JP2007255682A - 軸受用シールおよび軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】十分な密封性能を有する軸受用シールを提供する
【解決手段】本発明は、内輪２および外輪３間における開放端部に設けられる円環状の軸受用シールを対象とする。外周縁部が、外輪３の内周面における開放端部に設けられた外輪内周溝３ａに嵌着されるシール本体２０と、シール本体２０の内周側に設けられたシール内周部２２と、を備える。シール内周部２２は、内輪２の外周面における開放端部に設けられた内輪外周溝２ａに配置される変位ヘッド３０と、変位ヘッド３０をシール本体２０の内周縁に接続し、かつ弾力性ないし柔軟性を有する揺動連接片２３と、を有する。変位ヘッド３０に、内輪外周溝２ａの対向壁面２ｂ、２ｃにそれぞれ接触する２つのリップ部３１，３２が設けられる。
【選択図】図１

Description

この発明は、たとえば自動車における電装関連品用の密封軸受等に好適に採用される軸受用シールおよび軸受に関する。

転がり軸受における内輪および外輪間に、塵埃が侵入するのを防止するために、さらには内輪および外輪間のグリース等の潤滑剤が漏出するのを防止するために、内輪および外輪間における環状開放部に軸受用シールが装着されるものがある。

たとえば下記特許文献１に示す軸受（１）は図８に示すように、内輪（２）および外輪（３）間における環状開放部（４）に、軸受用シール（５）が装着されている。この軸受用シール（５）は、ゴム被覆タイプのもので、所要領域にインサートされた環状の金属製芯金（６）と、その芯金（６）の外周に被覆成形された弾性被覆層（７）とを有している。

この軸受用シール（５）には、外周縁部に弾性リップ部（７ａ）が設けられ、この弾性リップ部（７ａ）が、外輪（３）の内周面における開放端部に設けられた外輪内周溝（３ａ）に嵌着固定される。さらに軸受用シール（５）には、内周縁部に弾性リップ片（７ｂ）が設けられ、このリップ片（７ｂ）の先端が、内輪（２）の外周面における開放端部に設けられた内輪外周溝（２ａ）の対向壁面（２ｂ）（２ｃ）のうち、開放方向に対し内側の壁面（２ｃ）に弾性接触されている。

このようにリップ片（７ｂ）を内輪外周溝（２ａ）の内面に弾性接触させて密封することによって、内輪（２）および外輪（３）間に、塵埃が侵入するのを防止するとともに、両輪（２）（３）間の潤滑剤が軸受外部に漏出するのを防止するようにしている。

一方、上記図８に示す軸受用シール（５）は、内周縁部に１つの弾性リップ片（７ｂ）が設けられるものであるが、下記特許文献２，３に示すように、内周縁部に２つの弾性リップ片が設けられる軸受用シールも従来より周知である。同文献に示す軸受用シールにおいて、２つの弾性リップ片は、内輪外周溝周辺に弾性接触されている。

この軸受用シールにおいては、２つの弾性リップ片によって二重にシールしているため、塵埃の侵入や潤滑剤の漏出を、より確実に防止することができる。
特開２０００−１１０８４２号（図１） 特開平９−３２９１４８号（図２，３，４） 実開平８−９６６号（図２，４）

ところで、転がり軸受は、回転中の温度上昇による内輪および外輪の熱膨張差を吸収するために、内輪、外輪および転動体の各間に僅かな隙間（遊び）が設けられている。このため回転中には、内輪および外輪が相対的にアキシャル方向およびラジアル方向に移動し、両輪間において相対的に微妙な振動、変位が生じる。

特に自動車のタイミングベルトなどのアイドラープーリーに使用される軸受においては、走行中の振動、衝撃、ベルト送り速度の変化など、様々な変動荷重が軸受に負荷されるため、上記した内輪および外輪の相対的な振動が発生し易くなっている。

たとえば、プーリー等の外輪回転タイプの軸受においては図８に示すように、内輪（２）が外輪（３）に対して相対的に振動する。この振動時には、シール（５）のリップ片（７ｂ）が自身の弾性復元力によって、内輪（２）に同期して揺動し、両者（２）（７ｂ）間の密封状態を維持するようにしている。

しかしながら上記従来の軸受は、リップ片（７ｂ）を自身の弾性力によって内輪（２）に密着させるようにしているため、図８の想像線に示すように、内輪（２）の振動にリップ片（７ｂ）が確実に追従できずに位相差が生じてしまい、リップ片（７ｂ）が開いて両者（２）（７ｂ）間に隙間が形成されてしまう。こうしてリップ片（７ｂ）が開いてしまうと、そこから泥水や、ダスト等が侵入したり、あるいはグリースが漏出してしまい、密封性を著しく低下させてしまうという問題が発生する。

一方、リップ片（７ｂ）の弾性力を大きくして、内輪（２）への密着性を向上させることによって、振動時におけるリップ片（７ｂ）の内輪（２）への追従性を向上させることができ、これによりリップ片（７ｂ）の不用意な開きを防止することが可能である。

しかしながら、リップ片（７ｂ）の弾性力を大きくして内輪（２）に強く圧接させた場合、軸受回転中におけるリップ片（７ｂ）の内輪（２）に対する摺動抵抗が大きくなり、その抵抗により熱が生じて、いわゆる軸受回転中の有害な昇温などの不具合が発生するという問題があった。

この発明は、上記従来技術の問題を解消し、軸受回転中の内輪への摺動抵抗を抑制しつつ、十分な密封性能を確保することができる軸受用シールおよび軸受を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は下記の手段を提供する。

［１］ 内輪および外輪間における開放端部に設けられる円環状の軸受用シールであって、
外周縁部が、外輪の内周面における開放端部に設けられた外輪内周溝に嵌着されるシール本体と、前記シール本体の内周側に設けられたシール内周部と、を備え、
前記シール内周部は、内輪の外周面における開放端部に設けられた内輪外周溝に配置される変位ヘッドと、前記変位ヘッドを前記シール本体の内周縁に接続し、かつ弾力性ないし柔軟性を有する揺動連接片と、を有し、
前記変位ヘッドに、前記内輪外周溝の対向壁面にそれぞれ接触する２つのリップ部が設けられたことを特徴とする軸受用シール。

［２］ 前記変位ヘッドは、広角扇形の断面形状を有し、その変位ヘッドにおける円弧部の両端が、前記リップ部として構成される前項１に記載の軸受用シール。

なお本発明において、広角扇形は、内角（開き角度）が１８０°以上の扇形によって構成されるものである。

［３］ 前記変位ヘッドは、先端が前記リップ部として構成され、かつ基端側が前記揺動連接片に接続される第１および第２リップ片と、先端が内輪外周溝の内周面に向けて延び、かつ基端側が前記揺動連接片に接続される延設片と、を有する前項１に記載の軸受用シール。

［４］ 前記変位ヘッドは、棒状の断面形状を有し、その変位ヘッドの両端が前記リップ部として構成されるとともに、中間部に前記揺動連接片が接続される前項１に記載の軸受用シール。

［５］ 前記内輪外周溝は、その対向壁面が、溝底の幅が溝開口部の幅よりも狭くなるように傾斜面に形成され、その傾斜面に前記リップ部が接触される前項１〜４のいずれか１項に記載の軸受用シール。

［６］ 前項１〜５のいずれかに記載された軸受用シールが、外輪および内輪間における開放端部に装着されたことを特徴とする軸受。

上記発明［１］における軸受用シールによれば、変位ヘッドが内輪外周溝の対向壁面にリップ部を介して挟み込まれるように配置されるとともに、変位ヘッドが揺動連接片を介してシール本体に接続されるものであるため、内輪が外輪に対し相対的に振動した際に、変位ヘッドが、揺動連接片の揺動を伴って内輪に追従して移動する。このため変位ヘッドのリップ部が内輪に対し離間することがなく、十分な密封性を維持することができる。

さらに変位ヘッドはリップ部を介して内輪外周溝内に挟み込まれるように取着されているため、リップ部を内輪外周溝に軽度に接触させておくだけでも確実に密着状態を維持することができる。このためシール内周部の内輪に対する接触抵抗（摺動抵抗）を小さくでき、その摺動抵抗に起因する軸受回転中の昇温などの不具合を有効に防止することができる。

上記発明［２］〜［４］における軸受用シールによれば、リップ部の内輪外周溝に対する接触圧を微調整することができるため、十分な密封性を維持しつつ、シール内周部の内輪に対する摺動抵抗をより確実に抑制することができる。

上記発明［５］における軸受用シールによれば、変位ヘッドのリップ部を内輪外周溝に対しラジアル方向からも接触させることができるため、アキシャル方向の振動のみならず、ラジアル方向の振動に対しても、変位ヘッドを内輪に確実に追従させることができ、より一層密封性能を向上させることができる。

上記発明［６］の発明によれば、上記と同様の作用効果を奏する軸受を提供することができる。

＜第１実施形態＞
図１はこの発明の第１実施形態である軸受用シール（１１）が装着された軸受（１）のシール部周辺を拡大して示す断面図である。同図に示すように、軸受（１）の内輪（２）および外輪（３）間における環状開放部（４）には、軸受用シール（１１）が装着されている。

軸受内輪（２）の外周面には、環状開放部（４）に対応して、周方向に沿って連続する内輪外周溝（２ａ）が設けられている。この内輪外周溝（２ａ）の対向壁面（２ｂ）（２ｃ）は、溝底側（軸受内径側）よりも溝開放側（軸受外径側）が幅広となるように傾斜する傾斜面として構成されている。

外輪（３）の内周面には、環状開放部（４）に対応して、周方向に沿って連続する外輪内周溝（３ａ）が設けられている。

軸受用シール（１１）は、ゴム被覆タイプのもので、所要領域にインサートされた環状の金属製芯金（２５）と、その芯金（２５）の外周に被覆成形された弾性被覆層（２６）とを備えている。

本実施形態において、弾性被覆層（２６）としては合成ゴム材料からなるものを好適に用いることができる。この合成ゴム材料としてたとえば、アクリルゴム（ＡＣＭ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素添加ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）を使用することができる。さらにこれらの合成ゴム材料は、耐熱性、耐油性、耐寒性、耐オゾン性などの使用用途に応じて、適宜選択して使用するのが良い。

軸受用シール（１１）は、芯金（２５）を含む中間部から外周縁部にかけての領域を構成するシール本体（２０）と、シール（１１）の内周側を構成し、かつ芯金（２５）を含まないシール内周部（２２）とにより構成されている。

シール本体（２０）の外周縁部には、軸受外輪（３）の内周溝（３ａ）に嵌着自在な外周リップ部（２１）が周方向に連続して形成されている。

またシール内周部（２２）は、シール本体（２０）の内周縁部に接続する揺動連接片（２３）と、その揺動連接片（２３）の内周端部に連接された変位ヘッド（３０）とにより構成されている。

変位ヘッド（３０）は、円形の断面形状を有し、内輪外周溝（２ａ）に対応して周方向に連続して設けられている。また揺動連接片（２３）は、薄肉状に形成されて、弾力性ないし柔軟性を有しており、変位ヘッド（３０）に対応して周方向に沿って連続して設けられている。

なお揺動連接片（２３）および変位ヘッド（３０）を含む弾性被覆層（２６）は、一体成形されている。

以上のように構成された本実施形態の軸受用シール（１１）は、外周リップ部（２１）が、軸受外輪（３）の内周溝（３ａ）に圧縮状態に挿入されて固定されるとともに、変位ヘッド（３０）が、軸受内輪（２）の外周溝（２ａ）に挿入配置される。このとき変位ヘッド（３０）は、内輪外周溝（２ａ）における対向壁面（２ｂ）（２ｃ）にそれぞれ１箇所ずつ計２箇所において所定の圧力で接触されており、各接触点がリップ部（３１）（３２）として構成されている。

本実施形態において、軸受回転時には、軸受用シール（１１）が外輪（３）と共に回転する一方、軸受用シール（１１）の変位ヘッド（３０）におけるリップ部（３１）（３２）が、内輪外周溝（２ａ）の対向壁面（２ｂ）（２ｃ）に摺接する。このように軸受内輪（２）に、軸受用シール（１１）の変位ヘッド（３０）が２箇所のリップ部（３１）（３２）において密接しているため、内輪（２）および軸受用シール（１１）間の密封を確実に図ることができ、内輪（２）および外輪（３）間に、塵埃が侵入するのを確実に防止できるとともに、両輪（２）（３）間の潤滑剤が軸受外部に漏出するのを確実に防止することができる。

特に外側のリップ部（３１）が内輪外周溝（２ａ）の外側壁面（２ｂ）に接触することによって、塵埃などの異物が軸受外部から内部に侵入するのを防止するとともに、内側のリップ部（３２）が内輪外周溝（２ａ）の内側壁面（２ｃ）に接触することによって、潤滑剤が軸受内部から外部に漏出されるのを防止している。

また本実施形態においては、軸受用シール（１１）における変位ヘッド（３０）のリップ部（３１）（３２）が、内輪外周溝（２ａ）の対向壁面（２ｂ）（２ｃ）にそれぞれ圧接されることによって、変位ヘッド（３０）が内輪外周溝（２ａ）の対向壁面（２ｂ）（２ｃ）にリップ部（３１）（３２）を介して挟み込まれるように配置される。このため軸受回転時に、内輪（２）が外輪（３）に対し振動したとしても、リップ部（３１）（３２）の内輪（２）に対する密着性を良好に維持することができる。

すなわち軸受回転中には、内輪（２）が外輪（３）に対し、アキシャル方向に０．０５〜０．１５ｍｍ程度、ラジアル方向に０〜０．１ｍｍ程度の変位量で振動するが、図２の想像線に示すように内輪（２）がアキシャル方向、たとえば図２の上方に移動した場合には、変位ヘッド（３０）の下側（内側）リップ部（３２）が、内輪（２）の下側（内側）壁面（２ｃ）によって上方へ押される。これにより揺動連接片（２３）の揺動変形を伴って、変位ヘッド（３０）が、シール本体（２０）、つまり外輪（３）に対し変位しつつ、内輪（２）に追従して上方へと移動する。こうして下側のリップ部（３２）における内輪外周溝（２ａ）の内側壁面（２ｃ）との接触状態は維持されることはもちろん、上側のリップ部（３１）における内輪外周溝（２ａ）の外側壁面（２ｂ）との接触状態も良好に維持される。

さらに内輪（２）が外輪（３）に対し図２の下方に移動した場合には、変位ヘッド（３０）の上側（外側）リップ部（３１）が、内輪（２）の上側（外側）壁面（２ｂ）によって下方に押されて、変位ヘッド（３０）は、揺動連接片（２３）の揺動変形を伴って内輪（２）に追従して下方（内方）へと移動し、上記と同様に、両リップ部（３１）（３２）の内輪（２）との接触状態が良好に維持される。

このように本実施形態の軸受（１）によれば、内輪（２）が外輪（３）に対し相対的に振動が発生したとしても、変位ヘッド（３０）が内輪（２）に正確に追従して移動するため、変位ヘッド（３０）のリップ部（３１）（３２）が内輪（２）に対し離間することがなく、内輪（２）および軸受用シール（１１）間の密封性が低下するのを確実に防止することができ、塵埃の侵入や、潤滑剤の漏出を確実に防止することができる。

ここで、変位ヘッド（３０）の圧縮変形力、つまり内輪外周溝（２ａ）の対向壁面（２ｂ）（２ｃ）によって変位ヘッド（３０）がリップ部（３１）（３２）を介して締め付けられる際の締め付け力（挟持力）と、揺動連接片（２３）の揺動変形力、つまり揺動連接片（２３）の反力との関係について説明する。

本実施形態においては、軸受回転中の振動発生時に、軸受用シール（１１）の揺動連接片（２３）を揺動変形させて、変位ヘッド（３０）を内輪（２）に対し追従させるものであるが、仮に、変位ヘッド（３０）の締め付け力を、揺動連接片（２３）の反力よりも小さく設定してしまうと、軸受用シール（１１）の揺動連接片（２３）が揺動変形されずに、変位ヘッド（３０）が圧縮変形してしまい、リップ部（３１）（３２）が内輪（２）から離間してしてしまい、変位ヘッド（３０）を内輪（２）に追従させることができなくなってしまう。従って本実施形態では、変位ヘッド（３０）の締め付け力を、揺動連接片（２３）の反力よりも大きく設定する必要がある。

具体的に本実施形態において、揺動連接片（２３）の反力と、変位ヘッド（３０）の締め付け力（両リップ部における接触部の応力の合計）とは、１：５〜１：１０に設定するのが好ましい（以下の第２〜第４実施形態においても同じ）。すなわち変位ヘッド（３０）の締め付け力が、揺動連接片（２３）の反力に対し、５倍に満たない場合には、リップ部（３１）（３２）が柔軟性が低下して、振動発生時に変位ヘッド（３０）の内輪（２）に対する追従性が低下するおそれがあり、好ましくない。また変位ヘッド（３０）の締め付け力が、揺動連接片（２３）の反力に対し、１０倍を超える場合には、リップ部（３１）（３２）の反力が大きくなり過ぎて、リップ部（３１）（３２）の内輪（２）に対する接触トルクが過度に増大し、軸受回転中に有害な昇温（温度上昇）を来すおそれがあり、好ましくない。

さらに本実施形態においては、揺動連接片（２３）の長さを厚さに対し１．５〜２．５倍に設定するのが良い。すなわちこの構成を採用する場合には、揺動連接片（２３）の反力を適度に調整することができる。

また本実施形態においては、内輪外周溝（２ａ）における対向壁面（２ｂ）（２ｃ）が、溝底から溝開口側に向かうに従って傾斜するように形成しているため、変位ヘッド（３０）のリップ部（３１）（３２）が対向壁面（２ｂ）（２ｃ）に対しラジアル方向（内径方向）にも圧接している。このため軸受回転中の振動により、内輪（２）が外輪（３）に対しラジアル方向に移動した場合であっても、揺動連接片（２３）の伸縮変形を伴って、変位ヘッド（３０）が内輪（２）に対し追従して移動する。このため変位ヘッド（３０）のリップ部（３１）（３２）が、内輪（２）から離間することがなく、密着状態が維持されるため、良好な密封性を確保でき、塵埃の侵入や潤滑剤の漏出を確実に防止することができる。

また本実施形態においては、変位ヘッド（３０）がリップ部（３１）（３２）を介して内輪外周溝（２ａ）内に挟み込まれるように配置されているため、リップ部（３１）（３２）を内輪（２）に軽く接触させておくだけでも十分な密封性を得ることができる。このためリップ部（３１）（３２）の内輪（２）に対する摺動抵抗を小さくできて、その摺動抵抗に起因する軸受回転中の昇温などの不具合を有効に防止することができる。

＜第２実施形態＞
図３はこの発明の第２実施形態である軸受用シール（１２）が装着された軸受（１）のシール部周辺を拡大して示す断面図である。同図に示すように、この軸受（１）における軸受用シール（１２）は、変位ヘッド（４０）の構成が、上記第１実施形態のものと相違している。

すなわち本実施形態の軸受用シール（１２）における変位ヘッド（４０）は、断面形状が広角扇形を有しており、換言すればこの変位ヘッド（４０）は、内輪（２）側に向けて開放するＶ字状の切欠部（４５）が形成された切欠付き円形断面形状を有している。さらにこの変位ヘッド（４０）の円弧部の両端、つまり変位ヘッド（４０）の外周面における切欠部（４５）の両側縁部がリップ部（４１）（４２）として構成されている。

この構成の軸受用シール（１２）における変位ヘッド（４０）が内輪外周溝（２ａ）に対応して配置された状態で、２つのリップ部（４１）（４２）が内輪外周溝（２ａ）の対向壁面（２ｂ）（２ｃ）にそれぞれ密着される。これにより上記第１実施形態と同様に、２つのリップ部（４１）（４２）による２重シールによって、良好な密封性を得ることができ、塵埃の侵入や潤滑剤の漏出を確実に防止することができる。

さらに本実施形態においても、上記第１実施形態と同様に、変位ヘッド（４０）が内輪外周溝（２ａ）の対向壁面（２ｂ）（２ｃ）にリップ部（４１）（４２）を介して挟み込まれるように配置されるため、内輪（２）が外輪（３）に対し相対的に振動が発生したとしても、変位ヘッド（４０）が内輪（２）にアキシャル方向およびラジアル方向ともに正確に追従して移動する。このため変位ヘッド（４０）のリップ部（４１）（４２）が内輪（２）に対し離間することがなく、内輪（２）および軸受用シール（１２）間の密封性が低下するのを確実に防止することができ、塵埃の侵入や、潤滑剤の漏出を防止することができる。

しかも本実施形態においては、変位ヘッド（４０）における両リップ部（４１）（４２）間に切欠部（４５）を形成しているため、切欠部（４５）の形状や大きさを変更することによって、両リップ部（４１）（４２）の対向壁面（２ｂ）（２ｃ）に対する圧接力を自在に調節することができる。このため、十分な密封性を確保しつつ、リップ部（４１）（４２）の内輪（２）に対する摺動抵抗を小さくでき、軸受回転中に有害な発熱（昇温）を有効に防止することができ、より高い品質の軸受用シール（１１）、ひいては軸受（１）を提供することができる。

＜第３実施形態＞
図４はこの発明の第３実施形態である軸受用シール（１３）が装着された軸受（１）のシール部周辺を拡大して示す断面図である。同図に示すように、この軸受（１）における軸受用シール（１３）は、変位ヘッド（５０）の構成が、上記第１および第２実施形態のものと相違している。

すなわち本実施形態の軸受用シール（１３）における変位ヘッド（５０）は、第１および第２リップ片（５１）（５２）と、延設片（５３）とを備えている。第１リップ片（５１）は、細幅の先端がリップ部（５１ａ）として内輪外周溝（２ａ）の外側壁面（２ｂ）に接触し、かつ広幅の基端が揺動連接片（２３）の内周端部に連接されている。第２リップ片（５２）は、細幅の先端がリップ部（５２ａ）として内輪外周溝（２ａ）の内側壁面（２ｃ）に接触し、かつ幅広の基端が揺動連接片（２３）の先端部（内周端部）に連接されている。

延設片（５３）は、幅広の先端が内輪外周溝（２ａ）の底面に向けて延び、かつ広幅の基端が揺動連接片（２３）の内周端部に連接されている。なおこの延設片（５３）の先端は、内輪外周溝（２ａ）の内周面に接触させても、接触させなくとも良い。

この実施形態においても、上記と同様、第１および第２リップ部（５１ａ）（５２ａ）を内輪外周溝（２ａ）の対向壁面（２ｂ）（２ｃ）に密着しているため、２重シールによって、良好な密封性を得ることができる。しかも本実施形態においては、延設片（５３）をシール部材としても利用できるため、一層優れた密封性を得ることができる。特に延設片（５３）の先端を第３リップ部として内輪外周溝（２ａ）の内周面に密着させる場合には、第１〜第３リップ部による３重シールによって、より一層優れた密封性を得ることができる。

また本実施形態においては、上記実施形態と同様、変位ヘッド（５０）が内輪外周溝（２ａ）の対向壁面（２ｂ）（２ｃ）にリップ片（５１）（５２）を介して挟み込まれるように配置されるため、内輪（２）が外輪（３）に対し相対的に振動が発生したとしても、変位ヘッド（５０）が内輪（２）にアキシャル方向およびラジアル方向ともに正確に追従して移動する。このため変位ヘッド（５０）のリップ部（５１ａ）（５２ａ）が内輪（２）に対し離間することがなく、内輪（２）および軸受用シール（１３）間の密封性を良好に維持することができる。

さらに本実施形態においては、両リップ片（５１）（５２）を先細に形成して、その細幅の先端部をリップ部（５１ａ）（５２ａ）として使用するものであるため、各リップ片（５１）（５２）の形状や大きさを変更することによって、両リップ部（５１ａ）（５２ａ）の対向壁面（２ｂ）（２ｃ）に対する圧接力を適度に調整することができる。このため密封性を十分に確保しつつ、リップ部（５１ａ）（５２ａ）の内輪（２）に対する摺動抵抗を小さくでき、軸受回転中に有害な昇温を有効に防止することができる。

＜第４実施形態＞
図５はこの発明の第４実施形態である軸受用シール（１４）が適用された軸受（１）のシール部周辺を拡大して示す断面図である。同図に示すように、この軸受（１）における軸受用シール（１４）は、変位ヘッド（６０）の構成が上記実施形態のものと相違している。

すなわち本実施形態における軸受用シール（１４）における変位ヘッド（６０）は、内輪外周溝（２ａ）の幅方向に延びる略棒状（略帯板状）の断面形状を有しており、その変位ヘッド（６０）の両端がリップ部（６１）（６２）として構成されるとともに、中間部が揺動連接片（２３）の内周端部に連接されている。

この構成の軸受用シール（１４）における変位ヘッド（６０）が内輪外周溝（２ａ）に収容されるようにして、２つのリップ部（６１）（６２）が内輪外周溝（２ａ）の対向壁面（２ｂ）（２ｃ）における対向位置に密着される。これにより上記実施形態と同様に、２つのリップ部（６１）（６２）による２重シールによって、良好な密封性を得ることができる。

さらに本実施形態においても、振動が発生した際に、上記と同様に変位ヘッド（６０）を内輪（２）に対しアキシャル方向およびラジアル方向ともに追従させることができ、良好な密封性を確保することができる。

また本実施形態においては、変位ヘッド（６０）を断面棒状に形成して両端をリップ部（６１）（６２）として使用するものであるため、変位ヘッド（６０）の形状や大きさを変更することによって、両リップ部（６１）（６２）の対向壁面（２ｂ）（２ｃ）に対する圧接力を適度に調整することができる。このため密封性を十分に確保しつつ、リップ部（６１）（６２）の内輪（２）に対する摺動抵抗を小さくでき、軸受回転中に有害な昇温を有効に防止することができる。

なおこの第４実施形態においては、変位ヘッド（６０）における内側リップ部（６２）を、内輪外周溝（２ａ）内に確実に収容されるように配置しているが、それだけに限られず、本発明においては、図６に示すように、変位ヘッド（６０）における内側リップ部（６２）を、内輪外周溝（２ａ）の内側壁面（２ｃ）における開口縁部の角アール部（２ｄ）に密着させるようにしても良く、この場合においても、上記と同様に、同様の作用効果を得ることができる。しかもリップ部（６２）を角アール部（２ｄ）に密着させる場合には、リップ部先端を溝内周面に突き付ける場合と比較して、密着力の調整を容易に行うことができる。

さらに本実施形態においては、外側リップ部（６１）を、内輪外周溝（２ａ）の外側側壁（２ｂ）における開口縁部の角アール部（２ｅ）に密着させるように構成することも可能である。

また図６などに示す変形例は、第２および第３実施形態の軸受用シール（１２）（１３）に対しても適用することができる。つまり第２および第３実施形態において、リップ部（４１）（４２）（５１ａ）（５２ａ）を、角アール部（２ｄ）（２ｅ）に密着させるように配置することも可能である。

また上記各実施形態においては、変位ヘッドにリップ部を２つ設ける場合を例に挙げて説明したが、本発明はそれだけに限られず、変位ヘッドにリップ部を３つ以上設けるようにしても良く、本発明は、変位ヘッドにリップ部が少なくとも２つ設けられていれば良い。

＜実施例および比較例＞

表１に示すように実施例１〜３および比較例１，２の軸受サンプルを準備した。

すなわち表１において、実施例１の軸受サンプルは、上記図３の第２実施形態に示す広角扇型ヘッドの軸受用シール（１２）と同様にして、ＡＣＭ（アクリルゴム）からなる合成ゴム材料を弾性被覆層（２６）とする軸受用シールを作製し、この軸受用シールを単列深溝玉軸受（♯６２０３）に組み込んだものである。この軸受（隙間Ｃ３）の寸法は、内径１７ｍｍ、外径４０ｍｍ、幅１２ｍｍである。

実施例２の軸受サンプルは、上記図４の第３実施形態に示す先細複数リップ型ヘッドの軸受用シール（１３）と同形状の軸受用シールを、上記実施例１と同様に作製して、同様の軸受に組み込んだものである。

実施例３の軸受サンプルは、上記図５の第４実施形態に示す棒状ヘッド型の軸受用シール（１４）と同形状の軸受用シールを、上記実施例１と同様に作製して、同様の軸受に組み込んだものである。

比較例１の軸受サンプルは、上記図８の従来例に示すヘッド無しタイプの軸受用シール（５）と同形状の軸受用シールを、上記実施例１と同様に作製して、同様の軸受に組み込んだものである。

比較例２の軸受サンプルは、合成ゴム材料として、ＮＢＲ（ニトリルゴム）を用いた以外は、上記比較例１と同様にして作製したものである。

＜泥水浸水試験＞
上記各軸受サンプルを、以下の試験条件で、泥水浸水試験を行った。

すなわち５重量％の泥（関東ローム粉）が混入された水温２０℃の泥水に、上記各軸受サンプルを水深１００ｍｍの位置に没入する。その没入状態で、外輪を内輪に対し１５００ｒｐｍの回転速度で１時間回転させた。さらに外輪に対する内輪への曲げモーメントを１５Ｎ・ｃｍに設定して、内輪を外輪に対し強制的に振動させた。

そしてこの泥水浸水試験の前後において、各サンプルの重量を計測し、試験前後の重量差（泥水浸入量）を測定した。その測定結果を図７のグラフに示す。

＜評価＞
図７の測定結果から明らかなように、本発明の要旨を逸脱する比較例１，２の軸受は、０．５ｇ，０．３ｇの泥水が浸入しているのに対し、本発明に関連した実施例１〜３の軸受における泥水浸入量は、０．００５ｇ、０．０１５ｇ、０．０２０ｇと明らかに少ないものであった。従って実施例の軸受は、泥水の浸入を有効に抑制することができ、密封性に優れているのが判る。

ここで実施例および比較例の各軸受サンプルにおける軸受用シールに用いられたゴム材料について説明する。実施例１〜３の合成ゴム材料として採用されたＡＣＭと、比較例の合成ゴム材料として採用されたＮＢＲとを比較した場合、軸受回転中の振動発生時に、軸受用シールの内周側リップ部における内輪に対する追従性は、実施例のＡＣＭよりも比較例のＮＢＲの方が優れている。すなわちゴム追従性を評価する物性指標のひとつにＴａｎδという物性値が用いられているが、このＴａｎδは、軸受回転中の振動時において、内輪に対するリップ部の位相差に相当する。たとえばこの物性値が「０」の場合、位相差がなく、最も追従性に優れていることとなる。従ってこのＴａｎσが大きくなるに従って、位相差が大きくなり追従性が低下することとなる。

今回の実施例１〜３で使用したＡＣＭは、Ｔａｎδが０．２０〜０．３０であり、比較例２で使用したＮＢＲは、０．１〜０．１５である。つまりこの物性値（Ｔａｎδ）から判断した場合、実施例１〜３の軸受用シールよりも、比較例２の軸受用シールの方が、ゴムの追従性に優れているものである。従って仮に、ゴム材料以外の構成が同じ場合には当然、比較例２の軸受サンプルが、実施例１〜３の軸受サンプルよりも密封性に優れていることになる。

ところが、上記試験結果に示すように、実施例１〜３のサンプルは、物性値（Ｔａｎδ）の劣るＡＣＭを用いているにもかかわらず、物性値の優れたＮＢＲを用いた比較例２のものよりも、密封性に優れているものであった。つまり本発明に関連した実施例の軸受は、比較例１，２の形状の軸受よりも、振動発生時などの密封性に格段に優れていることが明らかである。

この発明の第１実施形態である軸受用シールが装着された軸受のシール部周辺を拡大して示す断面図である。 第１実施形態の軸受におけるシール内周部を拡大して示す断面図である。 この発明の第２実施形態である軸受用シールが装着された軸受のシール部周辺を拡大して示す断面図である。 この発明の第３実施形態である軸受用シールが装着された軸受のシール部周辺を拡大して示す断面図である。 この発明の第４実施形態である軸受用シールが装着された軸受のシール部周辺を拡大して示す断面図である。 この発明の変形例である軸受におけるシール内周部を拡大して示す断面図である。 この発明に関連した実施例と従来例に準拠した比較例の軸受における泥水試験結果を示すグラフである。 従来の軸受におけるシール部周辺を拡大して示す断面図である。

符号の説明

１…軸受
２…内輪
２ａ…内輪外周溝
２ｂ，２ｃ…対向壁面
３…外輪
３ａ…外輪内周溝
４…環状開放部
１１〜１４…軸受用シール
２０…シール本体
２２…シール内周部
２３…揺動連接片
３０，４０，５０，６０…変位ヘッド
３１，３２…リップ部
４１，４２…リップ部
５１ａ，５２ａ…リップ部
５１，５２…リップ片
５３…延設片
６１，６２…リップ部

Claims (6)

1. 内輪および外輪間における開放端部に設けられる円環状の軸受用シールであって、
   外周縁部が、外輪の内周面における開放端部に設けられた外輪内周溝に嵌着されるシール本体と、前記シール本体の内周側に設けられたシール内周部と、を備え、
   前記シール内周部は、内輪の外周面における開放端部に設けられた内輪外周溝に配置される変位ヘッドと、前記変位ヘッドを前記シール本体の内周縁に接続し、かつ弾力性ないし柔軟性を有する揺動連接片と、を有し、
   前記変位ヘッドに、前記内輪外周溝の対向壁面にそれぞれ接触する２つのリップ部が設けられたことを特徴とする軸受用シール。
2. 前記変位ヘッドは、広角扇形の断面形状を有し、その変位ヘッドにおける円弧部の両端が、前記リップ部として構成される請求項１に記載の軸受用シール。
3. 前記変位ヘッドは、先端が前記リップ部として構成され、かつ基端側が前記揺動連接片に接続される第１および第２リップ片と、先端が内輪外周溝の内周面に向けて延び、かつ基端側が前記揺動連接片に接続される延設片と、を有する請求項１に記載の軸受用シール。
4. 前記変位ヘッドは、棒状の断面形状を有し、その変位ヘッドの両端が前記リップ部として構成されるとともに、中間部に前記揺動連接片が接続される請求項１に記載の軸受用シール。
5. 前記内輪外周溝は、その対向壁面が、溝底側の幅が溝開口側の幅よりも狭くなるように傾斜面に形成され、その傾斜面に前記リップ部が接触される請求項１〜４のいずれか１項に記載の軸受用シール。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載された軸受用シールが、外輪および内輪間における開放端部に装着されたことを特徴とする軸受。

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