JP2009144897A - Rolling bearing device with sensor - Google Patents

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JP2009144897A
JP2009144897A JP2007325899A JP2007325899A JP2009144897A JP 2009144897 A JP2009144897 A JP 2009144897A JP 2007325899 A JP2007325899 A JP 2007325899A JP 2007325899 A JP2007325899 A JP 2007325899A JP 2009144897 A JP2009144897 A JP 2009144897A
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Nobutsuna Motohashi
信綱 本橋
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact and inexpensive rolling bearing device with a sensor, reduced in an arranging space of an ABS sensor. <P>SOLUTION: The ABS sensor is composed of: a substrate 70, a first coil 71 arranged on a first surface 75 on one side of the substrate 70 so as to surround a first track member over the whole periphery; and a second coil 72 arranged on the first surface 75 so as not to surround the first track member. A rotating object speed detecting part formed by alternately arranging a plurality of same first parts 81 having first magnetic permeability and a plurality of same second parts (unillustrated) having second magnetic permeability different from the first magnetic permeability, in the peripheral direction of a cylindrical part 77 of a slinger 51, is formed in an opposite part in the radial direction to the first coil 71 in the cylindrical part 77 of the slinger 51. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、センサと、軌道部材とを備えるセンサ付き転がり軸受装置に関し、例えば、変位センサを有する車輪用転がり軸受装置(ハブユニット)に関する。   The present invention relates to a sensor-equipped rolling bearing device including a sensor and a raceway member, for example, a wheel rolling bearing device (hub unit) having a displacement sensor.

従来、車輪用転がり軸受装置としては、特開2007−127253号公報(特許文献1)に記載されているものがある。   Conventionally, as a rolling bearing device for wheels, there is one 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.

上記従来の車輪用転がり軸受装置では、上記インダクタンス型の変位センサを、軸方向に2列に配置しなくてはいけなくて、上記インダクタンス型の変位センサの配置スペースが大きいから、車輪用転がり軸受装置の小型化を行いにくい。   In the above conventional wheel rolling bearing device, the inductance type displacement sensors must be arranged in two rows in the axial direction, and the arrangement space for the inductance type displacement sensor is large. It is difficult to reduce the size of the device.

特に、車輪用転がり軸受装置が、駆動輪用の車輪用転がり軸受装置である場合には、変位センサの配置スペースの確保が難しく、変位センサを、現在では装備が当たり前になっているABSセンサの配置空間に配置しなければならないから、従来の配置スペースが大きい変位センサでは、変位センサの配置が、ABSセンサの配置に影響を及ぼし好ましくない。
特開2007−127253号公報
In particular, when the wheel rolling bearing device is a wheel rolling bearing device for a driving wheel, it is difficult to secure a space for disposing the displacement sensor. In the conventional displacement sensor having a large arrangement space, the arrangement of the displacement sensor has an influence on the arrangement of the ABS sensor.
JP 2007-127253 A

そこで、本発明の課題は、ABSセンサの配置スペースが小さくて、コンパクトで安価なセンサ付き転がり軸受装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a compact and inexpensive rolling bearing device with a sensor, in which an ABS sensor is disposed in a small space.

また、特に、ABSセンサおよび変位センサを、容易に配置でき、かつ、コンパクトで安価なセンサ付き転がり軸受装置を提供することにある。   It is another object of the present invention to provide a compact and inexpensive rolling bearing device with a sensor in which an ABS sensor and a displacement sensor can be easily arranged.

また、特に、回転速度、かつ、3つの並進荷重および2つのモーメント荷重を算出でき、かつ、コンパクトかつ安価な車輪用転がり軸装置を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a wheel rolling shaft device that can calculate a rotational speed, three translation loads, and two moment loads, and that is compact and inexpensive.

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第1基板と、
上記第1基板の一方の側の第1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、
上記第1面上に配置された平面状の第2コイルと
を備え、
上記第1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第1基板の径方向の外方に位置し、
上記第1コイルの上記径方向の内方側で、かつ、上記第1コイルに上記径方向に対向する箇所に、上記第1軌道部材の周方向に延在する環状の被回転速度検出部を有し、
上記回転速度検出部の構造に基づく上記第1コイルが生成する磁場の変動を上記第2コイルで検出し、上記第2コイルが出力した信号に基づいて、上記第2軌道部材に対する上記第1軌道部材の回転速度を検出する回転速度検出部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;
An annular and plate-like first substrate having a through hole through which the first track member passes;
A planar first coil disposed on the first surface on one side of the first substrate so as to surround the first track member over the entire circumference;
A planar second coil disposed on the first surface,
The portion of the first surface surrounded by the second coil is located on the outer side in the radial direction of the first substrate than the through hole,
An annular rotational speed detector extending in the circumferential direction of the first track member is provided at an inner side in the radial direction of the first coil and at a location facing the first coil in the radial direction. Have
Fluctuation of the magnetic field generated by the first coil based on the structure of the rotational speed detection unit is detected by the second coil, and the first track with respect to the second track member is detected based on the signal output by the second coil. A rotation speed detection unit for detecting the rotation speed of the member is provided.

本発明によれば、ABSセンサ(この明細書では、ABSセンサを、回転速度を検出するセンサとして定義する)を、基板の一面に配置されたコイルで構成するから、ABSセンサの軸方向の寸法を、基板の厚さ程度まで小さくできて、ABSセンサの軸方向の寸法を、従来使用されているパルサリングを使用するABSセンサ等と比較して、急激に小さくできる。   According to the present invention, the ABS sensor (in this specification, the ABS sensor is defined as a sensor that detects the rotational speed) is configured by a coil disposed on one surface of the substrate. Can be reduced to about the thickness of the substrate, and the axial dimension of the ABS sensor can be drastically reduced as compared with an ABS sensor using a pulsar ring which has been conventionally used.

また、ABSセンサの軸方向の寸法を、基板の厚さ程度まで小さくできるから、ABSセンサの配置スペースに変位センサを容易に配置できる。   Moreover, since the dimension of the ABS sensor in the axial direction can be reduced to about the thickness of the substrate, the displacement sensor can be easily arranged in the arrangement space of the ABS sensor.

また、本発明によれば、例えば、ABSセンサを、ガラス基板と、ガラス基板にプリントされた配線とで構成することができるから、ABSセンサとして、比較的高価なパルサリングを使用しているABSセンサ等を使用している従来のセンサ付き転がり軸受装置と比較して、ABSセンサの製造コストを急激に小さくすることができる。したがって、従来のセンサ付き転がり軸受装置を比較して、製造コストが小さくなる。   In addition, according to the present invention, for example, an ABS sensor can be composed of a glass substrate and wiring printed on the glass substrate. Therefore, an ABS sensor using a relatively expensive pulsar ring as the ABS sensor. The manufacturing cost of the ABS sensor can be drastically reduced as compared with a conventional rolling bearing device with a sensor using the above. Therefore, the manufacturing cost is reduced as compared with a conventional rolling bearing device with a sensor.

また、一実施形態では、
上記第1基板は、上記第2軌道部材の径方向に略平行に配置され、
上記第1基板の上記第1面に略平行な面を有すると共に、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第2基板と、
上記第2基板の上記第1面に略平行な面上に、上記第1軌道部材の上記外周面を全周に亘って取り巻くように配置された平面状の第3コイルと、
上記第2基板の上記第1面に略平行な面上に配置された平面状の第4コイルと
を備え、
上記第2基板の上記第1面に略平行な面において上記第4コイルが囲んでいる部分は、上記第2基板の上記貫通穴よりも径方向の外方に位置している。
In one embodiment,
The first substrate is disposed substantially parallel to the radial direction of the second track member,
An annular and plate-like second substrate having a surface substantially parallel to the first surface of the first substrate and having a through hole through which the first track member passes;
A planar third coil disposed on a surface substantially parallel to the first surface of the second substrate so as to surround the outer peripheral surface of the first track member over the entire circumference;
A planar fourth coil disposed on a surface substantially parallel to the first surface of the second substrate,
A portion surrounded by the fourth coil on a surface substantially parallel to the first surface of the second substrate is located radially outward from the through hole of the second substrate.

上記実施形態によれば、上記第1コイルおよび第2コイルの組に対して軸方向に間隔をおいて、第3コイルおよび第4コイルの組を形成している。ここで、第3コイルおよび第4コイルの組は、実施形態で説明するようにギャップセンサとして機能させることができる。したがって、上記実施形態によれば、回転速度を検出できると共に、径方向の変位を測定できる。   According to the embodiment described above, the third coil and the fourth coil are formed at an interval in the axial direction with respect to the first coil and the second coil. Here, the set of the third coil and the fourth coil can function as a gap sensor as described in the embodiment. Therefore, according to the above embodiment, the rotational speed can be detected and the radial displacement can be measured.

また、一実施形態では、
上記第1基板の他方の側の第2面上に、上記第1軌道部材の上記外周面を全周に亘って取り巻くように配置された平面状の第3コイルと、
上記第2面上に配置された平面状の第4コイルと
を備え、
上記第2面において上記第4コイルが囲んでいる部分は、上記貫通穴よりも上記第1基板の径方向の外方に位置している。
In one embodiment,
A planar third coil disposed on the second surface on the other side of the first substrate so as to surround the outer peripheral surface of the first track member over the entire circumference;
A planar fourth coil disposed on the second surface,
The portion of the second surface that is surrounded by the fourth coil is located outward in the radial direction of the first substrate from the through hole.

上記実施形態によれば、上記第1コイルおよび第2コイルの組に対して軸方向に間隔をおいて、第3コイルおよび第4コイルの組を形成している。ここで、第3コイルおよび第4コイルの組は、実施形態で説明するようにギャップセンサとして機能させることができる。したがって、上記実施形態によれば、回転速度を検出できると共に、径方向の変位を測定できる。   According to the embodiment described above, the third coil and the fourth coil are formed at an interval in the axial direction with respect to the first coil and the second coil. Here, the set of the third coil and the fourth coil can function as a gap sensor as described in the embodiment. Therefore, according to the above embodiment, the rotational speed can be detected and the radial displacement can be measured.

また、一実施形態では、
上記第1基板は、上記第2軌道部材の径方向に略平行に配置され、
上記第1基板の上記第1面に略平行な面を有すると共に、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第2基板と、
上記第2基板の上記第1面に略平行な面上に、上記第1軌道部材の上記外周面を全周に亘って取り巻くように配置された平面状の第3コイルと、
上記第2基板の上記第1面に略平行な面上に配置された平面状の第4コイルと
を備え、
上記第2基板の上記第1面に略平行な面において上記第4コイルが囲んでいる部分は、上記第2基板の上記貫通穴よりも径方向の外方に位置し、
上記第1基板の他方の側の第2面上に、上記第1軌道部材の上記外周面を全周に亘って取り巻くように配置された平面状の第5コイルと、
上記第2面上に配置された平面状の第6コイルと
を備え、
上記第2面において上記第6コイルが囲んでいる部分は、上記第1基板の上記貫通穴よりも上記第1基板の径方向の外方に位置している。
In one embodiment,
The first substrate is disposed substantially parallel to the radial direction of the second track member,
An annular and plate-like second substrate having a surface substantially parallel to the first surface of the first substrate and having a through hole through which the first track member passes;
A planar third coil disposed on a surface substantially parallel to the first surface of the second substrate so as to surround the outer peripheral surface of the first track member over the entire circumference;
A planar fourth coil disposed on a surface substantially parallel to the first surface of the second substrate,
A portion surrounded by the fourth coil on a surface substantially parallel to the first surface of the second substrate is located radially outward from the through hole of the second substrate,
A planar fifth coil arranged on the second surface on the other side of the first substrate so as to surround the outer peripheral surface of the first track member over the entire circumference;
A planar sixth coil disposed on the second surface,
The portion of the second surface surrounded by the sixth coil is located on the outer side of the first substrate in the radial direction than the through hole of the first substrate.

上記実施形態によれば、回転速度を検出するのに使用する第1および第2コイル以外に、第1軌道部材の上記外周面を全周に亘って取り巻くように形成されるコイルと、そのコイルと同じ基板の面に配置されると共に、コイルが囲んでいる部分が、基板の貫通穴よりも径方向の外方に位置しているコイルとの組が、軸方向に2列に配置されているから、回転速度の他に、転がり軸受に作用しているモーメント荷重を検出できる。   According to the embodiment, in addition to the first and second coils used to detect the rotational speed, the coil formed so as to surround the outer peripheral surface of the first track member over the entire circumference, and the coil Are arranged in two rows in the axial direction, with the coil being placed on the same board surface and the coil surrounding part being positioned radially outward from the through hole of the board. Therefore, in addition to the rotational speed, the moment load acting on the rolling bearing can be detected.

また、一実施形態では、
上記第1軌道部材と上記第2軌道部材との間をシールするシール装置を備え、
上記第1基板は、上記シール装置に固定されている。
In one embodiment,
A seal device for sealing between the first track member and the second track member;
The first substrate is fixed to the sealing device.

上記実施形態によれば、ABSセンサを、シール装置に一体に配置できるから、センサ付き転がり軸受装置が、よりコンコンパクトになる。また、例えば、センサ付き転がり軸受装置が、駆動輪用の車輪用転がり軸受装置である場合、ABSセンサを、等速ジョイントに近接するシール装置に固定できるから、センサ付き転がり軸受装置が、センサの配置スペースが小さい駆動輪用の車輪用転がり軸受装置であっても、ABSセンサを容易に配置できる。   According to the above embodiment, since the ABS sensor can be arranged integrally with the seal device, the sensor-equipped rolling bearing device becomes more compact. Further, for example, when the rolling bearing device with sensor is a wheel rolling bearing device for driving wheels, the ABS sensor can be fixed to the seal device close to the constant velocity joint. Even in the case of a wheel rolling bearing device for driving wheels having a small arrangement space, the ABS sensor can be easily arranged.

また、一実施形態では、
上記シール装置は、金属製の芯金部と、上記芯金部に固着されたゴム製の弾性部とを有し、
上記第1基板は、上記弾性部に固定されている。
In one embodiment,
The sealing device has a metal cored bar part and a rubber elastic part fixed to the cored bar part,
The first substrate is fixed to the elastic part.

上記実施形態によれば、上記第1基板は、ゴム製の上記弾性部に固定されるから、上記弾性部をクッションとして機能させることができて、第1基板の破損を防止しながら、第1基板を確実に固定することができる。   According to the embodiment, since the first substrate is fixed to the elastic portion made of rubber, the elastic portion can function as a cushion, and the first substrate can be prevented from being damaged. The substrate can be securely fixed.

また、上記実施形態によれば、第1基板が絶縁素材であるゴムの部材に固定されるから、回転速度信号を確実に検出できる。   Moreover, according to the said embodiment, since a 1st board | substrate is fixed to the rubber member which is an insulating material, a rotational speed signal can be detected reliably.

本発明のセンサ付き転がり軸受装置によれば、ABSセンサを、基板の一面に配置されたコイルで構成するから、ABSセンサの軸方向の寸法を、基板の厚さ程度まで小さくできて、ABSセンサの軸方向の寸法を、従来使用されているパルサリングを使用するABSセンサ等と比較して、急激に小さくできる。また、ABSセンサの軸方向の寸法を、基板の厚さ程度まで小さくできるから、ABSセンサの配置スペースに変位センサを容易に配置できる。   According to the rolling bearing device with a sensor of the present invention, since the ABS sensor is constituted by a coil disposed on one surface of the substrate, the dimension in the axial direction of the ABS sensor can be reduced to about the thickness of the substrate. Compared with the ABS sensor etc. which use the pulsar ring currently used conventionally, the dimension of can be made small rapidly. Moreover, since the dimension of the ABS sensor in the axial direction can be reduced to about the thickness of the substrate, the displacement sensor can be easily arranged in the arrangement space of the ABS sensor.

また、本発明のセンサ付き転がり軸受装置によれば、例えば、ABSセンサを、ガラス基板と、ガラス基板にプリントされた配線とで構成することができるから、ABSセンサとして、比較的高価なパルサリングを使用しているABSセンサ等を使用する従来のセンサ付き転がり軸受装置と比較して、ABSセンサの製造コストを急激に小さくすることができる。したがって、従来のセンサ付き転がり軸受装置を比較して、製造コストが小さくなる。   Moreover, according to the rolling bearing device with a sensor of the present invention, for example, an ABS sensor can be composed of a glass substrate and wiring printed on the glass substrate, so that a relatively expensive pulsar ring can be used as an ABS sensor. The manufacturing cost of the ABS sensor can be drastically reduced as compared with a conventional rolling bearing device with a sensor that uses an ABS sensor or the like. Therefore, the manufacturing cost is reduced as compared with a conventional rolling bearing device with a sensor.

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第1実施形態である駆動輪用ハブユニットの軸方向の断面図である。   FIG. 1 is a sectional view in the axial direction of a hub unit for a drive wheel, which is a first embodiment of a rolling bearing device with a sensor according to the present invention.

このハブユニットは、駆動輪用ハブ(以下単に、ハブという)1、内輪2、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、および、シール装置の一例としてのパックシール10を備える。上記ハブ1および内輪2は、第1軌道部材を構成し、外輪3は、第2軌道部材を構成している。   This hub unit includes a drive wheel hub (hereinafter simply referred to as a hub) 1, an inner ring 2, an outer ring 3, a plurality of first balls 4 as rolling elements, a plurality of second balls 5 as rolling elements, and A pack seal 10 as an example of a sealing device is provided. The hub 1 and the inner ring 2 constitute a first race member, and the outer ring 3 constitutes a second race member.

上記ハブ1は、筒部材で、内周面の一部に雌スプラインを有し、この雌スプラインは、等速ジョイント31のスプライン軸15にスプライン嵌合している。上記ハブ1は、小径軸部19と、大径軸部20とを有している。上記大径軸部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20の外周面は、軌道面としてのアンギュラ型の軌道溝を有している。この軌道溝の外径は、小径軸部19から離れるにしたがって、大きくなっている。   The hub 1 is a cylindrical member having a female spline on a part of the inner peripheral surface, and this female spline is spline-fitted to the spline shaft 15 of the constant velocity joint 31. The hub 1 has a small diameter shaft portion 19 and a large diameter shaft portion 20. The large-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 outer peripheral surface of the large-diameter shaft portion 20 has an angular track groove as a track surface. The outer diameter of the raceway groove increases as the distance from the small-diameter shaft portion 19 increases.

上記ハブ1は、軸方向の大径軸部20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)22を有している。   The hub 1 has a rotor mounting flange (or wheel mounting flange) 22 for mounting a rotor (or a wheel) (not shown) at an end of the large-diameter shaft portion 20 in the axial direction. ing.

上記内輪2は、ハブ1の小径軸部19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20側の端面は、上記段部18に当接している。上記内輪2は、その外周面の大径軸部20側に軌道面としてのアンギュラ型の軌道溝を有している。この軌道溝の外径は、大径軸部20から離れるにしたがって、大きくなっている。   The inner ring 2 is fitted and fixed to the outer peripheral surface of the small-diameter shaft portion 19 of the hub 1. The end surface of the inner ring 2 on the large diameter shaft portion 20 side in the axial direction is in contact with the stepped portion 18. The inner ring 2 has an angular track groove as a track surface on the large-diameter shaft portion 20 side of the outer peripheral surface thereof. The outer diameter of the raceway groove increases as the distance from the large diameter shaft portion 20 increases.

上記外輪3は、内軸1の小径軸部19および大径軸部20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軌道溝と、軌道面としてのアンギュラ型の第2軌道溝とを有している。上記第1軌道溝は、内輪2の軌道溝に径方向に対向し、上記第2軌道溝は、ハブ1の軌道溝に径方向に対向している。   The outer ring 3 is located radially outward of the small diameter shaft portion 19 and the large diameter shaft portion 20 of the inner shaft 1. The inner peripheral surface of the outer ring 3 has an angular first raceway groove as a raceway surface and an angular second raceway groove as a raceway surface. The first raceway groove is opposed to the raceway groove of the inner ring 2 in the radial direction, and the second raceway groove is opposed to the raceway groove of the hub 1 in the radial direction.

上記複数の第1の玉4は、内輪2の軌道溝と、外輪3の第1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。また、上記複数の第2の玉5は、ハブ1の軌道溝と、外輪3の第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 plurality of first balls 4 are disposed between the raceway groove of the inner ring 2 and the first raceway groove of the outer ring 3 in a state of being held by a cage and spaced from each other in the circumferential direction. . The plurality of second balls 5 are disposed between the raceway groove of the hub 1 and the second raceway groove of the outer ring 3 at intervals in the circumferential direction while being held by a cage. ing.

上記パックシール10は、内輪2と、外輪3との間をシールしている。尚、詳述しないが、図1において、30は、ナックルを示している。   The pack seal 10 seals between the inner ring 2 and the outer ring 3. Although not described in detail, in FIG. 1, 30 indicates a knuckle.

図2は、上記パックシール10の近傍の軸方向の拡大断面図である。   FIG. 2 is an enlarged sectional view in the axial direction in the vicinity of the pack seal 10.

上記パックシール10は、環状のシール部材50と、環状のスリンガ51とを有し、シール部材50は、SUS304L等の非磁性体の金属製の芯金部53と、弾性部54とを有している。上記芯金部53は、略筒状の筒部86と、径方向延在部87とを有し、筒部86は、外輪3に弾性部材80を介して固定されている一方、径方向延在部87は、筒部86の軸方向の玉4,5側の端部から径方向の内方に延在している。また、上記弾性部54は、芯金部53の表面に固着されている。   The pack seal 10 includes an annular seal member 50 and an annular slinger 51, and the seal member 50 includes a non-magnetic metal cored bar portion 53 such as SUS304L and an elastic portion 54. ing. The cored bar portion 53 has a substantially cylindrical tube portion 86 and a radially extending portion 87, and the tubular portion 86 is fixed to the outer ring 3 via an elastic member 80, while the radially extending portion 86. The existing portion 87 extends radially inward from the end of the cylindrical portion 86 on the side of the balls 4 and 5 in the axial direction. The elastic part 54 is fixed to the surface of the cored bar part 53.

一方、上記スリンガ51は、内輪2(図1参照)の外周面に締まり嵌めで外嵌されて固定されている。上記スリンガ51は、磁性体(例えば、SUS430)からなっている。上記スリンガ51は、内輪2に固定された円筒部77と、フランジ部78とを有し、フランジ部78は、円筒部77の軸方向の玉4,5側とは反対側の端部から径方向の外方に延在している。   On the other hand, the slinger 51 is externally fitted and fixed to the outer peripheral surface of the inner ring 2 (see FIG. 1). The slinger 51 is made of a magnetic material (for example, SUS430). The slinger 51 has a cylindrical portion 77 fixed to the inner ring 2 and a flange portion 78, and the flange portion 78 has a diameter from the end of the cylindrical portion 77 opposite to the balls 4 and 5 in the axial direction. Extends outward in the direction.

図2に示すように、上記弾性部54は、ブロック状の基部59、アキシアルリップ60、第1ラジアルリップ61、および、第2ラジアルリップ62を有し、基部59は、芯金部53に固着されている。上記基部59の軸方向の玉4,5側の面(以下、基板取付面という)83は、径方向に広がり、平面形状を有している。上記アキシアルリップ60は、フランジ部78に摺動する一方、第1および第2ラジアルリップ61,62は、円筒部77の外周面に摺動するようになっている。   As shown in FIG. 2, the elastic portion 54 has a block-like base portion 59, an axial lip 60, a first radial lip 61, and a second radial lip 62, and the base portion 59 is fixed to the cored bar portion 53. Has been. A surface (hereinafter, referred to as a board mounting surface) 83 in the axial direction of the base portion 59 on the balls 4 and 5 side extends in the radial direction and has a planar shape. The axial lip 60 slides on the flange portion 78, while the first and second radial lips 61 and 62 slide on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 77.

上記基板取付面83には、厚さが数mm程度の平板状の基板70が、接着剤で固着されている。上記基板70は、ガラス布基材エポキシ樹脂からなっている。上記基板70は、環状であり、径方向に延在している。上記基板70の基板取付面83側とは反対側の面(第1基板の一方の側の面に相当)75には、平面状の第1コイル71と、平面状の第2コイル72とが、パターン形成されている。   A flat substrate 70 having a thickness of about several mm is fixed to the substrate mounting surface 83 with an adhesive. The substrate 70 is made of a glass cloth base epoxy resin. The substrate 70 is annular and extends in the radial direction. A planar first coil 71 and a planar second coil 72 are provided on a surface (corresponding to a surface on one side of the first substrate) 75 opposite to the substrate mounting surface 83 side of the substrate 70. The pattern is formed.

上記スリンガ51の円筒部77における第1コイル71に径方向に対向する部分は、被回転速度検出部になっている。この被回転速度検出部は、第1の透磁率を有する複数個の同一の第1部分81と、第1の透磁率と異なる第2の透磁率を有する複数個の同一の第2部分(図示せず)とを、スリンガ51の円筒部77の周方向に交互に配置してなっている。   A portion of the cylindrical portion 77 of the slinger 51 that is opposed to the first coil 71 in the radial direction serves as a rotation speed detection unit. The rotational speed detection unit includes a plurality of identical first portions 81 having a first permeability and a plurality of identical second portions having a second permeability different from the first permeability (see FIG. (Not shown) are alternately arranged in the circumferential direction of the cylindrical portion 77 of the slinger 51.

図3は、上記スリンガ51、基板70、第1コイル71および第2コイル72の位置関係を示す模式図である。   FIG. 3 is a schematic diagram showing a positional relationship among the slinger 51, the substrate 70, the first coil 71, and the second coil 72. As shown in FIG.

図3に示すように、上記スリンガ51は、環状の基板70の貫通穴89を貫通している(このことおよび図1から明らかなように、第1軌道部材も、貫通穴89を貫通している)。上記第1コイル71は、第1軌道部材(ハブ1および内輪2からなる)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、第1コイル71に接触しないように、上記一方の面75に接触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、環状の基板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. 3, the slinger 51 passes through the through hole 89 of the annular substrate 70 (as is clear from this and FIG. 1, the first track member also passes through the through hole 89. ) The first coil 71 is formed on one surface 75 of the substrate 70 so as to surround the first track member (consisting of the hub 1 and the inner ring 2) over the entire circumference. On the other hand, the second coil 72 is formed in a contact spiral shape on the one surface 75 so as not to contact the first coil 71. The second coil 72 is disposed so as not to surround the first track member. A portion of the one surface 75 of the substrate 70 that is surrounded by the second coil 72 is located outward in the radial direction of the substrate 70 from the through hole 89 of the annular substrate 70.

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。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。   There are four second coils 72, and the four second coils 72 are arranged at equal intervals in the circumferential direction. For example, a high-frequency current from 100 KHz to 10 MHz is generated by the oscillator 90, and this high-frequency current flows into the first coil 71 via the cable 91.

上記スリンガ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、スリンガ51を通過するようになっている。したがって、上記スリンガ51に荷重が作用して、スリンガ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、スリンガ51に荷重が作用して、スリンガ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第2コイル72に発生する誘導起電力が小さくなる。   Since the slinger 51 is made of a magnetic material, the magnetic flux generated by the first coil 71 passes through the slinger 51. Therefore, when a load acts on the slinger 51 and the slinger 51 approaches a certain second coil 72, an induced electromotive force generated in the second coil 72 based on a high-frequency magnetic field generated by the first coil 71 is generated. On the other hand, when a load acts on the slinger 51 and the slinger 51 moves away from a certain second coil 72, the induced electromotive force generated in the second coil 72 based on the high-frequency magnetic field generated by the first coil 71 is increased. Get smaller.

したがって、上記スリンガ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とスリンガ51との距離を測定できる。   Therefore, when the slinger 51 is formed of the same magnetic material, the distance between each second coil 72 and the slinger 51 can be measured by measuring the induced electromotive force generated by each second coil 72.

また、上記第1実施形態のように、上記第1コイル71に径方向に対向するスリンガ51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81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72が生成する誘導起電力が、基板70に対するスリンガ51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, as in the first embodiment, the portions of the slinger 51 that are opposed to the first coil 71 in the radial direction are alternately located in the circumferential direction, and two portions having different magnetic permeability (first portion) 81 and the second portion), or when the unevenness is repeated in a gear shape in the circumferential direction, the induced electromotive force generated by the second coil 72 is relative to the substrate 70 relative to the slinger 51. The induced electromotive force has a periodicity depending on the rotation speed (the relative rotation speed of the second track member with respect to the first track member), and the rotation speed of the second track member with respect to the first track member is detected by detecting this period. Can be detected.

第1実施形態のセンサ付き転がり軸受装置では、このように、各第2コイル72を、磁束密度の偏り(スリンガ(第1軌道部材)の偏り)を測定するABSセンサ(回転速度検出センサ)として使用し、第1軌道部材に対する第2軌道部材の相対回転速度を検出するようになっている。   In the rolling bearing device with a sensor according to the first embodiment, each second coil 72 is thus used as an ABS sensor (rotational speed detection sensor) for measuring the magnetic flux density deviation (slinger (first track member) deviation). It is used to detect the relative rotational speed of the second track member with respect to the first track member.

再度、図2を参照して、各第2コイル72で発生する起電力は、信号線38を介して図示しない信号処理部に出力されている。この信号処理部では、4つの第2コイル72からの出力信号に基づいて、第1軌道部材に対する第2軌道部材の相対回転速度を検出するようになっている。上記信号処理部は、回転速度検出部を構成している。尚、上記信号線38は、弾性部80によって防水されている。   Referring to FIG. 2 again, the electromotive force generated in each second coil 72 is output to a signal processing unit (not shown) via the signal line 38. In this signal processing unit, the relative rotational speed of the second track member with respect to the first track member is detected based on the output signals from the four second coils 72. The signal processing unit constitutes a rotation speed detection unit. The signal line 38 is waterproofed by the elastic portion 80.

上記第1実施形態のセンサ付き転がり軸受装置によれば、ABSセンサを、基板70の一面に配置されたコイル71,72で構成するから、ABSセンサの軸方向の寸法を、基板70の厚さ程度(一般的には数mm程度)まで小さくできて、ABSセンサの軸方向の寸法を、従来型のセンサと比較して、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の配置スペースを小さくできる。また、変位センサを配置する場合において、ABSセンサおよび変位センサの両方を、如何なる障害もなく、容易に配置できる。   According to the rolling bearing device with a sensor of the first embodiment, since the ABS sensor is constituted by the coils 71 and 72 arranged on one surface of the substrate 70, the dimension of the ABS sensor in the axial direction is determined by the thickness of the substrate 70. The size in the axial direction of the ABS sensor can be drastically reduced as compared with a conventional sensor. Therefore, the arrangement space of the rolling bearing device with sensor can be reduced. In the case where the displacement sensor is arranged, both the ABS sensor and the displacement sensor can be easily arranged without any obstacles.

また、上記第1実施形態のセンサ付き転がり軸受装置によれば、ABSセンサの本体部が、安価なガラス布基材エポキシ樹脂製の基板70と、その基板70にプリントされた配線とで構成されているから、ABSセンサの製造コストを急激に小さくすることができて、従来のセンサ付き転がり軸受装置を比較して、製造コストが小さくなる。   Moreover, according to the rolling bearing device with a sensor of the said 1st Embodiment, the main-body part of an ABS sensor is comprised with the board | substrate 70 made from an inexpensive glass cloth base-material epoxy resin, and the wiring printed on the board | substrate 70. Therefore, the manufacturing cost of the ABS sensor can be drastically reduced, and the manufacturing cost can be reduced as compared with a conventional rolling bearing device with a sensor.

また、上記第1実施形態のセンサ付き転がり軸受装置によれば、ABSセンサの本体部が、シール装置としてのパックシール10に一体に配置されているから、センサ付き転がり軸受装置が、よりコンコンパクトになる。そして、特に、第1実施形態では、センサ付き転がり軸受装置が、駆動輪用の車輪用転がり軸受装置であって、ABSセンサの本体(基板70、第1および第2コイル71,72で構成される)が、等速ジョイントのジョイント部に近接するパックシール10に固定されているから、センサ付き転がり軸受装置が、ABSセンサの配置スペースが小さい駆動輪用の車輪用転がり軸受装置であっても、ABSセンサ設置後のABSセンサ配置スペースに容易に変位センサを配置することができる。   Moreover, according to the rolling bearing device with a sensor of the said 1st Embodiment, since the main-body part of an ABS sensor is integrally arrange | positioned to the pack seal 10 as a sealing device, a rolling bearing device with a sensor is more compact. become. And especially in 1st Embodiment, the rolling bearing apparatus with a sensor is a wheel rolling bearing apparatus for driving wheels, Comprising: It comprises the main body (the board | substrate 70, the 1st and 2nd coils 71 and 72) of an ABS sensor. Is fixed to the pack seal 10 close to the joint portion of the constant velocity joint, and therefore the sensor-equipped rolling bearing device is a wheel rolling bearing device for a driving wheel having a small arrangement space for the ABS sensor. The displacement sensor can be easily arranged in the ABS sensor arrangement space after the ABS sensor is installed.

また、上記第1実施形態のセンサ付き転がり軸受装置によれば、上記基板70が、ゴム製の弾性部54に固定されているから、弾性部54をクッションとして機能させることができて、基板70の破損を防止しながら、基板70を確実に固定することができる。   Moreover, according to the rolling bearing device with a sensor of the first embodiment, since the substrate 70 is fixed to the rubber elastic portion 54, the elastic portion 54 can function as a cushion. The substrate 70 can be securely fixed while preventing the damage.

また、上記第1実施形態によれば、基板70が絶縁素材であるゴムの部材に固定されるから、ABSセンサが出力する変位信号が、劣化することがない。   Further, according to the first embodiment, since the substrate 70 is fixed to the rubber member that is an insulating material, the displacement signal output from the ABS sensor does not deteriorate.

尚、上記第1実施形態のセンサ付き転がり軸受では、第1コイル71を、スリンガ51の円筒部77に対向させて、第1コイル71に対向するスリンガ51の円筒部77の一部分に、周方向に交互に互いに透磁率が違う第1部分81および第2部分を配置したが、この発明では、第1コイルを、第1軌道部材の外周面に対向させて、第1コイルに対向する第1軌道部材の一部分に、周方向に交互に互いに透磁率が違う第1部分および第2部分を配置しても良い。すなわち、この発明では、被回転速度検出部を、スリンガでなくて、第1軌道部材の一部に形成しても良い。   In the rolling bearing with a sensor according to the first embodiment, the first coil 71 is opposed to the cylindrical portion 77 of the slinger 51, and a part of the cylindrical portion 77 of the slinger 51 facing the first coil 71 is circumferentially arranged. In this invention, the first coil 81 is opposed to the outer peripheral surface of the first track member, and the first coil 81 is opposed to the first coil. You may arrange | position the 1st part and 2nd part from which a magnetic permeability mutually differs alternately in the circumferential direction in a part of track member. In other words, in the present invention, the rotational speed detector may be formed on a part of the first track member instead of the slinger.

また、上記第1実施形態のセンサ付き転がり軸受装置では、第1コイル71が第2コイル72に間隔をおいて配置されていたが、この発明では、第1コイルと第2コイルとは、接触していても良い。要は、第1コイルは、環状の基板の穴を取り囲むように配置され、第2コイルが、環状の基板の穴を取り囲まないように配置されていれば良い。   Moreover, in the rolling bearing device with a sensor of the said 1st Embodiment, although the 1st coil 71 was arrange | positioned at intervals in the 2nd coil 72, in this invention, a 1st coil and a 2nd coil are a contact. You may do it. In short, the first coil may be disposed so as to surround the hole of the annular substrate, and the second coil may be disposed so as not to surround the hole of the annular substrate.

また、上記第1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の数が4つであったが、この発明では、第2コイルの数は、4以外の如何なる数(1以上3以下、または、5以上)であっても良い。   In the rolling bearing device with a sensor according to the first embodiment, the number of the second coils 72 is four. In the present invention, the number of the second coils is any number other than four (1 to 3). Or 5 or more).

また、上記第1実施形態のセンサ付き転がり軸受装置では、被回転速度検出部を、第1の透磁率を有する複数個の同一の第1部分81と、第1の透磁率と異なる第2の透磁率を有する複数個の同一の第2部分(図示せず)とを、スリンガ51の円筒部77の周方向に交互に配置して構成した。   In the rolling bearing device with a sensor according to the first embodiment, the rotational speed detection unit includes a plurality of identical first portions 81 having a first magnetic permeability, and a second different from the first magnetic permeability. A plurality of identical second portions (not shown) having magnetic permeability are arranged alternately in the circumferential direction of the cylindrical portion 77 of the slinger 51.

しかしながら、この発明では、被回転速度検出部を、歯車状に凹凸を周方向に交互に繰り返すことにより形成しても良い。この場合においても、第2コイルに凹部が接近している際に、第2コイルが生成する誘導起電力と、第2コイルに凸部が接近している際に、第2コイルが生成する誘導起電力とに差が生じ、第2コイルが生成する誘導起電力に基づいて、第1軌道部材に対する第2軌道部材の相対回転速度を検出することができるからである。   However, in this invention, you may form a to-be-rotated speed detection part by repeating an unevenness | corrugation like a gear shape in the circumferential direction alternately. Even in this case, the induced electromotive force generated by the second coil when the concave portion approaches the second coil and the induction generated by the second coil when the convex portion approaches the second coil. This is because a difference occurs in the electromotive force, and the relative rotational speed of the second track member with respect to the first track member can be detected based on the induced electromotive force generated by the second coil.

また、上記第1実施形態のセンサ付き転がり軸受装置では、基板70をパックシール10に固定したが、この発明では、基板を、パックシール以外のシール装置、例えば、スリンガを有さない芯金部と弾性部とを有するシール装置に固定しても良い。また、本発明では、以下に説明する後述の実施形態のように、基板を、シール装置以外の部分に固定しても良い。   Further, in the rolling bearing device with sensor of the first embodiment, the substrate 70 is fixed to the pack seal 10, but in the present invention, the substrate is a sealing device other than the pack seal, for example, a cored bar portion that does not have a slinger. And a sealing device having an elastic part. Moreover, in this invention, you may fix a board | substrate to parts other than a sealing device like the below-mentioned embodiment demonstrated below.

図4は、第2実施形態のセンサ付き転がり軸受装置における図2に対応する図であり、第2実施形態のパックシール10の周辺の軸方向の断面図である。   FIG. 4 is a view corresponding to FIG. 2 in the rolling bearing device with sensor of the second embodiment, and is a sectional view in the axial direction around the pack seal 10 of the second embodiment.

第2実施形態のセンサ付き転がり軸受装置は、基板170と、スリンガ151の構造のみが第1実施形態のセンサ付き転がり軸受装置と異なる。   The rolling bearing device with sensor of the second embodiment is different from the rolling bearing device with sensor of the first embodiment only in the structure of the substrate 170 and the slinger 151.

第2実施形態のセンサ付き転がり軸受装置では、第1実施形態のセンサ付き転がり軸受装置の構成部と同一構成部には同一参照番号を付して説明を省略することにする。また、第2実施形態のセンサ付き転がり軸受装置では、第1実施形態のセンサ付き転がり軸受装置と共通の作用効果および変形例については説明を省略することにし、第1実施形態のセンサ付き転がり軸受装置と異なる構成、作用効果および変形例についてのみ説明を行うことにする。   In the rolling bearing device with a sensor according to the second embodiment, the same reference numerals are assigned to the same components as those of the rolling bearing device with a sensor according to the first embodiment, and the description thereof will be omitted. Moreover, in the rolling bearing device with a sensor of 2nd Embodiment, description is abbreviate | omitted about the effect and modification which are common in the rolling bearing device with a sensor of 1st Embodiment, and the rolling bearing with a sensor of 1st Embodiment is omitted. Only configurations, operational effects, and modifications different from those of the apparatus will be described.

第2実施形態では、基板170の軸方向の芯金部53側とは反対側の一方の表面175に、平面状の第1コイル171と、4つの平面状の第2コイル172を形成する一方、基板170の軸方向の他方の表面185に、平面状の第3コイル181と、4つの平面状の第4コイル182を形成している。上記他方の表面185は、パックシール10の弾性部54の基板取付面83に接着剤や樹脂モールド等で固着されている。   In the second embodiment, a planar first coil 171 and four planar second coils 172 are formed on one surface 175 of the substrate 170 on the opposite side to the cored bar 53 side in the axial direction. The planar third coil 181 and the four planar fourth coils 182 are formed on the other surface 185 in the axial direction of the substrate 170. The other surface 185 is fixed to the substrate mounting surface 83 of the elastic portion 54 of the pack seal 10 with an adhesive, a resin mold, or the like.

上記第1コイル171および第2コイル181は、第1軌道部材(ハブ1および内輪2からなる)を全周に亘って取り巻くように形成されている。上記第1コイル171および第2コイル181は、第1実施形態のように、高周波電流が付与されて、高周波磁場を生成するようになっている。   The first coil 171 and the second coil 181 are formed so as to surround the first track member (consisting of the hub 1 and the inner ring 2) over the entire circumference. As in the first embodiment, the first coil 171 and the second coil 181 are applied with a high-frequency current to generate a high-frequency magnetic field.

上記第2コイル172は、基板170の第1コイル171よりも径方向の外方に、第1コイル171に接触しないように、渦巻状に形成されている(図3参照)。上記第2コイル172は、第1軌道部材(ハブ1および内輪2からなる)を取り巻かないように配置されている。上記第2コイル172は、4つ存在し、4つの第2コイル172は、周方向に等間隔に配置されている。   The second coil 172 is formed in a spiral shape outside the first coil 171 of the substrate 170 in the radial direction so as not to contact the first coil 171 (see FIG. 3). The second coil 172 is disposed so as not to surround the first track member (consisting of the hub 1 and the inner ring 2). There are four second coils 172, and the four second coils 172 are arranged at equal intervals in the circumferential direction.

また、上記第4コイル182は、基板170の第3コイル181よりも径方向の外方に、第3コイル181に接触しないように、渦巻状に形成されている(図3参照)。上記第4コイル182は、第1軌道部材(ハブ1および内輪2からなる)を取り巻かないように配置されている。上記第4コイル182は、4つ存在し、4つの第4コイル182は、周方向に等間隔に配置されている。   The fourth coil 182 is formed in a spiral shape outside the third coil 181 of the substrate 170 in the radial direction so as not to contact the third coil 181 (see FIG. 3). The fourth coil 182 is arranged so as not to surround the first track member (consisting of the hub 1 and the inner ring 2). There are four fourth coils 182, and the four fourth coils 182 are arranged at equal intervals in the circumferential direction.

上記第1コイル171と第3コイル181は、基板170の法線方向に略重なり、第2コイル172と第4コイル182は、基板170の法線方向に略重なっている。各第2コイル172が生成する誘導起電力は、信号線を介して信号処理部に出力され、巻く第4コイル182が生成する誘導起電力は、信号線を介して信号処理部に出力されるようになっている。   The first coil 171 and the third coil 181 substantially overlap in the normal direction of the substrate 170, and the second coil 172 and the fourth coil 182 substantially overlap in the normal direction of the substrate 170. The induced electromotive force generated by each second coil 172 is output to the signal processing unit via the signal line, and the induced electromotive force generated by the wound fourth coil 182 is output to the signal processing unit via the signal line. It is like that.

上記スリンガ151の円筒部177における第1コイル171に径方向に対向する部分には、第1の透磁率を有する複数個の同一の第1部分187と、第1の透磁率と異なる第2の透磁率を有する複数個の同一の第2部分(図示せず)とが、スリンガ151の円筒部177の周方向に交互に配置されている。   A portion of the cylindrical portion 177 of the slinger 151 diametrically opposed to the first coil 171 includes a plurality of identical first portions 187 having a first magnetic permeability, and a second different from the first magnetic permeability. A plurality of identical second portions (not shown) having magnetic permeability are alternately arranged in the circumferential direction of the cylindrical portion 177 of the slinger 151.

上記スリンガ151の円筒部177における第1コイル171に径方向に対向する部分は、被回転速度検出部になっている。この被回転速度検出部は、第1の透磁率を有する複数個の同一の第1部分187と、第1の透磁率と異なる第2の透磁率を有する複数個の同一の第2部分(図示せず)とを、スリンガ151の円筒部177の周方向に交互に配置してなっている。   A portion of the cylindrical portion 177 of the slinger 151 that is opposed to the first coil 171 in the radial direction is a rotational speed detection unit. The rotational speed detector includes a plurality of identical first portions 187 having a first permeability and a plurality of identical second portions having a second permeability different from the first permeability (see FIG. (Not shown) are alternately arranged in the circumferential direction of the cylindrical portion 177 of the slinger 151.

上記第2実施形態のセンサ付き転がり軸受装置によれば、回転速度を検出できると共に、第1軌道部材に対する第2軌道部材の径方向の変位を測定できる。   According to the rolling bearing device with a sensor of the second embodiment, the rotational speed can be detected and the radial displacement of the second race member relative to the first race member can be measured.

尚、上記第2実施形態のセンサ付き転がり軸受装置では、パックシール10に固定されない方の基板70の面に配置された第1コイル171に径方向に対向する位置に被回転速度検出部を形成する一方、パックシール10に固定される方の基板70の面に配置された第3コイル181に径方向に対向する位置に被回転速度検出部を形成しなかった。   In the rolling bearing device with a sensor according to the second embodiment, the rotational speed detection unit is formed at a position facing the first coil 171 disposed on the surface of the substrate 70 not fixed to the pack seal 10 in the radial direction. On the other hand, the rotational speed detector was not formed at a position facing the third coil 181 disposed on the surface of the substrate 70 fixed to the pack seal 10 in the radial direction.

しかしながら、この発明では、パックシールに固定されない方の基板の面に配置された第1コイルに径方向に対向する位置に被回転速度検出部を形成しない一方、パックシールに固定される方の基板の面に配置された第3コイルに径方向に対向する位置に被回転速度検出部を形成しても良く、基板のパックシール側の表面に形成されるコイルを、回転速度検出用のコイルとして使用し、基板のパックシール側とは反対側の表面に形成されるコイルを、変位検出用のコイルとして使用しても良い。   However, in the present invention, the rotational speed detecting portion is not formed at a position facing the first coil arranged on the surface of the substrate not fixed to the pack seal in the radial direction, while the substrate fixed to the pack seal is not formed. The rotational speed detecting portion may be formed at a position facing the third coil arranged on the surface in the radial direction, and the coil formed on the surface of the pack seal side of the substrate is used as a rotational speed detecting coil. A coil formed on the surface of the substrate opposite to the pack seal side may be used as a displacement detection coil.

また、上記第2実施形態のセンサ付き転がり軸受装置では、第3コイル181をスリンガ151に対向させて、基板170と、スリンガ151との距離を測定したが、この発明では、第3コイルを第1軌道部材に対向させて、基板とスリンガとの径方向の距離ではなく、基板と第1軌道部材との径方向の距離を測定しても良い。
In the rolling bearing device with a sensor according to the second embodiment, the third coil 181 is opposed to the slinger 151 and the distance between the substrate 170 and the slinger 151 is measured. In the present invention, the third coil is the first coil. Instead of facing the one track member, the radial distance between the substrate and the first track member may be measured instead of the radial distance between the substrate and the slinger.

図5は、本発明の第3実施形態のセンサ付き転がり軸受装置における図2に対応する図であり、第3実施形態のパックシール10の周辺の軸方向の断面図である。   FIG. 5 is a view corresponding to FIG. 2 in the rolling bearing device with sensor according to the third embodiment of the present invention, and is a sectional view in the axial direction around the pack seal 10 according to the third embodiment.

第3実施形態のセンサ付き転がり軸受装置は、複数の基板270,271が存在する点と、スリンガ251の構造のみが、第1実施形態のセンサ付き転がり軸受装置と異なる。   The rolling bearing device with a sensor according to the third embodiment differs from the rolling bearing device with a sensor according to the first embodiment only in that there are a plurality of substrates 270 and 271 and the structure of the slinger 251.

第3実施形態のセンサ付き転がり軸受装置では、第1実施形態のセンサ付き転がり軸受装置の構成部と同一構成部には同一参照番号を付して説明を省略することにする。また、第3実施形態のセンサ付き転がり軸受装置では、第1〜2実施形態のセンサ付き転がり軸受装置と共通の作用効果および変形例については説明を省略することにし、第1〜2実施形態のセンサ付き転がり軸受装置と異なる構成、作用効果および変形例についてのみ説明を行うことにする。   In the rolling bearing device with a sensor according to the third embodiment, the same components as those of the rolling bearing device with a sensor according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. Moreover, in the rolling bearing device with a sensor of 3rd Embodiment, it abbreviate | omits description about the effect and modification which are common with the rolling bearing device with a sensor of 1st-2nd embodiment, and 1st-2nd embodiment. Only configurations, operational effects, and modifications different from those of the sensor-equipped rolling bearing device will be described.

図5に示すように、第3実施形態のセンサ付き転がり軸受装置は、ガラス布基材エポキシ樹脂からなる第1基板270およびガラス布基材エポキシ樹脂からなる第2基板277を備えている。上記第1基板270は、第2基板277のパックシール10側とは反対側に位置している。上記第1基板270の第2基板277側とは反対側の一方の側の面には、平面状の第1コイル271と4つの平面状の第2コイル272とが配置されている。   As shown in FIG. 5, the rolling bearing device with sensor of the third embodiment includes a first substrate 270 made of glass cloth base epoxy resin and a second substrate 277 made of glass cloth base epoxy resin. The first substrate 270 is located on the opposite side of the second substrate 277 from the pack seal 10 side. A planar first coil 271 and four planar second coils 272 are arranged on one surface of the first substrate 270 opposite to the second substrate 277 side.

上記第2基板277は、第1基板270と同一な基板であり、第1基板270と略平行に配置されている。上記第2基板277の一方の側の面は、弾性部54の基板取付面83に固着されている。また、上記第2基板277の他方の側の面には、平面状の第3コイル281と4つの平面状の第4コイル282とが配置されている。   The second substrate 277 is the same substrate as the first substrate 270 and is disposed substantially parallel to the first substrate 270. One surface of the second substrate 277 is fixed to the substrate mounting surface 83 of the elastic portion 54. A planar third coil 281 and four planar fourth coils 282 are disposed on the other surface of the second substrate 277.

上記第1基板270の他方の側の面は、第1基板270の一方の側の面に固着されている。   The surface on the other side of the first substrate 270 is fixed to the surface on one side of the first substrate 270.

上記第1コイル271と、4つの第2コイル272との位置関係は、図3における第1コイル71と、4つの第2コイル72との関係と同一であり、第3コイル281と、4つの第4コイル282との位置関係は、図3における第1コイル71と、4つの第2コイル72との関係と同一である。   The positional relationship between the first coil 271 and the four second coils 272 is the same as the relationship between the first coil 71 and the four second coils 72 in FIG. The positional relationship with the fourth coil 282 is the same as the relationship between the first coil 71 and the four second coils 72 in FIG.

上記第1コイル271と第3コイル281は、基板270の法線方向に略重なり、第2コイル272と第4コイル282は、基板170の法線方向に略重なっている。   The first coil 271 and the third coil 281 substantially overlap in the normal direction of the substrate 270, and the second coil 272 and the fourth coil 282 substantially overlap in the normal direction of the substrate 170.

上記スリンガ251の円筒部277における第1コイル271に径方向に対向する部分は、被回転速度検出部になっている。この被回転速度検出部は、第1の透磁率を有する複数個の同一の第1部分287と、第1の透磁率と異なる第2の透磁率を有する複数個の同一の第2部分(図示せず)とを、スリンガ251の円筒部277の周方向に交互に配置してなっている。   A portion of the cylindrical portion 277 of the slinger 251 that is opposed to the first coil 271 in the radial direction is a rotational speed detection unit. The rotational speed detector includes a plurality of identical first portions 287 having a first magnetic permeability and a plurality of identical second portions having a second magnetic permeability different from the first magnetic permeability (FIG. (Not shown) are alternately arranged in the circumferential direction of the cylindrical portion 277 of the slinger 251.

第3実施形態のセンサ付き転がり軸受装置は、第2実施形態のセンサ付き転がり軸受装置との比較において、基板の数が1枚から2枚に増加した点のみが、本質的に異なり、それ以外の点は、第2実施形態のセンサ付き転がり軸受と同一である。   The rolling bearing device with a sensor according to the third embodiment is essentially different from the rolling bearing device with a sensor according to the second embodiment only in that the number of substrates is increased from one to two. This point is the same as the rolling bearing with sensor of the second embodiment.

尚、上記第3実施形態のセンサ付き転がり軸受装置では、パックシール10に固定されない方の第1基板270の面に配置された第1コイル171に径方向に対向する位置に被回転速度検出部を形成する一方、パックシール10に固定される方の第2基板270の面に配置された第3コイル181に径方向に対向する位置に被回転速度検出部を形成しなかった。   In the rolling bearing device with a sensor according to the third embodiment, the rotational speed detection unit is located at a position radially facing the first coil 171 disposed on the surface of the first substrate 270 that is not fixed to the pack seal 10. On the other hand, the rotational speed detector was not formed at a position facing the third coil 181 disposed on the surface of the second substrate 270 fixed to the pack seal 10 in the radial direction.

しかしながら、この発明では、パックシールに固定されない方の第1基板の面に配置された第1コイルに径方向に対向する位置に被回転速度検出部を形成しない一方、パックシールに固定される方の第2基板の面に配置された第3コイルに径方向に対向する位置に被回転速度検出部を形成しても良い。   However, in the present invention, the rotational speed detecting portion is not formed at a position opposed to the first coil disposed on the surface of the first substrate that is not fixed to the pack seal in the radial direction, but is fixed to the pack seal. The rotational speed detector may be formed at a position facing the third coil disposed on the surface of the second substrate in the radial direction.

図6は、本発明の第4実施形態のセンサ付き転がり軸受装置における図2に対応する図であり、第4実施形態のパックシール10の周辺の軸方向の断面図である。   FIG. 6 is a view corresponding to FIG. 2 in the rolling bearing device with a sensor according to the fourth embodiment of the present invention, and is a sectional view in the axial direction around the pack seal 10 according to the fourth embodiment.

第4実施形態のセンサ付き転がり軸受装置は、2組のコイルからなるセンサを軸方向に2列ではなくて3列に配置し、以下に説明するように、3つのセンサのうちの2つのセンサで、5つの荷重を検出すると共に、残りの1つのセンサで、回転速度を検出する点が、第1〜3の実施形態のセンサ付き転がり軸受装置と異なる。   The rolling bearing device with a sensor according to the fourth embodiment arranges sensors composed of two sets of coils in three rows instead of two in the axial direction, and two of the three sensors as described below. Thus, the point that the five loads are detected and the remaining one sensor detects the rotational speed is different from the rolling bearing device with sensor of the first to third embodiments.

第4実施形態のセンサ付き転がり軸受装置では、第1実施形態のセンサ付き転がり軸受装置の構成部と同一構成部には同一参照番号を付して説明を省略することにする。また、第4実施形態のセンサ付き転がり軸受装置では、第1〜3実施形態のセンサ付き転がり軸受装置と共通の作用効果および変形例については説明を省略することにし、第1〜3実施形態のセンサ付き転がり軸受装置と異なる構成、作用効果および変形例についてのみ説明を行うことにする。   In the rolling bearing device with a sensor according to the fourth embodiment, the same reference numerals are given to the same components as those of the rolling bearing device with a sensor according to the first embodiment, and the description thereof will be omitted. Moreover, in the rolling bearing device with a sensor of 4th Embodiment, description is abbreviate | omitted about the effect and modification which are common in the rolling bearing device with a sensor of 1st-3rd embodiment, and 1st-3rd embodiment. Only configurations, operational effects, and modifications different from those of the sensor-equipped rolling bearing device will be described.

第4実施形態のセンサ付き転がり軸受装置は、ガラス布基材エポキシ樹脂からなる第1基板370およびガラス布基材エポキシ樹脂からなる第2基板377を備え、第1基板370の一方の側の面は、弾性部54の基板取付面83に固着されている。上記第1基板270の他方の側の面に、平面状の第1コイル371と4つの平面状の第2コイル372とを配置している一方、第1基板270の一方の側の面に、平面状の第3コイル381と4つの平面状の第4コイル382とを配置している。   The sensor-equipped rolling bearing device of the fourth embodiment includes a first substrate 370 made of a glass cloth base epoxy resin and a second substrate 377 made of a glass cloth base epoxy resin, and a surface on one side of the first substrate 370. Is fixed to the board mounting surface 83 of the elastic portion 54. A planar first coil 371 and four planar second coils 372 are arranged on the other side surface of the first substrate 270, while on the one side surface of the first substrate 270, A planar third coil 381 and four planar fourth coils 382 are arranged.

上記第2基板377は、第1基板370と同一な基板であり、第1基板370と略平行に配置されている。上記第2基板377の一方の側の面は、第1基板370の他方の側の面に固着されている。上記第2基板377の他方の側の面には、平面状の第5コイル391と4つの平面状の第6コイル392とが配置されている。   The second substrate 377 is the same substrate as the first substrate 370 and is disposed substantially parallel to the first substrate 370. One surface of the second substrate 377 is fixed to the other surface of the first substrate 370. A planar fifth coil 391 and four planar sixth coils 392 are arranged on the other surface of the second substrate 377.

上記第1コイル371と、4つの第2コイル372との位置関係、第3コイル381と、4つの第4コイル382との位置関係は、および、第5コイル391と、4つの第6コイル392との位置関係は、図3における第1コイル71と、4つの第2コイル72との関係と同一である。   The positional relationship between the first coil 371 and the four second coils 372, the positional relationship between the third coil 381 and the four fourth coils 382, and the fifth coil 391 and the four sixth coils 392. Is the same as the relationship between the first coil 71 and the four second coils 72 in FIG. 3.

上記第1コイル371、第3コイル381および第5コイル391は、基板370の法線方向に略重なり、第2コイル372、第4コイル382および第6コイル392は、基板370の法線方向に略重なっている。   The first coil 371, the third coil 381, and the fifth coil 391 substantially overlap in the normal direction of the substrate 370, and the second coil 372, the fourth coil 382, and the sixth coil 392 are in the normal direction of the substrate 370. It is almost overlapping.

上記スリンガ351の円筒部376における第1コイル371に径方向に対向する部分は、被回転速度検出部になっている。この被回転速度検出部は、第1の透磁率を有する複数個の同一の第1部分313と、第1の透磁率と異なる第2の透磁率を有する複数個の同一の第2部分(図示せず)とを、スリンガ351の円筒部376の周方向に交互に配置してなっている。   A portion of the cylindrical portion 376 of the slinger 351 that is opposed to the first coil 371 in the radial direction is a rotational speed detection unit. The rotational speed detecting unit includes a plurality of identical first portions 313 having a first permeability and a plurality of identical second portions having a second permeability different from the first permeability (see FIG. (Not shown) are alternately arranged in the circumferential direction of the cylindrical portion 376 of the slinger 351.

また、上記スリンガ351の筒状部376の外周面において第3コイル381に径方向に対向する部分は、周方向に延在する第1環状溝311を有し、スリンガ351の筒状部376の外周面において第5コイル391に径方向に対向する部分は、周方向に延在する第2環状溝312を有している。   A portion of the outer peripheral surface of the cylindrical portion 376 of the slinger 351 facing the third coil 381 in the radial direction has a first annular groove 311 extending in the circumferential direction, and the cylindrical portion 376 of the slinger 351 A portion of the outer peripheral surface facing the fifth coil 391 in the radial direction has a second annular groove 312 extending in the circumferential direction.

上記第1環状溝311および第2環状溝312は、同一の形状であり、軸方向に互いに間隔をおいて配置されている。第1環状溝311および第2環状溝312は、軸方向の断面において、断面矩形の形状を有している。   The first annular groove 311 and the second annular groove 312 have the same shape and are spaced apart from each other in the axial direction. The first annular groove 311 and the second annular groove 312 have a rectangular cross section in the axial cross section.

図6に示すように、第1軌道部材および第2軌道部材に如何なる荷重も作用していない状態で、第1環状溝311は、第1基板370のパックシール10側の表面の延長面によって略垂直に二等分され、第2環状溝312は、第2基板377の第1基板370側とは反対側の表面の延長面によって略垂直に二等分されている。   As shown in FIG. 6, in the state where no load is applied to the first track member and the second track member, the first annular groove 311 is substantially formed by the extended surface of the surface of the first substrate 370 on the pack seal 10 side. The second annular groove 312 is vertically bisected by an extended surface of the surface of the second substrate 377 opposite to the first substrate 370 side.

上記構成において、第4実施形態のセンサ付き転がり軸受装置は、上述のように、第1コイル371、第2コイル372および被回転速度検出部で、第1軌道部材に対する第2軌道部材の回転速度を検出する。   In the above-described configuration, the rolling bearing device with a sensor according to the fourth embodiment includes the first coil 371, the second coil 372, and the rotation speed detector as described above, and the rotation speed of the second track member with respect to the first track member. Is detected.

また、第4実施形態のセンサ付き転がり軸受装置は、次のようにして、5つの荷重を検出するようになっている。   Moreover, the rolling bearing device with a sensor of 4th Embodiment detects five loads as follows.

すなわち、センサ付き転がり軸受装置に軸方向の荷重が作用して、スリンガ351が、図6に矢印Aで示す方向に変位すると、第1および第2基板370,377に対する第1環状溝311および第2環状溝312との相対位置が変位し、これに伴って磁場が変動し、第4および第6コイル382,392が検出する誘導起電力も変化する。第4実施形態では、この誘導起電力の変化に基づいて、軸方向の変位を検出し、軸方向に作用している荷重を検出するようになっている。   That is, when an axial load is applied to the sensor-equipped rolling bearing device and the slinger 351 is displaced in the direction indicated by the arrow A in FIG. 6, the first annular groove 311 and the first annular groove 311 with respect to the first and second substrates 370 and 377. The relative position with respect to the two annular grooves 312 is displaced, and accordingly, the magnetic field is changed, and the induced electromotive force detected by the fourth and sixth coils 382 and 392 is also changed. In the fourth embodiment, the axial displacement is detected based on the change in the induced electromotive force, and the load acting in the axial direction is detected.

また、センサ付き転がり軸受装置にモーメント荷重が作用して、スリンガ135の円筒部376が、図6に示す位置から図6に矢印Bで示す方向に傾いた場合には、第1基板370とスリンガ351の円筒部376との距離と、第2基板377とスリンガ351の円筒部376との距離が異なる値となり、これに伴って、第4コイル382が検出する誘導起電力と、第6コイル392が検出する誘導起電力との間に差が生成する。第4実施形態では、この誘導起電力の差に基づいて、モーメント荷重を検出するようになっている。   Further, when a moment load acts on the sensor-equipped rolling bearing device and the cylindrical portion 376 of the slinger 135 is tilted from the position shown in FIG. 6 in the direction indicated by the arrow B in FIG. 6, the first substrate 370 and the slinger The distance between the cylindrical portion 376 of the 351 and the distance between the cylindrical portion 376 of the second substrate 377 and the slinger 351 become different values, and accordingly, the induced electromotive force detected by the fourth coil 382 and the sixth coil 392. A difference is generated between the induced electromotive force detected by the In the fourth embodiment, the moment load is detected based on the difference between the induced electromotive forces.

例えば、第4実施形態の場合において、4つの第4コイル382および4つの第6コイル392からの信号を受けた信号処理部(図示せず、回転速度検出部を含む)が、次に示す演算を行って、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、算出しても良い。   For example, in the case of the fourth embodiment, a signal processing unit (not shown, including a rotation speed detection unit) that receives signals from four fourth coils 382 and four sixth coils 392 performs the following calculation: The moment load and the translation load in each direction acting on the wheel may be calculated.

図7は、方向について説明する図である。   FIG. 7 is a diagram illustrating the direction.

図7に示すように、第4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. 7, in the fourth 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、インナ側(車両の中心側)の第4コイル382t,382b,382f,382rの変位検出値に、添え字「i」を使用し、アウタ側(車輪側)の第6コイル392t,392b,392f,392rに添え字「o」を使用する。また、4つの第4コイル382を、第1基板370において、車両の前側、後側、上側および下側に配置すると共に、4つの第6コイル392を、第2基板377において、車両の前側、後側、上側および下側に配置し、前側のセンサの変位検出値を「f(front)」と定義し、後側のセンサの変位検出値を「r(rear)」と定義し、上側のセンサの変位検出値を「t(top)」と定義し、下側のセンサの変位検出値を「b(bottom)」と定義する。   Further, the subscript “i” is used as the displacement detection value of the fourth coil 382t, 382b, 382f, 382r on the inner side (vehicle center side), and the sixth coil 392t, 392b, The subscript “o” is used for 392f and 392r. In addition, the four fourth coils 382 are arranged on the front side, the rear side, the upper side and the lower side of the vehicle on the first substrate 370, and the four sixth coils 392 are arranged on the front side of the vehicle on the second substrate 377, Disposed on the rear side, upper side and lower side, the displacement detection value of the front sensor is defined as “f (front)”, the displacement detection value of the rear sensor is defined as “r (rear)”, The displacement detection value of the sensor is defined as “t (top)”, and the displacement detection value of the lower sensor is defined as “b (bottom)”.

すなわち、合計8つの第4および第6コイル382,392(以下、各第4コイルおよび各第6コイルをセンサという)の変位検出値を、次のように定義する。
fi:変位センサ382fの変位検出値
ri:変位センサ382rの変位検出値
ti:変位センサ382tの変位検出値
bi:変位センサ382bの変位検出値
fo:変位センサ392fの変位検出値
ro:変位センサ392rの変位検出値
to:変位センサ392tの変位検出値
bo:変位センサ392bの変位検出値
That is, the displacement detection values of a total of eight fourth and sixth coils 382 and 392 (hereinafter, each fourth coil and each sixth coil is referred to as a sensor) are defined as follows.
fi: displacement detection value of displacement sensor 382f ri: displacement detection value of displacement sensor 382r ti: displacement detection value of displacement sensor 382t bi: displacement detection value of displacement sensor 382b fo: displacement detection value of displacement sensor 392f ro: displacement sensor 392r Displacement detection value of to: displacement detection value of displacement sensor 392t bo: displacement detection value of displacement sensor 392b

更に、5つの差動信号、x1、x2、z1、z2およびy1を、次のように定義する。
x1=fi−ri
x2=fo−ro
z1=bi−ti
z2=bo−to
y1=fi+ri+ti+bi−(fo+ro+to+bo)
Further, the five differential signals x1, x2, z1, z2 and y1 are defined as follows.
x1 = fi-ri
x2 = fo-ro
z1 = bi-ti
z2 = bo-to
y1 = fi + ri + ti + bi− (fo + ro + to + bo)

図8〜図12は、上記差動信号の値と、実際にハブユニットに係っている力または荷重との関係を調査した一実験例を示す図である。図8〜図12において、縦軸は、差動信号の値(ここでは、差動信号は、電圧の値で示している)であり、横軸は、実際に、ハブユニットに作用している力、または、モーメントの値である。   8 to 12 are diagrams showing an experimental example in which the relationship between the value of the differential signal and the force or load actually applied to the hub unit is investigated. 8 to 12, the vertical axis represents the value of the differential signal (here, the differential signal is indicated by the voltage value), and the horizontal axis actually acts on the hub unit. Force or moment value.

具体的には、図8は、ハブユニットに図7に矢印Fxで示す方向のみに力がかかっている場合の上記差動信号の出力を示すものであり、図9は、ハブユニットに図7に矢印Fyで示す方向のみに力がかかっている場合の上記差動信号の出力を示すものであり、図10は、ハブユニットに図7に矢印Fzで示す方向のみに力がかかっている場合の上記差動信号の出力を示すものである。   Specifically, FIG. 8 shows the output of the differential signal when a force is applied to the hub unit only in the direction indicated by the arrow Fx in FIG. 7, and FIG. FIG. 10 shows the output of the differential signal when force is applied only in the direction indicated by the arrow Fy. FIG. 10 shows the case where force is applied to the hub unit only in the direction indicated by the arrow Fz in FIG. This shows the output of the differential signal.

また、図11は、車輪に図7に矢印Mzで示すモーメント荷重のみがかかっている場合の上記差動信号の出力を示すものであり、図12は、車輪に図7に矢印Mzで示すモーメント荷重のみがかかっている場合の上記差動信号の出力を示すものである。   FIG. 11 shows the output of the differential signal when only the moment load indicated by the arrow Mz in FIG. 7 is applied to the wheel. FIG. 12 shows the moment indicated by the arrow Mz in FIG. The output of the differential signal when only a load is applied is shown.

図8に示すように、ハブユニットにx方向の力のみがかかっている場合、その力の大きさ(Fx)と、x方向の差動信号の値とが、線形関係(比例関係)を示している。また、図9に示すように、ハブユニットにy方向の力のみがかかっている場合、その力の大きさ(Fy)と、y方向の差動信号の値とが、線形関係(比例関係)を示している。また、図10に示すように、ハブユニットにz方向の力のみがかかっている場合、その力の大きさ(Fz)と、z方向の差動信号の値とが、線形関係(比例関係)を示している。   As shown in FIG. 8, when only the force in the x direction is applied to the hub unit, the magnitude (Fx) of the force and the value of the differential signal in the x direction show a linear relationship (proportional relationship). ing. Further, as shown in FIG. 9, when only the force in the y direction is applied to the hub unit, the magnitude (Fy) of the force and the value of the differential signal in the y direction have a linear relationship (proportional relationship). Is shown. As shown in FIG. 10, when only a force in the z direction is applied to the hub unit, the magnitude (Fz) of the force and the value of the differential signal in the z direction have a linear relationship (proportional relationship). Is shown.

また、図11および図12に示すように、車輪にx軸の回りのモーメント荷重がかかっている場合、そのモーメントの大きさ(Mx)と、z方向の差動信号の値とが、線形関係(比例関係)を示していると共に、車輪にz軸の回りにモーメント荷重がかかっている場合、そのモーメントの大きさ(Mz)と、x方向の差動信号の値とが、線形関係(比例関係)を示している。   As shown in FIGS. 11 and 12, when a moment load about the x-axis is applied to the wheel, the magnitude (Mx) of the moment and the differential signal value in the z direction are linearly related. (Proportional relationship) and when a moment load is applied to the wheel around the z-axis, the magnitude of the moment (Mz) and the value of the differential signal in the x direction are linear (proportional) Relationship).

図11および図12において、インナ側のセンサの方が、アウタ側(車輪側)のセンサよりも値が大きくなっているのは、車輪からの距離が大きいことによるものである。   11 and 12, the inner sensor has a larger value than the outer sensor (wheel side sensor) because the distance from the wheel is larger.

図8、10、11、12において、y方向の差動信号が0(ゼロ)でない値(クロストーク)を示している。これは、本来0(ゼロ)である筈の値である。このクロストーク信号は、センサの検出能力を、高くしたことによって発生すると考えられる誤信号であり、荷重の算出に何等影響を与えない信号である。   8, 10, 11, and 12, the differential signal in the y direction shows a value (crosstalk) that is not 0 (zero). This is a value of 筈 which is originally 0 (zero). This crosstalk signal is an erroneous signal that is considered to be generated by increasing the detection capability of the sensor, and is a signal that does not affect the calculation of the load.

図8〜図12に示すように、力(荷重)と、各差動信号とは、線形関係(比例関係)にある。   As shown in FIGS. 8 to 12, the force (load) and each differential signal are in a linear relationship (proportional relationship).

したがって、図8〜図12より、下の関係(1)が成立する。

Figure 2009144897
ここで、例えば、m11は、図8におけるx1の傾きを示す定数であり、他の行列要素も、図8〜12の各直線の傾きから決定される定数である。 Therefore, the following relationship (1) is established from FIGS.
Figure 2009144897
Here, for example, m11 is a constant indicating the slope of x1 in FIG. 8, and the other matrix elements are also constants determined from the slopes of the straight lines in FIGS.

上記(1)から下の(2)式が導かれる。

Figure 2009144897
The following equation (2) is derived from the above (1).
Figure 2009144897

本実施形態のハブユニットの信号処理部は、記憶部を有し、この記憶部には、上記(2)式のnij(iとjの夫々は、1〜5の値をとる)で示された5行5列の定数行列の25個の要素が、ルックアップテーブルとして、予めインプットされている。   The signal processing unit of the hub unit of the present embodiment has a storage unit, and this storage unit is represented by nij in the above equation (2) (each of i and j takes a value of 1 to 5). The 25 elements of the 5 × 5 constant matrix are input in advance as a look-up table.

本実施形態のハブユニットでは、各センサが、信号処理部に信号を出力すると、信号処理部が、それらの信号に基づいて、差動信号x1、x2、z1、z2およびy1を算出する。そして、その後に、その算出されたx1、x2、z1、z2およびy1と、上記記憶部に記憶されている5行5列の定数行列の25個の要素nijとから(2)式の演算を行って、ハブユニットに作用している実際の力(荷重)であるFx、Fy、Fz、MxおよびMzを算出するようになっている。   In the hub unit of this embodiment, when each sensor outputs a signal to the signal processing unit, the signal processing unit calculates the differential signals x1, x2, z1, z2, and y1 based on those signals. After that, from the calculated x1, x2, z1, z2, and y1 and 25 elements nij of the 5-by-5 constant matrix stored in the storage unit, the calculation of the expression (2) is performed. Thus, Fx, Fy, Fz, Mx and Mz, which are actual forces (loads) acting on the hub unit, are calculated.

上記実施形態のハブユニットによれば、上記nijを参照するだけで、簡単安価かつ正確に、車両の上下方向の並進荷重、車両の進行方向の並進荷重、車輪の軸方向の並進荷重、車両の上下方向の回りのモーメント荷重、車両の進行方向の回りのモーメント荷重を算出することができる。   According to the hub unit of the above-described embodiment, simply referring to the above nij, the vehicle's vertical translational load, the vehicle translational translational load, the wheel axial translational load, The moment load around the vertical direction and the moment load around the traveling direction of the vehicle can be calculated.

尚、上記実施形態のハブユニットでは、y方向の差動信号を、y1=fi+ri+ti+bi−(fo+ro+to+bo)としたが、この発明のセンサ付き転がり軸受装置では、y1=fi+ri+ti+bi−(fo+ro+to+bo)の代わりに、fi−fo、ri−ro、ti−to、bi−bo、fi+ri−(fo+ro)等、第1変位検出部を構成する4つのセンサのうちの少なくとも一つのセンサの出力と、この4つのセンサのうちの少なくとも一つのセンサに軸方向に略重なる上記第2変位検出部の少なくとも一つのセンサの出力との差を、y方向の差動信号として採用しても良い。   In the hub unit of the above embodiment, the differential signal in the y direction is y1 = fi + ri + ti + bi− (fo + ro + to + bo). However, in the rolling bearing device with a sensor of the present invention, instead of y1 = fi + ri + ti + bi− (fo + ro + to + bo), fi-fo, ri-ro, ti-to, bi-bo, fi + ri- (fo + ro), etc., the output of at least one of the four sensors constituting the first displacement detector, and the four sensors A difference from the output of at least one sensor of the second displacement detector that substantially overlaps at least one of the sensors in the axial direction may be adopted as a differential signal in the y direction.

上記実施形態では、5つの差動信号より、5つの荷重Fx、Fy、Fz、MxおよびMzを算出した。   In the above embodiment, the five loads Fx, Fy, Fz, Mx, and Mz are calculated from the five differential signals.

しかしながら、以下に説明するこの発明の他の実施形態のように、算出部としての信号処理部で、上記説明の演算の代わりに、以下に示す演算を行っても良い。   However, as in other embodiments of the present invention described below, a signal processing unit as a calculation unit may perform the following calculation instead of the calculation described above.

車輪の半径は、動的に変動し固有値として扱うと誤差を生じる場合があるが、検出信号を車両制御に用いる場合、計測器レベルの精度(≦1〜2%)は必要がなく、タイヤ半径を固定値としても車両制御に大きな影響は出ない。また、実際の車両では、Mxのみが発生することは無く、Mxは、Fyによって発生する。したがって、タイヤ半径Rを、固定値と見なせばMx≒Fy×Rが成立する。   The wheel radius fluctuates dynamically and may cause an error when handled as an eigenvalue, but when the detection signal is used for vehicle control, the accuracy of the measuring instrument level (≦ 1 to 2%) is not required, and the tire radius Even if the value is fixed, vehicle control is not greatly affected. In an actual vehicle, only Mx is not generated, and Mx is generated by Fy. Therefore, if the tire radius R is regarded as a fixed value, Mx≈Fy × R is established.

このことから、fi−riと、ti−biと、fo−roと、to−roと、(fi+ri+ti+bi−(fo+ro+to+bo))とのうちの4つの値と、4行4列の定数行列と、Fy=Mx÷Rという関係式に基づいて、上記Fz、上記Fx、上記Fy、上記Mz、および、上記Mxを算出しても良い。   From this, four values of fi-ri, ti-bi, fo-ro, to-ro, (fi + ri + ti + bi- (fo + ro + to + bo)), a 4-by-4 constant matrix, and Fy The Fz, Fx, Fy, Mz, and Mx may be calculated based on the relational expression = Mx ÷ R.

具体的には、例えば、次の(4)式で、Fx、Fz、Mx、Mzを求め、その後、求められたMxから、Fy=Mx÷Rの式に基づいて、Fyを算出しても良い。   Specifically, for example, Fx, Fz, Mx, and Mz are obtained by the following equation (4), and then Fy is calculated from the obtained Mx based on the equation Fy = Mx ÷ R. good.

先ず、上記図8〜図12より、下の関係(3)が成立する4行4列の定数行列を求める。

Figure 2009144897
この4行4列の逆行列を使用して、
Figure 2009144897
First, from FIG. 8 to FIG. 12, a 4-by-4 constant matrix that satisfies the following relationship (3) is obtained.
Figure 2009144897
Using this 4-by-4 inverse matrix,
Figure 2009144897

尚、この場合、算出部としての信号処理部の記憶部には、ルックアップテーブルとして、上記pij(i,j=1〜4)の値が予めインプットされていることは言うまでもない。   In this case, it goes without saying that the value of pij (i, j = 1 to 4) is input in advance as a lookup table in the storage unit of the signal processing unit as the calculation unit.

尚、上記(3)、(4)の代わりに、下の(5)、(6)式と、Fy=Mx÷Rとに基づいて、Fx、Fy、Fz、Mx、Mzを求めても良いことは、言うまでもない。   In place of the above (3) and (4), Fx, Fy, Fz, Mx, and Mz may be obtained based on the following equations (5) and (6) and Fy = Mx ÷ R. Needless to say.

先ず、上記図8〜図12より、下の関係(5)が成立する4行4列の定数行列を求める。

Figure 2009144897
この4行4列の逆行列を使用して、
Figure 2009144897
First, from FIG. 8 to FIG. 12, a 4-by-4 constant matrix that satisfies the following relationship (5) is obtained.
Figure 2009144897
Using this 4-by-4 inverse matrix,
Figure 2009144897

尚、この場合、算出部としての信号処理部の記憶部には、ルックアップテーブルとして、上記qij(i,j=1〜4)の値が予めインプットされていることは言うまでもない。   In this case, it goes without saying that the value of qij (i, j = 1 to 4) is input in advance as a lookup table in the storage unit of the signal processing unit as the calculation unit.

要は、以下のステップにより、Fx、Fy、Fz、Mx、および、Mzを算出することができる。   In short, Fx, Fy, Fz, Mx, and Mz can be calculated by the following steps.

すなわち、Fx、Fy、Fz、Mzの4元ベクトルか、または、Fx、Fz、Mz、Mxの4元ベクトルかいずれかを採用すると共に、5つの差動信号のうちの任意の4つの差動信号を採用する。その後、採用した4元ベクトルと、4つの差動信号に対して、上記(5)式に相当する式を作成して、4行4列の定数行列を求める。その後、その定数行列の逆行列から上記(6)式に相当する式を導き出す。最後に、採用した4つの差動信号の実際の値と、上記(6)式に相当する式と、Fy=Mx÷Rとから、上記Fx、Fy、Fz、Mx、および、Mzを算出する。   In other words, any one of four differential vectors of five differential signals is adopted while adopting either a quaternary vector of Fx, Fy, Fz, Mz or a quaternary vector of Fx, Fz, Mz, Mx. Adopt signal. Thereafter, an equation corresponding to the above equation (5) is created for the adopted quaternary vector and the four differential signals to obtain a constant matrix of 4 rows and 4 columns. Thereafter, an expression corresponding to the above expression (6) is derived from the inverse matrix of the constant matrix. Finally, Fx, Fy, Fz, Mx and Mz are calculated from the actual values of the four adopted differential signals, the expression corresponding to the expression (6), and Fy = Mx ÷ R. .

この4行4列の定数行列を用いた、変形例によれば、4つの信号によって、5つの荷重を算出することができる。したがって、センサは、5つの信号でなくて、4つの信号を出力すれば良いから、センサ配置の自由度および被変位検出部の構造の自由度を格段に大きくすることができる。したがって、被変位検出部の加工を格段に簡略化できると共に、被変位検出部を、実装する形式の場合においては、被変位検出部の実装を格段に簡略化することができる。また、算出部としての信号処理部の演算を格段に簡略化することができる。   According to the modification using the constant matrix of 4 rows and 4 columns, five loads can be calculated from four signals. Therefore, since the sensor only needs to output four signals instead of five signals, the degree of freedom of sensor arrangement and the structure of the displacement detection unit can be greatly increased. Accordingly, the processing of the displacement detection unit can be greatly simplified, and the mounting of the displacement detection unit can be greatly simplified in the case where the displacement detection unit is mounted. Further, the calculation of the signal processing unit as the calculation unit can be greatly simplified.

尚、4行4列の定数行列を用いて、5つの荷重を算出する場合においても、(fi+ri+ti+bi−(fo+ro+to+bo))に代わりに、第1変位検出部の一つのセンサの出力から、その一つのセンサに上記軸方向に略重なる上記第2変位検出部の一つのセンサの出力を引いた値か、または、第1変位検出部の三つ以下のセンサの出力の和から、その三つ以下のセンサに上記軸方向に略重なる上記第2変位検出部の複数のセンサの出力の和を引いた値を使用しても良いことは、勿論である。尚、(fi+ri+ti+bi−(fo+ro+to+bo))を用いると、上下方向および前後方向を平均化することができて、好ましいことは言うまでもない。   Even when five loads are calculated using a constant matrix of 4 rows and 4 columns, instead of (fi + ri + ti + bi− (fo + ro + to + bo)), one of the outputs from one sensor of the first displacement detection unit is used. From the value obtained by subtracting the output of one sensor of the second displacement detector that substantially overlaps the sensor in the axial direction, or the sum of the outputs of three or less sensors of the first displacement detector, the three or less Of course, a value obtained by subtracting the sum of the outputs of the plurality of sensors of the second displacement detector that substantially overlaps the sensor in the axial direction may be used. Needless to say, it is preferable to use (fi + ri + ti + bi− (fo + ro + to + bo)) because the vertical direction and the front-rear direction can be averaged.

上記第4実施形態のセンサ付き転がり軸受装置によれば、第1軌道部材の外周面を全周に亘って取り巻くように形成されるコイル381,391と、そのコイル381,392と同じ基板の面に配置されると共に、磁場の変動を検出するコイル382,392との組が、軸方向に2列に配置されているから、回転速度の検出に加えて、センサ付き転がり軸受装置に作用している並進荷重およびモーメント荷重を検出できる。   According to the rolling bearing device with a sensor of the fourth embodiment, the coils 381 and 391 formed so as to surround the outer peripheral surface of the first race member over the entire circumference, and the surface of the same substrate as the coils 381 and 392 In addition to the detection of the rotational speed, the set of coils 382 and 392 for detecting the fluctuation of the magnetic field is arranged in two rows in the axial direction. It can detect translational load and moment load.

尚、上記第4実施形態のセンサ付き転がり軸受装置では、軸方向に3列に配置された2つのコイルからなる組のうちで、両端に位置する2つのコイルの組を変位センサとして使用する一方、中央に位置するコイルをABSセンサとして使用した。   In the rolling bearing device with a sensor according to the fourth embodiment, one set of two coils located at both ends is used as a displacement sensor among a set of two coils arranged in three rows in the axial direction. The coil located in the center was used as an ABS sensor.

しかしながら、この発明では、環状溝331,332を形成する位置と、被回転速度検出部333を形成する位置とを、図13に示すように変えて、一端に位置するコイルの組をABSセンサとして使用する一方、他端と中央に位置する2つのコイルの組を変位センサとして使用しても良い。   However, according to the present invention, the position where the annular grooves 331 and 332 are formed and the position where the rotational speed detector 333 is formed are changed as shown in FIG. On the other hand, a set of two coils positioned at the other end and the center may be used as a displacement sensor.

また、上記第4実施形態のセンサ付き転がり軸受装置では、第4コイル382に径方向に対向する部分、および、第6コイル392に径方向に対向する部分に、環状溝311,312を形成したが、この発明では、第4コイルに径方向に対向する部分、および、第6コイルに径方向に対向する部分に、環状溝の替わりに、環状でない凹部(例えば、穴)を形成しても良い。また、本発明では、第4コイルに径方向に対向する部分、および、第6コイルに径方向に対向する部分に、環状溝の替わりに、周辺とは透磁率が異なる磁性体からなる領域(周方向に環状でも、周方向に環状でなくてもどちらでも良い)を形成しても良い。このような構成でも、軸方向の変位を検出できるからである。   In the rolling bearing device with a sensor according to the fourth embodiment, the annular grooves 311 and 312 are formed in the portion facing the fourth coil 382 in the radial direction and the portion facing the sixth coil 392 in the radial direction. In the present invention, however, a non-annular recess (for example, a hole) may be formed in place of the annular groove in the portion facing the fourth coil in the radial direction and the portion facing the sixth coil in the radial direction. good. Further, in the present invention, instead of the annular groove, a region made of a magnetic material having a magnetic permeability different from that of the periphery (in the portion facing the fourth coil in the radial direction and the portion facing the sixth coil in the radial direction) It may be annular in the circumferential direction or may not be annular in the circumferential direction). This is because even in such a configuration, axial displacement can be detected.

図14は、本発明の第5実施形態のセンサ付き転がり軸受装置の軸方向の断面図である。   FIG. 14: is sectional drawing of the axial direction of the rolling bearing apparatus with a sensor of 5th Embodiment of this invention.

第5実施形態のセンサ付き転がり軸受は、第1乃至第4実施形態のセンサ付き転がり軸受装置(駆動輪用の車輪用転がり軸受装置)と異なり従動輪用の車輪用転がり軸受装置である。   The rolling bearing with sensor of the fifth embodiment is a rolling bearing device for wheels for driven wheels, unlike the rolling bearing device with sensors (rolling bearing device for wheels for driving wheels) of the first to fourth embodiments.

このセンサ付き転がり軸受装置は、内軸401、内輪402、第2軌道部材としての外輪403、第1の転動体としての複数の第1の玉404、第2の転動体としての複数の第2の玉405、ケース部材6、および、センサ装置410を備える。   This sensor-equipped rolling bearing device includes an inner shaft 401, an inner ring 402, an outer ring 403 as a second race member, a plurality of first balls 404 as first rolling elements, and a plurality of second balls as second rolling elements. Ball 405, case member 6, and sensor device 410.

上記内軸401は、小径軸部419と、中径軸部420と、大径軸部421とを有している。上記小径軸部419の外周面には、ネジが形成されている。上記中径軸部420は、小径軸部419に段部418を介して連なると共に、小径軸部419の外径よりも大きい外径を有している。上記大径軸部421は、中径軸部420の小径軸部419側とは反対側に位置している。上記大径軸部421は、中径軸部420に段部422を介して連なると共に、中径軸部420の外径よりも大きい外径を有している。上記大径軸部421の外周面は、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420から離れるにしたがって、大きくなっている。   The inner shaft 401 has a small diameter shaft portion 419, a medium diameter shaft portion 420, and a large diameter shaft portion 421. A screw is formed on the outer peripheral surface of the small-diameter shaft portion 419. The medium-diameter shaft portion 420 is connected to the small-diameter shaft portion 419 via a step portion 418 and has an outer diameter larger than the outer diameter of the small-diameter shaft portion 419. The large-diameter shaft portion 421 is located on the opposite side of the medium-diameter shaft portion 420 from the small-diameter shaft portion 419 side. The large-diameter shaft portion 421 is connected to the medium-diameter shaft portion 420 via a step portion 422 and has an outer diameter larger than the outer diameter of the medium-diameter shaft portion 420. The outer peripheral surface of the large-diameter shaft portion 421 has an angular raceway groove as an outer raceway surface, and the outer diameter of the raceway groove increases as the distance from the medium-diameter shaft portion 420 increases.

上記内軸401は、軸方向の大径軸部421側の端部に、ブレーキディスク(図示せず)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450を有している。   The inner shaft 401 has a brake disc mounting flange 450 for mounting a brake disc (not shown) at an end portion on the large-diameter shaft portion 421 side in the axial direction.

上記内輪402は、内軸401の中径軸部420の外周面に外嵌されて固定されている。上記内輪402の軸方向の大径軸部421側の端面は、上記段部422に当接している。上記内輪402は、その外周面の大径軸部421側に、外周軌道面としてのアンギュラ型の軌道溝を有している。この軌道溝の外径は、大径軸部422から離れるにしたがって、大きくなっている。   The inner ring 402 is fitted and fixed to the outer peripheral surface of the medium diameter shaft portion 420 of the inner shaft 401. The end surface of the inner ring 402 on the large-diameter shaft portion 421 side in contact with the step 422 is in contact with the step portion 422. The inner ring 402 has an angular raceway groove as an outer raceway surface on the outer peripheral surface on the large-diameter shaft portion 421 side. The outer diameter of the raceway groove increases as the distance from the large-diameter shaft portion 422 increases.

上記内輪402の軸方向の大径軸部421側の端面は、段部422に当接している。図13に示すように、ナット463が、小径軸部419のネジに螺合している。上記内輪402の軸方向の大径軸部421側とは反対側の端面は、ナット463の軸方向の大径軸部421側の端面に当接している。上記ナット463を、軸方向の大径軸部421側に所定距離ネジ込むことにより、内輪402を、内軸401に確実に固定するようになっている。   An end surface of the inner ring 402 on the large-diameter shaft portion 421 side in the axial direction is in contact with the step portion 422. As shown in FIG. 13, the nut 463 is screwed into the screw of the small diameter shaft portion 419. An end surface of the inner ring 402 opposite to the large-diameter shaft portion 421 in the axial direction is in contact with an end surface of the nut 463 on the large-diameter shaft portion 421 side. The inner ring 402 is securely fixed to the inner shaft 401 by screwing the nut 463 into the large-diameter shaft portion 421 side in the axial direction for a predetermined distance.

上記外輪403は、大径軸部421の径方向の外方に位置している。上記外輪403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軌道溝とを有している。上記複数の第1の玉404は、内輪402の軌道溝と、外輪403の第1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おり、上記複数の第2の玉405は、内軸401の軌道溝と、外輪403の第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 outer ring 403 is located outward in the radial direction of the large-diameter shaft portion 421. The inner circumferential surface of the outer ring 403 has an angular first raceway groove as a first inner circumferential raceway surface and an angular second raceway groove as a second inner circumferential raceway surface. The plurality of first balls 404 are disposed between the raceway groove of the inner ring 402 and the first raceway groove of the outer ring 403 at intervals in the circumferential direction while being held by a cage. The plurality of second balls 405 are disposed between the raceway groove of the inner shaft 401 and the second raceway groove of the outer ring 403 at intervals in the circumferential direction while being held by a cage. ing.

上記ケース部材406は、筒部材452と、円板状の蓋部材453とで構成されている。筒部材452の外周面の外輪403側の端部は、外輪403の内周面の小径軸部419側の端部に締まり嵌めにより内嵌されて固定されている。一方、蓋部材453は、筒部材452の外輪403側とは反対側の開口を閉塞している。詳しくは、蓋部材453は、円板部480と、円板部480に連なる筒状部481を有し、この筒状部481の内周面を、筒部材452の外輪403側とは反対側の端部の外周面に締まり嵌めにより外嵌して固定している。このようにして、センサ付き転がり軸受装置の内部へ異物が侵入するのを防止している。また、上記センサ装置410は、ケース部材406に固定されている。   The case member 406 includes a cylindrical member 452 and a disk-shaped lid member 453. An end portion of the outer peripheral surface of the cylindrical member 452 on the outer ring 403 side is fitted and fixed to an end portion of the inner peripheral surface of the outer ring 403 on the small diameter shaft portion 419 side by an interference fit. On the other hand, the lid member 453 closes the opening of the cylindrical member 452 on the side opposite to the outer ring 403 side. Specifically, the lid member 453 includes a disc portion 480 and a cylindrical portion 481 that is continuous with the disc portion 480, and the inner peripheral surface of the cylindrical portion 481 is opposite to the outer ring 403 side of the cylindrical member 452. It is fixed by being externally fitted to the outer peripheral surface of the end portion by an interference fit. In this way, foreign matter is prevented from entering the inside of the sensor-equipped rolling bearing device. The sensor device 410 is fixed to the case member 406.

図15は、図14におけるセンサ装置410の周辺の拡大断面図である。   FIG. 15 is an enlarged cross-sectional view of the periphery of the sensor device 410 in FIG.

上記センサ装置410は、センサ本体460と、ターゲット部材461とを有する。上記ターゲット部材461は、筒形状を有している。上記ターゲット部材461の軸方向の一端部は、内輪402の円筒外周面における軸方向の端部426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461の軸方向の一端部は、内輪402の外周面の一端部としての円筒外周面426に締まり嵌めにより外嵌されて固定されている。第5実施形態のセンサ付き転がり軸受では、内軸401、内輪402およびターゲット部材461が、第1軌道部材を構成している。   The sensor device 410 includes a sensor body 460 and a target member 461. The target member 461 has a cylindrical shape. One end portion of the target member 461 in the axial direction is pressed into an axial end portion 426 on the cylindrical outer peripheral surface of the inner ring 402 by press-fitting. In other words, one end portion of the target member 461 in the axial direction is externally fitted and fixed to the cylindrical outer peripheral surface 426 as one end portion of the outer peripheral surface of the inner ring 402 by an interference fit. In the rolling bearing with sensor of the fifth embodiment, the inner shaft 401, the inner ring 402, and the target member 461 constitute a first race member.

上記センサ本体460は、樹脂製の環状の固定部材498と、環状の固定部材498の内周側に軸方向に等間隔に固定された5列の基板と、各基板の両側の面に配置された2組の平面状のコイルとからなる。   The sensor body 460 is arranged on a resin-made annular fixing member 498, five rows of substrates fixed at equal intervals in the axial direction on the inner peripheral side of the annular fixing member 498, and on both sides of each substrate. And two sets of planar coils.

上記固定部材498は、筒部材452の内周面に内嵌されて固定されている。また、図15に示すように、上記固定部材498および5つの基板は、数カ所で、ボルト499によって、筒部材452に固定されている。   The fixing member 498 is fitted and fixed to the inner peripheral surface of the cylindrical member 452. As shown in FIG. 15, the fixing member 498 and the five substrates are fixed to the cylindrical member 452 with bolts 499 at several places.

上記各基板は、筒部材452の径方向に延在し、各基板の延在方向の端面488は、ターゲット部材461の外周面に対向している。   Each of the substrates extends in the radial direction of the cylindrical member 452, and an end surface 488 in the extending direction of each substrate faces the outer peripheral surface of the target member 461.

上記ターゲット部材461の外周面は、軸方向に2列に亘って周方向に延在する環状溝494,495を有すると共に、また、軸方向の所定の領域に、透磁率が違う第1部分496と第2部分が周方向に交互に配置された部分を有している。上記第2部分は、ターゲット部材461の上記軸方向の所定の領域以外の部分と同一の材質からなっている。   The outer peripheral surface of the target member 461 includes annular grooves 494 and 495 extending in the circumferential direction over two rows in the axial direction, and a first portion 496 having a different permeability in a predetermined region in the axial direction. And the second portion has portions arranged alternately in the circumferential direction. The second portion is made of the same material as the portion of the target member 461 other than the predetermined region in the axial direction.

上記センサ装置410は、環状溝494,495や、透磁率が違う第1部分496と第2部分が周方向に交互に配置された部分を用いて、上記詳細に説明した方法を用いて5つの荷重や、第1軌道部材に対する第2軌道部材の回転速度を検出している。   The sensor device 410 uses the annular grooves 494 and 495, and the first portion 496 and the second portion having different magnetic permeability, which are alternately arranged in the circumferential direction. The load and the rotation speed of the second track member relative to the first track member are detected.

上記第5実施形態のセンサ付き転がり軸受装置では、センサ装置410が、内輪402に固定されたターゲット部材461と、筒状部452に固定されたセンサ本体460とからなっている。このように、本発明では、センサ装置は、第1乃至第4実施形態のように、シール装置に固定される必要はなく、如何なる部材にも固定されることができる。   In the rolling bearing device with a sensor of the fifth embodiment, the sensor device 410 includes a target member 461 fixed to the inner ring 402 and a sensor main body 460 fixed to the cylindrical portion 452. Thus, in the present invention, the sensor device does not need to be fixed to the seal device as in the first to fourth embodiments, and can be fixed to any member.

尚、上記第1乃至第5実施形態のセンサ付き転がり軸受の製造装置では、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、センサ付き転がり軸受の転動体は、ころであっても良く、ころおよび玉を含んでいても良い。   In the manufacturing apparatus for the rolling bearing with sensor of the first to fifth embodiments, the rolling element of the rolling bearing with sensor is a ball. However, in this invention, the rolling element of the rolling bearing with sensor is a roller. It may also contain rollers and balls.

また、この発明のセンサ付き転がり軸受装置が、例えば、磁気軸受装置等の車輪用転がり軸受装置以外の如何なる軸受装置であっても良いことは言うまでもない。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。   It goes without saying that the sensor-equipped rolling bearing device of the present invention may be any bearing device other than a wheel rolling bearing device such as a magnetic bearing device. 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.

本発明のセンサ付き転がり軸受装置の第1実施形態である駆動輪用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 for drive wheels which is 1st Embodiment of the rolling bearing apparatus with a sensor of this invention. 第1実施形態のセンサ付き転がり軸受装置が有するパックシール10の近傍の軸方向の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the direction of an axis near the pack seal 10 which the rolling bearing device with a sensor of a 1st embodiment has. 第1実施形態において、スリンガ、基板、第1コイルおよび第2コイルの位置関係を示す模式図である。In 1st Embodiment, it is a schematic diagram which shows the positional relationship of a slinger, a board | substrate, a 1st coil, and a 2nd coil. 第2実施形態のセンサ付き転がり軸受装置における図2に対応する図である。It is a figure corresponding to FIG. 2 in the rolling bearing device with a sensor of 2nd Embodiment. 第3実施形態のセンサ付き転がり軸受装置における図2に対応する図である。It is a figure corresponding to FIG. 2 in the rolling bearing device with a sensor of 3rd Embodiment. 第4実施形態のセンサ付き転がり軸受装置における図2に対応する図である。It is a figure corresponding to FIG. 2 in the rolling bearing device with a sensor of 4th Embodiment. 本明細書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 in this specification. 差動信号の値と、実際にハブユニットに係っている力または荷重との関係を調査した一実験例を示す図である。It is a figure which shows one experimental example which investigated the relationship between the value of a differential signal, and the force or load which is actually related to a hub unit. 差動信号の値と、実際にハブユニットに係っている力または荷重との関係を調査した一実験例を示す図である。It is a figure which shows one experimental example which investigated the relationship between the value of a differential signal, and the force or load which is actually related to a hub unit. 差動信号の値と、実際にハブユニットに係っている力または荷重との関係を調査した一実験例を示す図である。It is a figure which shows one experimental example which investigated the relationship between the value of a differential signal, and the force or load which is actually related to a hub unit. 差動信号の値と、実際にハブユニットに係っている力または荷重との関係を調査した一実験例を示す図である。It is a figure which shows one experimental example which investigated the relationship between the value of a differential signal, and the force or load which is actually related to a hub unit. 差動信号の値と、実際にハブユニットに係っている力または荷重との関係を調査した一実験例を示す図である。It is a figure which shows one experimental example which investigated the relationship between the value of a differential signal, and the force or load which is actually related to a hub unit. 第4実施形態のセンサ付き転がり軸受装置の変形例における図2に対応する図である。It is a figure corresponding to FIG. 2 in the modification of the rolling bearing apparatus with a sensor of 4th Embodiment. 本発明の第5実施形態のセンサ付き転がり軸受装置の軸方向の断面図である。It is sectional drawing of the axial direction of the rolling bearing apparatus with a sensor of 5th Embodiment of this invention. 図14におけるセンサ装置の周辺の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the periphery of the sensor apparatus in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 ハブ
2 内輪
3 外輪
4,5 玉
10 パックシール
70 基板
1 Hub 2 Inner ring 3 Outer ring 4, 5 ball 10 Pack seal 70 Substrate

Claims (6)

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第1基板と、
上記第1基板の一方の側の第1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、
上記第1面上に配置された平面状の第2コイルと
を備え、
上記第1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第1基板の径方向の外方に位置し、
上記第1コイルの上記径方向の内方側で、かつ、上記第1コイルに上記径方向に対向する箇所に、上記第1軌道部材の周方向に延在する環状の被回転速度検出部を有し、
上記第2コイルは、上記回転速度検出部の構造に基づく上記第1コイルが生成する磁場の変動を検出し、
上記第2コイルが出力した信号に基づいて、上記第2軌道部材に対する上記第1軌道部材の回転速度を検出する回転速度検出部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;
An annular and plate-like first substrate having a through hole through which the first track member passes;
A planar first coil disposed on the first surface on one side of the first substrate so as to surround the first track member over the entire circumference;
A planar second coil disposed on the first surface,
The portion of the first surface surrounded by the second coil is located on the outer side in the radial direction of the first substrate than the through hole,
An annular rotational speed detector extending in the circumferential direction of the first track member is provided at an inner side in the radial direction of the first coil and at a location facing the first coil in the radial direction. Have
The second coil detects a change in the magnetic field generated by the first coil based on the structure of the rotational speed detection unit,
A rolling bearing device with a sensor, comprising: a rotation speed detector that detects a rotation speed of the first track member with respect to the second track member based on a signal output from the second coil.
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基板は、上記第2軌道部材の径方向に略平行に配置され、
上記第1基板の上記第1面に略平行な面を有すると共に、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第2基板と、
上記第2基板の上記第1面に略平行な面上に、上記第1軌道部材の上記外周面を全周に亘って取り巻くように配置された平面状の第3コイルと、
上記第2基板の上記第1面に略平行な面上に配置された平面状の第4コイルと
を備え、
上記第2基板の上記第1面に略平行な面において上記第4コイルが囲んでいる部分は、上記第2基板の上記貫通穴よりも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 first substrate is disposed substantially parallel to the radial direction of the second track member,
An annular and plate-like second substrate having a surface substantially parallel to the first surface of the first substrate and having a through hole through which the first track member passes;
A planar third coil disposed on a surface substantially parallel to the first surface of the second substrate so as to surround the outer peripheral surface of the first track member over the entire circumference;
A planar fourth coil disposed on a surface substantially parallel to the first surface of the second substrate,
The portion of the second substrate surrounded by the fourth coil on a surface substantially parallel to the first surface is located radially outward from the through hole of the second substrate. Rolling bearing device with sensor.
請求項1に記載のセンサ付き転がり軸受装置において、
上記第1基板の他方の側の第2面上に、上記第1軌道部材の上記外周面を全周に亘って取り巻くように配置された平面状の第3コイルと、
上記第2面上に配置された平面状の第4コイルと
を備え、
上記第2面において上記第4コイルが囲んでいる部分は、上記貫通穴よりも上記第1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,
A planar third coil disposed on the second surface on the other side of the first substrate so as to surround the outer peripheral surface of the first track member over the entire circumference;
A planar fourth coil disposed on the second surface,
The rolling bearing device with a sensor is characterized in that a portion of the second surface surrounded by the fourth coil is located radially outward of the first substrate with respect to the through hole.
請求項2に記載のセンサ付き転がり軸受装置において、
上記第1基板の他方の側の第2面上に、上記第1軌道部材の上記外周面を全周に亘って取り巻くように配置された平面状の第5コイルと、
上記第2面上に配置された平面状の第6コイルと
を備え、
上記第2面において上記第6コイルが囲んでいる部分は、上記第1基板の上記貫通穴よりも上記第1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 2,
A planar fifth coil arranged on the second surface on the other side of the first substrate so as to surround the outer peripheral surface of the first track member over the entire circumference;
A planar sixth coil disposed on the second surface,
A portion of the second surface surrounded by the sixth coil is located on the outer side in the radial direction of the first substrate with respect to the through hole of the first substrate. apparatus.
請求項1乃至4のいずれか1つに記載のセンサ付き転がり軸受装置において、
上記第1軌道部材と上記第2軌道部材との間をシールするシール装置を備え、
上記第1基板は、上記シール装置に固定され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 any one of claims 1 to 4,
A seal device for sealing between the first track member and the second track member;
A rolling bearing device with a sensor, wherein the first substrate is fixed to the sealing device.
請求項5に記載のセンサ付き転がり軸受装置において、
上記シール装置は、金属製の芯金部と、上記芯金部に固着されたゴム製の弾性部とを有し、
上記第1基板は、上記弾性部に固定され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 5,
The sealing device has a metal cored bar part and a rubber elastic part fixed to the cored bar part,
A rolling bearing device with a sensor, wherein the first substrate is fixed to the elastic part.
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