JP2006029407A - エンコーダ付密封装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ハウジング２の軸孔３内周に装着されて回転軸４の周面に摺動自在に密接するオイルシール５と、回転軸４に装着されて回転軸４とともに回転する磁気エンコーダ６とを有するエンコーダ付密封装置１において、軸方向装着幅を狭めることを目的とし、加えて、エンジンオイル等の密封流体に対するシール性能を向上させることを目的とする。
【解決手段】オイルシール５における金属環７の少なくとも一部を磁気エンコーダ６の円筒部１０ｂの内周側に配置し、オイルシール５と磁気エンコーダ６を軸方向にオーバーラップして配置することにより、軸方向装着幅を狭める。また、オイルシール５のシールリップ８ｅをゴム状弾性体にて成形し、かつ機内側Ａに向けて配置することにより、シール性能を向上させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転軸の回転数や回転速度または回転角度等を検出する磁気エンコーダを備えた密封装置に関するものである。本発明の密封装置は例えば、自動車等車両におけるエンジンブロックに装着され、クランクシャフトと摺動自在に密接してエンジンオイル等の密封流体をシールする。
従来から、図７に示すエンコーダ付密封装置５１が知られており、この密封装置５１は、ハウジング５２の軸孔内周に装着されて回転軸５３の周面に摺動自在に密接するオイルシール５４と、回転軸５３に装着されて回転軸５３とともに回転する磁気エンコーダ５５とを有している。
しかしながら、上記従来の密封装置５１では、オイルシール５４の金属環５６と磁気エンコーダ５５とが軸方向にオーバーラップすることなく軸方向に並んで直列的に配置されているために、軸方向についての装着幅が大きいと云う不都合がある。この種の密封装置５１は一般に、従来その構成要素がオイルシール５４のみであったところに磁気エンコーダ５５を追加したものであって、装着スペースが限られていることから、密封装置５１全体としての軸方向装着幅はできる限り小さいことが望ましい。
また、上記従来の密封装置５１では、オイルシール５４のシールリップ５７がＰＴＦＥ等のポリマー材料にて成形され、かつ密封対象流体であるエンジンオイルが機内側Ａに存在するにもかかわらず、シールリップ５７は機外側Ｂに向けて配置されている。したがって、機内のエンジンオイルが漏洩する確率が高く、エンジンオイルが漏洩して飛散すると、磁気エンコーダ５５に付着する等して、その磁気機能に支障を来たすことがある。
特開２００４−０９３５５４号公報
本発明は以上の点に鑑みて、オイルシールおよび磁気エンコーダを有する密封装置においてその軸方向装着幅を狭めることが可能な密封装置を提供することを目的とし、加えて、エンジンオイル等の密封流体に対するシール性能を向上させることができる密封装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の請求項１による密封装置は、ハウジングの軸孔内周に装着されて回転軸の周面に摺動自在に密接するオイルシールと、前記回転軸に装着されて前記回転軸とともに回転する磁気エンコーダとを有するエンコーダ付密封装置において、前記オイルシールにおける金属環の少なくとも一部を前記磁気エンコーダの内周側に配置し、前記オイルシールと磁気エンコーダとを軸方向にオーバーラップして配置することを特徴とするものである。
また、本発明の請求項２による密封装置は、上記した請求項１の密封装置において、オイルシールのシールリップをゴム状弾性体にて成形し、かつ機内側へ向けて配置することを特徴とするものである。
また、本発明の請求項３による密封装置は、上記した請求項１の密封装置において、オイルシールの金属環は、ハウジングの軸孔内周に嵌合される外周筒部および前記外周筒部の内周側に配置される内周筒部を一体に有し、前記金属環は、前記内周筒部の少なくとも一部が磁気エンコーダの内周側に配置されるとともに、前記磁気エンコーダの少なくとも一部が前記外周筒部の内周側に配置されることを特徴とするものである。
本発明は、以下の効果を奏する。
すなわち、上記構成を備えた本発明の請求項１による密封装置においては、オイルシールにおける金属環の少なくとも一部が磁気エンコーダの内周側に配置されて、オイルシールと磁気エンコーダとが軸方向にオーバーラップして配置されることから、このオイルシールおよび磁気エンコーダが軸方向にオーバーラップする分、密封装置全体の軸方向装着幅を狭めることが可能となる。したがって所期の目的どおり、軸方向にコンパクトな構造のエンコーダ付密封装置を提供することができる。
またこれに加えて、本発明の請求項２による密封装置においては、オイルシールのシールリップがゴム状弾性体にて成形され、かつ機内側に向けて配置されることから、そのシール性能を向上させることが可能となる。性能の向上はシールリップの軸に対する密着性が高められることによる。したがって、上記したところによって軸方向にコンパクトな構造であり、かつ優れたシール性能を発揮するエンコーダ付密封装置を提供することができる。
また、本発明の請求項３による密封装置においては、オイルシールにおける金属環の内周筒部の少なくとも一部が磁気エンコーダの内周側に配置されるとともに、磁気エンコーダの少なくとも一部が金属環の外周筒部の内周側に配置されることから、上記請求項１に係る発明と比較して、密封装置の軸方向装着幅を一層狭めることができる。したがって、軸方向に一層コンパクトな構造のエンコーダ付密封装置を提供することができる。
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
第一実施例・・・
図１は、本発明の第一実施例に係る密封装置１の要部断面を示している。
当該実施例に係る密封装置１は、ハウジングとしてのエンジンブロック２の軸孔３内周に装着されて回転軸であるクランクシャフト４の周面に摺動自在に密接するオイルシール５と、クランクシャフト４に装着されてクランクシャフト４とともに回転する磁気エンコーダ６との組み合わせよりなり、更に以下の構成を有する点に特徴を有している。尚、図において、密封装置１の右側がエンジンブロック２の機内側Ａであり、左側が機外側Ｂである。
すなわち先ず、オイルシール５は、金属環７と、この金属環７に被着されたゴム状弾性体８とよりなり、板金プレスにて成形された金属環７は、エンジンブロック２の軸孔３内周に嵌合される外周筒部７ａと、この外周筒部７ａの機内側端部から径方向内方へ向けて一体成形された端面部７ｂと、この端面部７ｂの内周端部から機外側Ｂへ向けて一体成形された内周筒部７ｃと、この内周筒部７ｃの機外側端部から径方向内方へ向けて一体成形された内周端部７ｄとを一体に有している。尚、後記するように外周筒部７ａの外周面にはゴム状弾性体８の外周被着部８ａが被着されるので、外周筒部７ａはこの外周被着部８ａを介してエンジンブロック２に嵌合される。
ゴム状弾性体８は、金属環７における外周筒部７ａの外周面に被着された外周被着部（外周シール部）８ａと、端面部７ｂの機内側端面に被着された端面被着部８ｂと、内周筒部７ｃの内周面に被着された内周被着部８ｃと、内周端部７ｄに被着され支持されたリップ部８ｄとを一体に有しており、リップ部８ｄに、機内側Ａを向いたシールリップ（メインリップ）８ｅと、機外側Ｂを向いたダストリップ８ｆとが一体に成形されている。シールリップ８ｅには、シール面圧調整用のガータスプリング９が取り付けられている。
磁気エンコーダ６は、ホルダ１０と、このホルダ１０に被着されたエンコーダ本体１１とよりなり、板金プレスにて成形されたホルダ１０は、クランクシャフト４の先端面にボルト止め等の固定手段にて固定される円板状のフランジ部（円板部）１０ａと、このフランジ部１０ａの外周端部から機内側Ａへ向けて一体成形された円筒部１０ｂとを一体に有しており、この円筒部１０ｂの外周面に同じく円筒状を呈するエンコーダ本体１１が被着されている。
エンコーダ本体１１は、ゴム状弾性材料に磁性粉末を混入したものを回転方向に多磁極化したものであって、回転時にセンサ部１２によってパルス信号を読み取られことにより回転数や回転角度等が検出される。尚、符号１２はセンサ部の保持具ないし装着箇所を示しており、センサ部自体はこの保治具ないし装着箇所の円周上一箇所に径方向内方へ向けて装着されている。
上記オイルシール５および磁気エンコーダ６において、金属環７の内周筒部７ｃは外周筒部７ａよりも機外側Ｂへ突出するよう長く形成されており、かつ内周筒部７ｃの外径寸法はホルダ１０の円筒部１０ｂの内径寸法よりも小さく形成されている。そして、当該密封装置１の組立・装着に際しては、金属環７の内周筒部７ｃの機外側先端部が内周端部７ｄやリップ部８ｄ等とともにホルダ１０の円筒部１０ｂの内周側に軸方向一方（機内側Ａ）から差し込まれており、これによりオイルシール５と磁気エンコーダ６とが軸方向に一部オーバーラップして配置されている。
すなわち、オイルシール５の軸方向幅をＷ１、磁気エンコーダ６の軸方向幅をＷ２、オーバーラップ幅をＷ３として、オイルシール５と磁気エンコーダ６とがオーバーラップしていなければ、当該密封装置１の軸方向装着幅Ｗは、
Ｗ＝Ｗ１＋Ｗ２
であるが、オーバーラップしていると、このときの軸方向装着幅Ｗは、
Ｗ＝Ｗ１＋Ｗ２−Ｗ３
となる。したがって、このようにオイルシール５および磁気エンコーダ６が軸方向にオーバーラップしている分、当該密封装置１全体の軸方向装着幅Ｗを狭めることができ、よって所期の目的どおり軸方向にコンパクトな構造のエンコーダ付密封装置を提供することができる。
また、上記密封装置１においては、オイルシール５のシールリップ８ｅがゴム状弾性体にて成形され、かつ機内側Ａに向けて配置されているので、クランクシャフト４に対する密着性が良く、更には密封圧力によりクランクシャフト４の周面に押し付けられることによりシール作用をなす。したがって、上記したところにより軸方向にコンパクトな構造で、かつシール性に優れたエンコーダ付密封装置１を提供することができる。
尚、上記密封装置１は、以下のようにその構成を変更しても良い。
第二実施例・・・
図２に示すように、磁気エンコーダ６におけるホルダ１０を環状部品として、これをクランクシャフト４の外周に嵌合する。この場合、板金プレスにて成形されるホルダ１０は、クランクシャフト４の外周面に嵌合される内周円筒部１０ｃと、この内周円筒部１０ｃの機外側端部から径方向外方へ向けて一体成形された端面部１０ｄと、この端面部１０ｄの外周端部から機内側Ａへ向けて一体成形された外周円筒部１０ｂとを一体に有することになる。
第三実施例・・・
図３に示すように、上記第二実施例におけるホルダ１０の内周円筒部１０ｃを機内側Ａへ向けて長く形成して延長部１０ｅを設け、この延長部１０ｅの外周面にシールリップ８ｅを摺動自在に密接させる。この場合、板金プレスにて成形されるホルダ１０は、クランクシャフト４の外周面に嵌合される内周円筒部１０ｃと、この内周円筒部１０ｃの機外側端部から径方向外方へ向けて一体成形された端面部１０ｄと、この端面部１０ｄの外周端部から機内側Ａへ向けて一体成形された外周円筒部１０ｂとを一体に有し、これに加えて、内周円筒部１０ｃの機内側端部から機内側Ａへ向けて一体成形された延長部１０ｅを一体に有することになる。
第四実施例・・・
図４に示すように、オイルシール５における金属環７に外向きのフランジ部（外周鍔部）７ｅを設け、このフランジ部７ｅをエンジンブロック２とセンサ部１２との間に挟み込む。この場合、板金プレスにて成形される金属環７は、エンジンブロック２の軸孔３内周に嵌合される外周筒部７ａと、この外周筒部７ａの機内側端部から径方向内方へ向けて一体成形された端面部７ｂと、この端面部７ｂの内周端部から機外側Ｂへ向けて一体成形された内周筒部７ｃと、この内周筒部７ｃの機外側端部から径方向内方へ向けて一体成形された内周端部７ｄとを一体に有し、これに加えて、外周筒部７ａの機外側端部から径方向外方へ向けて一体成形されたフランジ部７ｅを一体に有することになる。
また、ゴム状弾性体８は、金属環７におけるフランジ部７ｅの機内側端面、外周面および機外側端面に被着された外周被着部（外周シール部）８ｇと、端面部７ｂの機外側端面に被着された端面被着部８ｈと、内周筒部７ｃの外周面に被着された内周被着部８ｉと、内周端部７ｄに被着され支持されたリップ部８ｄとを一体に有しており、リップ部８ｄに、機内側Ａを向いたシールリップ（メインリップ）８ｅと、機外側Ｂを向いたダストリップ８ｆとが一体に成形されている。
また、エンジンブロック２における軸孔３開口周縁部には、オイルシール５のフランジ部７ｅを嵌め込むための環状を呈する凹部３ａが形成されており、この凹部３ａ内面に密接すべく外周被着部８ｇにビード状のシール部８ｊが機内側Ａへ向けて一体成形されている。
第五実施例・・・
また、図５に示す密封装置１においては、板金プレスにて成形される金属環７が、エンジンブロック２の軸孔３内周に嵌合される外周筒部７ａと、外周筒部７ａの機外側端部から径方向内方へ向けて一体成形された端面部７ｆと、端面部７ｆの内周端部から機外側Ｂへ向けて一体成形された内周筒部７ｃと、内周筒部７ｃの機外側端部から径方向内方へ向けて一体成形された内周端部７ｄとを一体に有している。
また、ゴム状弾性体８は、金属環７における外周筒部７ａの外周面に被着された外周被着部（外周シール部）８ａと、端面部７ｆの機外側端面に被着された端面被着部８ｋと、内周筒部７ｃの外周面に被着された内周被着部８ｉと、内周端部７ｄに被着され支持されたリップ部８ｄとを一体に有しており、リップ部８ｄに、機内側Ａを向いたシールリップ（メインリップ）８ｅと、機外側Ｂを向いたダストリップ８ｆとが一体に成形されている。
第六実施例・・・
更にまた、図６に示す密封装置１においては、オイルシール５における金属環７の内周筒部７ｃが外周筒部７ａよりも機外側Ｂへ突出するよう長く形成されるとともに内周筒部７ｃの外径寸法が磁気エンコーダ６におけるホルダ１０の円筒部１０ｂの内径寸法よりも小さく形成され、かつ磁気エンコーダ６のエンコーダ本体１１の外径寸法がオイルシール５における金属環７の外周筒部７ａの内径寸法よりも小さく形成されており、当該密封装置１の組立・装着に際しては、金属環７の内周筒部７ｃの機外側先端部が磁気エンコーダ６の内周側に配置されるとともに、磁気エンコーダ６の機内側先端部が金属環７の外周筒部７ａの内周側に配置されるように構成されている。したがって上記第一実施例（図１）の場合と比較して、磁気エンコーダ６の機内側先端部が金属環７の外周筒部７ａと軸方向にオーバーラップする分、オーバーラップ幅Ｗ３が大きく設定されるので、密封装置１全体の軸方向装着幅Ｗを一層狭めることができる。磁気エンコーダ６の機内側先端部すなわちエンコーダ本体１１の機内側先端部（図上テーパの部位）は検出部としては利用されないため、磁気エンコーダ６の機能に支障を来たすことはない。また、このようにオイルシール５と磁気エンコーダ６とが互いに入り込んだ構成であると、両者５，６間にラビリンスが形成されることから、シール性の向上を期待することもできる。
本発明の第一実施例に係る密封装置の装着状態を示す要部断面図 本発明の第二実施例に係る密封装置の装着状態を示す要部断面図 本発明の第三実施例に係る密封装置の装着状態を示す要部断面図 本発明の第四実施例に係る密封装置の装着状態を示す要部断面図 本発明の第五実施例に係る密封装置の装着状態を示す要部断面図 本発明の第六実施例に係る密封装置の装着状態を示す要部断面図 従来例に係る密封装置の装着状態を示す要部断面図
符号の説明
１ エンコーダ付密封装置
２ エンジンブロック（ハウジング）
３ 軸孔
３ａ 凹部
４ クランクシャフト（回転軸）
５ オイルシール
６ 磁気エンコーダ
７ 金属環
７ａ 外周筒部
７ｂ，７ｆ，１０ｄ 端面部
７ｃ 内周筒部
７ｄ 内周端部
７ｅ，１０ａ フランジ部
８ ゴム状弾性体
８ａ，８ｇ 外周被着部
８ｂ，８ｈ，８ｋ 端面被着部
８ｃ，８ｉ 内周被着部
８ｄ リップ部
８ｅ シールリップ
８ｆ ダストリップ
８ｊ シール部
９ ガータスプリング
１０ ホルダ
１０ｂ 円筒部
１０ｃ 内周縁頭部
１０ｅ 延長部
１１ エンコーダ本体
１２ センサ部
Ａ 機内側
Ｂ 機外側

Claims (3)

  1. ハウジング（２）の軸孔（３）内周に装着されて回転軸（４）の周面に摺動自在に密接するオイルシール（５）と、前記回転軸（４）に装着されて前記回転軸（４）とともに回転する磁気エンコーダ（６）とを有するエンコーダ付密封装置（１）において、
    前記オイルシール（５）における金属環（７）の少なくとも一部を前記磁気エンコーダ（６）の内周側に配置し、前記オイルシール（５）と磁気エンコーダ（６）とを軸方向にオーバーラップして配置することを特徴とするエンコーダ付密封装置。
  2. 請求項１の密封装置において、
    オイルシール（５）のシールリップ（８ｅ）をゴム状弾性体にて成形し、かつ機内側（Ａ）へ向けて配置することを特徴とするエンコーダ付密封装置。
  3. 請求項１の密封装置において、
    オイルシール（５）の金属環（７）は、ハウジング（２）の軸孔（３）内周に嵌合される外周筒部（７ａ）および前記外周筒部（７ａ）の内周側に配置される内周筒部（７ｃ）を一体に有し、
    前記金属環（７）は、前記内周筒部（７ｃ）の少なくとも一部が磁気エンコーダ（６）の内周側に配置されるとともに、前記磁気エンコーダ（６）の少なくとも一部が前記外周筒部（７ａ）の内周側に配置されることを特徴とするエンコーダ付密封装置。
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