JP2005091081A - Load measuring device for rolling bearing unit - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact and lightweight structure at a low cost, by which a value of load applied on a double row bearing unit is obtained accurately. <P>SOLUTION: An orbital speed value of rolling elements in the double rows is obtained by using a pair of sensors for detecting orbital speed 24a, 24b, and a rotation speed value of a turning wheel is obtained by using a sensor for detecting rotation speed 15a. The load applied on the double row bearing unit is obtained from the orbital speed value and the rotation speed value. Each of the above sensors 24a, 24b and 15a is mounted on a metal base substrate or an MID substrate 28 having a three-dimensional structure. As a result, these sensors 24a, 24b and 15a are easily positioned, and their harness is readily shared, thereby solving the above problem. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明に係る転がり軸受ユニットの荷重測定装置は、例えば自動車、鉄道車両、各種搬送車等の移動体の車輪を支持する為の転がり軸受ユニットの改良に関し、この転がり軸受ユニットに負荷される荷重(ラジアル荷重とアキシアル荷重との一方又は双方)を測定し、上記移動体の運行の安定性確保を図る為に利用する。   A load measuring device for a rolling bearing unit according to the present invention relates to an improvement of a rolling bearing unit for supporting wheels of a moving body such as an automobile, a railway vehicle, and various transport vehicles. One or both of radial load and axial load) is measured and used to ensure the stability of operation of the moving body.

例えば自動車の車輪は懸架装置に対し、複列アンギュラ型の転がり軸受ユニットにより回転自在に支持する。又、自動車の走行安定性を確保する為に、アンチロックブレーキシステム(ABS)やトラクションコントロールシステム(TCS)、更にはビークルスタビリティコントロールシステム(VSC)等の車両用走行安定装置が使用されている。この様な各種車両用走行安定装置を制御する為には、車輪の回転速度、車体に加わる各方向の加速度等の信号が必要になる。そして、より高度の制御を行なう為には、車輪を介して上記転がり軸受ユニットに加わる荷重(ラジアル荷重とアキシアル荷重との一方又は双方)の大きさを知る事が好ましい場合がある。   For example, an automobile wheel is rotatably supported by a double row angular rolling bearing unit with respect to a suspension device. In order to ensure the running stability of automobiles, vehicle running stabilizers such as an antilock brake system (ABS), a traction control system (TCS), and a vehicle stability control system (VSC) are used. . In order to control such various vehicle running stabilizers, signals such as the rotational speed of the wheels and the acceleration in each direction applied to the vehicle body are required. In order to perform higher-level control, it may be preferable to know the magnitude of a load (one or both of a radial load and an axial load) applied to the rolling bearing unit via the wheel.

この様な事情に鑑みて、特許文献1には、ラジアル荷重を測定自在な、荷重測定装置付転がり軸受ユニットが記載されている。この従来の第1例の荷重測定装置付転がり軸受ユニットは、ラジアル荷重を測定するもので、図20に示す様に構成している。懸架装置に支持される、静止輪であり外輪相当部材である外輪1の内径側に、車輪を結合固定する、回転輪であり内輪相当部材であるハブ2を支持している。このハブ2は、車輪を固定する為の回転側フランジ3をその外端部(車両への組み付け状態で幅方向外側となる端部)に有するハブ本体4と、このハブ本体4の内端部(車両への組み付け状態で幅方向中央側となる端部)に外嵌されてナット5により抑え付けられた内輪6とを備える。そして、上記外輪1の内周面に形成した、それぞれが静止側軌道である複列の外輪軌道7、7と、上記ハブ2の外周面に形成した、それぞれが回転側軌道である複列の内輪軌道8、8との間に、それぞれ複数個ずつの転動体9a、9bを配置して、上記外輪1の内径側での上記ハブ2の回転を自在としている。   In view of such circumstances, Patent Document 1 describes a rolling bearing unit with a load measuring device capable of measuring a radial load. This conventional rolling bearing unit with a load measuring device of the first example measures a radial load and is configured as shown in FIG. A hub 2, which is a rotating wheel and is an inner ring equivalent member, is fixed to the inner diameter side of the outer ring 1 that is a stationary wheel and is an outer ring equivalent member supported by the suspension device. The hub 2 includes a hub body 4 having a rotation-side flange 3 for fixing a wheel at an outer end thereof (an end on the outer side in the width direction when assembled to a vehicle), and an inner end of the hub body 4. And an inner ring 6 that is externally fitted to the end (on the widthwise center side in the assembled state in the vehicle) and held down by a nut 5. And the double row outer ring raceways 7 and 7 each formed on the inner peripheral surface of the outer ring 1 and each of which is a stationary side track, and the double row each formed on the outer peripheral surface of the hub 2 and each of which is a rotation side track. A plurality of rolling elements 9 a and 9 b are arranged between the inner ring raceways 8 and 8, respectively, so that the hub 2 can freely rotate on the inner diameter side of the outer ring 1.

上記外輪1の軸方向中間部で複列の外輪軌道7、7の間部分に、この外輪1を直径方向に貫通する取付孔10を、この外輪1の上端部にほぼ鉛直方向に形成している。そして、この取付孔10内に、荷重測定用のセンサである、円杆状(棒状)の変位センサ11を装着している。この変位センサ11は非接触式で、先端面(下端面)に設けた検出面は、ハブ2の軸方向中間部に外嵌固定したセンサリング12の外周面に近接対向させている。上記変位センサ11は、上記検出面と上記センサリング12の外周面との距離が変化した場合に、その変化量に対応した信号を出力する。   A mounting hole 10 that diametrically penetrates the outer ring 1 is formed in a substantially vertical direction at an upper end portion of the outer ring 1 in a portion between the double row outer ring raceways 7 and 7 at an intermediate portion in the axial direction of the outer ring 1. Yes. In the mounting hole 10, a circular (rod-shaped) displacement sensor 11, which is a load measuring sensor, is mounted. This displacement sensor 11 is a non-contact type, and the detection surface provided on the front end surface (lower end surface) is closely opposed to the outer peripheral surface of the sensor ring 12 fitted and fixed to the intermediate portion in the axial direction of the hub 2. When the distance between the detection surface and the outer peripheral surface of the sensor ring 12 changes, the displacement sensor 11 outputs a signal corresponding to the amount of change.

上述の様に構成する従来の荷重測定装置付転がり軸受ユニットの場合には、上記変位センサ11の検出信号に基づいて、転がり軸受ユニットに加わる荷重を求める事ができる。即ち、車両の懸架装置に支持した上記外輪1は、この車両の重量により下方に押されるのに対して、車輪を支持固定したハブ2は、そのままの位置に止まろうとする。この為、上記重量が嵩む程、上記外輪1やハブ2、並びに転動体9a、9bの弾性変形に基づいて、これら外輪1の中心とハブ2の中心とのずれが大きくなる。そして、この外輪1の上端部に設けた、上記変位センサ11の検出面と上記センサリング12の外周面との距離は、上記重量が嵩む程短くなる。そこで、上記変位センサ11の検出信号を制御器に送れば、予め実験等により求めた関係式或はマップ等から、当該変位センサ11を組み込んだ転がり軸受ユニットに加わるラジアル荷重を求める事ができる。この様にして求めた、各転がり軸受ユニットに加わる荷重に基づいて、ABSを適正に制御する他、積載状態の不良を運転者に知らせる。   In the case of the conventional rolling bearing unit with a load measuring device configured as described above, the load applied to the rolling bearing unit can be obtained based on the detection signal of the displacement sensor 11. That is, the outer ring 1 supported by the vehicle suspension device is pushed downward by the weight of the vehicle, whereas the hub 2 supporting and fixing the wheel tends to stop at the same position. For this reason, the greater the weight, the greater the deviation between the center of the outer ring 1 and the center of the hub 2 based on the elastic deformation of the outer ring 1, the hub 2, and the rolling elements 9a, 9b. The distance between the detection surface of the displacement sensor 11 and the outer peripheral surface of the sensor ring 12 provided at the upper end of the outer ring 1 becomes shorter as the weight increases. Therefore, if the detection signal of the displacement sensor 11 is sent to the controller, the radial load applied to the rolling bearing unit in which the displacement sensor 11 is incorporated can be obtained from a relational expression or a map obtained beforehand through experiments or the like. Based on the load applied to each rolling bearing unit thus obtained, the ABS is appropriately controlled and the driver is informed of the poor loading state.

尚、図20に示した従来構造は、上記転がり軸受ユニットに加わる荷重に加えて、上記ハブ2の回転速度も検出自在としている。この為に、前記内輪6の内端部にセンサロータ13を外嵌固定すると共に、上記外輪1の内端開口部に被着したカバー14に回転速度検出用センサ15を支持している。そして、この回転速度検出用センサ15の検知部を、上記センサロータ13の被検出部に、検出隙間を介して対向させている。   In the conventional structure shown in FIG. 20, in addition to the load applied to the rolling bearing unit, the rotational speed of the hub 2 can also be detected. For this purpose, the sensor rotor 13 is fitted and fixed to the inner end portion of the inner ring 6, and the rotational speed detection sensor 15 is supported by a cover 14 attached to the inner end opening of the outer ring 1. The detection portion of the rotational speed detection sensor 15 is opposed to the detection portion of the sensor rotor 13 via a detection gap.

上述の様な回転速度検出装置を組み込んだ転がり軸受ユニットの使用時、車輪を固定したハブ2と共に上記センサロータ13が回転し、このセンサロータ13の被検知部が上記回転速度検出用センサ15の検知部の近傍を走行すると、この回転速度検出用センサ15の出力が変化する。この様にして回転速度検出用センサ15の出力が変化する周波数は、上記車輪の回転数に比例する。従って、この回転速度検出用センサ15の出力信号を図示しない制御器に送れば、ABSやTCSを適切に制御できる。   When the rolling bearing unit incorporating the rotational speed detection device as described above is used, the sensor rotor 13 rotates together with the hub 2 to which the wheel is fixed, and the detected portion of the sensor rotor 13 is connected to the rotational speed detection sensor 15. When traveling in the vicinity of the detection unit, the output of the rotational speed detection sensor 15 changes. The frequency at which the output of the rotational speed detection sensor 15 changes in this way is proportional to the rotational speed of the wheel. Therefore, if the output signal of the rotational speed detection sensor 15 is sent to a controller (not shown), ABS and TCS can be controlled appropriately.

上述の様な従来構造の第1例の荷重測定装置付転がり軸受ユニットは、転がり軸受ユニットに加わるラジアル荷重を測定する為のものであるが、転がり軸受ユニットに加わるアキシアル荷重を測定する構造も、特許文献2等に記載されて、従来から知られている。図21は、この特許文献2に記載された、アキシアル荷重を測定する為の荷重測定装置付転がり軸受ユニットを示している。この従来構造の第2例の場合、回転輪であるハブ2aの外端部外周面に、車輪を支持する為の回転側フランジ3aを固設している。又、静止輪である外輪1aの外周面に、この外輪1aを懸架装置を構成するナックル16に支持固定する為の、固定側フランジ17を固設している。そして、上記外輪1aの内周面に形成した複列の外輪軌道7、7と、上記ハブ2aの外周面に形成した複列の内輪軌道8、8との間に、それぞれ複数個ずつの転動体9a、9bを転動自在に設ける事により、上記外輪1aの内径側に上記ハブ2aを回転自在に支持している。   The rolling bearing unit with a load measuring device of the first example of the conventional structure as described above is for measuring the radial load applied to the rolling bearing unit, but the structure for measuring the axial load applied to the rolling bearing unit is also, It is described in Patent Document 2 and the like and has been conventionally known. FIG. 21 shows a rolling bearing unit with a load measuring device described in Patent Document 2 for measuring an axial load. In the case of the second example of the conventional structure, the rotation side flange 3a for supporting the wheel is fixed to the outer peripheral surface of the outer end portion of the hub 2a which is a rotating wheel. In addition, a fixed-side flange 17 for fixing the outer ring 1a to the knuckle 16 constituting the suspension device is fixed to the outer peripheral surface of the outer ring 1a which is a stationary wheel. A plurality of rolling rings are respectively provided between the double row outer ring raceways 7 and 7 formed on the inner peripheral surface of the outer ring 1a and the double row inner ring raceways 8 and 8 formed on the outer peripheral surface of the hub 2a. By providing the moving bodies 9a and 9b so as to be able to roll, the hub 2a is rotatably supported on the inner diameter side of the outer ring 1a.

更に、上記固定側フランジ17の内側面複数個所で、この固定側フランジ17を上記ナックル16に結合する為のボルト18を螺合する為のねじ孔19を囲む部分に、それぞれ荷重センサ20を添設している。上記外輪1aを上記ナックル16に支持固定した状態でこれら各荷重センサ20は、このナックル16の外側面と上記固定側フランジ17の内側面との間で挟持される。   Further, a load sensor 20 is attached to a part surrounding the screw hole 19 for screwing the bolt 18 for connecting the fixed side flange 17 to the knuckle 16 at a plurality of positions on the inner side surface of the fixed side flange 17. Has been established. Each load sensor 20 is sandwiched between the outer side surface of the knuckle 16 and the inner side surface of the fixed-side flange 17 in a state where the outer ring 1 a is supported and fixed to the knuckle 16.

この様な従来構造の第2例の転がり軸受ユニットの荷重測定装置の場合、図示しない車輪と上記ナックル16との間にアキシアル荷重が加わると、上記ナックル16の外側面と上記固定側フランジ17の内側面とが、上記各荷重センサ20を、軸方向両面から強く押し付け合う。従って、これら各荷重センサ20の測定値を合計する事で、上記車輪と上記ナックル16との間に加わるアキシアル荷重を求める事ができる。又、図示はしないが、特許文献3には、一部の剛性を低くした外輪相当部材の振動周波数から転動体の公転速度を求め、更に、転がり軸受に加わるアキシアル荷重を測定する方法が記載されている。   In the case of the load measuring device of the rolling bearing unit of the second example having such a conventional structure, when an axial load is applied between a wheel (not shown) and the knuckle 16, the outer surface of the knuckle 16 and the fixed side flange 17 The inner surface strongly presses the load sensors 20 from both sides in the axial direction. Therefore, the axial load applied between the wheel and the knuckle 16 can be obtained by summing up the measured values of the load sensors 20. Although not shown, Patent Document 3 describes a method of obtaining the revolution speed of the rolling element from the vibration frequency of a member corresponding to an outer ring having a reduced rigidity, and measuring the axial load applied to the rolling bearing. ing.

前述の図20に示した従来構造の第1例の場合、変位センサ11により、外輪1とハブ2との径方向に関する変位を測定する事で、転がり軸受ユニットに加わる荷重を測定する。但し、この径方向に関する変位量は僅かである為、この荷重を精度良く求める為には、上記変位センサ11として、高精度のものを使用する必要がある。高精度の非接触式センサは高価である為、荷重測定装置付転がり軸受ユニット全体としてコストが嵩む事が避けられない。   In the case of the first example of the conventional structure shown in FIG. 20 described above, the displacement applied to the rolling bearing unit is measured by measuring the displacement in the radial direction between the outer ring 1 and the hub 2 by the displacement sensor 11. However, since the displacement amount in the radial direction is small, it is necessary to use a highly accurate displacement sensor 11 in order to obtain this load with high accuracy. Since high-precision non-contact sensors are expensive, it is inevitable that the cost of the entire rolling bearing unit with a load measuring device increases.

又、上述の図21に示した従来構造の第2例の場合、ナックル16に対し外輪1aを支持固定する為のボルト18と同数だけ、荷重センサ20を設ける必要がある。この為、荷重センサ20自体が高価である事と相まって、転がり軸受ユニットの荷重測定装置全体としてのコストが相当に嵩む事が避けられない。又、特許文献3に記載された方法は、外輪相当部材の一部の剛性を低くする必要があり、この外輪相当部材の耐久性確保が難しくなる可能性がある。   In the case of the second example of the conventional structure shown in FIG. 21 described above, it is necessary to provide the same number of load sensors 20 as the bolts 18 for supporting and fixing the outer ring 1a to the knuckle 16. For this reason, coupled with the fact that the load sensor 20 itself is expensive, it is inevitable that the cost of the entire load measuring device of the rolling bearing unit is considerably increased. Further, the method described in Patent Document 3 requires that the rigidity of a part of the outer ring equivalent member be lowered, and it may be difficult to ensure the durability of the outer ring equivalent member.

この様な事情に鑑みて本発明者等は先に、複列アンギュラ型玉軸受である転がり軸受ユニットを構成する1対の列の転動体(玉)の公転速度に基づいて、この転がり軸受ユニットに加わるラジアル荷重又はアキシアル荷重を測定する、転がり軸受ユニットの荷重測定装置に関する発明を行なった(特願2003−171715号、172483号)。この先発明の転がり軸受ユニットの荷重測定装置の場合、上記各列の転動体の公転速度を求めるのに、これら各列の転動体を保持した保持器の回転速度を検出する事が、この公転速度を高分解能で求める面から有効である。   In view of such circumstances, the present inventors have previously described this rolling bearing unit based on the revolution speed of a pair of rolling elements (balls) constituting a rolling bearing unit which is a double row angular ball bearing. An invention relating to a load measuring device for a rolling bearing unit that measures a radial load or an axial load applied to the bearing is performed (Japanese Patent Application Nos. 2003-171715 and 172483). In the case of the load measuring device of the rolling bearing unit according to the present invention, in order to obtain the revolution speed of the rolling elements in each row, it is possible to detect the rotation speed of the cage holding the rolling elements in each row. Is effective in terms of obtaining high resolution.

上記先発明の転がり軸受ユニットの荷重測定装置を実施する場合には、複数の速度検出用センサの出力信号の取り出しを効率良く行なう構造の実現が望まれる。即ち、上記各列の転動体の公転速度に基づいて転がり軸受ユニットに加わるラジアル荷重又はアキシアル荷重を測定する為には、少なくとも(回転輪の回転速度が一定の場合でも)速度検出用センサが2個必要になる。更に、回転輪の回転速度が変動する場合に、この変動に拘らず上記各荷重を測定する為には、この回転輪の回転速度を測定する為の速度検出用センサを含めて、合計3個の速度検出用センサが必要になる。しかも、これら各速度検出用センサの検出面の方向は互いに異なる。   When the load measuring device for a rolling bearing unit according to the above invention is implemented, it is desired to realize a structure that efficiently extracts output signals from a plurality of speed detection sensors. That is, in order to measure the radial load or the axial load applied to the rolling bearing unit based on the revolution speed of the rolling elements in each row, at least (even when the rotation speed of the rotating wheel is constant) at least two speed detection sensors are used. I need one. Further, when the rotational speed of the rotating wheel fluctuates, a total of three sensors including a speed detection sensor for measuring the rotational speed of the rotating wheel are required to measure the loads regardless of the fluctuation. Speed detection sensors are required. Moreover, the directions of the detection surfaces of these speed detection sensors are different from each other.

この様に検出面の方向が互いに異なる複数の速度検出用センサを一般的なプリント基板に実装する場合には、各速度検出用センサ毎に別々のプリント基板を使用する必要が生じる。限られた設置スペース内に複数のプリント基板を、それぞれの設置位置及び設置方向を適切に規制しつつ組み付ける事は、不可能ではないにしても面倒であり、改良が望まれる。又、プリント基板を使用しないで複数の速度検出用センサを設置する事も可能ではあるが、これら各速度検出用センサの信号取り出し用、或はこれら各速度検出用センサへの電源供給用のハーネスと、これら各速度検出用センサの端子(リード)との接合部(ハンダ付部)の信頼性確保が難しくなる。更に、プリント基板の使用の有無に拘らず、上記各速度検出用センサを別々に設置すると、電源線を(3本線の場合は接地も)これら各速度検出用センサ同士の間で共通にして、ハーネスの使用本数を少なく抑える事は、スペース上困難になる。しかも、上記各速度検出用センサの位置決めを、これら各速度検出用センサ毎に複数回(速度検出用センサの数と同じ回数分)行なわなければならず、これら各速度検出用センサを組み込んだセンサユニットの組立作業が面倒になり、このセンサユニットの製造コストが嵩む。   In this manner, when a plurality of speed detection sensors having different detection surface directions are mounted on a general printed circuit board, it is necessary to use a separate printed circuit board for each speed detection sensor. It is troublesome if not impossible to assemble a plurality of printed circuit boards in a limited installation space while appropriately restricting their installation positions and installation directions, and improvements are desired. Although it is possible to install a plurality of speed detection sensors without using a printed circuit board, a harness for extracting signals from these speed detection sensors or supplying power to these speed detection sensors And it becomes difficult to ensure the reliability of the joint portion (soldered portion) with the terminal (lead) of each speed detection sensor. Furthermore, regardless of whether or not a printed circuit board is used, if each of the speed detection sensors is installed separately, the power line is shared between these speed detection sensors (and grounding in the case of three wires) It is difficult to reduce the number of harnesses used in terms of space. In addition, each of the speed detection sensors must be positioned a plurality of times (the same number of times as the number of speed detection sensors) for each of these speed detection sensors. The assembly work of the unit becomes troublesome, and the manufacturing cost of the sensor unit increases.

特開2001−21577号公報JP 2001-21577 A 特開平3−209016号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-209016 特公昭62−3365号公報Japanese Patent Publication No.62-3365

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、低コストで構成できて、耐久性や設置スペースに問題を生じる事がなく、しかも転がり軸受ユニットに加わる荷重を測定できる、転がり軸受ユニットの荷重測定装置を実現するものである。   In view of the circumstances as described above, the present invention can be configured at low cost, does not cause problems in durability and installation space, and can measure the load applied to the rolling bearing unit. The device is realized.

本発明の転がり軸受ユニットの荷重測定装置は、静止輪と、回転輪と、複数個の転動体と、1対の公転速度検出用センサと、演算器とを備える。
このうちの静止輪は、使用時にも回転しない。
又、上記回転輪は、上記静止輪と同心に配置されて、使用時に回転する。
又、上記各転動体は、上記静止輪と回転輪との互いに対向する部分にそれぞれ1対ずつ形成された静止側軌道と回転側軌道との間にそれぞれ複数個ずつ、1対の列同士の間で接触角の方向を互いに逆にして転動自在に設けられている。
又、上記各公転速度検出用センサは、上記各列の転動体の公転速度をそれぞれ検出する。
更に、上記演算器は、上記各公転速度検出用センサから送り込まれる検出信号に基づいて、上記静止輪と上記回転輪との間に加わる荷重を算出する。
そして、上記1対の公転速度検出用センサを実装する為のプリント基板が、互いに間隔をあけて配置された1対の基板部同士を連結部により互いに連結して一体とした、三次元構造を有するプリント基板である。
The load measuring device for a rolling bearing unit according to the present invention includes a stationary wheel, a rotating wheel, a plurality of rolling elements, a pair of revolution speed detection sensors, and a calculator.
Of these, the stationary wheels do not rotate during use.
The rotating wheel is arranged concentrically with the stationary wheel and rotates when in use.
In addition, each of the rolling elements includes a pair of rows between a stationary-side track and a rotating-side track, each of which is formed in a pair of portions of the stationary wheel and the rotating wheel facing each other. It is provided so as to be able to roll with the direction of the contact angle reversed between each other.
The revolution speed detection sensors detect the revolution speeds of the rolling elements in each row.
Further, the computing unit calculates a load applied between the stationary wheel and the rotating wheel based on a detection signal sent from each revolution speed detection sensor.
A printed circuit board for mounting the pair of revolution speed detection sensors has a three-dimensional structure in which a pair of board parts arranged at a distance from each other are connected together by a connecting part. A printed circuit board.

上述の様に構成する本発明の転がり軸受ユニットの荷重測定装置は、接触角の方向が互いに異なる1対の列の転動体の公転速度をそれぞれ検出する事により、上記転がり軸受ユニットに負荷される荷重を測定できる。即ち、複列アンギュラ型の玉軸受の如き転がり軸受ユニットに荷重が負荷されると、転動体(玉)の接触角が変化し、この転動体の公転速度が変化する。そこで、この公転速度を、保持器の回転速度として検出すれば、静止輪と回転輪との間に作用する荷重を求められる。
更に、本発明の転がり軸受ユニットの荷重測定装置は、1対の公転速度検出用センサを含む複数の速度検出用センサを、三次元構造を有する一体型のプリント基板に実装しているので、これら各速度検出用センサの組み付け作業の容易化と、これら各速度検出用センサの組み付け部分の信頼性向上と、ハーネスの低減による重量並びにコストの低減とを図れる。
The load measuring device of the rolling bearing unit of the present invention configured as described above is loaded on the rolling bearing unit by detecting the revolution speeds of a pair of rolling elements with different contact angle directions. The load can be measured. That is, when a load is applied to a rolling bearing unit such as a double-row angular ball bearing, the contact angle of the rolling elements (balls) changes, and the revolution speed of the rolling elements changes. Therefore, if this revolution speed is detected as the rotational speed of the cage, a load acting between the stationary wheel and the rotating wheel can be obtained.
Furthermore, since the load measuring device of the rolling bearing unit of the present invention has a plurality of speed detection sensors including a pair of revolution speed detection sensors mounted on an integrated printed board having a three-dimensional structure, The assembly work of each speed detection sensor can be facilitated, the reliability of the assembly part of each speed detection sensor can be improved, and the weight and cost can be reduced by reducing the harness.

本発明を実施する場合に好ましくは、請求項2に記載した様に、三次元構造のプリント基板として、MID(Molded Interconnection Device )基板と金属ベース基板とのうちから選択されたものを使用する。
MID基板とは、合成樹脂等の絶縁材製の射出成形品の表面に、電気線路及び電極を形成した三次元電気回路である。この様なMID基板は、従来の二次元回路を多層化したものとは異なり、成形品と電気回路とを一体化したものであり、この電気回路の配置を所望通りにできる等、自由度の大きい製品設計が可能である。従って、MID基板に1対の公転速度検出用センサを実装すれば、これら両公転速度検出用センサの組み付け作業、ハーネスとの接続作業が容易になる他、これら両公転速度検出用センサ同士の間でのハーネスの共通化も容易に行なえる。
When the present invention is implemented, preferably, a printed circuit board having a three-dimensional structure is selected from a MID (Molded Interconnection Device) board and a metal base board.
The MID substrate is a three-dimensional electric circuit in which electric lines and electrodes are formed on the surface of an injection molded product made of an insulating material such as synthetic resin. Such a MID substrate is different from the conventional multilayered two-dimensional circuit in that the molded product and the electric circuit are integrated, and the arrangement of the electric circuit can be made as desired. Large product design is possible. Therefore, if a pair of revolution speed detection sensors are mounted on the MID board, the assembly work of these revolution speed detection sensors and the connection work with the harness can be facilitated, and between these revolution speed detection sensors. The harness can be easily shared.

又、金属ベース基板は、鋼板等の金属板の表面に絶縁層を設け、この絶縁層の表面に電気線路及び電極を形成したものである。この様な金属ベース基板は、加工性が良好で、折り曲げ等の機械加工を施す事により、立体配線板(3次元基板)として使用できる。従って、上記MID基板と同様に、電気回路の配置を所望通りにできる等、自由度の大きい製品設計が可能であり、MID基板を使用した場合と同様に、両公転速度検出用センサの組み付け作業、ハーネスとの接続作業が容易になる他、これら両公転速度検出用センサ同士の間でのハーネスの共通化も容易に行なえる。しかも、上記金属ベース基板の場合は、熱伝導性が良好である為、電子部品の発熱による昇温を抑える事ができる。又、上記各公転速度検出用センサが、磁気変化に基づいて両列の転動体の公転速度を検出するものである場合、金属ベース基板を使用する事により、これら両列同士の間で磁気の干渉が生じる事を防止(電磁シールド性を確保)して、上記公転速度検出に関する信頼性の向上を図れる。金属ベース基板の材料は、亜鉛メッキ鋼板等の鉄系金属、アルミニウム、銅、ステンレス鋼等の何れも採用可能である。但し、磁気検知式の公転速度検出用センサを使用する場合には、上記磁気の干渉防止の面から、亜鉛メッキ鋼板等の鉄系金属製の基板を使用する事が好ましい。   The metal base substrate is obtained by providing an insulating layer on the surface of a metal plate such as a steel plate, and forming an electric line and electrodes on the surface of the insulating layer. Such a metal base substrate has good workability and can be used as a three-dimensional wiring board (three-dimensional substrate) by performing mechanical processing such as bending. Therefore, similar to the above MID board, it is possible to design a product with a high degree of freedom, such as arranging the electrical circuit as desired, and assembling the sensors for detecting both revolution speeds as in the case of using the MID board. In addition to facilitating the connection work with the harness, the harness can be easily shared between the two revolution speed detection sensors. Moreover, in the case of the metal base substrate, since the thermal conductivity is good, the temperature rise due to heat generation of the electronic component can be suppressed. In addition, when each of the revolution speed detection sensors detects the revolution speed of the rolling elements in both rows based on the magnetic change, a magnetic base plate is used so that the magnetic force between these rows can be reduced. It is possible to prevent the occurrence of interference (ensure electromagnetic shielding properties) and improve the reliability related to the revolution speed detection. As the material of the metal base substrate, any of ferrous metals such as galvanized steel sheets, aluminum, copper, and stainless steel can be adopted. However, when a magnetic detection type revolution speed detection sensor is used, it is preferable to use a ferrous metal substrate such as a galvanized steel sheet from the aspect of preventing the magnetic interference.

又、好ましくは、請求項3に記載した様に、三次元構造のプリント基板が、連結部により1対の基板部の一端縁同士を連結する事で全体をコ字形としたものを、或は請求項4に記載した様に、連結部により1対の基板部の一端縁同士を連結すると共に、第二の連結部によりこれら1対の基板部の他端縁乃至中間部同士を連結する事で全体若しくはその一部をロ字形としたものを使用する。
この様な形状を採用すれば、1対の転動体の列同士の間に配置した1対の公転速度検出用センサを効率良く配置できる。又、ロ字形の構造にすれば、プリント基板の剛性を高くして、このプリント基板に実装した、1対の公転速度検出用センサの組み付け位置に関する精度を、より向上させる事ができる。
Preferably, as described in claim 3, the printed circuit board having a three-dimensional structure has a U-shape as a whole by connecting one end edges of a pair of substrate parts by a connecting part, or As described in claim 4, one end edges of the pair of substrate portions are connected by the connecting portion, and the other end edges or intermediate portions of the pair of substrate portions are connected by the second connecting portion. Use the whole or part of it in a square shape.
By adopting such a shape, it is possible to efficiently arrange a pair of revolution speed detection sensors arranged between a pair of rolling elements. In addition, if the structure has a square shape, the rigidity of the printed circuit board can be increased, and the accuracy of the assembly position of the pair of revolution speed detection sensors mounted on the printed circuit board can be further improved.

又、好ましくは、請求項5に記載した様に、静止輪と回転輪とのうちの一方の軌道輪を外輪相当部材とし、他方の軌道輪を内輪相当部材とし、各転動体を玉とする。そして、それぞれ特性を円周方向に関して交互に変化させた1対の公転速度検出用エンコーダを、上記各玉を保持した1対の保持器の互いに対向する側面に、これら各保持器と同心に支持固定する。又、1対の公転速度検出用センサを、上記1対の公転速度検出用エンコーダ同士の間に配置して、これら両公転速度検出用センサの検出部を、上記各公転速度検出用エンコーダの互いに対向する側面に対向させる。更に、上記内輪相当部材の外周面に形成された複列アンギュラ型の内輪軌道と上記外輪相当部材の内周面に形成された複列アンギュラ型の外輪軌道との間にそれぞれ複数個ずつ設けられた玉に、背面組み合わせ型の接触角を付与する。
この様に構成すれば、1対の公転速度検出用センサの配置を効率良く行なって、転がり軸受ユニットの荷重測定装置全体としてのコンパクト化を図れる。
Preferably, as described in claim 5, one of the stationary ring and the rotating ring is an outer ring equivalent member, the other race ring is an inner ring equivalent member, and each rolling element is a ball. . Then, a pair of revolution speed detecting encoders whose characteristics are alternately changed in the circumferential direction are supported concentrically with the respective opposing side surfaces of the pair of cages holding the balls. Fix it. In addition, a pair of revolution speed detection sensors are arranged between the pair of revolution speed detection encoders, and the detection sections of the two revolution speed detection sensors are connected to each other. Opposite side faces. In addition, a plurality of rows of angular contact inner ring raceways formed on the outer peripheral surface of the inner ring equivalent member and a plurality of rows of angular contact outer ring raceways formed on the inner peripheral surface of the outer ring equivalent member are provided. A contact angle of the back combination type is given to the ball.
With this configuration, it is possible to efficiently arrange the pair of revolution speed detection sensors and to make the entire load measuring device of the rolling bearing unit compact.

又、好ましくは、請求項6に記載した様に、演算器は、一方の列の転動体の公転速度と他方の列の公転速度との比に基づいて上記静止輪と上記回転輪との間に加わるアキシアル荷重を算出する。
この様に構成すれば、転がり軸受ユニットに加わるアキシアル荷重を求められる。
又、好ましくは、請求項7、8に記載した様に、三次元構造を有するプリント基板の連結部に回転速度検出用センサを設置し、この回転速度検出用センサの検出部を、回転輪の中間部に嵌合固定された回転速度検出用エンコーダの被検出面に対向させて、この回転輪の回転速度を検出自在とする。
そして、演算器は、一方の列の転動体の公転速度と他方の列の転動体の公転速度との和と、上記回転輪の回転速度との比に基づいて、上記静止輪と上記回転輪との間に加わるラジアル荷重を算出する(請求項7に記載した発明の場合)か、一方の列の転動体の公転速度と他方の列の転動体の公転速度との差と、上記回転輪の回転速度との比に基づいて、上記静止輪と上記回転輪との間に加わるアキシアル荷重を算出する(請求項8に記載した発明の場合)。
この様に構成すれば、上記回転輪の回転速度の変動に拘らず、転がり軸受ユニットに加わる荷重(ラジアル荷重及びスラスト荷重)を、正確に求められる。
Preferably, as described in claim 6, the computing unit is arranged between the stationary wheel and the rotating wheel based on the ratio of the revolution speed of the rolling element of one row and the revolution speed of the other row. The axial load applied to is calculated.
If comprised in this way, the axial load added to a rolling bearing unit is calculated | required.
Preferably, as described in claims 7 and 8, a rotational speed detection sensor is installed at a connection portion of the printed circuit board having a three-dimensional structure, and the detection portion of the rotational speed detection sensor is connected to the rotating wheel. The rotational speed of the rotating wheel is made freely detectable by being opposed to the detection surface of the rotational speed detecting encoder fitted and fixed to the intermediate portion.
Then, the computing unit is configured to calculate the stationary wheel and the rotating wheel based on a ratio between the revolution speed of the rolling elements in one row and the revolution speed of the rolling elements in the other row and the rotational speed of the rotating wheels. Or the difference between the revolution speed of the rolling elements in one row and the revolution speed of the rolling elements in the other row, and the rotating wheel The axial load applied between the stationary wheel and the rotating wheel is calculated on the basis of the ratio to the rotational speed of (in the case of the invention described in claim 8).
If comprised in this way, the load (radial load and thrust load) applied to a rolling bearing unit can be calculated | required correctly irrespective of the fluctuation | variation of the rotational speed of the said rotating wheel.

更に、好ましくは、請求項9に記載した様に、複数の速度検出用センサの出力信号を合成して1本のハーネスに送り込む加算回路と、この1本のハーネスを通じて送られて来る信号を分離して上記各速度検出用センサの出力信号を取り出す分離回路とを備える。
この様に構成すれば、1対の公転速度検出用センサを含めた複数の速度検出用センサを使用するにも拘らず、ハーネスの使用本数を、各速度検出用センサ毎に必要とするハーネスの合計本数よりも少なく抑えられる。この為、転がり軸受ユニットの荷重測定装置の組手作業の容易化、重量並びに製造コストの低減を図れる。
Further, preferably, as described in claim 9, an adder circuit that synthesizes output signals of a plurality of speed detection sensors and sends them to one harness and a signal sent through the one harness are separated. And a separation circuit for extracting the output signal of each of the speed detection sensors.
With this configuration, despite the use of a plurality of speed detection sensors including a pair of revolution speed detection sensors, the number of harnesses used can be determined for each speed detection sensor. Less than the total number. For this reason, the assembly work of the load measuring device of the rolling bearing unit can be facilitated, and the weight and manufacturing cost can be reduced.

図1〜9は、本発明の実施例を示している。本実施例は、自動車の従動輪(FR車、RR車、MD車の前輪、FF車の後輪)を支持する為の転がり軸受ユニットに加わる荷重(ラジアル荷重及びアキシアル荷重)を測定する為の転がり軸受ユニットの荷重測定装置に本発明を適用した場合に就いて示している。この転がり軸受ユニット自体の構成及び作用は、前述の図20に示した従来構造と同様であるから、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。   1 to 9 show an embodiment of the present invention. In this embodiment, the load (radial load and axial load) applied to the rolling bearing unit for supporting the driven wheel of the automobile (the front wheel of the FR car, the RR car, the MD car, the rear wheel of the FF car) is measured. A case where the present invention is applied to a load measuring device of a rolling bearing unit is shown. Since the configuration and operation of the rolling bearing unit itself are the same as those of the conventional structure shown in FIG. 20, the same reference numerals are given to the same parts, and the redundant description is omitted or simplified. The description will focus on the characteristic part.

回転輪であり内輪相当部材であるハブ2の外周面に形成した、それぞれが回転側軌道である複列アンギュラ型の内輪軌道8、8と、静止輪であり外輪相当部材である外輪1の内周面に形成した、それぞれが静止側軌道である複列アンギュラ型の外輪軌道7、7との間に、それぞれ転動体(玉)9a、9bを複列(2列)に分けて、各列毎にそれぞれ複数個ずつ、保持器21a、21bにより保持した状態で転動自在に設ける事により、上記外輪1の内径側に上記ハブ2を、回転自在に支持している。この状態で上記各列の転動体9a、9bには、互いに逆方向で、且つ、同じ大きさの接触角αa 、αb (図2)が付与されて、背面組み合わせ型の、複列アンギュラ型玉軸受を構成する。上記各列の転動体9a、9bには、使用時に加わるアキシアル荷重によって喪失する事がない程度に十分な予圧を付与している。この様な転がり軸受ユニットの使用時には、上記外輪1を懸架装置に支持固定し、上記ハブ2の回転側フランジ3に制動用のディスクと車輪のホイールとを支持固定する。 An inner surface of a double-row angular type inner ring raceway 8, 8 formed on the outer peripheral surface of the hub 2, which is a rotating wheel and an inner ring equivalent member, respectively, and an outer ring 1 which is a stationary wheel and an outer ring equivalent member. The rolling elements (balls) 9a and 9b are divided into double rows (2 rows) between the double row angular outer ring raceways 7 and 7, each of which is a stationary side raceway. The hub 2 is rotatably supported on the inner diameter side of the outer ring 1 by providing a plurality of rolls while being held by the cages 21a and 21b. In this state, the rolling elements 9a and 9b in each row are provided with contact angles α a and α b (FIG. 2) in the opposite directions and the same magnitude, so that the double-row angular contact of the rear combination type Configures a ball bearing. Sufficient preload is applied to the rolling elements 9a and 9b in each row so as not to be lost due to an axial load applied during use. When such a rolling bearing unit is used, the outer ring 1 is supported and fixed to a suspension device, and a braking disk and a wheel of a wheel are supported and fixed to the rotation side flange 3 of the hub 2.

上述の様な転がり軸受ユニットを構成する上記外輪1の軸方向中間部で上記複列の外輪軌道7、7の間部分に取付孔10aを、この外輪1を径方向に貫通する状態で形成している。そして、この取付孔10aにセンサユニット22を、上記外輪1の径方向外方から内方に挿通し、このセンサユニット22の先端部に設けた検出部23を、上記外輪1の内周面から突出させている。この検出部23には、1対の公転速度検出用センサ24a、24bと、1個の回転速度検出用センサ15aとを設けている。   A mounting hole 10a is formed in the axially intermediate portion of the outer ring 1 constituting the rolling bearing unit as described above between the double row outer ring raceways 7 and 7 so as to penetrate the outer ring 1 in the radial direction. ing. Then, the sensor unit 22 is inserted into the mounting hole 10 a from the radially outer side of the outer ring 1 to the inner side, and the detection unit 23 provided at the tip of the sensor unit 22 is inserted from the inner peripheral surface of the outer ring 1. It is protruding. The detection unit 23 is provided with a pair of revolution speed detection sensors 24a and 24b and one rotation speed detection sensor 15a.

このうちの各公転速度検出用センサ24a、24bは、上記複列に配置された転動体9a、9bの公転速度を測定する為のもので、上記検出部23のうち、上記ハブ2の軸方向(図1〜2の左右方向)に関する両側面に、それぞれの検出面を配置している。本例の場合、上記各公転速度検出用センサ24a、24bは、上記複列に配置された各転動体9a、9bの公転速度を、前記各保持器21a、21bの回転速度として検出する。この為に本例の場合には、これら各保持器21a、21bを構成するリム部25、25を、互いに対向する側に配置している。そして、これら各リム部25、25の互いに対向する面に、それぞれが円輪状である公転速度検出用エンコーダ26a、26bを、全周に亙り添着支持している。これら各エンコーダ26a、26bの被検出面の特性は、円周方向に関して交互に且つ等間隔で変化させて、上記各保持器21a、21bの回転速度を上記各公転速度検出用センサ24a、24bにより検出自在としている。   Among these, the revolution speed detection sensors 24a and 24b are for measuring the revolution speed of the rolling elements 9a and 9b arranged in the double row. Each detection surface is arrange | positioned on the both sides | surfaces regarding (the left-right direction of FIGS. 1-2). In this example, the revolution speed detection sensors 24a and 24b detect the revolution speeds of the rolling elements 9a and 9b arranged in the double row as the rotation speeds of the cages 21a and 21b. For this reason, in the case of this example, the rim portions 25 and 25 constituting the retainers 21a and 21b are arranged on the sides facing each other. Then, revolving speed detection encoders 26a and 26b each having a ring shape are attached and supported on the surfaces of the rim portions 25 and 25 facing each other over the entire circumference. The characteristics of the detected surfaces of the encoders 26a and 26b are changed alternately and at equal intervals in the circumferential direction, and the rotational speeds of the cages 21a and 21b are changed by the revolution speed detection sensors 24a and 24b. Detectable.

この為に、これら各公転速度検出用センサ24a、24bの検出面を、上記各公転速度検出用エンコーダ26a、26bの被検出面である、互いに対向する面に近接対向させている。尚、これら各公転速度検出用エンコーダ26a、26bの被検出面と上記各公転速度検出用センサ24a、24bの検出面との距離(検出隙間)は、上記各保持器21a、21bのポケットの内面と上記各転動体9a、9bの転動面との間の隙間であるポケット隙間よりも大きく、2mm以下とする事が好ましい。上記検出隙間がポケット隙間以下になると、上記各保持器21a、21bがこのポケット隙間分変位した場合に、上記被検出面と上記検出面とが擦れ合う可能性を生じる為、好ましくない。反対に、上記検出隙間が2mmを越えると、上記各公転速度検出用センサ24a、24bにより上記各公転速度検出用エンコーダ26a、26bの回転を正確に測定する事が難しくなる。   For this purpose, the detection surfaces of the revolution speed detection sensors 24a and 24b are made to face each other and face to face, which are the detection surfaces of the revolution speed detection encoders 26a and 26b. The distances (detection gaps) between the detected surfaces of the revolution speed detection encoders 26a and 26b and the detection surfaces of the revolution speed detection sensors 24a and 24b are the inner surfaces of the pockets of the retainers 21a and 21b. And larger than a pocket gap, which is a gap between the rolling elements 9a and 9b, and preferably 2 mm or less. If the detection gap is equal to or less than the pocket gap, it is not preferable because the detected surface and the detection surface may rub against each other when the cages 21a and 21b are displaced by the pocket gap. On the contrary, if the detection gap exceeds 2 mm, it becomes difficult to accurately measure the rotations of the revolution speed detecting encoders 26a and 26b by the revolution speed detecting sensors 24a and 24b.

一方、前記回転速度検出用センサ15aは、回転輪である前記ハブ2の回転速度を測定する為のもので、上記検出部23の先端面、即ち、上記外輪1の径方向内端面に、その検出面を配置している。又、上記ハブ2の中間部で前記複列の内輪軌道8、8同士の間に、円筒状の回転速度検出用エンコーダ27を外嵌固定している。上記回転速度検出用センサ15aの検出面は、この回転速度検出用エンコーダ27の被検出面である、外周面に対向させている。この回転速度検出用エンコーダ27の被検出面の特性は、円周方向に関して交互に且つ等間隔で変化させて、上記ハブ2の回転速度を上記回転速度検出用センサ15aにより検出自在としている。上記回転速度検出用エンコーダ27の外周面と上記回転速度検出用センサ15aの検出面との間の測定隙間に関しても、2mm以下に抑える。   On the other hand, the rotational speed detection sensor 15a is for measuring the rotational speed of the hub 2, which is a rotating wheel, and is provided on the tip surface of the detecting portion 23, that is, on the radially inner end surface of the outer ring 1. The detection surface is arranged. A cylindrical rotational speed detecting encoder 27 is externally fitted and fixed between the double-row inner ring raceways 8 and 8 at the intermediate portion of the hub 2. The detection surface of the rotation speed detection sensor 15a is opposed to the outer peripheral surface, which is the detection surface of the rotation speed detection encoder 27. The characteristics of the surface to be detected of the rotational speed detecting encoder 27 are changed alternately and at equal intervals in the circumferential direction so that the rotational speed of the hub 2 can be detected by the rotational speed detecting sensor 15a. The measurement gap between the outer peripheral surface of the rotational speed detection encoder 27 and the detection surface of the rotational speed detection sensor 15a is also suppressed to 2 mm or less.

尚、上記各エンコーダ26a、26b、27としては、従来からABSやTCSの制御用の信号を得るべく、車輪の回転速度を検出する為に利用していた各種構造のものを使用できる。例えば、上記各エンコーダ26a、26b、27として、図3に示す様に、被検出面(側面又は外周面)にN極とS極とを交互に且つ等間隔に配置した、多極磁石製のものが、好ましく使用できる。但し、単なる磁性材製のエンコーダや、光学的特性を円周方向に亙って交互に且つ等間隔に変化させたものも、(光学式の回転速度検出用センサと組み合わせる事で)使用可能である。上記各エンコーダ26a、26b、27として何れの構造を使用した場合でも、各回転速度検出用センサの出力信号は、回転速度に比例した周波数で変化する。   As the encoders 26a, 26b, and 27, those of various structures that have been used for detecting the rotational speed of the wheel in order to obtain ABS and TCS control signals can be used. For example, as the encoders 26a, 26b, and 27, as shown in FIG. 3, a multi-pole magnet having N poles and S poles arranged alternately and at equal intervals on the detection surface (side surface or outer peripheral surface). Can be preferably used. However, a simple encoder made of a magnetic material or one whose optical characteristics are changed alternately and at equal intervals in the circumferential direction can be used (in combination with an optical rotation speed detection sensor). is there. Regardless of which structure is used as each of the encoders 26a, 26b, and 27, the output signal of each rotational speed detection sensor changes at a frequency proportional to the rotational speed.

本例の場合には、上記各公転速度検出用エンコーダ26a、26bとして、被検出面である軸方向側面にS極とN極とを交互に且つ等間隔で配置した、円輪状の永久磁石を使用している。この様な各公転速度検出用エンコーダ26a、26bは、別途造られた上記各保持器21a、21bのリム部25、25の側面に接着により結合固定したり、或はこれら各保持器21a、21bを射出成形する際にキャビティ内に上記各公転速度検出用エンコーダ26a、26bをセットしておく事で、インサート成形する。何れの方法を採用するかは、コスト及び要求される結合強度等に応じて選択する。   In the case of this example, as each of the revolution speed detection encoders 26a and 26b, an annular permanent magnet in which S poles and N poles are alternately arranged at equal intervals on the side surface in the axial direction, which is a detected surface. I use it. Such revolving speed detecting encoders 26a and 26b are bonded and fixed to the side surfaces of the rim portions 25 and 25 of the holders 21a and 21b, which are separately manufactured, or these holders 21a and 21b. When injection molding is performed, insert molding is performed by setting each of the revolution speed detecting encoders 26a and 26b in the cavity. Which method is adopted is selected according to the cost, the required bond strength, and the like.

又、何れも回転速度を検出するセンサである、上記各公転速度検出用センサ24a、24b及び上記回転速度検出用センサ15aとしては、磁気式の回転速度検出用センサが、好ましく使用できる。又、この磁気式の回転速度検出用センサとしては、ホール素子、ホールIC、磁気抵抗素子(MR素子、GMR素子)、MI素子等の磁気検出素子を組み込んだアクティブ型のものが、好ましく使用できる。又、この様な磁気検出素子は、ICパッケージ化する事が好ましいが、この場合のICパッケージは、SMTでもリード型でも良い。この様な磁気検出素子を組み込んだアクティブ型の回転速度検出用センサを構成するには、例えば、この磁気検出素子の一側面を、直接又は磁性材製のステータを介して永久磁石の着磁方向一端面に突き当て(磁性材製のエンコーダを使用する場合)、上記磁気検出素子の他側面を、直接又は磁性材製のステータを介して、上記各エンコーダ26a、26b、27の被検出面に対向させる。尚、本例の場合、永久磁石製のエンコーダを使用するので、センサ側の永久磁石は不要である。   In addition, as each of the revolution speed detection sensors 24a and 24b and the rotation speed detection sensor 15a, which are sensors for detecting the rotation speed, magnetic rotation speed detection sensors can be preferably used. As the magnetic rotational speed detection sensor, an active sensor incorporating a magnetic detection element such as a Hall element, Hall IC, magnetoresistive element (MR element, GMR element), or MI element can be preferably used. . Such a magnetic detection element is preferably formed as an IC package. In this case, the IC package may be SMT or lead type. In order to construct an active type rotational speed detection sensor incorporating such a magnetic detection element, for example, one side surface of the magnetic detection element is directly or via a stator made of a magnetic material, the magnetization direction of the permanent magnet. Abut against one end surface (when a magnetic material encoder is used), and the other side surface of the magnetic detection element directly or via a magnetic material stator to the detection surface of each encoder 26a, 26b, 27 Make them face each other. In this example, since a permanent magnet encoder is used, a permanent magnet on the sensor side is unnecessary.

上記各エンコーダ26a、26b、27として何れの型式のものを採用し、上記各センサ24a、24b、15aとして何れの型式のものを採用するかに拘らず、本実施例の場合には、これら各センサ24a、24b、15aを、図4に示す様に、MID基板28に実装している。このMID基板28は、合成樹脂を射出成形する事により全体をコ字形として一体に造られたもので、間隔をあけて互いに平行に配置された1対の基板部29a、29bと、これら両基板部29a、29bの一端縁同士を互いに連結する連結部30とを備える。この様なMID基板28のうち、上記両基板部29a、29b及びこの連結部30の表面を含めた部分の表面には、銅等の金属箔により、電気線路及び電極を形成して、三次元電気回路を構成している。   Regardless of which type of encoder 26a, 26b, 27 is used, and which type of sensor 24a, 24b, 15a is used, The sensors 24a, 24b, and 15a are mounted on the MID substrate 28 as shown in FIG. The MID substrate 28 is integrally formed as a U-shape as a whole by injection molding of synthetic resin, and a pair of substrate portions 29a and 29b arranged in parallel with each other, and both the substrates. The connection part 30 which connects the end edges of the parts 29a and 29b mutually is provided. In such a MID substrate 28, on the surfaces of the portions including both the substrate portions 29a and 29b and the surfaces of the connecting portions 30, an electric line and an electrode are formed with a metal foil such as copper to form a three-dimensional structure. An electric circuit is configured.

上記各センサ24a、24b、15aのうち、1対の公転速度検出用センサ24a、24bは、上記両基板部29a、29bの外側面(互いに反対側の側面)の一端寄り部分に実装している。又、回転速度検出用センサ15aも、上記連結部30の外側面(上記両基板部29a、29bの折れ曲がり方向とは逆側の面)の中央部に実装している。即ち、上記各センサ24a、24b、15a毎に複数の端子を、上記電気線路の一部にハンダ付する事で、これら各センサ24a、24b、15aを上記MID基板28に結合固定している。又、これら各センサ24a、24b、15aの端子と導通した上記各電気線路の端部は、一方(図4、5の右方)の基板部29bの他端部(図4〜6の上端部)に達している。更に、この基板部29bの他端部及び上記各電気線路の端部の互いに整合する部分には、この基板部29bの厚さ方向に貫通する貫通孔(スルーホール)31、31を、複数個(図示の例では4個)形成している。   Of the sensors 24a, 24b, and 15a, the pair of revolution speed detection sensors 24a and 24b are mounted on a portion near one end of the outer surfaces (side surfaces opposite to each other) of the substrate portions 29a and 29b. . The rotational speed detection sensor 15a is also mounted at the center of the outer surface of the connecting portion 30 (the surface opposite to the bending direction of the two substrate portions 29a and 29b). That is, a plurality of terminals for each of the sensors 24a, 24b, and 15a are soldered to a part of the electric line, so that the sensors 24a, 24b, and 15a are coupled and fixed to the MID board 28. Further, the end of each of the electric lines that is electrically connected to the terminals of each of the sensors 24a, 24b, and 15a is the other end (the upper end of FIGS. 4 to 6) of one (right of FIGS. 4 and 5) of the board portion 29b. ). Further, a plurality of through holes (through holes) 31, 31 penetrating in the thickness direction of the substrate portion 29 b are formed in the other end portion of the substrate portion 29 b and the end portions of the electric lines. (4 in the illustrated example) are formed.

この様な貫通孔31、31には、上記各センサ24a、24b、15aに電力を供給したり、或はこれら各センサ24a、24b、15aの検出信号を取り出す為の、複数本(図示の例では4本)のハーネス32、32の導線の端部を挿通している。そして、これら各ハーネス32、32の導線の端部と上記各電気線路の端部とをハンダ付する事で、上記各センサ24a、24b、15aへの電力供給と、これら各センサ24a、24b、15aの検出信号の取り出しとを自在としている。尚、図示の例では、これら各センサ24a、24b、15aの検出信号の取り出す為のハーネス32、32を3本、これら各センサ24a、24b、15aへの電力供給を行なう為のハーネス32を1本、それぞれ設けている。又、これら各ハーネス32、32は、上記MID基板28の中央側から取り出して、これら各ハーネス32、32がこのMID基板28から(図5の右方に)はみ出さない様にしている。   A plurality of such through holes 31, 31 are provided for supplying power to the sensors 24a, 24b, 15a or for taking out detection signals from the sensors 24a, 24b, 15a (example shown in the figure). Then, the ends of the conducting wires of the four harnesses 32 and 32 are inserted. And by soldering the ends of the conductors of the harnesses 32 and 32 and the ends of the electric lines, the power supply to the sensors 24a, 24b, and 15a and the sensors 24a, 24b, The detection signal 15a can be taken out freely. In the illustrated example, three harnesses 32 and 32 for taking out detection signals of the sensors 24a, 24b and 15a are provided, and one harness 32 for supplying power to the sensors 24a, 24b and 15a is provided. Each book is provided. The harnesses 32 and 32 are taken out from the center side of the MID board 28 so that the harnesses 32 and 32 do not protrude from the MID board 28 (to the right in FIG. 5).

上述の様にして上記各センサ24a、24b、15aを実装した、上記MID基板28は、図5、6に示す様に、合成樹脂製のホルダ33の先端部分に包埋支持して、前記センサユニット22とする。このセンサユニット22は、前記取付孔10aを通じて前記外輪1内に挿入される挿入部34と、この挿入部34の基端部(図5、6の上端部)に設けられた取付フランジ35と、この取付フランジ35の外側面(上記挿入部34と逆側の面で、図5、6の上面)中央部に設けられた取り出し部36とを備える。そして、この取り出し部36から、上記複数本のハーネス32、32を束ねたケーブル37を取り出している。又、上記取付フランジ35の四隅部には、この取付フランジ35を上記外輪1の外周面に固定する為のねじを挿通する為の通孔38、38を形成している。   The MID substrate 28 on which the sensors 24a, 24b, and 15a are mounted as described above is embedded and supported in the tip portion of a synthetic resin holder 33 as shown in FIGS. The unit 22 is assumed. The sensor unit 22 includes an insertion portion 34 that is inserted into the outer ring 1 through the attachment hole 10a, a mounting flange 35 that is provided at a base end portion (the upper end portion in FIGS. 5 and 6) of the insertion portion 34, A take-out portion 36 provided at the center of the outer surface of the mounting flange 35 (the surface opposite to the insertion portion 34 and the upper surface in FIGS. 5 and 6) is provided. And the cable 37 which bundled the said multiple harnesses 32 and 32 is taken out from this taking-out part 36. FIG. Further, at the four corners of the mounting flange 35, through holes 38, 38 for inserting screws for fixing the mounting flange 35 to the outer peripheral surface of the outer ring 1 are formed.

尚、上記挿入部34の断面形状は、図8に示す様に、互いに平行な1対の平坦面39、39の両端縁同士を凸曲面で連続させた、小判形としている。そして、上記1対の公転速度検出用センサ24a、24bの検出部を、上記各平坦面39、39部分に配置している。この構成により、上記挿入部34中に包埋した上記各公転速度検出用センサ24a、24bの検出部を、前記各公転速度検出用エンコーダ26a、26bの被検出面に近接対向させられる様にしている。尚、前記両基板部29a、29bの両端縁部は、外側面に向かう程互いの間隔が狭くなる方向に傾斜させて、これら両基板部29a、29bの外側面の幅寸法が必要以上に大きくならない様にしている。そして、これら両基板部29a、29bが、上記ホルダ33中に完全に包埋される様にしている。   As shown in FIG. 8, the cross-sectional shape of the insertion portion 34 is an oval shape in which both ends of a pair of flat surfaces 39, 39 parallel to each other are continuous with convex curved surfaces. And the detection part of said one pair of revolution speed detection sensors 24a and 24b is arrange | positioned in each said flat surface 39 and 39 part. With this configuration, the detection parts of the revolution speed detection sensors 24a and 24b embedded in the insertion part 34 are made to face and face the detection surfaces of the revolution speed detection encoders 26a and 26b. Yes. Both edge portions of both the substrate portions 29a and 29b are inclined in such a direction that the distance between the substrate portions 29a and 29b becomes narrower toward the outer surface, so that the width dimension of the outer surfaces of both the substrate portions 29a and 29b is larger than necessary. I try not to be. The two substrate portions 29a and 29b are completely embedded in the holder 33.

上述の様なセンサユニット22を含んで構成する、本実施例の転がり軸受ユニットの荷重測定装置の場合、上記各センサ24a、24b、15aの検出信号は、上記各ハーネス32、32(ケーブル37)を通じて図示しない演算器に入力する。そして、この演算器が、上記各センサ24a、24b、15aから送り込まれる検出信号に基づいて、前記外輪1と前記ハブ2との間に加わるラジアル荷重とアキシアル荷重とのうちの一方又は双方の荷重を算出する。例えば、このラジアル荷重を求める場合に上記演算器は、上記各公転速度検出用センサ24a、24bが検出する各列の転動体9a、9bの公転速度の和を求め、この和と、上記回転速度検出用センサ15aが検出する上記ハブ2の回転速度との比に基づいて、上記ラジアル荷重を算出する。又、上記アキシアル荷重は、上記各公転速度検出用センサ24a、24bが検出する各列の転動体9a、9bの公転速度の比に基づいて、又は、これら各列の転動体9a、9bの公転速度の差を求め、この差と、上記回転速度検出用センサ15aが検出する上記ハブ2の回転速度との比に基づいて算出する。この点に就いて、図9を参照しつつ説明する。尚、以下の説明は、アキシアル荷重Fa が加わらない状態での、上記各列の転動体9a、9bの接触角αa 、αb が互いに同じであるとして行なう。 In the case of the load measuring device of the rolling bearing unit of the present embodiment configured to include the sensor unit 22 as described above, the detection signals of the sensors 24a, 24b, 15a are the harnesses 32, 32 (cable 37). To the arithmetic unit (not shown). Then, based on the detection signals sent from the sensors 24a, 24b, 15a, the arithmetic unit applies one or both of the radial load and the axial load applied between the outer ring 1 and the hub 2. Is calculated. For example, when the radial load is obtained, the computing unit obtains the sum of the revolution speeds of the rolling elements 9a and 9b in each row detected by the revolution speed detection sensors 24a and 24b, and the sum and the rotation speed. The radial load is calculated based on the ratio to the rotational speed of the hub 2 detected by the detection sensor 15a. The axial load is determined based on the ratio of the revolution speeds of the rolling elements 9a and 9b in the respective rows detected by the respective revolution speed detection sensors 24a and 24b, or the revolutions of the rolling elements 9a and 9b in the respective rows. A speed difference is obtained and calculated based on a ratio between this difference and the rotational speed of the hub 2 detected by the rotational speed detection sensor 15a. This point will be described with reference to FIG. In the following description, it is assumed that the contact angles α a and α b of the rolling elements 9 a and 9 b in each row are the same in a state where the axial load F a is not applied.

図9は、前述の図1に示した車輪支持用の転がり軸受ユニットを模式化し、荷重の作用状態を示したものである。複列の内輪軌道8、8と複列の外輪軌道7、7との間に複列に配置された転動体9a、9bには予圧F0 、F0 を付与している。又、使用時に上記転がり軸受ユニットには、車体の重量等により、ラジアル荷重Fr が加わる。更に、旋回走行時に加わる遠心力等により、アキシアル荷重Fa が加わる。これら予圧F0 、F0 、ラジアル荷重Fr 、アキシアル荷重Fa は、何れも上記各転動体9a、9bの接触角α(αa 、αb )に影響を及ぼす。そして、この接触角αa 、αb が変化すると、これら各転動体9a、9bの公転速度nc が変化する。これら各転動体9a、9bのピッチ円直径をDとし、これら各転動体9a、9bの直径をdとし、上記各内輪軌道8、8を設けたハブ2の回転速度をni とし、上記各外輪軌道7、7を設けた外輪1の回転速度をno とすると、上記公転速度nc は、次の(1)式で表される。
c ={1−(d・cosα/D)・(ni /2)}+{1+(d・cosα/D)・(no /2)} −−− (1)
FIG. 9 schematically shows the rolling bearing unit for supporting the wheel shown in FIG. 1 and shows the action state of the load. Preloads F 0 and F 0 are applied to the rolling elements 9 a and 9 b arranged in a double row between the double row inner ring raceways 8 and 8 and the double row outer ring raceways 7 and 7. Further, a radial load F r is applied to the rolling bearing unit during use due to the weight of the vehicle body or the like. Further, by the centrifugal force or the like applied during cornering, applied is the axial load F a. These preloads F 0 , F 0 , radial load F r , and axial load F a all affect the contact angles α (α a , α b ) of the rolling elements 9a, 9b. Then, the contact angle alpha a, the alpha b is changed, these rolling elements 9a, the revolution speed n c of 9b changes. The diameter of the pitch circle of each of these rolling elements 9a, 9b is D, the diameter of each of these rolling elements 9a, 9b is d, the rotational speed of the hub 2 provided with each of the inner ring raceways 8, 8 is n i , When the rotational speed of the outer race 1 provided with the outer ring raceway 7, 7 and n o, the revolution speed n c is expressed by the following equation (1).
n c = {1− (d · cos α / D) · (n i / 2)} + {1+ (d · cos α / D) · (n o / 2)} --- (1)

この(1)式から明らかな通り、上記各転動体9a、9bの公転速度nc は、これら各転動体9a、9bの接触角α(αa 、αb )の変化に応じて変化するが、上述した様にこの接触角αa 、αb は、上記ラジアル荷重Fr 及び上記アキシアル荷重Fa に応じて変化する。従って上記公転速度nc は、これらラジアル荷重Fr 及びアキシアル荷重Fa に応じて変化する。本例の場合、上記ハブ2が回転し、上記外輪1が回転しない為、具体的には、上記ラジアル荷重Fr に関しては、大きくなる程上記公転速度nc が遅くなる。又、アキシアル荷重Fa に関しては、このアキシアル荷重Fa を支承する列の公転速度が速くなり、このアキシアル荷重Fa を支承しない列の公転速度が遅くなる。従って、この公転速度nc に基づいて、上記ラジアル荷重Fr 及びアキシアル荷重Fa を求められる事になる。 As is clear from this equation (1), the rolling elements 9a, the revolution speed n c of 9b, these rolling elements 9a, the contact angle α (α a, α b) of 9b varies in response to changes in As described above, the contact angles α a and α b change according to the radial load F r and the axial load F a . Thus the revolution speed n c is changed according to these radial load F r and axial load F a. In this example, since the hub 2 rotates and the outer ring 1 does not rotate, specifically, as the radial load F r increases, the revolution speed nc decreases . Further, with respect to the axial load F a, the revolution speed of the column that supports the axial load F a faster, revolution speeds of the columns that do not support this axial load F a is delayed. Therefore, the radial load F r and the axial load F a can be obtained based on the revolution speed n c .

但し、上記公転速度nc の変化に結び付く上記接触角αは、上記ラジアル荷重Fr と上記アキシアル荷重Fa とが互いに関連しつつ変化するだけでなく、上記予圧F0 、F0 によっても変化する。又、上記公転速度nc は、上記ハブ2の回転速度ni に比例して変化する。この為、これらラジアル荷重Fr 、上記アキシアル荷重Fa 、予圧F0 、F0 、ハブ2の回転速度ni を総て関連させて考えなければ、上記公転速度nc を正確に求める事はできない。このうちの予圧F0 、F0 は、運転状態に応じて変化するものではないので、初期設定等によりその影響を排除する事は容易である。これに対して上記ラジアル荷重Fr 、アキシアル荷重Fa 、ハブ2の回転速度ni は、運転状態に応じて絶えず変化するので、初期設定等によりその影響を排除する事はできない。 However, the contact angle α which leads to a change in the revolution speed n c, as well as the radial load F r and the axial load F a is changed while associated with each other, also varies the preload F 0, F 0 To do. Also, the revolution speed n c is changed in proportion to the rotational speed n i of the hub 2. Therefore, if the radial load F r , the axial load F a , the preload F 0 , F 0 , and the rotational speed n i of the hub 2 are not considered in total, it is possible to accurately obtain the revolution speed n c. Can not. Of these, the preloads F 0 and F 0 do not change according to the operating state, so it is easy to eliminate the influence by initial setting or the like. On the other hand, the radial load F r , the axial load F a , and the rotational speed n i of the hub 2 constantly change according to the operating state, so that the influence cannot be eliminated by initial setting or the like.

この様な事情に鑑みて本実施例の場合には、前述した様に、ラジアル荷重Fr を求める場合には、前記各公転速度検出用センサ24a、24bが検出する各列の転動体9a、9bの公転速度の和を求める事で、上記アキシアル荷重Fa の影響を少なくしている。又、アキシアル荷重Fa を求める場合には、上記各列の転動体9a、9bの公転速度の差を求める事で、上記ラジアル荷重Fr の影響を少なくしている。更に、何れの場合でも、上記和又は差と、前記回転速度検出用センサ15aが検出する上記ハブ2の回転速度ni との比に基づいて上記ラジアル荷重Fr 又は上記アキシアル荷重Fa を算出する事により、上記ハブ2の回転速度ni の影響を排除している。但し、上記アキシアル荷重Fa を、上記各列の転動体9a、9bの公転速度の比に基づいて算出する場合には、上記ハブ2の回転速度ni は、必ずしも必要ではない。 In the case of the present embodiment in view of such circumstances, as described above, when the radial load F r is obtained, the rolling elements 9a of the respective rows detected by the respective revolution speed detecting sensors 24a, 24b, by obtaining the sum of the revolution speeds of 9b, it is less affected in the axial load F a. Further, when determining the axial load F a , the influence of the radial load F r is reduced by determining the difference in revolution speed between the rolling elements 9 a and 9 b in each row. Further calculation, in any case, and the sum or difference, the ratio to the radial load F r or the axial load F a on the basis of the rotational speed n i of the hub 2 to the rotational speed detecting sensor 15a detects by and by eliminating the influence of the rotational speed n i of the hub 2. However, the axial load F a, when calculating on the basis of the rolling elements 9a, 9b ratio of the revolution speed of said each row, the rotational speed n i of the hub 2 is not necessarily required.

尚、上記各公転速度検出用センサ24a、24bの信号に基づいて上記ラジアル荷重Fr とアキシアル荷重Fa とのうちの一方又は双方の荷重を算出する方法は、他にも各種存在するが、この様な方法に就いては、前述の特願2003−171715号、172483号に詳しく説明されているし、本発明の要旨とも関係しないので、詳しい説明は省略する。
又、上述の説明は、前記各センサ24a、24b、15aを実装する為の三次元構造のプリント基板としてMID基板を使用した場合に就いて行なったが、このプリント基板として金属ベース基板を使用する場合も、同様に構成できる。
There are various other methods for calculating one or both of the radial load F r and the axial load F a based on the signals of the revolution speed detection sensors 24a and 24b. Such a method is described in detail in the above-mentioned Japanese Patent Application Nos. 2003-171715 and 172484, and is not related to the gist of the present invention.
In addition, the above description has been made in the case where an MID board is used as a printed board having a three-dimensional structure for mounting the sensors 24a, 24b, and 15a. A metal base board is used as the printed board. In this case, the same configuration can be used.

図10は、本発明の実施例2を示している。本実施例の場合には、ホルダ33aに設けた取付フランジ35aの形状を上述した実施例1と異ならせ、取付ねじを挿通する為の通孔38aを1個のみ形成している。その他の構成及び作用は、上述した実施例1と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。   FIG. 10 shows a second embodiment of the present invention. In the case of the present embodiment, the shape of the mounting flange 35a provided on the holder 33a is different from that of the first embodiment described above, and only one through hole 38a for inserting the mounting screw is formed. Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment described above, and thus illustrations and descriptions relating to equivalent parts are omitted.

図11は、本発明の実施例3を示している。本実施例の場合には、互いに平行に設けた1対の基板部29a、29bのうち、各ハーネス32、32(図5、6参照)の導線の端部を挿通する為の貫通孔31、31を形成した一方(図11の右方)の基板部29bを、他方の基板部29aよりも長くしている。そして、上記各貫通孔31、31を、この一方の基板部29bの他端部で、上記他方の基板部29aよりも突出した部分に形成している。この様な本実施例の場合、上記各貫通孔31、31に上記各ハーネス32、32の導線の端部を、MID基板28aの中央側から挿通する作業を容易に行なえる。その他の構成及び作用は、前述した実施例1と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。   FIG. 11 shows Embodiment 3 of the present invention. In the case of the present embodiment, among the pair of substrate portions 29a and 29b provided in parallel to each other, through holes 31 for inserting the ends of the conductors of the harnesses 32 and 32 (see FIGS. 5 and 6), One substrate part 29b (on the right side in FIG. 11) forming 31 is made longer than the other substrate part 29a. And each said through-hole 31, 31 is formed in the part which protruded rather than the said other board | substrate part 29a in the other end part of this one board | substrate part 29b. In the case of such a present Example, the operation | work which penetrates the edge part of the conducting wire of each said harness 32, 32 to each said through-hole 31, 31 from the center side of the MID board | substrate 28a can be performed easily. Other configurations and operations are the same as those of the first embodiment described above, and thus illustrations and explanations of equivalent parts are omitted.

図12は、本発明の実施例4を示している。本実施例の場合には、MID基板28bとして、1対の基板部29a、29bの他端部同士を第二の連結部40により互いに連結する事で、全体をロ字形としたものを使用している。この様に、閉じられた形状を有するMID基板28bは、前述したコ字形の様に、開放された形状を有するMID基板(図4参照)に比べて剛性を高くできる。この為、上記MID基板28bに実装した、1対の公転速度検出用センサ24a、24bの組み付け位置に関する精度を、より向上させる事ができる。上記第二の連結部40を設けた事に対応して、各ハーネス32、32(図5、6参照)の導線の端部を挿通する為の貫通孔31、31を、上記第二の連結部40に設けている。その他の構成及び作用は、前述した実施例1と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。   FIG. 12 shows a fourth embodiment of the present invention. In the case of the present embodiment, as the MID substrate 28b, a pair of substrate portions 29a and 29b are connected to each other by the second connecting portion 40 so that the whole is formed into a square shape. ing. In this way, the MID substrate 28b having a closed shape can have higher rigidity than the MID substrate (see FIG. 4) having an open shape, like the U-shape described above. For this reason, the precision regarding the assembly position of the pair of revolution speed detection sensors 24a and 24b mounted on the MID board 28b can be further improved. Corresponding to the provision of the second connecting portion 40, the through holes 31, 31 for inserting the ends of the conductors of the harnesses 32, 32 (see FIGS. 5 and 6) are connected to the second connecting portion. The unit 40 is provided. Other configurations and operations are the same as those of the first embodiment described above, and thus illustrations and explanations of equivalent parts are omitted.

図13は、本発明の実施例5を示している。本実施例の場合には、互いに平行に設けた1対の基板部29a、29bのうち、各ハーネス32、32(図5、6参照)の導線の端部を挿通する為の貫通孔31、31を形成した一方(図11の右方)の基板部29bを、他方の基板部29aよりも長くしている。そして、上記各貫通孔31、31を、この一方の基板部29bの他端部で、上記他方の基板部29aよりも突出した部分に形成している。そして、第二の連結部40の端部を、上記一方の基板部29bの中間部他端寄り部分に連続させている。この様な本実施例の場合、上記各貫通孔31、31に上記各ハーネス32、32の導線の端部を、MID基板28bの中央側から挿通する作業を容易に行なえる。その他の構成及び作用は、上述した実施例5と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。   FIG. 13 shows a fifth embodiment of the present invention. In the case of the present embodiment, among the pair of substrate portions 29a and 29b provided in parallel to each other, through holes 31 for inserting the ends of the conductors of the harnesses 32 and 32 (see FIGS. 5 and 6), One substrate part 29b (on the right side in FIG. 11) forming 31 is made longer than the other substrate part 29a. And each said through-hole 31, 31 is formed in the part which protruded rather than the said other board | substrate part 29a in the other end part of this one board | substrate part 29b. And the edge part of the 2nd connection part 40 is made to continue to the intermediate part other end part of said one board | substrate part 29b. In the case of such a present Example, the operation | work which penetrates the edge part of the conducting wire of each said harness 32, 32 to each said through-hole 31, 31 from the center side of the MID board | substrate 28b can be performed easily. Since other configurations and operations are the same as those of the above-described fifth embodiment, illustration and description regarding equivalent parts are omitted.

上述した実施例1〜5から明らかな通り、本発明によれば、1対の公転速度検出用センサ24a、24bと1個の回転速度検出用センサ15aとの合計3個の速度検出用センサの如く、複数個のセンサの効率的配置、並びに位置精度を確保しつつ組み付け作業の能率化を図れる。但し、上記各実施例の構造では、前述の図5、6を使用して行なった説明から明らかな通り、上記各センサ24a、24b、15aの出力信号を、それぞれ専用のハーネス32、32により、図示しない演算器に送る様にしている。これに対して、上記各センサ24a、24b、15aの出力信号を合成(重畳)して1本のハーネスで上記演算器に送り、この演算器でこれら各センサ24a、24b、15aの出力信号に分離すれば、上記ハーネスの使用本数を削減できる。そして、材料費、組み付け工数の削減によりコストを低減できる他、重量の低減により、走行安定性や燃費性能を中心とする、自動車の走行性能の向上も図れる。   As is clear from the first to fifth embodiments described above, according to the present invention, a total of three speed detecting sensors, that is, a pair of revolution speed detecting sensors 24a and 24b and a single rotational speed detecting sensor 15a. As described above, it is possible to improve the efficiency of the assembly work while ensuring the efficient arrangement of the plurality of sensors and the positional accuracy. However, in the structure of each of the above embodiments, as is apparent from the description made with reference to FIGS. 5 and 6, the output signals of the sensors 24a, 24b, and 15a are respectively transmitted by the dedicated harnesses 32 and 32, respectively. The data is sent to a calculator (not shown). On the other hand, the output signals of the sensors 24a, 24b, and 15a are combined (superimposed) and sent to the arithmetic unit using a single harness, and the arithmetic unit outputs the output signals of the sensors 24a, 24b, and 15a. If separated, the number of harnesses used can be reduced. The cost can be reduced by reducing the material cost and the number of assembling steps, and the driving performance of the automobile can be improved by reducing the weight, focusing on the driving stability and the fuel efficiency.

複数の信号を重畳して送信し、受信側で分離する技術として従来から、FM波の様な、変調と復調とを行なう技術が知られている。但し、自動車の車輪支持用転がり軸受ユニットに組み込むセンサユニット22(図1、2)の如く、設置スペースが極く限られた部分に、変調器を組み込む事は現実的ではない。そこで、上記センサユニット22の如く限られた設置空間内で上記各センサ24a、24b、15aの出力信号を合成(重畳)して1本のハーネスで上記演算器に送り、この演算器でこれら各センサ24a、24b、15aの出力信号に分離する方法として、次の様な方法が考えられる。   2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for performing modulation and demodulation, such as FM waves, is known as a technique for transmitting a plurality of signals in a superimposed manner and separating them on the receiving side. However, it is not practical to incorporate a modulator in a part where the installation space is extremely limited, such as the sensor unit 22 (FIGS. 1 and 2) incorporated in a rolling bearing unit for supporting a wheel of an automobile. Therefore, the output signals of the sensors 24a, 24b, and 15a are combined (superimposed) in a limited installation space such as the sensor unit 22 and sent to the arithmetic unit using a single harness. As a method of separating the output signals of the sensors 24a, 24b, and 15a, the following method is conceivable.

即ち、図14に示す様に、上記各センサ24a、24b、15aの出力信号を電圧の(ディジタル的な)変化によるものとし、これら各センサ24a、24b、15aの出力信号を加算回路41で合成して一つの信号として1本のハーネス32aに送り込み、受信側である上記演算器にまで送る。そして、この演算器側で、合成された信号を分離回路(復調回路)42で、上記各センサ24a、24b、15aの元の出力信号に戻す。この様に、上記加算回路41でこれら各センサ24a、24b、15aの信号出力を合成する場合に、これら各センサ24a、24b、15aの信号出力の電圧レベルを適切に変えれば、合成して一つになった信号から、元の出力信号を取り出す事が可能になる。   That is, as shown in FIG. 14, the output signals of the sensors 24a, 24b, and 15a are caused by voltage (digital) changes, and the output signals of the sensors 24a, 24b, and 15a are synthesized by the adder circuit 41. Then, it is sent as a single signal to one harness 32a and sent to the above-mentioned computing unit on the receiving side. On the arithmetic unit side, the synthesized signal is returned to the original output signal of each of the sensors 24a, 24b, 15a by the separation circuit (demodulation circuit) 42. As described above, when the signal output of each of the sensors 24a, 24b, and 15a is synthesized by the adder circuit 41, if the voltage level of the signal output of each of the sensors 24a, 24b, and 15a is appropriately changed, synthesis is performed. The original output signal can be extracted from the connected signal.

自動車の車輪支持用転がり軸受ユニットに組み込むセンサユニット22の様に、(昇圧用の変圧器等、余分な機器を組み込めない)限られたスペースに設置する事を考慮しつつ、電圧の変化として表される複数種類(実施例の場合には3種類)の出力信号を合成した後、これを元の出力信号の形への分離を可能にする為には、上記各センサ24a、24b、15aの出力電圧を、次の条件(a)(b)を何れも満たす様に規制する必要がある。
(a) 上記複数種類の出力信号のうちから選択した1乃至複数種類の電圧の合計値が、何れの組み合わせを採用した場合でも互いに異なる事。
(b) 上記各センサ24a、24b、15aの出力電圧の総て合計が、供給電圧以下である事。
As a sensor unit 22 incorporated in a rolling bearing unit for supporting a wheel of an automobile, it is expressed as a change in voltage while considering installation in a limited space (which cannot incorporate extra equipment such as a step-up transformer). After synthesizing a plurality of types of output signals (three types in the case of the embodiment), the sensors 24a, 24b, and 15a can be separated into the original output signal. It is necessary to regulate the output voltage so that both of the following conditions (a) and (b) are satisfied.
(a) The total value of one or more types of voltages selected from the plurality of types of output signals is different from each other regardless of which combination is adopted.
(b) The total output voltage of each of the sensors 24a, 24b, 15a is less than or equal to the supply voltage.

この条件で、上記各センサ24a、24b、15aの出力電圧の組み合わせについて考えてみる。上記(b) に関して、例えば、一般的な乗用車の供給電圧は、バッテリーの12Vであり、場合によっては9V程度まで電圧降下する事を考慮する必要がある。この様な条件の下で、一方の公転速度検出用センサ24aの出力電圧(A出力)を2Vとし、他方の公転速度検出用センサ24bの出力電圧(B出力)を3Vとし、回転速度検出用センサ15aの出力電圧(C出力)を4Vとする事が考えられる。上記各センサ24a、24b、15aの出力電圧をこの様に規制した場合、これら各センサ24a、24b、15aの出力信号の組み合わせは次の表1の様になり、上記(a)(b)の条件を何れも満たす。   Consider the combination of the output voltages of the sensors 24a, 24b, and 15a under these conditions. Regarding the above (b), for example, the supply voltage of a general passenger car is 12V of the battery, and it is necessary to consider that the voltage drops to about 9V in some cases. Under such conditions, the output voltage (A output) of one revolution speed detecting sensor 24a is set to 2V, the output voltage (B output) of the other revolution speed detecting sensor 24b is set to 3V, and a rotational speed detecting sensor is used. It is conceivable that the output voltage (C output) of the sensor 15a is set to 4V. When the output voltages of the sensors 24a, 24b, and 15a are regulated in this way, the combinations of output signals of the sensors 24a, 24b, and 15a are as shown in Table 1 below. All conditions are met.

Figure 2005091081
Figure 2005091081

この表1に示す様に、上記各センサ24a、24b、15aの出力電圧の組み合わせを、2V、3V、4Vとすれば、これら各センサ24a、24b、15aの出力を合成して1本のハーネス32aにより送信した後、これら各センサ24a、24b、15a毎の出力信号に分離(復調)する事が可能になる。又、総ての出力電圧を合計した最大電圧も9Vであるので、バッテリーでの使用も可能である。尚、上記各センサ24a、24b、15aの出力電圧の組み合わせは、上記表1に示した例に限定されるものではない。要は、上記(a)(b)の条件を何れも満たせば良い。但し、上記各センサ24a、24b、15aの出力電圧、並びに、前記1乃至複数種類の電圧の合計値同士ができるだけ大きく離れている事が、誤作動防止の面からは好ましい。   As shown in Table 1, if the combination of output voltages of the sensors 24a, 24b, and 15a is 2V, 3V, and 4V, the outputs of the sensors 24a, 24b, and 15a are combined to form a single harness. After transmission by 32a, it becomes possible to separate (demodulate) the output signals of these sensors 24a, 24b, 15a. Further, since the maximum voltage obtained by adding all the output voltages is 9 V, it can be used in a battery. The combination of the output voltages of the sensors 24a, 24b, and 15a is not limited to the example shown in Table 1 above. In short, all of the above conditions (a) and (b) may be satisfied. However, it is preferable from the standpoint of preventing malfunctions that the output voltages of the sensors 24a, 24b, and 15a and the total value of the one or more types of voltages are as large as possible.

上記各センサ24a、24b、15aの出力電圧を変える為の手段は特に問わないが、これら各センサ24a、24b、15aが磁気検知式のセンサである場合には、出力はオープンコレクタ(ドレイン)出力が多い事に鑑みて、出力のプルアップ抵抗に接続する電圧を変える事が考えられる。例えば供給電圧が12Vである場合は、図15に示す様に、抵抗による分圧比で、上記各センサ24a、24b、15aの出力電圧を変える事ができる。即ち、上記図15に示す様に、供給電圧Vccである12Vを、それぞれ抵抗によって1:2、1:3、1:5(抵抗を表すRの前の数字は、抵抗値の比例値を表している)に分圧すれば、上記各センサ24a、24b、15aの出力電圧は、それぞれ4V、3V、2Vになる。この場合、供給電圧Vccが変動すると上記各センサ24a、24b、15aの出力信号の電圧も変化してしまうので、上記供給電圧Vccの情報を信号処理側(受信側である演算器側)に与えて、前記分離回路(復調回路)42の検出電圧設定を変える必要がある。又、上記各センサ24a、24b、15aの出力電圧を変える為に、抵抗による分圧比を使わずに、定電圧レギュレータ、ツェナーダイオード等で定電圧を作っても良い。 The means for changing the output voltage of each of the sensors 24a, 24b, 15a is not particularly limited. However, when each of the sensors 24a, 24b, 15a is a magnetic detection type sensor, the output is an open collector (drain) output. Considering that there are many cases, it is conceivable to change the voltage connected to the output pull-up resistor. For example, when the supply voltage is 12V, as shown in FIG. 15, the output voltage of each of the sensors 24a, 24b, and 15a can be changed by the voltage dividing ratio by resistance. That is, as shown in FIG. 15, the supply voltage Vcc of 12V is changed to 1: 2, 1: 3, 1: 5 by resistance (the number before R indicating resistance is the proportional value of the resistance value). The output voltages of the sensors 24a, 24b, and 15a are 4V, 3V, and 2V, respectively. In this case, the supply voltage V cc fluctuates the sensors 24a, 24b, since the voltage of 15a output signal of varies, (calculator side is the reception side) the supply information signal processing side of the voltage V cc It is necessary to change the detection voltage setting of the separation circuit (demodulation circuit) 42. Further, in order to change the output voltage of each of the sensors 24a, 24b, 15a, a constant voltage may be generated by a constant voltage regulator, a Zener diode, or the like without using a voltage dividing ratio by a resistor.

又、上記各センサ24a、24b、15aの出力電圧を合成する為の加算回路41の1例を、図16に示す。この加算回路41では、抵抗Rの値を総て同じにする事により、Vout =V1 +V2 +V3 で表される出力電圧Vout を得られる。又、単電源用オペアンプを使用し、非反転加算回路にする事で、それぞれが磁気センサである、上記各センサ24a、24b、15aと同じ単電源での使用が可能である。従って、センサユニット22に電力を供給する為のハーネスは、上記加算回路41と上記各センサ24a、24b、15aとを合わせて、1本だけで済む。この様な加算回路41を使用して複数の出力電圧を合成した例を、図17〜18に示す。このうちの図17は、二つの出力電圧を合成(加算)した例を、図18は三つの出力電圧を合成(加算)した例を、それぞれ示している。各図の最も下の線図が合成した信号を、他の線図が単独の信号を、それぞれ示している。図17、18の最も下の線図から、合成した信号が、各単独信号の履歴を残している事が分かる。尚、上記各センサ24a、24b、15aの出力電圧を合成する為の加算回路は、複数種類(図示の例では3種類)の、互いに異なった出力電圧を加算できれば良く、上記図16に示した構造に限定されるものではない。 FIG. 16 shows an example of the adding circuit 41 for synthesizing the output voltages of the sensors 24a, 24b, and 15a. In this adder circuit 41, the output voltage V out represented by V out = V 1 + V 2 + V 3 can be obtained by making the values of the resistors R all the same. Further, by using a single power supply operational amplifier and making it a non-inverting addition circuit, it is possible to use the same single power supply as each of the sensors 24a, 24b and 15a, each of which is a magnetic sensor. Therefore, only one harness is required to supply power to the sensor unit 22 in combination with the adder circuit 41 and the sensors 24a, 24b, and 15a. Examples of combining a plurality of output voltages using such an adder circuit 41 are shown in FIGS. Of these, FIG. 17 shows an example in which two output voltages are combined (added), and FIG. 18 shows an example in which three output voltages are combined (added). The bottom diagram in each figure shows the synthesized signal, and the other diagram shows the single signal. 17 and 18, it can be seen that the synthesized signal leaves a history of each individual signal. The adder circuit for synthesizing the output voltages of the sensors 24a, 24b, and 15a only needs to add a plurality of types (three types in the illustrated example) of different output voltages, as shown in FIG. The structure is not limited.

更に、図19に、分離回路(復調回路)42の構成の1例を示している。この分離回路42は、前記表1に示した様な、3個のセンサ24a、24b、15aに関する各単独の出力電圧3種類と、それぞれの合計値4種類との、合計7種類の電圧を、7個の比較器A〜Gで(各比較器に設定した閾値との大小関係を)判定する様に構成している。そして、これら7個の比較器A〜Gの判定結果に基づいて、上記各センサ24a、24b、15aに関する各単独の出力電圧(前記A出力、B出力、C出力)に分離、即ち、元の出力信号に復調する。   Further, FIG. 19 shows an example of the configuration of the separation circuit (demodulation circuit) 42. As shown in Table 1, the separation circuit 42 has a total of seven types of voltages including three types of output voltages related to the three sensors 24a, 24b, and 15a and a total value of four types. The seven comparators A to G are configured to determine (the magnitude relationship with the threshold value set for each comparator). Based on the determination results of the seven comparators A to G, the output voltages are separated into individual output voltages (the A output, the B output, and the C output) related to the sensors 24a, 24b, and 15a. Demodulate to output signal.

上記各センサ24a、24b、15aの出力を、上記表1に記載した様に、それぞれ2V、3V、4Vとした場合、上記各比較器A〜Gをそれぞれウインドコンパレータで構成する。そして、これら各比較器A〜Gが通過させる電圧値は、比較器Aに就いては1.6V〜2.4V、比較器Bに就いては2.6V〜3.4V、比較器Cに就いては3.6V〜4.4V、比較器Dに就いては4.6V〜5.4V、比較器Eに就いては5.6V〜6.4V、比較器Fに就いては6.6V〜7.4V、比較器Gに就いては8.6V〜9.4Vに、それぞれする。又、これら各比較器A〜Gの後段にOR回路43a、43b、43cを3個接続し、これら各比較器A〜Gを通過した出力電圧を、上記各センサ24a、24b、15aに関する各単独の出力電圧(前記A出力、B出力、C出力)に分離する。この様な各OR回路43a、43b、43cは、上記各比較器A〜Gで比較検出する電圧にあわせて、これら各比較器A〜Gの出力と結線される。このうち、A出力を取り出す為のOR回路43aは、比較器A、D、E、Gと、B出力を取り出す為のOR回路43bは、比較器B、D、F、Gと、C出力を取り出す為のOR回路43cは、比較器C、E、F、Gと、それぞれ接続している。   When the outputs of the sensors 24a, 24b, and 15a are 2V, 3V, and 4V, respectively, as described in Table 1, the comparators A to G are configured by window comparators. The voltage values passed by each of the comparators A to G are 1.6 V to 2.4 V for the comparator A, 2.6 V to 3.4 V for the comparator B, and 3.6V to 4.4V for the comparator D, 4.6V to 5.4V for the comparator D, 5.6V to 6.4V for the comparator E, and 6.V for the comparator F. 6V to 7.4V, and the comparator G is set to 8.6V to 9.4V. Further, three OR circuits 43a, 43b, and 43c are connected to the subsequent stage of each of the comparators A to G, and the output voltage that has passed through each of the comparators A to G is used for each of the sensors 24a, 24b, and 15a. Output voltages (A output, B output, C output). Such OR circuits 43a, 43b and 43c are connected to the outputs of the comparators A to G in accordance with the voltages detected and compared by the comparators A to G. Among these, the OR circuit 43a for taking out the A output has comparators A, D, E, and G, and the OR circuit 43b for taking out the B output has comparators B, D, F, G, and C outputs. The OR circuit 43c for taking out is connected to the comparators C, E, F, and G, respectively.

逆に言えば、例えばA出力とB出力とが合計された信号を通過させる比較器Dは、これらA信号に対応するOR回路43aとB信号に対応するOR回路43bとに、A出力とC出力とが合計された信号を通過させる比較器Eは、これらA信号に対応するOR回路43aとC信号に対応するOR回路43cとに、それぞれ接続する。例えば、A信号とB信号とがHIGH出力(電圧が高い状態)になると、前記加算回路41から送り出される出力は5Vとなり、上記比較器Dの出力が(HIGH又はLOWに)変化する。そして、この比較器Dの出力がOR回路43a、43bに送られ、対応するA信号とB信号とが(HIGH又はLOWに)変化し、元の信号に復調できる。尚、上記加算回路41で合成された信号を元の信号に戻す為の分離回路は、図19に示す様な構造に限定されるものではない。例えば、デジタル回路で行っても、或はCPUを用いても良い。   In other words, for example, the comparator D that passes the signal in which the A output and the B output are summed is connected to the OR circuit 43a corresponding to the A signal and the OR circuit 43b corresponding to the B signal. The comparator E that passes the summed output signal is connected to the OR circuit 43a corresponding to the A signal and the OR circuit 43c corresponding to the C signal. For example, when the A signal and the B signal become HIGH outputs (voltage is high), the output sent from the adder circuit 41 becomes 5V, and the output of the comparator D changes (to HIGH or LOW). The output of the comparator D is sent to the OR circuits 43a and 43b, and the corresponding A signal and B signal change (to HIGH or LOW) and can be demodulated to the original signal. The separation circuit for returning the signal synthesized by the adder circuit 41 to the original signal is not limited to the structure shown in FIG. For example, a digital circuit or a CPU may be used.

本発明は、各実施例に示した様な、自動車の車輪を支持する転がり軸受ユニットに加わる荷重を測定する為の転がり軸受ユニットの荷重測定装置に限らず、工作機械、産業機械等、各種回転機械装置に作用する荷重を求める為に利用できる。
又、複数のセンサの検出信号を合成して1本のハーネスにより送った後これを分離する発明は、三次元構造を有するプリント基板と組み合わせて実施する事が、センサを設置した各種機械装置の低コスト化、小型・軽量化を図る面から好ましいが、三次元構造を有するプリント基板とは別に実施する事もできる。
The present invention is not limited to the rolling bearing unit load measuring device for measuring the load applied to the rolling bearing unit that supports the wheel of the automobile as shown in each embodiment, but various rotations such as machine tools and industrial machines. It can be used to determine the load acting on the mechanical device.
Further, the invention of combining the detection signals of a plurality of sensors and sending them by one harness and then separating them is carried out in combination with a printed circuit board having a three-dimensional structure. Although it is preferable from the viewpoint of cost reduction, size reduction, and weight reduction, it can be implemented separately from a printed circuit board having a three-dimensional structure.

本発明の実施例1を示す、荷重測定用の回転検出装置を組み込んだ転がり軸受ユニットの断面図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Sectional drawing of the rolling bearing unit incorporating the rotation detection apparatus for load measurement which shows Example 1 of this invention. 図1のA部拡大図。The A section enlarged view of FIG. 保持器及び転動体と、エンコーダと、回転検出センサとを取り出して図2の上方から見た状態で示す模式図。FIG. 3 is a schematic diagram showing a cage, rolling elements, an encoder, and a rotation detection sensor as seen from above in FIG. 2. MID基板の斜視図。The perspective view of a MID board | substrate. センサユニットを取り出して示す部分切断側面図。The partial cutaway side view which takes out and shows a sensor unit. 図5の右方から見た部分切断面図。The partial cutaway view seen from the right side of FIG. 図6の上方から見た図。The figure seen from the upper part of FIG. 図6のB−B断面図。BB sectional drawing of FIG. 回転速度に基づいて荷重を測定できる理由を説明する為の、転がり軸受ユニットの模式図。The schematic diagram of a rolling bearing unit for demonstrating the reason which can measure a load based on rotational speed. 本発明の実施例2を示す、図7と同様の図。The figure similar to FIG. 7 which shows Example 2 of this invention. 同実施例3を示す、MID基板の斜視図。The perspective view of a MID board | substrate which shows the same Example 3. FIG. 同実施例4を示す、MID基板の斜視図。The perspective view of a MID board | substrate which shows the same Example 4. FIG. 同実施例5を示す、MID基板の斜視図。The perspective view of the MID board | substrate which shows the same Example 5. FIG. 同実施例6を示す、複数のセンサの出力信号をまとめて送る装置のブロック図。The block diagram of the apparatus which shows the same Example 6 and sends the output signal of a some sensor collectively. 複数のセンサの出力電圧を変える部分の回路図。The circuit diagram of the part which changes the output voltage of a some sensor. 複数のセンサの出力電圧を合成する為の加算回路の回路図。The circuit diagram of the addition circuit for synthesize | combining the output voltage of a some sensor. 複数のセンサの出力電圧を合成した状態の第1例を示す線図。The diagram which shows the 1st example of the state which synthesize | combined the output voltage of the some sensor. 同第2例を示す線図。The diagram which shows the 2nd example. 複数のセンサの出力電圧を合成した信号を分離する為の分離回路の回路図。The circuit diagram of the isolation | separation circuit for isolate | separating the signal which synthesize | combined the output voltage of several sensors. 従来から知られている、ラジアル荷重測定用のセンサを組み込んだ転がり軸受ユニットの断面図。Sectional drawing of the rolling bearing unit which incorporated the sensor for radial load measurement known conventionally. 従来から知られている、アキシアル荷重測定用のセンサを組み込んだ転がり軸受ユニットの断面図。Sectional drawing of the rolling bearing unit which incorporated the sensor for axial load measurement conventionally known.

符号の説明Explanation of symbols

1、1a 外輪
2、2a ハブ
3、3a 回転側フランジ
4 ハブ本体
5 ナット
6 内輪
7 外輪軌道
8 内輪軌道
9a、9b 転動体
10、10a 取付孔
11 変位センサ
12 センサリング
13 センサロータ
14 カバー
15、15a 回転速度検出用センサ
16 ナックル
17 固定側フランジ
18 ボルト
19 ねじ孔
20 荷重センサ
21a、21b 保持器
22 センサユニット
23 検出部
24a、24b 公転速度検出用センサ
25 リム部
26a、26b 公転速度検出用エンコーダ
27 回転速度検出用エンコーダ
28、28a、28b MID基板
29a、29b 基板部
30 連結部
31 貫通孔
32、32a ハーネス
33、33a ホルダ
34 挿入部
35、35a 取付フランジ
36 取り出し部
37 ケーブル
38、38a 通孔
39 平坦面
40 第二の連結部
41 加算回路
42 分離回路
43a、43b、43c OR回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a Outer ring 2, 2a Hub 3, 3a Rotation side flange 4 Hub body 5 Nut 6 Inner ring 7 Outer ring raceway 8 Inner ring raceway 9a, 9b Rolling element 10, 10a Mounting hole 11 Displacement sensor 12 Sensor ring 13 Sensor rotor 14 Cover 15, 15a Rotational speed detection sensor 16 Knuckle 17 Fixed flange 18 Bolt 19 Screw hole 20 Load sensor 21a, 21b Cage 22 Sensor unit 23 Detection unit 24a, 24b Revolution speed detection sensor 25 Rim part 26a, 26b Revolution speed detection encoder 27 Rotating speed detection encoder 28, 28a, 28b MID board 29a, 29b Board part 30 Connection part 31 Through hole 32, 32a Harness 33, 33a Holder 34 Insertion part 35, 35a Mounting flange 36 Extraction part 37 Cable 38, 38a Through 39 flat surface 40 second coupling portion 41 adder circuit 42 separating circuit 43a, 43b, 43c OR circuit

Claims (9)

使用時にも回転しない静止輪と、この静止輪と同心に配置されて使用時に回転する回転輪と、これら静止輪と回転輪との互いに対向する部分にそれぞれ1対ずつ形成された静止側軌道と回転側軌道との間にそれぞれ複数個ずつ、1対の列同士の間で接触角の方向を互いに逆にして転動自在に設けられた転動体と、これら各列の転動体の公転速度をそれぞれ検出する、1対の公転速度検出用センサと、これら各公転速度検出用センサから送り込まれる検出信号に基づいて上記静止輪と上記回転輪との間に加わる荷重を算出する演算器とを備え、上記1対の公転速度検出用センサを実装する為のプリント基板が、互いに間隔をあけて配置された1対の基板部同士を連結部により互いに連結して一体とした、三次元構造を有するプリント基板である転がり軸受ユニットの荷重測定装置。   A stationary wheel that does not rotate even when in use, a rotating wheel that is arranged concentrically with the stationary wheel and that rotates when in use, and a stationary side track that is formed in a pair on opposite portions of the stationary wheel and the rotating wheel. A plurality of rolling elements provided between the rotation-side tracks, each having a contact angle direction opposite to each other between the pair of rows, and the revolution speed of the rolling members in each row. A pair of revolution speed detection sensors that detect each of them, and a calculator that calculates a load applied between the stationary wheel and the rotating wheel based on a detection signal sent from each of the revolution speed detection sensors. The printed circuit board for mounting the pair of revolution speed detecting sensors has a three-dimensional structure in which a pair of board parts arranged with a space therebetween are connected to each other by a connecting part. Printed circuit board Load measuring device of the gully bearing unit. 三次元構造のプリント基板が、MID基板と金属ベース基板とのうちから選択されたものである、請求項1に記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置。   The load measuring device for a rolling bearing unit according to claim 1, wherein the three-dimensional printed circuit board is selected from an MID board and a metal base board. 三次元構造のプリント基板が、連結部により1対の基板部の一端縁同士を連結する事で全体をコ字形としたものである、請求項1〜2の何れかに記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置。   The rolling bearing unit according to any one of claims 1 and 2, wherein the printed circuit board having a three-dimensional structure has a U-shape as a whole by connecting one end edges of a pair of board parts by a connecting part. Load measuring device. 三次元構造のプリント基板が、連結部により1対の基板部の一端縁同士を連結すると共に、第二の連結部によりこれら1対の基板部の他端縁乃至中間部同士を連結する事で全体若しくはその一部をロ字形としたものである、請求項1〜2の何れかに記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置。   A printed circuit board having a three-dimensional structure connects one end edges of a pair of substrate portions by a connecting portion, and connects the other end edges or intermediate portions of the pair of substrate portions by a second connecting portion. The load measuring device for a rolling bearing unit according to any one of claims 1 and 2, wherein the whole or a part thereof is formed in a square shape. 静止輪と回転輪とのうちの一方の軌道輪が外輪相当部材であり、他方の軌道輪が内輪相当部材であり、各転動体が玉であり、それぞれ特性を円周方向に関して交互に変化させた1対の公転速度検出用エンコーダが、これら各玉を保持した1対の保持器の互いに対向する側面に、これら各保持器と同心に支持固定されており、1対の公転速度検出用センサが、上記1対の公転速度検出用エンコーダ同士の間に配置されており、これら両公転速度検出用センサの検出部が、上記各公転速度検出用エンコーダの互いに対向する側面に対向しており、上記内輪相当部材の外周面に形成された複列アンギュラ型の内輪軌道と上記外輪相当部材の内周面に形成された複列アンギュラ型の外輪軌道との間にそれぞれ複数個ずつ設けられた玉に、背面組み合わせ型の接触角が付与されている、請求項1〜4の何れかに記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置。   One of the stationary ring and the rotating ring is an outer ring equivalent member, the other race ring is an inner ring equivalent member, each rolling element is a ball, and the characteristics are alternately changed in the circumferential direction. Further, a pair of revolution speed detecting encoders are supported and fixed concentrically with the respective cages on the mutually opposing side surfaces of the pair of cages holding the balls, and a pair of revolution speed detecting sensors. Is disposed between the pair of revolution speed detection encoders, and the detection portions of the two revolution speed detection sensors are opposed to the mutually opposing side surfaces of the revolution speed detection encoders, A plurality of balls each provided between a double-row angular inner ring raceway formed on the outer peripheral surface of the inner ring equivalent member and a double-row angular outer ring raceway formed on the inner peripheral surface of the outer ring equivalent member. And back combination The contact angle of the mold is applied, the load measuring device of the rolling bearing unit as set forth in claim 1. 演算器は、一方の列の転動体の公転速度と他方の列の公転速度との比に基づいて静止輪と回転輪との間に加わるアキシアル荷重を算出する、請求項1〜5の何れかに記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置。   The computing unit calculates an axial load applied between the stationary wheel and the rotating wheel based on a ratio between the revolution speed of the rolling elements in one row and the revolution speed in the other row. The load measuring device of the rolling bearing unit described in 1. 三次元構造を有するプリント基板の連結部に設置され、その検出部を回転輪の中間部に嵌合固定された回転速度検出用エンコーダの被検出面に対向させる事でこの回転輪の回転速度を検出自在とした回転速度検出用センサを備え、演算器は、一方の列の転動体の公転速度と他方の列の転動体の公転速度との和と、上記回転輪の回転速度との比に基づいて、静止輪と上記回転輪との間に加わるラジアル荷重を算出する、請求項1〜5の何れかに記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置。   The rotational speed of this rotating wheel is set by facing the detection surface of the encoder for detecting the rotational speed, which is installed at the connecting part of the printed circuit board having a three-dimensional structure and fitted and fixed to the middle part of the rotating wheel. Rotation speed detection sensor that can be freely detected, and the computing unit calculates the ratio of the revolution speed of the rolling elements in one row and the revolution speed of the rolling elements in the other row and the rotation speed of the rotating wheel. 6. The load measuring device for a rolling bearing unit according to claim 1, wherein a radial load applied between the stationary wheel and the rotating wheel is calculated based on the load. 三次元構造を有するプリント基板の連結部に設置され、その検出部を回転輪の中間部に嵌合固定された回転速度検出用センサの被検出面に対向させる事でこの回転輪の回転速度を検出自在とした回転速度検出用センサを備え、演算器は、一方の列の転動体の公転速度と他方の列の転動体の公転速度との差と、上記回転輪の回転速度との比に基づいて、静止輪と上記回転輪との間に加わるアキシアル荷重を算出する、請求項1〜5の何れかに記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置。   The rotational speed of the rotating wheel is set by connecting it to the detection surface of the rotational speed detecting sensor that is installed at the connecting part of the printed circuit board having a three-dimensional structure and fitted and fixed to the intermediate part of the rotating wheel. A rotation speed detection sensor that can be freely detected is provided, and the computing unit calculates the ratio between the revolution speed of the rolling elements in one row and the revolution speed of the rolling elements in the other row and the rotation speed of the rotating wheel. The load measuring device for a rolling bearing unit according to any one of claims 1 to 5, wherein an axial load applied between the stationary wheel and the rotating wheel is calculated on the basis thereof. 複数の速度検出用センサの出力信号を合成して1本のハーネスに送り込む加算回路と、この1本のハーネスを通じて送られて来る信号を分離して上記各速度検出用センサの出力信号を取り出す分離回路とを備えた、請求項1〜8の何れかに記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置。   An adder circuit that synthesizes the output signals of a plurality of speed detection sensors and sends them to one harness, and a separation circuit that separates the signals sent through the one harness and extracts the output signals of the speed detection sensors. A load measuring device for a rolling bearing unit according to claim 1, comprising a circuit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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