JP2005337345A - Sealing device with pulsar ring - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、互いに回転する二部材間を密封する密封装置であって、特に、磁気式ロータリエンコーダのパルサーリングを備えたものに関する。 The present invention relates to a sealing device that seals between two members that rotate with each other, and more particularly, to a device that includes a pulsar ring of a magnetic rotary encoder.
図4は、この種のパルサーリング付き密封装置の典型的な従来技術を、軸心Oを通る平面で切断して示す装着状態の半断面図である。この密封装置100は、ハブシールとも呼ばれ、自動車における懸架装置に車輪を回転自在に支持する軸受110の外輪111と内輪112の間に組み込まれて、外部SOから軸受110の内部SIへ泥水や塵埃等が侵入するのを防止すると共に、軸受110の内部SIに封入されたグリースが外部SOへ流出するのを防止するものである。
FIG. 4 is a half sectional view of a mounting state in which a typical prior art of this kind of sealing device with a pulsar ring is cut along a plane passing through an axis O. FIG. The
詳しくは、密封装置100は、軸受110の外輪111の端部内周面に圧入嵌着された金属製の静止側取付環101と、軸受110の内輪112の端部外周面に圧入嵌着された金属製の回転側取付環102と、静止側取付環101の内向きフランジ101bの内周端に一体的に設けられて先端部が回転側取付環102の内周筒部102aの外周面に摺動可能に密接されるゴム状弾性材料からなる静止側シールリップ103と、回転側取付環102における外向きフランジ102bの外周部に一体的に設けられて先端部が静止側取付環101における外周筒部101aの内周面及び内向きフランジ101bの内側面にそれぞれ摺動可能に密接されるゴム状弾性材料からなる回転側の外周リップ104及びサイドリップ105とを備える(例えば特許文献1参照)。
Specifically, the
すなわち、この密封装置100は、軸受110の外部SOと内部SIとの間に、静止側シールリップ103、回転側の外周リップ104及びサイドリップ105による密封摺動部が三段に形成され、しかも、回転側の外周リップ104及びサイドリップ105には遠心力による振り切り作用を生じるので、優れた密封性能を発揮することができる。
That is, the
一方、車両における懸架装置に車輪を回転自在に支持する軸受110を密封する密封装置には、磁気センサによって回転速度を検出するために、磁性粉体を混入したゴム状弾性材料又は合成樹脂材料で円盤状に成形されると共に円周方向交互に異なる磁極N,Sが形成されたパルサーリング(パルス発生リング)を、一体的に設けることが知られている(例えば特許文献2参照)。
ところが、図4のような、回転側取付環102に外周リップ104及びサイドリップ105を備える密封装置100において、この図4に二点鎖線で示されるように、回転側取付環102における外向きフランジ102bの外側面にパルサーリング106を一体に設ける場合、その成形の過程で、外周リップ104及びサイドリップ105を成形する未加硫材料と、パルサーリング106を成形する磁性粉体入り未加硫材料が部分的に混合して、パルサーリング106の磁界による回転検出精度に悪影響を及ぼすおそれがあった。
However, in the
また、回転側取付環102を軸受110の内輪112の端部外周面に圧入嵌着する際に、ゴム状弾性材料等からなるパルサーリング106を押圧するので、パルサーリング106の変形によって、回転側取付環102の位置決めが困難になり、あるいはパルサーリング106に変形や損傷を生じて、これらも、パルサーリング106の磁界による回転検出精度に悪影響を及ぼすおそれがあった。
Further, when the rotation-
本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、シールリップと磁気式ロータリエンコーダのパルサーリングを回転側取付環に設けた密封装置において、パルサーリングの磁界による回転検出精度の低下を有効に防止し得る構造とすることにある。 The present invention has been made in view of the above points. The technical problem of the present invention is that a sealing device in which a lip ring of a seal lip and a magnetic rotary encoder is provided on a rotation side mounting ring, An object of the present invention is to provide a structure that can effectively prevent a decrease in rotation detection accuracy due to a magnetic field.
上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項1の発明に係るパルサーリング付き密封装置は、非回転の外周部材に密嵌固定される静止側取付環と、前記外周部材の内周側に回転可能に配置された内周部材に密嵌固定される回転側取付環と、前記静止側取付環に一体的に設けられて先端部が前記回転側取付環に摺動可能に密接されるゴム状弾性材料からなる静止側シールリップと、前記回転側取付環に一体的に設けられて先端部が前記静止側取付環に摺動可能に密接されるゴム状弾性材料からなる回転側シールリップと、前記回転側取付環に一体的に設けられたパルサーリングとを備え、このパルサーリングは磁性粉体を混入したゴム状弾性材料又は合成樹脂材料からなり、前記回転側シールリップと分離して形成されたものである。
As means for effectively solving the technical problem described above, a sealing device with a pulsar ring according to the invention of
上記構成において、パルサーリングは回転側取付環に回転側シールリップと分離して設けられるため、内周部材への装着の際に、回転側シールリップとパルサーリングの間で回転側取付環を軸方向へ押圧することができ、したがって静止側取付環に対する回転側取付環(回転側シールリップ及びパルサーリング)の軸方向の位置決めをしやすく、また、回転側シールリップとパルサーリングの同時成形に際して、パルサーリングに回転側シールリップの材料が混合するのを防止することができる。 In the above configuration, since the pulsar ring is provided separately from the rotation side seal lip on the rotation side mounting ring, the rotation side mounting ring is pivoted between the rotation side seal lip and the pulsar ring when mounted on the inner peripheral member. Therefore, it is easy to position the rotating side mounting ring (rotating side seal lip and pulsar ring) in the axial direction with respect to the stationary side mounting ring. It is possible to prevent the material of the rotary side seal lip from mixing with the pulsar ring.
請求項1の発明に係るパルサーリング付き密封装置によれば、装着の際に回転側取付環の位置決めが容易であり、このためパルサーリングが高精度に位置決めされ、しかも、このパルサーリングに回転側シールリップの材料が混合することによる磁界のばらつきが防止されるので、回転検出精度を向上することができる。 According to the sealing device with a pulsar ring according to the first aspect of the present invention, it is easy to position the rotating side mounting ring at the time of mounting. Therefore, the pulsar ring is positioned with high accuracy, and the pulsar ring is positioned on the rotating side. Since the variation of the magnetic field due to the mixing of the material of the seal lip is prevented, the rotation detection accuracy can be improved.
図1及び図2は、本発明に係るパルサーリング付き密封装置の好ましい実施の形態を、軸心Oを通る平面で切断して示す半断面図である。なお、図1と図2は、静止側シールリップの形状が異なるほかは、基本的に同様のものである。 1 and 2 are half sectional views showing a preferred embodiment of a sealing device with a pulsar ring according to the present invention by cutting along a plane passing through an axis O. FIG. 1 and 2 are basically the same except that the shape of the stationary-side seal lip is different.
図1及び図2において、参照符号110は、自動車の懸架装置において、車輪を回転自在に支持するための軸受であって、外輪111及び内輪112と、その間に配置され円周方向に並んだ多数の鋼球113(図1には1個のみ示される)からなる。外輪111は非回転であって、請求項1に記載された外周部材に相当し、懸架装置における不図示のナックルに固定されている。また、内輪112は車輪側の不図示のハブに一体的に嵌着されており、請求項1に記載された内周部材に相当するものである。
1 and 2,
本発明に係る密封装置は、軸受110の内部SIへ、外部SOからの泥水や塵埃等が侵入するのを防止すると共に、鋼球113を潤滑するグリースが軸受外部SOへ流出するのを防止するもので、軸受110の外輪111の端部内周面に密嵌固定される静止側取付環1と、軸受110の内輪112の端部外周面に密嵌固定される回転側取付環2と、静止側取付環1に一体的に設けられて先端部が回転側取付環2に摺動可能に密接されるゴム状弾性材料からなる内周リップ3と、回転側取付環2に一体的に設けられて先端部が静止側取付環1に摺動可能に密接されるゴム状弾性材料からなる外周リップ4及びサイドリップ5と、回転側取付環2に一体的に設けられたパルサーリング6とを備える。なお、内周リップ3は、請求項1に記載された静止側シールリップに相当するものであり、外周リップ4及びサイドリップ5は、請求項1に記載された回転側シールリップに相当するものである。
Sealing device according to the present invention, the interior S I of the
詳しくは、静止側取付環1は、鋼板等の金属板を打ち抜きプレス成形することにより製作したものであって、軸心Oを通る平面で切断した形状(図1又は図2の断面形状)が略L字形をなし、すなわち軸受110の外輪111の内周面に圧入嵌着される外周筒部11と、その軸受内部SI側の端部から内周側へ延びる内向きフランジ12からなる。
Specifically, the stationary-
回転側取付環2も同様に、鋼板等の金属板を打ち抜きプレス成形することにより製作したものであって、軸心Oを通る平面で切断した形状(図1又は図2の断面形状)が略L字形をなす。すなわち軸受110の内輪112の外周面に圧入嵌着される内周筒部21と、その軸受外部SO側の端部から外周側へ延びる外向きフランジ22とからなる。静止側取付環1における内向きフランジ12の内径は、回転側取付環2における内周筒部21の外周面よりも大径であり、回転側取付環2における外向きフランジ22の外径は、静止側取付環1における外周筒部11の内周面よりも小径に形成されている。
Similarly, the rotation-
静止側シールリップである内周リップ3は、静止側取付環1における内向きフランジ12の内周部を埋設した状態に加硫接着された基部31と、その内周部から延びて、回転側取付環2における内周筒部21の外周面に適当な締め代をもって摺動可能に密接されるリップ本体32からなる。なお、図1の形態においては、リップ本体32が軸受内部SIと反対側を向いており、図2の形態においては、リップ本体32が軸受内部SI側を向いている。
The inner
回転側シールリップである外周リップ4及びサイドリップ5は、回転側取付環2における外向きフランジ22の外周部を埋設した状態に加硫接着された基部7を共有し、すなわちこの共有基部7から二股に延びるように形成されている。
The outer
そして、外周リップ4は、共有基部7における軸受外部SOと反対側の端部から、図中に破線で示されるように、軸受外部SOと反対側へ凸の屈曲形状をもって外周側へ延び、軸受外部SOを向いた先端部が、静止側取付環1における外周筒部11の内周面に、適当な締め代をもって摺動可能に密接される。また、サイドリップ5は、外周リップ4の内周側に位置して、共有基部7から、図中に破線で示されるように、軸受外部SOと反対側へ向けて、先端ほど大径になる円錐筒状に延び、先端部が、静止側取付環1における内向きフランジ12の内側面に、適当な締め代をもって摺動可能に密接される。
The
パルサーリング6は、磁性粉体を混入したゴム状弾性材料で平たい円盤状に成形されると共に、回転側取付環2における外向きフランジ22の外側面に一体的に加硫接着されたものであって、N極とS極が円周方向に等ピッチで交互に着磁されている。また、このパルサーリング6の成形領域は、外周リップ4及びサイドリップ5の共有基部7の成形領域から分離しており、パルサーリング6と前記共有基部7との間で、前記外向きフランジ22の外側面が環状に露出している(露出面22b’)。
The
密封装置の外側(軸受外部SO)には、パルサーリング6と近接対向させて、磁気センサ8が非回転状態に配置されている。磁気センサ8は、パルサーリング6と共に磁気式ロータリエンコーダを構成するものであり、すなわち、車輪の回転によって、内輪112に嵌着された回転側取付環2と共にパルサーリング6が回転すると、磁気センサ8から、その対向位置をパルサーリング6のN極とS極が交互に通過することによって、これに対応したパルス信号が出力されるようになっている。
A
以上の構成において、内周リップ3は、所定のゴム加硫成形用金型(不図示)内に、予め内向きフランジ12の内周部に加硫接着剤を塗布した静止側取付環1を位置決めセットして型締めし、前記金型と内向きフランジ12との間に画成された環状の成形用キャビティ内に、未加硫ゴム材料を充填し、加熱・加圧することによって、加硫成形と共に前記内向きフランジ12への加硫接着を行ったものである。
In the above configuration, the inner
図3は、回転側取付環2に外周リップ4及びサイドリップ5とパルサーリング6を一体成形する過程示す説明図である。すなわち、図3における参照符号120は、複数の分割型121,122からなる金型で、その分割面間に回転側取付環2を位置決め固定することができ、型締め状態において、回転側取付環2における外向きフランジ22の内側面22aの外周部と分割型121との間に、図1又は図2における外周リップ4、サイドリップ5及びその共有基部7と対応する断面形状の環状の成形用キャビティC1が画成され、前記外向きフランジ22の外側面22bと分割型122との間に、図1又は図2におけるパルサーリング6と対応する断面形状の環状の成形用キャビティC2が画成される。
FIG. 3 is an explanatory view showing a process of integrally forming the outer
キャビティC1の内径、言い換えれば外周リップ4及びサイドリップ5の共有基部7の内径と、キャビティC2の外径、言い換えればパルサーリング6の外径は、ほぼ同じ径方向位置にある。また、キャビティC1,C2の間は、前記外向きフランジ22の外側面22bの外周部と分割型122との密接部Aによってシールされ、互いに分離されている。
The inner diameter of the cavity C 1, the inner diameter of the shared
したがって、金型120内に、予め外向きフランジ22に加硫接着剤を塗布した回転側取付環2を、図3に示されるように位置決めセットして型締めし、一方のキャビティC1に未加硫ゴム材料を充填すると共に、他方のキャビティC2に、磁性粉体を均一に混合した未加硫ゴム材料を充填し、加熱・加圧することによって、外周リップ4及びサイドリップ5と、パルサーリング6を同時に、前記外向きフランジ22に、加硫成形と共に加硫接着を行うことができる。なお、成形後、パルサーリング6には、不図示の多極着磁ヨーク等を用いて、N極とS極が円周方向交互に着磁される。
Therefore, the rotating
上記成形過程において、外周リップ4及びサイドリップ5を成形するキャビティC1と、パルサーリング6を成形するキャビティC2の間は、回転側取付環2における外向きフランジ22の外側面22bの外周部と分割型122との密接部Aによってシールされ、互いに分離されているので、キャビティC1に充填され加圧された未加硫ゴム材料と、キャビティC2に充填され加圧された磁性粉体入り未加硫ゴム材料が、互いに混ざり合うことはない。このため、パルサーリング6の着磁後の磁界のばらつきが防止される。
In the molding process, between the cavity C 1 for molding the outer
また、キャビティC1内の未加硫ゴム材料の圧力により回転側取付環2の外向きフランジ22に作用する荷重は分割型122で支承され、キャビティC2内の未加硫ゴム材料の圧力により外向きフランジ22に作用する荷重は分割型121で支承される。このため、前記外向きフランジ22に、成形圧力による変形が発生せず、精度良い成形を行うことができる。
Further, the load acting on the
図1又は図2の装着状態において、非回転である内周リップ3は、軸受110の内輪112と一体に回転する回転側取付環2の内周筒部21の外周面に密封的に摺接される。一方、回転側取付環2と共に回転する外周リップ4及びサイドリップ5は、非回転である静止側取付環1の外周筒部11の内周面及び内向きフランジ12の内側面に密封的に摺接される。このため、軸受110の外部SOと内部SIとの間に、三段の密封摺動部が形成されるので、優れた密封性を奏する。
In the mounted state of FIG. 1 or FIG. 2, the non-rotating inner
特に、最も軸受外部SO側の密封摺動部を形成する外周リップ4には、回転時に、外周リップ4を外周側へ開くように遠心力が作用するので、外輪111と内輪112に微小な偏心がある場合のような、半回転毎の外周リップ4の追随変形動作が補償される。また、この外周リップ4には、軸受外部SO側から侵入しようとする泥酔や塵埃に対して、遠心力による振り切り作用も奏するため、優れた密封性を発揮する。
In particular, centrifugal force acts on the outer
また、サイドリップ5に作用する遠心力は、回転速度が速くなるほど、静止側取付環1の内向きフランジ12の内側面に対するサイドリップ5の面圧を減少させるように作用するが、同時に、遠心力によるサイドリップ5の振り切り効果も高まるので、面圧低下による密封性の低下が補償される。
Further, the centrifugal force acting on the
また、最も軸受内部SI側の内周リップ3は、対グリース用のシールであって、その先端内周と、回転側取付環2の内周筒部21との摺動部は、軸受内部SIに充填されたグリースによって潤滑される。
Also, most bearing internal S I side inner
当該密封装置は、予め、内周リップ3が回転側取付環2の内周筒部21の外周面に密接すると共に、外周リップ4及びサイドリップ5が、静止側取付環1の外周筒部11の内周面に密接した状態に、仮組しておくことができる。そして、図1あるいは図2のように軸受110に装着するには、不図示の治具を用いて、静止側取付環1及び回転側取付環2を、軸受110の外輪111と内輪112の間へ向けて押し込む。
In the sealing device, the inner
このとき、治具を、静止側取付環1における外周筒部11の外端部11aと、回転側取付環2における外向きフランジ22の露出面22b’に当てることができるので、治具をパルサーリング6に当てて押圧する場合に比較して、外輪111及び内輪112に対する静止側取付環1及び回転側取付環2の位置決め、ひいては静止側取付環1と回転側取付環2との相対的な位置決めを高精度に行うことができると共に、パルサーリング6の変形や損傷も防止できる。したがって、密封機能の安定性や、パルサーリング6と磁気センサ8で構成される磁気式ロータリエンコーダによる回転検出精度の安定性を向上させることができる。
At this time, since the jig can be applied to the outer end portion 11a of the outer peripheral
また、先に述べたように、回転側取付環2の外向きフランジ22に、外周リップ4及びサイドリップ5とパルサーリング6を同時成形した際に、双方のゴム材料が混合しないので、パルサーリング6への多極着磁後の磁界のばらつきが防止される。したがってこのことも、回転検出精度の安定性向上に寄与する。
Further, as described above, when the outer
1 静止側取付環
11 外周筒部
12 内向きフランジ
2 回転側取付環
21 内周筒部
22 外向きフランジ
22a 内側面
22b 外側面
22b’ 露出面
3 内周リップ(静止側シールリップ)
31 基部
32 リップ本体
4 外周リップ(回転側シールリップ)
5 サイドリップ(回転側シールリップ)
6 パルサーリング
7 共有基部
8 磁気センサ
110 軸受
111 外輪(外周部材)
112 内輪(内周部材)
113 鋼球
120 金型
121,122 分割型
C1,C2 キャビティ
DESCRIPTION OF
31
5 Side lip (Rotary seal lip)
6
112 Inner ring (inner circumference member)
113
Claims (1)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004155396A JP2005337345A (en) | 2004-05-26 | 2004-05-26 | Sealing device with pulsar ring |
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Family
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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