JP4300412B2

JP4300412B2 - エンコーダ付きシール装置

Info

Publication number: JP4300412B2
Application number: JP2003277525A
Authority: JP
Inventors: 直人小林
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2003-07-22
Filing date: 2003-07-22
Publication date: 2009-07-22
Anticipated expiration: 2023-07-22
Also published as: JP2005042817A

Description

本発明は、相対回転する内方部材および外方部材との間に形成される環状空間を密封するシール装置の構造に関する。更に詳しくは、自動車のアンチロックブレーキシステムにおける前後の車輪の回転数を検出する回転検出装置を持ったシール装置に関するものである。本発明のシール装置は家電製品、産業機械、自転車等の分野でも用いられる。

従来、図３に示すよう転動体１０３を介して相対回転する内方部材１０１および外方部材１０２間の環状空間を密封するシール装置１０５において、シール装置１０５に磁気エンコーダ１０６を一体化されたものが開発されている。シール装置１０５は、各々断面Ｌ字状とされた第一、第二のシール環状部材１０７，１０８を内方部材１０１および外方部材１０２にそれぞれ嵌合させ、第二のシール環状部材１０８にシールリップ１０９を設けて、シールリップ１０９を第一のシール環状部材１０７に摺接させたものである。磁気エンコーダ１０６は、磁性体粉が混入されたゴムまたは樹脂等のゴム状弾性体製エンコーダ部材１１１で形成されており、第一のシール環状部材１０７の軸方向外側（図上右方向）に加硫接着している。エンコーダ部材１１１は、円周方向に交互に磁極が形成されており、近接配置された磁気センサ１１０で検出される。

しかし、上記構成だと、磁気エンコーダ１０６および磁気センサ１１０が最も軸方向外側の大気に露出した位置に配置されているので、飛散する泥水、あるいは異物に直接曝される過酷な状況にあり、この泥水が浸入すれば錆の発生を招いて、回転数の検出能力を低下させる。また、異物が浸入して磁気エンコーダと磁気センサとの間に付着すれば、最悪の場合、磁気エンコーダまたは磁気センサが異物の回転噛み込みによって損傷を起こし回転検出数を誤らせるという虞があり、その対策として、特開平１１−３０３８７９号、および特開２００２‐３３３０３３号では、磁気エンコーダの軸方向外側に配置された保護板で磁気エンコーダを包み込んで、磁気エンコーダと一体化した保護板を内方部材に組付けることが提案されている。しかし、この構成においても、泥水や異物の浸入に対する排除が十分ではなく、また、磁気エンコーダと一体化された保護板が組付けられる際に磁気エンコーダが異常な圧縮や変形を受け、検出精度が劣るという不具合点があった。更に、保護板と磁気エンコーダとを嵌合した後に更に内方部材に嵌合するために嵌合力が弱くなり、しかも、保護板と第一シール環状部材の端部が転動体側に露出しているので、軸受部内のグリースが両リング間から侵入する虞があった。

特開平１１−３０３８７９号公報特開２００２−３３３０３３号公報

本発明は以上の点に鑑みて、磁気エンコーダを一体化したシール装置において、磁気エンコーダと磁気センサとの間に侵入する泥水、異物、外部磁界等の影響を受けることによる磁力の低下や乱れを防止し、安定した磁力の供給を図ることを目的とする。併せて、泥水や異物が磁気エンコーダや磁気センサに付着することに起因する損傷を防止してシール装置の寿命の低下を防止することも目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１にかかるエンコーダ付きシール装置は、
相対回転する内方部材および外方部材との間に形成される環状空間を密封するシール装置であって、
上記シール装置は、内周側に上記内方部材と嵌合されて軸方向内側を向いた内周側円筒部が形成され、外周側に軸方向内側を向いた外周側円筒部が形成された保護用環状部材と、上記保護用環状部材の軸方向内側にあって、外周側に上記保護用環状部材の外周側円筒部の内周面と嵌合され軸方向内側を向いた外周円筒部が形成され、内径端が上記保護用環状部材の内周側円筒部と非接触の第一エンコーダ部材と、上記保護用環状部材の軸方向内側であって上記第一エンコーダ部材との間に保持され、ゴム材または合成樹脂材に磁性体粉を混合したものを加硫成形後に磁化した材料からなる第二エンコーダ部材と、上記保護用環状部材と対向して上記外方部材に取り付けられているシール環状部材と、上記シール環状部材に加硫接着されていて上記保護用環状部材の内周側円筒部に摺接するシールリップと上記第一エンコーダ部材に摺接するシールリップとが形成されているシール部材とを有しており、
前記保護用環状部材の軸方向外側に磁気センサを近接配置せしめた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エンコーダ付きシール装置は、第二エンコーダ部材が保護用環状部材の軸方向内側に設けられてこの保護用環状部材で覆われているので、第二エンコーダ部材が泥水や異物等の影響を受けることが無く、また、保護用環状部材の外周側円筒部の端部と第一エンコーダ部材の円筒部の端部を合わせることにより軸方向の相対位置を確定でき、第二エンコーダ部材に異常な圧縮や変形を与えることなく組みつけが可能となる。その結果、安定した磁力の供給が可能となり、回転速度等の検出精度を高めることができる。

また、第一エンコーダ部材と保護用環状部材が、外周の円筒部同士のみで嵌合しているので、両部材間の嵌合力を高めることができ、このため第二エンコーダ部材への泥水や異物等の侵入に対するシール性を向上することができる。したがって、泥水や異物の付着に起因する損傷を防止することが出来る。

更に、保護用環状部材とシール部材との間にラビリンス構造を設定することによって、第二エンコーダ部材を最大径に形成することが可能となるので、磁力の検出範囲を大きくでき、これによっても検出精度を高めることができる。

つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。

図１は、本発明に係るエンコーダ付きシール装置を設置した車輪支持装置の要部断面図であり、図２は、図１におけるエンコーダ付きシール装置の部分断面図である。

図１に示すように、このシール装置４，５は、転動体３を介して相対回転する内方部材１および外方部材２により形成される環状空間を密封するように両端に取り付けられている。一端のシール装置４は、回転数を計測する磁気エンコーダ付きのものである。内方部材１および外方部材２は、転動体３の軌道面１ａ，２ａを有しており、各軌道面１ａ，２ａは溝状に形成されている。内方部材１および外方部材２は、軸受内輪および軸受外輪の単独であっても、これら軸受内輪や軸受外輪と別の部品とが組み合わさった、組立部材であっても良い。また、内方部材１は、軸であっても良い。

図２は、磁気エンコーダ２１付きのシール装置４を拡大したものである。このシール装置４は、内方部材１に一端が嵌合されている保護用環状部材１１と、保護用環状部材１１の他の一端に嵌合されている第一エンコーダ部材１２と、保護用環状部材１１の軸方向内側であって第一エンコーダ部材１２の軸方向外側に取り付けられている第二エンコーダ部材１３と、外方部材２に嵌合されているシール環状部材１４と、シール環状部材１４に一体成形されているシール部材１５を備えている。

保護用環状部材１１は、磁気エンコーダ２１を取り囲むように内周側円筒部１１ａとフランジ部１１ｂと外周側円筒部１１ｃからなる略コの字状に成形されており、前記内周側円筒部１１ａが内方部材１に嵌合されており、前記外周側円筒部１１ｃの内周面１１ｆには第一エンコーダ部材１２に形成された外周円筒部１２ａが嵌合されている。保護用環状部材１１は、内包する磁気エンコーダ２１が発生する磁場を有効最大に磁気センサ６へ届かせるために、非磁性材の材料で成形されている。

磁気エンコーダ２１は第一エンコーダ部材１２と第二エンコーダ部材１３により形成されている。第一エンコーダ部材１２は外周円筒部１２ａとフランジ部１２ｂとから形成されたＬ字状であって、磁性材の材料で成形されている。第二エンコーダ部材１３は、ゴム材にフェライト系磁粉、希土類磁粉、アルコニ磁粉等の磁性体を単独または混合して加えたものを加硫成形後に磁化したものであり、第一エンコーダ部材１２のフランジ部１２ｂの軸方向外側に加硫接着されており、保護用環状部材１１のフランジ部１１ｂの軸方向内側１１ｅに密接している。なお、第二エンコーダ部材１３は第一エンコーダ部材１２に加硫接着されていなくとも、保護用環状部材１１との間に保持されていれば良く、第二エンコーダ部材１３を予め加硫成形しておいても良い。その場合には、第二エンコーダ部材１３の外周部１３ａを保護用環状部材１１の外周側円筒部１１ｃの内周面１１ｆに嵌合し位置決めすると良い。

第一エンコーダ部材１２は、その外周円筒部１２ａの端部と保護用環状部材１１の外周側円筒部１１ｃの端部との軸方向を合わせることで、第一エンコーダ部材１２と保護用環状部材１１の軸方向相対位置を確定できるため、第二エンコーダ部材１３に異常な圧縮や変形を与えることなく組み立てることができる。

シール環状部材１４は、円筒部１４ａとフランジ部１４ｂとを有するＬ字形状であって、保護用環状部材１１と対向するように取り付けられており、円筒部１４ａの部分が外方部材２に嵌合されている。シール環状部材１４の内周部には、ゴム状弾性体で形成されているシール部材１５が加硫接着されている。

シール部材１５は、第一エンコーダ部材１２の外周円筒部１２ａの内周面１２ｃに摺接するシールリップ１５ａと、第一エンコーダ部材１２のフランジ部１２ｂの軸方向内側１２ｄに摺接するシールリップ１５ｂと，保護用環状部材１１の内周側円筒部１１ａの外周面１１ｄに摺接するシールリップ１５ｃ，１５ｄを一体として有している。

また、保護用環状部材１１とシール部材１５との間隙３１、３２は、密封力の向上を目的に近接配備されているので、ラビリンス構造が形成されている。

なお、第二エンコーダ部材１３を形成している材質は、ゴム状弾性体以外のプラスチック等の合成樹脂であっても良い。

また、保護用環状部材１１および第一エンコーダ部材１２に摺接するリップの形状、向き、および個数等は、シール性を考慮して使用条件により適宜選択するものとする。

この構成のシール装置によると、保護用環状部材１１が略コの字状に形成されているので、磁気エンコーダ２１が泥水や異物等の影響を受けることが無く、また、保護用環状部材１１と第一エンコーダ部材１２との各々の外周側端部を合わせることにより両部材の軸方向相対位置を確定でき、第二エンコーダ部材１３に異常な圧縮や変形を与えることなく組みつけが可能となる。その結果、安定した磁力の供給が可能となり、回転速度等の検出精度を高めることができる。

また、保護用環状部材１１が略コの字形状であって、保護用環状部材１１とシール部材１５との間にラビリンス構造３１，３２を設定することができ、しかも、シールリップを第一エンコーダ部材１２の外周円筒部１２ａの内周面１２ｃおよびフランジ部１２ｂの軸方向内側１２ｄと保護用環状部材１１の内周側円筒部１１ａの外周面１１ｄに摺接させることによって、前記ラビリンス構造３１，３２によっても侵入してきた泥水や異物等の更なる侵入を、最小限に抑えることが可能となり、これによっても泥水や異物等の排除を飛躍的に向上することができる。

更に、第一エンコーダ部材１２の外周円筒部１２ａが保護用環状部材１１の外周側円筒部１１ｃの内周に嵌合していて、前記両部材１１，１２の端部が転動体３側に露出しておらず、しかも、内方部材１には保護用環状部材１１だけを組付けるので、保護用環状部材１１と第一エンコーダ部材１２を嵌合したものを内方部材１に嵌合する場合と比較して、嵌合力を高めることができるので密接度が上がり、軸受部内のグリースが侵入することに対して十分なシール性を得ることができる。同様に、第一エンコーダ部材１２が、保護用環状部材１１の外周側円筒部１１ｃとだけ嵌合しているので嵌合力を高めることができ、両部材１１，１２間においても泥水や異物に対して十分なシール性を得ることができる。

更に、保護用環状部材１１とシール部材１５との間にラビリンス構造３１，３２を設定することによって、第二エンコーダ部材１３を最大径に形成することが可能となるので、磁力の検出範囲を大きくでき検出精度を高めることができる。

本発明の実施例に係るエンコーダ付きシール装置を設置した車輪支持装置の要部断面図図１におけるエンコーダ付きシール装置の部分断面図従来例におけるエンコーダ付きシール装置の部分断面図

符号の説明

１内方部材
２外方部材
３転動体
４，５シール装置
６磁気センサ
１１保護用環状部材
１２第一エンコーダ部材
１３第二エンコーダ部材
１４シール環状部材
１５シール部材
２１磁気エンコーダ
３１，３２ラビリンス構造

Claims

相対回転する内方部材および外方部材との間に形成される環状空間を密封するシール装置であって、
上記シール装置は、内周側に上記内方部材と嵌合されて軸方向内側を向いた内周側円筒部が形成され、外周側に軸方向内側を向いた外周側円筒部が形成された保護用環状部材と、上記保護用環状部材の軸方向内側にあって、外周側に上記保護用環状部材の外周側円筒部の内周面と嵌合され軸方向内側を向いた外周円筒部が形成され、内径端が上記保護用環状部材の内周側円筒部と非接触の第一エンコーダ部材と、上記保護用環状部材の軸方向内側であって上記第一エンコーダ部材との間に保持され、ゴム材または合成樹脂材に磁性体粉を混合したものを加硫成形後に磁化した材料からなる第二エンコーダ部材と、上記保護用環状部材と対向して上記外方部材に取り付けられているシール環状部材と、上記シール環状部材に加硫接着されていて上記保護用環状部材の内周側円筒部に摺接するシールリップと上記第一エンコーダ部材に摺接するシールリップとが形成されているシール部材とを有しており、
前記保護用環状部材の軸方向外側に磁気センサを近接配置せしめたことを特徴とするエンコーダ付きシール装置。