專利名稱：帶有無線傳感器的軸承裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于各種設(shè)備的軸承、汽車的車輪用軸承等，檢測轉(zhuǎn)數(shù)、或其它的檢測對象，進(jìn)行無線發(fā)送的帶有無線傳感器的軸承裝置。
背景技術(shù)：
在產(chǎn)業(yè)機(jī)械、試驗(yàn)設(shè)備、其它的各種設(shè)備、汽車等中，通過在軸承上設(shè)置傳感器，謀求軸承的智能化，用于設(shè)備的控制、軸承的狀態(tài)管理等。這樣的傳感器的輸出一般通過有線方式發(fā)送，但是，具有難以獲得合適的布線部位的情況。相對這樣的情況，提出有通過電磁波發(fā)送檢測信號的帶有無線傳感器的軸承裝置。
另外，人們提出無線ABS(antilock brake system)傳感器，其中，以無線方式發(fā)送裝載于車輪用軸承裝置上的旋轉(zhuǎn)傳感器的信號，沒有車輪和車體之間的導(dǎo)線(比如，JP特開2002-264786號文獻(xiàn))。旋轉(zhuǎn)傳感器采用多極的旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)，通過本身發(fā)電，獲得傳感器用電力和發(fā)送部用電力。由此，從車體向旋轉(zhuǎn)傳感器的供電用的布線也不需要。通過像這樣進(jìn)行無線處理，獲得重量減輕，裝配性提高，避免飛石造成的斷線的故障等的優(yōu)點(diǎn)。
在車輪用軸承裝置中，還提出有以無線方式向旋轉(zhuǎn)傳感器供電的方式(比如，JP特開2003-146196號文獻(xiàn))。根據(jù)無線供電，與采用發(fā)電功能的場合不同，在旋轉(zhuǎn)停止時(shí)或低速旋轉(zhuǎn)時(shí)，均實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)檢測和具傳感信號的發(fā)送。
帶有無線傳感器的軸承裝置獲得與難以獲得布線部位的場合相對應(yīng)，其裝配性優(yōu)于帶有有線的傳感器的軸承裝置的優(yōu)點(diǎn)。因此，本發(fā)明人嘗試更加有效地發(fā)揮該優(yōu)點(diǎn)。
在帶有無線傳感器的軸承裝置中，該軸承的安裝以固定方式實(shí)現(xiàn)。但是，如果為這樣的固定式安裝，則在軸承的維修中，傳感組件造成妨礙。比如，在向軸承補(bǔ)充潤滑脂，或分解清掃軸承的場合，如果傳感組件固定，則作業(yè)難以進(jìn)行。另外，在試驗(yàn)設(shè)備等中，具有打算改變傳感器種類的情況，但是，該改變作業(yè)不容易。
另一方面，在帶有有線的傳感器的軸承裝置中，人們提出有以可裝卸的方式將傳感器安裝于軸承上的類型(比如，JP特開平6-308145號文獻(xiàn))。按照該方案，傳感器的裝卸容易進(jìn)行。但是，由于在傳感器中設(shè)置布線，故即使在傳感器可裝卸的情況下，仍具有布線造成妨礙，難以裝卸的情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供布線不造成妨礙，傳感器相對軸承的裝卸容易進(jìn)行的帶有無線傳感器的軸承裝置。
本發(fā)明的帶有無線傳感器的軸承裝置包括具有固定側(cè)圈和旋轉(zhuǎn)側(cè)圈的軸承；無線傳感組件；傳感組件安裝機(jī)構(gòu)，該傳感組件安裝機(jī)構(gòu)以可裝卸的方式將該無線傳感組件安裝于上述軸承的固定側(cè)圈上，在上述無線傳感組件中，將對檢測對象進(jìn)行檢測的傳感部、發(fā)送該傳感部所輸出的傳感信號的信號發(fā)送電路、發(fā)送天線形成一體。
按照該方案，由于以無線方式發(fā)送傳感信號，故傳感信號的布線是不需要的。另外，無線傳感組件通過傳感組件安裝機(jī)構(gòu)，以可裝卸的方式安裝于軸承上，故可從軸承上簡單地取下無線傳感組件。在此場合，由于沒有傳感信號的布線，故布線不造成妨礙，取下作業(yè)更加進(jìn)一步容易。像這樣，通過可以裝卸的方式安裝的傳感組件安裝機(jī)構(gòu)，與無線處理的疊加效果，傳感組件的裝卸自由地進(jìn)行。由此，也可取下傳感組件，容易進(jìn)行軸承的維修，另外，在將傳感組件更換為種類不同的傳感器，進(jìn)行其它的檢測對象的檢測的方面，也是簡單的。比如，在試驗(yàn)設(shè)備等，在打算檢測各種檢測對象的場合等，也可容易更換各種傳感組件，檢測各種檢測對象。
在本發(fā)明中，最好在上述傳感組件中，驅(qū)動上述傳感部和信號發(fā)送電路的電源部采用不需要與傳感組件的外部的布線的類型，比如，上述電源部也可具有以無線方式接收電力的電力接收部，還可具有電池或發(fā)電機(jī)構(gòu)。
在電源部具有電力接收部、電池、或發(fā)電機(jī)構(gòu)的場合，傳感組件的電源線的布線也不需要，可完全地對傳感組件進(jìn)行無線處理，可裝卸的傳感組件安裝機(jī)構(gòu)和無線處理的疊加效果的傳感組件的裝卸性的提高效果較大。
特別是，在具有以無線方式接收電力的電力接收部的場合，不需要電池更換的維修，重量減輕，另外，與旋轉(zhuǎn)型的發(fā)電機(jī)不同，可隨時(shí)獲得電源而動作。
在電源部為發(fā)電機(jī)構(gòu)的場合，不需要電池更換，另外，不需要無線供電用的供電電力發(fā)送機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)可簡化。發(fā)電機(jī)構(gòu)除了旋轉(zhuǎn)型發(fā)電機(jī)以外，也可為將光轉(zhuǎn)換為電的太陽能電池等的光電轉(zhuǎn)換元件，或?qū)徂D(zhuǎn)換為電的帕爾帖(Peltier)元件等的熱電轉(zhuǎn)換元件。
另外，在電源部采用電池以外的機(jī)構(gòu)的場合，最好，設(shè)置電容器或蓄電池，謀求供電電力的穩(wěn)定。
在本發(fā)明中，上述傳感部為構(gòu)成旋轉(zhuǎn)傳感器的傳感器，該旋轉(zhuǎn)傳感器由沿圓周方向產(chǎn)生周期的磁變化的脈沖環(huán)、按照與該脈沖環(huán)面對的方式安裝的磁性傳感器構(gòu)成，上述傳感組件具有上述旋轉(zhuǎn)傳感器中的磁性傳感器，上述脈沖環(huán)也可安裝于上述旋轉(zhuǎn)側(cè)圈上。
在軸承中，在帶有傳感器的場合，在以檢測對象為轉(zhuǎn)數(shù)的場合，使用性較高。采用上述脈沖環(huán)和磁性傳感器，可進(jìn)行精度良好的旋轉(zhuǎn)檢測。
在本發(fā)明中，上述傳感組件安裝機(jī)構(gòu)也可為下述的結(jié)構(gòu)，其包括固定環(huán)，該固定環(huán)以嵌合狀態(tài)安裝于固定側(cè)圈上；插座部，該插座部設(shè)置于上述固定環(huán)上，按照可沿半徑方向插卸的方式嵌合上述傳感組件；防抽出機(jī)構(gòu)，該防抽出機(jī)構(gòu)設(shè)置于上述固定環(huán)或插座部上，以彈性方式防止與上述插座部嵌合的傳感組件的抽出。
像這樣，如果具有插座部和彈性防抽出機(jī)構(gòu)，則傳感組件的裝卸容易，并且還容易進(jìn)行安裝時(shí)的定位，該插座部通過上述固定環(huán)而安裝于固定側(cè)圈上，由此，插座部相對固定側(cè)圈的安裝也容易進(jìn)行。
在本發(fā)明的帶有無線傳感軸承裝置中，上述軸承也可為在固定側(cè)圈和旋轉(zhuǎn)側(cè)圈的軌道圈之間介設(shè)多個(gè)滾動體的滾動軸承。滾動軸承既可為多排，也可為單排，該滾動體還可為滾珠、滾子、錐型滾子等的任意者。此外，上述軸承還可為滑動軸承。另外，既可為徑向型滾動軸承，也可為滑動型的軸承。
還可為車輪用軸承裝置，其中，上述滾動軸承包括外方部件，該外方部件具有多排軌道面，構(gòu)成上述固定側(cè)圈；內(nèi)方部件，該內(nèi)方部件具有與上述軌道面相對的軌道面，構(gòu)成上述旋轉(zhuǎn)側(cè)圈；介設(shè)于相對的兩排軌道面之間的多個(gè)滾動體，該滾動軸承以可旋轉(zhuǎn)的方式將車輪支承于車體上。
在用于車輪用軸承裝置的場合，對于本發(fā)明的布線不造成妨礙，傳感器相對軸承的裝卸容易進(jìn)行的效果來說，在維修時(shí)，實(shí)用性較高。
由于本發(fā)明的帶有無線傳感器的軸承裝置包括具有固定側(cè)圈和旋轉(zhuǎn)側(cè)圈的軸承；傳感組件；傳感組件安裝機(jī)構(gòu)，該傳感組件安裝機(jī)構(gòu)以可裝卸的方式將上述傳感組件安裝于上述軸承的上述固定側(cè)圈，在上述傳感組件中，對檢測對象進(jìn)行檢測的傳感部、發(fā)送該傳感部所輸出的傳感信號的信號發(fā)送電路、發(fā)送天線形成一體，故通過作為可裝卸的效果、基于無線處理而布線不造成妨礙地裝卸的效果的疊加，傳感器相對軸承的裝卸非常簡單地進(jìn)行。由此，容易進(jìn)行維修，另外，也容易改變傳感器的種類。
特別是，驅(qū)動傳感部和信號發(fā)送電路的電源部不需要與傳感組件的外部的布線，比如，在具有以無線方式接收電力的電力接收部、電池、或發(fā)電機(jī)構(gòu)的場合，如果電源系統(tǒng)的布線也不需要，不造成裝卸的妨礙，可裝卸，則由于布線不造成妨礙而獲得的裝卸作業(yè)的容易的疊加效果較大。


根據(jù)參照附圖的以下的優(yōu)選實(shí)施例的說明，會更清楚地理解本發(fā)明。但是，實(shí)施例和附圖是單純的圖示和說明用的，其不應(yīng)用于確定本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的范圍由后附的權(quán)利要求確定。在附圖中，多個(gè)附圖中的同一部件的標(biāo)號表示同一部分。
圖1為表示本發(fā)明的第1實(shí)施例的帶有無線傳感器的軸承裝置的剖視圖和傳感組件等的概念結(jié)構(gòu)的方框圖的說明圖；圖2為本發(fā)明的第2實(shí)施例的帶有無線傳感器的軸承裝置的剖視圖；圖3為本發(fā)明用于車輪用軸承裝置的實(shí)施例的帶有無線傳感器的軸承裝置的剖視圖；圖4為從內(nèi)側(cè)觀看該軸承裝置的側(cè)視圖；圖5為圖3的A部的放大剖視圖；圖6為以放大方式表示該軸承裝置的傳感組件安裝機(jī)構(gòu)的主要部分的立體圖；圖7(A)為上述軸承裝置中的傳感組件的側(cè)視圖，圖7(B)為該傳感組件的后視圖；圖8為表示脈沖環(huán)與磁性傳感器之間的關(guān)系的示意圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)圖1，對本發(fā)明的第1實(shí)施例進(jìn)行描述。本發(fā)明的帶有無線傳感器的軸承裝置包括軸承1、傳感組件9、傳感組件安裝機(jī)構(gòu)30，該傳感組件安裝機(jī)構(gòu)30以可裝卸的方式將該傳感組件9安裝于軸承1的固定側(cè)圈3上。該軸承1具有固定側(cè)圈3和旋轉(zhuǎn)側(cè)圈2，其可為滾動軸承、滑動軸承中的任意種，但是，在本實(shí)施例中，采用在固定側(cè)圈3和旋轉(zhuǎn)側(cè)圈2的軌道面3a、2a之間，介設(shè)滾動體4的滾動軸承。固定側(cè)圈3為外圈，旋轉(zhuǎn)側(cè)圈2為內(nèi)圈。另外，該滾動軸承1為多排軸承，角接觸球軸承。另外，各排滾動體4通過保持架5保持。
在傳感組件9中，對檢測對象進(jìn)行檢測的傳感部26、發(fā)送該傳感部26所輸出的傳感信號的傳感信號發(fā)送部29、電源部27形成一體。該一體成形既可通過在樹脂外殼等的外殼的內(nèi)部，接納傳感部26、傳感信號發(fā)送部29、電源部27的方式而形成一體，也可對裝載傳感部26、傳感信號發(fā)送部29、電源部27的基板進(jìn)行樹脂模制而實(shí)現(xiàn)。
傳感信號發(fā)送部29具有天線29a和信號發(fā)送電路29b。電源部27由以無線方式接收電力的電力接收部28構(gòu)成。電力接收部28包括天線28a和接收電路28b。也可在電源部27的電源電路中，設(shè)置積蓄電力接收部28的接收電力的電容器，或蓄電池(圖中未示出)。
通過該傳感組件9和傳感信號接收器25，構(gòu)成無線傳感系統(tǒng)，該傳感信號接收器25按照與上述傳感組件9離開的方式設(shè)置。該傳感信號接收器25包括傳感信號接收部23和供電電力發(fā)送部22，該傳感信號接收部23接收從傳感組件9的傳感信號發(fā)送部29發(fā)送的信號，該供電電力發(fā)送部22以無線方式向電力接收部28發(fā)送動作電力。傳感信號接收部23由天線23a和接收電路構(gòu)成，供電電力發(fā)送部22由天線22a和發(fā)送電路構(gòu)成。
傳感組件9和傳感信號接收器25既可為1對1的關(guān)系，也可為相對1臺的傳感信號接收器25，進(jìn)行多個(gè)軸承1的傳感組件9的傳感信號的接收、供電電力的發(fā)送。通過改變傳感信號的發(fā)送頻率、進(jìn)行分時(shí)通信等方式，可通過傳感信號接收器25，識別多個(gè)傳感組件9的傳感信號。供電電力的發(fā)送的頻率對于各傳感組件9也可是相同的。
傳感信號發(fā)送部29和傳感信號接收部23之間，以及供電電力發(fā)送部22和電力接收部28之間的發(fā)送接收既可通過電磁波進(jìn)行，也可通過光波、紅外線、超聲波進(jìn)行，還可通過磁耦合方式進(jìn)行。在電磁波的場合，最好，進(jìn)行無線發(fā)送的傳感信號和供電電力的頻率為相互不同的頻率。在這里，供電電力的頻率由f1表示，傳感信號的頻率由f2表示。
傳感部26具有構(gòu)成旋轉(zhuǎn)傳感器20的磁性傳感器9A。旋轉(zhuǎn)傳感器20由脈沖環(huán)8，按照與其相對的方式設(shè)置的磁性傳感器9A構(gòu)成。在軸承1的兩個(gè)端部設(shè)置密封機(jī)構(gòu)7，對旋轉(zhuǎn)側(cè)圈2和固定側(cè)圈3之間進(jìn)行密封。脈沖環(huán)8通過位于軸承1的一個(gè)端部的密封機(jī)構(gòu)7的芯鐵18，安裝于旋轉(zhuǎn)側(cè)圈2的外周。脈沖環(huán)8像后述的實(shí)施例的圖8所示的那樣，為沿圓周方向磁極N、S并排，多極磁化的磁鐵、或設(shè)置齒輪狀的凹凸部的磁性體環(huán)等，沿周向產(chǎn)生周期性的變化。如果采用由多極磁鐵形成的脈沖環(huán)8和磁性傳感器9A的組合，則可構(gòu)成整體尺寸小，精度良好的旋轉(zhuǎn)傳感器。構(gòu)成脈沖環(huán)8的磁鐵也可為橡膠磁鐵、塑料磁鐵、燒結(jié)磁鐵等。
磁性傳感器9A不但可采用磁阻元件型傳感器(稱為“MR傳感器”)，還可采用霍爾元件型傳感器、磁通量閘門型磁性傳感器、MI傳感器等的有源磁性傳感器。其中，由于磁阻元件型的磁性傳感器可通過增加阻值減小耗電量，故對用于無線供電的場合是有利的。
傳感組件安裝機(jī)構(gòu)30由固定環(huán)31、插座部32和防抽出機(jī)構(gòu)33構(gòu)成，該固定環(huán)31在嵌合狀態(tài)安裝于固定側(cè)圈3上，上述插座部32設(shè)置于該固定環(huán)31上，按照可沿半徑方向插卸的方式嵌合傳感組件9，上述防抽出機(jī)構(gòu)33以彈性方式防止與插座部32嵌合的傳感組件9的抽出。傳感組件安裝機(jī)構(gòu)30的，比如，整體由金屬板或合成樹脂制成，或采用金屬材料和合成樹脂這兩者。
插座部32從軸承徑向的外側(cè)插入傳感組件9，由此可插入到規(guī)定深度，按照該規(guī)定深度，將傳感組件9定位。上述防抽出機(jī)構(gòu)33在規(guī)定深度位置，防止傳感組件9的抽出。該防抽出機(jī)構(gòu)33由設(shè)置于插座部32上的卡合片構(gòu)成，與傳感組件9的軸承徑向的外方端面，或設(shè)置于傳感組件9上的臺階面(圖中未示出)卡合。上述防抽出機(jī)構(gòu)33也可代替從插座部32突出的方式，而從固定環(huán)31突出。固定環(huán)31為與固定側(cè)圈3的外周或內(nèi)周嵌合的環(huán)部件。固定環(huán)31設(shè)置與設(shè)在固定側(cè)圈3上的周槽或凹部等卡合的部分(圖中未示出)，沿軸向定位。
另外，傳感組件9中的傳感部26除了磁性傳感器9A以外，也可具有檢測旋轉(zhuǎn)以外的檢測對象，比如，溫度、振動、加速度、軸承的預(yù)壓、荷載、轉(zhuǎn)矩等的傳感器。在此場合，各傳感器的信號通過重疊或分時(shí)，從上述傳感信號發(fā)送部9發(fā)送。
如果采用該結(jié)構(gòu)的帶有無線傳感器的軸承裝置，則通過傳感部26檢測的旋轉(zhuǎn)信號等的傳感信號通過傳感信號發(fā)送部29發(fā)送，另外，通過電力接收部28接收動作電力，進(jìn)行傳感部26和傳感信號發(fā)送部29的驅(qū)動。由此，沒有了構(gòu)成軸承1和傳感信號接收器25之間的信號線和電源線的布線，故可實(shí)現(xiàn)重量減輕，裝配性提高，以及避免斷線問題等的效果。由于進(jìn)行無線供電，故與發(fā)電的場合不同，在旋轉(zhuǎn)停止時(shí)或低速旋轉(zhuǎn)時(shí)，均實(shí)現(xiàn)傳感部6的旋轉(zhuǎn)檢測。
此外，由于傳感組件9通過傳感組件安裝機(jī)構(gòu)30，以可裝卸的方式安裝于軸承1上，故可從軸承1上簡單地取下傳感組件9。在此場合，由于沒有傳感信號用和電源用的布線，故布線不造成妨礙，取下的作業(yè)更進(jìn)一步容易。像這樣，通過能以可裝卸的方式安裝的傳感組件安裝機(jī)構(gòu)30和無線處理的疊加效果，實(shí)現(xiàn)傳感組件9的自由裝卸。由此，傳感組件9的取下，軸承1的維修容易實(shí)現(xiàn)，另外，在將傳感組件9更換為傳感器種類不同的組件，進(jìn)行其它的檢測對象的檢測的場合，也是簡單的。比如，在試驗(yàn)裝置等中，在打算檢測各種檢測對象的場合等時(shí)，也可容易將傳感組件更換為具有其它的檢測對象的傳感器的各種組件，檢測各種檢測對象。
圖2表示本發(fā)明的第2實(shí)施例。另外，在本實(shí)施例中，與圖1所示的第1實(shí)施例相對應(yīng)的部分采用同一標(biāo)號。在本實(shí)施例中，軸承1為單排的滾動軸承。在構(gòu)成內(nèi)圈的旋轉(zhuǎn)側(cè)圈2上，嵌合而支承有軸40。旋轉(zhuǎn)傳感器20為徑向型，其中，脈沖環(huán)8和磁性傳感器9A沿徑向面對，另外，在軸承1的外側(cè)，按照沿軸向并列的方式設(shè)置于軸承1上。脈沖環(huán)8通過芯鐵18，安裝于構(gòu)成內(nèi)圈的旋轉(zhuǎn)側(cè)圈的外周。磁性傳感器9A設(shè)置于傳感組件9上，傳感組件9通過傳感組件安裝機(jī)構(gòu)30安裝于固定側(cè)圈3上。
傳感組件安裝機(jī)構(gòu)30由固定環(huán)31、插座部32和防抽出機(jī)構(gòu)33構(gòu)成，該固定環(huán)31在嵌合狀態(tài)安裝于固定側(cè)圈3的內(nèi)周，上述插座部32設(shè)置于該固定環(huán)31上，按照可沿半徑方向插卸的方式嵌合傳感組件9，上述防抽出機(jī)構(gòu)33以彈性方式防止與插座部32嵌合的傳感組件9的抽出。插座部32由開設(shè)于固定環(huán)31上的嵌合孔構(gòu)成。在此場合，傳感組件9具有可插入該嵌合孔中的部分和不能插入的部分，不能插入的部分與固定環(huán)31的外周面卡合，由此，沿徑向定位。上述防抽出機(jī)構(gòu)33為從固定環(huán)31，呈折返狀突出的舌片。傳感組件安裝機(jī)構(gòu)30的，比如，整體由金屬板或合成樹脂制成，或采用金屬材料和合成樹脂這兩者。另外，在本實(shí)施例中，芯鐵18不構(gòu)成密封機(jī)構(gòu)，但是，也可根據(jù)需要，按照與第1實(shí)施例相同的方式構(gòu)成。
第2實(shí)施例的其它的結(jié)構(gòu)與圖1所示的第1實(shí)施例相同。同樣在第2實(shí)施例中，也可獲得與第1實(shí)施例相同的上述各種作用、效果。
圖3～圖8表示本發(fā)明的又一實(shí)施例。另外，在本實(shí)施例中，與圖1所示的第1實(shí)施例相對應(yīng)的部分采用同一標(biāo)號。本實(shí)施例用于從動輪支承用的車輪用軸承裝置。在圖3中，軸承1包括旋轉(zhuǎn)側(cè)圈2，該旋轉(zhuǎn)側(cè)圈2為互相通過滾動體4可自由旋轉(zhuǎn)的內(nèi)方部件；作為外方部件的固定側(cè)圈3。滾動體4按照多排設(shè)置，針對每排通過保持架5而保持。在固定側(cè)圈3的外周，具有車輛安裝法蘭3a，該固定側(cè)圈3通過車體安裝法蘭3a，固定于車體的轉(zhuǎn)向節(jié)等(圖中未示出)上。在旋轉(zhuǎn)側(cè)圈的外側(cè)端，具有車輪安裝法蘭2b，車輪(圖中未示出)通過螺栓6而安裝于車輪安裝法蘭2b上。旋轉(zhuǎn)側(cè)圈2包括輪轂圈2A、安裝于其內(nèi)側(cè)端的外周的內(nèi)圈2B，在輪轂圈2A和內(nèi)圈2B上形成有各排的軌道面2a。旋轉(zhuǎn)側(cè)圈2和固定側(cè)圈3之間的環(huán)狀空間的外側(cè)端通過密封機(jī)構(gòu)7而密封。
像作為圖3中的A部的放大剖視圖的圖5所示的那樣，在旋轉(zhuǎn)側(cè)、固定側(cè)圈2、3之間的環(huán)狀空間的內(nèi)側(cè)端，設(shè)置作為車輪旋轉(zhuǎn)速度的檢測用的被檢測部件的脈沖環(huán)8，按照與該脈沖環(huán)8非接觸地面對的方式，設(shè)置作為傳感組件9的磁性傳感器9A，該磁性傳感器9A檢測上述脈沖環(huán)8的磁變化。脈沖環(huán)8安裝于構(gòu)成內(nèi)方部件的旋轉(zhuǎn)側(cè)圈2上。傳感組件9通過傳感組件安裝機(jī)構(gòu)11，安裝于作為外方部件的固定側(cè)圈3上。通過傳感組件9所具有的磁性傳感器9A和脈沖環(huán)8，構(gòu)成旋轉(zhuǎn)傳感器20。
傳感組件安裝機(jī)構(gòu)11由非磁性體形成，呈覆蓋固定側(cè)圈3的端面的帽狀，在外周緣具有凸緣狀的固定環(huán)12，通過該固定環(huán)12，與固定側(cè)圈3的端部外徑面嵌合。由此，將旋轉(zhuǎn)側(cè)、固定側(cè)圈2、3之間的環(huán)狀空間的內(nèi)側(cè)密封(參照圖3)。傳感組件安裝機(jī)構(gòu)11基本呈平板的圓板狀，在外周緣上形成上述固定環(huán)12。在這里，傳感組件安裝機(jī)構(gòu)11由金屬板制成，但是也可由樹脂制成。在由樹脂制成的場合，也可嵌入芯鐵。在由金屬板制成的場合，非磁性體的金屬板可采用奧氏體系不銹鋼，比如，最好采用JIS規(guī)格的SUS304。圖4為從內(nèi)側(cè)觀看作為圖3的車輪用軸承裝置的軸承1的側(cè)視圖。像該圖4所示的那樣，插座部32A可沿圓周方向設(shè)置于1個(gè)部位，但是，也可沿圓周方向設(shè)置于多個(gè)部位。在此場合，可將多個(gè)種類不同的傳感器安裝于軸承1上，還可謀求軸承1的高智能處理。另外，也可安裝同一類型的傳感器。
在該傳感組件安裝機(jī)構(gòu)11上，像圖6的立體圖那樣，成一體地形成傳感器支承突片13，該傳感器支承突片13由彎折片構(gòu)成，該彎折片從其外周緣的固定環(huán)12的前端而突出，向內(nèi)側(cè)延伸而彎折。在傳感器支承突片13上，設(shè)置有嵌合孔14，該嵌合孔14按照可沿軸承徑向插卸的方式嵌合傳感組件9；防抽出機(jī)構(gòu)15，該防抽出機(jī)構(gòu)15將傳感組件9沿軸承的軸向和徑向定位。該防抽出機(jī)構(gòu)15由作為突片的彎曲部15a和卡合彎折部15b構(gòu)成，該彎曲部15a從上述傳感器支承突片13的前端進(jìn)一步延伸，彎曲地形成于軸承徑向的內(nèi)端側(cè)，該卡合彎折部15b從上述彎曲部15a的前端按照截面呈L字形的方式彎折，與形成于傳感組件9的背面下半部的卡合凹部10(參照圖7)卡合。另外，在傳感組件安裝機(jī)構(gòu)11中的嵌合孔14的軸承徑向的靠近內(nèi)端的位置，一對限制突壁17按照向內(nèi)側(cè)突出的方式設(shè)置，該對限制突壁17托住插入該嵌合孔14中的傳感組件9的兩側(cè)部，限制傳感組件9沿軸承圓周方向的錯(cuò)位。插座部32A由該限制突壁17和傳感器支承突片13構(gòu)成。
傳感組件安裝機(jī)構(gòu)11包括傳感器支承突片13和防抽出機(jī)構(gòu)15，其整體通過由金屬板進(jìn)行沖壓加工的方式而成一體形成。限制突壁17既可與傳感組件安裝機(jī)構(gòu)11成一體成形，也可安裝于傳感組件安裝機(jī)構(gòu)11上。另外，傳感器支承片13和防抽出機(jī)構(gòu)15也可作為單獨(dú)件，安裝于傳感組件安裝機(jī)構(gòu)11上。
脈沖環(huán)8為環(huán)狀的部件，沿圓周方向交替地形成S、N的磁極，由橡膠磁鐵、塑料磁鐵、燒結(jié)磁鐵等的多極磁鐵構(gòu)成。該脈沖環(huán)8與環(huán)狀的芯鐵18成一體地形成，通過芯鐵18而安裝于旋轉(zhuǎn)側(cè)圈2的外周面上。芯鐵18的截面呈L字狀，在朝向其立片部的內(nèi)側(cè)的面上，固定上述脈沖環(huán)8。
在傳感組件9中，像圖7(A)、(B)的側(cè)視圖和主視圖的所示的那樣，檢測脈沖環(huán)8的磁性傳感器9A與圖1所示的傳感信號發(fā)送部29和電源部28一起，設(shè)置于傳感器外殼部9B的內(nèi)部。磁性傳感器9A設(shè)置于傳感器外殼體9B的軸承徑向的內(nèi)端附近的內(nèi)部。該傳感器外殼部9B既可為樹脂等的外殼，也可為埋入磁性傳感器9A的樹脂模制體。
在傳感組件9的背面，即，與脈沖環(huán)8的相對面相反一側(cè)的面上，設(shè)置有與防抽出機(jī)構(gòu)15卡合的卡合凹部10。該卡合凹部10形成槽狀凹部，該槽狀凹部位于傳感組件9的寬度方向(即，軌道圈圓周方向)的全寬范圍內(nèi)。本實(shí)施例的其它的結(jié)構(gòu)與圖1所示的第1實(shí)施例相同。
如果采用該結(jié)構(gòu)的帶有無線傳感器的軸承裝置，由于固定側(cè)圈3的一端的開口由傳感組件安裝機(jī)構(gòu)11覆蓋，在其外部支承傳感組件9，故不必在傳感組件9的安裝部上設(shè)置將軸承內(nèi)部進(jìn)行密封的密封環(huán)等的密封機(jī)構(gòu)。即，在貫穿單獨(dú)設(shè)置的蓋體，比如，將圓柱狀的傳感組件安裝于蓋體上的場合，在該安裝部的貫穿孔處，必須要求密封環(huán)這樣的密封機(jī)構(gòu)，而在圖5的結(jié)構(gòu)的場合，不需要這樣的密封機(jī)構(gòu)。另外，由于在設(shè)在傳感組件安裝機(jī)構(gòu)11上的傳感器支撐突片13上設(shè)置傳感組件9的嵌合孔14和防抽出機(jī)構(gòu)15，故能以可裝卸且容易的方式將傳感組件9安裝于軸承裝置上。插入嵌合孔14中的傳感組件9沿圓周方向的運(yùn)動通過一對限制突壁17限制，并且半徑方向和軸向的移動通過防抽出機(jī)構(gòu)15的按壓而限制。防抽出機(jī)構(gòu)15中的卡合彎折部15b與傳感組件9的卡合凹部10卡合，由此，確實(shí)實(shí)現(xiàn)傳感組件9沿徑向的位置限制，防止抽出。另外，由于固定側(cè)圈3的內(nèi)側(cè)的開口通過傳感組件安裝機(jī)構(gòu)11覆蓋，可防止軸承內(nèi)的異物、泥水等的侵入，可廢除設(shè)置于旋轉(zhuǎn)側(cè)和旋轉(zhuǎn)側(cè)圈2、3之間的環(huán)狀空間的端部的過去的密封機(jī)構(gòu)。通過該廢除，減輕了軸承的旋轉(zhuǎn)阻力，還導(dǎo)致發(fā)動機(jī)的燃料費(fèi)用的提高。由于傳感組件安裝機(jī)構(gòu)11同時(shí)用作軸承空間的密封和傳感器支承突片13、防抽出機(jī)構(gòu)15安裝于固定側(cè)圈3上的機(jī)構(gòu)，故部件數(shù)量削減，結(jié)構(gòu)簡化。另外，由于傳感器支承突片13為彎折片，通過從其進(jìn)一步延伸的突片，構(gòu)成防抽出機(jī)構(gòu)15，故可將傳感組件安裝機(jī)構(gòu)11與傳感器支承突片13和防抽出機(jī)構(gòu)15一起，通過由金屬板進(jìn)行沖壓加工等的方式成一體形成，容易更進(jìn)一步地制造。由此，可降低成本。
傳感組件9按照在傳感安裝機(jī)構(gòu)11的圓板部分介于中間的狀態(tài)，與脈沖環(huán)8相對的方式設(shè)置，但是，傳感組件安裝機(jī)構(gòu)11由非磁性體形成，故傳感組件9的脈沖環(huán)8的檢測不因傳感組件安裝機(jī)構(gòu)11而受到妨礙。如果傳感安裝機(jī)構(gòu)11的板厚較大，由于從傳感組件9到脈沖環(huán)8的空隙增加，檢測精度降低，故傳感組件安裝機(jī)構(gòu)11的板厚可盡可能地薄，最好在1mm或以下。
另外，像這樣，在車輪用軸承裝置中，在采用具有電力接收部28的傳感組件9的場合，沒有車輪與車體之間的導(dǎo)線，故可實(shí)現(xiàn)重量減輕，裝配性提高，以及避免飛石造成的導(dǎo)線斷線的故障等的效果。由于實(shí)現(xiàn)無線供電，故與發(fā)電的場合不同，在旋轉(zhuǎn)停止時(shí)或低速旋轉(zhuǎn)時(shí)，均實(shí)現(xiàn)傳感部26的旋轉(zhuǎn)檢測。
本實(shí)施例用于從動輪用的車輪用軸承，但是，本發(fā)明也與上述相同，可用于驅(qū)動車輪支承用的車輪用軸承裝置。
此外，在上述各實(shí)施例中，傳感組件9中的電源部27具有無線的電力接收部28，但是，電源部27既可為電池，也可為發(fā)電機(jī)構(gòu)。發(fā)電機(jī)構(gòu)除了旋轉(zhuǎn)型的發(fā)電機(jī)以外，還可為將光轉(zhuǎn)換為電的太陽能電池等的光電轉(zhuǎn)換元件、或?qū)徂D(zhuǎn)換為電的帕爾帖(Peltier)元件等的熱電轉(zhuǎn)換元件。另外，電源部27也可為通過布線，從外部獲得電源的類型。
權(quán)利要求
1.一種帶有無線傳感器的軸承裝置，該帶有無線傳感器的軸承裝置包括具有固定側(cè)圈和旋轉(zhuǎn)側(cè)圈的軸承；傳感組件；傳感組件安裝機(jī)構(gòu)，該傳感組件安裝機(jī)構(gòu)以可裝卸的方式將上述傳感組件安裝于上述軸承的上述固定側(cè)圈上，在上述傳感組件中，將對檢測對象進(jìn)行檢測的傳感部、發(fā)送該傳感部所輸出的傳感信號的信號發(fā)送電路、發(fā)送天線形成一體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有無線傳感器的軸承裝置，其特征在于在上述傳感組件中，驅(qū)動上述傳感部和信號發(fā)送電路的電源部具有以無線方式接收電力的電力接收部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有無線傳感器的軸承裝置，其特征在于在上述傳感組件中，驅(qū)動上述傳感部和信號發(fā)送電路的電源部具有電池或發(fā)電機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有無線傳感器的軸承裝置，其特征在于上述傳感部為旋轉(zhuǎn)傳感器，該旋轉(zhuǎn)傳感器具有沿圓周方向產(chǎn)生周期的磁變化的脈沖環(huán)、按照與該脈沖環(huán)面對的方式安裝的磁性傳感器，上述傳感組件具有上述旋轉(zhuǎn)傳感器中的磁性傳感器，上述脈沖環(huán)安裝于上述旋轉(zhuǎn)側(cè)圈上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有無線傳感器的軸承裝置，其特征在于上述傳感組件安裝機(jī)構(gòu)包括固定環(huán)，該固定環(huán)以嵌合狀態(tài)安裝于固定側(cè)圈上；插座部，該插座部設(shè)置于上述固定環(huán)上，按照可沿半徑方向插卸的方式嵌合上述傳感組件；防抽出機(jī)構(gòu)，該防抽出機(jī)構(gòu)設(shè)置于上述固定環(huán)或插座部上，以彈性方式防止與上述插座部嵌合的傳感組件的抽出。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有無線傳感器的軸承裝置，其特征在于上述軸承為在固定側(cè)圈和旋轉(zhuǎn)側(cè)圈的軌道圈之間介設(shè)多個(gè)滾動體的滾動軸承。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的帶有無線傳感器的軸承裝置，其特征在于該軸承裝置為車輪用軸承裝置，上述滾動軸承包括外方部件，該外方部件具有多排軌道面，構(gòu)成上述固定側(cè)圈；內(nèi)方部件，該內(nèi)方部件具有與上述軌道面相對的軌道面，構(gòu)成上述旋轉(zhuǎn)側(cè)圈；介設(shè)于相對的兩排軌道面之間的多個(gè)滾動體，上述滾動軸承以可旋轉(zhuǎn)的方式將車輪支承于車體上。
全文摘要
本發(fā)明的課題在于提供一種帶有無線傳感器的軸承裝置，該帶有無線傳感器的軸承裝置通過可裝卸的傳感組件安裝機(jī)構(gòu)和無線處理的疊加效果，布線不造成妨礙地容易進(jìn)行傳感器相對軸承的裝卸。該帶有無線傳感器的軸承裝置包括具有固定側(cè)圈(3)和旋轉(zhuǎn)側(cè)圈(2)的軸承(1)、傳感組件(9)、以可裝卸的方式將該傳感組件(9)安裝于軸承(1)的固定側(cè)圈(3)上的傳感組件安裝機(jī)構(gòu)(30)。在傳感組件(9)中，對檢測對象進(jìn)行檢測的傳感部(26)、信號發(fā)送電路(29b)、發(fā)送天線(29a)形成一體。在傳感組件(9)中，電源部(27)不需要與外部布線，具有比如，以無線方式接收電力的電力接收部(28)，或者電池或發(fā)電機(jī)構(gòu)。
文檔編號H04Q9/00GK1856661SQ200480027688
公開日2006年11月1日 申請日期2004年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月26日
發(fā)明者佐橋弘二, 岡田浩一, 水谷政敏 申請人:Ntn株式會社