(57)【要約】【課題】ハウジング２および軸３間をシールするシール機能のほかに、軸３の揺動角度または回転数等を検出するセンサー機能を備えた密封装置１を提供する。【解決手段】ハウジング２とハウジング２の軸孔２ａに挿通した軸３との間を密封する密封装置１であって、軸３の揺動角度または回転数を検出する軸作動検出部５を有し、軸作動検出部５は、検出要素として、密封装置１および軸３のいずれか一方に取り付けられる磁気エンコーダー６と、他方に取り付けられるとともに磁気エンコーダー６の磁気を検出する磁気センサー７とを有している。【選択図】図１
2006162014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング（２）と前記ハウジング（２）の軸孔（２ａ）に挿通した軸（３）との間を密封する密封装置（１）であって、
前記軸（３）の揺動角度または回転数を検出する軸作動検出部（５）を有し、
前記軸作動検出部（５）は、その検出要素として、前記密封装置（１）および軸（３）のいずれか一方に取り付けられる磁気エンコーダー（６）と、他方に取り付けられるとともに前記磁気エンコーダー（６）の磁気を検出する磁気センサー（７）とを有することを特徴とする密封装置。
【請求項２】
請求項１の密封装置において、
当該密封装置（１）は、軸（３）の偏心にしたがって弾性変形するベロー部（１６）を有し、前記ベロー部（１６）によって一方の検出要素（７）を保持することを特徴とする密封装置。
【請求項３】
請求項１の密封装置において、
当該密封装置（１）は、軸（３）の偏心にしたがって移動するダンパー部（１７）を有し、前記ダンパー部（１７）によって一方の検出要素（７）を保持することを特徴とする密封装置。
【請求項４】
請求項１、２または３の密封装置において、
当該密封装置（１）は、取付部（９）、ベロー部（１０）、ダンパー部（１１）およびシールリップ部（１２）を一体に有するステアリングダストシール本体（４）と、一方の検出要素（７）を保持するための検出要素保持部（８）とを有し、
前記検出要素保持部（８）は、前記ステアリングダストシール本体（４）の取付部（９）の内周側に固定される固有の取付部（１５）、ベロー部（１６）およびダンパー部（１７）を一体に有し、
前記検出要素保持部（８）におけるダンパー部（１７）によって一方の検出要素（７）を保持することを特徴とする密封装置。
【請求項５】
請求項４の密封装置において、
検出要素保持部（８）におけるダンパー部（１７）が軸（３）に対して軸方向変位するのを抑制する軸方向変位抑制手段（２４）を有することを特徴とする密封装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密封技術に係る密封装置に関し、更に詳しくは、ハウジングおよび軸間をシールするシール部（密封装置本体）と、前記軸の揺動角度または回転数等を検出するセンサー部（軸作動検出部）との組み合わせよりなる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ステアリングダストシールとして用いられ、またはそのほか、揺動運動する箇所で揺動角度の検出が必要な部位や、回転運動する箇所で回転数の検出が必要な部位等に用いられる。
【背景技術】
【０００２】
従来から、図５に示すステアリングダストシール５１が知られており、このダストシール５１は、ハウジング（フロントダッシュパネル）５２の軸孔５２ａ内周に取り付けられる取付部５３と、ベロー部５４と、ダンパー部５５と、軸（ステアリングシャフト）５６の周面に摺動自在に密接するシールリップ部５７とを一体に有している（特許文献１または２参照）。
【０００３】
上記ダストシール５１は、軸５６が図上左右方向に偏心すると、その外周に配置された環状のダンパー部５５が追随して移動し、これに伴ってベロー部５４が弾性変形するとともにシールリップ部５７が全周に亙って軸５６の周面に密接し続けることから、優れたシール性能を発揮することが可能とされているが、このダストシール５１には、軸５６の揺動角度を検出するためのセンサー機能は何ら備えられていない。
【０００４】
したがって、上記従来技術によると、軸５６の揺動角度を検出する必要がある場合に、上記ダストシール５１のほかに別途、センサー機構を設置しなければならず、よって構造の複雑化、部品点数およびコストの増大などの不都合を招くことになる。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１１２７０４号公報
【特許文献２】特開平９−１５９０３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は以上の点に鑑みて、ハウジングおよび軸間をシールするシール機能のほかに、軸の揺動角度または回転数等を検出するセンサー機能を備えた密封装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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、ハウジングと前記ハウジングの軸孔に挿通した軸との間を密封する密封装置であって、前記軸の揺動角度または回転数を検出する軸作動検出部を有し、前記軸作動検出部は、その検出要素として、前記密封装置および軸のいずれか一方に取り付けられる磁気エンコーダーと、他方に取り付けられるとともに前記磁気エンコーダーの磁気を検出する磁気センサーとを有することを特徴とするものである。
【０００８】
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、当該密封装置は、軸の偏心にしたがって弾性変形するベロー部を有し、前記ベロー部によって一方の検出要素を保持することを特徴とするものである。
【０００９】
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、当該密封装置は、軸の偏心にしたがって移動するダンパー部を有し、前記ダンパー部によって一方の検出要素を保持することを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の請求項４による密封装置は、上記した請求項１、２または３の密封装置において、当該密封装置は、取付部、ベロー部、ダンパー部およびシールリップ部を一体に有するステアリングダストシール本体と、一方の検出要素を保持するための検出要素保持部とを有し、前記検出要素保持部は、前記ステアリングダストシール本体の取付部の内周側に固定される固有の取付部、ベロー部およびダンパー部を一体に有し、前記検出要素保持部におけるダンパー部によって一方の検出要素を保持することを特徴とするものである。
【００１１】
更にまた、本発明の請求項５による密封装置は、上記した請求項４の密封装置において、検出要素保持部におけるダンパー部が軸に対して軸方向変位するのを抑制する軸方向変位抑制手段を有することを特徴とするものである。
【００１２】
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、軸の揺動角度または回転数を検出する軸作動検出部が設けられ、この軸作動検出部がその検出要素として、密封装置および軸のいずれか一方に取り付けられる磁気エンコーダーと、他方に取り付けられるとともに磁気エンコーダーの磁気を検出する磁気センサーとを有するものとされているために、後者の磁気センサーによって前者の磁気エンコーダーの磁気を検出することにより、軸の揺動角度または回転数を検出することが可能となる。
【００１３】
磁気エンコーダーは、磁石のＮ極とＳ極とが円周上交互に並ぶよう多磁極化された磁性体であって、その相対的な揺動または回転時に磁気センサーによってパルス信号を読み取られることにより揺動角度や回転数の検出等に用いられる。また、磁気エンコーダーは一般に、フェライト等の磁性粉をゴム状弾性体に混練して磁化させて多数の磁極を形成したものである。一方、磁気センサーは一般に、磁気エンコーダーに対向するよう円周上一箇所に設けられ、配線等を通じて制御部と接続される。尚、この磁気エンコーダーおよび磁気センサーの組み合わせよりなるセンサー機構自体は、従来公知の技術である。
【００１４】
上記したように密封装置に軸作動検出部を設ける場合、軸が大きく偏心する可能性があるときは、軸側に取り付けた検出要素が軸とともに径方向に移動することから、磁気センサーおよび磁気エンコーダー間の距離が変わり、これを原因として、磁気力の低下や磁気の乱れ等が発生し、安定した磁気の供給が難しくなることが懸念される。
【００１５】
そこで、本発明の請求項２による密封装置においては、軸の偏心にしたがって弾性変形するベロー部によって一方の検出要素を保持し、これにより一方の検出要素を軸の偏心に対して追随させる構成とした。また、密封装置が軸の偏心にしたがって移動するダンパー部を有する場合には、このダンパー部によって一方の検出要素を保持することにしても良い（請求項３）。
【００１６】
また、密封装置が、取付部、ベロー部、ダンパー部およびシールリップ部を一体に有するステアリングダストシールである場合には、これらの構成要素のほかに検出要素保持部を設けて、この保持部によって一方の検出要素を保持する構成とするのが好ましく、このようにすると、ステアリングダストシールがシール機能を担当するとともに、検出要素保持部が一方の検出要素を保持してセンサー機能を担当することになる。検出要素保持部としては、固有の取付部、ベロー部およびダンパー部を有するものが好ましく、このダンパー部によって一方の検出要素を保持することにより、一方の検出要素を軸の偏心に対して追随させることが可能となる（請求項４）。
【００１７】
また、検出要素保持部におけるダンパー部が軸に対して軸方向変位するのを抑制する軸方向変位抑制手段を設けると、ダンパー部に保持された一方の検出要素が、軸側に取り付けられた他方の検出要素に対して軸方向変位して磁気検出不可能となるのを抑えることが可能となる（請求項５）。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、以下の効果を奏する。
【００１９】
すなわち、本発明の請求項１による密封装置においては、軸の揺動角度または回転数を検出する軸作動検出部が設けられ、この軸作動検出部がその検出要素として、密封装置および軸のいずれか一方に取り付けられる磁気エンコーダーと、他方に取り付けられるとともに磁気エンコーダーの磁気を検出する磁気センサーとを有しているために、後者の磁気センサーにより前者の磁気エンコーダーの磁気を検出することによって、軸の揺動角度または回転数を検出することが可能とされている。したがって、密封装置として基本的なシール機能のほかに、軸の揺動角度または回転数等を検出するセンサー機能を備えた密封装置を提供することができる。また、シール部およびセンサー部を別々に設ける場合と比較して、構造の簡素化ならびに部品点数およびコストの削減を実現することができる。
【００２０】
また、本発明の請求項２または３による密封装置においては、軸の偏心にしたがって弾性変形するベロー部、または軸の偏心に追随するダンパー部によって一方の検出要素を保持する構成とされているために、一方の検出要素を軸の偏心に対して追随させることが可能とされている。したがって、磁気センサーおよび磁気エンコーダー間の距離が変化して磁気力の低下や磁気の乱れ等が発生するのを抑えることができ、よって安定したセンサー機能を発揮する密封装置を提供することができる。
【００２１】
また、本発明の請求項４による密封装置においては、密封装置がステアリングダストシールである場合にも、上記請求項１、２または３による作用効果を得ることができる。したがって、ステアリングダストシールとして基本的なダストシール機能のほかに、ステアリングシャフトの揺動角度等を検出するセンサー機能を備えたステアリングダストシールを提供することができ、また、安定したセンサー機能を発揮するステアリングダストシールを提供することができる。
【００２２】
更にまた、本発明の請求項５による密封装置においては、検出要素保持部におけるダンパー部が軸に対して軸方向変位するのを抑制する軸方向変位抑制手段が設けられているために、ダンパー部に保持された一方の検出要素が、軸側に取り付けられた他方の検出要素に対して軸方向変位して磁気検出不可能となるのを抑えることが可能とされている。したがってこの点からも、安定したセンサー機能を発揮するステアリングダストシールを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
尚、本発明には、以下の実施形態が含まれる。
【００２４】
（１）揺動運動をする部位のシールと多磁極化された磁気ゴムの組み合わせにより、舵角の検出を可能とするもの。また、検出結果はデジタル信号にて処理が可能なため、回転が無い場合でも検出可能となる。磁気化する部材はゴム材料であることから、いろいろな形状に成形が可能となる。
【００２５】
（２）ステアリングダストシールに多磁極化されたゴムを組み合わせることで舵角の検出を可能とする。軸が高偏心するため、センサーが磁気ゴムと常に一定の距離を保つようにベローを追加し、その先に磁気ゴムを取り付ける（磁気ゴムが軸の偏心に対して追随するようにする）。センサーが磁気ゴムと常に一定の距離を保つようにダンパーを設ける。
【００２６】
（３）ステアリングダストシールに多磁極化されたゴム材料を組み合わせることで舵角の制御が可能となる。また、シールに磁気ゴムを組み合わせることで、シール部とセンサー部が一体化でき、構造の簡略化（小スペース化）、部品点数およびコストの削減が期待できる。また、ベローを追加し、その先に磁気ゴムを取り付けることで、磁気ゴムとセンサーが一定の距離を保ち、安定した磁気の供給が可能となる。
【実施例】
【００２７】
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
【００２８】
図１は、本発明の実施例に係る密封装置１の半裁断面を示している。当該実施例に係る密封装置１は、車両用ステアリングダストシールとして用いられるものであって、以下のように構成されている。
【００２９】
すなわち先ず、ハウジングであるフロントダッシュパネル２に設けた軸孔２ａの周面とこの軸孔２ａに挿通した軸であるステアリングシャフト３の周面との間の隙間をシールするゴム状弾性材製のステアリングダストシール本体４が設けられており、このステアリングダストシール本体４に対して、ステアリングシャフト３の揺動角度を検出するための軸作動検出部５が組み合わされている。
【００３０】
この軸作動検出部５は、その検出要素として、ステアリングシャフト３の周面に取り付けられた磁気エンコーダー６と、ステアリングダストシール本体４側に取り付けられた磁気センサー７とを有しており、後者の磁気センサー７を保持するための検出要素保持部８がステアリングダストシール本体４に対して組み付けられている。尚、磁気エンコーダー６と磁気センサー７の配置は反対であっても良く、すなわち磁気エンコーダー６をステアリングダストシール本体４側に取り付けるとともに、磁気センサー７をステアリングシャフト３側に取り付けることにしても良い。
【００３１】
ステアリングダストシール本体４は、フロントダッシュパネル２の軸孔２ａ内周に嵌合されるフランジ９ａ付き筒状の取付部９と、その内周側に一体成形された環状のベロー部１０と、その内周側に一体成形された環状のダンパー部１１と、その軸方向一端側に一体成形されるとともにステアリングシャフト３の周面に摺動自在に密接する環状のシールリップ部１２とを一体に有しており、取付部９およびダンパー部１１にはそれぞれ金属製の補強環１３，１４が埋設されている。
【００３２】
検出要素保持部８は、ステアリングダストシール本体４の取付部９の内周側に嵌合される環状の取付部１５と、その内周側に一体成形された環状のベロー部１６と、その内周側に一体成形された環状のダンパー部１７とを一体に有しており、取付部１５には金属製の補強環１８が埋設されている。
【００３３】
また、ダンパー部１７の軸方向先端部には、ここに磁気センサー７を保持するための凹部１９が円周上一箇所、径方向内方へ向けて開口するように設けられており、この凹部１９内に磁気センサー７が径方向内方へ向けて取り付けられている。凹部１９は環状に形成されても良い。
【００３４】
一方、ステアリングシャフト３の周面には、磁気センサー７と対向するように環状凹部２０が設けられており、この環状凹部２０内に磁気エンコーダー６が取り付けられている。
【００３５】
この磁気エンコーダー６は、図２に示すように、環状体であって、磁石のＮ極２１とＳ極２２とが円周上交互に並ぶように多磁極化されており、磁気センサー７によって磁気パルス信号を読み取られることによって、ステアリングシャフト３の揺動角度の検出等に用いられる。また、この磁気エンコーダー６は一般に、フェライト等の磁性粉をゴム状弾性体に混練して磁化させることによって成形されており、フレキシブル性を有することから、円周上一箇所にカット部２３を設けることによって、ステアリングシャフト３に抱き付き装着することが可能とされている。
【００３６】
この磁気エンコーダー６と磁気センサー７は互いに組み合わされて、ステアリングシャフト３の揺動角度を検出するためのセンサー部を構成しており、磁気エンコーダー６がステアリングシャフト３とともに揺動すると、そのパルス信号を磁気センサー７が読み取ることにより揺動角度を検出する。尚、検出に際しては、センサー制御部等のバックアップ装置が別途用いられる。
【００３７】
上記構成の密封装置１によれば、ステアリングダストシール本体４が基本的なダストシール機能を果たし、磁気エンコーダー６および磁気センサー７の組み合わせよりなる軸作動検出部５がステアリングシャフト３の揺動角度を検出するセンサー機能を果たすことから、所期の目的どおり、基本的なシール機能とともにステアリングシャフト３の揺動角度を検出するセンサー機能を備えた密封装置１を提供することができる。
【００３８】
また、シール部およびセンサー部を別々に設ける場合と比較して、構造の簡素化を実現することができ、併せて部品点数およびコストの削減を実現することができる。
【００３９】
また、上記構成の密封装置１によれば、ステアリングシャフト３の偏心に追随するダンパー部１７によって磁気センサー７が保持されていることから、磁気センサー７をステアリングシャフト３の偏心に対して追随させることが可能とされている。したがって、磁気センサー７および磁気エンコーダー６間の距離が変化して磁気力が低下したり磁気に乱れ等が発生したりするのを抑えることができ、よって安定したセンサー機能を発揮する密封装置１を提供することができる。
【００４０】
尚、上記実施例では、検出要素保持部８のダンパー部１７によって磁気センサー７を保持する構成としたが、ベロー部１６の内周端部にダンパー部１７に代わる保持部を設けることにすれば、ダンパー部１７がなくても、ベロー部１６３によって磁気センサー７を保持することができる。
【００４１】
また、上記実施例において、ベロー部１６は薄肉でフレキシブルであるので、このベロー部１６に支持されたダンパー部１７がステアリングシャフト３に対して軸方向に変位するようなことがあると、磁気センサー７が磁気エンコーダー６に対して正対しなくなり、よってセンサー機能に支障を来たすことが懸念される。そこで、これを防止するには、ダンパー部１７がステアリングシャフト３に対して軸方向変位するのを抑制する軸方向変位抑制手段２４を設けるのが好適であり、以下にその実施例を説明する。
【００４２】
すなわち先ず、図３の例では、断面Ｌ字形を呈する金属製の保持環２５，２６が２つ組み合わされて、その内部に環状溝状の空間２７が形成されており、径方向外方へ向けて開口したこの空間２７内に磁気エンコーダー６が取り付けられるとともに、磁気センサー７を保持したダンパー部１７が相対回転可能に収められている。
【００４３】
一方の保持環２５は、ステアリングシャフト３の周面に嵌合される筒状部２５ａを有しており、この筒状部２５ａの軸方向一端に径方向外方へ向けてフランジ部２５ｂが一体成形されている。他方の保持環２６は、一方の保持環２５の筒状部２５ａの外周側に嵌合される筒状部２６ａを有しており、この筒状部２６ａの軸方向他端に径方向外方へ向けてフランジ部２６ｂが一体成形されている。したがって、両保持環２５，２６のフランジ部２５ｂ，２６ｂ間のスペースが上記空間２７とされ、他方の保持環２６の筒状部２６ａの外周側に磁気エンコーダー６が取り付けられるとともに、上記空間２７に対してその外周側からダンパー部１７の内周部が挿入されている。
【００４４】
上下一対のフランジ部２５ｂ，２６ｂとダンパー部１７の間にはそれぞれ若干の軸方向間隙が設定されており、これによりフランジ部２５ｂ，２６ｂ間にてダンパー部１７は変位可能とされているが、それ以上の大きな変位は、ダンパー部１７が何れかのフランジ部２５ｂ，２６ｂに当接することから制限される。したがって、ダンパー部１７がステアリングシャフト３に対して大きく軸方向変位するのが抑制され、もって磁気センサー７が常時、磁気エンコーダー６に対して正対することになる。
【００４５】
また、図４の例では、金属製の保持環２８が１つ、ステアリングシャフト３の外周に嵌合されており、その内周側に磁気エンコーダー６が取り付けられるとともに、この保持環にダンパー部１７が当接することによって軸方向変位抑制手段２４が構成されている。
【００４６】
保持環２８は、ステアリングシャフト３の周面に嵌合される小径の筒状部２８ａを有しており、この筒状部２８ａに対して段差部２８ｂを介して大径の筒状部２８ｃが一体成形されている。大径筒状部２８ｃの内周側には、ステアリングシャフト３の周面との間に径方向スペースが形成されるので、このスペースが磁気エンコーダー６の取付空間とされ、大径筒状部２８ｃの内周面に磁気エンコーダー６が取り付けられている。
【００４７】
また、この保持環２８に対しては、その大径筒状部２８ｃの先端部に対して図上下方からダンパー部１７が当接可能とされており、この当接をもってダンパー部１７がステアリングシャフト３に対して軸方向一方（図上Ａ方向）に変位するのが抑制される。したがって、この例によると、軸方向一方へ向けての変位のみではあるが、ダンパー部１７がステアリングシャフト３に対して軸方向変位するのを抑制される。尚、この例によると、磁気センサー７は、磁気エンコーダー６の磁気が保持環２８を透過するかたちにて、磁気を検出することになる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施例に係る密封装置の装着状態を示す半裁断面図
【図２】磁気エンコーダーの単品斜視図
【図３】軸方向変位抑制手段の例を示す断面図
【図４】軸方向変位抑制手段の他の例を示す断面図
【図５】従来例に係る密封装置を示す半裁断面図
【符号の説明】
【００４９】
１  密封装置
２  フロントダッシュパネル（ハウジング）
２ａ  軸孔
３  ステアリングシャフト（軸）
４  ステアリングダストシール本体
５  軸作動検出部
６  磁気エンコーダー（検出要素）
７  磁気センサー（検出要素）
８  検出要素保持部
９，１５  取付部
９ａ  フランジ
１０，１６  ベロー部
１１，１７  ダンパー部
１２  シールリップ部
１３，１４，１８  補強環
１９  凹部
２０  環状凹部
２１  Ｎ極
２２  Ｓ極
２３  カット部
２４  軸方向変位抑制手段
２５，２６，２８  保持環
２５ａ，２６ａ，２８ａ，２８ｃ  筒状部
２５ｂ，２６ｂ  フランジ部
２７  空間
２８ｂ  段差部
【図１】
2006162014.tif 000003
【図２】
2006162014.tif 000004
【図３】
2006162014.tif 000005
【図４】
2006162014.tif 000006
【図５】
2006162014.tif 000007