JP4535253B2 - ロータリエンコーダ付き密封装置 - Google Patents

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。

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。
特開２００４−９３５５４

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。

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。

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。

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、回転側の外周面に密嵌される装着筒部及びその密封対象側の端部から円盤状に展開し前記静止側密封要素のシールリップと摺動可能に密接されるフランジとを有する回転側密封要素と、前記静止側密封要素に取り付けられて内周部が前記装着筒部の外周面に摺動可能に密接されるダストフィルタと、前記装着筒部の外周面に前記ダストフィルタよりも大気側に位置して設けられ前記装着筒部の外周面より大径の回転検出用被検出部とを備えるものである。

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。

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、本発明による密封装置を、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、本発明による密封装置の一部を示す斜視図である。

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、図の左側は大気側、すなわちエンジン外部空間Ｂとなっている。

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。

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。

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。

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。

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。

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２における装着筒部２１の外周面に、内周部１４ａの全周が密接されている。

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。

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。

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。

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。

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。

本発明に係るロータリエンコーダ付き密封装置の実施の形態を、軸心を通る 平面で切断して示す装着状態の半断面図である。 本発明による密封装置の一部を示す斜視図である。

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
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

Claims (1)

1. 静止側（１０１）に固定される静止側密封要素（１）と、回転側（１０２）の外周面に密嵌される装着筒部（２１）及びその密封対象側の端部から円盤状に展開し前記静止側密封要素（１）のシールリップ（１２）と摺動可能に密接されるフランジ（２２）とを有する回転側密封要素（２）と、前記静止側密封要素（１）に取り付けられて内周部（１４ａ）が前記装着筒部（２１）の外周面に摺動可能に密接されるダストフィルタ（１４）と、前記装着筒部（２１）の外周面に前記ダストフィルタ（１４）よりも大気側に位置して設けられ前記装着筒部（２１）の外周面より大径の回転検出用被検出部（３）とを備えることを特徴とするロータリエンコーダ付き密封装置。
   

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