JP5895799B2 - オイルシール検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、オイルシールにおけるガータスプリングの装着状況を判別するオイルシール検査装置に関するものである。

従来、自動車や産業機械における回転部分の外周をシールリップ部によって密封する密封装置として、オイルシールが知られている。このオイルシールは、軸の周面に接触するシールリップ部と、当該シールリップ部を軸へ締付けるための環状のガータスプリングを備えている。

このようなオイルシールに関し、特許文献１には、シールリップ部にガータスプリングを装着するための装着部が形成され、前記装着部に対して装着されたガータスプリングの一部を目視可能に外部へ臨ませる為にシールリップ部の端面に切り欠きや孔を設けたオイルシールが開示されている。

特開２０１２−１２２５８１号公報

しかしながら、特許文献１のオイルシールでは、シールリップ部の切り欠きや孔からガータスプリングを目視確認するものであるが、切り欠きや孔からのガータスプリングの見え方によっては、シールリップ部へのガータスプリングの装着の有無を正確に判別することができないおそれがある。

また、オイルシールの周方向の一部のみでガータスプリングがシールリップ部の溝部から外れているときに、切り欠きや孔で目視できる部分でガータスプリングがシールリップ部の溝部に装着されていても、切り欠きや孔で目視できない部分でガータスプリングがシールリップ部の溝部から外れている場合がある。この場合には、ガータスプリングがシールリップ部の溝部から外れている部分を切り欠きや孔で目視できず、シールリップ部へのガータスプリングの装着状況を正確に判別することができない。

そこで、本発明は上記した問題点を解決するためになされたものであり、オイルシールにおけるシールリップ部へのガータスプリングの装着状況を正確に判別できるオイルシール検査装置を提供すること、を課題とする。

上記課題を解決するためになされた本発明の一態様は、シールリップ部と前記シールリップ部に装着されるガータスプリングとを備えるオイルシールについて前記シールリップ部への前記ガータスプリングの装着状況を判別するオイルシール検査装置において、前記シールリップ部の内周部を支持することにより前記オイルシールを保持するオイルシール保持具を有し、前記オイルシール保持具は、前記シールリップ部の内周部を支持する面に前記ガータスプリングを検出するガータスプリング検出部を備え、前記ガータスプリング検出部からの検出情報をもとに前記シールリップ部への前記ガータスプリングの装着状況を判別すること、を特徴とする。

この態様によれば、オイルシールのシールリップ部の内周部を支持する面に備わるガータスプリング検出部によりガータスプリングを検出する。そのため、従来技術のような目視確認による検出精度のバラつきがなく、ガータスプリングを正確に検出することができる。したがって、ガータスプリング検出部からの検出情報をもとに、オイルシールにおけるシールリップ部へのガータスプリングの装着状況を正確に判別できる。

上記態様においては、前記オイルシール保持具は、前記オイルシールを被圧入部材に圧入するためのオイルシール圧入用治具であること、が好ましい。

この態様によれば、オイルシールを被圧入部材に圧入するときにオイルシールをオイルシール圧入用治具に取り付けることにより、オイルシールにおけるシールリップ部へのガータスプリングの装着状況を判別できる。そのため、オイルシールの被圧入部材への圧入とガータスプリングの装着状況の判別とを、併せて効率的に行うことができる。また、オイルシールをオイルシール圧入用治具に取り付ける際などにガータスプリングがシールリップ部から外れたような場合でも、これを判別できる。

上記態様においては、前記ガータスプリングは磁性体からなるものであり、前記ガータスプリング検出部はコイルセンサを備えていること、が好ましい。

この態様によれば、コイルセンサによりガータスプリングを検出することができるので、ガータスプリング検出部からの検出情報をもとに、オイルシールにおけるシールリップ部へのガータスプリングの装着状況を正確に判別できる。

上記態様においては、前記ガータスプリング検出部は前記オイルシールの周方向につき１周に亘って設けられていること、が好ましい。

この態様によれば、オイルシールの周方向につき１周に亘って、ガータスプリングの装着状況を正確に判別できる。そのため、オイルシールの全周においてガータスプリングがシールリップ部に正常に装着されているか否かを判別できる。したがって、例えば、オイルシールの周方向の一部でガータスプリングがシールリップ部の溝部から外れているような場合でも、これを判別できる。

本発明に係るオイルシール検査装置によれば、オイルシールにおけるシールリップ部へのガータスプリングの装着状況を正確に判別できる。

オイルシール検査装置の概略構成図である。 オイルシール検査装置を構成するオイルシール圧入用治具を用いてワークにオイルシールを圧入する様子を示す断面図である。 ワークにオイルシールを圧入する際のコイルセンサのセンサ出力を示す図である。 シールリップ部へのガータスプリングの装着状況の判別に関する評価結果を示す図である。 オイルシールを取り付けたオイルシール圧入用治具の斜視図であって、オイルシールの周方向の半周部分でガータスプリングがシールリップ部の溝部から外れている場合を示す図である。 シールリップ部へのガータスプリングの各装着状況におけるコイルセンサからの出力電圧の評価結果を示す図である。 変形例のオイルシール圧入用治具の側面図である。

以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。ここで、図１は、オイルシール検査装置の概略構成図である。また、図２は、オイルシール検査装置を構成するオイルシール圧入用治具を用いてワークにオイルシールを圧入する様子を示す断面図である。

＜オイルシールの構成＞
まず、オイルシール検査装置１の検査対象であるオイルシール１０の一般的な構成について、簡単に説明する。

図２に示すように、オイルシール１０は、当該オイルシール１０をワーク１２（被圧入部材）の軸孔１４の内周面１６に取り付けるための環状の取付部１８と、この取付部１８の内周側に設けられた環状の連結部２０と、連結部２０の内周側に設けられワーク１２の軸孔１４に挿入する軸（不図示）の外周面に摺動自在に密接する環状のシールリップ部２２とを有する。

また、オイルシール１０は、金属環２４と、この金属環２４に被着されたゴム状弾性体２６と、このゴム状弾性体２６の一部であるシールリップ部２２の溝部２８に装着されるガータスプリング３０とを有する。ガータスプリング３０は、コイルスプリングを環状に繋げたものであって、回転軸に対するシールリップ部２２の緊迫力を補うものである。ここではガータスプリング３０は、例えば鉄などの磁性体からなるものである。

＜オイルシール検査装置の構成＞
次に、オイルシール検査装置１の構成について説明する。

オイルシール検査装置１は、図１に示すように、オイルシール圧入用治具３２と駆動部３４と制御部３６などを有する。

オイルシール圧入用治具３２は、図２に示すように、オイルシール１０のシールリップ部２２の内周部４４を支持することによりオイルシール１０を保持するオイルシール保持具である。そして、オイルシール圧入用治具３２は、オイルシール１０を被圧入部材であるワーク１２に圧入するための治具である。このオイルシール圧入用治具３２は、ベース３８とフランジ４０とを備える。

ベース３８は、円柱形状に形成されている。ここで、ベース３８は、非磁性体からなるものであり、その材質は例えばアルミニウムやＳＵＳ３０４などが考えられる。なお、ベース３８は、その外周面４２にて非磁性体のメッキが施されているものであってもよい。そして、オイルシール１０をワーク１２に圧入するときに、このベース３８は、その外周面４２にて、シールリップ部２２の内周部４４を支持することによりオイルシール１０を保持する。

フランジ４０は、円柱形状に形成されており、直径がベース３８よりも大きく形成されている。このフランジ４０は、磁性体であってもよいが、ガータスプリング検出部４６への影響を少なくするため非磁性体であることがより好ましい。

本実施例では、図１や図２に示すように、オイルシール圧入用治具３２は、オイルシール１０のシールリップ部２２の内周部４４を支持するベース３８の外周面４２に、ガータスプリング３０を検出するガータスプリング検出部４６を備えている。さらに詳しくは、ベース３８の外周面４２において、オイルシール圧入用治具３２の中心軸方向（図２の上下方向）について、図２に示すようにオイルシール１０の連結部２０をフランジ４０に接触させたときにガータスプリング３０が配置される位置に、ガータスプリング検出部４６を備えている。このガータスプリング検出部４６は、オイルシール１０の周方向（ベース３８の周方向）につき１周に亘って設けられている。

ガータスプリング検出部４６は、コイルカバー４８とコイルセンサ５０を備えている。ここで、コイルセンサ５０は、図１に示すように、オイルシール圧入用治具３２のベース３８の周方向に、すなわち、オイルシール１０の周方向に、巻いた形状で設置している。

コイルカバー４８は、コイルセンサ５０の外周側に設けられており、コイルセンサ５０を保護するための構成部品である。このコイルカバー４８は、非磁性体からなるものであり、その材質は例えばアルミニウムやＳＵＳ３０４などが考えられる。なお、コイルカバー４８は、その外周面にて非磁性体のメッキが施されているものであってもよい。

なお、ガータスプリング検出部４６として、コイルカバー４８を備えない仕様も考えられる。このとき、オイルシール圧入用治具３２のベース３８の内部を加工し、当該ベース３８の内部にコイルセンサ５０を配置することにより、コイルカバー４８を不要とする。すなわち、ガータスプリング検出部４６を、コイルセンサ５０と、コイルセンサ５０の外周側に存在するベース３８の一部を構成する非磁性体（材質は例えばアルミニウムやＳＵＳ３０４）とからなるものとする。

駆動部３４は、オイルシール圧入用治具３２を駆動させるアクチュエータなどから構成される手段である。この駆動部３４は、制御部３６からの指示によりオイルシール圧入用治具３２を駆動させる。

制御部３６は、例えばマイクロコンピュータで構成されており、コイルセンサ５０や駆動部３４などが電気的に接続されている。この制御部３６には、コイルセンサ５０からの検出情報（センサ出力、出力電圧）が入力される。そして、制御部３６は、入力されるコイルセンサ５０からの検出情報に基づき、オイルシール１０におけるシールリップ部２２へのガータスプリング３０の装着状況を判別する。また、制御部３６は、ガータスプリング３０の装着状況の判別結果に応じて駆動部３４を介してオイルシール圧入用治具３２の駆動を制御する。

＜オイルシール検査装置の作用＞
次に、以上のような構成のオイルシール検査装置１の作用として、オイルシール１０をワーク１２に圧入するオイルシール圧入工程において、オイルシール検査装置１を使用してオイルシール１０におけるシールリップ部２２へのガータスプリング３０の装着状況を判別するオイルシール検査方法について、説明する。

まず、手動または自動により、オイルシール１０をオイルシール圧入用治具３２に取り付ける（保持させる）。このとき、オイルシール１０のシールリップ部２２の内周部４４の内側に、オイルシール圧入用治具３２のベース３８を挿入する。そして、図２に示すように、オイルシール１０のシールリップ部２２の内周部４４をオイルシール圧入用治具３２のベース３８の外周面４２にて支持するようにして、オイルシール１０をオイルシール圧入用治具３２に取り付ける。

次に、オイルシール１０を取り付けたオイルシール圧入用治具３２を、図２の下方向へワーク１２に向かって移動させる。そして、ワーク１２の軸孔１４の内部にオイルシール圧入用治具３２のベース３８とオイルシール１０とを挿入して、オイルシール１０をワーク１２の軸孔１４の内周面１６に圧入する。

次に、オイルシール圧入用治具３２のベース３８を、図２の上方向へワーク１２から退避させる。このとき、オイルシール１０はワーク１２の軸孔１４の内周面１６に圧入されているので、オイルシール圧入用治具３２からオイルシール１０が外れ、オイルシール圧入用治具３２のみがワーク１２から退避する。以上のようにして、オイルシール１０をワーク１２に圧入する。

ここで、本実施例では、上記のように、オイルシール圧入用治具３２はガータスプリング検出部４６を備えている。そして、オイルシール検査装置１は、上記のようにオイルシール１０をワーク１２に圧入するオイルシール圧入工程において、ガータスプリング３０の装着状況を判別する。

具体的には、制御部３６は、コイルセンサ５０からの検出情報に基づいて、ガータスプリング３０の装着状況を判別する。ここで、オイルシール１０をワーク１２に圧入するオイルシール圧入工程において、制御部３６に入力されるコイルセンサ５０からのセンサ出力（検出情報）は、図３のように検出される。

例えば、シールリップ部２２にガータスプリング３０が装着されている場合には、まず、オイルシール１０をオイルシール圧入用治具３２に取り付ける際に、ガータスプリング３０がコイルセンサ５０に近づくに連れて、コイルセンサ５０からのセンサ出力は、図３の実線に示すように、徐々に上昇する（図３の領域ａ）。

そして、オイルシール１０の連結部２０がオイルシール圧入用治具３２のフランジ４０に接触してオイルシール１０のオイルシール圧入用治具３２への取り付けが完了すると、上記の図２に示すように、ガータスプリング３０がコイルセンサ５０の位置に配置される。このとき、コイルセンサ５０からのセンサ出力は、図３の実線に示すように、最大値となる（図３の領域ｂ）。

その後、オイルシール１０をワーク１２に圧入し終えてオイルシール圧入用治具３２からオイルシール１０を取り外す際には、ガータスプリング３０がコイルセンサ５０から離れていくので、コイルセンサ５０からのセンサ出力は、図３の実線に示すように、徐々に減少する（図３の領域ｃ）。

このように、シールリップ部２２にガータスプリング３０が装着されている場合には、図３の実線に示すように、オイルシール圧入用治具３２へのオイルシール１０の取り付け前と取り付け後とにおけるコイルセンサ５０からのセンサ出力の値に大きな差が生じる。

一方、シールリップ部２２にガータスプリング３０が装着されていない場合には、オイルシール１０の連結部２０がオイルシール圧入用治具３２のフランジ４０に接触してオイルシール１０のオイルシール圧入用治具３２への取り付けが完了しても、コイルセンサ５０からのセンサ出力は、図３の破線に示すように、ほとんど上昇しない（図３の領域ｂ）。

このように、シールリップ部２２にガータスプリング３０が装着されていない場合には、図３の破線に示すように、オイルシール圧入用治具３２へのオイルシール１０の取り付け前と取り付け後とにおけるコイルセンサ５０からのセンサ出力の値にほとんど差が生じない。

以上のように、シールリップ部２２にガータスプリング３０が装着されている場合とガータスプリング３０が装着されていない場合とで、オイルシール圧入用治具３２へのオイルシール１０の取り付け前と取り付け後とにおけるコイルセンサ５０からのセンサ出力値の差に違いが生じる。そのため、オイルシール検査装置１は、コイルセンサ５０からの検出情報に基づき、シールリップ部２２へのガータスプリング３０の装着の有無を判別することができる。また、コイルセンサ５０やオイルシール圧入用治具３２の温度の影響や、オイルシール圧入用治具３２の材質のバラつきをキャンセルできるので、シールリップ部２２へのガータスプリング３０の装着の有無をより精度良く判別することができる。

また、コイルセンサ５０は、図１に示すように、オイルシール１０の周方向に１周に亘って巻いて形成されている。そのため、オイルシール１０の周方向の一部でガータスプリング３０がシールリップ部２２の溝部２８から外れている場合には、オイルシール１０の周方向の全周に亘ってガータスプリング３０がシールリップ部２２の溝部２８に正常に装着されている場合と比べて、コイルセンサ５０からのセンサ出力の値が低下する。したがって、オイルシール検査装置１は、コイルセンサ５０からのセンサ出力に基づき、オイルシール１０の周方向の一部でガータスプリング３０がシールリップ部２２の溝部２８から外れていることも判別することができる。

また、コイルセンサ５０を、図１に示すように、オイルシール１０の周方向に１周に亘って巻いて形成することにより、オイルシール圧入用治具３２のベース３８の外周面４２における限られた領域内でコイルセンサ５０を配置することができる。そのため、ガータスプリング検出部４６をコンパクトに設けることができる。

ここで、図４に、オイルシール１０におけるシールリップ部２２へのガータスプリング３０の装着状況の判別に関する評価結果を示す。図４に示す評価においては、コイルカバー４８を２つ使用し、各々、オイルシール１０を２つ使用して、コイルセンサ５０からの出力電圧を評価した。そして、オイルシール１０をオイルシール圧入用治具３２に取り付けていない場合（図４にて「オイルシール無」と表記）、シールリップ部２２にガータスプリング３０が装着されていないオイルシール１０をオイルシール圧入用治具３２に取り付けた場合（図４にて「オイルシール有、ガータスプリング無」と表記）、シールリップ部２２にガータスプリング３０が装着されているオイルシール１０をオイルシール圧入用治具３２に取り付けた場合（図４にて「オイルシール有、ガータスプリング有」と表記）について評価を行った。

すると、図４に示すように、２つのコイルカバー４８についてコイルセンサ５０からの出力電圧の絶対値に差が生じたが、２つのオイルシール１０について共に同様なコイルセンサ５０からの出力電圧の変化が生じた。

具体的には、オイルシール１０をオイルシール圧入用治具３２に取り付けていない場合と比べて、シールリップ部２２にガータスプリング３０が装着されていないオイルシール１０をオイルシール圧入用治具３２に取り付けた場合は、わずかにコイルセンサ５０からの出力電圧が上昇した。これは、コイルセンサ５０がオイルシール１０の金属環２４を検出したためと考えられる。そして、シールリップ部２２にガータスプリング３０が装着されていないオイルシール１０をオイルシール圧入用治具３２に取り付けた場合に比べて、シールリップ部２２にガータスプリング３０が装着されているオイルシール１０をオイルシール圧入用治具３２に取り付けた場合は、さらに大きくコイルセンサ５０からの出力電圧が上昇した。

このように、コイルカバー４８の製作誤差によりコイルセンサ５０からの出力電圧の絶対値に差は生じるが、シールリップ部２２へのガータスプリング３０の装着の有無による相対差（δ１、δ２）は変わらなかった。そのため、コイルセンサ５０からの出力電圧をもとに、シールリップ部２２へのガータスプリング３０の装着の有無を確実に判別することができることが分かった。

また、オイルシール１０をオイルシール圧入用治具３２に取り付けたときに、例えば、図５に示すようにオイルシール１０の周方向の半周分にてガータスプリング３０がシールリップ部２２の溝部２８から外れている場合（図６にて「半分外れ」と表記）において、コイルセンサ５０からの出力電圧の評価結果を図６に示す。なお、図５に示す例では、ガータスプリング３０がシールリップ部２２の溝部２８から外れている部分で、ガータスプリング３０とシールリップ部２２との間に隙間Δが形成されている。

すると、図６に示すように、「半分外れ」の場合は、シールリップ部２２にガータスプリング３０が装着されていない場合（図６にて「装着なし」と表記）よりも高い出力電圧値となったが、オイルシール１０の周方向の全周に亘ってガータスプリング３０がシールリップ部２２の溝部２８に正常に装着されている場合（図５にて「正常装着」と表記）に比べて低い出力電圧値となった。

このように、コイルセンサ５０からの出力電圧値をもとに、オイルシール１０の周方向の全周に亘ってガータスプリング３０がシールリップ部２２の溝部２８に正常に装着されているか、あるいはオイルシール１０の周方向の一部でガータスプリング３０がシールリップ部２２の溝部２８から外れているかを判別することも可能である。

なお、図６には、オイルシール１０をオイルシール圧入用治具３２に取り付けていない場合（図６にて「オイルシールなし」と表記）におけるコイルセンサ５０からの出力電圧値の評価結果も示している。

＜本実施例の効果＞
本実施例によれば、シールリップ部２２とシールリップ部２２に装着されるガータスプリング３０とを備えるオイルシール１０についてシールリップ部２２へのガータスプリング３０の装着状況を判別するオイルシール検査装置１において、シールリップ部２２の内周部４４を支持することによりオイルシール１０を保持するオイルシール圧入用治具３２を有し、オイルシール圧入用治具３２は、シールリップ部２２の内周部４４を支持する外周面４２にガータスプリング３０を検出するガータスプリング検出部４６を備え、ガータスプリング検出部４６からの出力電圧をもとにシールリップ部２２へのガータスプリング３０の装着状況を判別する。

このように、オイルシール検査装置１は、オイルシール１０のシールリップ部２２の内周部４４を支持するオイルシール圧入用治具３２のベース３８の外周面４２に備わるガータスプリング検出部４６により、ガータスプリング３０を検出する。そのため、従来技術のような目視確認による検出精度のバラつきがなく、ガータスプリング３０を正確に検出することができる。したがって、ガータスプリング検出部４６からの出力電圧をもとに、オイルシール１０におけるシールリップ部２２へのガータスプリング３０の装着状況を正確に判別できる。

また、オイルシール検査装置１はオイルシール１０をワーク１２に圧入するためのオイルシール圧入用治具３２を使用するので、オイルシール１０をワーク１２に圧入するときにオイルシール１０をオイルシール圧入用治具３２に取り付けることにより、オイルシール１０におけるシールリップ部２２へのガータスプリング３０の装着状況を判別できる。そのため、オイルシール１０のワーク１２への圧入とガータスプリング３０の装着状況の判別とを、併せて効率的に行うことができる。また、オイルシール１０をオイルシール圧入用治具３２に取り付ける際などにガータスプリング３０がシールリップ部２２から外れたような場合でも、これを判別できる。

また、ガータスプリング３０は磁性体であり、ガータスプリング検出部４６はコイルセンサ５０を備えているので、コイルセンサ５０によりガータスプリング３０を検出することができる。そのため、ガータスプリング検出部４６からの出力電圧をもとに、オイルシール１０におけるシールリップ部２２へのガータスプリング３０の装着状況を正確に判別できる。

また、ガータスプリング検出部４６はオイルシール１０の周方向につき１周に亘って設けられているので、オイルシール１０の周方向につき１周に亘って、ガータスプリング３０の装着状況を正確に検出できる。そのため、オイルシール１０の全周においてガータスプリング３０がシールリップ部２２に正常に装着されているか否かを判別できる。したがって、例えばオイルシール１０の周方向の一部でガータスプリング３０がシールリップ部２２の溝部２８から外れていることを判別することができる。

＜変形例＞
その他、以下のような変形例も考えられる。例えば、上記においては１つのコイルセンサ５０をベース３８の周方向に巻いて形成していたが、これに代えて、図７に示すように、複数の小型のコイルセンサ５２をベース３８の周方向に並べて配置してもよい。これにより、オイルシール１０の周方向の一部でガータスプリング３０がシールリップ部２２の溝部２８から外れていることを、より確実に判別することができる。

また、コイルセンサ５０の代わりに圧力センサを使用してもよい。

なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本発明を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。

１ オイルシール検査装置
１０ オイルシール
１２ ワーク
１４ 軸孔
１６ 内周面
１８ 取付部
２０ 連結部
２２ シールリップ部
２４ 金属環
２６ ゴム状弾性体
２８ 溝部
３０ ガータスプリング
３２ オイルシール圧入用治具
３４ 駆動部
３６ 制御部
３８ ベース
４０ フランジ
４２ （ベースの）外周面
４４ （シールリップ部の）内周部
４６ ガータスプリング検出部
４８ コイルカバー
５０ コイルセンサ
５２ コイルセンサ

Claims (4)

1. シールリップ部と前記シールリップ部に装着されるガータスプリングとを備えるオイルシールについて前記シールリップ部への前記ガータスプリングの装着状況を判別するオイルシール検査装置において、
   前記シールリップ部の内周部を支持することにより前記オイルシールを保持するオイルシール保持具を有し、
   前記オイルシール保持具は、前記シールリップ部の内周部を支持する面に前記ガータスプリングを検出するガータスプリング検出部を備え、
   前記ガータスプリング検出部からの検出情報をもとに前記シールリップ部への前記ガータスプリングの装着状況を判別すること、
   を特徴とするオイルシール検査装置。
2. 請求項１のオイルシール検査装置において、
   前記オイルシール保持具は、前記オイルシールを被圧入部材に圧入するためのオイルシール圧入用治具であること、
   を特徴とするオイルシール検査装置
3. 請求項１または２のオイルシール検査装置において、
   前記ガータスプリングは磁性体からなるものであり、
   前記ガータスプリング検出部はコイルセンサを備えていること、
   を特徴とするオイルシール検査装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１つのオイルシール検査装置において、
   前記ガータスプリング検出部は前記オイルシールの周方向につき１周に亘って設けられていること、
   を特徴とするオイルシール検査装置。

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