迴轉式編碼器用轉子及具有該轉子的車輪用滾動軸承裝置的製作方法
2023-05-16 17:20:31
專利名稱：迴轉式編碼器用轉子及具有該轉子的車輪用滾動軸承裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及迴轉式編碼器用轉子及具有該轉子的車輪用滾動軸承 裝置。
背景技術：
圖5是表示以往的車輪用滾動軸承裝置中的迴轉式編碼器局部的剖 面圖。車輪用滾動軸承裝置210具備經未圖示的轉向節固定在車體側 的外團210a;固定在安裝有未圖示的車輪的車軸上的內團210b;配置 於外圍210a及內團210b之間且作為滾動體的多個球210c;以及^吏收納 球210c的凹槽部以等間隔形成的保持件210d。
檢測車輪用滾動軸承裝置210的轉速的迴轉式編碼器，由固定在車 輪用滾動軸承裝置210的轉子220、和磁性檢測該轉子220旋轉的旋轉 檢測傳感器S構成。
轉子220是由將純鐵體等磁粉混入橡膠並形成為環狀的、在周向交 替磁化為S極和N極的磁性部222;和支承該磁性部222的環狀的芯塊 部221構成。
此外，芯塊部221具有壓入嵌合在內圏210b的肩部210e的外周 面的圓筒狀的圓筒部221a;和從該圓筒狀的圓筒部221a的軸向一端部 向徑向外側延伸設置的凸緣部221b。芯塊部221的剖面形成為L字形。
磁性部222以在軸向與旋轉檢測傳感器S的檢測部相向的方式固定 在凸緣部221b的側面。
在該狀態下，若固定在內圏210b的轉子220隨著車輪的旋轉而旋 轉，則與旋轉傳感器S相向的磁性部222的磁性交替變化，旋轉檢測傳 感器S就將該磁場的變化作為車輪的轉速輸出。
專利文獻l:日本特開2003-75194號>^才艮
在上述以往的轉子220中，存在下述i果題。
即，由於轉子220配置在車輪用滾動軸承裝置210的外圏210a和內 圉210b之間的環狀的空間內，因此磁性部222的徑向的尺寸受到限制， 從而無法超過一定程度地增強磁性部222所產生的磁場。因此，為了提 高迴轉式編碼器的檢測靈敏度，就必須提高旋轉檢測傳感器S的靈敏 度，但靈敏度高的傳感器價格昂貴，因此就很難降低成本.
另外，轉子220的芯塊部221的剖面形成為單純的L字形，因此， 若不確保足夠的板厚，則凸緣部221b很容易向軸向傾斜.而一旦凸緣 部221b向軸向傾斜，則磁性部222和旋轉檢測傳感器S在軸向的相向 面間距就會變化，因此很難正確地檢測出轉速.另一方面，若加厚芯塊 部221的板厚，則衝壓加工就變得很困難，且製造成本也會升高。
發明內容
本發明目的在於提供迴轉式編碼器用轉子及使用該轉子的車輪用 滾動軸承裝置，其無需增大脈衝環(磁性部)的徑向尺寸就能夠產生較 強的磁場，並且無需加厚板厚就能夠進一步提高芯塊的強度，而可以降 低凸緣部的傾斜，且能夠正確地檢測出轉速。
本發明是一種迴轉式編碼器用轉子，其具備沿周向交替磁化有N 極和S極的脈衝環、和用於將該脈衝環安裝在轉軸的外周面上的芯塊， 該芯塊由外嵌在上述轉軸的外周面上的圓筒部和從該圓筒部的軸向一 端部向徑向外側延伸的固定凸緣組成，在該固定凸緣上安裝上述脈衝 環，其特徵在於，在上述圓筒部和上述固定凸緣之間構成的拐角部分， 一體地形成有向上述圓筒部的上述軸向一端部側突起且向軸向另一端 部側開口的突出部，在該突出部的內部配置有上述脈衝環的一部分。
由此，在徑向長度受限的情況下，與以往的4支術相比，可以加大脈 沖環的截面積。因此，構成可產生較強磁場的轉子。
另外，突出部形成為向圓筒部的軸向一端部側突起，此外，在該突 起的部分中配置脈衝環的一部分，因此提高了固定凸緣的基端部的剛 性，且能夠降低固定凸緣向軸向的傾斜。
上述轉子，例如能夠利用於車輪用滾動軸承裝置中。這時，只要將
轉子安裝於作為轉軸的內團的外周面，將磁傳感器與該轉子的脈衝環相 向地配置，就能夠檢測出轉軸(車輪)的轉速。
根據本發明，能夠獲得一種徑向尺寸雖小卻能夠產生較強磁場，並 且降低芯塊的固定凸緣向轉軸的軸向傾斜，進行正確的轉速的檢測的回 轉式編碼器用轉子。
圖l是車輪用滾動軸承裝置的縱剖視圖。
圖2是圖1中主要部分的放大圖。 圖3是表示本發明的第一實施方式中的轉子的剖面圖。 圖4是表示本發明的第二實施方式中的轉子的剖面圖。 圖5是表示以往的轉子的剖面圖。 符號說明如下
l...車輪用滾動軸承裝置；2…帶凸緣車軸；3…軸主體；4…凸緣；5... 內圏部件；6…外圏；7…滾動體；IO...內圏；20、 70…芯塊；21、 71... 圓筒部；22、 72...固定凸緣；23、 73…填充部；24、 74…第一端部(軸 向一端部)；25、 75...第二端部(軸向另一端部)；30、 80...轉子；31、 81...脈衝環；32、 82…磁傳感器；33...迴轉式編碼器。
具體實施例方式
以下，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。
圖1是車輪用滾動軸承裝置1的縱剖視圖。另外，在圖1中，左側 是車輛外側，右側是車輛內側。另外，圖2 圖4也同樣是這樣。
車輪用滾動軸承裝置1的基本構成如圖1所示。在與車輪一體旋轉 的軸主體3的軸向一端上設置有凸緣4，且由軸主體3和凸緣4構成了 帶凸緣車軸2。在該凸緣4的周向多個位置處設置有貫通孔11。通過在 該貫通孔11中壓入的螺栓14，將制動盤轉子6固定在凸緣4的車輛外 側的側面上。此外，利用螺栓14將未圖示的車輪固定在上述制動盤轉子6的車輛 外側的側面上。另外，在軸主體3的內周上嵌合有驅動軸12,且軸主體 3和驅動軸12通過螺母13而成為一體。
軸主體3的大徑外周面3b為單內圍軌道面。軸主體3的小徑外周 面3a上外嵌有具有單內團軌道面的內圉部件5。而且，由軸主體3和外 嵌在該軸主體3的內團部件5構成了作為轉軸的內團10。上述內團10 的外周側由固定側的外團6所覆蓋。在該外團6上，與內團10的兩列 軌道面相對應地設置有兩列外團軌道面。
此外，由內團10的軌道面、外團6的軌道面、配設成兩列的多個滾 動體7、以及兩個保持件8、 9構成了車輪用滾動軸承裝置1的軸承部 15。另外，該軸承部15為多列角接觸球軸承。
在外團6的外周面上以向徑向外側突出的狀態，設置有用於固定在 車體側的轉向節18的固定用凸緣16。另外，在外團6的車輛外側的端 部和凸緣4之間設置有密封材料17。該密封材料17會防止泥水等進入 軸承內部。在轉向節18上安裝有磁傳感器32，該磁傳感器將脈沖環(磁 性部)31的磁通量的變化以脈衝檢測出來。
圖2是圖1的主要部分的放大圖。如圖2所示，脈衝環(pulserring) 31安裝在外嵌於內圏部件5的外周面的芯塊20上，且和內圏10 —起繞 軸心一體旋轉。
該脈衝環31為環狀，且沿周向交替配置有S極和N極。另外，脈
芯塊20為鋼製，在支承脈衝環31的同時，還用於將脈衝環31安裝到 內圏部件5上。為了獲得更強的磁場和磁通量使構成芯塊20的鋼具有 磁性。
於是，由上述芯塊20和上述脈衝環31所組成的轉子30、和磁傳感 器32就構成了迴轉式編碼器33。如上所述，該磁傳感器32檢測脈衝環 31的磁通量的變化。因此，優選地，增大脈衝環31的體積來獲得較強 的磁場和磁通量。另外， 一旦增大或縮小脈沖環31和磁傳感器32在軸 向的間隔，則無法檢測出正確的轉速，因此就需要使支承脈衝環31的 芯塊20具有較高的強度。
圖3是表示本發明的第一實施方式中的轉子30的剖面圖。另外， 在將滾動軸承裝置1的軸承部15 (圖1)作為基準進行觀察的情況下， 與圖3中的轉子30相比，車輛外側(左側)成為軸向內側，而車輛內 側(右側)成為軸向外側。
芯塊20由外嵌在內圏部件5上的圓筒部21、和從上述圓筒部21的 軸向內側(車輛外側)的端部向徑向外側延伸的固定凸緣22組成。在 上述固定凸緣22的軸向外側(車輛內側)的側面上安裝有脈衝環31。
將更詳細地說明固定凸緣22。這裡，稱圓筒部21的軸向內側的端 部為第一端部24，稱軸向外側的端部為第二端部25。固定凸緣22是從 圓筒部21的第一端部24向徑向外側延伸到中途位置，之後，以與朝向 徑向外側的假想線成銳角的方式向軸向外側彎曲，並再次向徑向外側延 伸。通過該彎曲的上述固定凸緣22的一部分和圓筒部21的一部分，構 成了向第二端部25側開口的曲狀的突出部23。即，上述突出部23設置 在圓筒部21和固定凸緣22之間的拐角部分，且在與圓筒部21的第二 端部25的相反側(圓筒部21的第一端部24側)突起並且朝向該第二 端部25側開口。於是，就可以將脈衝環31的一部分放入該突出部23 的整個內部(開口側)中。
圖4是表示本發明的第二實施方式中的轉子80的剖面圖。
在本實施方式中，芯塊70由外嵌在內團部件5上的圓筒部71、和 從上述圓筒部71的軸向內側(圖4中左側；車輛外側)的端部向徑向 外側延伸的固定凸緣72組成。在上述固定凸緣72的軸向外側(圖4中 右側；車輛內側)的側面上安裝有脈衝環81。
笫二實施方式中，突出部73由剖面為橢圓狀的曲面形成。具體而言， 固定凸緣72的徑向內側部分，是由剖面為半橢圓狀的曲面，即從圓筒 部71的車輛外側的端部(第一端部)74起，構成曲面且稍向內圏5的 軸向內側延伸出來，並從中途開始向軸向外側延伸的曲面形成。該第二 實施方式中，突出部73也向圓筒部71的第二端部75的相反側突起並 且朝向該第二端部75側開口。於是，就可以將脈衝環81的一部分放入 上述突出部73的整個內部(開口側)中。
第一、第二實施方式中，作為脈衝環31、 81，是將純鐵體粉末等混 入橡膠等彈性材料(彈性體)，除此之外，也可以將純鐵體等磁性粉末 混入合成樹脂(塑性體)中。
另外，作為將脈沖環31、 81安裝在芯塊20、 70上的方法，有一種 方法是首先將其剖面形狀是沿著芯塊20、70的形狀而形成的脈衝環31、 81用粘結劑暫時固定在芯塊20、 70上，之後加熱使之完全固定的方法， 即通過所謂的硫化粘結來安裝的方法。
另外，在用合成樹脂代替橡膠時，也可以將芯塊20、 70設置在模具 中，並將混入有磁粉的合成樹脂注入模具而以插件進行成形。
如上所述，由於在圓筒部21、 71和固定凸緣22、 72之間構成的拐 角部分i史置突出部23、 73，且將脈衝環31、 81的一部分放入突出部23、 73的內部，因此，即便脈衝環31、 81在徑向的尺寸很小也能夠增大脈 衝環31、 81的體積，因而能夠構成產生較強磁場和磁通量的轉子30、 80。
另外，由於突出部23、 73具有突起，此外還以裝滿突出部23、 73 的整個內部的方式對脈衝環31、 81的一部分進行配置，因此轉子30、 80的基端部側(安裝於內圏的徑向內側部分)在軸向的厚度增大，能夠 提高轉子30、 80的基端部的剛性。因此，在將轉子30、 80安裝在內團 中等時，即便在固定凸緣22、 72上施加有外力也能夠降低固定凸緣22、 72向軸向的傾斜。
即，能夠獲得提高了磁強度和機械強度的轉子30、 80。
本發明並不限於上述的實施方式，也包含有其他變形例和應用例中 所實施的方式。
例如，突出部的形狀也可以是拋物線狀等其他的曲面狀，形狀不限。 即，突出部的剖面也可以不如上述那樣由所謂的曲面構成，而形成為設 置有多個彎曲部位的多邊形。例如，突出部的剖面可以是由多個直角形 成的近似3字狀(作為芯塊主體為半凸字狀)。
此外，也可以在固定凸緣上設置多處突出部，例如將芯塊整體做成 剖面S(大寫的總和字母)的字狀。
另外，當然也可以將該轉子30用於深溝球軸承或圓錐滾子軸承等 其他形式的軸承中，並且不僅用於車輪用滾動軸承裝置1也可以用於工 作機械用等的其他滾動軸承裝置中。
權利要求
1.一種迴轉式編碼器用轉子，其具備沿周向交替磁化有N極和S極的脈衝環、和用於將該脈衝環安裝在轉軸的外周面上的芯塊，該芯塊由外嵌在上述轉軸的外周面上的圓筒部和從該圓筒部的軸向一端部向徑向外側延伸的固定凸緣組成，在該固定凸緣上安裝上述脈衝環，其特徵在於，在上述圓筒部和上述固定凸緣之間構成的拐角部分，一體地形成有向上述圓筒部的上述軸向一端部側突起且向軸向另一端部側開口的突出部，在該突出部的內部配置上述脈衝環的一部分。
2. —種車輪用滾動軸承裝置，具備作為轉軸的內圍；覆蓋該內 團的外周側的固定側的外團；滾動自如地安裝在上述內團和上述外團之間的滾動體；安裝在上述轉軸的外周面上的權利要求l所述的轉子；以 及與該轉子的上述脈衝環相向地配置、且將磁通量的變化作為脈沖檢測出來的磁傳感器。
全文摘要
本發明的目的在於提供一種能夠通過提高磁強度和機械強度，來正確地檢測出轉速的迴轉式編碼器用轉子。其中，在芯塊(20)的圓筒部(21)和固定凸緣(22)之間構成的拐角部分，一體地形成有向圓筒部(21)的軸向一端部側突起且向軸向另一端部側開口的突出部(23)，在該突出部(23)的內部配置脈衝環(31)的一部分。
文檔編號F16C41/00GK101371106SQ20078000274
公開日2009年2月18日 申請日期2007年1月19日 優先權日2006年1月23日
發明者高田淑人 申請人:株式會社捷太格特