JP2004264050A - Rolling bearing unit with sensor - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
この発明は、転がり軸受と転がり軸受の各種情報を検出するセンサ装置とが一体化されたセンサ付き転がり軸受ユニットに関する。
【0002】
【発明の属する技術分野】
【0003】
【従来の技術】
自動車においては、その制御を行うために種々の情報が必要であることから、車輪が取り付けられる回転側軌道部材、車体側に固定される固定側軌道部材、および両軌道部材の間に配置された二列の転動体を有するハブユニットに、センサ装置を設けることが提案されている。
【0004】
例えば、特許文献1には、固定側軌道部材の内端面に環状の支持部材を取り付け、この環状支持部材に歪みセンサを貼り付けたセンサ付きハブユニットが開示されている。
【0005】
【特許文献1】
特開平3−209016号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
近年、自動車の制御手段として、ABS制御(アンチロックブレーキシステム)に加えて、発進時や加速時に駆動輪をスピンさせない駆動力制御やコーナリング時の横滑りを抑制するブレーキ力制御などが実施されているが、より精度のよい制御を行うために、これらの制御に有効に使用できるデータの検出が重要となっている。
【0007】
このような実情に鑑み、本願発明者は、タイヤの接地荷重を精度よく測定して、車両制御の向上を図るという課題を創出した。
【0008】
しかしながら、上記従来のセンサ付きハブユニットでは、環状支持部材の歪みを測定するものであるので、この歪みから接地荷重を求める場合に、誤差が大きくなり、歪みセンサの測定値から精度よく接地荷重を得ることができないという問題があった。
【0009】
この発明の目的は、軸受にかかる荷重を簡単な構成でかつ精度よく求めることができ、しかも、軸受の回転側軌道部材の回転速度も検出でき、したがって、自動車のハブユニットに使用された場合に、接地荷重および車輪の回転速度を簡単な構成でかつ精度よく求めることができるセンサ付き転がり軸受ユニットを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
この発明によるセンサ付き転がり軸受ユニットは、固定側軌道部材、回転側軌道部材および両部材間に配置された転動体を有する転がり軸受と、転がり軸受に設けられたセンサ装置とを備えているセンサ付き転がり軸受ユニットにおいて、センサ装置は、固定側軌道部材に設けられて回転側軌道部材との間にあるギャップを検出する磁歪センサと、磁歪センサの出力を処理する処理手段とを有しており、処理手段は、磁歪センサの出力の変化の繰り返し数から回転側軌道部材の回転速度を求める回転検出部と、磁歪センサの出力を平均化するアベレージング部と、平均化された出力から荷重を求める荷重演算部とを備えていることを特徴とするものである。
【0011】
この発明によるセンサ付き転がり軸受ユニットは、自動車のハブユニットに好適に使用されるが、モータなどにおいて、その回転体を支持する軸受部分に使用することもできる。
【0012】
自動車のハブユニットに使用された場合には、走行する車両の速度変化や姿勢変化に伴って、各タイヤに掛かる接地荷重が変動するが、この際、回転側軌道部材と固定側軌道部材とのギャップが接地荷重に応じて変化することとなり、このギャップの変化によって磁歪センサ近傍の磁場が変化し、磁歪センサは、この磁場の変化を磁歪変動量として計測することができる。そして、この磁歪変動量と軸受の荷重またはタイヤの接地荷重の変動量との関係を予め求めておくことにより、磁歪変動量から逆算して、軸受にかかる荷重またはタイヤの接地荷重の変動量を求めることができる。また、ギャップは、1回転ごとの周期的な変化となり、このギャップの変化の繰り返し数を使用することにより、転がり軸受の回転側軌道部材の回転速度を求めることができる。
【0013】
磁歪センサは、逆磁歪効果(物質が歪むあるいは変形すると磁力が現れる現象)を計測するセンサであり、磁歪センサとしては、例えば、透磁率の高い磁性線に高周波電流を印加したときの磁性線両端間のインピーダンスが外部磁場によって変化する電磁気現象を利用して外部磁場を計測する磁気インピーダンスセンサ(MIセンサ)、インピーダンスが応力により変化することを利用した応力インピーダンスセンサ(SIセンサ)などが挙げられる。
【0014】
回転側軌道部材は、高炭素クロム軸受鋼等の磁性体によって形成される。固定側軌道部材および転動体は、回転側軌道部材と同材質であってもよいが、転動体については、転動体が磁歪センサに近づいたり遠ざかったりしても磁場に影響を及ぼさないように、窒化ケイ素や炭化ケイ素などのセラミックまたは非磁性の鋼材等の非磁性材料としてもよい。
【0015】
磁歪センサが磁気インピーダンスセンサである場合には、回転側軌道部材に、同センサに対向する環状の着磁部が設けられていることがある。このような着磁部は、例えば、N極とS極とが交互にかつ等間隔で配列するようにゴム磁性体に着磁したものとされてもよく、また、フィルムに磁気インク列を印刷したものとされてもよい。
【0016】
この発明のセンサ付き転がり軸受ユニットによると、回転側軌道部材と固定側軌道部材との間のギャップを磁歪センサで検出するとともに、磁歪センサの出力である電圧を平均化することにより、電圧平均と軸受にかかる荷重との比例関係が確保され、これにより、磁歪センサの出力から軸受の荷重を精度よく求めることができる。したがって、このセンサ付き転がり軸受ユニットを自動車のハブユニットに使用した場合に、回転側軌道部材と固定側軌道部材との間のギャップから回転側軌道部材が接地面から受けている力すなわち接地荷重を精度よく検出することができる。こうして得られたタイヤ接地荷重は、ABS制御におけるスリップ率の代替えデータとして使用されるほか、駆動力制御やブレーキ力制御などにおいて使用され、車両制御の精度向上に資することができる。さらに、この発明のセンサ付き転がり軸受ユニットによると、ギャップの変化の繰り返し数から車輪の回転数、回転速度などを検出することができ、1つのセンサを使用して、2種類の重要な車両制御データを得ることができる。
【0017】
固定側軌道部材は、車体に固定される取付け部を有する外輪とされ、回転側軌道部材は、車輪が取り付けられる内軸および内軸に外嵌された内輪からなり、磁歪センサは、内輪の外周面に対向するように固定側軌道部材の端部に固定されていることがある。
【0018】
磁歪センサは、内輪の抜けを防止するかしめ部の外周面に対向するように設けてもよく、また、内軸の外周面に対向するように設けてもよいが、これを内輪の外周面に対向するように固定側軌道部材の端部に固定することにより、磁歪センサの信号線の取り出しを固定側軌道部材の端部から行うことができ、センサ付き軸受ユニットの組立てを容易に行うことができる。磁歪センサは、例えば、これを樹脂に埋設し、その樹脂を固定側軌道部材またはこれに固定されたカバー等に一体化させることにより、容易に固定側部材に取り付けることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。
【0020】
図1は、この発明のセンサ付き転がり軸受ユニットの第1実施形態を示している。以下の説明において、左右および上下は、図の左右および上下をいうものとする。なお、左が車両の内側に、右が車両の外側となっている。
【0021】
図1に示すように、センサ付き転がり軸受ユニットは、転がり軸受としてのハブユニット(1)と、その回転および接地荷重を検出するセンサ装置(2)とを備えている。
【0022】
ハブユニット(1)は、車体側に固定される固定側軌道部材(3)、車輪が取り付けられる回転側軌道部材(4)、両部材(3)(4)の間に2列に配置された複数の転動体である玉(5)、および各列の玉(5)をそれぞれ保持する保持器(6)を備えている。
【0023】
固定側軌道部材(3)は、内周面に2列の外輪軌道が形成されている円筒部(12)と、円筒部(12)の左端部近くに設けられて懸架装置(車体)にボルトで取り付けられるフランジ部(13)とを有している。
【0024】
回転側軌道部材(4)は、第1の軌道溝(15a)を有する大径部(15)および第1の軌道溝(15a)の径よりも小さい外径を有する小径部(16)を有している内軸(14)と、内軸(14)の小径部(16)外径に嵌め止められて右面が内軸(14)の大径部(15)左面に密接させられている内輪(17)とからなる。内軸(14)の右端近くには、車輪を取り付けるための複数のボルト(19)が固定されたフランジ部(18)が設けられている。内輪(17)の右部には、内軸(14)の軌道溝(15a)と並列するように、軌道溝(17a)が形成されており、内輪(17)の左部に肩部(17b)が形成されている。固定側軌道部材(3)の右端部と内軸(14)との間には、シール装置(20)が設けられている。固定側軌道部材(3)の左端部には、カバー(21)が被せ止められている。
【0025】
センサ装置(2)は、固定側軌道部材(3)に取り付けられた磁歪センサ(7)と、磁歪センサ(7)の出力を処理する処理手段(10)(図1には現れず、図6参照)とを備えている。処理手段(10)は、図6に示すように、磁歪センサ(7)の出力の変化の繰り返し数から回転側軌道部材(4)の回転速度を求める回転検出部(10a)と、磁歪センサ(7)の出力を平均化するアベレージング部(10b)と、アベレージング部(10b)において平均化された出力からハブユニット(1)にかかる荷重を求める荷重演算部(10c)とを備えている。磁歪センサ(7)が磁気インピーダンスセンサである場合には、処理手段(10)は、磁気インピーダンス(MI)素子と、MI素子に高周波電流を供給する発振回路とを含み、さらに、検出信号増幅用の増幅回路を含むことがある。
【0026】
この実施形態では、磁歪センサ(7)は、磁気インピーダンスセンサとされており、金属製のカバー(21)の内部に樹脂(22)により埋設されている。磁歪センサ(7)の先端のセンサ面は、内軸(14)の小径部(16)端部に設けられて内輪(17)の抜けを防止しているかしめ部(16a)に臨まされている。樹脂(22)には、車体側に設けられた処理手段(11)とセンサ装置(2)とを結ぶハーネスを取り付けるためのコネクタ部(27)が一体に成形されている。コネクタ部(27)には信号用のコネクタピン(23)が設けられており、磁歪センサ(7)とコネクタピン(23)とが、コネクタ(24)およびリード線(またはリード線のみ)を介して接続されている。磁歪センサ(7)の検出面とかしめ部(16a)の外周面は径方向のギャップ(S)を介して対向している。このギャップ(S)の幅は、タイヤ接地荷重により変化し、磁歪センサ(7)は、図4に示すように、回転側軌道部材(4)のかしめ部(16a)外周面との間のギャップ(S)を電圧値として出力する。同図のTiは、回転側軌道部材(4)の回転周期であり、ギャップ(S)は、1回転ごとの周期的な変化となっている。
【0027】
磁歪センサを取り付ける位置は、適宜変更可能であり、図2に示すように、磁歪センサ(8)は、カバー(21)の内部に固定されるとともに、そのセンサ面が内輪(17)の肩部(17b)の外周面に臨まされているようにしてもよい。図2のその他の点は図1と同じであり、同じ構成に同じ符号を付して、その説明は省略する。
【0028】
また、図3に示すように、磁歪センサ(9)は、固定側軌道部材(3)の軸方向略中央部に固定されるとともに、その先端のセンサ面が内軸(14)の大径部(15)外周面に臨まされているようにしてもよい。同図において、磁歪センサ(9)は、発振回路とともに、樹脂製のケース(25)内に埋設成形されている。また、ケース(25)には、車体側に設けられた処理手段(11)とセンサ装置(2)とを接続するハーネスを取り付けるためのコネクタ部(27)およびケース(25)を固定側軌道部材(3)の外周面に固定するためのフランジ部(25a)が一体に形成されている。コネクタ部(27)内部には信号用のコネクタピン(23)が設けられており、磁歪センサ(9)とコネクタピン(23)とが、リード線(24)を介して接続されている。ケース(25)は、固定側軌道部材(3)に形成された取付け孔(3a)に挿入され、フランジ部(25a)がボルト(26)により固定側軌道部材(3)に固定されている。
【0029】
なお、磁歪センサは、図1、図2または図3に示したようにカバー(21)やケース(25)に樹脂によって支持させるのではなく、固定側軌道部材(3)に直接取り付けるようにしてもよい。
【0030】
図2および図3に示すように、磁歪センサ(8)(9)を取り付けた場合であっても、磁歪センサ(8)(9)の出力は、図4のようになる。
【0031】
上記図1から図3までに示したセンサ付き転がり軸受ユニットによると、タイヤの接地荷重が変動すると、図6に示すように、固定側軌道部材(3)に取り付けられた磁歪センサ(7)(8)(9)と回転側軌道部材(4)との間のエアギャップが変動する。エアギャップは、図4に示したように周期的に変化することから、処理手段(10)の回転検出部(10a)において、ギャップの変化の繰り返し数から回転側軌道部材(4)の回転数を求めることができる。一方、ギャップの振幅は、処理手段(10)のアベレージング部(10b)において平均化される。平均化された磁歪センサ(7)(8)(9)の電圧と接地荷重との関係は、図5に示すように、直線関係にあり、この直線式を予めメモリ(11)に記憶させておくことにより、処理手段(10)の接地荷重演算部(10c)において、磁歪センサ(7)(8)(9)の電圧平均値から接地荷重を求めることができる。得られた接地荷重の変動量は、車両制御手段に出力され、車両に適正な制御が施される。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明によるセンサ付き転がり軸受ユニットの第1実施形態を示す縦断面図である。
【図2】この発明によるセンサ付き転がり軸受ユニットの第2実施形態を示す縦断面図である。
【図3】この発明によるセンサ付き転がり軸受ユニットの第3実施形態を示す縦断面図である。
【図4】磁歪センサの出力の一例を示す図である。
【図5】磁歪センサの出力と荷重との関係を示すグラフである。
【図6】第1から第3実施形態までのこの発明によるセンサ付き転がり軸受ユニットのセンサ装置のブロック図である。
【符号の説明】
(1) ハブユニット
(2) センサ装置
(3) 固定側軌道部材
(4) 回転側軌道部材
(7)(8)(9) 磁歪センサ(磁気インピーダンスセンサ)[0001]
The present invention relates to a rolling bearing unit with a sensor in which a rolling bearing and a sensor device for detecting various kinds of information on the rolling bearing are integrated.
[0002]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
[0003]
[Prior art]
In an automobile, since various information is required to perform the control, a rotation-side track member to which wheels are attached, a fixed-side track member to be fixed to a vehicle body side, and a track member arranged between both track members It has been proposed to provide a sensor device on a hub unit having two rows of rolling elements.
[0004]
For example, Patent Document 1 discloses a sensor-equipped hub unit in which an annular support member is attached to the inner end surface of a fixed-side track member, and a strain sensor is attached to the annular support member.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-3-209016
[Problems to be solved by the invention]
2. Description of the Related Art In recent years, in addition to ABS control (anti-lock brake system), driving force control that does not spin drive wheels at the time of starting or accelerating, braking force control that suppresses side slip during cornering, and the like have been implemented as vehicle control means. However, in order to perform more accurate control, it is important to detect data that can be effectively used for these controls.
[0007]
In view of such circumstances, the inventor of the present application has created a problem of accurately measuring the ground contact load of a tire to improve vehicle control.
[0008]
However, since the conventional hub unit with a sensor measures the distortion of the annular support member, an error increases when the ground load is obtained from the distortion, and the ground load is accurately determined from the measured value of the strain sensor. There was a problem that it could not be obtained.
[0009]
An object of the present invention is to obtain a load applied to a bearing with a simple configuration and with high accuracy, and also to detect a rotation speed of a rotating side raceway member of a bearing. Another object of the present invention is to provide a sensor-equipped rolling bearing unit capable of accurately obtaining a ground contact load and a wheel rotation speed with a simple configuration.
[0010]
Means for Solving the Problems and Effects of the Invention
A rolling bearing unit with a sensor according to the present invention includes a rolling bearing having a fixed-side race member, a rotating-side race member, and a rolling element disposed between the two members, and a sensor device provided with a sensor device provided on the rolling bearing. In the rolling bearing unit, the sensor device has a magnetostrictive sensor provided on the fixed-side raceway member to detect a gap between the rotating-side raceway member, and processing means for processing an output of the magnetostrictive sensor, A processing unit configured to determine a rotation speed of the rotation-side track member from the number of repetitions of a change in the output of the magnetostrictive sensor; an averaging unit that averages an output of the magnetostrictive sensor; and obtain a load from the averaged output. And a load calculating unit.
[0011]
The rolling bearing unit with sensor according to the present invention is suitably used for a hub unit of an automobile, but can also be used for a bearing portion for supporting a rotating body of a motor or the like.
[0012]
When used in a hub unit of an automobile, the contact load applied to each tire varies with changes in the speed and attitude of the running vehicle. The gap changes according to the grounding load, and the change in the gap changes the magnetic field near the magnetostrictive sensor, and the magnetostrictive sensor can measure the change in the magnetic field as the magnetostriction variation. Then, the relationship between the magnetostriction variation and the variation in the load on the bearing or the contact load of the tire is determined in advance, and the amount of variation in the load applied to the bearing or the contact load of the tire is calculated from the variation in the magnetostriction. You can ask. The gap changes periodically every one rotation, and the rotation speed of the rotation-side raceway member of the rolling bearing can be obtained by using the number of repetitions of the change in the gap.
[0013]
A magnetostrictive sensor is a sensor that measures an inverse magnetostrictive effect (a phenomenon in which a magnetic force appears when a substance is distorted or deformed). As the magnetostrictive sensor, for example, both ends of a magnetic wire when a high-frequency current is applied to a magnetic wire having a high magnetic permeability Examples include a magnetic impedance sensor (MI sensor) that measures an external magnetic field using an electromagnetic phenomenon in which impedance between the external magnetic fields changes due to an external magnetic field, and a stress impedance sensor (SI sensor) that uses that an impedance changes due to stress.
[0014]
The rotation-side raceway member is formed of a magnetic material such as high-carbon chromium bearing steel. The fixed-side track member and the rolling element may be made of the same material as the rotating-side track member.However, as for the rolling element, the rolling element does not affect the magnetic field even when approaching or moving away from the magnetostrictive sensor. A non-magnetic material such as a ceramic such as silicon nitride or silicon carbide or a non-magnetic steel material may be used.
[0015]
When the magnetostrictive sensor is a magneto-impedance sensor, an annular magnetized portion facing the sensor may be provided on the rotation-side track member in some cases. Such a magnetized portion may be, for example, magnetized on a rubber magnetic material so that N poles and S poles are alternately and equally spaced, and a magnetic ink row is printed on a film. It may be made to have done.
[0016]
According to the rolling bearing unit with a sensor of the present invention, the gap between the rotating-side track member and the fixed-side track member is detected by the magnetostrictive sensor, and the voltage output from the magnetostrictive sensor is averaged, so that the voltage average and the A proportional relationship with the load applied to the bearing is ensured, whereby the load on the bearing can be accurately obtained from the output of the magnetostrictive sensor. Therefore, when the rolling bearing unit with the sensor is used for a hub unit of an automobile, the force that the rotating-side track member receives from the ground surface, that is, the ground load, is generated from the gap between the rotating-side track member and the fixed-side track member. Accurate detection is possible. The tire contact load thus obtained is used as substitute data for the slip ratio in the ABS control, and is also used in driving force control, braking force control, and the like, and can contribute to improving the accuracy of vehicle control. Further, according to the rolling bearing unit with a sensor of the present invention, the number of rotations, the rotation speed, and the like of the wheel can be detected from the number of repetitions of the change of the gap. Data can be obtained.
[0017]
The fixed-side track member is an outer ring having a mounting portion fixed to the vehicle body, the rotating-side track member is formed of an inner shaft to which the wheel is mounted, and an inner ring externally fitted to the inner shaft, and the magnetostrictive sensor is an outer ring of the inner ring. It may be fixed to the end of the fixed-side track member so as to face the surface.
[0018]
The magnetostrictive sensor may be provided so as to face the outer peripheral surface of the caulked portion for preventing the inner ring from coming off, or may be provided so as to face the outer peripheral surface of the inner shaft. By fixing to the end of the fixed-side track member so as to face, the signal line of the magnetostrictive sensor can be taken out from the end of the fixed-side track member, and the assembly of the sensor-equipped bearing unit can be easily performed. it can. The magnetostrictive sensor can be easily attached to the fixed-side member by embedding it in a resin and integrating the resin with a fixed-side track member or a cover fixed to the same.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0020]
FIG. 1 shows a first embodiment of a rolling bearing unit with a sensor according to the present invention. In the following description, left and right and up and down refer to left and right and up and down in the figure. The left side is inside the vehicle and the right side is outside the vehicle.
[0021]
As shown in FIG. 1, the rolling bearing unit with a sensor includes a hub unit (1) as a rolling bearing, and a sensor device (2) for detecting the rotation and the ground load.
[0022]
The hub unit (1) is arranged in two rows between the fixed-side track member (3) fixed to the vehicle body side, the rotating-side track member (4) to which wheels are attached, and both members (3) and (4). A ball (5), which is a plurality of rolling elements, and a retainer (6) for holding each row of balls (5) are provided.
[0023]
The fixed-side track member (3) is provided near the left end of the cylindrical portion (12) having two rows of outer raceways formed on the inner peripheral surface, and is provided with a bolt on a suspension device (vehicle body). And a flange portion (13) that is attached by a.
[0024]
The rotation-side race member (4) has a large-diameter portion (15) having a first raceway groove (15a) and a small-diameter portion (16) having an outer diameter smaller than the diameter of the first raceway groove (15a). Inner shaft (14), and a small diameter portion (16) of the inner shaft (14), which is fitted to the outer diameter and whose right surface is closely contacted with the large diameter portion (15) left surface of the inner shaft (14). (17). Near the right end of the inner shaft (14), a flange portion (18) to which a plurality of bolts (19) for attaching a wheel are fixed is provided. A track groove (17a) is formed on the right side of the inner ring (17) so as to be parallel to the track groove (15a) of the inner shaft (14), and a shoulder (17b) is formed on the left part of the inner ring (17). ) Is formed. A sealing device (20) is provided between the right end of the fixed-side track member (3) and the inner shaft (14). A cover (21) is placed over the left end of the fixed-side track member (3).
[0025]
The sensor device (2) includes a magnetostrictive sensor (7) attached to the fixed-side track member (3) and a processing unit (10) for processing the output of the magnetostrictive sensor (7) (not shown in FIG. See). The processing means (10) includes, as shown in FIG. 6, a rotation detector (10a) for obtaining the rotation speed of the rotation-side track member (4) from the number of repetitions of the output change of the magnetostriction sensor (7); An averager (10b) for averaging the output of (7) and a load calculator (10c) for obtaining a load applied to the hub unit (1) from the output averaged in the averaging unit (10b). . When the magnetostrictive sensor (7) is a magneto-impedance sensor, the processing means (10) includes a magneto-impedance (MI) element and an oscillation circuit for supplying a high-frequency current to the MI element, and further includes a detection signal amplifying circuit. May be included.
[0026]
In this embodiment, the magnetostrictive sensor (7) is a magneto-impedance sensor, and is embedded in a metal cover (21) with a resin (22). The sensor surface at the tip of the magnetostrictive sensor (7) faces the caulking portion (16a) provided at the end of the small diameter portion (16) of the inner shaft (14) to prevent the inner ring (17) from coming off. . A connector (27) for attaching a harness connecting the processing means (11) provided on the vehicle body side and the sensor device (2) is integrally formed with the resin (22). The connector portion (27) is provided with a signal connector pin (23), and the magnetostrictive sensor (7) and the connector pin (23) are connected via the connector (24) and the lead wire (or only the lead wire). Connected. The detection surface of the magnetostrictive sensor (7) and the outer peripheral surface of the caulked portion (16a) face each other via a radial gap (S). The width of the gap (S) varies depending on the tire contact load, and the magnetostrictive sensor (7) detects the gap between the caulked portion (16a) and the outer peripheral surface of the rotating-side track member (4) as shown in FIG. (S) is output as a voltage value. In the figure, Ti is the rotation period of the rotation-side track member (4), and the gap (S) is a periodic change every rotation.
[0027]
The position at which the magnetostrictive sensor is mounted can be changed as appropriate. As shown in FIG. 2, the magnetostrictive sensor (8) is fixed inside the cover (21), and its sensor surface is a shoulder of the inner ring (17). (17b) You may make it face the outer peripheral surface. The other points in FIG. 2 are the same as in FIG.
[0028]
As shown in FIG. 3, the magnetostrictive sensor (9) is fixed to a substantially central portion in the axial direction of the fixed-side track member (3), and the sensor surface at the tip thereof has a large diameter portion of the inner shaft (14). (15) The outer peripheral surface may be exposed. In the figure, the magnetostrictive sensor (9) is buried in a resin case (25) together with an oscillation circuit. The case (25) includes a connector (27) for attaching a harness connecting the processing means (11) provided on the vehicle body side and the sensor device (2), and the case (25) is a fixed-side track member. A flange portion (25a) for fixing to the outer peripheral surface of (3) is integrally formed. A signal connector pin (23) is provided inside the connector section (27), and the magnetostrictive sensor (9) and the connector pin (23) are connected via a lead wire (24). The case (25) is inserted into a mounting hole (3a) formed in the fixed-side track member (3), and the flange portion (25a) is fixed to the fixed-side track member (3) by bolts (26).
[0029]
Note that the magnetostrictive sensor is not directly supported on the cover (21) or the case (25) by resin as shown in FIG. 1, FIG. 2 or FIG. 3, but is directly attached to the fixed-side track member (3). Is also good.
[0030]
As shown in FIGS. 2 and 3, even when the magnetostrictive sensors (8) and (9) are attached, the outputs of the magnetostrictive sensors (8) and (9) are as shown in FIG.
[0031]
According to the rolling bearing unit with a sensor shown in FIGS. 1 to 3 described above, when the contact load of the tire fluctuates, as shown in FIG. 6, the magnetostrictive sensor (7) ( 8) The air gap between (9) and the rotation-side track member (4) fluctuates. Since the air gap changes periodically as shown in FIG. 4, the rotation detector (10a) of the processing means (10) determines the rotation speed of the rotation-side track member (4) from the number of repetitions of the change of the gap. Can be requested. On the other hand, the amplitude of the gap is averaged in the averaging section (10b) of the processing means (10). The relationship between the averaged voltage of the magnetostrictive sensors (7), (8), and (9) and the grounding load has a linear relationship as shown in FIG. 5, and this linear formula is stored in the memory (11) in advance. By doing so, the grounding load can be determined from the average voltage value of the magnetostrictive sensors (7), (8), and (9) in the grounding load calculation unit (10c) of the processing means (10). The obtained variation amount of the contact load is output to the vehicle control means, and the vehicle is appropriately controlled.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of a rolling bearing unit with a sensor according to the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of a rolling bearing unit with a sensor according to the present invention.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a third embodiment of a rolling bearing unit with a sensor according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an output of a magnetostrictive sensor.
FIG. 5 is a graph showing a relationship between an output of a magnetostrictive sensor and a load.
FIG. 6 is a block diagram of a sensor device of the rolling bearing unit with a sensor according to the first to third embodiments of the present invention;
[Explanation of symbols]
(1) Hub unit (2) Sensor device (3) Fixed track member (4) Rotation track member (7) (8) (9) Magnetostrictive sensor (magnetic impedance sensor)
Claims (2)
センサ装置は、固定側軌道部材に設けられて回転側軌道部材との間にあるギャップを検出する磁歪センサと、磁歪センサの出力を処理する処理手段とを有しており、処理手段は、磁歪センサの出力の変化の繰り返し数から回転側軌道部材の回転速度を求める回転検出部と、磁歪センサの出力を平均化するアベレージング部と、アベレージング部において平均化された出力から転がり軸受にかかる荷重を求める荷重演算部とを備えていることを特徴とするセンサ付き転がり軸受ユニット。A fixed-side race member, a rolling-side bearing member and a rolling bearing having a rolling element disposed between the two members, and a sensor-equipped rolling bearing unit including a sensor device provided on the rolling bearing,
The sensor device has a magnetostrictive sensor provided on the fixed-side track member to detect a gap between the rotary-side track member and processing means for processing the output of the magnetostrictive sensor. A rotation detection unit that calculates the rotation speed of the rotation-side raceway member from the number of repetitions of changes in the sensor output, an averaging unit that averages the output of the magnetostrictive sensor, and a rolling bearing that uses the output averaged in the averaging unit. A rolling bearing unit with a sensor, comprising: a load calculating unit for obtaining a load.
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