專利名稱：帶傳感器的滾動(dòng)軸承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶傳感器的滾動(dòng)軸承，包括一檢測轉(zhuǎn)動(dòng)次數(shù)等的傳感 器，并涉及一種轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)檢測裝置。
背景技術(shù)：
此前，作為帶傳感器的滾動(dòng)軸承，已有披露在JP-A-63-111416、 JP-A-7-325098、 JP-A-7-311212、 JP-A-10-311740,等等之中的那些。
披露在JP-A-63-111416之中的帶傳感器的滾動(dòng)軸承包括具有設(shè)置在內(nèi) 圈和外圈的對(duì)置兩表面中任何一面上、具有預(yù)定圖形磁化強(qiáng)度的磁性材料 層，以及裝在另一面上的磁性傳感器。磁性材料層具有沿周向設(shè)置的多個(gè) 圖形的石茲化部分。
披露在JP-A-7-325098之中的帶傳感器的滾動(dòng)軸承如前述文件之中那 樣包括設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)圈上的磁化部分和設(shè)置在靜止圈上的磁性傳感器，并具 有內(nèi)圈與外圈之間的加大間隙以提供一 個(gè)加大的空間，在其中裝放^f茲化部 分和傳感器。
所有這些結(jié)構(gòu)都包括一傳感器，其裝在外圈上，外圈是帶有一卡持體 的靜止圈；以及一檢測件，諸如一多極磁鐵，其安裝在內(nèi)圈上，內(nèi)圈是轉(zhuǎn) 動(dòng)圈。
其次，圖45圖示披露在JP-A-7-311212之中的一種帶傳感器的滾動(dòng)軸 承1090。滾動(dòng)軸承1090包括滾珠1093,其可滾動(dòng)地卡持在外圈1091與內(nèi) 圈1092之間。在軸向一側(cè)上設(shè)置密封件1094。在對(duì)置于密封件的端部表面 上，傳感器1096設(shè)置在具有卡持件1095的外圈1091上，而4企測件1099 設(shè)置在具有卡持件1098的內(nèi)圈1092上。
裝在外圈1091上的卡持件1095具有安裝部分1095a，其配裝在外圈 1091內(nèi)表面上；凸緣部分1095b,其連接于安裝部分1095a，并沿徑向向外 伸展；以及傳感器卡持部分1095c，連接于凸緣部分1095b而沿軸向伸展。 凸緣部分1095b蓋住外圈1091端部表面的全部面積。在傳感器卡持部分 1095c的內(nèi)表面上卡持著傳感器1096。
裝在內(nèi)圈1092上的卡持件1098制成得具有L形截面，包括圓筒形部 分，配裝在內(nèi)圈1092外表面上，以及檢測件卡持部分，從圓筒形部分沿徑 向向外伸展；且卡持件1098以這樣的配置卡持^r測件1099,即^r測件1099 沿軸向?qū)χ糜趥鞲衅?096而其間具有些微間隙。
一般，帶傳感器的軸承用作檢測轉(zhuǎn)動(dòng)物體諸如軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)速度、方向 或角度的一種轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)檢測裝置。轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)檢測裝置包括一轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器， 設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)物體外側(cè)，以及檢測件，其周期性地設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)物體的表面上。 轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器可根據(jù)檢測材料的檢測周期和檢測材料的配置周期來計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng) 物體的轉(zhuǎn)動(dòng)速度、方向和角度。
JP-A-9-42994披露了一種旋轉(zhuǎn)樞軸軸承，它包括一回轉(zhuǎn)角度檢測器。 這種回轉(zhuǎn)角度檢測器包括一標(biāo)尺和一傳感器，各自裝在作為軸承座圏的內(nèi) 圈和外圈上。標(biāo)尺具有各N極和各S極，它們交替地沿著轉(zhuǎn)軸的周邊配置。 傳感器感受各N極和各S極的磁力以檢測各脈沖信號(hào)并數(shù)出脈沖信號(hào)的次 數(shù)。信號(hào)轉(zhuǎn)換器按照脈沖信號(hào)的次數(shù)轉(zhuǎn)換脈沖信號(hào)為角度數(shù)據(jù)并顯示角度 數(shù)據(jù)。
JP-A-7-218239披露了 一種帶轉(zhuǎn)動(dòng)角度檢測器的軸承，包括一格柵圖形， 設(shè)置在軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)圈上；多個(gè)LED,設(shè)置得對(duì)置于格柵圖板；以及多個(gè)檢 測光線的PD,光線由一光源發(fā)出并由前面提及的圖形予以修正。由多個(gè)LED 發(fā)出的光線各自在光格柵圖形上形成一光束斑點(diǎn)。光束斑點(diǎn)由于格柵圖形 的黑暗和光亮部分而呈現(xiàn)出反射光強(qiáng)度的周期性變化。多個(gè)PD各自探測反 射光強(qiáng)度的變化并按照探測結(jié)果計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)角度。
JP-A-7-218248披露了 一種接觸式轉(zhuǎn)動(dòng)角度檢測裝置。這種轉(zhuǎn)動(dòng)角度檢 測裝置包括一絕緣材料層，其設(shè)置在外圈的端部表面上； 一導(dǎo)體圖形，設(shè) 置在絕緣材料層上；以及一觸頭，設(shè)置在對(duì)置于導(dǎo)體圖形的內(nèi)圈上。觸頭 隨著轉(zhuǎn)動(dòng)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)交替地與導(dǎo)體圖形和絕緣材料形成接觸。導(dǎo)體圖形在 與觸頭接觸時(shí)是短路和導(dǎo)通的。轉(zhuǎn)動(dòng)角度檢測裝置通過出現(xiàn)/不出現(xiàn)導(dǎo)體圖
形對(duì)觸頭的導(dǎo)通而檢測轉(zhuǎn)動(dòng)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。
其次，JP-A-2000-346673披露了一種轉(zhuǎn)動(dòng)速度^r測裝置，它包括》茲鐵， 設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)物體周邊上；以及單一磁性傳感器，它設(shè)置在轉(zhuǎn)動(dòng)物體近處， 并檢測由磁鐵形成的磁通量。轉(zhuǎn)動(dòng)物體具有順序設(shè)置在其中的多個(gè)N極、S 極和非極性裝置，而磁性傳感器檢測N極、S極和非極性物體的磁力，并 可檢測轉(zhuǎn)動(dòng)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。此外，磁性傳感器根據(jù)各磁極("N極-S極-非極性裝置"或"非極性裝置-S極-N極")的檢測次序來測定轉(zhuǎn)動(dòng)物體的轉(zhuǎn) 動(dòng)方向。這種轉(zhuǎn)動(dòng)速度檢測裝置可以利用單一》茲性傳感器測定轉(zhuǎn)動(dòng)物體的 轉(zhuǎn)動(dòng)速度和方向并因而不需要在其中設(shè)置另 一傳感器，而且在減小軸承尺 寸方面是有利的。
不過，如圖45之中所示，在傳感器1096置于器件的情況下軸向受壓 以便如箭頭P所示那樣向其施加負(fù)載而將其壓入到外殼中時(shí)，傳感器1096 與檢測件1099之間的間隙可能出現(xiàn)偏離，使得不可能精確地檢測轉(zhuǎn)動(dòng)的圈 數(shù)等。其次，可以施加載荷P以設(shè)定用于滾動(dòng)軸承1090的導(dǎo)向壓力，偶爾 導(dǎo)致傳感器1096與檢測件1099的間隙有所偏離?？ǔ旨?095與傳感器1096 之間的間隙通常由樹脂模塑以固定傳感器1096并固而可能輕易由載荷P損 壞或變形。
此外，由于軸承的內(nèi)圈與外圈之間的間隙通常較小，所以必須使傳感 器或?qū)χ玫臋z測件做得較薄。不過，由于傳感器設(shè)置得與傳感器安裝板件 形成一體，所以難以把傳感器厚度減小到預(yù)定的限度或更小一些。以上援 引的JP-A-63-111416提議，可以設(shè)置整合于內(nèi)圈或外圈的磁性材料層以減 小檢測件的厚度，但是形成這樣一層需要專門的工藝，會(huì)導(dǎo)致增大生產(chǎn)成 本。
以上援？ 1的JP-A-7-325098提議，可以加大內(nèi)圈與外圈之間的間隙以簡 化石茲性傳感器或檢測件的結(jié)構(gòu)，但必須沿軸向平行配置多個(gè)傳感器，從而 增大了整個(gè)軸承的寬度。
其次，當(dāng)帶有傳感器的滾動(dòng)軸承設(shè)置在某一可生成磁通量的設(shè)備，諸 如電機(jī)和高頻電源近處時(shí)，從這種設(shè)備漏出的磁通量會(huì)影響構(gòu)成傳感器的 電路，偶而導(dǎo)致傳感器的錯(cuò)誤運(yùn)作。再者，在使其交變電源經(jīng)由其外殼接 地的設(shè)備與固定到其上的帶傳感器滾動(dòng)軸承一起使用的情況下，如果外殼 不是充分接地的，則交變電源的電壓同樣施加于傳感器。這伴隨著微弱電流流過傳感器，偶爾導(dǎo)致傳感器的輸出信號(hào)與起因于電源頻率等的噪音相 混雜。
其次，在JP-A-2000-346673的情況下，因在開始轉(zhuǎn)動(dòng)之前儲(chǔ)存角度的 存儲(chǔ)器失效或更換之故，開始轉(zhuǎn)動(dòng)期間的角度數(shù)據(jù)可能被遺失。在此情況 下，不利的是，相對(duì)參照位置被丟失，使之不可能計(jì)算絕對(duì)角度，除非重 新設(shè)定參照角度。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一項(xiàng)目的是提供一種帶傳感器的滾動(dòng)軸承，可以保持其很高 的檢測精度，即使載荷作用于其上以致壓靠軸承座圈的端部表面。
本發(fā)明的另一目的是提供一種帶傳感器的滾動(dòng)軸承，具有多個(gè)合并于 其中的傳感器，并可具有減小了的寬度。
本發(fā)明的又一目的是提供一種帶傳感器的滾動(dòng)軸承，可以阻擋諸如磁 通量泄漏這樣的外部干擾以保持很高的檢測精度。
本發(fā)明的又一 目的是提供一種帶有傳感器作為轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)檢測裝置的軸 承，此裝置具有簡單結(jié)構(gòu)，能夠在使用單一傳感器的同時(shí)檢測一轉(zhuǎn)動(dòng)物體 的轉(zhuǎn)動(dòng)速度、轉(zhuǎn)動(dòng)方向和絕對(duì)角度。
為了實(shí)現(xiàn)上述各項(xiàng)目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種帶傳感器的滾動(dòng)軸 承，包括
內(nèi)圈；
外圈；
滾動(dòng)件，可滾動(dòng)地設(shè)置在內(nèi)圈與外圏之間；以及
多個(gè)傳感器，它們?cè)O(shè)置在內(nèi)圈和外圈二者之一上，所述多個(gè)傳感器設(shè) 置在沿著軸向的相同位置處。
優(yōu)選地，所述帶傳感器的滾動(dòng)軸承還包括一檢測件，該檢測件在與多 個(gè)傳感器相同的軸向位置處對(duì)置于傳感器設(shè)置在內(nèi)圈和外圈中的另 一個(gè) 上，適于由傳感器予以感測。
優(yōu)選地，檢測件是一環(huán)形材料，其具有一外表面和一內(nèi)表面，而外表 面和內(nèi)表面二者都由多個(gè)傳感器的任何一個(gè)予以感測。
優(yōu)選地，檢測件的外表面和內(nèi)表面具有磁化區(qū)域，在其上形成不同的 》茲化圖形。 優(yōu)選地，多個(gè)傳感器設(shè)置在彼此在圓周上偏離的各位置處。
優(yōu)選地，密封構(gòu)件設(shè)置在多個(gè)傳感器與滾動(dòng)件之間。
優(yōu)選地，多個(gè)傳感器包括磁性傳感器、溫度傳感器和振動(dòng)傳感器。
其次，本發(fā)明提供了一種帶傳感器的滾動(dòng)軸承，包括內(nèi)圏；外圈； 滾動(dòng)件，它們可滾動(dòng)地設(shè)置在內(nèi)圈與外圈之間；傳感器，其設(shè)置在內(nèi) 圈和外圈二者之一上；檢測件，其設(shè)置在內(nèi)圈和外圈二者中另一個(gè)上，沿 徑向?qū)χ糜趥鞲衅鞫m于由傳感器予以感測；第一卡持件，其固定于外圈 的外圈端部表面上，卡持傳感器和檢測件二者之一；以及第二卡持件，其 固定于內(nèi)圈的內(nèi)圈端部表面上，卡持傳感器和檢測件二者中的另一個(gè)，內(nèi) 圈端部表面和外圈端部表面中的至少一個(gè)配置得不由傳感器或檢測件沿軸 向推壓。
優(yōu)選地，第一卡持件或第二卡持件具有一凸緣部分，該凸緣部分沿徑 向伸展而接觸于內(nèi)圈端部表面或外圈端部表面；以及內(nèi)圈端部表面和外圈 端部表面中的至少 一個(gè)配置得經(jīng)由凸緣部分沿軸向推壓。
優(yōu)選地，具有凸緣部分的第一卡持件或第二卡持件安裝在作為靜止圈 的內(nèi)圈或外圈上，且凸緣部分接觸于靜止圈的端部表面以卡持傳感器。
優(yōu)選地，安裝在作為靜止圏的內(nèi)圈或外圈上的第一或第二卡持件具有 彎折部分，該彎折部分沿徑向向上彎折而設(shè)置在配裝在靜止圈的內(nèi)或外表 面上的安裝部分的前端處。
優(yōu)選地，彎折部分的前端從安裝在作為轉(zhuǎn)動(dòng)圈的內(nèi)圈或外圈上的第一 卡持件或第二卡持件的沿徑向伸展的側(cè)壁的滾動(dòng)件一側(cè)伸向其對(duì)置于滾動(dòng) 件的一側(cè)。
優(yōu)選地，第一卡持件和第二卡持件卡持傳感器和檢測件，且傳感器和 檢測件沿徑向彼此對(duì)置。
優(yōu)選地，由第一卡持件卡持的、傳感器和檢測件二者之一比由第二卡 持件卡持的、傳感器和檢測件二者中的另 一個(gè)設(shè)置得較為靠近內(nèi)部。
其次，本發(fā)明提供了一種帶傳感器的滾動(dòng)軸承，包括內(nèi)圈；外圈；
滾動(dòng)件，可滾動(dòng)地設(shè)置在內(nèi)圈與外圏之間；傳感器，其設(shè)置在內(nèi)圈和 外圈二者之一上；檢測件，其設(shè)置在內(nèi)圈和外圈二者中另一個(gè)上，徑向?qū)?置于傳感器，適于由傳感器予以感測；以及噪音屏蔽，其設(shè)置在傳感器和 檢測件附近。優(yōu)選地，傳感器是一磁性傳感器，它可感測由檢測件產(chǎn)生的磁性。
優(yōu)選地，所述帶傳感器的滾動(dòng)軸承還包括第一卡持件，其由磁性材 料制成，固定于外圈上，可卡持傳感器和檢測件二者之一；以及第二卡持 件，其由磁性材料制成，固定于內(nèi)圈上，可卡持傳感器和檢測件二者中另 一個(gè)；其中第一卡持件和第二卡持件起到噪音屏蔽的作用。
優(yōu)選地，第一^^持件和第二卡持件中至少一個(gè)具有一側(cè)壁，該側(cè)壁在 傳感器和檢測件對(duì)置于滾動(dòng)件的一側(cè)上沿徑向延伸；以及第一卡持件和第 二卡持件覆蓋傳感器和檢測件而具有一 U形橫截面。
優(yōu)選地，所述帶傳感器的滾動(dòng)軸承還包括一居中側(cè)壁，其沿徑向設(shè)置 得伸向傳感器和檢測件的滾動(dòng)件一側(cè)；其中居中側(cè)壁起到噪音屏蔽的作用。 優(yōu)選地，第一卡持件和第二卡持件可卡持傳感器和^r測件，且傳感器 和檢測件沿徑向彼此對(duì)置。
其次，本發(fā)明提供了一種轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)檢測裝置，包括編碼器，其安裝 在相對(duì)于靜止件轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)件上并由多個(gè)排列成一行的^f茲化區(qū)域形成；以 及傳感器，其安裝在靜止件上并對(duì)置于編碼器，適于檢測編碼器上多個(gè)磁 化區(qū)域的磁力，其特征在于，多個(gè)磁化區(qū)域具有不同的磁通密度。
優(yōu)選地，編碼器上的多個(gè)磁化區(qū)域由多個(gè)交替配置的N和S極形成。 優(yōu)選地，編碼器上的多個(gè)石茲化區(qū)域由N或S極形成。 優(yōu)選地，編碼器在沿著轉(zhuǎn)動(dòng)件軸線的方向上對(duì)置于傳感器。 優(yōu)選地，編碼器在沿著轉(zhuǎn)動(dòng)件徑向的方向上對(duì)置于傳感器。 優(yōu)選地，多個(gè)磁化區(qū)域以如下配置予以設(shè)置，即磁通密度逐漸增大或 減小。
優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)檢測裝置還設(shè)置一溫度測量部分，用于測量傳 感器或編碼器或周邊各構(gòu)件的溫度。
優(yōu)選地，設(shè)置一密封件，用于密封編碼器和傳感器。 其次，本發(fā)明提供了一種帶傳感器的軸承，包括內(nèi)圈；外圏；編碼 器，其安裝在外圈和內(nèi)圈二者之一上并由多個(gè)排列成一行的磁化區(qū)域形成； 以及傳感器，其安裝在外圈和內(nèi)圈二者中另一個(gè)上并對(duì)置于編碼器，適于 檢測編碼器上多個(gè)磁化區(qū)域的磁力，多個(gè)磁化區(qū)域具有彼此不同的磁通密度。
優(yōu)選地，編碼器上的多個(gè)^t化區(qū)域由多個(gè)交替排列的N和S極形成。
優(yōu)選地，編碼器上的多個(gè)^f茲化區(qū)域由N或S極形成。 優(yōu)選地，編碼器沿軸向設(shè)置得對(duì)置于傳感器。 優(yōu)選地，編碼器沿徑向設(shè)置得對(duì)置于傳感器。
優(yōu)選地，多個(gè)^f茲化區(qū)域以如下配置予以設(shè)置，即^ 茲通密度逐漸增大或 減小。
優(yōu)選地，設(shè)置一溫度測量部分，用于測量傳感器或編碼器或周邊各構(gòu) 件的溫度。
優(yōu)選地，設(shè)置一密封件，用于密封編碼器和傳感器。 其次，本發(fā)明提供了一種轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)檢測裝置，包括傳感器，其安裝 在靜止件上；以及編碼器，其安裝在相對(duì)于靜止件轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)件上，編碼 器包括與傳感器相對(duì)的傳感器對(duì)置表面，編碼器的傳感器對(duì)置表面與傳感 器之間的距離隨位置變化而傳感器適于通過測量該距離的變化來測定轉(zhuǎn)動(dòng) 件的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。
優(yōu)選地，所述傳感器對(duì)置表面由多個(gè)傳感器對(duì)置表面構(gòu)成，而編碼器 的傳感器對(duì)置表面與傳感器之間的距離因傳感器對(duì)置表面不同而不同。
優(yōu)選地，編碼器具有分別設(shè)置在傳感器對(duì)置表面上排列成一行的多個(gè) 磁化區(qū)域。
優(yōu)選地，編碼器的傳感器對(duì)置表面與傳感器之間的距離逐漸增大或減小。
優(yōu)選地，編碼器具有在傳感器對(duì)置表面上排列成一行的多個(gè)磁化區(qū)域。 優(yōu)選地，多個(gè)磁化區(qū)域由多個(gè)交替排列的N和S極形成。 優(yōu)選地，編碼器沿著轉(zhuǎn)動(dòng)件的軸向設(shè)置得對(duì)置于傳感器。 優(yōu)選地，編碼器沿著轉(zhuǎn)動(dòng)件的徑向設(shè)置得對(duì)置于傳感器。 優(yōu)選地，設(shè)置一溫度測量部分，用于測量傳感器或編碼器或周邊各構(gòu) 件的溫度。
優(yōu)選地，設(shè)置一密封件，用于密封編碼器和傳感器。 其次，本發(fā)明提供了一種帶傳感器的滾動(dòng)軸承，包括內(nèi)圈；外圏； 滾動(dòng)件，其可滾動(dòng)地設(shè)置在內(nèi)圈與外圈之間；傳感器，其安裝在內(nèi)圈和外 圈二者之一上；以及編碼器，其安裝在外圏和內(nèi)圈二者中另一個(gè)上，編碼 器包括與傳感器相對(duì)的傳感器對(duì)置表面，編碼器的傳感器對(duì)置表面與傳感 器之間的距離隨位置變化，而傳感器適于通過測量該距離的變化來測定轉(zhuǎn)
動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。
優(yōu)選地，所述傳感器對(duì)置表面由多個(gè)傳感器對(duì)置表面構(gòu)成，而傳感器 與編碼器的傳感器對(duì)置表面之間的距離因傳感器對(duì)置表面的不同而不同。
優(yōu)選地，編碼器具有多個(gè)磁化區(qū)域，其排列成一行并分別設(shè)置在多個(gè) 傳感器對(duì)置表面上。
優(yōu)選地，編碼器的傳感器對(duì)置表面與傳感器之間的距離逐漸增大或減小。
優(yōu)選地，編碼器具有多個(gè)磁化區(qū)域，它們排列成一行并設(shè)置在傳感器 對(duì)置表面上。
優(yōu)選地，多個(gè)磁化區(qū)域由多個(gè)交替排列的N和S極形成。 優(yōu)選地，編碼器設(shè)置得沿軸向?qū)χ糜趥鞲衅鳌?優(yōu)選地，編碼器設(shè)置得沿徑向?qū)χ糜趥鞲衅鳌?br>
優(yōu)選地，設(shè)置一溫度測量部分，用于測定傳感器或編碼器或周邊各構(gòu) 件的溫度。
優(yōu)選地，設(shè)置一密封件，用于密封編碼器和傳感器。
本發(fā)明的帶傳感器滾動(dòng)軸承包括一內(nèi)圈； 一外圈；各滾動(dòng)件，可滾動(dòng) 地設(shè)置在上述內(nèi)圈與上述外圈之間； 一傳感器，設(shè)置在上述內(nèi)圈和上述外 圈二者之一上； 一檢測件，設(shè)置在上述內(nèi)圈和上述外圈二者之另一上，沿 徑向?qū)χ糜谏鲜鰝鞲衅鞫m于由上述傳感器予以感測； 一第一^"^持件，固 定于上述外圈的外圈端部表面，并卡持上述傳感器和上述^r測件二者之一； 以及一第二卡持件，固定于上述內(nèi)圏的內(nèi)圈端部表面，并卡持上述傳感器 和上述檢測件二者之另一個(gè)，其中上述內(nèi)圈端部表面和上述外圏端部表面 中至少一個(gè)配置得沿軸向不被壓靠上述傳感器或上述^^測件。
其次，本發(fā)明的帶傳感器滾動(dòng)軸承包括一內(nèi)圈； 一外圈；滾動(dòng)件，可 滾動(dòng)地設(shè)置在上述內(nèi)圈與上述外圈之間；以及多個(gè)傳感器，設(shè)置在上述內(nèi) 圏與外圈上，其中上述多個(gè)傳感器設(shè)置在沿著軸向的同一位置處。
再者，本發(fā)明的帶傳感器滾動(dòng)軸承包括一內(nèi)圈； 一外圈；各滾動(dòng)件， 可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在上述內(nèi)圈與上述外圏之間； 一傳感器，設(shè)置在上述內(nèi)圈與 外圈二者之一上； 一檢測件，設(shè)置在上述內(nèi)圈和外圈二者之另一上，沿徑 向?qū)χ糜谏鲜鰝鞲衅?，該檢測件適于由上述傳感器予以感測；以及一噪音 屏蔽，設(shè)置在上述傳感器和上述檢測件的近處。
其次，本發(fā)明的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)檢測裝置包括一編碼器，其安裝在相對(duì)于靜 止件轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)件上，并由多個(gè)配置成一行的^F茲化區(qū)域構(gòu)成；以及一傳感
器，其安裝在上述靜止件上對(duì)置于上述編碼器而適于檢測在上述編碼器上 的上述多個(gè)磁化區(qū)域的磁力，其中上述多個(gè)磁化區(qū)域具有各不相同的磁通 密度。
其次，本發(fā)明的帶傳感器的滾動(dòng)軸承包括內(nèi)圈；外圈；滾動(dòng)件，其 可滾動(dòng)地設(shè)置在上述外圏和上述內(nèi)圈之間；編碼器，其安裝在上述內(nèi)圈和 上述外圈之一上并由多個(gè)排列成一行地^磁化區(qū)域形成；以及傳感器，其安 裝在上述外圈和上述內(nèi)圈中的另一個(gè)上，與上述編碼器對(duì)置，適于探測上 述編碼器上的上述多個(gè)》茲化區(qū)域的^f茲力，其中上述多個(gè)^f茲化區(qū)域具有不同 的石茲通密度。
其次，本發(fā)明的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)檢測裝置包括一傳感器，安裝在一靜止件上； 以及一編碼器，安裝在相對(duì)于靜止件轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)件上，并包括與傳感器相 對(duì)的傳感器對(duì)置表面，其中上述編碼器的上述傳感器對(duì)置表面與上述傳感 器之間的距離隨位置而變化，而上述傳感器適于通過測定上述距離的變化 來測定轉(zhuǎn)動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。
再者，本發(fā)明的帶傳感器滾動(dòng)軸承包括一內(nèi)圈； 一外圈；各滾動(dòng)件， 可滾動(dòng)地設(shè)置在上述外圈與上述內(nèi)圈之間； 一傳感器，安裝在上述內(nèi)圈和 外圈二者之一上；以及一編碼器，安裝在上述外圈和內(nèi)圈二者之另一上， 該編碼器包括一與傳感器對(duì)置的傳感器對(duì)置表面，其中上述編碼器的上述 傳感器對(duì)置表面與上述傳感器之間的距離隨位置而變化，而上述傳感器適 于通過測定距離的變化來測定轉(zhuǎn)動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。
圖1是第一實(shí)施例的總的示意簡圖； 圖2是第一實(shí)施例主要部分的放大視圖； 圖3是第二實(shí)施例主要部分的放大視圖； 圖4是第三實(shí)施例主要部分的放大視圖； 圖5是第四實(shí)施例主要部分的放大視圖； 圖6是第五實(shí)施例主要部分的放大視圖7(a)是第六實(shí)施例主要部分的放大視圖；而圖7(b)是在由圖7(a)中箭頭b指明的方向上觀看時(shí)的簡圖8是第七實(shí)施例主要部分的放大視圖9是用在第七實(shí)施例之中的多極磁鐵的外部透視圖IO是第八實(shí)施例主要部分的放大視圖11是第九實(shí)施例主要部分的放大視圖12是第十實(shí)施例主要部分的放大視圖13圖示作為滾動(dòng)裝置的一種深溝球軸承，包括安裝在其中的根據(jù)實(shí)
現(xiàn)本發(fā)明第十 一 實(shí)施例的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)檢測裝置； 圖14是圖示編碼器310的透視圖； 圖15是編碼器310的局部放大視圖； 圖16是圖示由傳感器320檢測出來的輸出信號(hào)圖線； 圖17是用在根據(jù)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明第十二實(shí)施例的、 一種轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)檢測裝置
之中的編碼器315的局部放大視圖18是圖示由傳感器320檢測出來的輸出信號(hào)圖線；
圖19圖示作為滾動(dòng)裝置的一種深溝球軸承，包括裝在其中的根據(jù)實(shí)現(xiàn)
本發(fā)明第十三實(shí)施例的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)檢測裝置；. 圖20是圖示編碼器330的透視圖； 圖21是編碼器330的局部放大視圖22是編碼器335的局部放大視圖，此編碼器用在根據(jù)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的 第十四實(shí)施例的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)檢測裝置之中；
圖23圖示作為帶傳感器滾動(dòng)軸承的一種深溝球軸承，包括裝在其中的、 根據(jù)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第十五實(shí)施例的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)檢測裝置；
圖24圖示作為滾動(dòng)裝置的一種深溝球軸承，包括裝在其中的、根據(jù)實(shí) 現(xiàn)本發(fā)明第十六實(shí)施例的 一種轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)檢測裝置；
圖25是圖示編碼器410的平面視圖26是編碼器410的局部放大透視圖27是圖示由傳感器420檢測出來的輸出信號(hào)的圖線；
圖28是編碼器415的局部放大透視圖，此編碼器用在根據(jù)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明 第十七實(shí)施例的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)檢測裝置之中；
圖29是編碼器416的局部放大透視圖，此編碼器用在根據(jù)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明 第十八實(shí)施例的 一種轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)檢測裝置之中；
圖30是圖示由傳感器425檢測出來的輸出信號(hào)的圖線； 圖31圖示作為滾動(dòng)裝置的一種深溝球軸承，包括裝在其中的、根據(jù)實(shí) 現(xiàn)本發(fā)明第十九實(shí)施例的 一種轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)檢測裝置； 圖32是圖示編碼器430的平面視圖； 圖33是編碼器430的局部放大透視圖34是編碼器435的局部放大透視圖，此編碼器用在根據(jù)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明 的第二十實(shí)施例的一種轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)檢測裝置之中；
圖35是編碼器436的局部放大透視圖，此編碼器用在根據(jù)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明 的第二十一實(shí)施例的一種轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)檢測裝置之中；
圖36是圖示實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二十二實(shí)施例的一種編碼器450的平面視
圖37是編碼器450的局部放大透視圖； 圖38是圖示由編碼器440檢測出來的輸出信號(hào)的簡圖； 圖39是圖示實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二十三實(shí)施例的一種編碼器455的局部放 大透視圖40是圖示實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二十四實(shí)施例的一種編碼器460的示意
圖41是圖示實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二十四實(shí)施例的一種編碼器460的平面視
圖42是編碼器460的局部放大透視圖43是圖示實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二十五實(shí)施例之中的一種編碼器465的局 部放大透視圖44是作為滾動(dòng)裝置的一種深溝球軸承，包括根據(jù)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二 十六實(shí)施例的 一種轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)檢測裝置；
圖45是圖示相關(guān)技術(shù)中一種帶傳感器的滾動(dòng)裝置的示意筒圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的各實(shí)施例此后將結(jié)合各圖詳細(xì)地予以說明。 (第一實(shí)施例)
圖1圖示實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第一實(shí)施例的一種帶傳感器滾動(dòng)軸承10。帶傳 感器的滾動(dòng)軸承10包括多個(gè)滾珠(滾動(dòng)件)13，夾置在外圈11與內(nèi)圈12之 間。多個(gè)滾珠13由保持架13a沿周向彼此隔開地可滾動(dòng)地予以卡持。 在此，外圈11是靜止圈而內(nèi)圏12是轉(zhuǎn)動(dòng)圈。
在滾動(dòng)軸承10軸向的一側(cè)上(圖上看來是左側(cè))設(shè)置屏板14作為密封 件。屏板14在其底端(外部周邊)處固定于外圈11。屏板14的前端(內(nèi)部周 邊)與內(nèi)圈12不形成接觸，并且是一種無接觸密封件。
可以采用如圖45之中所示的接觸密封件。
在滾動(dòng)軸承IO軸向的另一側(cè)上(圖上看來是右端)，第一^^持件15固定 于外圈11而第二卡持件18固定于內(nèi)圈12。第一卡持件15和第二卡持件18 可以由金屬制作并可以通過板金加工等制成。
第一卡持件15具有圓筒形安裝部分15a，其配裝在外圈11的內(nèi)表面上； 凸緣部分15b,其連接于安裝部分15a,沿徑向向外伸出；延伸部分15c， 在與沿軸向伸展的安裝部分15a相同的徑向位置處連接于凸緣部分15b;以 及傳感器卡持部分15d，連接于延伸部分15c的軸向端部并沿徑向向內(nèi)伸展 的。其次，在對(duì)置于凸緣部分15b的安裝部分一側(cè)15a上(圖上看來是左側(cè)) 設(shè)置沿徑向向內(nèi)升起的彎曲部分15e。
第二卡持件18具有連接部分18a,沿徑向伸展并在其底端處(內(nèi)部周邊) 嵌塞于形成于內(nèi)圏12外部表面上的槽溝；以及檢測件卡持部分18b,連接 于沿徑向伸展的連接部分18a的前端(外部周邊)。
在第二卡持件18的檢測件卡持部分18b的內(nèi)部周邊上卡持一個(gè)環(huán)形的 多極石茲4失19作為4企測件。
第一卡持件15的傳感器卡持部分15d的前端從多極磁鐵19向內(nèi)突出， 而作為單獨(dú)一體的傳感器卡持環(huán)17安裝于其上。在傳感器卡持環(huán)17的外 部周邊上卡持磁性傳感器16作為傳感器。磁性傳感器16彼此稍微離開地 設(shè)置在多極磁鐵19的內(nèi)部周邊上，而兩個(gè)磁性傳感器沿徑向彼此對(duì)置。第 一卡持件15不與第二卡持件18和磁性傳感器16形成接觸，且第二夾持件 18不與第一卡持件15和磁性傳感器16相接觸。
作為多極磁鐵19，使用的一種是，具有第一部分19a和第二部分19b, 第一部分和第二部分各具不同的^f茲化圖形，第二部分1%沿軸向鄰近第一 部分19a。第一部分19a具有多個(gè)(比如總共64)S和N極，沿周向交替配置。 第二部分19b具有S和N兩極，只在一個(gè)位置處沿周向配置。
^t性傳感器16也具有第一部分16a和第二部分16b，它們分別沿徑向
設(shè)置得對(duì)置于多極磁鐵19的第一部分19a和第二部分19b。內(nèi)圈12的轉(zhuǎn)動(dòng) 速度可以在^茲性傳感器16的第一部分16a處予以觀測，而內(nèi)圈12的轉(zhuǎn)動(dòng)相 位可以在第二部分16b處予以觀測。
圖2是圖1主要部分的放大視圖。如圖2之中所示，第一-^持件15的 凸緣部分15b彎曲成沒有間隙的U形并沿徑向伸展，而其兩側(cè)表面之一與 外圏ll形成接觸。即使當(dāng)如圖中由箭頭P所示的任一壓力載荷施加于凸緣 部分15b的另一側(cè)表面時(shí)，凸緣部分15b也不經(jīng)受變形而壓力載荷Pl被傳 遞給外圈11，這是由于凸緣15b被支承在外圈端部表面上。由于第一-^持 件15的延伸部分15c如前述在與安裝部分15a相同的徑向位置處沿軸向伸 展，經(jīng)由凸緣部分15b向外圏端部表面施加壓力載荷不會(huì)受到延伸部分15c 的妨礙。
其次，在本實(shí)施例中，基本上內(nèi)圈12端部表面的總面積比各磁性傳感 器16和傳感器卡持環(huán)17都更加位于內(nèi)側(cè)。換句話說，基本上內(nèi)圈12端部 表面的總面積是露出的而壓力載荷的施加不會(huì)被磁性傳感器16也不會(huì)被傳 感器卡持環(huán)17所妨礙，如由圖中箭頭P2所示。
再者，如圖2之中所示，設(shè)置在第一卡持件15安裝部分15a上的彎曲 部分15e前端伸向連接部分18a—側(cè)，該連接部分18a是第二卡持件18的 沿徑向伸展的側(cè)壁，與滾珠相背(伸出量為A)。由于隨著內(nèi)圈12和第二卡 持件18的轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生的離心力所致，存在于內(nèi)圈12 —側(cè)上諸如潤滑酯這 樣的潤滑劑沿著連接部分18a接近滾珠13的一側(cè)流向外圈11。潤滑劑撞擊 彎曲部分15e,由此它隨后^皮導(dǎo)向滾珠13。換句話說，潤滑劑為彎曲部分 15e所阻止，并因而不漏出軸承空間。
按照具有前所提及的配置的帶傳感器滾動(dòng)軸承10，內(nèi)圈12的端部表面 可以沿軸向直接受壓而外圈11的端部表面可以只經(jīng)由第一^^持件15的凸 緣部分15b沿軸向受壓。其次，多極磁鐵19和磁性傳感器16彼此相對(duì)置 地沿徑向卡持。因此，多極磁鐵19和磁性傳感器16在組裝、調(diào)定導(dǎo)向壓 力或其他情況期間不會(huì)沿軸向偏離，以防止檢測精度下降。由于滾珠軸承 具有大于徑向間隙的軸向間隙，傳感器自檢測件的位置偏移在如圖45之中 所示的相關(guān)技術(shù)的配置中可以很容易增大，但本實(shí)施例沒有這種擔(dān)心。
其次，按照本實(shí)施例，第一-^持件15的軸向定位可以通過凸緣部分15b 作出，使得可以將第一卡持件15精確和輕易地安裝在軸承上。再者，由于
其上設(shè)置有凸緣部分15b的第一""^持件15安裝在作為靜止圏的外圈11上， 同時(shí)凸緣部分15b與外圈11的端部表面形成接觸，以及^f茲性傳感器16卡 持在第一卡持件15上，所以磁性傳感器16可以極為精確地予以操作。
其次，潤滑劑的泄漏可以通過設(shè)置在第一卡持件15上的彎曲部分15e 顯著地加以防止。再者，第一卡持件15、磁性傳感器16和傳感器卡持環(huán) 17，以及第二卡持件18和多極磁鐵19構(gòu)成迷宮部分，借助于它，可以顯 著地防止諸如在灰塵這樣的異物進(jìn)入軸承空間。
作為傳感器，在此可用比如溫度傳感器或振動(dòng)傳感器。 (第二實(shí)施例)
圖3圖示一種帶傳感器滾動(dòng)軸承20的主要部分的放大視圖，此軸承根 據(jù)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二實(shí)施例。在以下說明的各實(shí)施例中，對(duì)于與已經(jīng)說明 的各構(gòu)件具有相同結(jié)構(gòu)和作用的各構(gòu)件的說明，將通過在圖中為它們配有 相同或類似附圖標(biāo)記或符號(hào)而予以筒化或省略。
在示于圖3之中的第二實(shí)施例中，第一實(shí)施例中第一^^持件15彎曲部 分15e的前端進(jìn)一步配有密封唇板21。如圖3之中所示，設(shè)置在彎曲部分 15e前端上的由諸如橡膠這樣的彈性件制成的密封唇板21與第二卡持件18 形成接觸。密封唇板21可密封第一卡持件15與第二卡持件18之間的間隙。
作為傳感器，在此可用比如溫度傳感器或振動(dòng)傳感器。 (第三實(shí)施例)
圖4圖示一種帶傳感器滾動(dòng)軸承30的主要部分的放大視圖，此軸承是 根據(jù)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第三實(shí)施例的。在本實(shí)施例中，同樣，外圈ll是靜止圈 而內(nèi)圈12是轉(zhuǎn)動(dòng)圈。
在示于圖4之中的第三實(shí)施例中，在固定于外圈11的第一卡持件35 上卡持磁性傳感器16作為傳感器，而在固定于內(nèi)圈12上的第二卡持件38 上卡持多極磁鐵19作為檢測件。
第一卡持件35具有安裝部分35a，其配裝在外圈11的內(nèi)表面上；凸 緣部分35b,連接于安裝部分35a，與外圈端面表面接觸，并沿徑向伸展； 傳感器卡持部分35c,連接于凸緣部分35b,并在與安裝部分35a相同的徑 向位置處沿軸向伸展；以及彎曲部分35e,設(shè)置在對(duì)置于凸緣部分35b的安 裝部分35a—側(cè)上。傳感器卡持環(huán)17安裝在傳感器卡持部分35c的內(nèi)部周 邊上，而磁性傳感器16卡持在傳感器卡持環(huán)17的內(nèi)部周邊上。
第二卡持件38具有連接部分38a，其沿徑向伸展并在其底端(內(nèi)部周 邊)處嵌塞于制成在內(nèi)圈12外部表面上的槽溝中；以及檢測件卡持部分38b， 在比連接部分38a前端(外部周邊)更加內(nèi)側(cè)的徑向位置處沿軸向伸展。連接 部分38a彎成沒有間隙的U形并沿徑向伸展而同樣起到密封件的作用。在 檢測件卡持部分38b的外部周邊上卡持多極磁鐵19。
作為傳感器，在此可用比如溫度傳感器或振動(dòng)傳感器。 (第四實(shí)施例)
圖5圖示一種帶傳感器滾動(dòng)軸承的主要部分的放大視圖，此軸承是根 據(jù)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第四實(shí)施例的。在本實(shí)施例中，同樣，外圈41是靜止圈而 內(nèi)圈12轉(zhuǎn)動(dòng)圈。
在示于圖5之中的第四實(shí)施例中，外圈41具有沿軸向延伸的外圏延伸 部分41a。外圈延伸部分41a的端部表面定位得比由第二卡持件18(如圖上 所見的右側(cè))卡持的多極^f茲鐵19的端部表面更遠(yuǎn)離滾珠。第一-^持件45沿 徑向伸展并在其底端處(外部周邊)嵌塞于形成在外圈延伸部分41內(nèi)部表面 上的槽溝。在第一卡持件45的前端上(內(nèi)部周邊)裝有傳感器卡持環(huán)17,在 傳感器卡持環(huán)17外部周邊上卡持磁性傳感器16。
在本實(shí)施例中，由于外圈41具有外圈延伸部分41a,延伸部分41a的 端部表面在安裝在外殼上或其他一些情況期間可以直接受壓。
作為傳感器，在此可用比如溫度傳感器或振動(dòng)傳感器。 (第五實(shí)施例)
圖6圖示實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第五實(shí)施例的一種帶傳感器滾動(dòng)軸承110。帶傳 感器滾動(dòng)軸承110具有多個(gè)滾珠(滾動(dòng)件)113,夾置在外圈111與內(nèi)圈112 之間，多個(gè)滾珠113可滾動(dòng)地由保持架113a沿周向彼此隔開地予以卡持。
在此，外圈111是靜止圈而內(nèi)圈112是轉(zhuǎn)動(dòng)圈。
一對(duì)屏板114、 115分別設(shè)置在滾珠軸向一側(cè)(如圖上看到的左側(cè))上和 另一側(cè)(如圖上看到的右側(cè))上作為密封裝置。屏板114、115各自在其底端(外 部周邊)處固定于外圈111。屏板114、 115在其前端(內(nèi)部周邊)處不與內(nèi)圈 112接觸并各自是非接觸密封件。
屏板114、 115可防止圍封在滾珠113與外圈111和內(nèi)圈112之間的間 隙中的潤滑劑的泄漏。因此，圍封起來的潤滑劑數(shù)量不必多于所需。其次， 屏板114、 115可防止諸如灰塵這樣的異物進(jìn)入軸承內(nèi)部。再者，設(shè)置在圖
上看來為右側(cè)上的屏板115可防止導(dǎo)致以后說明的傳感器117、 118和119 錯(cuò)誤操作的潤滑油從滾珠113 —側(cè)泄漏的現(xiàn)象。
外圏111具有主體llla,它以轉(zhuǎn)動(dòng)方式支承滾珠113并具有在其底端 固定于其上的屏板114、 115和沿軸向設(shè)置得鄰接于主體111a的延伸部分 lllb。在此，延伸部分111b的外部表面和主體111a的外部表面是彼此齊平 的，而延伸部分lllb具有臺(tái)階部分111c,該臺(tái)階部分形成在其內(nèi)部表面上 作為陷下部分。
滾動(dòng)件113的中心設(shè)置在主體llla的軸向中心位置Cl處，而主體111a 的軸向中心位置CI從包括延伸部分lllb在內(nèi)的整個(gè)外圈111沿軸向中心 位置C2偏離。
卡持件116在其底端處固定于延伸部分lllb的臺(tái)階部分lllc。
卡持件116是由具有U形截面的薄板制成的。卡持件116具有第一板 片部分116a,固定于臺(tái)階部分lllc,以及第二板片部分lllb，設(shè)置得沿徑 向離開第一板片部分116a，第一和第二部分經(jīng)由連接部分116c彼此連接。 在第一與第二板片部分116a與116b之間固定振動(dòng)傳感器117和溫度傳感器 118，它們以此順序離開外圈111而被定位(如圖上看到的向上)。其次，磁 性傳感器119在內(nèi)圈112—側(cè)上固定于第二板片部分116b,同時(shí)以模制樹 脂部分120夾置其間。
振動(dòng)傳感器117、溫度傳感器118和磁性傳感器119經(jīng)由設(shè)置在連接部 分116c上的外部導(dǎo)線121各自獨(dú)立地在電連接于外部控制電路。
振動(dòng)傳感器117設(shè)置在接近外圈111的位置處。振動(dòng)傳感器117被用 以通過把給予外圈111的振動(dòng)分量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并隨后將其傳遞給控制電 路而檢測軸承及其各附屬裝置的非正常振動(dòng)等。
溫度傳感器118用以通過總是沖企測滾珠U3、外圈111和內(nèi)圈112近處 的環(huán)境溫度數(shù)據(jù)并隨后將其提供給控制電路而防止由于缺乏潤滑油或類似 原因所造成的卡死現(xiàn)象。
磁性傳感器119設(shè)置得與以后說明的多極磁鐵122相對(duì)并與之脫離接 觸，并用以通過從由多極;茲鐵122生成的》茲力來生成脈沖電信號(hào)并將該電 信號(hào)傳遞至控制電路來檢測內(nèi)圏112的轉(zhuǎn)動(dòng)速度、轉(zhuǎn)動(dòng)方向和轉(zhuǎn)動(dòng)相位。
振動(dòng)傳感器117、溫度傳感器118和磁性傳感器119沿徑向設(shè)置在沿著 外圏111和內(nèi)圈112軸向的同一位置處。 內(nèi)圈112具有主體112a，可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承滾珠113,以及延伸部分112b， 沿軸向設(shè)置得鄰接于主體112a。在延伸部分112b的外表面上與振動(dòng)傳感器 117、溫度傳感器118和磁性傳感器119相同的軸向位置處制成臺(tái)階部分 112c,并在臺(tái)階部分112c上固定作為檢測件的多極磁鐵122。
多極磁鐵122形成環(huán)形。多極磁鐵122具有多個(gè)磁化的S和N極，它 們沿周向交替地配置在其外表面上。多極磁鐵122總是在外部生成磁力， 并當(dāng)它與內(nèi)圈112 —起轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由多極》茲鐵122生成的石茲力按照內(nèi)圈112 的轉(zhuǎn)動(dòng)速度被給予磁性傳感器119,以致內(nèi)圈112的轉(zhuǎn)動(dòng)速度被檢測出來。
多極磁鐵122也設(shè)置在與振動(dòng)傳感器117、溫度傳感器118和磁性傳感 器119相同的軸向位置處。
在本實(shí)施例中，由于固定于外圏111的振動(dòng)傳感器117、溫度傳感器 118和磁性傳感器119和固定于內(nèi)圈112的多極磁鐵122都設(shè)置在外圈111 與內(nèi)圈112之間的空間中的相同軸向位置處，共振等的檢測、環(huán)境溫度數(shù) 據(jù)的檢測和內(nèi)圈112轉(zhuǎn)動(dòng)速度的4企測可以作出而不需增大軸承110的寬度。
其次，作為密封裝置，在此可用接觸密封件，迷宮密封或類似密封。 再者，作為滾動(dòng)件，在此可用滾柱或錐形滾柱。其次，多個(gè)傳感器可以用 卡持件安裝在內(nèi)圈或外圈上，使得它從內(nèi)圈與外圈之間的空間伸出。 (第六實(shí)施例)
圖7(a)和7(b)各自圖示實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第六實(shí)施例的一種帶傳感器滾動(dòng) 軸承130。在以下說明的各實(shí)施例中，對(duì)于與已經(jīng)說明的各構(gòu)件具有相同結(jié) 構(gòu)和作用的各構(gòu)件的說明，將通過在圖中為它們配有相同或類似附圖標(biāo)記
或符號(hào)而予以簡化或省略。
圖7(b)是在由圖7(a)中箭頭b指明的方向上看到的簡圖。在本實(shí)施例中， 振動(dòng)傳感器117、溫度傳感器118和磁性傳感器119設(shè)置在沿著外圈111軸 線是相同的而沿著外圈111周邊彼此偏離的位置處。
本實(shí)施例即使當(dāng)內(nèi)圈與外圈之間的空間很小時(shí)也是有效的，而軸承的 直徑可予以減小。
作為卡持件116,在此可用具有并非U形截面的一種或具有U形截面 的 一種，后 一種的第 一板片部分116a與第二板片部分116b之間的間隙、到 以致不能設(shè)置任何傳感器。
其次，作為密封裝置，在此可用接觸密封件，迷宮式密封或類似密封。
再者，作為滾動(dòng)件，在此可用滾柱或錐形滾柱。其次，多個(gè)傳感器可以用 卡持件安裝在內(nèi)圈或外圈上，致使它從內(nèi)圈與外圈之間的空間伸出。 (第七實(shí)施例)
圖8圖示實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第七實(shí)施例的一種帶傳感器滾動(dòng)軸承140。在本 實(shí)施例中，同樣，外圏lll是靜止圈而內(nèi)圈112是轉(zhuǎn)動(dòng)圈。
在本實(shí)施例中，卡持件146固定于外圈111延伸部分lllb中的臺(tái)階部 分lllc?？ǔ旨?46具有固定于臺(tái)階部分lllc上的第一板片部分146a;沿 徑向設(shè)置得離開第一板片部分146a的第二板片部分146b;以及第三板片部 分14d,設(shè)置在經(jīng)由連接部分146c彼此連接的第一板片部分146a與第二板 片部分146b之間。
第一磁性傳感器149在第二板片部分146b—側(cè)上固定于第三板片部分 146d。其次，第二磁性傳感器150在第三板片部分146d—側(cè)上固定于第二 4反片部分146b。
第一磁性傳感器149和第二磁性傳感器150沿徑向設(shè)置得彼此隔開。 在第一磁性傳感器149與第二磁性傳感器150之間作為檢測件設(shè)置多極磁 鐵142，該多極磁鐵142沿徑向?qū)χ糜诨蛎摮鼋佑|于第一磁性傳感器149和 第二磁性傳感器150。多極磁鐵142由磁鐵卡持件147固定于內(nèi)圈112。磁 性卡持件147在其底端處固定于內(nèi)圏112延伸部分112b中的臺(tái)階部分112c。 石茲鐵卡持件147的前端接合于多極/磁鐵142的外表面。
如圖9之中所示，多極磁鐵142形成環(huán)形。在多極磁鐵142的外表面 上形成第一磁化部分142a,其具有多個(gè)沿周向交替配置的S和N極，在多 極磁鐵142的內(nèi)表面上形成第二磁化部分142b，該第二磁化部分142b具有 設(shè)置在預(yù)定位置的單一N極。
多極磁鐵142第一磁化部分142a在外部生成的磁力被給予第一磁性傳 感器149而多極磁鐵142第二磁化部分142b在外部生成的磁力被給予第二 磁性傳感器150。第一磁性傳感器149用以檢測內(nèi)圈112的轉(zhuǎn)動(dòng)速度而第二 -茲性傳感器150用以4企測內(nèi)圈112的相位。作為第一和第二-茲性傳感器149 和150，在此可用霍爾(hall)器件或類似器件。
在本實(shí)施例中，同樣，由于固定于外圈111的第一磁性傳感器149和 第二^茲性傳感器150和固定于內(nèi)圈112的多極-茲鐵142設(shè)置在同一軸向位 置處，內(nèi)圈H2轉(zhuǎn)動(dòng)速度和相位的檢測可以作出而不增大軸承的寬度。
其次，作為密封裝置，在此可用接觸密封件、迷宮式密封或類似密封。 再者，作為滾動(dòng)件，在此可用滾柱或錐形滾柱。其次，多個(gè)傳感器可以用 卡持件安裝在內(nèi)圈或外圈上，致使它從內(nèi)圏與外圈之間的空間中伸出。 (第八實(shí)施例)
圖10圖示實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第八實(shí)施例的一種帶傳感器滾動(dòng)軸承210。帶 傳感器的滾動(dòng)軸承210包括多個(gè)滾珠(滾動(dòng)件)213，它們夾置在外圈211與 內(nèi)圈212之間。多個(gè)滾珠213由保持架214相互隔開地沿周向可轉(zhuǎn)動(dòng)地被 卡持。在此，外圈211是靜止圈而內(nèi)圈212是轉(zhuǎn)動(dòng)圏。
在滾動(dòng)軸承210的軸向一側(cè)(圖上看來是左側(cè))上設(shè)置密封件215。密封 件215在其底端(外部周邊)處固定于外圈211。密封件215的前端(內(nèi)部周邊) 不與內(nèi)圈212形成接觸而密封件215是非接觸密封件。雖然未畫出，但可 以采用接觸密封件。
在滾動(dòng)軸承210的軸向另 一側(cè)(在圖上看來是右側(cè))設(shè)置居中側(cè)壁216, 該側(cè)壁216從外圈211內(nèi)表面沿徑向伸向內(nèi)圈212。居中側(cè)壁216形成環(huán)形 并在其外部周邊處配裝在外圈211上的密封槽溝之中。其次，第一卡持件 217固定于外圈212而第二卡持件218固定于內(nèi)圈212。
居中側(cè)壁216、第一卡持件217和第二卡持件218各自由諸如磁性材料 的一種能夠阻擋磁通量的材料制成。作為這樣一種材料，在此可用SPCC 材料或馬氏體或鐵素體不銹鋼材料。
第一卡持件217具有圓筒形安裝部分217a，配裝在外圈211內(nèi)表面上； 凸緣部分217b，連接于安裝部分217a,沿著外圈211端部表面沿徑向向外 伸展；延伸部分217c,連接于凸緣部分217b,在與安裝部分217a相同的徑 向位置處沿軸向伸展；以及側(cè)壁217d，連接于延伸部分217c的軸向端部而 沿徑向向內(nèi)伸展。安裝部分217a在對(duì)置于凸緣部分217b的其前端(在圖上 看來是左側(cè))處與居中側(cè)壁216側(cè)面形成接觸。居中側(cè)壁216被夾緊在安裝 部分217a的前端與外圈211上密封槽溝的臺(tái)肩之間。
在第一""Nt件217的安裝部分217a和延伸部分217c的內(nèi)表面上卡持 磁性傳感器作為傳感器。磁性傳感器219固定于第一卡持件217而樹脂塊 體220被夾置在二者之間。磁性傳感器219在三面上被圍，其沿徑向的側(cè) 面除外，亦即，在其靠近滾珠213的軸向一側(cè)上由居中側(cè)壁216圍住、在 其沿徑向的外側(cè)上由安裝部分217a和延伸部分217c圍住，而在其對(duì)置于滾
珠213的軸向一側(cè)上由側(cè)壁217d圍住。磁性傳感器219基于由隨后說明的 多極磁鐵221產(chǎn)生的磁通量可產(chǎn)生電信號(hào)。電信號(hào)經(jīng)由外部導(dǎo)線22傳遞給 圖中未畫的控制電路?？刂齐娐酚靡苑糯蠛驼{(diào)整電信號(hào)的波形，以致它被 轉(zhuǎn)換為借以檢測內(nèi)圈轉(zhuǎn)動(dòng)速度的脈沖轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)。
第二卡持件218具有圓筒形安裝部分218a，其配裝在內(nèi)圈212的外表 面上；凸緣部分218b,連接于安裝部分218a，而沿著內(nèi)圈212的端部表面 沿徑向向內(nèi)伸展；以及延伸部分218c，連接于凸緣部分218b而在與安裝部 分218a的相同徑向位置處沿軸向伸展。
在第二卡持件218的安裝部分218a和延伸部分218c的外表面上卡持 環(huán)形的多極》茲鐵221作為檢測件。
多極磁鐵221具有多個(gè)S和N極，沿周向交替地配置在其外表面上。 多極磁鐵221設(shè)置得對(duì)置于并脫出接觸于磁性傳感器219的徑向內(nèi)側(cè)，以 預(yù)定的間隙居中于二者之間。多極-茲鐵221在其兩側(cè)上被圍，其沿徑向的 外側(cè)和其靠近滾珠213的軸向一側(cè)除外，亦即，在其對(duì)置于滾珠213的軸 向一側(cè)上由第一卡持件217的側(cè)壁217d圍住而在其沿徑向的內(nèi)側(cè)上由安裝 部分218a和延伸部分218c圍住。居中側(cè)壁216的內(nèi)徑可予以減少(居中側(cè) 壁216可朝向內(nèi)圈212予以延伸)以由居中側(cè)壁216擋住靠近滾珠213的多 極磁鐵221軸向一側(cè)。多極磁鐵221總是在外部產(chǎn)生磁通量。第一""^持件 217側(cè)壁217d的前端設(shè)置得靠近多極磁鐵221和第二卡持件218,但不與 之形成接觸。
在這種配置中，居中側(cè)壁216、第一卡持件217和第二卡持件218在截 面上看來構(gòu)成一個(gè)矩形并罩住磁性傳感器219和多極磁鐵221。
第一 "^持件217的凸緣部分217b被彎曲成沒有間隙的U形并沿徑向伸 展，而其兩側(cè)之一與外圈211的端部表面形成接觸。即使當(dāng)某一壓力載荷 在其另 一側(cè)上施加于凸緣部分217b以將帶傳感器滾珠軸承216推進(jìn)圖中未 畫出的外殼時(shí)，凸緣部分217b也不經(jīng)受變形，這是因?yàn)樗赏馊Φ亩瞬勘?面予以支承而壓力載荷實(shí)際上被傳遞給外圈211。第二卡持件218的凸緣部 分218b，同樣，具有同樣的作用。
按照具有前所提及的配置的帶傳感器滾動(dòng)軸承210,磁性傳感器219 和多極磁鐵221由居中側(cè)壁216、第一""^持件217和第二卡持件218圍住， 它們起到噪音屏蔽的作用，使得可能阻擋從諸如電機(jī)和高頻電源這樣的裝
置中漏出的^f茲通量。因此，對(duì)漏出的^t通量的阻抗可以增強(qiáng)以獲得;f艮高的 磁性傳感器219檢測精度。此外，由多極磁鐵221產(chǎn)生的磁性由磁性傳感 器219可靠捕獲，從而在由磁性傳感器219探測中獲得高的精度。
其次，由于居中側(cè)壁216設(shè)置在磁性傳感器219和多極磁鐵221靠近 滾珠213的一側(cè)上，所以，作用在從滾珠213到磁性傳感器219和多極磁 鐵221方向上的漏出的磁通量同樣可被阻擋而軸承空間中潤滑劑對(duì)磁性傳 感器219的影響可被防止。
再者，通過用第一卡持件217和第二卡持件218卡持磁性傳感器219 和多極磁鐵221以致磁性傳感器219和多極;茲鐵221設(shè)置得沿徑向彼此對(duì) 置，整個(gè)帶傳感器滾動(dòng)軸承210的軸向?qū)挾鹊靡詼p小。
在本實(shí)施例中，作為傳感器，在此可用溫度傳感器或振動(dòng)傳感器。其 次，作為多極磁鐵，在此可用具有各具不同磁化圖形的第一部分和第二部 分，第二部分沿軸向鄰近于第一部分的那種。第一部分可以具有多個(gè)S和N 極，沿周向交替配置，而第二部分具有S和N極，它們沿周向只配置在一 個(gè)位置處。在這種情況下，磁性傳感器也可以布置成具有第一部分和第二 部分。
其次，磁性傳感器219可以配有一發(fā)送器而控制電路可以配有接收器， 以致可以使無線通訊成為可能而為信號(hào)傳送省去外部導(dǎo)線222。 (第九實(shí)施例)
圖11是圖示根據(jù)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第九實(shí)施例的一種帶傳感器滾動(dòng)軸承 230的簡圖。在本實(shí)施例的帶傳感器的滾動(dòng)軸承230中，居中側(cè)壁231e與 第一卡持件231制成一體。其他一些結(jié)構(gòu)都類似于第八實(shí)施例的帶傳感器 滾動(dòng)軸承。即使是本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，也可以起到如第一實(shí)施例同樣的作用。 (第十實(shí)施例)
圖12是圖示根據(jù)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第十實(shí)施例的 一種帶傳感器滾動(dòng)軸承的 筒圖。在本實(shí)施例的帶傳感器滾動(dòng)軸承240中，居中側(cè)壁214e與第一卡持 件241制成一體。其他一些結(jié)構(gòu)類似于第八實(shí)施例的帶傳感器滾動(dòng)軸承。 即使是本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，也可以起到如第一實(shí)施例同樣的作用。 (第十一實(shí)施例)
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第十一實(shí)施例將在以下結(jié)合圖13至16詳細(xì)地予以說明。 圖13圖示一種深溝球軸承，作為其中裝有根據(jù)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第十一實(shí)施例
的轉(zhuǎn)動(dòng)檢測裝置的滾動(dòng)裝置。深溝球軸承具有外圏303、內(nèi)圈304、多個(gè)滾 珠307作為滾動(dòng)件、密封環(huán)308和保持架309。
夕卜圈303固定于外殼301的內(nèi)表面301a作為靜止件。外圈303是通過 使諸如碳鋼這樣的金屬材料經(jīng)過鍛造等而制成的。外圈303其有設(shè)置在其 內(nèi)表面上用于導(dǎo)引滾珠307的外圏滾道305。
內(nèi)圈304是類似于外圏303使諸如碳鋼這樣的金屬材料經(jīng)過鍛造等而 制成的。內(nèi)圈304配裝在轉(zhuǎn)軸302的外表面302a上，轉(zhuǎn)軸是轉(zhuǎn)動(dòng)件。內(nèi)圈 304具有內(nèi)圈滾道306,其設(shè)置在其外表面上而對(duì)應(yīng)于外圈303的外圈滾道 305用于導(dǎo)引滾珠307。內(nèi)圈304隨著轉(zhuǎn)軸302的轉(zhuǎn)動(dòng)與轉(zhuǎn)軸302成一體地 轉(zhuǎn)動(dòng)。
滾珠307在外圏303的外圈滾道305與內(nèi)圈304的內(nèi)圈滾道306之間 排列成一條線。各滾珠307,隨著內(nèi)圈304伴隨轉(zhuǎn)軸302的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，滾 過外圈305和內(nèi)圈304。
密封環(huán)308可阻擋和密封外圈303與內(nèi)圈304之間容放各滾珠307的 空間的兩個(gè)開口。密封環(huán)308可防止灰塵、水分、異物等進(jìn)入滾珠容放空 間并防止?jié)櫥吐┏鰸L珠容放空間。密封環(huán)308固定在形成于外圈303內(nèi) 表面上的固定部分303b處。
保持架309可滾動(dòng)地卡持各滾J朱307在外圈滾道305與內(nèi)圈滾道306 之間。作為保持架309,在此可用沖壓保持架、機(jī)加工保持架。
在轉(zhuǎn)軸302的外表面302a上直立設(shè)置環(huán)形的編碼器卡持件311。編碼 器卡持件311從轉(zhuǎn)軸302外表面302a伸向外殼301，亦即從轉(zhuǎn)軸302沿徑 向向外。在編碼器卡持件311的軸向一側(cè)上配置沿軸向面對(duì)的編碼器310。
另一方面，在外殼301的內(nèi)表面301a上直立設(shè)置傳感器卡持件321。 傳感器卡持件321從外殼301的內(nèi)表面301a伸向轉(zhuǎn)軸302，亦即從外殼301 沿徑向向內(nèi)。在傳感器卡持件321的軸向一側(cè)設(shè)置單一的傳感器320，傳感 器320沿軸向?qū)χ糜诰幋a器310設(shè)置。
圖14是圖示編碼器310的透視圖，而圖15是圖14的局部放大視圖。 編碼器310是環(huán)形的，在徑向上具有比在軸向上大的寬度。編碼器310制 成得具有多個(gè)N極312和S極313,以等距沿環(huán)向交替配置。多個(gè)N極和S 極是各具不同磁通密度的-茲化區(qū)域。
構(gòu)成編碼器310的各磁化區(qū)域各自具有一參照-茲化區(qū)域，具有一定的
最小磁通密度。其次，各個(gè)磁化區(qū)域各自被給予這樣的磁通密度，即，在
以參照磁化區(qū)域作為參照的情況下，從傳感器320看來順時(shí)針從磁化區(qū)域 到下一個(gè)磁化區(qū)域增大。詳細(xì)地說，在本實(shí)施例中，多個(gè)磁化區(qū)域各自被 給予的》茲通密度
A(k)=k Aref (方程1)
A(k):從參照磁化區(qū)域起第k個(gè)順時(shí)針磁化區(qū)域的磁通密度 Aref:參照磁化區(qū)域的磁通密度
換句話說，從參照^茲化區(qū)域起第k個(gè)順時(shí)針^茲化區(qū)域的磁通密度是參 照磁化區(qū)域k倍。具有最小磁通密度的參照磁化區(qū)域設(shè)置得接著具有最大 磁通密度的磁化區(qū)域。
作為編碼器的材料，在此可用鋁鎳鈷磁鐵、鐵素體磁鐵、衫-鈷磁鐵、 釹-鐵-硼磁鐵或通過將各種磁鐵粉末與塑料混合、模制混合物并固化模 制材料所獲得的粘合磁鐵。由于多個(gè)磁化區(qū)域的磁通密度需要是不同的， 所以優(yōu)先采用粘合磁鐵，它能夠容易地設(shè)計(jì)得具有任何磁通密度。在此， 采用 一種含鐵素體粉末的塑料制成的粘合磁鐵。磁鐵的磁力隨溫度而變。 因此，必需是磁化強(qiáng)度得以確定使得在各種工作溫度條件下某一磁化區(qū)域 的峰值不與另 一磁化區(qū)域的峰值相同。
如此配置的N極312和S極313各自圍繞自身形成一個(gè)磁場，該磁場 具有對(duì)應(yīng)于其極性和^f茲通密度的強(qiáng)度。因此，對(duì)應(yīng)于N極312和S極313 的磁通密度之強(qiáng)度的磁場圍繞編碼器310形成。編碼器310參照磁化區(qū)域 的位置(設(shè)置角度)作為轉(zhuǎn)軸絕對(duì)角度的參照值儲(chǔ)存在控制電路之中，后者并 未畫出。
傳感器320是磁性傳感器，它可檢測由編碼器310形成的磁場。傳感 器320設(shè)置得靠近編碼器310的表面并能夠感測由多個(gè)磁化區(qū)域形成的磁 場。作為傳感器320，在此可用能夠檢測諸如霍爾元件和線圈這樣的磁場的 一種。在此，將通過實(shí)例參照采用霍爾元件的情況作出說明?；魻栐?按照橫過霍爾元件的磁通量強(qiáng)度和方向生成電流的元件。
編碼器310隨著轉(zhuǎn)軸302的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。傳感器320把符合對(duì)置于傳 感器320的N極312和S極313所形成的》茲通量強(qiáng)度和方向的電流值經(jīng)由 電纜322輸出給控制電路。
圖16是圖示由傳感器320檢測的輸出信號(hào)的圖線。在圖16中，縱坐
標(biāo)表示輸出信號(hào)的強(qiáng)度而橫坐標(biāo)表示時(shí)間。輸出信號(hào)的大小正比于磁通量 的強(qiáng)度而輸出信號(hào)的符號(hào)由磁通量的方向確定。在此，出現(xiàn)在圖16中最左
面的脈沖是由參照磁化區(qū)域所形成的磁通量產(chǎn)生的脈沖。圖16表明脈沖峰 值的強(qiáng)度絕對(duì)值隨時(shí)間增大。因此，在圖16的情況下，控制電路判斷出轉(zhuǎn) 軸在N極312或S極313強(qiáng)度增大的，亦即從傳感器320看來反時(shí)針的方 向上轉(zhuǎn)動(dòng)。然后，控制電路數(shù)出單位時(shí)間檢測的峰值個(gè)數(shù)并根據(jù)數(shù)出的峰 值個(gè)數(shù)和各磁化區(qū)域依之設(shè)置的間距來算出轉(zhuǎn)動(dòng)速度。
其次，控制電路可根據(jù)峰值強(qiáng)度確定轉(zhuǎn)軸的絕對(duì)角度。在傳感器的峰 值(圖16中的點(diǎn)A或C)被檢測出來的情況下，控制電路判斷出對(duì)應(yīng)于如此 檢測出來的輸出的磁化區(qū)域設(shè)置得對(duì)置于傳感器320。然后，控制電路判斷 出，轉(zhuǎn)軸設(shè)置在對(duì)應(yīng)于如此檢測出來的磁化區(qū)域的絕對(duì)角度處。另外，在 傳感器的輸出是在兩峰值之間點(diǎn)B處的數(shù)值的情況下，點(diǎn)B的絕對(duì)角度是 根據(jù)前一峰值的點(diǎn)A處的強(qiáng)度對(duì)于在點(diǎn)A處與在點(diǎn)B處強(qiáng)度之間的差值的 比值計(jì)算出來的。詳細(xì)一點(diǎn)說，在點(diǎn)B處的角度是按照以下方程計(jì)算出來 的。
<formula>formula see original document page 26</formula> (方程2)
e(A):點(diǎn)A處的絕對(duì)角度 eCB):點(diǎn)B處的絕對(duì)角度 a:點(diǎn)A處的輸出強(qiáng)度 b:點(diǎn)A處與點(diǎn)B處輸出強(qiáng)度之間的差值 n:設(shè)置在編碼器上的磁化區(qū)域的總數(shù) 如以上提及，按照本發(fā)明，編碼器310和傳感器320沿軸向設(shè)置得彼 此對(duì)置。其次，編碼器310由多個(gè)配置得以致磁通量強(qiáng)度逐漸增大的N極 312和S極313構(gòu)成。因此，單一傳感器320可以用以同時(shí)檢測轉(zhuǎn)動(dòng)302的 轉(zhuǎn)動(dòng)速度、方向和角度。
因此，轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度、方向和角度可以由簡單的裝置予以檢測，使 得可能減少零部件的數(shù)量并因而零部件成本。其次，零部件數(shù)量的減少可 提高裝配性、使得也可能降低裝配成本。
其次，由于只需要一個(gè)傳感器，所以可以節(jié)省軸承中的空間，使得可 能在整體上作出緊湊的設(shè)計(jì)。再者，傳感器數(shù)目的減少也導(dǎo)致軸承重量的 減小，如果軸承用于汽車等可有助于油耗的降低。 雖然本發(fā)明已經(jīng)參照各磁化區(qū)域的磁通密度逐漸減小的情況予以說 明，但可以在一條線上制備和配置多個(gè)磁化區(qū)域組，其^茲通密度逐漸減小。 在此情況下，通過數(shù)出包含在各個(gè)》茲化區(qū)域組之中的參照-茲化區(qū)域石茲通量 被檢測的次數(shù)，可以明確地確定石茲通量的絕對(duì)角度。
其次，多個(gè)磁化區(qū)域分組可以配置得以致只是各參照磁化區(qū)域的強(qiáng)度 被作成是不同的。在此情況下，絕對(duì)角度可以利用剛剛檢測出來作為參照 的參照磁化區(qū)域的強(qiáng)度來予以確定。
即使當(dāng)各磁化區(qū)域配置得以致磁通密度逐漸減小時(shí)，也可以發(fā)生同樣 的效果。
(第十二實(shí)施例)
下面將結(jié)合圖17和18說明實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第十二實(shí)施例。在此，與在 第十一實(shí)施例中提及的相同各構(gòu)件將被給予相同的附圖標(biāo)記和符號(hào)并將略 去對(duì)其的說明。
圖17是用在根據(jù)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第十二實(shí)施例的轉(zhuǎn)動(dòng)4企測裝置之中的編 碼器315的局部放大視圖。在本實(shí)施例中，編碼器315設(shè)置得對(duì)置于傳感 器320、類似編碼器310。
編碼器315具有環(huán)形，此環(huán)形具有預(yù)定的軸向?qū)挾取＞幋a器315的傳 感器對(duì)置表面是通過在環(huán)向上以相等間距配置多個(gè)N極316而構(gòu)成的。多 個(gè)N極316是具有不同各磁通密度的磁化區(qū)域。傳感器對(duì)置表面的背側(cè)由 S極磁化。
構(gòu)成編碼器315的各磁化區(qū)域具有一參照磁化區(qū)域，它具有最小的磁 通密度。各個(gè)磁化區(qū)域各自被給予在參照極化區(qū)域作為參照的情況下，以 傳感器處看來順時(shí)針地從》茲化區(qū)域到下一-茲化區(qū)域逐步增大的各^茲通密 度。詳細(xì)點(diǎn)說，在本實(shí)施例中，各個(gè)磁化區(qū)域各自被給予如同在第十一實(shí) 施例之中那樣符合方程1的各磁通密度。
因而，如此配置的各N極316圍繞自身形成磁場，該磁場具有的強(qiáng)度 對(duì)應(yīng)于各自的極性和磁通密度。因此，對(duì)應(yīng)于N極磁通密度的強(qiáng)度的磁場 形成在編碼器315周圍。編碼器315參照磁化區(qū)域的位置(設(shè)置角度)被儲(chǔ)存 在未被畫出的控制電路中作為轉(zhuǎn)軸絕對(duì)角度的參照。
編碼器315隨著轉(zhuǎn)軸302的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。傳感器320經(jīng)由電纜322按 照由設(shè)置得對(duì)置于傳感器320的N極316形成的磁通量強(qiáng)度和方向把電流
值輸出給未被畫出的控制電路。
圖18是圖示由傳感器320檢測出來的輸出信號(hào)的圖線。在圖18中， 縱坐標(biāo)表示輸出信號(hào)的強(qiáng)度而橫坐標(biāo)表示時(shí)間。輸出信號(hào)的大小正比于磁 通量的強(qiáng)度而輸出信號(hào)的符號(hào)由磁通量的方向確定。在此，出現(xiàn)在圖18之 中最左邊的脈沖是由參照磁化區(qū)域形成的磁通量所生成的脈沖。圖18表明 脈沖峰值的強(qiáng)度隨時(shí)間以階梯方式增大。因此，在圖18的情況下，控制電 路判斷出轉(zhuǎn)軸302在N極的強(qiáng)度增大的方向上轉(zhuǎn)動(dòng)，亦即，從傳感器320 處看來反時(shí)針地轉(zhuǎn)動(dòng)。然后，控制電路數(shù)出每單位時(shí)間檢測出來的峰值數(shù) 量并根據(jù)數(shù)出的峰值數(shù)量和各磁化區(qū)域設(shè)置所依的間距算出轉(zhuǎn)動(dòng)速度。
其次，控制電路可根據(jù)脈沖峰值的強(qiáng)度來確定轉(zhuǎn)軸的絕對(duì)角度。在本 實(shí)施例中，傳感器320的輸出脈沖具有平緩的峰值。因此，與第一實(shí)施例 相比，角度分辨率減退?？刂齐娐肪哂袑?duì)應(yīng)于多個(gè)磁化區(qū)域的設(shè)置角度的 閾值。其次，當(dāng)控制電路檢測出被檢測的值超過閾值時(shí)，就可以判定編碼 器通過對(duì)應(yīng)的角度。
如以上所提及，按照本實(shí)施例，編碼器315和傳感器320沿軸向設(shè)置 得彼此對(duì)置。其次，編碼器315的面對(duì)傳感器的表面由多個(gè)配置得以致磁 通密度逐漸增大的N極構(gòu)成。因此，單一傳感器320可以用以同時(shí)檢測轉(zhuǎn) 軸302的轉(zhuǎn)動(dòng)速度、方向和角度，使得可能發(fā)生與第十一實(shí)施例中相同的 效果。
在本實(shí)施例中，由于編碼器的面對(duì)傳感器的表面是只由其磁通量逐漸 增大的各N極構(gòu)成的。因此如此檢測出的峰值是平緩的。因此，與只有一 個(gè)峰值的情況相比，峰值檢測誤差出現(xiàn)的百分率得以降低，使得可能以較 高的可靠性檢測峰值。
雖然本發(fā)明已經(jīng)參照編碼器的面對(duì)傳感器的表面由多個(gè)N極構(gòu)成的情 況予以說明，但編碼器的面對(duì)傳感器的表面也可以由多個(gè)S極構(gòu)成。在此 情況下，轉(zhuǎn)動(dòng)速度、轉(zhuǎn)動(dòng)方向和絕對(duì)角度的檢測是以與本實(shí)施例中相同的 方式作出的，例外的只是輸出信號(hào)的符號(hào)反過來。 (第十三實(shí)施例)
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第十三實(shí)施例將結(jié)合圖19和20詳細(xì)予以說明。在此， 與第十一實(shí)施例中所提及的各相同構(gòu)件將被給予相同的附圖標(biāo)記和符號(hào)， 而將略去對(duì)它們的說明。
圖19圖示一種作為帶傳感器軸承的深溝球軸承，其中裝有根據(jù)實(shí)現(xiàn)本
發(fā)明的第十三實(shí)施例的轉(zhuǎn)動(dòng)檢測裝置。深溝球軸承具有外圈303、內(nèi)圈304、 多個(gè)滾珠307作為滾動(dòng)件、密封環(huán)308和座圈309。
在本實(shí)施例中，密封環(huán)308可阻擋和密封在外圈303與內(nèi)圈304之間 容放滾珠空間307的兩端開口之一。容放滾珠空間307的兩端開口中的另 一個(gè)由編碼器卡持件331和傳感器卡持件341予以阻擋和密封。
傳感器卡持件341為環(huán)形件，具有帶平行兩端的C形截面。傳感器卡 持件341固定于外圏303的軸向一端303c并從外圈303沿軸向伸出。在傳 感器卡持件341的沿徑向內(nèi)側(cè)上設(shè)置沿徑向面對(duì)的傳感器340。
編碼器卡持件331是環(huán)形件，具有L形截面。編碼器卡持件331固定 于內(nèi)圈304的軸向一端304b,并從內(nèi)圈304沿軸內(nèi)伸出。傳感器卡持件341 的前端設(shè)置在傳感器卡持件341的兩端之間。編碼器卡持件331和傳感器 卡持件341彼此配合起到與密封環(huán)308相同的作用。在編碼器卡持件331 的徑向一側(cè)上設(shè)置編碼器330。編碼器330沿徑向設(shè)置得對(duì)置于傳感器340。
圖20是圖示編碼器330的透視圖而圖21是圖20的局部放大視圖。編 碼器330具有環(huán)形，在軸向上比在徑向上具有較大的寬度。編碼器330制 成得具有多個(gè)以相等間距沿環(huán)向交替配置的N極332和S極333。多個(gè)N 極332和S極333是具有不同各^f茲通密度的各^f茲化區(qū)域。
構(gòu)成編碼器330的磁化區(qū)域各自具有一參照磁化區(qū)域，此區(qū)域具有一 定的最小磁通密度。其次，各個(gè)磁化區(qū)域各自被給予在參照磁化區(qū)域作為 參照的情況下從滾珠307處看來順時(shí)針地從磁化區(qū)域到下一磁化區(qū)域逐漸 增大的磁通密度。在本實(shí)施例中多個(gè)磁化區(qū)域的磁通密度是由以上提及的 方程1予以表明的。
如此配置的N極332和S極333各自圍繞自身形成^f茲場，該^磁場具有 的強(qiáng)度對(duì)于其極性和磁通量。因此，圍繞編碼器330形成對(duì)應(yīng)于N極332 和S極333磁通密度的強(qiáng)度的磁場。編碼器330的參照磁化區(qū)域的位置(設(shè) 置角度)作為轉(zhuǎn)軸絕對(duì)角度的參照被儲(chǔ)存在圖中未畫出的控制電路之中。
傳感器340是磁性傳感器，可檢測由編碼器330形成的磁場。傳感器 340設(shè)置得靠近編碼器330的表面并能夠感測由各個(gè)磁化區(qū)域形成的磁場。 作為傳感器340在此可用類似于第十一實(shí)施例的傳感器320的一種。
編碼器330隨著轉(zhuǎn)軸302的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。傳感器340經(jīng)由電纜322,按 照設(shè)置得對(duì)置于傳感器340的N極332和S極333所形成的磁通量的強(qiáng)度 和方向，把電流值輸出給圖中未畫出的控制電路。
由傳感器320檢測的輸出信號(hào)類似于圖16之中所示者。如在第十一實(shí) 施例之中那樣，輸出信號(hào)的大小正比于磁通量的強(qiáng)度而輸出信號(hào)的符號(hào)由 石茲通量的方向確定。
在此情況下，控制電路判斷出轉(zhuǎn)軸在N極332和S極333強(qiáng)度增大的 方向上轉(zhuǎn)動(dòng)。亦即從滾珠307處看來反時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。然后，控制電路數(shù)出每 單位時(shí)間峰值的個(gè)數(shù)并根據(jù)數(shù)出的峰值個(gè)數(shù)和各磁化區(qū)域設(shè)置所依的間距 來算出轉(zhuǎn)動(dòng)速度。
其次，控制電路根據(jù)峰值強(qiáng)度來確定轉(zhuǎn)軸的絕對(duì)角度。在檢測傳感器 輸出峰值(圖16中的點(diǎn)A或C)的情況下，控制電路判斷出，對(duì)應(yīng)于如此才企 測出的輸出的磁化區(qū)域設(shè)置得對(duì)置于傳感器340。然后，控制電路判斷出， 轉(zhuǎn)軸設(shè)置在對(duì)應(yīng)于如此檢測出的磁化區(qū)域的絕對(duì)角度處。
另外，在傳感器的輸出是在各峰值中間的點(diǎn)B處的數(shù)值的情況下，點(diǎn) B的絕對(duì)角度是根據(jù)前面的峰值點(diǎn)A處的強(qiáng)度對(duì)點(diǎn)A處與點(diǎn)B處的強(qiáng)度之 間的差值之比值計(jì)算出來的。詳細(xì)一點(diǎn)地說，點(diǎn)B處的角度是按照方程2 算出的。
如以上所提及，按照本實(shí)施例，編碼器330和傳感器340沿徑向設(shè)置 得彼此對(duì)置。其次，編碼器330由多個(gè)配置得以致磁通密度逐漸減小的各N 極332和各S極333構(gòu)成。因此，單一傳感器340可以用以同時(shí)4全測轉(zhuǎn)軸 302轉(zhuǎn)動(dòng)的速度、方向和角度，使得可能發(fā)生與第十一實(shí)施例中相同的效果。
其次，在本實(shí)施例中，由于軸^c的外圈303和內(nèi)圈304、編碼器330 和傳感器340制成一體，所以，如果編碼器和傳感器先前已經(jīng)被裝在軸承 上，則可以只是通過把軸承安置在轉(zhuǎn)軸與外殼之間而完成組裝。因此，組 裝效率可以提高而有助于降低組裝成本。
再者，與本實(shí)施例中相同的轉(zhuǎn)動(dòng)檢測裝置可以應(yīng)用于在第一至第十實(shí) 施例的任何一種中所說明的帶傳感器軸承。 (第十四實(shí)施例)
下面將結(jié)合圖22說明實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第十二實(shí)施例。在此，與第十一至 第十三實(shí)施例之中相同的構(gòu)件將給予相同的附圖標(biāo)記和符號(hào)并將略去其說明。
圖22是用在一種帶傳感器軸承中的編碼器335的局部放大視圖，此軸 承具有裝在其中的根據(jù)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明第十四實(shí)施例的轉(zhuǎn)動(dòng)檢測裝置。在本實(shí) 施例中，編碼器335設(shè)置得對(duì)置于傳感器340，類似于編碼器330。
編碼器335是環(huán)形的，具有預(yù)定的軸向?qū)挾?。編碼器335的傳感器對(duì) 置表面是通過以相等間距沿環(huán)向配置多個(gè)N極336而構(gòu)成的。多個(gè)N極336 是具有不同各^f茲通密度的各磁化區(qū)域。編碼器335是由在其對(duì)置于傳感器 的 一側(cè)上的S極予以磁化的。
構(gòu)成編碼器335的各磁化區(qū)域具有一參照磁化區(qū)域，具有最小的磁通 密度。各個(gè)磁化區(qū)域在參照磁化區(qū)域作為參照的情況下各自被給予從滾珠 307看來順時(shí)針地從磁化區(qū)域到下一個(gè)磁化區(qū)域逐漸增大的各磁通密度。詳 細(xì)一點(diǎn)說，在本實(shí)施例中，各個(gè)磁化區(qū)域，像第十一到第十三實(shí)施例之中 那樣，各自按照方程1被給予各磁通密度。
因而，如此配置的各N極336在其周圍構(gòu)成一石茲場，該/磁場具有的強(qiáng) 度對(duì)應(yīng)于各個(gè)極性和磁通密度。因此，對(duì)應(yīng)于N極磁通密度的強(qiáng)度的磁場 形成在編碼器335周圍。編碼器335參照磁化區(qū)域的位置(設(shè)置角度)儲(chǔ)存在 圖中未畫出的控制電路中作為轉(zhuǎn)軸絕對(duì)角度的參照。
編碼器335隨著轉(zhuǎn)軸302的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。傳感器340經(jīng)由電纜322,按 照由設(shè)置得對(duì)置于傳感器340的N極形成的磁通密度和方向，把電流值輸 出到圖中未畫出的控制電路。
由傳感器340檢測的輸出信號(hào)類似于圖18之中所示的。在圖18中， 縱坐標(biāo)表示輸出信號(hào)的強(qiáng)度而橫坐標(biāo)表示時(shí)間。輸出信號(hào)的大小正比于磁 通量的強(qiáng)度而輸出信號(hào)的符號(hào)由磁通量的方向確定。在此，出現(xiàn)在圖18之 中最左邊上的脈沖是由參照磁化區(qū)域所形成的磁通量生成的脈沖。圖18表 明脈沖峰值的強(qiáng)度隨時(shí)間以階梯方式增大。因此，在圖18的情況下，控制 電路判斷出，轉(zhuǎn)軸302在N極336強(qiáng)度增大的方向上轉(zhuǎn)動(dòng)，亦即，從傳感 器340處看來反時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。然后，控制電路數(shù)出每單位時(shí)間檢測出的峰值 個(gè)數(shù)并根據(jù)數(shù)出的峰值個(gè)數(shù)和各磁化區(qū)域設(shè)置所依的間距來算出轉(zhuǎn)動(dòng)速 度。
其次，控制電路根據(jù)脈沖峰值的強(qiáng)度來確定轉(zhuǎn)軸的絕對(duì)角度。在本實(shí) 施例中，傳感器340的輸出脈沖具有平緩的峰值。因此，與第十二實(shí)施例 的情況下一樣，與第十一實(shí)施例相比，角度分辨率減低了?？刂齐娐肪哂?br>
對(duì)應(yīng)各個(gè)磁化區(qū)域的設(shè)置角度的閾值。其次，當(dāng)控制電路測知檢測值超過 閾值時(shí)，則判定編碼器經(jīng)過相應(yīng)的角度。
如以上所提及，按照本實(shí)施例，編碼器335和傳感器340沿徑向設(shè)置 得彼此對(duì)置。其次，編碼器335的傳感器對(duì)置表面由多個(gè)配置得以致磁通 密度逐漸增大的N極336構(gòu)成。因此，單一傳感器340可以用以同時(shí)檢測 轉(zhuǎn)軸302轉(zhuǎn)動(dòng)的速度、方向和角度，使得可能呈現(xiàn)與第十一實(shí)施例中相同 的效果。
在本實(shí)施例中，由于編碼器的傳感器對(duì)置表面只是由其磁通密度逐漸 增大的各N極構(gòu)成，因而如此檢測出的峰值是平緩的。因此，與只是一個(gè) 峰值的情況相比，峰值檢測誤差發(fā)生的百分率降低了，使得可能以較高的 可靠性檢測峰值。
雖然本實(shí)施例已經(jīng)參照編碼器的傳感器對(duì)置表面由多個(gè)N極構(gòu)成的情 況予以說明，但是，編碼器的傳感器對(duì)置表面也可以由多個(gè)S極構(gòu)成。在 此情況下，轉(zhuǎn)動(dòng)速度、轉(zhuǎn)動(dòng)方向和絕對(duì)角度的檢測是與本實(shí)施例中相同的 方式實(shí)現(xiàn)的，例外的只是輸出信號(hào)的符號(hào)相反。
其次，在本實(shí)施例中，由于軸承的外圈303和內(nèi)圈304、編碼器.335 和傳感器340是制成一體的，所以，如果編碼器和傳感器原先已經(jīng)裝在軸 承上了，則只要把軸承設(shè)置在轉(zhuǎn)軸與外殼之間即可完成組裝。因此，組裝 效率可以提高，從而有助于降低組裝成本。
再者，與本實(shí)施例中相同的轉(zhuǎn)動(dòng)檢測裝置可以用于在第一到第十實(shí)施 例的任何一項(xiàng)中所說明的帶傳感器軸承。 (第十五實(shí)施例)
以下將結(jié)合圖23說明實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第十五實(shí)施例。在此，與第十一到 第十四實(shí)施例中提及的相同的構(gòu)件將被給予相同的附圖標(biāo)記和符號(hào)而將略 去其說明。
圖23圖示作為帶傳感器滾動(dòng)軸承的一種深溝球軸承，其中裝有根據(jù)實(shí) 現(xiàn)本發(fā)明的第十三或第十四實(shí)施例的轉(zhuǎn)動(dòng)檢測裝置。在本實(shí)施例中，深溝 球軸承的外圈303和內(nèi)圈304具有分別沿軸向伸展的傳感器安裝部分303d 和編碼器安裝部分。
在編碼器安裝部分304c的沿軸向外側(cè)304d上設(shè)置編碼器350。作為編 碼器350,在此可用在第十三或第十四實(shí)施例中所iJL明的編碼器330或335。
編碼器350的軸向一側(cè)對(duì)置于傳感器安裝部分303d。
另一方面，在傳感器安裝部分303d的軸內(nèi)側(cè)303e上直立設(shè)置環(huán)形鋼 片385。環(huán)形密封件380由鋼片385支承以密封傳感器安裝部分303d與編 碼器安裝部分304c之間的間隙。
其次，在傳感器安裝部分303d的軸向內(nèi)側(cè)303e上設(shè)置傳感器安裝件 375。傳感器安裝件375位于密封環(huán)308與密封件380之間。
在傳感器安裝件375上設(shè)置溫度測量裝置370和由霍爾元件等制成的 傳感器360。傳感器360設(shè)置得對(duì)置于編碼器350并可檢測由編碼器350形 成的磁通量。傳感器360以與第十三和第十四實(shí)施例中相同的方式檢測磁 通量并因而檢測轉(zhuǎn)動(dòng)體的轉(zhuǎn)動(dòng)速度、轉(zhuǎn)動(dòng)方向和絕對(duì)角度。
溫度測量裝置370可測定傳感器和編碼器以及各周邊構(gòu)件的溫度并輸 出如此測得的溫度數(shù)據(jù)給圖中未畫出的控制電路。構(gòu)成編碼器350的磁化 區(qū)域隨溫度變化而改變磁通密度?？刂齐娐肪哂幸槐砀瘢枰孕ＵS溫度 變化的磁通密度改變。其次，控制電路利用此表格來校正為此檢測出的輸 出值并檢測轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度、轉(zhuǎn)動(dòng)方向和絕對(duì)角度。在使用諸如熱電偶這 樣的非接觸型溫度計(jì)的情況下，可檢測諸如傳感器這樣的.非轉(zhuǎn)動(dòng)件的溫度，
但在使用諸如紅外輻射溫度計(jì)這樣的非接觸型溫度計(jì)的情況下，就使得可 能檢測諸如編碼器這樣的轉(zhuǎn)動(dòng)件的溫度。
如以上所提及，按照本實(shí)施例，根據(jù)溫度變化校正的輸出值可以用以 檢測轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)軸速度、轉(zhuǎn)動(dòng)方向和絕對(duì)角度。因此，編碼器350可以不加 考慮編碼器350各種工作溫度條件地予以采用，值得可能更加寬泛地把本
轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)檢測裝置應(yīng)用于軸承和滾動(dòng)裝置。
編碼器與傳感器之間的芯件間隙(core gap)隨熱脹冷縮而變化。這一芯 體間隙變化可以根據(jù)來自溫度測量裝置的信號(hào)予以校正。
其次，在本實(shí)施例中，編碼器350和傳感器360由密封環(huán)308和密封 件380予以密封。因此，外部影響可以減至最小，使得可能以較高精度作 出測量。
再者，編碼器350和傳感器320設(shè)置得沿徑向彼此對(duì)置。其次，編碼 器310由多個(gè)配置得以致》茲通密度逐漸變化的N極312和S極313構(gòu)成。 因此，單一傳感器320可以用以同時(shí)檢測轉(zhuǎn)軸302的轉(zhuǎn)動(dòng)速度、方向一口角 度，使得可能呈現(xiàn)與第十一實(shí)施例中相同的效用。
其次，與本實(shí)施例中相同的轉(zhuǎn)動(dòng)檢測裝置可以用于第 一 到第十實(shí)施例 的任何一項(xiàng)中所說明的帶傳感器的軸承。 (第十六實(shí)施例)
結(jié)合圖24到28將詳細(xì)地說明實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第十六實(shí)施例。圖24圖示 一種作為滾動(dòng)裝置的深溝球軸承，其中裝有根據(jù)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第十六實(shí)施 例的轉(zhuǎn)動(dòng)檢測裝置。深溝球軸承具有外圈403、內(nèi)圏404、多個(gè)作為滾動(dòng)件 的滾珠407、密封環(huán)408和保持架409。
外圈403固定于外殼401的內(nèi)表面401a作為靜止件。外圈403是通過 使諸如碳鋼這樣的金屬材料經(jīng)受鍛造或類似工藝而制成的。外圈403具有 外滾道405,其設(shè)置在其內(nèi)表面上用于導(dǎo)引滾珠407。
內(nèi)圈404是通過使諸如碳鋼這樣的金屬材料經(jīng)受鍛造或類似工藝而制 成的，類似于外圈403那樣。內(nèi)圈404配裝在作為轉(zhuǎn)動(dòng)件的轉(zhuǎn)軸402的外 表面402a上。內(nèi)圈404具有內(nèi)滾道406，設(shè)置在其外表面上，對(duì)應(yīng)于外圈 403的外滾道405，用于導(dǎo)引滾珠407。內(nèi)圈404隨著轉(zhuǎn)軸402的轉(zhuǎn)動(dòng)與轉(zhuǎn) 軸402成一體地轉(zhuǎn)動(dòng)。
各滾珠407在外圈403的外滾道405與內(nèi)圈404的內(nèi)滾道406之間排 列在一條線上。各滾珠407在伴隨著轉(zhuǎn)軸402轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)圈404轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下 滾過外圈405和內(nèi)圈406。
密封環(huán)408阻擋和密封外圈403與內(nèi)圈404之間容放滾珠的空間407 的兩個(gè)開口。密封環(huán)408可防止灰塵、水分、異物等進(jìn)入容放滾珠的空間 以及潤滑劑從容放滾珠的空間漏出。密封環(huán)408固定在制成在外圈403內(nèi) 表面上的固定部分403b上。
保持架409把滾珠407可滾動(dòng)地卡持在外座圏405與內(nèi)座圈406之間。 作為保持架409,可以使用沖壓保持架、機(jī)加工保持架。
在轉(zhuǎn)軸402的外表面402a上直立設(shè)置環(huán)形的編碼器卡持件411。編碼 器卡持件411從轉(zhuǎn)軸402的外表面402a伸向外殼401,亦即從轉(zhuǎn)軸402沿 徑向向外。在編碼器卡持件411的軸向一側(cè)上設(shè)置沿軸向面對(duì)的編碼器410。
另一方面，在外殼401的內(nèi)表面401a上直立設(shè)置傳感器卡持件421。 傳感器卡持件421從外殼401的內(nèi)表面401a伸向轉(zhuǎn)軸402,亦即從外殼401 沿徑向向內(nèi)。在傳感器卡持件421的軸向一側(cè)上設(shè)置單一傳感器420。傳感 器420沿軸向設(shè)置得對(duì)置于編碼器410。
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圖25是平面視圖，示出編碼器410，而圖26是圖25的局部放大透視 圖。編碼器410具有恒定徑向?qū)挾鹊沫h(huán)形形狀。編碼器410具有多個(gè)階梯 式傳感器對(duì)置表面410a和一個(gè)平直的編碼器安裝件接地表面410b。編碼器 410在編碼器安裝件接地表面410b處固定于編碼器安裝件411。編碼器安 裝件接地表面410b的法線方向與軸向相同。
如圖26之中所示，多個(gè)傳感器對(duì)置表面410a由具有軸向高度hl的臺(tái)
階沿周向分隔開來。以O(shè)為中心每隔中心角eo形成一臺(tái)階，以致每隔中心
角90沿周向分割了編碼器的傳感器對(duì)置表面。因此，從編碼器安裝件接地 表面410b到編碼器的傳感器對(duì)置表面410a的高度H每隔中心角eo增大hl。
因此，編碼器410的軸向高度H,始自作為參照的最靠近編碼器安裝 件接地表面410b的傳感器對(duì)置表面410a到最遠(yuǎn)離編碼器安裝件接地表面 410b的傳感器對(duì)置表面410a,每隔中心角eo單調(diào)地增大hl。在本實(shí)施例中， 挨著最靠近編碼器安裝件接地表面410b的傳感器對(duì)置表面910a設(shè)置了最 遠(yuǎn)離編碼器安裝件接地表面410b的傳感器對(duì)置表面410a。其次，在本實(shí)施 例中，編碼器410以如下的配置予以設(shè)置，即高度H從傳感器處看來反時(shí) 針地增大hl。因此，編碼器410與傳感器420之間的距離隨著轉(zhuǎn)軸402的 轉(zhuǎn)動(dòng)而按照傳感器對(duì)置表面410a的形狀變化。編碼器410與傳感器420之 間的距離按角度被存儲(chǔ)在圖中未畫出的控制電路之中。再者，控制電路可 相互關(guān)聯(lián)地儲(chǔ)存多個(gè)傳感器對(duì)置表面410a的位置和轉(zhuǎn)軸402的絕對(duì)角度。
傳感器420沿軸向設(shè)置得對(duì)置于編碼器410的傳感器對(duì)置表面410a。 傳感器420是位移傳感器，利用光或超聲波來測定編碼器410的傳感器對(duì) 置表面410a與傳感器420之間的距離變化。傳感器420向編碼器410的傳 感器對(duì)置表面410a輸出光或超聲波。如此輸出的光或超聲波然后由傳感器 對(duì)置表面410a予以反射。傳感器420接收如此反射的光或超聲波以測定傳 感器對(duì)置表面形狀的位移。傳感器420經(jīng)由電纜422向圖中未畫出的控制 電路輸出如此檢測出的距離數(shù)據(jù)。
圖27是一圖線，圖示由傳感器420檢測出的輸出信號(hào)。在圖27中， 縱坐標(biāo)表示輸出信號(hào)的強(qiáng)度而橫坐標(biāo)表示時(shí)間。在圖27中，虛線表示輸出 信號(hào)。輸出信號(hào)的大小對(duì)應(yīng)與傳感器的距離，而且傳感器對(duì)置表面越靠近 傳感器，輸出信號(hào)的強(qiáng)度越大。在此，出現(xiàn)在圖27中最左端上的脈沖表示 當(dāng)最靠近編碼器安裝件接地表面的傳感器對(duì)置表面設(shè)置得對(duì)置于傳感器
420時(shí)檢測到的值的脈沖。圖27表明，脈沖峰值的強(qiáng)度隨時(shí)間單調(diào)地以階 梯方式增大。
如先前所提及，在本實(shí)施例中，編碼器410以如下配置予以設(shè)置，即 從傳感器420處看來高度H按反時(shí)針方向逐漸增大hl。因此，在圖27的情 況下，控制電路判斷出，編碼器410,亦即轉(zhuǎn)軸，從傳感器處看來順時(shí)針轉(zhuǎn) 動(dòng)。
如圖27之中所示，傳感器420的輸出具有由最靠近傳感器420的傳感 器對(duì)置表面410a反射的信號(hào)作為最大峰值?？刂齐娐窋?shù)出此最大峰值并根 據(jù)每單位時(shí)間獲得的最大峰值個(gè)數(shù)來算出轉(zhuǎn)軸402的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。
其次，控制電路可根據(jù)脈沖強(qiáng)度確定轉(zhuǎn)軸的絕對(duì)角度。在本實(shí)施例中， 傳感器420的輸出符合于編碼器410的形狀而是臺(tái)階狀的?？刂齐娐房上?互并聯(lián)地儲(chǔ)存各種形狀的絕對(duì)角度和檢測值。然后，控制電路按照檢測值
判斷出轉(zhuǎn)軸設(shè)置所在的角度。這樣，可以在角度分辨范圍eo之內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)軸
402絕對(duì)角度的檢測。
如以上所提及，按照本實(shí)施例，編碼器410和傳感器420沿軸向設(shè)置 得彼此對(duì)置。其次，編碼器410具有形成在其上的傳感器對(duì)置表面410a， 以致與傳感器420的距離單調(diào)地增大或減小。傳感器420是由利用光和超 聲波的位移傳感器做成的。傳感器420按照與傳感器對(duì)置表面410a的距離 來輸出輸出信號(hào)到控制電路。控制電路分析這一輸出信號(hào)以檢測轉(zhuǎn)軸402 轉(zhuǎn)動(dòng)的速度、方向和角度。因此，信號(hào)傳感器420可以同時(shí)檢測轉(zhuǎn)軸402 轉(zhuǎn)動(dòng)的速度、方向和角度，使得可能呈現(xiàn)如第十一實(shí)施例之中的相同的效 用。
在本實(shí)施例中，傳感器420是利用光或超聲波的位移傳感器。不過， 傳感器420并不受到具體限制，只要它是一種能夠測定傳感器對(duì)置表面410a 與傳感器420之間距離變化的傳感器即可。作為傳感器420,在此可以建議 一種磁性傳感器，即一種作為范例利用磁場與渦流等之間相互作用的傳感 器。在使用磁性傳感器的情況下，編碼器是磁性材料的。在利用渦流的傳 感器情況下，編碼器需要是諸如金屬材料這樣的鐵磁材料。 (第十七實(shí)施例)
下面將結(jié)合圖28說明實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第十七實(shí)施例。在此，與在第十六 實(shí)施例中所提及的相同的構(gòu)件將被給予相同的附圖標(biāo)記和符號(hào)，而其說明
將被略去。
在本實(shí)施例中，在圖24中，在編碼器卡持件411的軸向一側(cè)上設(shè)置編 碼器415。另一方面，在傳感器卡持件421的軸向一側(cè)上設(shè)置單一傳感器 425。傳感器425沿軸向設(shè)置得對(duì)置于編碼器415。
圖28是用在根據(jù)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第十七實(shí)施例的轉(zhuǎn)動(dòng)檢測裝置之中的、 編碼器的局部放大透視圖。在本實(shí)施例中，編碼器415類似于編碼器410 設(shè)置得對(duì)置于傳感器425。
編碼器415具有環(huán)形，徑向?qū)挾炔蛔?。編碼器415具有多個(gè)臺(tái)階式的 傳感器對(duì)置表面415a和一個(gè)平直的編碼器安裝件接地表面415b。編碼器 415在編碼器安裝件接地表面415b處周定于編碼器安裝件411。編碼器安 裝件接地表面415b的法線方向與軸向相同。
如圖28之中所示，多個(gè)傳感器對(duì)置表面415a由具有軸向高度hl的臺(tái) 階沿周向隔開。臺(tái)階以O(shè)為中心每隔中心角6o形成，以致每隔中心角e。沿 周向分割了編碼器的傳感器對(duì)置表面。因此，從編碼器安裝件接地表面415b 到編碼器的傳感器對(duì)置表面415a的高度H每隔中心角eo增大hl。
因此，編碼器415的軸向高度H,始自作為參照的最靠近編碼器安裝 件接地表面415b的傳感器對(duì)置表面415a到最遠(yuǎn)離編碼器安裝件接地表面 415b的傳感器對(duì)置表面415a,每隔中心角e。單調(diào)地增大hl 。在本實(shí)施例中， 挨著最靠近編碼器安裝件接地表面415b的傳感器對(duì)置表面415a設(shè)置了最 遠(yuǎn)離編碼器安裝件接地表面410b的傳感器對(duì)置表面415a。其次，在本實(shí)施 例中，編碼器415以如下的配置予以設(shè)置，即高度H從傳感器處看來在反 時(shí)針方向上增大hl。因此，編碼器415與傳感器425之間的距離隨著轉(zhuǎn)軸 402的轉(zhuǎn)動(dòng)而按照傳感器對(duì)置表面415a的形狀變化。編碼器415與傳感器 425之間的距離按角度被儲(chǔ)存在圖中未畫出的控制電路之中。再者，控制電 路可相互關(guān)聯(lián)地儲(chǔ)存多個(gè)傳感器對(duì)置表面415a的位置和轉(zhuǎn)軸402的絕對(duì)角 度。
編碼器415的傳感器對(duì)置表面415a自配有N極437。構(gòu)成N極437的 各磁化區(qū)域各自具有預(yù)定的磁通密度，N極437圍繞自身形成磁場，該磁 場具有的強(qiáng)度對(duì)應(yīng)于其極性和磁通密度。因此，圍繞編碼器415形成對(duì)應(yīng) 于N極437的》茲通密度的-茲場。
作為編碼器415的材料，在此可用鋁鎳鈷磁鐵、鐵素體磁鐵、釤-鈷磁
鐵、釹-鐵-硼磁鐵或通過將各種磁鐵粉末與塑料混合、模制混合物并固化模 制材料所獲得的粘合磁鐵。由于多個(gè)磁化區(qū)域的磁通密度必須是一致的， 所以最好是采用粘合磁鐵，因?yàn)樗軌蛉菀自O(shè)計(jì)以具有任何磁通密度。在 此，采用一種由含有鐵素體粉末的塑料或稀土材料制成的粘合磁鐵。磁鐵 的磁力隨溫度變化。
傳感器425沿軸向設(shè)置得對(duì)置于編碼器415的傳感器對(duì)置表面415a。 傳感器425是磁性傳感器，可測定編碼器415的傳感器對(duì)置表面415a與傳 感器425之間的距離變化。本實(shí)施例通過范例針對(duì)使用一種能夠檢測磁場 的磁性傳感器諸如霍爾元件或線圈，特別是霍爾元件予以說明。霍爾元件 是一種可按照穿過霍爾元件的磁通量的強(qiáng)度和方向生成電流作為輸出信號(hào) 的器件。
傳感器425可感測由編碼器415的各個(gè)N極437形成的》茲場。由N極 437形成的磁場的強(qiáng)度分別隨著N極437與編碼器415的傳感器對(duì)置表面 415a之間的距離之減小或增大而增大或減小。傳感器425可感測^t場的強(qiáng) 度變化并經(jīng)由電纜422輸出檢測值給圖中未畫出的控制電路。
由傳感器425檢測出輸出信號(hào)示于圖27之中，在圖27之中，實(shí)線表 示輸出信號(hào)。輸出信號(hào)的大小正比于檢測出的磁通量強(qiáng)度而輸出信號(hào)的符 號(hào)由磁通量的方向確定。在此，出現(xiàn)在圖27中最左端上的脈沖表示當(dāng)最靠 近于編碼器安裝件接地表面415b的傳感器對(duì)置表面415a設(shè)置得對(duì)置于傳 感器425時(shí)檢測值的脈沖。圖27表明，脈沖峰值的強(qiáng)度基本上以臺(tái)階方式 隨時(shí)間單調(diào)地增大。
如先前所提及，在本實(shí)施例中，編碼器415以如下的配置予以設(shè)置， 即從傳感器425處看來高度H在反時(shí)針方向上增大hl。因此，在圖27的情 況下，控制電路可判斷出，編碼器415，亦即轉(zhuǎn)軸，從傳感器處看來是順時(shí) 針轉(zhuǎn)動(dòng)的。
如圖27之中所示，傳感器425的輸出具有由最靠近于傳感器425的傳 感器對(duì)置表面415a反射的信號(hào)作為最大峰值?？刂齐娐窋?shù)出此最大峰值并 根據(jù)每單位時(shí)間獲得的最大峰值個(gè)數(shù)來算出轉(zhuǎn)軸402的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。
其次，控制電路可根據(jù)脈沖強(qiáng)度來確定轉(zhuǎn)軸的絕對(duì)角度。在本實(shí)施例 中，傳感器425的輸出符合編碼器415的形狀是臺(tái)階狀的?？刂齐娐房上?互關(guān)聯(lián)地儲(chǔ)存各種形狀的絕對(duì)角度和檢測值。然后，控制電路按照檢測值 判斷出轉(zhuǎn)軸設(shè)置所在的角度。這樣，轉(zhuǎn)軸402絕對(duì)角度的檢測可以在角度
分辨范圍eo之內(nèi)做出。
如以上所提及，按照本實(shí)施例，編碼器415和傳感器425沿軸向設(shè)置 得彼此對(duì)置，其次，編碼器415具有形成在其上的傳感器對(duì)置表面415a, 以致與傳感器425的距離單調(diào)地增大或減小。傳感器425由磁性傳感器構(gòu) 成而傳感器對(duì)置表面415a配有N極437。傳感器425按照與傳感器對(duì)置表 面415a的距離把輸出信號(hào)輸出到控制電路。控制電路分析此輸出信號(hào)以檢 測轉(zhuǎn)軸402轉(zhuǎn)動(dòng)的速度、方向和角度。因此，單一的傳感器425可以用以 同時(shí)檢測轉(zhuǎn)軸402轉(zhuǎn)動(dòng)的速度、方向和角度，使得可能呈現(xiàn)與第十一實(shí)施 例中相同的效用。
在本實(shí)施例中，由于編碼器的傳感器對(duì)置表面415a只由各N極構(gòu)成， 所以如此檢測出的峰值是平緩的。因此，與只有一個(gè)峰值的情況相比，峰 值檢測誤差出現(xiàn)的百分率減小了 ，使得可能以較高的可靠性檢測峰值。
雖然本實(shí)施例已經(jīng)參照編碼器415的傳感器對(duì)置表面由多個(gè)N^i勾成 的情況作了說明，但是，編碼器415的傳感器對(duì)置表面也可以由多個(gè)S極 構(gòu)成。在此情況下，轉(zhuǎn)動(dòng)速度、轉(zhuǎn)動(dòng)方向和絕對(duì)角度的檢測以與本實(shí)施例 中相同的方式做出，例外的是，輸出信號(hào)的符號(hào)反過來了。 (第十八實(shí)施例)
下面將結(jié)合圖29和30說明實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第十八實(shí)施例。在此，與第
號(hào)而將略去對(duì)其說明。
在本實(shí)施例中，在圖24中，在編碼器卡持件411的軸向一側(cè)上設(shè)置編 碼器416。另一方面，在傳感器卡持件421的軸向一側(cè)上設(shè)置單一的傳感器 425。傳感器425沿軸向設(shè)置得對(duì)置于編碼器416。
圖29是編碼器416的局部放大透視圖，編碼器用在根據(jù)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的 第十八實(shí)施例的轉(zhuǎn)動(dòng)檢測裝置之中。在本實(shí)施例中，編碼器416設(shè)置得類 似于編碼器410和415而對(duì)置于傳感器425。
編碼器416具有環(huán)形形狀，徑向?qū)挾炔蛔儭＞幋a器416具有多個(gè)臺(tái)階 式傳感器對(duì)置表面416a和一個(gè)平直的編碼器安裝件接地表面416b。編碼器 416在編碼器安裝件接地表面416b處固定于編碼器安裝件411。編碼器安 裝件接地表面416b的法線方向與軸向相同。
如圖29之中所示，多個(gè)傳感器對(duì)置表面416a由具有軸向高度11的臺(tái)
階沿周向隔開。以O(shè)為中心每隔中心角eo形成臺(tái)階，以致沿周向每隔角度 9o分割了編碼器的傳感器對(duì)置表面。因此，從編碼器安裝件接地表面416b 到編碼器的傳感器對(duì)置表面416a的高度L每隔角度9o增大11。
因此，編碼器416的軸向高度L始自作為參照的最靠近編碼器安裝件 接地表面416b的傳感器對(duì)置表面416b到最遠(yuǎn)離編碼器安裝件接地表面 416b的傳感器對(duì)置表面416a,每隔中心角60單調(diào)地增大11。在本實(shí)施例中， 挨著最靠近編碼器安裝件接地表面416b的傳感器對(duì)置表面416a設(shè)置了最 遠(yuǎn)離編碼器安裝件接地表面416b的傳感器對(duì)置表面416a。其次，在本實(shí)施 例中，編碼器416以如下的配置予以設(shè)置，即高度L從傳感器處看來在反 時(shí)針方向上增大ll。因此，編碼器416與傳感器425之間的距離隨著轉(zhuǎn)軸 402的轉(zhuǎn)動(dòng)而按照傳感器對(duì)置表面416a的形狀變化。編碼器416與傳感器 425之間的距離按角度被儲(chǔ)存在圖中未畫出的控制電路之中。再者，控制電 路可相互關(guān)聯(lián)地儲(chǔ)存多個(gè)傳感器對(duì)置表面416a的位置和轉(zhuǎn)軸402的絕對(duì)角 度。
編碼器416的傳感器對(duì)置表面416a各自配有多個(gè)N極437和S極438。 構(gòu)成N極437和S極438的；茲化區(qū)域各自具有預(yù)定的磁通密度。N極437 和S極438各自圍繞自身形成磁場，具有的強(qiáng)度對(duì)應(yīng)于其極性和磁通密度。 因此，圍繞編碼器416形成對(duì)應(yīng)于N極437和S極438的磁通密度的磁場。
作為編碼器416的材料，在此可用鋁鎳鈷磁鐵、鐵素體磁鐵、釤-鈷磁 鐵、釹-鐵-硼磁鐵或通過將各種磁性粉末與塑料混合、模制混合物并固化模 制材料所獲得的粘合磁鐵。由于多個(gè)磁化區(qū)域的磁通密度必須是一致的， 所以最好是使用粘合磁鐵，因?yàn)樗軌蛉菀自O(shè)計(jì)以具有任何磁通密度。在 此，使用一種由含有鐵素體粉末的塑料或稀土材料制成的粘合磁鐵。磁鐵 的磁力隨溫度變化。
傳感器425是能夠檢測磁場的磁性傳感器，如在第十七實(shí)施例之中所 解釋的霍爾元件和線圈。
傳感器425可感測由編碼器415的多個(gè)N極437和S極438形成的石茲 場。由N極437和S極438形成的磁場的強(qiáng)度絕對(duì)值分別隨著N極437或 S極438與編碼器416的傳感器對(duì)置表面416a之間距離的減小或增太而增 大或減小。傳感器425可感測磁場強(qiáng)度的變化并經(jīng)由電纜422輸出檢測值
給圖中未畫出的控制電路。
圖30圖示由傳感器425檢測出的輸出信號(hào)。輸出信號(hào)的大小正比于檢 測出的磁通量的強(qiáng)度而輸出信號(hào)的符號(hào)則由磁通量的方向確定。在此，出 現(xiàn)在圖30之中最左端上的脈沖表示當(dāng)最靠近編碼器安裝件接地表面416b 的傳感器對(duì)置表面416a設(shè)置得對(duì)置于傳感器425時(shí)檢測出的值的脈沖。圖 30表明脈沖峰值強(qiáng)度的絕對(duì)值基本上隨時(shí)間以階梯方式單調(diào)地增大。
如先前所提及，在本實(shí)施例中，編碼器416以如下的配置予以設(shè)置， 即高度L從傳感器425處看來在反時(shí)針方向上增大11。因此，在圖27的情 況下，控制電路判斷出，編碼器416,亦即轉(zhuǎn)軸402，從傳感器處看來順時(shí) 針轉(zhuǎn)動(dòng)。
如圖30之中所示，傳感器425的輸出具有由最靠近傳感器425的傳感 器對(duì)置表面416a反射的信號(hào)作為最大峰值?？刂齐娐窋?shù)出這一最大峰值并 根據(jù)每單位時(shí)間獲得的最大峰值的個(gè)數(shù)來算出轉(zhuǎn)軸402的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。
其次，控制電路根據(jù)峰值強(qiáng)度確定轉(zhuǎn)軸402的絕對(duì)角度。當(dāng)傳感器425 的輸出表明峰值檢測值(圖30中的點(diǎn)A)時(shí)，控制電路判斷出，對(duì)應(yīng)于如此 才全測出的輸出的磁化區(qū)域設(shè)置得對(duì)置于傳感器-425。然后，控制電路判斷出， 轉(zhuǎn)軸402設(shè)置在對(duì)應(yīng)于如此檢測出的磁化區(qū)域的絕對(duì)角度。
其次，當(dāng)傳感器425的輸出是兩峰值之間點(diǎn)B處的值時(shí)，當(dāng)B的絕對(duì) 角度可以按照緊前面的峰值點(diǎn)A處的強(qiáng)度對(duì)于點(diǎn)A處與點(diǎn)B處強(qiáng)度之間的 差值之比值算出。詳細(xì)一點(diǎn)地說，點(diǎn)B處的角度可以由上述方程2算出。
控制電路可彼此相關(guān)聯(lián)地儲(chǔ)存多個(gè)傳感器對(duì)置表面416a的位置和轉(zhuǎn)軸 402的絕對(duì)角度。因此，控制電路參照由上述方程2算出的結(jié)果可計(jì)算編碼 器的絕對(duì)角度。
如以上所提及，按照本發(fā)明，編碼器416和傳感器425沿軸向設(shè)置得 彼此對(duì)置。其次，編碼器416具有形成在其上的傳感器對(duì)置表面416a，以 致與傳感器425的距離單調(diào)地增大或減小。傳感器425是由磁性傳感器構(gòu) 成的并在傳感器對(duì)置表面416a上交替地設(shè)置N極437和S極438。傳感器 425按照與傳感器對(duì)置表面416a的距離來輸出輸出信號(hào)到控制電路?？刂?電路分析這一輸出信號(hào)以檢測轉(zhuǎn)軸402轉(zhuǎn)動(dòng)的速度、方向和角度。因此， 單一的傳感器425可以用以同時(shí)檢測轉(zhuǎn)軸402轉(zhuǎn)動(dòng)的速度、方向和角度， 使得可能呈現(xiàn)與第十一實(shí)施例中相同的效用。
在本實(shí)施例中，用過具有由N極和S極構(gòu)成的傳感器對(duì)置表面的編碼 器。因此如此檢測出的峰值是尖陡的，使得可能以高于第十六實(shí)施例或第 十七實(shí)施例中的角度分辨率來檢測絕對(duì)角度。 (第十九實(shí)施例)
以下將結(jié)合圖31至33詳細(xì)說明實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第十九實(shí)施例。在此，
符號(hào)而將略去其說明。
圖31圖示作為帶傳感器軸承的一種深溝球軸承，其中裝有根據(jù)實(shí)現(xiàn)本 發(fā)明的第十九實(shí)施例的轉(zhuǎn)動(dòng)檢測裝置。深溝球軸承具有外圈403、內(nèi)圈404、 多個(gè)滾珠407作為滾動(dòng)件、密封環(huán)408和擋圏409。
在本實(shí)施例中，密封環(huán)408阻擋和密封外圈403與內(nèi)圈404之間容放 各滾珠407的空間的兩個(gè)開口之一。各滾珠407的兩個(gè)開口的另 一個(gè)由編 碼器卡持件431和傳感器卡持件441予以阻擋和密封。
傳感器卡持件441是環(huán)形構(gòu)件，具有兩端平行的C形截面。傳感器卡 持件441固定于外圈403的軸向端部403C并從外圈403沿軸向伸出。在傳 感器卡持件441的沿徑向頂部內(nèi)側(cè)設(shè)置徑向面對(duì)的傳感器440 。
編碼器卡持件431是環(huán)形構(gòu)件，具有L形截面。編碼器卡持件431固 定于內(nèi)圈404的軸向端部404b并從內(nèi)圈404沿軸向伸出。編碼器卡持件431 的前端設(shè)置在傳感器卡持件441的兩個(gè)端部之間。編碼器卡持件431和傳 感器卡持件441彼此協(xié)同起著與密封環(huán)408相同的作用。在編碼器卡持件 431的徑向一側(cè)設(shè)置編碼器430。編碼器430沿徑向設(shè)置得對(duì)置于傳感器 440。
圖32是圖示編碼器430的平面視圖而圖33是圖32的局部放大視圖。 編碼器430是由 一種諸如鐵磁材料這樣的可以容易予以磁化的材料制成的。 編碼器430具有環(huán)形形狀，軸向?qū)挾炔蛔?。編碼器430具有編碼器安裝件 接地表面430b,該表面430b距環(huán)心O半徑R2;并具有多個(gè)傳感器對(duì)置表 面430a,該表面430a設(shè)置在距環(huán)心半徑Rl的位置處，而半徑Rl每隔預(yù)定 的角度0o改變一次。編碼器430在編碼器安裝件接地表面430b處固定于編 碼器安裝件431。編碼器安裝件接地表面430b的法線方向橫交軸向。
如圖33之中所示，多個(gè)傳感器對(duì)置表面430a由具有徑向高度rl的臺(tái) 階沿周向隔開。以0為中心每隔中心角eo形成臺(tái)階，以致編碼器430的傳
感器對(duì)置表面每隔角度9o沿周向被分割。因此，從編碼器430的中心到編 碼器430的傳感器對(duì)置表面430a每隔角度6o增大rl。
因此，編碼器430的半徑R1，從作為參照的具有最小半徑Rl的傳感 器對(duì)置表面430a開始，到具有最大半徑R1的傳感器對(duì)置表面430a，每隔 角度9o增大rl。在本實(shí)施例中，挨著具有最小半徑Rl的傳感器對(duì)置表面 430a設(shè)置具有最大半徑Rl的傳感器對(duì)置表面430a。其次，在本實(shí)施例中， 編碼器430以如下的配置予以設(shè)置，即半徑R1沿軸向(圖31中箭頭A)看來 在順時(shí)針方向上逐漸增大。因此，編碼器430與傳感器440之間的距離隨 著轉(zhuǎn)軸402的轉(zhuǎn)動(dòng)按照傳感器對(duì)置表面430a的形狀變化。編碼器430與傳 感器440之間的距離按照角度被儲(chǔ)存在圖中未畫出的控制電路之中。再者， 控制電路相互關(guān)聯(lián)地可儲(chǔ)存多個(gè)傳感器對(duì)置表面的位置和轉(zhuǎn)軸402的絕對(duì) 角度。
其次，編碼器430可以以如下的配置予以設(shè)置，即從軸向(圖31中箭頭 A)看來半徑Rl在反時(shí)針方向上逐漸增大。
傳感器440沿徑向設(shè)置得對(duì)置于編碼器430的傳感器對(duì)置表面430a。 傳感器440是一種位移傳感器，可測量編碼器的傳感器對(duì)置表面430a與傳 感器440之間的距離變化。傳感器440類似于第十六實(shí)施例的傳感器420 那樣向編碼器430的傳感器對(duì)置表面430a輸出光線或超聲波。如此輸出的 光線或超聲波然后由傳感器對(duì)置表面430a予以反射。傳感器440接收如此 反射的光線或超聲波以測定傳感器對(duì)置表面的形狀位移。傳感器440經(jīng)由 電纜422輸出如此檢測出的距離數(shù)據(jù)給圖中未畫出的控制電路。
由傳感器440檢測出的輸出信號(hào)與由圖27中虛線表示的相同。在此， 出現(xiàn)在圖27中最左端上的脈沖表示當(dāng)具有最小半徑Rl的傳感器對(duì)置表面 430a設(shè)置得對(duì)置于傳感器440時(shí)檢測值的脈沖。圖27表明脈沖峰值強(qiáng)度的 絕對(duì)值隨時(shí)間以臺(tái)階方式單調(diào)地增大。
如先前所提及，在本實(shí)施例中，編碼器430以如下的配置予以設(shè)置， 即沿軸向(圖31中的箭頭A)看來半徑R1在順時(shí)針方向上逐漸增大。因此， 在圖27的情況下，控制電路判斷出，編碼器430，亦即轉(zhuǎn)軸402，沿軸向(圖 31中箭頭A)看來在反時(shí)針方向上轉(zhuǎn)動(dòng)。
其次，控制電路如同在第十六實(shí)施例之中那樣數(shù)出所檢測信號(hào)的最大 峰值的個(gè)數(shù)并根據(jù)每單位時(shí)間獲得的最大峰值的個(gè)數(shù)來算出轉(zhuǎn)軸402的轉(zhuǎn) 動(dòng)速度。
其次，控制電路根據(jù)脈沖強(qiáng)度確定轉(zhuǎn)軸的絕對(duì)角度。在本實(shí)施例中，
傳感器440的輸出按照編碼器430的形狀是階梯式的?？刂齐娐废嗷リP(guān)聯(lián) 地儲(chǔ)存多種形狀的絕對(duì)角度和檢測值。然后，控制電路按照檢測值判斷出 轉(zhuǎn)軸設(shè)置所在的角度。這樣，轉(zhuǎn)軸402絕對(duì)角度的檢測可以在角度分辨范 圍6o之內(nèi)做出。
如以上所提及，按照本實(shí)施例，編碼器430和傳感器440沿徑向設(shè)置 得彼此對(duì)置。其次，編碼器430上形成傳感器對(duì)置表面430a,以致與傳感 器440的距離單調(diào)地增大或減小。傳感器440是由利用光線或超聲波的位 移傳感器。傳感器440按照與傳感器對(duì)置表面430a的距離把輸出信號(hào)輸出 到控制電路?？刂齐娐贩治龃溯敵鲂盘?hào)以檢測轉(zhuǎn)軸402轉(zhuǎn)動(dòng)的速度、方向 和角度。因此，單一的傳感器440可以用以同時(shí)檢測轉(zhuǎn)軸402轉(zhuǎn)動(dòng)的速度、 方向和角度，使之可呈現(xiàn)與第一實(shí)施例中相同的效用。
在本實(shí)施例中，傳感器440是利用光線或超聲波的位移傳感器。不過， 傳感器440并不具體受限，只要它是能夠測量傳感器對(duì)置表面430a與傳感 器440之間距離變化的一種傳感器即可。作為傳感器440，舉例來說，在此 可以建議磁性傳感器、利用磁場與渦流之間相互作用的傳感器，或者類似 的傳感器。在利用渦流的傳感器的情況下，編碼器需要是諸如金屬材料這 樣的鐵磁材料。
其次，如本實(shí)施例之中的轉(zhuǎn)動(dòng)檢測裝置可以用于第一至第十實(shí)施例任 何一項(xiàng)之中所述的一種帶傳感器的軸承。 (第二十實(shí)施例)
以下將結(jié)合圖34說明實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二十實(shí)施例。在此，與第十六至 十九實(shí)施例中所提及的相同的構(gòu)件將被給予相同的附圖標(biāo)記和符號(hào)而將略 去其說明。
在本實(shí)施例中，在圖31中，在編碼器卡持件411的徑向一側(cè)上沿徑向 設(shè)置編碼器。另一方面，在傳感器卡持件441的徑向一側(cè)上設(shè)置單一的傳 感器445。傳感器445沿徑向設(shè)置得對(duì)置于編碼器435。
圖34是編碼器435的局部放大透視圖，此編碼器用在根據(jù)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明 的第二十實(shí)施例的一種轉(zhuǎn)動(dòng)檢測裝置之中。在本實(shí)施例中，編碼器435類 似于編碼器430設(shè)置得對(duì)置于傳感器445。
編碼器435具有環(huán)形形狀，軸向?qū)挾炔蛔儭＞幋a器435具有編碼器安 裝件接地表面435b，該表面435b距環(huán)心0半徑R2，并具有多個(gè)傳感器對(duì) 置表面435a,該表面435a設(shè)置在距環(huán)心為半徑Rl處，而半徑R1每隔預(yù)定 的角度6o改變一次。編碼器435在編碼器安裝件接地表面435b處固定于編 碼器安裝件431。編碼器安裝件接地表面435b的法線方向橫交軸向。
如圖34之中所示，多個(gè)傳感器對(duì)置表面435a由具有編碼器435徑向
高度rl的臺(tái)階沿周向隔開。以o為中心每隔中心角eo制成臺(tái)階，以致編碼
器435的傳感器對(duì)置表面每隔角度eo沿周向被分割。因此，從編碼器435 的中心到編碼器43 5的傳感器對(duì)置表面43 5a每隔角度00增大r 1 。
因此，編碼器435的半徑R1，從作為參照的具有最小半徑Rl的傳感 器對(duì)置表面435a開始，到具有最大半徑R1的傳感器對(duì)置表面435a，每隔 角度0o單調(diào)地增大rl。在本實(shí)施例中，挨著具有最小半徑R1的傳感器對(duì)置 表面435a,設(shè)置具有最大半徑R1的傳感器對(duì)置表面435a。其次，在本實(shí) 施例中，編碼器435以如下的配置予以設(shè)置，即半徑R1沿軸向(圖31中箭 頭A)看來在順時(shí)針方向上逐漸增大。因此，編碼器435與傳感器445之間 的距離隨著轉(zhuǎn)軸402的轉(zhuǎn)動(dòng)按照傳感器對(duì)置表面435a的形狀變化。編碼器 435與傳感器445之間的距離按照角度被儲(chǔ)存在圖中未畫出的控制電路之 中。再者，控制電路相互關(guān)聯(lián)地可儲(chǔ)存多個(gè)傳感器對(duì)置表面435a的位置和 轉(zhuǎn)軸402的絕對(duì)角度。
編碼器435的傳感器對(duì)置表面435a各自配有N極437。構(gòu)成N極437 的各磁化區(qū)域各自具有預(yù)定的磁通密度。N極437圍繞自身形成磁場，該 磁場具有的強(qiáng)度對(duì)應(yīng)于其極性和磁通密度。因此，圍繞編碼器435形成對(duì) 應(yīng)于N極437的磁通密度的磁場。
傳感器445沿徑向設(shè)置得對(duì)置于編碼器435的傳感器對(duì)置表面435a。 傳感器445是一種位移傳感器，可測量編碼器435的傳感器對(duì)置表面435a 與傳感器440之間的距離變化。作為實(shí)例，本發(fā)明是針對(duì)使用能夠檢測磁 場的磁場傳感器諸如霍爾元件和線圈，特別是霍爾元件而予以說明的?；?爾元件是按照橫交霍爾元件的磁通量的強(qiáng)度和方向產(chǎn)生電流作為輸出信號(hào) 的器件。
傳感器445可感測由編碼器435各個(gè)N極437形成的f茲場。由N極437 形成的磁場的強(qiáng)度分別隨著N極437與編碼器435的傳感器對(duì)置表面435a
之間距離的減小或增大而增大或減小。傳感器445可感測磁場強(qiáng)度的變化 并經(jīng)由電纜422輸出檢測值給圖中未畫出的控制電路。
檢測值的圖形由圖27中的實(shí)線表示，如同在第十七實(shí)施例之中那樣。 輸出信號(hào)的大小正比于磁場的強(qiáng)度而輸出信號(hào)的符號(hào)則由磁通量的方向確 定。在此，出現(xiàn)在圖27中最左端上的脈沖表示當(dāng)具有最小半徑Rl的傳感 器對(duì)置表面435a設(shè)置得對(duì)置于傳感器445時(shí)檢測值的脈沖。圖37表明脈沖 峰值強(qiáng)度的絕對(duì)值隨時(shí)間以階梯方式逐漸增大。
如先前所提及，在本實(shí)施例中，編碼器435以如下的配置予以設(shè)置， 即沿軸向(圖31中的箭頭A)看來半徑R1在順時(shí)針方向上逐漸增大。因此， 在圖27的情況下，控制電路判斷出，編碼器435,亦即轉(zhuǎn)軸402，沿軸向(圖 31中箭頭A)看來在反時(shí)針方向上轉(zhuǎn)動(dòng)。
如圖37所示，傳感器445的輸出使得由最靠近傳感器445設(shè)置的傳感 器對(duì)置表面435反射的信號(hào)作為最大峰值。控制電路數(shù)出這個(gè)峰值的數(shù)量， 并根據(jù)每單位時(shí)間獲得的最大峰值的數(shù)量來計(jì)算轉(zhuǎn)軸402的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。
其次，控制電路可根據(jù)脈沖強(qiáng)度確定轉(zhuǎn)軸402的絕對(duì)角度。在本實(shí)施 例的情況下，傳感器445的脈沖的輸出按照編碼器435的形狀基本上是階 梯式的?？刂齐娐废嗷リP(guān)聯(lián)地儲(chǔ)存各種形狀的絕對(duì)角度和檢測值。然后， 控制電路按照檢測值判斷出轉(zhuǎn)軸設(shè)置所在的角度。這樣，轉(zhuǎn)軸402絕對(duì)角
度的檢測可以在角度分辨范圍e0之內(nèi)做出。
如以上所提及，按照本實(shí)施例，編碼器435和傳感器445沿徑向設(shè)置 得彼此對(duì)置。其次，編碼器435上形成傳感器對(duì)置表面435a，以致與傳感 器445的距離單調(diào)地增大或減小。傳感器445按照與傳感器對(duì)置表面435a 的距離把輸出信號(hào)輸出到控制電路?？刂齐娐贩治龃溯敵鲂盘?hào)以檢測轉(zhuǎn)軸 402轉(zhuǎn)動(dòng)的速度、方向和角度。因此，單一的傳感器445可以用以同時(shí)檢測 轉(zhuǎn)軸402轉(zhuǎn)動(dòng)的速度、方向和角度，使之可能呈現(xiàn)與第一實(shí)施例中相同的 效用。
在本實(shí)施例中，由于傳感器對(duì)置表面435a只是由各N極構(gòu)成的，所以 如此檢測出的峰值是平緩的。因此，與只有一個(gè)峰值的情況相比，峰值檢 測誤差出現(xiàn)的百分率減小了 ，使之可能以較高的可靠性來檢測峰值。
雖然本發(fā)明已經(jīng)參照編碼器435的傳感器對(duì)置表面只由N極構(gòu)成的情 況作了說明，但是編碼器435的傳感器對(duì)置表面也可以由S極構(gòu)成。在此 情況下，轉(zhuǎn)動(dòng)速度、轉(zhuǎn)動(dòng)方向和絕對(duì)角度的檢測是以與本實(shí)施例中相同的 方式做出的，例外的是輸出信號(hào)的符號(hào)反過來了。
其次，如本實(shí)施例之中的轉(zhuǎn)動(dòng)檢測裝置可以用于第一至第十實(shí)施例任 何一項(xiàng)之中所述的一種帶傳感器的軸承。 (第二十一實(shí)施例)
以下將結(jié)合圖35說明實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二十一實(shí)施例。在此與第十六至 第二十實(shí)施例中所提及的相同的構(gòu)件將被給予相同的附圖標(biāo)記和符號(hào)，而 其說明將被略去。
在本實(shí)施例中，在圖31中，在編碼器卡持件431的徑向一側(cè)上設(shè)置編 碼器436。另一方面，在傳感器卡持件441的軸向一側(cè)上設(shè)置單一傳感器 445。傳感器445沿徑向設(shè)置得對(duì)置于編碼器436。
圖35是用在根據(jù)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二十一 實(shí)施例的 一種轉(zhuǎn)動(dòng)檢測裝置之 中的、編碼器的局部放大透視圖。在本實(shí)施例中，編碼器436類似于編碼 器430或435設(shè)置得對(duì)置于傳感器445。
編碼器436具有環(huán)形，徑向?qū)挾炔蛔?。編碼器436具有一編碼器安裝 件接地表面436b,該表面距環(huán)心O半徑R2;并具有多個(gè)傳感器對(duì)置表面 436a，該表面設(shè)置在距環(huán)心0為半徑R1位置處，而半徑R1每隔預(yù)定的角 度9o變化一次。編碼器436在編碼器安裝件接地表面436b處固定于編碼器 安裝件431 。編碼器安裝件接地表面436b的法線方向與軸向相同。
如圖35之中所示，多個(gè)傳感器對(duì)置表面436a由具有軸向高度rl的臺(tái) 階沿周向隔開。以O(shè)為中心每隔中心角eo形成臺(tái)階，以致每隔中心角60沿 周向分割了編碼器的傳感器對(duì)置表面。因此，從編碼器436的中心到編碼 器436的傳感器對(duì)置表面436a的半徑Rl每隔中心角e。增大rl 。
因此，編碼器436的半徑R1，始自作為參照的具有最小半徑R1的傳 感器對(duì)置表面436a到具有最大半徑Rl的傳感器對(duì)置表面436a,每隔中心 角0o逐漸增大rl。在本實(shí)施例中，挨著具有最小半徑R1的傳感器對(duì)置表面 436a設(shè)置了具有最大半徑Rl的傳感器對(duì)置表面436a。其次，在本實(shí)施例 中，編碼器436以如下的配置予以設(shè)置，即半徑R1在軸向上(圖31中箭頭 A)看來在順時(shí)針方向上逐漸增大rl。因此，編碼器436與傳感器445之間 的距離隨著轉(zhuǎn)軸402的轉(zhuǎn)動(dòng)而按照傳感器對(duì)置表面436a的形狀變化。
編碼器436與傳感器445之間的距離按角度被儲(chǔ)存在圖中未畫出的控
制電路之中。再者，控制電路可相互關(guān)聯(lián)地儲(chǔ)存多個(gè)傳感器對(duì)置表面436a 的位置和轉(zhuǎn)軸402的絕對(duì)角度。
在編碼器436的傳感器對(duì)置表面436a上設(shè)置多個(gè)交替排列的N極437 和S極438。構(gòu)成N極437和S極438的各;茲化區(qū)域各自具有預(yù)定的磁通 密度，N極437和S極438圍繞自身形成磁場，該磁場具有的強(qiáng)度對(duì)應(yīng)于 其極性和磁通密度。因此，圍繞編碼器436形成對(duì)應(yīng)于N極437和S極438 的i茲通密度的；茲場。
傳感器445是一種能夠檢測磁場的磁性傳感器，如在第二十實(shí)施例中 解釋的霍爾元件和線圈。
傳感器445可感測由編碼器436的每個(gè)N極437和S極438形成的》茲 場。由N極437和S極438形成的磁場的強(qiáng)度的絕對(duì)值分別隨著N極437 和S極438與編碼器436的傳感器對(duì)置表面436a之間的距離之減小或增大 而增大或減小。傳感器445可感測磁場的強(qiáng)度變化并經(jīng)由電纜422輸出檢 測值給圖中未畫出的控制電路。
由傳感器445檢測出的輸出信號(hào)與示于圖30之中的相同。在此，出現(xiàn) 在圖27中最左端上的脈沖表示當(dāng)具有最小半徑R1的傳感器對(duì)置表面436a 設(shè)置得對(duì)置于傳感器445時(shí)檢測值的脈沖。圖30表明，脈沖峰值的符號(hào)取 決于極性的不同而反轉(zhuǎn)，而脈沖峰值強(qiáng)度的絕對(duì)值隨時(shí)間增大。于是，在 圖30的情況下，控制電路可判斷出，轉(zhuǎn)軸402在N極437或S極438強(qiáng)度 的增大方向上轉(zhuǎn)動(dòng)，亦即沿軸向(圖31中的箭頭A)看來在反時(shí)針方向上轉(zhuǎn) 動(dòng)。然后，控制電路數(shù)出每單位時(shí)間檢測出的峰值個(gè)數(shù)，并算出轉(zhuǎn)軸402 的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。
其次，控制電路可根據(jù)脈沖強(qiáng)度來確定轉(zhuǎn)軸402的絕對(duì)角度?？刂齐?路可如在第十八實(shí)施例之中根據(jù)上述上方程2來算出絕對(duì)角度。
控制電路可相互關(guān)聯(lián)地儲(chǔ)存多個(gè)傳感器對(duì)置表面的位置和轉(zhuǎn)軸402的 絕對(duì)角度。因此，控制電路可如上述參照由方程2計(jì)算的結(jié)果來算出編碼 器436的絕對(duì)角度。
如以上所提及，按照本實(shí)施例，編碼器436和傳感器445沿徑向設(shè)置 得彼此對(duì)置。其次，編碼器436具有制成在其上的傳感器對(duì)置^^面436a， 以致與傳感器445的距離單調(diào)地增大或減小。傳感器445可按照與傳感器 對(duì)置表面436a的距離來輸出輸出信號(hào)給控制電路?？刂齐娐贩治龃溯敵鲂?br>
號(hào)以檢測轉(zhuǎn)軸402轉(zhuǎn)動(dòng)的速度、方向和角度。因此，單一的傳感器445可 以用以同時(shí)檢測轉(zhuǎn)軸402轉(zhuǎn)動(dòng)的速度、方向和角度，使得可能呈現(xiàn)與第十 一實(shí)施例中相同的效用。
在本實(shí)施例中，使用了具有由各N極和各S極構(gòu)成的傳感器對(duì)置表面 的編碼器436。因此，檢測出的峰值是高尖的。使得可能如第十八實(shí)施例之 中那樣以很高角度分辨率檢測絕對(duì)角度。
其次，與本實(shí)施例中相同的轉(zhuǎn)動(dòng)檢測裝置可以用于第一至第十實(shí)施例 任何一項(xiàng)中所說明的一種帶傳感器的軸承。 (第二十二實(shí)施例)
下面將結(jié)合圖36至38說明實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二十二實(shí)施例。在此，與 第十六至第二十實(shí)施例中所提及的相同的構(gòu)件將被給予相同的附圖標(biāo)記和 符號(hào)而其說明將予以略去。
圖36是圖示實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二十二實(shí)施例中的編碼器450。編碼器450 用以代替圖31中的編碼器430。不同于編碼器450的各種結(jié)構(gòu)如圖31之中 所示。
圖37是編碼器450的局部放大透視圖。編碼器450具有環(huán)形形狀，軸 向?qū)挾炔蛔?。編碼器450具有編碼器安裝件接地表面450b，該表面距環(huán)心 為半徑R2，并具有傳感器對(duì)置表面，該對(duì)置表面設(shè)置在距環(huán)心半徑Rl的 位置處，而半徑R1逐漸增大或減小。編碼器450在編碼器安裝件接地表面 450b處固定于編碼器安裝件431。編碼器安裝件接地表面450b的法線方向 橫交軸向。編碼器450的傳感器對(duì)置表面450a沿徑向設(shè)置得對(duì)置于是一種 位移傳感器的傳感器440。
編碼器450的半徑Rl從參照位置起沿著圓周方向隨著角度的增大以預(yù) 定的比值增大。半徑R1最大所處的位置和半徑R1最小所處的位置由一臺(tái) 階隔開。在本實(shí)施例中，編碼器以如下的配置予以設(shè)置，即在軸向(圖31 中箭頭A)上看來，半徑R1在順時(shí)針方向逐漸增大。因此，編碼器450與傳 感器440之間的距離隨著轉(zhuǎn)軸402的轉(zhuǎn)動(dòng)按照傳感器對(duì)置表面450a的形狀 變化。編碼器450與傳感器440之間的距離按照角度被儲(chǔ)存在圖中未畫出 的控制電路之中。再者，控制電路可相互關(guān)聯(lián)地儲(chǔ)存多個(gè)傳感器對(duì)置表面 450a的位置和轉(zhuǎn)軸402的絕對(duì)角度。
圖38是圖示由傳感器440檢測出的輸出信號(hào)的簡圖。圖38表明檢測出的信號(hào)隨時(shí)間逐漸線性增大。
如先前所提及，在本實(shí)施例中，編碼器450以如下配置予以設(shè)置，即 沿軸向(圖31中箭頭A)看來，半徑R1在順時(shí)針方向上逐漸增大。因此，在 圖38的情況下，控制電路判斷出，編碼器450,亦即轉(zhuǎn)軸402,沿軸向(圖 31中箭頭A)看來在反時(shí)針方向上轉(zhuǎn)動(dòng)。
其次，按照電路采樣峰值達(dá)到最大時(shí)的時(shí)間并按照從某一峰值到下一 峰值所需的時(shí)間算出轉(zhuǎn)動(dòng)速度。
其次，控制電路可根據(jù)峰值強(qiáng)度確定轉(zhuǎn)軸的絕對(duì)角度。在本實(shí)施例的 情況下，控制電路還具有預(yù)定角度和對(duì)應(yīng)于此角度的檢測值表格。控制電 路以此表格對(duì)比于檢測出的輸出值強(qiáng)度以計(jì)算轉(zhuǎn)軸402的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。
如以上所提及，按照本發(fā)明，編碼器450和傳感器440沿徑向設(shè)置得 彼此對(duì)置。其次，編碼器450具有制成在其上的傳感器對(duì)置表面，以致與 傳感器440的距離逐漸增大或減小。傳感器440按照與傳感器對(duì)置表面的 距離輸出輸出信號(hào)給控制電路?？刂齐娐贩治龃溯敵鲂盘?hào)以檢測轉(zhuǎn)軸402 轉(zhuǎn)動(dòng)的速度、方向和角度。因此，單一的傳感器440可以用以同時(shí)檢測轉(zhuǎn) 軸402轉(zhuǎn)動(dòng)的速度、方向和角度，使之可能呈現(xiàn)與第十一實(shí)施例中相同的 效用。
其次，與本實(shí)施例中相同的轉(zhuǎn)動(dòng)檢測裝置可以用于第 一至第十實(shí)施例 任何一項(xiàng)之中所說明的 一種帶傳感器的軸承。 (第二十三實(shí)施例)
下面將結(jié)合圖39至40說明實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二十二實(shí)施例。在此，與 第十六至第二十二實(shí)施例中所提及的相同的構(gòu)件將被給予相同的附圖標(biāo)記 和符號(hào)而其說明將予以省略。
圖39是圖示實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二十實(shí)施例中的編碼器455。編碼器455 用以代替圖31中的編碼器430。不同于編碼器455的各種結(jié)構(gòu)如圖31之中 所示。
編碼器455具有環(huán)形形狀，軸向?qū)挾炔蛔?。編碼器455具有編碼器安 裝件接地表面455b,該表面距環(huán)心為半徑R2，并具有傳感器對(duì)置表面455a, 該表面455a設(shè)置在距環(huán)心O逐漸增大或減小的半徑Rl的位置處。編碼器 455在編碼器安裝件接地表面455b處固定于編碼器安裝件431。編碼器安 裝件接地表面455b的法線方向橫交軸向。編碼器455的傳感器對(duì)置表面
455a沿徑向設(shè)置得對(duì)置于是一種磁性傳感器的傳感器445。
編碼器455的半徑Rl從參照位置起沿著圓周方向隨著角度的增大以預(yù) 定的比值增大。半徑R1為最大時(shí)所處的位置和半徑R1為最小時(shí)所處的位 置由一臺(tái)階隔開。在本實(shí)施例中，編碼器以如下的配置予以設(shè)置，即在軸 向(圖31中箭頭A)上看來，半徑R1在順時(shí)針方向逐漸增大。因此，編碼器 455與傳感器445之間的距離隨著轉(zhuǎn)軸402的轉(zhuǎn)動(dòng)按照傳感器對(duì)置表面450a 的形狀變化。編碼器455與傳感器445之間的距離按照角度被儲(chǔ)存在圖中 未畫出的控制電路之中。再者，控制電路可相互關(guān)聯(lián)地儲(chǔ)存多個(gè)傳感器對(duì) 置表面455a的位置和轉(zhuǎn)軸402的絕對(duì)角度。
在編碼器455的傳感器對(duì)置表面455a上設(shè)置以預(yù)定間隔交替配置多個(gè) N極437和S極438。構(gòu)成N極437和S極438的各磁化區(qū)域各自具有預(yù) 定的磁通量強(qiáng)度。N極437和S極438各自圍繞自身形成磁場，該磁場具 有的強(qiáng)度對(duì)應(yīng)于其極性和磁通量強(qiáng)度。因此，圍繞編碼器455形成了對(duì)應(yīng) 于N極437和S極438的磁通量的磁場。
圖40是圖示由傳感器445檢測出的輸出信號(hào)的簡圖。圖40表明脈沖 峰值強(qiáng)度的絕對(duì)值隨時(shí)間逐漸增大。
如先前所提及，在本實(shí)施例中，編碼器455以如下配置予以設(shè)置，即 沿軸向(圖31中箭頭A)看來，半徑R1在順時(shí)針方向上逐漸增大。因此，在 圖40的情況下，控制電路判斷出，編碼器455，亦即轉(zhuǎn)軸402,沿軸向(圖 31中箭頭A)看來在反時(shí)針方向上轉(zhuǎn)動(dòng)。
其次，按照電路采樣峰值達(dá)到最大時(shí)的時(shí)間并按照從某一峰值到下一 峰值所需的時(shí)間算出轉(zhuǎn)動(dòng)速度。
其次，控制電路可根據(jù)檢測出的信號(hào)確定轉(zhuǎn)軸的絕對(duì)角度。在本實(shí)施 例的情況下，控制電路還具有預(yù)定角度和對(duì)應(yīng)于此角度的檢測值表格?？?制電路以此表格對(duì)比于檢測出的輸出值強(qiáng)度以計(jì)算轉(zhuǎn)軸402的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。
如以上所提及，按照本實(shí)施例，編碼器455和傳感器445沿徑向設(shè)置 得彼此對(duì)置。其次，編碼器455具有制成在其上的傳感器對(duì)置表面455a, 以致與傳感器445的距離逐漸增大或減小。傳感器445按照與傳感器對(duì)置 表面455a的距離輸出輸出信號(hào)給控制電路?？刂齐娐贩治龃溯敵鲂盘?hào)以檢 測轉(zhuǎn)軸402轉(zhuǎn)動(dòng)的速度、方向和角度。因此，單一的傳感器445可&用以 同時(shí)檢測轉(zhuǎn)軸402轉(zhuǎn)動(dòng)的速度、方向和角度，使之可能呈現(xiàn)與第十一實(shí)施 例中相同的效用。
其次，與本實(shí)施例中相同的轉(zhuǎn)動(dòng)檢測裝置可以用于第 一至第十實(shí)施例 任何一項(xiàng)中所說明的一種帶傳感器的軸承。 (第二十四實(shí)施例)
下面將結(jié)合圖41至42說明實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二十四實(shí)施例。在此，與 第十六至第二十三實(shí)施例中所提及的相同的構(gòu)件將被給予相同的附圖標(biāo)記 和符號(hào)而其說明將予以略去。
圖41是圖示實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二十四實(shí)施例中的編碼器460。編碼器460 用以代替圖24中的編碼器410。不同于編碼器450的各種結(jié)構(gòu)如圖24之中 所示。
圖42是編碼器460的局部放大透視圖。編碼器460具有環(huán)形形狀，軸 向?qū)挾炔蛔?。編碼器460具有平直的編碼器安裝件接地表面460b,以及傳 感器對(duì)置表面460a，該表面460a以預(yù)定的比例從編碼器安裝件起厚度L增 大。編碼器460在編碼器安裝件接地表面460b處固定于編碼器安裝件411。 編碼器安裝件接地表面460b的法線方向平行于軸向。編碼器460的傳感器 對(duì)置表面460a沿軸向設(shè)置得對(duì)置于是一種位移傳感器的傳感器420。
編碼器460的厚度L從參照位置起沿著圓周方向隨著角度的增大以預(yù) 定的比值增大。厚度L為最大時(shí)所處的位置和厚度L為最小時(shí)所處的位置 由一臺(tái)階隔開。在本實(shí)施例中，編碼器以如下的配置予以設(shè)置，即從傳感 器處看來，厚度L在反時(shí)針方向增大。因此，編碼器460與傳感器420之 間的距離隨著轉(zhuǎn)軸402的轉(zhuǎn)動(dòng)按照傳感器對(duì)置表面460a的形狀變化。編碼 器460與傳感器420之間的距離按照角度被儲(chǔ)存在圖中未畫出的控制電路 之中。再者，控制電路可相互關(guān)聯(lián)地儲(chǔ)存多個(gè)傳感器對(duì)置表面460a的位置 和轉(zhuǎn)軸402的絕對(duì)角度。
由傳感器420檢測出的輸出信號(hào)如圖38之中所示。轉(zhuǎn)動(dòng)速度、轉(zhuǎn)動(dòng)方 向和絕對(duì)角度的計(jì)算方法如在第二十二實(shí)施例之中所解釋的。
如先前所提及，在本實(shí)施例中，編碼器460與傳感器420配置得彼此 軸向?qū)χ谩Ｆ浯?，編碼器460具有制成在其上的傳感器對(duì)置表面460a，以 致與傳感器420的距離逐漸增大或減小。傳感器420按照與傳感器對(duì)置表 面460a的距離輸出輸出信號(hào)給控制電路?？刂齐娐贩治鲚敵鲂盘?hào)以檢測轉(zhuǎn) 軸402轉(zhuǎn)動(dòng)的速度、方向和角度。因此，單一的傳感器420可以用以同時(shí)
檢測轉(zhuǎn)軸402轉(zhuǎn)動(dòng)的速度、方向和角度。使之可能呈現(xiàn)出與第十一實(shí)施例 中相同的效用。
(第二十五實(shí)施例)
下面將結(jié)合圖43說明實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二十五實(shí)施例。在此，與第十六 至第二十三實(shí)施例中所提及的相同的構(gòu)件將被給予相同的附圖標(biāo)記和符號(hào) 而其說明將予以略去。
圖43是圖示實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二十五實(shí)施例中的編碼器465的局部放大 透視圖。編碼器465用以代替圖24中的編碼器410。不同于編碼器465的 各種結(jié)構(gòu)如圖24之中所示。
編碼器465具有環(huán)形形狀，軸向?qū)挾炔蛔儭＞幋a器465具有平直的編 碼器安裝件接地表面465b和傳感器對(duì)置表面465a,后者以預(yù)定的比值從編 碼器安裝件起厚度L增大。編碼器465在編碼器安裝件接地表面465b處固 定于編碼器安裝件411。編碼器安裝件接地表面465b的法線方向平行于軸 向。編碼器463的傳感器對(duì)置表面465a沿軸向設(shè)置得對(duì)置于是一種磁性傳 感器的傳感器425。
編碼器465的厚度L從參照位置起沿著圓周方向隨著角度的增大以預(yù) 定的比值增大。厚度L為最大時(shí)所處的位置和厚度L為最小時(shí)所處的位置 由一臺(tái)階隔開。在本實(shí)施例中，編碼器以如下的配置予以設(shè)置，即從傳感 器處看來，厚度L在反時(shí)針方向上逐漸增大。因此，編碼器465與傳感器 425之間的距離隨著轉(zhuǎn)軸402的轉(zhuǎn)動(dòng)按照傳感器對(duì)置表面465a的形狀變化。 編碼器465與傳感器425之間的距離按照角度被儲(chǔ)存在圖中未畫出的控制 電路之中。再者，控制電路可相互關(guān)聯(lián)地儲(chǔ)存多個(gè)傳感器對(duì)置表面465a的 位置和轉(zhuǎn)軸402的絕對(duì)角度。
在編碼器465的傳感器對(duì)置表面465a上以預(yù)定的間距設(shè)置交替配置的 多個(gè)N極437和S極438。構(gòu)成N極437和S極438的各i茲化區(qū)域各自具 有預(yù)定的磁通密度。N極437和S極438各自圍繞自身形成磁場，該磁場 具有的強(qiáng)度對(duì)應(yīng)于其極性和磁通密度。因此，圍繞編碼器465形成了對(duì)應(yīng) 于N極437和S極438》茲通密度的i茲場。
由傳感器425控制出的輸出信號(hào)如圖40之中所示。轉(zhuǎn)動(dòng)速度、轉(zhuǎn)動(dòng)方 向和絕對(duì)角度的計(jì)算方法如第二十三實(shí)施例之中所解釋的。
如以上所提及，按照本發(fā)明，編碼器465和傳感器425沿軸向設(shè)置得
彼此對(duì)置。其次，編碼器465具有制成在其上的傳感器對(duì)置表面465a，以 致與傳感器425的距離逐漸增大或減小。傳感器425按照與傳感器對(duì)置表 面465a的距離輸出輸出信號(hào)給控制電路?？刂齐娐贩治龃溯敵鲂盘?hào)以檢測 轉(zhuǎn)軸402轉(zhuǎn)動(dòng)的速度、方向和角度。因此，單一的傳感器425可以用以同 時(shí)檢測轉(zhuǎn)軸402轉(zhuǎn)動(dòng)的速度、方向和角度，使之可能呈現(xiàn)與第十一實(shí)施例 中相同的效用。 (第二十六實(shí)施例)
以下將結(jié)合圖44說明實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的第二十六實(shí)施例。在此，與第十六 到第二十五實(shí)施例中提及的相同的構(gòu)件將被給予相同的附圖標(biāo)記和符號(hào)而 將略去其說明。
圖44圖示作為帶傳感器滾動(dòng)軸承的一種深溝球軸承，其中裝有根據(jù)實(shí) 現(xiàn)本發(fā)明的第二十六實(shí)施例的轉(zhuǎn)動(dòng)檢測裝置。在本實(shí)施例中，深溝球軸承 的外圈403和內(nèi)圈404具有分別沿軸向伸展的傳感器安裝部分403d和編碼 器安裝部分404c。
在編碼器安裝部分404c的沿軸向外側(cè)404d上設(shè)置編碼器470。編碼器 470是一種其上設(shè)置磁鐵的編碼器，諸如第二十、第二十一和第二十三實(shí)施 例中所說明的編碼器435、 436和455。編碼器470的軸向一側(cè)對(duì)置于傳感 器安裝部分403d。
另一方面，在傳感器安裝部分403d的軸內(nèi)側(cè)403e端部上直立設(shè)置環(huán) 形鋼片495。環(huán)形密封件380由鋼片495支承以密封傳感器安裝部分403d 與編碼器安裝部分404c之間的間隙。
其次，在傳感器安裝部分403d的軸向內(nèi)側(cè)403e上設(shè)置傳感器安裝件 486。傳感器安裝件486位于密封環(huán)408與密封件490之間。
在傳感器安裝件486上設(shè)置溫度測量裝置485和傳感器480。傳感器 480是一種磁性傳感器，其可測定由編碼器470形成的磁場的變化，或是一 種位移傳感器，其可判定距離的變化。傳感器480設(shè)置得對(duì)置于編碼器470 并可測定編碼器470的形狀。傳感器480以與第二十、第二十一和第二十 三實(shí)施例中相同的方式檢測轉(zhuǎn)動(dòng)體的轉(zhuǎn)動(dòng)速度、轉(zhuǎn)動(dòng)方向和絕對(duì)角度。
溫度測量裝置485可測定傳感器和編碼器以及各周邊構(gòu)件的溫度并輸 出如此測得的溫度數(shù)據(jù)給圖中未畫出的控制電路。在編碼器470由N極或 S極予以磁化的情況下，構(gòu)成N極和S極的各磁化區(qū)域隨溫度變化而改變 磁通密度。控制電路具有一表格，借以校正隨溫度變化的磁通密度改變。
速度、轉(zhuǎn)動(dòng)方向和絕對(duì)角度。在使用諸如熱電偶這樣的接觸型溫度計(jì)的情 況下，可檢測諸如傳感器這樣的非轉(zhuǎn)動(dòng)件的溫度，但在使用諸如紅外輻射 溫度計(jì)這樣的非接觸型溫度計(jì)的情況下，就使得可能檢測諸如編碼器這樣 的轉(zhuǎn)動(dòng)件的溫度。
如以上所提及，按照本實(shí)施例，根據(jù)溫度變化校正而得的輸出值可以 用以檢測轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)軸速度、轉(zhuǎn)動(dòng)方向和絕對(duì)角度。因此，編碼器470可以
不加考慮編碼器470各種工作溫度條件地予以采用，值得可能更加寬泛地 把本轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)檢測裝置應(yīng)用于軸承和滾動(dòng)裝置。
編碼器與傳感器之間的芯件間隙隨熱脹冷縮而變化。這一芯體間隙變 化可以根據(jù)來自溫度測量裝置的信號(hào)予以校正。
其次，在本實(shí)施例中，編碼器470和傳感器480由密封環(huán)408和密封 件480予以密封。因此，可以使外界影響最小，可以以更高精度進(jìn)行測量。
因此，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的速度、方向和角度可由簡單的結(jié)構(gòu)予以檢測，使之 可能減少零部件的數(shù)量并因此降低零部件成本。其次，減少零部件的數(shù)量 可改善裝配性，使之也可以降低裝配成本。
其次，由于只需要一個(gè)傳感器，所以可以節(jié)省軸承中的空間，總的說 使得更加輕便的設(shè)計(jì)成為可能。再者，傳感器數(shù)量的減少也導(dǎo)致軸承的重 量減小，如果軸承用于汽車等，這有助于降低燃油消耗。
其次，與本實(shí)施例中相同的轉(zhuǎn)動(dòng)檢測裝置可以用于第 一到第十實(shí)施例 的任何一項(xiàng)中所說明的帶傳感器軸承。
工業(yè)應(yīng)用性
按照本發(fā)明，可以提供一種帶傳感器的滾動(dòng)軸承，即使在其上作用著 推壓座圈端部表面的任何載荷，也可以保持檢測的高精度。
其次，按照本發(fā)明，可以提供一種帶傳感器的滾動(dòng)軸承，可以在其中 裝有多個(gè)傳感器并可以減小寬度。
再者，按照本發(fā)明，可以提供一種帶傳感器的滾動(dòng)軸承，可以阻止諸 如磁通量泄漏這樣的外部干擾以保持檢測的高精度。
其次，按照本發(fā)明，由于編碼器與傳感器對(duì)置表面隨位置而不同，所 以可以提供一種轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)檢測裝置和一種帶傳感器的滾動(dòng)軸承，通過使傳
感器測定與編碼器的距離而以簡單的結(jié)構(gòu)判定轉(zhuǎn)動(dòng)速度、轉(zhuǎn)動(dòng)方向和絕對(duì) 角度。再者，在本結(jié)構(gòu)的情況下，只需要一個(gè)傳感器，使之可能簡化結(jié)構(gòu) 并因此降低裝置成本。
其次，按照本發(fā)明，可以提供一種轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)檢測裝置和一種帶傳動(dòng)器 的滾動(dòng)軸承，其能夠通過使用單一 的傳感器檢測峰值來檢測轉(zhuǎn)動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng) 速度，這是由于構(gòu)成編碼器的多個(gè)磁化區(qū)域具有不同的各磁通密度。再者， 通過事先掌握具有不同的各磁通量的各磁化區(qū)域的設(shè)置圖形，使用單一的 傳感器同時(shí)可以檢測轉(zhuǎn)動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和絕對(duì)角度。因而，通過使用比相 關(guān)技術(shù)中較為簡單的結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)在靜止件上減小空間。其次，不需要設(shè) 置額外的 一些傳感器，就使得可能以低成本檢測轉(zhuǎn)動(dòng)件。
權(quán)利要求
1.一種帶傳感器的滾動(dòng)軸承，包括內(nèi)圈；外圈；滾動(dòng)件，可滾動(dòng)地設(shè)置在內(nèi)圈與外圈之間；以及多個(gè)傳感器，它們?cè)O(shè)置在內(nèi)圈和外圈二者之一上，其特征在于，所述多個(gè)傳感器設(shè)置在沿著軸向的相同位置處。
2. 如權(quán)利要求1所述的帶傳感器的滾動(dòng)軸承，還包括一檢測件，該檢 測件在與多個(gè)傳感器相同的軸向位置處對(duì)置于傳感器設(shè)置在內(nèi)圈和外圈中 的另一個(gè)上，適于由傳感器予以感測。
3. 如權(quán)利要求2所述的帶傳感器的滾動(dòng)軸承，其中檢測件是一環(huán)形材 料，其具有一外表面和一內(nèi)表面，而外表面和內(nèi)表面二者都由多個(gè)傳感器 的任何 一 個(gè)予以感測。
4. 如權(quán)利要求3所述的帶傳感器的滾動(dòng)軸承，其中檢測件的外表面和 內(nèi)表面具有磁化區(qū)域，在其上形成不同的磁化圖形。
5. 如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的帶傳感器的滾動(dòng)軸承，其中多個(gè) 傳感器設(shè)置在彼此在圓周上偏離的各位置處。
6. 如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的帶傳感器的滾動(dòng)軸承，其中密封 構(gòu)件設(shè)置在多個(gè)傳感器與滾動(dòng)件之間。
7. 如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的帶傳感器的滾動(dòng)軸承，其中多個(gè) 傳感器包括磁性傳感器、溫度傳感器和振動(dòng)傳感器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種帶傳感器的滾動(dòng)軸承，包括內(nèi)圈；外圈；滾動(dòng)件，可滾動(dòng)地設(shè)置在內(nèi)圈與外圈之間；以及多個(gè)傳感器，它們?cè)O(shè)置在內(nèi)圈和外圈二者之一上，所述多個(gè)傳感器設(shè)置在沿著軸向的相同位置處。
文檔編號(hào)G01P3/44GK101096979SQ200710138358
公開日2008年1月2日 申請(qǐng)日期2002年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月22日
發(fā)明者石川寬朗, 青木護(hù) 申請(qǐng)人:日本精工株式會(huì)社