專利名稱:一種傳感器軸承結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于軸承技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種利用霍爾傳感器和多極磁環(huán)來檢測(cè)軸承 旋轉(zhuǎn)速度及旋轉(zhuǎn)方向的傳感器軸承結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù):
為檢測(cè)軸承的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向, 一般在軸承內(nèi)圈和外圈對(duì)置兩表面的任一表面上設(shè)有 具有預(yù)定圖形和磁化強(qiáng)度的多極磁環(huán),以及裝在另一表面上磁性傳感器,磁性材料層 具有沿周向設(shè)置的多個(gè)圖形的磁化部分。多極磁環(huán)在結(jié)構(gòu)上是有多個(gè)N、 S極相間的磁 極對(duì)組成,磁極對(duì)的數(shù)目由軸承的尺寸及需要檢測(cè)的精度而定, 一般尺寸越大、檢測(cè) 精度要求越高單位長度內(nèi)的磁極對(duì)數(shù)目越多。磁性傳感器一般為霍爾傳感器,具有兩 個(gè)霍爾元件,這兩個(gè)霍爾元件位置相錯(cuò),分別感應(yīng)多極磁環(huán)的轉(zhuǎn)動(dòng),因此能輸出兩相 有相位偏差的脈沖信號(hào),由此可以檢測(cè)出多極磁環(huán)的旋轉(zhuǎn)速度以及旋轉(zhuǎn)方向。
上述軸承被號(hào)為JP-A-63-l 11416,及號(hào)為JP-A-7-325098的日本專利披露。上述這 些結(jié)構(gòu)均包括一傳感器,其裝在一保持架上,該保持架于外圈緊配固定;以及一檢測(cè) 件,檢測(cè)件可以是一種多極磁環(huán),其安裝在內(nèi)圈上,內(nèi)圈為轉(zhuǎn)動(dòng)圈,檢測(cè)件可隨內(nèi)圈 一起轉(zhuǎn)動(dòng)。傳感器可根據(jù)檢測(cè)件的檢測(cè)周期和配置周期來計(jì)算軸承的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。
本公司申請(qǐng)的專利號(hào)為ZL200820087857.1(公開號(hào)為CN201246407A)的中國實(shí)用新 型專利《一種傳感軸承》披露了這樣一種帶傳感器軸承裝置,其包括有軸承本體、支 撐元件、傳感器和多極磁環(huán);所述的軸承本體主要由內(nèi)圈、外圈及滾動(dòng)件組成,其中 滾動(dòng)件可滾動(dòng)地設(shè)置在內(nèi)圈與外圈之間;所述的多極磁環(huán)與內(nèi)圈固定;所述的傳感器 通過支撐元件與外圈固定;支撐元件與外圈的固定方式又分兩種方式一是支撐元件 自身帶有與外圈連接的連接部,該連接部由多個(gè)間隔設(shè)置且呈圓環(huán)狀分布的彈性卡齒 組成,彈性卡齒下端具有向外突的卡部,對(duì)應(yīng),所述的外圈內(nèi)周面上開有與卡部相配 的環(huán)形卡槽,所述的卡部卡扣在所述的環(huán)形卡槽內(nèi),實(shí)現(xiàn)支撐元件與外圈的固定;方 式二為支撐元件連接部的外周側(cè)開有一環(huán)形槽,所述的外圈內(nèi)周面開有與所述的環(huán)形 槽相應(yīng)的環(huán)形卡槽,所述的環(huán)形槽和環(huán)形卡槽之間形成封閉的環(huán)形卡腔, 一卡環(huán)卡設(shè) 在所述的環(huán)形卡腔內(nèi)而將支承元件與外圈相對(duì)固定。支撐元件與外圈固定并保證支承 元件內(nèi)端面與多極磁環(huán)的外端面有間隙,支承元件上開有安裝槽,所述的傳感器安裝 于該安裝槽內(nèi)并使傳感器的傳感部位與所述磁環(huán)的磁化表面間隔對(duì)置,以適于傳感器感測(cè)。
這種傳感器軸承結(jié)構(gòu)存在以下缺陷1、霍爾傳感器在支撐元件上的固定采用膠粘 的形式,裝配精度不夠高,效率低;2、前述傳感軸承實(shí)施例l、 2中支撐元件的結(jié)構(gòu)復(fù) 雜,支承元件的下端具有呈環(huán)狀的連接部,連接部由多個(gè)間隔設(shè)置且呈圓環(huán)狀分布的 彈性卡齒組成,彈性卡齒下端具有向外突的卡部,因此支撐元件的加工成本高;3、前 述傳感軸承實(shí)施例3、 4中支撐元件下部的連接部與外圈的內(nèi)周面之間的卡固結(jié)構(gòu)的裝 配效率低,不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀而提供一種結(jié)構(gòu)新穎的傳感 軸承,該軸承具有結(jié)構(gòu)簡單合理、裝配簡單高效、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為 一種傳感器軸承結(jié)構(gòu),包括有軸 承本體、磁性傳感器和多極磁環(huán);其中,所述軸承本體主要由內(nèi)圈、外圈及滾動(dòng)件組 成;所述多極磁環(huán)的內(nèi)周面緊配在所述內(nèi)圈外周面的上部,多極磁環(huán)具有N、 S極交替 的磁化表面;所述的磁性傳感器通過呈環(huán)狀的支承元件與外圈固定;其特征在于所 述支承元件的下端面上開有徑向貫穿支承元件側(cè)壁的安裝槽,所述磁性傳感器徑向限 位在該安裝槽內(nèi)并使磁性傳感器的傳感表面與多極磁環(huán)的磁化表面間隔對(duì)置,以適于 磁性傳感器感測(cè);所述支承元件的下端面上可拆卸地連接有一卡環(huán),該卡環(huán)將所述磁 性傳感器軸向限位在該安裝槽內(nèi),同時(shí),卡環(huán)的外周通過卡扣的方式固定在外圈內(nèi)周 面的上部。
上述的卡環(huán)外周具有一圈間隔分段的巻邊,所述外圈內(nèi)周面的上部具有一開口朝 內(nèi)的卡槽,所述的巻邊受力變形后卡在所述的卡槽內(nèi),所述支撐元件與外圈的連接處 具有一個(gè)楔形的臺(tái)階,該臺(tái)階的下表面與所述巻邊的上表面接觸配合。通過巻邊的設(shè)
置便于將卡環(huán)下壓卡入外圈的卡槽內(nèi),而使卡環(huán)與外圈定位,另外巻邊在外圈和支承 元件上楔形臺(tái)階共同作用下,更易迫使卡環(huán)的巻邊變形,實(shí)現(xiàn)卡環(huán)牢固的卡在軸承本 體的外圈上。
上述卡環(huán)的下端面還設(shè)有一加強(qiáng)環(huán),有鉚釘自下而上依次穿過加強(qiáng)環(huán)和卡環(huán)后與 支承元件鉚接,以將加強(qiáng)環(huán)和卡環(huán)連接在支承元件上。加強(qiáng)環(huán)的設(shè)置能增強(qiáng)卡環(huán)與支 承元件之間的鉚接強(qiáng)度,使卡環(huán)更牢靠連接在支承元件下端面上。
上述多極磁環(huán)的橫截面呈階梯狀,支承元件具有一階梯通孔,該階梯通孔中的大 孔部的內(nèi)壁與內(nèi)圈外周面緊配,階梯通孔中的內(nèi)表面與內(nèi)圈的上表面接觸。該多極磁 環(huán)的外形能與內(nèi)圈結(jié)合更牢靠,而且通過階梯通孔中的內(nèi)表面與內(nèi)圈的上表面的接觸 還能指示多極磁環(huán)安裝到位與否。
上述的磁性傳感器包括有一個(gè)高度集成的霍爾芯片,及一個(gè)有合成樹脂制成的外殼,所述的霍爾芯片封裝在該外殼內(nèi)并將該霍爾芯片的接線引出所述的外殼,該霍爾 芯片內(nèi)集成有兩個(gè)霍爾元件及信號(hào)處理電路,兩個(gè)霍爾元件位置相錯(cuò)。這樣傳感器更 具整體感,而且便于安裝固定該傳感器。
上述外殼的兩側(cè)具有凸部,所述安裝槽兩側(cè)的側(cè)壁上開有與所述凸部相應(yīng)的定位 槽,所述的凸部卡于該定位槽內(nèi)以將所述外殼徑向限位在安裝槽內(nèi)。通過凸部與定位 槽的卡配,能使外殼有效地徑向限位在安裝槽內(nèi),而無需采用粘接的方式將磁性傳感 器固定在安裝槽內(nèi),故裝配更為簡單方便。
為防止灰塵進(jìn)入軸承本體,上述的軸承本體還包括防塵蓋,該防塵蓋設(shè)置在外圈 和內(nèi)圈之間,并與外圈固定。
眾所周知,多極磁環(huán)在形式上可充磁成兩種圓環(huán)充磁形式和平面充磁形式。圓 環(huán)充磁可使磁環(huán)的外圓周面形成具有若干個(gè)N、 S極交替的磁化表面,平面充磁可使磁 環(huán)的環(huán)形上端面形成具有若干個(gè)N、 S極交替的磁化表面,無論哪種形式都可行。針對(duì) 不同形式的磁環(huán)傳感器安裝在支承元件上的結(jié)構(gòu)不盡相同。
當(dāng)多極磁環(huán)的磁化表面為磁性材料層的外圓周面,那么相應(yīng)磁性傳感器的傳感表 面為磁性傳感器的內(nèi)周面。當(dāng)然,多極磁環(huán)的磁化表面還可以是多極磁環(huán)的上端面。
上述的多極磁環(huán)由內(nèi)層的鋼圈及外層的磁性材料層構(gòu)成,外層的磁性材料層熱注 在內(nèi)層的鋼圈外表面上,所述內(nèi)層的鋼圈內(nèi)表面與所述內(nèi)圈的外周面緊配固定,所述 的磁化表面位于磁性材料層上。該多極磁環(huán)結(jié)構(gòu)便于生產(chǎn)制造。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于該傳感器軸承結(jié)構(gòu)中的磁性傳感器是通過 可拆卸地連接在支承元件的下端面上的卡環(huán)將磁性傳感器軸向限位在該安裝槽內(nèi),故 磁性傳感器無需粘接便可限位;卡環(huán)的外周通過卡扣的方式固定在外圈內(nèi)周面的上 部,該卡環(huán)為一相對(duì)于支承元件的獨(dú)立部件,無需在支承元件下部獨(dú)立設(shè)置帶彈性卡 齒的連接部,簡化支承元件結(jié)構(gòu);裝配時(shí)只需將磁性傳感器放置于安裝槽內(nèi),再將卡 環(huán)連接到支承元件上,便可將磁性傳感器定位在支承元件上,裝配簡單高效、易實(shí)現(xiàn) 自動(dòng)化生產(chǎn)。
圖l為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)剖視圖2為圖1的A處放大圖3為本發(fā)明實(shí)施例中多極磁環(huán)的剖視圖4為本發(fā)明實(shí)施例中多極磁環(huán)的磁化表面原理示意圖(磁環(huán)表面為外圓周面); 圖5為本發(fā)明實(shí)施例中磁性傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖6為本發(fā)明實(shí)施例中支承元件的立體示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。 如圖1 6所示,為本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例。
一種傳感器軸承結(jié)構(gòu),包括有軸承本體、磁性傳感器1和多極磁環(huán)2。 軸承本體主要由內(nèi)圈3、外圈4及滾動(dòng)件5組成,其中滾動(dòng)件5通過保持架14可滾動(dòng) 地設(shè)置在內(nèi)圈3與外圈4之間,在外圈4和內(nèi)圈3之間還設(shè)置有防塵蓋10,該防塵蓋10與 外圈4固定,內(nèi)圈3—般作為旋轉(zhuǎn)圈,外圈4作為固定圈。其為一般軸承的常規(guī)結(jié)構(gòu)。
多極磁環(huán)2橫截面呈階梯狀,且多極磁環(huán)2內(nèi)具有階梯通孔23,軸承本體的內(nèi)圈3上 部位于階梯通孔21的大孔部內(nèi)并與其緊配,從而將多極磁環(huán)2與內(nèi)圈3固定,這樣多極 磁環(huán)2可隨內(nèi)圈3—起旋轉(zhuǎn)。該多極磁環(huán)2具有N、 S極交替的磁極對(duì)組成的磁化表面 221,多極磁環(huán)2的磁環(huán)表面221為多極磁環(huán)2的外圓周面,如圖3上述,磁極對(duì)的數(shù)目由 軸承的尺寸及需要檢測(cè)的精度而定, 一般尺寸越大、檢測(cè)精度要求越高單位長度內(nèi)的 磁極對(duì)數(shù)目越多。
本實(shí)施例中的多極磁環(huán)2由內(nèi)層的鋼圈21及外層的磁性材料層22構(gòu)成,外層的磁性 材料層22經(jīng)過特殊的工藝熱注在內(nèi)層的鋼圈21外表面上,與內(nèi)圈3的外周面緊配固定的 為內(nèi)層的鋼圈21內(nèi)表面,而磁化表面位于磁性材料層22上。
磁性傳感器l包括有一個(gè)高度集成的霍爾芯片ll,及一個(gè)有合成樹脂制成的外殼 12,該霍爾芯片11封裝在該外殼12內(nèi)并將該霍爾芯片11的接線13引出所述的外殼12, 所述的霍爾芯片ll內(nèi)集成有兩個(gè)霍爾元件及信號(hào)處理電路,兩個(gè)霍爾元件位置相錯(cuò), 分別感應(yīng)多極磁環(huán)2的轉(zhuǎn)動(dòng),因此能輸出兩相有相位偏差的脈沖信號(hào),由此可以檢測(cè)出 多極磁環(huán)2的旋轉(zhuǎn)速度以及旋轉(zhuǎn)方向。
磁性傳感器1通過呈環(huán)狀的支承元件6與外圈固定。
支承元件6的下端面上開有徑向貫穿支承元件側(cè)壁的安裝槽61,磁性傳感器l徑向 限位在該安裝槽61內(nèi)并使磁性傳感器1的傳感表面111與多極磁環(huán)的磁化表面221間隔對(duì) 置,保證磁性傳感器l檢出信號(hào)穩(wěn)定不失真,以適于磁性傳感器l感測(cè)。磁性傳感器l通 過以下結(jié)構(gòu)限位在安裝槽61內(nèi),磁性傳感器的外殼12的兩側(cè)具有凸部121,對(duì)應(yīng)在安裝 槽61兩側(cè)的側(cè)壁上開有與凸部121相應(yīng)的定位槽611,凸部121卡于該定位槽611內(nèi)以將 所述外殼12徑向限位在安裝槽61內(nèi)。
支承元件6的下端面上通過鉚釘9可拆卸地連接有一卡環(huán)7,該卡環(huán)7將所述磁性傳 感器1軸向限位在該安裝槽61內(nèi),在卡環(huán)7的下端面還設(shè)有一加強(qiáng)環(huán)8,鉚釘9自下而上 依次穿過加強(qiáng)環(huán)8和卡環(huán)7后與支承元件6鉚接,以將加強(qiáng)環(huán)8和卡環(huán)7連接在支承元件6 上;同時(shí),卡環(huán)7的外周通過卡扣的方式固定在外圈4內(nèi)周面的上部,在卡環(huán)7外周具有 一圈間隔分段的巻邊71,外圈4內(nèi)周面的上部具有一開口朝內(nèi)的卡槽41,巻邊71受力變 形后卡卡槽41內(nèi),支撐元件6與外圈4的連接處具有一個(gè)楔形的臺(tái)階62,該臺(tái)階62的下
7表面與所述巻邊71的上表面接觸配合,在壓入軸承本體時(shí),這個(gè)楔形臺(tái)階62迫使卡環(huán) 的巻邊71變形,實(shí)現(xiàn)鉚接件牢固的卡在軸承本體的外圈4上。
本發(fā)明實(shí)施例的裝配過程及工作原理如下
組裝時(shí),先將多極磁環(huán)2緊配在內(nèi)圈3上,接著將磁性傳感器1安裝于支承元件6的 安裝槽61內(nèi),使磁性傳感器l中外殼12的凸部121卡于安裝槽61兩側(cè)的定位槽611內(nèi)以將 所述外殼12徑向限位在安裝槽61內(nèi),然后將卡環(huán)7用鉚釘9鉚接在支承元件6的下端面 上,以將磁性傳感器1軸向限位在該安裝槽61內(nèi),再將安裝在支承元件6上的卡環(huán)7下 壓,使卡環(huán)7外周分段的巻邊71受力變形后卡在外圈4的卡槽41里,實(shí)現(xiàn)與軸承本體的 固定。
裝配完成后,磁性傳感器的傳感面121與多極磁環(huán)的磁化表面221留有一定的間 隙,保證磁性傳感器l檢出信號(hào)穩(wěn)定不失真。
工作原理和背景技術(shù)中的傳感器軸承結(jié)構(gòu)是相同的,使用時(shí)軸承的外圈4是固定不 動(dòng)的,即支承元件6及其上的磁性傳感器1相對(duì)靜止,而軸承的內(nèi)圈3相對(duì)軸承的外圈4 旋轉(zhuǎn),同時(shí)內(nèi)圈3帶動(dòng)多極磁環(huán)2旋轉(zhuǎn),磁性傳感器1分別感應(yīng)多極磁環(huán)2的轉(zhuǎn)動(dòng),因此 能輸出兩相有相位偏差的脈沖信號(hào),由此可以檢測(cè)出多極磁環(huán)2的旋轉(zhuǎn)速度以及旋轉(zhuǎn)方 向。
權(quán)利要求
1、一種傳感器軸承結(jié)構(gòu),包括有軸承本體、磁性傳感器(1)和多極磁環(huán)(2);其中,所述軸承本體主要由內(nèi)圈(3)、外圈(4)及滾動(dòng)件(5)組成;所述多極磁環(huán)(2)的內(nèi)周面緊配在所述內(nèi)圈(3)外周面的上部,多極磁環(huán)(2)具有N、S極交替的磁化表面(221);所述的磁性傳感器(1)通過呈環(huán)狀的支承元件(6)與外圈(4)固定;其特征在于所述支承元件(6)的下端面上開有徑向貫穿支承元件(6)側(cè)壁的安裝槽(61),所述磁性傳感器(1)徑向限位在該安裝槽(61)內(nèi)并使磁性傳感器(1)的傳感表面(111)與多極磁環(huán)的磁化表面(221)間隔對(duì)置,以適于磁性傳感器(1)感測(cè);所述支承元件(6)的下端面上可拆卸地連接有一卡環(huán)(7),該卡環(huán)(7)將所述磁性傳感器(1)軸向限位在該安裝槽(61)內(nèi),同時(shí),卡環(huán)(7)的外周通過卡扣的方式固定在外圈(4)內(nèi)周面的上部。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的傳感器軸承結(jié)構(gòu),其特征在于所述的卡環(huán)(7)外周具有 一圈間隔分段的巻邊(71),所述外圈(4)內(nèi)周面的上部具有一開口朝內(nèi)的卡槽(41),所述 的巻邊(71)受力變形后卡在所述的卡槽(41)內(nèi),所述支撐元件(6)與外圈(4)的連接處具有 一個(gè)楔形的臺(tái)階(62),該臺(tái)階(62)的下表面與所述巻邊(71)的上表面接觸配合。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的傳感器軸承結(jié)構(gòu),其特征在于所述卡環(huán)(7)的下端面還 設(shè)有一加強(qiáng)環(huán)(8),有鉚釘(9)自下而上依次穿過加強(qiáng)環(huán)(8)和卡環(huán)(7)后與支承元件(6)鉚 接,以將加強(qiáng)環(huán)(8)和卡環(huán)(7)連接在支承元件(6)上。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的傳感器軸承結(jié)構(gòu),其特征在于所述多極磁環(huán)(2)的橫截 面呈階梯狀,多極磁環(huán)(2)具有一階梯通孔(23),該階梯通孔(23)中的大孔部的內(nèi)壁與內(nèi) 圈(3)外周面緊配,階梯通孔(23)中的內(nèi)表面與內(nèi)圈(3)的上表面接觸。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的傳感器軸承結(jié)構(gòu),其特征在于所述的磁性傳感器(l)包 括有一個(gè)高度集成的霍爾芯片(ll),及一個(gè)有合成樹脂制成的外殼(12),所述的霍爾芯 片(l 1)封裝在該外殼(12)內(nèi)并將該霍爾芯片的接線(13)弓I出所述的外殼(12),該霍爾芯片 (ll)內(nèi)集成有兩個(gè)霍爾元件及信號(hào)處理電路,兩個(gè)霍爾元件位置相錯(cuò)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的傳感器軸承結(jié)構(gòu),其特征在于所述外殼(12)的兩側(cè)具 有凸部(121),所述安裝槽(61)兩側(cè)的側(cè)壁上開有與所述凸部(121)相應(yīng)的定位槽(611), 所述的凸部(121)卡于該定位槽(61 l)內(nèi)以將所述外殼(12)徑向限位在安裝槽(61)內(nèi)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的傳感器軸承結(jié)構(gòu),其特征在于所述的軸承本體還包括 防塵蓋(IO),該防塵蓋(10)設(shè)置在外圈(4)和內(nèi)圈(3)之間,并與外圈(4)固定。
8、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的傳感器軸承結(jié)構(gòu),其特征在于所述的磁化表面(221)為 多極磁環(huán)(2)的外圓周面。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1 8中任一權(quán)利要求所述的傳感器軸承結(jié)構(gòu),其特征在于所述 的多極磁環(huán)(2)由內(nèi)層的鋼圈(21)及外層的磁性材料層(22)構(gòu)成,外層的磁性材料層(22)熱注在內(nèi)層的鋼圈(21)外表面上,所述內(nèi)層的鋼圈(21)內(nèi)表面與所述內(nèi)圈(11)的外周面 緊配固定,所述的磁化表面(221)位于磁性材料層(22)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種傳感器軸承結(jié)構(gòu),包括軸承本體、磁性傳感器(1)和多極磁環(huán)(2);軸承本體由內(nèi)圈(3)、外圈(4)及滾動(dòng)件(5)組成;磁性傳感器通過呈環(huán)狀的支承元件(6)與外圈固定;其特征在于支承元件的下端面上開有安裝槽(61),磁性傳感器(1)徑向限位在該安裝槽內(nèi);支承元件的下端面上可拆卸地連接有一卡環(huán)(7),該卡環(huán)將磁性傳感器軸向限位在該安裝槽內(nèi),同時(shí),卡環(huán)的外周通過卡扣的方式固定在外圈(4)內(nèi)周面的上部。裝配時(shí)只需將磁性傳感器放置于安裝槽內(nèi),再將卡環(huán)連接到支承元件上,便可將磁性傳感器定位在支承元件上,裝配簡單高效、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)F16C41/00GK101614244SQ20091010083
公開日2009年12月30日 申請(qǐng)日期2009年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月14日
發(fā)明者張舜德, 虹 汪, 榮 王 申請(qǐng)人:寧波寧創(chuàng)自動(dòng)化設(shè)備有限公司;寧波摩士集團(tuán)股份有限公司