(57)【要約】【課題】シールリップ４，５と磁気式ロータリエンコーダのパルサーリング６を回転側取付環２に設けた密封装置において、パルサーリング６の磁界による回転検出精度の低下を有効に防止し得る構造とする。【解決手段】パルサーリング６は回転側取付環２に回転側シールリップ４，５と分離して設けられるため、内周部材１１２への装着の際に、回転側シールリップ４，５とパルサーリング６の間で回転側取付環２を軸方向へ押圧することができ、したがって静止側取付環１に対する回転側取付環２、回転側シールリップ４，５及びパルサーリング６の軸方向の位置決めをしやすく、また、回転側シールリップ４，５とパルサーリング６の同時成形に際して、パルサーリング６に回転側シールリップ４，５の材料混合を防止し、磁界への影響を防止することができる。【選択図】図１
2005337345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非回転の外周部材（１１１）に密嵌固定される静止側取付環（１）と、前記外周部材（１１１）の内周側に回転可能に配置された内周部材（１１２）に密嵌固定される回転側取付環（２）と、前記静止側取付環（１）に一体的に設けられて先端部が前記回転側取付環（２）に摺動可能に密接されるゴム状弾性材料からなる静止側シールリップ（３）と、前記回転側取付環（２）に一体的に設けられて先端部が前記静止側取付環（１）に摺動可能に密接されるゴム状弾性材料からなる回転側シールリップ（４，５）と、前記回転側取付環（２）に一体的に設けられたパルサーリング（６）とを備え、このパルサーリング（６）が磁性粉体を混入したゴム状弾性材料又は合成樹脂材料からなり、前記回転側シールリップ（４，５）と分離して形成されたことを特徴とするパルサーリング付き密封装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに回転する二部材間を密封する密封装置であって、特に、磁気式ロータリエンコーダのパルサーリングを備えたものに関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は、この種のパルサーリング付き密封装置の典型的な従来技術を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す装着状態の半断面図である。この密封装置１００は、ハブシールとも呼ばれ、自動車における懸架装置に車輪を回転自在に支持する軸受１１０の外輪１１１と内輪１１２の間に組み込まれて、外部ＳＯから軸受１１０の内部ＳＩへ泥水や塵埃等が侵入するのを防止すると共に、軸受１１０の内部ＳＩに封入されたグリースが外部ＳＯへ流出するのを防止するものである。
【０００３】
詳しくは、密封装置１００は、軸受１１０の外輪１１１の端部内周面に圧入嵌着された金属製の静止側取付環１０１と、軸受１１０の内輪１１２の端部外周面に圧入嵌着された金属製の回転側取付環１０２と、静止側取付環１０１の内向きフランジ１０１ｂの内周端に一体的に設けられて先端部が回転側取付環１０２の内周筒部１０２ａの外周面に摺動可能に密接されるゴム状弾性材料からなる静止側シールリップ１０３と、回転側取付環１０２における外向きフランジ１０２ｂの外周部に一体的に設けられて先端部が静止側取付環１０１における外周筒部１０１ａの内周面及び内向きフランジ１０１ｂの内側面にそれぞれ摺動可能に密接されるゴム状弾性材料からなる回転側の外周リップ１０４及びサイドリップ１０５とを備える（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
すなわち、この密封装置１００は、軸受１１０の外部ＳＯと内部ＳＩとの間に、静止側シールリップ１０３、回転側の外周リップ１０４及びサイドリップ１０５による密封摺動部が三段に形成され、しかも、回転側の外周リップ１０４及びサイドリップ１０５には遠心力による振り切り作用を生じるので、優れた密封性能を発揮することができる。
【０００５】
一方、車両における懸架装置に車輪を回転自在に支持する軸受１１０を密封する密封装置には、磁気センサによって回転速度を検出するために、磁性粉体を混入したゴム状弾性材料又は合成樹脂材料で円盤状に成形されると共に円周方向交互に異なる磁極Ｎ，Ｓが形成されたパルサーリング（パルス発生リング）を、一体的に設けることが知られている（例えば特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１０−２５２７６２
【特許文献２】特開２００３−２８３０９
【０００６】
ところが、図４のような、回転側取付環１０２に外周リップ１０４及びサイドリップ１０５を備える密封装置１００において、この図４に二点鎖線で示されるように、回転側取付環１０２における外向きフランジ１０２ｂの外側面にパルサーリング１０６を一体に設ける場合、その成形の過程で、外周リップ１０４及びサイドリップ１０５を成形する未加硫材料と、パルサーリング１０６を成形する磁性粉体入り未加硫材料が部分的に混合して、パルサーリング１０６の磁界による回転検出精度に悪影響を及ぼすおそれがあった。
【０００７】
また、回転側取付環１０２を軸受１１０の内輪１１２の端部外周面に圧入嵌着する際に、ゴム状弾性材料等からなるパルサーリング１０６を押圧するので、パルサーリング１０６の変形によって、回転側取付環１０２の位置決めが困難になり、あるいはパルサーリング１０６に変形や損傷を生じて、これらも、パルサーリング１０６の磁界による回転検出精度に悪影響を及ぼすおそれがあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
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、シールリップと磁気式ロータリエンコーダのパルサーリングを回転側取付環に設けた密封装置において、パルサーリングの磁界による回転検出精度の低下を有効に防止し得る構造とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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の発明に係るパルサーリング付き密封装置は、非回転の外周部材に密嵌固定される静止側取付環と、前記外周部材の内周側に回転可能に配置された内周部材に密嵌固定される回転側取付環と、前記静止側取付環に一体的に設けられて先端部が前記回転側取付環に摺動可能に密接されるゴム状弾性材料からなる静止側シールリップと、前記回転側取付環に一体的に設けられて先端部が前記静止側取付環に摺動可能に密接されるゴム状弾性材料からなる回転側シールリップと、前記回転側取付環に一体的に設けられたパルサーリングとを備え、このパルサーリングは磁性粉体を混入したゴム状弾性材料又は合成樹脂材料からなり、前記回転側シールリップと分離して形成されたものである。
【００１０】
上記構成において、パルサーリングは回転側取付環に回転側シールリップと分離して設けられるため、内周部材への装着の際に、回転側シールリップとパルサーリングの間で回転側取付環を軸方向へ押圧することができ、したがって静止側取付環に対する回転側取付環（回転側シールリップ及びパルサーリング）の軸方向の位置決めをしやすく、また、回転側シールリップとパルサーリングの同時成形に際して、パルサーリングに回転側シールリップの材料が混合するのを防止することができる。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明に係るパルサーリング付き密封装置によれば、装着の際に回転側取付環の位置決めが容易であり、このためパルサーリングが高精度に位置決めされ、しかも、このパルサーリングに回転側シールリップの材料が混合することによる磁界のばらつきが防止されるので、回転検出精度を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１及び図２は、本発明に係るパルサーリング付き密封装置の好ましい実施の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。なお、図１と図２は、静止側シールリップの形状が異なるほかは、基本的に同様のものである。
【００１３】
図１及び図２において、参照符号１１０は、自動車の懸架装置において、車輪を回転自在に支持するための軸受であって、外輪１１１及び内輪１１２と、その間に配置され円周方向に並んだ多数の鋼球１１３（図１には１個のみ示される）からなる。外輪１１１は非回転であって、請求項１に記載された外周部材に相当し、懸架装置における不図示のナックルに固定されている。また、内輪１１２は車輪側の不図示のハブに一体的に嵌着されており、請求項１に記載された内周部材に相当するものである。
【００１４】
本発明に係る密封装置は、軸受１１０の内部ＳＩへ、外部ＳＯからの泥水や塵埃等が侵入するのを防止すると共に、鋼球１１３を潤滑するグリースが軸受外部ＳＯへ流出するのを防止するもので、軸受１１０の外輪１１１の端部内周面に密嵌固定される静止側取付環１と、軸受１１０の内輪１１２の端部外周面に密嵌固定される回転側取付環２と、静止側取付環１に一体的に設けられて先端部が回転側取付環２に摺動可能に密接されるゴム状弾性材料からなる内周リップ３と、回転側取付環２に一体的に設けられて先端部が静止側取付環１に摺動可能に密接されるゴム状弾性材料からなる外周リップ４及びサイドリップ５と、回転側取付環２に一体的に設けられたパルサーリング６とを備える。なお、内周リップ３は、請求項１に記載された静止側シールリップに相当するものであり、外周リップ４及びサイドリップ５は、請求項１に記載された回転側シールリップに相当するものである。
【００１５】
詳しくは、静止側取付環１は、鋼板等の金属板を打ち抜きプレス成形することにより製作したものであって、軸心Ｏを通る平面で切断した形状（図１又は図２の断面形状）が略Ｌ字形をなし、すなわち軸受１１０の外輪１１１の内周面に圧入嵌着される外周筒部１１と、その軸受内部ＳＩ側の端部から内周側へ延びる内向きフランジ１２からなる。
【００１６】
回転側取付環２も同様に、鋼板等の金属板を打ち抜きプレス成形することにより製作したものであって、軸心Ｏを通る平面で切断した形状（図１又は図２の断面形状）が略Ｌ字形をなす。すなわち軸受１１０の内輪１１２の外周面に圧入嵌着される内周筒部２１と、その軸受外部ＳＯ側の端部から外周側へ延びる外向きフランジ２２とからなる。静止側取付環１における内向きフランジ１２の内径は、回転側取付環２における内周筒部２１の外周面よりも大径であり、回転側取付環２における外向きフランジ２２の外径は、静止側取付環１における外周筒部１１の内周面よりも小径に形成されている。
【００１７】
静止側シールリップである内周リップ３は、静止側取付環１における内向きフランジ１２の内周部を埋設した状態に加硫接着された基部３１と、その内周部から延びて、回転側取付環２における内周筒部２１の外周面に適当な締め代をもって摺動可能に密接されるリップ本体３２からなる。なお、図１の形態においては、リップ本体３２が軸受内部ＳＩと反対側を向いており、図２の形態においては、リップ本体３２が軸受内部ＳＩ側を向いている。
【００１８】
回転側シールリップである外周リップ４及びサイドリップ５は、回転側取付環２における外向きフランジ２２の外周部を埋設した状態に加硫接着された基部７を共有し、すなわちこの共有基部７から二股に延びるように形成されている。
【００１９】
そして、外周リップ４は、共有基部７における軸受外部ＳＯと反対側の端部から、図中に破線で示されるように、軸受外部ＳＯと反対側へ凸の屈曲形状をもって外周側へ延び、軸受外部ＳＯを向いた先端部が、静止側取付環１における外周筒部１１の内周面に、適当な締め代をもって摺動可能に密接される。また、サイドリップ５は、外周リップ４の内周側に位置して、共有基部７から、図中に破線で示されるように、軸受外部ＳＯと反対側へ向けて、先端ほど大径になる円錐筒状に延び、先端部が、静止側取付環１における内向きフランジ１２の内側面に、適当な締め代をもって摺動可能に密接される。
【００２０】
パルサーリング６は、磁性粉体を混入したゴム状弾性材料で平たい円盤状に成形されると共に、回転側取付環２における外向きフランジ２２の外側面に一体的に加硫接着されたものであって、Ｎ極とＳ極が円周方向に等ピッチで交互に着磁されている。また、このパルサーリング６の成形領域は、外周リップ４及びサイドリップ５の共有基部７の成形領域から分離しており、パルサーリング６と前記共有基部７との間で、前記外向きフランジ２２の外側面が環状に露出している（露出面２２ｂ’）。
【００２１】
密封装置の外側（軸受外部ＳＯ）には、パルサーリング６と近接対向させて、磁気センサ８が非回転状態に配置されている。磁気センサ８は、パルサーリング６と共に磁気式ロータリエンコーダを構成するものであり、すなわち、車輪の回転によって、内輪１１２に嵌着された回転側取付環２と共にパルサーリング６が回転すると、磁気センサ８から、その対向位置をパルサーリング６のＮ極とＳ極が交互に通過することによって、これに対応したパルス信号が出力されるようになっている。
【００２２】
以上の構成において、内周リップ３は、所定のゴム加硫成形用金型（不図示）内に、予め内向きフランジ１２の内周部に加硫接着剤を塗布した静止側取付環１を位置決めセットして型締めし、前記金型と内向きフランジ１２との間に画成された環状の成形用キャビティ内に、未加硫ゴム材料を充填し、加熱・加圧することによって、加硫成形と共に前記内向きフランジ１２への加硫接着を行ったものである。
【００２３】
図３は、回転側取付環２に外周リップ４及びサイドリップ５とパルサーリング６を一体成形する過程示す説明図である。すなわち、図３における参照符号１２０は、複数の分割型１２１，１２２からなる金型で、その分割面間に回転側取付環２を位置決め固定することができ、型締め状態において、回転側取付環２における外向きフランジ２２の内側面２２ａの外周部と分割型１２１との間に、図１又は図２における外周リップ４、サイドリップ５及びその共有基部７と対応する断面形状の環状の成形用キャビティＣ１が画成され、前記外向きフランジ２２の外側面２２ｂと分割型１２２との間に、図１又は図２におけるパルサーリング６と対応する断面形状の環状の成形用キャビティＣ２が画成される。
【００２４】
キャビティＣ１の内径、言い換えれば外周リップ４及びサイドリップ５の共有基部７の内径と、キャビティＣ２の外径、言い換えればパルサーリング６の外径は、ほぼ同じ径方向位置にある。また、キャビティＣ１，Ｃ２の間は、前記外向きフランジ２２の外側面２２ｂの外周部と分割型１２２との密接部Ａによってシールされ、互いに分離されている。
【００２５】
したがって、金型１２０内に、予め外向きフランジ２２に加硫接着剤を塗布した回転側取付環２を、図３に示されるように位置決めセットして型締めし、一方のキャビティＣ１に未加硫ゴム材料を充填すると共に、他方のキャビティＣ２に、磁性粉体を均一に混合した未加硫ゴム材料を充填し、加熱・加圧することによって、外周リップ４及びサイドリップ５と、パルサーリング６を同時に、前記外向きフランジ２２に、加硫成形と共に加硫接着を行うことができる。なお、成形後、パルサーリング６には、不図示の多極着磁ヨーク等を用いて、Ｎ極とＳ極が円周方向交互に着磁される。
【００２６】
上記成形過程において、外周リップ４及びサイドリップ５を成形するキャビティＣ１と、パルサーリング６を成形するキャビティＣ２の間は、回転側取付環２における外向きフランジ２２の外側面２２ｂの外周部と分割型１２２との密接部Ａによってシールされ、互いに分離されているので、キャビティＣ１に充填され加圧された未加硫ゴム材料と、キャビティＣ２に充填され加圧された磁性粉体入り未加硫ゴム材料が、互いに混ざり合うことはない。このため、パルサーリング６の着磁後の磁界のばらつきが防止される。
【００２７】
また、キャビティＣ１内の未加硫ゴム材料の圧力により回転側取付環２の外向きフランジ２２に作用する荷重は分割型１２２で支承され、キャビティＣ２内の未加硫ゴム材料の圧力により外向きフランジ２２に作用する荷重は分割型１２１で支承される。このため、前記外向きフランジ２２に、成形圧力による変形が発生せず、精度良い成形を行うことができる。
【００２８】
図１又は図２の装着状態において、非回転である内周リップ３は、軸受１１０の内輪１１２と一体に回転する回転側取付環２の内周筒部２１の外周面に密封的に摺接される。一方、回転側取付環２と共に回転する外周リップ４及びサイドリップ５は、非回転である静止側取付環１の外周筒部１１の内周面及び内向きフランジ１２の内側面に密封的に摺接される。このため、軸受１１０の外部ＳＯと内部ＳＩとの間に、三段の密封摺動部が形成されるので、優れた密封性を奏する。
【００２９】
特に、最も軸受外部ＳＯ側の密封摺動部を形成する外周リップ４には、回転時に、外周リップ４を外周側へ開くように遠心力が作用するので、外輪１１１と内輪１１２に微小な偏心がある場合のような、半回転毎の外周リップ４の追随変形動作が補償される。また、この外周リップ４には、軸受外部ＳＯ側から侵入しようとする泥酔や塵埃に対して、遠心力による振り切り作用も奏するため、優れた密封性を発揮する。
【００３０】
また、サイドリップ５に作用する遠心力は、回転速度が速くなるほど、静止側取付環１の内向きフランジ１２の内側面に対するサイドリップ５の面圧を減少させるように作用するが、同時に、遠心力によるサイドリップ５の振り切り効果も高まるので、面圧低下による密封性の低下が補償される。
【００３１】
また、最も軸受内部ＳＩ側の内周リップ３は、対グリース用のシールであって、その先端内周と、回転側取付環２の内周筒部２１との摺動部は、軸受内部ＳＩに充填されたグリースによって潤滑される。
【００３２】
当該密封装置は、予め、内周リップ３が回転側取付環２の内周筒部２１の外周面に密接すると共に、外周リップ４及びサイドリップ５が、静止側取付環１の外周筒部１１の内周面に密接した状態に、仮組しておくことができる。そして、図１あるいは図２のように軸受１１０に装着するには、不図示の治具を用いて、静止側取付環１及び回転側取付環２を、軸受１１０の外輪１１１と内輪１１２の間へ向けて押し込む。
【００３３】
このとき、治具を、静止側取付環１における外周筒部１１の外端部１１ａと、回転側取付環２における外向きフランジ２２の露出面２２ｂ’に当てることができるので、治具をパルサーリング６に当てて押圧する場合に比較して、外輪１１１及び内輪１１２に対する静止側取付環１及び回転側取付環２の位置決め、ひいては静止側取付環１と回転側取付環２との相対的な位置決めを高精度に行うことができると共に、パルサーリング６の変形や損傷も防止できる。したがって、密封機能の安定性や、パルサーリング６と磁気センサ８で構成される磁気式ロータリエンコーダによる回転検出精度の安定性を向上させることができる。
【００３４】
また、先に述べたように、回転側取付環２の外向きフランジ２２に、外周リップ４及びサイドリップ５とパルサーリング６を同時成形した際に、双方のゴム材料が混合しないので、パルサーリング６への多極着磁後の磁界のばらつきが防止される。したがってこのことも、回転検出精度の安定性向上に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係るパルサーリング付き密封装置の好ましい実施の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。
【図２】本発明に係るパルサーリング付き密封装置の好ましい他の形態を、軸心Ｏを通る平面で切断して示す半断面図である。
【図３】図１又は図２における回転側取付環に外周リップ及びサイドリップとパルサーリングを一体成形する過程を示す説明図である。
【図４】パルサーリング付き密封装置の典型的な従来技術を、軸心Ｏ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】
【００３６】
１  静止側取付環
１１  外周筒部
１２  内向きフランジ
２  回転側取付環
２１  内周筒部
２２  外向きフランジ
２２ａ  内側面
２２ｂ  外側面
２２ｂ’  露出面
３  内周リップ（静止側シールリップ）
３１  基部
３２  リップ本体
４  外周リップ（回転側シールリップ）
５  サイドリップ（回転側シールリップ）
６  パルサーリング
７  共有基部
８  磁気センサ
１１０  軸受
１１１  外輪（外周部材）
１１２  内輪（内周部材）
１１３  鋼球
１２０  金型
１２１，１２２  分割型
Ｃ１，Ｃ２  キャビティ
【図１】
2005337345.tif 000003
【図２】
2005337345.tif 000004
【図３】
2005337345.tif 000005
【図４】
2005337345.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成16年6月4日(2004.6.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2005337345.tif 000007
【図２】
2005337345.tif 000008
【図３】
2005337345.tif 000009
【図４】
2005337345.tif 000010