JP2005098334A - Sealing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁気センサとパルサリングを組み込んだシール装置に関する。 The present invention relates to a sealing device incorporating a magnetic sensor and a pulsar ring.
上記のようなシール装置を内輪回転タイプの転がり軸受に用いる場合、非回転の外輪の一端面に磁気センサを取り付け、また、回転する内輪の一端面に支持部材を介して着磁リングを取り付けている(特許文献1参照)。支持部材は、円筒部と径方向内方に延びる鍔部とを有し、この支持部材の円筒部の外周面に着磁リングを接着している。着磁リングは、磁性粉入りのゴムをベースとして、N極とS極とを周方向交互に着磁したものである。磁気センサの検出面は着磁リングの被検出面と直交している。
上記従来例では、磁気センサの検出面が着磁リングの被検出面と直交しているので、磁気センサと着磁リングとが軸方向に位置ずれしたときに、磁気センサの検出面と着磁リングの被検出面との間の距離が大きくなり、着磁リングの磁力を強くするために磁性粉入りのゴムを大きくしたり、磁気センサをより感度の高いものにしたりせねばならず、回転検出器が大型化したり、製造コストが高くなる。 In the above conventional example, since the detection surface of the magnetic sensor is orthogonal to the detection surface of the magnetized ring, when the magnetic sensor and the magnetized ring are displaced in the axial direction, the detection surface of the magnetic sensor and the magnetized surface are magnetized. The distance between the detection surface of the ring is increased, the rubber containing the magnetic powder must be increased to increase the magnetic force of the magnetized ring, and the magnetic sensor must be made more sensitive, rotating. The detector becomes large and the manufacturing cost increases.
本発明は、非回転の外輪部材に固定される第1シールリングと、回転する内輪部材に固定される第2シールリングとを組み合わせたシール装置であって、前記第1シールリングには磁気センサが取り付けられており、前記第2シールリングには、前記磁気センサで検出されるパルサリングが前記磁気センサと径方向で対向するように取り付けられており、前記パルサリングは、前記第2シールリングの外周に取り付けられる環状芯金と、この環状芯金に備える円筒部の外周面に接着される多極磁石ロータとからなり、前記多極磁石ロータは、磁性粉入りのゴムまたは樹脂をベースとして周方向交互にN極、S極を配置するように径方向から着磁して前記各磁極間をループする磁力線を前記磁気センサ側へ放出するものであることを特徴としている。 The present invention is a sealing device that combines a first seal ring fixed to a non-rotating outer ring member and a second seal ring fixed to a rotating inner ring member, wherein the first seal ring includes a magnetic sensor. Is attached to the second seal ring so that a pulsar ring detected by the magnetic sensor faces the magnetic sensor in a radial direction, and the pulsar ring is an outer periphery of the second seal ring. And a multipolar magnet rotor bonded to the outer peripheral surface of a cylindrical portion provided in the annular core metal, the multipolar magnet rotor being circumferentially based on rubber or resin containing magnetic powder It is characterized in that it is magnetized from the radial direction so that N poles and S poles are alternately arranged, and magnetic field lines that loop between the magnetic poles are emitted to the magnetic sensor side. That.
この場合、磁気センサの検出面と多極磁石ロータの被検出面とを径方向に対向させる形態にしているから、磁気センサとパルサリングとが軸方向に多少位置ずれしていても多極磁石ロータから放出される磁力線が磁気センサの検出面に入りやすくなる。 In this case, since the detection surface of the magnetic sensor and the detection surface of the multipolar magnet rotor are configured to face each other in the radial direction, the multipolar magnet rotor is provided even if the magnetic sensor and the pulsar ring are slightly displaced in the axial direction. The magnetic field lines emitted from the magnetic field easily enter the detection surface of the magnetic sensor.
本発明のシール装置では、磁気センサとパルサリングの多極磁石ロータとが軸方向に位置ずれしていても磁気センサによる検出精度が低下することを防止できる。 In the sealing device of the present invention, even if the magnetic sensor and the pulsar ring multipole magnet rotor are displaced in the axial direction, it is possible to prevent the detection accuracy of the magnetic sensor from being lowered.
図1から図5に本発明の一実施形態を示している。この実施形態では、自動車の駆動輪側に用いる転がり軸受装置1に本発明のシール装置を組み込んだ状態で説明する。図1において転がり軸受装置1の左側は車両アウタ側で、右側は車両インナ側である。
1 to 5 show an embodiment of the present invention. In this embodiment, a description will be given in a state in which the seal device of the present invention is incorporated in the rolling bearing
非回転に固定される外輪部材2に、それぞれ冠形保持器6a,6bで円周等間隔に配置された二列の転動体(例えば玉)4,5を介して、内軸部材3が軸心回りに回転自在に支持されている。
The
外輪部材2の外周面には、径方向外方に延びるフランジ部21が形成されている。このフランジ部21が車体の一部となるナックル9にボルト10で固定されることで、外輪部材2が非回転に固定される。
A
内軸部材3は、内軸31と、単列アンギュラ玉軸受に用いられる内輪32とから構成されている。内輪32は、内軸31の胴部の車両インナ側に外嵌装着されるものであり、内軸31の車両インナ側端部を径方向外方にローリングかしめすることにより、内軸31に内輪32が一体化されている。
The
二列の転動体4,5は、外輪部材2の内周面に軸方向隣り合わせに設けられる二つの軌道部と、内軸31の外周面に設けられる軌道部および内輪32の外周面に設けられる軌道部との各間に介装されている。
The two rows of
内軸31の外周面において車両アウタ側には、径方向外方に延びるフランジ部34が一体的に形成されている。フランジ部34に、図示しないがブレーキディスクや車輪が取付けられる。内軸31の中心孔には、等速ジョイント(CVJ)の椀形外輪12に一体的に形成された軸部13がスプライン嵌合されていて、この軸部13の車両アウタ側端部にナット14が螺着されることで、椀形外輪12が内軸部材3に一体化されている。
A
外輪部材2と内軸部材3との間の軸方向両側には、第1、第2シール装置7,8が取り付けられている。両シール装置7,8は、転動体4,5が配置される環状空間11内の潤滑剤が外部に漏れるのを防止するとともに、環状空間11内に外部の泥水等が浸入するのを防止する。
First and
車両アウタ側に配置される第1シール装置7は、詳細に図示していないが、外輪部材2に内嵌した金属環に、内軸31に摺接するゴム製リップを接着した構成である。
Although not shown in detail, the
車両インナ側に配置される第2シール装置8は、図2に示すように、第1シールリング81と、第2シールリング82とを組み合わせた構成であり、いわゆるパックシールと呼ばれるものである。この第2シール装置8に、内軸部材3(内軸31および内輪32)の回転状態(回転位相、回転速度、回転数、回転方向など)を検出する回転検出器として磁気センサ15およびパルサリング16を組み込んでいるので、以下で詳しく説明する。
As shown in FIG. 2, the
第1シールリング81は、外輪部材2に取り付けられるもので、第1金属環83に主リップ84および補助リップ85を被着した構成である。第1金属環83は、円筒部83aと、円筒部83aの軸方向内端から径方向内方に延びる鍔部83bとを有し、鍔部83bの内周に主リップ84および補助リップ85が加硫接着されている。第1金属環83における円筒部83aの外周面全周に所定厚みの樹脂製外装体17を積層して、樹脂製外装体17内に磁気センサ15を埋設している。樹脂製外装体17の円周所定位置には、磁気センサ15と車体の電子回路に接続されたハーネス(図示せず)とを接続するための雌型のコネクタ20が径方向外方に突出する状態で一体に形成されている。
The
ところで、第1金属環83の円筒部83aにおいて磁気センサ15が配置される領域には、図5に示すように、径方向内外に開口する窓83cが設けられている。この窓83cは、径方向から見て磁気センサ15の外形よりも大きい寸法形状、あるいは磁気センサ15の外形とほぼ同じ寸法形状とされている。このよう窓83cを設けることによって、磁気センサ15とパルサリング16との対向面間に金属材が介在されなくなる。なお、窓83cは、第1金属環83において第2シールリング82の径方向リップ87が摺接する領域に届かないように設けられている。また、磁気センサ15は、図5に示すように、その検出面を窓83cの外径側開口端と面一とするように配置されている。さらに、窓83c内には、樹脂製外装体17が充填されている。
By the way, in the region where the
第2シールリング82は、内輪32に取り付けられるもので、第2金属環86に径方向リップ87を被着した構成である。第2金属環86は、円筒部86aと、円筒部86aの軸方向外端に径方向外方に延びるよう一端形成された鍔部86bとを有し、鍔部86bの外周に径方向リップ87が加硫接着されている。この第2シールリング82にパルサリング16が取り付けられている。
The
なお、各リップ84,85,87は、ニトリルブタジエンラバー(NBR)などのゴムからなるが、適宜の樹脂とすることもできる。
Each
パルサリング16は、環状芯金18に多極磁石ロータ19を接着したものからなる。環状芯金18は、径方向内外に同心配置される内筒部18aと外筒部18bとの各軸方向外端側を環状板部18cで一体に連接した構成である。多極磁石ロータ19は、環状芯金18の外筒部18bの外周面に磁性粉を含有した水素化ニトリルブタジエンラバー(H−NBR)などのゴムまたは樹脂を加硫接着して周方向交互にN極、S極を配置するように径方向から着磁したものである。この多極磁石ロータ19では、図3および図4に示すように、周方向で隣り合う各磁極間をループする磁力線が外径側へ放出されるようになっている。なお、多極磁石ロータ19の原料を環状板部18cの外側面を覆うように回り込ませているので、環状芯金18と第2金属環86との嵌め合い面から外部の水分が染み込むことを防止できる。このような多極磁石ロータ19の原料の回り込み部分を設けないようにしてもよい。
The
そして、環状芯金18の内筒部18aが第2金属環86の円筒部86aに嵌合されることで第2シールリング82にパルサリング16が取り付けられているとともに、磁気センサ15の検出面にパルサリング16の被検出面が径方向で対向されている。これにより、図3および図4に示すように、パルサリング16の多極磁石ロータ19において周方向で隣り合う各磁極間をループする磁力線が外径側に放出されて磁気センサ15の検出面に入るようになる。
The
なお、第1金属環83は、磁気センサ15が取り付けられる関係より、例えば非磁性ステンレス鋼(JIS規格SUS304)などの非磁性材で形成されている。また、環状芯金18は、多極磁石ロータ19から内径側へ放出される磁力線を集束する磁路とするために、例えば磁性ステンレス鋼(JIS規格SUS430)などの磁性材で形成されている。さらに、磁気センサ15をモールドする樹脂製外装体17は、非磁性の樹脂材、例えばポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリアミド(PA)などのエンジニアリングプラスチックとされる。そして、第1シールリング81と第2シールリング82とで囲む空間には、図示しないがグリースなどの潤滑剤が封入されている。
The
このような第2シール装置8は、第1シールリング81と、パルサリング16を一体的に取り付けた第2シールリング82とを抱き合わせる形に仮組みしておいて、第2金属環86を内輪32の外周面の肩部32aに圧入嵌合するとともに、第1シールリング81の樹脂製外装体17を外輪部材2の内周面の肩部2aに圧入嵌合し、樹脂製外装体17のフランジ部17aを外輪部材2の車両インナ側の端面2bに当接させることにより第1シールリング81を位置決めする。このように取り付けた状態で、第1シールリング81の主リップ84および補助リップ85が環状芯金18の内筒部18a外周面に接触され、第2シールリング82の径方向リップ87が第1金属環83の円筒部83a内周面に接触される。径方向リップ87をパルサリング16よりも外側に配置しているので、このパルサリング16がダストなどにより汚れることを防止できて、検出精度の低下を回避できる。また、第1シールリング81の主リップ84および補助リップ85によって転動体5および軌道部から隔離されているので、転動体5の回転によって生じる金属摩耗粉などがパルサリング16に付着することを防止でき、検出精度の低下を回避できる。
In such a
以上説明したように、第2シール装置8において、パルサリング16の多極磁石ロータ19を環状芯金18の外筒部18bの外周面に接着して、この多極磁石ロータ19の周方向で隣り合う各磁極間をループする磁力線を外径側つまり磁気センサ15側へ向けて放出させる形態にしている。そのため、磁気センサ15とパルサリング16とが軸方向に位置ずれしていても多極磁石ロータ19から放出される磁力線が磁気センサ15の検出面に入りやすくなり、軸方向位置ずれによる悪影響を受けにくくなって磁気センサ15による検出精度が低下することがない。
As described above, in the
この他、上記実施形態では、次のようなメリットが得られる。 In addition, in the above embodiment, the following merits are obtained.
第1に、第1金属環83に窓83cを設けることによって第1シールリング81に取り付けた磁気センサ15と第2シールリング82に取り付けたパルサリング16との対向面間に金属材を介在させないようにしているから、回転動作時においてパルサリング16から発する磁力線が第1金属環83の窓83cを通過することになって、第1金属環83を磁力線が通過することに伴い発生する渦電流が原因となって磁気センサ15の検出動作を低下させるような現象が発生せずに済む。このことに加えて、磁気センサ15とパルサリング16との対向間隔を狭くすることが可能になるので、磁気センサ15の検出精度を高めることが可能になる。
First, by providing a
第2に、パルサリング16は、環状芯金18の外筒部18bに多極磁石ロータ19を接着した構成であるから、回転遠心力を受けても多極磁石ロータ19が径方向に振れ動かなくなる。これにより、パルサリング16と磁気センサ15との径方向対向間隔を遠心力の大小に関係なく一定に保つことができる。
Secondly, since the
第3に、パルサリング16を第2シールリング82と別体にしているから、それらを個別に簡単に製造できるようになって、製造コストを低減できる。特に、上記実施形態では、環状芯金18の内筒部18aおよび外筒部18bを、第1シールリング81および第2シールリング82の軸方向幅内に配置しているので、第2シール装置8全体の軸方向幅を大きくする必要がなく、コンパクト化に貢献できる。また、パルサリング16の軸方向幅を、第1シールリング81と第2シールリング82との軸方向対向間隔に収まる範囲で最大にすれば、環状芯金18の環状板部18cの側面に接着するような場合に比べて、磁気センサ15に対する対向面積を大きく確保できて磁気センサ15による検出精度を可及的に高めることが可能になる。
Third, since the
第4に、パルサリング16の多極磁石ロータ19を第2シールリング82の径方向リップ87と別々に設けて、径方向リップ87を研磨粒子となりうる磁性粉の混入していないゴムで形成しているので、径方向リップ87の接触相手である第1金属環83を摩耗させるような攻撃性を無くすことができる。これにより、長期にわたって安定した密封性を発揮できるようになる。
Fourth, the
以下、本発明の他の実施形態や応用例を説明する。 Hereinafter, other embodiments and application examples of the present invention will be described.
(1)上記シール装置8は、図示しないが自動車の従動輪側に用いる転がり軸受装置にも用いることができる他、いろいろな場所に用いることができる。
(1) Although not shown, the
(2)上記実施形態において、第1金属環83に窓83cを設けていないものも本発明に含まれる。
(2) In the embodiment described above, the
(3)上記磁気センサ15としては、例えば、図6に示すように、ホール素子や磁気抵抗素子などの2個のセンサ素子22a,22bからなる正逆検知センサとすることができる。2個のセンサ素子22a,22bは、円周方向に離れて配置され、その配置間隔は、図7に示すように互いの出力位相が90度となる間隔(λ/4)である。λは多極磁石ロータ19の着磁ピッチである。着磁ピッチとはN極の周方向着磁長さとこれに隣り合うS極の周方向着磁長さとの合計長さである。一方のセンサ素子22aが図7(A)の矩形波信号を出力すると、他方のセンサ素子22bは、図7(A)の矩形波信号に対して90度位相がずれた図7(B)の矩形波信号を出力する。つまり、正逆検知センサに対する多極磁石ロータ19の対向状態が多極磁石ロータ19の回転速度や回転方向に応じて変化すると、その変化に対応して正逆検知センサ15の各センサ素子22a,22bからの矩形波信号の位相関係や位相の周期が変化するので、この両矩形波信号に対して信号処理を施すことにより、内輪部材3の回転位相、回転速度、回転数、回転方向などを求めることができる。
(3) As the
2 外輪部材 3 内軸部材
32 内輪 8 第2シール装置
81 第1シールリング 82 第2シールリング
15 磁気センサ 16 パルサリング
18 環状芯金 18a 環状芯金の内筒部
18b 環状芯金の外筒部 18c 環状芯金の環状板部
19 多極磁石ロータ
2
Claims (1)
前記第1シールリングには磁気センサが取り付けられており、
前記第2シールリングには、前記磁気センサで検出されるパルサリングが前記磁気センサと径方向で対向するように取り付けられており、
前記パルサリングは、前記第2シールリングの外周に取り付けられる環状芯金と、この環状芯金に備える円筒部の外周面に接着される多極磁石ロータとからなり、前記多極磁石ロータは、磁性粉入りのゴムまたは樹脂をベースとして周方向交互にN極、S極を配置するように径方向から着磁して前記各磁極間をループする磁力線を前記磁気センサ側へ放出するものである、ことを特徴とするシール装置。 A seal device that combines a first seal ring fixed to a non-rotating outer ring member and a second seal ring fixed to a rotating inner ring member,
A magnetic sensor is attached to the first seal ring,
The pulsar ring detected by the magnetic sensor is attached to the second seal ring so as to face the magnetic sensor in the radial direction,
The pulsar ring is composed of an annular core bar attached to the outer periphery of the second seal ring, and a multipolar magnet rotor bonded to an outer peripheral surface of a cylindrical portion provided in the annular core metal. Based on a rubber or resin containing powder, the magnetic poles that are magnetized from the radial direction so as to alternately arrange the N poles and the S poles in the circumferential direction and loop between the magnetic poles are emitted to the magnetic sensor side. A sealing device characterized by that.
Priority Applications (8)
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CN112178056A (en) * | 2019-07-03 | 2021-01-05 | 斯凯孚公司 | Magnetic pulse ring, bearing unit, rotary electric machine, and magnetic pulse ring obtaining method |
-
2003
- 2003-09-22 JP JP2003330693A patent/JP2005098334A/en active Pending
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