JP2009144857A - Rolling bearing device with sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、センサ付き転がり軸受装置に関する。 The present invention relates to a rolling bearing device with a sensor.
従来、センサ付き転がり軸受装置としては、特開2007−127253号公報(特許文献1)に記載されている車輪用転がり軸受装置がある。 Conventionally, as a rolling bearing device with a sensor, there is a rolling bearing device for a wheel described in JP 2007-127253 A (Patent Document 1).
この車輪用転がり軸受装置は、インダクタンス型の変位センサを、軸方向に2列に配置し、車輪用転がり軸受装置の3つの並進荷重と、2つのモーメント荷重とを算出するようになっている。 In this wheel rolling bearing device, inductance-type displacement sensors are arranged in two rows in the axial direction, and three translational loads and two moment loads of the wheel rolling bearing device are calculated.
上記変位センサからの信号は、内軸1の軸方向の一方の端部を覆うように配置されたキャップ部材を貫通する信号線を介して、キャップ部材に対してキャップ部材の転動体側とは反対側に位置する信号処理部に出力されて、この信号処理部で信号の処理を行うようになっている。 The signal from the displacement sensor is a signal that penetrates the cap member disposed so as to cover one end of the inner shaft 1 in the axial direction. The signal is output to the signal processing unit located on the opposite side, and the signal processing unit processes the signal.
上記背景において、センサ付き転がり軸受装置において、信号に含まれるノイズの軽減を行うことが所望されている。
そこで、本発明の課題は、信号に含まれるノイズを軽減できて、センサ装置が検出すべき物理量をより正確に検出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。 Therefore, an object of the present invention is to provide a sensor-equipped rolling bearing device that can reduce noise contained in a signal and can more accurately detect a physical quantity to be detected by the sensor device.
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、
外周面に軌道面を有する第1軌道部材と、
内周面に軌道面を有する第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る複数の転動体と、
上記第2軌道部材に固定されると共に、上記第1軌道部材の軸方向の一端部を密封するキャップ部材と、
上記第2軌道部材に対する上記第1軌道部材の変位および上記第2軌道部材に対する上記第1軌道部材の相対回転速度のうちの少なくとも一方に基づく信号を出力するセンサ装置と、
上記キャップ部材の内部に位置するキャップ内基板と、
上記キャップ内基板上に配置されると共に、上記センサ装置から上記信号を受けて上記信号を処理する信号処理回路と
を備え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 outer peripheral surface;
A second race member having a raceway surface on an inner peripheral surface;
A plurality of rolling elements disposed between the raceway surface of the first raceway member and the raceway surface of the second raceway member;
A cap member fixed to the second raceway member and sealing one end of the first raceway member in the axial direction;
A sensor device that outputs a signal based on at least one of a displacement of the first track member relative to the second track member and a relative rotational speed of the first track member relative to the second track member;
An in-cap substrate located inside the cap member;
And a signal processing circuit that receives the signal from the sensor device and processes the signal. The signal processing circuit is disposed on the in-cap substrate.
上記第1軌道部材は、上記外周面に軌道面を有する部材と、この部材に移動不可に固定されている全ての部材からなるものとする。 The said 1st track member shall consist of a member which has a track surface in the said outer peripheral surface, and all the members fixed to this member so that a movement is impossible.
本発明によれば、上記信号処理回路が、上記キャップ内に位置するキャップ内基板に配置されているから、センサ装置と、上記信号処理回路とを接続する信号線の長さを、格段に短くできる。したがって、センサが出力する信号にノイズが載りにくくなり、変位や回転速度をより正確に検出することができる。 According to the present invention, since the signal processing circuit is arranged on the in-cap substrate located in the cap, the length of the signal line connecting the sensor device and the signal processing circuit is remarkably shortened. it can. Therefore, it is difficult for noise to appear in the signal output from the sensor, and displacement and rotation speed can be detected more accurately.
また、上記キャップ部材は、外部に面する表面積が大きくて、放熱性に優れるから、上記キャップ部材の内部に存在する信号処理回路に到達する熱量が小さくなる。したがって、上記信号処理回路を構成する電子部品が熱によって劣化することを抑制できる。 Further, since the cap member has a large surface area facing the outside and is excellent in heat dissipation, the amount of heat reaching the signal processing circuit existing inside the cap member is small. Therefore, it can suppress that the electronic component which comprises the said signal processing circuit deteriorates with a heat | fever.
また、本発明によれば、上記信号処理回路が、キャップ部材内に位置するキャップ内基板に配置されているから、ほこりに起因する信号処理回路の劣化が発生することがない。 Further, according to the present invention, since the signal processing circuit is arranged on the in-cap substrate located in the cap member, the signal processing circuit is not deteriorated due to dust.
また、一実施形態では、
上記センサ装置は、
上記第1軌道部材が貫通している貫通穴を有する環状かつ板状のコイル配置用基板と、
上記コイル配置用基板の一方の側のコイル配置面上に、上記第1軌道部材を全周に亘って取り巻くように配置された平面状の第1コイルと、
上記コイル配置面上に配置されると共に、上記信号を出力する平面状の第2コイルと
を備え、
上記コイル配置面において上記第2コイルが囲んでいる部分は、上記貫通穴よりも上記コイル配置用基板の径方向の外方に位置している。
In one embodiment,
The sensor device is
An annular and plate-like coil arrangement substrate having a through hole through which the first track member passes;
A planar first coil arranged on the coil arrangement surface on one side of the coil arrangement substrate so as to surround the first track member over the entire circumference;
A planar second coil that is disposed on the coil placement surface and outputs the signal;
The portion of the coil placement surface that is surrounded by the second coil is located outward in the radial direction of the coil placement board with respect to the through hole.
上記実施形態によれば、後述の実地例の記載のように、センサ装置のセンサ本体の軸方向の寸法を略基板の厚さ程度まで急激に小さくできる。したがって、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。 According to the above-described embodiment, the axial dimension of the sensor main body of the sensor device can be drastically reduced to approximately the thickness of the substrate, as described in a practical example described later. Therefore, the rolling bearing device with sensor can be made compact.
また、一実施形態では、
上記センサ装置は、コイルを備え、そのコイルのインダクタンスの変動に基づいて上記変位および上記相対回転速度のうちの少なくとも一方に基づく信号を出力する。
In one embodiment,
The sensor device includes a coil, and outputs a signal based on at least one of the displacement and the relative rotational speed based on a variation in inductance of the coil.
上記実施形態によれば、信頼性の高いインダクタンス型のセンサ装置を用いて、検出すべき物理量をより正確に検出することができる。 According to the embodiment, the physical quantity to be detected can be detected more accurately using the highly reliable inductance type sensor device.
本発明のセンサ付き転がり軸受装置によれば、信号処理回路が、キャップ内に位置するキャップ内基板に配置されているから、センサ装置と、信号処理回路とを接続する信号線の長さを格段に短くできて、変位情報や回転速度情報等の物理情報を含んだ信号に含まれるノイズを小さくできる。したがって、変位や回転速度をより正確に検出することができる。 According to the rolling bearing device with a sensor of the present invention, since the signal processing circuit is disposed on the in-cap substrate located in the cap, the length of the signal line connecting the sensor device and the signal processing circuit is greatly reduced. The noise included in the signal including physical information such as displacement information and rotation speed information can be reduced. Therefore, it is possible to detect the displacement and the rotational speed more accurately.
また、本発明のセンサ付き転がり軸受装置によれば、上記キャップ部材は、外部に面する表面積が大きくて、放熱性に優れるから、キャップ部材に伝導してきた熱力のうちで、上記キャップ部材の内部に存在する信号処理回路に到達する熱量が小さくなる。したがって、上記信号処理回路を構成する電子部品が熱によって劣化することを抑制できる。 Further, according to the rolling bearing device with a sensor of the present invention, the cap member has a large surface area facing the outside and is excellent in heat dissipation. Therefore, among the thermal forces conducted to the cap member, The amount of heat that reaches the signal processing circuit existing in is reduced. Therefore, it can suppress that the electronic component which comprises the said signal processing circuit deteriorates with a heat | fever.
また、本発明のセンサ付き転がり軸受装置によれば、上記信号処理回路が、キャップ部材内に位置するキャップ内基板に配置されているから、ほこりに起因する信号処理回路の劣化が発生することがない。 Further, according to the rolling bearing device with a sensor of the present invention, since the signal processing circuit is arranged on the in-cap substrate located in the cap member, the signal processing circuit may be deteriorated due to dust. Absent.
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、本発明の一実施形態のセンサ付き転がり軸受装置である従動輪用の車両用転がり軸受装置(従動輪用のハブユニット)の軸方向の断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view in the axial direction of a vehicle rolling bearing device for a driven wheel (a hub unit for a driven wheel) which is a rolling bearing device with a sensor according to an embodiment of the present invention.
このセンサ付き転がり軸受装置は、内軸1と、内輪2と、第2軌道部材としての外輪3と、キャップ部材5と、転動体の一例としての複数の玉7と、ナット8と、センサ装置10とを備える。
This sensor-equipped rolling bearing device includes an inner shaft 1, an
また、このセンサ付き転がり軸受装置は、キャップ部材5の内部に、キャップ内基板15と、キャップ内基板15に実装された複数の電子部品17とを備える。上記複数の電子部品17は、信号処理回路18を構成している。上記電子部品17は、キャップ内基板15の両面に実装されている。
The sensor-equipped rolling bearing device includes an in-
上記内軸1は、小径軸部19と、中径軸部20と、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30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、紙面の右側に図示しない外周軌道面としてのアンギュラ型の軌道溝を有し、この軌道溝の外径は、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
上記内軸1は、軸方向の大径軸部21側の端部(紙面の右側、図示せず)に、ブレーキディスクを取り付けるための、ブレーキディスク取付用のフランジを有している。
The inner shaft 1 has a brake disk mounting flange for mounting a brake disk at an end (on the right side of the drawing, not shown) on the large-
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、外周軌道面としてのアンギュラ型の軌道溝27を有している。この軌道溝27の外径は、大径軸部22から離れるにしたがって、大きくなっている。
The
上記内輪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。また、上記ナット8が、小径軸部19のネジに螺合している。上記内輪2の軸方向の大径軸部21側とは反対側の端面は、ナット8の軸方向の大径軸部21側の端面に当接している。上記ナット8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
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、第1の内周軌道面としてのアンギュラ型の第1軌道溝28と、第2の内周軌道面としてのアンギュラ型の第2軌道溝(紙面の右側に存在、図示せず)とを有している。上記複数の玉7は、内輪2の軌道溝27と、外輪3の第1軌道溝28との間に、保持器29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。また、図示しないが、玉7とは別の複数の玉が、紙面の右側において、内軸1の軌道溝と、外輪3の上記第2軌道溝との間に、保持器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
上記キャップ部材5は、内軸1の軸方向の車輪接続側とは反対側の端部を密封している。上記キャップ部材5は、環状の芯金部31と、樹脂モールド部32とを有する。上記芯金部31は、大径円筒部33、小径円筒部34および円板部35を有し、大径円筒部33は、外輪3の車輪接続側とは反対側の端部の内周面に、締め代を有した状態で、内嵌されて固定されている。また、上記小径円筒部34は、大径円筒部33の外径よりも小さい外径を有し、大径円筒部33に段部を介して連なっている。上記小径円筒部34は、略軸方向に延在している。また、上記円板部35は、小径円筒部34の大径円筒部33とは反対側の端部から径方向の内方に略径方向に延在している。
The
上記樹脂モールド部32は、芯金部31の小径円筒部34よりも径方向の内方および芯金部31の円板部53よりも軸方向の内軸1側に位置している。上記樹脂モールド部32は、芯金部31の小径円筒部34の内周面34、および、円板部35の軸方向の内軸1側の端面に沿うように形成されている。詳しくは、上記樹脂モールド部32は、断面コ字形状であり、筒状部40および円板部41を有している。上記円筒部40は、略軸方向に延在している一方、円板部41は、略径方向に延在している。上記筒状部40は、芯金部31の小径筒部34の内周面に当接する外周面を有する一方、円板部41は、芯金部31の軸方向の内軸1側の端面に当接する軸方向の端面を有している。
The
上述のように、上記樹脂モールド部32の内部には、キャップ内基板15が配置されている。上記キャップ内基板15は、円板形状を有している。上記キャップ内基板15の外径は、芯金部31の小径円筒部34の内周面の内径と略同じ寸法に設定されている。上記キャップ内基板15の外周面は、芯金部31の小径円筒部34の内周面に当接している。上記キャップ内基板15は、略径方向に延在している。
As described above, the in-
上記センサ装置10は、センサ本体50と、磁性体からなるターゲット部材51とを有している。上記センサ本体50は、コイル配置用基板70と、第1コイル71と、第2コイル72とを有する。
The
上記コイル配置基板70は、ガラス布基材エポキシ樹脂からなっている。上記コイル配置用基板70は、板状かつ環状であって貫通穴89を有し、内軸1は、この貫通穴89を貫通している。
The
上記コイル配置基板70の外周面は、芯金部31の大径円筒部33の内周面に当接している。上記コイル配置基板70は、樹脂モールド部32の軸方向の玉7側の端面に固定されている。上記コイル配置基板70は、略外輪3の径方向に延在している。また、上記第1コイル71は、第2コイル72よりも径方向の内方に位置している。
The outer peripheral surface of the
上記ターゲット部材51は、略筒状の形状を有している。上記ターゲット部材51の軸方向の一端部は、内輪2の円筒外周面における軸方向のナット8側の端部に圧入によって押しこまれている。上記ターゲット部材51の軸方向の一端部は、内輪2の外周面の一端部としての円筒外周面58に締まり嵌めにより外嵌されて固定されている。
The
この明細書では、第1軌道部材は、外周に軌道面を有する部材、すなわち、内軸1および内輪2と、この内軸1および内輪2に移動不可に固定されている全ての部材から構成されており、内軸1、内輪2およびターゲット部材51の夫々は、第1軌道部材の一部を構成している。
In this specification, the first track member is composed of members having track surfaces on the outer periphery, that is, the inner shaft 1 and the
図2は、上記コイル配置用基板70の周辺部を模式的に示す模式図である。
FIG. 2 is a schematic view schematically showing a peripheral portion of the
図2に示すように、上記ターゲット部材51は、環状の基板70の貫通穴89を貫通している。上記第1コイル71は、平面状の形状を有し、ターゲット部材51(第1軌道部材)を全周に亘って取り巻くように基板70の一方の面75に形成されている。一方、第2コイル72は、平面状の形状を有し、第1コイル71に接触しないように、上記一方の面75に渦巻状に形成されている。上記第2コイル72は、上記第1軌道部材を取り巻かないように配置されている。上記基板70の上記一方の面75において第2コイル72が囲んでいる部分は、基板70の貫通穴89よりも、基板70の径方向の外方に位置している。
As shown in FIG. 2, the
上記第2コイル72は、4つ存在し、4つの第2コイル72は、周方向に等間隔に配置されている。上記キャップ内基板15(図1参照)には、発振器90(駆動回路)が配置されており、この発振器70は、ケーブル91を介して第1コイル71に接続されている。
There are four
上記発振器90で、例えば、100KHzから10MHzまでの高周波電流が生成され、この高周波電流が、ケーブル91を介して第1コイル71に流れ込むようになっている。
The
上記ターゲット部材51は、磁性体からなっているから、第1コイル71で生成された磁束が、ターゲット部材51を通過することになる。したがって、上記ターゲット部材51に荷重が作用して、上記ターゲット部材51が、ある第2コイル72に近づくと、第1コイル71が生成する高周波の磁場に基づいてその第2コイル72に発生する誘導起電力が大きくなる一方、ターゲット部材51に荷重が作用して、ターゲット部材51が、ある第2コイル72から遠ざかると、第1コイル71が生成する高周波の磁場に基づいてその第2コイル72に発生する誘導起電力が小さくなる。
Since the
したがって、この実施形態のように、上記ターゲット部材51が同一の磁性体で形成されている場合には、各第2コイル72が生成する誘導起電力を測定すれば、各第2コイル72とターゲット部材51との距離を測定できる。
Therefore, in the case where the
また、例えば、上記第1コイルに径方向に対向するターゲット部材の部分が、周方向に交互に位置し、かつ、互いに透磁率が異なる二つの部分(第1部分および第2部分)で形成されている場合、または、周方向に歯車状に凹凸が繰り返されている場合には、第2コイルが生成する誘導起電力が、基板に対するスリンガの相対回転速度(第1軌道部材に対する第2軌道部材の相対回転速度)に依存する周期性を有する誘導起電力になり、この周期を検出することによって、第1軌道部材に対する第2軌道部材の回転速度を検出できる。 Further, for example, the portion of the target member that faces the first coil in the radial direction is formed of two portions (a first portion and a second portion) that are alternately positioned in the circumferential direction and have different magnetic permeability. Or when the irregularities are repeated in a gear shape in the circumferential direction, the induced electromotive force generated by the second coil is the relative rotational speed of the slinger with respect to the substrate (the second track member with respect to the first track member). The relative electromotive force of the second raceway member relative to the first raceway member can be detected by detecting the period.
話を戻して、上記各第2コイル72は図示しない信号線を介して、上記キャップ内基板15の信号処理回路18に接続されている。上記信号処理回路18は、各第2コイル72からの信号(微弱な信号)を受けて、この信号を、オペアンプを有する周知の増幅回路で増幅したり、周知の包絡線検波回路で包絡線検波を行う等して、上記第2コイルに発生した誘電起電力から第1軌道部材に対する第2軌道部材の変位情報が顕著である信号を生成するようになっている。
Returning to the description, each of the second coils 72 is connected to the
上記実施形態のセンサ付き転がり軸受装置によれば、上記信号処理回路18が、キャップ部材5内に位置するキャップ内基板15に配置されているから、信号処理回路がキャップ部材に対する転動体側とは反対側に位置する従来の構成と比較して、センサ装置10と信号処理回路18とを接続する信号線の長さを格段に短くできる。したがって、センサが出力する信号にノイズが載りにくくなり、変位や回転速度をより正確に検出することができる。また、特に、センサ本体50からの信号が微弱な信号であったとしても、この微弱な信号から確実に物理情報を拾い上げることができる。
According to the rolling bearing device with a sensor of the above embodiment, the
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、上記キャップ部材5は、外部に面する表面積が大きくて、放熱性に優れるから、キャップ部材5の内部に存在する信号処理回路18に到達する熱量が小さくなる。したがって、上記信号処理回路18を構成する電子部品17が熱によって劣化することを抑制できる。
Moreover, according to the rolling bearing device with a sensor of the said embodiment, since the said
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、転動体である玉7が転動することによって発生する風を受ける位置に存在するキャップ部材5内に、信号処理回路18を構成する電子部品17が実装されたキャップ内基板15が配置されているから、上記風によってキャップ部材5の放熱効果を更に向上させることができて、この理由からも上記電子部品17の熱による劣化を抑制することができる。
Moreover, according to the rolling bearing device with a sensor of the said embodiment, the electronic which comprises the
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、上記信号処理回路18が、キャップ部材5内に位置するキャップ内基板15に配置されているから、ほこりに起因する電子部品17の劣化が発生することがない。
Moreover, according to the rolling bearing device with a sensor of the said embodiment, since the said
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、センサ本体50が、基板70およびその基板60の一面75に形成されたコイル71,72からなるから、センサ本体50の軸方向の寸法を略基板70の厚さ程度まで急激に小さくすることができる。したがって、センサ付き転がり軸受装置をコンパクトにすることができて、センサ付き転がり軸受装置の配置スペースを小さくすることができる。
Moreover, according to the rolling bearing device with a sensor of the said embodiment, since the sensor
尚、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受装置では、第2コイル72が4つ存在していたが、この発明では、第2コイルは、4以外の如何なる自然数存在していても良い。
In addition, in the rolling bearing device with a sensor of the said embodiment, the four
また、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受装置では、2つのコイル71,72からなるコイルの組が、軸方向に一列に配置されていたが、この発明では、図3に示すような2つのコイルの組を、基板の両側に形成したり、あるいは、複数の基板を違いに平行に配置して、各基板の面に、図3に示すような2つのコイルの組を形成することにより、図3に示すような2つのコイルの組を、軸方向に複列に配置しても良い。
Moreover, in the rolling bearing device with a sensor of the said embodiment, although the group of the coil which consists of two
例えば、図3に示すような2つのコイルの組を軸方向に2列に配置し(一方の組の第1軌道部材を取り巻くコイルを第1コイル、その第1コイルの径方向の外方に位置するコイルを第2コイル、また、他方の組の第1軌道部材を取り巻くコイルを第3コイル、その第3コイルの径方向の外方に位置するコイルを第4コイルとする)、更に、第2コイルおよび第4コイルの夫々に径方向に対向する第1軌道部材の外周面の部分に凹部や透磁率が周辺と異なる領域を形成すると、このセンサ付き転がり軸受装置に作用している5つの荷重を検出することができる(特開2007−127253号公報参照、この公報に開示されている5つの荷重を検出する方法は、基板70を有するセンサ本体50を使用する本実施形態でも、全く同様に使用することができる。)。
For example, two sets of coils as shown in FIG. 3 are arranged in two rows in the axial direction (the coil surrounding one set of first track members is the first coil, and the first coil is radially outward of the first coil). A second coil, a coil surrounding the first track member of the other set is a third coil, and a coil located radially outward of the third coil is a fourth coil), If a recess or a region having a different magnetic permeability from the periphery is formed on the outer peripheral surface of the first race member facing the second coil and the fourth coil in the radial direction, this acts on the rolling bearing device with
また、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受装置では、センサ装置10で変位を検出するようにしたが、この発明では、第1コイルに径方向に対向する磁性体からなるターゲット部材の部分を、周方向に交互に位置し、かつ、互いに透磁率が異なる二つの部分(第1部分および第2部分)で形成するか、または、周方向に歯車状に凹凸が繰り返されている構成にしても良い。
Further, in the rolling bearing device with a sensor according to the above embodiment, the
この場合、第2コイルが生成する誘導起電力が、基板に対するスリンガの相対回転速度(第1軌道部材に対する第2軌道部材の相対回転速度)に依存する周期性を有する誘導起電力になるから、この周期を検出することによって、第1軌道部材に対する第2軌道部材の回転速度を検出できる。 In this case, the induced electromotive force generated by the second coil becomes an induced electromotive force having periodicity that depends on the relative rotation speed of the slinger with respect to the substrate (the relative rotation speed of the second track member with respect to the first track member). By detecting this period, the rotational speed of the second track member relative to the first track member can be detected.
また、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受装置では、基板70を有するセンサ本体50を有するセンサ装置10を使用したが、この発明では、センサ装置として、コイルを有し、かつ、コイルのインダクタンスの変位に基づいて、第1軌道部材に対する第2軌道部材の変位を検出するようにしても良く(特開2007−127253号公報参照)、この場合、信頼性の高いインダクタンス型のセンサ装置を用いて、検出すべき物理量をより正確に検出することができる。
Moreover, in the rolling bearing device with a sensor of the said embodiment, although the
尚、本発明で使用できるセンサ装置は、上記実施形態で説明した基板を利用したセンサ装置や、インダクタンス型の変位センサを利用したセンサ装置に限らないことは言うまでもない。すなわち、本発明で使用できるセンサ装置は、ホール素子を利用するセンサ装置等、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。 Needless to say, the sensor device that can be used in the present invention is not limited to the sensor device using the substrate described in the above embodiment or the sensor device using the inductance type displacement sensor. 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 capable of detecting a gap, such as a sensor device using a Hall element.
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.
1 内軸
2 内輪
3 外輪
5 キャップ部材
7 玉
10 センサ装置
15 キャップ内基板
18 信号処理回路
70 コイル配置用基板
71 第1コイル
72 第2コイル
89 貫通穴
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
内周面に軌道面を有する第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る複数の転動体と、
上記第2軌道部材に固定されると共に、上記第1軌道部材の軸方向の一端部を密封するキャップ部材と、
上記第2軌道部材に対する上記第1軌道部材の変位および上記第2軌道部材に対する上記第1軌道部材の相対回転速度のうちの少なくとも一方に基づく信号を出力するセンサ装置と、
上記キャップ部材の内部に位置するキャップ内基板と、
上記キャップ内基板上に配置されると共に、上記センサ装置から上記信号を受けて上記信号を処理する信号処理回路と
を備え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 outer peripheral surface;
A second race member having a raceway surface on an inner peripheral surface;
A plurality of rolling elements disposed between the raceway surface of the first raceway member and the raceway surface of the second raceway member;
A cap member fixed to the second raceway member and sealing one end of the first raceway member in the axial direction;
A sensor device that outputs a signal based on at least one of a displacement of the first track member relative to the second track member and a relative rotational speed of the first track member relative to the second track member;
An in-cap substrate located inside the cap member;
A sensor-equipped rolling bearing device, comprising: a signal processing circuit arranged on the in-cap substrate and receiving the signal from the sensor device and processing the signal.
上記センサ装置は、
上記第1軌道部材が貫通している貫通穴を有する環状かつ板状のコイル配置用基板と、
上記コイル配置用基板の一方の側のコイル配置面上に、上記第1軌道部材を全周に亘って取り巻くように配置された平面状の第1コイルと、
上記コイル配置面上に配置されると共に、上記信号を出力する平面状の第2コイルと
を備え、
上記コイル配置面において上記第2コイルが囲んでいる部分は、上記貫通穴よりも上記コイル配置用基板の径方向の外方に位置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 sensor device is
An annular and plate-like coil arrangement substrate having a through hole through which the first track member passes;
A planar first coil arranged on the coil arrangement surface on one side of the coil arrangement substrate so as to surround the first track member over the entire circumference;
A planar second coil that is disposed on the coil placement surface and outputs the signal;
The rolling bearing device with a sensor is characterized in that a portion of the coil placement surface surrounded by the second coil is located on the outer side in the radial direction of the coil placement board with respect to the through hole.
上記センサ装置は、コイルを備え、そのコイルのインダクタンスの変動に基づいて上記変位および上記相対回転速度のうちの少なくとも一方に基づく信号を出力す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 sensor device includes a coil and outputs a signal based on at least one of the displacement and the relative rotational speed based on a variation in inductance of the coil.
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- 2007-12-17 JP JP2007324680A patent/JP2009144857A/en active Pending
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