JP2008275506A - Rolling bearing device with sensor - Google Patents

Rolling bearing device with sensor Download PDF

Info

Publication number
JP2008275506A
JP2008275506A JP2007120985A JP2007120985A JP2008275506A JP 2008275506 A JP2008275506 A JP 2008275506A JP 2007120985 A JP2007120985 A JP 2007120985A JP 2007120985 A JP2007120985 A JP 2007120985A JP 2008275506 A JP2008275506 A JP 2008275506A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
displacement
sensor
detection unit
displacement detection
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2007120985A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4962126B2 (en
Inventor
Manabu Taniguchi
学 谷口
Hirotomo Kamiyama
拓知 上山
Nobutsuna Motohashi
信綱 本橋
Tadashi Fukao
正 深尾
Hirotoyo Miyagawa
裕豊 宮川
Kenji Oiso
憲司 大磯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JTEKT Corp
Original Assignee
JTEKT Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JTEKT Corp filed Critical JTEKT Corp
Priority to JP2007120985A priority Critical patent/JP4962126B2/en
Priority to EP08008132.6A priority patent/EP1988376B1/en
Priority to US12/149,353 priority patent/US8167499B2/en
Publication of JP2008275506A publication Critical patent/JP2008275506A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4962126B2 publication Critical patent/JP4962126B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rolling bearing device with a sensor that has a sensor device capable of determining the moment load of a wheel and the axial translation load, and can detect the rotation speed of a rotation trajectory member even when an ABS sensor independent of the sensor device is not installed. <P>SOLUTION: An annular section 150 having a groove 155 extending axially is formed in a part of a displacement to be detected constituted by an outer peripheral surface of a target member 73. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、軌道部材、転動体およびセンサ装置を有するセンサ付き転がり軸受装置に関し、特に、変位センサを有するハブユニットに関する。   The present invention relates to a rolling bearing device with a sensor having a race member, a rolling element and a sensor device, and more particularly to a hub unit having a displacement sensor.

従来、センサ付き転がり軸受装置としては、特開2001−21577号公報(特許文献1)に記載されているハブユニットがある。   Conventionally, as a rolling bearing device with a sensor, there is a hub unit described in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-21577 (Patent Document 1).

このハブユニットは、回転軌道輪、固定軌道輪および一つの変位センサを備え、上記変位センサは、上記固定軌道輪に設けられている。具体的には、上記固定軌道輪の外周面は、径方向に延在する穴を有し、上記変位センサは、上記穴に挿入されている。上記変位センサの検出面は、上記回転軌道輪の外周面に向けられている。   The hub unit includes a rotating raceway, a fixed raceway, and one displacement sensor, and the displacement sensor is provided on the fixed raceway. Specifically, the outer peripheral surface of the fixed race has a hole extending in the radial direction, and the displacement sensor is inserted into the hole. The detection surface of the displacement sensor is directed to the outer peripheral surface of the rotating raceway.

上記変位センサは、車両の車輪に荷重が作用した際に発生する回転軌道輪の外周面の変位によって変動する回転軌道輪と固定軌道輪との間のギャップ(具体的には、このギャップに対応して変化する電気信号)を検出するようになっている。また、上記ハブユニットは、上記変位センサが検出したギャップに基づいて車輪に作用する鉛直方向の荷重を算出するようになっている。   The displacement sensor described above is a gap between the rotating track ring and the fixed track ring that varies due to the displacement of the outer peripheral surface of the rotating track ring that occurs when a load is applied to the vehicle wheel (specifically, this gap corresponds to this gap). Electric signals that change). The hub unit calculates a vertical load acting on the wheel based on the gap detected by the displacement sensor.

上記従来のセンサ付き転がり軸受装置では、上記変位センサが一つで、かつ、上記変位センサの検出面が、上記回転軌道輪の外周面に向けられているから、変位センサの検出値に基づいて車輪に対して鉛直方向に作用する並進荷重を求めることは可能である一方、車両の旋回走行時の遠心力等に伴って発生する車両の前後方向のモーメント荷重や、車両の上下方向のモーメント荷重や、車輪の軸方向の並進荷重を求めることが不可能であるという問題がある。   In the conventional rolling bearing device with a sensor, since there is one displacement sensor and the detection surface of the displacement sensor is directed to the outer peripheral surface of the rotating raceway, based on the detection value of the displacement sensor. While it is possible to determine the translational load acting on the wheels in the vertical direction, the vehicle's longitudinal moment load and the vehicle's vertical moment load generated due to the centrifugal force when the vehicle is turning, etc. In addition, there is a problem that it is impossible to obtain the translational load in the axial direction of the wheel.

また、上記従来のセンサ付き転がり軸受装置では、回転軌道輪(車輪)の回転速度を検出したい場合、変位せンサと独立のABSセンサが別途必要になり、センサ付き転がり軸受装置が大型化すると共に、センサ付き転がり軸受装置の製造コストが高くなるという問題がある。
特開2001−21577号公報(図8参照)
Moreover, in the conventional rolling bearing device with a sensor, when it is desired to detect the rotational speed of the rotating raceway (wheel), a separate ABS sensor independent of the displacement sensor is required, and the rolling bearing device with the sensor is increased in size. There is a problem that the manufacturing cost of the rolling bearing device with sensor increases.
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-21577 (see FIG. 8)

そこで、本発明の課題は、車輪のモーメント荷重や軸方向の並進荷重を求めることが可能なセンサ装置を備え、上記センサ装置と独立のABSセンサを設置しなくても、回転軌道部材の回転速度を検出することができるセンサ付き転がり軸受装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a sensor device that can determine the moment load of the wheel and the translational load in the axial direction, and the rotational speed of the rotary track member without installing an ABS sensor independent of the sensor device. It is an object of the present invention to provide a rolling bearing device with a sensor capable of detecting the above.

上記課題を解決するため、この発明のセンサ付き転がり軸受装置は、
軌道面を内周面に有する第1軌道部材と、
軌道面と、環状の被変位検出部とを外周面に有する第2軌道部材と、
上記第1軌道部材の上記軌道面と、上記第2軌道部材の上記軌道面との間に配置された転動体と、
上記被変位検出部の径方向の変位と、上記被変位検出部の軸方向の変位とを検出するセンサ装置と
を備え、
上記被変位検出部は、上記被変位検出部の周方向に互いに間隔をおいて位置すると共に、上記軸方向に延在する複数の溝を有する環状部を有し、
上記センサ装置は、
上記被変位検出部に上記径方向に対向する検出面を有する第1変位検出部と、
上記第1変位検出部に上記軸方向に間隔をおいて位置すると共に、上記被変位検出部に上記径方向に対向する検出面を有する第2変位検出部と、
上記第1変位検出部および第2変位検出部のうちの少なくとも一方の出力に基づいて、上記第1変位検出部および第2変位検出部のうちの少なくとも一方に対する上記環状部の相対回転に伴う信号を検出する回転信号検出部と、
上記第1変位検出部の出力から上記被変位検出部の変位に伴う信号を検出すると共に、上記第2変位検出部の出力から上記被変位検出部の変位に伴う信号を検出する変位信号検出部と
を有していることを特徴としている。
In order to solve the above problems, a rolling bearing device with a sensor according to the present invention comprises:
A first track member having a track surface on the inner peripheral surface;
A second track member having a track surface and an annular displacement detector on the outer peripheral surface;
A rolling element disposed between the raceway surface of the first raceway member and the raceway surface of the second raceway member;
A sensor device for detecting a radial displacement of the displacement detection unit and an axial displacement of the displacement detection unit;
The displacement detection unit includes an annular part having a plurality of grooves extending in the axial direction and spaced from each other in the circumferential direction of the displacement detection unit,
The sensor device is
A first displacement detection unit having a detection surface opposed to the displacement detection unit in the radial direction;
A second displacement detector having a detection surface positioned in the first displacement detector at an interval in the axial direction and opposed to the displacement detector in the radial direction;
Based on the output of at least one of the first displacement detector and the second displacement detector, a signal associated with the relative rotation of the annular portion with respect to at least one of the first displacement detector and the second displacement detector. A rotation signal detector for detecting
A displacement signal detection unit that detects a signal accompanying the displacement of the displacement detection unit from the output of the first displacement detection unit and detects a signal accompanying the displacement of the displacement detection unit from the output of the second displacement detection unit It is characterized by having.

本発明によれば、互いに軸方向に離間されている、第1変位検出部と、第2変位検出部とを有しているから、第1変位検出部の検出信号と、第2変位検出信号の検出信号に基づいて、軸方向の並進の変位に基づく並進荷重を算出できるのは勿論のこと、センサ付き転がり軸受装置の軸方向の位置による変位の変動を検出できて、この変位の変動に基づいて、センサ付き転がり軸受装置に作用しているモーメント荷重を算出できる。   According to the present invention, since the first displacement detection unit and the second displacement detection unit are separated from each other in the axial direction, the detection signal of the first displacement detection unit and the second displacement detection signal are included. Based on this detection signal, the translational load based on the axial translational displacement can be calculated, as well as the displacement variation due to the axial position of the sensor-equipped rolling bearing device. Based on this, the moment load acting on the sensor-equipped rolling bearing device can be calculated.

また、本発明によれば、被変位検出部が、上記被変位検出部の周方向に互いに間隔をおいて位置すると共に、上記軸方向に延在する複数の溝を有する環状部を有し、かつ、上記センサ装置が、上記第1変位検出部の出力および第2変位検出部のうちの少なくとも一方の出力に基づいて、上記環状部の相対回転に伴う信号を検出する回転信号検出部と、上記第1変位検出部の出力から上記被変位検出部の変位に伴う信号を検出すると共に、上記第2変位検出部の出力から上記被変位検出部の変位に伴う信号を検出する変位信号検出部とを有しているから、上記環状部の溝と、その溝に周方向に連なる丘の位置の検出により、環状部の相対回転速度に伴うパルス信号を獲得することができて、環状部の相対回転速度を検出することができる。すなわち、変位を検出される被変位検出部が、被パルス信号発生部としての環状部を形成しているから、変位検出部に回転速度検出機能を兼用させることができて、センサ付き転がり軸受装置をコンパクトにすることができると共に、センサ付き転がり軸受装置の製造コストを抑制できる。   Further, according to the present invention, the displacement detection unit has an annular portion that has a plurality of grooves that extend in the axial direction and are positioned at intervals in the circumferential direction of the displacement detection unit, And the said sensor apparatus detects the signal accompanying the relative rotation of the said annular part based on the output of at least one of the output of the said 1st displacement detection part, and a 2nd displacement detection part, A displacement signal detection unit that detects a signal accompanying the displacement of the displacement detection unit from the output of the first displacement detection unit and detects a signal accompanying the displacement of the displacement detection unit from the output of the second displacement detection unit Therefore, by detecting the groove of the annular part and the position of the hill that continues to the groove in the circumferential direction, a pulse signal associated with the relative rotational speed of the annular part can be obtained, and The relative rotational speed can be detected. That is, since the displacement detection unit for detecting the displacement forms an annular portion as a pulsed signal generation unit, the displacement detection unit can also be used for the rotational speed detection function, and the rolling bearing device with sensor Can be made compact, and the manufacturing cost of the rolling bearing device with sensor can be suppressed.

また、一実施形態では、
上記被変位検出部は、上記環状部に段部を介して連なる第1円筒面部と、上記環状部の上記第1円筒面部側とは反対側に段部を介して連なると共に、上記第1円筒面部と略同一の円筒面上に位置する第2円筒面部とを有し、
上記各溝は、上記環状部の上記軸方向の一端から上記環状部の上記軸方向の他端まで上記軸方向に延在し、
上記第1変位検出部と上記第2変位検出部とは、上記軸方向から見て略重なり、
上記第1変位検出部の上記検出面は、上記径方向から見て、上記第1円筒面部の上記環状部側の端部と、上記環状部の上記第1円筒面部側の端部とに重なる一方、上記第2変位検出部の上記検出面は、上記径方向から見て、上記第2円筒面部の上記環状部側の端部と、上記環状部の上記第2円筒面部側の端部とに重なっている。
In one embodiment,
The displacement detection unit includes a first cylindrical surface portion connected to the annular portion via a step portion, and a step portion on the opposite side of the annular portion from the first cylindrical surface portion side, and the first cylinder. A second cylindrical surface portion located on the substantially same cylindrical surface as the surface portion,
Each groove extends in the axial direction from one end in the axial direction of the annular portion to the other end in the axial direction of the annular portion,
The first displacement detector and the second displacement detector are substantially overlapped when viewed from the axial direction,
The detection surface of the first displacement detection unit overlaps with the end portion of the first cylindrical surface portion on the annular portion side and the end portion of the annular portion on the first cylindrical surface portion side when viewed from the radial direction. On the other hand, the detection surface of the second displacement detection unit includes an end portion on the annular portion side of the second cylindrical surface portion and an end portion on the second cylindrical surface portion side of the annular portion as viewed from the radial direction. It overlaps with.

上記実施形態によれば、環状部と第1円筒部との間の段部の軸方向の位置および環状部と第2円筒部との間の段部の軸方向の位置を検出することにより、センサ付き転がり軸受装置の軸方向の並進の変位を容易に検出できる。   According to the above embodiment, by detecting the axial position of the step portion between the annular portion and the first cylindrical portion and the axial position of the step portion between the annular portion and the second cylindrical portion, The axial translational displacement of the sensor-equipped rolling bearing device can be easily detected.

また、一実施形態では、上記環状部の表面は、複数の鋼板を上記軸方向に積層してなっている。   Moreover, in one Embodiment, the surface of the said annular part has laminated | stacked the several steel plate in the said axial direction.

上記実施形態によれば、上記環状部の表面が、磁気特性が良好で、磁束が通過し易くて、渦電流が発生しにくい構造、すなわち、複数の鋼板を上記軸方向に積層してなる構造をしているから、渦電流の発生に起因する電気信号の損失の低減を行うことができて、センサの感度を高くすることができる。   According to the embodiment, the surface of the annular portion has a good magnetic property, a magnetic flux easily passes through, and an eddy current hardly occurs, that is, a structure in which a plurality of steel plates are laminated in the axial direction. Therefore, it is possible to reduce the loss of the electric signal due to the generation of eddy current, and to increase the sensitivity of the sensor.

また、一実施形態では、
上記複数の溝は、略同一の幅であり、上記周方向に等間隔に配置され、
上記第1変位検出部と上記第2変位検出部とは、上記軸方向から見て略重なると共に、上記第1変位検出部と上記第2変位検出部の夫々は、上記周方向に等間隔に配置された4つの変位センサからなり、
上記環状部と上記第1変位検出部とを通る上記径方向の断面において、
上記複数の溝のうちで、上記周方向に隣接する二つの上記溝を、第1溝および第2溝とし、
上記第1溝と上記第2溝との間に位置する丘を、中間丘とし、
上記中間丘の上記周方向の中点と、上記環状部の中心とを通過する直線を、丘中心通過直線とし、
上記丘中心通過直線に平行で、上記第1溝の上記周方向の一端を通過する直線と、上記丘中心通過直線に平行で、上記第1溝の上記周方向の他端を通過する直線との距離をA[mm]とし、
上記丘中心通過直線に平行で、上記中間丘の上記周方向の一端を通過する直線と、上記丘中心通過直線に平行で、上記中間丘の上記周方向の他端を通過する直線との距離をB[mm]とし、
上記第1変位検出部の上記検出面の長さの1/4をC[mm]と
したとき、
A<B、C<A+B、かつ、B<Cである。
In one embodiment,
The plurality of grooves have substantially the same width, are arranged at equal intervals in the circumferential direction,
The first displacement detection unit and the second displacement detection unit substantially overlap each other when viewed from the axial direction, and each of the first displacement detection unit and the second displacement detection unit is equally spaced in the circumferential direction. It consists of four arranged displacement sensors,
In the radial cross section passing through the annular portion and the first displacement detector,
Of the plurality of grooves, the two grooves adjacent in the circumferential direction are defined as a first groove and a second groove,
A hill located between the first groove and the second groove is an intermediate hill,
A straight line passing through the middle point of the intermediate hill and the center of the annular portion is a hill center passing straight line,
A straight line passing through one end of the first groove in the circumferential direction parallel to the hill center passing straight line, and a straight line passing through the other end in the circumferential direction of the first groove parallel to the hill center passing straight line A distance is A [mm],
A distance between a straight line parallel to the hill center passing straight line and passing through one end of the intermediate hill in the circumferential direction and a straight line parallel to the hill center passing straight line and passing through the other end in the circumferential direction of the intermediate hill Is B [mm],
When 1/4 of the length of the detection surface of the first displacement detector is C [mm],
A <B, C <A + B, and B <C.

上記実施形態によれば、A<Bであるから、環状部に溝加工を容易に行うことができる。また、C<A+Bであるから、パルス信号の分解能を高くすることができる。また、B<Cであるから、短時間の相対回転の回転速度を算出できる。   According to the embodiment, since A <B, groove processing can be easily performed on the annular portion. Further, since C <A + B, the resolution of the pulse signal can be increased. Further, since B <C, the rotational speed of the relative rotation in a short time can be calculated.

また、一実施形態では、
上記第2軌道部材は、ロータを取り付けるためのロータ取付用のフランジを有すると共に、上記第1軌道部材は、車体を取り付けるための車体取付用のフランジを有し、
上記複数の溝は、上記周方向に等間隔に配置され、
上記第1変位検出部と上記第2変位検出部とは、上記軸方向から見て略重なると共に、上記第1変位検出部と上記第2変位検出部の夫々は、上記周方向に等間隔に配置された4つの変位センサからなり、
上記変位信号検出部は、上記各変位センサにおいて、上記各変位センサが出力する信号から上記被変位検出部の変位に伴う信号を検出し、
上記センサ装置は、上記変位信号検出部からの信号を受けて、上記第1変位検出部の上記変位センサの夫々において、上記第1変位検出部の上記変位センサの上記被変位検出部の変位に伴う信号と、上記第1変位検出部の上記変位センサに略上記軸方向に重なる上記第2変位検出部の上記変位センサの上記被変位検出部の変位に伴う信号との差を算出して、この差に基づいて上記車輪に作用している複数のモーメント荷重を算出するモーメント荷重算出部を有している。
In one embodiment,
The second track member has a rotor mounting flange for mounting the rotor, and the first track member has a vehicle body mounting flange for mounting the vehicle body,
The plurality of grooves are arranged at equal intervals in the circumferential direction,
The first displacement detection unit and the second displacement detection unit substantially overlap each other when viewed from the axial direction, and each of the first displacement detection unit and the second displacement detection unit is equally spaced in the circumferential direction. It consists of four arranged displacement sensors,
The displacement signal detection unit detects a signal associated with the displacement of the displacement detection unit from the signal output by each displacement sensor in each displacement sensor,
The sensor device receives a signal from the displacement signal detection unit and detects the displacement of the displacement detection unit of the displacement sensor of the first displacement detection unit in each of the displacement sensors of the first displacement detection unit. Calculating the difference between the accompanying signal and the signal accompanying the displacement of the displacement detection part of the displacement sensor of the second displacement detection part of the second displacement detection part substantially overlapping the axial direction of the displacement sensor of the first displacement detection part; There is a moment load calculating section for calculating a plurality of moment loads acting on the wheel based on this difference.

上記実施形態によれば、モーメント荷重算出部で、車輪に作用しているモーメント荷重を算出できる。したがって、車輪の回転速度、車輪に作用しているモーメント荷重を算出できて、これらの情報に基づいて、車両の走行の際の運転制御を正確に行うことができる。   According to the embodiment, the moment load acting on the wheel can be calculated by the moment load calculation unit. Therefore, the rotational speed of the wheel and the moment load acting on the wheel can be calculated, and the operation control during the traveling of the vehicle can be accurately performed based on the information.

また、上記実施形態によれば、上記モーメント荷重算出部は、上記第1変位検出部の上記変位センサの夫々において、上記第1変位検出部の上記変位センサの上記被変位検出部の変位に伴う信号と、上記第1変位検出部の上記変位センサに略上記軸方向に重なる上記第2変位検出部の上記変位センサの上記被変位検出部の変位に伴う信号との差を算出して、この差に基づいて上記車輪に作用しているモーメント荷重を算出するようになっているから、検出する方向における変位の検出の感度を略2倍にすることができると共に、検出する方向における温度ドリフトのノイズを除去することができる。   Further, according to the embodiment, the moment load calculation unit accompanies the displacement of the displacement detection unit of the displacement sensor of the first displacement detection unit in each of the displacement sensors of the first displacement detection unit. The difference between the signal and the signal associated with the displacement of the displacement detection portion of the displacement sensor of the second displacement detection portion of the second displacement detection portion, which substantially overlaps the axial direction of the displacement sensor of the first displacement detection portion, is calculated. Since the moment load acting on the wheel is calculated based on the difference, the detection sensitivity of the displacement in the direction of detection can be approximately doubled, and the temperature drift in the direction of detection can be increased. Noise can be removed.

本発明のセンサ付き転がり軸受装置によれば、互いに軸方向に離間されている、第1変位検出部と、第2変位検出部とを有しているから、第1変位検出部の検出信号と、第2変位検出信号との信号に基づいて、軸方向の並進の変位を算出できるのは勿論のこと、センサ付き転がり軸受装置の軸方向の位置による変位の変動を検出できて、この変位の変動に基づいて、センサ付き転がり軸受装置に作用しているモーメント荷重を算出できる。   According to the rolling bearing device with a sensor of the present invention, the first displacement detection unit and the second displacement detection unit, which are separated from each other in the axial direction, have the detection signal of the first displacement detection unit. Based on the signal with the second displacement detection signal, the translational displacement in the axial direction can be calculated as well as the variation of the displacement due to the axial position of the sensor-equipped rolling bearing device. Based on the fluctuation, the moment load acting on the sensor-equipped rolling bearing device can be calculated.

また、本発明のセンサ付き転がり軸受装置によれば、被変位検出部における環状部の溝と、その溝に周方向に連なる丘の位置の検出により、環状部の相対回転に伴うパルス信号を獲得することができて、環状部の相対回転の回転速度を検出することができる。すなわち、変位を検出される被変位検出部に、被パルス信号発生部としての役割を兼用させることができ、変位検出部で、上記環状部の上記回転速度を検出することができる。したがって、変位検出部に独立なABSセンサを別途設ける必要がないから、センサ付き転がり軸受装置をコンパクトにすることができると共に、センサ付き転がり軸受装置の製造コストを抑制できる。   In addition, according to the rolling bearing device with a sensor of the present invention, the pulse signal associated with the relative rotation of the annular portion is obtained by detecting the groove of the annular portion in the detected displacement portion and the position of the hill that continues to the groove in the circumferential direction. And the rotational speed of the relative rotation of the annular portion can be detected. That is, the displacement detection unit that detects the displacement can also serve as a pulsed signal generation unit, and the displacement detection unit can detect the rotation speed of the annular portion. Therefore, it is not necessary to separately provide an independent ABS sensor in the displacement detection unit, so that the sensor-equipped rolling bearing device can be made compact and the manufacturing cost of the sensor-equipped rolling bearing device can be suppressed.

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明のセンサ付き転がり軸受装置の一実施形態であるハブユニットの軸方向の断面図である。   FIG. 1 is an axial sectional view of a hub unit which is an embodiment of a rolling bearing device with a sensor according to the present invention.

このハブユニットは、内軸1、内輪2、第1軌道部材としての外輪3、転動体としての複数の第1の玉4、転動体としての複数の第2の玉5、ケース部材6、および、センサ装置10を備える。   This hub unit includes an inner shaft 1, an inner ring 2, an outer ring 3 as a first race member, a plurality of first balls 4 as rolling elements, a plurality of second balls 5 as rolling elements, a case member 6, and The sensor device 10 is provided.

上記内軸1は、小径軸部19と、中径軸部20と、第2軸部としての大径軸部21とを有している。上記小径軸部19の外周面には、ネジが形成されている。上記中径軸部20は、小径軸部19に段部18を介して連なると共に、小径軸部19の外径よりも大きい外径を有している。上記大径軸部21は、中径軸部20の小径軸部19側とは反対側に位置している。上記大径軸部21は、中径軸部20に段部22を介して連なると共に、中径軸部20の外径よりも大きい外径を有している。上記大径軸部21の外周面は、軌道面としてのアンギュラ型の軌道溝23を有し、この軌道溝23の外径は、中径軸部20から離れるにしたがって、大きくなっている。   The inner shaft 1 has a small-diameter shaft portion 19, a medium-diameter shaft portion 20, and a large-diameter shaft portion 21 as a second shaft portion. A screw is formed on the outer peripheral surface of the small diameter shaft portion 19. The medium-diameter shaft portion 20 is connected to the small-diameter shaft portion 19 via the step portion 18 and has an outer diameter larger than the outer diameter of the small-diameter shaft portion 19. The large-diameter shaft portion 21 is located on the opposite side of the medium-diameter shaft portion 20 from the small-diameter shaft portion 19 side. The large-diameter shaft portion 21 is connected to the medium-diameter shaft portion 20 via a step portion 22 and has an outer diameter larger than the outer diameter of the medium-diameter shaft portion 20. The outer peripheral surface of the large-diameter shaft portion 21 has an angular type raceway groove 23 as a raceway surface, and the outer diameter of the raceway groove 23 increases as the distance from the medium-diameter shaft portion 20 increases.

上記内軸1は、センター穴31を有している。上記センター穴31は、内軸1の軸方向の大径軸部21側の端面の径方向の中央部に、形成されている。上記第センター穴31は、円筒状の部分を有し、軸方向に所定距離延在している。また、上記内軸1は、軸方向の大径軸部21側の端部に、ロータ(あるいは車輪)(図示せず)を取り付けるための、ロータ取付用のフランジ(あるいは車輪取付用のフランジ)50を有している。   The inner shaft 1 has a center hole 31. The center hole 31 is formed in the central portion in the radial direction of the end surface of the inner shaft 1 on the large diameter shaft portion 21 side in the axial direction. The first center hole 31 has a cylindrical portion and extends a predetermined distance in the axial direction. The inner shaft 1 has a rotor mounting flange (or a wheel mounting flange) for mounting a rotor (or a wheel) (not shown) at the end of the large-diameter shaft portion 21 in the axial direction. 50.

上記内輪2は、内軸1の中径軸部20の外周面に外嵌されて固定されている。上記内輪2の軸方向の大径軸部21側の端面は、上記段部22に当接している。上記内輪2は、その外周面の大径軸部21側に軌道面としてのアンギュラ型の軌道溝28を有している。この軌道溝28の外径は、大径軸部21から離れるにしたがって、大きくなっている。上記内輪2の外周面は、軸方向の大径軸部21側とは反対側に、円筒外周面26を有し、この円筒外周面26は、軌道溝28の大径軸部21側とは反対側に位置する軌道肩部29に段部30を介して連なっている。軌道肩部29は、円筒外周面35を有している。内輪2の外周面の軸方向の端部に位置する円筒外周面26の外径は、軌道肩部29の円筒外周面35の外径よりも小さくなっている。   The inner ring 2 is fitted and fixed to the outer peripheral surface of the medium-diameter shaft portion 20 of the inner shaft 1. The end surface of the inner ring 2 on the large diameter shaft portion 21 side in the axial direction is in contact with the stepped portion 22. The inner ring 2 has an angular type raceway groove 28 as a raceway surface on the large-diameter shaft portion 21 side of the outer peripheral surface thereof. The outer diameter of the raceway groove 28 increases as the distance from the large-diameter shaft portion 21 increases. The outer peripheral surface of the inner ring 2 has a cylindrical outer peripheral surface 26 on the side opposite to the large-diameter shaft portion 21 side in the axial direction. The cylindrical outer peripheral surface 26 is different from the large-diameter shaft portion 21 side of the raceway groove 28. The track shoulder 29 located on the opposite side is connected via a step 30. The track shoulder 29 has a cylindrical outer peripheral surface 35. The outer diameter of the cylindrical outer peripheral surface 26 located at the axial end of the outer peripheral surface of the inner ring 2 is smaller than the outer diameter of the cylindrical outer peripheral surface 35 of the track shoulder 29.

内輪2の軸方向の大径軸部21側の端面は、段部22に当接している。図1に示すように、ナット63が、小径軸部19のネジに螺合している。内輪2の軸方向の大径軸部21側とは反対側の端面は、ナット63の軸方向の大径軸部21側の端面に当接している。ナット63を、軸方向の大径軸部21側に所定距離ネジ込むことにより、内輪2を、内軸1に確実に固定するようになっている。   The end surface of the inner ring 2 on the large diameter shaft portion 21 side in the axial direction is in contact with the step portion 22. As shown in FIG. 1, the nut 63 is screwed into the screw of the small diameter shaft portion 19. The end surface of the inner ring 2 opposite to the large-diameter shaft portion 21 in the axial direction is in contact with the end surface of the nut 63 on the large-diameter shaft portion 21 side in the axial direction. The inner ring 2 is securely fixed to the inner shaft 1 by screwing the nut 63 into the large-diameter shaft portion 21 side in the axial direction for a predetermined distance.

上記外輪3は、大径軸部21の径方向の外方に位置している。上記外輪3の内周面は、軌道面としてのアンギュラ型の第1軌道溝44と、軌道面としてのアンギュラ型の第2軌道溝45とを有している。上記外輪3は、車体への固定のための車体取付用のフランジ75を有している。上記複数の第1の玉4は、内輪2の軌道溝28と、外輪3の第1軌道溝44との間に、第1保持器40によって保持された状態で、周方向に互いに間隔をおいて配置されており、上記複数の第2の玉5は、内軸1の軌道溝23と、外輪3の第2軌道溝45との間に、第2保持器41によって保持された状態で、周方向に互いに間隔をおいて配置されている。   The outer ring 3 is located outward in the radial direction of the large-diameter shaft portion 21. The inner peripheral surface of the outer ring 3 has an angular first raceway groove 44 as a raceway surface and an angular second raceway groove 45 as a raceway surface. The outer ring 3 has a body mounting flange 75 for fixing to the vehicle body. The plurality of first balls 4 are spaced apart from each other in the circumferential direction while being held by the first cage 40 between the raceway groove 28 of the inner ring 2 and the first raceway groove 44 of the outer ring 3. The plurality of second balls 5 are held by the second cage 41 between the raceway groove 23 of the inner shaft 1 and the second raceway groove 45 of the outer ring 3, They are arranged at intervals in the circumferential direction.

上記ケース部材6は、筒部材52と、円板状の蓋部材53とで構成されている。筒部材52の内周面の外輪3側の端部は、外輪3の外周面の小径軸部19側の端部に止めネジ55により固定されている。一方、蓋部材53は、筒部材52の外輪側とは反対側の開口を閉塞している。このようにして、センサ付き転がり軸受装置の内部へ異物が侵入するのを防止している。   The case member 6 includes a cylindrical member 52 and a disk-shaped lid member 53. An end of the inner peripheral surface of the cylindrical member 52 on the outer ring 3 side is fixed to an end of the outer peripheral surface of the outer ring 3 on the small diameter shaft portion 19 side by a set screw 55. On the other hand, the lid member 53 closes the opening of the cylindrical member 52 on the side opposite to the outer ring side. In this way, foreign matter is prevented from entering the inside of the sensor-equipped rolling bearing device.

上記センサ装置10は、第1変位検出部70と、第2変位検出部71と、ターゲット部材73とを有する。上記第1および第2変位検出部70,71は、筒部材52の内周面に固定されている。一方、ターゲット部材73は、筒形状を有している。ターゲット部材73の軸方向の一端部は、内輪2の円筒外周面26に圧入によって押しこまれている。換言すると、ターゲット部材73の上記一端部は、内輪2の外周面の一端部としての円筒外周面26に外嵌されて固定されている。上記内軸1、内輪2およびターゲット部材73は、第2軌道部材を構成している一方、ターゲット部材73の外周面は、被変位検出部になっている。   The sensor device 10 includes a first displacement detector 70, a second displacement detector 71, and a target member 73. The first and second displacement detectors 70 and 71 are fixed to the inner peripheral surface of the cylindrical member 52. On the other hand, the target member 73 has a cylindrical shape. One end of the target member 73 in the axial direction is pressed into the cylindrical outer peripheral surface 26 of the inner ring 2 by press-fitting. In other words, the one end portion of the target member 73 is externally fitted and fixed to the cylindrical outer peripheral surface 26 as one end portion of the outer peripheral surface of the inner ring 2. The inner shaft 1, the inner ring 2 and the target member 73 constitute a second track member, while the outer peripheral surface of the target member 73 is a displacement detection unit.

図2は、図1における第1変位検出部70の周辺の拡大断面図である。   FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the periphery of the first displacement detector 70 in FIG.

図2に示すように、第2変位検出部71は、第1変位検出部70よりも車輪側(ロータ取付用のフランジ50側)に位置している。第1および第2変位検出部70,71の夫々は、筒部材52の内周面に固定されている。上記第1変位検出部70は、第2変位検出部71と同一であり、第1変位検出部70は、第2センサ71に対して軸方向に間隔において配置されている。第1変位検出部70の全体は、第2変位検出部71に略軸方向に重なっている。   As shown in FIG. 2, the second displacement detector 71 is located on the wheel side (the rotor mounting flange 50 side) relative to the first displacement detector 70. Each of the first and second displacement detectors 70 and 71 is fixed to the inner peripheral surface of the cylindrical member 52. The first displacement detection unit 70 is the same as the second displacement detection unit 71, and the first displacement detection unit 70 is disposed at an interval in the axial direction with respect to the second sensor 71. The entire first displacement detector 70 overlaps the second displacement detector 71 substantially in the axial direction.

上記第1変位検出部70は、センサリング83(図1参照)と、4つの変位センサ84とを有する一方、第2変位検出部71は、センサリング93(図1参照)と、4つの変位センサ94とを有する。図1に示すように、センサリング83およびセンサリング93は、環状のスペーサ58を介在させた状態で、筒部材52の鍔部57に対して止めネジ59で固定されている。各変位センサ84は、センサリング83の内周面から径方向の内方に延在している一方、各変位センサ94は、センサリング93の内周面から径方向の内方に延在している。   The first displacement detector 70 has a sensor ring 83 (see FIG. 1) and four displacement sensors 84, while the second displacement detector 71 has a sensor ring 93 (see FIG. 1) and four displacements. Sensor 94. As shown in FIG. 1, the sensor ring 83 and the sensor ring 93 are fixed to the flange portion 57 of the cylindrical member 52 with a set screw 59 with an annular spacer 58 interposed. Each displacement sensor 84 extends radially inward from the inner peripheral surface of the sensor ring 83, while each displacement sensor 94 extends radially inward from the inner peripheral surface of the sensor ring 93. ing.

第1変位検出部70と、第2変位検出部71とは、ケース部材6に固定できるようになっている。したがって、第1変位検出部70と、第2変位検出部71とをケース部材6に固定した後、ケース部材6を、上述のように外輪3の外周面に固定するだけで、第1および第2変位検出部70,71を、ハブユニットに簡易に固定することができる。すなわち、変位検出部70,71を、個別に外輪3に取り付ける必要がなく、しかも、外輪3に変位検出部70,71装着用の貫通穴等の取付構造を設ける必要もない。また、ケース部材6に対する変位検出部70,71の相対位置が予め確定することになるから、ターゲット部材73に対する変位検出部70,71の位置決めを正確かつ容易に行うことができる。   The first displacement detector 70 and the second displacement detector 71 can be fixed to the case member 6. Therefore, after fixing the first displacement detection unit 70 and the second displacement detection unit 71 to the case member 6, the first and second displacement detectors can be simply fixed to the outer peripheral surface of the outer ring 3 as described above. The two displacement detectors 70 and 71 can be easily fixed to the hub unit. That is, it is not necessary to attach the displacement detectors 70 and 71 to the outer ring 3 individually, and it is not necessary to provide the outer ring 3 with a mounting structure such as a through hole for mounting the displacement detectors 70 and 71. In addition, since the relative positions of the displacement detectors 70 and 71 with respect to the case member 6 are determined in advance, the displacement detectors 70 and 71 can be accurately and easily positioned with respect to the target member 73.

図3は、第1変位検出部70および第2変位検出部71と、ターゲット部材73との相対位置の関係と、ターゲット部材73の外周面の構造を示す図である。   FIG. 3 is a diagram illustrating the relationship between the relative positions of the first displacement detection unit 70 and the second displacement detection unit 71 and the target member 73 and the structure of the outer peripheral surface of the target member 73.

ターゲット部材73の外周面は、環状部150と、第1円筒面部151と、第2円筒面部152とを有している。環状部150、第1円筒面部151および第2円筒面部152は、同一の中心軸を有している。第1円筒面部151は、環状部150の軸方向の一方の側に位置する一方、第2円筒面部152は、環状部150の軸方向の他方の側に位置している。第1円筒面部151は、環状部150に段部156を介して連なっている一方、第2円筒面部152は、環状部150に段部157を介して連なっている。第1円筒面部151と第2円筒面部152とは、略同一の円筒面上に位置している。   The outer peripheral surface of the target member 73 has an annular portion 150, a first cylindrical surface portion 151, and a second cylindrical surface portion 152. The annular portion 150, the first cylindrical surface portion 151, and the second cylindrical surface portion 152 have the same central axis. The first cylindrical surface portion 151 is located on one side in the axial direction of the annular portion 150, while the second cylindrical surface portion 152 is located on the other side in the axial direction of the annular portion 150. The first cylindrical surface portion 151 is connected to the annular portion 150 via a step portion 156, while the second cylindrical surface portion 152 is connected to the annular portion 150 via a step portion 157. The first cylindrical surface portion 151 and the second cylindrical surface portion 152 are located on substantially the same cylindrical surface.

上記環状部150は、複数の同一の溝155を有している。溝155の数は、複数であればどのような数でも良く、例えば、溝155の数として、96を採用できる。複数の溝155の夫々は、環状部150の軸方向の一端から環状部150の軸方向の他端まで軸方向に延在している。複数の溝155は、環状部150の周方向に等間隔に配置されている。環状部150の溝155の底は、円筒面になっており、環状部150の溝155の底の外径は、第1および第2円筒面部151,152の外径よりも大きくなっている。   The annular portion 150 has a plurality of identical grooves 155. The number of grooves 155 may be any number as long as it is plural. For example, 96 can be adopted as the number of grooves 155. Each of the plurality of grooves 155 extends in the axial direction from one axial end of the annular portion 150 to the other axial end of the annular portion 150. The plurality of grooves 155 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the annular portion 150. The bottom of the groove 155 of the annular portion 150 has a cylindrical surface, and the outer diameter of the bottom of the groove 155 of the annular portion 150 is larger than the outer diameter of the first and second cylindrical surface portions 151 and 152.

ターゲット部材73が変位していない状態で、第1変位検出部70の径方向の内方の端面は、第1円筒面部151の環状部150側の端部と、環状部150の第1円筒面部151側の端部とに径方向に重なる一方、第2変位検出部71の径方向の内方の端面は、第2円筒面部152の環状部150側の端部と、環状部150の第2円筒面部152側の端部とに径方向に重なっている。再び、図2を参照して、ターゲット部材73の外周面は、第1環状溝134と、第2環状溝135とを有している。上記第1円筒面部151は、第1環状溝134の底面に相当する一方、第2円筒面部152は、第1環状溝134の底面に相当する。   In the state where the target member 73 is not displaced, the radially inner end surface of the first displacement detector 70 is the end portion of the first cylindrical surface portion 151 on the annular portion 150 side and the first cylindrical surface portion of the annular portion 150. The radial inner end surface of the second displacement detector 71 is overlapped with the end portion on the annular portion 150 side of the second cylindrical surface portion 152 and the second end portion of the annular portion 150. It overlaps with the end portion on the cylindrical surface portion 152 side in the radial direction. Referring to FIG. 2 again, the outer peripheral surface of the target member 73 has a first annular groove 134 and a second annular groove 135. The first cylindrical surface portion 151 corresponds to the bottom surface of the first annular groove 134, while the second cylindrical surface portion 152 corresponds to the bottom surface of the first annular groove 134.

図4は、環状部150の表面を詳細に示す図である。   FIG. 4 is a diagram illustrating the surface of the annular portion 150 in detail.

図4に示すように、環状部150の表面は、鋼板の一例としてのケイ素鋼板200からなっている。詳しくは、環状部150は、複数のケイ素鋼板200を軸方向に積層してなっている。   As shown in FIG. 4, the surface of the annular portion 150 is composed of a silicon steel plate 200 as an example of a steel plate. Specifically, the annular portion 150 is formed by laminating a plurality of silicon steel plates 200 in the axial direction.

図5は、環状部150と、第1変位検出部70とを通る径方向の断面図であり、変位センサ84の周方向の配置構成を説明する図である。尚、説明しないが、変位センサ94についても、変位センサ84と同一の周方向の配置構造を有している。変位センサ94の構造および添え字の説明は、以下に行う、変位センサ84の構造および添え字の説明をもって省略する。   FIG. 5 is a cross-sectional view in the radial direction passing through the annular portion 150 and the first displacement detector 70, and is a diagram for explaining the arrangement configuration of the displacement sensor 84 in the circumferential direction. Although not described, the displacement sensor 94 also has the same circumferential arrangement as the displacement sensor 84. The description of the structure and subscripts of the displacement sensor 94 will be omitted in the following description of the structure and subscripts of the displacement sensor 84.

4つの変位センサ84は、内軸1の周方向に等間隔に配置されている。詳細には、変位センサ84は、ハブユニットが所定の位置に設置されている状態で、ターゲット部材73の最も鉛直上方に位置する部分に径方向に対向する位置、ターゲット部材73の最も鉛直下方に位置する部分に径方向に対向する位置、ターゲット部材73における、このハブユニットが取り付けられている車両の最も前方側の位置に径方向に対向する位置、および、ターゲット部材73における、このハブユニットが取り付けられている車両の最も後方側の位置に径方向に対向する位置に設置されている。   The four displacement sensors 84 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the inner shaft 1. Specifically, the displacement sensor 84 is located at a position that is radially opposite to a portion of the target member 73 that is located at the most vertically upper position and at a position that is most vertically below the target member 73 in a state where the hub unit is installed at a predetermined position. A position facing the position in the radial direction, a position in the target member 73, a position in the radial direction facing the frontmost position of the vehicle to which the hub unit is attached, and the hub unit in the target member 73. It is installed in the position which opposes the radial direction at the position of the backmost side of the vehicle which is attached.

以下、ハブユニットが所定の位置に設置されている状態で、ターゲット部材73の最も鉛直上方に位置する部分に径方向に対向する位置に設置されているセンサ84を、センサ84tとし、ターゲット部材73の最も鉛直下方に位置する部分に径方向に対向する位置に設置されているセンサ84を、センサ84bとし、ターゲット部材73における、このハブユニットが取り付けられている車両の最も前方側の位置に径方向に対向する位置に設置されているセンサ84を、センサ84fとし、ターゲット部材73における、このハブユニットが取り付けられている車両の最も後方側の位置に径方向に対向する位置に設置されているセンサ84を、センサ84rとする。   Hereinafter, in the state where the hub unit is installed at a predetermined position, a sensor 84 that is installed at a position that is radially opposite to a portion that is located at the uppermost vertical position of the target member 73 is referred to as a sensor 84t. A sensor 84 installed at a position radially opposite to the most vertically lower portion of the sensor is referred to as a sensor 84b, and the target member 73 has a diameter at a position on the most front side of the vehicle to which the hub unit is attached. The sensor 84 installed at a position facing the direction is referred to as a sensor 84f, and the target member 73 is installed at a position facing the rearmost position of the vehicle to which the hub unit is attached in the radial direction. The sensor 84 is referred to as a sensor 84r.

図5に示すように、変位センサ84tは、磁極99tと、コイル100tとを有し、変位センサ84bは、磁極99bと、コイル100bとを有し、変位センサ84fは、磁極99fと、コイル100fとを有し、変位センサ84rは、磁極99rと、コイル100rとを有している。   As shown in FIG. 5, the displacement sensor 84t has a magnetic pole 99t and a coil 100t, the displacement sensor 84b has a magnetic pole 99b and a coil 100b, and the displacement sensor 84f has a magnetic pole 99f and a coil 100f. The displacement sensor 84r has a magnetic pole 99r and a coil 100r.

磁極99t,99b,99f,99rの夫々は、センサリング83の内周面につながり、径方向に延在している。また、コイル100tは、磁極99tの周囲に巻き付けられ、コイル100bは、磁極99bの周囲に巻き付けられ、コイル100fは、磁極99fの周囲に巻き付けられ、コイル100rは、磁極99rの周囲に巻き付けられている。   Each of the magnetic poles 99t, 99b, 99f, and 99r is connected to the inner peripheral surface of the sensor ring 83 and extends in the radial direction. The coil 100t is wound around the magnetic pole 99t, the coil 100b is wound around the magnetic pole 99b, the coil 100f is wound around the magnetic pole 99f, and the coil 100r is wound around the magnetic pole 99r. Yes.

磁極99t,99b,99f,99rの夫々の径方向の内方の端面は、ターゲット部材71の外周面に隙間を介して径方向に対向している。磁極99t,99b,99f,99rの夫々の径方向の内方の端面は、各変位センサ84t,84b,84f,84rにおける検出面になっている。第1変位検出部70の検出面は、磁極99tの径方向の内方の端面、磁極99bの径方向の内方の端面、磁極99fの径方向の内方の端面、および、磁極99rの径方向の内方の端面で構成されている。第1変位検出部70と、第2変位検出部71とは、合わせて8個の変位センサ84t,84b,84f,84r,94t,94b,94f,94rを有している。8個の変位センサ84t,84b,84f,84r,94t,94b,94f,94rは、同一である。   The radially inner end surfaces of the magnetic poles 99t, 99b, 99f, and 99r are opposed to the outer peripheral surface of the target member 71 in the radial direction via a gap. The inner end surfaces in the radial direction of the magnetic poles 99t, 99b, 99f, and 99r are detection surfaces of the displacement sensors 84t, 84b, 84f, and 84r. The detection surface of the first displacement detector 70 includes a radially inner end face of the magnetic pole 99t, a radially inner end face of the magnetic pole 99b, a radially inner end face of the magnetic pole 99f, and a diameter of the magnetic pole 99r. It is composed of the inner end face of the direction. The first displacement detector 70 and the second displacement detector 71 have a total of eight displacement sensors 84t, 84b, 84f, 84r, 94t, 94b, 94f, and 94r. The eight displacement sensors 84t, 84b, 84f, 84r, 94t, 94b, 94f, 94r are the same.

図5の断面図において、複数の溝155のうちで、周方向に隣接する二つの溝155を、第1溝190および第2溝191とし、第1溝190と第2溝191との間に位置する丘を、中間丘192とし、中間丘192の周方向の中点193と、環状部150の中心194とを通過する直線を、丘中心通過直線とし、丘中心通過直線に平行で、第1溝の190の周方向の一端を通過する直線と、上記丘中心通過直線に平行で、第1溝190の周方向の他端を通過する直線との距離をA[mm]とし、上記丘中心通過直線に平行で、中間丘192の周方向の一端を通過する直線と、上記丘中心通過直線に平行で、中間丘192の周方向の他端を通過する直線との距離をB[mm]とし、第1変位検出部70の検出面の長さの1/4、すなわち、各変位センサ84t,84b,84f,84rの磁極99t,99b,99f,99rの径方向の内方の端面の長さをC[mm]としたとき、A<B、C<A+B、かつ、B<Cが成立している。   In the cross-sectional view of FIG. 5, among the plurality of grooves 155, two grooves 155 adjacent in the circumferential direction are defined as a first groove 190 and a second groove 191, and the first groove 190 and the second groove 191 are interposed between them. The hill located is defined as an intermediate hill 192, and a straight line passing through the midpoint 193 in the circumferential direction of the intermediate hill 192 and the center 194 of the annular portion 150 is defined as a straight line passing through the hill center. The distance between a straight line passing through one end of the circumferential direction of one groove 190 and the straight line passing through the other end in the circumferential direction of the first groove 190 is A [mm] The distance between a straight line parallel to the center passing straight line and passing through one end in the circumferential direction of the intermediate hill 192 and a straight line passing through the other end in the circumferential direction of the intermediate hill 192 and parallel to the hill center passing straight line is B [mm. And ¼ of the length of the detection surface of the first displacement detector 70, that is, each When the length of the radially inner end face of the magnetic poles 99t, 99b, 99f, 99r of the position sensors 84t, 84b, 84f, 84r is C [mm], A <B, C <A + B, and B < C is established.

図6は、上記第2変位検出部71に接続されたギャップ検出回路の一例を示す図である。尚、説明は省略するが、第1変位検出部70にも、第2変位検出部71に接続されたのと同一のギャップ検出回路が接続されている。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a gap detection circuit connected to the second displacement detector 71. Although not described, the same displacement detection circuit as that connected to the second displacement detector 71 is also connected to the first displacement detector 70.

図6に示すように、鉛直方向に位置する2つの変位センサ94t,94bの夫々は、発振器130に接続されている。発振器130から一定周期の交流電流が、変位センサ94t,94bに供給されるようになっている。変位センサ94t,94bの夫々には、同期用のコンデンサ131が並列に接続されている。   As shown in FIG. 6, each of the two displacement sensors 94 t and 94 b positioned in the vertical direction is connected to the oscillator 130. An alternating current having a constant period is supplied from the oscillator 130 to the displacement sensors 94t and 94b. A synchronization capacitor 131 is connected in parallel to each of the displacement sensors 94t and 94b.

そして、変位センサ94tと変位センサ94bの出力電圧の飽絡線の値(以下、各変位センサにおいて、下記に詳述する変位センサの出力電圧の飽絡線の値を、変位検出値と呼ぶことにする)を、差動アンプ132に入力して、鉛直方向に対応する出力電圧(変位検出値)とすることにより、温度ドリフトのノイズを取り除くと共に、差動増幅によって鉛直方向の変位信号の感度を略2倍に向上するようにしている。なお、説明は省略するが、前後方向に位置する2つの変位センサ94f,94rについても、上記と同様に差動アンプで差を取ることによって温度ドリフトのノイズを取り除くと共に、前後方向の変位信号の感度を略2倍に向上するようにしている。   Then, the value of the saturation line of the output voltage of the displacement sensor 94t and the displacement sensor 94b (hereinafter, in each displacement sensor, the value of the saturation line of the output voltage of the displacement sensor described in detail below is referred to as a displacement detection value). ) Is input to the differential amplifier 132 to obtain an output voltage (displacement detection value) corresponding to the vertical direction, thereby removing temperature drift noise and the sensitivity of the displacement signal in the vertical direction by differential amplification. Is improved approximately twice. Although explanation is omitted, the two displacement sensors 94f and 94r positioned in the front-rear direction also remove noise due to temperature drift by taking the difference with the differential amplifier in the same manner as described above, and the displacement signal in the front-rear direction. The sensitivity is improved approximately twice.

各変位センサ84t,84b,84f,84r,94t,94b,94f,94rの夫々において、インダクタンスをL、変位センサの検出面の面積をA、透磁率をμ、コイルの巻き数をN、変位センサの検出面からターゲット部材73までの間隔(ギャップ)をdとすると、次の式(a)が成立する。
L=A×μ×N/d ・・・(a)
In each of the displacement sensors 84t, 84b, 84f, 84r, 94t, 94b, 94f, 94r, the inductance is L, the area of the detection surface of the displacement sensor is A, the magnetic permeability is μ, the number of turns of the coil is N, the displacement sensor When the distance (gap) from the detection surface to the target member 73 is d, the following equation (a) is established.
L = A × μ × N 2 / d (a)

ターゲット部材73までのギャップdが変化すると、変位センサ84t,84b,84f,84r,94t,94b,94f,94rのインダクタンスLが変化して出力電圧が変化する。したがって、この出力電圧の変動を検出することにより、変位センサ24の検出面からターゲット部4までの径方向のギャップを検出するようになっている。   When the gap d to the target member 73 changes, the inductance L of the displacement sensors 84t, 84b, 84f, 84r, 94t, 94b, 94f, 94r changes and the output voltage changes. Therefore, a radial gap from the detection surface of the displacement sensor 24 to the target unit 4 is detected by detecting the fluctuation of the output voltage.

図7は、変位センサ84tの検出面A1、変位センサ94tの検出面A2、第1環状溝134および第2環状溝135の位置関係を示す図である。   FIG. 7 is a diagram showing a positional relationship among the detection surface A1 of the displacement sensor 84t, the detection surface A2 of the displacement sensor 94t, the first annular groove 134, and the second annular groove 135.

尚、説明しないが、変位センサ84bの検出面、変位センサ94bの検出面、第1環状溝134および第2環状溝135の位置関係は、変位センサ84tの検出面A1、変位センサ94tの検出面A2、第1環状溝134および第2環状溝135の位置関係と同一である。また、変位センサ84fの検出面、変位センサ94fの検出面、第1環状溝134および第2環状溝135の位置関係は、変位センサ84tの検出面A1、変位センサ94tの検出面A2、第1環状溝134および第2環状溝135の位置関係と同一である。また、変位センサ84rの検出面、変位センサ94rの検出面、第1環状溝134および第2環状溝135の位置関係は、変位センサ84tの検出面A1、変位センサ94tの検出面A2、第1環状溝134および第2環状溝135の位置関係と同一である。   Although not described, the positional relationship between the detection surface of the displacement sensor 84b, the detection surface of the displacement sensor 94b, the first annular groove 134 and the second annular groove 135 is as follows: the detection surface A1 of the displacement sensor 84t and the detection surface of the displacement sensor 94t. The positional relationship between A2, the first annular groove 134 and the second annular groove 135 is the same. The positional relationship between the detection surface of the displacement sensor 84f, the detection surface of the displacement sensor 94f, the first annular groove 134 and the second annular groove 135 is as follows: the detection surface A1 of the displacement sensor 84t, the detection surface A2 of the displacement sensor 94t, and the first. The positional relationship between the annular groove 134 and the second annular groove 135 is the same. The positional relationship between the detection surface of the displacement sensor 84r, the detection surface of the displacement sensor 94r, the first annular groove 134 and the second annular groove 135 is as follows: the detection surface A1 of the displacement sensor 84t, the detection surface A2 of the displacement sensor 94t, The positional relationship between the annular groove 134 and the second annular groove 135 is the same.

図7に示すように、軸方向において、検出面A1の中央部は、第1環状溝134の第2環状溝135側の縁に略一致している一方、検出面A2の中央部は、第2環状溝135の第1環状溝134側の縁に略一致している。   As shown in FIG. 7, in the axial direction, the central portion of the detection surface A1 substantially coincides with the edge of the first annular groove 134 on the second annular groove 135 side, while the central portion of the detection surface A2 is The two annular grooves 135 substantially coincide with the edge on the first annular groove 134 side.

この状態から仮にターゲット部材73が軸方向の蓋部材53側に距離δだけ変位したとすると、検出面A1と第1環状溝134との軸方向のラップ長(軸方向の重なっている長さ)が減少する一方、検出面A2と第2環状溝135との軸方向のラップ長(軸方向の重なっている長さ)が増大する。このことから、変位センサ84のギャップの変位検出値が減少する一方、変位センサ94のギャップの変位検出値が増大する。このように、ターゲット部材73が軸方向に変位すると、変位センサ84tが検出する変位検出値と、変位センサ94tとが検出する変位検出値とに差が生じる。   If the target member 73 is displaced from the state in the axial direction toward the lid member 53 by a distance δ, the lap length in the axial direction between the detection surface A1 and the first annular groove 134 (the length overlapping in the axial direction). Decreases, the wrap length in the axial direction between the detection surface A2 and the second annular groove 135 (the overlapping length in the axial direction) increases. From this, the displacement detection value of the gap of the displacement sensor 84 decreases, while the displacement detection value of the gap of the displacement sensor 94 increases. Thus, when the target member 73 is displaced in the axial direction, a difference is generated between the displacement detection value detected by the displacement sensor 84t and the displacement detection value detected by the displacement sensor 94t.

第1環状溝134および第2環状部135は、ターゲット部材73が軸方向に移動した場合に、変位センサ84tと変位センサ94tが検出する変位検出値を正負逆向きに変化させるように、変位センサ84t,94tに対する軸方向位置が設定されている。変位センサ84tの変位検出値と、変位センサ94tの変位検出値の差を取ることにより、内輪2(内軸1)の軸方向の並進量(軸方向の変位であり、並進荷重と相関関係がある)を検出するようになっている。   The first annular groove 134 and the second annular portion 135 are arranged so that the displacement detection values detected by the displacement sensor 84t and the displacement sensor 94t change in the positive and negative directions when the target member 73 moves in the axial direction. The axial position with respect to 84t and 94t is set. By taking the difference between the displacement detection value of the displacement sensor 84t and the displacement detection value of the displacement sensor 94t, the axial translation amount of the inner ring 2 (inner shaft 1) (the axial displacement, which has a correlation with the translation load). ) Is detected.

車両の中心側(以下、インナ側という)の変位センサ84t,84b,84f,84rの変位検出値と、車輪側(以下、アウタ側という)の変位センサ94t,94b,94f,94rの変位検出値の差(同じ添え字を有する変位センサの変位検出値の差)を取ることにより、第2軌道部材の軸方向への単位並進量に対する変位検出値が増幅され、これによってセンサ装置10の軸方向の変位の検出感度を高めることができるのである。   Displacement detection values of displacement sensors 84t, 84b, 84f, 84r on the vehicle center side (hereinafter referred to as inner side) and displacement detection values of displacement sensors 94t, 94b, 94f, 94r on wheel side (hereinafter referred to as outer side). The displacement detection value for the unit translation amount in the axial direction of the second track member is amplified by taking the difference (the difference in the displacement detection values of the displacement sensors having the same subscript). Therefore, the detection sensitivity of the displacement can be increased.

尚、図7に図示した配置とは逆に、インナ側の第1環状溝を、第1変位検出部の検出面に対してアウタ側にずらし、アウタ側の第2環状溝を第2変位検出部の検出面に対してインナ側にずらして配置しても良く、この場合でも上記と同様の作用効果が得られる。   Contrary to the arrangement shown in FIG. 7, the inner annular groove on the inner side is shifted to the outer side with respect to the detection surface of the first displacement detector, and the second annular groove on the outer side is detected as the second displacement. In this case, the same effects as described above can be obtained.

図8は、変位検出部70,71と、蓋部材53に対して、変位検出部70,71とは反対側に位置する信号処理部140との接続構造を示す図である。   FIG. 8 is a diagram illustrating a connection structure between the displacement detection units 70 and 71 and the signal processing unit 140 located on the opposite side of the lid member 53 from the displacement detection units 70 and 71.

上記センサ装置10は、信号処理部140を有し、各変位センサ84t,84b,84f,84r,94t,94b,94f,94rは、ケース部材6の蓋部材53を貫通する信号線36を介して信号処理部140に接続されている。各変位センサ84t,84b,84f,84r,94t,94b,94f,94rから得られた出力電圧(変位検出値)は、信号処理部140で以下に述べる演算方法で演算され、これによって車輪に作用する各方向のモーメント荷重及び並進荷重を、算出するようになっている。   The sensor device 10 includes a signal processing unit 140, and each displacement sensor 84 t, 84 b, 84 f, 84 r, 94 t, 94 b, 94 f, 94 r is connected via a signal line 36 that penetrates the lid member 53 of the case member 6. It is connected to the signal processing unit 140. The output voltage (displacement detection value) obtained from each displacement sensor 84t, 84b, 84f, 84r, 94t, 94b, 94f, 94r is calculated by the signal processing unit 140 by the calculation method described below, thereby acting on the wheels. The moment load and translational load in each direction are calculated.

図9は、本実施形態で使用する方向について説明する図であり、図10A、図10Bは、本実施形態で使用するセンサ変位検出値の定義を説明する図である。図10Aは、変位センサを、径方向の外方からみた図であり、図10Bは、変位センサを、軸方向からみた図である。   FIG. 9 is a diagram for explaining directions used in the present embodiment, and FIGS. 10A and 10B are diagrams for explaining definitions of sensor displacement detection values used in the present embodiment. FIG. 10A is a diagram of the displacement sensor as viewed from the outside in the radial direction, and FIG. 10B is a diagram of the displacement sensor as viewed from the axial direction.

図9に示すように、本実施形態では、車輪の前後水平方向をx軸方向、車輪の左右水平方向(軸方向)をy軸方向、車輪の上下方向をz軸方向と定義する。   As shown in FIG. 9, in this embodiment, the front-rear horizontal direction of the wheel is defined as the x-axis direction, the left-right horizontal direction (axial direction) of the wheel is defined as the y-axis direction, and the vertical direction of the wheel is defined as the z-axis direction.

また、図10Aに示すように、インナ側の変位センサ84t,84b,84f,84rの変位検出値に、添え字「i」を使用し、アウタ側の変位センサ94t,94b,94f,94rに添え字「o」を使用する。また、上ですでに説明したように、前側のセンサの変位検出値を「f(front)」と定義し、後側のセンサの変位検出値を「r(rear)」と定義し、上側のセンサの変位検出値を「t(top)」と定義し、下側のセンサの変位検出値を「b(bottom)」と定義する。   Further, as shown in FIG. 10A, the subscript “i” is used as the displacement detection value of the inner side displacement sensors 84t, 84b, 84f, 84r, and is attached to the outer side displacement sensors 94t, 94b, 94f, 94r. Use the letter “o”. Further, as already described above, the displacement detection value of the front sensor is defined as “f (front)”, the displacement detection value of the rear sensor is defined as “r (rear)”, and The displacement detection value of the sensor is defined as “t (top)”, and the displacement detection value of the lower sensor is defined as “b (bottom)”.

尚、図10Bに示されている事実、すなわち、インナ側の変位センサ84t,84b,84f,84rと、アウタ側の変位センサ94t,94b,94f,94rとが、軸方向に正確に重なっているといる事実は、上述した第1変位検出部70の全体が、略第2変位検出部71に軸方向に重なっているという事実と整合している。   10B, that is, the inner side displacement sensors 84t, 84b, 84f, and 84r and the outer side displacement sensors 94t, 94b, 94f, and 94r are accurately overlapped in the axial direction. This fact is consistent with the fact that the entire first displacement detector 70 described above substantially overlaps the second displacement detector 71 in the axial direction.

話を元に戻して、センサ装置10が有する合計8つのセンサの変位検出値は、次のように定義される。
fi:変位センサ84fの変位検出値
ri:変位センサ84rの変位検出値
ti:変位センサ84tの変位検出値
bi:変位センサ84bの変位検出値
fo:変位センサ94fの変位検出値
ro:変位センサ94rの変位検出値
to:変位センサ94tの変位検出値
bo:変位センサ94bの変位検出値
Returning to the story, displacement detection values of a total of eight sensors included in the sensor device 10 are defined as follows.
fi: displacement detection value of the displacement sensor 84f ri: displacement detection value of the displacement sensor 84r ti: displacement detection value of the displacement sensor 84t bi: displacement detection value of the displacement sensor 84b fo: displacement detection value of the displacement sensor 94f ro: displacement sensor 94r Displacement detection value of to: displacement detection value of displacement sensor 94t bo: displacement detection value of displacement sensor 94b

図11は、車輪にy軸方向の並進荷重Fyが作用した場合における、ターゲット部材73と、幾つかの変位センサの位置関係を模式的に示す図である。以下、図11を用いて、y軸方向の並進荷重Fyに対応する独立変数(sFy)について説明する。   FIG. 11 is a diagram schematically showing the positional relationship between the target member 73 and several displacement sensors when a translational load Fy in the y-axis direction acts on the wheel. Hereinafter, the independent variable (sFy) corresponding to the translation load Fy in the y-axis direction will be described with reference to FIG.

図11に示すように、車輪にy軸方向の並進荷重Fyが作用した場合、第2軌道部材(回転軌道部材)は、その荷重の向きに変位し、各環状溝134,135の位置が軸方向にずれる。このため上述したように、インナ側の各変位センサの変位検出値(本実施形態では出力電圧)fi、ri、ti、biは軸方向の移動量δの増大に伴っていずれも減少し、アウタ側の各変位センサの変位検出値fo、ro、to、boは軸方向の移動量δの増大に伴っていずれも増大する。   As shown in FIG. 11, when a translational load Fy in the y-axis direction acts on the wheel, the second track member (rotating track member) is displaced in the direction of the load, and the positions of the annular grooves 134 and 135 are the axes. Deviation in direction. Therefore, as described above, the displacement detection values (output voltages in the present embodiment) fi, ri, ti, and bi of the inner displacement sensors all decrease with an increase in the axial movement amount δ, and the outer The displacement detection values fo, ro, to, and bo of the respective displacement sensors increase as the axial movement amount δ increases.

そこで、図12、すなわち、各変位センサ出力から演算した独立変数と、車輪に作用する実際の荷重との対応関係を示すマトリックス図、に示すように、次の式(1)で算出されるsFyを、y軸方向の並進荷重Fyに対応する独立変数として採用する。
sFy=(fi+ri+ti+bi)−(fo+ro+to+bo)
・・・(1)
Therefore, as shown in FIG. 12, that is, a matrix diagram showing the correspondence between the independent variable calculated from each displacement sensor output and the actual load acting on the wheel, sFy calculated by the following equation (1) Is adopted as an independent variable corresponding to the translational load Fy in the y-axis direction.
sFy = (fi + ri + ti + bi) − (fo + ro + to + bo)
... (1)

このように、インナ側の各変位センサの変位検出値とアウタ側の各変位センサの変位検出値の差を取ることで、回転軌道輪である第2軌道部材の軸方向への単位並進量に対するsFyが増幅されるので、センサ装置10全体としての軸方向変位の検出感度を高めることができる。   Thus, by taking the difference between the displacement detection value of each displacement sensor on the inner side and the displacement detection value of each displacement sensor on the outer side, the unit translational amount in the axial direction of the second track member that is a rotating raceway ring is determined. Since sFy is amplified, the detection sensitivity of the axial displacement of the sensor device 10 as a whole can be increased.

x軸方向の変位の変位検出値と、z軸方向の変位の変位検出値については、次のように求められる。   The displacement detection value of the displacement in the x-axis direction and the displacement detection value of the displacement in the z-axis direction are obtained as follows.

x軸方向については、前センサの変位検出値fと、後センサの変位検出値rとの差によってx軸方向変位の変位検出値とし、z軸方向については、上センサの変位検出値tと、下センサの変位検出値bの差によってz軸方向変位の変位検出値とする。前後のセンサの出力同士及び上下のセンサの出力同士では、それぞれ同じ方向に同じ量だけ温度の影響が出ることから、上記のように差を取ることによって温度ドリフトが取り除かれる。   For the x-axis direction, a displacement detection value for the x-axis direction displacement is determined by the difference between the displacement detection value f for the front sensor and the displacement detection value r for the rear sensor, and for the z-axis direction, the displacement detection value t for the upper sensor The displacement detection value of the displacement in the z-axis direction is determined by the difference in the displacement detection value b of the lower sensor. Since the output of the front and rear sensors and the output of the upper and lower sensors are affected by the temperature in the same direction by the same amount, the temperature drift is eliminated by taking the difference as described above.

本実施形態では、インナ側と、アウタ側に変位センサ84t,84b,84f,84r,94t,94b,94f,94rを配置しているので、次に示す通り、インナ側とアウタ側のそれぞれの位置において、x軸方向の変位の変位検出値と、z軸方向の変位の変位検出値が得られる。
インナ側でのx軸方向の変位の変位検出値 xi=fi−ri
インナ側でのz軸方向の変位の変位検出値 zi=−ti+bi
アウタ側でのx軸方向の変位の変位検出値 xo=fo−ro
アウタ側でのz軸方向の変位の変位検出値 zo=−to+bo
In the present embodiment, the displacement sensors 84t, 84b, 84f, 84r, 94t, 94b, 94f, and 94r are arranged on the inner side and the outer side, so that the respective positions on the inner side and the outer side are as follows. The displacement detection value for the displacement in the x-axis direction and the displacement detection value for the displacement in the z-axis direction are obtained.
Displacement detection value of displacement in the x-axis direction on the inner side xi = fi−ri
Displacement detection value of displacement in the z-axis direction on the inner side zi = −ti + bi
Displacement detection value of displacement in the x-axis direction on the outer side xo = fo-ro
Displacement detection value of displacement in the z-axis direction on the outer side zo = −to + bo

z軸回りのモーメント荷重Mzに対応する独立変数(sMz)は、次のように求められる。   The independent variable (sMz) corresponding to the moment load Mz around the z-axis is obtained as follows.

図13は、z軸回りのモーメント荷重Mzのみが作用する純モーメントの状態の各種変数の関係を示す図である。   FIG. 13 is a diagram illustrating the relationship between various variables in a pure moment state in which only the moment load Mz about the z-axis acts.

軸受装置の中心O(図1参照)からインナ側変位センサの検出位置までの軸方向距離をLi、軸受中心Oからアウタ側変位センサの検出位置までの軸方向距離をLoとすると、z軸回りのモーメント荷重Mzに対応する変位検出値は、理論的には次の式(2)で算出されるmzで表される。このmzは、図13に示すように、θが十分に小さい場合には、xiと一致する。
mz=Li×tanθ
=Li×tan((xi−xo)/(Li−Lo))
・・・(2)
When the axial distance from the center O of the bearing device (see FIG. 1) to the detection position of the inner side displacement sensor is Li and the axial distance from the bearing center O to the detection position of the outer side displacement sensor is Lo, The displacement detection value corresponding to the moment load Mz is theoretically represented by mz calculated by the following equation (2). As shown in FIG. 13, this mz coincides with xi when θ is sufficiently small.
mz = Li × tan θ
= Li * tan ((xi-xo) / (Li-Lo))
... (2)

しかし、実際には、ターゲット部材73に、環状溝134,135が形成されているため、図14、すなわち、z軸回りのモーメント荷重Mzのみを作用させた場合におけるMzと、mzおよびxiの変位検出値との関係を示す図に示すように、mzは、xiとは一致せず、かつ、mzと、xiの変位検出値の傾きも一致しない。   However, since the annular grooves 134 and 135 are actually formed in the target member 73, FIG. 14, that is, the displacement of Mz and mz and xi when only the moment load Mz around the z-axis is applied. As shown in the figure showing the relationship with the detection value, mz does not match xi, and mz does not match the slope of the displacement detection value of xi.

このため、図15にkzで示すxi直線の傾きをmz直線の傾きで除算して得られる補正係数を導入する。補正係数kzを、上記mzに乗じることで、次の式(3)に示す通り、z軸回りのモーメント荷重Mzに対応する独立変数sMzが得られる。
sMz=−mz×kz
・・・(3)
Therefore, a correction coefficient obtained by dividing the slope of the xi line indicated by kz in FIG. 15 by the slope of the mz line is introduced. By multiplying mz by the correction coefficient kz, an independent variable sMz corresponding to the moment load Mz around the z-axis is obtained as shown in the following equation (3).
sMz = −mz × kz
... (3)

尚、式(3)において、右辺のマイナス(−)は、その他の独立変数(上記sFy及び
下記のsMx等)と符号を一致させるためのものである。
In Equation (3), the minus sign (−) on the right side is for making the sign coincide with other independent variables (such as sFy and sMx described below).

x軸回りのモーメント荷重Mxに対応する独立変数(sMx)は、次のように求められる。   The independent variable (sMx) corresponding to the moment load Mx about the x-axis is obtained as follows.

x軸方向と、z軸方向とは90度、座標変換した関係にある。したがって、x軸回りのモーメント荷重Mxに対応する独立変数sMxは、上記sMzの場合と同様の考え方により、次の式(4)によって算出することができる。
sMx=mx×kx
・・・(4)
The x-axis direction and the z-axis direction have a relationship of coordinate conversion by 90 degrees. Therefore, the independent variable sMx corresponding to the moment load Mx around the x-axis can be calculated by the following equation (4) based on the same concept as in the case of sMz.
sMx = mx × kx
... (4)

なお、上記式(4)におけるkxは、図15で定義される値であり、kzと同じ趣旨で導入した補正係数であり、zi直線の傾きをmx直線の傾きで除算して得られる補正係数である。このkxは、図16に示す、x軸回りのモーメント荷重Mxのみを作用させた場合における、Mxと、mxおよびziの変位検出値との関係を示す図から求められる。   In the above equation (4), kx is a value defined in FIG. 15 and is a correction coefficient introduced for the same purpose as kz, and is obtained by dividing the slope of the zi line by the slope of the mx line. It is. This kx is obtained from the diagram shown in FIG. 16, which shows the relationship between Mx and displacement detection values of mx and zi when only the moment load Mx around the x axis is applied.

z軸方向の並進荷重Fzに対応する独立変数(sFz)、および、x軸方向の並進荷重Fxに対応する独立変数(sFx)は、夫々次のように求められる。   The independent variable (sFz) corresponding to the translation load Fz in the z-axis direction and the independent variable (sFx) corresponding to the translation load Fx in the x-axis direction are respectively determined as follows.

図17は、z軸回りのモーメント荷重Mzとともに、x軸方向の並進加重Fxが作用する状態を仮定した場合の第2軌道部材の変形状態を示す図であり、各種変数の関係を示す図である。   FIG. 17 is a diagram showing a deformed state of the second track member assuming a state in which a translational load Fx in the x-axis direction acts together with a moment load Mz around the z-axis, and shows a relationship between various variables. is there.

インナ側でのx軸方向変位の変位検出値xiには、z軸回りのモーメント荷重Mzに対応する独立変数sMzの成分と、x軸方向の並進加重Fxに対応する独立変数sFxの成分が含まれている。x軸方向の並進加重Fxに対応する独立変数sFxは、上記xiからsMzを差し引くことによって求めることができる。   The displacement detection value xi of the x-axis direction displacement on the inner side includes a component of the independent variable sMz corresponding to the moment load Mz around the z-axis and a component of the independent variable sFx corresponding to the translational weight Fx in the x-axis direction. It is. The independent variable sFx corresponding to the translational weight Fx in the x-axis direction can be obtained by subtracting sMz from the above xi.

このことは、z軸方向の並進荷重Fzに対応する独立変数であるsFzの場合にも、同様に当てはまる。したがって、z軸方向の並進荷重Fzによる独立変数sFzと、x軸方向の並進荷重Fxによる独立変数sFxは、それぞれ次の式(5)及び式(6)で算出することができる。
sFz=zi−mx×kx
・・・(5)
sFx=xi−mz×kz
・・・(6)
The same applies to sFz, which is an independent variable corresponding to the translation load Fz in the z-axis direction. Therefore, the independent variable sFz based on the translational load Fz in the z-axis direction and the independent variable sFx based on the translational load Fx in the x-axis direction can be calculated by the following equations (5) and (6), respectively.
sFz = zi−mx × kx
... (5)
sFx = xi-mz × kz
... (6)

図18は、これまで説明した、変数sFx、sFy、sFz、sMxおよびsMzの算出方法を、ダイアグラム的に示す図である。図18に示すように、sFyを先ず求め、その値を元に、sFx、sFz、sMxおよびsMzを求めることができるようになっている。   FIG. 18 is a diagram schematically illustrating the calculation method of the variables sFx, sFy, sFz, sMx, and sMz described so far. As shown in FIG. 18, sFy is first obtained, and sFx, sFz, sMx, and sMz can be obtained based on the value.

図19は、上記式(1),(3),(4),(5),(6)によって得られる各独立変数sFx、sFy、sFz、sMx及びsMzと、車輪に作用する実際の荷重であるFx、Fy、Fz、Mx及びMzとの対応関係を表すマトリックス図である。   FIG. 19 shows the independent variables sFx, sFy, sFz, sMx, and sMz obtained by the above equations (1), (3), (4), (5), and (6), and the actual loads acting on the wheels. It is a matrix figure showing the correspondence with a certain Fx, Fy, Fz, Mx, and Mz.

すなわち、車輪に対して実際に負荷したFx、Fy、Fz、Mx及びMzを入力とし、式(1),(3),(4),(5),(6)によって得られる各独立変数sFx、sFy、sFz、sMxおよびsMzを出力として、それらの変数間の直線グラフをマトリックス化したものである。   That is, Fx, Fy, Fz, Mx and Mz actually loaded on the wheel are input, and each independent variable sFx obtained by the equations (1), (3), (4), (5), (6) is used. , SFy, sFz, sMx and sMz are output, and a linear graph between these variables is formed into a matrix.

図19のマトリックス図に示すように、Fxに対してはsFxのみが傾きを有する直線グラフとなり、その他のFy、Fz、MxおよびMzには反応がなく、これと同様に、マトリックス図の対角部分だけが直線グラフになっている。従って、これら5つの独立変数sFx、sFy、sFz、sMxおよびsMzは、車輪に作用する実際の荷重である5分力Fx、Fy、Fz、MxおよびMzと線形独立の関係にある。   As shown in the matrix diagram of FIG. 19, only sFx has a slope with respect to Fx, and other Fy, Fz, Mx, and Mz have no reaction, and similarly, the diagonal of the matrix diagram. Only the part is a straight line graph. Therefore, these five independent variables sFx, sFy, sFz, sMx and sMz are in a linearly independent relationship with the five component forces Fx, Fy, Fz, Mx and Mz which are actual loads acting on the wheels.

このため、それらの独立変数sFx、sFy、sFz、sMxおよびsMzが求まれば、車輪に作用する5つの荷重Fx、Fy、Fz、MxおよびMzを未知数とした5元連立一次方程式を解くことにより、その各荷重Fx、Fy、Fz、MxおよびMzを演算することができる。   For this reason, once those independent variables sFx, sFy, sFz, sMx and sMz are obtained, by solving the five-way simultaneous linear equations with five loads Fx, Fy, Fz, Mx and Mz acting on the wheels as unknowns, The respective loads Fx, Fy, Fz, Mx and Mz can be calculated.

本実施形態では、ECU等よりなる前記信号処理部140には、上記した各式(1),(3),(4),(5),(6)と5元連立一次方程式を解く演算回路(ハードウェア)ないし制御プログラム(ソフトウェア)が組み込まれている。このため、各変位センサによる8つの変位検出値fi、ri、ti、bi、fo、ro、toおよびboに基づいて、車輪に作用する実際の荷重Fx、Fy、Fz、MxおよびMzを求めることができる。   In the present embodiment, the signal processing unit 140 formed of an ECU or the like includes an arithmetic circuit that solves the above equations (1), (3), (4), (5), and (6) and a five-way simultaneous linear equation. (Hardware) or control program (software) is installed. For this reason, the actual loads Fx, Fy, Fz, Mx and Mz acting on the wheels are obtained based on the eight displacement detection values fi, ri, ti, bi, fo, ro, to and bo by each displacement sensor. Can do.

図20は、各変位センサ84t,84b,84f,84r,94t,94b,94f,94rにおいて、各変位センサの検出値から上記変位検出値を抽出する方法、および、各変位センサ84t,84b,84f,84r,94t,94b,94f,94rの検出値から内軸1の回転速度を求める方法を示す図である。   FIG. 20 shows a method of extracting the displacement detection value from the detection value of each displacement sensor in each displacement sensor 84t, 84b, 84f, 84r, 94t, 94b, 94f, 94r, and each displacement sensor 84t, 84b, 84f. , 84r, 94t, 94b, 94f, 94r, is a diagram showing a method for obtaining the rotational speed of the inner shaft 1 from the detected values.

以下、例として、変位センサ84tについて、変位検出値および回転速度を表すパルス信号の求め方を説明する。尚、変位センサ84b,84f,84r,94t,94b,94f,94rについても、変位センサ84tと同一の処理を行っている。変位センサ84b,84f,84r,94t,94b,94f,94rについての信号処置については、変位センサ84tの信号処理の説明をもって説明を省略する。   Hereinafter, as an example, how to obtain a pulse signal representing a displacement detection value and a rotation speed for the displacement sensor 84t will be described. The displacement sensors 84b, 84f, 84r, 94t, 94b, 94f, and 94r are subjected to the same processing as the displacement sensor 84t. The signal processing for the displacement sensors 84b, 84f, 84r, 94t, 94b, 94f, and 94r will be omitted from the description of the signal processing of the displacement sensor 84t.

図21は、変位センサ84tの検出値の一例を示す図である。図21に示すように、変位センサ84tの検出値は、環状部150に形成された溝155に起因して環状部150の外周面に表れる凹凸に起因する回転パルス信号と、変位センサ84tの検出面に対する、第1円筒面部151の相対位置、第2円筒面部152の相対位置および環状部150の外周面の丘の相対位置に関係する荷重信号とを含んでいる。   FIG. 21 is a diagram illustrating an example of a detection value of the displacement sensor 84t. As shown in FIG. 21, the detection value of the displacement sensor 84t is based on the rotation pulse signal caused by the unevenness appearing on the outer peripheral surface of the annular portion 150 due to the groove 155 formed in the annular portion 150, and the detection of the displacement sensor 84t. And a load signal related to the relative position of the first cylindrical surface portion 151, the relative position of the second cylindrical surface portion 152, and the relative position of the outer peripheral surface of the annular portion 150 with respect to the surface.

図20に示すように、変位センサ84tからの検出値は、変位信号検出部の一例としての周知の飽絡線検波回路250に入力されるようになっている。図22は、飽絡線検波回路250の出力信号を示す図である。図22に示すように、飽絡線検波回路250によって、変位センサ84tの検出値の飽絡線が取り出され、環状部150の外周面の位置の情報において、環状部150の外周面の溝155の位置の情報を除去する一方、環状部150の外周面の丘の位置の情報のみをピックアップするようになっている。   As shown in FIG. 20, the detection value from the displacement sensor 84t is input to a known saturation detection circuit 250 as an example of a displacement signal detection unit. FIG. 22 is a diagram illustrating an output signal of the saturation detection circuit 250. As shown in FIG. 22, the saturation line of the detection value of the displacement sensor 84 t is taken out by the saturation detection circuit 250, and the groove 155 on the outer peripheral surface of the annular portion 150 is obtained in the information on the position of the outer peripheral surface of the annular portion 150. While the information on the position of the annular portion 150 is removed, only the information on the position of the hill on the outer peripheral surface of the annular portion 150 is picked up.

図22に示す荷重信号が、上述の複数の荷重の検出に用いる変位検出値である。このようにして、各変位センサ84t,84b,84f,84r,94t,94b,94f,94rについて、変位検出値を求め、その値を、図6に示すギャップ検出回路で処理するようになっている。そして、その後、ギャップ検出回路で処理した信号を、周知のサンプルホールド回路251(図20参照)で処理した後、物理量算出部252(図20参照)で、適宜、アナログ信号をデジタル信号に変換して、図18に示すプロセスで、各荷重Fx、Fy、Fz、MxおよびMzを算出するようになっている。   The load signal shown in FIG. 22 is a displacement detection value used for detecting the above-described plurality of loads. In this way, displacement detection values are obtained for the displacement sensors 84t, 84b, 84f, 84r, 94t, 94b, 94f, and 94r, and the values are processed by the gap detection circuit shown in FIG. . After that, the signal processed by the gap detection circuit is processed by a known sample and hold circuit 251 (see FIG. 20), and then the physical quantity calculation unit 252 (see FIG. 20) appropriately converts the analog signal into a digital signal. Thus, the loads Fx, Fy, Fz, Mx and Mz are calculated in the process shown in FIG.

図20に示すように、変位センサ84tからの検出値は、回転信号検出部としての回転数検出回路253に入力されるようになっている。回転数検出回路253は、所定の電圧値を閾値として、変位センサ84tからの検出値と、上記閾値とを比較して、変位センサ84tからの検出値を、ハイ信号とロウ信号が繰り返されるパルス信号に変換するようになっている。   As shown in FIG. 20, the detection value from the displacement sensor 84t is input to a rotation speed detection circuit 253 as a rotation signal detection unit. The rotation speed detection circuit 253 compares the detection value from the displacement sensor 84t with the threshold value using a predetermined voltage value as a threshold value, and detects the detection value from the displacement sensor 84t as a pulse in which a high signal and a low signal are repeated. It is designed to convert to a signal.

図23は、回転数検出回路253の出力信号の一例を示す図である。パルス信号におけるハイ信号は、環状部150の溝155の検出に基づいて生成される一方、パルス信号におけるロウ信号は、環状部150の丘の検出に基づいて生成されるようになっている。上記パルス信号の周期に基づいて、環状部150、すなわち、内軸1の回転速度が算出するようになっている。   FIG. 23 is a diagram illustrating an example of an output signal of the rotation speed detection circuit 253. The high signal in the pulse signal is generated based on the detection of the groove 155 of the annular portion 150, while the low signal in the pulse signal is generated based on the detection of the hill of the annular portion 150. Based on the period of the pulse signal, the rotational speed of the annular portion 150, that is, the inner shaft 1, is calculated.

尚、上記ギャップ検出回路、サンプルホールド回路251および物理量算出部252は、モーメント荷重算出部を構成している。また、上記ギャップ検出回路、飽絡線検波回路250、サンプルホールド回路251および物理量算出部252が、信号処理部140に含まれている。   The gap detection circuit, the sample hold circuit 251 and the physical quantity calculation unit 252 constitute a moment load calculation unit. The signal processing unit 140 includes the gap detection circuit, the saturation detection circuit 250, the sample hold circuit 251, and the physical quantity calculation unit 252.

上記実施形態のセンサ付き転がり軸受装置によれば、互いに軸方向に離間されている、第1変位検出部70と、第2変位検出部71とを有しているから、第1変位検出部70の検出信号と、第2変位検出信号71の検出信号とに基づいて、軸方向の並進の変位に基づく並進荷重を算出できるのは勿論のこと、センサ付き転がり軸受装置の軸方向の位置による変位の変動を検出できて、この変位の変動に基づいて、センサ付き転がり軸受装置に作用しているモーメント荷重を算出できる。   According to the rolling bearing device with a sensor of the above embodiment, the first displacement detector 70 is provided with the first displacement detector 70 and the second displacement detector 71 that are separated from each other in the axial direction. Of course, the translation load based on the translational displacement in the axial direction can be calculated based on the detection signal of the second displacement detection signal 71 and the displacement of the sensor-equipped rolling bearing device according to the axial position. The moment load acting on the sensor-equipped rolling bearing device can be calculated based on the variation in displacement.

また、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受装置によれば、ターゲット部材73の外周面である被変位検出部が、上記被変位検出部の周方向に互いに間隔をおいて位置すると共に、軸方向に延在する複数の溝155を有する環状部150を有し、かつ、センサ装置10が、第1変位検出部70の出力および第2変位検出部71のうちの少なくとも一方の出力に基づいて、環状部150の回転に伴う信号を検出する回転数検出回路253と、第1変位検出部70の出力から上記被変位検出部の変位に伴う信号を検出すると共に、第2変位検出部71の出力から上記被変位検出部の変位に伴う信号を検出する飽絡線検波回路250とを有しているから、環状部150の溝155と、その溝155に周方向に連なる丘の位置の検出により、環状部150の回転速度に伴うパルス信号を獲得することができて、環状部150の回転速度を検出することができる。すなわち、変位を検出される上記被変位検出部が、被パルス信号発生部としての環状部150を形成しているから、変位検出部70,71に回転速度検出機能を兼用させることができて、センサ付き転がり軸受装置をコンパクトにすることができると共に、センサ付き転がり軸受装置の製造コストを抑制できる。   Moreover, according to the rolling bearing device with a sensor of the said embodiment, while the displacement detection part which is the outer peripheral surface of the target member 73 is mutually spaced apart in the circumferential direction of the said displacement detection part, and it is axially An annular portion 150 having a plurality of extending grooves 155 is provided, and the sensor device 10 is annular based on the output of the first displacement detector 70 and the output of at least one of the second displacement detectors 71. A rotation speed detection circuit 253 for detecting a signal associated with the rotation of the unit 150, and a signal associated with the displacement of the displacement detection unit from the output of the first displacement detection unit 70 and the output of the second displacement detection unit 71. Since it has a saturation detection circuit 250 that detects a signal associated with the displacement of the displacement detection part, by detecting the groove 155 of the annular part 150 and the position of the hill that continues to the groove 155 in the circumferential direction, Annular part 1 To be able to acquire a pulse signal according to a rotational speed of 0, it is possible to detect the rotational speed of the annular portion 150. That is, since the displacement detection unit for detecting the displacement forms an annular portion 150 as a pulsed signal generation unit, the displacement detection units 70 and 71 can also be used as a rotational speed detection function, The rolling bearing device with sensor can be made compact, and the manufacturing cost of the rolling bearing device with sensor can be suppressed.

また、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受装置によれば、環状部150と第1円筒部151との間の段部156の軸方向の位置、および環状部150と第2円筒部152との間の段部157の軸方向の位置を検出することにより、センサ付き転がり軸受装置の軸方向の並進の変位を容易かつ簡単に検出でき、軸方向の並進荷重を簡易に検出できる。   Moreover, according to the rolling bearing device with a sensor of the said embodiment, the axial position of the step part 156 between the annular part 150 and the 1st cylindrical part 151, and between the annular part 150 and the 2nd cylindrical part 152 are shown. By detecting the position of the step portion 157 in the axial direction, the axial displacement of the sensor-equipped rolling bearing device can be detected easily and easily, and the axial translational load can be easily detected.

また、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受装置によれば、環状部150の表面が、磁気特性が良好で、磁束が通過し易くて、渦電流が発生しにくい構造、すなわち、複数の鋼板200(上記実施形態では、ケイ素鋼板を使用しているが、如何なる鋼板でも使用可)を軸方向に積層してなる構造をしているから、渦電流の発生に起因する電気信号の損失の低減を行うことができて、センサの感度を高くすることができる。   Moreover, according to the rolling bearing device with a sensor of the said embodiment, the surface of the cyclic | annular part 150 has favorable magnetic characteristics, a magnetic flux passes easily, and is a structure which does not generate | occur | produce an eddy current, ie, several steel plate 200 ( In the above embodiment, a silicon steel plate is used, but any steel plate can be used), and the loss of electrical signals due to the generation of eddy currents is reduced. And the sensitivity of the sensor can be increased.

また、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受装置によれば、A<Bであるから、環状部150に溝加工を容易に行うことができる。また、C<A+Bであるから、パルス信号の分解能を高くすることができる。また、B<Cであるから、短時間の回転速度を算出できる。   Moreover, according to the rolling bearing device with a sensor of the said embodiment, since it is A <B, a groove process can be easily performed to the annular part 150. FIG. Further, since C <A + B, the resolution of the pulse signal can be increased. Further, since B <C, a short-time rotation speed can be calculated.

また、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受装置によれば、モーメント荷重算出部で、車輪に作用しているモーメント荷重を算出できる。したがって、車輪の回転速度、車輪に作用しているモーメント荷重を算出できて、これらの情報に基づいて、車両の走行の際の運転制御を正確に行うことができる。   Moreover, according to the rolling bearing device with a sensor of the said embodiment, the moment load which is acting on the wheel can be calculated in the moment load calculation part. Therefore, the rotational speed of the wheel and the moment load acting on the wheel can be calculated, and the operation control during the traveling of the vehicle can be accurately performed based on the information.

尚、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受装置では、被変位検出部が、内軸1と別体のターゲット部材73の外周面であったが、この発明では、ターゲット部材がなくて、被変位検出部が、内軸の外周面の一部であっても良い。また、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受装置では、内軸1に、内軸1と別体の内輪2が嵌合される構成であったが、この発明では、内輪がなくて、第2軌道部材が、内軸単体で構成されるか、または、内軸とターゲット部材で構成されても良く、内軸が、内軸の外周面に二つの軌道面を有する構成であっても良い。   In the rolling bearing device with a sensor of the above embodiment, the displacement detection unit is the outer peripheral surface of the target member 73 that is separate from the inner shaft 1. However, in the present invention, there is no target member and the displacement detection is performed. The part may be a part of the outer peripheral surface of the inner shaft. Moreover, in the rolling bearing device with a sensor of the said embodiment, it was the structure by which the inner ring | wheel 1 and the inner ring | wheel 2 separate from the inner shaft 1 were fitted, However, In this invention, there is no inner ring | wheel, and 2nd track The member may be composed of a single inner shaft, or may be composed of an inner shaft and a target member, and the inner shaft may have two raceway surfaces on the outer peripheral surface of the inner shaft.

また、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受装置では、A<B、C<A+B、かつ、B<Cであったが、この発明では、A≧Bであっても良く、C≧A+Bであっても良く、B≧Cであっても良い。   Further, in the rolling bearing device with sensor of the above embodiment, A <B, C <A + B, and B <C. However, in the present invention, A ≧ B may be satisfied, and C ≧ A + B. Or B ≧ C.

また、この発明で使用できるセンサ装置は、上記実施形態で用いたセンサ装置10に限らず、以下の図24、図25および図26に一部が示されるセンサ装置であっても良い。   The sensor device that can be used in the present invention is not limited to the sensor device 10 used in the above embodiment, and may be a sensor device partially shown in FIGS. 24, 25, and 26 below.

詳しくは、図24に示すセンサ装置400のように、ターゲット部材473に、環状溝134,135を形成せず、環状溝134,135が存在していた位置に、周囲の構成材料よりも大きい(或いは小さい)透磁率を有する環状帯部434,435を形成しても良い。上記環状帯部434,435は、例えば鋼材の場合には、含有カーボン量を変えることによって、形成することができる。   Specifically, as in the sensor device 400 shown in FIG. 24, the target member 473 is not formed with the annular grooves 134 and 135, and is larger than the surrounding constituent materials at the positions where the annular grooves 134 and 135 existed ( Alternatively, annular bands 434 and 435 having a small magnetic permeability may be formed. For example, in the case of steel, the annular band portions 434 and 435 can be formed by changing the amount of carbon contained.

また、図25に示すセンサ装置500のように、ターゲット部材573において、上記実施形態において環状溝134,135が形成されていた位置に、外周面が円筒面の凸部541,542を形成し、上記実施形態において環状部150が形成されていた位置に、凸部541,542よりも丘部の外径が小さい環状部550を形成しても良い。   In addition, as in the sensor device 500 shown in FIG. 25, in the target member 573, convex portions 541 and 542 whose outer peripheral surfaces are cylindrical surfaces are formed at the positions where the annular grooves 134 and 135 were formed in the above embodiment. You may form the cyclic | annular part 550 in which the outer diameter of a hill part is smaller than the convex parts 541 and 542 in the position where the cyclic | annular part 150 was formed in the said embodiment.

また、図26に示すセンサ装置600のように、ターゲット部材673の外周面に、軸方向の断面において、傾斜方向が互いに逆向きの傾斜部643,644を形成しても良く、傾斜部643,644の一部に、溝を有する環状部を形成しても良い。なお、図26では、両傾斜部643,644は、接合部分が谷形となっているが、その接合部分を、山形となる両傾斜部としても良い。   In addition, as in the sensor device 600 shown in FIG. 26, inclined portions 643 and 644 whose inclination directions are opposite to each other in the axial section may be formed on the outer peripheral surface of the target member 673. An annular portion having a groove may be formed in a part of 644. In FIG. 26, both inclined portions 643 and 644 have a valley-shaped joint portion, but the joint portions may be both inclined portions having a mountain shape.

また、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受装置では、変位検出部70,71を、ケース部材6に固定したが、この発明では、変位検出部を、外輪に直接取り付けても良い。更に、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受装置では、外輪1が、固定軌道部材を構成し、内周側の内軸2等が、回転軌道部材を構成したが、内周側の内軸等が、固定軌道部材を構成し、外輪が、回転軌道部材を構成しても良い。   Moreover, in the rolling bearing device with a sensor of the said embodiment, although the displacement detection parts 70 and 71 were fixed to the case member 6, you may attach a displacement detection part directly to an outer ring | wheel in this invention. Furthermore, in the rolling bearing device with a sensor of the above embodiment, the outer ring 1 constitutes a fixed race member, and the inner shaft 2 on the inner peripheral side constitutes the rotary race member, but the inner shaft on the inner peripheral side etc. The fixed raceway member may be configured, and the outer ring may constitute the rotary raceway member.

また、本発明で使用できるセンサ装置は、実施形態で説明したインダクタンス型の変位センサに限らない。すなわち、本発明で使用できるセンサ装置は、ギャップを検出できる非接触式のものであれば、如何なる変位センサであっても良い。   The sensor device that can be used in the present invention is not limited to the inductance type displacement sensor described in the embodiment. That is, the sensor device that can be used in the present invention may be any displacement sensor as long as it is a non-contact type that can detect the gap.

また、上記実施形態では、センサ付き転がり軸受装置が、ハブユニットであったが、この発明のセンサ付き転がり軸受装置は、ハブユニットに限らず、例えば磁気軸受装置等のハブユニット以外の如何なる軸受装置であっても良い。上記実施形態で説明した本発明の構成を、複数のモーメント荷重や並進荷重を測定するニーズのある各種軸受装置に適用することができるのは、言うまでもないからである。   In the above embodiment, the sensor-equipped rolling bearing device is a hub unit. However, the sensor-equipped rolling bearing device is not limited to the hub unit, and any bearing device other than the hub unit such as a magnetic bearing device, for example. It may be. It is needless to say that the configuration of the present invention described in the above embodiment can be applied to various bearing devices having a need to measure a plurality of moment loads and translation loads.

また、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受では、製造されるセンサ付き転がり軸受の転動体が玉であったが、この発明では、製造されるセンサ付き転がり軸受の転動体が、ころであっても良く、また、ころおよび玉を含んでいても良いことは言うまでもない。   Moreover, in the rolling bearing with a sensor of the said embodiment, although the rolling element of the rolling bearing with a sensor manufactured was a ball, in this invention, even if the rolling element of the rolling bearing with a sensor manufactured is a roller, Needless to say, it may also contain rollers and balls.

本発明のセンサ付き転がり軸受装置の一実施形態であるハブユニットの軸方向の断面図である。It is sectional drawing of the axial direction of the hub unit which is one Embodiment of the rolling bearing apparatus with a sensor of this invention. 図1における変位検出部の周辺の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the periphery of the displacement detection part in FIG. 第1変位検出部および第2変位検出部と、ターゲット部材との相対位置の関係と、ターゲット部材の外周面の構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the outer peripheral surface of a target member, and the relationship of the relative position of a 1st displacement detection part, a 2nd displacement detection part, and a target member. 環状部の表面を詳細に示す図である。It is a figure which shows the surface of an annular part in detail. 環状部と、第1変位検出部とを通る径方向の断面図であり、変位センサの周方向の配置構成を説明する図である。It is sectional drawing of the radial direction which passes a cyclic | annular part and a 1st displacement detection part, and is a figure explaining the arrangement configuration of the circumferential direction of a displacement sensor. 第1変位検出部に接続されたギャップ検出回路の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the gap detection circuit connected to the 1st displacement detection part. 変位センサの検出面、第1環状溝および第2環状溝の位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship of the detection surface of a displacement sensor, a 1st annular groove, and a 2nd annular groove. 変位検出部と、蓋部材に対して、変位検出部とは反対側に位置する信号処理部との接続構造を示す図である。It is a figure which shows the connection structure of a displacement detection part and the signal processing part located in the opposite side to a displacement detection part with respect to a cover member. 本実施形態で使用する方向について説明する図である。It is a figure explaining the direction used by this embodiment. 本実施形態で使用するセンサ変位検出値の定義を説明する図である。It is a figure explaining the definition of the sensor displacement detection value used by this embodiment. 本実施形態で使用するセンサ変位検出値の定義を説明する図である。It is a figure explaining the definition of the sensor displacement detection value used by this embodiment. 車輪にy軸方向の並進荷重Fyが作用した場合における、ターゲット部材と、幾つかの変位センサの位置関係を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the positional relationship of a target member and several displacement sensors in case the translation load Fy of a y-axis direction acts on a wheel. 各変位センサ出力から演算した独立変数と、車輪に作用する実際の荷重との対応関係を示すマトリックス図である。It is a matrix figure which shows the correspondence of the independent variable calculated from each displacement sensor output, and the actual load which acts on a wheel. z軸回りのモーメント荷重Mzのみが作用する純モーメントの状態の各種変数の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the various variables of the state of the pure moment which only the moment load Mz around az axis acts. z軸回りのモーメント荷重Mzのみを作用させた場合における、Mzと、mzおよびxiの変位検出値との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between Mz and the displacement detection value of mz and xi when only the moment load Mz around the z-axis is applied. 補正係数について説明する図である。It is a figure explaining a correction coefficient. x軸回りのモーメント荷重Mxのみを作用させた場合における、Mxと、mxおよびziの変位検出値との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between Mx and the displacement detection value of mx and zi when only the moment load Mx around the x-axis is applied. z軸回りのモーメント荷重Mzとともに、x軸方向の並進加重Fxが作用する状態を仮定した場合の第2軌道部材の変形状態を示す図である。It is a figure which shows the deformation | transformation state of a 2nd track member on the assumption that the translation load Fx of a x-axis direction acts with the moment load Mz around az axis. 変数sFx、sFy、sFz、sMxおよびsMzの算出方法を、ダイアグラム的に示す図である。It is a figure which shows the calculation method of variable sFx, sFy, sFz, sMx, and sMz in a diagrammatic manner. 独立変数sFx、sFy、sFz、sMx及びsMzと、車輪に作用する実際の荷重であるFx、Fy、Fz、Mx及びMzとの対応関係を表すマトリックス図である。It is a matrix figure showing the correspondence of independent variables sFx, sFy, sFz, sMx, and sMz and Fx, Fy, Fz, Mx, and Mz that are actual loads acting on the wheels. 各変位センサにおいて、各変位センサの検出値から変位検出値を抽出する方法、および、各変位センサの検出値から内軸の回転速度を求める方法を示す図である。In each displacement sensor, it is a figure which shows the method of extracting a displacement detection value from the detection value of each displacement sensor, and the method of calculating | requiring the rotational speed of an inner shaft from the detection value of each displacement sensor. 変位センサの検出値の一例を示す図であるIt is a figure which shows an example of the detection value of a displacement sensor. 飽絡線検波回路の出力信号を示す図である。It is a figure which shows the output signal of a saturation detection circuit. 回転数検出回路の出力信号の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the output signal of a rotation speed detection circuit. センサ装置の変形例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the modification of a sensor apparatus. センサ装置の変形例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the modification of a sensor apparatus. センサ装置の変形例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the modification of a sensor apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 内軸
2 内輪
3 外輪
4 第1の玉
5 第2の玉
71 第1変位検出部
72 第2変位検出部
73 ターゲット部材
84t,84b,84f,84r,94t,94b,94f,94r 変位センサ
140 信号処理部
150 環状部
151 第1円筒面部
152 第2円筒面部
155 溝
200 ケイ素鋼板
250 飽絡線検波回路
252 物理量検出部
253 回転速度検出回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inner shaft 2 Inner ring 3 Outer ring 4 1st ball 5 2nd ball 71 1st displacement detection part 72 2nd displacement detection part 73 Target member 84t, 84b, 84f, 84r, 94t, 94b, 94f, 94r Displacement sensor 140 Signal processor 150 Annular portion 151 First cylindrical surface portion 152 Second cylindrical surface portion 155 Groove 200 Silicon steel plate 250 Saturation detection circuit 252 Physical quantity detection unit 253 Rotational speed detection circuit

Claims (5)

軌道面を内周面に有する第1軌道部材と、
軌道面と、環状の被変位検出部とを外周面に有する第2軌道部材と、
上記第1軌道部材の上記軌道面と、上記第2軌道部材の上記軌道面との間に配置された転動体と、
上記被変位検出部の径方向の変位と、上記被変位検出部の軸方向の変位とを検出するセンサ装置と
を備え、
上記被変位検出部は、上記被変位検出部の周方向に互いに間隔をおいて位置すると共に、上記軸方向に延在する複数の溝を有する環状部を有し、
上記センサ装置は、
上記被変位検出部に上記径方向に対向する検出面を有する第1変位検出部と、
上記第1変位検出部に上記軸方向に間隔をおいて位置すると共に、上記被変位検出部に上記径方向に対向する検出面を有する第2変位検出部と、
上記第1変位検出部および第2変位検出部のうちの少なくとも一方の出力に基づいて、上記第1変位検出部および第2変位検出部のうちの少なくとも一方に対する上記環状部の相対回転に伴う信号を検出する回転信号検出部と、
上記第1変位検出部の出力から上記被変位検出部の変位に伴う信号を検出すると共に、上記第2変位検出部の出力から上記被変位検出部の変位に伴う信号を検出する変位信号検出部と
を有していることを特徴とするセンサ付き転がり軸受装置。
A first track member having a track surface on the inner peripheral surface;
A second track member having a track surface and an annular displacement detector on the outer peripheral surface;
A rolling element disposed between the raceway surface of the first raceway member and the raceway surface of the second raceway member;
A sensor device for detecting a radial displacement of the displacement detection unit and an axial displacement of the displacement detection unit;
The displacement detection unit includes an annular part having a plurality of grooves extending in the axial direction and spaced from each other in the circumferential direction of the displacement detection unit,
The sensor device is
A first displacement detection unit having a detection surface opposed to the displacement detection unit in the radial direction;
A second displacement detector having a detection surface positioned in the first displacement detector at an interval in the axial direction and opposed to the displacement detector in the radial direction;
Based on the output of at least one of the first displacement detector and the second displacement detector, a signal associated with the relative rotation of the annular portion with respect to at least one of the first displacement detector and the second displacement detector. A rotation signal detector for detecting
A displacement signal detection unit that detects a signal accompanying the displacement of the displacement detection unit from the output of the first displacement detection unit and detects a signal accompanying the displacement of the displacement detection unit from the output of the second displacement detection unit And a rolling bearing device with a sensor.
請求項1に記載のセンサ付き転がり軸受装置において、
上記被変位検出部は、上記環状部に段部を介して連なる第1円筒面部と、上記環状部の上記第1円筒面部側とは反対側に段部を介して連なると共に、上記第1円筒面部と略同一の円筒面上に位置する第2円筒面部とを有し、
上記各溝は、上記環状部の上記軸方向の一端から上記環状部の上記軸方向の他端まで上記軸方向に延在し、
上記第1変位検出部と上記第2変位検出部とは、上記軸方向から見て略重なり、
上記第1変位検出部の上記検出面は、上記径方向から見て、上記第1円筒面部の上記環状部側の端部と、上記環状部の上記第1円筒面部側の端部とに重なる一方、上記第2変位検出部の上記検出面は、上記径方向から見て、上記第2円筒面部の上記環状部側の端部と、上記環状部の上記第2円筒面部側の端部とに重なっていることを特徴とするセンサ付き転がり軸受装置。
In the rolling bearing device with a sensor according to claim 1,
The displacement detection unit includes a first cylindrical surface portion connected to the annular portion via a step portion, and a step portion on the opposite side of the annular portion from the first cylindrical surface portion side, and the first cylinder. A second cylindrical surface portion located on the substantially same cylindrical surface as the surface portion,
Each groove extends in the axial direction from one end in the axial direction of the annular portion to the other end in the axial direction of the annular portion,
The first displacement detector and the second displacement detector are substantially overlapped when viewed from the axial direction,
The detection surface of the first displacement detection unit overlaps with the end portion of the first cylindrical surface portion on the annular portion side and the end portion of the annular portion on the first cylindrical surface portion side when viewed from the radial direction. On the other hand, the detection surface of the second displacement detection unit includes an end portion on the annular portion side of the second cylindrical surface portion and an end portion on the second cylindrical surface portion side of the annular portion as viewed from the radial direction. A rolling bearing device with a sensor, wherein
請求項1または2に記載のセンサ付き転がり軸受装置において、
上記環状部の表面は、複数の鋼板を上記軸方向に積層してなることを特徴とするセンサ付き転がり軸受装置。
In the rolling bearing device with a sensor according to claim 1 or 2,
The rolling bearing device with a sensor, wherein the surface of the annular portion is formed by laminating a plurality of steel plates in the axial direction.
請求項1乃至3のいずれか1つに記載のセンサ付き転がり軸受装置において、
上記複数の溝は、略同一の幅であり、上記周方向に等間隔に配置され、
上記第1変位検出部と上記第2変位検出部とは、上記軸方向から見て略重なると共に、上記第1変位検出部と上記第2変位検出部の夫々は、上記周方向に等間隔に配置された4つの変位センサからなり、
上記環状部と上記第1変位検出部とを通る上記径方向の断面において、
上記複数の溝のうちで、上記周方向に隣接する二つの上記溝を、第1溝および第2溝とし、
上記第1溝と上記第2溝との間に位置する丘を、中間丘とし、
上記中間丘の上記周方向の中点と、上記環状部の中心とを通過する直線を、丘中心通過直線とし、
上記丘中心通過直線に平行で、上記第1溝の上記周方向の一端を通過する直線と、上記丘中心通過直線に平行で、上記第1溝の上記周方向の他端を通過する直線との距離をA[mm]とし、
上記丘中心通過直線に平行で、上記中間丘の上記周方向の一端を通過する直線と、上記丘中心通過直線に平行で、上記中間丘の上記周方向の他端を通過する直線との距離をB[mm]とし、
上記第1変位検出部の上記検出面の長さの1/4をC[mm]と
したとき、
A<B、C<A+B、かつ、B<Cであることを特徴とするセンサ付き転がり軸受装置。
In the rolling bearing device with a sensor according to any one of claims 1 to 3,
The plurality of grooves have substantially the same width, are arranged at equal intervals in the circumferential direction,
The first displacement detection unit and the second displacement detection unit substantially overlap each other when viewed from the axial direction, and each of the first displacement detection unit and the second displacement detection unit is equally spaced in the circumferential direction. It consists of four arranged displacement sensors,
In the radial cross section passing through the annular portion and the first displacement detector,
Of the plurality of grooves, the two grooves adjacent in the circumferential direction are defined as a first groove and a second groove,
A hill located between the first groove and the second groove is an intermediate hill,
A straight line passing through the middle point of the intermediate hill and the center of the annular portion is a hill center passing straight line,
A straight line passing through one end of the first groove in the circumferential direction parallel to the hill center passing straight line, and a straight line passing through the other end in the circumferential direction of the first groove parallel to the hill center passing straight line A distance is A [mm],
A distance between a straight line parallel to the hill center passing straight line and passing through one end of the intermediate hill in the circumferential direction and a straight line parallel to the hill center passing straight line and passing through the other end in the circumferential direction of the intermediate hill Is B [mm],
When 1/4 of the length of the detection surface of the first displacement detector is C [mm],
A rolling bearing device with a sensor, wherein A <B, C <A + B, and B <C.
請求項1に記載のセンサ付き転がり軸受装置において、
上記第2軌道部材は、ロータを取り付けるためのロータ取付用のフランジを有すると共に、上記第1軌道部材は、車体を取り付けるための車体取付用のフランジを有し、
上記複数の溝は、上記周方向に等間隔に配置され、
上記第1変位検出部と上記第2変位検出部とは、上記軸方向から見て略重なると共に、上記第1変位検出部と上記第2変位検出部の夫々は、上記周方向に等間隔に配置された4つの変位センサからなり、
上記変位信号検出部は、上記各変位センサにおいて、上記各変位センサが出力する信号から上記被変位検出部の変位に伴う信号を検出し、
上記センサ装置は、上記変位信号検出部からの信号を受けて、上記第1変位検出部の上記変位センサの夫々において、上記第1変位検出部の上記変位センサの上記被変位検出部の変位に伴う信号と、上記第1変位検出部の上記変位センサに略上記軸方向に重なる上記第2変位検出部の上記変位センサの上記被変位検出部の変位に伴う信号との差を算出して、この差に基づいて上記車輪に作用している複数のモーメント荷重を算出するモーメント荷重算出部を有していることを特徴とするセンサ付き転がり軸受装置。
In the rolling bearing device with a sensor according to claim 1,
The second track member has a rotor mounting flange for mounting the rotor, and the first track member has a vehicle body mounting flange for mounting the vehicle body,
The plurality of grooves are arranged at equal intervals in the circumferential direction,
The first displacement detection unit and the second displacement detection unit substantially overlap each other when viewed from the axial direction, and each of the first displacement detection unit and the second displacement detection unit is equally spaced in the circumferential direction. It consists of four arranged displacement sensors,
The displacement signal detection unit detects a signal associated with the displacement of the displacement detection unit from the signal output by each displacement sensor in each displacement sensor,
The sensor device receives a signal from the displacement signal detection unit and detects the displacement of the displacement detection unit of the displacement sensor of the first displacement detection unit in each of the displacement sensors of the first displacement detection unit. Calculating the difference between the accompanying signal and the signal accompanying the displacement of the displacement detection part of the displacement sensor of the second displacement detection part of the second displacement detection part substantially overlapping the axial direction of the displacement sensor of the first displacement detection part; A sensor-equipped rolling bearing device comprising a moment load calculating unit that calculates a plurality of moment loads acting on the wheel based on the difference.
JP2007120985A 2007-05-01 2007-05-01 Rolling bearing device with sensor Active JP4962126B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007120985A JP4962126B2 (en) 2007-05-01 2007-05-01 Rolling bearing device with sensor
EP08008132.6A EP1988376B1 (en) 2007-05-01 2008-04-28 Rolling bearing device with sensor
US12/149,353 US8167499B2 (en) 2007-05-01 2008-04-30 Rolling bearing device with sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007120985A JP4962126B2 (en) 2007-05-01 2007-05-01 Rolling bearing device with sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008275506A true JP2008275506A (en) 2008-11-13
JP4962126B2 JP4962126B2 (en) 2012-06-27

Family

ID=40053625

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007120985A Active JP4962126B2 (en) 2007-05-01 2007-05-01 Rolling bearing device with sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4962126B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012021937A (en) * 2010-07-16 2012-02-02 Vinogradov Alexei Rotation detection apparatus
CN102645143A (en) * 2012-04-12 2012-08-22 江苏申模数字化制造技术有限公司 Automatic centering device for automobile checking tool
WO2019078018A1 (en) * 2017-10-17 2019-04-25 株式会社神戸製鋼所 Reduction gear
JP2020106114A (en) * 2018-12-28 2020-07-09 Ntn株式会社 Bearing with measuring function

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0587822A (en) * 1991-09-26 1993-04-06 Ntn Corp Rotational speed detecting device for rolling bearing
JP2004003918A (en) * 2002-03-28 2004-01-08 Nsk Ltd Rolling bearing unit for supporting wheel with load-measuring device
JP2006308577A (en) * 2005-03-31 2006-11-09 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Bearing for automobile wheel, and load measurement method
JP2006322928A (en) * 2005-04-22 2006-11-30 Nsk Ltd Displacement measuring device and load measuring device for rolling bearing unit
US20070058892A1 (en) * 2005-09-14 2007-03-15 Jtekt Corporation Sensor-equipped rolling bearing assembly
JP2007127253A (en) * 2005-11-07 2007-05-24 Jtekt Corp Rolling bearing device with sensor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0587822A (en) * 1991-09-26 1993-04-06 Ntn Corp Rotational speed detecting device for rolling bearing
JP2004003918A (en) * 2002-03-28 2004-01-08 Nsk Ltd Rolling bearing unit for supporting wheel with load-measuring device
JP2006308577A (en) * 2005-03-31 2006-11-09 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Bearing for automobile wheel, and load measurement method
JP2006322928A (en) * 2005-04-22 2006-11-30 Nsk Ltd Displacement measuring device and load measuring device for rolling bearing unit
US20070058892A1 (en) * 2005-09-14 2007-03-15 Jtekt Corporation Sensor-equipped rolling bearing assembly
JP2007127253A (en) * 2005-11-07 2007-05-24 Jtekt Corp Rolling bearing device with sensor

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012021937A (en) * 2010-07-16 2012-02-02 Vinogradov Alexei Rotation detection apparatus
CN102645143A (en) * 2012-04-12 2012-08-22 江苏申模数字化制造技术有限公司 Automatic centering device for automobile checking tool
WO2019078018A1 (en) * 2017-10-17 2019-04-25 株式会社神戸製鋼所 Reduction gear
JP2019074416A (en) * 2017-10-17 2019-05-16 株式会社神戸製鋼所 Bearing state detector
JP2020106114A (en) * 2018-12-28 2020-07-09 Ntn株式会社 Bearing with measuring function

Also Published As

Publication number Publication date
JP4962126B2 (en) 2012-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1988376B1 (en) Rolling bearing device with sensor
EP1764521A2 (en) Sensor-equipped rolling bearing assembly
JP4888074B2 (en) Rolling bearing device for wheels
US7497131B2 (en) Sensor-mounted roller bearing apparatus
US7212927B2 (en) Load-measuring device for rolling bearing unit and rolling bearing unit for load measurement
JP2007127253A (en) Rolling bearing device with sensor
US7878713B2 (en) Sensor-equipped bearing for wheel
EP1930708A1 (en) Sensor-equipped bearing for wheel
EP1674843A2 (en) Sensor-equipped rolling bearing unit
JP2006266278A (en) Bearing for wheel with sensor
WO2004099747A1 (en) Sensor-integrated bearing for wheel
JP4962126B2 (en) Rolling bearing device with sensor
JP2009133680A (en) Rolling bearing device with sensor
JP2008275507A (en) Rolling bearing device with sensor
JP2008275510A (en) Sensor-equipped roller bearing device
EP1988377B1 (en) Rolling bearing device with sensor
JP2008275508A (en) Rolling bearing device with sensor
JP4269669B2 (en) Load measuring device for rolling bearing units
JP2008275509A (en) Sensor-equipped roller bearing device
JP2008128812A (en) Roller bearing device equipped with sensor
JP2007071652A (en) Wheel bearing with sensor
JP2007078073A (en) Rolling bearing device for wheel
JP2008128639A (en) Rolling bearing device for wheel
JP2009156677A (en) Rolling bearing device equipped with sensor
JP2006177834A (en) Rolling bearing unit having sensor

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100414

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20111215

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111220

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120131

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120228

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120312

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4962126

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150406

Year of fee payment: 3