JP2007178201A - Rolling bearing unit with load-measuring device - Google Patents
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- F16C19/385—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone with two rows, i.e. double-row tapered roller bearings
- F16C19/386—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with two or more rows of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone with two rows, i.e. double-row tapered roller bearings in O-arrangement
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Abstract
Description
この発明に係る荷重測定装置付転がり軸受ユニットは、自動車等の車両の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持すると共に、この車輪に加わる荷重の大きさを測定して、車両の安定運行の確保に利用する。或は、各種工作機械の主軸を支持する為の転がり軸受ユニットに組み込んで、この主軸に加わる荷重を測定し、工具の送り速度等を適切に調節する為に利用する。 A rolling bearing unit with a load measuring device according to the present invention supports a wheel of a vehicle such as an automobile so as to be rotatable with respect to a suspension device, and measures the magnitude of a load applied to the wheel so that a stable operation of the vehicle is achieved. Use for securing. Alternatively, it is incorporated in a rolling bearing unit for supporting the spindles of various machine tools, is used for measuring the load applied to the spindle and adjusting the feed rate of the tool appropriately.
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等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、例えば非特許文献1に記載されている様な、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、電子制御式ビークルスタビリティコントロールシステム(ESC)等の車両用走行安定化装置が使用されている。この様な各種車両用走行安定化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を表す信号が必要になる。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(例えば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, automobile wheels are rotatably supported by a rolling bearing unit such as a double-row angular type rolling bearing unit with respect to a suspension device. In order to ensure the running stability of the automobile, for example, as described in Non-Patent
この様な事情に鑑みて、特許文献1には、複列アンギュラ型の玉軸受ユニットである転がり軸受ユニットを構成する1対の列の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、荷重測定装置付転がり軸受ユニットに関する発明が記載されている。この様な特許文献1に記載された荷重測定装置付転がり軸受ユニットは、上記両列の玉の公転速度を、これら各玉を保持した1対の保持器の回転速度として求め、これら両列の玉の公転速度に基づいて、上記ラジアル荷重又はアキシアル荷重を算出する。この様な従来構造の場合、上記各玉の転動面と上記両保持器のポケットの内面との間に不可避的に存在する隙間に起因して、上記両列の玉の公転速度と上記両保持器の回転速度との間に、微妙なずれが生じる場合がある。この為、上記ラジアル荷重又はアキシアル荷重を精度良く求める為には、改良の余地がある。
In view of such circumstances,
これに対して、近年、未公開ではあるが、上述の様な不可避的なずれに基づく測定精度の悪化を防止できる構造として、特殊なエンコーダを使用した荷重測定装置付転がり軸受ユニットが発明(例えば、特願2005−147642号)され、その開発が進められている。図11〜14は、この様な特殊なエンコーダを使用した荷重測定装置付転がり軸受ユニットの第1例を示している。この先発明の第1例の荷重測定装置付転がり軸受ユニットは、懸架装置に支持された状態で回転しない、静止側軌道輪であって且つ外輪相当部材である外輪1の内径側に、車輪を支持固定した状態でこの車輪と共に回転する、回転側軌道輪であって且つ内輪相当部材であるハブ2を、複数個の転動体3、3を介して回転自在に支持している。具体的には、上記外輪1の内周面に複列に設けた外輪軌道4、4と、上記ハブ2の外周面に複列に設けた内輪軌道5、5との間に、それぞれ上記転動体3、3を複数個ずつ、転動自在に設けている。これら各転動体3、3には、互いに逆向きの(図示の場合には背面組み合わせ型の)接触角と共に、予圧を付与している。
On the other hand, although not disclosed in recent years, a rolling bearing unit with a load measuring device using a special encoder has been invented (for example, as a structure capable of preventing deterioration of measurement accuracy based on the above inevitable deviation (for example, Japanese Patent Application No. 2005-147642), and its development is underway. FIGS. 11-14 has shown the 1st example of the rolling bearing unit with a load measuring device which uses such a special encoder. The rolling bearing unit with a load measuring device according to the first embodiment of the present invention supports the wheel on the inner diameter side of the
そして、上記ハブ2の軸方向中間部で複列に配置された上記各転動体3、3の間部分に、円筒状のエンコーダ6を外嵌固定している。又、上記外輪1の中間部で複列に配置された上記各転動体3、3同士の間部分に1対のセンサ7、7を支持固定すると共に、これら両センサ7、7の検出部を、上記エンコーダ6の被検出面である外周面に近接対向させている。尚、上記1対のセンサ7、7の検出部にはそれぞれ、ホールIC、ホール素子、MR素子、GMR素子等の磁気検知素子を組み込んでいる。
A
上記エンコーダ6は、図12〜13に示す様に、永久磁石により全体を円筒状に構成すると共に、軟鋼板等の磁性金属板により全体を円筒状に構成した芯金8の外周面に、全周に亙り添着固定している。そして、この芯金8を上記ハブ2の軸方向中間部に締り嵌めで外嵌固定している。又、上記エンコーダ6の被検出面である外周面には、N極に着磁した部分とS極に着磁した部分とを、円周方向に関して交互に且つ等間隔で配置している。これらN極に着磁された部分とS極に着磁された部分との境界は、上記エンコーダ6の軸方向(上記被検出面の幅方向)に対し同じ角度だけ傾斜させると共に、この軸方向に対する傾斜方向を、このエンコーダ6の軸方向中間部を境に互いに逆方向としている。従って、上記N極に着磁された部分とS極に着磁された部分とは、軸方向中間部が円周方向に関して最も突出した(又は凹んだ)、「く」字形となっている。
As shown in FIGS. 12 to 13, the
又、上記両センサ7、7の検出部が上記エンコーダ6の外周面に対向する位置は、このエンコーダ6の円周方向に関して同じ位置としている。言い換えれば、上記両センサ7、7の検出部は、上記外輪1の中心軸を含む同一仮想平面上に配置されている。又、この外輪1と上記ハブ2との間にアキシアル荷重が作用しない状態で、上記N極に着磁された部分とS極に着磁された部分との軸方向中間部で円周方向に関して最も突出した部分(境界の傾斜方向が変化する部分)が、上記両センサ7、7の検出部同士の間の丁度中央位置に存在する様に、各部材6、7、7の設置位置を規制している。尚、この様な先発明の第1例の場合には、上記エンコーダ6として永久磁石製のものを使用しているので、上記両センサ7、7側に永久磁石を組み込む必要はない。
Further, the positions where the detection portions of the
上述の様に構成する先発明の第1例の場合、上記外輪1とハブ2との間にアキシアル荷重が作用すると、上記両センサ7、7の出力信号が変化する位相がずれる。即ち、上記外輪1とハブ2との間にアキシアル荷重が作用しておらず、これら外輪1とハブ2とが相対変位していない、中立状態では、上記両センサ7、7の検出部は、図14の(A)の実線イ、イ上、即ち、上記最も突出した部分から軸方向に同じだけずれた部分に対向する。従って、上記両センサ7、7の出力信号の位相は、同図の(C)に示す様に一致する。
In the case of the first example of the prior invention configured as described above, when an axial load is applied between the
これに対して、上記エンコーダ6を固定したハブ2に、図14の(A)で下向きのアキシアル荷重が作用(上記外輪1に対し上記ハブ2が軸方向に変位)した場合には、上記両センサ7、7の検出部は、図14の(A)の破線ロ、ロ上、即ち、上記最も突出した部分からの軸方向に関するずれが互いに異なる部分に対向する。この状態では上記両センサ7、7の出力信号の位相は、同図の(B)に示す様にずれる。更に、上記エンコーダ6を固定したハブ2に、図14の(A)で上向きのアキシアル荷重が作用した場合には、上記両センサ7、7の検出部は、図14の(A)の鎖線ハ、ハ上、即ち、上記最も突出した部分からの軸方向に関するずれが、逆方向に互いに異なる部分に対向する。この状態では上記両センサ7、7の出力信号の位相は、同図の(D)に示す様にずれる。
In contrast, when a downward axial load acts on the
上述の様に、先発明の第1例の場合には、上記両センサ7、7の出力信号の位相が、上記外輪1とハブ2との間に加わるアキシアル荷重の作用方向に応じた方向にずれる。又、このアキシアル荷重により上記両センサ7、7の出力信号の位相がずれる程度(変位量)は、このアキシアル荷重が大きくなる程大きくなる。従って、先発明の第1例の場合には、上記両センサ7、7の出力信号の位相ずれの有無、ずれが存在する場合にはその方向及び大きさに基づいて、上記外輪1とハブ2との間に作用しているアキシアル荷重の作用方向及び大きさを求められる。尚、上記両センサ7、7の出力信号の位相差に基づいて上記アキシアル荷重を算出する処理は、図示しない演算器により行なう。この為、この演算器には、予め理論計算や実験により調べておいた上記位相差と上記アキシアル荷重との関係を、計算式やマップ等の形式で組み込んでおく。
As described above, in the case of the first example of the prior invention, the phases of the output signals of the
上述した先発明の第1例の場合には、永久磁石製のエンコーダ6を使用しているが、これに代えて、図15に示す様な、磁性材製のエンコーダ6aを使用する事もできる。被検出面である、このエンコーダ6aの外周面には、スリット状の透孔9a、9b(除肉部)と柱部10a、10b(中実部)とを、円周方向に関して交互に且つ等間隔で配置している。これら各透孔9a、9bと各柱部10a、10bとは、上記エンコーダ6aの軸方向に対し同じ角度だけ傾斜させると共に、この軸方向に対する傾斜方向を、このエンコーダ6aの軸方向中間部を境に互いに逆方向としている。即ち、このエンコーダ6aは、軸方向片半部に、上記軸方向に対し所定方向に同じだけ傾斜した透孔9a、9aを形成すると共に、軸方向他半部に、この所定方向と逆方向に同じ角度だけ傾斜した透孔9b、9bを形成している。
In the case of the first example of the above-described prior invention, the
上述の様なエンコーダ6aは、図11に示した第1例と同様に、ハブ2の軸方向中間部に外嵌固定し、外輪1(図11参照)の軸方向中間部に設置した1対のセンサの検出部を、上記エンコーダ6aの外周面に、軸方向に間隔をあけて近接対向させる。尚、この様な先発明の第2例の場合には、上記エンコーダ6aが単なる磁性材製である為、上記1対のセンサの側に永久磁石を組み込む。この様な先発明の第2例の場合も、上述した先発明の第1例の場合と同様の作用により、上記外輪1とハブ2との間に作用しているアキシアル荷重の作用方向及び大きさを求められる。
As in the first example shown in FIG. 11, the
又、上述の図15に示したエンコーダ6aは、互いに独立した透孔9a、9bを「ハ」字形に配置しているが、図16に示した先発明の第3例の様に、連続した「ヘ」字形の透孔9c、9cを、円周方向に亙り等間隔に配置したエンコーダ6bを使用する事もできる。尚、図16に示した構造の場合には、1対の磁気検出素子11、11と1個の永久磁石12とを単一のホルダ13の先端部に包埋支持して、1対のセンサとして機能する、一体型のセンサユニットを構成している。外輪1とハブ2との間に作用するアキシアル荷重を求める機能に就いては、前述した第1例、或いは、上述した第2例と同様である。又、上述した先発明の第2〜3例で、透孔を凹部とし、柱部を凸部とする構造を採用する場合も、同様の作用を得られる。
In the
尚、上述した各先発明では、エンコーダの被検出面の幅方向両半部でそれぞれ、第一特性部(N極、透孔、凹部)と第二特性部(S極、柱部、凸部)との境界を、上記被検出面の幅方向に対し傾斜させる構成を採用した。これに対し、検出精度は劣るが、エンコーダの被検出面の幅方向片半部の境界のみを幅方向に対し傾斜させ、幅方向他半部の境界を幅方向に対し傾斜させない(幅方向に対し平行にする)構成を採用する場合も、同様の作用を得られる。 In each of the above-described prior inventions, the first characteristic portion (N pole, through-hole, concave portion) and the second characteristic portion (S pole, column portion, convex portion) are respectively provided in both half portions of the detected surface of the encoder in the width direction. ) Is used to incline the boundary with respect to the width direction of the detected surface. On the other hand, although the detection accuracy is inferior, only the boundary of one half of the width direction of the detected surface of the encoder is inclined with respect to the width direction, and the boundary of the other half of the width direction is not inclined with respect to the width direction (in the width direction). A similar effect can be obtained when a parallel configuration is adopted.
次に、図17〜19は、先発明の第4例を示している。この先発明の第4例の場合も、ハブ2の軸方向中間部で複列に配置された複数個の転動体3、3の間部分に円筒状のエンコーダ6cを、このハブ2と同心に外嵌固定している。又、外輪1の軸方向中間部で複列に配置された複数個の転動体3、3の間部分に1つのセンサ7を支持固定すると共に、このセンサ7の検出部を、上記エンコーダ6cの被検出面である外周面に近接対向させている。尚、上記センサ7の検出部には、ホールIC、ホール素子、MR素子、GMR素子等の磁気検知素子を組み込んでいる。
Next, FIGS. 17 to 19 show a fourth example of the prior invention. Also in the case of the fourth example of the prior invention, a
上記エンコーダ6cは、図18(B)に示す様に、軟鋼板等の磁性金属板により全体を円筒状に構成した芯金8の外周面に、図18(A)に示した様な永久磁石製の素材を円筒状に丸めたものを、全周に亙り添着固定している。そして、この芯金8を上記ハブ2の軸方向中間部に、締り嵌めで外嵌固定している。又、上記エンコーダ6cの被検出面である外周面には、N極に着磁した部分(第一特性部)とS極に着磁した部分(第二特性部)とを、円周方向に関して交互に且つ等間隔で配置している。そして、これらN極に着磁された部分とS極に着磁された部分との境界の形状を、上記エンコーダ6cの軸方向(上記被検出面の幅方向)に対し同じ角度だけ傾斜した直線形状とすると共に、円周方向に隣り合う各境界同士で、軸方向に対する傾斜方向を互いに逆にしている。これにより、上記N極に着磁された部分の円周方向に関する幅を軸方向片側{図18(B)の下側}程広くし、且つ、上記S極に着磁された部分の円周方向に関する幅を軸方向他側{図18(B)の上側}程広くしている。尚、この様な先発明の第4例の場合も、上記エンコーダ6cとして永久磁石製のものを使用しているので、上記センサ7側に永久磁石を組み込む必要はない。
As shown in FIG. 18 (B), the
上述の様に構成する先発明の第4例の場合、上記外輪1とハブ2との間に加わるアキシアル荷重が作用すると、上記センサの出力信号のパターンが変化する。即ち、上記外輪1とハブ2との間にアキシアル荷重が作用しておらず、これら外輪1とハブ2とが相対変位していない、中立状態では、上記センサ7の検出部は、図19の(A)の鎖線α上、即ち、上記エンコーダ6cの外周面の幅方向中央部分に対向する。この結果、上記センサ7の出力信号(矩形波信号)のデューティ比(=高電位継続時間/1周期)は、図19の(B)に示す様に50%となる。これに対して、上記エンコーダ6を固定したハブ2に、図19の(A)で上向きのアキシアル荷重が作用(上記外輪1に対し上記ハブ2が軸方向に変位)した場合には、上記センサ7の検出部は、図19の(A)の鎖線β上、即ち、上記エンコーダ6cの外周面のうち、幅方向中央部よりも下側にずれた部分に対向する。この結果、上記センサ7の出力信号のデューティ比は、図19の(C)に示す様に、50%からずれた値(図示の例では30%)となる。更に、上記エンコーダ6cを固定したハブ2に、図19の(A)で下向きのアキシアル荷重が作用した場合には、上記センサ7の検出部は、図19の(A)の鎖線γ上、即ち、上記エンコーダ6cの外周面のうち、幅方向中央部よりも上側にずれた部分に対向する。この結果、上記センサ7の出力信号のデューティ比は、図19(D)に示す様に、50%から逆方向にずれた値(図示の例では70%)となる。
In the case of the fourth example of the prior invention configured as described above, when an axial load applied between the
上述の様に、先発明の第4例の場合には、上記センサ7の出力信号のデューティ比が、上記外輪1とハブ2との間に加わるアキシアル荷重の作用方向に応じた方向にずれる。又、このアキシアル荷重により上記センサ7の出力信号のデューティ比がずれる程度(変位量)は、このアキシアル荷重が大きくなる程大きくなる。従って、先発明の第4例の場合には、上記センサ7の出力信号のデューティ比のずれの有無、ずれが存在する場合にはその方向及び大きさに基づいて、上記外輪1とハブ2との間に作用しているアキシアル荷重の作用方向及び大きさを求められる。尚、上記センサ7の出力信号のデューティ比に基づいて上記アキシアル荷重を算出する処理は、図示しない演算器により行なう。この為、この演算器には、予め理論計算や実験により調べておいた上記デューティ比と上記アキシアル荷重との関係を、計算式やマップ等の形式で組み込んでおく。
As described above, in the case of the fourth example of the present invention, the duty ratio of the output signal of the
上述した先発明の第4例の場合には、永久磁石製のエンコーダ6cを使用しているが、これに代えて、図20に示す様な、磁性材製のエンコーダ6dを使用する事もできる。被検出面である、このエンコーダ4bの外周面には、第一特性部である凹部14、14(除肉部)と、第二特性部である凸部15、15(中実部)とを、円周方向に関して交互に配置している。これら各凹部14、14と凸部15、15とは、径方向から見た形状を台形として、それぞれの円周方向に関する幅寸法を、軸方向に関して漸次変化させている。この様なエンコーダ6dは、図17に示した第4例と同様に、ハブ2の軸方向中間部に外嵌固定し、外輪1(図17参照)の軸方向中間部に設置した1つのセンサの検出部を、上記エンコーダ6dの外周面に近接対向させる。尚、この様な先発明の第5例の場合には、上記エンコーダ6dが単なる磁性材製である為、上記センサの側に永久磁石を組み込む。この様な先発明の第5例の場合も、上述した先発明の第4例の場合と同様の作用により、上記外輪1とハブ2との間に作用しているアキシアル荷重の作用方向及び大きさを求められる。又、上述した先発明の第5例で、凹部を透孔とし、凸部を柱部とする構造を採用する場合も、同様の作用を得られる。
In the case of the above-described fourth example of the invention, the
上述した各先発明の場合には、エンコーダを円筒状に構成すると共に、このエンコーダの外周面を被検出面とし、且つ、この被検出面に1対の又は1つのセンサの検出部を径方向に対向させる構成を採用する事により、外輪とハブとの間に作用しているアキシアル荷重の作用方向及び大きさを測定可能としている。これに対し、エンコーダを円輪状に構成すると共に、このエンコーダの側面を被検出面とし、且つ、この被検出面に1対の又は1つのセンサの検出部を軸方向に対向させる構成を採用すれば、外輪とハブとの間に作用しているラジアル荷重の作用方向及び大きさを測定できる。 In the case of each of the above-described prior inventions, the encoder is configured in a cylindrical shape, the outer peripheral surface of the encoder is a detected surface, and the detection unit of one pair or one sensor is radially disposed on the detected surface. By adopting a configuration that opposes the shaft, it is possible to measure the direction and magnitude of the axial load acting between the outer ring and the hub. On the other hand, a configuration is adopted in which the encoder is configured in a ring shape, the side surface of the encoder is a detected surface, and the detection unit of one pair or one sensor is opposed to the detected surface in the axial direction. For example, the acting direction and magnitude of the radial load acting between the outer ring and the hub can be measured.
ところで、上述した各先発明の対象となる車輪支持用軸受ユニット(図11、16、17)は、重量が嵩まない自動車の従動輪(FF車の後輪、FR車の前輪)をする為のものであって、複数個の転動体3、3として玉を使用している。この様な各先発明の対象となる車輪支持用軸受ユニットの場合には、列間(複列に配置された複数個の転動体3、3の間部分)に、荷重測定装置を構成するエンコーダ及びセンサを配置する為の、十分なスペースが存在する。この為、上述した各先発明の場合には、上記エンコーダ及びセンサの寸法を十分に大きくできて、荷重の測定精度を十分に確保できる。
By the way, the wheel support bearing unit (FIGS. 11, 16, and 17), which is the subject of each of the above-described prior inventions, is a driven wheel (rear wheel of FF vehicle, front wheel of FR vehicle) that does not increase in weight. The ball is used as the plurality of rolling
一方、図21に示す車輪支持用軸受ユニットは、重量が嵩む自動車の駆動輪(FF車の前輪、FR車の後輪、4WD車の全車輪)を支持する為のものであって、複数個の転動体3a、3aとして円すいころを使用している。又、ハブ2aの中心部に、スプライン孔16を設けている。そして、図示の様に自動車に組み付けた状態で、懸架装置を構成するナックル17に外輪1を結合固定すると共に、等速ジョイント18のスプライン軸19(駆動軸)を、上記スプライン孔16にスプライン係合させている。この様な車輪支持用軸受ユニットの場合には、上述した各先発明の対象となる車輪支持用軸受ユニットに比べて、列間のスペースが狭い。この様なスペースの狭い列間に上記エンコーダ及びセンサを配置する事は難しく、仮に配置した場合でも、これらエンコーダ及びセンサの寸法が過小になって、荷重の測定範囲を十分に確保する事が難しくなる。
On the other hand, the wheel-supporting bearing unit shown in FIG. 21 is for supporting the driving wheels of a heavy automobile (front wheels of FF vehicles, rear wheels of FR vehicles, all wheels of 4WD vehicles). Tapered rollers are used as the rolling
尚、複列転がり軸受ユニットの列間のスペースの広狭は、従動輪用、駆動輪用の種別や、転動体の種類により、一義的に決定されるものではない。最終的には、当該複列転がり軸受ユニットに要求される具体的な性能等との関係で、列間のスペースの広狭が決定される。何れにしても、列間のスペースが狭い複列転がり軸受ユニットを対象とする場合には、上述した様な不都合を生じる事となる。 It should be noted that the width of the space between the rows of the double row rolling bearing units is not uniquely determined by the type for the driven wheel or the drive wheel or the type of the rolling element. Ultimately, the width of the space between rows is determined in relation to the specific performance required for the double row rolling bearing unit. In any case, in the case of a double row rolling bearing unit in which the space between rows is narrow, the above-described disadvantages occur.
本発明の荷重測定装置付転がり軸受ユニットは、上述の様な事情に鑑み、列間のスペースが狭い複列転がり軸受ユニットを対象とする場合でも、荷重の測定範囲を十分に確保しつつ、エンコーダ及びセンサを容易に配置できる構造を実現すべく発明したものである。 The rolling bearing unit with a load measuring device according to the present invention is an encoder that ensures a sufficient load measurement range even in the case of a double-row rolling bearing unit with a narrow space between rows. Invented to realize a structure in which the sensor can be easily arranged.
本発明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と、荷重測定装置とを備える。
このうちの転がり軸受ユニットは、静止側周面に複列の静止側軌道を有し、使用時にも回転しない静止側軌道輪と、回転側周面に複列の回転側軌道を有し、使用時に回転する回転側軌道輪と、上記各静止側軌道と上記各回転側軌道との間にそれぞれ複数個ずつ転動自在に設けられた転動体とを備える。
又、上記荷重測定装置は、エンコーダと、センサと、演算器とを備える。
このうちのエンコーダは、上記回転側軌道輪又はこの回転側軌道輪と共に回転する部材の一部で、軸方向に関して複列の回転側軌道及びこれら両回転側軌道同士の間部分から外れた部分に支持固定又は固設されている。そして、上記回転側軌道輪と同心に設けた被検出面の特性を、円周方向に関して交互に変化させると共に、この被検出面の特性が円周方向に関して変化する位相若しくはピッチを、この被検出面の幅方向の少なくとも一部で、この幅方向に応じて連続的に変化させている。
又、上記センサは、検出部を上記被検出面に対向させた状態で、使用時にも回転しない部分に支持されている。そして、上記被検出面の特性変化に対応して出力信号を変化させる。
又、上記演算器は、上記センサの出力信号が変化するパターンに基づいて、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との間に加わる荷重を算出する機能を有する。
The rolling bearing unit with a load measuring device of the present invention includes a rolling bearing unit and a load measuring device.
Of these, the rolling bearing unit has a double-row stationary raceway on the stationary peripheral surface, a stationary raceway that does not rotate during use, and a double-row rotational raceway on the rotational peripheral surface. A rotation-side raceway that rotates at times; and a plurality of rolling elements provided between the stationary-side raceways and the rotation-side raceways.
The load measuring device includes an encoder, a sensor, and a calculator.
Among these, the encoder is a part of the rotating side raceway or the member that rotates together with the rotational side raceway. Support fixed or fixed. Then, the characteristics of the detected surface provided concentrically with the rotating side raceway are alternately changed in the circumferential direction, and the phase or pitch at which the characteristics of the detected surface change in the circumferential direction is detected. At least a part of the width direction of the surface is continuously changed according to the width direction.
In addition, the sensor is supported by a portion that does not rotate during use in a state where the detection unit faces the detection surface. And an output signal is changed corresponding to the characteristic change of the said to-be-detected surface.
The computing unit has a function of calculating a load applied between the stationary side raceway and the rotation side raceway based on a pattern in which the output signal of the sensor changes.
又、上述の請求項1に記載した荷重測定装置付転がり軸受ユニットを実施する場合には、例えば請求項2に記載した様に、エンコーダを、回転側軌道輪である内輪相当部材に支持固定又は固設すると共に、センサを、固定側軌道輪である外輪相当部材に支持固定する構成を採用する事ができる。
又、上述の請求項1〜2に記載した発明を実施する場合には、例えば請求項3に記載した様に、回転側軌道輪である内輪相当部材の一端部を、静止側軌道輪である外輪相当部材の径方向内側から軸方向に突出させると共に、エンコーダを、上記内輪相当部材の一端部のうち上記外輪相当部材の径方向内側から軸方向に突出した部分に支持固定又は固設する構成を採用する事ができる。
Further, when the rolling bearing unit with a load measuring device described in
When carrying out the invention described in
又、上述の請求項1〜3に記載した発明を実施する場合には、例えば請求項4に記載した様に、エンコーダを、回転側軌道輪である内輪相当部材に、直接又は芯金等の別部材を介して、圧入により嵌合固定する構成を採用する事ができる。
又、上述の請求項1〜4に記載した発明を実施する場合には、例えば請求項5に記載した様に、エンコーダを、回転側軌道輪である内輪相当部材の外周面と静止側軌道輪である外輪相当部材の内周面との間に存在する空間の端部開口を塞ぐ状態で設けられたシール装置の構成部材と一体に設ける構成を採用する事ができる。
又、上述の請求項1〜3に記載した発明を実施する場合には、例えば請求項6に記載した様に、エンコーダを、回転側軌道輪である内輪相当部材の表面に一体形成する構成を採用する事ができる。
Further, when the invention described in
When the inventions described in
Further, when the invention described in the first to third aspects is carried out, for example, as described in the sixth aspect, the encoder is integrally formed on the surface of the inner ring equivalent member which is the rotating side race. Can be adopted.
又、上述の請求項1〜6に記載した発明を実施する場合には、例えば請求項7に記載した様に、エンコーダの被検出面に、互いに異なる特性を有する第一特性部と第二特性部とを、円周方向に関して交互に且つ等間隔で配置する。これと共に、これら第一、第二両特性部の境界を、少なくとも上記被検出面の幅方向の一部(片半部)で、この被検出面の幅方向に対し傾斜させる。且つ、この境界のこの幅方向に対する傾斜方向又は傾斜角度を、上記被検出面の幅方向中間部を境に(幅方向片半部と他半部とで)互いに異ならせる。又、センサを、それぞれの検出部を上記被検出面のうちこの被検出面の幅方向中間部を挟んでこの幅方向に離隔した2個所位置に対向させた、1対のセンサとする。又、演算器を、これら1対のセンサの出力信号の位相差に基づいて、静止側軌道輪と回転側軌道輪との間に加わる荷重を算出する機能を有するものとする。 Further, when the inventions described in the first to sixth aspects are carried out, for example, as described in the seventh aspect, the first characteristic portion and the second characteristic having different characteristics on the detected surface of the encoder. Are arranged alternately and at equal intervals in the circumferential direction. At the same time, the boundary between the first and second characteristic portions is inclined with respect to the width direction of the detected surface at least at a part (one half portion) in the width direction of the detected surface. In addition, the inclination direction or the inclination angle of the boundary with respect to the width direction is made different from each other (in the width direction half portion and the other half portion) with respect to the width direction intermediate portion of the detection surface. In addition, the sensors are a pair of sensors in which each detection unit is opposed to two positions separated in the width direction across the width direction intermediate portion of the detection surface among the detection surfaces. Further, the arithmetic unit has a function of calculating a load applied between the stationary side raceway and the rotation side raceway based on the phase difference between the output signals of the pair of sensors.
又、上述の請求項1〜6に記載した発明を実施する場合には、例えば請求項8に記載した様に、エンコーダの被検出面に、互いに異なる特性を有する第一特性部と第二特性部とを、円周方向に関して交互に且つ等間隔で配置する。これと共に、このうちの第一特性部の円周方向に関する幅を上記被検出面の幅方向片側程広くし、且つ、上記第二特性部の円周方向に関する幅をこの被検出面の幅方向他側程広くする。又、センサを、その検出部をこの被検出面の一部に対向させた、1つのセンサとする。又、演算器を、この1つのセンサの出力信号のデューティ比に基づいて、静止側軌道輪と回転側軌道輪との間に加わる荷重を算出する機能を有するものとする。
Further, when the invention described in
又、上述の請求項1〜8に記載した発明を実施する場合には、例えば請求項9に記載した様に、エンコーダを永久磁石製とし、且つ、第一特性部をN極とS極とのうちの一方の極に着磁された部分とし、且つ、第二特性部を同じく他方の極に着磁された部分とする構成を採用する事ができる。この様な構成を採用する場合、センサの検出部には、ホールIC、ホール素子、MR素子、GMR素子等の磁気検知素子を組み込む事が適切である。尚、上記エンコーダが永久磁石製である為、センサ側に永久磁石を組み込む必要はない。 Further, when carrying out the inventions described in the first to eighth aspects, for example, as described in the ninth aspect, the encoder is made of a permanent magnet, and the first characteristic portion includes the N pole and the S pole. It is possible to adopt a configuration in which one portion is magnetized to one of the poles and the second characteristic portion is similarly magnetized to the other pole. When such a configuration is adopted, it is appropriate to incorporate a magnetic detection element such as a Hall IC, a Hall element, an MR element, or a GMR element in the detection portion of the sensor. Since the encoder is made of a permanent magnet, it is not necessary to incorporate a permanent magnet on the sensor side.
又、上述の請求項1〜8に記載した発明を実施する場合には、例えば請求項10に記載した様に、エンコーダを磁性材製とし、且つ、第一特性部を中実部(透孔、凹部等)と除肉部(柱部、凸部等)とのうちの一方とし、且つ、第二特性部を中実部と除肉部とのうちの他方とする構成を採用する事ができる。この様な構成を採用する場合、センサの検出部には、ホールIC、ホール素子、MR素子、GMR素子等の磁気検知素子を組み込む事が適切である。更に、この場合、上記エンコーダが単なる磁性材製である為、センサ側に永久磁石を組み込む必要がある。
Further, when carrying out the invention described in
又、上述の請求項1〜10に記載した発明を実施する場合には、例えば請求項11に記載した様に、転がり軸受ユニットを自動車の車輪支持用のハブユニットとし、使用状態で静止側軌道輪を自動車の懸架装置に支持し、回転側軌道輪であるハブに車輪を結合固定する構成を採用する事ができる。
When the inventions described in
上述の様に構成する本発明の荷重測定装置付転がり軸受ユニットの場合には、列間(複列に設けられた複数個の転動体の間部分)以外の部分に、エンコーダ及びセンサを設置する。この為、列間のスペースが狭い転がり軸受ユニットを対象とする場合でも、例えば軸端(静止側軌道輪及び回転側軌道輪の端部)等の、十分に広いスペースを確保できる個所に上記エンコーダ及びセンサを設置すれば、これらエンコーダ及びセンサの寸法を十分に大きくできる。従って、列間のスペースが狭い転がり軸受ユニットを対象とする場合でも、荷重の測定範囲を十分に確保できる。 In the case of the rolling bearing unit with a load measuring device of the present invention configured as described above, an encoder and a sensor are installed in a portion other than between rows (a portion between a plurality of rolling elements provided in a double row). . For this reason, even when a rolling bearing unit with a narrow space between rows is targeted, the encoder is provided at a place where a sufficiently wide space can be secured, such as a shaft end (an end portion of a stationary bearing ring and a rotating bearing ring). If the sensors are installed, the dimensions of these encoders and sensors can be made sufficiently large. Accordingly, even when a rolling bearing unit with a narrow space between rows is targeted, a sufficient load measurement range can be secured.
[実施の形態の第1例]
図1〜2は、請求項1、2、4、5、7、10、11に対応する、本発明の実施の形態の第1例を示している。尚、本例の特徴は、車輪支持用軸受ユニットに対するエンコーダ6b及び1対のセンサ7a、7aの取付個所を工夫した点にある。この車輪支持用軸受ユニットの構造に就いては、前述の図21に示した車輪支持用軸受ユニットと同様であり、又、上記エンコーダ6bと1対のセンサ7a、7aとの組み合わせによりアキシアル荷重を測定する作用に就いては、前述の図16に示した先発明の第3例の場合と同様である。この為、重複する図示並びに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。
[First example of embodiment]
1 and 2 show a first example of an embodiment of the present invention corresponding to
本例の場合、ハブ2aの内端部(軸方向に関して「内」とは、自動車への組み付け状態で車両の幅方向中央側を言い、図1〜5の右側。反対に、自動車への組み付け状態で車両の幅方向外側となる図1〜5の左側を、軸方向に関して「外」と言う。本明細書全体で同じ。)に、磁性金属板により円筒状に形成したエンコーダ6bを、上記ハブ2aと同心に支持固定している。又、外輪1の内端開口部に被着したセンサカバー20の内側に、1対のセンサ7a、7aを支持固定すると共に、これら両センサ7a、7aの検出部を、上記エンコーダ6bの被検出面である外周面に近接対向させている。
In the case of this example, the inner end of the
本例の場合、上記外輪1の内端部内周面と上記ハブ2aの内端部外周面との間部分には、この間部分を密閉する為の組み合わせシールリング21が設けられている。本例の場合には、この様な構成で、この組み合わせシールリング21の軸方向位置や大きさを変える事なく、上記エンコーダ6bを上記ハブ2aの内端部に支持固定できる様にすべく、このエンコーダ6bを、上記組み合わせシールリング21を構成する、上記ハブ2aの内端部に圧入により外嵌固定した、スリンガ22と一体的に形成している。又、前述の図16に示した先発明の第3例の場合と同様、被検出面である、上記エンコーダ6bの外周面には、それぞれが「へ」字形のスリットである複数の透孔9cを、円周方向に関して等間隔で配置している。尚、これら「へ」字形の透孔9cに代えて、頂部を切り離した「ハ」字形の透孔を採用する事もできる。又、検出精度は劣るが、被検出面の幅方向片半部の透孔のみを幅方向に対し傾斜させ、幅方向他半部の透孔は幅方向に(平行に)形成する事もできる。
In the case of this example, a
又、上記センサカバー20は、軟鋼板等の金属板により断面L字形で全体を円環状に構成している。この様なセンサカバー20の内側には、円環状の合成樹脂23を保持固定している。又、上記1対のセンサ7a、7aはそれぞれ、永久磁石12と、検出部を構成するホールIC、ホール素子、MR素子、GMR素子等の磁気検知素子11とから成る。これら両センサ7a、7aは、上記合成樹脂23中に包埋支持した状態で、それぞれの検出部を、上記エンコーダ6bの外周面に、軸方向に間隔をあけて近接対向させている。又、上記センサカバー20の内端面から、上記両センサ7a、7aの出力信号を図示しない演算器に送る為のセンサケーブル24を、上記センサカバー20の外部に導出している。
The
上述の様に構成する本例の荷重測定装置付転がり軸受ユニットの場合も、前述の図16に示した先発明の第3例の場合と同様の作用により、上記1対のセンサ7a、7aの出力信号の位相差に基づいて、上記外輪1とハブ2aとの間に作用しているアキシアル荷重の作用方向及び大きさを求められる。特に、本例の荷重測定装置付転がり軸受ユニットの場合には、上記エンコーダ6b及び1対のセンサ7a、7aを、十分に広いスペースが存在する個所である、軸端(上記外輪1及びハブ2aの内端部)に設置する構成を採用している。この為、本例の場合には、列間(複列に設けられた複数個の転動体3a、3aの間部分)のスペースが狭い車輪支持用軸受ユニットを対象としているのにも拘わらず、上記エンコーダ6b及び1対のセンサ7a、7aの軸方向寸法を十分に大きくできる。従って、上記外輪1と上記ハブ2との変位に伴って上記エンコーダ6bの被検出面から上記両センサ7a、7aの検出部が外れない様にして、上述したアキシアル荷重の測定可能範囲を十分に確保できる。
In the case of the rolling bearing unit with a load measuring device of the present example configured as described above, the pair of
[実施の形態の第2例]
次に、図3は、請求項1、2、3、4、7、10、11に対応する、本発明の実施の形態の第2例を示している。本例の場合、ハブ2bの内端部を、外輪1の径方向内側から軸方向内方に突出させている。そして、このハブ2bの内端部に磁性金属板製のエンコーダ6eを、圧入により外嵌固定している。この様に本例の場合には、外輪1の径方向内側から軸方向内方に突出させたハブ2bの内端部にエンコーダ6eを外嵌固定する構成を採用する事により、転動体設置空間の内端開口を密閉する組み合わせシールリング22として、従来構造と同様のものを使用できる様にしている。又、本例の場合、上記エンコーダ6eは、断面クランク形で全体を円環状に構成しており、互いに同心の小径円筒部25と大径円筒部26とを備える。そして、このうちの小径円筒部25を、上記ハブ2bの内端部に圧入により外嵌固定すると共に、上記大径円筒部26の外周面を、被検出面としている。そして、この被検出面に、上記外輪1の内端部に被着したセンサカバー(図示せず)に支持固定した1対のセンサ(図示せず)の検出部を、軸方向に間隔をあけて近接対向させている。この様に構成する本例の荷重測定装置付転がり軸受ユニットの場合も、上記エンコーダ6e及び1対のセンサを、十分に広いスペースが存在する個所である、軸端(上記外輪1及びハブ2bの内端部)に設置する構成を採用している。この為、列間のスペースが狭い構造である事に拘わらず、上記エンコーダ6e及び1対のセンサの寸法を十分に大きくでき、アキシアル荷重の測定可能範囲を十分に確保できる。その他の構成及び作用は、上述した実施の形態の第1例の場合と同様である。
[Second Example of Embodiment]
Next, FIG. 3 shows a second example of an embodiment of the present invention corresponding to
[実施の形態の第3例]
次に、図4は、請求項1、2、3、6、7、10、11に対応する、本発明の実施の形態の第3例を示している。本例の場合も、磁性金属である鋼材製のハブ2bの内端部を、外輪1の径方向内側から軸方向内方に突出させている。そして、このハブ2bの内端部外周面にエンコーダ6fを、一体形成している。即ち、このハブ2bの内端部外周面に、それぞれが「く」字形である、凹部27(第一特性部である除肉部)と凸部28(第二特性部である中実部)とを、円周方向に関して交互に配置(形成)する事により、当該部分を、歯車状のエンコーダ6fとしている。即ち、このエンコーダ6fは、前述の図12に示した先発明の第1例で使用した永久磁石製のエンコーダ6と比較すると、N極に着磁された部分が上記凹部27に対応し、S極に着磁された部分が上記凸部28に対応する構成を有する。そして、被検出面である、上記エンコーダ6fの外周面に、上記外輪1の内端部に被着したセンサカバー(図示せず)に支持固定した1対のセンサ(図示せず)の検出部を、軸方向に間隔をあけて近接対向させている。この様に構成する本例の荷重測定装置付転がり軸受ユニットの場合も、上記エンコーダ6f及び1対のセンサを、十分に広いスペースが存在する個所である、軸端(上記外輪1及びハブ2bの内端部)に設置する構成を採用している。この為、列間のスペースが狭い構造である事に拘わらず、上記エンコーダ6f及び1対のセンサの寸法を十分に大きくでき、アキシアル荷重の測定可能範囲を十分に確保できる。その他の構成及び作用は、上述した実施の形態の第1〜2例の場合と同様である。
[Third example of embodiment]
Next, FIG. 4 shows a third example of the embodiment of the invention corresponding to
[実施の形態の第4例]
次に、図5は、請求項1、2、4、5、7、9、11に対応する、本発明の実施の形態の第4例を示している。前述の図1〜2に示した実施の形態の第1例の場合には、磁性材製のエンコーダ6bを使用しているが、本例の場合には、前述の図11に示した先発明の第1例の場合と同様の、永久磁石製のエンコーダ6を使用している。即ち、本例の場合には、円筒状の芯金8を、組み合わせシールリング21を構成するスリンガ22と一体に形成すると共に、この芯金8の外周面に、上記永久磁石製で円筒状のエンコーダ6を添着固定している。又、本例の場合には、この様にエンコーダ6を永久磁石製とした事に伴い、このエンコーダ6の被検出面である外周面に対向させる1対のセンサ7、7には、永久磁石を組み込んでいない。その他の構成及び作用は、前述の図1〜2に示した実施の形態の第1例の場合と同様である。
[Fourth Example of Embodiment]
Next, FIG. 5 shows a fourth example of the embodiment of the invention corresponding to
[実施の形態の第5〜6例]
尚、上述した各実施の形態では、車輪支持用軸受ユニットの軸端で、軸方向に関してこの車輪支持用軸受ユニットと等速ジョイント18とに挟まれた空間に、センサ及びエンコーダを設置する構成を採用した。この様な構成を採用する場合、上記空間の軸方向寸法が小さい場合には、例えば図6に示す本発明の実施の形態の第5例の様に、ハブ2cの外端部に設けるナット29の座面30の位置を軸方向内方にずらせると共に、上記ハブ2cを構成する内側の内輪31の内端部を軸方向内方に伸ばす構成を採用したり、或は図7に示す本発明の実施の形態の第6例の様に、列間の軸方向寸法を小さくすると共に、ハブ2dを構成する内側の内輪31の内端部を軸方向内方に伸ばす構成を採用すれば、上記空間の軸方向寸法を拡大する事ができる。しかも、これら第5〜6例の構造を採用すれば、上記等速ジョイント18及びスプライン軸19の設計を変更する事なく、車輪支持用軸受ユニットの設計のみを変更する事により、上記空間の軸方向寸法を拡大できる。この為、設計変更に伴うコストの上昇を十分に抑える事ができる。尚、この様な効果は、図6〜7に示した様な複列円すいころ軸受ユニットに限らず、複列玉軸受ユニットでも得られる。
[Fifth to sixth examples of embodiment]
In each of the embodiments described above, the sensor and the encoder are installed in the space between the wheel support bearing unit and the constant velocity joint 18 in the axial direction at the shaft end of the wheel support bearing unit. Adopted. When such a configuration is employed, if the axial dimension of the space is small, a
尚、上述した各実施の形態では、荷重測定装置を構成するエンコーダ及びセンサとして、位相差検出方式のものを採用した。但し、本発明を実施する場合、これらエンコーダ及びセンサとして、例えば前述の図17〜20に示した先発明の第4〜5例で使用した様な、デューティ比検出方式(請求項8に対応する方式)のものを採用する事もできる。そして、この場合も、上述した各実施の形態の場合と同様の効果を得られる。 In each of the above-described embodiments, the phase difference detection type is used as the encoder and sensor constituting the load measuring device. However, when the present invention is carried out, the duty ratio detection method (corresponding to claim 8), such as that used in the fourth to fifth examples of the prior invention shown in FIGS. System) can also be adopted. In this case, the same effects as those in the above-described embodiments can be obtained.
又、本発明を実施する場合、磁性材製のエンコーダE1 の形状は、特に限定されず、例えば図8の(A)〜(D)に示す様な、各種の形状を採用できる。又、永久磁石製のエンコーダE2 を添着する芯金Gの形状も、特に限定されず、例えば図9の(A)〜(D)に示す様な、各種の形状を採用できる。尚、本発明を実施する場合、永久磁石製のエンコーダE2 を、回転側軌道輪等に直接圧入嵌合させる構成を採用する事もできる。但し、永久磁石製のエンコーダE2 は靭性が低い為、直接圧入嵌合する構成を採用すると、このエンコーダE2 に割れが発生する可能性がある。この為、この様な割れが発生するのを防止すべく、永久磁石製のエンコーダE2 は、芯金Gの一部に添着固定(例えば、射出成形に伴って固定若しくは接着固定等)した状態で、回転側軌道輪等に圧入嵌合する構成を採用するのが好ましい。又、本発明を実施する場合、例えば図10の(A)、(B)に示す様に、エンコーダE1 、E2 の被検出面Pを円輪状とし、この被検出面Pに(1対の又は1つの)センサの検出部を軸方向に近接対向させる構成を採用すれば、静止側軌道輪と回転側軌道輪との間に加わるラジアル荷重を測定する事ができる。 Furthermore, when practicing this invention, the shape of the magnetic material made of the encoder E 1 is not particularly limited, can be adopted for example as shown in (A) ~ (D) of FIG. 8, a variety of shapes. The shape of the metal core G that affixing the encoder E 2 made of permanent magnets is also not particularly limited, can be adopted for example as shown in (A) ~ (D) of FIG. 9, a variety of shapes. Incidentally, when carrying out the present invention, the encoder E 2 made of permanent magnet, it is also possible to adopt a configuration in which directly press-fitted to the rotating side raceway ring and the like. However, since the encoder E 2 made of a permanent magnet has low toughness, there is a possibility that the encoder E 2 will be cracked if a direct press-fitting configuration is adopted. For this reason, in order to prevent such a crack from occurring, the encoder E 2 made of a permanent magnet is attached and fixed to a part of the core metal G (for example, fixed or bonded fixed with injection molding). Therefore, it is preferable to employ a configuration that is press-fitted to the rotation-side raceway or the like. Further, when the present invention is carried out, for example, as shown in FIGS. 10A and 10B, the detected surfaces P of the encoders E 1 and E 2 are formed into a ring shape, By adopting a configuration in which the detection portions of the sensor are close to each other in the axial direction, it is possible to measure the radial load applied between the stationary side raceway and the rotation side raceway.
又、本発明で、エンコーダを外気に接する個所に設置する場合に、好ましくは、このエンコーダの被検出面に防錆処理を施したり、或はこのエンコーダの材料として錆にくい材料を使用する等により、このエンコーダの被検出面に錆が発生するのを防止する。これにより、この被検出面の特性境界が錆により変化し、荷重の測定精度が低下する事を防止する。又、芯金が錆びて、この芯金から永久磁石製のエンコーダが脱落するのを防止する為に、この芯金にも防錆処理を施す等するのが好ましい。又、その他の防錆対策として、エンコーダや芯金の設置個所を、外部環境からシールする構造を採用する事もできる。 Further, in the present invention, when the encoder is installed at a location in contact with the outside air, it is preferable to apply a rust prevention treatment to the detection surface of the encoder, or to use a rust-resistant material as the encoder material. This prevents the detection surface of the encoder from generating rust. This prevents the characteristic boundary of the surface to be detected from changing due to rust and reducing the measurement accuracy of the load. In order to prevent the core bar from rusting and the permanent magnet encoder from falling off the core, it is preferable to subject the core to a rust prevention treatment. Further, as another rust prevention measure, it is possible to employ a structure in which the installation location of the encoder and the metal core is sealed from the external environment.
本発明の荷重測定装置付転がり軸受ユニットは、車両の車輪支持用転がり軸受ユニットに限らず、各種機械装置の回転支持部分に組み込まれる複列転がり軸受ユニットに適用する事ができる。 The rolling bearing unit with a load measuring device of the present invention is not limited to a rolling bearing unit for supporting a wheel of a vehicle, but can be applied to a double row rolling bearing unit incorporated in a rotating support portion of various mechanical devices.
1 外輪
2、2a、2b、2c、2d ハブ
3、3a 転動体
4、4a 外輪軌道
5、5a 内輪軌道
6、6a〜6f エンコーダ
7、7a センサ
8 芯金
9a、9b、9c 透孔
10a、10b 柱部
11 磁気検出素子
12 永久磁石
13 ホルダ
14 凹部
15 凸部
16 スプライン孔
17 ナックル
18 等速ジョイント
19 スプライン軸
20 センサカバー
21 組み合わせシールリング
22 スリンガ
23 合成樹脂
24 センサケーブル
25 小径円筒部
26 大径円筒部
27 凹部
28 凸部
29 ナット
30 座面
31 内輪
DESCRIPTION OF
Claims (11)
このうちの転がり軸受ユニットは、静止側周面に複列の静止側軌道を有し、使用時にも回転しない静止側軌道輪と、回転側周面に複列の回転側軌道を有し、使用時に回転する回転側軌道輪と、上記各静止側軌道と上記各回転側軌道との間にそれぞれ複数個ずつ転動自在に設けられた転動体とを備えたものであり、
上記荷重測定装置は、エンコーダと、センサと、演算器とを備え、
このうちのエンコーダは、上記回転側軌道輪又はこの回転側軌道輪と共に回転する部材の一部で軸方向に関して複列の回転側軌道及びこれら両回転側軌道同士の間部分から外れた部分に支持固定又は固設され、上記回転側軌道輪と同心に設けた被検出面の特性を円周方向に関して交互に変化させると共に、この被検出面の特性が円周方向に関して変化する位相若しくはピッチを、この被検出面の幅方向の少なくとも一部でこの幅方向に応じて連続的に変化させたものであり、
上記センサは、検出部を上記被検出面に対向させた状態で、使用時にも回転しない部分に支持され、上記被検出面の特性変化に対応して出力信号を変化させるものであり、
上記演算器は、上記センサの出力信号が変化するパターンに基づいて上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との間に加わる荷重を算出する機能を有するものである、
荷重測定装置付転がり軸受ユニット。 A rolling bearing unit and a load measuring device;
Of these, the rolling bearing unit has a double-row stationary raceway on the stationary peripheral surface, a stationary raceway that does not rotate during use, and a double-row rotational raceway on the rotational peripheral surface. A rotation-side raceway that rotates at times, and a plurality of rolling elements provided between the respective stationary-side raceways and the respective rotation-side raceways so as to be capable of rolling, respectively.
The load measuring device includes an encoder, a sensor, and a calculator.
Of these, the encoder is supported by the rotation side raceway or a part of the member that rotates together with the rotation side raceway in a double row of the rotation side raceway and the part that is separated from the part between these rotation side raceways in the axial direction. The phase or pitch at which the characteristic of the detected surface is fixed or fixedly provided and is changed concentrically with the rotation-side raceway in the circumferential direction, and the characteristic of the detected surface changes in the circumferential direction, The detected surface is continuously changed according to the width direction in at least a part of the width direction,
The sensor is supported by a portion that does not rotate during use with the detection unit facing the detection surface, and changes an output signal in response to a change in the characteristics of the detection surface.
The computing unit has a function of calculating a load applied between the stationary side raceway and the rotation side raceway based on a pattern in which the output signal of the sensor changes.
Rolling bearing unit with load measuring device.
The rolling bearing unit is a hub unit for supporting a wheel of an automobile, the stationary-side bearing ring is supported by a suspension device of the automobile in use, and the wheel is coupled and fixed to a hub that is a rotating-side bearing ring. A rolling bearing unit with a load measuring device according to any one of 10.
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JP2005375336A Pending JP2007178201A (en) | 2005-12-27 | 2005-12-27 | Rolling bearing unit with load-measuring device |
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JP (1) | JP2007178201A (en) |
-
2005
- 2005-12-27 JP JP2005375336A patent/JP2007178201A/en active Pending
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Legal Events
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RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
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