磁化脉冲环和具有磁化脉冲环的带传感器的滚动轴承设备.pdf

磁化体是粘结磁铁并通过一体注射成型而固定到支承构件。轴向向外延伸的弯曲部形成在该支承构件的朝向外的凸缘部上。防脱落凹部由弯曲部和朝向外的凸缘部构成。磁化体进入该凹部。由此，防止磁化体相对于支承构件进行相对移动。

1.  一种磁化脉冲环，设有支承构件和盘状磁化体，所述支撑构件具有圆柱部和设置在所述圆柱部的端部处的朝向外的凸缘部，所述盘状磁化体设置在所述支承构件的所述朝向外的凸缘部上，所述磁化脉冲环，其中所述磁化体是粘结磁铁，并通过一体注射成型而固定到所述支承构件；在所述朝向外的凸缘部上形成沿轴向向外延伸的弯曲部；在包括所述弯曲部的所述朝向外的凸缘部中形成防脱落凹部；以及通过使所述磁化体的径向外缘部进入此凹部来防止所述磁化体相对于所述支承构件的相对移动。

2.  根据权利要求1所述的磁化脉冲环，其中所述朝向外的凸缘部的径向外缘部形成得较薄，其中形成由从所述径向外缘部连续以便沿轴向向外延伸的圆柱部和从所述圆柱部的轴向向外端部连续的朝向内的凸缘部构成的所述弯曲部；并且其中通过将所述朝向内的凸缘部设置在所述弯曲部中，由所述朝向外的凸缘部的所述径向外缘部和所述弯曲部构成所述防脱落凹部。

3.  根据权利要求1所述的磁化脉冲环，其中所述朝向外的凸缘部的径向外缘部形成得较薄；所述弯曲部形成为成锥形以致从此径向外缘部连续；并且其中通过使所述弯曲部成锥形使得所述弯曲部的直径朝着其轴向向外端逐渐变小，从而由所述朝向外的凸缘部的所述径向外缘部和所述弯曲部构成所述防脱落凹部。

4.  根据权利要求1所述的磁化脉冲环，其中所述弯曲部形成为圆筒状以致从所述朝向外的凸缘部的径向外缘部连续；并且其中通过使所述径向外缘部与所述弯曲部之间的边界部的内表面凹入来形成所述防脱落凹部。

5.  根据权利要求1所述的磁化脉冲环，其中所述弯曲部形成为圆筒状以致从所述朝向外的凸缘部的径向外缘部连续；并且其中通过使所述弯曲部的内表面凹入来形成所述防脱落凹部。

6.  一种配备传感器的滚动轴承设备，所述滚动轴承设备包括：滚动轴承，所述滚动轴承被构造为具有一对同轴布置的环和置于所述环之间的多个滚动元件；传感器装置，所述传感器装置被构造为具有磁性传感器并被固定到所述环中的一个环上；以及根据权利要求1的磁化脉冲环，所述磁化脉冲环被构造为连接到所述环中的另一个环上，其中所述磁化脉冲环构成由所述传感器装置检测的部分。

磁化脉冲环和具有磁化脉冲环的带传感器的滚动轴承设备
技术领域
本发明涉及一种用于在具有能够检测旋转速度的传感器的滚动轴承设备等中使用的磁化脉冲环。
背景技术
铁路车辆或机动车辆使用具有传感器的滚动轴承设备，如图6中所示，以便支承轮轴或旋转轴用于将旋转传输到轮轴，并且检测轮轴或旋转轴的旋转速度(见专利文献1)。
如图6中所示，具有传感器的滚动轴承设备具有滚动轴承(41)、附接到该滚动轴承41的传感器设备(42)以及用作待检测部分的磁化脉冲环(43)。
滚动轴承(41)具有用作固定环的外环(44)、用作旋转环的内环(45)以及布置在外环(44)与内环(45)之间并用作多个滚动元件的多个球(46)。
磁化脉冲环(43)由固定到内环(45)的支承构件(47)以及设置在该支承构件(47)上的磁化体(48)构成。
传感器设备(42)具有固定到外环(44)的外壳(49)和设置在外壳(49)中的磁性传感器(50)，并且从轴向外侧与磁化脉冲环(43)相对。
磁化脉冲环(43)的支承构件(47)由装配到内环(45)的外周上的圆柱部(47a)以及设置在圆柱部(47a)的右端部处的朝向外的凸缘部(47b)构成，并相对于磁性传感器(50)进行相对旋转，以由此产生磁通密度变化。
有时，这种磁化脉冲环形成与密封设备成一体的构造。作为使用该磁化脉冲环的具有传感器的滚动轴承设备，具有已知的滚动轴承设备，该设备由下述部分构成：具有固定环(52)、旋转环(53)和布置在两个环(52、53)之间的滚动元件(54)的滚动轴承(51)；具有嵌合固定到固定环(52)的芯(56)和附接到该芯(56)的弹性密封(57)的固定侧密封构件(55)；具有嵌合固定到旋转环(53)的圆柱部(59)以及连接到该圆柱部(59)的轴向端部并朝着固定侧密封构件(55)延伸的凸缘部(60)的旋转侧密封构件(58)；通过固定侧密封构件(55)经由树脂(62)支承的传感器(61)；以及设置在旋转侧密封构件(58)的凸缘部(60)的侧面上的磁化体(63)，如图7中所示(专利文献2)。在该具有传感器的滚动轴承设备中，旋转侧密封构件(58)和磁化体(63)对应于磁化脉冲环。该具有传感器的滚动轴承设备的优点在于：能预先对带有传感器(61)的固定侧密封构件(55)和带有磁化体(62)的旋转侧密封构件(磁化脉冲环)(58)进行组装(包装)。
专利文献1：JP-A-2003-279587
专利文献2：JP-A-2005-098387
发明内容
本发明要解决的问题
在上述磁化脉冲环中，有时，通过使用橡胶作为粘合剂来使磁粉磁化而形成的磁化体被异物等损坏。上述磁化脉冲环的制造需要将磁化体粘结到支承构件的过程。由此，上述磁化脉冲环的制造成本高。
因而，考虑到通过使用树脂粘结磁铁作为磁化体在该磁化体上执行一体注射成型以将磁化体固定到支承构件来提高抗擦伤性，并且通过缩短制造过程来降低成本。然而，在使用树脂粘结磁铁的情形中，磁铁对于抵抗热冲击而言相对较弱。因而，难以将磁化体固定到支承构件。
本发明的目的是提供一种磁化脉冲环，该磁化脉冲环能够通过使用树脂粘结磁铁作为磁化体并通过将该磁化体固定到支承构件来提高抗擦伤性，以通过缩短磁化脉冲环的制造过程来降低其成本；以及在使用树脂粘结磁铁的情形中，确保增强耐热冲击性和磁化体的固定。
解决问题的手段
根据本发明的磁化脉冲环由具有圆柱部和设置在该圆柱部的端部处的朝向外的凸缘部的支承构件以及设置在该支承构件的朝向外的凸缘部上的盘状磁化体构成。该磁化脉冲环的特征在于：磁化体是粘结磁铁，并通过一体注射成型而固定到支承构件；轴向向外延伸的弯曲部形成在朝向外的凸缘部上；防上脱落凹部形成在包括该弯曲部的朝向外的凸缘部中；以及通过使磁化体的径向外缘部进入该凹部来防止磁化体相对于支承构件的相对移动。
铁素体粉+PPS(聚苯硫醚树脂)、铁素体粉+PA66(聚酰胺树脂)、稀土磁粉+PPS、稀土磁粉+PA66、铁素体粉+稀土磁粉+PPS、铁素体粉+稀土磁粉+PA66等适合于作为树脂粘结磁铁的材料。也能采用磁粉和树脂的其它类型的组合作为树脂粘结磁铁的材料。此外，能将诸如玻璃纤维的加强物添加到树脂。诸如SUS430的铁素体不锈钢适合于作为支承构件的材料。
树脂粘结磁铁与支承构件(挡油环)一体注射成型。随后，通过磁化设备使树脂粘结磁铁磁化，以使N极和S极均匀间隔布置。
通过使弯曲部形成卷绕磁化体的形状，防脱落凹部能由支承构件的朝向外的凸缘部构成。防止脱离凹部能通过切掉支承构件的朝向外的凸缘部的和/或弯曲部的内表面的一部分来形成。作为前一情形的示例，磁化脉冲环能构造为使得朝向外的凸缘部的径向外缘部形成得较薄；形成由从径向外缘部连续以致轴向向外延伸的圆柱部和从该圆柱部的轴向向外端部连续的朝向内的凸缘部构成的弯曲部；以及通过将朝向内的凸缘部设置在弯曲部中，防脱落凹部由朝向外的凸缘部的径向外缘部和弯曲部构成。可替代地，磁化脉冲环能构造为使得朝向外的凸缘部的径向外缘部形成得较薄；弯曲部形成为成锥形以致从该径向外缘部连续而形成；以及通过使弯曲部成锥形，以致弯曲部朝着其轴向向外端的直径逐渐变小，防上脱落凹部由朝向外的凸缘部的径向外缘部和弯曲部构成。此外，作为后一情形的例子，磁化脉冲环能构造为使得弯曲部形成为圆筒状以致从朝向外的凸缘部的径向外缘部连续；以及通过使径向外缘部与弯曲部之间的边界部的内表面凹入来形成防脱落凹部。可替代地，磁化脉冲环能构造为使得弯曲部形成为圆筒状以致从朝向外的凸缘部的径向外缘部连续；以及通过使弯曲部的内表面凹入来形成防脱落凹部。
防脱落凹部的每一个是环形形状。然而，为了进一步增强防止磁化体脱落的效果(防止磁化体进行相对移动的效果)，除了该环形凹部之外，能在支承构件的周向方向以预定间隔形成凹部(锯齿)，或者在支承构件中形成一个或多个凹口。
根据本发明的磁化脉冲环能在配备传感器的滚动轴承设备中适当地使用，该滚动轴承设备设有滚动轴承、传感器装置以及磁化脉冲环，该滚动轴承被构造为具有一对同轴布置的环和置于所述环之间的多个滚动元件，该传感器装置构造为具有磁性传感器并固定到所述环中的一个上，而该磁化脉冲环连接到所述环中的另一个上，以致磁化脉冲环构成待通过该传感器装置检测的部分。
本发明的优点
根据本发明的磁化脉冲环，磁化体是粘结磁铁。因而，能够增强抗擦伤性。通过进行一体注射成型使磁化体固定到支承构件。由此，通过缩短制造过程能够降低成本。此外，防脱落凹部形成在包括弯曲部的朝向外的凸缘部上。磁化体进入该凹部。由此，解决了磁化体的脱落趋势，而这在使用树脂粘结磁铁的情形中成为问题。
附图说明
图1是示出根据本发明的磁化脉冲环的第一实施例的剖视图。
图2是示出根据本发明的磁化脉冲环的第二实施例的剖视图。
图3是示出根据本发明的磁化脉冲环的第三实施例的剖视图。
图4是示出根据本发明的磁化脉冲环的第四实施例的剖视图。
图5是示出与根据本发明的磁化脉冲环相比的比较例的剖视图。
图6是示出具有传感器的滚动轴承设备的例子的剖视图，根据本发明的磁化脉冲环应用于该滚动轴承设备。
图7是示出具有传感器的滚动轴承设备的另一例子的剖视图，根据本发明的磁化脉冲环应用于该滚动轴承设备。
具体实施方式
下文，参照附图来描述本发明的实施例。
图5示出了与根据本发明的磁化脉冲环相对应的比较例。在下面的描述中，假设右和左分别表示每附图中的右和左。
如图5中所示，磁化脉冲环(1)由固定到内环的支承构件(11)和设置在支承构件(11)上的磁化体(12)构成。
支承构件(11)由装配到内环的外周上的圆柱部(13)和设置在圆柱部(13)的右端部上的朝向外的凸缘部(14)构成。
磁化体(12)是树脂粘结磁铁，并通过一体注射成型而固定在支承构件(11)的凸缘部(14)的右侧面的全周上。
与凸缘部(14)的外周接合的截面为倒L型防脱落部(15)设置在磁化体(12)的外周上。通过防脱落部(15)来防止磁化体(12)脱落支承构件(11)。
在上述构造中，支承构件(11)由诸如不锈钢的金属制成。由此，由树脂粘结磁铁构成的磁化体(12)和支承构件(11)在线性膨胀系数方面彼此不同。因而，在热膨胀或热收缩处，磁化体(12)和支承构件(11)在变形量方面彼此不同。磁化体(12)容易由于热冲击而受到破坏。较具体地，与磁化体(12)的另一部分(有孔的圆盘状信号输出部)相比，形成在磁化体12上的防脱落部(15)较弱。应力容易集中到防脱落部。因此，防脱落部(15)是抵抗热冲击的最弱部分。因而，根据本发明的磁化脉冲环能够防止其脱落，如将在下面描述的。由此，能使防止脱落和抵抗热冲击的对策彼此相容。
图1示出了根据本发明的磁化脉冲环的第一实施例。
如该图中所示，磁化脉冲环(2)由固定到内环的外周的支承构件(11)和设置在支承构件(11)上的磁化体(12)构成。
支承构件(11)由装配到内环的外周上的圆柱部(13)和设置在圆柱部(13)的右端部处的朝向外的凸缘部(14)构成。
磁化体(12)是树脂粘结磁铁，并通过一体注射成型而固定在支承构件(11)的朝向外的凸缘部(14)的右侧面的全周上。
朝向外的凸缘部(14)的径向外缘部(14a)形成得较薄。由从该径向外缘部(14a)连续以便向右(轴向向外)延伸的圆柱部(薄部)(21a)和从圆柱部(21a)的右端连续的朝向内的凸缘部(21b)构成的弯曲部(21)形成在径向外缘部(14a)上。弯曲部(21)具有与朝向外的凸缘部(14)的薄部(14a)大致相同的厚度，以致能够通过压力加工而容易地形成。因为朝向内的凸缘部(21b)形成在弯曲部(21)上，所以环形防脱落凹部(22)由朝向外的凸缘部(14)的径向外缘部(14a)和弯曲部(21)构成。磁化体(12)的径向外缘部进入该凹部(22)。由此，防止磁化体(12)相对于支承构件(11)进行相对移动。顺便提及，通过将朝向外的凸缘部(14)的径向外缘部(14a)制成得较薄来补偿由于弯曲部(21)的朝向内的凸缘部(21b)引起的磁化体(12)的径向外缘部的总厚度的减小。磁化体(12)的径向外缘部装配到薄部(14a)和弯曲部(21)的每一个中，从而磁化体(12)和支承构件(11)的径向外缘部的轴向总厚度与其它部分(例如，磁化体(12)和支承构件(11)的径向内缘部)相等。由此，能防止磁化体(12)在轴向和径向方向脱落。也就是说，因为上述磁化体(12)的径向外缘部装配到凸缘部(21b)中，所以能防止磁化体(12)在轴向方向脱落。因为上述磁化体(12)的径向外缘部装配到薄部(14a)中，所以能防止磁化体(12)在径向方向脱落。
图2示出了根据本发明的磁化脉冲环的第二实施例。
如图2中所示，磁化脉冲环(3)由固定到内环的外周的支承构件(11)和设置在该支承构件(11)上的磁化体(12)构成。
支承构件(11)由装配到内环的外周上的圆柱部(13)和设置在圆柱部(13)的右端部上的朝向外的凸缘部(14)构成。
磁化体(12)是树脂粘结磁铁，并通过一体注射成型而固定在支承构件(11)的朝向外的凸缘部(14)的右侧面的全周上。
朝向外的凸缘部(14)的径向外缘部(14a)形成得较薄。锥形弯曲部(23)从该径向外缘部(薄部)(14a)连续形成。弯曲部(23)具有与朝向外的凸缘部(14)的薄部(14a)大致相同的厚度，以致能够通过压力加工容易形成。弯曲部(23)的锥形部使得朝着右端(轴向向外)其直径逐渐变小。由此，环形防脱落凹部(24)由朝向外的凸缘部(14)的径向外缘部(14a)和弯曲部(23)构成。磁化体(12)的径向外缘部进入该凹部(24)。由此，防止磁化体(12)相对于支承构件(11)进行相对移动。通过使朝向外的凸缘部(14)的径向外缘部(14a)制成得较薄来使磁化体(12)的径向外缘部的总厚度比磁化体(12)的其它部分更厚。也就是说，与第一实施例相似，第二实施例构造为使得弯曲部(23)和薄部(14a)防止磁化部分在轴向方向和径向方向脱落。
图3示出了根据本发明的磁化脉冲环的第三实施例。
如该图中所示，磁化脉冲环(4)由固定到内环的外周的支承构件(11)和设置在支承构件(11)上的磁化体(12)构成。
支承构件(11)由装配到内环的外周上的圆柱部(13)和设置在圆柱部(13)的右端部处的朝向外的凸缘部(14)构成。
磁化体(12)是树脂粘结磁铁，并通过一体注射成型而固定在支承构件(11)的朝向外的凸缘部(14)的右侧面的全周上。
圆筒状弯曲部(25)形成为从朝向外的凸缘部(14)的径向外缘部(14a)连续。通过使径向外缘部(14a)与弯曲部(25)之间的边界部的内表面凹入而形成环形防脱落凹部(26)。由此，因为磁化体(12)的径向外缘部进入此处，所以防止磁化体(12)相对于支承构件(11)进行相对移动(例如，防止磁化体(12)在轴向和径向方向的脱落)。
图4示出了根据本发明的磁化脉冲环的第四实施例。
如该图中所示，磁化脉冲环(5)由固定到内环的外周的支承构件(11)和设置在支承构件(11)上的磁化体(12)构成。
支承构件(11)由装配到内环的外周上的圆柱部(13)和设置在圆柱部(13)的右端部处的朝向外的凸缘部(14)构成。
磁化体(12)是树脂粘结磁铁，并通过一体注射成型而固定在支承构件(11)的朝向外的凸缘部(14)的右侧面的全周上。
圆筒状弯曲部(27)形成为从朝向外的凸缘部(14)的径向外缘部(14a)连续。通过使弯曲部(27)的内周面凹入形成环形防脱落凹部(28)。由此，因为磁化体(12)的径向外缘部进入该凹部(28)，所以防止磁化体(12)相对于支承构件(11)进行相对移动。
顺便提及，弯曲部和防脱落凹部的形状不限于上述情形。此外，能在支承构件(11)的周向或径向方向以预定间隔适当地形成凹口和锯齿，从而增强防止磁化体(12)相对于支承构件(11)的相对移动的效果。利用该结构，防止磁化体(12)在轴向方向和径向方向脱落。
尽管未示出，但是与图6中示出的情形相似，根据本发明的每个实施例的磁化脉冲环在配备传感器的滚动轴承设备中使用。配备传感器的滚动轴承装置具有滚动轴承和设置在该滚动轴承上的传感器装置。磁化脉冲环被用作待通过该传感器装置检测的部分。
滚动轴承具有用作固定环的外环和布置在外环与内环之间的用于滚动元件的多个球。顺便提及，代替球，使用滚筒作为滚动元件的滚动轴承能使用根据每个实施例的磁化脉冲环作为待通过传感器装置检测的部分。
传感器装置具有固定到外环的外壳和设置在该外壳中的磁性传感器。传感器装置制造为从轴向外侧面向磁化脉冲环。由此，通过磁性传感器来检测磁化脉冲环的旋转。