專利名稱：測量滾動軸承單元上載荷的具有傳感器的旋轉(zhuǎn)裝置以及形成該裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有傳感器的旋轉(zhuǎn)裝置以及一種形成所述旋轉(zhuǎn)裝置的方法，所述裝置能夠測量用于旋轉(zhuǎn)裝置中的軸承保持器的旋轉(zhuǎn)速度從而檢測旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度或估算所述軸承上的載荷。
而且，根據(jù)本發(fā)明的用于測量滾動軸承單元上載荷的裝置涉及對用于支承例如汽車、軌道車輛和運輸車的移動主體輪子的滾動軸承單元進行的改進，所述裝置用于測量滾動軸承單元上的載荷(徑向載荷及軸向載荷中的一或兩種)以便確保移動主體運動過程中的穩(wěn)定性。
背景技術(shù)：
目前，用于對由軸承支撐的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度進行檢測的旋轉(zhuǎn)裝置通常具有例如安裝在軸承旋轉(zhuǎn)部分上的磁性編碼器和與前述磁性編碼器相對設(shè)置的磁力傳感器，從而根據(jù)磁力變化檢測旋轉(zhuǎn)速度。
近年來，將旋轉(zhuǎn)速度傳感器結(jié)合在用于支承旋轉(zhuǎn)軸的軸承中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。為了將旋轉(zhuǎn)速度傳感器結(jié)合在所述軸承中，通常采用下述方法，即，將具有多極磁性的磁體固定到軸承旋轉(zhuǎn)環(huán)(例如內(nèi)環(huán))的一端以及將磁力傳感器固定到與磁體相對的固定環(huán)(例如外環(huán))的一端。
JP-A-2001-033469中公開了另一種方法。這種方法包括在滾動構(gòu)件的各側(cè)上設(shè)置磁體和磁力傳感器。在這種結(jié)構(gòu)中，滾動構(gòu)件的經(jīng)過速度得以檢測。旋轉(zhuǎn)裝置的旋轉(zhuǎn)速度根據(jù)該經(jīng)過速度進行測量。
然而，在前述現(xiàn)有技術(shù)的具有傳感器的旋轉(zhuǎn)裝置中，JP-A-2001-033469中公開的具有傳感器的旋轉(zhuǎn)裝置的缺點在于將磁力傳感器安裝在旋轉(zhuǎn)裝置上需要設(shè)置磁性編碼器或傳感器和用于固定它的部件，從而難于減小所述裝置的尺寸。此外，涉及滾動構(gòu)件速度測量的方法的缺點在于測量結(jié)果的分辨率受到滾動構(gòu)件數(shù)量的限制。
能夠減小尺寸的旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置的實例是具有下述結(jié)構(gòu)的裝置，即，保持在保持器中的多個滾動構(gòu)件中僅有特定的一些被磁化并且諸如霍耳元件的磁力傳感器與這些磁化的滾動構(gòu)件相對設(shè)置，使得由滾動構(gòu)件回轉(zhuǎn)時的磁場變化而導(dǎo)致的電壓變化通過霍耳元件進行檢測。
然而，前述的旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置的缺點在于磁化滾動構(gòu)件的磁極方向不是始終朝向霍耳元件的，這使得在霍耳元件的檢測面與磁通量方向彼此平行時，霍耳元件不可能改變其磁通量以及檢測到磁化滾動構(gòu)件的通過。結(jié)果導(dǎo)致測量的精確性下降。
例如，汽車的車輪通過懸架和雙排角接觸滾動軸承單元旋轉(zhuǎn)地支承。為了確保所需的汽車行駛穩(wěn)定性，需要使用例如防抱死制動系統(tǒng)(ABS)、牽引力控制系統(tǒng)(TCS)和車輛穩(wěn)定性控制系統(tǒng)(VSC)的車輛行駛穩(wěn)定器。為了控制這種車輛行駛穩(wěn)定器，需要表示車輪旋轉(zhuǎn)速度和以不同方向作用于車輛主體的加速度等的信號。此外，為了進行更高精度的控制，有時優(yōu)選地需要獲得通過車輪施加給滾動軸承單元的載荷量(徑向載荷和軸向載荷中的一種或兩種)。
在這些情況下，JP-A-2001-21577中公開了一種具有能構(gòu)測量徑向載荷的載荷測量裝置的滾動軸承單元?，F(xiàn)有技術(shù)中具有載荷測量裝置的滾動軸承單元的第一實例適于測量徑向載荷并且具有如圖13中所示的結(jié)構(gòu)。轂102由外環(huán)101的內(nèi)表面支承，轂102是旋轉(zhuǎn)環(huán)而且是與內(nèi)環(huán)相對應(yīng)的構(gòu)件，外環(huán)101是固定環(huán)而且是與外環(huán)相對應(yīng)的構(gòu)件并由懸架支承。輪轂102包括具有旋轉(zhuǎn)側(cè)凸緣103的輪轂主體104和裝配在輪轂主體104內(nèi)端(安裝在車輛上的輪轂主體104的橫向中心)上并被螺母105推壓的內(nèi)環(huán)，凸緣103用于對設(shè)置在其外端(安裝在車輛上的輪轂主體104的橫向外端)的車輪進行固定。多個滾動構(gòu)件109a、109b設(shè)置于形成為外環(huán)101內(nèi)表面上固定環(huán)座圈的雙排外環(huán)座圈107、107與形成為輪轂102外表面上旋轉(zhuǎn)側(cè)座圈的雙排內(nèi)環(huán)座圈108、108之間，使得輪轂102能在外環(huán)101內(nèi)側(cè)旋轉(zhuǎn)。
徑向穿過外環(huán)101的安裝孔110在外環(huán)101的軸向中間部分處形成為基本上垂直于外環(huán)101上端并位于雙排外環(huán)座圈107、107之間。作為載荷測量傳感器的圓形桿狀位移傳感器111安裝在外環(huán)101上的安裝孔110中。位移傳感器111是非接觸式的。設(shè)置在位移傳感器111前端(下端)上的檢測表面相對并靠近裝配在輪轂102軸向中間部分上的傳感器環(huán)112外表面設(shè)置。位移傳感器111根據(jù)檢測表面和傳感器環(huán)112外表面之間的距離變化輸出信號。
采用前述結(jié)構(gòu)的具有載荷測量裝置的現(xiàn)有技術(shù)滾動軸承單元能根據(jù)來自位移傳感器111的檢測信號確定滾動軸承單元上的載荷。具體地說，在由車輛懸架支撐的外環(huán)101由于車輛重量而被向下壓時，支承車輪的輪轂102保持當(dāng)前位置。因此，隨著車輛重量增加，由于外環(huán)101、輪轂102和滾動構(gòu)件109a、109b的彈性變形，外環(huán)101中心距離輪轂102中心的偏差增加。而且，隨著車輛重量的增加，設(shè)置在外環(huán)101上端的位移傳感器111的檢測表面和傳感器環(huán)112外表面之間的距離減小。因此，通過將來自位移傳感器111的檢測信號傳送到控制器，即能夠根據(jù)通過實驗或其它方法預(yù)先建立的關(guān)系或圖表測定其中結(jié)合有位移傳感器111的滾動軸承單元上的徑向載荷。根據(jù)由此測定的滾動軸承單元上的載荷，ABS被適當(dāng)?shù)目刂?。此外，操作者可得到車輛具有異常載荷的信息。
圖13中所示的現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)能夠檢測滾動軸承單元上的載荷以及輪轂102的旋轉(zhuǎn)速度。為此目的，傳感器轉(zhuǎn)子113裝配在內(nèi)環(huán)106的內(nèi)端上。此外，旋轉(zhuǎn)速度檢測傳感器115由安裝在外環(huán)101內(nèi)部開口上的外罩114支承。而且，旋轉(zhuǎn)速度檢測傳感器115的檢測部分與傳感器轉(zhuǎn)子113上的待檢測區(qū)域相對設(shè)置，并且在二者之間存在測量間隙。
在其中結(jié)合有前述旋轉(zhuǎn)速度檢測裝置的滾動軸承單元的運轉(zhuǎn)期間，傳感器轉(zhuǎn)子113與固定有車輪的輪轂102一起旋轉(zhuǎn)。當(dāng)有待傳感器轉(zhuǎn)子113進行檢測的區(qū)域運行進入旋轉(zhuǎn)速度檢測傳感器115的檢測部分附近時，旋轉(zhuǎn)速度檢測傳感器115的輸出發(fā)生改變。由此，表示旋轉(zhuǎn)速度檢測傳感器115輸出變化的頻率與車輪的旋轉(zhuǎn)速度成比例。因此，通過將輸出信號從旋轉(zhuǎn)速度檢測傳感器115傳送到未示出的控制器，可對ABS或TCS進行適當(dāng)?shù)目刂啤?br> 采用上述現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)的具有載荷測量裝置的滾動軸承第一實例適用于測量滾動軸承單元上的徑向載荷。JP-A-3-209016等中也公開了測量滾動軸承單元上軸向載荷的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)目前是已公知。圖14示出了JP-A-3-209016中公開的具有用于測量軸向載荷的載荷測量裝置的滾動軸承單元。在現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)的第二實例中，用于支承車輪的旋轉(zhuǎn)側(cè)凸緣103a與輪轂102a外端的外表面相固定，輪轂102a是旋轉(zhuǎn)環(huán)并且是與內(nèi)環(huán)相對應(yīng)的構(gòu)件。而且，用于支承外環(huán)101a的固定側(cè)凸緣117固定于外環(huán)101a的外端面，外環(huán)101a是固定環(huán)并且是與組成懸架的轉(zhuǎn)向節(jié)116上的外環(huán)相對應(yīng)的構(gòu)件。此外，多個滾動構(gòu)件109a、109b可滾動地設(shè)置在形成為外環(huán)101a內(nèi)表面上的雙排外環(huán)座圈107、107與形成在輪轂102a外表面上的雙排內(nèi)環(huán)座圈108、108之間，使得輪轂102a旋轉(zhuǎn)地通過外環(huán)101a的內(nèi)側(cè)支承。
而且，載荷傳感器120裝接于環(huán)繞螺紋孔119的區(qū)域，在螺紋孔119中用于使固定側(cè)凸緣117與轉(zhuǎn)向節(jié)116連接的螺釘118擰在固定側(cè)凸緣117內(nèi)表面上的多個位置。這些載荷傳感器120分別夾在轉(zhuǎn)向節(jié)116外表面和固定側(cè)凸緣117內(nèi)表面之間，同時外環(huán)101a由轉(zhuǎn)向節(jié)116支承。
在采用上述現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)的滾動軸承單元載荷測量裝置的第二實例的情況中，當(dāng)某軸向載荷作用于未示出的車輪和轉(zhuǎn)向節(jié)116之間時，轉(zhuǎn)向節(jié)116外表面和固定側(cè)凸緣117內(nèi)表面分別從其側(cè)面強烈擠壓載荷傳感器。因此，通過對載荷傳感器120給出的測量結(jié)果求和，可確定施加在車輪和轉(zhuǎn)向節(jié)116之間的軸向載荷。盡管沒有示出，JP-B-62-3365公開了一種根據(jù)與外環(huán)的構(gòu)件相對應(yīng)的振動頻率確定滾動構(gòu)件旋轉(zhuǎn)速度和測量施加到滾動軸承上軸向載荷的方法，所述外環(huán)的一部分具有減小剛性。
在圖13所示現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)的第一實例情況中，外環(huán)101和輪轂102相對彼此的徑向位移通過位移傳感器111進行測量，從而測量施加到滾動軸承單元上的載荷。然而，因為徑向位移是很細(xì)微的，所以有必要使用具有高精度的傳感器用作位移傳感器111以便精確確定徑向載荷。由于這種具有高精度的非接觸式傳感器成本很高，所以不可避免地增加了具有載荷測量裝置的滾動軸承單元的總成本。
而且，在圖14中所示現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)的第二實例的情況中，需要設(shè)置與用于支承轉(zhuǎn)向節(jié)116上外環(huán)101a的螺釘118數(shù)量相同的載荷傳感器120。因此，考慮到載荷傳感器120本身的昂貴成本，滾動軸承單元的載荷測量裝置總成本不可避免地增加。而且，JP-B-62-3365中公開的方法需要與外環(huán)相對應(yīng)的構(gòu)件的一部分具有減小的剛性，這可能造成難于使與外環(huán)相對應(yīng)的構(gòu)件具有所需的耐久性。
在這些情況下，發(fā)明家們早期作出過一個涉及一種滾動軸承單元載荷測量裝置的發(fā)明，該裝置根據(jù)組成滾動軸承單元的兩排滾動構(gòu)件(多個滾珠)的回轉(zhuǎn)速度，測量施加于作為雙排角接觸球軸承的滾動軸承單元的徑向或軸向載荷(日本專利申請No.2003-171715和2003-172483)。在實施根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)發(fā)明的滾動軸承單元載荷測量裝置的情況下，為了確定多排滾動構(gòu)件的回轉(zhuǎn)速度，從回轉(zhuǎn)速度確定的分辨率的角度出發(fā)，檢測保持多排滾動構(gòu)件的保持器旋轉(zhuǎn)速度是有效的。在這種情況下，需要通過保持器支承回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器。還可優(yōu)選地將橡膠或塑料磁體用作這種回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器，所述橡膠或塑料磁體具有結(jié)合在橡膠或合成樹脂中的粉末狀或微纖維磁鐵材料。使用這種橡膠磁體或塑料磁體可減少所述裝置的成本并且可高分辨率地及確?？煽啃缘貦z測回轉(zhuǎn)速度。
然而，在多個保持器分別包括設(shè)置在其上作為回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器的橡膠磁體或塑料磁體以確定多排滾動構(gòu)件回轉(zhuǎn)速度的情況中，需要考慮防止粉末狀或微纖維磁鐵材料與橡膠磁體或塑料磁體分離。換句話說，在回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器上待檢測的區(qū)域和回轉(zhuǎn)速度檢測傳感器的檢測部分彼此相面對地靠近設(shè)置，它們之間具有從約0.5至2mm的測量間隙。另一方面，在多個保持器中設(shè)置的凹槽的內(nèi)表面和滾動構(gòu)件滾動表面之間設(shè)置有凹槽間隙，該間隙允許滾動構(gòu)件滾動并將所需的潤滑油附著到滾動構(gòu)件的滾動表面。因此，保持器很可能以對應(yīng)于凹槽間隙的量進行位移，導(dǎo)致檢測間隙減小。
當(dāng)檢測間隙減小時，導(dǎo)致回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器上待檢測的區(qū)域和回轉(zhuǎn)速度檢測傳感器的檢測部分或位于保持器附近其它構(gòu)件(滑動)彼此接觸，暴露在有待檢測區(qū)域上的粉末狀或微纖維材料會脫落。因為粉末狀或微纖維材料由具有高硬度的磁體材料例如鐵氧體和鐵制成，所以當(dāng)脫落從而污染潤滑油時，會損傷滾動構(gòu)件的滾動表面與外環(huán)座圈及內(nèi)環(huán)座圈的滾動接觸區(qū)域。結(jié)果，會損害包括結(jié)合在其中的載荷測量裝置的滾動軸承單元的耐久性(滾動疲勞壽命下降)。而且，潤滑油被粉末狀或微纖維材料污染可能引起回轉(zhuǎn)速度檢測傳感器的檢測精確性下降。
本發(fā)明的目的是消除現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷并且提供一種具有高分辨率的、并能夠減小尺寸的傳感器的旋轉(zhuǎn)裝置，以及一種用于形成具有傳感器的旋轉(zhuǎn)裝置的方法。
根據(jù)上述情況，本發(fā)明實現(xiàn)一種用于測量滾動軸承單元上載荷的設(shè)備，通過防止粉末狀或微纖維磁鐵材料從用作回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器的橡膠磁體或塑料磁體上的待檢測區(qū)域脫落，所述設(shè)備能夠為滾動軸承單元提供所需的耐久性和載荷測量的精度。
根據(jù)上述情況，本發(fā)明實現(xiàn)一種用于測量滾動軸承單元上載荷的設(shè)備，該設(shè)備以低成本構(gòu)成而不會引起耐久性或安裝空間的任何問題，并能夠測量施加給滾動軸承單元的載荷。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明涉及一種具有傳感器的旋轉(zhuǎn)裝置，其包括具有內(nèi)環(huán)、外環(huán)和可滾動地保持滾動構(gòu)件的保持器的滾動軸承，具有安裝在滾動軸承的旋轉(zhuǎn)部分上的多極磁化的環(huán)形磁體和以預(yù)定間隔面對環(huán)形磁體設(shè)置在所述裝置主體側(cè)上的磁性傳感器，其中所述保持器具有面對所述磁性傳感器的環(huán)形磁體和與其一體設(shè)置的背襯軛鐵成形構(gòu)件。
而且，上述保持器由磁性材料制成并具有安裝在其側(cè)面上的環(huán)形磁體。
而且，上述保持器由非磁性材料制成并具有設(shè)置在其側(cè)面上的合成樹脂材料制成的環(huán)形構(gòu)件作為所述背襯軛鐵成形構(gòu)件，具有多極磁化的環(huán)形磁體固定并層疊在所述背襯軛鐵成形構(gòu)件表面上。
而且，具有多極磁化的前述環(huán)形磁體由塑料磁體制成。
與環(huán)形磁體設(shè)置在軸承其它區(qū)域的結(jié)構(gòu)相比，前述結(jié)構(gòu)，即保持器具有安裝在其一側(cè)面上的環(huán)形磁體，可促使所述設(shè)備尺寸減小。
而且，因為保持器具有背襯軛鐵成形構(gòu)件和設(shè)置在其上的多極環(huán)形磁體，朝向磁性傳感器的磁通量密度得以增加，從而可在環(huán)形磁體和傳感器之間提供相對較大的空氣間隙，以及較大制造公差，同時完成環(huán)形構(gòu)件的背襯軛鐵功能以減小磁漏。
而且，由于所述多極環(huán)形磁體由塑料磁體制成，所以保持器不會受到由磁體重量引起的不平衡導(dǎo)致的振動的影響，例如急轉(zhuǎn)(whirling)。
保持器的旋轉(zhuǎn)速度隨軸承上的載荷而改變。例如，當(dāng)軸承上的軸向載荷增加時，具有軸承環(huán)的軸承滾動構(gòu)件的接觸角增大，從而導(dǎo)致滾動構(gòu)件回轉(zhuǎn)速度以及保持器的旋轉(zhuǎn)速度的上升。
因此，通過測量保持器的旋轉(zhuǎn)速度，可估算出軸承上的載荷。
本發(fā)明用于測量滾動軸承單元上載荷的所有設(shè)備包括，固定環(huán)、旋轉(zhuǎn)環(huán)、許多滾動構(gòu)件、一對保持器、一對回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器、一對回轉(zhuǎn)速度檢測傳感器和運算邏輯單元。
在這些構(gòu)件中，即使在運行期間，固定環(huán)也不會旋轉(zhuǎn)。
上述旋轉(zhuǎn)環(huán)與固定環(huán)同心設(shè)置并在運行期間進行旋轉(zhuǎn)。
所述多個滾動構(gòu)件可滾動地設(shè)置在一對固定側(cè)座圈和旋轉(zhuǎn)側(cè)座圈之間，所述一對固定側(cè)座圈和旋轉(zhuǎn)側(cè)座圈分別形成在所述固定環(huán)和所述旋轉(zhuǎn)環(huán)的相對區(qū)域，在這種結(jié)構(gòu)中，所述兩排滾動構(gòu)件具有方向相反的接觸角。
所述保持器分別設(shè)置在固定環(huán)和旋轉(zhuǎn)環(huán)之間，并且隨著保持于設(shè)置在各個所述保持器中的多個凹槽中的滾動構(gòu)件的回轉(zhuǎn)而進行旋轉(zhuǎn)。
所述一對回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器分別由保持器支承，與所述保持器共同旋轉(zhuǎn)并具有沿其圓周方向交替變化的屬性。
所述一對回轉(zhuǎn)速度檢測傳感器分別由保持器支承，并分別具有與所述待檢測表面相對的檢測部分，從而分別對各排滾動構(gòu)件的回轉(zhuǎn)速度進行檢測。
而且，所述運算邏輯單元根據(jù)回轉(zhuǎn)速度檢測傳感器提供的檢測信號，計算固定環(huán)和旋轉(zhuǎn)環(huán)之間的載荷。
而且，每個回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器包括環(huán)形橡膠磁體或環(huán)形塑料磁體，所述磁體具有交替設(shè)置在其一軸側(cè)上的S極和N極以便形成相對地靠近所述回轉(zhuǎn)速度檢測傳感器之一的待檢測表面。
由此，根據(jù)本發(fā)明的用于測量滾動軸承單元上載荷的設(shè)備具有如下結(jié)構(gòu)，即，當(dāng)所述保持器朝向所述待檢測表面進行位移時，所述保持器的部分與靠近所述保持器設(shè)置的另一構(gòu)件接觸，從而防止待檢測表面直接與所述另一構(gòu)件發(fā)生摩擦。
而且，根據(jù)本發(fā)明的用于測量滾動軸承單元上載荷的設(shè)備具有如下結(jié)構(gòu)，即，待檢測區(qū)域可由保護膜覆蓋，從而防止待檢測區(qū)域與相對鄰近保持器設(shè)置的其它構(gòu)件發(fā)生直接的摩擦。
根據(jù)本發(fā)明的具有上述結(jié)構(gòu)的用于測量滾動軸承單元上載荷的設(shè)備通過檢測具有不同接觸角的兩排滾動構(gòu)件每排的回轉(zhuǎn)速度測量滾動軸承單元上的載荷。換句話說，當(dāng)載荷施加到諸如雙排角接觸球軸承的滾動軸承單元時，滾動構(gòu)件(滾珠)的接觸角改變，導(dǎo)致滾動構(gòu)件的回轉(zhuǎn)速度的變化。因此，通過檢測滾動構(gòu)件的回轉(zhuǎn)速度作為保持器的旋轉(zhuǎn)速度，能夠確定固定環(huán)和外環(huán)之間的載荷。
而且，采用根據(jù)本發(fā)明的用于測量滾動軸承單元上載荷的設(shè)備，能夠防止用作回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器的橡膠磁體或塑料磁體上的待檢測區(qū)域與其它構(gòu)件發(fā)生摩擦。由此，可防止粉末狀或微纖維磁鐵材料從待檢測區(qū)域掉落，從而可確保滾動軸承單元所需的耐久性以及載荷檢測中所需的檢測精度。
本發(fā)明用于檢測滾動軸承單元上載荷的所有設(shè)備包括固定環(huán)、旋轉(zhuǎn)環(huán)、許多滾動構(gòu)件、一對保持器、一對回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器、一對回轉(zhuǎn)速度檢測傳感器和運算邏輯單元。
在這些構(gòu)件中，即使在運行期間，固定環(huán)也不旋轉(zhuǎn)。
上述旋轉(zhuǎn)環(huán)與固定環(huán)同心設(shè)置并在運行期間旋轉(zhuǎn)。
所述多個滾動構(gòu)件可滾動地設(shè)置在一對固定側(cè)座圈和旋轉(zhuǎn)側(cè)座圈之間，所述一對固定側(cè)座圈和旋轉(zhuǎn)側(cè)座圈分別形成在所述固定環(huán)和所述旋轉(zhuǎn)環(huán)的相對區(qū)域，在這種結(jié)構(gòu)中，所述兩排滾動構(gòu)件具有方向相反的接觸角。
所述保持器分別設(shè)置在固定環(huán)和旋轉(zhuǎn)環(huán)之間，并且隨著保持于設(shè)置在各個所述保持器中的多個凹槽中的滾動構(gòu)件的回轉(zhuǎn)而進行旋轉(zhuǎn)。
所述一對回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器分別由保持器支承，與所述保持器共同旋轉(zhuǎn)并具有沿其圓周方向交替變化的屬性。
所述一對回轉(zhuǎn)速度檢測傳感器分別由保持器支承，并分別具有與所述待檢測表面相對的檢測部分，從而分別對各排滾動構(gòu)件的回轉(zhuǎn)速度進行檢測。
而且，所述運算邏輯單元根據(jù)回轉(zhuǎn)速度檢測傳感器提供的檢測信號，計算固定環(huán)和旋轉(zhuǎn)環(huán)之間的載荷。
而且，在根據(jù)本發(fā)明的用于測量滾動軸承單元上載荷的設(shè)備中，每個回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器包括具有交替設(shè)置在其軸向側(cè)上的S極和N極的環(huán)形永久磁體。而且，在保持器注射成形期間各個回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器被插入，從而使它們接合并固定到保持器的一個軸向側(cè)。
而且，在根據(jù)本發(fā)明的用于測量滾動軸承單元上載荷的設(shè)備中，每個回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器包括具有交替設(shè)置在其軸向另一側(cè)上的S極和N極的環(huán)形永久磁體。每個回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器被插入于在保持器注射成形期間形成的凹口中，從而使它們接合并固定到保持器的一個軸向端。
此外，在根據(jù)本發(fā)明的用于測量滾動軸承單元上載荷的設(shè)備中，每個回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器包括具有交替設(shè)置在其軸向另一側(cè)上的S極和N極的環(huán)形永久磁體。每個回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器注射成形在保持器注射成形期間形成的凹口中，從而使它們接合并固定到保持器的一個軸向端。
而且，每個回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器是環(huán)形橡膠磁體或塑料磁體，所述磁體具有交替設(shè)置在其軸向另一側(cè)上的S極和N極。每個回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器包括結(jié)合在與構(gòu)成保持器相同的合成樹脂中的粉末狀或微纖維磁性材料。保持器注射成形的同時，每個回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器注射成形在保持器的一個軸向端，從而使它們與保持器的軸向一端接合并固定。
根據(jù)本發(fā)明的具有上述結(jié)構(gòu)的用于測量滾動軸承單元上載荷的設(shè)備通過檢測具有不同接觸角的兩排滾動構(gòu)件每排的回轉(zhuǎn)速度測量滾動軸承單元上的載荷。換句話說，當(dāng)載荷施加到諸如雙排角接觸球軸承的滾動軸承單元時，滾動構(gòu)件(滾珠)的接觸角改變，導(dǎo)致滾動構(gòu)件的回轉(zhuǎn)速度的變化。因此，通過檢測滾動構(gòu)件的回轉(zhuǎn)速度作為保持器的旋轉(zhuǎn)速度，能夠確定固定環(huán)和外環(huán)之間的載荷。
而且，根據(jù)本發(fā)明的用于檢測滾動軸承單元上載荷的設(shè)備，回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器相對于保持器的接合強度可被增強，從而可防止所述編碼器從保持器脫離，由此即使在長期使用后也可使所述載荷檢測設(shè)備具有足夠的可靠性。


圖1是圖解本發(fā)明實例1的具有傳感器的旋轉(zhuǎn)裝置剖視圖；圖2是圖解實例2的冠狀保持器的透視圖；圖3是示出冠狀保持器和傳感器之間位置關(guān)系的示意圖；圖4是實例3中本發(fā)明應(yīng)用于車輪軸承的輪轂單元的剖視圖；圖5是圖解一種結(jié)構(gòu)的剖視圖，本發(fā)明的用于測量滾動軸承單元上載荷的設(shè)備基于所述結(jié)構(gòu)；圖6是圖5的部分A的放大視圖；圖7是拆除圖6中的保持器、滾動構(gòu)件、回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器和回轉(zhuǎn)速度檢測傳感器之后的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖8是滾動軸承單元的示意圖，用于圖解為何可基于旋轉(zhuǎn)速度測量載荷的原因；圖9是圖解本發(fā)明實例4的連接有回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器的保持器和傳感器單元的局部剖視圖；圖10(A)-(C)是圖解保持器位移的三個實例的局部剖視圖；圖11是圖解本發(fā)明實例5的對應(yīng)于圖6部分B的剖視圖；圖12是圖解本發(fā)明實例6的連接有回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器的保持器的局部剖視圖；圖13是目前已公知的滾動軸承單元的剖視圖，所述滾動軸承單元中結(jié)合有用于徑向載荷測量的傳感器；
圖14是目前已公知的滾動軸承單元的剖視圖，所述滾動軸承單元中結(jié)合有用于軸向載荷測量的傳感器；圖15是圖解本發(fā)明實例4的連接有回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器的保持器的局部剖視圖；圖16是被拆下的回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器的局部剖視圖；圖17是圖解本發(fā)明實例5的連接有回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器的保持器的局部剖視圖；圖18是被拆下的回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器的局部剖視圖；圖19是圖解本發(fā)明實例6的連接有回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器的保持器的局部剖視圖，；圖20是被拆下的回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器的局部剖視圖；圖21是圖解本發(fā)明實例7的連接有回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器的保持器的局部剖視圖；圖22是只圖解保持器的局部剖視圖；以及圖23是圖解本發(fā)明實例8的具有回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器的保持器如何注射成形的局部剖視圖。
這些附圖中，附圖標(biāo)記1表示旋轉(zhuǎn)軸，附圖標(biāo)記2、3分別表示滾動軸承(滾珠軸承)，附圖標(biāo)記2a、3a分別表示外環(huán)，附圖標(biāo)記2b、3b分別表示內(nèi)環(huán)，附圖標(biāo)記5表示磁性傳感器，附圖標(biāo)記6表示保持器，附圖標(biāo)記7表示滾動構(gòu)件(滾珠)，附圖標(biāo)記8環(huán)形磁體，附圖標(biāo)記10表示冠狀保持器，附圖標(biāo)記11表示環(huán)形構(gòu)件<環(huán)形鋼板>，附圖標(biāo)記111、101a分別表示外環(huán)，附圖標(biāo)記112、102a分別表示輪轂，附圖標(biāo)記113、103a分別表示旋轉(zhuǎn)側(cè)凸緣，附圖標(biāo)記114表示輪轂主體，附圖標(biāo)記115表示螺母，附圖標(biāo)記116表示內(nèi)環(huán)，附圖標(biāo)記117表示外環(huán)座圈，附圖標(biāo)記118表示內(nèi)環(huán)座圈，附圖標(biāo)記119a、109a分別表示滾動構(gòu)件，附圖標(biāo)記110、110a分別表示安裝孔，附圖標(biāo)記111表示位移傳感器，附圖標(biāo)記112表示傳感器環(huán)，附圖標(biāo)記113表示傳感器轉(zhuǎn)子，附圖標(biāo)記114表示外罩，附圖標(biāo)記115、115a分別表示旋轉(zhuǎn)速度檢測傳感器，附圖標(biāo)記116表示轉(zhuǎn)向節(jié)，附圖標(biāo)記117表示固定側(cè)凸緣，附圖標(biāo)記118表示螺釘，附圖標(biāo)記119表示螺紋孔，附圖標(biāo)記120表示載荷傳感器，附圖標(biāo)記121a、121b分別表示保持器，附圖標(biāo)記121a、121b分別表示保持器，附圖標(biāo)記122表示傳感器單元，附圖標(biāo)記123表示檢測部分，附圖標(biāo)記124a、124b分別表示回轉(zhuǎn)速度檢測傳感器，附圖標(biāo)記125、125a分別表示齒圈；附圖標(biāo)記126a、126b分別表示回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器，附圖標(biāo)記127表示旋轉(zhuǎn)速度檢測編碼器，附圖標(biāo)記128表示橡膠磁體，附圖標(biāo)記129、129a分別表示背襯軛鐵(back yoke)，附圖標(biāo)記130a、130b分別表示壓緊部分，附圖標(biāo)記131表示突出部，附圖標(biāo)記132表示凹口(indentation)；和附圖標(biāo)記133表示保護膜。
具體實施例方式
下面將結(jié)合

本發(fā)明的實施方案。
圖1是圖解本發(fā)明實例1的具有傳感器的旋轉(zhuǎn)裝置的剖視圖。
在圖1中，旋轉(zhuǎn)軸1借助外殼4通過球軸承2、3進行支承，其中球軸承2、3分別是滾動軸承。外殼4具有固定于其兩端的外殼蓋4a。球軸承2、3由裝配在外殼4中的外環(huán)2a、3a、裝配在旋轉(zhuǎn)軸1上的內(nèi)環(huán)2b、3b和夾在外環(huán)2a、3a與內(nèi)環(huán)2b、3b之間并分別由保持器6可滾動地保持的滾珠7組成。球軸承2的保持器6由磁性材料制成，并具有固定到其側(cè)面的多極磁化的環(huán)形磁體8。從圖中視角觀察，位于左側(cè)的外殼蓋4a具有磁性傳感器5，該傳感器的位置與磁體8相對并且二者之間存在預(yù)定的空氣間隙。保持器6可以是冠狀保持器。
在這種結(jié)構(gòu)中，保持器6的旋轉(zhuǎn)使保持器6的環(huán)形磁體8的N和S極交替穿過磁性傳感器5，當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸1和與其一體設(shè)置的內(nèi)環(huán)2b、3b伴隨著保持器6的旋轉(zhuǎn)而共同旋轉(zhuǎn)時，保持器6的旋轉(zhuǎn)數(shù)得以檢測。根據(jù)檢測結(jié)果可計算軸1的旋轉(zhuǎn)速度。
在上述結(jié)構(gòu)中，即，保持器6具有固定于該保持器的多極環(huán)形磁體8并且磁性傳感器5與多極環(huán)形磁體8相對設(shè)置，與環(huán)形磁體8位于球軸承2、3其它區(qū)域的結(jié)構(gòu)相比，所述裝置的尺寸可被減小。
圖2是圖解本發(fā)明實例2的冠狀保持器的透視圖，圖3是圖解冠狀保持器和傳感器之間位置關(guān)系的示意圖。
圖2具有與圖1中所示旋轉(zhuǎn)裝置結(jié)構(gòu)基本相同的結(jié)構(gòu)，因此沒有示出其整個結(jié)構(gòu)。然而，圖2與圖1的不同之處在于，使用了非磁性冠狀保持器10。冠狀保持器10由使用玻璃纖維對諸如聚酰胺的樹脂進行強化而獲得的材料形成。環(huán)形鋼板11粘在冠狀保持器10底部，環(huán)形鋼板11是由磁性材料例如冷軋鋼板(SPCC)、硅鋼板、馬氏體基不銹鋼(SUS)和鐵素體基不銹鋼(SUS)制成的環(huán)形構(gòu)件。而且，環(huán)形鋼板11具有環(huán)形磁體8，該環(huán)形磁體由粘在其表面的、具有多極磁化的塑料磁體制成。保持器10并不必須是皇冠形的，也可使用其它類型。
環(huán)形磁體8的磁化可以在其固定到環(huán)形鋼板11之后進行。而且，有效的是，對保持器10和由磁性材料制成的環(huán)形鋼板11進行夾物模壓并由此使它們固定。而且，有效的是，對由塑料磁體制成的環(huán)形磁體8進行雙色模制(two-color mold)并由此使其固定。
在這種結(jié)構(gòu)中，如圖3中所示，由磁性材料制成的環(huán)形鋼板11用作環(huán)形磁體8的背襯軛鐵以使磁通量如箭頭所示地定向，從而可增強朝向磁性傳感器5(參見圖1)的磁通量密度，由此在磁體和傳感器5之間可形成比較大的空氣間隙。由此，制造公差增大，從而可在構(gòu)件和組件中實現(xiàn)足夠的精度余量。此外，所述背襯軛鐵能夠使環(huán)形鋼板11消除磁漏，從而可防止對其它裝置和機構(gòu)的任何不利影響。
通過在實例1和2中使用輕質(zhì)塑料磁體形成環(huán)形磁體8，保持器能夠不受由磁體8重量引起的不平衡導(dǎo)致的振動的影響，例如急轉(zhuǎn)。
圖4是圖解實例3的剖視圖，其中本發(fā)明用于車輪軸承的輪轂單元。
實例1包括位于兩排軸承2、3外側(cè)的磁體傳感器5，實例3包括位于兩排軸承(兩保持器14)之間的磁體傳感器5，如圖4所示。
在圖4中，用于車輪軸承的輪轂單元由轂輪13和角接觸球軸承17組成。轂輪13具有徑向向外的凸緣13a和中空軸13b，未示出的車輪安裝在徑向向外的凸緣13a上，中空軸13b具有由角接觸球軸承17可滾動地支承的軸承裝配區(qū)域。角接觸球軸承17屬于雙排向外型，包括內(nèi)環(huán)、單獨的外環(huán)16、多個滾珠18a、18b和兩個冠狀保持器14a、14b，其中所述內(nèi)環(huán)由直接形成在中空軸13b上的內(nèi)環(huán)座圈15a和裝配在具有內(nèi)座圈15b的中空軸13b的小直徑圓周上的內(nèi)環(huán)構(gòu)件15c形成，外環(huán)16具有與內(nèi)環(huán)座圈15a、15b相對的兩排座圈16a、16b，多個滾珠18a、18b設(shè)置成插入內(nèi)環(huán)和外環(huán)的相對座圈之間，所述冠狀保持器14a、14b可滾動地保持滾珠18a、18b。外環(huán)16圓周上是安裝在懸架上的徑向向外的凸緣16b。
內(nèi)環(huán)構(gòu)件15c側(cè)的保持器14b具有安裝在其側(cè)面的多極環(huán)形磁體8。磁性傳感器5固定到外環(huán)16上，并與環(huán)形磁體8相對，其間間隔有預(yù)定的空氣間隙。
在上述結(jié)構(gòu)中，即環(huán)形磁體8設(shè)置在保持器14b的側(cè)面上并位于保持器14a和14b之間，以及磁體傳感器5設(shè)置在保持器14a和14b之間，所述設(shè)備的尺寸與實例1和2相比可進一步減小。
優(yōu)選地，回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器由保持器齒圈的側(cè)面支承。齒圈的內(nèi)和外邊緣都軸向突出超過待檢測的區(qū)域。
在這種結(jié)構(gòu)中，無論保持器以任何方向移動，在待檢測區(qū)域與其它構(gòu)件摩擦之前，齒圈的內(nèi)和外邊緣都與鄰近保持器設(shè)置的其它構(gòu)件接觸。結(jié)果，確保可防止待檢測區(qū)域與所述其它構(gòu)件摩擦。
同樣優(yōu)選的是，固定環(huán)和旋轉(zhuǎn)環(huán)中的一個軸承環(huán)是與外環(huán)相對應(yīng)的構(gòu)件，另一個是與內(nèi)環(huán)相對應(yīng)的構(gòu)件，滾動構(gòu)件是多個滾珠。設(shè)置于形成在與內(nèi)環(huán)相對應(yīng)的構(gòu)件外表面上的雙排角接觸內(nèi)環(huán)座圈和形成在于外環(huán)相對應(yīng)的構(gòu)件內(nèi)表面上的雙排角接觸外環(huán)座圈之間的多個滾珠設(shè)置有背對背結(jié)合的接觸角。
在這種結(jié)構(gòu)中，能夠?qū)哂写筝S承剛性的滾動軸承單元上的載荷進行足夠精確的測量。
進一步優(yōu)選的是，設(shè)置有用于檢測旋轉(zhuǎn)速度的傳感器以檢測旋轉(zhuǎn)環(huán)的旋轉(zhuǎn)速度。運算邏輯單元根據(jù)旋轉(zhuǎn)環(huán)的旋轉(zhuǎn)速度與一排滾動構(gòu)件及另一排滾動構(gòu)件回轉(zhuǎn)速度之和的比值，計算施加于固定環(huán)和旋轉(zhuǎn)環(huán)之間的徑向載荷。
在這種結(jié)構(gòu)中，可精確地確定施加到旋轉(zhuǎn)環(huán)和固定環(huán)之間的徑向載荷，而不用考慮旋轉(zhuǎn)環(huán)的旋轉(zhuǎn)速度的變化。
進一步優(yōu)選的是，設(shè)置有用于檢測旋轉(zhuǎn)速度的傳感器以檢測旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)速度。運算邏輯單元根據(jù)旋轉(zhuǎn)環(huán)旋轉(zhuǎn)速度與一排滾動構(gòu)件和另一排滾動構(gòu)件之間回轉(zhuǎn)速度之差的比值，計算施加在固定環(huán)和旋轉(zhuǎn)環(huán)之間的軸向載荷。
在這種結(jié)構(gòu)中，可精確地確定施加在旋轉(zhuǎn)環(huán)和固定環(huán)之間的軸向載荷，而不用考慮旋轉(zhuǎn)環(huán)的旋轉(zhuǎn)速度的變化。通過根據(jù)所述兩排回轉(zhuǎn)速度的比值計算軸向載荷，即使旋轉(zhuǎn)環(huán)的旋轉(zhuǎn)速度沒有被確定，也可精確確定軸向載荷。
圖5至10示出根據(jù)本發(fā)明的實例4。本實例涉及將本發(fā)明應(yīng)用于測量支承汽車從動輪(前置發(fā)動機后輪驅(qū)動汽車(FR)、后置發(fā)動機后輪驅(qū)動汽車(RR)及中置發(fā)動機后輪驅(qū)動汽車(MR)的前輪和前置發(fā)動機前輪驅(qū)動汽車(FF)的后輪)的滾動軸承單元上的載荷(徑向載荷和軸向載荷)的滾動軸承單元載荷測量設(shè)備的情況。因為滾動軸承單元本身的結(jié)構(gòu)及作用與圖13中所示現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)的相同，所以與圖13中相同的部件將使用相同的附圖標(biāo)記和符號，并且省略或簡化對其進行的說明。以下說明將著眼于本發(fā)明實例的特性。
多個滾動構(gòu)件(滾珠)109a、109b設(shè)置成分別由保持器121a、121b可滾動地保持的雙排(兩排)，并位于雙排角接觸內(nèi)環(huán)座圈108、108和雙排角接觸外環(huán)座圈107、107之間，雙排角接觸內(nèi)環(huán)座圈108、108形成為輪轂102外表面上的旋轉(zhuǎn)側(cè)座圈，輪轂102是旋轉(zhuǎn)環(huán)并且是與內(nèi)環(huán)相對應(yīng)的構(gòu)件，雙排角接觸外環(huán)座圈107、107形成為外環(huán)101內(nèi)表面上的固定環(huán)，外環(huán)101是固定環(huán)并且是與外環(huán)相對應(yīng)的構(gòu)件，由此輪轂102由外環(huán)101的內(nèi)側(cè)可滾動地支承。在這種結(jié)構(gòu)中，兩排滾動構(gòu)件109a、109b分別設(shè)有相同大小但方向相反的接觸角αa、αb(圖6)，從而形成背靠背組合型雙排角接觸球軸承。兩排滾動構(gòu)件109a、109b被作用有一定程度的導(dǎo)向壓力，以便其不會因為操作期間施加的軸向載荷而減小。在具有前述結(jié)構(gòu)的滾動軸承單元的運行期間，外環(huán)101由懸架支撐并與其固定，制動盤和車輪由輪轂102的旋轉(zhuǎn)側(cè)凸緣103支撐并與其固定。
安裝孔110a徑向穿透外環(huán)101形成，該安裝孔位于雙排外座圈107、107之間，并處于形成滾動軸承單元的外環(huán)101的軸向中間部分處。傳感器單元122容納在從外環(huán)101徑向外側(cè)向內(nèi)側(cè)延伸的安裝孔110a中。設(shè)置在傳感器單元122前端上的檢測部分123突出超過外環(huán)101的內(nèi)表面。檢測部分123設(shè)置有一對回轉(zhuǎn)速度檢測傳感器124a、124b和旋轉(zhuǎn)速度檢測傳感器115a。
在這些構(gòu)件中，回轉(zhuǎn)速度檢測傳感器124a、124b適于測量雙排滾動構(gòu)件109a、109b的回轉(zhuǎn)速度。待檢測區(qū)域設(shè)置在檢測部分123沿輪轂102軸向(圖5、6的橫向)的兩側(cè)上。在本實例的情況下，回轉(zhuǎn)速度檢測傳感器124a、124b檢測滾動構(gòu)件109a、109b的回轉(zhuǎn)速度，以作為保持器121a、121b的旋轉(zhuǎn)速度。為此目的，在本實例的情況下，分別構(gòu)成保持器121a、121b的齒圈部分125、125彼此相對設(shè)置。環(huán)形回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器126a、126b在其整個圓周上分別與齒圈部分125、125的相對表面連接和固定。
在本實施例的情況下，回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器126a(126b)分別由環(huán)形橡膠磁體128和背襯軛鐵129組成，環(huán)形橡膠磁體128具有以相等間距交替設(shè)置在其軸向一側(cè)上(從圖9和10觀察的右側(cè))的S極和N極，背襯軛鐵129由例如鋼板的磁性材料、硫化結(jié)合到橡膠磁體軸向另一側(cè)(從圖9和10觀察的左側(cè))而制成，如圖9和圖10所示。在保持器121a注射成形期間中，回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器126a(126b)插入于設(shè)置在保持器121a(121b)軸向一端處(圖9中觀察的右端)的齒圈125中。具體地說，橡膠磁體128和背襯軛鐵129彼此硫化結(jié)合。然后，橡膠磁體128被軸向磁化。然后，S極和N極以相等間距交替設(shè)置在橡膠磁體128軸向一側(cè)上，從而形成回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器126a(126b)。此后，將回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器126a(126b)放入模具的空腔中以用于注射成形保持器121a(121b)。然后，用于形成保持器121a(121b)的合成樹脂注入位于形成齒圈125外表(從圖9中觀察的右表面)位置處的空腔。
因此，回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器126a(126b)結(jié)合并固定于作為保持器121a(121b)一部分的齒圈125外表面。在這種結(jié)構(gòu)中，橡膠磁體128的軸向一側(cè)面向齒圈125外表面的徑向中間部分。在本實例的情況下，橡膠磁體128和背襯軛鐵129具有相同的徑向?qū)挾取Ｍ瑫r，具有形成在齒圈125外表面內(nèi)緣和外緣的L型部分的壓緊部分130a、130b壓緊作為待檢測區(qū)域的橡膠磁體128外表面的內(nèi)緣和外緣。因此，壓緊部分130a、130b的前端都軸向突出超過橡膠磁體128的待檢測區(qū)域。換句話說，橡膠磁體128的待檢測區(qū)域位于比齒圈125的內(nèi)緣和外緣都低的位置。
在本實例的情況下，通過壓緊部分130a、130b與橡膠磁體128外表面內(nèi)緣和外緣的配合，保持器121a和121b以及回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器126a和126b分別彼此機械連接，同時保持器121a(121b)和回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器126a(126b)彼此連接和固定。因此，與這些構(gòu)件僅用粘合劑彼此連接的情況相比，可確保構(gòu)件121a(121b)和126a(126b)彼此連接的足夠耐久性和可靠性。只要能充分確保與粘合劑的粘接強度而且齒圈125外表面內(nèi)緣及外緣突出僅僅是為了降低橡膠磁體128待檢測區(qū)域到齒圈125外表面內(nèi)緣及外緣的位置，可以在齒圈125整個圓周上的外表面徑向中間部分上形成深度比回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器126a(126b)的厚度更大的的環(huán)形凹口。在這種情況下，保持器121a(121b)和回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器126a(126b)的彼此粘接(粘合)在保持器121a(121b)的注射成形之后進行。
此外，通過使用由具有高硬度的橡膠制成的橡膠磁體或塑料磁體作為永久磁鐵，從而為永久磁體提供足夠的剛性，則可省去背襯軛鐵?？蛇x擇地，通過將回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器126a(126b)壓入壓緊部分130a、130b之間的間隙，分別制備的保持器121a(121b)和回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器126a(126b)可以彼此接合，同時壓緊部分130a、130b發(fā)生彈性變形。無論如何，橡膠磁體128的軸向一側(cè)的屬性沿圓周方向以相等間距交替變化，所述橡膠磁體128的軸向一側(cè)是與保持器121a(121b)的軸向一端接合并固定的回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器126a(126b)的待檢測區(qū)域。
回轉(zhuǎn)速度檢測傳感器124a(124b)的檢測部分與具有前述結(jié)構(gòu)的橡膠磁體128的軸向一側(cè)相對設(shè)置，其間具有測量間隙，如圖5至7所示，由此可檢測保持器121a(121b)的旋轉(zhuǎn)速度。回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器126a(126b)上的待檢測區(qū)域和回轉(zhuǎn)速度檢測傳感器124a、124b的檢測部分之間的距離(測量間隙)優(yōu)選從大于凹槽間隙的值到2mm或更小，凹槽間隙是保持器121a、121b的凹槽內(nèi)表面和滾動構(gòu)件109a、109b之間的間隙。當(dāng)測量間隙不大于凹槽間隙時，不利的是，即使保持器121a、121b僅以對應(yīng)于凹槽間隙的量進行位移時，待檢測區(qū)域和檢測表面會更可能彼此相對摩擦。相反，當(dāng)測量間隙超過2mm時，難于使用回轉(zhuǎn)速度檢測傳感器124a、124b精確測量回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器126a、126b的旋轉(zhuǎn)。
另一方面，旋轉(zhuǎn)速度檢測傳感器115a適于測量作為旋轉(zhuǎn)環(huán)的輪轂102的旋轉(zhuǎn)速度。檢測表面位于檢測部分123的前端上，即，外環(huán)101的徑向內(nèi)端。此外，圓柱旋轉(zhuǎn)速度檢測編碼器127裝配在輪轂102的中間部分上，并位于雙排內(nèi)環(huán)座圈108、108之間。旋轉(zhuǎn)速度檢測傳感器115a的檢測表面與待檢測的旋轉(zhuǎn)速度檢測編碼器127的外表面相對設(shè)置。旋轉(zhuǎn)速度檢測編碼器127上待檢測區(qū)域的屬性以等間隔沿圓周方向交替變化，由此通過旋轉(zhuǎn)速度檢測傳感器115a檢測輪轂102的旋轉(zhuǎn)速度。旋轉(zhuǎn)速度檢測編碼器127的外表面和旋轉(zhuǎn)速度檢測傳感器115a的檢測表面之間的測量間隙也預(yù)定為2mm或更小。
磁性旋轉(zhuǎn)速度檢測傳感器用作回轉(zhuǎn)速度檢測傳感器124a、124b和旋轉(zhuǎn)速度檢測傳感器115a，它們都是用于檢測旋轉(zhuǎn)速度的傳感器。主動式傳感器優(yōu)選用作這種磁性旋轉(zhuǎn)速度檢測傳感器，所述主動式傳感器包括結(jié)合在其中的磁性檢測元件例如霍爾元件、霍爾集成電路、磁性電阻元件(磁阻(MR)元件、巨磁阻(GMR)元件)和磁阻抗(Ml)元件。為了構(gòu)成包括結(jié)合在其中的這種磁性檢測元件的主動式旋轉(zhuǎn)速度檢測傳感器，所述磁性檢測元件的一側(cè)沿其磁化方向與永久磁體的一端直接接觸或與介于其間的由磁性材料制成的定子(在使用由磁性材料制成的編碼器的情況下)接觸，同時磁性檢測元件的另一側(cè)與編碼器126a、126b、127上的待檢測區(qū)域直接相對設(shè)置或與介于其間的由磁性材料制成的定子直接相對。在本實例的情況中，由于使用由永久磁體制成的編碼器，所以傳感器側(cè)不需要永久磁體。
在本實例的用于測量滾動軸承單元上載荷的設(shè)備的情況中，來自傳感器124a、124b、115a的檢測信號輸入到未示出的運算邏輯單元中。然后，運算邏輯單元根據(jù)傳感器124a、124b、115a提供的檢測信號計算施加在外環(huán)101和輪轂102之間的徑向載荷和軸向載荷中的一或兩種。例如，在確定徑向載荷的情況中，運算邏輯單元確定由回轉(zhuǎn)速度檢測傳感器124a、124b檢測的兩排滾動構(gòu)件109a、109b回轉(zhuǎn)速度之總和，然后，根據(jù)旋轉(zhuǎn)速度檢測傳感器115a檢測的輪轂102旋轉(zhuǎn)速度與由此確定的總和的比值，計算徑向載荷。此外，根據(jù)由回轉(zhuǎn)速度檢測傳感器115a檢測的輪轂102旋轉(zhuǎn)速度與回轉(zhuǎn)速度檢測傳感器124a、124b分別檢測的兩排滾動構(gòu)件109a、109b回轉(zhuǎn)速度之差的比值，計算前述軸向載荷。這將結(jié)合圖8進一步說明。假定雙排滾動構(gòu)件109a、109b的接觸角αa、αb是彼此相同同時沒有施加軸向載荷Fa，進行以下說明。
圖8示出了圖5中所示的輪軸承的滾動軸承單元典型實例以及載荷如何作用于滾動軸承單元。在雙排內(nèi)環(huán)座圈108、108和雙排外環(huán)座圈107、107之間設(shè)置成兩排的滾動構(gòu)件109a、109b分別被施加導(dǎo)向壓力Fo、Fo。在操作期間，車輛的重量等導(dǎo)致徑向載荷Fr施加到滾動軸承單元。而且，車輛拐彎期間形成的離心力等導(dǎo)致軸向載荷Fa施加到滾動軸承單元。導(dǎo)向壓力Fo、Fo、徑向載荷Fr和軸向載荷Fa都影響兩排滾動構(gòu)件109a、109b的接觸角α(αa、αb)。當(dāng)接觸角αa、αb改變時，滾動構(gòu)件109a、109b的回轉(zhuǎn)速度nc改變。假設(shè)滾動構(gòu)件109a、109b的中徑是D，滾動構(gòu)件109a、109b的直徑是d，其上設(shè)置有內(nèi)環(huán)座圈108、108的輪轂102的旋轉(zhuǎn)速度是in，其上設(shè)置有外環(huán)座圈107、107的外環(huán)101的旋轉(zhuǎn)速度是no，回轉(zhuǎn)速度nc用以下方程(1)表示nc＝(1-(d·Cosα/D)·(ni/2))+(1+(d·Cosα/D)·(no/2))(1)從方程(1)中可見，滾動構(gòu)件109a、109b的回轉(zhuǎn)速度nc根據(jù)滾動構(gòu)件109a、109b的接觸角α(αa、αb)的改變而改變。然而，如上所述，接觸角αa、αb根據(jù)徑向載荷Fr和軸向載荷Fa改變。因此，回轉(zhuǎn)速度nc根據(jù)徑向載荷Fr和軸向載荷Fa改變。在本實例的情況下，由于輪轂102旋轉(zhuǎn)而外環(huán)101不旋轉(zhuǎn)，所以回轉(zhuǎn)速度nc隨著徑向載荷F的增大而減小。此外，對于軸向載荷Fa，支承軸向載荷Fa的一排(滾動構(gòu)件)的回轉(zhuǎn)速度增加，而不支承軸向載荷Fa的一排(滾動構(gòu)件)的回轉(zhuǎn)速度下降。因此，可根據(jù)回轉(zhuǎn)速度nc確定徑向載荷Fr和軸向載荷Fa。
然而，不僅在徑向載荷Fr和軸向載荷Fa彼此結(jié)合時，而且在它們與導(dǎo)向壓力Fo、Fo結(jié)合時，與回轉(zhuǎn)速度nc變化相關(guān)的接觸角α?xí)l(fā)生改變。另外，回轉(zhuǎn)速度nc與輪轂102的旋轉(zhuǎn)速度ni成比例變化。因此，除非互相結(jié)合地考慮徑向載荷Fr、軸向載荷Fa、導(dǎo)向壓力Fo、Fo和輪轂102的旋轉(zhuǎn)速度ni，否則不能精確地確定回轉(zhuǎn)速度nc。在這些因素中，導(dǎo)向壓力Fo、Fo不會隨著運行狀態(tài)發(fā)生改變。因此，通過初始預(yù)設(shè)等，可以容易地排除導(dǎo)向壓力Fo、Fo的影響。相反，徑向載荷Fr、軸向載荷Fa和輪轂102的旋轉(zhuǎn)速度ni始終隨著運行狀態(tài)發(fā)生改變。因此，不能通過初始預(yù)設(shè)等消除它們的影響。
在這些情形下，本發(fā)明實例中，如前所述，在徑向載荷Fr被確定的情況下，通過回轉(zhuǎn)速度檢測傳感器124a、124b分別確定兩排滾動構(gòu)件109a、109b回轉(zhuǎn)速度的總和，可減小軸向載荷Fa的影響。而且，在軸向載荷Fa被確定的情況下，通過確定兩排滾動構(gòu)件109a、109b回轉(zhuǎn)速度之間的差值，可減小徑向載荷Fr的影響。而且，在任何情況下，根據(jù)旋轉(zhuǎn)速度檢測傳感器115a確定的輪轂102旋轉(zhuǎn)速度ni與由此確定的所述總和及差值的比值可計算徑向載荷Pr或軸向載荷Fa，由此消除輪轂102的旋轉(zhuǎn)速度ni的影響。然而，在根據(jù)兩排滾動構(gòu)件109a、109b的回轉(zhuǎn)速度的比值計算軸向載荷Fa的情況中，輪轂102的旋轉(zhuǎn)速度ni并不是必要的。
還存在其它不同的方法根據(jù)來自回轉(zhuǎn)速度傳感器124a、124b的信號計算徑向載荷Fr和軸向載荷Fa之一或兩者。然而，這些方法在前面引用的日本專利申請No.2003-171715和No.2003-172483中進行了詳細(xì)描述而且與本發(fā)明的實質(zhì)無關(guān)。由此，將省略對這些方法進行的詳細(xì)說明。
在操作具有上述結(jié)構(gòu)的用于測量滾動軸承單元上載荷的設(shè)備期間，保持器會121a、121b可能會由于凹槽間隙的存在而進行位移，從圖9所示的常規(guī)狀態(tài)到圖10(A)至(C)中放大示出的狀態(tài)。由于回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器126a、126b上的待檢測區(qū)域和回轉(zhuǎn)速度檢測傳感器124a、124b的檢測部分之間的測量間隙如前所述是狹窄的，如果不采取措施，待檢測區(qū)域會與其上設(shè)置有檢測部分的傳感器單元122發(fā)生摩擦。相反，在本實例中，如前所述，壓緊部分130a、130b的前端軸向突出超過形成回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器126a、126b的橡膠磁體128上的待檢測區(qū)域，目前橡膠磁體128上的待檢測區(qū)域位于凹口中。在這種結(jié)構(gòu)中，如圖10(A)至(C)所示，不論保持器121a、121b在任何方向上移動，待檢測區(qū)域和傳感器單元122不會彼此相對摩擦。
因此，可防止污染潤滑油的粉末狀或微纖維磁鐵材料脫落，從而可確保由潤滑油潤滑的滾動軸承單元所需的耐久性和載荷測量中所需的精度。盡管壓緊部分130a、130b和傳感器單元122的支架在彼此相對摩擦?xí)r會磨損，即使產(chǎn)生的粉末進入接觸部分，也不會損傷滾動接觸部分，因為它們都是由軟的合成樹脂制成的。而且，壓緊部分130a、130b和傳感器單元122的支架很少彼此相對摩擦(即使在它們彼此相對摩擦?xí)r，因為摩擦部分的接觸壓力足夠低，所以磨損損耗極小。因此，保持器121a、121b和傳感器單元122的耐久性不會發(fā)生問題)。而且，合成樹脂磨損產(chǎn)生的粉末不會使回轉(zhuǎn)速度檢測傳感器124a、124b和回轉(zhuǎn)速度檢測傳感器115a的檢測精度下降。
圖11示出根據(jù)本發(fā)明的實例5。在本實例的情況中，突出部131形成在使傳感器單元122穿透外環(huán)101內(nèi)表面的安裝孔110a的開口邊緣上。該突出部也構(gòu)造成，當(dāng)保持器121a(121b)進行位移時，形成在保持器121a(121b)外圍的壓緊部分130a的前端與突出部131相接觸。在這種結(jié)構(gòu)中，可防止由合成樹脂制成的傳感器單元122的支架與壓緊部分130a發(fā)生摩擦導(dǎo)致磨損。其它結(jié)構(gòu)和作用與上述實例4的相同，將省略重復(fù)的圖解和說明。
圖12圖解根據(jù)本發(fā)明的實例6。在本實例的情況下，通過在保持器121a(121b)軸向一側(cè)(在圖12中觀察的右側(cè))上形成的凹口132中注射成形，即在構(gòu)成保持器121a(121b)的齒圈125外表面的整個圓周上(在圖12中觀察的右側(cè))，可形成回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器126a(126b)。凹口132采用開口處徑向?qū)挾容^小而朝向底部具有更大徑向?qū)挾鹊南伕C的形狀，并與保持器121a(121b)的注射成形同時形成。
回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器126a(126b)通過向凹口132中注入其中結(jié)合有粉末狀或微纖維磁性材料的橡膠或合成樹脂而形成，同時已經(jīng)注射成形的保持器121a(121b)設(shè)置在另一個模具中。橡膠或合成樹脂在凹口132中凝固后，通過軸向磁化回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器126a(126b)，形成環(huán)形橡膠或塑料磁體，該磁體在作為待檢測區(qū)域的外表面上以等間隔交替布置S極和N極。在本實例的情況中，沒有設(shè)置背襯軛鐵。
在本實例的情況中，由于在其中結(jié)合有粉末狀或微纖維磁性材料的橡膠或合成樹脂注入凹口132之后進行回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器126a(126b)的磁化，所以回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器126a(126b)上的待檢測區(qū)域和保持器121a(121b)的軸向一側(cè)位于相同的平面上。因此，在這些情況下，隨著保持器121a(121b)的移動，待檢測區(qū)域和傳感器單元122可能會彼此相對摩擦。因此，在本實例的情況中，待檢測區(qū)域由保護膜133覆蓋。使用例如合成樹脂和鎳鍍層的涂覆膜的非磁性材料的薄膜作為這種保護膜133。
在本實例的情況中，回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器126a(126b)上的待檢測區(qū)域由保護膜133覆蓋，從而可防止所述待檢測區(qū)域與位于保持器121a(121b)附近的傳感器單元122直接摩擦(參見圖5、6、9至11)。因此，粉末狀或微纖維磁鐵材料不會從待檢測區(qū)域脫落。其它結(jié)構(gòu)和作用與上述實例4的相同，將省略對相同部件的圖解和說明。
在上述實例中，可以使用橡膠磁體和由磁性材料制成的、與橡膠磁體軸向另一側(cè)硫化接合的背襯軛鐵作為永久磁體。
在這種結(jié)構(gòu)中，可使用低成本制造的橡膠磁體，并且回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器具有足夠的剛度以使回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器與保持器足夠的接合強度。
在上述實例中，優(yōu)選的是，固定環(huán)和旋轉(zhuǎn)環(huán)之一是與外環(huán)相對應(yīng)的構(gòu)件，另一個是與內(nèi)環(huán)相對應(yīng)的構(gòu)件，每個滾動構(gòu)件是滾珠。設(shè)置在形成于與內(nèi)環(huán)相對應(yīng)的構(gòu)件的外表面上的雙排角接觸內(nèi)環(huán)座圈和形成于與外環(huán)相對應(yīng)的構(gòu)件的內(nèi)表面上的雙排角接觸外環(huán)座圈之間的多個滾珠設(shè)置成背靠背結(jié)合的接觸角。
在這種結(jié)構(gòu)中，即使多排滾動構(gòu)件的回轉(zhuǎn)速度隨著載荷變化增大而變化時，也可提高對具有大支承剛度的滾動軸承單元上的載荷進行測量的精度。
同樣優(yōu)選的是，設(shè)置用于檢測旋轉(zhuǎn)環(huán)旋轉(zhuǎn)速度的旋轉(zhuǎn)速度檢測傳感器。運算邏輯單元根據(jù)旋轉(zhuǎn)環(huán)旋轉(zhuǎn)速度與一排滾動構(gòu)件及另一排滾動構(gòu)件的回轉(zhuǎn)速度之和的比值，計算施加到固定環(huán)和旋轉(zhuǎn)環(huán)之間的徑向載荷。
在這種結(jié)構(gòu)中，可精確地確定施加到旋轉(zhuǎn)環(huán)和固定環(huán)之間的徑向載荷，而不用考慮旋轉(zhuǎn)環(huán)旋轉(zhuǎn)速度的變化。
進一步優(yōu)選的是，設(shè)置用于檢測旋轉(zhuǎn)環(huán)旋轉(zhuǎn)速度的旋轉(zhuǎn)速度檢測傳感器。運算邏輯單元根據(jù)旋轉(zhuǎn)環(huán)旋轉(zhuǎn)速度與一排滾動構(gòu)件和另一排滾動構(gòu)件回轉(zhuǎn)速度之間差值的比值，計算施加到固定環(huán)和旋轉(zhuǎn)環(huán)之間的軸向載荷。
在這種結(jié)構(gòu)中，可精確地確定施加到旋轉(zhuǎn)環(huán)和固定環(huán)之間的徑向載荷，而不用考慮旋轉(zhuǎn)環(huán)旋轉(zhuǎn)速度的變化。
圖17和圖18圖解根據(jù)本發(fā)明的實例7。在本實例的情況中，構(gòu)成回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器126a(126b)的背襯軛鐵的徑向?qū)挾却笥谙鹉z磁體128的徑向?qū)挾龋骋r軛鐵129a的內(nèi)緣及外緣軸向突出超過橡膠磁體128的內(nèi)緣和外緣。橡膠磁體128的軸向一側(cè)(在圖17和圖18中觀察的右側(cè))設(shè)置為埋入齒圈125的外表面，回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器126a(126b)封入保持器121a(121b)的齒圈125的外表面(在圖17中觀察的右側(cè))。在本實例的情況中，即使回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器126a(126b)和保持器121a(121b)分別彼此接合并固定時，磁化軛鐵的前端也可與橡膠磁體128的軸向一側(cè)接觸。因此，可不必在與保持器121a(121b)接合及固定之前對橡膠磁體128進行磁化，而是可以在那之后產(chǎn)生。其它結(jié)構(gòu)和作用與上述實例4的相同，下文將省略相同部件的圖解和說明。
圖19和圖20圖解根據(jù)本發(fā)明的實例8。構(gòu)成本實例的回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器126a(126b)的結(jié)構(gòu)與上述實例4中所描述的相同，具有相同徑向?qū)挾鹊沫h(huán)形橡膠磁體128和背襯軛鐵129彼此硫化接合并固定。尤其在本實例的情況中，在保持器121a(121b)注射成形的時候，凹口131形成在齒圈125外表面(在圖19中觀察的右側(cè))的整個圓周上，齒圈125是保持器121a(121b)的軸向側(cè)。
凹口131在其開口的徑向?qū)挾刃∮诨剞D(zhuǎn)速度檢測編碼器126a(126b)的寬度。凹口131在比其開口更深部分的徑向?qū)挾扰c回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器126a(126b)的寬度相同。較深部分的軸向尺寸與回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器126a(126b)的軸向厚度相同。為了將回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器126a(126b)接合并固定于具有凹口131的保持器121a(121b)中，在彈性增加凹口131的開口寬度尺寸的同時將回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器126a(126b)壓入凹口131。當(dāng)回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器126a(126b)壓入凹口131時，直到構(gòu)成回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器126a(126b)的背襯軛鐵129與凹口131的底面接觸，凹口131的開口的寬度尺寸彈性地減小。結(jié)果，回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器126a(126b)不能從凹口131拉出，從而確?；剞D(zhuǎn)速度檢測編碼器126a(126b)能與保持器121a(121b)接合并固定。為了進一步增強構(gòu)件121a(121b)和構(gòu)件126a(126b)分別彼此接合的強度，背襯軛鐵129和凹口131的底面可彼此接合。使用粘合劑或其它方法防止編碼器126a(126b)在凹口131中圓周方向旋轉(zhuǎn)是有益的。這同樣可以用于上述的實例4和實例5。其它結(jié)構(gòu)和作用與上述實例4的相同，下文將省略對相同部件的圖解和說明。
圖21和圖22圖解根據(jù)本發(fā)明的實例9。在本實例的情況中，回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器126a(126b)通過在凹口131a中注射成形，所述凹口131a形成在保持器121a(121b)軸向一側(cè)(圖21和圖22中觀察的右側(cè))的整個圓周上，即構(gòu)成保持器121a(121b)的齒圈125的外表面(圖21和圖22中觀察的右側(cè))。凹口131a采用開口處徑向?qū)挾容^小而朝向其底部徑向?qū)挾仍龃蟮南佈ㄐ螤?，并在保持?21a(121b)注射成形的同時形成凹口131a。
回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器126a(126b)通過向凹口132中注入其中結(jié)合有粉末狀或微纖維磁性材料的橡膠或合成樹脂而形成，同時已經(jīng)注射成形的保持器121a(121b)設(shè)置在另一個模具中。橡膠或合成樹脂在凹口132中凝固后，通過軸向磁化回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器126a(126b)，形成環(huán)形橡膠或塑料磁體，該磁體在作為待檢測區(qū)域的外表面上以等間隔交替布置S極和N極。在本實例的情況中，沒有設(shè)置背襯軛鐵。其它結(jié)構(gòu)和作用與上述實例4的相同，將省略相同部分的圖解和說明。
圖23圖解根據(jù)本發(fā)明的實例10。在本實例的情況中，回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器126a(126b)也分別是環(huán)形塑料磁體，并具有以等間隔交替排列在其軸向一側(cè)上的S極和N極。尤其在本實例的情況中，塑料磁體包括結(jié)合入與構(gòu)成保持器121a(121b)相同的合成樹脂中的粉末狀或微纖維磁性材料。在保持器121a(121b)注射成形的同時，回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器126a(126b)在作為保持器121a(121b)軸向一端的齒圈125外表面上注射成形，使得它們接合并固定到齒圈125的外表面。
為此目的，具有粉末狀或微纖維材料的合成樹脂從模具軸向一端注入用于保持器121a(121b)注射成形的模具132的空腔133中，同時不具有粉末狀或微纖維磁性材料的合成樹脂從其軸向另一端注入模具132。從模具各側(cè)注入的合成樹脂然后彼此熔接，從而形成分別與回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器126a(126b)一體形成的保持器121a(121b)。注射成形之后，對回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器126a(126b)進行磁化。其它結(jié)構(gòu)和作用與上述實例4的相同，下文將省略對相同部分的圖解和說明。
實用性如上所述，根據(jù)本發(fā)明，所述保持器具有背襯軛鐵成形(backyoke-forming)的構(gòu)件以及在其上一體安裝的環(huán)形磁體，使得與環(huán)形磁體設(shè)置在軸承中其它位置的情況相比，減小了所述設(shè)備的尺寸，并且容易地提升現(xiàn)有技術(shù)中用于檢測滾動構(gòu)件經(jīng)過速度的方法的分辨率。
而且，根據(jù)本發(fā)明，朝向磁性傳感器的磁通量的密度增加，從而可在磁體和傳感器之間提供相對大的空氣間隙。由此，可增大制造公差，并可提供構(gòu)件和組件的足夠的精度余量。
而且，背襯軛鐵成形構(gòu)件可消除磁漏，從而可防止對其它裝置和機構(gòu)的任何負(fù)面影響。
本發(fā)明不僅能用于上述實例所述的滾動軸承單元載荷測量設(shè)備，所述設(shè)備用于測量支承汽車車輪的滾動軸承單元上載荷，而且本發(fā)明還能用于確定作用在機床、工業(yè)機械和旋轉(zhuǎn)機械裝置上的載荷。
本發(fā)明不僅能用于上述實例所述的滾動軸承單元載荷測量設(shè)備，所述設(shè)備用于測量支承汽車車輪的滾動軸承單元上載荷，而且本發(fā)明還能用于確定作用在機床、工業(yè)機械和旋轉(zhuǎn)機械裝置上的載荷。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)裝置，包括主體；裝接于所述主體的滾動軸承，所述滾動軸承包括內(nèi)環(huán)、外環(huán)和可滾動地保持滾動構(gòu)件的保持器；具有多極磁化的環(huán)形磁體；背襯軛鐵成形構(gòu)件；以及位于所述主體上的磁性傳感器；其中，所述環(huán)形磁體和所述背襯軛鐵成形構(gòu)件一體設(shè)置于所述保持器上并與所述磁性傳感器相隔預(yù)定距離地相對設(shè)置。
2.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)裝置，其中，所述保持器包括磁性材料；并且所述環(huán)形磁體安裝在所述保持器的側(cè)面上。
3.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)裝置，其中，所述保持器包括非磁性材料；所述背襯軛鐵成形構(gòu)件包括環(huán)形構(gòu)件，所述環(huán)形構(gòu)件包括磁性材料；所述環(huán)形構(gòu)件固定在所述保持器的側(cè)面上；并且所述環(huán)形磁體設(shè)置并固定在所述環(huán)形構(gòu)件的表面上。
4.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)裝置，其中，所述環(huán)形磁體包括塑料磁體。
5.如權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)裝置，進一步包括通過測量所述保持器的旋轉(zhuǎn)速度檢測所述滾動軸承上載荷的載荷檢測器。
6.一種旋轉(zhuǎn)裝置的制造方法，其中，所述旋轉(zhuǎn)裝置包括主體，裝接于所述主體的滾動軸承，所述滾動軸承包括內(nèi)環(huán)、外環(huán)和可滾動地保持滾動構(gòu)件的保持器，具有多極磁化的環(huán)形磁體，包括環(huán)形構(gòu)件的背襯軛鐵成形構(gòu)件，以及設(shè)置在所述主體上的磁性傳感器；所述方法包括將由磁性材料制成的所述環(huán)形構(gòu)件固定在由非磁性材料制成的保持器的側(cè)面上；將所述環(huán)形磁體固定在所述環(huán)形構(gòu)件的表面上；并且然后進行所述環(huán)形磁體的多極磁化。
7.一種旋轉(zhuǎn)裝置的制造方法，其中，所述旋轉(zhuǎn)裝置包括主體，裝接于所述主體的滾動軸承，所述滾動軸承包括內(nèi)環(huán)、外環(huán)和可滾動地保持所述滾動構(gòu)件的保持器，具有多極磁化的環(huán)形磁體，包括環(huán)形構(gòu)件的背襯軛鐵成形構(gòu)件，以及設(shè)置在所述主體上的磁性傳感器；所述方法包括借助夾物模壓將由磁性材料制成的所述環(huán)形構(gòu)件固定在由非磁性材料制成的所述保持器的側(cè)面上；并且借助雙色模制將由塑料磁體制成的所述環(huán)形磁體固定在所述環(huán)形構(gòu)件的表面上。
8.一種檢測滾動軸承單元上載荷的設(shè)備，包括在運行期間固定的固定環(huán)；在運行期間旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)環(huán)，所述旋轉(zhuǎn)環(huán)與所述固定環(huán)同心設(shè)置；可滾動地設(shè)置在一對固定側(cè)座圈和旋轉(zhuǎn)側(cè)座圈之間的多個滾動構(gòu)件，所述一對固定側(cè)座圈和旋轉(zhuǎn)側(cè)座圈分別形成在所述固定環(huán)和所述旋轉(zhuǎn)環(huán)的相對區(qū)域，在這種結(jié)構(gòu)中，所述兩排滾動構(gòu)件具有方向相反的接觸角；設(shè)置在所述固定環(huán)和旋轉(zhuǎn)環(huán)之間的一對保持器，所述保持器隨著保持于設(shè)置在各個所述保持器中的多個凹槽中的滾動構(gòu)件的回轉(zhuǎn)而進行旋轉(zhuǎn)；由所述保持器支承的一對回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器，所述編碼器與所述保持器共同旋轉(zhuǎn)并具有沿其圓周方向交替變化的屬性，所述回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器分別具有待檢測表面；一對回轉(zhuǎn)速度檢測傳感器，所述傳感器分別具有與所述待檢測表面相對的檢測部分，從而使各排滾動構(gòu)件的回轉(zhuǎn)速度得以檢測；以及運算邏輯單元，該單元用于根據(jù)所述回轉(zhuǎn)速度檢測傳感器提供的檢測信號，計算所述固定環(huán)和所述旋轉(zhuǎn)環(huán)之間的載荷；其中，每個回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器包括環(huán)形橡膠磁體或環(huán)形塑料磁體，所述磁體具有交替設(shè)置在其一軸側(cè)上的S極和N極以便形成相對地靠近所述回轉(zhuǎn)速度檢測傳感器之一的待檢測表面；并且當(dāng)所述保持器朝向所述待檢測表面進行位移時，所述保持器的部分與靠近所述保持器設(shè)置的另一構(gòu)件接觸，從而防止待檢測表面直接與所述另一構(gòu)件發(fā)生摩擦。
9.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中，每個所述保持器包括齒圈部分，該部分的側(cè)面用于固定所述回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器之一；并且所述齒圈部分具有內(nèi)圓周和外圓周，所述圓周都在相對于所述待檢測表面的軸向方向上突出。
10.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中，所述固定環(huán)和所述旋轉(zhuǎn)環(huán)其中之一用作具有設(shè)置有雙排角接觸外環(huán)座圈的內(nèi)圓周的外環(huán)；所述固定環(huán)和所述旋轉(zhuǎn)環(huán)中的另一個用作具有設(shè)置有雙排角接觸內(nèi)環(huán)座圈的外圓周的內(nèi)環(huán)；多個滾動構(gòu)件包括多個滾珠，每個滾珠設(shè)置于所述雙排角接觸外環(huán)座圈和所述雙排角接觸內(nèi)環(huán)座圈之間；其中，所述多個滾珠設(shè)置有背對背組合的接觸角。
11.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，進一步包括用于檢測所述旋轉(zhuǎn)環(huán)的旋轉(zhuǎn)速度的旋轉(zhuǎn)速度檢測傳感器；并且所述運算邏輯單元根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)速度與一排滾動構(gòu)件回轉(zhuǎn)速度及另一排滾動構(gòu)件回轉(zhuǎn)速度之和的比值，計算施加在所述固定環(huán)和所述旋轉(zhuǎn)環(huán)之間的徑向載荷。
12.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，進一步包括用于檢測所述旋轉(zhuǎn)環(huán)的旋轉(zhuǎn)速度的旋轉(zhuǎn)速度檢測傳感器；其中，所述運算邏輯單元根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)速度與一排滾動構(gòu)件回轉(zhuǎn)速度及另一排滾動構(gòu)件回轉(zhuǎn)速度之間差值的比值，計算作用在所述固定環(huán)和所述旋轉(zhuǎn)環(huán)之間的軸向載荷。
13.一種檢測滾動軸承單元上載荷的設(shè)備，包括在運行期間固定的固定環(huán)；在運行期間旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)環(huán)，所述旋轉(zhuǎn)環(huán)與所述固定環(huán)同心設(shè)置；可滾動地設(shè)置在一對固定側(cè)座圈和旋轉(zhuǎn)側(cè)座圈之間的多個滾動構(gòu)件，所述一對固定側(cè)座圈和旋轉(zhuǎn)側(cè)座圈分別形成在所述固定環(huán)和所述旋轉(zhuǎn)環(huán)的相對區(qū)域，在這種結(jié)構(gòu)中，所述兩排滾動構(gòu)件具有方向相反的接觸角；設(shè)置在所述固定環(huán)和旋轉(zhuǎn)環(huán)之間的一對保持器，所述保持器隨著保持于設(shè)置在各個所述保持器中的多個凹槽中的滾動構(gòu)件的回轉(zhuǎn)而進行旋轉(zhuǎn)；由所述保持器支承的一對回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器，所述編碼器與所述保持器共同旋轉(zhuǎn)并具有沿其圓周方向交替變化的屬性，所述回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器分別具有待檢測表面；一對回轉(zhuǎn)速度檢測傳感器，所述傳感器分別具有與所述待檢測表面相對的檢測部分，從而使各排滾動構(gòu)件的回轉(zhuǎn)速度得以檢測；以及運算邏輯單元，該單元用于根據(jù)所述回轉(zhuǎn)速度檢測傳感器提供的檢測信號，計算所述固定環(huán)和所述旋轉(zhuǎn)環(huán)之間的載荷；其中，每個回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器包括環(huán)形橡膠磁體或環(huán)形塑料磁體，所述磁體具有交替設(shè)置在其一軸側(cè)上的S極和N極以便形成相對地靠近所述回轉(zhuǎn)速度檢測傳感器之一的待檢測表面；并且所述待檢測表面由保護膜覆蓋，以防止所述待檢測表面與鄰近設(shè)置于所述保持器的另一構(gòu)件發(fā)生摩擦。
14.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其中，所述固定環(huán)和所述旋轉(zhuǎn)環(huán)其中之一用作具有設(shè)置有雙排角接觸外環(huán)座圈的內(nèi)圓周的外環(huán)；所述固定環(huán)和所述旋轉(zhuǎn)環(huán)中的另一個用作具有設(shè)置有雙排角接觸內(nèi)環(huán)座圈的外圓周的內(nèi)環(huán)；多個滾動構(gòu)件包括多個滾珠，每個滾珠設(shè)置于所述雙排角接觸外環(huán)座圈和所述雙排角接觸內(nèi)環(huán)座圈之間；其中，所述多個滾珠設(shè)置有背對背組合的接觸角。
15.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，進一步包括用于檢測所述旋轉(zhuǎn)環(huán)的旋轉(zhuǎn)速度的旋轉(zhuǎn)速度檢測傳感器；其中，所述運算邏輯單元根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)速度與一排滾動構(gòu)件回轉(zhuǎn)速度及另一排滾動構(gòu)件回轉(zhuǎn)速度之和的比值，計算施加在所述固定環(huán)和所述旋轉(zhuǎn)環(huán)之間的徑向載荷。
16.如權(quán)利要求13所述的設(shè)備，進一步包括用于檢測所述旋轉(zhuǎn)環(huán)的旋轉(zhuǎn)速度的旋轉(zhuǎn)速度檢測傳感器；其中，所述運算邏輯單元根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)速度與一排滾動構(gòu)件回轉(zhuǎn)速度及另一排滾動構(gòu)件回轉(zhuǎn)速度之間差值的比值，計算作用在所述固定環(huán)和所述旋轉(zhuǎn)環(huán)之間的軸向載荷。
17.一種檢測滾動軸承單元上載荷的設(shè)備，包括在運行期間固定的固定環(huán)；在運行期間旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)環(huán)，所述旋轉(zhuǎn)環(huán)與所述固定環(huán)同心設(shè)置；可滾動地設(shè)置在一對固定側(cè)座圈和旋轉(zhuǎn)側(cè)座圈之間的多個滾動構(gòu)件，所述一對固定側(cè)座圈和旋轉(zhuǎn)側(cè)座圈分別形成在所述固定環(huán)和所述旋轉(zhuǎn)環(huán)的相對區(qū)域，在這種結(jié)構(gòu)中，所述兩排滾動構(gòu)件具有方向相反的接觸角；設(shè)置在所述固定環(huán)和旋轉(zhuǎn)環(huán)之間的一對保持器，所述保持器隨著保持于設(shè)置在各個所述保持器中的多個凹槽中的滾動構(gòu)件的回轉(zhuǎn)而進行旋轉(zhuǎn)；由所述保持器支承的一對回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器，所述編碼器與所述保持器共同旋轉(zhuǎn)并具有沿其圓周方向交替變化的屬性，所述回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器分別具有待檢測表面；一對回轉(zhuǎn)速度檢測傳感器，所述傳感器分別具有與所述待檢測表面相對的檢測部分，從而使各排滾動構(gòu)件的回轉(zhuǎn)速度得以檢測；以及運算邏輯單元，該單元用于根據(jù)所述回轉(zhuǎn)速度檢測傳感器提供的檢測信號，計算所述固定環(huán)和所述旋轉(zhuǎn)環(huán)之間的載荷；其中，每個回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器包括具有交替設(shè)置在其一軸側(cè)上的S極和N極的環(huán)形永久磁體；并且每個保持器具有一個軸向側(cè)，在所述保持器注射成形期間通過插入所述環(huán)形永久磁體而將所述環(huán)形永久磁體固定在所述軸向側(cè)上。
18.如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中，所述環(huán)形永久磁體包括橡膠磁體；并且所述橡膠磁體具有由磁性材料制成的、與其另一側(cè)面硫化接合的背襯軛鐵。
19.如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其中，所述固定環(huán)和所述旋轉(zhuǎn)環(huán)其中之一用作具有設(shè)置有雙排角接觸外環(huán)座圈的內(nèi)圓周的外環(huán)；所述固定環(huán)和所述旋轉(zhuǎn)環(huán)中的另一個用作具有設(shè)置有雙排角接觸內(nèi)環(huán)座圈的外圓周的內(nèi)環(huán)；多個滾動構(gòu)件包括多個滾珠，每個滾珠設(shè)置于所述雙排角接觸外環(huán)座圈和所述雙排角接觸內(nèi)環(huán)座圈之間；其中，所述多個滾珠設(shè)置有背對背組合的接觸角。
20.如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，進一步包括用于檢測所述旋轉(zhuǎn)環(huán)的旋轉(zhuǎn)速度的旋轉(zhuǎn)速度檢測傳感器；并且所述運算邏輯單元根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)速度與一排滾動構(gòu)件回轉(zhuǎn)速度及另一排滾動構(gòu)件回轉(zhuǎn)速度之和的比值，計算施加在所述固定環(huán)和所述旋轉(zhuǎn)環(huán)之間的徑向載荷。
21.如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，進一步包括用于檢測所述旋轉(zhuǎn)環(huán)的旋轉(zhuǎn)速度的旋轉(zhuǎn)速度檢測傳感器；其中，所述運算邏輯單元根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)速度與一排滾動構(gòu)件回轉(zhuǎn)速度及另一排滾動構(gòu)件回轉(zhuǎn)速度之間差值的比值，計算作用在所述固定環(huán)和所述旋轉(zhuǎn)環(huán)之間的軸向載荷。
22.一種檢測滾動軸承單元上載荷的設(shè)備，包括在運行期間固定的固定環(huán)；在運行期間旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)環(huán)，所述旋轉(zhuǎn)環(huán)與所述固定環(huán)同心設(shè)置；可滾動地設(shè)置在一對固定側(cè)座圈和旋轉(zhuǎn)側(cè)座圈之間的多個滾動構(gòu)件，所述一對固定側(cè)座圈和旋轉(zhuǎn)側(cè)座圈分別形成在所述固定環(huán)和所述旋轉(zhuǎn)環(huán)的相對區(qū)域，在這種結(jié)構(gòu)中，所述兩排滾動構(gòu)件具有方向相反的接觸角；設(shè)置在所述固定環(huán)和旋轉(zhuǎn)環(huán)之間的一對保持器，所述保持器隨著保持于設(shè)置在各個所述保持器中的多個凹槽中的滾動構(gòu)件的回轉(zhuǎn)而進行旋轉(zhuǎn)；由所述保持器支承的一對回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器，所述編碼器與所述保持器共同旋轉(zhuǎn)并具有沿其圓周方向交替變化的屬性，所述回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器分別具有待檢測表面；一對回轉(zhuǎn)速度檢測傳感器，所述傳感器分別具有與所述待檢測表面相對的檢測部分，從而使各排滾動構(gòu)件的回轉(zhuǎn)速度得以檢測；以及運算邏輯單元，該單元用于根據(jù)所述回轉(zhuǎn)速度檢測傳感器提供的檢測信號，計算所述固定環(huán)和所述旋轉(zhuǎn)環(huán)之間的載荷；其中，每個回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器包括具有交替設(shè)置在其一軸側(cè)上的S極和N極的環(huán)形永久磁體；每個保持器包括一個軸向側(cè)，該軸向側(cè)在所述保持器注射成形期間形成凹口；并且所述環(huán)形永久磁體容納并固定在所述凹口中。
23.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中，所述環(huán)形永久磁體包括橡膠磁體；并且所述橡膠磁體具有由磁性材料制成的、與其另一側(cè)面硫化接合的背襯軛鐵。
24.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中，所述固定環(huán)和所述旋轉(zhuǎn)環(huán)其中之一用作具有設(shè)置有雙排角接觸外環(huán)座圈的內(nèi)圓周的外環(huán)；所述固定環(huán)和所述旋轉(zhuǎn)環(huán)中的另一個用作具有設(shè)置有雙排角接觸內(nèi)環(huán)座圈的外圓周的內(nèi)環(huán)；多個滾動構(gòu)件包括多個滾珠，每個滾珠設(shè)置于所述雙排角接觸外環(huán)座圈和所述雙排角接觸內(nèi)環(huán)座圈之間；其中，所述多個滾珠設(shè)置有背對背組合的接觸角。
25.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，進一步包括用于檢測所述旋轉(zhuǎn)環(huán)的旋轉(zhuǎn)速度的旋轉(zhuǎn)速度檢測傳感器；并且所述運算邏輯單元根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)速度與一排滾動構(gòu)件回轉(zhuǎn)速度及另一排滾動構(gòu)件回轉(zhuǎn)速度之和的比值，計算施加在所述固定環(huán)和所述旋轉(zhuǎn)環(huán)之間的徑向載荷。
26.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，進一步包括用于檢測所述旋轉(zhuǎn)環(huán)的旋轉(zhuǎn)速度的旋轉(zhuǎn)速度檢測傳感器；其中，所述運算邏輯單元根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)速度與一排滾動構(gòu)件回轉(zhuǎn)速度及另一排滾動構(gòu)件回轉(zhuǎn)速度之間差值的比值，計算作用在所述固定環(huán)和所述旋轉(zhuǎn)環(huán)之間的軸向載荷。
27.一種檢測滾動軸承單元上的載荷的設(shè)備，包括在運行期間固定的固定環(huán)；在運行期間旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)環(huán)，所述旋轉(zhuǎn)環(huán)與所述固定環(huán)同心設(shè)置；可滾動地設(shè)置在一對固定側(cè)座圈和旋轉(zhuǎn)側(cè)座圈之間的多個滾動構(gòu)件，所述一對固定側(cè)座圈和旋轉(zhuǎn)側(cè)座圈分別形成在所述固定環(huán)和所述旋轉(zhuǎn)環(huán)的相對區(qū)域，在這種結(jié)構(gòu)中，所述兩排滾動構(gòu)件具有方向相反的接觸角；設(shè)置在所述固定環(huán)和旋轉(zhuǎn)環(huán)之間的一對保持器，所述保持器隨著保持于設(shè)置在各個所述保持器中的多個凹槽中的滾動構(gòu)件的回轉(zhuǎn)而進行旋轉(zhuǎn)；由所述保持器支承的一對回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器，所述編碼器與所述保持器共同旋轉(zhuǎn)并具有沿其圓周方向交替變化的屬性，所述回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器分別具有待檢測表面；一對回轉(zhuǎn)速度檢測傳感器，所述傳感器分別具有與所述待檢測表面相對的檢測部分，從而使各排滾動構(gòu)件的回轉(zhuǎn)速度得以檢測；以及運算邏輯單元，該單元用于根據(jù)所述回轉(zhuǎn)速度檢測傳感器提供的檢測信號，計算所述固定環(huán)和所述旋轉(zhuǎn)環(huán)之間的載荷；其中，每個回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器包括環(huán)形橡膠磁體或環(huán)形塑料磁體，所述磁體具有交替設(shè)置在其一軸側(cè)上的S極和N極以便形成相對地靠近所述回轉(zhuǎn)速度檢測傳感器之一的待檢測表面；每個保持器包括一個軸向側(cè)，該軸向側(cè)在所述保持器注射成形期間形成凹口；并且所述環(huán)形橡膠磁體或所述環(huán)形塑料磁體通過注射成形而容納并固定在所述凹口中。
28.如權(quán)利要求27所述的設(shè)備，其中，所述固定環(huán)和所述旋轉(zhuǎn)環(huán)其中之一用作具有設(shè)置有雙排角接觸外環(huán)座圈的內(nèi)圓周的外環(huán)；所述固定環(huán)和所述旋轉(zhuǎn)環(huán)中的另一個用作具有設(shè)置有雙排角接觸內(nèi)環(huán)座圈的外圓周的內(nèi)環(huán)；多個滾動構(gòu)件包括多個滾珠，每個滾珠設(shè)置于所述雙排角接觸外環(huán)座圈和所述雙排角接觸內(nèi)環(huán)座圈之間；其中，所述多個滾珠設(shè)置有背對背組合的接觸角。
29.如權(quán)利要求27所述的設(shè)備，進一步包括用于檢測所述旋轉(zhuǎn)環(huán)的旋轉(zhuǎn)速度的旋轉(zhuǎn)速度檢測傳感器；并且所述運算邏輯單元根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)速度與一排滾動構(gòu)件回轉(zhuǎn)速度及另一排滾動構(gòu)件回轉(zhuǎn)速度之和的比值，計算施加在所述固定環(huán)和所述旋轉(zhuǎn)環(huán)之間的徑向載荷。
30.如權(quán)利要求27所述的設(shè)備，進一步包括用于檢測所述旋轉(zhuǎn)環(huán)的旋轉(zhuǎn)速度的旋轉(zhuǎn)速度檢測傳感器；其中，所述運算邏輯單元根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)速度與一排滾動構(gòu)件回轉(zhuǎn)速度及另一排滾動構(gòu)件回轉(zhuǎn)速度之間差值的比值，計算作用在所述固定環(huán)和所述旋轉(zhuǎn)環(huán)之間的軸向載荷。
31.一種檢測滾動軸承單元上載荷的設(shè)備，包括在運行期間固定的固定環(huán)；在運行期間旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)環(huán)，所述旋轉(zhuǎn)環(huán)與所述固定環(huán)同心設(shè)置；可滾動地設(shè)置在一對固定側(cè)座圈和旋轉(zhuǎn)側(cè)座圈之間的多個滾動構(gòu)件，所述一對固定側(cè)座圈和旋轉(zhuǎn)側(cè)座圈分別形成在所述固定環(huán)和所述旋轉(zhuǎn)環(huán)的相對區(qū)域，在這種結(jié)構(gòu)中，所述兩排滾動構(gòu)件具有方向相反的接觸角；設(shè)置在所述固定環(huán)和旋轉(zhuǎn)環(huán)之間的一對保持器，所述保持器隨著保持于設(shè)置在各個所述保持器中的多個凹槽中的滾動構(gòu)件的回轉(zhuǎn)而進行旋轉(zhuǎn)；由所述保持器支承的一對回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器，所述編碼器與所述保持器共同旋轉(zhuǎn)并具有沿其圓周方向交替變化的屬性，所述回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器分別具有待檢測表面；一對回轉(zhuǎn)速度檢測傳感器，所述傳感器分別具有與所述待檢測表面相對的檢測部分，從而使各排滾動構(gòu)件的回轉(zhuǎn)速度得以檢測；以及運算邏輯單元，該單元用于根據(jù)所述回轉(zhuǎn)速度檢測傳感器提供的檢測信號，計算所述固定環(huán)和所述旋轉(zhuǎn)環(huán)之間的載荷；其中，每個回轉(zhuǎn)速度檢測編碼器包括具有交替設(shè)置在其一軸側(cè)上的S極和N極的環(huán)形塑料磁體；每個所述保持器由合成樹脂制成；所述環(huán)形塑料磁體包含所述合成樹脂以及粉末狀或微纖維的磁性材料，所述磁性材料混合在包含于所述環(huán)形塑料磁體中的所述合成樹脂中；并且每個保持器包括一個軸向側(cè)，所述塑料磁體通過注射成形固定到所述軸向側(cè)中，所述注射成形與所述保持器的注射成形同時進行的。
32.如權(quán)利要求31所述的設(shè)備，其中，所述固定環(huán)和所述旋轉(zhuǎn)環(huán)其中之一用作具有設(shè)置有雙排角接觸外環(huán)座圈的內(nèi)圓周的外環(huán)；所述固定環(huán)和所述旋轉(zhuǎn)環(huán)中的另一個用作具有設(shè)置有雙排角接觸內(nèi)環(huán)座圈的外圓周的內(nèi)環(huán)；多個滾動構(gòu)件包括多個滾珠，每個滾珠設(shè)置于所述雙排角接觸外環(huán)座圈和所述雙排角接觸內(nèi)環(huán)座圈之間；其中，所述多個滾珠設(shè)置有背對背組合的接觸角。
33.如權(quán)利要求31所述的設(shè)備，進一步包括用于檢測所述旋轉(zhuǎn)環(huán)的旋轉(zhuǎn)速度的旋轉(zhuǎn)速度檢測傳感器；并且所述運算邏輯單元根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)速度與一排滾動構(gòu)件回轉(zhuǎn)速度及另一排滾動構(gòu)件回轉(zhuǎn)速度之和的比值，計算施加在所述固定環(huán)和所述旋轉(zhuǎn)環(huán)之間的徑向載荷。
34.如權(quán)利要求31所述的設(shè)備，進一步包括用于檢測所述旋轉(zhuǎn)環(huán)的旋轉(zhuǎn)速度的旋轉(zhuǎn)速度檢測傳感器；其中，所述運算邏輯單元根據(jù)所述旋轉(zhuǎn)速度與一排滾動構(gòu)件回轉(zhuǎn)速度及另一排滾動構(gòu)件回轉(zhuǎn)速度之間差值的比值，計算作用在所述固定環(huán)和所述旋轉(zhuǎn)環(huán)之間的軸向載荷。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種旋轉(zhuǎn)裝置，包括主體；裝接于所述主體的滾動軸承，所述滾動軸承包括內(nèi)環(huán)、外環(huán)和可滾動地保持滾動構(gòu)件的保持器；具有多極磁化的環(huán)形磁體；背襯軛鐵成形構(gòu)件；位于所述主體上的磁性傳感器。所述環(huán)形磁體和所述背襯軛鐵成形構(gòu)件一體設(shè)置于所述保持器上并與所述磁性傳感器相隔預(yù)定距離地相對設(shè)置。
文檔編號F16C19/18GK1795338SQ200480014639
公開日2006年6月28日 申請日期2004年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月28日
發(fā)明者青木護, 小野浩一郎, 柳澤知之 申請人:日本精工株式會社