JP2008275508A - Rolling bearing device with sensor - Google Patents

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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
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rolling bearing device with a sensor capable of sensitively determining the moment load acting on a trajectory member and the axial translation load. <P>SOLUTION: The rolling bearing device with the sensor includes a rotational component estimator 701 that extracts a rotational synchronization component included in the rotation of an inner shaft 1 relative to an outer ring from each of a signal output by a first displacement detecting section and a signal output by a second displacement detecting section. The rotational component estimator 701 performs rotational operation and integration operation. <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、センサ装置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 sensor device.

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。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が可能である一方、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 by centrifugal force, etc., when the vehicle is turning In addition, there is a problem that it is impossible to obtain the translational load in the axial direction of the wheel.

また、センサ付き転がり軸受装置において、センサ装置の感度を向上して、転がり軸受にかかっている荷重を精密に測定することの要請が存在している。
特開2001−21577号公報(図8参照)
In addition, there is a demand for improving the sensitivity of the sensor device and precisely measuring the load applied to the roller bearing in the sensor-equipped rolling bearing device.
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-21577 (see FIG. 8)

そこで、本発明の課題は、軌道部材に作用しているモーメント荷重と軸方向の並進荷重とを感度良く求め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。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a sensor-equipped rolling bearing device capable of obtaining a moment load acting on a raceway member and an axial translational load with high sensitivity.

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変位検出部が出力した信号および上記第2変位検出部が出力した信号の夫々から上記第1軌道部材に対する上記第2軌道部材の相対回転に基づく回転同期成分を抽出する回転信号抽出部と、
上記第1変位検出部の出力と、上記第2変位検出部の出力と、上記回転信号抽出部の出力とに基づいて、上記被変位検出部の変位に伴う信号を算出する変位信号算出部と
を有す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 peripheral surface;
A second raceway member having a raceway surface and an annular displacement detector on the circumferential 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 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;
A rotation signal extraction unit that extracts a rotation synchronization component based on relative rotation of the second track member with respect to the first track member from the signal output from the first displacement detection unit and the signal output from the second displacement detection unit. When,
A displacement signal calculation unit for calculating a signal associated with the displacement of the displacement detection unit based on the output of the first displacement detection unit, the output of the second displacement detection unit, and the output of the rotation signal extraction 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、回転信号抽出部で、上記第1変位検出部が出力した信号および上記第2変位検出部が出力した信号の夫々から上記第1軌道部材に対する上記第2軌道部材の相対回転に基づく回転同期成分を抽出することができるから、上記変位信号算出部において、上記第1変位検出部の出力と、上記第2変位検出部の出力から、上記回転同期成分を除去することができる。したがって、センサ付き転がり軸受装置にかかっている荷重(並進荷重、回転荷重)を精度高く検出することができる。   According to the invention, in the rotation signal extraction unit, the second track member with respect to the first track member from the signal output from the first displacement detection unit and the signal output from the second displacement detection unit. Since the rotation synchronization component based on the relative rotation can be extracted, the displacement signal calculation unit removes the rotation synchronization component from the output of the first displacement detection unit and the output of the second displacement detection unit. Can do. Therefore, the load (translational load, rotational load) applied to the sensor-equipped rolling bearing device can be detected with high accuracy.

また、本発明によれば、上記回転信号抽出部が抽出した回転同期成分の径方向の位相角における局所的な周波数を求めることにより、第1軌道部材に対する第2軌道部材の径方向の位相角における短時間の回転速度を検出できる。したがって、センサ装置にABSセンサの機能を兼用させることができて、低コストでABS信号を検知することができる。   Further, according to the present invention, the local phase angle of the second raceway member relative to the first raceway member is obtained by obtaining a local frequency in the radial phase angle of the rotation synchronization component extracted by the rotation signal extraction unit. The rotational speed in a short time can be detected. Therefore, the sensor device can be used also as the function of the ABS sensor, and the ABS signal can be detected at a low cost.

また、一実施形態では、
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、上記周方向に略等間隔に配置された4つの変位センサからなり、
上記センサ装置は、上記第1変位検出部の信号と上記第2変位検出部の信号の夫々から、上記径方向に延在する第1軸上における上記被変位検出部の変位を表す第1変位信号と、上記第1軸上に直交すると共に、上記径方向に延在する第2軸上における上記被変位検出部の変位を表す第2変位信号を算出する直交成分算出部を有し、
上記回転成分抽出部は、
上記第1変位信号と上記第2変位信号とを、上記第1軌道部材に対する第2軌道部材の相対回転速度と同じ回転速度で回転すると共に、上記径方向に延在して互いに直交する2軸からなる第1回転座標系からみた二つの信号に変換する第1演算部と、
上記第1演算部が出力した上記二つの信号の夫々について時間積分を行って、二つの信号を出力する第2演算部と、
上記第2演算部が出力した二つの信号を、上記第1回転座標系と同じ回転速度で上記第1回転座標系と反対の方向に回転すると共に、上記径方向に延在して互いに直交する2軸からなる第2回転座標系からみた二つの信号に変換する第3演算部と
を有している。
In one embodiment,
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 substantially equidistant in the circumferential direction. Consisting of four displacement sensors arranged in
The sensor device includes a first displacement that represents a displacement of the displacement detection unit on a first axis extending in the radial direction from a signal of the first displacement detection unit and a signal of the second displacement detection unit. An orthogonal component calculation unit that calculates a signal and a second displacement signal that is orthogonal to the first axis and that represents the displacement of the displacement detection unit on the second axis extending in the radial direction;
The rotation component extraction unit
The two shafts that rotate the first displacement signal and the second displacement signal at the same rotational speed as the relative rotational speed of the second track member with respect to the first track member and extend in the radial direction and orthogonal to each other A first arithmetic unit that converts the signal into two signals viewed from a first rotating coordinate system comprising:
A second arithmetic unit that performs time integration on each of the two signals output by the first arithmetic unit and outputs two signals;
The two signals output by the second calculation unit rotate in the opposite direction to the first rotational coordinate system at the same rotational speed as the first rotational coordinate system, and extend in the radial direction and are orthogonal to each other. And a third arithmetic unit that converts the signal into two signals as viewed from a second rotational coordinate system including two axes.

上記実施形態によれば、第1および第2変位検出部が出力した信号から上記回転同期成分を容易かつ正確に抽出することができる。   According to the embodiment, the rotation synchronization component can be easily and accurately extracted from the signals output from the first and second displacement detectors.

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 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 detection signal of the second displacement 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 the variation of the displacement, 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、回転信号抽出部で、上記第1変位検出部が出力した信号および上記第2変位検出部が出力した信号の夫々から上記回転同期成分を抽出することができるから、上記変位信号算出部において、上記第1変位検出部の出力と、上記第2変位検出部の出力から、上記回転同期成分を除去することができ、センサ付き転がり軸受装置にかかっている荷重(並進荷重、回転荷重)を精度高く検出することができる。   According to the rolling bearing device with a sensor of the present invention, the rotation signal extraction unit extracts the rotation synchronization component from each of the signal output from the first displacement detection unit and the signal output from the second displacement detection unit. Therefore, in the displacement signal calculation unit, the rotation synchronization component can be removed from the output of the first displacement detection unit and the output of the second displacement detection unit. The applied load (translational load, rotational load) can be detected with high accuracy.

また、本発明のセンサ付き転がり軸受装置によれば、上記回転信号抽出部が抽出した回転同期成分の径方向の位相角における局所的な周波数を求めることにより、第1軌道部材に対する第2軌道部材の径方向の位相角における短時間の回転速度を検出できる。したがって、センサ装置にABSセンサの機能を兼用させることができて、低コストでABS信号を検知することができる。   Moreover, according to the rolling bearing device with a sensor of the present invention, the second race member with respect to the first race member is obtained by obtaining a local frequency in the radial phase angle of the rotation synchronization component extracted by the rotation signal extraction unit. It is possible to detect a short-time rotational speed at the radial phase angle. Therefore, the sensor device can be used also as the function of the ABS sensor, and the ABS signal can be detected at a low cost.

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の軸方向の外輪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。蓋部材53は、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 portion on the outer ring 3 side in the axial direction of the cylindrical member 52 is fixed to an end portion on the small diameter shaft portion 19 side of the outer peripheral surface of the outer ring 3 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. The lid member 53 prevents foreign matter 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の外周面の一端部である円筒外周面26に外嵌されて固定されている。上記内軸1、内輪2、ナット63およびターゲット部材73は、第2軌道部材を構成しており、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 which is one end portion of the outer peripheral surface of the inner ring 2. The inner shaft 1, the inner ring 2, the nut 63, and the target member 73 constitute a second track member, and 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変位検出部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は、第2変位検出部71に軸方向に略重なっている。   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 displacement detection unit 71. The first displacement detector 70 substantially overlaps the second displacement detector 71 in the axial direction.

図1に示すように、上記筒部材52の内周面には、センサリング83と、センサリング93とが、固定されている。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。上記第1変位検出部70は、4つの変位センサ84(図2参照)を有する一方、第2変位検出部71は、4つの変位センサ94(図2参照)を有している。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。   As shown in FIG. 1, a sensor ring 83 and a sensor ring 93 are fixed to the inner peripheral surface of the cylindrical member 52. 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. The first displacement detector 70 has four displacement sensors 84 (see FIG. 2), while the second displacement detector 71 has four displacement sensors 94 (see FIG. 2). 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、センサリング83,93を介して、ケース部材6に固定され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、センサリング83,93を介して、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 are fixed to the case member 6 via sensor rings 83 and 93. Therefore, after fixing the first displacement detector 70 and the second displacement detector 71 to the case member 6 via the sensor rings 83 and 93, the case member 6 is fixed to the outer peripheral surface of the outer ring 3 as described above. The first and second displacement detectors 70 and 71 can be easily fixed to the hub unit simply by fixing 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1および図2においては示さないが、上記4つの変位センサ84は、センサリング83の径方向の内方側の部分に、周方向に所定間隔おきに複数配置されている(本実施形態では、周方向に一定間隔おきに配置されている)一方、4つの変位センサ94は、センサリング93の径方向の内方側の部分に、周方向に所定間隔おきに複数配置されている(本実施形態では、周方向に一定間隔おきに配置されている)。   Although not shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of the four displacement sensors 84 are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction in the radially inner portion of the sensor ring 83 (in the present embodiment, On the other hand, a plurality of four displacement sensors 94 are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction in the radially inner portion of the sensor ring 93 (this is arranged at regular intervals). In the embodiment, they are arranged at regular intervals in the circumferential direction).

図3は、4つの変位センサ94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、4つの変位センサ84についても、4つの変位センサ94と同一の周方向の配置構造を有している。また、図3において、参照番号75は、図1に75で示す外輪3のフランジである。   FIG. 3 is a diagram illustrating the arrangement configuration of the four displacement sensors 94 in the circumferential direction. Although not described, the four displacement sensors 84 also have the same circumferential arrangement as the four displacement sensors 94. Also, in FIG. 3, reference numeral 75 is a flange of the outer ring 3 indicated by 75 in FIG.

図3に示すように、各変位センサ94は、周方向に互いに近接配置されて対をなすコイル素子100aおよびコイル素子100bからなっている。4つの変位センサ94は、センサ付き転がり軸受装置(この実施形態では、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略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略径方向に対向する位置、ターゲット部材73における、このセンサ付き転がり軸受装置が取り付けられている車両の最も前方側の位置に略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、このセンサ付き転がり軸受装置が取り付けられている車両の最も後方側の位置に略径方向に対向する位置に設置されている。尚、4つの変位センサ84は、4つの変位センサ94に軸方向に略重なっている。   As shown in FIG. 3, each displacement sensor 94 includes a coil element 100 a and a coil element 100 b that are arranged close to each other in the circumferential direction to form a pair. The four displacement sensors 94 are substantially radially opposed to the portion of the target member 73 that is located at the uppermost position in the state where the rolling bearing device with sensor (in this embodiment, the hub unit) is installed at a predetermined position. At a position facing the most vertically downward portion of the target member 73 in a substantially radial direction, and at a position in the target member 73 at the most front side of the vehicle to which the rolling bearing device with a sensor is attached. And a position in the target member 73 that faces the most rearward position of the vehicle to which the rolling bearing device with a sensor is attached, in a position that is substantially in the radial direction. The four displacement sensors 84 substantially overlap the four displacement sensors 94 in the axial direction.

各組において、対をなすコイル素子100aおよびコイル素子100bの夫々は、独立した検出面を有し、対をなすコイル素子100aおよびコイル素子100bは、直列に連結されている。センサリング93は、径方向の内方側の端部に、径方向の内方に突出した一対の磁極93aおよび93bを有している。コイル素子100aは、磁極93aの周囲にコイルを巻き付けてなっている一方、コイル素子100bは、磁極93bの周囲にコイルを巻き付けてなっている。磁極93aおよび磁極93bの夫々において、径方向の内方の端面28は、検出面になっている。これら検出面は、ターゲット部材73の外周面に対して間隔をおいて径方向に対向している。   In each group, each of the coil element 100a and the coil element 100b making a pair has an independent detection surface, and the coil element 100a and the coil element 100b making a pair are connected in series. The sensor ring 93 has a pair of magnetic poles 93a and 93b protruding inward in the radial direction at an end portion on the inner side in the radial direction. The coil element 100a has a coil wound around the magnetic pole 93a, while the coil element 100b has a coil wound around the magnetic pole 93b. In each of the magnetic pole 93a and the magnetic pole 93b, the radially inner end face 28 is a detection surface. These detection surfaces are opposed to the outer peripheral surface of the target member 73 in the radial direction at intervals.

以下、センサ付き転がり軸受装置(この実施形態では、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略径方向に対向している変位センサに添え字tを添え、ターゲット部材73の最も鉛直下方に位置する部分に略径方向に対向している変位センサに添え字bを添え、ターゲット部材73における、このセンサ付き転がり軸受装置が取り付けられている車両の最も前方側の位置に略径方向に対向している変位センサに添え字fを添え、ターゲット部材73における、このセンサ付き転がり軸受装置が取り付けられている車両の最も後方側の位置に略径方向に対向している変位センサに添え字rを添えることにする。   In the following, a displacement sensor that is substantially radially opposed to a portion of the target member 73 that is positioned at the uppermost vertical position in a state where the rolling bearing device with sensor (in this embodiment, a hub unit) is installed at a predetermined position. And a subscript b is added to a displacement sensor facing substantially the radial direction to a portion of the target member 73 that is positioned at the most vertically lower position, and this sensor-equipped rolling bearing device is attached to the target member 73. A displacement sensor that is substantially radially opposed to the frontmost position of the vehicle is attached with a suffix f, and the position of the rearmost vehicle in the target member 73 to which the rolling bearing device with the sensor is attached is attached. A subscript r is attached to a displacement sensor facing substantially in the radial direction.

図4は、変位センサ84tの検出面A1と、変位センサ94tの検出面A2と、被変位検出部との位置関係を示す図である。   FIG. 4 is a diagram illustrating a positional relationship between the detection surface A1 of the displacement sensor 84t, the detection surface A2 of the displacement sensor 94t, and the displacement detection unit.

図4に示すように、ターゲット部材73の外周面である被変位検出部は、第1環状溝134および第2環状溝135を有している。第1環状溝134および第2環状溝135は、周方向に延在している。上記第2環状溝135は、第1環状溝134に対して軸方向に間隔をおいて第1環状溝134の車輪側に位置している。   As shown in FIG. 4, the displacement detection unit that is the outer peripheral surface of the target member 73 includes a first annular groove 134 and a second annular groove 135. The first annular groove 134 and the second annular groove 135 extend in the circumferential direction. The second annular groove 135 is located on the wheel side of the first annular groove 134 with an axial distance from the first annular groove 134.

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4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. 4, in the axial direction, the center 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 center 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の変位検出値との差(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). (A difference in displacement detection value of a displacement sensor having the same subscript) is amplified with respect to a unit translation amount in the axial direction of the second track member, and thereby the axis of the sensor device 10 is amplified. It is possible to increase the detection sensitivity of the direction displacement.

尚、図4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。   In contrast to the arrangement shown in FIG. 4, the inner first annular groove is shifted to the outer side with respect to the detection surface of the first displacement detector, and the outer second annular groove is detected as the second displacement. In this case, the same effects as described above can be obtained.

図5は、第1変位検出部70および第2変位検出部71の夫々に接続されたギャップ検出回路の一例を示す図である。   FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a gap detection circuit connected to each of the first displacement detection unit 70 and the second displacement detection unit 71.

図5に示すように、第1変位検出部70および第2変位検出部71の夫々において、鉛直方向に位置する2組のコイル素子100aおよびコイル素子100b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、2組のコイル素子100aおよびコイル素子100bに供給されるようになっている。2組のコイル素子100aおよびコイル素子100b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. 5, in each of the first displacement detector 70 and the second displacement detector 71, each of the two sets of coil elements 100 a and coil elements 100 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 two sets of the coil element 100a and the coil element 100b. A synchronization capacitor 131 is connected in parallel to the two sets of coil elements 100a and 100b.

そして、一方のコイル素子100aおよびコイル素子100bと、他方のコイル素子100aおよびコイル素子100bの出力電圧(検出値)を、差動アンプ132に入力して、上記同一直線の方向に対応する出力電圧(検出値)とすることにより、温度ドリフトを取り除くようにしている。なお、図示していないが、前後方向に位置する他方の2組のコイル素子100aおよびコイル素子100b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を取り除いている。図5に示すギャップ検出回路は、直交成分算出部の一例となっている。この例では、第1軸は、鉛直方向に相当し、第2軸は、前後方向に相当している。   Then, the output voltages (detected values) of the one coil element 100a and the coil element 100b and the other coil element 100a and the coil element 100b are input to the differential amplifier 132, and the output voltage corresponding to the direction of the same straight line. By setting (detected value), temperature drift is removed. Although not shown, the other two sets of coil element 100a and coil element 100b positioned in the front-rear direction are also removed from the temperature drift by taking the difference with the differential amplifier in the same manner as described above. The gap detection circuit shown in FIG. 5 is an example of an orthogonal component calculation unit. In this example, the first axis corresponds to the vertical direction, and the second axis corresponds to the front-rear direction.

上記変位センサ84,94の夫々において、コイル素子100a(または、コイル素子100b)のインダクタンスをL、検出面の面積をA、透磁率をμ、コイルの巻き数をN、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。   In each of the displacement sensors 84 and 94, the inductance of the coil element 100a (or the coil element 100b) is L, the area of the detection surface is A, the magnetic permeability is μ, the number of turns of the coil is N, and the target member 73 from the detection surface. If the interval (gap) is d, the following equation (a) is established.

L=A×μ×N/d ・・・(a) 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84,94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84,94の検出面からターゲット部材73までの径方向のギャップを検出することができるのである。   When the gap d to the target member 73 changes, the inductance L of the displacement sensors 84 and 94 changes and the output voltage changes. Therefore, the radial gap from the detection surface of the displacement sensors 84 and 94 to the target member 73 can be detected by detecting the fluctuation of the output voltage.

また、上記変位センサ84,94の夫々は、ターゲット部材73に対する独立した検出面を有しかつ対をなすコイル素子100a,100bを直列に連結した構造を有しているから、図6に示すように、一つのコイル素子200で一つの変位センサを構成する場合と比較して、発生する磁束密度を大きくすることができる。したがって、ターゲット部材73とのギャップの検出感度を高くすることができる。   Each of the displacement sensors 84 and 94 has an independent detection surface with respect to the target member 73 and has a structure in which a pair of coil elements 100a and 100b are connected in series. In addition, compared with the case where one coil element 200 constitutes one displacement sensor, the generated magnetic flux density can be increased. Therefore, the detection sensitivity of the gap with the target member 73 can be increased.

図7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。上記信号処理部140は、ECU等よりなっている。   FIG. 7 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 displacement detection units 70 and 71 with respect to the lid member 53. The signal processing unit 140 is composed of an ECU or the like.

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8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9および図10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9は、変位センサを、径方向の外方からみた図であり、図10は、変位センサを、軸方向からみた図である。尚、図10においては、簡単のため、周方向に隣接する二つのコイル素子100a,100b(図3参照)を、一つのコイル素子で表している。   FIG. 8 is a diagram illustrating the direction used in the present embodiment, and FIGS. 9 and 10 are diagrams illustrating the definition of the sensor displacement detection value used in the present embodiment. FIG. 9 is a diagram of the displacement sensor as viewed from the outside in the radial direction, and FIG. 10 is a diagram of the displacement sensor as viewed from the axial direction. In FIG. 10, for the sake of simplicity, two coil elements 100a and 100b (see FIG. 3) adjacent in the circumferential direction are represented by one coil element.

図8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. 8, 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9および図10に示すように、インナ側(車体の中心側)の4つの変位センサ84の変位検出値に、添え字「i」を使用し、アウタ側(車輪側)の4つの変位センサ94に添え字「o」を使用する。   Further, as shown in FIGS. 9 and 10, the subscript “i” is used for the displacement detection values of the four displacement sensors 84 on the inner side (the center side of the vehicle body), and the four on the outer side (the wheel side) are used. The subscript “o” is used for the displacement sensor 94.

また、確認のために再度述べると、ハブユニットが所定の位置に設置されている状態において、
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略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(fは、frontの略)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略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(rは、rearの略)とし、
ターゲット部材73の最も鉛直上方に位置する部分に略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(tは、topの略)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略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(bは、bottomの略)とする。
For reconfirmation, when the hub unit is installed at a predetermined position,
A sensor 84f (f is an abbreviation of front) is a sensor 84 that is installed at a position in the target member 73 that faces the most front side position of the vehicle to which the hub unit is attached.
A sensor 84 r (r is an abbreviation for rear) is defined as a sensor 84 r (r is an abbreviation for rear) in the target member 73, which is installed at a position substantially opposite to the position on the most rear side of the vehicle to which the hub unit is attached.
The sensor 84 t (t is an abbreviation of top) is a sensor 84 that is installed at a position that is substantially radially opposite to the portion of the target member 73 that is located at the uppermost vertical position.
A sensor 84 installed at a position substantially opposite to the portion of the target member 73 that is positioned at the most vertically lower position in the radial direction is referred to as a sensor 84b (b is an abbreviation for bottom).

また、今後、センサの変位検出値において、
前側のセンサの変位検出値に添え字「f」を使用し、
後側のセンサの変位検出値に添え字「r」を使用し、
上側のセンサの変位検出値に添え字「t」を使用し、
下側のセンサの変位検出値に添え字「b」を使用
する。
In the future, in the sensor displacement detection value,
Use the subscript “f” for the displacement detection value of the front sensor,
Use the subscript “r” for the displacement detection value of the rear sensor,
Use the subscript “t” for the displacement detection value of the upper sensor,
The subscript “b” is used for the displacement detection value of the lower sensor.

図10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、軸方向に略重なっているといる事実は、上述した第1変位検出部70が、第2変位検出部71に軸方向に略重なっているという事実と整合している。   The fact shown in FIG. 10, that is, the fact that the inner side displacement sensors 84t, 84b, 84f, 84r and the outer side displacement sensors 94t, 94b, 94f, 94r substantially overlap in the axial direction. Is consistent with the fact that the 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、以下の式(2)に示すように、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。ここで、下記の式(2)の値が、図5に示すギャップ検出回路の出力に相当するものであることは言うまでもない。
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
・・・(2)
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 positions on the inner side and the outer side are as follows. As shown in the following equation (2), a displacement detection value for displacement in the x-axis direction and a displacement detection value for displacement in the z-axis direction are obtained. Here, it goes without saying that the value of the following equation (2) corresponds to the output of the gap detection circuit shown in FIG.
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
... (2)

尚、以下式(3)〜(7)において、式に表れるxi、xo、zi、zoは、上記式(2)で示されるxi、xo、zi、zoではなくて、下記に言及するxi’、xo’、zi’、zo’のことである。xi’、xo’、zi’、zo’は、式(2)で示されるxi、xo、zi、zoの夫々からノイズである回転同期成分を除去した検出値である。xi’、xo’、zi’、zo’の求め方については、図20以降で詳細に説明する。   In the following formulas (3) to (7), xi, xo, zi, zo represented by the formulas are not xi, xo, zi, zo represented by the formula (2), but xi ′ referred to below. , Xo ′, zi ′, zo ′. xi ', xo', zi ', and zo' are detection values obtained by removing a rotation synchronization component that is noise from each of xi, xo, zi, and zo represented by Expression (2). The method for obtaining xi ', xo', zi ', zo' will be described in detail with reference to FIG.

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(3)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))
・・・(3)
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 (3). 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))
... (3)

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(4)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
・・・(4)
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 about the z-axis is obtained as shown in the following equation (4).
sMz = −mz × kz
... (4)

尚、式(4)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 (4), 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(5)によって算出することができる。
sMx=mx×kx
・・・(5)
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 about the x axis can be calculated by the following equation (5) based on the same concept as in the case of sMz.
sMx = mx × kx
... (5)

なお、上記式(5)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 (5), 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(6)及び式(7)で算出することができる。
sFz=zi−mx×kx
・・・(6)
sFx=xi−mz×kz
・・・(7)
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 due to the translational load Fz in the z-axis direction and the independent variable sFx due to the translational load Fx in the x-axis direction can be calculated by the following equations (6) and (7), respectively.
sFz = zi−mx × kx
... (6)
sFx = xi-mz × kz
... (7)

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),(4),(5),(6),(7)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), (4), (5), (6), and (7), 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),(4),(5),(6),(7)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), (4), (5), (6), (7) is obtained. , 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),(4),(5),(6),(7)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 composed of an ECU or the like includes an arithmetic circuit that solves the above-described equations (1), (4), (5), (6), (7) and a quinary 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、上記ギャップ検出回路の出力信号から回転同期成分を除去するメカニズムについて説明する図である。   FIG. 20 is a diagram for explaining a mechanism for removing the rotation synchronization component from the output signal of the gap detection circuit.

インナ側でのx軸方向の変位の変位検出値である上記xi(xi=fi−ri)、インナ側でのz軸方向の変位の変位検出値である上記zi(zi=−ti+bi)、アウタ側でのx軸方向の変位の変位検出値である上記xo(xo=fo−ro)、および、アウタ側でのz軸方向の変位の変位検出値である上記zo(zo=−to+bo)には、内軸1の回転に伴う回転同期信号が含まれ、この回転同期信号が、荷重信号(変位信号)に対するノイズになっている。   Xi (xi = fi−ri), which is a displacement detection value of displacement in the x-axis direction on the inner side, zi (zi = −ti + bi), which is a displacement detection value of displacement in the z-axis direction on the inner side, outer Xo (xo = fo−ro) which is a displacement detection value of the displacement in the x-axis direction on the side, and zo (zo = −to + bo) which is a displacement detection value of the displacement in the z-axis direction on the outer side. Includes a rotation synchronization signal accompanying the rotation of the inner shaft 1, and this rotation synchronization signal is noise with respect to the load signal (displacement signal).

したがって、上記4つの変位検出値からノイズである回転同期信号成分を取り除く必要がある。この実施形態では、上記xi、zi、xoおよびzoから上記回転同期信号を取り除き、上記xiおよび上記ziからより正確な荷重信号(変位信号)を抽出する。また、この実施形態では、上記xi、zi、xoおよびzoから上記回転同期信号を取り除くことに加えて、上記回転同期信号に基づいて、ABS信号を生成する。   Therefore, it is necessary to remove the rotation synchronization signal component that is noise from the four displacement detection values. In this embodiment, the rotation synchronization signal is removed from the xi, zi, xo, and zo, and a more accurate load signal (displacement signal) is extracted from the xi and the zi. In this embodiment, in addition to removing the rotation synchronization signal from the xi, zi, xo and zo, an ABS signal is generated based on the rotation synchronization signal.

以下、図20と、以下の図21〜図25を用いて、上記xiおよび上記ziから上記回転同期信号を取り除くメカニズムと、上記回転同期信号に基づいて、ABS信号を生成するメカニズムについて詳細に説明する。   Hereinafter, a mechanism for removing the rotation synchronization signal from xi and zi and a mechanism for generating an ABS signal based on the rotation synchronization signal will be described in detail with reference to FIG. 20 and FIGS. 21 to 25 below. To do.

尚、説明しないが、アウタ側でのx軸方向の変位の変位検出値である上記xo(xo=fo−ro)およびアウタ側でのz軸方向の変位の変位検出値である上記zo(zo=−to+bo)からも同一の方法で、回転同期成分を取り除いている。   Although not described, xo (xo = fo−ro), which is a displacement detection value of displacement in the x-axis direction on the outer side, and zo (zo, which is a displacement detection value of displacement in the z-axis direction, on the outer side. = -To + bo), the rotational synchronization component is removed by the same method.

図20に示すように、力信号と回転信号とを含んだ信号(具体的には、上記式(2)のxi、zi)は、回転信号抽出部の一例としての回転成分推定器701に出力され、回転成分推定器701において、回転同期成分(x3、y3)が抽出される。このことから、xiからx3を引くことによって、xiからノイズである回転同期成分を排除でき、かつ、ziからz3を引くことによって、ziからノイズである回転同期成分を排除できる。   As shown in FIG. 20, a signal including a force signal and a rotation signal (specifically, xi, zi in the above equation (2)) is output to a rotation component estimator 701 as an example of a rotation signal extraction unit. Then, the rotation component estimator 701 extracts the rotation synchronization component (x3, y3). From this, by subtracting x3 from xi, the rotational synchronization component that is noise can be eliminated from xi, and by subtracting z3 from zi, the rotational synchronization component that is noise can be eliminated from zi.

また、上記回転同期成分を、所定の閾値を境にして上下を判断して2値化してパルス信号にすることにより、ABS信号としている。   Further, the rotational synchronization component is made up and down with a predetermined threshold as a boundary and binarized to be a pulse signal, thereby obtaining an ABS signal.

図21は、上記回転成分推定器701における、回転同期成分の抽出のメカニズムを示す図である。尚、図21において、位相差0とは、内軸1に設定された直交座標系と、以下に説明する第1演算部901の回転座標系との位相差が0であることを示している。   FIG. 21 is a diagram showing a mechanism for extracting a rotation synchronization component in the rotation component estimator 701. In FIG. In FIG. 21, the phase difference 0 indicates that the phase difference between the orthogonal coordinate system set for the inner shaft 1 and the rotational coordinate system of the first calculation unit 901 described below is 0. .

上記回転成分推定器701は、第1演算部901、第2演算部、および、第3演算部904を有し、上記第2演算部は、第1積分器902と、第2積分器903とからなっている。   The rotation component estimator 701 includes a first calculation unit 901, a second calculation unit, and a third calculation unit 904. The second calculation unit includes a first integrator 902, a second integrator 903, It is made up of.

先ず、第1演算部901において、回転同期成分を含んだ入力信号である上記xiおよびziを、2次元ベクトル(xi,zi)として、この2次元ベクトル(xi,zi)に、下に(8)式で示す、−ωtの回転演算に相当するR1演算を施す。ここで、xiおよびziの夫々は、ωtで変動する回転同期成分と非回転同期成分との和からなっている。

Figure 2008275508
First, in the first calculation unit 901, the above-mentioned xi and zi, which are input signals including a rotation synchronization component, are set as a two-dimensional vector (xi, zi), and the two-dimensional vector (xi, zi) is set below (8 The R1 calculation corresponding to the rotation calculation of −ωt shown by the formula (1) is performed. Here, each of xi and zi is made up of the sum of a rotational synchronization component and a non-rotation synchronization component that vary with ωt.
Figure 2008275508

R1演算の出力である2次元ベクトル(x1,z1)は、回転体(具体的には、上記被変位検出部)と同じ回転で回転する回転座標系から見たときの変位信号を示している。この信号は、非回転同期成分のために揺らいだ信号になる。この信号成分は、回転同期周波数と同じ周波数を持っており、X方向またはZ方向から見た非回転同期成分の振幅成分を持っている。   A two-dimensional vector (x1, z1), which is an output of the R1 calculation, indicates a displacement signal when viewed from a rotating coordinate system that rotates at the same rotation as the rotating body (specifically, the displacement detection unit). . This signal becomes a fluctuation signal due to the non-rotation synchronization component. This signal component has the same frequency as the rotation synchronization frequency, and has an amplitude component of a non-rotation synchronization component viewed from the X direction or the Z direction.

ここで、詳述しないが、上記被変位検出部の回転速度、すなわち、内軸1の回転速度は、例えば、内軸1の周方向の1箇所に凹部を形成し、この凹部を第1変位検出部70と第2変位検出部71のうちの少なくとも一方で検出することにより算出する。ここで、上記内軸1の回転速度が、周方向の各位相角において、内軸1の回転における瞬時の回転速度を表すABS信号ではないことに注意する必要がある。上記内軸1の回転速度は、周方向の各位相角において、内軸1の回転における瞬時の回転速度を表す信号ではないからである。   Here, although not described in detail, the rotational speed of the displacement detection section, that is, the rotational speed of the inner shaft 1 is formed, for example, by forming a concave portion at one place in the circumferential direction of the inner shaft 1. Calculation is performed by detecting at least one of the detection unit 70 and the second displacement detection unit 71. Here, it should be noted that the rotational speed of the inner shaft 1 is not an ABS signal representing the instantaneous rotational speed of the rotation of the inner shaft 1 at each circumferential phase angle. This is because the rotational speed of the inner shaft 1 is not a signal representing the instantaneous rotational speed of the rotation of the inner shaft 1 at each circumferential phase angle.

次に、以下の(9)式に示すように、x1を第1積分器902によって時間積分してx2を算出すると共に、z1を第2積分器903によって時間積分してz2を算出する。このようにして、x1信号をx2信号に変換すると共に、z1信号をz2信号に変換する。

Figure 2008275508
Next, as shown in the following equation (9), x1 is time integrated by the first integrator 902 to calculate x2, and z1 is time integrated by the second integrator 903 to calculate z2. In this way, the x1 signal is converted into the x2 signal, and the z1 signal is converted into the z2 signal.
Figure 2008275508

このx1、z1を入力とする第1、第2積分器902,903の出力信号x2、z2は、回転に同期した回転座標系から見て、xi、ziの回転同期成分が回転座標信号と「どれだけの位相差と振幅を持っているか」という情報を有した信号になっている。第1積分器902および第2積分器903の夫々の出力は、積分器のゲインにより制定時間が決定されるが、ある時間を経過すると、一定値に収束するようになる。   The output signals x2 and z2 of the first and second integrators 902 and 903 that receive x1 and z1 as input are the rotation coordinate components of xi and zi and the rotation coordinate signal as viewed from the rotation coordinate system synchronized with the rotation. It is a signal having information on “how much phase difference and amplitude it has”. Each of the outputs of the first integrator 902 and the second integrator 903 has an establishment time determined by the gain of the integrator, but after a certain time has elapsed, it converges to a constant value.

最後に、第3演算部904において、上記x2およびz2を、2次元ベクトル(x2,z2)として、この2次元ベクトル(x2,y2)に、下に(10)式で示す、ωtの回転演算に相当するR2演算を施す。

Figure 2008275508
Finally, in the third calculation unit 904, x2 and z2 are set as a two-dimensional vector (x2, z2), and the two-dimensional vector (x2, y2) is converted into a rotation calculation of ωt shown by the following equation (10). R2 calculation corresponding to is performed.
Figure 2008275508

R2演算は、上記位相差情報および振幅情報をもとに、固定座標系から見た場合のX方向成分またはZ方向成分を出力することに相当する。信号(x3,y3)は、回転同期信号のみを逆位相で抽出した信号成分に相当する。   The R2 calculation corresponds to outputting an X-direction component or a Z-direction component when viewed from the fixed coordinate system based on the phase difference information and the amplitude information. The signal (x3, y3) corresponds to a signal component obtained by extracting only the rotation synchronization signal with an opposite phase.

この(x3,z3)を、(xi,zi)に加えてなる(xs,zs)を算出する。この(xs,zs)こそが(xi’,yi’)に他ならず、上記式(4)〜(7)に表れる(xi,zi)である。尚、(xo,yo)から(xo’,yo’)を求める手法も(xi,yi)から(xi’,yi’)を求める手法と同一である。   (Xs, zs) obtained by adding (x3, z3) to (xi, zi) is calculated. This (xs, zs) is nothing but (xi ', yi') and is (xi, zi) expressed in the above formulas (4) to (7). The method for obtaining (xo ', yo') from (xo, yo) is the same as the method for obtaining (xi ', yi') from (xi, yi).

(x3,z3)を、(xi,zi)に加えて(xs,zs)を算出する演算部は、変位信号算出部を構成している。   The calculation unit that calculates (xs, zs) by adding (x3, z3) to (xi, zi) constitutes a displacement signal calculation unit.

図22〜図25は、内軸1に設定された直交座標系(この直交座標系は、例えば、内軸1の周方向の1箇所に設けられた上記凹部の位置に対して位置決めされる)と、以下に説明する第1演算部901の回転座標系との位相差が0でなくて、π/4、3π/8、π/2、3π/4である点が、図21に示す実施例と異なる。   22 to 25 are orthogonal coordinate systems set on the inner shaft 1 (this orthogonal coordinate system is positioned with respect to the position of the concave portion provided at one place in the circumferential direction of the inner shaft 1, for example). 21 and the phase difference from the rotational coordinate system of the first calculation unit 901 described below is not 0, but is π / 4, 3π / 8, π / 2, 3π / 4. Different from the example.

図21〜図25に示すように、内軸1に設定された直交座標系と、以下に説明する第1演算部901の回転座標系との位相差は、荷重信号の抽出に全く影響することがない。したがって、回転座標系を自由に設定できる。   As shown in FIGS. 21 to 25, the phase difference between the orthogonal coordinate system set for the inner shaft 1 and the rotational coordinate system of the first calculation unit 901 described below has an influence on the extraction of the load signal. There is no. Therefore, the rotating coordinate system can be set freely.

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, it is possible to calculate the translational load based on the translational displacement in the axial direction based on the detection signal of the second displacement detection signal 71 and the detection signal of the second displacement detection signal 71. The variation can be detected, and the moment load acting on the sensor-equipped rolling bearing device can be calculated based on the variation of the 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、回転信号抽出部としての回転成分推定器701で、第1変位検出部70が出力した信号および第2変位検出部71が出力した信号の夫々から外輪3に対する内軸1の相対回転に基づく回転同期成分を抽出することができるから、上記変位信号算出部において、第1変位検出部70の出力と、第2変位検出部71の出力から、回転同期成分を除去することができる。したがって、センサ付き転がり軸受装置にかかっている荷重(並進荷重、回転荷重)を精度高く検出することができる。   Moreover, according to the rolling bearing device with a sensor of the said embodiment, in the rotation component estimator 701 as a rotation signal extraction part, the signal which the 1st displacement detection part 70 output, and the signal which the 2nd displacement detection part 71 output Since the rotation synchronization component based on the relative rotation of the inner shaft 1 with respect to the outer ring 3 can be extracted from each of them, the displacement signal calculation unit uses the output of the first displacement detection unit 70 and the output of the second displacement detection unit 71. The rotation synchronization component can be removed. Therefore, the load (translational load, rotational load) applied to the sensor-equipped rolling bearing device can be detected with high accuracy.

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、回転成分推定器701が抽出した回転同期成分の径方向の位相角における局所的な周波数を求めることにより、外輪3に対する内軸1の径方向の位相角における短時間の回転速度を検出できる。したがって、センサ装置10にABSセンサの機能を兼用させることができるから、低コストでABS信号を検知することができる。   Moreover, according to the rolling bearing device with a sensor of the said embodiment, the diameter of the inner shaft 1 with respect to the outer ring | wheel 3 is calculated | required by calculating | requiring the local frequency in the phase angle of the radial direction of the rotation synchronous component extracted by the rotation component estimation device 701. A short-time rotation speed at the phase angle of the direction can be detected. Therefore, since the sensor device 10 can also function as an ABS sensor, an ABS signal can be detected at a low cost.

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、回転成分推定器701で、回転演算と、積分演算とを用いて、回転同期成分の抽出を行うから、回転同期成分を精度高く抽出することができる。   Further, according to the rolling bearing device with sensor of the above embodiment, the rotation component estimator 701 uses the rotation calculation and the integration calculation to extract the rotation synchronization component, so the rotation synchronization component is extracted with high accuracy. be able to.

尚、上記実施形態のハブユニットでは、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。   In the hub unit of the above embodiment, the displacement detectors 70 and 71 are fixed to the case member 6. However, in the present invention, the displacement detector may be directly attached to the outer ring.

また、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。   Moreover, in the rolling bearing device with a sensor of the said embodiment, although the displacement detection part was the outer peripheral surface of the target member 73 separate from the inner shaft 1, in this invention, there is no target member and displacement detection is carried out. 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、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。   Further, 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 etc. on the inner peripheral side constitutes the rotary race member, but the inner shaft etc. on the inner peripheral side The fixed raceway member may be configured, and the outer ring may constitute the rotary raceway member.

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26、図27および図28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-described embodiment, and may be a sensor device partially shown in FIGS. 26, 27, and 28 below.

詳しくは、図26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. 26, 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27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. 27, 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28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28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. 28, 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. 28, both inclined portions 643 and 644 have a valley-shaped joint portion, but the joint portions may be both inclined portions that form a mountain shape.

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装置では、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。   Moreover, in the rolling bearing device 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, the rolling element of the rolling bearing with a sensor manufactured is a roller. 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における第1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 1st displacement detection part in FIG. 4つの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 a figure explaining the arrangement configuration of the circumferential direction of four displacement sensors. 変位センサの検出面と、被変位検出部と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, and a displacement detection part. 第1変位検出部および第2変位検出部の夫々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 each of a 1st displacement detection part and a 2nd displacement detection part. 本実施形態の変位センサにおいて、一つのコイル素子で一つの変位センサを構成する場合と比較して、発生する磁束密度を大きくすることができることを説明する図である。In the displacement sensor of this embodiment, it is a figure explaining that the magnetic flux density to generate | occur | produce can be enlarged compared with the case where one displacement sensor is comprised with one coil element. 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 at the time of making only the moment load Mz around z-axis act, and the displacement detection value of mz and xi. 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. ギャップ検出回路の出力信号から回転同期成分を除去するメカニズムについて説明する図である。It is a figure explaining the mechanism which removes a rotation synchronous component from the output signal of a gap detection circuit. 回転成分推定器における、回転同期成分の抽出のメカニズムを示す図である。It is a figure which shows the mechanism of extraction of a rotation synchronous component in a rotation component estimator. 回転成分推定器における、回転同期成分の抽出のメカニズムを示す図である。It is a figure which shows the mechanism of extraction of a rotation synchronous component in a rotation component estimator. 回転成分推定器における、回転同期成分の抽出のメカニズムを示す図である。It is a figure which shows the mechanism of extraction of a rotation synchronous component in a rotation component estimator. 回転成分推定器における、回転同期成分の抽出のメカニズムを示す図である。It is a figure which shows the mechanism of extraction of a rotation synchronous component in a rotation component estimator. 回転成分推定器における、回転同期成分の抽出のメカニズムを示す図である。It is a figure which shows the mechanism of extraction of a rotation synchronous component in a rotation component estimator. 本発明で使用できるセンサ装置について説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the sensor apparatus which can be used by this invention. 本発明で使用できるセンサ装置について説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the sensor apparatus which can be used by this invention. 本発明で使用できるセンサ装置について説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the sensor apparatus which can be used by this invention.

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
70 第1変位検出部
71 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
701 回転成分推定器
901 第1演算部
902 第1積分器
903 第2積分器
904 第3演算部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inner shaft 2 Inner ring 3 Outer ring 4 1st ball 5 2nd ball 70 1st displacement detection part 71 2nd displacement detection part 73 Target member 84t, 84b, 84f, 84r, 94t, 94b, 94f, 94r Displacement sensor 140 Signal processing unit 701 Rotational component estimator 901 First computing unit 902 First integrator 903 Second integrator 904 Third computing unit

Claims (2)

軌道面を周面に有する第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変位検出部が出力した信号および上記第2変位検出部が出力した信号の夫々から上記第1軌道部材に対する上記第2軌道部材の相対回転に基づく回転同期成分を抽出する回転信号抽出部と、
上記第1変位検出部の出力と、上記第2変位検出部の出力と、上記回転信号抽出部の出力とに基づいて、上記被変位検出部の変位に伴う信号を算出する変位信号算出部と
を有す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 peripheral surface;
A second raceway member having a raceway surface and an annular displacement detector on the circumferential 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 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;
A rotation signal extraction unit that extracts a rotation synchronization component based on relative rotation of the second track member with respect to the first track member from the signal output from the first displacement detection unit and the signal output from the second displacement detection unit. When,
A displacement signal calculation unit for calculating a signal associated with the displacement of the displacement detection unit based on the output of the first displacement detection unit, the output of the second displacement detection unit, and the output of the rotation signal extraction unit; A rolling bearing device with a sensor characterized by comprising:
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、上記周方向に略等間隔に配置された4つの変位センサからなり、
上記センサ装置は、上記第1変位検出部の信号と上記第2変位検出部の信号の夫々から、上記径方向に延在する第1軸上における上記被変位検出部の変位を表す第1変位信号と、上記第1軸上に直交すると共に、上記径方向に延在する第2軸上における上記被変位検出部の変位を表す第2変位信号を算出する直交成分算出部を有し、
上記回転成分抽出部は、
上記第1変位信号と上記第2変位信号とを、上記第1軌道部材に対する第2軌道部材の相対回転速度と同じ回転速度で回転すると共に、上記径方向に延在して互いに直交する2軸からなる第1回転座標系からみた二つの信号に変換する第1演算部と、
上記第1演算部が出力した上記二つの信号の夫々について時間積分を行って、二つの信号を出力する第2演算部と、
上記第2演算部が出力した二つの信号を、上記第1回転座標系と同じ回転速度で上記第1回転座標系と反対の方向に回転すると共に、上記径方向に延在して互いに直交する2軸からなる第2回転座標系からみた二つの信号に変換する第3演算部と
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。
In the rolling bearing device with a sensor according to claim 1,
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 substantially equidistant in the circumferential direction. Consisting of four displacement sensors arranged in
The sensor device includes a first displacement that represents a displacement of the displacement detection unit on a first axis extending in the radial direction from a signal of the first displacement detection unit and a signal of the second displacement detection unit. An orthogonal component calculation unit that calculates a signal and a second displacement signal that is orthogonal to the first axis and that represents the displacement of the displacement detection unit on the second axis extending in the radial direction;
The rotation component extraction unit
The two shafts that rotate the first displacement signal and the second displacement signal at the same rotational speed as the relative rotational speed of the second track member with respect to the first track member and extend in the radial direction and orthogonal to each other A first arithmetic unit that converts the signal into two signals viewed from a first rotating coordinate system comprising:
A second arithmetic unit that performs time integration on each of the two signals output by the first arithmetic unit and outputs two signals;
The two signals output by the second calculation unit rotate in the opposite direction to the first rotational coordinate system at the same rotational speed as the first rotational coordinate system, and extend in the radial direction and are orthogonal to each other. A sensor-equipped rolling bearing device, comprising: a third calculation unit that converts the signal into two signals as viewed from a second rotational coordinate system including two axes.
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