JP2006009979A - センサ付き密封装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装着スペースを縮小可能で、ロータリエンコーダのセンサ４０の取付構造も複雑化しないセンサ付き密封装置１を提供する。
【解決手段】クランクシャフト４が挿通される嵌合筒部１１及びその外周に展開しエンジンブロック２に固定される取付フランジ部１２を有するリテーナ１０と、前記嵌合筒部１１に嵌着されると共にクランクシャフト４の外周面に摺動可能に密接される密封装置本体２０とを備え、リテーナ１０の取付フランジ部１２に形成されたセンサ装着部１３に、クランクシャフト４と一体回転するパルサーリング３０の回転を検出するセンサ４０が取り付けられている。パルサーリング３０のパルサー本体３２は円筒状をなし、リテーナ１０の嵌合筒部１１とセンサ装着部１３の間を通って嵌合筒部１１と同心の円周方向へ延びている。
【選択図】図２

Description

本発明は、回転軸の外周を密封する密封装置であって、特に、軸回転を検出するためのロータリエンコーダのセンサを設けたものに関する。

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、エンジンの回転を検出するための磁気式ロータリエンコーダが併設されるものとしては、従来、例えば下記の特許文献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、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、円周方向に多極着磁されたパルサーリング（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、前記パルサーリング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、パルサーリングと共に磁気式ロータリエンコーダを構成しており、クランクシャフトと一体回転するパルサーリング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、上記特許文献１に記載のような従来の技術によれば、センサと軸シールリングが軸方向に並んでハウジングに取り付けられるので、ハウジング（例えばエンジンブロック）の軸方向寸法が大きくなってしまい、取付構造も全体として煩雑であった。

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、ロータリエンコーダのセンサの取付構造も複雑化しないセンサ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は、本発明によって有効に解決することができる。すなわち請求項１の発明に係るセンサ付き密封装置は、回転軸が挿通される嵌合筒部及びその外周に展開し静止側に固定される取付フランジ部を有するリテーナと、前記嵌合筒部に嵌着されると共に前記回転軸の外周面に摺動可能に密接される密封装置本体とを備え、前記リテーナの取付フランジ部に形成されたセンサ装着部に、前記回転軸と一体回転するパルサーリングの回転を検出するセンサが取り付けられたものである。

上記構成において、リテーナの嵌合筒部には密封装置本体が予め一体に嵌着され、リテーナのセンサ装着部には、予めセンサが一体に取り付けられる。このため、リテーナ、密封装置本体及びセンサを、一体の組立物として取扱うことができる。また、センサがリテーナのセンサ装着部に取り付けられることによって、密封装置本体の外周側に配置される。

また、請求項２の発明に係るセンサ付き密封装置は、請求項１に記載された構成において、パルサーリングの被検出部が円筒状をなすものであって、リテーナの嵌合筒部とセンサ装着部の間を通って前記嵌合筒部と同心の円周方向へ延びるものである。

上記構成によれば、センサ、パルサーリングの円筒状被検出部、及び密封装置本体が、径方向に並んで設けられる。

請求項１の発明に係るセンサ付き密封装置によれば、リテーナに、密封装置本体及びセンサを予め取り付けておくことができるので、一体の組立物となって、取扱や、機器への取付作業が容易になる。

請求項２の発明に係るセンサ付き密封装置によれば、請求項１による効果に加え、軸方向に対する装着スペースの縮小を図ることができる。

以下、本発明に係るセンサ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。まず図１は、この形態によるセンサ付き密封装置の装着状態を軸方向外側から見た図、図２は、図１のII−II断面図、図３は、この形態によるセンサ付き密封装置を軸方向外側から見た図、図４は図３のIV−IV断面図、図５はセンサの取付構造の一例を示す分解斜視図である。

図１及び図２において、参照符号１は本発明に係る密封装置である。参照符号２は自動車用エンジンのエンジンブロックの一部（後部）を示しており、参照符号３はオイルパン、参照符号４はエンジンブロック２の後部から突出したクランクシャフトの後端部を示している。エンジンブロック２は、請求項１に記載された静止側に相当するものであり、クランクシャフト４は、請求項１に記載された回転軸に相当するものである。

本発明に係るセンサ付き密封装置１は、クランクシャフト４を回転自在に支持する軸受部２ａを潤滑するために供給されるエンジンオイルを密封対象とするものであって、金属板の打ち抜きプレス成形体であるリテーナ１０と、このリテーナ１０に一体的に保持された密封装置本体２０とからなる。

図３及び図４に示されるように、リテーナ１０は、内周に密封装置本体２０を保持する円筒状の嵌合筒部１１と、この嵌合筒部１１における軸方向内側となる端部から外周側へ展開した取付フランジ部１２とを有する。取付フランジ部１２には、複数の結合用孔１２ａが所定間隔で開設されると共に、補強のための周り縁１２ｂが屈曲形成されている。また、周り縁１２ｂの上部には、センサ装着部１３が張り出し形成されている。

リテーナ１０は、その取付フランジ部１２がエンジンブロック２における軸受部２ａの外周側の外端面に密接衝合されると共に、取付フランジ部１２における各結合用孔１２ａに挿通される複数のボルト１４によって緊結され、周り縁１２ｂの下端の平面部１２ｃが、オイルパン３の上縁に緊結又は溶接等により結合されるようになっている。

密封装置本体２０は、金属製の取付環２１と、この取付環２１の内周にゴム状弾性材料によって一体成形されたシールリップ２２及びダストリップ２３とからなる。詳しくは、取付環２１は、金属板を打ち抜きプレス成形することにより製作されたものであり、シールリップ２２及びダストリップ２３は、その外周部で互いに連続したものであって、取付環２１に、その内周端部を一体に埋設した状態に加硫接着されている。

シールリップ２２は、先端寄りの内周部が、クランクシャフト４の外周面に摺動可能に密接され、ダストリップ２３は、シールリップ２２と反対側を向いていて、クランクシャフト４の外周面に摺動可能に密接又は微小隙間を介して近接対向される。図４における参照符号２２ａは、シールリップ２２の内周面に円周方向に対して所定の傾斜角度をなして形成された突条であり、クランクシャフト４の回転時に、その外周面との間で、エンジン外部へ向けて通過しようとするエンジンオイルをエンジン側へ押し戻すねじシール作用を惹起するものである。

密封装置本体２０は、取付環２１が、リテーナ１０の嵌合筒部１１の内周に、適当な締め代をもって圧入され密嵌されることによって、このリテーナ１０に保持されている。そして、図２に示されるエンジンブロック２への取付状態では、シールリップ２２がエンジンブロック２側を向き、ダストリップ２３がエンジンブロック２と反対側を向いている。

図１及び図２における参照符号３０は、クランクシャフト４の軸端に一体的に設けられたパルサーリングである。このパルサーリング３０は、クランクシャフト４の端面４ａに複数の取付ボルト３３を介して取り付けられた円盤状のホルダ３１と、このホルダ３１の外周部に一体的に設けられた円筒状のパルサー本体３２からなる。

パルサー本体３２は、請求項２に記載された被検出部に相当するものであって、例えばフェライト粉末等の磁性粉末を混合した合成樹脂又はゴム材、あるいは強磁性体金属からなり、円周方向所定ピッチでＳ極とＮ極が交互に着磁された円筒状の多極磁石である。フェライト粉末等の磁性粉末を混合した合成樹脂又はゴム材からなるものである場合は、ホルダ３１から屈曲形成した円筒部の外周面に一体的に成形される。

なお、パルサーリング３０を固定する取付ボルト３３は、例えばフライホイール（不図示）をクランクシャフト４の端面４ａに取り付けるためのボルトを共用することができる。

参照符号４０は、密封装置１におけるリテーナ１０のセンサ装着部１３に固定されたセンサである。このセンサ４０は、磁気センサ本体４１と、これに合成樹脂で一体に成形・接着された取付フランジ４２とからなるものであって、この取付フランジ４２において、前記センサ装着部１３に取り付けられると共に、磁気抵抗素子等からなる磁気センサ本体４１の検出面４１ａが、パルサーリング３０におけるパルサー本体３２の外周面と近接対向している。

センサ装着部１３へセンサ４０の取付フランジ４２を固定するには、種々の方法が考えられる。例えば、まず図１及び図２に示されるように、センサ装着部１３の端部１３ａを屈曲することにより取付フランジ４２をカシメ固定する方法がある。この場合、センサ装着部１３の端部１３ａの屈曲方向は、図示とは逆の方向（下向き）として、センサ４０をセンサ装着部１３の下面に装着しても良い。

そのほか、接着剤を用いてセンサ装着部１３に接着する方法や、あるいは図５に示されるように、センサ装着部１３に開設した孔１３ｂに、取付フランジ４２に突設したボルト４３を挿入してナット４４で緊結する方法や、このようなボルト・ナットの代わりに、前記孔１３ｂを通して取付フランジ４２にノックピン（不図示）を打ち込む方法なども考えられる。なお、図１及び図２あるいは図５に示される例では、センサ装着部１３が左右一対形成され、磁気センサ本体４１の検出面４１ａが、このセンサ装着部１３，１３の間から、パルサーリング３０と対向される。

センサ４０の磁気センサ本体４１は、磁気抵抗素子あるいはホール素子等からなり、磁界の変化に対応した信号を発生するものである。このため、パルサーリング３０がクランクシャフト４と一体的に回転することによって、パルサー本体３２に着磁されたＳ極とＮ極が、磁気センサ本体４１の検出面４１ａの正面を円周方向へ交互に通過すると、これに対応したパルスを出力する。すなわち、パルサーリング３０とセンサ４０は、磁気式ロータリエンコーダを構成するものであって、出力されるパルス信号の周波数は、クランクシャフト４の回転数に比例するため、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、エンジン点火タイミング制御等、各種の制御に供することができる。

以上の構成において、リテーナ１０には、密封装置本体２０と、センサ４０を予め取り付けておくことができる。このため、リテーナ１０、密封装置本体２０及びセンサ４０を、一体の組立物として取扱うことができる。しかも、リテーナ１０の取付フランジ部１２を、図２のように、エンジンブロック２の端面に複数のボルト１４によって取り付け、オイルパン３の上縁と結合することによって、エンジンへの密封装置本体２０の取り付けとセンサ４０の取り付けが同時に行われるので、作業を容易・迅速に行うことができ、更には、センサ４０をエンジンブロック２に直接取り付けるものではないので、エンジンブロック２の形状が複雑化しない。

また、エンジンブロック２の外側へ向けて突出したリテーナ１０の周り縁１２ｂと嵌合筒部１１の間に、パルサーリング３０のホルダ３１からエンジンブロック２側へ向けて突出したパルサー本体３２が挿入されていることによって、すなわち、パルサー本体３２が、リテーナ１０における嵌合筒部１１とセンサ装着部１３との間を通って嵌合筒部１１と同心の円周方向へ延びるため、センサ４０、パルサー本体３２及び密封装置本体２０が径方向に並んでおり、したがって径方向の装着スペースが小さくて済む。

クランクシャフト４が挿通されたエンジンブロック２の軸受部２ａの内周へ供給されたエンジンオイルは、前記軸受部２ａを潤滑した後、その一部はエンジンブロック２の外側へ流出しようとするが、その流出は、密封装置本体２０のシールリップ２２によって阻止され、オイルパン３内へ落下する。このとき、密封装置本体２０のシールリップ２２とクランクシャフト４との摺動部は、前記エンジンオイルによって良好に潤滑される。

また、エンジンブロック２の外側へ向けて突出したリテーナ１０の周り縁１２ｂと嵌合筒部１１の間の空間に、パルサーリング３０のホルダ３１からエンジンブロック２側へ向けて突出したパルサー本体３２が挿入されていることによって、このリテーナ１０とパルサーリング３０との間に、図２に示されるように、断面形状がジグザグに屈曲したラビリンス状の空間Ｓが形成されている。このため、ラビリンスシール作用によって、外部からのダスト等が、密封装置本体２０へ侵入するのを有効に抑制することができ、ダストリップ２３によるシール効果を補佐することができる。

本発明の好ましい実施の形態によるセンサ付き密封装置の装着状態を軸方向外側から見た図である。 図１のII−II断面図である。 本発明の好ましい実施の形態によるセンサ付き密封装置を軸方向外側から見た図である。 図３のIV−IV断面図である。 センサの取付構造の一例を示す分解斜視図である。

符号の説明

１ 密封装置
２ エンジンブロック
３ オイルパン
４ クランクシャフト（回転軸）
１０ リテーナ
１１ 嵌合筒部
１２ 取付フランジ部
１３ センサ装着部
２０ 密封装置本体
２１ 取付環
２２ シールリップ
２３ ダストリップ
３０ パルサーリング
３１ ホルダ
３２ パルサー本体（被検出部）
４０ センサ
４１ 磁気センサ本体
４１ａ 検出面
４２ 取付フランジ
Ｓ ラビリンス状の空間

Claims (2)

1. 回転軸（４）が挿通される嵌合筒部（１１）及びその外周に展開し静止側（２）に固定される取付フランジ部（１２）を有するリテーナ（１０）と、前記嵌合筒部（１１）に嵌着されると共に前記回転軸（４）の外周面に摺動可能に密接される密封装置本体（２０）とを備え、前記リテーナ（１０）の取付フランジ部（１２）に形成されたセンサ装着部（１３）に、前記回転軸（４）と一体回転するパルサーリング（３０）の回転を検出するセンサ（４０）が取り付けられたことを特徴とするセンサ付き密封装置。
2. パルサーリング（３０）の被検出部（３２）が円筒状をなすものであって、リテーナ（１０）の嵌合筒部（１１）とセンサ装着部（１３）の間を通って前記嵌合筒部（１１）と同心の円周方向へ延びることを特徴とする請求項１に記載のセンサ付き密封装置。

Images