CN101371106B - 回转式编码器用转子及具有该转子的车轮用滚动轴承装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种能够通过提高磁强度和机械强度，来正确地检测出转速的回转式编码器用转子。其中，在芯块(20)的圆筒部(21)和固定凸缘(22)之间构成的拐角部分，一体地形成有向圆筒部(21)的轴向一端部侧突起且向轴向另一端部侧开口的突出部(23)，在该突出部(23)的内部配置脉冲环(31)的一部分。

Description

回转式编码器用转子及具有该转子的车轮用滚动轴承装置
技术领域
本发明涉及回转式编码器用转子及具有该转子的车轮用滚动轴承装置。
背景技术
图5是表示以往的车轮用滚动轴承装置中的回转式编码器局部的剖面图。车轮用滚动轴承装置210具备：经未图示的转向节固定在车体侧的外圈210a；固定在安装有未图示的车轮的车轴上的内圈210b；配置于外圈210a及内圈210b之间且作为滚动体的多个球210c；以及使收纳球210c的凹槽部以等间隔形成的保持件210d。
检测车轮用滚动轴承装置210的转速的回转式编码器，由固定在车轮用滚动轴承装置210的转子220、和磁性检测该转子220旋转的旋转检测传感器S构成。
转子220是由将纯铁体等磁粉混入橡胶并形成为环状的、在周向交替磁化为S极和N极的磁性部222；和支承该磁性部222的环状的芯块部221构成。
此外，芯块部221具有：压入嵌合在内圈210b的肩部210e的外周面的圆筒状的圆筒部221a；和从该圆筒状的圆筒部221a的轴向一端部向径向外侧延伸设置的凸缘部221b。芯块部221的剖面形成为L字形。
磁性部222以在轴向与旋转检测传感器S的检测部相向的方式固定在凸缘部221b的侧面。
在该状态下，若固定在内圈210b的转子220随着车轮的旋转而旋转，则与旋转传感器S相向的磁性部222的磁性交替变化，旋转检测传感器S就将该磁场的变化作为车轮的转速输出。
专利文献1：日本特开2003-75194号公报
在上述以往的转子220中，存在下述课题。
即，由于转子220配置在车轮用滚动轴承装置210的外圈210a和内圈210b之间的环状的空间内，因此磁性部222的径向的尺寸受到限制，从而无法超过一定程度地增强磁性部222所产生的磁场。因此，为了提高回转式编码器的检测灵敏度，就必须提高旋转检测传感器S的灵敏度，但灵敏度高的传感器价格昂贵，因此就很难降低成本。
另外，转子220的芯块部221的剖面形成为单纯的L字形，因此，若不确保足够的板厚，则凸缘部221b很容易向轴向倾斜。而一旦凸缘部221b向轴向倾斜，则磁性部222和旋转检测传感器S在轴向的相向面间距就会变化，因此很难正确地检测出转速。另一方面，若加厚芯块部221的板厚，则冲压加工就变得很困难，且制造成本也会升高。
发明内容
本发明目的在于提供回转式编码器用转子及使用该转子的车轮用滚动轴承装置，其无需增大脉冲环(磁性部)的径向尺寸就能够产生较强的磁场，并且无需加厚板厚就能够进一步提高芯块的强度，而可以降低凸缘部的倾斜，且能够正确地检测出转速。
本发明是一种回转式编码器用转子，其具备：沿周向交替磁化有N极和S极的脉冲环、和用于将该脉冲环安装在转轴的外周面上的芯块，该芯块由外嵌在上述转轴的外周面上的圆筒部和从该圆筒部的轴向一端部向径向外侧延伸的固定凸缘组成，在该固定凸缘上安装上述脉冲环，其特征在于，在上述圆筒部和上述固定凸缘之间构成的拐角部分，一体地形成有向上述圆筒部的上述轴向一端部侧突起且向轴向另一端部侧开口的突出部，在该突出部的内部配置有上述脉冲环的一部分。
由此，在径向长度受限的情况下，与以往的技术相比，可以加大脉冲环的截面积。因此，构成可产生较强磁场的转子。
另外，突出部形成为向圆筒部的轴向一端部侧突起，此外，在该突起的部分中配置脉冲环的一部分，因此提高了固定凸缘的基端部的刚性，且能够降低固定凸缘向轴向的倾斜。
上述转子，例如能够利用于车轮用滚动轴承装置中。这时，只要将 转子安装于作为转轴的内圈的外周面，将磁传感器与该转子的脉冲环相向地配置，就能够检测出转轴(车轮)的转速。
根据本发明，能够获得一种径向尺寸虽小却能够产生较强磁场，并且降低芯块的固定凸缘向转轴的轴向倾斜，进行正确的转速的检测的回转式编码器用转子。
附图说明
图1是车轮用滚动轴承装置的纵剖视图。
图2是图1中主要部分的放大图。
图3是表示本发明的第一实施方式中的转子的剖面图。
图4是表示本发明的第二实施方式中的转子的剖面图。
图5是表示以往的转子的剖面图。
符号说明如下：
1...车轮用滚动轴承装置；2...带凸缘车轴；3...轴主体；4...凸缘；5...内圈部件；6...外圈；7...滚动体；10...内圈；20、70...芯块；21、71...圆筒部；22、72...固定凸缘；23、73...填充部；24、74...第一端部(轴向一端部)；25、75...第二端部(轴向另一端部)；30、80...转子；31、81...脉冲环；32、82...磁传感器；33...回转式编码器。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是车轮用滚动轴承装置1的纵剖视图。另外，在图1中，左侧是车辆外侧，右侧是车辆内侧。另外，图2～图4也同样是这样。
车轮用滚动轴承装置1的基本构成如图1所示。在与车轮一体旋转的轴主体3的轴向一端上设置有凸缘4，且由轴主体3和凸缘4构成了带凸缘车轴2。在该凸缘4的周向多个位置处设置有贯通孔11。通过在该贯通孔11中压入的螺栓14，将制动盘转子6固定在凸缘4的车辆外侧的侧面上。
此外，利用螺栓14将未图示的车轮固定在上述制动盘转子6的车辆外侧的侧面上。另外，在轴主体3的内周上嵌合有驱动轴12，且轴主体3和驱动轴12通过螺母13而成为一体。
轴主体3的大径外周面3b为单内圈轨道面。轴主体3的小径外周面3a上外嵌有具有单内圈轨道面的内圈部件5。而且，由轴主体3和外嵌在该轴主体3的内圈部件5构成了作为转轴的内圈10。上述内圈10的外周侧由固定侧的外圈6所覆盖。在该外圈6上，与内圈10的两列轨道面相对应地设置有两列外圈轨道面。
此外，由内圈10的轨道面、外圈6的轨道面、配设成两列的多个滚动体7、以及两个保持件8、9构成了车轮用滚动轴承装置1的轴承部15。另外，该轴承部15为多列角接触球轴承。
在外圈6的外周面上以向径向外侧突出的状态，设置有用于固定在车体侧的转向节18的固定用凸缘16。另外，在外圈6的车辆外侧的端部和凸缘4之间设置有密封材料17。该密封材料17会防止泥水等进入轴承内部。在转向节18上安装有磁传感器32，该磁传感器将脉冲环(磁性部)31的磁通量的变化以脉冲检测出来。
图2是图1的主要部分的放大图。如图2所示，脉冲环(pulser ring)31安装在外嵌于内圈部件5的外周面的芯块20上，且和内圈10一起绕轴心一体旋转。
该脉冲环31为环状，且沿周向交替配置有S极和N极。另外，脉冲环31使用的是将纯铁体等强磁性粉末混入橡胶等弹性材料中的材料。芯块20为钢制，在支承脉冲环31的同时，还用于将脉冲环31安装到内圈部件5上。为了获得更强的磁场和磁通量使构成芯块20的钢具有磁性。
于是，由上述芯块20和上述脉冲环31所组成的转子30、和磁传感器32就构成了回转式编码器33。如上所述，该磁传感器32检测脉冲环31的磁通量的变化。因此，优选地，增大脉冲环31的体积来获得较强的磁场和磁通量。另外，一旦增大或缩小脉冲环31和磁传感器32在轴向的间隔，则无法检测出正确的转速，因此就需要使支承脉冲环31的芯块20具有较高的强度。
图3是表示本发明的第一实施方式中的转子30的剖面图。另外，在将滚动轴承装置1的轴承部15(图1)作为基准进行观察的情况下，与图3中的转子30相比，车辆外侧(左侧)成为轴向内侧，而车辆内侧(右侧)成为轴向外侧。
芯块20由外嵌在内圈部件5上的圆筒部21、和从上述圆筒部21的轴向内侧(车辆外侧)的端部向径向外侧延伸的固定凸缘22组成。在上述固定凸缘22的轴向外侧(车辆内侧)的侧面上安装有脉冲环31。
将更详细地说明固定凸缘22。这里，称圆筒部21的轴向内侧的端部为第一端部24，称轴向外侧的端部为第二端部25。固定凸缘22是从圆筒部21的第一端部24向径向外侧延伸到中途位置，之后，以与朝向径向外侧的假想线成锐角的方式向轴向外侧弯曲，并再次向径向外侧延伸。通过该弯曲的上述固定凸缘22的一部分和圆筒部21的一部分，构成了向第二端部25侧开口的曲状的突出部23。即，上述突出部23设置在圆筒部21和固定凸缘22之间的拐角部分，且在与圆筒部21的第二端部25的相反侧(圆筒部21的第一端部24侧)突起并且朝向该第二端部25侧开口。于是，就可以将脉冲环31的一部分放入该突出部23的整个内部(开口侧)中。
图4是表示本发明的第二实施方式中的转子80的剖面图。
在本实施方式中，芯块70由外嵌在内圈部件5上的圆筒部71、和从上述圆筒部71的轴向内侧(图4中左侧；车辆外侧)的端部向径向外侧延伸的固定凸缘72组成。在上述固定凸缘72的轴向外侧(图4中右侧；车辆内侧)的侧面上安装有脉冲环81。
第二实施方式中，突出部73由剖面为椭圆状的曲面形成。具体而言，固定凸缘72的径向内侧部分，是由剖面为半椭圆状的曲面，即从圆筒部71的车辆外侧的端部(第一端部)74起，构成曲面且稍向内圈5的轴向内侧延伸出来，并从中途开始向轴向外侧延伸的曲面形成。该第二实施方式中，突出部73也向圆筒部71的第二端部75的相反侧突起并且朝向该第二端部75侧开口。于是，就可以将脉冲环81的一部分放入上述突出部73的整个内部(开口侧)中。
第一、第二实施方式中，作为脉冲环31、81，是将纯铁体粉末等混 入橡胶等弹性材料(弹性体)，除此之外，也可以将纯铁体等磁性粉末混入合成树脂(塑性体)中。
另外，作为将脉冲环31、81安装在芯块20、70上的方法，有一种方法是首先将其剖面形状是沿着芯块20、70的形状而形成的脉冲环31、81用粘结剂暂时固定在芯块20、70上，之后加热使之完全固定的方法，即通过所谓的硫化粘结来安装的方法。
另外，在用合成树脂代替橡胶时，也可以将芯块20、70设置在模具中，并将混入有磁粉的合成树脂注入模具而以插件进行成形。
如上所述，由于在圆筒部21、71和固定凸缘22、72之间构成的拐角部分设置突出部23、73，且将脉冲环31、81的一部分放入突出部23、73的内部，因此，即便脉冲环31、81在径向的尺寸很小也能够增大脉冲环31、81的体积，因而能够构成产生较强磁场和磁通量的转子30、80。
另外，由于突出部23、73具有突起，此外还以装满突出部23、73的整个内部的方式对脉冲环31、81的一部分进行配置，因此转子30、80的基端部侧(安装于内圈的径向内侧部分)在轴向的厚度增大，能够提高转子30、80的基端部的刚性。因此，在将转子30、80安装在内圈中等时，即便在固定凸缘22、72上施加有外力也能够降低固定凸缘22、72向轴向的倾斜。
即，能够获得提高了磁强度和机械强度的转子30、80。
本发明并不限于上述的实施方式，也包含有其他变形例和应用例中所实施的方式。
例如，突出部的形状也可以是抛物线状等其他的曲面状，形状不限。即，突出部的剖面也可以不如上述那样由所谓的曲面构成，而形成为设置有多个弯曲部位的多边形。例如，突出部的剖面可以是由多个直角形成的近似コ字状(作为芯块主体为半凸字状)。
此外，也可以在固定凸缘上设置多处突出部，例如将芯块整体做成剖面∑(大写的总和字母)的字状。
另外，当然也可以将该转子30用于深沟球轴承或圆锥滚子轴承等其他形式的轴承中，并且不仅用于车轮用滚动轴承装置1也可以用于工作机械用等的其他滚动轴承装置中。

Claims (2)

1.一种回转式编码器用转子，其具备：沿周向交替磁化有N极和S极的脉冲环、和用于将该脉冲环安装在转轴的外周面上的芯块，该芯块由外嵌在上述转轴的外周面上的圆筒部和从该圆筒部的轴向一端部向径向外侧延伸的固定凸缘组成，在该固定凸缘上安装上述脉冲环，其特征在于，
为了提高该转子的基端部的刚性，在上述圆筒部和上述固定凸缘之间构成的拐角部分，一体地形成有向上述圆筒部的上述轴向一端部侧突起且向轴向另一端部侧开口的突出部，并且在上述固定凸缘的处于上述轴向另一端侧的侧面安装上述脉冲环，在该突出部的内部配置上述脉冲环的一部分。
2.一种车轮用滚动轴承装置，具备：作为转轴的内圈；覆盖该内圈的外周侧的固定侧的外圈；滚动自如地安装在上述内圈和上述外圈之间的滚动体；安装在上述转轴的外周面上的权利要求1所述的转子；以及与该转子的上述脉冲环相向地配置、且将磁通量的变化作为脉冲检测出来的磁传感器。
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