the sub seal lip Therefore, it is possible to effectively prevent problems such as rapid penetration of water filling the surroundings into the bearing.

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。   When the inner ring side slinger reaches a predetermined warning temperature higher than room temperature, the inner ring side slinger can be bent and deformed to a position where the inner ring side slinger is separated from the lip tip portion of the sub seal lip and is in a non-sliding contact state. Here, the warning temperature refers to the upper limit of the appropriate temperature range that the inner ring side slinger preferably maintains when considering the durability of the secondary seal lip, and the secondary seal lip is made of a commercially available rubber material. The warning temperature can be appropriately determined within the range of, for example, 80 ° C. to 200 ° C. according to the material of the rubber. In the above configuration, the lip tip of the secondary seal lip is separated from the inner ring side slinger at the warning temperature and is in a non-sliding contact state, so that the sliding frictional heat of the secondary seal lip is at least in the temperature range above the warning temperature. This is advantageous in terms of ensuring the durability of the secondary seal lip and reducing the torque during high-speed rotation.

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。   On the other hand, when the inner ring side slinger reaches the above-mentioned warning temperature, it can be configured to bend and deform to a position where it slides in contact with the lip tip portion of the sub seal lip in a state where the axial tightening margin is smaller than the value at room temperature. . In this configuration, the lip tip of the secondary seal lip is always in sliding contact with the inner ring side slinger in the temperature range up to the warning temperature, but the axial seal tightening margin of the secondary seal lip at the warning temperature due to the curved deformation of the inner ring side slinger. However, the frictional heat of the sub-seal lip in the temperature range above the warning temperature is reduced, although it is not as high as the above-mentioned configuration in which the lip tip is in a non-sliding contact state at the warning temperature. Therefore, it contributes to ensuring the durability of the secondary seal lip and lowering the torque during high-speed rotation. In addition, even during high-speed rotation, the secondary seal lip maintains good sliding performance because it maintains the sliding contact state with the inner ring side slinger while reducing the axial allowance.

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。   The elastic polymer material forming the sub-seal lip is desirably an acrylic rubber from the viewpoint of excellent grease resistance, heat resistance, and weather resistance. When acrylic rubber is used as the material for the secondary seal lip, it is desirable to set the warning temperature in the range of, for example, 100 ° C. to 130 ° C., and tighten the secondary seal lip in the axial direction so as not to exceed the warning temperature. In other words, it is desirable that the sliding friction is controlled by the curved deformation of the inner ring side slinger. On the other hand, if the ultimate temperature of the inner ring side slinger can be further reduced by controlling the tightening margin (and hence sliding friction) of the secondary seal lip, a less expensive nitrile rubber can be used as an elastic polymer material to form the secondary seal lip. It is also possible to adopt.

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。   Next, the secondary seal lip is formed so as to rise obliquely outward in the radial direction while traversing the axial seal gap from the axial base surface, and a sliding contact edge is formed at the lip tip, omitting the inner ring side slinger. In the virtual non-deformed state, the sliding contact edge can be configured to be located outside by a certain distance in the axial direction from the inner surface position of the inner ring side slinger. In this case, the tip end of the lip with respect to the inner surface of the inner ring side slinger is elastically bent and deformed while forming an annular belt-like sliding contact surface on the radially inner peripheral surface with the sliding contact edge as a contact start side. It can be made to contact. As the axial direction tightening margin is reduced due to the bending deformation of the inner ring side slinger, the radial width of the ring-shaped sliding contact surface formed between the lip tip and the inner ring side slinger is directed toward the sliding contact edge. To reduce.

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。   According to the above configuration, the secondary seal lip that is in sliding contact with the inner ring side slinger has a sliding contact edge at the lip tip. When the inner ring side slinger is omitted and is virtually undeformed, the sliding contact edge is positioned outside by a certain distance in the axial direction from the inner surface position of the inner ring side slinger. When considered in the non-deformed state, the axial extension amount of the sliding contact edge from the inner ring side slinger inner surface corresponds to the axial tightening allowance of the sub seal lip. By forming such an allowance, the lip tip of the secondary seal lip is in the radial direction with the sliding contact edge (not the tip) as the contact start side with respect to the inner surface of the inner ring side slinger. Abutting in an elastic bending deformation while forming an annular belt-like sliding contact surface on the inner peripheral surface.

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。   In this state, when the inner ring side slinger is bent and deformed, the amount of axial extension of the sliding contact edge from the inner ring side slinger inner surface, that is, the axial direction tightening allowance, as the bending deformation increases, Get smaller. Along with this, the ring-shaped slidable contact surface formed on the inner ring side slinger by the lip tip portion decreases in radial direction toward the slidable edge as the bending deformation increases, that is, as the temperature of the inner ring side slinger increases. Will be. The sliding surface of the secondary seal lip is formed in an annular belt shape, and the sliding contact surface is more effective as the temperature of the inner ring side slinger increases (that is, the bearing rotational speed increases) and the width of the sliding surface decreases in the radial direction. This is more effective in preventing wear of the secondary seal lip and preventing increase in bearing torque during high speed rotation. In addition, it does not hit the surface from the tip side in the normal direction of the slinger inner surface, but forms an annular belt-like sliding contact surface while elastically deforming so as to hit the line from the sliding contact edge. However, even if it is somewhat reduced, the sealing performance is not easily impaired (in addition, it should be noted that the effect of preventing the entry of water or the like is enhanced by splashing off by centrifugal force). And when driving while submerging in the river, the width of the sliding contact surface is sufficiently large and the sealing performance of the secondary seal lip can be strengthened. Can be prevented.

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。   The front end surface of the sub seal lip can be a flat surface. As a result, the secondary seal lip can sharpen the sliding contact edge formed at the intersection of the radially inner circumferential surface and the tip surface while maintaining an appropriate rigidity, and can enhance the effect of improving the sealing performance by line contact. it can. Further, the lip tip portion of the sub seal lip can be formed in an acute angle tapered shape in a cross section including the bearing rotation axis. By making the tip of the lip taper like this, the tip of the sub-seal lip can bend well and the adhesion to the inner ring side slinger can be improved.

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。   Further, the entire sub seal lip can be formed in a wedge shape that continuously reduces the lip thickness from the rising base end side to the sliding contact side tip in the cross section including the bearing rotation axis. . As a result, the lip thickness at the base end of the secondary seal lip can be secured above a certain level, the secondary seal lip can be prevented from reversing in the radial direction during assembly, and the tip of the lip is tapered. The above effects can be achieved at the same time.

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。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a bearing to which the bearing sealing device of the present invention is applied. The bearing 1 is for rotating and supporting an automobile idler pulley, and is configured as a double row deep groove ball bearing (radial bearing) used so that the inner ring 3 is non-rotating and the outer ring 4 is rotating. Yes. The balls 5 and 5 forming the rolling elements are arranged in the rolling element arrangement space 10 formed between the inner ring 3 and the outer ring 4 while the circumferential arrangement interval is restricted by the cages 6 and 6 in each row. Yes. A pulley 20 is concentrically fitted on the outer peripheral surface of the outer ring 4.

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。   The bearing 1 is provided with bearing seal devices 7 and 7 in annular openings 15 a and 15 a that respectively appear at both ends in the axial direction of the rolling element arrangement space 15. The bearing sealing devices 7 and 7 on either side have exactly the same configuration, and the main part thereof is composed of an inner ring side slinger 10 and a sliding seal portion 8.

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。   FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing the details of one of the bearing seal devices 7, and the inner ring side slinger 10 has an annular opening 15 a in the rolling element arrangement space 15 formed between the inner and outer rings 3 and 4. Is arranged in such a manner that the inner peripheral edge portion in the radial direction is fitted to the end portion in the axial direction of the inner ring 3 so as not to be relatively rotatable. Specifically, the inner ring side slinger 10 has an annular main body plate 10m disposed concentrically with the inner ring 3 so that the plate thickness direction coincides with the axial direction, and the inner ring side slinger 10 extends in the axial direction from the inner periphery of the opening of the main body plate 10m. And a cylindrical portion 10f integrally formed so as to protrude in the direction. A midway section portion in the radial direction of the main body plate 10m bulges inward in the axial direction from both end section portions, and is an annular reinforcing bulge portion 10d having a flat inner surface 10a. Further, the outer peripheral edge of the axial end face of the inner ring 3 is notched in a stepped shape in the circumferential direction, and an annular inner ring side notch 42 is formed. The cylindrical portion 10 f of the inner ring side slinger 10 is press-fitted and fitted to the inner peripheral surface 42 a of the inner ring side cutout portion 42.

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。   Next, the sliding seal portion 8 is disposed opposite to the inner ring side slinger 10 so as to form an axial seal gap 17 on the inner side in the axial direction. The outer peripheral edge in the radial direction is fitted to the axial direction end of the outer ring 4 so as not to be relatively rotatable, and the main seal lip 9 made of an elastic polymer material slidably in contact with the outer side of the axial end of the inner ring 3 on the inner peripheral edge side in the radial direction. Is formed. Further, a surface opposite to the inner ring side slinger 10 is used as an axial base surface 8b, and a secondary seal lip made of an elastic polymer material so as to rise obliquely outward in the radial direction while traversing the axial seal gap 17 from the axial base surface 8b. 94 is formed, and the tip of the sub seal lip 94 is in sliding contact with the inner surface 10a in the axial direction of the inner ring side slinger 10 (which forms the inner surface of the reinforcing bulging portion 10d described above).

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。   Specifically, the sliding seal portion 8 includes an outer ring-side slinger 81 that forms a seal core disposed so that the plate thickness direction coincides with the axial direction, and a plate surface on the outer side in the axial direction of the outer ring-side slinger 81. And a sealing body 8M made of an elastic polymer material. The main seal lip 9 is integrally formed with the seal body 8M so as to extend inward in the radial direction from the radially inner peripheral edge of the outer ring side slinger 81. The sub seal lip 94 is integrally formed with the seal body 8M in such a manner that the outer surface in the axial direction of the seal body 8M is an axial base surface 8b.

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。   The outer ring side slinger 81 is integrally formed with an annular main body plate 81m arranged so that the plate thickness direction coincides with the axial direction, and protruding inward in the axial direction from the outer peripheral edge of the main body plate 81m. It has a cylindrical wall portion 81a and a flange portion 81b extending radially outward from the axial end edge of the cylindrical wall portion 81a. The outer peripheral edge portion of the seal body 8M forms an annular fitting lip 8e having a rectangular cross section so as to surround the cylindrical wall portion 81a and the flange portion 81b. On the other hand, on the inner peripheral edge side of the outer ring side slinger 81, a reinforcing bent portion 81c is formed so as to be bent obliquely inward in the axial direction, and the seal body 8M surrounds the reinforcing bent portion 81c in the radial direction. A main seal lip 9 is formed extending inward.

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。   The inner peripheral edge portion of the end surface in the axial direction of the outer ring 4 is notched in a stepped shape in the circumferential direction, and an annular outer ring side notch portion 41 is formed. The fitting lip 8e is press-fitted and fitted so as to be in close contact with the bottom surface 41a and the inner peripheral surface 41b of the outer ring side cutout 41. In addition, a retaining rib 41r is formed to protrude in the circumferential direction at an end portion in the axial direction on the open side of the inner peripheral surface 41b of the outer ring side cutout portion 41, and the fitting lip 8e elastically moves the retaining rib 41r. It gets over and is fitted in the outer ring side cutout 41.

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。   The main seal lip 9 has a base 91 extending radially outward from the seal body 8 and an inner lip 92 extending axially inward from the base 91. The inner lip 92 extends from the base 91 on the radially inner side toward the bottom surface 42a of the inner ring side cutout portion 42 and slidably contacts the bottom surface 42a, and the base 91 on the radially outer side of the inner slidable lip 92a. The inner auxiliary lip 92b extends from the base 91 on the radially outer side of the inner auxiliary lip 92b to the inner side in the axial direction. The outer lip 93 has a first outer lip 93a extending outward in the axial direction at substantially the same position as the radial direction of the inner sliding lip 92a in the base 91, and a radial position of the inner auxiliary lip 92b in the base 91. A second outer lip 93b extending outward in the axial direction. In this embodiment, the base 91 faces the side surface 10c on the inner side in the axial direction of the flange portion 10b at substantially the same position as the radial direction of the axial lip 92c. An outer slidable contact lip 93c that extends and slidably contacts the side surface 10c is provided.

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。   At the beginning of use, the inner lip 92 is configured such that only the inner sliding lip 92a is in sliding contact with the bottom surface 42a of the inner ring side cutout portion 42, and the inner auxiliary lip 92b is not in sliding contact with the bottom surface 42a of the inner ring side cutout portion 42. Yes. The inner auxiliary lip 92b comes into slidable contact with the bottom surface 42a of the inner ring side cutout portion 42 when the inner slidable contact lip 92a wears a certain amount after the bearing 1 is started. The axial lip 92 c forms a labyrinth seal with the outer peripheral surface 3 a of the inner ring 3. An annular space surrounded by the main seal lip 9, the sub seal lip 94, the inner ring 3 and the inner ring side slinger 10 is filled with grease for sliding lubrication of each seal lip. The grease may contain an amine-based additive.

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。   In the present embodiment, the seal body 8M is made of acrylic rubber together with the main seal lip 9 and the sub seal lip 94. Specifically, acrylic rubber is used, but ethylene acrylate rubber can also be used as other acrylic rubber. Acrylic rubber, together with nitrile rubber described later, has good resistance to grease containing the above amine-based additives.

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。   Next, FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the sub seal lip 94, and FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the sliding contact side tip portion 94t. The sub seal lip 94 has a slidable contact edge 94e formed at the intersection of the tip surface 94c of the lip tip portion 94t and the radially inner circumferential surface 94a. The upper part of FIG. 3 shows the sub seal lip 94 in a virtual undeformed state in which the inner ring side slinger 10 is omitted. In the actual assembled state of the bearing, the secondary seal lip 94 is always elastically deformed by the inner ring side slinger 10 when the bearing is not rotating. However, if the internal ring side slinger 10 is removed, the secondary seal lip 94 is not removed. The shape in the deformed state can be confirmed. The sliding contact edge 94e is located outside by a certain distance in the axial direction from the position of the inner surface 10a of the inner ring side slinger 10 in the non-deformed state (and the bearing non-rotating state). The axial extension amount of the sliding contact edge 94e from the inner ring-side slinger 10 inner surface when considered in the non-deformed state gives an axial direction tightening allowance δ of the sub seal lip 94.

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。   If the inner ring side slinger 10 is actually arranged by being in a non-deformed state as shown in FIG. 3, as shown in the lower part of FIG. 3, the secondary seal lip 94 has a lip tip 94t with respect to its inner surface 10a. Thus, the sliding contact edge 94e is brought into contact with the contact start side, and an annular belt-shaped sliding contact surface 94a ′ is formed on the radial inner circumferential surface 94a so as to be elastically bent and deformed. The tip surface 94c is not in contact with the inner ring side slinger 10.

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。   The tip end surface 94c of the sub seal lip 94 is a flat surface as shown in FIG. As a result, the sub seal lip 94 can sharpen the sliding contact edge 94e formed at the crossing position between the radially inner circumferential surface 94a and the tip end surface 94c while maintaining an appropriate rigidity, and the effect of improving the sealing performance due to line contact. Can be increased. However, as shown in FIG. 5, it is also possible to use a tip surface 94c ′ having a convex curved surface, or a tip surface 94c ″ having a concave curved surface as shown in FIG. In the case of a rotating body shape with respect to the axis and having the tip surface 94c 'in the form of a convex curved surface as shown in Fig. 5, the sliding contact edge 94e is defined as follows: , A tangent line 10a circumscribing in parallel with the inner surface of the inner ring side slinger 10 with respect to the outline of the lip tip portion 94t including the tip surface 94c (spatially becomes a cylindrical surface). At this time, it is considered that the contact point (spatially becomes a circle) between the tangent line 10a and the outer shape line forms the sliding contact edge 94e, which is added to the right side of FIG. Chamfered at the sliding contact edge position. When it is applied, the tip of the lip is slidably contacted by a belt-like surface 94j having a constant width in the chamfered section. In this case, the edge located on the radially inner side of the belt-like surface 94j is slidably contacted. 94e.

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。   Returning to FIG. 3, the lip front end portion 94 t of the sub seal lip 94 has an acute angle tapered shape in a cross section including the bearing rotation axis. By making the lip tip portion 94t have such a tapered shape, the tip end of the sub seal lip 94 becomes good and the adhesion to the inner ring side slinger 10 can be improved. In the configuration of FIG. 3, the entire secondary seal lip 94 has a wedge that continuously reduces the lip thickness from the rising base end side from the axial base surface 8 b toward the sliding contact side tip in a cross section including the bearing rotation axis. It is made into a shape. Since the lip thickness at the base end portion of the sub seal lip 94 is increased, the problem that the sub seal lip 94 is reversed in the radial direction at the time of assembly or the like can be prevented, and the lip tip side is tapered. The effect of can be achieved at the same time.

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。 Next, the inner ring side slinger 10 is composed of bimetal. The bimetal is formed as a metal layer laminate of two or more layers having a high linear expansion coefficient on the contact side with the sub seal lip 94 and a low linear expansion coefficient on the opposite side. In this embodiment, it has the 1st layer 10p located in the contact | abutting side with the sub seal lip 94, and the 2nd layer 10s on the opposite side, and linear expansion is more on the 1st layer 10p side than the 2nd layer 10s side. A metal material with a high coefficient is used. Specifically, the second layer 10s is composed of a low expansion metal (particularly Invar) having an average linear expansion coefficient of 4 × 10 −6 / ° C. or less from room temperature to 200 ° C., and the first layer 10p is formed from room temperature to 200 ° C. It is composed of a metal (for example, mild steel, carbon steel, other alloy steel, brass, bronze, etc.) having an average linear expansion coefficient up to 10 ° C. of 10 × 10 −6 / ° C. or more.

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。 Bimetal can be configured as a clad material obtained by bonding metal single plates constituting each layer by various known methods (for example, roll cladding method, diffusion bonding method, explosive pressure welding method, etc.), but manufactured by a method other than bonding. The laminated metal layer may also be called a bimetal in a broad sense. For example, as shown in FIG. 7, a Ni plating layer 10s ′ is formed on a steel plate (for example, a mild steel plate) 10p ′, and then a diffusion heat treatment is performed to alloy the Ni plating layer 10s ′ with a surface layer portion of the steel plate 10p ′. Thus, the Ni diffusion concentration is an Invar composition (Fe-35.4 atomic% Ni: Ni composition that can make the average linear expansion coefficient 4 × 10 −6 / ° C. or less is, for example, Ni: 32 atomic% or more and 38 atomic% or less) It is possible to bimetalize the surface layer portion to be the second layer 10s and the remaining portion having a low Ni diffusion concentration as the first layer 10p. Further, as shown in FIG. 8, an amorphous Fe—B based low expansion metal layer (for example, an Fe-17 atomic% B alloy) is used as the second layer 10s and sprayed onto the first layer 10p made of a steel plate. It may be formed by, for example.

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。   When the inner ring side slinger 10 made of bimetal as described above rises in temperature due to friction caused by sliding of the sub seal lip 94, as shown by a broken line in FIG. 2, the inner ring side slinger 10 is curved and deformed away from the lip tip 94t in the axial direction. To do. If the rotational speed of the outer ring 4 increases, the frictional heat generated by the sliding of the sub seal lip 94 also increases, and the temperature of the inner ring side slinger 10 increases and the bending displacement increases. As shown in FIG. 3, as the rotational speed of the outer ring 4 increases, this bending displacement increases, and the axial tightening allowance δ to the sub seal lip 94 by the inner ring side slinger 10 decreases (state 1 → state 2). As a result, the annular belt-shaped sliding contact surface 94 a ′ formed on the inner ring side slinger 10 by the lip tip portion 94 t is reduced in the radial width W toward the sliding contact edge 94 e. In this manner, the sub seal lip 94 and the inner ring side slinger 10 embody a function of self-adjusting the sealability and rotation torque of the bearing according to the rotation speed of the outer ring 4. That is, the sliding contact surface 94a ′ of the sub-seal lip 94 is formed in an annular belt shape, and as the rotational speed of the outer ring 4 increases, the centrifugal force reduces the width W of the sliding contact surface 94a ′ in the radial direction. Dynamic friction can be effectively reduced, and wear of the lip tip 94t and an increase in bearing torque during high-speed rotation are prevented.

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。   When the sliding friction of the lip increases and the temperature of the inner ring side slinger 10 rises, the interference δ with respect to the lip tip 94t is reduced. Then, the sliding friction of the lip is reduced, the amount of heat generation is reduced, and the temperature of the inner ring side slinger 10 is lowered. As a result, the amount of bending displacement of the inner ring side slinger 10 is decreased, the tightening allowance δ is increased again, and the sliding friction of the lip is increased. By repeating such a cycle, the interference δ with respect to the lip tip 94t is automatically adjusted according to the rotational speed of the outer ring 4 while suppressing the temperature increase of the inner ring side slinger 10.

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。   As shown in the state 3 in FIG. 3, the bending displacement amount of the inner ring side slinger 10 is separated from the lip tip portion 94t of the sub seal lip 94 when it reaches a predetermined warning temperature higher than the room temperature. It can be adjusted to be in contact. On the other hand, as shown in the state 2 of FIG. 3, when the inner ring side slinger 10 reaches the above warning temperature, the axial direction tightening allowance δ is set to the lip end portion 94t of the sub seal lip 94 at room temperature. It is also possible to adjust so as to be in sliding contact in a reduced state (for example, less than ½). The amount of bending displacement can be adjusted by the material and thickness of the first layer 10p and the second layer 10s of the inner ring side slinger 10 made of bimetal.

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。   When the sub seal lip 94 is made of acrylic rubber, the warning temperature is set in a range of 100 ° C. to 130 ° C. which is the heat resistant temperature of the acrylic rubber. The axial direction allowance δ of the lip tip 94t is, for example, about 100 to 500 μm, and the amount of bending displacement of the inner ring side slinger 10 when the inner ring side slinger 10 rises to the warning temperature is also the axial direction allowance δ. Or, in some cases, a value as small as about 1/2 is sufficient. Therefore, the inner ring side slinger 10 made of bimetal can make the thickness of the second layer 10s made of high-cost low-expansion metal (for example, Invar) smaller than the thickness of the relatively inexpensive second layer 10p.

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。   In addition, when the amount of bending displacement of the inner ring side slinger 10 is set larger and the value of the axial direction allowance δ during high speed rotation can be further reduced, the temperature reached by the inner ring side slinger 10 is also lowered. Therefore, although the heat resistance is somewhat inferior, the secondary seal lip 94 (and the main seal lip 9 and the seal body 8M) can be constituted by a cheaper nitrile rubber (acrylonitrile-butadiene rubber, carboxylated nitrile rubber, etc.). Become.

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。Sectional drawing which shows an example of the bearing for idler pulleys to which the sealing device for bearings of this invention is applied. 図１の軸受用シール装置部分を拡大して示す断面図。Sectional drawing which expands and shows the seal apparatus part for bearings of FIG. 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。Sectional drawing which expands and shows the sub seal lip of the bearing seal apparatus of FIG. 2 with the effect | action of the inner ring | wheel side slinger which consists of bimetals. + 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。+ An enlarged sectional view showing a first example of the lip tip shape of the sub seal lip. 同じく第二例を示す拡大断面図。The expanded sectional view which shows a 2nd example similarly. 同じく第三例を示す拡大断面図。The expanded sectional view which shows a 3rd example similarly. + 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。+ Schematic diagram showing a first modification of the bimetal composing the inner ring side slinger together with its manufacturing method. + 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。+ The schematic diagram which shows the 2nd modification of the bimetal which comprises an inner ring | wheel side slinger.

符号の説明Explanation of symbols

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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Bearing 3 Inner ring 4 Outer ring 7 Bearing seal device 8 Sliding seal part 8b Axial base surface 9 Main seal lip 94 Sub seal lip 94a Radial direction inner peripheral surface 94a 'Sliding surface 94e Sliding edge 94t Lip tip 10 Inner ring side Slinger 15 Rolling element arrangement space 15a Annular opening 17 Axial seal gap

Claims (5)

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。 A radial bearing seal device used for inner ring non-rotation and outer ring rotation,
An inner ring side slinger that is arranged in such a manner as to block the annular opening of the rolling element arrangement space formed between the inner and outer rings in the axial direction, and the radial inner peripheral edge is fitted to the axial end of the inner ring in a relatively non-rotatable manner. When,
The inner ring side slinger is opposed to the inner ring side so as to form an axial seal gap, and the outer peripheral edge portion in the radial direction is fitted in the axial direction end portion of the outer ring so as not to rotate relative to the inner ring side. A main seal lip made of an elastic polymer material that is in sliding contact with the outer side of the axial end of the inner ring is formed on the inner ring side, and a surface facing the inner ring side slinger is used as an axial base surface, and the axial seal gap is formed from the axial base surface. A secondary seal lip made of an elastic polymer material is formed in such a manner that the tip end of the lip rises outward in the radial direction while crossing the shaft, and the lip tip portion is in sliding contact with the inner axial side inner surface of the inner ring side slinger with a predetermined axial tightening margin. A sliding seal part,
The inner ring side slinger is a bimetal that reduces the axial margin for the secondary seal lip by curving and deforming in a direction away from the lip tip in the axial direction due to the frictional temperature rise accompanying sliding of the secondary seal lip. A bearing sealing device characterized by comprising: 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。   The inner ring side slinger, when reaching a predetermined warning temperature higher than room temperature, bends and deforms to a position where the inner ring side slinger is separated from the lip tip portion of the sub seal lip and is in a non-sliding contact state. The bearing sealing device according to 1. 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。   When the inner ring side slinger reaches a predetermined warning temperature higher than room temperature, the inner ring side slinger slides with respect to the lip tip portion of the sub seal lip in a state where the axial direction tightening margin is smaller than the value at room temperature. The bearing seal device according to claim 1, wherein the bearing seal device is curved and deformed to a contact position. 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。   The bearing sealing device according to claim 2 or 3, wherein the warning temperature is 80 ° C or higher and lower than 200 ° C. 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。   The sub-seal lip is formed so as to rise obliquely outward in the radial direction while crossing the axial seal gap from the axial base surface, and a sliding contact edge is formed at the lip tip, and the inner ring side slinger is In the omitted virtual non-deformed state, the slidable contact edge is positioned outside a certain distance in the axial direction with respect to the inner surface position of the inner ring side slinger, and the lip tip is positioned with respect to the inner surface of the inner ring side slinger. The abutting portion is configured to abut on the inner ring side slinger by forming an annular belt-like sliding contact surface on the radially inner circumferential surface with the sliding contact edge as a contact start side. As the axial direction tightening margin is reduced by the bending deformation of the ring, the lip tip portion is formed between the inner ring side slinger and the annular belt-like shape. Bearing sealing device according to any one of claims 1 to 4 in the radial direction width of the contact surface is reduced toward the sliding contact edge.
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