CN1045163A - 有夹附传感器的减摩轴承 - Google Patents

Abstract

一种减摩轴承组合件有滚动件和放在一个外圈内的磁性编码器环，外圈的两部分可有不同直径。一个传感器在外圈上作可拆卸的安装，与编码器环对正。可用各种密封组合件的构形将轴承密封，同时容纳传感器。

Description

本发明与配合一个速度传感组合件使用的减摩轴承有关;具体有关配合安装在旋转轴上使用的编码器环，和一个以可拆卸的方式安装在与编码器环对正的静止件上的传感器的轴承，传感器可检测交替变换的磁极的通过。本发明尤其适用于轮轴轴承，例如后轮驱动车辆的后轮轴承。

早先的专利揭示过的结构，以各种构形将轮轴轴承与传感器组合件结合，提供频率与相关轴的转速成正比的输出电信号。先有技术这类型的一例，如美国专利第4，732，494号所揭示，名称为“有数据传感器的轴承或滚子轴承”，1988年3月22日颁发古尔斯（Roger    Guers）及哥达德（Georges    Godard）。其它的在先专利揭示了各种装置，当编码器环不直接安装在轴承元件上时，则将磁性编码器环安装在旋转轴上。先有技术领域中这种类型的一例，如欧洲专利申请第86305758.4号所揭示，名称为“检测物件旋转的磁环”，发明人姓名为Kenji    Hattori和Shinichi    Tanaka，申请人为本田公司（Honda    Giken    Kogyo    Kabushiki    Kaisha）及大日本油墨及化学制品公司（Dainippon    lnk    and    Chemicals，lnc.）申请日期1986年7月25日，公报公布日期为1987年11月3日。

先有领域中存在的一个主要问题，是传感器一般安装在轴承组合件中，或在轴承附近，从而传感器成为组合件的一个相当固定的部件。在修理和保养问题中，为了和传感器接触，需要将相邻的元件作很大的拆卸。为了校正传感器中的问题，一般必须更换整个轴承组合件。先有技艺中的另一个问题，在于磁性编码器环在旋转轴上的紧固。磁性编码措施常由组装在旋转轴上的齿轮或音轮的磁力线的密集作用提供。这方法用于变磁阻传感系统，不足以解决在旋转轴上紧固有磁性材料埋在合成树脂材料中的磁性编码器环的问题。

本发明轴承组合件用一个可拆卸的传感器和编码器紧固环可解决这些问题。传感器的保养或分别更换相当容易。编码器紧固环为合成树脂编码器环提供正确的机械支撑。

对本发明轴承组合件作简略说明，其轴承有外圈，含有不同直径的两个部分。外圈中也放入一个磁性编码器环，用编码器紧固环在旋转轴上紧固，容放一个传感器夹附组合件。此外，有一个独特的密封组合件，容纳用于夹附传感组合件内的传感器座。轴承组合件的一个修改方案，使用安装在外圈一端中的经修改的密封组合件。

参阅下面的详细说明和附图，对本发明便可更加了解，附图内容如下：

图1为目前使用的典型先有领域中的轴承组合件侧向剖视;

图2为本发明轴承组合件理想实施方案的侧向剖视;

图3为图2所示轴承组合件的分解;

图4为图2及3中夹附传感器装置沿图2线4-4的端视;

图5为同一轴承组合件沿图4中线5-5的放大侧向剖视;

图6为图4及5所示传感器及传感器座的透视，示座的底部;

图7编码器紧固环理想实施方案透视;

图8为同编码器紧固环的另一透视，示磁性编码器环在紧固环上安装;

图9为编码器紧固环修改实施方案透视;

图10为与图9相同修改方案的另一透视，示编码器紧固环上有一磁性编码器环安装;

图11为轴承组合件密封件理想实施方案的局部透视，包括密封件的剖视;

图12为密封组合件修改方案的与图11相似的另一透视;

图13为轴承组合件密封件第二效果方案的与图11及12相似的视图;

图14为又一修改密封组合件装置的侧向剖视;

图15为轴承组合件传感器夹附装置修改方案的与图4相似的端视;

图16为传感器夹附装置第二修改方案的端视;

图17为传感器夹附装置第三修改方案的端视;

图18为传感器夹附装置第四修改方案的端视;

图19为使用图13所示修改密封组合件的传感器夹附装置第五修改方案的端视;

图20为轴承组合件修改方案的与图2相似的侧向剖视。

在各图中，相同部件相同号标示。

参看附图，特别注意图1，示目前使用的先有领域的轴承组合件10。轴承组合件有一个向心轴承20安装在轴30上，一个磁间轮40，一个传感器50，检测或感测通过传感器50的音轮40的齿，对磁场的扰动，一个密封组合件60，和一个轮与毂的组合件70。传感器50产生的输出电信号用导线80传递，一个支架90将传感器50和音轮40对正。

现参看图2及3，本发明轴承组合件100的理想实施方案，有一个向心轴承110安装在围绕轴120的半轴套管102中，一个磁性编码器环130，安装在编码器紧固140上，一个传感器组合件150检测编码器环130产生的磁性编码器信号，一个轮与毂组合件170，一个输出导线180传递传感器组合件150的输出信号。传感器组合件150用夹附组合件190在外圈112上作可更换的安装。轮与毂组合件170位于轴承组合件100的外侧，组合件100的相对侧为内侧。

向心轴承110有全配合的滚动件114放在外圈112内。应注意在其他的轴承结构中，滚动件114可用一个保持架或夹持件夹持。外圈112有两部分，即大直径部116及小直径部118。小直径部118有一个缘垫圈144，安装在外轴向端上，与密封组合件160相邻，形成一个止推面，在将轴120向外圈112中安装时承受推载荷，承受磁性编码环130的有限轴向移动产生的相对小的推载荷，并且在出于某些原因，例如在保养和更新过程中将密封件160从外圈112中取出时，为环130及140提供轴向夹持。一个肩台122在部分116和118之间连接，形成一个承受滚动件114推力载荷的表面;从而部分118中的编码器及夹持环与推力载荷隔绝。

现参看图2-6，传感器组合件150有一个传感器座152和一个传感器154。传感器从座152的底部伸出（见图6），从而和外圈112小直径部分118上的孔156配合。一个O形环158围绕传感器154安装，压在围绕孔156的外圈部118的顶部上。从图3，4及6可见，座152的底部为弧形，以便和外圈部118的外表面配合。在理想实施方案中，传感器154为霍尔效应传感器;但不应限止于霍尔传感器。

夹附组件190有两个夹件192，两个销194用于将夹件192固定在传感器座152上，一个紧固件196将夹件件192的与传感器座152相对的端部连在一起。传感器座152还有四个钻孔198，供销194插入。每一销194用座152上的两个孔198支持，暴露销的中部，以便将夹件192挂在销上。传感器座152还有孔188穿过其内侧表面，容纳输出缆线180。应注意孔188可在座152的任何地方，可以适当容放输出缆线180，通往要求的地点即可。

现参看图7及8，示编码器紧固环140的理想实施方案。环140有两个端部缘142，用若干横杆146连接。横杆略内弯（见图5），作为将环140在转轴120上压配合的措施。端缘142及横杆146的结构可作许多方式的修改，以取得紧固环140和轴120之间紧配合需要的力。至少将一个横杆146的一半切去，将半截横杆径向外弯，如图7所示的半截横杆148。然后将半截横杆148插入磁性编码器环130的槽132中，使环130与紧固环140紧固。环140紧压在轴120上，编码器环130与紧固环140紧靠，从而磁性编码器环130随轴120旋转。

现参看图9及10，示将磁性编码器环230在轴120上夹持的修改措施。一种经修改的编码器紧固环240中有一个环形突缘242在轴向上伸出，有一个从突缘242的一个轴向端内伸的径向部分，并且在齿244间，有若干冠形齿（Castellated    teerh）244和槽246。这些齿和轴120压配合，从而使环240紧压在轴上。

环240在248处分裂，从而可在圆周上分开，便于将环在轴上安装。用多个在径向上通过比配的槽246伸展的突指232，将磁性编码器环230在紧固环240上安装（见图10）。突指232保证环230与240径向连接，从而磁性编码器环230随轴120旋转。虽然编码器环230的轴向移动一般受外圈112的限制，但是有需要时，突指的构形可卡入紧固环240，限制编码器环230的轴向移动。还可以在编码器环的两端各安装紧固环240，限制磁性编码器环230的轴向移动;于是，编码器环230有突指232从两个轴向端轴向伸出，和两个紧固器环240上的槽246比配。

图11示本发明密封组合件160的理想实施方案。密封组合件有一个密封件161和一个金属件165。密封件161有一个外环形部162，一个径向部163，和一个内环形部164。密封件161用橡胶或似橡胶的材料制造;也可用任何适当的高弹性材料。一个箍簧169将环形部164压在轴120上，保证紧密密封。金属件165还有一个外环形部166和一个径向部167。部分166及167分别和密封件165的外环部162及径向部163密配合。金属件165为密封件161及外圈112内的元件提供补充保护，与环境，诸如潮湿及污染物等隔绝。

外环部162及166围绕外圈112外端的外表面作紧密配合（见图2，3及5）。一个矩形孔168穿过部分162及166的轴向内缘，容纳上述的传感器座152。

图12及13示密封组合件的两修改方案。在图12中密封组合件260有一个修改过的孔268，有圈围的四个侧壁从部分162及166中通过，而非仅有三个侧壁。除此以外组合件160及260则相似。图13示的密封组合件360有孔368，与图11中之孔168相似，然而有两个回卷的钩件370与孔368相邻，将传感器座152与密封组合件360连接。图19示夹附组合件690，可通过钩件370挂钩和密封组合件360连接。

图14示用与图2中外圈112相似的外圈412的密封组合件的另一实施方案460，外圈有两部分，即大直径部416及小直径部418。密封组合件460放在小直径部418内，密封轴120与环412间的环形空间。组合件460有一个密封件461和一个金属件465。密封件461有一个外环部462，一个径向部463和一个内环部464。金属件465有一个外环部466和一个径向部467。一个箍簧469将部分464压在轴120上。应注意可将部分418轴向伸长，按需要容放滚动件或编码器环。

现参看图15-19，示图2-6中夹附传感器装置190修改方案的端视，说明将传感器组合件在外圈112上夹附的方法。图15示不依靠诸如螺栓或螺丝等任何补充紧固件，在传感器组合件150及外圈112上安装的整体夹具292。图16示围绕传感器组合件及外圈安装的整体夹具392;夹具392的两端通过两端上的两钩件392互锁连接。

图17示夹附在传感器座452顶侧上的突缘494上的两部夹具492。图18示整体夹具592两端在传感器座552上的安装，为用销594安装在座552的一侧上，并在座552另侧上的突缘596上夹定。最后，图19中的修改夹附组合件690用修改的夹具692，夹具692中容纳图13中的修改密封组合件360。夹具692的两钩形端694，和密封组合件360的回弯钩件370挂钩。

最后参看图20，修改后的轴承组合件200有一个径向轴承710，安装在轴720上，放在外圈712的小直径部718中，一个磁性编码器环730，一个编码器聚硅环740，一个传感器组合件750，一个密封组合件760，传感器754的输出电缆780，和与图2及3中组合件相似的夹附组合件（未示）。应注意滚动件714放在小直径部718中而不在大直径部716内;相反，编码器紧固环740及磁性编码器环730放在大直径部716中而不在部分718中。还应注意密封组合件760与图14所示的修改密封组合件方案相似，密封件761位于外圈712的大直径部716内，而不似理想实施方案（见图2，3，5及11）安装在外圈712的大直径部716中。修改后的轴承组合件200，适用于比图2及3所示理想方案组合件100小的载荷。

Claims (9)

1、用于旋转轴的减摩轴承组合件，其特征在于有若干滚动件放在有两个部分的外圈中，一个为大直径部分，一个为及直径部分；一个多极磁性编码器环有交替的南北极在圆周上围绕，产生磁信号，该编码器环放在该外圈内；有装置防止该滚动件干扰该磁性编码器环的正确运转；一个编码器紧固环在该旋转轴上压配合，该紧固环有若干横杆；有装置将该磁性编码器环和该编码器紧固环连接；一个传感器检测该磁性编码器环产生的磁信号；有装置将该传感器与和该磁性编码器环对正的该外圈，作可拆除的安装。

2、如权利要求1之轴承组合件，其特征为有一个密封组合件将该外圈密封，保护该轴承，该编码器环和该紧固环。

3、如权利要求1之轴承组合件，其特征为将该磁性编码器环与该编码器紧固环连接的该装置，至少有一个该横杆的一部分被切去，将剩余的横杆部分径向外弯，该部分横杆和在该磁性编码器环内表面上形成的槽的部分插接。

4、如权利要求1之轴承组合件，其特征为该防止该滚动件干扰该磁性编码器环正确运转的该装置，有在该外圈该两部分之间的肩台，从而该滚动件抵靠该肩台，并由该肩台使之与该编码器环分离。

5、用于旋转轴上的磁性编码器环的编码器紧固环，该紧固器环的特征为有两个端缘由若干横杆连接，连杆在该轴上压配合，有装置将该紧固器环与该编码器环连接。

6、如权利要求5之编码器紧固环，其特征为将该紧固件环和该编码器环连接的该装置，至少有一个该横杆将一部分切去，将剩余部分径向外弯，插入在该磁性编码器环内表面上形成的槽中。

7、一个用于产生信号的磁性编码器环的传感器组合件，和一个夹附组合件，用于将该传感器组合件安装在旋转轴周围的一个轴承组合件上，其特征在于有一个传感器检测该编码器磁信号，产生一个与该轴的转速成正比的输出信号;一个传感器座上安装该传感器，与该磁性编码器环对正;一个输出缆线与该传感器连接，将该传感器的该输出信号传递，作进一步处理或其他用途;最少一个夹具的构形，适合将该传感器座在该轴承组合件的静止部分上，作可拆卸的安装。

8、用于轴承组合件的密封组合件，有外圈包括两个不同直径的部分，该密封组合件的特征为有一个密封件和一个金属件，该密封件有外环部，用一个径向部与内环部连接，该金属件有一个外环部，有径向件与该环部连接，该密封件与该金属件互相连接，使该径向部与外环部并列，该密封组合件在该外圈的一个轴向端的外表面上压配合。

9、如权利要求8之密封组合件，其特征为该组合件安装在该外圈的一个轴向端内。

Images