JP2007199040A - Rolling bearing unit with load-measuring device joint-fixed with wheel - Google Patents

Rolling bearing unit with load-measuring device joint-fixed with wheel Download PDF

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JP2007199040A JP2006021173A JP2006021173A JP2007199040A JP 2007199040 A JP2007199040 A JP 2007199040A JP 2006021173 A JP2006021173 A JP 2006021173A JP 2006021173 A JP2006021173 A JP 2006021173A JP 2007199040 A JP2007199040 A JP 2007199040A
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Hiroo Ishikawa
寛朗 石川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a structure capable of enlarging the variational rate of moment acting on a hub 2 that supports the wheel which exists outer side in the radial direction from the turning center, at the turning of the vehicle. <P>SOLUTION: The point of application P is arranged in the axial direction inside from the center point O of the bearing unit. According to this constitution, the direction of moment Mz by the radial load Fz acting on the point of application P is made to coincide with the direction of the moment My by the axial load Fy. As a result, the measurement gain of the axial load Fy, acting on the point of application P that exists in the grounding area of the wheel, is improved. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明に係るホイールを結合固定した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。   The rolling bearing unit with a load measuring device to which the wheel according to the present invention is coupled and fixed, while rotatably supporting the wheel of a vehicle such as an automobile with respect to the suspension device, and measuring the magnitude of the load applied to the wheel, Used to ensure stable operation of vehicles.

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, a wheel of an automobile is rotatably supported by a rolling bearing unit such as a double-row angular type with respect to a suspension device. In order to ensure the running stability of the automobile, for example, as described in Non-Patent Document 1, an antilock brake system (ABS), a traction control system (TCS), and an electronically controlled vehicle stability A vehicle travel stabilization device such as a control system (ESC) is used. In order to control such various vehicle running stabilization devices, signals representing the rotational speed of the wheels, acceleration in each direction applied to the vehicle body, and the like are required. In order to perform higher-level control, it may be preferable to know the magnitude of a load (for example, one or both of a radial load and an axial load) applied to the rolling bearing unit via a wheel.

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可能性がある。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, Patent Document 1 discloses a radial applied to a rolling bearing unit based on the revolution speed of a pair of balls constituting a rolling bearing unit which is a double-row angular ball bearing unit. An invention relating to a rolling bearing unit with a load measuring device for measuring a load or an axial load is described. Such a rolling bearing unit with a load measuring device described in Patent Document 1 obtains the revolution speed of the balls in both rows as the rotation speed of a pair of cages holding these balls, Based on the revolution speed of the ball, the radial load or the axial load is calculated. In the case of such a conventional structure, due to a gap inevitably existing between the rolling surface of each ball and the inner surfaces of the pockets of both cages, the revolution speed of the balls in both rows and the both There may be a slight deviation between the rotational speed of the cage. For this reason, in order to obtain | require the said radial load or axial load accurately, there is room for improvement.

これに対して、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３〜７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、静止側軌道輪である外輪１の内径側に、回転側軌道輪であるハブ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。又、上記外輪１の外周面の軸方向内端（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、２、３、６、８、１１、１２、１４、１６の右側。反対に、車両の幅方向外側となる図１、２、３、６、８、１１、１２、１４、１６の左側を、軸方向に関して「外」と言う。本明細書及び特許請求の範囲の全体で同じ。）寄り部分に固定側フランジ６を、上記ハブ２の外周面の外端寄り部分に回転側フランジ７を、それぞれ形成している。   On the other hand, although not disclosed, a rolling bearing unit with a load measuring device using a special encoder has been invented (for example, as a special feature) as a structure capable of preventing the deterioration of measurement accuracy based on the inevitable deviation as described above. No. 2005-147642) and its development is underway. 3 to 7 show a first example of a rolling bearing unit with a load measuring device using such a special encoder. In the rolling bearing unit with a load measuring device according to the first example of the present invention, a hub 2 that is a rotating raceway is provided on a radially inner side of an outer ring 1 that is a stationary raceway via a plurality of rolling elements 3 and 3. It is supported rotatably. Specifically, between the outer ring raceways 4, 4 provided in a double row on the inner peripheral surface of the outer ring 1 and the inner ring raceways 5, 5 provided in a double row on the outer peripheral surface of the hub 2, respectively, A plurality of moving bodies 3 and 3 are provided so as to freely roll. A preload is applied to each of the rolling elements 3 and 3 together with contact angles that are opposite to each other (in the illustrated case, a rear combination type). Further, the inner end in the axial direction of the outer peripheral surface of the outer ring 1 ("inner" with respect to the axial direction means the center side in the width direction of the vehicle in the assembled state in the automobile, and FIGS. , 12, 14, 16. On the contrary, the left side of FIGS.1, 2, 3, 6, 8, 11, 12, 14, 16 that is the outer side in the width direction of the vehicle is referred to as “outside” in the axial direction. The same applies throughout the present specification and claims.) A fixed-side flange 6 is formed near the outer portion of the hub 2 and a rotation-side flange 7 is formed near the outer end of the hub 2.

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８を外嵌固定している。又、上記外輪１の中間部に１対のセンサ９、９を支持固定すると共に、これら両センサ９、９の検出部を、上記エンコーダ８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９、９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 cylindrical encoder 8 is externally fitted and fixed between the rolling elements 3 and 3 arranged in a double row at the axially intermediate portion of the hub 2. In addition, a pair of sensors 9 and 9 are supported and fixed at the intermediate portion of the outer ring 1, and the detection portions of both the sensors 9 and 9 are closely opposed to the outer peripheral surface which is the detection surface of the encoder 8. . Note that magnetic detection elements such as a Hall IC, a Hall element, an MR element, and a GMR element are incorporated in the detection portions of the pair of sensors 9 and 9, respectively.

上記エンコーダ８は、図４〜５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１０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１０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、被検出面である、上記エンコーダ８の外周面には、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。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８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８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。尚、上記被検出面のうち、軸方向の何れか一方の半部が第一の特性変化部に相当し、他方の半部が第二の特性変化部に相当する。   As shown in FIGS. 4 to 5, the encoder 8 is configured as a whole by a permanent magnet in a cylindrical shape, and on the outer peripheral surface of a core bar 10 that is configured as a whole by a magnetic metal plate such as a mild steel plate. It is fixed around the circumference. The core metal 10 is externally fixed to the axially intermediate portion of the hub 2 by an interference fit. Further, on the outer peripheral surface of the encoder 8 which is a detected surface, a portion magnetized in the N pole (first characteristic portion) and a portion magnetized in the S pole (second characteristic portion) are arranged in the circumferential direction. Are arranged alternately and at equal intervals. The boundary between the part magnetized in the N pole and the part magnetized in the S pole is inclined by the same angle with respect to the axial direction of the encoder 8 (width direction of the detected surface), and this axial direction Are inclined in opposite directions with respect to the intermediate portion of the encoder 8 in the axial direction. Therefore, the portion magnetized in the N pole and the portion magnetized in the S pole have a “<” shape with the axially middle portion protruding (or recessed) most in the circumferential direction. Of the detected surfaces, either half of the axial direction corresponds to the first characteristic changing portion, and the other half corresponds to the second characteristic changing portion.

又、上記外輪１の軸方向中間部の下端部に１対の取付孔１１、１１を形成すると共に、これら両取付孔１１、１１の内側に、上記１対のセンサ９、９を挿通支持している。この様な各取付孔１１、１１を、負荷圏となる、上記外輪１の上端部に形成する事は、この外輪１の強度を確保する観点から好ましくない。そこで、図示の例では、上記各取付孔１１、１１を、非負荷圏となる、上記外輪１の下端部に形成している。そして、上記両センサ９、９の検出部を、それぞれ上記エンコーダ８の外周面の下端部で、円周方向に関する位相が互いに等しい部分に近接対向させている。又、上記外輪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９、９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８、９、９の設置位置を規制している。   In addition, a pair of mounting holes 11, 11 are formed in the lower end portion of the axially intermediate portion of the outer ring 1, and the pair of sensors 9, 9 are inserted and supported inside these mounting holes 11, 11. ing. It is not preferable to form each of the mounting holes 11 and 11 at the upper end of the outer ring 1 serving as a load zone from the viewpoint of securing the strength of the outer ring 1. Therefore, in the illustrated example, each of the mounting holes 11 is formed at the lower end of the outer ring 1 which is a non-load zone. And the detection part of both said sensors 9 and 9 is made to adjoin and oppose to the part where the phase regarding a circumferential direction is mutually equal in the lower end part of the outer peripheral surface of the said encoder 8, respectively. In the state where an axial load is not applied between the outer ring 1 and the hub 2, the axial direction intermediate portion between the portion magnetized in the N pole and the portion magnetized in the S pole is related to the circumferential direction. The installation position of each member 8, 9, 9 is regulated so that the most projecting part (the part where the inclination direction of the boundary changes) is just at the center position between the detection parts of both sensors 9, 9. is doing.

上述の様に構成する荷重測定装置付転がり軸受ユニットを自動車に組み付ける場合には、図６に略示する様に、上記外輪１の外周面に設けた固定側フランジ６を、懸架装置を構成するナックル１２に対し、図示しない複数本のボルトにより結合固定する。これと共に、ディスクブレーキを構成するディスク１３、及び、車輪１４を構成するホイール１５を、上記ハブ２の外周面に設けた回転側フランジ７に対し、図示しない複数のスタッド及びナットにより結合固定する。   When the rolling bearing unit with a load measuring device configured as described above is assembled to an automobile, the fixed-side flange 6 provided on the outer peripheral surface of the outer ring 1 constitutes a suspension device as schematically shown in FIG. The knuckle 12 is coupled and fixed by a plurality of bolts (not shown). At the same time, the disc 13 constituting the disc brake and the wheel 15 constituting the wheel 14 are coupled and fixed to the rotating side flange 7 provided on the outer peripheral surface of the hub 2 by a plurality of studs and nuts (not shown).

上述の様に自動車に組み付けた先発明の第１例の場合、自動車の旋回時等に、車輪１４を構成するタイヤ１６と路面１７との接触部（接地面部分）から、上記ハブ２にアキシアル荷重が加わると、上記両センサ９、９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９、９の検出部は、図７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９、９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 assembled in the automobile as described above, the hub 2 is axially connected from the contact portion (the contact surface portion) between the tire 16 constituting the wheel 14 and the road surface 17 when the automobile turns. When a load is applied, the phase in which the output signals of the sensors 9, 9 change is shifted. That is, in the neutral state in which an axial load is not acting between the outer ring 1 and the hub 2 and the outer ring 1 and the hub 2 are not relatively displaced, the detecting portions of the sensors 9 and 9 are It is opposed to the solid lines (a) and (b) in FIG. Therefore, the phases of the output signals of the sensors 9 and 9 coincide as shown in FIG.

これに対して、上記エンコーダ８を固定したハブ２に、図７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９、９の検出部は、図７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９、９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８を固定したハブ２に、図７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９、９の検出部は、図７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９、９の出力信号の位相は、同図の（Ｄ）に示す様にずれる。   On the other hand, when a downward axial load acts on the hub 2 to which the encoder 8 is fixed in FIG. 7A (the hub 2 is displaced in the axial direction with respect to the outer ring 1), The detection parts of the sensors 9 and 9 are opposed to the broken lines B and B in FIG. 7A, that is, the parts different from each other in the axial direction from the most protruding part. In this state, the phases of the output signals of the sensors 9 and 9 are shifted as shown in FIG. Furthermore, when an upward axial load is applied to the hub 2 to which the encoder 8 is fixed as shown in FIG. 7A, the detecting portions of both the sensors 9 and 9 are connected to the chain-line hub shown in FIG. , C, that is, the deviation in the axial direction from the most projecting portion opposes different portions in the opposite direction. In this state, the phases of the output signals of the sensors 9 and 9 are shifted as shown in FIG.

上述の様に、先発明の第１例の場合には、上記両センサ９、９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９、９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９、９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９、９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 present invention, the phases of the output signals of the sensors 9 and 9 are in a direction corresponding to the direction of action of the axial load applied between the outer ring 1 and the hub 2. Shift. Further, the degree of displacement (displacement amount) of the output signals of the sensors 9 and 9 due to the axial load increases as the axial load increases. Therefore, in the case of the first example of the prior invention, the outer ring 1 and the hub 2 are based on the presence or absence of the phase shift of the output signals of the sensors 9 and 9 and, if there is a shift, the direction and magnitude. The acting direction and magnitude of the axial load acting between the two are obtained. The processing for calculating the axial load based on the phase difference between the output signals of the sensors 9 and 9 is performed by a calculator (not shown). For this reason, in this computing unit, the relationship between the phase difference and the axial load, which have been examined in advance by theoretical calculation or experiment, is incorporated in the form of a calculation formula or a map.

次に、図８〜１０は、先発明の第２例を示している。この先発明の第２例の場合も、上述した先発明の第１例の場合と同様、ハブ２の軸方向中間部に外嵌固定した、永久磁石製で円筒状のエンコーダ８ａの外周面（被検出面）に、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。但し、この先発明の第２例の場合、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境界線を、上記エンコーダ８ａの軸方向に対し同じ角度だけ傾斜した直線とすると共に、円周方向に隣り合う各境界線同士で、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９（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９（Ｂ）の上側｝程広くしている。又、外輪１の軸方向中間部の下端部には、１つの取付孔１１のみを形成し、この取付孔１１の内側に１つのセンサ９を支持固定している。そして、このセンサ９の検出部を、上記エンコーダ８ａの外周面の下端部に近接対向させている。   Next, FIGS. 8 to 10 show a second example of the prior invention. In the case of the second example of the prior invention, as in the case of the first example of the prior invention described above, the outer peripheral surface (covered) of the cylindrical magnet 8a made of a permanent magnet and fitted and fixed to the intermediate portion in the axial direction of the hub 2 is fixed. On the detection surface, portions magnetized in the N pole (first characteristic portion) and portions magnetized in the S pole (second characteristic portion) are alternately arranged at equal intervals in the circumferential direction. However, in the case of the second example of the present invention, the boundary line between the portion magnetized at the N pole and the portion magnetized at the S pole is a straight line inclined by the same angle with respect to the axial direction of the encoder 8a. In addition, the inclination directions with respect to the axial direction are opposite to each other at the boundary lines adjacent in the circumferential direction. As a result, the width in the circumferential direction of the portion magnetized in the N pole is increased toward the one axial side {lower side in FIG. 9B), and the circumference of the portion magnetized in the S pole The width with respect to the direction is made wider toward the other side in the axial direction (upper side in FIG. 9B). Further, only one mounting hole 11 is formed at the lower end of the axially intermediate portion of the outer ring 1, and one sensor 9 is supported and fixed inside the mounting hole 11. And the detection part of this sensor 9 is made to oppose the lower end part of the outer peripheral surface of the said encoder 8a in proximity.

上述の様に構成する先発明の第２例の場合、自動車の旋回時等に、車輪１４を構成するタイヤ１６（図６参照）の外周面と路面１７との接触部（接地面部分）から、上記ハブ２にアキシアル荷重が加わると、上記センサ９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９の検出部は、図１０の（Ａ）の鎖線α上、即ち、上記エンコーダ８ａ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９の出力信号のデューティ比（＝高電位継続時間／１周期）は、図１０の（Ｂ）に示す様に５０％となる。これに対して、上記エンコーダ８ａを固定したハブ２に、図１０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９の検出部は、図１０の（Ａ）の鎖線β上、即ち、上記エンコーダ８ａ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９の出力信号のデューティ比は、図１０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８ａを固定したハブ２に、図１０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９の検出部は、図１０の（Ａ）の鎖線γ上、即ち、上記エンコーダ８ａ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９の出力信号のデューティ比は、図１０（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 second example of the prior invention configured as described above, from the contact portion (ground contact surface portion) between the outer peripheral surface of the tire 16 (see FIG. 6) and the road surface 17 constituting the wheel 14 when the automobile turns. When an axial load is applied to the hub 2, the output signal pattern of the sensor 9 changes. That is, in the neutral state where an axial load is not applied between the outer ring 1 and the hub 2 and the outer ring 1 and the hub 2 are not relatively displaced, the detection unit of the sensor 9 is shown in FIG. It faces the central portion in the width direction of the outer peripheral surface of the encoder 8a, on the chain line α in (A). As a result, the duty ratio (= high potential duration / one cycle) of the output signal of the sensor 9 is 50% as shown in FIG. On the other hand, when the upward axial load acts on the hub 2 to which the encoder 8a is fixed as shown in FIG. 10A (the hub 2 is displaced in the axial direction with respect to the outer ring 1), the sensor 9 is opposed to a portion of FIG. 10A on the chain line β, that is, a portion of the outer peripheral surface of the encoder 8a that is shifted to the lower side than the center portion in the width direction. As a result, the duty ratio of the output signal of the sensor 9 becomes a value deviated from 50% (30% in the illustrated example) as shown in FIG. Further, when a downward axial load is applied to the hub 2 to which the encoder 8a is fixed in FIG. 10A, the detecting portion of the sensor 9 is on the chain line γ in FIG. In the outer peripheral surface of the encoder 8a, it faces a portion shifted to the upper side from the central portion in the width direction. As a result, the duty ratio of the output signal of the sensor 9 becomes a value deviated from 50% in the reverse direction (70% in the illustrated example) as shown in FIG.

上述の様に、先発明の第２例の場合には、上記センサ９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９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２例の場合には、上記センサ９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９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 second example of the present invention, the duty ratio of the output signal of the sensor 9 is shifted in a direction corresponding to the acting direction of the axial load applied between the outer ring 1 and the hub 2. Further, the degree to which the duty ratio of the output signal of the sensor 9 deviates due to this axial load (displacement amount) increases as the axial load increases. Therefore, in the case of the second example of the present invention, the outer ring 1 and the hub 2 are determined based on the presence / absence of the duty ratio deviation of the output signal of the sensor 9 and the direction and magnitude of the deviation, if any. The acting direction and magnitude of the axial load acting during The processing for calculating the axial load based on the duty ratio of the output signal of the sensor 9 is performed by an arithmetic unit (not shown). For this reason, in this computing unit, the relationship between the duty ratio and the axial load, which has been examined in advance by theoretical calculation or experiment, is incorporated in the form of a calculation formula or a map.

次に、図１１は、先発明の第３例を示している。この先発明の第３例の場合には、ハブ２の内端部に、永久磁石により円筒状に構成したエンコーダ８ｂを、軟鋼板等の磁性金属板により段付円筒状に形成した支持環１８を介して、上記ハブ２と同心に支持固定している。被検出面である、このエンコーダ８ｂの外周面には、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。又、上記Ｎ極に着磁した部分とＳ極に着磁した部分との境界線を、上記エンコーダ８ｂの軸方向に対し同方向に同じ角度だけ傾斜した直線としている。そして、この様なエンコーダ８ｂの外周面のうち、円周方向に関する位相が互いに１８０度異なる部分である、上下両端部に、１対のセンサ９、９の検出部を近接対向させている。即ち、外輪１の内端開口部に被着したカバー１９の内周面の上下両端部に上記両センサ９、９を支持固定すると共に、これら両センサ９、９の検出部を、上記エンコーダ８ｂの外周面の上下両端部に近接対向させている。   Next, FIG. 11 shows a third example of the prior invention. In the case of the third example of the present invention, an encoder 8b configured in a cylindrical shape by a permanent magnet is provided at the inner end of the hub 2, and a support ring 18 formed in a stepped cylindrical shape by a magnetic metal plate such as a mild steel plate. And is fixedly supported concentrically with the hub 2. On the outer peripheral surface of the encoder 8b, which is a detected surface, the portion magnetized in the N pole (first characteristic portion) and the portion magnetized in the S pole (second characteristic portion) are alternately arranged in the circumferential direction. And at equal intervals. The boundary line between the portion magnetized at the N pole and the portion magnetized at the S pole is a straight line inclined at the same angle in the same direction with respect to the axial direction of the encoder 8b. And the detection part of a pair of sensors 9 and 9 is made to oppose the upper-and-lower-ends part which is a part from which the phase regarding the circumferential direction differs 180 degree | times among the outer peripheral surfaces of such an encoder 8b. That is, the sensors 9 and 9 are supported and fixed to the upper and lower ends of the inner peripheral surface of the cover 19 attached to the inner end opening of the outer ring 1, and the detecting portions of the sensors 9 and 9 are connected to the encoder 8b. It is made to oppose and adjoin to the upper-and-lower-ends part of the outer peripheral surface.

自動車の車輪支持用転がり軸受ユニットの場合、上記外輪１とハブ２との間に加わるアキシアル荷重は、車輪１４を構成するタイヤ１６（図６参照）の外周面と路面１７との接触部（接地面部分）から入力される。この接地面部分は、上記外輪１及び上記ハブ２の回転中心よりも径方向外方に存在する為、上記アキシアル荷重はこれら外輪１とハブ２との間に、純アキシアル荷重としてではなく、これら外輪１及びハブ２の中心軸と上記接地面部分の中心とを含む（鉛直方向の）仮想平面内での、モーメントを伴って加わる。そして、このモーメントの大きさは、上記接地面から入力されるアキシアル荷重の大きさに比例する。そこで、このモーメントを求めれば、このアキシアル荷重を求められる事になる。一方、上記ハブ２にモーメントが加わると、これに応じて、上記エンコーダ８ｂの上端部が軸方向に関して何れかの方向に、同じく下端部がこれと逆方向に、それぞれ変位する。この結果、上記エンコーダ８ｂの外周面の上下両端部にそれぞれの検出部を近接対向させた、上記両センサ９、９の出力信号の位相が、それぞれ中立位置に対して、逆方向にずれる。そこで、これら両センサ９、９の出力信号の位相のずれの向き及び大きさに基づいて、上記外輪１とハブ２との間に作用するアキシアル荷重を求められる。   In the case of a rolling bearing unit for supporting a wheel of an automobile, the axial load applied between the outer ring 1 and the hub 2 is a contact portion (contact) between the outer peripheral surface of a tire 16 (see FIG. 6) constituting the wheel 14 and the road surface 17. It is input from the ground part). Since this grounding surface portion exists radially outward from the center of rotation of the outer ring 1 and the hub 2, the axial load is not between the outer ring 1 and the hub 2 but as a pure axial load. It is applied with a moment in a virtual plane (in the vertical direction) including the center axis of the outer ring 1 and the hub 2 and the center of the ground contact surface portion. The magnitude of this moment is proportional to the magnitude of the axial load input from the ground plane. Therefore, if this moment is obtained, this axial load can be obtained. On the other hand, when a moment is applied to the hub 2, the upper end of the encoder 8b is displaced in any direction with respect to the axial direction, and the lower end is similarly displaced in the opposite direction. As a result, the phases of the output signals of the sensors 9 and 9 in which the detection units are brought close to and opposed to the upper and lower ends of the outer peripheral surface of the encoder 8b are shifted in the opposite directions with respect to the neutral position. Therefore, the axial load acting between the outer ring 1 and the hub 2 is obtained based on the direction and magnitude of the phase shift of the output signals of both the sensors 9 and 9.

次に、図１２〜１３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、外輪１の内端部内周面とハブ２ａの内端部外周面との間を塞ぐ組み合わせシールリング２０を構成する、上記ハブ２ａの内端部に外嵌固定したスリンガ２１の内側面に、永久磁石により円輪状に形成したエンコーダ８ｃを、上記ハブ２ａと同心に添着固定している。このエンコーダ８ｃは、前述の図３〜５に示した先発明の第１例に組み込んだ円筒状のエンコーダ８を、円輪状にした如き構成を有するものである。即ち、被検出面である、上記エンコーダ８ｃの内側面には、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極に着磁した部分とＳ極に着磁した部分との境界線は、上記エンコーダ８ｃの径方向中間部を境とした径方向両側部分で、それぞれ直線状にすると共に、これら径方向両側部分同士で、径方向に対する傾斜角度（絶対値）を互いに等しくし、且つ、径方向に対する傾斜方向を互いに逆にしている。即ち、上記境界線は、径方向中間部が円周方向片側に最も突出した、「く」字形となっている。尚、上記エンコーダ８ｃの内側面のうち、径方向の何れか一方の半部が第一の特性変化部に相当し、他方の半部が第二の特性変化部に相当する。   Next, FIGS. 12 to 13 show a fourth example of the prior invention. In the case of the fourth example of the present invention, the combination seal ring 20 that closes the space between the inner peripheral surface of the outer ring 1 and the outer peripheral surface of the hub 2a is configured to be externally fixed to the inner end of the hub 2a. An encoder 8c formed in a ring shape with a permanent magnet is attached and fixed concentrically with the hub 2a on the inner surface of the slinger 21. The encoder 8c has a configuration in which the cylindrical encoder 8 incorporated in the first example of the prior invention shown in FIGS. In other words, on the inner side surface of the encoder 8c, which is the surface to be detected, the portions magnetized in the N pole and the portions magnetized in the S pole are arranged alternately at equal intervals in the circumferential direction. The boundary line between the part magnetized in the N pole and the part magnetized in the S pole is linear at both radial side parts with the radial intermediate part of the encoder 8c as a boundary. The inclination angles (absolute values) with respect to the radial direction are equal to each other at both side portions, and the inclination directions with respect to the radial direction are opposite to each other. That is, the boundary line has a “<” shape with a radially intermediate portion protruding most on one side in the circumferential direction. Of the inner surface of the encoder 8c, either one of the radial halves corresponds to the first characteristic change part, and the other half corresponds to the second characteristic change part.

又、上記外輪１の内端部に被着したカバー１９ａの下端部に、１対のセンサ９、９を支持している。そして、この状態で、上記エンコーダ８ｃの内側面の下端部で、円周方向に関する位相が互いに等しい部分に、上記１対のセンサ９、９の検出部を、径方向（上下方向）にずらせた状態で近接対向させている。又、上記外輪１とハブ２ａとの間にアキシアル荷重によるモーメントが作用しない中立状態で、上記各境界線の傾斜方向が変化する部分が、上記両センサ９、９の検出部同士の間の丁度中央位置に存在する様に、各部材の設置位置を規制している。尚、図示の車輪支持用転がり軸受ユニットは、重量が嵩む自動車の駆動輪を支持するものである為、複数の転動体３ａ、３ａとして円すいころを使用すると共に、上記ハブ２ａの中心部に駆動軸を係合させる為のスプライン孔２２を設けている。   A pair of sensors 9 and 9 are supported on the lower end portion of the cover 19 a attached to the inner end portion of the outer ring 1. In this state, the detection portions of the pair of sensors 9 and 9 are shifted in the radial direction (vertical direction) at the lower end portion of the inner surface of the encoder 8c so that the phases in the circumferential direction are equal to each other. In close proximity to each other. Further, in the neutral state where the moment due to the axial load does not act between the outer ring 1 and the hub 2a, the portion where the inclination direction of each boundary line changes is just between the detection parts of the sensors 9, 9. The installation position of each member is restricted so that it exists in the center position. The wheel-supporting rolling bearing unit shown in the figure supports a driving wheel of a heavy automobile. Therefore, a tapered roller is used as the plurality of rolling elements 3a and 3a and is driven at the center of the hub 2a. A spline hole 22 for engaging the shaft is provided.

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２ａとの間にアキシアル荷重によるモーメントが作用すると、これに応じて、上記エンコーダ８ｃが上記両センサ９、９の対して径方向に変位する。この結果、これら両センサ９、９の出力信号の位相差が変化する。そこで、この位相差に基づいて、上記外輪１とハブ２ａとの間に作用するアキシアル荷重の向き及び大きさを求められる。尚、この様な作用効果は、上記両センサ９、９の検出部を上記エンコーダ８ｃの内側面の上端部に対向させる構成を採用する場合にも得られる。   In the case of the fourth example of the prior invention configured as described above, when a moment due to an axial load acts between the outer ring 1 and the hub 2a, the encoder 8c responds to the pair of sensors 9 and 9 accordingly. To be displaced in the radial direction. As a result, the phase difference between the output signals of these sensors 9, 9 changes. Therefore, based on this phase difference, the direction and magnitude of the axial load acting between the outer ring 1 and the hub 2a can be obtained. Such a function and effect can also be obtained when a configuration is adopted in which the detection portions of the sensors 9 and 9 are opposed to the upper end portion of the inner surface of the encoder 8c.

次に、図１４〜１５は、先発明の第５例を示している。この先発明の第５例の場合も、ハブ２ａの内端部に外嵌固定したスリンガ２１の内側面に、永久磁石により円輪状に形成したエンコーダ８ｄを、上記ハブ２ａと同心に添着固定している。このエンコーダ８ｄは、前述の図８〜９に示した先発明の第２例に組み込んだ円筒状のエンコーダ８ａを、円輪状にした如き構成を有するものである。即ち、被検出面である、上記エンコーダ８ｄの内側面には、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極に着磁した部分とＳ極に着磁した部分との境界線は、上記エンコーダ８ｄの径方向に対し所定角度だけ傾斜した直線とすると共に、円周方向に隣り合う各境界線同士で径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極に着磁した部分の円周方向に関する幅を内径側程広くし、且つ、上記Ｓ極に着磁した部分の円周方向に関する幅を外径側程広くしている。又、外輪１の内端部に被着したカバー１９ａの下端部に、１つのセンサ９を支持すると共に、このセンサ９の検出部を、上記エンコーダ８ｃの内側面の下端部に近接対向させている。   Next, FIGS. 14 to 15 show a fifth example of the prior invention. Also in the case of the fifth example of the present invention, an encoder 8d formed in a ring shape with a permanent magnet is attached and fixed concentrically with the hub 2a on the inner surface of the slinger 21 fitted and fixed to the inner end of the hub 2a. Yes. The encoder 8d has a configuration in which the cylindrical encoder 8a incorporated in the second example of the prior invention shown in FIGS. That is, on the inner side surface of the encoder 8d, which is the detected surface, portions magnetized in the N pole and portions magnetized in the S pole are arranged alternately at equal intervals in the circumferential direction. The boundary line between the part magnetized in the N pole and the part magnetized in the S pole is a straight line inclined by a predetermined angle with respect to the radial direction of the encoder 8d, and the boundary lines adjacent to each other in the circumferential direction. The inclination directions with respect to the radial direction are opposite to each other. Thereby, the width in the circumferential direction of the portion magnetized in the N pole is increased toward the inner diameter side, and the width in the circumferential direction of the portion magnetized in the S pole is increased in the outer diameter side. In addition, one sensor 9 is supported on the lower end portion of the cover 19a attached to the inner end portion of the outer ring 1, and the detection portion of the sensor 9 is made to face the lower end portion on the inner side surface of the encoder 8c. Yes.

上述の様に構成する先発明の第５例の場合、上記外輪１とハブ２ａとの間にアキシアル荷重によるモーメントが作用すると、これに応じて、上記エンコーダ８ｄが上記センサ９の対して径方向に変位する。この結果、このセンサ９の出力信号のデューティ比（高電位継続時間／１周期）が変化する。そこで、このデューティ比に基づいて、上記外輪１とハブ２ａとの間に作用するアキシアル荷重の向き及び大きさを求められる。尚、この様な作用効果は、上記センサ９の検出部を上記エンコーダ８ｄの内側面の上端部に対向させる構成を採用する場合にも得られる。   In the case of the fifth example of the prior invention configured as described above, when a moment due to an axial load acts between the outer ring 1 and the hub 2a, the encoder 8d responds to the sensor 9 in the radial direction. It is displaced to. As a result, the duty ratio (high potential duration / one cycle) of the output signal of the sensor 9 changes. Therefore, based on the duty ratio, the direction and magnitude of the axial load acting between the outer ring 1 and the hub 2a can be obtained. Such a function and effect can also be obtained when a configuration is adopted in which the detection portion of the sensor 9 is opposed to the upper end portion of the inner surface of the encoder 8d.

次に、図１６〜１７は、先発明の第６例を示している。この先発明の第６例の場合も、ハブ２ａの内端部に外嵌固定したスリンガ２１の内側面に、永久磁石により円輪状に形成したエンコーダ８ｅを、上記ハブ２ａと同心に添着固定している。このエンコーダ８ｅは、前述の図１１に示した先発明の第３例に組み込んだ円筒状のエンコーダ８ｂを、円輪状にした如き構成を有するものである。即ち、被検出面である、上記エンコーダ８ｅの内側面には、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極に着磁した部分とＳ極に着磁した部分との境界線は、上記エンコーダ８ｅの径方向に対して同方向に同じ角度だけ傾斜した直線としている。又、外輪１の内端部に被着したカバー１９ａの上下両端部に１対のセンサ９、９を支持すると共に、これら両センサ９、９の検出部を、上記エンコーダ８ｅの内側面のうち、円周方向の位相が互いに１８０度異なる部分である、上下両端部に近接対向させている。   Next, FIGS. 16 to 17 show a sixth example of the prior invention. Also in the case of the sixth example of the prior invention, an encoder 8e formed in a ring shape with a permanent magnet is attached and fixed concentrically with the hub 2a on the inner surface of the slinger 21 fitted and fixed to the inner end of the hub 2a. Yes. The encoder 8e has a configuration in which the cylindrical encoder 8b incorporated in the third example of the prior invention shown in FIG. That is, on the inner surface of the encoder 8e, which is the detected surface, the portions magnetized in the N pole and the portions magnetized in the S pole are arranged alternately and at equal intervals in the circumferential direction. The boundary line between the part magnetized in the N pole and the part magnetized in the S pole is a straight line inclined at the same angle in the same direction with respect to the radial direction of the encoder 8e. A pair of sensors 9 and 9 are supported on the upper and lower ends of the cover 19a attached to the inner end of the outer ring 1, and the detecting portions of both the sensors 9 and 9 are arranged on the inner surface of the encoder 8e. The upper and lower ends, which are portions whose phases in the circumferential direction are 180 degrees different from each other, are made to face each other.

上述の様に構成する先発明の第６例の場合、上記外輪１とハブ２ａとの間にアキシアル荷重によるモーメントが作用すると、これに応じて、上記エンコーダ８ｅが上記両センサ９、９の対して径方向に変位する。この結果、これら両センサ９、９の出力信号の位相差が変化する。そこで、この位相差に基づいて、上記外輪１とハブ２ａとの間に作用するアキシアル荷重の向き及び大きさを求められる。   In the case of the sixth example of the prior invention configured as described above, when a moment due to an axial load acts between the outer ring 1 and the hub 2a, the encoder 8e responds to the pair of sensors 9 and 9 accordingly. To be displaced in the radial direction. As a result, the phase difference between the output signals of these sensors 9, 9 changes. Therefore, based on this phase difference, the direction and magnitude of the axial load acting between the outer ring 1 and the hub 2a can be obtained.

尚、上述した各先発明の場合には、エンコーダを永久磁石製とすると共に、このエンコーダの被検出面に配置する第一特性部をＮ極とし、第二特性部をＳ極とする構成を採用している。但し、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、エンコーダを単なる磁性材製とすると共に、このエンコーダの被検出面に設ける第一特性部を透孔（又は凹部）とし、第二特性部を柱部（又は凸部）とする構成を採用する事もできる。尚、この様にエンコーダを単なる磁性材製とする場合には、センサ側に永久磁石を組み込む。   In the case of each of the above-described prior inventions, the encoder is made of a permanent magnet, and the first characteristic portion arranged on the detected surface of the encoder is an N pole and the second characteristic portion is an S pole. Adopted. However, when implementing a rolling bearing unit with a load measuring device, the encoder is made of a simple magnetic material, and the first characteristic portion provided on the detected surface of the encoder is a through-hole (or recess), and the second characteristic The structure which makes a part a pillar part (or convex part) can also be employ | adopted. When the encoder is made of a simple magnetic material, a permanent magnet is incorporated on the sensor side.

次に、本発明が解決しようとする課題に就いて、前述した先発明の第１例を示す、図３〜７を参照しつつ説明する。今、走行する車両が旋回しており、図３、６に示した車輪支持用転がり軸受ユニットが、旋回中心から見て径方向外側の車輪１４を支持しているとする。この場合、上記車輪支持用転がり軸受ユニットを構成するハブ２には、上記車輪１４を構成するタイヤ１６の外周面と路面１７との接触部（接地面部分）から、上下方向（ｚ軸方向）上向きのラジアル荷重Ｆｚの他、軸方向内向き（ｙ軸方向右向き）のアキシアル荷重Ｆｙが負荷される。これらラジアル荷重Ｆｚ及びアキシアル荷重Ｆｙは、車両の旋回加速度が（０から、又は、或る値から）上昇（下降）する事に伴って（旋回加速度度に応じて）増大（減少）する。又、このうちのアキシアル荷重Ｆｙが増大（減少）すると、これに応じて、上記ハブ２が外輪１に対し、軸方向内側（軸方向外側）に変位する。この結果、このハブ２に支持固定したエンコーダ８の被検出面が、上記外輪１に支持固定した１対のセンサ９、９の検出部に対し、軸方向内側（軸方向外側）に変位する。   Next, the problem to be solved by the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 7 showing the first example of the above-described prior invention. Now, assume that the traveling vehicle is turning, and the wheel-supporting rolling bearing unit shown in FIGS. 3 and 6 supports the wheel 14 on the radially outer side as viewed from the turning center. In this case, the hub 2 that constitutes the wheel supporting rolling bearing unit has a vertical direction (z-axis direction) from a contact portion (a contact surface portion) between the outer peripheral surface of the tire 16 and the road surface 17 that constitutes the wheel 14. In addition to the upward radial load Fz, an axial load Fy inward in the axial direction (rightward in the y-axis direction) is applied. The radial load Fz and the axial load Fy increase (decrease) as the turning acceleration of the vehicle increases (decreases) (from 0 or from a certain value). Further, when the axial load Fy increases (decreases) among them, the hub 2 is displaced axially inward (axially outward) with respect to the outer ring 1 accordingly. As a result, the detected surface of the encoder 8 supported and fixed to the hub 2 is displaced inward in the axial direction (outward in the axial direction) with respect to the detection portions of the pair of sensors 9 and 9 supported and fixed to the outer ring 1.

又、車両が旋回する場合、上記ハブ２には、上述したラジアル荷重Ｆｚ及びアキシアル荷重Ｆｙだけでなく、モーメントも作用する。即ち、これらラジアル荷重Ｆｚ及びアキシアル荷重Ｆｙの作用点Ｐは、上記接地面部分に存在するのに対し、上記車輪支持用転がり軸受ユニットの中心点Ｏは、上記ハブ２の中心軸上に存在する。言い換えれば、上記作用点Ｐは上記中心点Ｏに対し、上記アキシアル荷重Ｆｙの方向（ｙ軸方向）と直角方向である上下方向（ｚ軸方向）に関して、上記タイヤ１６の半径Ｒ分だけ下方にオフセットした位置に存在する。この為、上記ハブ２には、上記アキシアル荷重Ｆｙによる、上記中心点Ｏを通る前後方向軸（ｘ軸に平行な軸）を中心とする反時計回りのモーメントＭｙ（＝Ｆｙ・Ｒ）が作用する。尚、このモーメントＭｙは、車両の旋回加速度が（０から、又は、或る値から）上昇（下降）する事に伴い、上記アキシアル荷重Ｆｙと共に増大（減少）する。   Further, when the vehicle turns, not only the radial load Fz and the axial load Fy described above but also a moment acts on the hub 2. That is, the action point P of the radial load Fz and the axial load Fy exists on the ground contact surface portion, while the center point O of the wheel support rolling bearing unit exists on the center axis of the hub 2. . In other words, the action point P is lower than the center point O by the radius R of the tire 16 with respect to the vertical direction (z-axis direction) perpendicular to the direction of the axial load Fy (y-axis direction). Exists at the offset position. Therefore, a counterclockwise moment My (= Fy · R) about the longitudinal axis (axis parallel to the x axis) passing through the center point O due to the axial load Fy acts on the hub 2. To do. The moment My increases (decreases) with the axial load Fy as the turning acceleration of the vehicle increases (decreases) (from 0 or from a certain value).

又、上記作用点Ｐは、上記車輪１４（ホイール１５及びタイヤ１６）の軸方向（ｙ軸方向）中央部に存在するのに対し、上記中心点Ｏは、軸方向（ｙ軸方向）に関して、複数の転動体３、３の列間中央部に存在する。そして、先発明の第１例の構造の場合、上記作用点Ｐは上記中心点Ｏに対し、上記ラジアル荷重Ｆｚの方向（ｚ軸方向）と直角方向である軸方向（ｙ軸方向）に関して、外側（左側）に寸法Ｓだけオフセットした位置に存在する。この為、上記ハブ２には、上記ラジアル荷重Ｆｚによる、上記中心点Ｏを通る前後方向軸（ｘ軸に平行な軸）を中心とする時計回りのモーメントＭｚ（＝Ｆｚ・Ｓ）が作用する。尚、このモーメントＭｚも、車両の旋回加速度が上昇（下降）する事に伴い、上記ラジアル荷重Ｆｚと共に増大（減少）する。   Further, the action point P exists in the central portion of the wheel 14 (the wheel 15 and the tire 16) in the axial direction (y-axis direction), whereas the center point O relates to the axial direction (y-axis direction). It exists in the center part between the rows of a plurality of rolling elements 3 and 3. In the case of the structure of the first example of the present invention, the action point P is relative to the central point O with respect to the axial direction (y-axis direction) perpendicular to the direction of the radial load Fz (z-axis direction). It exists at a position offset by the dimension S on the outside (left side). Therefore, a clockwise moment Mz (= Fz · S) about the longitudinal axis (axis parallel to the x axis) passing through the center point O due to the radial load Fz acts on the hub 2. . This moment Mz also increases (decreases) with the radial load Fz as the turning acceleration of the vehicle increases (decreases).

結局、上記ハブ２には、上記反時計回りのモーメントＭｙと上記時計回りのモーメントＭｚとが合算されたモーメントＭ｛＝Ｍｙ−Ｍｚ：反時計回りを正（＋）、時計回りを負（−）とする。｝が作用する。但し、実用的な構造の場合（タイヤ１６の半径Ｒに対するオフセットＳの割合Ｓ／Ｒが極端に大きくない限り）、車両の旋回加速度が上昇（下降）する場合には、これに伴う上記反時計回りのモーメントＭｙの増大量（減少量）ΔＭｙが、同じく上記時計回りのモーメントＭｚの増大量（減少量）ΔＭｚに比べて大きく（ΔＭｙ＞ΔＭｚ）なる。この為、車両の旋回加速度が上昇（下降）する事に伴い、上記ハブ２に作用するモーメントＭは、反時計回りに増大（減少）する。そして、この様にハブ２に作用するモーメントＭが反時計回りに増大（減少）する分だけ、上記外輪１の中心軸に対する上記ハブ２の中心軸の反時計回りの傾斜角度が増大（減少）する。この結果、上記ハブ２に支持固定したエンコーダ８の被検出面が、上記外輪１に支持固定した１対のセンサ９、９の検出部に対し、軸方向内側（軸方向外側）に変位する。   Eventually, the hub 2 has a moment M {= My−Mz: a counterclockwise rotation positive (+) and a clockwise rotation negative (−). ). } Acts. However, in the case of a practical structure (unless the ratio S / R of the offset S to the radius R of the tire 16 is extremely large), if the turning acceleration of the vehicle increases (decreases), the counterclockwise clock associated with this increases. The increase amount (decrease amount) ΔMy of the rotational moment My is also larger (ΔMy> ΔMz) than the increase amount (decrease amount) ΔMz of the clockwise moment Mz. For this reason, as the turning acceleration of the vehicle increases (decreases), the moment M acting on the hub 2 increases (decreases) counterclockwise. Thus, the counterclockwise inclination angle of the central axis of the hub 2 with respect to the central axis of the outer ring 1 is increased (decreased) by the amount that the moment M acting on the hub 2 increases (decreases) counterclockwise. To do. As a result, the detected surface of the encoder 8 supported and fixed to the hub 2 is displaced inward in the axial direction (outward in the axial direction) with respect to the detection portions of the pair of sensors 9 and 9 supported and fixed to the outer ring 1.

従って、上記ハブ２に作用するモーメントＭは、上記アキシアル荷重Ｆｙと同じ向きに、上記エンコーダ８の被検出面を上記１対のセンサ９、９の検出部に対し変位させ、これら両センサ９、９の出力信号の位相差を変化させる。言い換えれば、上記ハブ２に作用するモーメントＭは、上記位相差の変化率を大きくし、上記アキシアル荷重Ｆｙを測定する荷重測定装置のゲインを増大させる外力となる。ここで、このアキシアル荷重Ｆｙは、車両の走行安定性を制御する際の重要な制御情報となる為、上記ゲインを増大させる事は、非常に重要となる。従って、このゲインを更に増大させる事が望まれるが、上述した説明からも明らかな様に、このゲインを更に増大させる為には、上記モーメントＭ（上記外輪１の中心軸に対する上記ハブ２の中心軸の傾斜角度）の変化率を大きくすれば良い。ところが、上述した先発明の第１例の構造の場合には、上記モーメントＭの構成要素である、上記モーメントＭｚの向き（時計回り）と、上記モーメントＭｙの向き（反時計回り）とが、互いに逆になる。この為、この反時計回りのモーメントＭｙの変化量が、上記時計回りのモーメントＭｚの変化量の分だけ打ち消される形となる。従って、上記モーメントＭの変化率を大きくする事が難しい。   Accordingly, the moment M acting on the hub 2 displaces the detected surface of the encoder 8 with respect to the detection part of the pair of sensors 9 and 9 in the same direction as the axial load Fy, 9 to change the phase difference of the output signal. In other words, the moment M acting on the hub 2 becomes an external force that increases the rate of change of the phase difference and increases the gain of the load measuring device that measures the axial load Fy. Here, since this axial load Fy becomes important control information for controlling the running stability of the vehicle, it is very important to increase the gain. Therefore, it is desirable to further increase this gain. As is apparent from the above description, in order to further increase this gain, the moment M (the center of the hub 2 with respect to the central axis of the outer ring 1) can be increased. The rate of change in the tilt angle of the shaft may be increased. However, in the case of the structure of the first example of the above-described invention, the direction of the moment Mz (clockwise) and the direction of the moment My (counterclockwise), which are the components of the moment M, are as follows: They are opposite to each other. Therefore, the amount of change in the counterclockwise moment My is canceled by the amount of change in the clockwise moment Mz. Therefore, it is difficult to increase the rate of change of the moment M.

尚、以上の説明では、前述した先発明の第１例の構造に就いて述べたが、前述した先発明の第２〜６例の構造に就いても、同様の事が言える。即ち、これら先発明の第２〜６例の構造の場合も、ハブ２に作用するモーメントＭの変化率を大きくすれば、センサ情報（１対のセンサ９、９の出力信号の位相差、１つのセンサ９の出力信号のデューティ比）の変化率を大きくする事ができ、この結果、アキシアル荷重Ｆｙを測定する荷重測定装置のゲインを増大させる事ができる。ところが、上記モーメントＭの構成要素である、ラジアル荷重ＦｚによるモーメントＭｚの向き（時計回り）と、上記アキシアル荷重ＦｙによるモーメントＭｙの向き（反時計回り）とが、互いに逆になる（Ｍ＝Ｍｙ−Ｍｚ）為、このモーメントＭの変化率を大きくする事が難しい。   In the above description, the structure of the first example of the above-described prior invention has been described. However, the same can be said for the structures of the second to sixth examples of the above-described prior invention. That is, also in the structures of the second to sixth examples of the prior invention, if the rate of change of the moment M acting on the hub 2 is increased, the sensor information (the phase difference between the output signals of the pair of sensors 9 and 9, 1 The rate of change in the duty ratio of the output signals of the two sensors 9 can be increased. As a result, the gain of the load measuring device that measures the axial load Fy can be increased. However, the direction of the moment Mz due to the radial load Fz (clockwise), which is a component of the moment M, and the direction of the moment My due to the axial load Fy (counterclockwise) are opposite to each other (M = My -Mz) Therefore, it is difficult to increase the rate of change of the moment M.

特開２００５−３１０６３号公報JP 2005-31063 A 青山元男著、「レッドバッジスーパー図解シリーズ／クルマの最新メカがわかる本」、ｐ．１３８−１３９、ｐ．１４６−１４９、株式会社三推社／株式会社講談社、平成１３年１２月２０日Motoo Aoyama, “Red Badge Super Illustrated Series / A book that shows the latest mechanics of cars”, p. 138-139, p. 146-149, Sangensha Co., Ltd./Kodansha Co., Ltd., December 20, 2001

本発明のホイールを結合固定した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、車両の旋回時に、旋回中心から見て径方向外側に存在する車輪を支持する転がり軸受ユニットに負荷されるアキシアル荷重を測定する荷重測定装置のゲインを増大させる為、上記転がり軸受ユニットに加わるモーメントの変化率を増大させられ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 to which the wheel of the present invention is coupled and fixed is loaded on the rolling bearing unit that supports the wheel that exists radially outward as viewed from the turning center when the vehicle turns. In order to increase the gain of the load measuring device for measuring the axial load, the invention was invented to realize a structure capable of increasing the rate of change of the moment applied to the rolling bearing unit.

本発明のホイールを結合固定した荷重測定装置付転がり軸受ユニットは、請求項１に記載した様に、転がり軸受ユニットと、車両の車輪を構成するホイールと、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、使用状態で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、外周面に回転側フランジを、それぞれ有し、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、上記ホイールは、上記回転側軌道輪と同心に配置した状態で、上記回転側フランジに結合固定されている。
又、上記荷重測定装置は、エンコーダと、センサ装置と、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及び変位する回転部材の一部に支持固定され、この回転側軌道輪又はこの回転部材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に応じて連続的に変化させている。
又、上記センサ装置は、使用時にも回転しない部分に支持されると共に、少なくとも１つのセンサを備える。そして、このセンサは、検出部を上記被検出面に対向させており、且つ、この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アキシアル荷重を算出する機能を有する。
特に、本発明のホイールを結合固定した荷重測定装置付転がり軸受ユニットの場合には、上記ホイールの軸方向中央部｛上記車輪を構成するタイヤの外周面と路面との接触部（接地面部分）に存在する、ラジアル荷重及びアキシアル荷重の作用点Ｐの軸方向位置｝を、上記各転動体の列間中央部（上記ハブの中心軸上に存在する、上記転がり軸受ユニットの中心点Ｏの軸方向位置）よりも軸方向内方、又は、この列間中央部と軸方向同位置に配置している。 The rolling bearing unit with a load measuring device to which the wheel of the present invention is coupled and fixed includes a rolling bearing unit, a wheel constituting a vehicle wheel, and a load measuring device.
Of these, the rolling bearing unit has a double row stationary side raceway on the stationary side circumferential surface, a stationary side race ring that does not rotate even when in use, a double row rotational side raceway on the rotational side circumferential surface, and an outer circumferential surface. Rotation side race rings each having a rotation side flange and rotating at the time of use, and a plurality of rolling elements provided in a freely rotatable manner between each stationary side raceway and each rotation side raceway. .
The wheel is coupled and fixed to the rotation side flange in a state of being concentric with the rotation side race.
The load measuring device includes an encoder, a sensor device, and a calculator.
Of these, the encoder is supported and fixed to the rotating side raceway or a part of a rotating member that rotates and displaces together with the rotating side raceway, and the detected surface provided concentrically with the rotating side raceway or the rotary member. The characteristics 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 continuously changed in accordance with the width direction of the detected surface.
The sensor device is supported by a portion that does not rotate during use, and includes at least one sensor. In this sensor, the detection unit is opposed to the detected surface, and the output signal is changed in response to a change in characteristics of the detected surface.
The computing unit has a function of calculating an axial 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.
In particular, in the case of a rolling bearing unit with a load measuring device to which the wheel of the present invention is coupled and fixed, the axially central portion of the wheel {the contact portion between the outer peripheral surface of the tire constituting the wheel and the road surface (ground surface portion) The axial position of the radial load and the axial load acting point P existing in the center of the rolling bearing unit between the rolling elements in the middle of the row (the axis of the center point O of the rolling bearing unit existing on the center axis of the hub) (Position in the axial direction) or in the same position in the axial direction as the central part between the rows.

上述の請求項１に記載した発明を実施する場合に、具体的には、例えば請求項２に記載した様な構成を採用する。この請求項２に記載した構成の場合、上記エンコーダは、被検出面が円筒面である。且つ、この被検出面のうち互いに軸方向に離れた２個所位置に、第一、第二の特性変化部を備える。そして、これら両特性変化部の特性が、円周方向に関して交互に且つ互いに同じピッチで変化しており、少なくとも上記第一の特性変化部の特性変化の位相が軸方向に関し、上記第二の特性変化部と異なる状態で漸次変化している。又、上記センサ装置は、１対のセンサを備える。そして、これら１対のセンサの検出部が、上記第一、第二の両特性変化部のうち、円周方向の位相が互いに等しい部分である、下端部に対向している。又、上記演算器は、上記１対のセンサの出力信号同士の間に存在する位相差に基づいて、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。   When the invention described in claim 1 is carried out, specifically, for example, a configuration as described in claim 2 is adopted. In the case of the configuration described in claim 2, the detected surface of the encoder is a cylindrical surface. In addition, first and second characteristic changing portions are provided at two positions in the detected surface that are separated from each other in the axial direction. The characteristics of both the characteristic changing portions are alternately changed at the same pitch in the circumferential direction, and at least the phase of the characteristic change of the first characteristic changing portion is in the axial direction, and the second characteristic is changed. It gradually changes in a different state from the changing part. The sensor device includes a pair of sensors. And the detection part of these one pair of sensors is facing the lower end part which is a part where the phases of the circumference direction are mutually equal among both said 1st and 2nd characteristic change parts. The computing unit has a function of calculating a load applied between the stationary side raceway and the rotation side raceway based on a phase difference existing between output signals of the pair of sensors. .

又は、例えば請求項３に記載した様な構成を採用する。この請求項３に記載した構成の場合、上記エンコーダは、被検出面が円輪面である。且つ、この被検出面のうち互いに径方向に離れた２個所位置に、第一、第二の特性変化部を備える。そして、これら両特性変化部の特性が、円周方向に関して交互に且つ互いに同じピッチで変化しており、少なくとも上記第一の特性変化部の特性変化の位相が径方向に関し、上記第二の特性変化部と異なる状態で漸次変化している。又、上記センサ装置は、１対のセンサを備える。そして、これら１対のセンサの検出部が、上記第一、第二の両特性変化部のうち、円周方向の位相が互いに等しい部分である、上端部又は下端部に対向している。又、上記演算器は、上記１対のセンサの出力信号同士の間に存在する位相差に基づいて、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との間に加わるアキシアル荷重を算出する機能を有する。   Alternatively, for example, a configuration as described in claim 3 is adopted. In the case of the configuration described in claim 3, the detected surface of the encoder is an annular surface. In addition, first and second characteristic changing portions are provided at two positions that are separated from each other in the radial direction on the detected surface. The characteristics of these two characteristic changing portions are alternately changed at the same pitch in the circumferential direction, and at least the phase of the characteristic change of the first characteristic changing portion is in the radial direction, and the second characteristic is changed. It gradually changes in a different state from the changing part. The sensor device includes a pair of sensors. And the detection part of these one pair of sensors is facing the upper end part or lower end part which is a part where the phases of the circumference direction are mutually equal among both said 1st and 2nd characteristic change parts. The computing unit has a function of calculating an axial load applied between the stationary side raceway and the rotation side raceway based on a phase difference existing between the output signals of the pair of sensors. Have.

又は、例えば請求項４に記載した様な構成を採用する。この請求項４に記載した構成の場合、上記エンコーダは、被検出面が円筒面である。且つ、こ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配置すると共に、このうちの第一特性部の円周方向に関する幅を軸方向片側程広くし、且つ、上記第二特性部の円周方向に関する幅を軸方向他側程広くする。又、上記センサ装置は、１つのセンサを備えたもので、このセンサの検出部が、上記被検出面の下端部に対向している。又、上記演算器は、このセンサの出力信号のデューティ比に基づいて、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との間に加わるアキシアル荷重を算出する機能を有する。   Alternatively, for example, a configuration as described in claim 4 is adopted. In the case of the configuration described in claim 4, the detected surface of the encoder is a cylindrical surface. In addition, the first characteristic portion and the second characteristic portion having different characteristics from each other are alternately arranged on the detected surface in the circumferential direction, and the width of the first characteristic portion in the circumferential direction is set to one side in the axial direction. The width in the circumferential direction of the second characteristic portion is increased toward the other side in the axial direction. Further, the sensor device includes one sensor, and the detection portion of the sensor faces the lower end portion of the detected surface. The computing unit has a function of calculating an axial load applied between the stationary side raceway and the rotation side raceway based on the duty ratio of the output signal of the sensor.

又は、例えば請求項５に記載した様な構成を採用する。この請求項５に記載した構成の場合、上記エンコーダは、被検出面が円輪面である。且つ、こ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配置すると共に、このうちの第一特性部の円周方向に関する幅を径方向片側程広くし、且つ、上記第二特性部の円周方向に関する幅を径方向他側程広くしている。又、上記センサ装置は、１つのセンサを備えたもので、このセンサの検出部が、上記被検出面の上端部又は下端部に対向している。又、上記演算器は、このセンサの出力信号のデューティ比に基づいて、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との間に加わるアキシアル荷重を算出する機能を有する。   Alternatively, for example, a configuration as described in claim 5 is adopted. In the case of the configuration described in claim 5, in the encoder, the detected surface is an annular surface. In addition, the first characteristic part and the second characteristic part having different characteristics are alternately arranged on the detected surface in the circumferential direction, and the width in the circumferential direction of the first characteristic part is radially The width in the circumferential direction of the second characteristic portion is increased toward the other side in the radial direction. Further, the sensor device includes one sensor, and the detection portion of the sensor is opposed to the upper end portion or the lower end portion of the detected surface. The computing unit has a function of calculating an axial load applied between the stationary side raceway and the rotation side raceway based on the duty ratio of the output signal of the sensor.

又は、例えば請求項６に記載した様な構成を採用する。この請求項６に記載した構成の場合、上記エンコーダは、被検出面が円筒面である。且つ、こ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配置すると共に、これら第一、第二両特性部同士の境界を、軸方向片側に向かう程円周方向片側に向かう方向に傾斜させている。又、上記センサ装置は、１対のセンサを備える。そして、これら１対のセンサの検出部が、上記被検出面のうちで円周方向に関する位相が互いに１８０度異なる部分である、上端部と下端部とに対向している。又、上記演算器は、上記１対のセンサの出力信号同士の間に存在する位相差に基づいて、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との間に加わるアキシアル荷重を算出する機能を有する。   Alternatively, for example, a configuration as described in claim 6 is adopted. In the case of the configuration described in claim 6, the detected surface of the encoder is a cylindrical surface. In addition, the first characteristic portion and the second characteristic portion having different characteristics on the detected surface are alternately arranged in the circumferential direction, and the boundary between the first and second characteristic portions is arranged on one side in the axial direction. It is inclined in a direction toward the one side in the circumferential direction as it goes toward. The sensor device includes a pair of sensors. And the detection part of these one pair of sensors is facing the upper-end part and lower-end part which are a part from which the phase regarding the circumferential direction differs 180 degree | times among the said to-be-detected surfaces. The computing unit has a function of calculating an axial load applied between the stationary side raceway and the rotation side raceway based on a phase difference existing between the output signals of the pair of sensors. Have.

又は、例えば請求項７に記載した様な構成を採用する。この請求項７に記載した構成の場合、上記エンコーダは、被検出面が円輪面である。且つ、こ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配置すると共に、これら第一、第二両特性部同士の境界を、径方向片側に向かう程円周方向片側に向かう方向に傾斜させている。又、上記センサ装置は、１対のセンサを備える。そして、これら１対のセンサの検出部が、上記被検出面うち、円周方向に関する位相が互いに１８０度異なる部分である、上端部と下端部とに対向している。又、上記演算器は、上記１対のセンサの出力信号同士の間に存在する位相差に基づいて、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との間に加わるアキシアル荷重を算出する機能を有する。   Alternatively, for example, a configuration as described in claim 7 is adopted. In the case of the configuration described in claim 7, in the encoder, the detected surface is an annular surface. In addition, the first characteristic portion and the second characteristic portion having different characteristics on the detected surface are alternately arranged in the circumferential direction, and the boundary between the first and second characteristic portions is arranged on one side in the radial direction. It is inclined in a direction toward the one side in the circumferential direction as it goes toward. The sensor device includes a pair of sensors. And the detection part of these one pair of sensors is facing the upper end part and lower end part which are the parts which the phase regarding the circumferential direction differs 180 degree | times among the said to-be-detected surfaces. The computing unit has a function of calculating an axial load applied between the stationary side raceway and the rotation side raceway based on a phase difference existing between the output signals of the pair of sensors. Have.

上述の様に構成する本発明のホイールを支持した荷重測定装置付転がり軸受ユニットの場合も、車両の旋回時に、旋回中心から見て径方向外側の車輪を支持している場合には、転がり軸受ユニットを構成する静止側軌道輪に、上記車輪を構成するタイヤの外周面と路面との接触部（接地面部分）に存在する作用点Ｐから、上向きのラジアル荷重Ｆｚと、軸方向内向きのアキシアル荷重Ｆｙとが加わる。但し、上述した様に、本発明の場合には、上記車輪を構成するホイールの軸方向中央部（上記作用点Ｐの軸方向位置）を、複数の転動体の列間中央部（上記静止側軌道輪の中心軸上に存在する、上記転がり軸受ユニットの中心点Ｏの軸方向位置）よりも軸方向内方、又は、この列間中央部と軸方向同位置に配置する構成を採用している。   Even in the case of the rolling bearing unit with a load measuring device that supports the wheel of the present invention configured as described above, when the vehicle is turning, when the wheel on the radially outer side as viewed from the turning center is supported, the rolling bearing is used. From the action point P existing at the contact portion (ground contact surface portion) between the outer peripheral surface of the tire constituting the wheel and the road surface on the stationary side race wheel constituting the unit, the upward radial load Fz and the axially inward An axial load Fy is applied. However, as described above, in the case of the present invention, the axial central portion of the wheel constituting the wheel (the axial position of the action point P) is the central portion between the rows of the rolling elements (the stationary side). Adopting a configuration that is arranged axially inward from the center point O of the rolling bearing unit on the central axis of the bearing ring, or at the same axial position as the central part between the rows. Yes.

このうち、上記ホイールの軸方向中央部（上記作用点Ｐ）を上記列間中央部（上記中心点Ｏ）よりも軸方向内方に配置する構成を採用する場合には、上記ラジアル荷重Ｆｚにより上記静止側軌道輪に作用するモーメントＭｚの向きを、上記アキシアル荷重Ｆｙにより上記静止側軌道輪に作用するモーメントＭｙの向きと、一致させる事ができる。一方、上記ホイールの軸方向中央部（上記作用点Ｐ）を上記列間中央部（上記中心点Ｏ）と軸方向同位置に配置する構成を採用する場合には、上記ラジアル荷重Ｆｚにより上記静止側軌道輪に作用するモーメントＭｚを、ゼロにできる。即ち、これら何れの構成を採用する場合でも、上記ラジアル荷重Ｆｚにより上記静止側軌道輪に作用するモーメントＭｚの向きが、上記アキシアル荷重Ｆｙにより上記静止側軌道輪に作用するモーメントＭｙの向きと逆になる事を防止できる。   Among these, in the case of adopting a configuration in which the central portion in the axial direction of the wheel (the working point P) is disposed inward in the axial direction from the central portion between the rows (the central point O), the radial load Fz The direction of the moment Mz acting on the stationary raceway can be made to coincide with the direction of the moment My acting on the stationary raceway by the axial load Fy. On the other hand, in the case of adopting a configuration in which the axial central portion (the working point P) of the wheel is disposed at the same axial position as the inter-row central portion (the central point O), the stationary load is caused by the radial load Fz. The moment Mz acting on the side raceway can be made zero. That is, in any of these configurations, the direction of the moment Mz acting on the stationary side raceway due to the radial load Fz is opposite to the direction of the moment My acting on the stationary side raceway due to the axial load Fy. Can be prevented.

この為、本発明の場合には、上記車両の旋回加速度が変化する事に伴う、上記静止側軌道輪に作用するモーメントＭ（上記両モーメントＭｙ、Ｍｚを合算したモーメント）の変化率を大きくできる。従って、例えば請求項２〜７に記載した様な具体的な構造を採用すれば、センサ情報（１対のセンサの出力信号の位相差、１つのセンサの出力信号のデューティ比）の変化率を大きくできる。この結果、上記アキシアル荷重Ｆｙを測定する荷重測定装置のゲインを大きくできる。尚、旋回中心から見て径方向内側の車輪に関しては、荷重測定装置のゲインを大きくできないが、径方向内側の車輪に加わる荷重は径方向外側の車輪に加わる荷重よりも小さく、荷重測定の必要性が比較的低いので、特に問題とはならない。   For this reason, in the case of the present invention, the rate of change of the moment M (moment obtained by adding both the moments My and Mz) acting on the stationary-side raceway can be increased as the turning acceleration of the vehicle changes. . Therefore, for example, if a specific structure as described in claims 2 to 7 is adopted, the rate of change of sensor information (the phase difference between the output signals of a pair of sensors, the duty ratio of the output signal of one sensor) can be calculated. Can be big. As a result, the gain of the load measuring device that measures the axial load Fy can be increased. Note that the gain of the load measuring device cannot be increased for the radially inner wheel as viewed from the turning center, but the load applied to the radially inner wheel is smaller than the load applied to the radially outer wheel, and load measurement is required. Since it is relatively low, it is not a problem.

［実施の形態の第１例］
図１は、請求項１、２に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本例の特徴は、転がり軸受ユニットの中心点Ｏと、ハブ２の回転側フランジ７に結合固定した車輪１４を構成するタイヤ１６（図１には図示省略。図６参照）の外周面と路面１７との接触部（接地面部分）に存在する、ラジアル荷重Ｆｚ及びアキシアル荷重Ｆｙの作用点Ｐとの、軸方向（ｙ軸方向）に関する互いの位置関係を規制した点にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図３〜７に示した先発明の第１例の場合と同様である為、重複する図示並びに説明は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]
FIG. 1 shows a first example of an embodiment of the present invention corresponding to claims 1 and 2. The feature of this example is that the outer peripheral surface of the tire 16 (not shown in FIG. 1; see FIG. 6) constituting the wheel 14 coupled and fixed to the center point O of the rolling bearing unit and the rotation side flange 7 of the hub 2. In other words, the positional relationship between the radial load Fz and the action point P of the axial load Fy existing in the contact portion (landing surface portion) between the road surface 17 and the road surface 17 is regulated in the axial direction (y-axis direction). Since the structure and operation of the other parts are the same as those of the first example of the prior invention shown in FIGS. 3 to 7, the overlapping illustrations and explanations are omitted or simplified. The explanation will be focused on.

本例の転がり軸受ユニットの場合も、車両の旋回時に、旋回中心から見て径方向外側の車輪１４を支持している場合には、上記ハブ２に、上記作用点Ｐから、上下方向（ｚ軸方向）上向きのラジアル荷重Ｆｚと、軸方向内向き（ｙ軸方向右向き）のアキシアル荷重Ｆｙとが加わる。但し、本例の場合には、上記車輪１４を構成するホイール１５（図１では図示省略。図６参照）等の形状や寸法等を規制する（回転側フランジ７の取付面に対する軸方向内向きのオフセット量を大きくする）事により、このホイール１５の幅方向中央部（上記作用点Ｐの軸方向位置）を、複数の転動体３、３の列間中央部（上記中心点Ｏの軸方向位置）よりも、寸法Ｓ分だけ軸方向内方（ｙ軸方向右方）に配置している。そして、この様な構成を採用する事により、上記ラジアル荷重Ｆｚにより上記ハブ２に作用するモーメントＭｚ（＝Ｆｚ・Ｓ）を、上記アキシアル荷重Ｆｙにより上記ハブ２に作用するモーメントＭｙ（＝Ｆｙ・Ｒ）と同様、上記中心点Ｏを通る前後方向軸（ｘ軸と平行な軸）を中心とする、反時計回りのモーメントとしている。   Also in the case of the rolling bearing unit of this example, when the vehicle 14 is turning and supports the wheel 14 on the outer side in the radial direction when viewed from the turning center, the hub 2 is moved in the vertical direction (z An axial load (upward radial load Fz) and an axial inward (y-axis direction rightward) axial load Fy are applied. However, in the case of this example, the shape and dimensions of the wheel 15 (not shown in FIG. 1; see FIG. 6) constituting the wheel 14 are regulated (inward in the axial direction with respect to the mounting surface of the rotation side flange 7). By increasing the offset amount of the wheel 15, the central portion in the width direction of the wheel 15 (the axial position of the action point P) is changed to the central portion between the rows of the rolling elements 3 and 3 (the axial direction of the central point O). It is arranged inward in the axial direction by the dimension S (rightward in the y-axis direction) than the position). By adopting such a configuration, the moment Mz (= Fz · S) acting on the hub 2 by the radial load Fz is changed into the moment My (= Fy · S) acting on the hub 2 by the axial load Fy. As in (R), the moment is a counterclockwise moment about the longitudinal axis (axis parallel to the x axis) passing through the center point O.

上述の様に構成する、本例のホイールを結合固定した荷重測定装置付転がり軸受ユニットの場合、上記ハブ２に作用するモーメントＭは、上述の様な互いに同じ向き（反時計回り）の２つのモーメントＭｙ、Ｍｚを足し合わせたもの（Ｍ＝Ｍｙ＋Ｍｚ）となる。この為、本例の場合には、車両の旋回加速度が変化する事に伴う、上記ハブ２に作用するモーメントＭ（外輪１の中心軸に対する上記ハブ２の中心軸の傾斜角度）の変化率を大きくできる。従って、１対のセンサ９、９の出力信号の位相差の変化率を大きくできる。この結果、上記アキシアル荷重Ｆｙを測定する荷重測定装置のゲインを大きくできる。   In the case of the rolling bearing unit with a load measuring device having the wheel of this example coupled and fixed as described above, the moment M acting on the hub 2 is two in the same direction (counterclockwise) as described above. It is the sum of moments My and Mz (M = My + Mz). For this reason, in the case of this example, the rate of change of the moment M (the inclination angle of the central axis of the hub 2 with respect to the central axis of the outer ring 1) acting on the hub 2 as the turning acceleration of the vehicle changes. Can be big. Therefore, the rate of change of the phase difference between the output signals of the pair of sensors 9 and 9 can be increased. As a result, the gain of the load measuring device that measures the axial load Fy can be increased.

［実施の形態の第２例］
次に、図２は、請求項１、３に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、前述の図１２〜１３に示した先発明の第４例の場合と同様の基本構造を有する、ホイールを結合固定した荷重測定装置付転がり軸受ユニットを対象としている。そして、上述した実施の形態の第１例の場合と同様、作用点Ｐを中心点Ｏよりも寸法Ｓ分だけ、軸方向内方（ｙ軸方向右方）に配置している。これにより、車両の旋回時、旋回中心から見て径方向外側の車輪１４（図２には図示省略。図６参照）を支持している場合に、ハブ２ａに作用する、上記作用点Ｐに加わる上向きのラジアル荷重ＦｚによるモーメントＭｚ（＝Ｆｚ・Ｓ）を、同じく軸方向内向きのアキシアル荷重ＦｙによるモーメントＭｙ（＝Ｆｙ・Ｒ）と同様、上記中心点Ｏを通る前後方向軸（ｘ軸と平行な軸）を中心とする、反時計回りのモーメントとしている。 [Second Example of Embodiment]
Next, FIG. 2 shows a second example of an embodiment of the present invention corresponding to claims 1 and 3. In the case of this example, a rolling bearing unit with a load measuring device having a basic structure similar to that in the case of the fourth example of the prior invention shown in FIGS. Then, as in the case of the first example of the above-described embodiment, the action point P is arranged inward in the axial direction (rightward in the y-axis direction) by the dimension S from the center point O. As a result, when the vehicle is turning, when the wheel 14 (not shown in FIG. 2, see FIG. 6) on the outer side in the radial direction as viewed from the turning center is supported, The moment Mz (= Fz · S) due to the applied upward radial load Fz is the same as the moment My (= Fy · R) due to the axially inward axial load Fy. The moment is counterclockwise around the axis parallel to the axis.

上述の様に構成する、本例のホイールを結合固定した荷重測定装置付転がり軸受ユニットの場合も、上記ハブ２ａに作用するモーメントＭは、上述の様な互いに同じ向き（反時計回り）の２つのモーメントＭｙ、Ｍｚを足し合わせたもの（Ｍ＝Ｍｙ＋Ｍｚ）となる。この為、車両の旋回加速度が変化する事に伴う、上記ハブ２に作用するモーメントＭ（外輪１の中心軸に対する上記ハブ２ａの中心軸の傾斜角度）の変化率を大きくできる。従って、１対のセンサ９、９の出力信号の位相差の変化率を大きくできる。この結果、上記アキシアル荷重Ｆｙを測定する荷重測定装置のゲインを大きくできる。   Also in the case of the rolling bearing unit with a load measuring device constructed as described above and coupled to the wheel of this example, the moment M acting on the hub 2a is 2 in the same direction (counterclockwise) as described above. The sum of the two moments My and Mz (M = My + Mz). For this reason, the rate of change of the moment M acting on the hub 2 (the inclination angle of the central axis of the hub 2a with respect to the central axis of the outer ring 1) can be increased as the turning acceleration of the vehicle changes. Therefore, the rate of change of the phase difference between the output signals of the pair of sensors 9 and 9 can be increased. As a result, the gain of the load measuring device that measures the axial load Fy can be increased.

尚、上述した各実施の形態では、作用点Ｐを中心点Ｏよりも軸方向内方に配置する構成を採用したが、これに代えて、作用点Ｐを中心点Ｏと軸方向同位置に配置する構成を採用する場合も、軸方向外方に配置する場合に比べて、上記ゲインを大きくできる。又、上述した各実施の形態では、前述した先発明の第１例及び第４例の場合と同様の基本構造を有する軸受ユニットに対して、本発明を適用した。但し、本発明は、例えば前述した先発明の第２、３、５、６例の場合と同様の基本構造を有する軸受ユニットに対して適用する事もできる。更に、内径側軌道輪部材が静止側軌道輪であり、外径側軌道輪部材が回転側軌道輪である、所謂外輪回転型の構造にも適用できる。この場合、各モーメントの方向を一致させるべく、センサの設置位置を適切に規制する。   In each of the above-described embodiments, the configuration in which the action point P is arranged inward in the axial direction from the center point O is adopted, but instead, the action point P is set at the same position in the axial direction as the center point O. Even when the arrangement is adopted, the gain can be increased as compared with the case where the arrangement is arranged outward in the axial direction. In each of the above-described embodiments, the present invention is applied to a bearing unit having the same basic structure as that of the first and fourth examples of the above-described prior invention. However, the present invention can also be applied to, for example, a bearing unit having the same basic structure as that of the second, third, fifth, and sixth examples of the previous invention described above. Furthermore, the present invention can be applied to a so-called outer ring rotating type structure in which the inner diameter side bearing ring member is a stationary side bearing ring and the outer diameter side bearing ring member is a rotation side bearing ring. In this case, the installation position of the sensor is appropriately regulated so that the directions of the moments coincide.

本発明の実施の形態の第１例を示す断面図。Sectional drawing which shows the 1st example of embodiment of this invention. 同第２例を示す断面図。Sectional drawing which shows the 2nd example. 先発明の第１例の構造を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the 1st example of a prior invention. エンコーダの斜視図。The perspective view of an encoder. エンコーダの被検出面の展開図。The expanded view of the to-be-detected surface of an encoder. 先発明の第１例を自動車の懸架装置と車輪との間に組み付けた状態を示す略断面図。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the first example of the prior invention is assembled between a suspension device and a wheel of an automobile. アキシアル荷重の変動に伴って変化するセンサの出力信号を示す線図。The diagram which shows the output signal of the sensor which changes with the fluctuation | variation of an axial load. 先発明の第２例の構造を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the 2nd example of a prior invention. エンコーダを示しており、（Ａ）は素材の、（Ｂ）は完成品の、それぞれ斜視図。The encoder is shown, (A) is a raw material, (B) is a perspective view of a finished product. アキシアル荷重の変動に伴って変化するセンサの出力信号を示す線図。The diagram which shows the output signal of the sensor which changes with the fluctuation | variation of an axial load. 先発明の第３例の構造を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the 3rd example of a prior invention. 同第４例を示す断面図。Sectional drawing which shows the 4th example. エンコーダ及びセンサを、このエンコーダの被検出面側から見た図。The figure which looked at the encoder and sensor from the to-be-detected surface side of this encoder. 同第５例を示す断面図。Sectional drawing which shows the 5th example. エンコーダ及びセンサを、このエンコーダの被検出面側から見た図。The figure which looked at the encoder and sensor from the to-be-detected surface side of this encoder. 同第６例を示す断面図。Sectional drawing which shows the 6th example. エンコーダ及びセンサを、このエンコーダの被検出面側から見た図。The figure which looked at the encoder and sensor from the to-be-detected surface side of this encoder.

符号の説明Explanation of symbols

１ 外輪
２、２ａ ハブ
３、３ａ 転動体
４ 外輪軌道
５ 内輪軌道
６ 固定側フランジ
７ 回転側フランジ
８、８ａ〜８ｅ エンコーダ
９ センサ
１０ 芯金
１１ 取付孔
１２ ナックル
１３ ディスク
１４ 車輪
１５ ホイール
１６ タイヤ
１７ 路面
１８ 支持環
１９、１９ａ カバー
２０ シールリング
２１ スリンガ
２２ スプライン孔 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Outer ring 2, 2a Hub 3, 3a Rolling element 4 Outer ring raceway 5 Inner ring raceway 6 Fixed side flange 7 Rotation side flange 8, 8a-8e Encoder 9 Sensor 10 Core metal 11 Mounting hole 12 Knuckle 13 Disc 14 Wheel 15 Wheel 16 Tire 17 Road surface 18 Support ring 19, 19a Cover 20 Seal ring 21 Slinger 22 Spline hole

Claims (7)

転がり軸受ユニットと、車両の車輪を構成するホイールと、荷重測定装置とを備え、
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、使用状態で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、外周面に回転側フランジを、それぞれ有し、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、
上記ホイールは、上記回転側軌道輪と同心に配置した状態で、上記回転側フランジに結合固定されており、
上記荷重測定装置は、エンコーダと、センサ装置と、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及び変位する回転部材の一部に支持固定され、この回転側軌道輪又はこの回転部材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に応じて連続的に変化させたものであり、
上記センサ装置は、使用時にも回転しない部分に支持されると共に、少なくとも１つのセンサを備え、このセンサは、検出部を上記被検出面に対向させており、且つ、この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アキシアル荷重を算出する機能を有するものである、
ホイールを結合固定した荷重測定装置付転がり軸受ユニットであって、
このホイールの軸方向中央部を、上記各転動体の列間中央部よりも軸方向内方又はこの列間中央部と軸方向同位置に配置している事を特徴とするホイールを結合固定した荷重測定装置付転がり軸受ユニット。 A rolling bearing unit, a wheel constituting a vehicle wheel, and a load measuring device;
Of these, the rolling bearing unit has a double row stationary side raceway on the stationary side circumferential surface, a stationary side race ring that does not rotate even when in use, a double row rotational side raceway on the rotational side circumferential surface, and an outer circumferential surface. Rotation side race rings each having a rotation side flange and rotating at the time of use, and a plurality of rolling elements provided in a freely rotatable manner between each stationary side raceway and each rotation side raceway. And
The wheel is coupled and fixed to the rotation side flange in a state of being arranged concentrically with the rotation side raceway,
The load measuring device includes an encoder, a sensor device, and a calculator.
Of these, the encoder is supported and fixed to the rotating side raceway or a part of a rotating member that rotates and displaces together with the rotating side raceway, and the detected surface provided concentrically with the rotating side raceway or the rotary member. While alternately changing the characteristics with respect to the circumferential direction, the phase or pitch at which the characteristics of the detected surface change with respect to the circumferential direction is continuously changed according to the width direction of the detected surface,
The sensor device is supported by a portion that does not rotate during use, and includes at least one sensor. The sensor has a detection unit facing the detection surface, and a characteristic change of the detection surface. To change the output signal in response to
The computing unit has a function of calculating an axial 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.
A rolling bearing unit with a load measuring device in which a wheel is coupled and fixed,
The wheel characterized by being arranged in the axial direction center part of this wheel in the axial direction inner side rather than the center part between the rows of each rolling element, or in the same position in the axial direction as the center part between the rows. Rolling bearing unit with load measuring device. エンコーダは、被検出面が円筒面であり、且つ、この被検出面のうち互いに軸方向に離れた２個所位置に第一、第二の特性変化部を備えたもので、これら両特性変化部の特性が円周方向に関して交互に且つ互いに同じピッチで変化しており、少なくとも上記第一の特性変化部の特性変化の位相が軸方向に関し、上記第二の特性変化部と異なる状態で漸次変化しており、センサ装置は、１対のセンサを備えたもので、これら１対のセンサの検出部が、上記第一、第二の両特性変化部のうち、円周方向の位相が互いに等しい部分である下端部に対向しており、演算器は、上記１対のセンサの出力信号同士の間に存在する位相差に基づいて、静止側軌道輪と回転側軌道輪との間に加わるアキシアル荷重を算出する機能を有するものである、請求項１に記載したホイールを結合固定した荷重測定装置付転がり軸受ユニット。   The encoder has a surface to be detected which is a cylindrical surface, and includes first and second characteristic changing portions at two positions apart from each other in the axial direction of the detected surface. Of the first characteristic change section at least in the circumferential direction and at the same pitch, and at least the phase of the characteristic change of the first characteristic change section is gradually changed in a state different from the second characteristic change section with respect to the axial direction. The sensor device includes a pair of sensors, and the detection units of the pair of sensors have the same circumferential phase among the first and second characteristic change units. The arithmetic unit is an axial which is applied between the stationary side raceway and the rotation side raceway based on the phase difference existing between the output signals of the pair of sensors. It has a function which calculates a load. The described load measuring rolling bearing unit in which the coupling fixed wheel. エンコーダは、被検出面が円輪面であり、且つ、この被検出面のうち互いに径方向に離れた２個所位置に第一、第二の特性変化部を備えたもので、これら両特性変化部の特性が円周方向に関して交互に且つ互いに同じピッチで変化しており、少なくとも上記第一の特性変化部の特性変化の位相が径方向に関し、上記第二の特性変化部と異なる状態で漸次変化しており、センサ装置は、１対のセンサを備えたもので、これら１対のセンサの検出部が、上記第一、第二の両特性変化部のうち、円周方向の位相が互いに等しい部分である上端部又は下端部に対向しており、演算器は、上記１対のセンサの出力信号同士の間に存在する位相差に基づいて、静止側軌道輪と回転側軌道輪との間に加わるアキシアル荷重を算出する機能を有するものである、請求項１に記載したホイールを結合固定した荷重測定装置付転がり軸受ユニット。   The encoder has a ring-shaped surface to be detected, and is provided with first and second characteristic changing portions at two positions radially separated from each other in the detected surface. The characteristics of the parts change alternately in the circumferential direction and at the same pitch, and at least the phase of the characteristic change of the first characteristic change part is gradually different from the second characteristic change part in the radial direction. The sensor device is provided with a pair of sensors, and the detection unit of the pair of sensors has a circumferential phase of each of the first and second characteristic change units. Opposing the upper end or the lower end, which are equal parts, the computing unit determines whether the stationary side raceway and the rotation side raceway are based on the phase difference existing between the output signals of the pair of sensors. It has a function to calculate the axial load applied between Load measuring rolling bearing unit attached fixing a wheel according to claim 1. エンコーダは、被検出面が円筒面であり、且つ、こ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配置すると共に、このうちの第一特性部の円周方向に関する幅を軸方向片側程広くし、且つ、上記第二特性部の円周方向に関する幅を軸方向他側程広くしたものであり、センサ装置は、１つのセンサを備えたもので、このセンサの検出部が上記被検出面の下端部に対向しており、演算器は、こ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アキシアル荷重を算出する機能を有するものである、請求項１に記載したホイールを結合固定した荷重測定装置付転がり軸受ユニット。   In the encoder, the detected surface is a cylindrical surface, and the first characteristic portion and the second characteristic portion having different characteristics are alternately arranged on the detected surface with respect to the circumferential direction, and the first of these The width of the characteristic portion in the circumferential direction is increased toward one side in the axial direction, and the width of the second characteristic portion in the circumferential direction is increased toward the other side in the axial direction. The sensor device includes one sensor. Therefore, the detection unit of the sensor faces the lower end of the detected surface, and the computing unit determines whether the stationary side raceway and the rotation side raceway are based on the duty ratio of the output signal of the sensor. 2. A rolling bearing unit with a load measuring device having a function of calculating an axial load applied between them, wherein the wheel according to claim 1 is coupled and fixed. エンコーダは、被検出面が円輪面であり、且つ、こ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配置すると共に、このうちの第一特性部の円周方向に関する幅を径方向片側程広くし、且つ、上記第二特性部の円周方向に関する幅を径方向他側程広くしたものであり、センサ装置は、１つのセンサを備えたもので、このセンサの検出部が上記被検出面の上端部又は下端部に対向しており、演算器は、こ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アキシアル荷重を算出する機能を有するものである、請求項１に記載したホイールを結合固定した荷重測定装置付転がり軸受ユニット。   In the encoder, the detected surface is an annular surface, and the first characteristic portion and the second characteristic portion having different characteristics are alternately arranged on the detected surface with respect to the circumferential direction. The width of one characteristic portion in the circumferential direction is increased toward one side in the radial direction, and the width in the circumferential direction of the second characteristic portion is increased toward the other side in the radial direction. The detector of the sensor is opposed to the upper end or the lower end of the detected surface, and the computing unit determines whether the stationary bearing ring and the rotating side are based on the duty ratio of the output signal of the sensor. The rolling bearing unit with a load measuring device having the wheel according to claim 1 coupled and fixed, which has a function of calculating an axial load applied to the bearing ring. エンコーダは、被検出面が円筒面であり、且つ、こ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配置すると共に、これら第一、第二両特性部同士の境界を、軸方向片側に向かう程円周方向片側に向かう方向に傾斜させたものであり、センサ装置は、１対のセンサを備えたもので、これら１対のセンサの検出部が、上記被検出面のうちで円周方向に関する位相が互いに１８０度異なる部分である、上端部と下端部とに対向しており、演算器は、上記１対のセンサの出力信号同士の間に存在する位相差に基づいて、静止側軌道輪と回転側軌道輪との間に加わるアキシアル荷重を算出する機能を有するものである、請求項１に記載したホイールを結合固定した荷重測定装置付転がり軸受ユニット。   In the encoder, the detected surface is a cylindrical surface, and the first characteristic portion and the second characteristic portion having different characteristics are alternately arranged on the detected surface with respect to the circumferential direction. The boundary between the two characteristic portions is inclined in the direction toward the circumferential one side toward the one axial side, and the sensor device includes a pair of sensors. The detector is opposed to the upper end and the lower end, which are portions of the detected surface whose phases in the circumferential direction are different from each other by 180 degrees, and the computing unit outputs the output signals of the pair of sensors to each other. The load measurement with the wheel coupled and fixed as claimed in claim 1 having a function of calculating an axial load applied between the stationary side raceway and the rotation side raceway based on a phase difference existing between Rolling bearing unit with device. エンコーダは、被検出面が円輪面であり、且つ、こ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配置すると共に、これら第一、第二両特性部同士の境界を、径方向片側に向かう程円周方向片側に向かう方向に傾斜させたものであり、センサ装置は、１対のセンサを備えたもので、これら１対のセンサの検出部が、上記被検出面うち円周方向に関する位相が互いに１８０度異なる部分である上端部と下端部とに対向しており、演算器は、上記１対のセンサの出力信号同士の間に存在する位相差に基づいて、静止側軌道輪と回転側軌道輪との間に加わるアキシアル荷重を算出する機能を有するものである、請求項１に記載したホイールを結合固定した荷重測定装置付転がり軸受ユニット。   In the encoder, the detected surface is an annular surface, and the first characteristic portion and the second characteristic portion having different characteristics are alternately arranged on the detected surface with respect to the circumferential direction. The boundary between the second two characteristic portions is inclined in the direction toward the circumferential one side as it goes toward the one radial direction, and the sensor device includes a pair of sensors. Are opposed to an upper end and a lower end, which are portions of the detected surface whose phases in the circumferential direction are 180 degrees different from each other, and the computing unit is between the output signals of the pair of sensors. 2. With a load measuring device having the wheel coupled and fixed according to claim 1, which has a function of calculating an axial load applied between the stationary side raceway and the rotation side raceway based on the phase difference existing in Rolling bearing unit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109719137A (en) * 2018-12-29 2019-05-07 中冶京诚工程技术有限公司 Steel plate corner control method, device and equipment for corner rolling and storage medium

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