(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静止側（３）に固定される取付環（１１）、及びこの取付環（１１）に一体的に成形されその大気側の端部より機内側に位置するシールリップ（１２ｄ）を有するシールリング（１２）からなる静止側密封要素と、回転側（２）に装着され機内側の端部から円盤状に展開したシールフランジ（１４ｂ）が前記シールリップ（１２ｄ）に摺動可能に密接されることにより機内の流体を密封する回転側密封要素（１４）と、前記静止側密封要素の内周側に位置して前記回転側密封要素（１４）における前記シールフランジ（１４ｂ）と反対側の端部に嵌着され円盤状に展開する非摺動のフランジ（１５１ｂ）及びこのフランジ（１５１ｂ）の外側面に円周方向等間隔で接着した多数の着磁ゴム盤（１５２）からなる回転検出用被検出円盤（１５）とを備え、前記着磁ゴム盤（１５２，１５２，・・・）間に放射状溝（１５３，１５３，・・・）が形成され、前記被検出円盤（１５）の外周縁が前記静止側密封要素の内周面と径方向に近接対向していることを特徴とする回転検出要素付き密封装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車や一般機械、産業機械等における回転軸の軸周を密封する密封装置において、ロータリエンコーダの回転検出要素を備えたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車においては、走行速度や走行距離を計測したり、エンジンの点火制御や燃料噴射時期制御等を行うために、車軸の回転数や回転速度、エンジンのクランク角（クランクシャフトの回転角）の検出等が行われる。そして、このような回転検出箇所は、密封の必要な箇所でもあるため、従来から、例えば下記の特許文献１に開示されているように、回転軸の軸周を密封する密封装置の回転側密封要素に、磁気式ロータリエンコーダの回転検出要素である着磁円盤を一体的に設けることによって、ロータリエンコーダ及び密封装置の装着箇所の省スペース化を図ったものが知られている。
【特許文献１】
特開２００２−４８２４７
【０００３】
すなわち、特許文献１による密封装置は、非回転の軸孔ハウジング側に固定されるシールリップと、回転軸に装着されて前記シールリップに密封的に摺接されるスリンガを備え、このスリンガに、磁性粉体を混入したゴム状弾性材料からなり円周方向交互に異なる磁極が形成された着磁円盤が、一体的に接着されたもので、静止側に、この着磁円盤に近接対向させて磁気センサが配置される。したがって、回転軸の回転によって、スリンガと共に着磁円盤が回転すると、これに近接対向された磁気センサから、その検出面の近傍を交互に通過する磁極に応じてパルス信号が出力される。
【０００４】
しかしながら、特許文献１による密封装置は、着磁円盤を取り付けたスリンガと、これに摺接するシールリップとによる密封摺動部が、大気側のダストを密封対象とするものであり、エンジンオイルなどを密封対象とした場合は、磁気式ロータリエンコーダの構成要素が、エンジンオイル雰囲気中に位置することになる。そしてこの場合、エンジンオイルを介して伝達されるエンジンの熱は、着磁円盤の磁界に悪影響を及ぼし、あるいは、エンジンオイル内のスラッジが、着磁円盤の表面に磁力で吸着されることによっても、着磁円盤の磁界に悪影響を及ぼすので、磁気センサからの出力信号パターンが乱れるおそれがあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
［０００５］  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、エンジンオイルなどの流体を密封対象とする場合でも回転検出可能な回転検出要素付き密封装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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の発明に係る回転検出要素付き密封装置は、静止側に固定される取付環、及びこの取付環に一体的に成形されその大気側の端部より機内側に位置するシールリップを有するシールリングからなる静止側密封要素と、回転側に装着され機内側の端部から円盤状に展開したシールフランジが前記シールリップに摺動可能に密接されることにより機内の流体を密封する回転側密封要素と、前記静止側密封要素の内周側に位置して前記回転側密封要素における前記シールフランジと反対側の端部に嵌着され円盤状に展開する非摺動のフランジ及びこのフランジの外側面に円周方向等間隔で接着した多数の着磁ゴム盤からなる回転検出用被検出円盤とを備え、前記着磁ゴム盤間に放射状溝が形成され、前記被検出円盤の外周縁が前記静止側密封要素の内周面と径方向に近接対向している。
【０００７】
請求項１の発明に係る回転検出要素付き密封装置によれば、回転検出用の被検出円盤が、回転側密封要素におけるシールフランジと反対側の端部に嵌着され、すなわち静止側密封要素のシールリップと回転側密封要素のシールフランジとの密封摺動部より大気側に配置されているので、前記密封摺動部がエンジンオイル等の流体を密封対象とするものであっても、大気側において、センサによる回転検出が可能となる。また、前記被検出円盤が、静止側密封要素の内周面と径方向に近接対向することによって、ラビリンスシールを形成すると共に、各着磁ゴム盤間の放射状溝による遠心ポンプ作用によって、大気側の異物に対するシール性を向上することができる。また、前記被検出円盤は、前記静止側密封要素の内周側に位置しているため、この被検出円盤を設けたことによって密封装置の軸方向装着スペースが増大するのを防止することができ、しかも前記遠心ポンプ作用により生じる空気流によって空冷効果を奏し、摺動発熱を有効に除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る回転検出要素付き密封装置の好ましい実施の形態を、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。
【図２】図１の形態においてスリンガに螺条を設けた例を示す部分断面図である。
【図３】図１の被検出円盤の部分的な斜視図である。
【図４】本発明に係る回転検出要素付き密封装置の他の実施の形態を、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。
【符号の説明】
【０００９】
１  密封装置
１１  取付環
１１ａ  筒状圧入部
１１ｂ  筒状バックアップ部
１１ｃ  外周径方向部
１１ｄ  テーパ部
１１ｅ  内周径方向部
１２  シールリング（静止側密封要素）
１２ａ  ガスケット部
１２ｂ  ゴム層
１２ｃ  基部
１２ｄ  シールリップ
１３  ダストリップ
１４  スリンガ（回転側密封要素）
１４ａ  筒状嵌着部
１４ｂ  シールフランジ
１４１  螺条
１５  被検出円盤
１５１  第二スリンガ
１５１ａ  筒状嵌着部
１５１ｂ  フランジ
１５２  着磁ゴム盤
１５３  放射状溝
２  クランクシャフト（回転側）
３  シールハウジング（静止側）
４  磁気センサ
Ｇ  隙間
Ｓ  密封摺動部
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係る回転検出要素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、こ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である。
【００１１】
まず図１において、参照符号１は本発明による密封装置、参照符号２は自動車用エンジンのクランクシャフト、参照符号３は、エンジンのシリンダブロック（不図示）に取り付けられ内周に密封装置１を保持するシールハウジングである。クランクシャフト２は、請求項１に記載された回転側に相当し、シールハウジング３は、請求項１に記載された静止側に相当する。
【００１２】
なお、図１及び図２においては、右側が機内側、すなわち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側であり、左側が大気側、すなわちエンジンの外側空間である。
【００１３】
密封装置１は、シールハウジング３の軸孔部内周面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ング１２と、このシールリング１２の内周部に取り付けられたダストリップ１３と、クランクシャフト２の外周面に装着されるスリンガ１４と、このスリンガ１４に取り付けられた被検出円盤１５とを備える。
【００１４】
取付環１１は、鋼板等の金属板を打ち抜きプレス加工したものであって、シールハウジング３の軸孔部内周面に圧入嵌着される筒状圧入部１１ａと、この筒状圧入部１１ａから大気側へ延び、筒状圧入部１１ａよりも適宜小径に形成された筒状バックアップ部１１ｂと、その大気側の端部から内周側へ延びる外周径方向部１１ｃと、その内周から機内側へ延びるテーパ部１１ｄと、更にその端部から内周側へ延びる内周径方向部１１ｅからなる。
【００１５】
シールリング１２及び取付環１１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って、シールリング１２は、取付環１１にゴム状弾性材料で一体的に成形（加硫接着）されている。そしてこのシールリング１２は、取付環１１における筒状バックアップ部１１ｂの外周に位置して形成されシールハウジング３の内周面に適当な締め代をもって密嵌されるガスケット部１２ａと、このガスケット部１２ａから取付環１１における外周径方向部１１ｃ及びテーパ部１１ｄの大気側の面を経由して内周径方向部１１ｅの両側面にかけて連続して延びるゴム層１２ｂと、その内周の基部１２ｃと、この基部１２ｃの内周における正面から先端が外周側を向くようなテーパ状をなして機内側へ延びるシールリップ１２ｄとを有する。
【００１６】
ダストリップ１３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１３ａが、シールリング１２における基部１２ｃの内周部の背面に接合されている。
【００１７】
スリンガ１４は、鋼板等の金属板を打ち抜きプレス加工したものであって、請求項１に記載された回転側密封要素に相当する。そしてこのスリンガ１４は、クランクシャフト２の外周面に密嵌される筒状嵌着部１４ａと、その機内側の端部から円盤状に展開するシールフランジ１４ｂとを有する。シールリング１２におけるシールリップ１２ｄは、このスリンガ１４におけるシールフランジ１４ｂの内側端面に先端部全周が密接して密封摺動部Ｓを形成し、ダストリップ１３は、このスリンガ１４における筒状嵌着部１４ａの外周面に、内周部１３ｂの全周が密接又は近接対向される。
【００１８】
図２は、スリンガ１４に螺条１４１を設けた例を示す部分断面図である。すなわち、この密封装置１が、トラック等におけるディーゼルエンジン等に設けられる場合は、スリンガ１４のシールフランジ１４ｂの内側端面に、図２に示されるように溝又は突条による螺条１４１が形成されている。この螺条１４１は、スリンガ１４の回転方向に対して漸次小径になるような渦巻き状に延びており、このため、スリンガ１４の回転に伴い、流体を外周側へ排除するポンプ作用を発生して、シールリップ１２ｄとシールフランジ１４ｂとの密封摺動部Ｓにおける密封性の向上させるものである。
【００１９】
被検出円盤１５は、第二スリンガ１５１と、着磁ゴム盤１５２からなり、静止側密封要素であるシールリング１２のシールリップ１２ｄと回転側密封要素であるスリンガ１４のシールフランジ１４ｂとの密封摺動部Ｓより大気側に配置されている。第二スリンガ１５１は、鋼板等の磁性体金属板を打ち抜きプレス加工したものであって、スリンガ１４における筒状嵌着部１４ａの外周面に圧入嵌着される筒状嵌着部１５１ａと、その大気側の端部から円盤状に展開するフランジ１５１ｂとを有する。
【００２０】
被検出円盤１５における第二スリンガ１５１の外周縁は、取付環１１におけるテーパ部１１ｄの内周に被着されたゴム層１２ｂの内周面に、僅かな隙間Ｇを介して径方向に近接対向している。
【００２１】
被検出円盤１５における着磁ゴム盤１５２は、図３に示されるように、フェライト等の強磁性体金属の微粉末を均一に混合したゴム状弾性材料を着磁したものであって、径方向に延び、第二スリンガ１５１におけるフランジ１５１ｂの外側面（大気側の面）に円周方向等間隔で一体的に加硫成形・加硫接着され、各着磁ゴム盤１５２，１５２，・・・間には、放射状溝１５３，１５３，・・・が形成されている。
【００２２】
密封装置１の大気側には、磁気抵抗素子からなる磁気センサ４が配置され、シールハウジング３側に固定されている。この磁気センサ４の検出面は、被検出円盤１５における着磁ゴム盤１５２に、軸方向に近接対向している。
【００２３】
以上の構成において、密封装置１は、図１に示される装着状態において、シールリング１２のガスケット部１２ａがシールハウジング３の内周面に適当な締め代をもって密嵌されると共に、シールリング１２のシールリップ１２ｄとスリンガ１４のシールフランジ１４ｂが密封摺動部Ｓを形成することによって、機内側のエンジンオイルの大気側への漏洩を遮断するものである。クランクシャフト２と一体的に回転するスリンガ１４は、そのシールフランジ１４ｂ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。
【００２４】
また、被検出円盤１５が、クランクシャフト２と一体的に回転することによって、磁気センサ４の検出面の前方を、被検出円盤１５に円周方向等間隔で一体的に加硫成形・加硫接着された着磁ゴム盤１５２，１５２，・・・が通過するので、磁気センサ４は、これを横切る磁束の変化に対応してパルス信号を発生する。すなわち、被検出円盤１５は、磁気センサ４と共に磁気式ロータリエンコーダを構成しており、磁気センサ４から出力されるパルス信号の周波数は、クランクシャフト２の回転数に比例しているので、このパルス列から、クランクシャフト２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。
【００２５】
そして、この構成によれば、回転検出用の被検出円盤１５が、シールリング１２のシールリップ１２ｄとスリンガ１４のシールフランジ１４ｂとの密封摺動部Ｓより大気側に配置されているので、密封装置１がエンジンオイルを密封対象としているものであるにも拘らず、エンジンオイルに曝されることのない大気側において、磁気センサ４による回転検出が可能となったものである。
【００２６】
一方、シールリング１２における基部１２ｃの内周に設けられたダストリップ１３は、大気側の異物が機内側へ侵入するのを防止するものである。そして、被検出円盤１５における第二スリンガ１５１のフランジ１５１ｂ及び着磁ゴム盤１５２は、これに接触する物体を遠心力により振り切る作用を有するのに加え、前記フランジ１５１ｂの外周縁は、取付環１１におけるテーパ部１１ｄの内周に被着されたゴム層１２ｂに、僅かな隙間Ｇを介して径方向に近接対向しているので、ラビリンスシール効果を有し、このため、大気側からの異物の侵入を有効に防止することができる。
【００２７】
ここで、図１に示される密封装置１は、取付環１１における外周径方向部１１ｃ、テーパ部１１ｄ及び内周径方向部１１ｅによってその内周側に確保された空間を利用して、磁気式ロータリエンコーダにおける被検出円盤１５（第二スリンガ１５１）を、スリンガ１４の筒状嵌着部１４ａの大気側を向いた端部に配置している。このため、被検出円盤１５を配置したことによって密封装置１の軸方向装着スペースが大きくなることはなく、しかも上述のように、被検出円盤１５（第二スリンガ１５１）自体が大気側の異物に対する排除機能を有するため、密封性能を向上することができる。
【００２８】
そして、被検出円盤１５は、その大気側を向いた端面と、取付環１１の外周径方向部１１ｃに被着されたゴム層１２ｂの端面が互いに同一平面となるように、軸方向に対する位置決めがなされる。このため、磁気センサ４と被検出円盤１５との間の距離のバラつきが小さくなって、正確な回転検出を行うことができる。
【００２９】
また、圧入嵌着によって互いに一体化されたスリンガ１４のシールフランジ１４ｂと第二スリンガ１５１のフランジ１５１ｂがシールリング１２の軸方向両側に存在しているので、クランクシャフト２及びシールハウジング３への未装着状態において、スリンガ１４及び第二スリンガ１５１と取付環１１、シールリング１２及びダストリップ１３とを、仮組み状態としておくことができ、このため、保管や取扱いを容易にすることができる。しかもこのようにしておけば、シールリング１２のシールリップ１２ｄの摺動部や、ダストリップ１３が保護されるので、好適である。
【００３０】
そして更に、取付環１１における外周径方向部１１ｃを大気側から覆っているゴム層１２ｂには、円周方向所定間隔で小突起１２ｅが形成されているので、この密封装置１の保管等において、軸方向を上下方向にして積み重ねた時に、ゴム層１２ｂがその上側（又は下側）に重なったスリンガ１４のシールフランジ１４ｂとベタ当たりすることがない。このため、長時間積み重ねておくことによる粘着を、有効に防止することができる。
【００３３】
しかも、被検出円盤１５が、クランクシャフト２と一体的に回転した時に、各着磁ゴム盤１５２，１５２間の放射状溝１５３，１５３，・・・による顕著な遠心ポンプ作用を惹起し、異物が図１におけるダストリップ１３側へ侵入するのを阻止する。このため、一層優れたダストシール効果が得られ、しかも放射状溝１５３，１５３，・・・を内周側から外周側へ流れる空気流によって、空冷効果を奏し、ダストリップ１３等における摺動発熱を有効に除去することができる。
【００３４】
次に図４は、本発明に係る回転検出要素付き密封装置の他の実施の形態を、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。この形態も、基本的には図１と同様の構成を備えるものであるが、スリンガ１４における筒状嵌着部１４ａの大気側の端部に、第二スリンガ１５１の筒状嵌着部１５１ａのほぼ肉厚に相当する分だけ大径に形成した拡径筒部１４ｃを有し、前記第二スリンガ１５１の筒状嵌着部１５１ａが、この拡径筒部１４ｃの内周面に圧入嵌着されている点で、図１と相違するものである。
【００３５】
この形態によれば、図１のものと同様の効果に加え、第二スリンガ１５１におけるフランジ１５１ｂの径方向幅を、図１のものよりも、スリンガ１４の筒状嵌着部１４ａの肉厚分だけ内周側まで拡張することができるので、これに接着される着磁ゴム盤１５２の面積も大きくすることができる。そしてその結果、着磁ゴム盤１５２の被検出面積（着磁面積）も大きくなって、検出精度を向上することができる。また、第二スリンガ１５１の筒状嵌着部１５１ａの内周面がクランクシャフト２の外周面に密接されるようにすれば、その取付精度（同心性）を向上することができる。
【００３６】
また、シールリング１２のシールリップ１２ｄとスリンガ１４のシールフランジ１４ｂとの密封摺動部Ｓを、機内側のエンジンオイルが僅かに侵入しても、スリンガ１４の筒状嵌着部１４ａの外周面には第二スリンガ１５１との嵌合面が存在しないので、そこから大気側へ漏れるといったことが起こりにくいといった利点もある。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明によれば、エンジンオイルなどの流体を密封対象とする場合でも、回転の検出が可能な回転検出要素付き密封装置として利用することができる。
【図１】
0004748319.tif 000002
【図２】
0004748319.tif 000003
【図３】
0004748319.tif 000004
【図４】
0004748319.tif 000005