JP2005083537A - 密封装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】
センサによる検出精度を向上させた磁気エンコーダを備えた、信頼性の高い密封装置を提供する。
【解決手段】 外部側に設けられるセンサ６により検知される磁化された被検知部３ａを環状部材２の内部側に備えるとともに、環状部材４に設けられ環状部材２に摺動自在に密封接触するシールリップ５ａ，５ｂと、シールリップ５ａ，５ｂよりも外部側に設けられたラビリンスシール部８（微小隙間８ａ，８ｂ）とを有するシール部を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば各種装置の軸封部等に用いられる密封装置に関するものである。
従来、この種の密封装置として磁気エンコーダを備えたものがあり、磁気エンコーダを備えた密封装置としては、例えば、自動車の車速を検出する車速センサーのような回転速度検出装置に用いるものが知られている。
図４は、磁気エンコーダを備えた従来の密封装置の概略断面図である。
図４に示すように、従来の磁気エンコーダーを備えた密封装置１００は、互いに同軸的に相対回転自在に設けられる２部材としてのハウジング１０２と、ハウジング１０２の軸孔内に挿入される軸１０１との間の環状隙間を密封するものである。
そして、密封装置１００は、軸１０１に嵌着された環状部材１０６と、環状部材１０６に焼き付け成形され、多極化された被検知部を有するゴム材１０５（磁気エンコーダ）と、ハウジング１０２に嵌着された環状部材１０８と、環状部材１０８に焼き付け成形されたゴム材１０７とを備えている（例えば、特許文献１参照）。
そして、ゴム材１０５は、例えばフェライト（鉄）を分散させた磁化性ゴム材料からなり、これを円周方向に磁極ＮＳが交互になるように多磁極化させ、軸１０１に嵌着される環状部材１０６を構成する径方向部１０６ｂに焼き付け成形され、磁気抵抗効果素子等のセンサ１０３により、回転するゴム材１０５から生じる磁化（磁界）の変化を感知され回転速度等の検出が行われる。
また、環状部材１０８に焼き付け成形されたゴム材１０７は、ゴム状弾性体製であり、環状部材１０８を構成する径方向部１０８ｂには、環状部材１０６を構成する円筒状部１０６ａの外周面に摺動して軸方向を密封するシールリップ１０７ａ，１０７ｂと、環状部材１０６を構成する径方向部１０６ｂに摺動して径方向を密封するシールリップ１０７ｃとが備えられている。これにより、外部からのダストの浸入及び内部のグリース流出を抑えることができる。
また、密封装置１００は軸受部を密封するもので、１０４はベアリングを示している。
特開２００２−４８２４７号公報
しかしながら、上記のような従来技術の場合には、下記のような問題が生じていた。
すなわち、上記従来の密封装置１００において、多磁極化されたゴム材１０５は、軸１０１に嵌着される環状部材１０６の径方向部１０６ｂに対して、センサ１０３側に剥き出しの状態で設けられており、外部の異物，泥水，外部磁界等による外乱の影響を受けやすい状態となっていた。
そのため、磁力の低下、磁力の乱れ等が発生してしまい、安定した磁力の供給が難しく、センサ１０３による検出精度の低下を招く結果となる。
本発明は上記の従来技術の課題を鑑みなされたもので、その目的とするところは、センサによる検出精度を向上させた磁気エンコーダを備えた、信頼性の高い密封装置を提供することにある。
上記目的を達成するために本発明にあっては、
互いに同軸的に相対回転自在な２部材のうちのいずれか一方の部材に嵌着される第１の環状部材と、該２部材のうちのいずれか他方の部材に嵌着される第２の環状部材と、該第１及び第２の環状部材間に設けられて該２部材間の環状隙間をシールするシール部と、を備えるとともに、
非密封対象流体側に設けられる検知手段により検知される磁化された被検知部を前記第１の環状部材の密封対象流体側に備え、前記２部材の相対回転を検出可能とする密封装置であって、
前記シール部は、
前記第１及び第２の環状部材のうち少なくともいずれか一方に設けられ、該第１及び第２の環状部材のうち少なくともいずれか他方に密封接触するシールリップと、
前記シールリップよりも非密封対象流体側に設けられ、前記第１の環状部材が前記第２の環状部材と前記他方の部材とのうち少なくともいずれかに近接することにより形成される微小隙間と、
を備えることを特徴とする。
これにより、被検知部は第１の環状部材の密封対象流体側に設けられるので、外部の異物，泥水，外部磁界等による外乱の影響を直接受けることを防ぐことができ、安定した磁力の供給が可能となり、磁気エンコーダによる検出精度を向上させることができる。また、検知手段は、非密封対象流体側、すなわち、密封装置よりも外部側に配置する構成としているので、密封装置に検知手段を設ける必要はなく、密封装置の構造を簡素化することができる。
また、２部材間の環状隙間をシールするシール部を、シールリップと該シールリップよりも非密封対象流体側に設けた微小隙間とにより構成させているので、シール性、特に、耐泥水性を飛躍的に向上させることができる。したがって、密封対象流体側に設けた被検知部をより確実に保護することができ、外部の異物、泥水、外部磁界等による外乱の影響を直接受けることを防ぐことができ、安定した磁力の供給が可能となり、磁気エンコーダによる検出精度を向上させることができる。
また、上記の構成において、
前記一方の部材は、前記他方の部材の内周側に設けられ、
前記第１の環状部材は、前記検知手段に近接して設けられる軸方向部を、該検知手段よりも外周側に備えることも好ましい。
これにより、第１の環状部材の軸方向部、すなわち、円筒状に形成された部分の内側に検知手段を設けることができるので、外周側から浸入する異物や泥水等から検知手段を保護することができる。
本発明によれば、センサによる検出精度を向上させた磁気エンコーダを備えた、信頼性の高い密封装置を提供することが可能となる。
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
図１は本発明の実施の形態に係る密封装置１の概略断面図である。
本実施の形態に係る密封装置１は、相対回転する２部材の回転を検出することができる磁気エンコーダを備えた密封装置であり、例えば、自動車や家電製品、産業機械、自転車等の回転する箇所に用いることができる。そして、自動車に適用される場合には、例えば、ハブベアリングユニット（ハウジング）とドライブシャフト（軸）との間をシールする磁気エンコーダ付きハブシールとして、ＡＢＳ車速センサ付きハブベアリングユニットに好適に用いることができるものである。
図１に示すように、密封装置１は、互いに同軸的に相対回転自在に設けられる２部材のうち他方の部材としてのハウジング２０と、ハウジング２０の軸孔内に挿入される一方の部材としての軸１０間の環状隙間を密封するものであり、軸１０に嵌着された第１の環状部材としての環状部材２と、環状部材２に焼付け成形されたゴム材３と、ハウジング２０に嵌着された第２の環状部材としての環状部材４と、環状部材４に焼付け成形されたゴム材５とを備えている。
環状部材２は、多段に折れ曲がった形状をなす非磁性材により構成され、軸１０に嵌着される軸方向部２ａと、軸方向部２ａの外部側（非密封対象流体側）端部から外径方向に延びる径方向部２ｂと、径方向部２ｂの外径側端部から軸方向外部側に延びる軸方向部２ｃと、軸方向部２ｃの外部側端部から外径方向に延びる径方向部２ｄと、径方向部２ｄの外径側端部から軸方向内部側に延びる軸方向部２ｅとから構成されている。ここで、軸方向部は円筒状部ということもでき、また、径方向部はフランジ部ということもできる。
ゴム材３は、例えばフェライト（鉄）を分散させた磁化性ゴム材料からなり、軸１０に嵌着される環状部材２の径方向部２ｂの内部側（密封対象流体側）の面に焼付け成形されている。
図２は、ゴム材３を説明するための概略図であり、図１において、内部側から（ゴム材５から）ゴム材３を軸方向に見た状態を示している。
ゴム材３は、図２に示すように、円周方向に磁極ＮＳが交互になるように多磁極化されて被検知部３ａを構成している。そして、磁気抵抗効果素子等により構成される検知手段としてのセンサ６により、回転するゴム材３の被検知部３ａから生じる磁化（磁界）の変化を感知され、回転速度等の検出が行われる。
センサ６は、環状部材２を介して（間に挟んで）、環状部材２の内部側に備えられたゴム材３の被検知部３ａに対向して設けられている。すなわち、ゴム材３の被検知部３ａよりも軸方向外部側（径方向部２ｂよりも外部側）に設けられており、ハウジング２０側に保持されている。
ここで、本実施の形態において、センサ６は、径方向部２ｂ及び軸方向部２ｃに近接して設けられている。このように、径方向部２ｂ及び軸方向部２ｃにより形成される、軸方向にくぼんだ凹部７を環状部材２に形成し、この凹部７にセンサ６を配置することにより、センサ６を保護することができる。
さらに、センサ６と軸方向部２ｃとを近接して設け、センサ６と軸方向部２ｃとの間に微小隙間９を設けることにより、外周側から浸入する異物や泥水等から、センサ６をより確実に保護することができる。
なお、軸方向部２ｃは、軸方向部２ｃにより形成される凹部７によりセンサ６を保護するもので、図に示すような軸方向に平行に設けられる必要はなく、軸方向の成分を有していればよく、軸方向に対して傾斜するものであってもよい。
環状部材４は、環状部材２と同様に多段に折れ曲がった形状をなしており、ハウジング２０に嵌着される軸方向部４ａと、軸方向部４ａの外部側端部から外径方向に延びる径方向部４ｂと、軸方向部４ａの内部側端部から内径方向に延びる径方向部４ｃとから構成されている。
そして、径方向部４ｂの外径側端部と、径方向部４ｂの外部側と、軸方向部４ａの内径側と、径方向部４ｃの外部側と、径方向部４ｃの内径側端部とに、ゴム材５が焼付け成形されている。
径方向部４ｂの外部側には、外部側であって外径方向に向かって延びるシールリップ５ａ，５ｂが設けられており、シールリップ５ａ，５ｂは、環状部材２の径方向部２ｄの内部側の端面に摺動自在に密封接触している。また、径方向部４ｃの内径側端部には、外部側であって内径側に延びるシールリップ５ｃ，５ｄが設けられており、シールリップ５ｃ，５ｄは、環状部材２の軸方向部２ａ（の外径側周面）に摺動自在に密封接触している。
このように、環状部材４に焼付け成形されたシールリップ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄが環状部材２の軸方向部２ａと径方向部２ｄとに密封接触することにより、密封領域Ｍが形成される。これにより、外部からのダストの浸入を抑制することができ、また、内部からのグリースの流出を抑制することができる。また、この密封領域Ｍにグリースを充填して保持させることができるので、外部から泥水が浸入することを抑制することができる。
なお、シールリップ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄにおいては、図１に示すような形状に限るものではなく、適宜好適な形状に設定されるものである。また、シールリップの数も、本実施の形態においては２つずつ（シールリップ５ａ，５ｂと、シールリップ５ｃ，５ｄ）設けているが、これに限らず適宜設定されるとよい。また、本実施の形態においてシールリップは、環状部材４に設けられて環状部材２に摺動自在に密封接触しているが、これに限らず、環状部材２に設けられて環状部材４に摺動自在に密封接触してもよく、前者と後者とが混在していてもよい。
また、環状部材２に焼付け成形されたゴム材３は、この密封領域Ｍ内に配設されることとなるので、ゴム材３、特に被検知部３ａを保護することができる。被検知部３ａを保護することができることにより、被検知部３ａが剥き出しの状態ではなくなるので、被検知部３ａが外部の異物，泥水，外部磁界等による外乱の影響を直接受けることを防ぐことができ、安定した磁力の供給が可能となり、磁気エンコーダによる検出精度を向上させることができる。
さらに、本実施の形態においては、シールリップ５ａ，５ｂよりも外部側にラビリンスシール部８を設けている。ここで、シールリップ５ａ，５ｂ及びラビリンスシール部８により、２部材間の環状隙間をシールするシール部を構成している。
ラビリンスシール部８は、環状部材２の軸方向部２ｅの内部側先端２ｆとハウジング２０の軸方向外部側端部２０ａとにより形成される微小隙間８ａ、及び、環状部材２の軸方
向部２ｅの内周面２ｇと環状部材４の径方向部４ｂの外径側端部に焼付け成形されたゴム材５の外径側端部５ｅとにより形成される微小隙間８ｂにより構成される。
このように、シールリップ５ａ，５ｂよりも外部側にラビリンスシール部８を設けることにより、耐泥水性を飛躍的に向上させることができる。
なお、本実施の形態において、密封装置１は軸受部を密封するものであり、３０はベアリングを示すものである。
図３は、他の実施の形態を示すもので、図１に示したラビリンスシール部８に対して、ハウジングの形状を変形させることにより、ラビリンスシール部８０を構成する微小隙間の数を増やしている。図３に示す密封装置１は図１に示すものと同様のものであり、図３において図１に示す構成と同様の構成部分については同一の符号を付している。
図３に示すラビリンスシール部８０においては、図１に示したラビリンスシール部８を構成する微小隙間８ａ，８ｂに加えて、さらに、環状部材２の軸方向部２ｅの外周面２ｈと、ハウジング２０の円筒状部２１の内周面２１ａとにより形成される微小隙間８ｃを設けている。
このようにラビリンスシール部８０を構成することにより、耐泥水性をさらに飛躍的に向上させることができる。
なお、図１，３に示すラビリンスシール部においては、環状部材２と、環状部材４に焼付け成形されたゴム材５との間、及び、環状部材２と、ハウジング２０との間で微小隙間を形成しているが、ゴム材５またはハウジング２０のいずれかが環状部材２との間で微小隙間を形成してもよい。
以上説明したように、本実施の形態によれば、密封領域Ｍ内にゴム材３を設けたことにより、被検知部３ａを保護することができる。したがって、被検知部３ａが外部の異物，泥水，外部磁界等による外乱の影響を直接受けることを防ぐことができ、安定した磁力の供給が可能となり、磁気エンコーダによる検出精度を向上させることができる。
また、センサ６は、密封装置１よりも外部側に配置する構成としているので、密封装置１自体にセンサ６を設ける必要はなく、密封装置の構造を簡素化することができる。そして、センサ６を径方向部２ｂ及び軸方向部２ｃにより形成される凹部７に配置することにより、センサ６を保護することができる。さらに、センサ６と軸方向部２ｃとを近接して設けることにより、外周側から浸入する異物や泥水等から、センサ６をより確実に保護することができる。
また、２部材間の環状隙間をシールするシール部を、シールリップ５ａ，５ｂと、シールリップ５ａ，５ｂよりも外部側に設けたラビリンスシール部８とにより構成させているので、シール性、特に、耐泥水性を飛躍的に向上させることができる。したがって、内部側に設けた被検知部３ａをより確実に保護することができ、外部の異物，泥水，外部磁界等による外乱の影響を直接受けることを防ぐことができ、安定した磁力の供給が可能となり、磁気エンコーダによる検出精度を向上させることができる。
本発明の実施の形態に係る密封装置の概略部分断面図である。 多極化された被検知部を説明するための概略図である。 本発明の他の実施の形態に係る密封装置の概略部分断面図である。 従来技術に係る密封装置の概略部分断面図である。
符号の説明
１ 密封装置
２ 環状部材
２ａ，２ｃ，２ｅ 軸方向部
２ｂ，２ｄ 径方向部
２ｆ 内部側先端
２ｇ 内周面
２ｈ 外周面
３ ゴム材
３ａ 被検知部
４ 環状部材
４ａ 軸方向部
４ｂ，４ｃ 径方向部
５ ゴム材
５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ シールリップ
５ｅ 外径側端部
６ センサ
７ 凹部
８，８０ ラビリンスシール部
８ａ，８ｂ，８ｃ 微小隙間
９ 微小隙間
１０ 軸
２０ ハウジング
２０ａ 軸方向外部側端部
２１ 円筒状部
２１ａ 内周面
３０ ベアリング

Claims (2)

  1. 互いに同軸的に相対回転自在な２部材のうちのいずれか一方の部材に嵌着される第１の環状部材と、該２部材のうちのいずれか他方の部材に嵌着される第２の環状部材と、該第１及び第２の環状部材間に設けられて該２部材間の環状隙間をシールするシール部と、を備えるとともに、
    非密封対象流体側に設けられる検知手段により検知される磁化された被検知部を前記環状部材の密封対象流体側に備え、前記２部材の相対回転を検出可能とする密封装置であって、
    前記シール部は、
    前記第１及び第２の環状部材のうち少なくともいずれか一方に設けられ、該第１及び第２の環状部材のうち少なくともいずれか他方に密封接触するシールリップと、
    前記シールリップよりも非密封対象流体側に設けられ、前記第１の環状部材が前記第２の環状部材と前記他方の部材とのうち少なくともいずれかに近接することにより形成される微小隙間と、
    を備えることを特徴とする密封装置。
  2. 前記一方の部材は、前記他方の部材の内周側に設けられ、
    前記第１の環状部材は、前記検知手段に近接して設けられる軸方向部を、該検知手段よりも外周側に備えることを特徴とする請求項１に記載の密封装置。
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