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W、磁気エンコーダ6の軸方向幅をW、オーバーラップ幅をW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=W+W
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=W+W−W
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W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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