JP2006064066A - Sealing device with rotary encoder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転体の外周を密封する密封装置において、回転検出のためのロータリエンコーダを備えたものに関する。 The present invention relates to a sealing device for sealing the outer periphery of a rotating body, which includes a rotary encoder for detecting rotation.
エンジンのクランクシャフトを軸封する手段として設けられる密封装置において、クランクシャフトの回転を検出するためのロータリエンコーダが併設されるものとしては、従来、例えば特許文献1に開示されたものが知られている。
すなわちこの密封装置は、非回転のハウジングの内周に支持され、合成樹脂からなるシールリップがクランクシャフトの外周面に摺接されるものであって、クランクシャフトの軸端には、外周のスリーブに円周方向所定ピッチで多極着磁されたパルスホイールが取り付けられており、更に前記ハウジングには、前記パルスホイールの着磁スリーブに外周側から対向された磁気センサが、前記密封装置に軸方向に隣接して取り付けられている。磁気センサは、パルスホイールと共に磁気ロータリエンコーダを構成するものであって、パルスホイールがクランクシャフトと一体回転するのに伴い、磁気センサに作用する磁界の極性が交互に変化するので、この磁界の変化と対応するパルスを発生し、クランクシャフトの回転を検出するものである。 That is, this sealing device is supported on the inner periphery of a non-rotating housing, and a sealing lip made of synthetic resin is slidably contacted with the outer peripheral surface of the crankshaft. A pulse wheel magnetized with multiple poles at a predetermined pitch in the circumferential direction is attached to the housing, and a magnetic sensor facing the magnetizing sleeve of the pulse wheel from the outer peripheral side is attached to the sealing device. Mounted adjacent to the direction. The magnetic sensor constitutes a magnetic rotary encoder together with the pulse wheel, and as the pulse wheel rotates integrally with the crankshaft, the polarity of the magnetic field acting on the magnetic sensor changes alternately. Is generated to detect the rotation of the crankshaft.
しかしながら、特許文献1によれば、密封装置と磁気ロータリエンコーダのパルスホイールが別に取り付けられるため、取付スペースが大きくなる傾向があり、しかも取り付けに際しては、密封装置の取付工程とパルスホイールの取付工程の2工程となり、煩雑であった。
However, according to
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、装着スペースを縮小可能で、取り付けも容易なロータリエンコーダ付き密封装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and a technical problem thereof is to provide a sealing device with a rotary encoder that can reduce a mounting space and can be easily attached.
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の発明に係るロータリエンコーダ付き密封装置は、静止側に固定される静止側密封要素と、回転側に装着されて前記静止側密封要素に摺動可能に密接される回転側密封要素と、前記回転側密封要素の装着筒部の外周面に設けられた回転検出用被検出部とを備えるものである。
As means for effectively solving the technical problem described above, a sealing device with a rotary encoder according to the invention of
請求項2の発明に係るロータリエンコーダ付き密封装置は、静止側に固定される静止側密封要素と、回転側に装着されて前記静止側密封要素に摺動可能に密接される回転側密封要素と、前記回転側密封要素のフランジの端面外周部に設けられた回転検出用被検出部とを備えるものである。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a sealing device with a rotary encoder, a stationary side sealing element fixed to the stationary side, and a rotating side sealing element that is mounted on the rotating side and is slidably in contact with the stationary side sealing element. The rotation detection target portion provided on the outer peripheral portion of the end face of the flange of the rotation side sealing element.
請求項1の発明に係るロータリエンコーダ付き密封装置によれば、ロータリエンコーダを構成する回転検出用被検出部が、密封装置の回転側密封要素と一体であるため、取付スペースが小さくなり、取り付けに際しては、密封装置の回転側密封要素の取り付けによって前記回転検出用被検出部も同時に取り付けられるため、取り付けを容易化することができ、しかも回転検出用被検出部が前記回転側密封要素の装着筒部の外周面に設けられているので、回転検出用被検出部に近接して設置されるセンサも内周側に配置することができ、これによっても取付スペースを小さくすることができる。 According to the sealing device with a rotary encoder according to the first aspect of the present invention, since the detection portion for rotation detection that constitutes the rotary encoder is integral with the rotation-side sealing element of the sealing device, the mounting space is reduced. Since the rotation detection target part is also attached at the same time by attaching the rotation side sealing element of the sealing device, the attachment can be facilitated, and the rotation detection target part is mounted on the mounting cylinder of the rotation side sealing element. Since the sensor is provided on the outer peripheral surface of the part, the sensor installed in the vicinity of the rotation detection target part can also be arranged on the inner peripheral side, and this can also reduce the mounting space.
請求項2の発明に係るロータリエンコーダ付き密封装置によれば、ロータリエンコーダを構成する回転検出用被検出部が、密封装置の回転側密封要素と一体であるため、取付スペースが小さくなり、取り付けに際しては、密封装置の回転側密封要素の取り付けによって前記回転検出用被検出部も同時に取り付けられるため、取り付けを容易化することができ、しかも前記回転検出用被検出部を回転側密封要素のフランジの端面外周部に設けられたため、分解能を向上することができる。 According to the sealing device with a rotary encoder according to the second aspect of the present invention, since the detected portion for rotation detection constituting the rotary encoder is integral with the rotation-side sealing element of the sealing device, the mounting space is reduced, Since the rotation detection target part is also attached at the same time by attaching the rotation side sealing element of the sealing device, the attachment can be facilitated, and the rotation detection target part can be attached to the flange of the rotation side sealing element. Since it is provided on the outer periphery of the end surface, the resolution can be improved.
以下、本発明に係るロータリエンコーダ付き密封装置の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、第一の形態による密封装置を、軸心を通る平面で切断して示す装着状態の半断面図、図2は、第一の形態による密封装置の一部を示す斜視図である。 Hereinafter, a preferred embodiment of a sealing device with a rotary encoder according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a half sectional view of a mounting state in which the sealing device according to the first embodiment is cut by a plane passing through the axis, and FIG. 2 is a perspective view showing a part of the sealing device according to the first embodiment. .
まず図1において、参照符号101は自動車用エンジンのシリンダブロック(不図示)に取り付けられた非回転のハウジング、102はハウジング101の内周に挿通されたクランクシャフトである。ハウジング101は請求項1に記載された静止側に相当し、クランクシャフト102は、請求項1に記載された回転側に相当するものであって、図の右側において、エンジンのクランクケースのジャーナル部(不図示)の内周を貫通しており、すなわち図の右側が、密封対象のエンジンオイルが存在するクランク室Aであり、図の右側は大気側、すなわちエンジン外部空間Bとなっている。
First, in FIG. 1,
第一の形態による密封装置は、静止側であるハウジング101に固定されるシールリング1と、回転側であるクランクシャフト102に装着されるスリンガ2と、このスリンガ2に設けられたパルサーリング3とを備える。シールリング1は、請求項1に記載された静止側密封要素に相当するものであり、スリンガ2は、請求項1に記載された回転側密封要素に相当するものであり、パルサーリング3は、請求項1に記載された被検出部に相当するものである。
The sealing device according to the first embodiment includes a
シールリング1は、ハウジング101の内周面101aに圧入嵌着される取付環11と、この取付環11に一体成形されたシールリップ12及び外周シール部13と、取付環11の内周部に取り付けられたダストフィルタ14とからなる。
The
取付環11は、鋼板等の金属板を打ち抜きプレス加工することによって製作されたものであって、ハウジング101の内周面101aに圧入嵌合される外周嵌着部11aと、この外周嵌着部11aからクランク室Aと反対側へ、小径に段付き形成されたガスケット支持部11bと、そこから内周側へ延びる外周径方向部11cと、その内周からクランク室A側へ延びる円錐筒部11dと、更にその端部から内周側へ延びる内周フランジ部11eからなる。
The
シールリップ12及び外周シール部13は、ゴム状弾性材料からなるものであって、このうちシールリップ12は、取付環11における内周フランジ部11eに一体的に加硫接着された基部12bから、先端12aが外周側を向くようなテーパ状をなしてクランク室A側へ延びている。また、外周シール部13は、取付環11におけるガスケット支持部11bの外周に一体的に成形されてハウジング101の内周面101aとの間に所定のつぶし代をもって介在されるものである。また、この外周シール部13からは、取付環11の外側面を覆うように一体的に成形された弾性層13aが連続して形成されている。
The
ダストフィルタ14は、合成樹脂繊維の不織布(ファブリック)からなるものであって、その外周部が、シールリング1における取付環11の内周フランジ部11eの背面側に接合され、内周部14aが、スリンガ2における後述の装着筒部21の外周面に摺動可能に密接される。
The
スリンガ2は、鋼板等の磁性体金属板を打ち抜きプレス加工することによって製作されたものであって、クランクシャフト102の外周面に密嵌される装着筒部21と、そのクランク室A側の端部から円盤状に展開するフランジ22とを有する。シールリング1のシールリップ12は、このスリンガ2におけるフランジ22の内端面22aに、先端12a及びその近傍の全周が、摺動可能に密接されて密封摺動部Sを形成しており、ダストフィルタ14は、スリンガ14における装着筒部21の外周面に、内周部14aの全周が密接又は近接対向されている。
The
パルサーリング3は、フェライト等の磁性体金属の微粉末を均一に混合したゴム状弾性材料又は合成樹脂材料からなるものであって、シールリップ12による密封摺動部S及びダストフィルタ14よりも大気側に位置しており、スリンガ2における装着筒部21の外周面に適当な軸方向幅を有する円筒状に一体成形し、図2に示されるように、円周方向交互に異なる磁極(S極及びN極)を所定ピッチで多極着磁したものである。
The
シールリング1の取付環11における円錐筒部11d(弾性層13a)の内周の円周方向1箇所には、磁気センサ4が配置されて非回転状態に支持されており、その検出面4aが、パルサーリング3の外周面と半径方向に近接対向されている。
A
以上の構成を備える密封装置は、図1に示されるように、シールリング1が、その取付環11の外周嵌着部11aにおいてハウジング101の内周面101aに圧入嵌合されると共に、外周シール部13において適当なつぶし代をもって密嵌され、シールリング1のシールリップ12が、クランクシャフト102と一体的に回転するスリンガ2のフランジ22と密接摺動することによって、クランク室A側から飛来するエンジンオイル飛沫がエンジン外部空間Bへ漏洩するのを阻止するものである。とくに、スリンガ2は、そのフランジ22と接触する流体を遠心力によって外周側へ振り切る作用を有するので、密封摺動部Sを内周側へ通過しようとするエンジンオイルに対して優れた密封機能を奏する。
As shown in FIG. 1, the sealing device having the above configuration is configured such that the
また、スリンガ2における装着筒部21の外周面に一体的に設けられたパルサーリング3が、クランクシャフト102と一体的に回転することによって、磁気センサ4の検出面4aの内周側を、パルサーリング3に着磁されたN極とS極が交互に通過するので、磁気センサ4は、磁界の変化に対応する波形のパルス状の信号を発生する。したがって、磁気センサ4から出力される信号の周波数は、クランクシャフト102の回転数に比例するので、このパルス列から、クランクシャフト102の回転速度や回転角を検出し、各種の制御に供することができる。
Further, the
そして、この構成によれば、回転検出用のパルサーリング3が、密封装置の回転側密封要素であるスリンガ2の装着筒部21に一体的に設けられていることから、パルサーリングをクランクシャフト102の端部に取り付ける別部材のパルスホイール等に設ける場合に比較して取付スペースが小さくなり、しかも、磁気センサ4が取付環11の内周側に配置されるので、これによっても取付スペースを小さくすることができる。また、スリンガ2をクランクシャフト102の外周面に圧入して取り付けることによってパルサーリング3も同時に取り付けられる。
And according to this structure, since the
次に図3は、本発明の第二の形態による密封装置を、軸心を通る平面で切断して示す装着状態の半断面図、図4は、第二の形態による密封装置の一部を示す斜視図である。なお、図3における右側が密封対象のエンジンオイルが存在するエンジンのクランク室Aであり、左側が大気側、すなわちエンジン外部空間Bである。 Next, FIG. 3 is a half sectional view of a mounted state showing the sealing device according to the second embodiment of the present invention by cutting along a plane passing through the axis, and FIG. 4 shows a part of the sealing device according to the second embodiment. It is a perspective view shown. Note that the right side in FIG. 3 is the engine crank chamber A where the engine oil to be sealed is present, and the left side is the atmosphere side, that is, the engine external space B.
第二の形態による密封装置において、静止側密封要素であるシールリング1と、回転側密封要素であるスリンガ2は、基本的に、先に説明した図1に示されるものと同様に構成されている。
In the sealing device according to the second embodiment, the
パルサーリング3は、フェライト等の磁性体金属の微粉末を均一に混合したゴム状弾性材料又は合成樹脂材料からなるものであって、請求項2に記載された回転検出用被検出部に相当するものである。このパルサーリング3は、シールリップ12による密封摺動部Sよりもクランク室A(機内)側に位置しており、スリンガ2におけるフランジ22の外端面22bの外周部に、適当な径方向幅を有する円盤状に一体成形し、図4に示されるように、円周方向交互に異なる磁極(S極及びN極)を所定ピッチで多極着磁したものである。
The
スリンガ2のフランジ22の外側における円周方向1箇所には、磁気センサ4が配置されて非回転状態に支持されており、その検出面4aが、パルサーリング3の端面と軸方向に近接対向されている。
The
以上の構成を備える密封装置も、先に説明した第一の形態と同様に装着され、シールリング1のシールリップ12が、クランクシャフト102と一体的に回転するスリンガ2のフランジ22と密接摺動し、スリンガ2のフランジ22による振り切り作用と相俟って、クランク室A側から飛来するエンジンオイル飛沫がエンジン外部空間Bへ漏洩するのを阻止するものである。
The sealing device having the above configuration is also mounted in the same manner as the first embodiment described above, and the
また、スリンガ2におけるフランジ22の外端面22bの外周部に一体的に設けられたパルサーリング3が、クランクシャフト102と一体的に回転することによって、これに軸方向に近接対向した磁気センサ4は、磁界の変化に対応する波形のパルス状の信号を発生する。したがって、磁気センサ4から出力される信号の周波数は、クランクシャフト102の回転数に比例するので、このパルス列から、クランクシャフト102の回転速度や回転角を検出し、各種の制御に供することができる。
In addition, the
そして、この構成によれば、回転検出用のパルサーリング3が、密封装置の回転側密封要素であるスリンガ2におけるフランジ22に一体的に設けられていることから、パルサーリングをクランクシャフト102の端部に取り付ける別部材のパルスホイール等に設ける場合に比較して取付スペースが小さくなる。また、スリンガ2をクランクシャフト102の外周面に圧入して取り付けることによってパルサーリング3も同時に取り付けられる。しかも、パルサーリング3が前記フランジ22の外端面22bの外周部に設けられているので、周長が大きく、したがって、着磁による分解能を向上することができる。
According to this configuration, since the
1 シールリング(静止側密封要素)
11 取付環
12 シールリップ
13 外周シール部
14 ダストフィルタ
2 スリンガ(回転側密封要素)
21 装着筒部
22 フランジ
22b 外端面
3 パルサーリング(被検出部)
4 磁気センサ
4a 検出面
101 ハウジング(静止側)
102 クランクシャフト(回転側)
A クランク室
B エンジン外部空間
S 密封摺動部
1 Seal ring (stationary sealing element)
11
21
4
102 Crankshaft (rotating side)
A Crank chamber B Engine exterior space S Sealing sliding part
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