專利名稱：有夾附傳感器的減摩軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與配合一個(gè)速度傳感組合件使用的減摩軸承有關(guān);具體有關(guān)配合安裝在旋轉(zhuǎn)軸上使用的編碼器環(huán)，和一個(gè)以可拆卸的方式安裝在與編碼器環(huán)對(duì)正的靜止件上的傳感器的軸承，傳感器可檢測(cè)交替變換的磁極的通過(guò)。本發(fā)明尤其適用于輪軸軸承，例如后輪驅(qū)動(dòng)車輛的后輪軸承。
早先的專利揭示過(guò)的結(jié)構(gòu)，以各種構(gòu)形將輪軸軸承與傳感器組合件結(jié)合，提供頻率與相關(guān)軸的轉(zhuǎn)速成正比的輸出電信號(hào)。先有技術(shù)這類型的一例，如美國(guó)專利第4，732，494號(hào)所揭示，名稱為“有數(shù)據(jù)傳感器的軸承或滾子軸承”，1988年3月22日頒發(fā)古爾斯(RogerGuers)及哥達(dá)德(GeorgesGodard)。其它的在先專利揭示了各種裝置，當(dāng)編碼器環(huán)不直接安裝在軸承元件上時(shí)，則將磁性編碼器環(huán)安裝在旋轉(zhuǎn)軸上。先有技術(shù)領(lǐng)域中這種類型的一例，如歐洲專利申請(qǐng)第86305758.4號(hào)所揭示，名稱為“檢測(cè)物件旋轉(zhuǎn)的磁環(huán)”，發(fā)明人姓名為KenjiHattori和ShinichiTanaka，申請(qǐng)人為本田公司(HondaGikenKogyoKabushikiKaisha)及大日本油墨及化學(xué)制品公司(DainipponlnkandChemicals，lnc.)申請(qǐng)日期1986年7月25日，公報(bào)公布日期為1987年11月3日。
先有領(lǐng)域中存在的一個(gè)主要問(wèn)題，是傳感器一般安裝在軸承組合件中，或在軸承附近，從而傳感器成為組合件的一個(gè)相當(dāng)固定的部件。在修理和保養(yǎng)問(wèn)題中，為了和傳感器接觸，需要將相鄰的元件作很大的拆卸。為了校正傳感器中的問(wèn)題，一般必須更換整個(gè)軸承組合件。先有技藝中的另一個(gè)問(wèn)題，在于磁性編碼器環(huán)在旋轉(zhuǎn)軸上的緊固。磁性編碼措施常由組裝在旋轉(zhuǎn)軸上的齒輪或音輪的磁力線的密集作用提供。這方法用于變磁阻傳感系統(tǒng)，不足以解決在旋轉(zhuǎn)軸上緊固有磁性材料埋在合成樹(shù)脂材料中的磁性編碼器環(huán)的問(wèn)題。
本發(fā)明軸承組合件用一個(gè)可拆卸的傳感器和編碼器緊固環(huán)可解決這些問(wèn)題。傳感器的保養(yǎng)或分別更換相當(dāng)容易。編碼器緊固環(huán)為合成樹(shù)脂編碼器環(huán)提供正確的機(jī)械支撐。
對(duì)本發(fā)明軸承組合件作簡(jiǎn)略說(shuō)明，其軸承有外圈，含有不同直徑的兩個(gè)部分。外圈中也放入一個(gè)磁性編碼器環(huán)，用編碼器緊固環(huán)在旋轉(zhuǎn)軸上緊固，容放一個(gè)傳感器夾附組合件。此外，有一個(gè)獨(dú)特的密封組合件，容納用于夾附傳感組合件內(nèi)的傳感器座。軸承組合件的一個(gè)修改方案，使用安裝在外圈一端中的經(jīng)修改的密封組合件。
參閱下面的詳細(xì)說(shuō)明和附圖，對(duì)本發(fā)明便可更加了解，附圖內(nèi)容如下

圖1為目前使用的典型先有領(lǐng)域中的軸承組合件側(cè)向剖視;
圖2為本發(fā)明軸承組合件理想實(shí)施方案的側(cè)向剖視;
圖3為圖2所示軸承組合件的分解;
圖4為圖2及3中夾附傳感器裝置沿圖2線4-4的端視;
圖5為同一軸承組合件沿圖4中線5-5的放大側(cè)向剖視;
圖6為圖4及5所示傳感器及傳感器座的透視，示座的底部;
圖7編碼器緊固環(huán)理想實(shí)施方案透視;
圖8為同編碼器緊固環(huán)的另一透視，示磁性編碼器環(huán)在緊固環(huán)上安裝;
圖9為編碼器緊固環(huán)修改實(shí)施方案透視;
圖10為與圖9相同修改方案的另一透視，示編碼器緊固環(huán)上有一磁性編碼器環(huán)安裝;
圖11為軸承組合件密封件理想實(shí)施方案的局部透視，包括密封件的剖視;
圖12為密封組合件修改方案的與圖11相似的另一透視;
圖13為軸承組合件密封件第二效果方案的與圖11及12相似的視圖;
圖14為又一修改密封組合件裝置的側(cè)向剖視;
圖15為軸承組合件傳感器夾附裝置修改方案的與圖4相似的端視;
圖16為傳感器夾附裝置第二修改方案的端視;
圖17為傳感器夾附裝置第三修改方案的端視;
圖18為傳感器夾附裝置第四修改方案的端視;
圖19為使用圖13所示修改密封組合件的傳感器夾附裝置第五修改方案的端視;
圖20為軸承組合件修改方案的與圖2相似的側(cè)向剖視。
在各圖中，相同部件相同號(hào)標(biāo)示。
參看附圖，特別注意圖1，示目前使用的先有領(lǐng)域的軸承組合件10。軸承組合件有一個(gè)向心軸承20安裝在軸30上，一個(gè)磁間輪40，一個(gè)傳感器50，檢測(cè)或感測(cè)通過(guò)傳感器50的音輪40的齒，對(duì)磁場(chǎng)的擾動(dòng)，一個(gè)密封組合件60，和一個(gè)輪與轂的組合件70。傳感器50產(chǎn)生的輸出電信號(hào)用導(dǎo)線80傳遞，一個(gè)支架90將傳感器50和音輪40對(duì)正。
現(xiàn)參看圖2及3，本發(fā)明軸承組合件100的理想實(shí)施方案，有一個(gè)向心軸承110安裝在圍繞軸120的半軸套管102中，一個(gè)磁性編碼器環(huán)130，安裝在編碼器緊固140上，一個(gè)傳感器組合件150檢測(cè)編碼器環(huán)130產(chǎn)生的磁性編碼器信號(hào)，一個(gè)輪與轂組合件170，一個(gè)輸出導(dǎo)線180傳遞傳感器組合件150的輸出信號(hào)。傳感器組合件150用夾附組合件190在外圈112上作可更換的安裝。輪與轂組合件170位于軸承組合件100的外側(cè)，組合件100的相對(duì)側(cè)為內(nèi)側(cè)。
向心軸承110有全配合的滾動(dòng)件114放在外圈112內(nèi)。應(yīng)注意在其他的軸承結(jié)構(gòu)中，滾動(dòng)件114可用一個(gè)保持架或夾持件夾持。外圈112有兩部分，即大直徑部116及小直徑部118。小直徑部118有一個(gè)緣墊圈144，安裝在外軸向端上，與密封組合件160相鄰，形成一個(gè)止推面，在將軸120向外圈112中安裝時(shí)承受推載荷，承受磁性編碼環(huán)130的有限軸向移動(dòng)產(chǎn)生的相對(duì)小的推載荷，并且在出于某些原因，例如在保養(yǎng)和更新過(guò)程中將密封件160從外圈112中取出時(shí)，為環(huán)130及140提供軸向夾持。一個(gè)肩臺(tái)122在部分116和118之間連接，形成一個(gè)承受滾動(dòng)件114推力載荷的表面;從而部分118中的編碼器及夾持環(huán)與推力載荷隔絕。
現(xiàn)參看圖2-6，傳感器組合件150有一個(gè)傳感器座152和一個(gè)傳感器154。傳感器從座152的底部伸出(見(jiàn)圖6)，從而和外圈112小直徑部分118上的孔156配合。一個(gè)O形環(huán)158圍繞傳感器154安裝，壓在圍繞孔156的外圈部118的頂部上。從圖3，4及6可見(jiàn)，座152的底部為弧形，以便和外圈部118的外表面配合。在理想實(shí)施方案中，傳感器154為霍爾效應(yīng)傳感器;但不應(yīng)限止于霍爾傳感器。
夾附組件190有兩個(gè)夾件192，兩個(gè)銷194用于將夾件192固定在傳感器座152上，一個(gè)緊固件196將夾件件192的與傳感器座152相對(duì)的端部連在一起。傳感器座152還有四個(gè)鉆孔198，供銷194插入。每一銷194用座152上的兩個(gè)孔198支持，暴露銷的中部，以便將夾件192掛在銷上。傳感器座152還有孔188穿過(guò)其內(nèi)側(cè)表面，容納輸出纜線180。應(yīng)注意孔188可在座152的任何地方，可以適當(dāng)容放輸出纜線180，通往要求的地點(diǎn)即可。
現(xiàn)參看圖7及8，示編碼器緊固環(huán)140的理想實(shí)施方案。環(huán)140有兩個(gè)端部緣142，用若干橫桿146連接。橫桿略內(nèi)彎(見(jiàn)圖5)，作為將環(huán)140在轉(zhuǎn)軸120上壓配合的措施。端緣142及橫桿146的結(jié)構(gòu)可作許多方式的修改，以取得緊固環(huán)140和軸120之間緊配合需要的力。至少將一個(gè)橫桿146的一半切去，將半截橫桿徑向外彎，如圖7所示的半截橫桿148。然后將半截橫桿148插入磁性編碼器環(huán)130的槽132中，使環(huán)130與緊固環(huán)140緊固。環(huán)140緊壓在軸120上，編碼器環(huán)130與緊固環(huán)140緊靠，從而磁性編碼器環(huán)130隨軸120旋轉(zhuǎn)。
現(xiàn)參看圖9及10，示將磁性編碼器環(huán)230在軸120上夾持的修改措施。一種經(jīng)修改的編碼器緊固環(huán)240中有一個(gè)環(huán)形突緣242在軸向上伸出，有一個(gè)從突緣242的一個(gè)軸向端內(nèi)伸的徑向部分，并且在齒244間，有若干冠形齒(Castellatedteerh)244和槽246。這些齒和軸120壓配合，從而使環(huán)240緊壓在軸上。
環(huán)240在248處分裂，從而可在圓周上分開(kāi)，便于將環(huán)在軸上安裝。用多個(gè)在徑向上通過(guò)比配的槽246伸展的突指232，將磁性編碼器環(huán)230在緊固環(huán)240上安裝(見(jiàn)圖10)。突指232保證環(huán)230與240徑向連接，從而磁性編碼器環(huán)230隨軸120旋轉(zhuǎn)。雖然編碼器環(huán)230的軸向移動(dòng)一般受外圈112的限制，但是有需要時(shí)，突指的構(gòu)形可卡入緊固環(huán)240，限制編碼器環(huán)230的軸向移動(dòng)。還可以在編碼器環(huán)的兩端各安裝緊固環(huán)240，限制磁性編碼器環(huán)230的軸向移動(dòng);于是，編碼器環(huán)230有突指232從兩個(gè)軸向端軸向伸出，和兩個(gè)緊固器環(huán)240上的槽246比配。
圖11示本發(fā)明密封組合件160的理想實(shí)施方案。密封組合件有一個(gè)密封件161和一個(gè)金屬件165。密封件161有一個(gè)外環(huán)形部162，一個(gè)徑向部163，和一個(gè)內(nèi)環(huán)形部164。密封件161用橡膠或似橡膠的材料制造;也可用任何適當(dāng)?shù)母邚椥圆牧稀Ｒ粋€(gè)箍簧169將環(huán)形部164壓在軸120上，保證緊密密封。金屬件165還有一個(gè)外環(huán)形部166和一個(gè)徑向部167。部分166及167分別和密封件165的外環(huán)部162及徑向部163密配合。金屬件165為密封件161及外圈112內(nèi)的元件提供補(bǔ)充保護(hù)，與環(huán)境，諸如潮濕及污染物等隔絕。
外環(huán)部162及166圍繞外圈112外端的外表面作緊密配合(見(jiàn)圖2，3及5)。一個(gè)矩形孔168穿過(guò)部分162及166的軸向內(nèi)緣，容納上述的傳感器座152。
圖12及13示密封組合件的兩修改方案。在圖12中密封組合件260有一個(gè)修改過(guò)的孔268，有圈圍的四個(gè)側(cè)壁從部分162及166中通過(guò)，而非僅有三個(gè)側(cè)壁。除此以外組合件160及260則相似。圖13示的密封組合件360有孔368，與圖11中之孔168相似，然而有兩個(gè)回卷的鉤件370與孔368相鄰，將傳感器座152與密封組合件360連接。圖19示夾附組合件690，可通過(guò)鉤件370掛鉤和密封組合件360連接。
圖14示用與圖2中外圈112相似的外圈412的密封組合件的另一實(shí)施方案460，外圈有兩部分，即大直徑部416及小直徑部418。密封組合件460放在小直徑部418內(nèi)，密封軸120與環(huán)412間的環(huán)形空間。組合件460有一個(gè)密封件461和一個(gè)金屬件465。密封件461有一個(gè)外環(huán)部462，一個(gè)徑向部463和一個(gè)內(nèi)環(huán)部464。金屬件465有一個(gè)外環(huán)部466和一個(gè)徑向部467。一個(gè)箍簧469將部分464壓在軸120上。應(yīng)注意可將部分418軸向伸長(zhǎng)，按需要容放滾動(dòng)件或編碼器環(huán)。
現(xiàn)參看圖15-19，示圖2-6中夾附傳感器裝置190修改方案的端視，說(shuō)明將傳感器組合件在外圈112上夾附的方法。圖15示不依靠諸如螺栓或螺絲等任何補(bǔ)充緊固件，在傳感器組合件150及外圈112上安裝的整體夾具292。圖16示圍繞傳感器組合件及外圈安裝的整體夾具392;夾具392的兩端通過(guò)兩端上的兩鉤件392互鎖連接。
圖17示夾附在傳感器座452頂側(cè)上的突緣494上的兩部夾具492。圖18示整體夾具592兩端在傳感器座552上的安裝，為用銷594安裝在座552的一側(cè)上，并在座552另側(cè)上的突緣596上夾定。最后，圖19中的修改夾附組合件690用修改的夾具692，夾具692中容納圖13中的修改密封組合件360。夾具692的兩鉤形端694，和密封組合件360的回彎鉤件370掛鉤。
最后參看圖20，修改后的軸承組合件200有一個(gè)徑向軸承710，安裝在軸720上，放在外圈712的小直徑部718中，一個(gè)磁性編碼器環(huán)730，一個(gè)編碼器聚硅環(huán)740，一個(gè)傳感器組合件750，一個(gè)密封組合件760，傳感器754的輸出電纜780，和與圖2及3中組合件相似的夾附組合件(未示)。應(yīng)注意滾動(dòng)件714放在小直徑部718中而不在大直徑部716內(nèi);相反，編碼器緊固環(huán)740及磁性編碼器環(huán)730放在大直徑部716中而不在部分718中。還應(yīng)注意密封組合件760與圖14所示的修改密封組合件方案相似，密封件761位于外圈712的大直徑部716內(nèi)，而不似理想實(shí)施方案(見(jiàn)圖2，3，5及11)安裝在外圈712的大直徑部716中。修改后的軸承組合件200，適用于比圖2及3所示理想方案組合件100小的載荷。
權(quán)利要求
1.用于旋轉(zhuǎn)軸的減摩軸承組合件，其特征在于有若干滾動(dòng)件放在有兩個(gè)部分的外圈中，一個(gè)為大直徑部分，一個(gè)為及直徑部分；一個(gè)多極磁性編碼器環(huán)有交替的南北極在圓周上圍繞，產(chǎn)生磁信號(hào)，該編碼器環(huán)放在該外圈內(nèi)；有裝置防止該滾動(dòng)件干擾該磁性編碼器環(huán)的正確運(yùn)轉(zhuǎn)；一個(gè)編碼器緊固環(huán)在該旋轉(zhuǎn)軸上壓配合，該緊固環(huán)有若干橫桿；有裝置將該磁性編碼器環(huán)和該編碼器緊固環(huán)連接；一個(gè)傳感器檢測(cè)該磁性編碼器環(huán)產(chǎn)生的磁信號(hào)；有裝置將該傳感器與和該磁性編碼器環(huán)對(duì)正的該外圈，作可拆除的安裝。
2.如權(quán)利要求1之軸承組合件，其特征為有一個(gè)密封組合件將該外圈密封，保護(hù)該軸承，該編碼器環(huán)和該緊固環(huán)。
3.如權(quán)利要求1之軸承組合件，其特征為將該磁性編碼器環(huán)與該編碼器緊固環(huán)連接的該裝置，至少有一個(gè)該橫桿的一部分被切去，將剩余的橫桿部分徑向外彎，該部分橫桿和在該磁性編碼器環(huán)內(nèi)表面上形成的槽的部分插接。
4.如權(quán)利要求1之軸承組合件，其特征為該防止該滾動(dòng)件干擾該磁性編碼器環(huán)正確運(yùn)轉(zhuǎn)的該裝置，有在該外圈該兩部分之間的肩臺(tái)，從而該滾動(dòng)件抵靠該肩臺(tái)，并由該肩臺(tái)使之與該編碼器環(huán)分離。
5.用于旋轉(zhuǎn)軸上的磁性編碼器環(huán)的編碼器緊固環(huán)，該緊固器環(huán)的特征為有兩個(gè)端緣由若干橫桿連接，連桿在該軸上壓配合，有裝置將該緊固器環(huán)與該編碼器環(huán)連接。
6.如權(quán)利要求5之編碼器緊固環(huán)，其特征為將該緊固件環(huán)和該編碼器環(huán)連接的該裝置，至少有一個(gè)該橫桿將一部分切去，將剩余部分徑向外彎，插入在該磁性編碼器環(huán)內(nèi)表面上形成的槽中。
7.一個(gè)用于產(chǎn)生信號(hào)的磁性編碼器環(huán)的傳感器組合件，和一個(gè)夾附組合件，用于將該傳感器組合件安裝在旋轉(zhuǎn)軸周圍的一個(gè)軸承組合件上，其特征在于有一個(gè)傳感器檢測(cè)該編碼器磁信號(hào)，產(chǎn)生一個(gè)與該軸的轉(zhuǎn)速成正比的輸出信號(hào);一個(gè)傳感器座上安裝該傳感器，與該磁性編碼器環(huán)對(duì)正;一個(gè)輸出纜線與該傳感器連接，將該傳感器的該輸出信號(hào)傳遞，作進(jìn)一步處理或其他用途;最少一個(gè)夾具的構(gòu)形，適合將該傳感器座在該軸承組合件的靜止部分上，作可拆卸的安裝。
8.用于軸承組合件的密封組合件，有外圈包括兩個(gè)不同直徑的部分，該密封組合件的特征為有一個(gè)密封件和一個(gè)金屬件，該密封件有外環(huán)部，用一個(gè)徑向部與內(nèi)環(huán)部連接，該金屬件有一個(gè)外環(huán)部，有徑向件與該環(huán)部連接，該密封件與該金屬件互相連接，使該徑向部與外環(huán)部并列，該密封組合件在該外圈的一個(gè)軸向端的外表面上壓配合。
9.如權(quán)利要求8之密封組合件，其特征為該組合件安裝在該外圈的一個(gè)軸向端內(nèi)。
全文摘要
一種減摩軸承組合件有滾動(dòng)件和放在一個(gè)外圈內(nèi)的磁性編碼器環(huán)，外圈的兩部分可有不同直徑。一個(gè)傳感器在外圈上作可拆卸的安裝，與編碼器環(huán)對(duì)正。可用各種密封組合件的構(gòu)形將軸承密封，同時(shí)容納傳感器。
文檔編號(hào)G01P3/487GK1045163SQ8910696
公開(kāi)日1990年9月5日 申請(qǐng)日期1989年8月25日 優(yōu)先權(quán)日1989年2月24日
發(fā)明者卡梅倫·加德拉, 約翰·M格里洛, 詹姆斯·A·希爾比, 加里·J·希爾, 弗農(nóng)·范弗利特 申請(qǐng)人:托林頓公司