JP2004325134A - Rotation support device with state detection device - Google Patents

Rotation support device with state detection device Download PDF

Info

Publication number
JP2004325134A
JP2004325134A JP2003117351A JP2003117351A JP2004325134A JP 2004325134 A JP2004325134 A JP 2004325134A JP 2003117351 A JP2003117351 A JP 2003117351A JP 2003117351 A JP2003117351 A JP 2003117351A JP 2004325134 A JP2004325134 A JP 2004325134A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output signal
information
sensors
detected
encoder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003117351A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroo Ishikawa
寛朗 石川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NSK Ltd filed Critical NSK Ltd
Priority to JP2003117351A priority Critical patent/JP2004325134A/en
Publication of JP2004325134A publication Critical patent/JP2004325134A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make detectable the load on a rolling bearing 3 in real time with high accuracy even when a variation is generated in characteristics of a detected part of an encoder 30a due to a manufacturing error or the like. <P>SOLUTION: Information about the characteristics in each phase position of the detected part is previously stored in a controller. The applied load is found by using strength at that moment among output signals of respective sensors 24, 24 in operation, and information about the phase position corresponding to that moment among the information. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明に係る状態検出装置付回転支持装置は、例えば、工作機械の主軸や自動車の車輪（或は車軸）等の回転部材を、ハウジングや懸架装置を構成するナックル等の固定部分に対して回転自在に支持すると共に、この回転部材の回転速度及び負荷荷重を検出する為に利用する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、工作機械の場合には、加工精度を良好にする運転制御を行なう為に、主軸の回転速度及び負荷荷重を検出する事が重要となる。又、自動車の場合には、走行安定性に関する制御や車両総重量の確認等を行なう為に、車輪（或は車軸）の回転速度及び負荷荷重を検出する事が重要となる。この様な場合に従来は、上記主軸、車輪等の回転部材の回転速度と負荷荷重とを、それぞれ別個の検出装置により検出するのが一般的な考え方であった。ところが、この様に別個の検出装置を設けると、これら各検出装置を組み付ける機械装置全体の小型化・低廉化を図るのが難しくなる。
【０００３】
そこで、この様な不都合を解消すべく、特許文献１には、当該回転速度と負荷荷重とを１個の検出装置により検出できる様にした、状態検出装置付回転支持装置が記載されている。図１２〜１５は、この特許文献１に記載された、状態検出装置付回転支持装置の第１例を示している。主軸或は車軸等の回転軸１は、固定されて回転しないハウジング２の内側に、転がり軸受３により回転自在に支持している。即ち、この転がり軸受３を構成する、静止輪である外輪４は、内周面に外輪軌道５を有すると共に、上記ハウジング２の内周面に締り嵌めで内嵌固定している。又、回転輪である内輪６は、外周面に内輪軌道７を有すると共に、上記回転軸１の中間部に、この回転軸１の外周面に設けた段部９とこの回転軸１に外嵌した固定リング１０とにより軸方向の位置決めを図った状態で外嵌固定している。そして、上記外輪軌道５と上記内輪軌道７との間に複数個の転動体８、８を転動自在に設ける事により、上記回転軸１を上記ハウジング２の内側に回転自在に支持している。
【０００４】
尚、図示の例では、上記外輪４を、上記ハウジング２に締り嵌めで内嵌固定しているが、これに代えて、上記外輪４の外周面にフランジを形成すると共に、このフランジと上記ハウジング２の一部とをボルトにより結合固定する構造を採用する事もできる。又、図示の例では、上記各転動体８、８として玉を使用しているが、ラジアル方向に関する大きな荷重を支承する転がり軸受の場合には、各転動体としてころを使用する場合もある。更には、ラジアル、スラスト両方向に関する大きな荷重を支承する転がり軸受の場合には、各転動体として円すいころを使用する場合もある。
【０００５】
又、上記各転動体８、８を設置した空間の両端開口部には、それぞれ組み合わせシールリング１１、１１を設けて、これら両開口部を密封している。これら各組み合わせシールリング１１、１１はそれぞれ、外径側シールリング１２と、内径側シールリング１３とを備える。そして、このうちの外径側シールリング１２を構成する芯金１４を上記外輪４の端部内周面に、上記内径側シールリング１３を構成する芯金１５を上記内輪６の端部外周面に、それぞれ締り嵌めで嵌合固定している。これと共に、上記外径側、内径側各シールリング１２、１３を構成する弾性材１６、１７の先端縁を、それぞれ相手側のシールリング１３、１２を構成する芯金１５、１４の内面に、全周に亙り摺接させている。
【０００６】
又、一方（図１２の右方）の組み合わせシールリング１２を構成する内径側シールリング１３のうち、上記芯金１５の外側面（図１２〜１３の右側面）には、エンコーダ１８を支持固定している。このエンコーダ１８は、鋼板等の磁性金属板により、全体を円輪状に形成している。そして、直径方向中間部に、それぞれが径方向に長いスリット状である複数の透孔１９、１９を、放射状に、且つ、円周方向に関して等間隔に形成する事により、被検出部であるこのエンコーダ１８の直径方向中間部の磁気特性を、円周方向に関して交互に且つ等間隔に変化させている。尚、この様にエンコーダ１８の磁気特性を変化させるべく、このエンコーダ１８には、上記透孔１９、１９に代えて直径方向の何れか一方の端縁に開口する切り欠きを形成する場合もある。上述の様なエンコーダ１８は、上記芯金１５を構成する円輪部の外側面に、接着、スポット溶接等により固定している。
【０００７】
又、前記外輪４の一端部（図１２〜１３の右端部）に設けた小径段部２０に、次述するセンサ２４、２４を支持する為の支持環２１を外嵌固定している。この支持環２１は、鋼板等の金属板を曲げ形成する事により、断面Ｌ字形で全体を円環状に形成したもので、円筒部２２と、この円筒部２２の一端部（図１２〜１３の右端部）から径方向内方に直角に折れ曲がった内向フランジ状の円輪部２３とを備える。そして、このうちの円筒部２２の他端部（図１２〜１３の左端部）を上記小径段部１９に締り嵌めで外嵌する事により、上記支持環２１を上記外輪４の一端部に支持固定している。
【０００８】
又、上記支持環２１には、４個のセンサ２４、２４（図１２〜１３には図示省略、図１４〜１５参照。）を支持している。これら各センサ２４、２４は、ホルダとして機能する合成樹脂２５中に包埋した状態で、上記支持環２１を構成する円筒部２２の内径側に、円周方向に関して等間隔に保持している。即ち、上記各センサ２４、２４は、上記支持環２１の中心軸（上記外輪４の中心軸）をその中心とする円周上に、円周方向に関する位相を互いに９０度ずつずらせて配置している。そして、この状態で、上記各センサ２４、２４の検出部を、被検出部である上記エンコーダ１８の外側面（図１２〜１３の右側面）の直径方向中間部に、軸方向（図１２〜１３の左右方向）に関する微小隙間（例えば０．５〜１ｍｍ以下）を介して対向させている。尚、上記回転軸１の負荷荷重がゼロの状態で、上記微小隙間の大きさが上記各センサ２４、２４同士で互いに等しくなる様に、各部の寸法を規制している。
【０００９】
又、上記各センサ２４、２４として、永久磁石とホールＩＣ或は磁気抵抗素子等の検出素子とから成るアクティブセンサ（図示せず）、或は、例えば図１４（Ａ）、（Ｂ）に示す様な、永久磁石２６と磁性材製のステータ２７とこのステータ２７に巻回したコイル２８とから成るパッシブセンサを使用している。但し、使用するセンサの構造は、上記各センサ２４、２４同士で同一とし、同じ変位に対して同じ出力変化を得られる様にしている。尚、上記各センサ２４、２４として上記パッシブセンサを使用する場合には、図１４（Ｂ）に示す様な、ステータ２７を上記外輪４の軸方向に配置する構造ではなく、同図（Ａ）に示す様な、ステータ２７を上記外輪４の円周方向に配置する構造を採用するのが好ましい。この理由は、上記外輪４の軸方向に関する上記各センサ２４、２４の寸法を小さくして、これら各センサ２４、２４を支持する支持環２１の軸方向（図１２〜１３の左右方向）に関する小型化を図る為である。但し、設置空間に余裕がある場合には、図１４（Ｂ）の構造を採用しても差支えない。又、上記支持環２１の外側面（図１２〜１３の右側面）からは、上記各センサ２４、２４の信号を取り出す為のハーネス２９を導出している。
【００１０】
上述の様に構成する状態検出装置付回転支持装置の作用は、次の通りである。先ず、前記回転軸１の回転速度を検出する場合の作用に就いて説明する。この回転軸１の回転に伴って前記内輪６に支持したエンコーダ１８が回転すると、上記各センサ２４、２４の検出部の近傍を、上記エンコーダ１８に設けた透孔２１、２１と、これら各透孔２１、２１同士の間部分に存在する各柱部とが交互に通過する。この結果、上記各センサ２４、２４の出力（電圧値、或は抵抗値）が変化する。この出力が変化する周波数は、上記回転軸１の回転速度に比例する。従って、上記各センサ２４、２４のうち少なくとも１個のセンサ２６の出力を、上記回転軸１を含んで構成する工作機械或は自動車に設けた制御器に送れば、この回転軸１の回転速度を算出できる。
【００１１】
次に、上記回転軸１の負荷荷重を検出する場合の作用に就いて、図１５を参照しつつ、説明する。尚、この回転軸１の負荷荷重は、この回転軸１を回転自在に支持する転がり軸受３の負荷荷重（これに基づく前記外輪４と前記内輪６との相対変位）として検出する。上記図１５は、上記エンコーダ１８と上記各センサ２４、２４との互いの位置関係を、模式的に示したものである。この図１５中、二点鎖線ａは、上記回転軸１に荷重が負荷されていない状態（上記転がり軸受３の無負荷運転状態）での上記エンコーダ１８の被検出部の配置面を、実線ｂは、上記回転軸１に荷重が負荷されて上記外輪４と内輪６とが相対変位した状態（上記転がり軸受３の負荷運転状態）での上記被検出部の配置面を、一点鎖線ｃは、上記各センサ２４、２４の検出部の配置面を、一点鎖線ｄは、上記各センサ２４、２４を配置した円周の中心軸を、それぞれ示している。
【００１２】
上記転がり軸受３が無負荷運転状態から負荷運転状態に移行する事により、上記外輪４と上記内輪６とが相対変位し、この結果、上記エンコーダ１８の被検出部の配置面が、上記図１５の二点鎖線ａで示す状態から実線ｂで示す状態に変位したとする。そして、この時の上記被検出部の配置面の径方向（図１５の上下方向）の変位量をδｒ 、軸方向（図１５の左半部の左右方向）の変位量をδａ 、上記中心軸（一点鎖線）ｄに直交する仮想平面に対する傾斜角度をθとする。この場合、上記相対変位の前後に於ける、上記各センサ２４、２４の検出部Ｓ１ 〜Ｓ４ と上記エンコーダ１８の被検出部との間の軸方向の距離の変化量δＳ１〜δＳ４は、幾何学的関係により下記の（１） 〜（４） 式で表される。

Figure 2004325134
尚、上記（１） 〜（４） 式中、ｒは、上記各センサ２４、２４の検出部Ｓ１ 〜Ｓ４ を配置する円周（ピッチ円）の半径を、φは、上記二点鎖線ａ及び実線ｂを含む面と上記中心軸ｄ及び上記各センサ２４、２４のうち１番目のセンサ２６の検出部Ｓ１ を含む面との間の角度を、それぞれ表している。
【００１３】
一方、上記（１） 〜（４） 式の左辺の値、即ち、上記相対変位の前後に於ける、上記各センサ２４、２４の検出部Ｓ１ 〜Ｓ４ と上記エンコーダ１８の被検出部との間の軸方向の距離の変化量δＳ１〜δＳ４は、上記各センサ２４、２４により検出する事ができる。即ち、これら各センサ２４、２４の検出部Ｓ１ 〜Ｓ４ と上記エンコーダ１８の被検出部との間の軸方向の距離（パッシブ型センサの場合は、更に上記エンコーダ１８の回転速度）と、上記各センサ２４、２４の出力強度との間には、一定の関係がある。この為、この関係を利用すれば、上記相対変位前と相対変位後との、それぞれの上記各センサ２４、２４の出力強度（及び必要な場合にはエンコーダ１８の回転速度）から、これら相対変位前と相対変位後とに於ける、上記各センサ２４、２４の検出部Ｓ１ 〜Ｓ４ と上記エンコーダ１８の被検出部との間の軸方向の距離を求める事ができる。更には、この様にして求めた相対変位前と相対変位後との間での距離の差から、上記各変化量δＳ１〜δＳ４を求める事ができる。そこで、この様な計算を前記制御器に行なわせるべく、この制御器には予め、上記関係と、上記相対変位前の各センサ２４、２４の出力強度（及び必要な場合にはエンコーダ１８の回転速度）とに就いての２種類の情報を記憶させている。そして、これら２種類の情報と、これら２種類の情報とは別の、他の情報である上記相対変位後の各センサ２４、２４の出力強度（及び必要な場合にはエンコーダ１８の回転速度）とから、上述の様にして各変化量δＳ１〜δＳ４を求められる様にしている。
【００１４】
従って、上述の様にして求めた各変化量δＳ１〜δＳ４を、上述の（１） 〜（４） 式の左辺に代入し、更にこれら（１） 〜（４） 式を連立方程式として上記制御器に解かせれば、上記各センサ２４、２４を配置する円周の中心軸と上記エンコーダ１８の中心軸との相対変位量を決定する４つの値δｒ 、δａ 、θ、φを求める事ができる。ところで、上記各センサ２４、２４を配置する円周の中心軸は前記外輪４の中心軸に、上記エンコーダ１８の中心軸は前記内輪６の中心軸に、それぞれ一致する。従って、上記４つの値δｒ 、δａ 、θ、φは、上記外輪４と上記内輪６との相対変位量を決定する値となる。
【００１５】
上述の様に内輪６の中心軸と外輪４の中心軸との相対変位量が求まったならば、続いて、上記制御器に、この相対変位量と、既知である前記転がり軸受３の剛性とに基づいて、この転がり軸受３の負荷荷重を計算させる。そして、この負荷荷重を利用して、前記回転軸１を有する工作機械や自動車の運転制御を行なう。
【００１６】
尚、上述した従来構造の第１例を実施する場合、４つのセンサ２４、２４は、支持環２１の中心軸（上記外輪４の中心軸）をその中心軸とする円周上に、必ずしも等間隔に配置する必要はない。又、工作機械等の運転時に、外輪４の中心軸に対して内輪６の中心軸が傾斜する方向（回転軸１に加わる荷重の方向）が予め分かっている場合（上記相対変位量を決定する４つの値δｒ 、δａ 、θ、φのうち、角度φが予め分かっている場合）には、センサ２４、２４は全部で３個設ければ足りる。但し、この場合には、一番目のセンサ２６の検出部Ｓ１ を、φ＝０の位置に配置する。又、使用するセンサ２４、２４としては、前述した様にパッシブセンサでも良いが、エンコーダ１８の回転速度により出力信号の強度が変化しないアクティブセンサを使用する方が、信号の処理が容易となる為、有利である。
【００１７】
次に、図１６〜１７は、やはり特許文献１に記載された、従来構造の第２例を示している。工作機械等の運転時に於ける通常の荷重条件では、回転軸１に負荷されるラジアル荷重とモーメント荷重との円周方向に関する位相は、互いに一致する。この為、上述した従来構造の第１例では、中心軸ｄを中心とする円周方向に関する、エンコーダ１８の径方向の変位量δｒ の位相と、同じく傾斜角度θを含む面の位相とが互いに一致するとして、相対変位量の検出を行なう様にしている。ところが、上記工作機械等の運転時に特殊な荷重条件が与えられた場合や自動車の急旋回時等には、上記回転軸１に負荷されるラジアル荷重とモーメント荷重との円周方向に関する位相が、互いに一致しなくなる場合がある。この様な場合には、上記径方向の変位量δｒ の位相と上記傾斜角度θを含む面の位相とが互いに一致しなくなる。そこで、この従来構造の第２例の場合には、上記径方向の変位量δｒ の位相と上記傾斜角度θを含む面の位相とを別個に検出できる様にしている。
【００１８】
この様な従来構造の第２例の場合、組み合わせシールリング１１ａを構成する内径側シールリング１３ａの芯金１５ａに、第一エンコーダ３０と第二エンコーダ３１とを支持固定している。即ち、上記芯金１５ａは、鋼板等の金属板を曲げ形成する事により、断面クランク形で全体を円環状に形成したもので、大径円筒部３２と、小径円筒部３３と、これら両円筒部３２、３３の端縁同士を連結する円輪部３４とを有する。そして、このうちの小径円筒部３３を内輪６の端部に、上記大径円筒部３２をこの内輪６の端面（図１６の右端面）から突出させる状態で外嵌固定している。
【００１９】
又、上記第一エンコーダ３０は、ゴム中にフェライト等の強磁性材の粉末を混入したゴム磁石等の永久磁石により全体を円輪状に形成したもので、軸方向（図１６の左右方向）に着磁している。着磁の向きは、円周方向に関して交互に且つ等間隔で変化させている。従って、被検出部である上記第一エンコーダ３０の外側面（図１６の右側面）には、Ｓ極とＮ極とが交互に、且つ等間隔で配置されている。又、上記第二エンコーダ３１は、やはりゴム中に強磁性材の粉末を混入したゴム磁石等の永久磁石により全体を円筒状に形成したもので、径方向に着磁している。着磁の向きは、円周方向に関して交互に且つ等間隔で変化させている。従って、被検出部である上記第二エンコーダ３１の内周面には、Ｓ極とＮ極とが交互に、且つ等間隔で配置されている。そして、上記第一エンコーダ３０は上記芯金１５ａを構成する円輪部３４の片面（図１６の右面）に、上記第二エンコーダ３１は上記大径円筒部３２の内周面に、それぞれ焼き付け、接着等により添着固定されている。
【００２０】
一方、複数個のセンサ２４、２４ａ（図１６には省略、図１７参照。）を包埋支持する、ホルダである合成樹脂２５ａの一部は、上記大径円筒部３２の内径側に進入させており、上記各センサ２４、２４ａは、この様に大径円筒部３２の内径側に進入させた合成樹脂２５ａの一部に包埋支持している。又、この従来構造の第２例の場合、上記センサ２４、２４ａを合計６個設けており、それぞれこれら各センサ２４、２４ａを支持する支持環２１の中心軸（外輪４の中心軸）をその中心軸とする円周上に、等間隔に配置している。即ち、上記各センサ２４、２４ａは、円周方向の位相をそれぞれ６０度ずつずらせて配置している。又、この状態で、上記６個のセンサ２４、２４ａのうちの３個のセンサ２４、２４は、これら各センサ２４、２４の検出部ＳＡ１〜ＳＡ３を、上記第一エンコーダ３０の被検出部に、軸方向（図１６の左右方向）に関する微小隙間を介して対向させている。又、上記６個のセンサ２４、２４ａのうちの残り３個のセンサ２４ａ、２４ａは、これら各センサ２４ａ、２４ａの各検出部ＳＲ１〜ＳＲ３を、上記第二エンコーダ３１の被検出部に、径方向に関する微小隙間を介して対向させている。尚、上記第一エンコーダ３０に対向させる各センサ２４、２４と上記第二エンコーダ３１に対向させる各センサ２４ａ、２４ａとは、これら各センサ２４、２４ａを配置する円周方向に関して交互に配置している。
【００２１】
次に、上述の様に構成する従来構造の第２例の状態検出装置付回転支持装置により、外輪４と内輪６との相対変位量を検出する場合の作用に就いて、図１７を参照しつつ説明する。転がり軸受３が無負荷運転状態から負荷運転状態に移行する事により、上記外輪４と上記内輪６とが相対変位し、この結果、上記第一、第二両エンコーダ３０、３１が、図１７の二点鎖線ａで示す状態から実線ｂで示す状態に変位したとする。そして、この時の上記第一、第二両エンコーダ３０、３１の径方向（図１７の上下方向）の変位量をδｒ 、軸方向（図１７の左半部の左右方向）の変位量をδａ 、中心軸（一点鎖線）ｄに直交する仮想平面に対する傾斜角度をθとする。尚、前述した様に、上記中心軸ｄを中心とする円周方向に関する、上記径方向の変位量δｒ の位相と上記傾斜角度θを含む面の位相とは、互いに一致するとは限らない（但し、図示の例では、便宜上一致させている）。
【００２２】
この場合、上記外輪４と上記内輪６との相対変位前と相対変位後とに於ける、上記各センサ２４、２４の検出部ＳＡ１〜ＳＡ３と上記第一エンコーダ３０の被検出部との間の軸方向の距離の変化量δＳＡ１ 〜δＳＡ３ は、幾何学的関係により下記の（５） 〜（７） 式で表される。
Figure 2004325134
尚、上記（５） 〜（７） 式中、ｒは、上記各センサ２４、２４の検出部ＳＡ１〜ＳＡ３及び後述する各センサ２４ａ、２４ａの検出部ＳＲ１〜ＳＲ３を配置する円周（ピッチ円）の半径を、φは、上記傾斜角度θを含む面と、前記中心軸ｄ及び上記各センサ２４、２４のうち１番目のセンサ２６の検出部ＳＡ１を含む面との間の角度を、それぞれ表している。
【００２３】
又、上記（５） 〜（７） 式中、それぞれが微小量であるδｒ と ｔａｎθとを掛け合わせた値、即ち、δｒ ・ｔａｎθは高次の微小量となる為、無視する事ができる。従って、上記（５） 〜（７） 式は、下記の（８） 〜（１０）式の様に書き換える事ができる。
Figure 2004325134
【００２４】
又、上記各センサ２４ａ、２４ａの検出部ＳＲ１〜ＳＲ３と前記第二エンコーダ３１の被検出部との間の径方向の距離の変化量δＳＲ１ 〜δＳＲ３ は、幾何学的関係により下記の（１１）〜（１３）式で表される。
Figure 2004325134
尚、上記（１１）〜（１３）式中、αは、上記中心軸ｄを中心とする円周方向に関する上記径方向の変位量δｒ の方向と、上記中心軸ｄ及び上記各センサ２４ａ、２４ａのうち１番目のセンサ２４ａの検出部ＳＲ１を含む面との間の角度を示している。
【００２５】
上記（８） 〜（１０）式並びに（１１）〜（１３）式の左辺の値、即ち、相対変位前と相対変位後との間での、上記各検出部ＳＡ１〜ＳＡ３と上記第一エンコーダ３０の被検出部との間の軸方向の距離の変化量δＳＡ１ 〜δＳＡ３ 、並びに、上記各検出部ＳＲ１〜ＳＲ３と上記第二エンコーダ３１の被検出部との間の径方向の距離の変化量δＳＲ１ 〜δＳＲ３ は、前述した従来構造の第１例の場合と同様に、上記各センサ２４、２４ａにより検出自在である。そこで、この従来構造の第２例の場合も、上記（８） 〜（１０）式並びに（１１）〜（１３）式を連立方程式として制御器に解かせる事により、上記各センサ２４、２４を配置する円周の中心軸と上記第一、第二両エンコーダ３０、３１の中心軸との相対変位量、即ち、上記外輪４と上記内輪６との相対変位量を決定する５つの値δｒ 、δａ 、θ、φ、αを検出できる。尚、δｒ とαとの各値を上記（１１）〜（１３）式から成る連立方程式から求める場合には、１つだけ式が余分となる。即ち、この従来構造の第２例の場合、上記第二エンコーダ３１に対向させるセンサ２４ａ、２４ａは、２個設ければ足りる。但し、上記δｒ とαとの各値の検出精度を高める為には、図示の例の様に、上記各センサ２４ａ、２４ａは３個設ける事が好ましい。その他の構成及び回転速度を検出する際の作用等は、前述した従来構造の第１例の場合と同様である。
【００２６】
【特許文献１】
特開平１１−２１８５４２号公報
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】
工作機械や自動車等の運転制御を適切に行なう為には、前記転がり軸受３の負荷荷重をリアルタイムで検出し、且つ、この負荷荷重の検出精度を十分に確保する事が重要となる。ところが、上述した従来構造の場合、各部材の製造誤差や組み付け誤差等に基づいて、エンコーダ１８（３０、３１）の被検出部の特性が円周方向に関して均一の大きさで変化しない場合には、上記負荷荷重の検出精度を十分に確保するのが難しくなる場合がある。以下、この点に就いて説明する。
【００２８】
上述した様に、特許文献１に記載された従来構造の場合には、上記転がり軸受３の負荷荷重を検出する為に、この転がり軸受３を構成する外輪４と内輪６との相対変位の前後に於ける、各検出部と被検出部との間の距離の変化量δＳ１〜δＳ４（δＳＡ１ 〜δＳＡ３ 、δＳＲ１ 〜δＳＲ３ ）を求める。そして、これら各変化量δＳ１〜δＳ４（δＳＡ１ 〜δＳＡ３ 、δＳＲ１ 〜δＳＲ３ ）を求める為に、制御器に予め記憶させた２種類の情報を利用する。前述した通り、この２種類の情報とは、その１つが、上記各検出部と上記被検出部との間の距離｛パッシブ型センサの場合は、更に上記エンコーダ１８（３０、３１）の回転速度｝と、各センサ２４（２４ａ）の出力信号の強度との関係であり、もう１つが、無負荷運転状態での上記各センサ２４（２４ａ）の出力信号の強度である。又、上記各変化量δＳ１〜δＳ４（δＳＡ１ 〜δＳＡ３ 、δＳＲ１ 〜δＳＲ３ ）を求める場合には、上記２種類の情報と共に、この２種類の情報とは別の、他の種類の情報として、負荷運転状態での上記各センサ２４（２４ａ）の出力信号の強度を利用する。この様に、上記各変化量δＳ１〜δＳ４（δＳＡ１ 〜δＳＡ３ 、δＳＲ１ 〜δＳＲ３ ）を求めるのに利用する各情報はそれぞれ、上記各センサ２４（２４ａ）の出力信号の強度に関連するものである。
【００２９】
ところで、上記各センサ２４（２４ａ）の出力信号の強度（波形のピーク値若しくは積分値等）は、上記各検出部と上記被検出部との間の距離（更には、上記回転速度）が一定である場合でも、上記出力信号の各位相個所で均一になるとは限らない。即ち、上記距離（更には、上記回転速度）が一定である場合、上記エンコーダ１８（３０、３１）の被検出部の特性が円周方向に関して均一の大きさで変化している場合には、図１８（Ａ）に示す様に、上記出力信号の強度はこの出力信号の各位相個所で均一になる。これに対し、製造誤差等に基づいて、上記被検出部の特性が円周方向に関して均一の大きさで変化していない場合｛例えば、磁性金属板製のエンコーダ１８の被検出部に形成した透孔１９、１９若しくは切り欠きの形状及び大きさが、これら各透孔１９、１９若しくは各切り欠き毎に異なっている場合や、永久磁石製のエンコーダ３０、３１の被検出部に設けた着磁領域（Ｓ極又はＮ極）の着磁強度が、これら各着磁領域毎に異なっている場合等｝には、図１８（Ｂ）に誇張して示す様に、上記出力信号の強度はこの出力信号の各位相個所で不均一になる。
【００３０】
このうち、上記出力信号の強度がこの出力信号の各位相個所で均一になっている場合｛図１８（Ａ）の場合｝には、この均一になっている強度を、この出力信号の強度として決定する事ができる為、特に問題は生じない。これに対し、上記出力信号の強度がこの出力信号の各位相個所で不均一になっている場合｛図１８（Ｂ）の場合｝には、これら各位相個所の強度が異なる為、この出力信号の強度をどの様に決定するかが問題となる。
【００３１】
この様な場合に、例えば、前記制御器に予め記憶させる２種類の情報を得る為の出力信号の強度として、図１８（Ｂ）に示した出力信号のうち、その強度が最も大きい（又は最も小さい）位相個所であるＰ部（又はＱ部）の強度を採用したとする。ところが、この様にして出力信号の強度を決定すると、前記転がり軸受３の負荷荷重の検出精度を十分に確保できなくなる。即ち、上述の様に転がり軸受３の負荷荷重をリアルタイムで検出する場合には、上述した様な２種類の情報を得る場合の出力信号の強度の決定の仕方に拘わらず、前記他の種類の情報である負荷運転状態での出力信号の強度として、図１８（Ｂ）に示した出力信号のうち、現時刻（その瞬間）に対応する位相個所の強度を採用する事になる。即ち、検出する時刻によって、強度を決定する為の位相個所が異なる。
【００３２】
従って、上述の様に２種類の情報を得る場合の出力信号の強度として、最も大きいＰ部（又は最も小さいＱ部）の強度を採用すると、特に、上記他の種類の情報として比較的強度が小さい（又は比較的強度が大きい）位相個所の強度を採用する時刻（瞬間）に於いては、前記各変化量δＳ１〜δＳ４（δＳＡ１ 〜δＳＡ３ 、δＳＲ１ 〜δＳＲ３ ）の検出精度が大幅に低下する事になる。この結果、上記転がり軸受３の負荷荷重の検出精度を十分に確保できなくなる。勿論、中間の強度を採用しても、上記Ｐ部又はＱ部に対応する瞬間の検出精度は悪化するし、Ｐ部又はＱ部の強度を採用した場合には、Ｐ部又はＱ部に対応する瞬間を除き、検出精度は悪化する。
本発明の状態検出装置付転がり軸受は、上述の様な事情に鑑み、製造誤差や組み付け誤差等に基づいてエンコーダの被検出部の特性が円周方向に関して均一の大きさで変化しない場合でも、リアルタイムでの負荷荷重の検出を、精度良く行なえる様にすべく発明したものである。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
本発明の状態検出装置付転がり軸受は何れも、前述した従来構造と同様、転がり軸受と、エンコーダと、複数のセンサと、制御器とを備える。
このうちの転がり軸受は、静止側周面に静止側軌道を有し、使用時にも回転しない静止輪と、この静止側周面と対向する回転側周面に回転側軌道を有し、使用時に回転する回転輪と、上記静止側軌道と上記回転側軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体とを備えたものである。
又、上記エンコーダは、円周方向に関する特性を交互に且つ等間隔に変化させた円環状の被検出部を有するもので、上記回転輪の一部にこの回転輪と同心に固定されている。
又、上記各センサは、それぞれの検出部を上記被検出部の円周方向複数個所に対向させた状態で、使用時にも回転しない部分に支持されており、且つ、上記被検出部のうち自己の検出部が対向する部分の特性の変化に対応して出力信号を変化させると共に、上記被検出部と自己の検出部との距離に対応して当該出力信号の強度を変化させるものである。
又、上記制御器は、上記各センサのうちの少なくとも１個のセンサの出力信号に基づく演算を行なう事により、上記静止輪に対する上記回転輪の回転速度を求めるものである。更に、上記制御器は、この制御器に予め記憶させた２種類の情報である、上記各センサの検出部と上記被検出部との間の距離と上記各センサの出力信号の強度との関係、及び、上記転がり軸受の無負荷運転状態での上記各センサの出力信号の強度と、上記２種類の情報とは別の、他の種類の情報である、上記転がり軸受の負荷運転状態での上記各センサの出力信号の強度とを利用して、上記転がり軸受が上記無負荷運転状態から上記負荷運転状態に移行した場合の、上記各センサの検出部と上記被検出部との間の距離の変化量を求めると共に、これら各距離の変化量に基づく演算を行なう事により、上記無負荷運転状態での上記静止輪と上記回転輪との互いの位置関係を基準として、上記負荷運転状態でのこれら静止輪と回転輪との相対変位の量及び方向を求めるものである。
【００３４】
特に、請求項１に記載した状態検出装置付回転支持装置に於いては、上記制御器に予め記憶させた２種類の情報としてそれぞれ、上記被検出部の各位相個所毎に成立する複数のものを用意する。そして、上記各センサの検出部と上記被検出部との間の距離の変化量を求める際に、上記他の種類の情報として、負荷運転状態での出力信号のうち現時刻（その瞬間）に対応する位相個所の強度を利用すると共に、上記２種類の情報として、それぞれ上記他の種類の情報と位相が一致するものを利用する。
【００３５】
これに対し、請求項２に記載した状態検出装置付回転支持装置に於いては、上記制御器に予め記憶させた２種類の情報としてそれぞれ、上記各センサの出力信号の強度としてこの出力信号の少なくとも１周期分の全位相個所の強度の平均値を採用したものを用意する。そして、上記各センサの検出部と上記被検出部との間の距離の変化量を求める際に、上記他の種類の情報として、負荷運転状態での出力信号のうち現時刻（その瞬間）に対応する位相個所の強度を利用すると共に、上記平均値に基づく上記２種類の情報を利用する。
【００３６】
【作用】
上述の様に構成する本発明の状態検出装置付回転支持装置の場合には、製造誤差や組み付け誤差等に基づいてエンコーダの被検出部の特性が円周方向に関して均一な大きさで変化しない場合でも、各センサの検出部とエンコーダの被検出部との間の距離の変化量を、リアルタイムで精度良く検出する事ができる。この為、これら各変化量に基づいて転がり軸受の負荷荷重を、リアルタイムで精度良く検出する事ができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
図１〜４は、請求項１に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本例の特徴は、転がり軸受３の負荷荷重をリアルタイムで検出する場合に、エンコーダ３０ａの被検出部の製造誤差等に拘わらず、この負荷荷重の検出精度を十分に確保できる様にした点にある。この為に、具体的には、使用するエンコーダ３０ａの構造及びセンサの個数と、これら各センサの出力信号に関連する情報の数及び処理方法を工夫している。その他の部分の構成及び作用は、前述の図１２〜１５に示した従来構造の第１例の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して重複する説明を省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。
【００３８】
本例の場合、組み合わせシールリング１１を構成する内径側シールリング１３の芯金１５の外側面に添着固定したエンコーダ３０ａとして、図２に詳示する様なものを使用している。このエンコーダ３０ａは、ゴム中にフェライト等の強磁性材の粉末を混入したゴム磁石等の永久磁石により全体を円輪状に形成したもので、軸方向（図１の左右方向、図２の上下方向）に着磁している。本例の場合、このエンコーダ３０ａの円周方向に関する着磁パターンは、このエンコーダ３０ａの径方向内半部と径方向外半部とで互いに異ならせている。即ち、このエンコーダ３０ａの径方向内半部では、軸方向に関する着磁の向きを、円周方向に関して交互に且つ等間隔で変化させる事により、当該径方向内半部の片側面（図１の右側面、図２の上側面）に、Ｓ極とＮ極とを円周方向に関して交互に且つ等間隔に配置している。これに対し、上記エンコーダ３０ａの径方向外半部では、軸方向に関する着磁の向きを、円周方向の１個所でのみ、他の個所と逆にする事により、当該径方向外半部の片側面の円周方向１個所にＮ極を、残りの個所にＳ極を、それぞれ配置している。そして、この様にＳ極とＮ極とを配置した、上記エンコーダ３０ａの片側面を、被検出部としている。又、この様なエンコーダ３０ａは、上記芯金１５の外側面に、焼き付け、接着等により添着固定している。
【００３９】
又、本例の場合、ホルダである合成樹脂２５の円周方向等間隔位置に包埋支持した４個のセンサ２４、２４（図１５参照）の検出部はそれぞれ、上記エンコーダ３０ａの被検出部の径方向内半部に、軸方向（図１の左右方向）の微小隙間を介して対向させている。本例の場合も、前記転がり軸受３の負荷荷重がゼロの状態で、上記微小隙間の大きさが上記各センサ２４、２４同士で互いに等しくなる様に、各部の寸法を規制している。又、本例の場合、上記合成樹脂２５の円周方向の一部で、上記４個のセンサ２４、２４を配置した部分よりも径方向外側部分に、これら各センサ２４、２４と同種の構造を有するセンサ２４ｂを１個、包埋支持している。そして、この１個のセンサ２４ｂの検出部を、上記エンコーダ３０ａの被検出部の径方向外半部に、軸方向の微小隙間を介して対向させている。
【００４０】
この状態で、上記エンコーダ３０ａが上記各センサ２４、２４ｂに対して回転すると、このうちの４個のセンサ２４、２４により、それぞれ図３の下半部に示す様な、上記被検出部の径方向内半部の特性の変化に対応した、正弦波状の出力信号が得られる。これに対し、上記１個のセンサ２４ｂにより、同図の上半部に示す様な、１回転毎に１パルスの出力信号が得られる。本例の場合、この１個のセンサ２４ｂの出力信号を、上記４個のセンサ２４、２４の出力信号の位相個所を特定する為のトリガーとして利用する。
【００４１】
上述の様に構成する本例の状態検出装置付転がり軸受の場合も、前述した従来構造の第１例の場合と同様、制御器に予め記憶させた２種類の情報と、転がり軸受３の負荷運転時に得た、上記２種類の情報とは別の、他の種類の情報とを利用して、この転がり軸受３を構成する外輪４と内輪６との相対変位の前後に於ける、上記４個のセンサ２４、２４の検出部と上記エンコーダ３０ａの被検出部との間の距離の変化量δＳ１〜δＳ４を求める。そして、これら各変化量δＳ１〜δＳ４に基づいて、上記内輪６と上記外輪４との相対変位量を求め、更に上記転がり軸受３の負荷荷重を求める。尚、上記制御器に予め記憶させた２種類の情報とは、その１つが、図４に示す様な、上記４個のセンサ２４、２４の検出部と上記被検出部との間の距離（パッシブ型センサの場合は、更に上記エンコーダ３０ａの回転速度）と、上記各センサ２４、２４の出力信号の強度との関係であり、もう１つが、上記転がり軸受３の無負荷運転状態での上記各センサ２４、２４の出力信号の強度である。これに対し、上記他の種類の情報とは、上記転がり軸受３の負荷運転状態での上記各センサ２４、２４の出力信号の強度である。
【００４２】
特に、本例の場合には、上記転がり軸受３の負荷荷重をリアルタイムで検出し、且つ、この負荷荷重の検出精度を十分に確保できる様にすべく、上記制御器に予め記憶させる２種類の情報としてそれぞれ、上記被検出部の各位相個所（各着磁領域Ｓ極及びＮ極）毎に成立する複数（１回転中の周期の数と同数）のものを用意している。即ち、上記２種類の情報はそれぞれ、上記各センサ２４、２４の出力信号の強度に関連するものである。この為、これら２種類の情報を得る場合には、上記各センサ２４、２４の出力信号の強度を決定する必要がある。そこで、本例の場合には、それぞれが上記被検出部の各位相個所に対応する、上記各センサ２４、２４の出力信号の各位相個所の強度（波形のピーク値、積分値等）を、それぞれ上記各センサ２４、２４の出力信号の強度として採用する。そして、これら各位相個所の強度毎に上記２種類の情報を得て、これらを上記制御器に予め記憶させている。尚、上記各センサ２４、２４の出力信号の各位相個所の強度は、例えば電動モータ等により、上記内輪６に支持した上記エンコーダ３０ａを、一定の回転速度で（センサ２４、２４がアクティブ型の場合には、一定速度である必要はない）、少なくとも１回転させれば得られる。但し、複数回回転させて各位相個所毎の平均値若しくは中央値を取れば、これら各位相個所の強度をより正確に得られる。又、本例の場合、上記転がり軸受３の負荷荷重をリアルタイムで検出できる様にすべく、上記他の種類の情報として、負荷運転状態での上記各センサ２４、２４の出力信号のうち、現時刻（その瞬間）に対応する位相個所の強度を使用する。
【００４３】
そして、本例の場合、上記転がり軸受３の負荷荷重をリアルタイムで検出する場合には、上記他の種類の情報を利用すると共に、上記制御器に予め記憶させた２種類の情報のうち、それぞれ上記他の種類の情報と出力信号の位相が一致するものを利用する事により、前記各変位量δＳ１〜δＳ４を求める。尚、この際に、上記各情報同士の位相合わせは、前述した１個のセンサ２４ｂの出力信号をトリガーとして利用する事により、正確に行なう。そして、上記各変化量δＳ１〜δＳ４に基づいて、上記転がり軸受３を構成する外輪４と内輪６との相対変位量を求め、更にこの転がり軸受３の負荷荷重を求める。
【００４４】
上述の様に、本例の場合には、上記各変位量δＳ１〜δＳ４を求める為に、上記他の種類の情報と、上記制御器に予め記憶させた２種類の情報とで、それぞれ上記各センサ２４、２４の出力信号の同一の位相個所に関するものを使用する。この為、製造誤差や組み付け誤差等に基づいて、上記エンコーダ３０ａの被検出部の特性が円周方向に関して均一に変化せず、上記各センサ２４、２４の出力信号の強度が、前述の図１８（Ｂ）に示す様に、各位相個所で不均一になる場合でも、上記各変位量δＳ１〜δＳ４の検出精度を良好にできる。この結果、上記転がり軸受３の検出精度を十分に確保する事ができる。
【００４５】
次に、図５〜６は、やはり請求項１に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。尚、本例の特徴は、転がり軸受３の負荷荷重をリアルタイムで検出する場合に、第一、第二各エンコーダ３０ａ、３１の被検出部の製造誤差等に拘わらず、この負荷荷重の検出精度を十分に確保できる様にした点にある。この為に、具体的には、使用する第一エンコーダ３０ａの構造及びセンサの個数と、これら各センサの出力信号に関連する情報の数及び処理方法を工夫している。その他の部分の構成及び作用は、前述の図１６〜１７に示した従来構造の第２例の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して重複する説明を省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。
【００４６】
本例の場合、組み合わせシールリング１１ａを構成する内径側シールリング１３ａの芯金１５ａに支持固定した、第一、第二各エンコーダ３０ａ、３１のうち、上記芯金１５ａを構成する円輪部３４の外側面に添着固定した第一エンコーダ３０ａとして、前述の図２に示したものを使用している。これに対し、上記芯金１５ａを構成する大径円筒部３２の内周面に添着固定した上記第二エンコーダ３１として、図６に示す様な、前述した従来構造の第２例の場合と同様のもの、即ち、被検出部である内周面にＳ極とＮ極とを、円周方向に関して交互に且つ等間隔に配置したものを使用している。
【００４７】
そして、本例の場合、ホルダである合成樹脂２５ａに、前述した図１７に示す様に円周方向等間隔位置に包埋支持した６個のセンサ２４、２４ａのうち、３個のセンサ２４の検出部をそれぞれ、上記第一エンコーダ３０ａの被検出部の径方向内半部に、軸方向の微小隙間を介して対向させている。これに対し、残り３個のセンサ２４ａの検出部をそれぞれ、上記第二エンコーダ３１の被検出部に、径方向の微小隙間を介して対向させている。本例の場合も、上記転がり軸受３の負荷荷重がゼロの状態で、上記各微小隙間の大きさが、上記各センサ２４同士、上記各センサ２４ａ同士で互いに等しくなる様に、各部の寸法を規制している。又、本例の場合、上記合成樹脂２５ａの円周方向の一部で、上記３個のセンサ２４を配置した部分よりも径方向外側部分に、これら各センサ２４及び上記各センサ２４ａと同種の構造を有するセンサ２４ｂを１個、包埋支持している。そして、この１個のセンサ２４ｂの検出部を、上記第一エンコーダ３０ａの被検出部の径方向外半部に、軸方向に関する微小隙間を介して対向させている。
【００４８】
この状態で、上記第一、第二各エンコーダ３０ａ、３１が上記各センサ２４、２４ａ、２４ｂに対して回転すると、このうちの６個のセンサ２４、２４ａにより、それぞれ前記図３の下半部に示す様な、上記各被検出部の特性の変化に対応した、正弦波状の出力信号が得られる。これに対し、上記１個のセンサ２４ｂにより、同図の上半部に示す様な、１回転毎に１パルスの出力信号が得られる。本例の場合、この１個のセンサ２４ｂの出力信号を、上記６個のセンサ２４、２４ａの出力信号の位相個所を特定する為のトリガーとして利用する。
【００４９】
上述の様に構成する本例の状態検出装置付転がり軸受の場合も、制御器に予め記憶させた（上記第一、第二各エンコーダ３０ａ、３１毎の）２種類の情報と、転がり軸受３の負荷運転時に得た（上記第一、第二各エンコーダ３０ａ、３１毎の）他の種類の情報とを利用して、この転がり軸受３を構成する外輪４と内輪６との相対変位の前後に於ける、上記３個のセンサ２４、２４の検出部ＳＡ１〜ＳＡ３と上記第一エンコーダ３０ａの被検出部との間の軸方向の距離の変化量δＳＡ１ 〜δＳＡ３ 、並びに、上記３個のセンサ２４ａ、２４ａの検出部ＳＲ１〜ＳＲ３と上記第二エンコーダ３１の被検出部との間の径方向の距離の変化量δＳＲ１ 〜δＳＲ３ を求める。そして、これら各変化量δＳ１〜δＳ４に基づいて、上記内輪６と上記外輪４との相対変位量を求め、更に上記転がり軸受３の負荷荷重を求める。
【００５０】
尚、上記制御器に予め記憶させた（第一、第二各エンコーダ３０ａ、３１毎の）２種類の情報とは、その１つが、前記図４に示す様な、上記３個のセンサ２４又は上記３個のセンサ２４ａの検出部と上記第一エンコーダ３０ａ又は上記第二エンコーダ３１の被検出部との間の距離（パッシブ型センサの場合は、更に上記第一、第二各エンコーダ３０ａ、３１の回転速度）と、上記３個のセンサ２４又は上記３個のセンサ２４ａの出力信号の強度との関係である。又、もう１つが、上記転がり軸受３の無負荷運転状態での上記各センサ２４、２４ａの出力信号の強度である。これに対し、上記２種類の情報とは別の、他の種類の情報とは、上記転がり軸受３の負荷運転状態での上記各センサ２４、２４ａの出力信号の強度である。
【００５１】
特に、本例の場合も、上記転がり軸受３の負荷荷重をリアルタイムで検出し、且つ、この負荷荷重の検出精度を十分に確保できる様にすべく、上記制御器に予め記憶させる（第一、第二各エンコーダ３０ａ、３１毎の）２種類の情報としてそれぞれ、上記第一エンコーダ３０ａ又は上記第二エンコーダ３１の被検出部の各位相個所（各着磁領域Ｓ極及びＮ極）毎に成立する複数（１回転中の周期の数と同数）のものを用意している。これと共に、本例の場合、上記転がり軸受３の負荷荷重をリアルタイムで検出できる様にすべく、上記（第一、第二各エンコーダ３０ａ、３１毎の）他の種類の情報として、負荷運転状態での上記各センサ２４、２４ａの出力信号のうち、現時刻に対応する位相個所の強度を使用する。
【００５２】
そして、本例の場合、上記転がり軸受３の負荷荷重をリアルタイムで検出する場合には、上記（第一、第二各エンコーダ３０ａ、３１毎の）他の種類の情報と、上記制御器に予め記憶させた（第一、第二各エンコーダ３０ａ、３１毎の）２種類の情報のうち、それぞれ上記（第一、第二各エンコーダ３０ａ、３１毎の）他の種類の情報と出力信号の位相が一致するものとを利用して、前記各変化量δＳＡ１ 〜δＳＡ３ 、δＳＲ１ 〜δＳＲ３ を求める。尚、この際に、上記各情報同士の位相合わせは、前述した１個のセンサ２４ｂの出力信号をトリガーとして利用し、正確に行なう。そして、上記各変化量δＳ１〜δＳ４に基づいて、上記転がり軸受３を構成する外輪４と内輪６との相対変位量を求め、更にこの転がり軸受３の負荷荷重を求める。
【００５３】
上述の様に、本例の場合も、上記各変化量δＳＡ１ 〜δＳＡ３ 、δＳＲ１ 〜δＳＲ３ を求める為に、上記（第一、第二各エンコーダ３０ａ、３１毎の）他の種類の情報と、上記制御器に予め記憶させた（第一、第二各エンコーダ３０ａ、３１毎の）２種類の情報とで、それぞれ上記各センサ２４、２４ａの出力信号の同一の位相個所に関するものを使用する。この為、製造誤差や組み付け誤差等に基づいて、上記第一、第二各エンコーダ３０ａ、３１の被検出部の特性が円周方向に関して均一に変化せず、上記各センサ２４、２４ａの出力信号の強度が、前述の図１８（Ｂ）に示す様に、各位相個所で不均一になる場合でも、上記各変化量δＳＡ１ 〜δＳＡ３ 、δＳＲ１ 〜δＳＲ３ の検出精度を良好にできる。この結果、上記転がり軸受３の検出精度を十分に確保する事ができる。
【００５４】
尚、上述した第２例では、第一エンコーダ３０ａの被検出部の径方向内半部に対向させるセンサ２４と、第二エンコーダ３１の被検出部に対向させるセンサ２４ａとを、それぞれ３個ずつとしている。但し、本発明を実施する場合には、上記各センサ２４、２４ａを、例えば４個ずつとする事もできる。４個ずつとすれば、３個ずつとする場合よりも検出精度を向上させる事ができる。
【００５５】
又、上述した第２例では、各センサ２４、２４ａの出力信号の位相個所を特定する為に利用するトリガー（１回転に就き１パルスの信号）を、第一エンコーダの被検出部の構造を工夫する事により発生させた。但し、本発明を実施する場合、上記トリガーは、第二エンコーダの被検出部の構造を工夫する事により発生させる事もできる。この場合、第二エンコーダ３１ａとして、例えば図７に示す様なものを使用する事ができる。この第二エンコーダ３１ａは、被検出部である内周面の軸方向片半部（図７の手前側半部）に、Ｓ極とＮ極とを円周方向に関して交互に且つ等間隔で配置している。これに対し、上記内周面の軸方向他半部（図７の奥側半部）には、円周方向の１個所にＮ極を、残りの個所にＳ極を、それぞれ配置している。そして、この様な第二エンコーダ３１ａを使用する場合、トリガーを発生させる為のセンサ２４ｂは、この第二エンコーダ３１ａの被検出部の軸方向他半部に、径方向の微小隙間を介して対向させる。尚、この様な第二エンコーダ３１ａを使用する場合には、第一エンコーダ３０として、図８に示す様な、前述した従来構造の第２例と同様のもの、即ち、被検出部である外側面にＳ極とＮ極とを、円周方向に関して交互に且つ等間隔に配置したものを使用する。
【００５６】
又、上述の様なトリガーは、図６又は図８に示す様なエンコーダ３０、３１、即ち、被検出部にＳ極とＮ極とを円周方向に関して交互に且つ等間隔に配置したエンコーダ３０、３１で、何れか１つの極の着磁強度を他の極の着磁強度よりも十分に大きく（製造誤差等に基づいて生じる着磁強度のばらつきよりも十分に大きく）する事によっても、得る事ができる。即ち、この様なエンコーダの被検出部に対向させたセンサの出力信号は、図９に示す様に、上記着磁強度を大きくした極に対応する位相個所で、他の位相個所よりも強度が（製造誤差による不均一とは異なる程）明らかに大きくなる。従って、この強度が明らかに大きくなった部分を、トリガーとして利用する事ができる。又、この様なトリガーは、例えば図１０に示す様な歯車形のエンコーダ３５で、同図の上部中央に示す様に円周方向１個所の歯の高さを変える事によっても、得る事ができる。尚、これらのエンコーダを使用する場合には、トリガー検出用のセンサを別個に設ける必要がなくなる為、省スペース化及び低廉化を図れる。
【００５７】
次に、請求項２に記載された発明に就いて説明する。この請求項２に記載された発明を実施する場合には、制御器に予め記憶させる２種類の情報としてそれぞれ、各センサの出力信号の強度として、この出力信号の少なくとも１周期分の全位相個所の強度の平均値を採用したものを用意する。即ち、既に説明した通り、上記２種類の情報はそれぞれ、上記各センサの出力信号の強度に関連するものである。この為、これら２種類の情報を得る為には、上記各センサの出力信号の強度を決定する必要がある。そこで、請求項２に記載された発明を実施する場合には、上記２種類の情報を得る為に、上記各センサの出力信号の強度として、この出力信号の少なくとも１周期分の各位相個所の強度（ピーク値、積分値等）を互いに足し合わせ、更にこの足し合わせた値を上記各位相個所の数（１回転毎の周期の数）で除して平均化した値を採用する。そして、この様に採用した強度を基準に、上記２種類の情報を得て、これらを上記制御器に予め記憶させる。一方、転がり軸受の負荷荷重をリアルタイムで検出できる様にすべく、負荷運転時に得られる他の種類の情報としては、この負荷運転状態での上記各センサの出力信号のうち、現時刻（その瞬間）に対応する位相個所の強度を使用する。
【００５８】
そして、請求項２に記載した発明により、転がり軸受の負荷荷重をリアルタイムで検出する場合には、上記他の種類の情報と上記２種類の情報とを利用する事により、上記転がり軸受を構成する内輪と外輪との相対変位の前後に於ける、上記各センサの検出部とエンコーダの被検出部との間の距離の変化量δＳ１〜δＳ４（δＳＡ１ 〜δＳＡ３ 、δＳＲ１ 〜δＳＲ３ ）を求める。そして、これら各変化量δＳ１〜δＳ４（δＳＡ１ 〜δＳＡ３ 、δＳＲ１ 〜δＳＲ３ ）に基づいて、上記内輪と上記外輪との相対変位量を求め、更に上記転がり軸受の負荷荷重を求める。
【００５９】
上述に様に、請求項２に記載した発明の場合、上記２種類の情報を得る場合の上記各センサの出力信号の強度として、この出力信号の少なくとも１周期分の全位相個所の強度の平均値を採用する。この為、製造誤差や組み付け誤差等に基づいてエンコーダの被検出部の特性が円周方向に関して均一に変化せず、上記各センサの出力信号が、前記図１８（Ｂ）に示す様に各位相個所で不均一になる場合でも、上記負荷荷重をリアルタイムで精度良く検出する事ができる。即ち、前述した通り、上記２種類の情報を得る場合の上記各センサの出力信号の強度として、図１８（Ｂ）に示した出力信号のうち、最も大きいＰ部（又は最も小さいＱ部）の強度を採用すると、上記他の種類の情報として比較的強度が小さい（又は比較的強度が大きい）位相個所の強度を採用する瞬間に、上記各変化量δＳ１〜δＳ４（δＳＡ１ 〜δＳＡ３ 、δＳＲ１ 〜δＳＲ３ ）の検出精度が大幅に低下する事になる。これに対し、上述の様に、上記２種類の情報を得る場合の上記各センサの出力信号の強度として、この出力信号の少なくとも１周期分の全位相個所の強度の平均値を採用すれば、上記他の種類の情報として比較的強度が小さい（又は比較的強度が大きい）位相個所の強度を採用する瞬間にも、上記各変化量δＳ１〜δＳ４（δＳＡ１ 〜δＳＡ３ 、δＳＲ１ 〜δＳＲ３ ）の検出精度が大幅に低下する事を防止できる。従って、これら各変化量δＳ１〜δＳ４（δＳＡ１ 〜δＳＡ３ 、δＳＲ１ 〜δＳＲ３ ）に基づいて上記負荷荷重を、リアルタイムで、実用上十分な精度を確保しつつ検出できる。
【００６０】
尚、本発明を実施する場合、工作機械の主軸を支持する為の転がり軸受の様に、この転がり軸受が一方向にのみ回転する場合には、制御器に予め記憶させる２種類の情報は、この一方向の回転に関するものだけを用意しておけば良い。これに対し、自動車の車輪又は車軸を支持する為の転がり軸受の様に、この転がり軸受が両方向に回転する場合には、これら各回転方向毎に、それぞれ上記２種類の情報を用意しておくのが好ましい。即ち、この場合には、各回転方向毎に用意した２種類の情報のうち、運転時の回転方向に応じた２種類の情報を利用する。又、この様な回転方向に応じた情報の利用を行なえる様にする為には、運転時の回転方向を検出できる様にする必要がある。この様な場合には、例えば、使用する複数のセンサ同士の円周方向に関する配置の位相を工夫する事により、図１１に示す様な、互いの位相が１８０度とは異なるだけ（例えば９０度）ずれた、２つの出力波形を得れば良い。即ち、この様な２つの出力波形を得れば、これら両出力波形の位相がずれる方向を調べる事により、回転方向を検出する事ができる。尚、上述の様に各センサの円周方向に関する配置の位相を工夫する場合には、これに合わせて、前記（１） 〜（１３）式のうち、該当する式の中に存在する、各センサの位相角度を補正する。
【００６１】
尚、上述した各実施の形態では、静止輪が外輪で、回転輪が内輪である構造を示したが、本発明は、静止輪が内輪で、回転輪が外輪である構造にも適用可能である。
【００６２】
【発明の効果】
本発明の状態検出装置付回転支持装置は、以上に述べた様に構成され作用する為、製造誤差や組み付け誤差等に基づいてエンコーダの被検出部の特性が円周方向に関して均一の大きさで変化していない場合でも、リアルタイムでの負荷荷重の検出を、高精度で行なう事ができる。この為、工作機械や自動車等の運転制御を適切に行なう事ができ、この運転制御の信頼性を向上させる事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す、図１３と同様の図。
【図２】円輪状に構成した、トリガー発生用のエンコーダの部分斜視図。
【図３】センサの出力信号を示す図。
【図４】検出部と被検出部との間の距離と、センサの出力強度との関係を示す図。
【図５】本発明の実施の形態の第２例を示す、図１６と同様の図。
【図６】円筒状に構成したエンコーダを内径側から見た状態で示す部分斜視図。
【図７】円筒状に構成した、トリガー発生用のエンコーダを内径側から見た状態で示す部分斜視図。
【図８】円輪状に構成したエンコーダの部分斜視図。
【図９】センサの出力信号を示す図。
【図１０】歯車形に構成したエンコーダの側面図。
【図１１】互いの位相を９０度ずらせた、１対の出力信号を示す図。
【図１２】従来構造の第１例を示す断面図。
【図１３】図１２のＡ部拡大図。
【図１４】パッシブ型センサの構造の２例を示す略斜視図。
【図１５】相対変位の前後に於ける、各センサとエンコーダとの位置関係を示す模式図。
【図１６】従来構造の第２例を示す、図１３と同様の図。
【図１７】同じく、図１５と同様の図。
【図１８】センサの出力信号を示す図で、（Ａ）は、エンコーダの被検出部の特性が円周方向に関して均一の大きさで変化している場合を、（Ｂ）は、同じく均一の大きさで変化していない場合を、それぞれ示す。
【符号の説明】
１ 回転軸
２ ハウジング
３ 転がり軸受
４ 外輪
５ 外輪軌道
６ 内輪
７ 内輪軌道
８ 転動体
９ 段部
１０ 固定リング
１１、１１ａ 組み合わせシールリング
１２ 外径側シールリング
１３、１３ａ 内径側シールリング
１４ 芯金
１５、１５ａ 芯金
１６ 弾性材
１７ 弾性材
１８ エンコーダ
１９ 透孔
２０ 小径段部
２１ 支持環
２２ 円筒部
２３ 円輪部
２４、２４ａ、２４ｂ センサ
２５、２５ａ 合成樹脂
２６ 永久磁石
２７ ステータ
２８ コイル
２９ ハーネス
３０、３０ａ 第一エンコーダ
３１、３１ａ 第二エンコーダ
３２ 大径円筒部
３３ 小径円筒部
３４ 円輪部
３５ エンコーダ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The rotation support device with a state detection device according to the present invention rotates a rotating member such as a main shaft of a machine tool or a wheel (or an axle) of an automobile with respect to a fixed portion such as a knuckle constituting a housing or a suspension device. It is freely supported and is used for detecting the rotation speed and the applied load of the rotating member.
[0002]
[Prior art]
For example, in the case of a machine tool, it is important to detect the rotation speed and the applied load of the main spindle in order to perform operation control for improving machining accuracy. In the case of an automobile, it is important to detect the rotational speed and load of wheels (or an axle) in order to control the running stability and confirm the total weight of the vehicle. Conventionally, in such a case, the rotation speed and the applied load of the rotating member such as the main shaft and the wheels are generally detected by separate detection devices. However, if such separate detection devices are provided, it is difficult to reduce the size and cost of the entire mechanical device to which these detection devices are assembled.
[0003]
Therefore, in order to solve such inconvenience, Patent Document 1 discloses a rotation support device with a state detection device in which the rotation speed and the applied load can be detected by one detection device. 12 to 15 show a first example of a rotation support device with a state detection device described in Patent Document 1. A rotating shaft 1 such as a main shaft or an axle is rotatably supported by a rolling bearing 3 inside a fixed and non-rotating housing 2. That is, the outer ring 4, which is a stationary wheel, constituting the rolling bearing 3 has the outer ring raceway 5 on the inner peripheral surface, and is internally fixed to the inner peripheral surface of the housing 2 by interference fit. The inner ring 6, which is a rotating ring, has an inner raceway 7 on the outer peripheral surface, and a step 9 provided on the outer peripheral surface of the rotating shaft 1 at an intermediate portion of the rotating shaft 1 and externally fitted to the rotating shaft 1. It is externally fitted and fixed in a state where positioning in the axial direction is achieved by the fixing ring 10. A plurality of rolling elements 8 are provided between the outer raceway 5 and the inner raceway 7 so as to freely roll, whereby the rotary shaft 1 is rotatably supported inside the housing 2. .
[0004]
In the illustrated example, the outer race 4 is internally fixed to the housing 2 by interference fitting. However, instead of this, a flange is formed on the outer peripheral surface of the outer race 4 and the flange and the housing It is also possible to adopt a structure in which a part of the second member 2 is fixedly connected with bolts. In the illustrated example, balls are used as the rolling elements 8 and 8. However, in the case of a rolling bearing that supports a large load in the radial direction, rollers may be used as the rolling elements. Further, in the case of a rolling bearing that supports a large load in both the radial and thrust directions, tapered rollers may be used as each rolling element.
[0005]
In addition, combined sealing rings 11 are provided at both ends of the space in which the rolling elements 8 are installed, respectively, to seal both the openings. Each of these combined seal rings 11 includes an outer diameter side seal ring 12 and an inner diameter side seal ring 13. The core metal 14 constituting the outer diameter side seal ring 12 is disposed on the inner peripheral surface of the end of the outer ring 4, and the core metal 15 constituting the inner diameter seal ring 13 is disposed on the outer peripheral surface of the end of the inner ring 6. , Respectively, are fitted and fixed by interference fit. At the same time, the distal edges of the elastic members 16 and 17 forming the outer diameter side and the inner diameter side seal rings 12 and 13 are attached to the inner surfaces of the core metals 15 and 14 forming the mating seal rings 13 and 12, respectively. Sliding contact is made over the entire circumference.
[0006]
An encoder 18 is fixedly supported on the outer side surface (the right side surface in FIGS. 12 to 13) of the core metal 15 of the inner diameter side seal ring 13 constituting one of the combined seal rings 12 (right side in FIG. 12). are doing. The whole of the encoder 18 is formed in a ring shape by a magnetic metal plate such as a steel plate. Then, a plurality of slit-shaped through holes 19, 19, each having a radially long shape, are formed radially at an intermediate portion in the radial direction and at equal intervals in the circumferential direction. The magnetic characteristics of the intermediate portion in the diameter direction of the encoder 18 are changed alternately and at equal intervals in the circumferential direction. In order to change the magnetic characteristics of the encoder 18 in this manner, the encoder 18 may be formed with a notch opening at one of the diametrical ends instead of the through holes 19. . The encoder 18 as described above is fixed to the outer surface of the annular portion constituting the metal core 15 by bonding, spot welding, or the like.
[0007]
A support ring 21 for supporting sensors 24, 24 described below is externally fitted and fixed to a small-diameter stepped portion 20 provided at one end (the right end in FIGS. 12 and 13) of the outer race 4. The support ring 21 is formed by bending a metal plate such as a steel plate to form an entire ring having an L-shaped cross section, and includes a cylindrical portion 22 and one end portion of the cylindrical portion 22 (see FIGS. 12 to 13). (Right end portion) and an inward flange-shaped annular portion 23 bent radially inward at a right angle in the radial direction. The other end of the cylindrical portion 22 (the left end in FIGS. 12 and 13) is externally fitted to the small-diameter step portion 19 by tight fitting so that the support ring 21 is supported on one end of the outer ring 4. It is fixed.
[0008]
The support ring 21 supports four sensors 24, 24 (not shown in FIGS. 12 to 13; see FIGS. 14 to 15). These sensors 24, 24 are held at equal intervals in the circumferential direction on the inner diameter side of the cylindrical portion 22 constituting the support ring 21 in a state of being embedded in a synthetic resin 25 functioning as a holder. That is, the respective sensors 24, 24 are arranged on the circumference centered on the center axis of the support ring 21 (the center axis of the outer ring 4) with the phases in the circumferential direction shifted by 90 degrees from each other. I have. Then, in this state, the detection units of the sensors 24, 24 are placed axially (FIGS. 12 to 13) at the diametrically intermediate portion of the outer surface (the right side surface in FIGS. 13 (in the left-right direction) via a minute gap (for example, 0.5 to 1 mm or less). The size of each part is regulated so that the size of the minute gap becomes equal between the sensors 24 when the load applied to the rotating shaft 1 is zero.
[0009]
Also, as each of the sensors 24, 24, an active sensor (not shown) including a permanent magnet and a detecting element such as a Hall IC or a magnetoresistive element, or as shown in, for example, FIGS. Such a passive sensor including a permanent magnet 26, a stator 27 made of a magnetic material, and a coil 28 wound around the stator 27 is used. However, the structure of the sensors used is the same for each of the sensors 24, 24 so that the same output change can be obtained for the same displacement. In the case where the passive sensors are used as the sensors 24, 24, the structure shown in FIG. 14A is not used to arrange the stator 27 in the axial direction of the outer ring 4 as shown in FIG. It is preferable to adopt a structure in which the stator 27 is arranged in the circumferential direction of the outer race 4 as shown in FIG. The reason for this is that the dimensions of the sensors 24, 24 in the axial direction of the outer ring 4 are reduced, and the size of the support ring 21 supporting the sensors 24, 24 in the axial direction (the left-right direction in FIGS. 12 to 13) is reduced. In order to achieve However, if there is room in the installation space, the structure shown in FIG. A harness 29 for extracting signals from the sensors 24, 24 is drawn out from the outer side surface (the right side surface in FIGS. 12 and 13) of the support ring 21.
[0010]
The operation of the rotation support device with the state detection device configured as described above is as follows. First, the operation when the rotation speed of the rotation shaft 1 is detected will be described. When the encoder 18 supported by the inner ring 6 rotates with the rotation of the rotating shaft 1, the vicinity of the detection unit of each of the sensors 24, 24 is changed to through holes 21, 21 provided in the encoder 18, The pillars existing between the holes 21 and 21 pass alternately. As a result, the output (voltage value or resistance value) of each of the sensors 24, 24 changes. The frequency at which this output changes is proportional to the rotation speed of the rotating shaft 1. Therefore, if the output of at least one of the sensors 24, 24 is sent to a controller provided on a machine tool or an automobile including the rotating shaft 1, the rotational speed of the rotating shaft 1 is increased. Can be calculated.
[0011]
Next, the operation when the load applied to the rotating shaft 1 is detected will be described with reference to FIG. The load applied to the rotating shaft 1 is detected as a load applied to the rolling bearing 3 that rotatably supports the rotating shaft 1 (relative displacement between the outer ring 4 and the inner ring 6 based on the load). FIG. 15 schematically shows the positional relationship between the encoder 18 and each of the sensors 24, 24. In FIG. 15, a two-dot chain line a indicates the arrangement surface of the detection target portion of the encoder 18 in a state where no load is applied to the rotating shaft 1 (no-load operation state of the rolling bearing 3). Indicates the arrangement surface of the detected portion in a state in which a load is applied to the rotating shaft 1 and the outer ring 4 and the inner ring 6 are relatively displaced (the load operation state of the rolling bearing 3). An arrangement surface of the detection unit of each of the sensors 24 and 24 is indicated by an alternate long and short dash line d, which indicates a central axis of a circumference on which each of the sensors 24 and 24 is arranged.
[0012]
When the rolling bearing 3 shifts from the no-load operation state to the load operation state, the outer ring 4 and the inner ring 6 are relatively displaced. As a result, the arrangement surface of the detected portion of the encoder 18 is changed to the position shown in FIG. Is displaced from the state shown by the two-dot chain line a to the state shown by the solid line b. Then, the displacement amount in the radial direction (vertical direction in FIG. 15) of the arrangement surface of the detected portion at this time is represented by δ. r , The displacement amount in the axial direction (the left-right direction in the left half of FIG. 15) a , The inclination angle with respect to an imaginary plane orthogonal to the central axis (dashed line) d is θ. In this case, the detection unit S of each of the sensors 24 before and after the relative displacement. 1 ~ S 4 Of the distance in the axial direction between the encoder and the detected part of the encoder 18. S1 ~ Δ S4 Is represented by the following equations (1) to (4) due to geometric relationships.
Figure 2004325134
In the above equations (1) to (4), r is the detection unit S of each of the sensors 24, 24. 1 ~ S 4 Is the radius of the circumference (pitch circle) where φ is located, the plane including the two-dot chain line a and the solid line b, the center axis d, and the detection unit S of the first sensor 26 of the sensors 24, 24. 1 Respectively represent angles with respect to the plane including.
[0013]
On the other hand, the values on the left side of the expressions (1) to (4), that is, the detection units S of the sensors 24 before and after the relative displacement. 1 ~ S 4 Of the distance in the axial direction between the encoder and the detected part of the encoder 18. S1 ~ Δ S4 Can be detected by the sensors 24, 24. That is, the detection unit S of each of these sensors 24, 24 1 ~ S 4 There is a fixed distance between the distance in the axial direction between the sensor and the detected part of the encoder 18 (and in the case of a passive sensor, the rotational speed of the encoder 18) and the output intensity of each of the sensors 24, 24. There is a relationship. Therefore, if this relationship is used, the relative intensities of the respective sensors 24, 24 before the relative displacement and after the relative displacement (and the rotational speed of the encoder 18 if necessary) are used to determine the relative displacement. The detection unit S of each of the sensors 24 before and after the relative displacement. 1 ~ S 4 The distance in the axial direction between the encoder and the detected portion of the encoder 18 can be obtained. Further, from the difference between the distance before and after the relative displacement obtained in this way, the above-mentioned change amount δ S1 ~ Δ S4 Can be requested. In order to cause the controller to perform such calculations, the controller previously stores the above relationship and the output intensity of each sensor 24 before the relative displacement (and rotation of the encoder 18 if necessary). (Speed). The two types of information and the output intensity of each of the sensors 24 and 24 after the relative displacement, which is another information different from the two types of information (and the rotation speed of the encoder 18 if necessary). Thus, as described above, each change amount δ S1 ~ Δ S4 Is required.
[0014]
Therefore, each change amount δ obtained as described above S1 ~ Δ S4 Is substituted into the left side of the above equations (1) to (4), and the above equations (1) to (4) are solved as simultaneous equations by the controller, so that the sensors 24 and 24 are arranged. Four values δ that determine the relative displacement between the center axis of the circumference and the center axis of the encoder 18 r , Δ a , Θ, and φ can be obtained. By the way, the central axis of the circumference on which the sensors 24 are arranged coincides with the central axis of the outer ring 4, and the central axis of the encoder 18 coincides with the central axis of the inner ring 6. Therefore, the above four values δ r , Δ a , Θ, and φ are values that determine the relative displacement between the outer ring 4 and the inner ring 6.
[0015]
Once the relative displacement between the center axis of the inner ring 6 and the center axis of the outer ring 4 is determined as described above, the controller then informs the controller of the relative displacement and the known rigidity of the rolling bearing 3. , The load applied to the rolling bearing 3 is calculated. The operation of a machine tool or an automobile having the rotating shaft 1 is controlled using the load.
[0016]
In the case where the first example of the conventional structure described above is implemented, the four sensors 24, 24 are not necessarily placed on the circumference having the center axis of the support ring 21 (the center axis of the outer ring 4) as its center axis. There is no need to place them at intervals. Further, when the machine tool or the like is operated, the direction in which the center axis of the inner ring 6 is inclined with respect to the center axis of the outer ring 4 (the direction of the load applied to the rotating shaft 1) is known in advance (the relative displacement is determined). Four values δ r , Δ a , Θ, φ, when the angle φ is known in advance), it is sufficient to provide a total of three sensors 24, 24. However, in this case, the detection unit S of the first sensor 26 1 At the position of φ = 0. The sensors 24, 24 to be used may be passive sensors as described above. However, the use of an active sensor in which the intensity of the output signal does not change due to the rotation speed of the encoder 18 facilitates signal processing. Is advantageous.
[0017]
Next, FIGS. 16 and 17 show a second example of the conventional structure, which is also described in Patent Document 1. FIG. Under normal load conditions during operation of a machine tool or the like, the phases of the radial load and the moment load applied to the rotating shaft 1 in the circumferential direction coincide with each other. For this reason, in the first example of the conventional structure described above, the radial displacement amount δ of the encoder 18 in the circumferential direction around the center axis d. r And the phase of the surface including the inclination angle θ are also coincident with each other, and the relative displacement is detected. However, when a special load condition is given during the operation of the machine tool or the like or when the vehicle turns sharply, the phase in the circumferential direction of the radial load and the moment load applied to the rotating shaft 1 is It may not match each other. In such a case, the radial displacement amount δ r And the phase of the plane including the inclination angle θ do not coincide with each other. Therefore, in the case of the second example of the conventional structure, the radial displacement amount δ r And the phase of the plane including the tilt angle θ can be separately detected.
[0018]
In the case of the second example of such a conventional structure, the first encoder 30 and the second encoder 31 are supported and fixed to the core metal 15a of the inner diameter side seal ring 13a constituting the combination seal ring 11a. That is, the cored bar 15a is formed by bending a metal plate such as a steel plate to form an entire ring having a crank-shaped cross section, and includes a large-diameter cylindrical portion 32, a small-diameter cylindrical portion 33, and both of these cylindrical portions. And a ring portion 34 that connects the edges of the portions 32 and 33 to each other. The small-diameter cylindrical portion 33 is fixedly fitted to the end of the inner ring 6 and the large-diameter cylindrical portion 32 is fitted to the inner ring 6 so as to project from the end face (the right end face in FIG. 16).
[0019]
The first encoder 30 is formed in a ring shape by a permanent magnet such as a rubber magnet in which powder of a ferromagnetic material such as ferrite is mixed into rubber, and is formed in an axial direction (the left-right direction in FIG. 16). It is magnetized. The directions of magnetization are changed alternately and at equal intervals in the circumferential direction. Therefore, S poles and N poles are alternately arranged at equal intervals on the outer side surface (the right side surface in FIG. 16) of the first encoder 30 which is the detection target. The second encoder 31 is also formed in a cylindrical shape entirely by a permanent magnet such as a rubber magnet in which powder of a ferromagnetic material is mixed in rubber, and is magnetized in a radial direction. The direction of magnetization is changed alternately at regular intervals in the circumferential direction. Therefore, S poles and N poles are alternately arranged at equal intervals on the inner peripheral surface of the second encoder 31 which is the detection target. Then, the first encoder 30 is baked on one surface (the right surface in FIG. 16) of the annular portion 34 constituting the cored bar 15a, and the second encoder 31 is baked on the inner peripheral surface of the large-diameter cylindrical portion 32, respectively. It is attached and fixed by adhesion or the like.
[0020]
On the other hand, a part of the synthetic resin 25a, which is a holder and embeds and supports the plurality of sensors 24, 24a (omitted in FIG. 16, see FIG. 17), is made to enter the inner diameter side of the large-diameter cylindrical portion 32. The sensors 24 and 24a are embedded in and supported by a part of the synthetic resin 25a that has entered the inner diameter side of the large-diameter cylindrical portion 32 in this manner. Further, in the case of the second example of this conventional structure, a total of six sensors 24 and 24a are provided, and the center axis of the support ring 21 (the center axis of the outer ring 4) that supports each of the sensors 24 and 24a is set as the sensor. They are arranged at equal intervals on the circumference as the central axis. That is, the sensors 24 and 24a are arranged so that their phases in the circumferential direction are shifted by 60 degrees. Also, in this state, three of the six sensors 24, 24a are detected by the detecting units S of the sensors 24, 24. A1 ~ S A3 Are opposed to the detected portion of the first encoder 30 via a minute gap in the axial direction (the left-right direction in FIG. 16). The remaining three sensors 24a, 24a of the above-mentioned six sensors 24, 24a are the detection units S of the sensors 24a, 24a. R1 ~ S R3 Are opposed to the detected portion of the second encoder 31 via a minute gap in the radial direction. The sensors 24, 24 facing the first encoder 30 and the sensors 24a, 24a facing the second encoder 31 are alternately arranged in the circumferential direction in which the sensors 24, 24a are arranged. I have.
[0021]
Next, with reference to FIG. 17, the operation when the relative displacement between the outer ring 4 and the inner ring 6 is detected by the rotation support device with the state detection device of the second example of the conventional structure having the above-described structure will be described. I will explain it. When the rolling bearing 3 shifts from the no-load operation state to the load operation state, the outer ring 4 and the inner ring 6 are relatively displaced. As a result, the first and second encoders 30 and 31 are moved to the positions shown in FIG. It is assumed that the state is changed from the state shown by the two-dot chain line a to the state shown by the solid line b. The displacement amount of the first and second encoders 30 and 31 in the radial direction (up and down direction in FIG. 17) at this time is represented by δ. r The displacement amount in the axial direction (the left-right direction in the left half of FIG. 17) is represented by δ a The angle of inclination with respect to an imaginary plane orthogonal to the central axis (dashed line) d is θ. As described above, the radial displacement amount δ in the circumferential direction about the center axis d. r And the phase of the plane including the inclination angle θ do not always coincide with each other (however, in the illustrated example, they are coincident for convenience).
[0022]
In this case, the detection units S of the sensors 24 before and after the relative displacement between the outer ring 4 and the inner ring 6 and after the relative displacement. A1 ~ S A3 Of the distance in the axial direction between the first encoder 30 and the detected part of the first encoder 30 SA1 ~ Δ SA3 Is represented by the following equations (5) to (7) due to geometrical relationships.
Figure 2004325134
In the expressions (5) to (7), r is the detection unit S of each of the sensors 24, 24. A1 ~ S A3 And a detection unit S of each of the sensors 24a, 24a to be described later. R1 ~ S R3 Is the radius of the circumference (pitch circle) where φ is located, φ is the plane including the inclination angle θ, the center axis d and the detection unit S of the first sensor 26 of the sensors 24, 24. A1 Respectively represent angles with respect to the plane including.
[0023]
Further, in the above equations (5) to (7), δ, each of which is a minute amount, r And tanθ, that is, δ r Tan θ is a high-order minute amount and can be ignored. Therefore, the above equations (5) to (7) can be rewritten as the following equations (8) to (10).
Figure 2004325134
[0024]
Also, the detection unit S of each of the sensors 24a, 24a R1 ~ S R3 And the amount of change δ in the radial distance between the detected portion of the second encoder 31 and SR1 ~ Δ SR3 Is represented by the following equations (11) to (13) due to geometric relationships.
Figure 2004325134
In the expressions (11) to (13), α is the radial displacement δ in the circumferential direction about the center axis d. r And the detection part S of the first sensor 24a of the center axis d and the sensors 24a, 24a. R1 Is shown between the plane and the plane including.
[0025]
The values on the left side of the equations (8) to (10) and the equations (11) to (13), that is, the respective detection units S between before the relative displacement and after the relative displacement. A1 ~ S A3 Of the distance in the axial direction between the first encoder 30 and the detected part of the first encoder 30 SA1 ~ Δ SA3 , And each of the detection units S R1 ~ S R3 And the change amount δ in the radial direction between the detected portion of the second encoder 31 and the detected portion of the second encoder 31. SR1 ~ Δ SR3 Is detectable by the sensors 24 and 24a as in the case of the first example of the conventional structure described above. Therefore, also in the case of the second example of the conventional structure, the above-mentioned sensors (8) to (10) and (11) to (13) can be solved by the controller as simultaneous equations, so that the sensors 24, 24 can be used. Five values δ that determine the relative displacement between the central axis of the circumference to be arranged and the central axes of the first and second encoders 30 and 31, that is, the relative displacement between the outer ring 4 and the inner ring 6. r , Δ a , Θ, φ, α can be detected. Note that δ r When each value of α and α is obtained from the simultaneous equations composed of the above equations (11) to (13), only one extra equation is required. That is, in the case of the second example of the conventional structure, it is sufficient to provide two sensors 24a, 24a facing the second encoder 31. However, the above δ r In order to improve the detection accuracy of each value of α and α, it is preferable to provide three sensors 24a, 24a as shown in the example of FIG. The other configuration, the operation when detecting the rotation speed, and the like are the same as those of the above-described first example of the conventional structure.
[0026]
[Patent Document 1]
JP-A-11-218542
[0027]
[Problems to be solved by the invention]
In order to appropriately control the operation of a machine tool, an automobile, or the like, it is important to detect the load applied to the rolling bearing 3 in real time and to ensure sufficient detection accuracy of the load. However, in the case of the above-described conventional structure, if the characteristics of the detected portion of the encoder 18 (30, 31) do not change with a uniform size in the circumferential direction based on a manufacturing error or an assembly error of each member. In some cases, it may be difficult to ensure sufficient accuracy in detecting the load. Hereinafter, this point will be described.
[0028]
As described above, in the case of the conventional structure described in Patent Document 1, in order to detect the load applied to the rolling bearing 3, before and after the relative displacement between the outer ring 4 and the inner ring 6 constituting the rolling bearing 3, The amount of change δ in the distance between each detecting part and the detected part in S1 ~ Δ S4 (Δ SA1 ~ Δ SA3 , Δ SR1 ~ Δ SR3 ). And each of these variations δ S1 ~ Δ S4 (Δ SA1 ~ Δ SA3 , Δ SR1 ~ Δ SR3 In order to obtain (2), two types of information stored in the controller in advance are used. As described above, the two types of information are, when one of them is the distance between each of the detecting units and the to-be-detected unit divided by the passive type sensor, the rotational speed of the encoder 18 (30, 31). And the intensity of the output signal of each sensor 24 (24a), and the other is the intensity of the output signal of each sensor 24 (24a) in a no-load operation state. In addition, each of the change amounts δ S1 ~ Δ S4 (Δ SA1 ~ Δ SA3 , Δ SR1 ~ Δ SR3 ) Is used together with the above two types of information, and as another type of information other than the two types of information, the intensity of the output signal of each of the sensors 24 (24a) in the load operation state is used. I do. As described above, each of the above-mentioned variations δ S1 ~ Δ S4 (Δ SA1 ~ Δ SA3 , Δ SR1 ~ Δ SR3 ) Is related to the intensity of the output signal of each of the sensors 24 (24a).
[0029]
By the way, the intensity of the output signal of each of the sensors 24 (24a) (peak value or integral value of the waveform, etc.) is constant at the distance between each of the detecting sections and the detected section (further, the rotational speed). Is not always uniform at each phase of the output signal. That is, when the distance (and the rotation speed) is constant, and when the characteristic of the detected portion of the encoder 18 (30, 31) changes in a uniform size in the circumferential direction, As shown in FIG. 18A, the intensity of the output signal becomes uniform at each phase of the output signal. On the other hand, if the characteristics of the detected portion do not change in a uniform size in the circumferential direction based on a manufacturing error or the like. For example, the transparent portion formed on the detected portion of the encoder 18 made of a magnetic metal plate. When the shape and size of the holes 19, 19 or the notches are different for each of the through holes 19, 19 or each notch, or when the magnetized magnets provided in the detected parts of the permanent magnet encoders 30, 31 are used. In the case where the magnetization intensity of the regions (S-pole or N-pole) is different for each of these magnetization regions, the intensity of the output signal is increased as shown in FIG. It becomes non-uniform at each phase of the output signal.
[0030]
Among them, when the intensity of the output signal is uniform at each phase of the output signal (in the case of FIG. 18A), the uniform intensity is defined as the intensity of the output signal. There is no particular problem because it can be determined. On the other hand, when the intensity of the output signal is non-uniform at each phase of the output signal (in the case of FIG. 18B), the intensity of each phase is different. The problem is how to determine the strength of the sphere.
[0031]
In such a case, for example, as the strength of the output signal for obtaining two types of information to be stored in the controller in advance, the strength of the output signal shown in FIG. Assume that the strength of the P portion (or Q portion), which is a (small) phase portion, is adopted. However, if the intensity of the output signal is determined in this manner, it becomes impossible to sufficiently ensure the detection accuracy of the load applied to the rolling bearing 3. That is, when the load of the rolling bearing 3 is detected in real time as described above, regardless of the method of determining the intensity of the output signal when obtaining the two types of information as described above, As the strength of the output signal in the load operation state, which is information, the strength of the phase portion corresponding to the current time (the moment) in the output signal shown in FIG. 18B is adopted. That is, the phase position for determining the intensity differs depending on the time of detection.
[0032]
Therefore, when the intensity of the largest P portion (or the smallest Q portion) is adopted as the intensity of the output signal when two types of information are obtained as described above, particularly, the intensity of the other types of information is relatively low. At a time (instantaneous time) at which the intensity of the small (or relatively large) phase portion is adopted, each of the change amounts δ S1 ~ Δ S4 (Δ SA1 ~ Δ SA3 , Δ SR1 ~ Δ SR3 ) Will greatly decrease the detection accuracy. As a result, the detection accuracy of the load applied to the rolling bearing 3 cannot be sufficiently secured. Of course, even if an intermediate intensity is adopted, the detection accuracy at the moment corresponding to the above-mentioned P portion or the Q portion deteriorates, and if the intensity of the P portion or the Q portion is adopted, it corresponds to the P portion or the Q portion. Except at the moment, the detection accuracy deteriorates.
Rolling bearing with a state detection device of the present invention, in view of the above-described circumstances, even if the characteristics of the detected portion of the encoder does not change in a uniform size in the circumferential direction based on manufacturing errors and assembly errors, The present invention has been invented so that detection of a load in real time can be accurately performed.
[0033]
[Means for Solving the Problems]
Each of the rolling bearings with a state detection device of the present invention includes a rolling bearing, an encoder, a plurality of sensors, and a controller, similarly to the above-described conventional structure.
Among these, the rolling bearing has a stationary raceway on the stationary peripheral surface, and has a stationary wheel that does not rotate during use, and a rotational raceway on the rotating peripheral surface opposite to the stationary peripheral surface. It comprises a rotating wheel that rotates, and a plurality of rolling elements provided so as to freely roll between the stationary-side track and the rotating-side track.
The encoder has a to-be-detected portion in which characteristics in the circumferential direction are alternately and equally changed, and is fixed to a part of the rotating wheel concentrically with the rotating wheel.
In addition, each of the sensors is supported by a portion that does not rotate during use in a state where the respective detecting portions are opposed to a plurality of circumferential positions of the detected portion. The detection unit changes the output signal in accordance with the change in the characteristic of the opposing portion, and also changes the intensity of the output signal in accordance with the distance between the detected portion and its own detection portion.
Further, the controller obtains a rotation speed of the rotating wheel with respect to the stationary wheel by performing a calculation based on an output signal of at least one of the sensors. Further, the controller is a controller which stores two types of information stored in advance in the controller, that is, the relationship between the distance between the detection section of each sensor and the detected section and the intensity of the output signal of each sensor. And the intensity of the output signal of each sensor in the no-load operation state of the rolling bearing, and the other two types of information, which are other types of information, in the load operation state of the rolling bearing. Utilizing the strength of the output signal of each sensor, the distance between the detection unit of each sensor and the detected part when the rolling bearing shifts from the no-load operation state to the load operation state. By calculating the amount of change in the distance and performing calculations based on the amount of change in each of the distances, the positional relationship between the stationary wheel and the rotating wheel in the no-load operation state is referred to as a reference in the load operation state. Relative displacement between these stationary and rotating wheels It is intended to determine the amount and direction.
[0034]
In particular, in the rotation support device with the state detection device according to claim 1, a plurality of information items, each of which is established for each phase position of the detected portion, as two types of information stored in the controller in advance. Prepare. Then, when calculating the amount of change in the distance between the detection unit of each of the sensors and the detected unit, the other type of information includes the output signal in the load operation state at the current time (the moment). In addition to using the intensity at the corresponding phase location, the two types of information that have the same phase as the other types of information are used.
[0035]
On the other hand, in the rotation support device with the state detection device according to the second aspect, the two types of information stored in advance in the controller are respectively the intensity of the output signal of each sensor and the intensity of this output signal. A device using an average value of the intensities of all the phase portions for at least one cycle is prepared. Then, when calculating the amount of change in the distance between the detection unit of each of the sensors and the detected unit, the other type of information includes the output signal in the load operation state at the current time (the moment). The two types of information based on the average value are used while using the intensity of the corresponding phase portion.
[0036]
[Action]
In the case of the rotation support device with the state detection device of the present invention configured as described above, when the characteristic of the detected portion of the encoder does not change with a uniform size in the circumferential direction based on a manufacturing error, an assembly error, or the like. However, the amount of change in the distance between the detection section of each sensor and the detected section of the encoder can be accurately detected in real time. For this reason, the load applied to the rolling bearing can be accurately detected in real time based on these amounts of change.
[0037]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
1 to 4 show a first example of an embodiment of the present invention corresponding to claim 1. The feature of the present embodiment is that when the load of the rolling bearing 3 is detected in real time, the detection accuracy of the load can be sufficiently ensured irrespective of the manufacturing error of the detected portion of the encoder 30a. On the point. For this purpose, specifically, the structure of the encoder 30a to be used, the number of sensors, the number of information related to the output signals of these sensors, and the processing method are devised. The configuration and operation of the other parts are the same as those of the first example of the conventional structure shown in FIGS. 12 to 15 described above. Hereinafter, the description will focus on the characteristic portions of this example.
[0038]
In the case of the present example, an encoder as shown in detail in FIG. 2 is used as an encoder 30a attached and fixed to the outer surface of the cored bar 15 of the inner diameter side seal ring 13 constituting the combined seal ring 11. The encoder 30a is formed as a whole in a ring shape by a permanent magnet such as a rubber magnet in which powder of ferromagnetic material such as ferrite is mixed into rubber, and is formed in an axial direction (horizontal direction in FIG. 1 and vertical direction in FIG. 2). ) Is magnetized. In the case of the present example, the magnetization patterns in the circumferential direction of the encoder 30a are different between the radial inner half part and the radial outer half part of the encoder 30a. That is, in the radial inner half of the encoder 30a, the direction of magnetization in the axial direction is changed alternately and at equal intervals in the circumferential direction, so that one side of the radial inner half (FIG. On the right side (upper side in FIG. 2), S poles and N poles are alternately arranged at regular intervals in the circumferential direction. On the other hand, in the radial outer half of the encoder 30a, the direction of magnetization in the axial direction is reversed only at one place in the circumferential direction with respect to the other places, so that the radial outer half is An N pole is arranged at one location in the circumferential direction on one side, and an S pole is arranged at the remaining location. Then, one side surface of the encoder 30a, in which the S pole and the N pole are arranged as described above, is used as a detected portion. Such an encoder 30a is attached and fixed to the outer surface of the cored bar 15 by baking, bonding, or the like.
[0039]
In the case of the present example, the detection units of the four sensors 24, 24 (see FIG. 15) embedded and supported at equal circumferential positions of the synthetic resin 25, which is a holder, are respectively the detection target units of the encoder 30a. Are opposed to each other through a minute gap in the axial direction (the left-right direction in FIG. 1). Also in the case of this example, the size of each part is regulated so that the size of the minute gap becomes equal to each other between the sensors 24 when the load applied to the rolling bearing 3 is zero. In the case of this example, the same type of structure as each of the sensors 24, 24 is provided in a part of the synthetic resin 25 in the circumferential direction, in a radially outer part than a part in which the four sensors 24, 24 are arranged. Is embedded and supported. The detection unit of this one sensor 24b is opposed to the radially outer half of the detected portion of the encoder 30a via a minute axial gap.
[0040]
In this state, when the encoder 30a rotates with respect to each of the sensors 24 and 24b, four of the sensors 24 and 24 rotate the diameter of the detected portion as shown in the lower half of FIG. A sinusoidal output signal corresponding to the change in the characteristic of the inner half part in the direction is obtained. On the other hand, an output signal of one pulse is obtained for each rotation as shown in the upper half of FIG. In the case of this example, the output signal of this one sensor 24b is used as a trigger for specifying the phase position of the output signal of the four sensors 24, 24.
[0041]
In the case of the rolling bearing with the state detecting device of the present embodiment configured as described above, similarly to the case of the above-described first example of the conventional structure, two types of information stored in the controller in advance and the load of the rolling bearing 3 are set. Utilizing another type of information other than the above two types of information obtained during operation, the above-mentioned 4 types before and after the relative displacement between the outer ring 4 and the inner ring 6 constituting the rolling bearing 3. Change amount δ between the detection units of the sensors 24, 24 and the detection target unit of the encoder 30a. S1 ~ Δ S4 Ask for. And each of these variations δ S1 ~ Δ S4 , The relative displacement between the inner race 6 and the outer race 4 is determined, and the load applied to the rolling bearing 3 is further determined. The two types of information stored in advance in the controller are, as shown in FIG. 4, one of the distances between the detection units of the four sensors 24 and 24 and the detection target. In the case of a passive type sensor, the relationship between the rotational speed of the encoder 30a) and the intensity of the output signal of each of the sensors 24, 24 is another. The intensity of the output signal of each sensor 24, 24. On the other hand, the other type of information is the strength of the output signal of each of the sensors 24, 24 in the load operation state of the rolling bearing 3.
[0042]
In particular, in the case of this example, in order to detect the load applied to the rolling bearing 3 in real time, and to ensure sufficient detection accuracy of the load, two types of data stored in the controller in advance are used. A plurality of pieces of information (the same number as the number of periods during one rotation) that are established for each phase location (each S-pole and N-pole in each magnetized region) of the detected portion are prepared as the information. That is, each of the two types of information is related to the intensity of the output signal of each of the sensors 24, 24. Therefore, in order to obtain these two types of information, it is necessary to determine the intensity of the output signal of each of the sensors 24, 24. Therefore, in the case of this example, the intensity (peak value, integral value, etc. of the waveform) of each phase of the output signal of each of the sensors 24, 24, which corresponds to each phase of the detected part, These are adopted as the intensities of the output signals of the sensors 24, 24, respectively. Then, the above two types of information are obtained for each of the intensities of these phase portions, and these are stored in the controller in advance. The intensity of each phase portion of the output signal of each of the sensors 24, 24 is determined by, for example, using an electric motor or the like to rotate the encoder 30a supported on the inner ring 6 at a constant rotation speed (when the sensors 24, 24 are of an active type). In this case, the speed does not need to be constant), but can be obtained by performing at least one rotation. However, if the average value or the median value for each phase location is obtained by rotating a plurality of times, the intensity at each phase location can be obtained more accurately. In the case of the present example, in order to detect the load applied to the rolling bearing 3 in real time, the other types of information include, among the output signals of the sensors 24, 24 in the load operation state, the current signals. The intensity at the phase corresponding to the time (the moment) is used.
[0043]
In the case of this example, when the load of the rolling bearing 3 is detected in real time, the other type of information is used, and among the two types of information stored in advance in the controller, The above-mentioned other types of information and the phase of the output signal coincide with each other, so that each of the displacement amounts δ S1 ~ Δ S4 Ask for. At this time, the phase adjustment of the information is performed accurately by using the output signal of one sensor 24b as a trigger. Then, each of the change amounts δ S1 ~ Δ S4 , The relative displacement between the outer ring 4 and the inner ring 6 constituting the rolling bearing 3 is determined, and the load applied to the rolling bearing 3 is further determined.
[0044]
As described above, in the case of this example, each of the displacement amounts δ S1 ~ Δ S4 In order to obtain the above, the other types of information and the two types of information stored in advance in the controller are used for the same phase of the output signals of the sensors 24 and 24, respectively. For this reason, the characteristics of the detected portion of the encoder 30a do not change uniformly in the circumferential direction based on a manufacturing error, an assembly error, or the like, and the intensity of the output signal of each of the sensors 24, 24 is reduced as shown in FIG. As shown in (B), even when the phase becomes non-uniform at each phase, each of the displacement amounts δ S1 ~ Δ S4 Detection accuracy can be improved. As a result, the detection accuracy of the rolling bearing 3 can be sufficiently ensured.
[0045]
Next, FIGS. 5 and 6 show a second example of the embodiment of the present invention, which also corresponds to claim 1. The feature of this example is that, when the load of the rolling bearing 3 is detected in real time, the detection accuracy of the load is detected regardless of the manufacturing error of the detected part of each of the first and second encoders 30a and 31. The point is that it was able to secure enough. For this purpose, specifically, the structure of the first encoder 30a to be used, the number of sensors, the number of information related to the output signals of these sensors, and the processing method are devised. Since the configuration and operation of the other parts are the same as those of the second example of the conventional structure shown in FIGS. 16 and 17 described above, the same reference numerals are given to the same parts, and the duplicate description is omitted or simplified. Hereinafter, the description will focus on the characteristic portions of this example.
[0046]
In the case of this example, among the first and second encoders 30a and 31 that are supported and fixed to the core metal 15a of the inner diameter side seal ring 13a that configures the combined seal ring 11a, the circular ring portion 34 that configures the core metal 15a. The above-described first encoder 30a shown in FIG. On the other hand, the second encoder 31 attached and fixed to the inner peripheral surface of the large-diameter cylindrical portion 32 constituting the cored bar 15a is the same as that of the second example of the above-described conventional structure as shown in FIG. , That is, those in which S poles and N poles are alternately arranged at equal intervals in the circumferential direction on the inner peripheral surface that is the portion to be detected.
[0047]
In the case of the present example, three of the six sensors 24, 24a embedded and supported on the synthetic resin 25a as a holder at circumferentially equally spaced positions as shown in FIG. Each of the detecting portions is opposed to the radially inner half of the detected portion of the first encoder 30a via a minute gap in the axial direction. On the other hand, the detection units of the remaining three sensors 24a are respectively opposed to the detection units of the second encoder 31 via a minute gap in the radial direction. Also in the case of this example, the dimensions of the respective parts are set such that the size of each of the minute gaps is equal to each other between the sensors 24 and each of the sensors 24a when the load applied to the rolling bearing 3 is zero. Regulating. In the case of the present example, a part of the synthetic resin 25a in a circumferential direction, a part radially outside of the part where the three sensors 24 are arranged, is provided with the same type of the sensors 24 and the sensors 24a. One sensor 24b having a structure is embedded and supported. The detection unit of this one sensor 24b is opposed to the outer half in the radial direction of the detected portion of the first encoder 30a via a minute gap in the axial direction.
[0048]
In this state, when the first and second encoders 30a, 31 rotate with respect to the sensors 24, 24a, 24b, the lower half of FIG. As a result, a sinusoidal output signal corresponding to the change in the characteristic of each of the detected parts is obtained. On the other hand, an output signal of one pulse is obtained for each rotation as shown in the upper half of FIG. In the case of this example, the output signal of the single sensor 24b is used as a trigger for specifying the phase position of the output signal of the six sensors 24, 24a.
[0049]
Also in the case of the rolling bearing with the state detecting device of the present embodiment configured as described above, two kinds of information (for each of the first and second encoders 30a and 31) previously stored in the controller and the rolling bearing 3 Using the other types of information (for each of the first and second encoders 30a and 31) obtained at the time of the load operation, before and after relative displacement between the outer ring 4 and the inner ring 6 constituting the rolling bearing 3 Detection unit S of the three sensors 24, 24 A1 ~ S A3 Of the distance in the axial direction between the first encoder 30a and the detected part of the first encoder 30a. SA1 ~ Δ SA3 , And the detection units S of the three sensors 24a, 24a R1 ~ S R3 And the change amount δ in the radial direction between the detected portion of the second encoder 31 and the detected portion of the second encoder 31. SR1 ~ Δ SR3 Ask for. And each of these variations δ S1 ~ Δ S4 , The relative displacement between the inner race 6 and the outer race 4 is determined, and the load applied to the rolling bearing 3 is further determined.
[0050]
The two types of information (for each of the first and second encoders 30a and 31) stored in the controller in advance include one of the three sensors 24 or 24 as shown in FIG. The distance between the detection unit of the three sensors 24a and the detection target unit of the first encoder 30a or the second encoder 31 (in the case of a passive sensor, the first and second encoders 30a, 31 And the intensity of the output signal of the three sensors 24 or the three sensors 24a. The other is the intensity of the output signal of each of the sensors 24 and 24a when the rolling bearing 3 is in a no-load operation state. On the other hand, another type of information different from the above two types of information is the intensity of the output signal of each of the sensors 24 and 24a in the load operating state of the rolling bearing 3.
[0051]
In particular, also in the case of the present example, the load of the rolling bearing 3 is detected in real time, and the controller is stored in advance in order to ensure sufficient detection accuracy of the load (first, The two types of information (for each of the second encoders 30a and 31) are respectively established for each phase position (each magnetized region S pole and N pole) of the detected part of the first encoder 30a or the second encoder 31. (The same number as the number of cycles during one rotation). At the same time, in the case of this example, in order to be able to detect the load applied to the rolling bearing 3 in real time, the other types of information (for each of the first and second encoders 30a and 31) include the load operation state. Of the output signals of the sensors 24 and 24a, the intensity at the phase corresponding to the current time is used.
[0052]
In the case of this example, when the load of the rolling bearing 3 is detected in real time, the other types of information (for each of the first and second encoders 30a and 31) and the controller are previously stored in the controller. Of the two types of stored information (for each of the first and second encoders 30a and 31), the other types of information (for each of the first and second encoders 30a and 31) and the phase of the output signal, respectively. Are used, and each of the change amounts δ SA1 ~ Δ SA3 , Δ SR1 ~ Δ SR3 Ask for. At this time, the phase adjustment of the information is performed accurately using the output signal of one sensor 24b as a trigger. Then, each of the change amounts δ S1 ~ Δ S4 , The relative displacement between the outer ring 4 and the inner ring 6 constituting the rolling bearing 3 is determined, and the load applied to the rolling bearing 3 is further determined.
[0053]
As described above, also in the case of the present example, each of the above-mentioned change amounts δ SA1 ~ Δ SA3 , Δ SR1 ~ Δ SR3 In order to obtain the above, other types of information (for each of the first and second encoders 30a and 31) and 2 (for each of the first and second encoders 30a and 31) previously stored in the controller. As the type information, those relating to the same phase of the output signals of the sensors 24 and 24a are used. Therefore, the characteristics of the detected parts of the first and second encoders 30a and 31 do not change uniformly in the circumferential direction based on a manufacturing error, an assembly error, and the like, and the output signals of the sensors 24 and 24a do not change. 18B, even if the intensity becomes uneven at each phase, as shown in FIG. SA1 ~ Δ SA3 , Δ SR1 ~ Δ SR3 Detection accuracy can be improved. As a result, the detection accuracy of the rolling bearing 3 can be sufficiently ensured.
[0054]
In the above-described second example, three sensors 24 each facing the radially inner half of the detected portion of the first encoder 30a and three sensors 24a each facing the detected portion of the second encoder 31 are provided. And However, when the present invention is implemented, the number of the sensors 24 and 24a may be four, for example. If the number is four, the detection accuracy can be improved as compared with the case where the number is three.
[0055]
In the above-described second example, a trigger (a signal of one pulse per rotation) used to specify the phase position of the output signal of each sensor 24, 24a is used for the structure of the detected part of the first encoder. It was generated by devising. However, when implementing the present invention, the trigger can be generated by devising the structure of the detected part of the second encoder. In this case, for example, an encoder as shown in FIG. 7 can be used as the second encoder 31a. This second encoder 31a arranges S poles and N poles alternately and at equal intervals in the circumferential direction on one half in the axial direction (the front half in FIG. 7) of the inner peripheral surface that is the part to be detected. are doing. On the other hand, in the other half of the inner peripheral surface in the axial direction (the rear half in FIG. 7), an N pole is arranged at one location in the circumferential direction, and an S pole is arranged at the remaining location. . When such a second encoder 31a is used, the sensor 24b for generating a trigger is opposed to the other half of the detected portion of the second encoder 31a in the axial direction via a minute gap in the radial direction. Let it. When such a second encoder 31a is used, the first encoder 30 is the same as the second example of the above-described conventional structure as shown in FIG. S poles and N poles are alternately arranged at equal intervals on the side surface in the circumferential direction.
[0056]
The above-mentioned trigger is generated by encoders 30 and 31 as shown in FIG. 6 or FIG. 8, that is, encoders 30 in which S poles and N poles are alternately arranged at equal intervals in the circumferential direction in the detected part. , 31, the magnetization strength of one of the poles is made sufficiently larger than the magnetization strength of the other pole (sufficiently larger than the variation of the magnetization strength caused due to a manufacturing error or the like). You can get. That is, as shown in FIG. 9, the output signal of the sensor opposed to the detected portion of such an encoder has a phase position corresponding to the pole having the increased magnetization strength, and has a higher intensity than the other phase portions. Obviously it will be larger (as different from non-uniformity due to manufacturing errors) Therefore, the portion where the strength is clearly increased can be used as a trigger. Such a trigger can also be obtained, for example, by changing the height of one tooth in the circumferential direction as shown in the upper center of the figure with a gear-shaped encoder 35 as shown in FIG. it can. When these encoders are used, it is not necessary to separately provide a trigger detection sensor, so that space and cost can be saved.
[0057]
Next, the invention described in claim 2 will be described. When the invention described in claim 2 is carried out, the two types of information stored in the controller in advance are respectively the intensity of the output signal of each sensor, and the total phase position for at least one cycle of this output signal Prepare the one using the average value of the intensities. That is, as described above, each of the two types of information is related to the intensity of the output signal of each of the sensors. Therefore, in order to obtain these two types of information, it is necessary to determine the intensity of the output signal of each sensor. Therefore, when the invention described in claim 2 is carried out, in order to obtain the above two types of information, the intensity of the output signal of each of the sensors is calculated as the intensity of each phase portion for at least one cycle of the output signal. Intensities (peak values, integrated values, etc.) are added to each other, and the added values are divided by the number of the above-described phase portions (the number of periods per rotation) to obtain an averaged value. Then, based on the intensity adopted in this way, the above two types of information are obtained and stored in the controller in advance. On the other hand, in order to be able to detect the load of the rolling bearing in real time, other types of information obtained during the load operation include the current time (the instant ) Is used.
[0058]
According to the second aspect of the present invention, when the load of the rolling bearing is detected in real time, the rolling bearing is configured by utilizing the other type of information and the two types of information. The amount of change δ in the distance between the detection unit of each sensor and the detection target unit of the encoder before and after the relative displacement between the inner ring and the outer ring. S1 ~ Δ S4 (Δ SA1 ~ Δ SA3 , Δ SR1 ~ Δ SR3 ). And each of these variations δ S1 ~ Δ S4 (Δ SA1 ~ Δ SA3 , Δ SR1 ~ Δ SR3 ), The relative displacement between the inner ring and the outer ring is determined, and the load applied to the rolling bearing is determined.
[0059]
As described above, in the case of the invention described in claim 2, the intensity of the output signal of each sensor when obtaining the two types of information is an average of the intensity of all the phase portions for at least one cycle of the output signal. Adopt the value. Therefore, the characteristics of the detected portion of the encoder do not change uniformly in the circumferential direction based on a manufacturing error, an assembly error, or the like, and the output signal of each of the above-described sensors becomes different from each other as shown in FIG. Even in the case of non-uniformity at each location, the applied load can be accurately detected in real time. That is, as described above, the intensity of the output signal of each sensor when obtaining the two types of information is the intensity of the largest P portion (or the smallest Q portion) of the output signals shown in FIG. When the intensity is adopted, the change amount δ at the moment when the intensity of the phase portion having relatively small intensity (or relatively large intensity) is adopted as the other type of information. S1 ~ Δ S4 (Δ SA1 ~ Δ SA3 , Δ SR1 ~ Δ SR3 ) Will greatly decrease the detection accuracy. On the other hand, as described above, when the average value of the intensities of all the phase portions for at least one cycle of the output signal is adopted as the intensity of the output signal of each sensor when the two types of information are obtained, Even at the moment when the intensity of a phase portion having a relatively small intensity (or a relatively large intensity) is adopted as the other type of information, each of the change amounts S1 ~ Δ S4 (Δ SA1 ~ Δ SA3 , Δ SR1 ~ Δ SR3 ) Can be prevented from significantly lowering the detection accuracy. Therefore, each of these variations δ S1 ~ Δ S4 (Δ SA1 ~ Δ SA3 , Δ SR1 ~ Δ SR3 ), The load can be detected in real time while ensuring sufficient practical accuracy.
[0060]
When the present invention is implemented, when the rolling bearing rotates only in one direction, such as a rolling bearing for supporting a main shaft of a machine tool, two types of information stored in the controller in advance are: What is necessary is just to prepare what is related to this one-way rotation. On the other hand, when the rolling bearing rotates in both directions, such as a rolling bearing for supporting a wheel or an axle of an automobile, the above two types of information are prepared for each of these rotating directions. Is preferred. That is, in this case, of the two types of information prepared for each rotation direction, two types of information corresponding to the rotation direction during operation are used. Further, in order to be able to use such information corresponding to the rotation direction, it is necessary to detect the rotation direction during operation. In such a case, for example, by devising the arrangement phase of the plurality of sensors to be used in the circumferential direction, the mutual phase is different from 180 degrees as shown in FIG. 11 (for example, 90 degrees). It is sufficient to obtain two shifted output waveforms. That is, if such two output waveforms are obtained, the rotation direction can be detected by examining the direction in which the phases of these two output waveforms are shifted. When the phase of the arrangement of the sensors in the circumferential direction is devised as described above, in accordance with this, each of the equations (1) to (13), Correct the phase angle of the sensor.
[0061]
In each of the above-described embodiments, the structure in which the stationary wheel is the outer wheel and the rotating wheel is the inner wheel has been described. However, the present invention is also applicable to a structure in which the stationary wheel is the inner wheel and the rotating wheel is the outer wheel. is there.
[0062]
【The invention's effect】
Since the rotation support device with the state detection device of the present invention is configured and operates as described above, the characteristic of the detected portion of the encoder has a uniform size in the circumferential direction based on a manufacturing error or an assembly error. Even if it has not changed, it is possible to detect the applied load in real time with high accuracy. For this reason, operation control of a machine tool, an automobile, or the like can be appropriately performed, and reliability of the operation control can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view similar to FIG. 13, showing a first example of an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a partial perspective view of a ring-shaped encoder for generating a trigger.
FIG. 3 is a diagram showing an output signal of a sensor.
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a distance between a detection unit and a detection target and an output intensity of a sensor.
FIG. 5 is a view similar to FIG. 16, showing a second example of the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a partial perspective view showing a cylindrical encoder when viewed from the inner diameter side.
FIG. 7 is a partial perspective view showing a cylindrical encoder for generating a trigger when viewed from the inner diameter side.
FIG. 8 is a partial perspective view of an encoder configured in a ring shape.
FIG. 9 is a diagram showing an output signal of a sensor.
FIG. 10 is a side view of an encoder configured as a gear.
FIG. 11 is a diagram showing a pair of output signals whose phases are shifted by 90 degrees.
FIG. 12 is a sectional view showing a first example of a conventional structure.
FIG. 13 is an enlarged view of a portion A in FIG. 12;
FIG. 14 is a schematic perspective view showing two examples of the structure of a passive sensor.
FIG. 15 is a schematic diagram showing a positional relationship between each sensor and an encoder before and after relative displacement.
FIG. 16 is a view similar to FIG. 13, showing a second example of the conventional structure.
FIG. 17 is a view similar to FIG. 15;
18A and 18B are diagrams showing output signals of a sensor, in which FIG. 18A shows a case where the characteristic of a detected portion of the encoder changes with a uniform magnitude in the circumferential direction, and FIG. The cases where the size does not change are shown.
[Explanation of symbols]
1 Rotary axis
2 Housing
3 Rolling bearing
4 Outer ring
5 Outer ring track
6 Inner ring
7 Inner ring track
8 rolling elements
9 steps
10 Fixing ring
11, 11a Combination seal ring
12 Outer diameter side seal ring
13, 13a Inner diameter side seal ring
14 core metal
15, 15a Core
16 Elastic material
17 Elastic material
18 Encoder
19 through hole
20 small diameter step
21 Support ring
22 cylindrical part
23 Circle part
24, 24a, 24b sensors
25, 25a synthetic resin
26 permanent magnet
27 Stator
28 coils
29 harness
30, 30a First encoder
31, 31a Second encoder
32 Large diameter cylinder
33 Small diameter cylinder
34 Circle part
35 Encoder

Claims (2)

転がり軸受と、エンコーダと、複数のセンサと、制御器とを備え、
このうちの転がり軸受は、静止側周面に静止側軌道を有し、使用時にも回転しない静止輪と、この静止側周面と対向する回転側周面に回転側軌道を有し、使用時に回転する回転輪と、上記静止側軌道と上記回転側軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体とを備えたものであり、
上記エンコーダは、円周方向に関する特性を交互に且つ等間隔に変化させた円環状の被検出部を有するもので、上記回転輪の一部にこの回転輪と同心に固定されており、
上記各センサは、それぞれの検出部を上記被検出部の円周方向複数個所に対向させた状態で使用時にも回転しない部分に支持されており、且つ、上記被検出部のうち自己の検出部が対向する部分の特性の変化に対応して出力信号を変化させると共に、上記被検出部と自己の検出部との距離に対応して当該出力信号の強度を変化させるものであり、
上記制御器は、上記各センサのうちの少なくとも１個のセンサの出力信号に基づく演算を行なう事により上記静止輪に対する上記回転輪の回転速度を求めるものであり、且つ、上記制御器に予め記憶させた２種類の情報である、上記各センサの検出部と上記被検出部との間の距離と上記各センサの出力信号の強度との関係、及び、上記転がり軸受の無負荷運転状態での上記各センサの出力信号の強度と、上記２種類の情報とは別の、他の種類の情報である、上記転がり軸受の負荷運転状態での上記各センサの出力信号の強度とを利用して、上記転がり軸受が上記無負荷運転状態から上記負荷運転状態に移行した場合の、上記各センサの検出部と上記被検出部との間の距離の変化量を求めると共に、これら各距離の変化量に基づく演算を行なう事により、上記無負荷運転状態での上記静止輪と上記回転輪との互いの位置関係を基準として、上記負荷運転状態でのこれら静止輪と回転輪との相対変位の量及び方向を求めるものである、
状態検出装置付回転支持装置に於いて、
上記制御器に予め記憶させた２種類の情報としてそれぞれ、上記被検出部の各位相個所毎に成立する複数のものを用意し、上記各センサの検出部と上記被検出部との間の距離の変化量を求める際に、上記他の種類の情報として負荷運転状態での出力信号のうち現時刻に対応する位相個所の強度を利用すると共に、上記２種類の情報としてそれぞれ上記他の種類の情報と位相が一致するものを利用する事を特徴とする状態検出装置付回転支持装置。Including a rolling bearing, an encoder, a plurality of sensors, and a controller,
Of these, the rolling bearing has a stationary raceway on the stationary peripheral surface, and has a stationary wheel that does not rotate during use, and a rotating raceway on the rotating peripheral surface opposite to the stationary peripheral surface. A rotating wheel that rotates, and a plurality of rolling elements provided rotatably between the stationary track and the rotating track,
The encoder has an annular to-be-detected portion in which characteristics in the circumferential direction are alternately and equally changed, and is fixed to a part of the rotating wheel concentrically with the rotating wheel,
Each of the sensors is supported by a portion that does not rotate during use in a state where the respective detecting portions are opposed to a plurality of circumferential positions of the detected portion, and the own detecting portion of the detected portions. Changes the output signal corresponding to the change in the characteristic of the opposing portion, and changes the intensity of the output signal corresponding to the distance between the detected portion and its own detection portion,
The controller obtains a rotation speed of the rotating wheel with respect to the stationary wheel by performing a calculation based on an output signal of at least one of the sensors, and stores the rotation speed in advance in the controller. The relationship between the distance between the detection section of each sensor and the detected section, which is the two types of information, and the strength of the output signal of each sensor, and the rolling bearing in the no-load operation state. Utilizing the strength of the output signal of each sensor and the strength of the output signal of each sensor in a load operating state of the rolling bearing, which is another type of information different from the two types of information. When the rolling bearing shifts from the no-load operation state to the load operation state, the amount of change in the distance between the detection unit of each sensor and the detected part is determined, and the amount of change in each of these distances is determined. Perform operations based on Thus, based on the mutual positional relationship between the stationary wheel and the rotating wheel in the no-load operation state, the amount and direction of the relative displacement between the stationary wheel and the rotating wheel in the load operation state are determined. is there,
In the rotation support device with the state detection device,
As the two types of information stored in advance in the controller, a plurality of information that are established for each phase location of the detected part are prepared, and the distance between the detecting part of each sensor and the detected part is prepared. When determining the amount of change in the output signal in the load operating state, the intensity of the phase portion corresponding to the current time is used as the other type of information, and the other type of information is used as the two types of information. A rotation support device with a state detection device, characterized in that a rotation support device having a phase coincident with information is used. 転がり軸受と、エンコーダと、複数のセンサと、制御器とを備え、
このうちの転がり軸受は、静止側周面に静止側軌道を有し、使用時にも回転しない静止輪と、この静止側周面と対向する回転側周面に回転側軌道を有し、使用時に回転する回転輪と、上記静止側軌道と上記回転側軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体とを備えたものであり、
上記エンコーダは、円周方向に関する特性を交互に且つ等間隔に変化させた円環状の被検出部を有するもので、上記回転輪の一部にこの回転輪と同心に固定されており、
上記各センサは、それぞれの検出部を上記被検出部の円周方向複数個所に対向させた状態で使用時にも回転しない部分に支持されており、且つ、上記被検出部のうち自己の検出部が対向する部分の特性の変化に対応して出力信号を変化させると共に、上記被検出部と自己の検出部との距離に対応して当該出力信号の強度を変化させるものであり、
上記制御器は、上記各センサのうちの少なくとも１個のセンサの出力信号に基づく演算を行なう事により上記静止輪に対する上記回転輪の回転速度を求めるものであり、且つ、上記制御器に予め記憶させた２種類の情報である、上記各センサの検出部と上記被検出部との間の距離と上記各センサの出力信号の強度との関係、及び、上記転がり軸受の無負荷運転状態での上記各センサの出力信号の強度と、上記２種類の情報とは別の、他の種類の情報である、上記転がり軸受の負荷運転状態での上記各センサの出力信号の強度とを利用して、上記転がり軸受が上記無負荷運転状態から上記負荷運転状態に移行した場合の、上記各センサの検出部と上記被検出部との間の距離の変化量を求めると共に、これら各距離の変化量に基づく演算を行なう事により、上記無負荷運転状態での上記静止輪と上記回転輪との互いの位置関係を基準として、上記負荷運転状態でのこれら静止輪と回転輪との相対変位の量及び方向を求めるものである、
状態検出装置付回転支持装置に於いて、
上記制御器に予め記憶させた２種類の情報としてそれぞれ、上記各センサの出力信号の強度としてこの出力信号の少なくとも１周期分の全位相個所の強度の平均値を採用したものを用意し、上記各センサの検出部と上記被検出部との間の距離の変化量を求める際に、上記他の種類の情報として負荷運転状態での出力信号のうち現時刻に対応する位相個所の強度を利用すると共に上記２種類の情報を利用する事を特徴とする状態検出装置付回転支持装置。Including a rolling bearing, an encoder, a plurality of sensors, and a controller,
Of these, the rolling bearing has a stationary raceway on the stationary peripheral surface, and has a stationary wheel that does not rotate during use, and a rotating raceway on the rotating peripheral surface opposite to the stationary peripheral surface. A rotating wheel that rotates, and a plurality of rolling elements provided rotatably between the stationary track and the rotating track,
The encoder has an annular to-be-detected portion in which characteristics in the circumferential direction are alternately and equally changed, and is fixed to a part of the rotating wheel concentrically with the rotating wheel,
Each of the sensors is supported by a portion that does not rotate during use in a state where the respective detecting portions are opposed to a plurality of circumferential positions of the detected portion, and the own detecting portion of the detected portions. Changes the output signal corresponding to the change in the characteristic of the opposing portion, and changes the intensity of the output signal corresponding to the distance between the detected portion and its own detection portion,
The controller obtains a rotation speed of the rotating wheel with respect to the stationary wheel by performing a calculation based on an output signal of at least one of the sensors, and stores the rotation speed in advance in the controller. The relationship between the distance between the detection section of each sensor and the detected section, which is the two types of information, and the strength of the output signal of each sensor, and the rolling bearing in the no-load operation state. Utilizing the strength of the output signal of each sensor and the strength of the output signal of each sensor in a load operating state of the rolling bearing, which is another type of information different from the two types of information. When the rolling bearing shifts from the no-load operation state to the load operation state, the amount of change in the distance between the detection unit of each sensor and the detected part is determined, and the amount of change in each of these distances is determined. Perform operations based on Thus, based on the mutual positional relationship between the stationary wheel and the rotating wheel in the no-load operation state, the amount and direction of the relative displacement between the stationary wheel and the rotating wheel in the load operation state are determined. is there,
In the rotation support device with the state detection device,
As the two types of information stored in advance in the controller, those using the average value of the intensities of all the phase portions for at least one cycle of the output signal as the intensity of the output signal of each sensor are prepared. When calculating the amount of change in the distance between the detection unit of each sensor and the detected portion, the intensity of the phase portion corresponding to the current time in the output signal in the load operation state is used as the other type of information. And a rotation support device with a state detection device, wherein the two types of information are used.
JP2003117351A 2003-04-22 2003-04-22 Rotation support device with state detection device Pending JP2004325134A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003117351A JP2004325134A (en) 2003-04-22 2003-04-22 Rotation support device with state detection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003117351A JP2004325134A (en) 2003-04-22 2003-04-22 Rotation support device with state detection device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004325134A true JP2004325134A (en) 2004-11-18

Family

ID=33497264

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003117351A Pending JP2004325134A (en) 2003-04-22 2003-04-22 Rotation support device with state detection device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2004325134A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006226999A (en) * 2005-01-24 2006-08-31 Nsk Ltd Displacement measuring device and load measurement device for rolling bearing unit
JP2006275251A (en) * 2005-03-30 2006-10-12 Jtekt Corp Rolling bearing device with sensor
JP2007071641A (en) * 2005-09-06 2007-03-22 Nsk Ltd State quantity measuring apparatus
JP2007198992A (en) * 2006-01-30 2007-08-09 Nsk Ltd Load measurement device of rolling bearing unit
JP2012163412A (en) * 2011-02-04 2012-08-30 Nsk Ltd Physical quantity measurement instrument for rotating member
JP2013127390A (en) * 2011-12-19 2013-06-27 Nsk Ltd Rotary machine having physical quantity measurement function

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006226999A (en) * 2005-01-24 2006-08-31 Nsk Ltd Displacement measuring device and load measurement device for rolling bearing unit
JP2006275251A (en) * 2005-03-30 2006-10-12 Jtekt Corp Rolling bearing device with sensor
JP4525423B2 (en) * 2005-03-30 2010-08-18 株式会社ジェイテクト Rolling bearing device with sensor
JP2007071641A (en) * 2005-09-06 2007-03-22 Nsk Ltd State quantity measuring apparatus
JP2007198992A (en) * 2006-01-30 2007-08-09 Nsk Ltd Load measurement device of rolling bearing unit
JP2012163412A (en) * 2011-02-04 2012-08-30 Nsk Ltd Physical quantity measurement instrument for rotating member
JP2013127390A (en) * 2011-12-19 2013-06-27 Nsk Ltd Rotary machine having physical quantity measurement function

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3952881B2 (en) Rolling bearing unit for wheel support with load measuring device
JP3843577B2 (en) Rolling bearing unit with load detection device
JPH11194009A (en) Rolling bearing with rotational angle sensing device
JP2004325134A (en) Rotation support device with state detection device
JP2004084848A (en) Roller bearing device
JP2007303522A (en) Hub unit
JP2004333436A (en) Rotational speed detecting device and roller bearing with rotational speed detecting sensor
EP3059564A1 (en) Axial flux focusing small diameter low cost torque sensor
JP2602146Y2 (en) Rolling bearing with rotation detection device
JP2006090511A (en) Rolling bearing device with sensor
JP5007616B2 (en) State quantity measuring device for rolling bearing units
JP2008082483A (en) Rolling bearing unit with state quantity measuring device
JP4269669B2 (en) Load measuring device for rolling bearing units
JP5251802B2 (en) Physical quantity measuring device for rolling bearing units
KR102419301B1 (en) Absolute position detection device and detection method of rotating body
JP2004020548A (en) Rolling bearing with rotating condition detecting device
JP2005164253A (en) Load measuring instrument for rolling bearing unit
JP2009198427A (en) Rotational speed detector
JP2008064633A (en) Bearing device with sensor
JP3700291B2 (en) Rolling bearing unit with rotational speed detector
JP2004354101A (en) Encoder made of permanent magnet, rolling bearing unit having encoder made of permanent magnet, and rotation speed detector
JP2007085761A (en) Magnetization method and magnetizing apparatus for encoder
JP2838700B2 (en) Rolling bearing unit with built-in pulsar
JPH09203742A (en) Rolling bearing unit with revolving speed detecting device
JP2008224248A (en) Bearing device with sensor