專利名稱：具有編碼器的車輪旋轉(zhuǎn)支撐設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有編碼器的車輪旋轉(zhuǎn)支撐設(shè)備，所述設(shè)備支撐機(jī)動(dòng)車的車輪以使得所述車輪相對(duì)于懸架可自由旋轉(zhuǎn)，從而可檢測(cè)車輪的旋轉(zhuǎn)速度。
背景技術(shù)：
使用滾動(dòng)軸承單元支撐機(jī)動(dòng)車的車輪以使得所述車輪相對(duì)于懸架可自由旋轉(zhuǎn)。另外，為了控制防鎖制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)和牽引性能調(diào)節(jié)系統(tǒng)(TCS)，必須檢測(cè)車輪的旋轉(zhuǎn)速度。為了做到這些，一般慣例是使用具有編碼器的車輪旋轉(zhuǎn)支撐設(shè)備支撐車輪以使得所述車輪相對(duì)懸架可自由旋轉(zhuǎn)并檢測(cè)車輪的旋轉(zhuǎn)速度，其中旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)器被裝配于滾動(dòng)軸承單元中。
圖9和圖10示出了現(xiàn)有技術(shù)的具有編碼器的車輪旋轉(zhuǎn)支撐設(shè)備的結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例，如日本專利申請(qǐng)Jitsukai Hei 7-31539中所披露的用于上述目的的設(shè)備。具有編碼器的車輪旋轉(zhuǎn)支撐設(shè)備支撐輪轂2，所述輪轂2是在使用過程中在外座圈1的徑向內(nèi)側(cè)上旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)座圈，所述外座圈1是即使在使用期間也不旋轉(zhuǎn)的固定座圈。由外座圈1支撐的傳感器4檢測(cè)固定于輪轂2部分上的編碼器3的每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)(rpm)。為了做到這一點(diǎn)，在外座圈1的內(nèi)圓周表面周圍形成有多排外滾道5，所述外滾道5為固定滾道。而且，在輪轂2的外圓周表面周圍和內(nèi)座圈7的外圓周表面周圍形成有內(nèi)滾道8，所述內(nèi)滾道8為旋轉(zhuǎn)滾道。內(nèi)座圈7裝配于輪轂2周圍并由螺母6固定于輪轂2上，從而與輪轂2一起形成旋轉(zhuǎn)座圈。另外，在每個(gè)內(nèi)滾道8和外滾道5之間都如此布置有多個(gè)滾動(dòng)元件9，即，使得滾動(dòng)元件9以可旋轉(zhuǎn)的方式被保持器10保持，并且使得滾動(dòng)元件9以可旋轉(zhuǎn)的方式支撐外座圈1內(nèi)側(cè)上的輪轂2和內(nèi)座圈7。
另外，沿輪轂2的軸向在從外座圈1的外端沿軸向向外突出的部分中的外側(cè)端上(相對(duì)于軸向的外側(cè)是當(dāng)將該設(shè)備裝配于機(jī)動(dòng)車中時(shí)沿寬度方向朝向外側(cè)的側(cè)部，或者是除圖2到圖4以及圖10以外的所有附圖中的左側(cè))形成有用于安置車輪和用來制動(dòng)的旋轉(zhuǎn)元件(諸如盤式轉(zhuǎn)子或鼓形物)的凸緣11。而且，在外座圈1的內(nèi)側(cè)(相對(duì)于軸向的內(nèi)側(cè)是當(dāng)將該設(shè)備裝配于機(jī)動(dòng)車中時(shí)沿寬度方向朝向中心的側(cè)部，或者是除圖2到圖4以及圖10以外的所有附圖中的右側(cè))端上形成有用于將外座圈1安裝于懸架的安裝部分12。另外，用密封圈13密封外座圈1外側(cè)端上的開口與輪轂2中間部分周圍的外圓周表面之間的間隙。在滾動(dòng)軸承單元用于重型車輛的情況中，可用圓錐滾柱代替圖中所示的滾球作為多個(gè)滾動(dòng)元件9。
為了將旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)器裝配在這種滾動(dòng)軸承單元中，編碼器3被固定在與內(nèi)環(huán)滾道8相隔開部分中的內(nèi)座圈7內(nèi)側(cè)端上的外圓周表面的周圍。該編碼器3是用磁性金屬板形成的，諸如通常塑性加工為具有L形橫截面的圓形的碳鋼板，因此該編碼器3包括圓柱部分14和圓環(huán)部分15，其中，圓柱部分14通過壓配合被固定于內(nèi)座圈7的內(nèi)側(cè)端周圍。另外，通過在圓環(huán)部分15中形成多個(gè)在圓環(huán)部分15的徑向上具有長(zhǎng)狹槽形狀的通孔16，并使得通孔16被均勻地布置于圓周方向中，使得圓環(huán)部分15的磁性特征可在圓周方向中以相等的間隔交替性變化。
此外，以這種方式將蓋罩17連接到外座圈1內(nèi)側(cè)端上的開口，即，使得蓋罩17面對(duì)編碼器3的圓環(huán)部分15的內(nèi)表面，并且該蓋罩17覆蓋外座圈1內(nèi)側(cè)端上的開口。以指定的位置關(guān)系將傳感器4固定于該蓋罩。當(dāng)將該傳感器4固定于蓋罩17時(shí)，傳感器4的檢測(cè)區(qū)域通過小間隙面對(duì)編碼器3的圓環(huán)部分15的內(nèi)表面。
當(dāng)使用該具有編碼器的車輪旋轉(zhuǎn)支撐設(shè)備時(shí)，用螺栓(圖中未示出)將形成于外座圈1外圓周表面周圍的安裝部分12固定于懸架，并且用形成于凸緣11中的雙頭螺栓18將車輪以這種方式固定于形成于輪轂2外圓周表面周圍的凸緣11，即，使得車輪被支撐從而可相對(duì)于懸架自由旋轉(zhuǎn)。當(dāng)車輪在該狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)時(shí)，形成于圓環(huán)部分15中的通孔16和位于圓周方向上相鄰?fù)?6對(duì)之間的柱部分交替通過傳感器4的檢測(cè)部分附近。因此，流過傳感器4的磁通量密度變化了，因此傳感器4的輸出就變化了。以這種方式變化的傳感器4的輸出的頻率與車輪的每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)(rpm)成比例。因此，通過將輸出從傳感器4送到控制器(圖中未示出)，可充分地執(zhí)行ABS或TCS控制。
在圖9和圖10中所示的現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)下，用磁性金屬板制成的編碼器用作編碼器3，并且用于產(chǎn)生磁通量的永磁體位于傳感器4的側(cè)部上。另一方面，也已提出了各種旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)器，其中隨旋轉(zhuǎn)座圈旋轉(zhuǎn)的編碼器是用永磁體制成的。在用永磁體制成編碼器的情況中，以均勻間隔交替的方式將磁南極(S極)和磁北極(N極)布置于面對(duì)傳感器的檢測(cè)部分的檢測(cè)表面的周圍。當(dāng)使用永磁體制成的這種編碼器時(shí)，傳感器的結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單化了，并且即使在低運(yùn)行速度下也可以良好的精確性檢測(cè)每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)(rpm)，近年來已進(jìn)行了將其投入實(shí)際使用的多方研究。
在用永磁體制成編碼器的情況中，還存在這樣的可能性，即，編碼器本身將吸收磁粉，因此安裝條件受到限制。例如，在圖9中所示的現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)的示例中，編碼器3位于由密封圈13和蓋罩17完全使其與外部空間阻隔的部分中，因此即使在該編碼器3的位置中使用永磁體制成的編碼器時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)什么特殊問題。換句話說，在圖9中所示結(jié)構(gòu)的示例中，漂浮在外部空間中的異物不可能進(jìn)入到編碼器3所在的區(qū)域中，因此即使在該編碼器3的位置中使用永磁體制成的編碼器時(shí)，磁粉也不會(huì)被該永磁體編碼器吸收。
另一方面，在裝配于旋轉(zhuǎn)支撐設(shè)備中的編碼器用于非獨(dú)立懸架(諸如用于從動(dòng)輪或卡車)情況中，必須將該編碼器布置得在外部空間中比密封件更遠(yuǎn)，所述密封件隔開外部空間和滾動(dòng)元件所在的軸承內(nèi)部的空間。在這種情況中，除非采取了某種防范措施，否則磁粉將粘附于編碼器，因此可存在這樣的可能性，即，將喪失傳感器檢測(cè)每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)(rpm)的可靠性。通過用具有極好密封性的密封元件將編碼器所在的部分與外部空間簡(jiǎn)單地隔開，以便于以這種方式防止磁粉粘附于編碼器，因此轉(zhuǎn)動(dòng)車輪所需的扭矩變得較大，并且致使機(jī)動(dòng)車的操作性能變差。

發(fā)明內(nèi)容
因此，在考慮了上述問題的基礎(chǔ)上提出了本發(fā)明的具有編碼器的車輪旋轉(zhuǎn)支撐設(shè)備。
本發(fā)明的具有編碼器的車輪旋轉(zhuǎn)支撐設(shè)備包括固定座圈、旋轉(zhuǎn)座圈、凸緣、多個(gè)滾動(dòng)元件、密封元件、永磁體編碼器以及迷宮式密封。
其中，固定座圈在由懸架支撐時(shí)不旋轉(zhuǎn)。
另外，如此布置旋轉(zhuǎn)座圈，即，使其與固定座圈同中心，并且旋轉(zhuǎn)座圈與車輪一起旋轉(zhuǎn)。
而且，凸緣用于支撐車輪并使得制動(dòng)元件旋轉(zhuǎn)，并且凸緣形成于旋轉(zhuǎn)座圈的外圓周表面周圍。
滾動(dòng)元件位于形成于固定座圈和旋轉(zhuǎn)座圈的相對(duì)圓周表面周圍的固定滾道和旋轉(zhuǎn)滾道之間，以使?jié)L動(dòng)元件可自由滾動(dòng)。
密封元件將外部空間與滾動(dòng)元件所在的軸承內(nèi)部的空間相隔開。
而且，永磁體編碼器位于更靠近于密封元件外部空間的側(cè)部上，并且永磁體編碼器由與旋轉(zhuǎn)座圈一起旋轉(zhuǎn)的部分支撐，并且以沿圓周方向交替的方式將S極和N極布置于檢測(cè)表面上。
此外，迷宮式密封位于編碼器和外部空間之間，并且迷宮式密封的間隙寬度為布置于編碼器檢測(cè)表面上的相鄰S極和N極的間距的40％或更低。
在如上所述構(gòu)成的本發(fā)明的具有編碼器的車輪旋轉(zhuǎn)支撐設(shè)備的情況下，直徑大于相鄰S極和N極的間距的40％的異物(磁粉)不可能進(jìn)入到編碼器所在的區(qū)域中。因此，具有大直徑的磁粉粘附到編碼器的檢測(cè)表面上以及大大降低從編碼器中發(fā)出的磁通量密度的可能性變小了，因此，提高了檢測(cè)車輪旋轉(zhuǎn)速度的可靠性。另外，由于使用了非接觸的迷宮式密封，因此轉(zhuǎn)動(dòng)車輪所需的扭矩沒有增加，并且機(jī)動(dòng)車的操作性能也不會(huì)變差。


圖1是局部橫截面圖，用以示出本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)示例。
圖2(A)到2(C)是示意圖，用以示出磁體異物附于其上的永磁體編碼器的檢測(cè)表面。
圖3(A)是圖表，用以示出從圖2(B)中所示的異物附于其上的編碼器的檢測(cè)表面中發(fā)出的磁通量密度。
圖3(B)是圖表，用以示出對(duì)應(yīng)于圖3(A)中磁通量密度變化的傳感器輸出。
圖4(A)是圖表，用以示出從圖2(C)中所示的異物附于其上的編碼器的檢測(cè)表面中發(fā)出的磁通量密度。
圖4(B)是圖表，用以示出對(duì)應(yīng)于圖4(A)中磁通量密度變化的傳感器輸出。
圖5是局部橫截面圖，用以示出本發(fā)明實(shí)施例的第二示例。
圖6是局部橫截面圖，用以示出本發(fā)明實(shí)施例的第三示例。
圖7是局部橫截面圖，用以示出本發(fā)明實(shí)施例的第四示例。
圖8是圖7中部分X的放大圖。
圖9是沿圖10中的線Y-O-Z所截的橫截面圖，用以示出現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)的一個(gè)示例。
圖10是從圖9的右側(cè)所視的視圖。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳實(shí)施例圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例的第一示例。該示例是這種情況下的，即，將本發(fā)明應(yīng)用于支撐獨(dú)立懸架上的從動(dòng)輪(諸如FF機(jī)動(dòng)車的前輪)的部分。本發(fā)明的具有編碼器的車輪旋轉(zhuǎn)支撐設(shè)備包括外座圈1a，它是固定座圈；輪轂2a和內(nèi)座圈7a，它們形成旋轉(zhuǎn)座圈；凸緣11a；多個(gè)滾動(dòng)元件9；組合式密封圈19，構(gòu)成密封元件；永磁體編碼器3a；以及迷宮式密封20。
其中，外座圈1a以這種方式被固定于轉(zhuǎn)向節(jié)21并由轉(zhuǎn)向節(jié)21支撐，即，其軸向內(nèi)側(cè)端被安裝于懸架的轉(zhuǎn)向節(jié)21中所形成的支撐孔22中，并且當(dāng)機(jī)動(dòng)車行駛時(shí)外座圈1a不旋轉(zhuǎn)。在外座圈1a的內(nèi)圓周表面周圍形成有兩排外環(huán)滾道5，所述外環(huán)滾道5為固定滾道。另外，如此布置輪轂2a和內(nèi)座圈7a，即，使得它們與外座圈1a同中心，并且它們與車輪一起旋轉(zhuǎn)。其中，在輪轂2a軸向上的外側(cè)端上的外圓周表面周圍形成有凸緣11a，并且內(nèi)座圈7a從中間向內(nèi)側(cè)端裝配在輪轂2a周圍。在這些內(nèi)座圈7a的外圓周表面周圍形成有內(nèi)環(huán)滾道8，所述內(nèi)環(huán)滾道8為旋轉(zhuǎn)滾道。另外，輪轂2a和內(nèi)座圈7a被如此支撐于外座圈1a的徑向內(nèi)側(cè)上，即，通過在每個(gè)內(nèi)環(huán)滾道8與外環(huán)滾道5之間布置多個(gè)滾動(dòng)元件9，它們可自由旋轉(zhuǎn)。
另外，通過將螺母(圖中未示出)螺紋緊固在固定于凸緣11a基底端的雙頭螺栓(圖中也未示出)上而將車輪23和制動(dòng)盤47固定于凸緣11a。其中，車輪23與輪胎(圖中未示出)一起構(gòu)成機(jī)動(dòng)車的車輪，而作為旋轉(zhuǎn)制動(dòng)元件的制動(dòng)盤47構(gòu)成圓盤制動(dòng)器，所述圓盤制動(dòng)器為剎車裝置。
組合式密封圈19位于外座圈1a兩端上的內(nèi)圓周表面與內(nèi)座圈7a端部上的外圓周表面之間，并且組合式密封圈19將外部空間與滾動(dòng)元件9所在的軸承內(nèi)部的空間24相隔開。這些組合式密封圈19每個(gè)都包括吊環(huán)25和密封圈26，其中吊環(huán)25相對(duì)于內(nèi)座圈7a一個(gè)端部上的外圓周表面裝配，而密封圈26的芯金屬牢牢地裝配，即，它被固定到外座圈1a各個(gè)端部上的內(nèi)圓周表面。另外，密封圈26周圍所形成的密封唇口自始至終與吊環(huán)25的圓周周圍摩擦接觸，從而密封圈26使得軸承內(nèi)部的空間24相對(duì)于外部密封。
永磁體編碼器3a自始至終附于沿軸向內(nèi)側(cè)上的沿組合式密封圈19的吊環(huán)25軸向的內(nèi)表面周圍。編碼器3a為其中鐵磁性材料諸如鐵氧體或稀土元素被混合在橡膠或合成樹脂之中的磁性橡膠或塑性磁鐵，并且編碼器3a整個(gè)形成為沿軸向具有磁性取向的圓環(huán)狀。磁性取向的方向以圍繞圓周方向的均勻間隔交替地變化。為了做到這一點(diǎn)，沿編碼器3a的軸向在內(nèi)側(cè)表面、檢測(cè)表面上如此布置S極和N極，即，使得它們以均勻的間隔交替設(shè)置。主動(dòng)式傳感器4a的檢測(cè)部分接近并面對(duì)該種編碼器3a的檢測(cè)表面，所述主動(dòng)式傳感器4a由轉(zhuǎn)向節(jié)21支撐以使其沿徑向從支撐孔22的內(nèi)圓周表面向內(nèi)突出。當(dāng)機(jī)動(dòng)車行駛時(shí)由于編碼器3a與車輪一起旋轉(zhuǎn)，因此傳感器4的輸出以與每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)(rpm)成比例的頻率變化。
此外，通過使得轉(zhuǎn)向節(jié)21軸向上的內(nèi)表面接近于連接并固定于輪轂2a的恒速接點(diǎn)27的部分而形成迷宮式密封20。換句話說，恒速接點(diǎn)27的主動(dòng)軸元件28具有形成于沿軸向的外半部上的花鍵部分29，并且通過沿軸向從內(nèi)側(cè)將花鍵部分29插入到形成于輪轂2a中央部分中的花鍵孔30中，使得主動(dòng)軸元件28與輪轂2a相結(jié)合，從而在它們之間傳輸旋轉(zhuǎn)力。另外，通過將螺母32螺紋緊固于花鍵部分29的尖端(沿軸向的外側(cè)端)上所形成的陽(yáng)螺紋部分31上而將主動(dòng)軸元件28固定于輪轂2a上。在這種狀態(tài)下，用作恒速接點(diǎn)的外環(huán)并形成于主動(dòng)軸元件28軸向上的內(nèi)半部上的外殼單元33的軸向外側(cè)端表面與內(nèi)座圈7a的軸向內(nèi)側(cè)端表面相接觸以便于相對(duì)于輪轂2a將內(nèi)座圈7a保持在適當(dāng)?shù)奈恢弥小?br> 外殼33的外圓周表面是以沿軸向朝向內(nèi)側(cè)的外徑變大的階梯式形狀構(gòu)成的。另外，沿軸向處于中間的階狀表面34靠近于并面對(duì)轉(zhuǎn)向節(jié)21軸向上的內(nèi)表面以形成迷宮式密封20。迷宮式密封20的間隙寬度W20為布置于編碼器3a檢測(cè)表面(軸向上的內(nèi)表面)上的相鄰S極和N極的間距的40％或更低。
在如上所述構(gòu)成的示例的具有編碼器的車輪旋轉(zhuǎn)支撐設(shè)備的情況下，外徑大于相鄰S極和N極的間距的40％的異物(磁粉)不可能進(jìn)入到編碼器3a所在的區(qū)域中，或者換句話說，外徑大于相鄰S極和N極的間距的40％的異物(磁粉)不可能進(jìn)入到軸向內(nèi)側(cè)上的組合式密封圈19與迷宮式密封20之間的轉(zhuǎn)向節(jié)21的支撐孔22的徑向內(nèi)側(cè)。因此，具有大直徑的磁粉粘附到編碼器3a的檢測(cè)表面上以及大大降低從編碼器中發(fā)出的磁通量密度的可能性變小了，因此，可提高檢測(cè)車輪每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)(rpm)的可靠性。另外，由于使用了非接觸的迷宮式密封20，因此轉(zhuǎn)動(dòng)車輪所需的扭矩沒有增加，并且機(jī)動(dòng)車的操作性能也不會(huì)變差。
接下來，將描述通過防止外徑大于相鄰S極和N極的間距的40％的磁粉粘附到編碼器3a的檢測(cè)表面上可提高檢測(cè)車輪每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)(rpm)的可靠性的原因。數(shù)值40％是發(fā)明人通過實(shí)驗(yàn)方法得來的。首先，將描述實(shí)驗(yàn)的測(cè)試條件。永磁體編碼器3a具有直徑為61mm的檢測(cè)部分(面對(duì)傳感器4a檢測(cè)表面的部分)，并且S極和N極的數(shù)量各為48個(gè)，總共96個(gè)磁極。另外，相鄰S極和N極的間距為2.0(61π/96)mm。
如圖2(A)中所示的，通過磁力使得條型鐵片35以沿徑向定位的方式附著于編碼器3a的檢測(cè)表面，并且來自于主動(dòng)式傳感器4a的檢測(cè)信號(hào)上的鐵片35的寬度W35和附著位置的效果根據(jù)來自于檢測(cè)表面的磁通量密度而測(cè)量并隨磁通量的密度而變化。在使用本發(fā)明的迷宮式密封20的情況下，外殼33在操作期間旋轉(zhuǎn)，并且甚至當(dāng)鐵片35的寬度W35小于迷宮式密封20的寬度W20時(shí)，如圖2(A)中所示的條型鐵片35也很少穿過迷宮式密封20。確實(shí)穿過該迷宮式密封20的異物主要是顆粒形狀的。如上所述的條型鐵片35用于該實(shí)驗(yàn)測(cè)試的原因是，為了使得測(cè)試條件在導(dǎo)致流動(dòng)磁通量的區(qū)域增加的方向上更嚴(yán)格。無論如何，考慮其中如圖2(A)中所示的條型鐵片35沿編碼器3a圓周方向附著的情況是不切實(shí)際的。
在上述條件下，為以下兩種情況材料檢測(cè)表面的磁通量密度和來自于傳感器4a的檢測(cè)信號(hào)，所述兩種情況即，如圖2(B)中所示的只允許鐵片35附于一個(gè)磁極(圖中為N極)的情況以及如圖2(C)中所示的允許鐵片35橫向附于兩個(gè)磁極(N極和S極)的情況。另外，關(guān)于鐵片35的寬度W35，在如圖2(B)中所示的只允許鐵片35附于一個(gè)磁極的情況下，通過在以0.1mm為增量的從0.5mm到1.0mm的六個(gè)階段中改變寬度W35而進(jìn)行測(cè)量；在如圖2(C)中所示的允許鐵片35橫向附于N極和S極的情況下，除以上所述六個(gè)階段以外還對(duì)1.5mm和2.0mm的寬度W35進(jìn)行測(cè)量。
在這些條件下所執(zhí)行的實(shí)驗(yàn)測(cè)試的結(jié)果顯示在圖3(A)和3(B)以及圖4(A)和4(B)中。圖3(A)和圖4(A)示出了磁通量密度，圖3(B)和圖4(B)示出了來自于傳感器的檢測(cè)信號(hào)。另外，圖3(A)和3(B)示出了如圖2(B)中所示的只允許鐵片35附于一個(gè)磁極情況的測(cè)量結(jié)果；而圖4(A)和4(B)示出了如圖2(C)中所示的允許鐵片35橫向附于N極和S極的情況的測(cè)量結(jié)果。如從圖3中可清楚看出的，在只允許鐵片35附于一個(gè)磁極的情況中，當(dāng)鐵片35的寬度W35為0.9mm(45％間距)或更小時(shí)來自于傳感器4a的檢測(cè)信號(hào)沒有丟失，并且可精確地執(zhí)行每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)(rpm)檢測(cè)。另一方面，如可從圖4中看到的，在允許鐵片35橫向附于N極和S極的情況下，只有在將鐵片35的寬度W35保持為0.8mm(40％間距)或更小時(shí)，來自于傳感器4a的檢測(cè)信號(hào)沒有丟失并且可精確地執(zhí)行每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)(rpm)檢測(cè)。
由于不可能控制磁性異物將如何粘附到編碼器3a的檢測(cè)表面上，因此甚至當(dāng)異物如圖2(C)中所示的那樣粘附時(shí)，使用傳感器4a必須可執(zhí)行每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)(rpm)檢測(cè)。在本發(fā)明的具有編碼器的車輪旋轉(zhuǎn)支撐設(shè)備情況下，存在于編碼器3a檢測(cè)表面和異物存在的外部空間之間的迷宮式密封20的寬度W20為相鄰S極和N極的間距的40％(2.0mm×0.4＝0.8mm)或更低，因此甚至當(dāng)異物如圖2(C)中所示的那樣粘附時(shí)，傳感器4a也可在沒有丟失檢測(cè)信號(hào)的良好的可靠性下連續(xù)地執(zhí)行每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)(rpm)檢測(cè)。
接著，圖5示出了對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求1和3的本發(fā)明實(shí)施例的第二示例，在該示例中，迷宮式密封20a位于恒速萬向節(jié)27的主動(dòng)軸元件28的外殼33的中間部分中外圓周表面與轉(zhuǎn)向節(jié)21的支撐孔22的內(nèi)圓周表面之間。因此，在該示例中，具有普通環(huán)狀以及L形橫截面的旋轉(zhuǎn)環(huán)36被緊緊地裝配和固定在外殼33的中間部分中外圓周表面周圍，并且具有普通環(huán)狀以及L形橫截面的固定環(huán)37被緊緊地裝配和固定在支撐孔22的軸向內(nèi)側(cè)端上的內(nèi)圓周表面周圍。該固定環(huán)37和旋轉(zhuǎn)環(huán)36被構(gòu)成得緊密地相互面對(duì)從而形成迷宮式密封20a。包括將迷宮式密封20a的間隙寬度保持在相鄰S極和N極的間距的40％或更低的其他結(jié)構(gòu)和功能，基本與結(jié)合第一示例所描述的相同，因此對(duì)于相同的零件使用相同的附圖標(biāo)記，并且省略重復(fù)的描述。
接著，圖6示出了對(duì)應(yīng)于權(quán)利要求1和4的本發(fā)明實(shí)施例的第三示例。該示例示出了本發(fā)明應(yīng)用于用于支撐無需驅(qū)動(dòng)車輪的構(gòu)造的情況，所述無需驅(qū)動(dòng)車輪使用鼓式制動(dòng)器作為剎車裝置并且由獨(dú)立懸架(諸如該情況中的FF機(jī)動(dòng)車后輪)支撐。根據(jù)結(jié)構(gòu)上的該變化，在該示例的情況中，組成固定座圈的一對(duì)內(nèi)座圈7b被裝配在由懸架支撐的非旋轉(zhuǎn)輪軸38周圍，并且通過將螺母32a旋擰于該輪軸38軸向外側(cè)端上所形成的陽(yáng)螺紋31a上而將這些內(nèi)座圈7b固定于輪軸38。
另外，旋轉(zhuǎn)環(huán)或輪轂2b由多個(gè)滾動(dòng)元件9支撐，以使得輪轂2b圍繞這些內(nèi)座圈7b自由地旋轉(zhuǎn)。而且，用雙頭螺栓18a和螺母40將作為旋轉(zhuǎn)制動(dòng)元件的鼓39和機(jī)動(dòng)車的車輪23固定到凸緣11b，所述凸緣11b形成于軸向外側(cè)端附近部分中的輪轂2b的外圓周表面。
永磁體編碼器3b被裝配于輪轂2b軸向內(nèi)側(cè)端上的外圓周表面周圍并被固定于所述外圓周表面。永磁體編碼器3b由芯金屬和永磁體構(gòu)成，并且通常通過將永磁體自始至終附于芯金屬外圓周表面周圍而將永磁體編碼器3b形成為圓柱形，并且其磁向處于徑向。另外，通過以均勻的間隔交替地改變磁向的方向，使得S極和N極以均勻間隔交替的方式布置于外圓周表面或檢測(cè)表面周圍。而且由輪軸38內(nèi)側(cè)端上的隆起部分41的部分上所形成的安裝部分42支撐的傳感器4b的檢測(cè)部分通過小間隙面對(duì)編碼器3b的外圓周表面。
而且，隆起部分41支撐背襯板43的內(nèi)圓周邊緣，所述背襯板43用于支撐鼓式制動(dòng)器的輪缸和制動(dòng)蹄。另外，通過使得圓柱形壁部分44接近并面對(duì)鼓39而通常沿周向形成迷宮式密封20b，所述圓柱形壁部分44是通過沿軸向向外彎曲背襯板43的外圓周邊緣形成的。在圖中所示的示例中，沿軸向附于背襯板43外表面的環(huán)形板45的項(xiàng)緣進(jìn)入到鼓39端部所形成的凹入槽46中，從而還形成迷宮式密封20c。在該示例的情況中，迷宮式密封20b、20c中的一個(gè)或兩個(gè)迷宮式密封20b、20c的間隙寬度都是編碼器3b外圓周表面上所提供的相鄰S極和N極之間間距的40％或更低。因此，在該示例中，可防止來自于編碼器3b外圓周表面的磁通量密度降低，并且因此可確保傳感器4b每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)(rpm)檢測(cè)的可靠性。
接著，圖7和圖8示出了本發(fā)明實(shí)施例的第四示例。在該示例的情況中，通常形成為具有槽形橫截面的環(huán)形的固定環(huán)37a通過干涉配合而被固定到背襯板43外圓周邊緣上所形成的圓柱形壁部分44的尖端上(軸向上的外側(cè)端)的內(nèi)圓周表面中，并且也是通常形成為具有槽形橫截面的環(huán)形的旋轉(zhuǎn)環(huán)36a通過干涉配合而被固定到鼓39的中間部分中的外圓周表面上。通過使得旋轉(zhuǎn)環(huán)36a和固定環(huán)37a沿徑向重疊并緊密地彼此面對(duì)而形成迷宮式密封20d。包括將迷宮式密封的間隙寬度保持在相鄰S極和N極的間距的40％或更低的其他結(jié)構(gòu)和功能，基本與結(jié)合第三示例所描述的相同，因此對(duì)于相同的零件使用相同的附圖標(biāo)記，并且省略重復(fù)的描述。
工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明的具有編碼器的車輪旋轉(zhuǎn)支撐設(shè)備具有上述結(jié)構(gòu)和功能，因此，即使當(dāng)結(jié)構(gòu)用在永磁體編碼器被布置于比密封元件朝向外部空間更遠(yuǎn)的情況中時(shí)，它也可防止永磁體編碼器的磁通量密度的局部降低，所述密封元件將外部空間與軸承內(nèi)部的空間隔開，因此可充分地確保所檢測(cè)的每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)(rpm)的可靠性。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明的一種具有編碼器的車輪旋轉(zhuǎn)支撐設(shè)備包括在由懸架支撐時(shí)不旋轉(zhuǎn)的固定座圈，與固定座圈同心并且與車輪一起旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)座圈，形成于旋轉(zhuǎn)座圈的外圓周表面周圍并用于支撐車輪和旋轉(zhuǎn)制動(dòng)元件的凸緣，多個(gè)滾動(dòng)元件，所述滾動(dòng)元件位于形成于固定座圈和旋轉(zhuǎn)座圈的相對(duì)圓周表面周圍的固定滾道和旋轉(zhuǎn)滾道之間，因此滾動(dòng)元件可自由滾動(dòng)，用于將外部空間與滾動(dòng)元件所在的軸承內(nèi)部的空間相隔開的密封元件，永磁體編碼器，所述永磁體編碼器位于更靠近于密封元件外部空間的側(cè)部上，并且永磁體編碼器由與旋轉(zhuǎn)座圈一起旋轉(zhuǎn)的部分支撐，這樣以沿圓周方向交替的方式將S極和N極布置于檢測(cè)表面上，以及迷宮式密封，所述迷宮式密封位于編碼器和外部空間之間，這樣迷宮式密封的間隙寬度最多為布置于編碼器檢測(cè)表面上的相鄰S極和N極的間距的40％。
2.如權(quán)利要求1中所述的具有編碼器的車輪旋轉(zhuǎn)支撐設(shè)備，其特征在于，由連接并固定于旋轉(zhuǎn)座圈的恒速接頭的一部分和懸架的轉(zhuǎn)向節(jié)的一部分形成迷宮式密封，其中所述部分彼此接近。
3.迷宮式密封包括固定在連接并固定于旋轉(zhuǎn)座圈的恒速接點(diǎn)的部分的旋轉(zhuǎn)環(huán)，和固定于懸架轉(zhuǎn)向節(jié)的部分的固定環(huán)，其中旋轉(zhuǎn)環(huán)和固定環(huán)被布置得相互靠近。
4.如權(quán)利要求1中所述的具有編碼器的車輪旋轉(zhuǎn)支撐設(shè)備，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)制動(dòng)元件為用于鼓式制動(dòng)器的鼓，并且，鼓的部分被布置得靠近于由懸架支撐的背襯板的部分。
5.如權(quán)利要求1中所述的具有編碼器的車輪旋轉(zhuǎn)支撐設(shè)備，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)制動(dòng)元件為用于鼓式制動(dòng)器的鼓，并且，固定于鼓的部分的旋轉(zhuǎn)環(huán)被布置得靠近于固定于由懸架支撐的背襯板的固定環(huán)，從而形成迷宮式密封。
全文摘要
防止由于磁性異物粘附到磁體編碼器3a而降低傳感器4a旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)的可靠性。編碼器3a被提供在關(guān)于軸承內(nèi)部空間24的組合密封圈19的外側(cè)上，并且傳感器4a面對(duì)編碼器3a。轉(zhuǎn)向節(jié)21被布置得靠近于恒速萬向節(jié)27的主動(dòng)軸元件28的外殼33，從而形成迷宮式密封20。該迷宮式密封20的間隙寬度高達(dá)布置于編碼器3a檢測(cè)表面上的相鄰S極和N極的間距的40％。在這種結(jié)構(gòu)下，可防止更大的異物附到編碼器3a的檢測(cè)表面上，從而實(shí)現(xiàn)上述目的。
文檔編號(hào)G01P3/44GK1512943SQ0281084
公開日2004年7月14日 申請(qǐng)日期2002年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月25日
發(fā)明者坂本潤(rùn)是, 宮崎裕也, 也 申請(qǐng)人:日本精工株式會(huì)社