JP2009156677A - Rolling bearing device equipped with sensor - Google Patents

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JP2009156677A JP2007334129A JP2007334129A JP2009156677A JP 2009156677 A JP2009156677 A JP 2009156677A JP 2007334129 A JP2007334129 A JP 2007334129A JP 2007334129 A JP2007334129 A JP 2007334129A JP 2009156677 A JP2009156677 A JP 2009156677A
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Kenji Oiso
憲司 大磯
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rolling bearing device equipped with a sensor capable of improving linearity of all of five signals output from a signal processing part, reducing operational error generated in operating when subsequently computing physical quantity, and accurately detecting physical quantity to be computed. <P>SOLUTION: This device extracts the output for obtaining axial displacement signal from output terminals YT, YR, YB, and YF different from output terminals T, R, B, and F which extract the output from a displacement detecting part for obtaining radial displacement signal. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、センサ付き転がり軸受装置に関する。   The present invention relates to a rolling bearing device with a sensor.

従来、センサ付き転がり軸受装置としては、特開2007−127253号公報(特許文献1)に記載されている車輪用転がり軸受装置がある。   Conventionally, as a rolling bearing device with a sensor, there is a rolling bearing device for a wheel described in JP 2007-127253 A (Patent Document 1).

この車輪用転がり軸受装置は、インダクタンス型の変位検出部を、軸方向に2列に配置し、上記2列に配置された変位検出部からの信号を信号処理回路に入力して、信号処理回路で、4つの径方向の変位に関する信号と、1つの軸方向の変位に関する信号を算出し、これらの信号に基づいて、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。
特開2007−127253号公報
In this rolling bearing device for a wheel, an inductance type displacement detection unit is arranged in two rows in the axial direction, and signals from the displacement detection units arranged in the two rows are input to a signal processing circuit. Then, four signals related to radial displacement and one signal related to axial displacement are calculated, and based on these signals, three translational loads and two moment loads of the rolling bearing device for a wheel are calculated. It is supposed to be.
JP 2007-127253 A

上記従来の装置では、上記信号処理回路が有する各受動素子を、上記4つの径方向の変位に関する信号の線形性が良くなるように設定すると、1つの軸方向の変位に関する信号の線形性が悪くなり、逆に、上記信号処理回路が有する各受動素子を、上記1つの軸方向の変位に関する信号の線形性が良くなるように設定すると、4つの径方向の変位に関する信号の線形性が悪くなる。   In the conventional apparatus, when each passive element included in the signal processing circuit is set so that the linearity of the signals related to the four radial displacements is improved, the linearity of the signal related to the displacement in one axial direction is poor. On the contrary, if each passive element included in the signal processing circuit is set so that the linearity of the signal related to the displacement in the one axial direction is improved, the linearity of the signal related to the displacement in the four radial directions is deteriorated. .

すなわち、5つの信号の全ての信号の線形性を良くすることが困難である。このことから、その後の演算において生じる演算誤差を小さくすることが難しい。   That is, it is difficult to improve the linearity of all the five signals. For this reason, it is difficult to reduce calculation errors that occur in subsequent calculations.

そこで、本発明の課題は、信号処理部が出力する5つの信号の全ての線形性を良くできて、その後の物理量の算出を行う際の演算で生じる演算誤差を小さくでき、算出を目的とする物理量を正確に検出できるセンサ付き転がり軸受装置を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to improve the linearity of all the five signals output from the signal processing unit, to reduce the calculation error caused by the calculation when the physical quantity is calculated thereafter, and to calculate it. It is an object of the present invention to provide a rolling bearing device with a sensor capable of accurately detecting a physical quantity.

上記課題を解決するため、この発明のセンサ付き転がり軸受装置は、
軌道面を内周面に有する第1軌道部材と、
軌道面と、環状の被変位検出部とを外周面に有する第2軌道部材と、
上記第1軌道部材の上記軌道面と、上記第2軌道部材の上記軌道面との間に配置された転動体と、
上記被変位検出部の径方向の変位と、上記被変位検出部の軸方向の変位とを検出するセンサ装置と
を備え、
上記センサ装置は、
上記被変位検出部に上記径方向に対向する検出面を有する第1変位検出部と、
上記被変位検出部に上記径方向に対向する検出面を有する第2変位検出部と、
上記第1変位検出部に上記軸方向に間隔をおいて位置すると共に、上記被変位検出部に上記径方向に対向する検出面を有する第3変位検出部と、
上記第2変位検出部に上記軸方向に間隔をおいて位置すると共に、上記被変位検出部に上記径方向に対向する検出面を有する第4変位検出部と
を有し、
上記第1変位検出部からの信号に基づいて、上記被変位検出部において互いに直交する2つの径方向の変位に基づく第1ラジアル変位信号および第2ラジアル変位信号を出力する第1信号処理部と、
上記第3変位検出部からの信号に基づいて、上記被変位検出部において互いに直交する2つの径方向の変位に基づく第3ラジアル変位信号および第4ラジアル変位信号を出力する第2信号処理部と、
上記第2変位検出部および上記第4変位検出部からの信号に基づいて、上記被変位検出部の軸方向の変位に基づくアキシアル変位信号を出力する第3信号処理部と
を備えることを特徴としている。
In order to solve the above problems, a rolling bearing device with a sensor according to the present invention comprises:
A first track member having a track surface on the inner peripheral surface;
A second track member having a track surface and an annular displacement detector on the outer peripheral surface;
A rolling element disposed between the raceway surface of the first raceway member and the raceway surface of the second raceway member;
A sensor device for detecting a radial displacement of the displacement detection unit and an axial displacement of the displacement detection unit;
The sensor device is
A first displacement detection unit having a detection surface opposed to the displacement detection unit in the radial direction;
A second displacement detector having a detection surface opposed to the displacement detector in the radial direction;
A third displacement detector having a detection surface positioned in the first displacement detector at an interval in the axial direction and opposed to the displacement detector in the radial direction;
A fourth displacement detection unit positioned on the second displacement detection unit at an interval in the axial direction and having a detection surface opposed to the displacement detection unit in the radial direction;
A first signal processing unit that outputs a first radial displacement signal and a second radial displacement signal based on two radial displacements orthogonal to each other in the displacement detection unit based on a signal from the first displacement detection unit; ,
A second signal processing unit that outputs a third radial displacement signal and a fourth radial displacement signal based on two radial displacements orthogonal to each other in the displacement detection unit based on a signal from the third displacement detection unit; ,
And a third signal processing unit that outputs an axial displacement signal based on an axial displacement of the displacement detection unit based on signals from the second displacement detection unit and the fourth displacement detection unit. Yes.

本発明によれば、4つのラジアル変位信号の出力のための変位検出部および信号処理部と、アキシアル変位信号の出力のための変位検出部および信号処理部とが、異なっているから、4つのラジアル変位信号および1つのアキシアル変位信号の全ての信号の線形性を優れたものにすることができる。したがって、4つのラジアル変位信号および1つのアキシアル変位信号を用いる後段の演算における演算誤差を格段に小さくすることができる。したがって、検出すべき物理量、例えば、以下の実施形態で述べる5つの荷重の検出をより正確に行うことができる。   According to the present invention, the displacement detection unit and signal processing unit for outputting four radial displacement signals are different from the displacement detection unit and signal processing unit for outputting axial displacement signals. The linearity of all signals of the radial displacement signal and one axial displacement signal can be made excellent. Therefore, it is possible to significantly reduce the calculation error in the subsequent calculation using the four radial displacement signals and the one axial displacement signal. Therefore, the physical quantity to be detected, for example, five loads described in the following embodiments can be detected more accurately.

また、一実施形態では、
上記第1変位検出部は、上記第2変位検出部、上記第3変位検出部および上記第4変位検出部の夫々は、周方向に略等間隔に配置された4つの部分からなり、
N1を、自然数とし、N2を、N1より小さい自然数とするとき、
上記第1変位検出部の上記各部分は、直接に接続されたN1個の第1コイル素子からなり、
上記第2変位検出部の上記各部分は、上記第1変位検出部の上記各部を構成する上記直接に接続されたN1個の第1コイル素子のうちで、直接に接続されたN2個の第1コイル素子からなり、
上記第3変位検出部の上記各部分は、直接に接続されたN1個の第2コイル素子からなり、
上記第4変位検出部の上記各部分は、上記第3変位検出部の上記各部を構成する上記直接に接続されたN1個の第2コイル素子のうちで、直接に接続されたN2個の第2コイル素子からなる。
In one embodiment,
Each of the first displacement detection unit includes the second displacement detection unit, the third displacement detection unit, and the fourth displacement detection unit, each of which includes four portions arranged at approximately equal intervals in the circumferential direction.
When N1 is a natural number and N2 is a natural number smaller than N1,
Each of the portions of the first displacement detection unit includes N1 first coil elements that are directly connected,
The respective portions of the second displacement detection unit include N2 first directly connected elements among the N1 first coil elements directly connected constituting the respective portions of the first displacement detection unit. Consisting of one coil element,
Each of the parts of the third displacement detector comprises N1 second coil elements that are directly connected,
The respective portions of the fourth displacement detection unit include N2 second directly connected elements among the directly connected N1 second coil elements constituting the respective portions of the third displacement detection unit. It consists of two coil elements.

上記実施形態によれば、第1変位検出部を構成する複数の第1コイル素子の幾つかを、第2変位検出部を構成する第1コイル素子として兼用し、かつ、第3変位検出部を構成する複数の第2コイル素子の幾つかを、第4変位検出部を構成する第2コイル素子として兼用しているから、センサ装置の製造コストを大幅に削減できる。また、上記第1変位検出部および第2変位検出部を、同一の軸方向の位置に配置できると共に、第3変位検出部および第4変位検出部を、同一の軸方向の位置に配置できて、センサ装置の配置スペースを小さくできて、センサ付き転がり軸受装置をコンパクトにすることができる。   According to the embodiment, some of the plurality of first coil elements constituting the first displacement detector are also used as the first coil elements constituting the second displacement detector, and the third displacement detector is Since some of the plurality of second coil elements that are configured are also used as the second coil elements that configure the fourth displacement detector, the manufacturing cost of the sensor device can be significantly reduced. Further, the first displacement detector and the second displacement detector can be arranged at the same axial position, and the third displacement detector and the fourth displacement detector can be arranged at the same axial position. The arrangement space of the sensor device can be reduced, and the rolling bearing device with the sensor can be made compact.

また、一実施形態では、
上記第1信号処理部、上記第2信号処理部および上記第3信号処理部の夫々は、
第1ノードと、
第2ノードと、
上記第1ノードと上記第2ノードとの間に並列に接続された上記各部分およびコンデンサと、
上記第1ノードに一端が接続された抵抗と
を有し、
上記第1信号処理部の上記抵抗の抵抗値と、上記第2信号処理部の上記抵抗の抵抗値とは同一である一方、上記第1信号処理部の上記抵抗の抵抗値は、上記第3信号処理部の上記抵抗の上記抵抗値と異なる。
In one embodiment,
Each of the first signal processor, the second signal processor, and the third signal processor is
A first node;
A second node;
The respective parts and capacitors connected in parallel between the first node and the second node;
A resistor having one end connected to the first node;
The resistance value of the resistor of the first signal processing unit is the same as the resistance value of the resistor of the second signal processing unit, while the resistance value of the resistor of the first signal processing unit is the third value. It differs from the resistance value of the resistor of the signal processing unit.

上記実施形態によれば、上記第1信号処理部の上記抵抗の抵抗値と、上記第3信号処理部の上記抵抗の上記抵抗値とを互いに独立に適切に設定することにより、容易に、4つのラジアル変位信号および1つのアキシアル変位信号の線形性を優れたものにすることができる。   According to the above embodiment, the resistance value of the resistor of the first signal processing unit and the resistance value of the resistor of the third signal processing unit are set appropriately and independently of each other, so that 4 The linearity of one radial displacement signal and one axial displacement signal can be made excellent.

本発明のセンサ付き転がり軸受装置によれば、4つのラジアル変位信号の出力のための変位検出部および信号処理部と、アキシアル変位信号の出力のための変位検出部および信号処理部とが、異なっているから、4つのラジアル変位信号および1つのアキシアル変位信号の全ての信号の線形性を優れたものにすることができる。したがって、4つのラジアル変位信号および1つのアキシアル変位信号を用いる後段の演算における演算誤差を格段に小さくすることができて、荷重信号等の検出すべき物理量の検出を正確に行うことができる。   According to the rolling bearing device with a sensor of the present invention, the displacement detector and signal processor for outputting four radial displacement signals are different from the displacement detector and signal processor for outputting axial displacement signals. Therefore, the linearity of all four radial displacement signals and one axial displacement signal can be made excellent. Accordingly, the calculation error in the subsequent calculation using the four radial displacement signals and the one axial displacement signal can be remarkably reduced, and the physical quantity to be detected such as the load signal can be accurately detected.

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

図1は、本発明のセンサ付き転がり軸受装置の一実施形態である従動輪用の車両用転がり軸受装置の軸方向の断面図である。   FIG. 1 is a sectional view in the axial direction of a rolling bearing device for a vehicle for a driven wheel, which is an embodiment of a rolling bearing device with a sensor according to the present invention.

この車両用転がり軸受装置は、内軸1、内輪2、第1軌道部材としての外輪3、転動体としての複数の第1の玉4、転動体としての複数の第2の玉5、ケース部材6、および、センサ装置10を備える。   The rolling bearing device for a vehicle includes an inner shaft 1, an inner ring 2, an outer ring 3 as a first race member, a plurality of first balls 4 as rolling elements, a plurality of second balls 5 as rolling elements, and a case member. 6 and the sensor device 10.

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

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

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

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

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

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

上記センサ装置10は、第1変位検出部70、第2変位検出部70、第3変位検出部71、第4変位検出部71およびターゲット部材73を有する。上記第2変位検出部70は、第1変位検出部70の一部からなり、第1変位検出部70の一部は、第1変位検出部70および第2変位検出部70で兼用されている。図1に70で示されているのは、第1変位検出部および第2変位検出部の兼用部分である。   The sensor device 10 includes a first displacement detector 70, a second displacement detector 70, a third displacement detector 71, a fourth displacement detector 71, and a target member 73. The second displacement detector 70 includes a part of the first displacement detector 70, and a part of the first displacement detector 70 is shared by the first displacement detector 70 and the second displacement detector 70. . In FIG. 1, a portion 70 is used as the first displacement detector and the second displacement detector.

また、上記第4変位検出部71は、第3変位検出部71の一部からなり、上記第3変位検出部71の一部は、第3変位検出部71および第4変位検出部71で兼用されている。図1に71示されているのは、第3変位検出部および第4変位検出部の兼用部分である。   In addition, the fourth displacement detection unit 71 includes a part of the third displacement detection unit 71, and a part of the third displacement detection unit 71 is shared by the third displacement detection unit 71 and the fourth displacement detection unit 71. Has been. In FIG. 1, reference numeral 71 denotes a portion that serves both as the third displacement detector and the fourth displacement detector.

このことから、上記第1変位検出部70と、第2変位検出部70とは、配置された箇所の軸方向の位置が同一であり、第3変位検出部71と、第4変位検出部71とは、配置された箇所の軸方向の位置が同一である。   Accordingly, the first displacement detection unit 70 and the second displacement detection unit 70 have the same position in the axial direction of the place where they are arranged, and the third displacement detection unit 71 and the fourth displacement detection unit 71. Means that the positions in the axial direction of the arranged portions are the same.

上記第1乃至第4変位検出部70,71は、筒部材52の内周面に固定されている。一方、ターゲット部材73は、筒形状を有している。ターゲット部材73の軸方向の一端部は、内輪2の円筒外周面26に圧入によって押しこまれている。上記ターゲット部材73の一端部は、内輪2の外周面の一端部としての円筒外周面26に外嵌されて固定されている。上記内軸1、内輪2およびターゲット部材73は、第2軌道部材を構成している。また、ターゲット部材73の外周面は、被変位検出部になっている。   The first to fourth displacement detectors 70 and 71 are fixed to the inner peripheral surface of the cylindrical member 52. On the other hand, the target member 73 has a cylindrical shape. One end of the target member 73 in the axial direction is pressed into the cylindrical outer peripheral surface 26 of the inner ring 2 by press-fitting. One end portion of the target member 73 is externally fitted and fixed to a cylindrical outer peripheral surface 26 as one end portion of the outer peripheral surface of the inner ring 2. The inner shaft 1, the inner ring 2 and the target member 73 constitute a second track member. Moreover, the outer peripheral surface of the target member 73 is a displacement detection part.

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

上記第3変位検出部71は、第1変位検出部70よりも車輪側(ロータ取付用のフランジ50側)に位置している。第1および第3変位検出部70,71の夫々は、筒部材52の内周面に固定されている。上記第1変位検出部70は、第3変位検出部71と同一であり、第1変位検出部70は、第3変位検出部71に対して軸方向に間隔において配置されている。第1変位検出部70は、第3変位検出部71に略軸方向に重なっている。   The third displacement detector 71 is located on the wheel side (the rotor mounting flange 50 side) of the first displacement detector 70. Each of the first and third displacement detectors 70 and 71 is fixed to the inner peripheral surface of the cylindrical member 52. The first displacement detection unit 70 is the same as the third displacement detection unit 71, and the first displacement detection unit 70 is disposed at an interval in the axial direction with respect to the third displacement detection unit 71. The first displacement detector 70 overlaps the third displacement detector 71 substantially in the axial direction.

図3は、この車両用転がり軸受装置が、車両の所定位置に設置されている状態における、第1変位検出部70の周方向の構成を示す周方向の配置図である。   FIG. 3 is a circumferential arrangement diagram showing a circumferential configuration of the first displacement detector 70 in a state where the rolling bearing device for a vehicle is installed at a predetermined position of the vehicle.

上記第1変位検出部70は、4つの部分からなる。具体的には、上記第1変位検出部70は、第1部分103、第2部分104、第3部分105、第4部分106からなり、第1部分103は、図3において点線101で囲まれた領域に存在する4つの第1コイル素子103a、103b、103c、103dからなる。   The first displacement detector 70 includes four parts. Specifically, the first displacement detector 70 includes a first portion 103, a second portion 104, a third portion 105, and a fourth portion 106, and the first portion 103 is surrounded by a dotted line 101 in FIG. It consists of four first coil elements 103a, 103b, 103c, and 103d existing in the region.

また、第2部分104は、図3において、第1コイル素子103dから時計回りに次の4つの第1コイル素子からなり、第3部分105は、時計回りに、その次の4つの第1コイル素子からなり、第4部分106は、時計回りに、その次の4つの第1コイル素子からなる。   In FIG. 3, the second portion 104 is composed of the following four first coil elements clockwise from the first coil element 103d, and the third portion 105 is clockwise the next four first coils. The fourth portion 106 is composed of the next four first coil elements in the clockwise direction.

尚、図3において、紙面の上方は、車両用転がり軸受装置が、車両の所定位置に設置されている状態における、鉛直方向上方に相当し、紙面の下方は、鉛直方向下方に相当し、紙面の右側は、車両用転がり軸受装置が設置されている車両のリア側に相当し、紙面の左側は、上記車両のフロント側に相当する。   In FIG. 3, the upper side of the page corresponds to the upper side in the vertical direction when the rolling bearing device for a vehicle is installed at a predetermined position of the vehicle, and the lower side of the page corresponds to the lower side in the vertical direction. The right side corresponds to the rear side of the vehicle on which the rolling bearing device for the vehicle is installed, and the left side of the paper corresponds to the front side of the vehicle.

図3に示すように、各第1コイル素子は、その検出面(図3においては、222で示す)を、筒部材52の径方向の内方に向けるように配置されている。各第1コイル素子103a、103b、103c、103dは、筒部材52の径方向に延在している。   As shown in FIG. 3, each first coil element is arranged so that its detection surface (indicated by 222 in FIG. 3) faces inward in the radial direction of the cylindrical member 52. Each first coil element 103 a, 103 b, 103 c, 103 d extends in the radial direction of the cylindrical member 52.

図4は、上記第1部分103の4つの第1コイル素子103a、103b、103c、103dの接続関係を示す模式図である。   FIG. 4 is a schematic diagram showing a connection relationship between the four first coil elements 103 a, 103 b, 103 c, and 103 d of the first portion 103.

図4に示すように、4つの第1コイル素子103a、103b、103c、103dは、直列に接続されている。図4に図示はしないが、第1コイル素子103aと、第1コイル素子103bとは、筒部材52(図3参照)の径方向の内方側において接続され、第1コイル素子103bと、第1コイル素子103cとは、上記径方向の外方において接続され、第1コイル素子103cと、第1コイル素子103dとは、上記径方向の内方側において接続されている。   As shown in FIG. 4, the four first coil elements 103a, 103b, 103c, and 103d are connected in series. Although not shown in FIG. 4, the first coil element 103a and the first coil element 103b are connected on the radially inner side of the cylindrical member 52 (see FIG. 3), and the first coil element 103b and the first coil element 103b The one coil element 103c is connected on the outer side in the radial direction, and the first coil element 103c and the first coil element 103d are connected on the inner side in the radial direction.

直列に配置された4つ第1コイル素子103a、103b、103c、103dに電流が流れた際、各第1コイル素子103a、103b、103c、103dの巻方向は、ある瞬間において、第1コイル素子103aは、径方向の内方側がN極、第1コイル素子103bは、径方向の内方側がS極、第1コイル素子103cは、径方向の内方側がS極、第1コイル素子103dは、径方向の内方側がN極になるように、配線が巻かれている。   When a current flows through the four first coil elements 103a, 103b, 103c, and 103d arranged in series, the winding direction of each of the first coil elements 103a, 103b, 103c, and 103d is determined as follows. 103a is the N pole on the radially inner side, the first coil element 103b is the S pole on the radially inner side, the first coil element 103c is the S pole on the radially inner side, and the first coil element 103d is The wiring is wound so that the radially inner side becomes the N pole.

各第1コイル素子103a、103b、103c、103dにおけるインダクタンスをL、コイルが巻かれている材質の径方向の内方の端面(検出面)の面積をA、その材質の透磁率をμ、コイルの巻き数をN、上記端面(検出面)からターゲット部材73(図2参照)までの間隔(ギャップ)をdとすると、次式(a)が成立する。
L=A×μ×N/d ・・・(a)
The inductance in each first coil element 103a, 103b, 103c, 103d is L, the area of the radially inner end face (detection surface) of the material on which the coil is wound is A, the magnetic permeability of the material is μ, the coil Is N, and the distance (gap) from the end surface (detection surface) to the target member 73 (see FIG. 2) is d, the following equation (a) is established.
L = A × μ × N 2 / d (a)

したがって、ターゲット部材73(図2参照)までのギャップdが変化すると、各第1コイル素子103a、103b、103c、103dのインダクタンスLが変化して、各1コイル素子103a、103b、103c、103dにおいて、出力電圧が変化する。この車輪用転がり軸受装置は、各1コイル素子103a、103b、103c、103dの出力電圧に基づく第1部分103の出力電圧の変動を検出することにより、上記端面(検出面)からターゲット部4までの径方向のギャップを検出するようになっている。上述のように、4つの第1コイル素子103a、103b、103c、103dを直列に接続しているから、第1変位検出部70の出力電圧を大きくすることができる。   Therefore, when the gap d to the target member 73 (see FIG. 2) changes, the inductance L of each first coil element 103a, 103b, 103c, 103d changes, and in each one coil element 103a, 103b, 103c, 103d, The output voltage changes. This rolling bearing device for a wheel detects the fluctuation of the output voltage of the first portion 103 based on the output voltage of each one coil element 103a, 103b, 103c, 103d, from the end face (detection face) to the target part 4. The gap in the radial direction is detected. As described above, since the four first coil elements 103a, 103b, 103c, and 103d are connected in series, the output voltage of the first displacement detector 70 can be increased.

図5は、第1変位検出部70を構成する複数の第1コイル素子のうちの1つの第1コイル素子103aの検出面A1と、その第1コイル素子103aに略軸方向に重なる第3変位検出部71を構成する複数の第2コイル素子のうちの1つの第2コイル素子153aの検出面A2との位置関係を示す図である。   FIG. 5 shows a detection surface A1 of one first coil element 103a among a plurality of first coil elements constituting the first displacement detection unit 70, and a third displacement overlapping the first coil element 103a in a substantially axial direction. It is a figure which shows the positional relationship with the detection surface A2 of one 2nd coil element 153a among the several 2nd coil elements which comprise the detection part 71. FIG.

図5に示すように、ターゲット部材73の外周面である被変位検出部は、第1環状溝134および第2環状溝135を有している。第1環状溝134および第2環状溝135は、周方向に延在している。上記第1環状溝134および第2環状溝135の夫々は、断面矩形の形状を有している。上記第2環状溝135は、第1環状溝134に対して軸方向に間隔をおいて第1環状溝134の車輪側に位置している。   As shown in FIG. 5, the displacement detection portion that is the outer peripheral surface of the target member 73 has a first annular groove 134 and a second annular groove 135. The first annular groove 134 and the second annular groove 135 extend in the circumferential direction. Each of the first annular groove 134 and the second annular groove 135 has a rectangular cross section. The second annular groove 135 is located on the wheel side of the first annular groove 134 with an axial distance from the first annular groove 134.

尚、図示しないが、車輪用転がり軸受装置に荷重が一切作用していない状態において、第1変位検出部70を構成する16個の各第1コイル素子103a、103b、103c、103d、…と、この16個の各第1コイル素子103a、103b、103c、103d、…に軸方向に重なる第3変位検出部71を構成する16個の各第2コイル素子と、第1環状溝134と、第2環状溝135との関係は、全て同一の位置関係になっている。また、第1変位検出部70および第3変位検出部71を構成する都合32個のコイル素子は、コイルの巻き方を除いて同一のコイル素子となっている。   Although not shown, in a state where no load is applied to the wheel rolling bearing device, each of the 16 first coil elements 103a, 103b, 103c, 103d,. Each of the 16 first coil elements 103a, 103b, 103c, 103d,..., The 16 second coil elements constituting the third displacement detector 71 that overlaps in the axial direction, the first annular groove 134, and the first The two annular grooves 135 are all in the same positional relationship. Further, the 32 coil elements that constitute the first displacement detection unit 70 and the third displacement detection unit 71 are the same coil elements except for the way of winding the coil.

図5に示すように、軸方向において、検出面A1の中央部は、第1環状溝134の第2環状溝135側の縁に略一致している一方、検出面A2の中央部は、第2環状溝135の第1環状溝134側の縁に略一致している。   As shown in FIG. 5, in the axial direction, the central portion of the detection surface A1 substantially coincides with the edge of the first annular groove 134 on the second annular groove 135 side, while the central portion of the detection surface A2 is The two annular grooves 135 substantially coincide with the edge on the first annular groove 134 side.

この状態から仮にターゲット部材73が軸方向の蓋部材53側に距離δだけ変位したとすると、検出面A1と第1環状溝134との軸方向のラップ長(軸方向の重なっている長さ)が減少する一方、検出面A2と第2環状溝135との軸方向のラップ長(軸方向の重なっている長さ)が増大する。このことから、第1コイル素子103aのギャップの変位検出値が減少する一方、第2コイル素子153aのギャップの変位検出値が増大する。このように、ターゲット部材73が軸方向に変位すると、第1コイル素子103aが検出する変位検出値と、第2コイル素子153aとが検出する変位検出値とに差が生じる。   If the target member 73 is displaced from the state in the axial direction toward the lid member 53 by a distance δ, the lap length in the axial direction between the detection surface A1 and the first annular groove 134 (the length overlapping in the axial direction). Decreases, the wrap length in the axial direction between the detection surface A2 and the second annular groove 135 (the overlapping length in the axial direction) increases. From this, the detected displacement value of the gap of the first coil element 103a decreases, while the detected displacement value of the gap of the second coil element 153a increases. Thus, when the target member 73 is displaced in the axial direction, a difference is generated between the displacement detection value detected by the first coil element 103a and the displacement detection value detected by the second coil element 153a.

第1環状溝134および第2環状部135は、ターゲット部材73が軸方向に移動した場合に、各第1コイル素子と、その第1コイル素子に軸方向に略重なる各第2コイル素子とが検出する変位検出値を正負逆向きに変化させるように、第1および第2コイル素子に対する軸方向位置が設定されている。第1コイル素子の変位検出値と、第2コイル素子の変位検出値の差を取ることにより、被変位検出部(内輪2、内軸1)の軸方向の並進量(軸方向の変位であり、並進荷重と相関関係がある)を検出するようになっている。   When the target member 73 moves in the axial direction, the first annular groove 134 and the second annular portion 135 include each first coil element and each second coil element that substantially overlaps the first coil element in the axial direction. The axial position with respect to the first and second coil elements is set so that the detected displacement detection value is changed in the positive and negative directions. By taking the difference between the displacement detection value of the first coil element and the displacement detection value of the second coil element, the translational amount in the axial direction (the displacement in the axial direction) , Which has a correlation with the translational load).

車両の中心側(以下、インナ側という)の第1変位検出部の各部分103,104,105,106の変位検出値と、この各部分103,104,105,106に軸方向に重なる車輪側(以下、アウタ側という)の第3変位検出部71の各部分の変位検出値との差を取ることにより、第2軌道部材の軸方向への単位並進量に対する変位検出値が増幅され、これによってセンサ装置10の軸方向の変位の検出感度を高めることができるのである。   Displacement detection values of the portions 103, 104, 105, and 106 of the first displacement detector on the center side (hereinafter referred to as the inner side) of the vehicle, and the wheel side that overlaps the portions 103, 104, 105, and 106 in the axial direction By taking the difference from the displacement detection value of each part of the third displacement detector 71 (hereinafter referred to as the outer side), the displacement detection value with respect to the unit translation amount in the axial direction of the second track member is amplified. Thus, the detection sensitivity of the axial displacement of the sensor device 10 can be increased.

尚、図5に図示した配置とは逆に、インナ側の第1環状溝を、第1変位検出部の検出面に対してアウタ側にずらし、アウタ側の第2環状溝を第3変位検出部の検出面に対してインナ側にずらして配置しても良く、この場合でも上記配置と同様の作用効果が得られる。   Contrary to the arrangement shown in FIG. 5, the inner first annular groove is shifted to the outer side with respect to the detection surface of the first displacement detector, and the outer second annular groove is detected as the third displacement. It may be arranged so as to be shifted to the inner side with respect to the detection surface of the part, and in this case as well, the same effect as the above arrangement can be obtained.

図6は、第1変位検出部70の出力を処理する第1信号処理部の一部の一例としてのギャップ検出回路90を示す図である。尚、図6においては、第1変位検出部70において、車両の前後方向に位置する第1部分103および第3部分105、および、鉛直方向に位置する第2部分104および第4部分106を単純化して、簡略化して描いている。また、図6において、矢印AおよびBは、対応を示している。   FIG. 6 is a diagram illustrating a gap detection circuit 90 as an example of a part of the first signal processing unit that processes the output of the first displacement detection unit 70. In FIG. 6, in the first displacement detector 70, the first portion 103 and the third portion 105 located in the front-rear direction of the vehicle, and the second portion 104 and the fourth portion 106 located in the vertical direction are simply shown. And simplified. In FIG. 6, arrows A and B indicate correspondence.

図6に示すように、第1変位検出部70において、鉛直方向に位置する第2部分104および第4部分106の夫々は、発振器130に接続されている。発振器130から一定周期の交流電流が、第2部分104および第4部分106に供給されるようになっている。第2部分104および第4部分106の夫々には、同期用のコンデンサ131,139が並列に接続されている。   As shown in FIG. 6, in the first displacement detector 70, each of the second portion 104 and the fourth portion 106 positioned in the vertical direction is connected to the oscillator 130. An alternating current having a constant period is supplied from the oscillator 130 to the second portion 104 and the fourth portion 106. Synchronizing capacitors 131 and 139 are connected in parallel to the second portion 104 and the fourth portion 106, respectively.

図6に示すように、上記第1信号処理部は、第1ノード381と第2ノード382と、第1ノード381と第2ノード382との間に並列に接続された第1変位検出部の第4部分106およびコンデンサ131と、第1ノード381に一端が接続された抵抗120とを有する。   As shown in FIG. 6, the first signal processing unit includes a first displacement detection unit connected in parallel between a first node 381, a second node 382, and a first node 381 and a second node 382. The fourth portion 106 and the capacitor 131 have a resistor 120 having one end connected to the first node 381.

また、上記第1信号処理部は、第1ノード383と第2ノード384と、第1ノード383と第2ノード384との間に並列に接続された第1変位検出部の第2部分104およびコンデンサ139と、第1ノード383に一端が接続された抵抗121とを有する。   The first signal processing unit includes the first node 383, the second node 384, the second portion 104 of the first displacement detection unit connected in parallel between the first node 383 and the second node 384, and The capacitor 139 and the resistor 121 having one end connected to the first node 383 are included.

上記第2部分104と、第4部分106の出力電圧(検出値)を、差動アンプ132に入力して、上記同一直線の方向(鉛直方向)に対応する出力電圧(第1ラジアル変位信号)とすることにより、温度ドリフトを取り除くようにしている。なお、図示していないが、前後方向に位置する第1部分103および第3部分105についても、上記と同様に差動アンプで差を取ることによって温度ドリフトを取り除き、第2ラジアル変位信号を出力するようになっている。   The output voltages (detected values) of the second portion 104 and the fourth portion 106 are input to the differential amplifier 132, and the output voltage (first radial displacement signal) corresponding to the same straight line direction (vertical direction). By doing so, temperature drift is removed. Although not shown, the first portion 103 and the third portion 105 positioned in the front-rear direction also remove the temperature drift by taking the difference with the differential amplifier in the same manner as described above, and output the second radial displacement signal. It is supposed to be.

上記第1信号処理部90は、図6に示す鉛直方向用の信号処理回路と、これと同様の構成を有する前後方向用の信号処理回路(図示せず)とからなっている。   The first signal processing unit 90 includes a vertical signal processing circuit shown in FIG. 6 and a front-rear signal processing circuit (not shown) having the same configuration.

また、説明は省略するが、第3信号処理部は、第1信号処理部と同様の構成を有し、図6に示すような鉛直方向用の信号処理回路と、前後方向用の信号処理回路とからなっている。   Although not described, the third signal processing unit has the same configuration as the first signal processing unit, and a vertical signal processing circuit and a front-rear signal processing circuit as shown in FIG. It is made up of.

再び、図3を参照して、上記第2変位検出部は、4つの部分からなる。具体的には、上記第2変位検出部は、第1部分203、第2部分204、第3部分205、第4部分206からなり、第1部分203は、図3において点線101で囲まれた領域に存在する4つの第1コイル素子103a、103b、103c、103dのうちの2つの第1コイル素子、具体的には、第1コイル素子103a、103bからなる。   Referring to FIG. 3 again, the second displacement detector has four parts. Specifically, the second displacement detector includes a first portion 203, a second portion 204, a third portion 205, and a fourth portion 206, and the first portion 203 is surrounded by a dotted line 101 in FIG. It consists of two first coil elements among the four first coil elements 103a, 103b, 103c, 103d existing in the region, specifically, the first coil elements 103a, 103b.

また、第2部分204は、図3において、第1コイル素子103dから時計回りに次の2つの第1コイル素子からなり、第3部分205は、時計回りに、第2部分204から二つの第1コイル素子をとばして、その次の2つの第1コイル素子からなり、第4部分206は、時計回りに、第3部分205から二つの第1コイル素子をとばして、その次の2つの第1コイル素子からなる。この関係は、第2変位検出部と第4変位検出部との関係においても同様に成立する。   Further, in FIG. 3, the second portion 204 is composed of the following two first coil elements in the clockwise direction from the first coil element 103d, and the third portion 205 is in the clockwise direction from the second portion 204 to the two second portions. One coil element is skipped and the next two first coil elements are formed, and the fourth part 206 is skipped clockwise from the third part 205 to the two first coil elements, and the next two second coil elements. It consists of one coil element. This relationship is similarly established in the relationship between the second displacement detector and the fourth displacement detector.

すなわち、第4変位検出部も4つの部分からなり、第4変位検出部の各部分は、第3変位検出部の各部分の4つの第2コイル素子のうちの2つの第2コイル素子からなっている。第2変位検出部と第4変位検出部とは、軸方向に略重なっている。   That is, the fourth displacement detection unit also includes four parts, and each part of the fourth displacement detection unit includes two second coil elements among the four second coil elements of each part of the third displacement detection unit. ing. The second displacement detector and the fourth displacement detector are substantially overlapped in the axial direction.

図4を参照すると、第2変位検出部の第1部分203は、直接に接続された2つの第1コイル素子103a、103bからなる。   Referring to FIG. 4, the first portion 203 of the second displacement detection unit includes two first coil elements 103 a and 103 b that are directly connected.

第2変位検出部の各部分の出力と、その各部分に軸方向に重なる第4変位検出部の各部分の出力とは、第3信号処理部としての、図6に示す回路と同様の構成の回路によって、差動増幅されるようになっている。   The output of each part of the second displacement detector and the output of each part of the fourth displacement detector that overlaps each part in the axial direction are the same as the circuit shown in FIG. 6 as the third signal processor. The circuit is differentially amplified.

ここで、図6に120で示す抵抗の抵抗値と、121で示す抵抗の抵抗値とは、第1および第3変位検出部からの信号を処理する信号処理回路と、第2および第4変位検出部からの信号を処理する信号処理回路とで、異なる値に設定されている。各信号処理回路での上記抵抗の抵抗値は、各信号処理回路での出力信号である差動増幅された信号の線形性が良い値に設定されている。   Here, the resistance value of the resistor indicated by 120 in FIG. 6 and the resistance value of the resistor indicated by 121 are the signal processing circuit that processes the signals from the first and third displacement detectors, and the second and fourth displacements, respectively. It is set to a different value in the signal processing circuit that processes the signal from the detection unit. The resistance value of the resistor in each signal processing circuit is set to a value with good linearity of a differentially amplified signal that is an output signal in each signal processing circuit.

図7は、車輪に作用している5つの荷重を算出(以下に詳述する)する途中の過程において、従来使用されていた演算法を示す図であり、図8は、本発明の装置で、車輪に作用している5つの荷重を算出する途中の過程において、使用されている演算法を示す図である。   FIG. 7 is a diagram showing a calculation method conventionally used in the process of calculating five loads acting on the wheels (described in detail below), and FIG. 8 is a diagram illustrating an apparatus according to the present invention. It is a figure which shows the calculation method used in the process in the middle of calculating five loads which are acting on the wheel.

図7に示すように、従来の方法では、変位検出部が、軸方向に2列に配置された第1および第2変位検出部しかなく、ラジアル方向の変位を算出するときと、アキシアル方向の変位を算出するときで、同じ変位検出部の出力を用いて、演算がおこなわれている。   As shown in FIG. 7, in the conventional method, the displacement detection unit has only the first and second displacement detection units arranged in two rows in the axial direction, and when calculating the displacement in the radial direction, When calculating the displacement, the calculation is performed using the output of the same displacement detector.

これに対し、図3を参照して、本願発明では、ラジアル方向の変位においては、4つの直列に接続されたコイル素子からなる第1および第3変位検出部からの出力(図3においては、R(リア)、F(フロント)、T(トップ)およびB(ボトム)での出力)から算出する一方、アキシアル方向においては、2つの直列に接続されたコイル素子からなる第2および第4変位検出部からの出力(図3においては、YR、YF、YTおよびYBでの出力)から算出している(尚、図3、図4において、GND、R、YRは対応している)。   On the other hand, referring to FIG. 3, in the present invention, in the displacement in the radial direction, the outputs from the first and third displacement detectors composed of four coil elements connected in series (in FIG. 3, R (rear), F (front), T (top), and B (bottom) outputs), while in the axial direction, second and fourth displacements comprising two series-connected coil elements It is calculated from the output from the detector (in FIG. 3, the outputs at YR, YF, YT, and YB) (Note that GND, R, and YR correspond in FIGS. 3 and 4).

したがって、本実施形態では、図8に示すように、ラジアル方向の信号処理と、アキシアル方向の信号処理を、互いに独立に行うことができる。すなわち、本実施形態では、差動信号の出力の線形性を高めるのに、ラジアル変位の算出を行う信号処理部と、アキシアル変位の算出を行う信号処理部で、図6で抵抗120、抵抗121に相当する抵抗を、互いに独立に設定できて、全ての信号の線形性を優れたものにすることができるのである。   Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 8, the radial signal processing and the axial signal processing can be performed independently of each other. That is, in this embodiment, in order to improve the linearity of the output of the differential signal, the signal processing unit that calculates the radial displacement and the signal processing unit that calculates the axial displacement are shown in FIG. Can be set independently of each other, and the linearity of all signals can be made excellent.

図9は、図6に示す従来演算を用いる装置において、各信号処理回路が出力した信号の一例を示す図であり、図10は、本実施形態の装置において、各信号処理回路が出力した信号の一例を示す図である。   FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a signal output from each signal processing circuit in the apparatus using the conventional arithmetic operation illustrated in FIG. 6, and FIG. 10 is a diagram illustrating a signal output from each signal processing circuit in the apparatus according to the present embodiment. It is a figure which shows an example.

図9と、図10とを比較して、本実施形態の装置において、従来装置と比較して、各信号の線形性が格段に向上されている。このことから、本実施形態の装置では、従来装置と比較して、演算誤差を格段に小さくすることができて、検出すべき物理量(本実施形態では、以下に示す5つの荷重)を、正確に検出することができる。   9 and 10 are compared, the linearity of each signal is remarkably improved in the apparatus of this embodiment compared to the conventional apparatus. Therefore, in the apparatus of this embodiment, the calculation error can be remarkably reduced as compared with the conventional apparatus, and the physical quantities to be detected (in this embodiment, the five loads shown below) can be accurately determined. Can be detected.

図11は、各信号処理回路における、図6に120および121に示す抵抗の抵抗値の設定方法について説明する模式図である。   FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a method for setting the resistance values of the resistors 120 and 121 shown in FIG. 6 in each signal processing circuit.

図11に示すように、図6に120および121に示す抵抗の抵抗値が適正値よりも大きいと、出力信号が下に凸の曲線になり、逆に抵抗の抵抗値が適切値よりも小さいと、出力信号が上に凸の曲線になる。この現象を利用して、抵抗の抵抗値を適正値(出力が直線になる値)に設定することができる。   As shown in FIG. 11, when the resistance values of the resistors 120 and 121 shown in FIG. 6 are larger than the appropriate values, the output signal becomes a downwardly convex curve, and conversely, the resistance values of the resistors are smaller than the appropriate values. Then, the output signal becomes a convex curve. By utilizing this phenomenon, the resistance value of the resistor can be set to an appropriate value (a value at which the output becomes a straight line).

本実施形態の装置は、各信号処理回路に接続された演算部を有し、この演算部で、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、算出している。   The apparatus of this embodiment has a calculation part connected to each signal processing circuit, and calculates the moment load and translational load of each direction which act on a wheel with this calculation part.

図12は、方向について説明する図である。   FIG. 12 is a diagram illustrating the direction.

図12に示すように、本実施形態では、車輪の前後水平方向をx軸方向、車輪の左右水平方向(軸方向)をy軸方向、車輪の上下方向をz軸方向と定義する。   As shown in FIG. 12, in this embodiment, the front-rear horizontal direction of the wheel is defined as the x-axis direction, the left-right horizontal direction (axial direction) of the wheel is defined as the y-axis direction, and the vertical direction of the wheel is defined as the z-axis direction.

また、インナ側(車両の中心側)の第1変位検出部の各部分の出力信号に、添え字「1」を使用し、アウタ側(車輪側)の変位検出部の各部分の出力信号に、添え字「2」を使用する。また、上述のように、車両の前側、後側、上側および下側に各変位検出部の各部分を配置し、前側の部分の変位検出値を「f(front)」と定義し、後側の部分の変位検出値を「r(rear)」と定義し、上側の部分の変位検出値を「t(top)」と定義し、下側の部分の変位検出値を「b(bottom)」と定義する。   Also, the subscript “1” is used for the output signal of each part of the first displacement detection unit on the inner side (vehicle center side), and the output signal of each part of the displacement detection unit on the outer side (wheel side) , Subscript “2” is used. Further, as described above, each part of each displacement detection unit is arranged on the front side, rear side, upper side and lower side of the vehicle, and the displacement detection value of the front side part is defined as “f (front)”. The displacement detection value of the portion is defined as “r (rear)”, the displacement detection value of the upper portion is defined as “t (top)”, and the displacement detection value of the lower portion is defined as “b (bottom)”. It is defined as

したがって、第1乃至第4変位検出部の各16つの部分の出力信号は、次のように定義できる。
f1:第1変位検出部のf配置部分の変位検出値
r1:第1変位検出部のr配置部分の変位検出値
t1:第1変位検出部のt配置部分の変位検出値
b1:第1変位検出部のb配置部分の変位検出値
f2:第3変位検出部のf配置部分の変位検出値
r2:第3変位検出部のr配置部分の変位検出値
t2:第3変位検出部のt配置部分の変位検出値
b2:第3変位検出部のb配置部分の変位検出値
Yf1:第2変位検出部のf配置部分の変位検出値
Yr1:第2変位検出部のr配置部分の変位検出値
Yt1:第2変位検出部のt配置部分の変位検出値
Yb1:第2変位検出部のb配置部分の変位検出値
Yf2:第4変位検出部のf配置部分の変位検出値
Yr2:第4変位検出部のr配置部分の変位検出値
Yt2:第4変位検出部のt配置部分の変位検出値
Yb2:第4変位検出部のb配置部分の変位検出値
Therefore, the output signals of the 16 portions of the first to fourth displacement detectors can be defined as follows.
f1: Displacement detection value of the f disposition portion of the first displacement detection unit r1: Displacement detection value of the r disposition portion of the first displacement detection unit t1: Displacement detection value of the t disposition portion of the first displacement detection unit b1: First displacement Displacement detection value of b arrangement portion of detection unit f2: Displacement detection value of f arrangement portion of third displacement detection unit r2: Displacement detection value of r arrangement portion of third displacement detection unit t2: t arrangement of third displacement detection unit Displacement detection value of part b2: displacement detection value of b arrangement part of the third displacement detection part Yf1: displacement detection value of f arrangement part of the second displacement detection part Yr1: displacement detection value of r arrangement part of the second displacement detection part Yt1: displacement detection value of the t-placement portion of the second displacement detector Yb1: displacement detection value of the b-placement portion of the second displacement detector Yf2: displacement detection value of the f-placement portion of the fourth displacement detector Yr2: fourth displacement Displacement detection value of r arrangement portion of detection unit Yt2: t arrangement of fourth displacement detection unit Displacement detection value of a portion Yb2: displacement detection value of b arrangement portion of the fourth displacement detector

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=f1−r1
x2=f2−r2
z1=b1−t1
z2=b2−t2
y1=Yf2+Yr2+Yt2+Yb2−(Yf1+Yr1+Yt1+Yb1)
Further, the five differential signals x1, x2, z1, z2 and y1 are defined as follows.
x1 = f1-r1
x2 = f2-r2
z1 = b1-t1
z2 = b2-t2
y1 = Yf2 + Yr2 + Yt2 + Yb2- (Yf1 + Yr1 + Yt1 + Yb1)

上述のように、各変数を定義した場合、
上記5つの値、x1、x2、z1、z2およびy1と、
車輪用転がり軸受装置に作用しているx方向の力の大きさ(Fx)、車輪用転がり軸受装置に作用しているy方向の力の大きさ(Fy)、車輪用転がり軸受装置に作用しているz方向の力の大きさ(Fz)、車輪に作用しているx軸の回りのモーメント荷重の大きさ(Mx)、および、車輪に作用しているz軸の回りのモーメント荷重の大きさ(Mz)と
は、線形関係があり、下の関係(1)が成立する。

Figure 2009156677
ここで、m11〜m55は、定数である。 As mentioned above, when each variable is defined,
The five values x1, x2, z1, z2 and y1,
X-direction force acting on the wheel rolling bearing device (Fx), y-direction force acting on the wheel rolling bearing device (Fy), acting on the wheel rolling bearing device The magnitude of the z-direction force (Fz), the moment load around the x-axis acting on the wheel (Mx), and the moment load around the z-axis acting on the wheel There is a linear relationship with (Mz), and the following relationship (1) is established.
Figure 2009156677
Here, m11 to m55 are constants.

したがって、上記(1)から下の(2)式が導かれる。

Figure 2009156677
Therefore, the following equation (2) is derived from the above (1).
Figure 2009156677

本実施形態の車輪用転がり軸受装置の上記演算部は、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 said calculating part of the rolling bearing device for wheels of this embodiment has a memory | storage part, and in this memory | storage part, nij of said (2) Formula (each of i and j takes the value of 1-5) 25 elements of a constant matrix of 5 rows and 5 columns shown in the above are input in advance as a look-up table.

本実施形態の車輪用転がり軸受装置では、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、車輪用転がり軸受装置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。換言すると、本実施形態においては、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。   In the wheel rolling bearing device of this embodiment, when each sensor outputs a signal to the signal processing unit, the signal processing unit calculates differential signals x1, x2, z1, z2, and y1 based on those signals. To do. 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 wheel rolling bearing device, are calculated. In other words, in this embodiment, simply referring to the above nij, the vehicle's vertical translation load, the vehicle's translational load, the wheel's axial translational load, the vehicle's vertical translation, simply and cheaply and accurately. The moment load around the direction and the moment load around the traveling direction of the vehicle can be calculated.

上記実施形態の車輪用転がり軸受装置によれば、4つのラジアル変位信号を出力する信号処理部と、アキシアル変位信号を出力する信号処理部とが、異なっているから、4つのラジアル変位信号および1つのアキシアル変位信号の全ての信号の線形性を優れたものにすることができる。したがって、4つのラジアル変位信号および1つのアキシアル変位信号を用いる後段の演算における演算誤差を格段に小さくすることができて、5つの荷重(3つの並進荷重と2つのモーメント荷重)の検出をより正確に行うことができる。   According to the wheel rolling bearing device of the above embodiment, since the signal processing unit that outputs four radial displacement signals and the signal processing unit that outputs an axial displacement signal are different, four radial displacement signals and 1 The linearity of all the signals of one axial displacement signal can be made excellent. Therefore, the calculation error in the subsequent calculation using four radial displacement signals and one axial displacement signal can be greatly reduced, and the detection of five loads (three translational loads and two moment loads) is more accurate. Can be done.

また、上記実施形態の車輪用転がり軸受装置によれば、第1変位検出部70を構成する複数の第1コイル素子103a、103b、103c、103d、…のうちの幾つかの第1コイル素子103a、103b、…を、第2変位検出部を構成する第1コイル素子として兼用し、かつ、第3変位検出部71を構成する複数の第2コイル素子の幾つかを、第4変位検出部を構成する第2コイル素子として兼用しているから、センサ装置10の製造コストを大幅に削減できる。また、上記第1変位検出部70および第2変位検出部71を、容易に同じ軸方向の位置に配置できると共に、第3変位検出部および第4変位検出部を、容易に同じ軸方向の位置に配置できて、車輪用転がり軸受装置をコンパクトにできる。   Moreover, according to the rolling bearing device for wheels of the said embodiment, some 1st coil elements 103a of several 1st coil elements 103a, 103b, 103c, 103d, ... which comprise the 1st displacement detection part 70 are comprised. , 103b,... Are also used as the first coil elements constituting the second displacement detector, and some of the plurality of second coil elements constituting the third displacement detector 71 are replaced by the fourth displacement detector. Since the second coil element is also used, the manufacturing cost of the sensor device 10 can be greatly reduced. The first displacement detector 70 and the second displacement detector 71 can be easily arranged at the same axial position, and the third displacement detector and the fourth displacement detector can be easily arranged at the same axial position. The wheel rolling bearing device can be made compact.

また、上記実施形態の車輪用転がり軸受装置によれば、上記第1信号処理部の抵抗120,121の抵抗値と、第3信号処理部の抵抗の抵抗値とを互いに独立に適切に設定しているから、容易に、4つのラジアル変位信号および1つのアキシアル変位信号の全ての信号の線形性を優れたものにすることができる。   Further, according to the rolling bearing device for a wheel of the embodiment, the resistance values of the resistors 120 and 121 of the first signal processing unit and the resistance value of the third signal processing unit are appropriately set independently of each other. Therefore, the linearity of all four radial displacement signals and one axial displacement signal can be easily improved.

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

また、この発明で使用できるセンサ装置は、上記実施形態で用いたセンサ装置10に限らず、以下の図13、図14および図15に一部が示されるセンサ装置であっても良い。   The sensor device that can be used in the present invention is not limited to the sensor device 10 used in the above-described embodiment, and may be a sensor device partially shown in the following FIGS. 13, 14, and 15.

詳しくは、図13に示すセンサ装置400のように、ターゲット部材473に、環状溝134,135を形成せず、環状溝134,135が存在していた位置に、周囲の構成材料よりも大きい(或いは小さい)透磁率を有する環状帯部434,435を形成しても良い。上記環状帯部434,435は、例えば鋼材の場合には、含有カーボン量を変えることによって、形成することができる。   Specifically, as in the sensor device 400 shown in FIG. 13, the target member 473 is not formed with the annular grooves 134 and 135, and is larger than the surrounding constituent materials at the positions where the annular grooves 134 and 135 existed ( Alternatively, annular bands 434 and 435 having a small magnetic permeability may be formed. For example, in the case of steel, the annular band portions 434 and 435 can be formed by changing the amount of carbon contained.

また、図14に示すセンサ装置500のように、ターゲット部材573において、上記実施形態において環状溝134,135が形成されていた位置に、外周面が円筒面の凸部541,542を形成し、上記実施形態において環状部150が形成されていた位置に、凸部541,542よりも丘部の外径が小さい環状部550を形成しても良い。   Further, as in the sensor device 500 shown in FIG. 14, the target member 573 is formed with convex portions 541 and 542 whose outer peripheral surfaces are cylindrical surfaces at the positions where the annular grooves 134 and 135 were formed in the above embodiment. You may form the cyclic | annular part 550 in which the outer diameter of a hill part is smaller than the convex parts 541 and 542 in the position where the cyclic | annular part 150 was formed in the said embodiment.

また、図15に示すセンサ装置600のように、ターゲット部材673の外周面に、軸方向の断面において、傾斜方向が互いに逆向きの傾斜部643,644を形成しても良く、傾斜部643,644の一部に、溝を有する環状部を形成しても良い。なお、図15では、両傾斜部643,644は、接合部分が谷形となっているが、その接合部分を、山形となる両傾斜部としても良い。   Further, as in the sensor device 600 shown in FIG. 15, inclined portions 643 and 644 whose inclination directions are opposite to each other in the axial section may be formed on the outer peripheral surface of the target member 673. An annular portion having a groove may be formed in a part of 644. In FIG. 15, both inclined portions 643 and 644 have a valley-shaped joint portion, but the joint portions may be both inclined portions that form a mountain shape.

また、この発明のセンサ付き転がり軸受装置で使用できる環状溝は、図5に示す上記実施形態の環状溝134,135のように、断面矩形状の環状溝に限らない。   Further, the annular groove that can be used in the rolling bearing device with a sensor of the present invention is not limited to the annular groove having a rectangular cross section like the annular grooves 134 and 135 of the above embodiment shown in FIG.

例えば、図16に示すターゲット部材700の軸方向の模式断面図に示すように、環状のターゲット部材700の外周面に軸方向に間隔をおいて配置されると共に、断面二等辺三角形状または断面正三角形状の2つの環状溝734,735を使用することもできる。尚、図16において、738および739は、従来の溝の位置を示す仮想線である。   For example, as shown in the schematic cross-sectional view in the axial direction of the target member 700 shown in FIG. 16, the target member 700 is arranged on the outer peripheral surface of the annular target member 700 at an axial interval, and has an isosceles triangular shape or a cross-sectional regular shape. Two triangular grooves 734 and 735 having a triangular shape can also be used. In FIG. 16, 738 and 739 are virtual lines indicating the positions of the conventional grooves.

図17は、図16に示す断面二等辺三角形状の環状溝734,735を有するターゲット部材700を使用した場合の、Y1信号の波形を示す図である。   FIG. 17 is a diagram showing a waveform of the Y1 signal when the target member 700 having the annular grooves 734 and 735 having the isosceles triangle cross section shown in FIG. 16 is used.

一実験例によると、本発明者は、ターゲット部材に形成する環状溝として、図5に示す断面矩形状の環状溝134,135を使用した場合よりも、図16に示す断面二等辺三角形状の環状溝734,735を使用した方が、各出力信号の線形性を良くすることができることを確認した。   According to one experimental example, the present inventor has an isosceles triangular section shown in FIG. 16 as compared to the case where the annular grooves 134 and 135 having a rectangular section shown in FIG. 5 are used as the annular grooves formed in the target member. It was confirmed that the linearity of each output signal can be improved when the annular grooves 734 and 735 are used.

このことから、ターゲット部材に形成する環状溝として、図16に示す断面二等辺三角形状の環状溝734,735を使用すると、更に、検出すべき物理量の検出を正確に行うことができる。   For this reason, if the annular grooves 734 and 735 shown in FIG. 16 are used as the annular grooves formed in the target member, the physical quantity to be detected can be detected more accurately.

尚、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受装置では、変位検出部70,71を、筒部材52に固定したが、この発明では、変位検出部を、外輪に直接取り付けても良い。   In addition, in the rolling bearing device with a sensor of the said embodiment, although the displacement detection parts 70 and 71 were fixed to the cylindrical member 52, in this invention, you may attach a displacement detection part directly to an outer ring | wheel.

また、上記実施形態では、センサ付き転がり軸受装置が、車輪用転がり軸受装置であったが、この発明のセンサ付き転がり軸受装置は、従動輪用または駆動輪用の車輪用転がり軸受装置に限らず、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。上記実施形態で説明した本発明の構成を、複数のモーメント荷重や並進荷重を測定するニーズのある各種軸受装置に適用することができるのは、言うまでもないからである。   In the above embodiment, the sensor-equipped rolling bearing device is a wheel rolling bearing device, but the sensor-equipped rolling bearing device of the present invention is not limited to a wheel rolling bearing device for a driven wheel or a driving wheel. Any bearing device other than a rolling bearing device for a wheel such as a magnetic bearing device may be used. It is needless to say that the configuration of the present invention described in the above embodiment can be applied to various bearing devices having a need to measure a plurality of moment loads and translation loads.

また、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受では、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が、ころであっても良く、また、ころおよび玉を含んでいても良い。   In the rolling bearing with sensor of the above embodiment, 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 may be a roller. May contain balls.

また、上記実施形態の車輪用転がり軸受装置では、第2変位検出部が、第1変位検出部の一部からなっていると共に、第4変位検出部が、第3変位検出部の一部からなっていたが、この発明では、第1変位検出部が、第2変位検出部の一部からなっていると共に、第3変位検出部が、第4変位検出部の一部からなっていても良い。また、異なる変位検出部で兼用されるコイル素子が一切なく、第1乃至第4変位検出部の全てが、互いに独立であっても良い。本発明では、第1変位検出部と第3変位検出部とが、軸方向に離間されて配置され、また、第2変位検出部と第4変位検出部とが、軸方向に離間されて配置されていさえすれば良いからである。   In the rolling bearing device for a wheel according to the above embodiment, the second displacement detector is made up of a part of the first displacement detector, and the fourth displacement detector is made up of a part of the third displacement detector. However, in the present invention, the first displacement detection unit is made up of a part of the second displacement detection unit, and the third displacement detection unit is made up of a part of the fourth displacement detection unit. good. Further, there may be no coil element that is shared by different displacement detection units, and all of the first to fourth displacement detection units may be independent from each other. In the present invention, the first displacement detector and the third displacement detector are arranged to be separated from each other in the axial direction, and the second displacement detector and the fourth displacement detector are arranged to be separated from each other in the axial direction. It is because it is only necessary to be done.

また、上記実施形態の車輪用転がり軸受装置では、各変位検出部が、リア方向、フロント方向、トップ方向、ボトム方向に配置された4つの部分からなっていたが、この発明では、各変位検出部は、4つ以外の部分からなっていても良く、1乃至3の部分からなっていても良く、5つ以上の部分からなっていても良い。   Further, in the wheel rolling bearing device of the above embodiment, each displacement detection unit is composed of four parts arranged in the rear direction, the front direction, the top direction, and the bottom direction. The part may consist of parts other than four, may consist of parts 1 to 3, or may consist of five or more parts.

本発明のセンサ付き転がり軸受装置の一実施形態である従動輪用の車両用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 device for vehicles for driven wheels which is one Embodiment of the rolling bearing device with a sensor of this invention. 図1における第1変位検出部の周辺の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the periphery of the 1st displacement detection part in FIG. この車両用転がり軸受装置が、車両の所定位置に設置されている状態における、第1変位検出部の周方向の構成を示す周方向の配置図である。FIG. 3 is a circumferential arrangement diagram showing a circumferential configuration of a first displacement detector in a state where the rolling bearing device for a vehicle is installed at a predetermined position of the vehicle. 第1変位検出部の第1部分の4つの第1コイル素子の接続関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the connection relation of four 1st coil elements of the 1st part of a 1st displacement detection part. 第1変位検出部を構成する複数の第1コイル素子のうちの1つの第1コイル素子の検出面と、その第1コイル素子に略軸方向に重なる第3変位検出部を構成する複数の第2コイル素子のうちの1つの第2コイル素子の検出面との位置関係を示す図である。The detection surface of one first coil element among the plurality of first coil elements constituting the first displacement detector, and the plurality of second elements constituting the third displacement detector overlapping the first coil element substantially in the axial direction. It is a figure which shows the positional relationship with the detection surface of one 2nd coil element of 2 coil elements. 第1変位検出部の出力を処理する第1信号処理部の一部の一例としてのギャップ検出回路を示す図である。It is a figure which shows the gap detection circuit as an example of a part of 1st signal processing part which processes the output of a 1st displacement detection part. 車輪に作用している5つの荷重を算出(以下に詳述する)する途中の過程において、従来使用されていた演算法を示す図である。It is a figure which shows the calculation method used conventionally in the process in the middle of calculating five loads which are acting on the wheel (it explains in full detail below). 本発明の装置で、車輪に作用している5つの荷重を算出する途中の過程において、使用されている演算法を示す図である。It is a figure which shows the calculating method used in the process in the middle of calculating five loads which are acting on the wheel with the apparatus of this invention. 図6に示す従来演算を用いる装置において、各信号処理回路が出力した信号の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a signal output from each signal processing circuit in the apparatus using the conventional calculation illustrated in FIG. 6. 本実施形態の装置において、各信号処理回路が出力した信号の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the signal which each signal processing circuit output in the apparatus of this embodiment. 各信号処理回路における、図6に示す抵抗の抵抗値の設定方法について説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the setting method of the resistance value of the resistor shown in FIG. 6 in each signal processing circuit. 方向について説明する図である。It is a figure explaining a direction. 本発明で使用できるセンサ装置の一部を示す図である。It is a figure which shows a part of sensor apparatus which can be used by this invention. 本発明で使用できるセンサ装置の一部を示す図である。It is a figure which shows a part of sensor apparatus which can be used by this invention. 本発明で使用できるセンサ装置の一部を示す図である。It is a figure which shows a part of sensor apparatus which can be used by this invention. 本発明で使用できるセンサ装置の一部を示す図である。It is a figure which shows a part of sensor apparatus which can be used by this invention. 図16に示す断面二等辺三角形状の環状溝を有するターゲット部材を使用した場合の、Y1信号の波形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the waveform of Y1 signal at the time of using the target member which has an annular groove of an isosceles triangle shape shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 内軸
2 内輪
3 外輪
4 第1の玉
5 第2の玉
70 第1変位検出部
71 第3変位検出部
73 ターゲット部材
第1変位検出部の第1部分 103
第1変位検出部の第2部分 104
第1変位検出部の第3部分 105
第1変位検出部の第4部分 106
第1コイル素子 103a、103b、103c、103d
第2コイル素子 153a
第2変位検出部の第1部分 203
第2変位検出部の第2部分 204
第2変位検出部の第3部分 205
第2変位検出部の第4部分 206
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inner shaft 2 Inner ring 3 Outer ring 4 1st ball 5 2nd ball 70 1st displacement detection part 71 3rd displacement detection part 73 Target member 1st part of a 1st displacement detection part 103
Second portion 104 of the first displacement detector
Third portion 105 of the first displacement detector
Fourth portion 106 of the first displacement detector
First coil element 103a, 103b, 103c, 103d
Second coil element 153a
First portion 203 of the second displacement detector
Second part 204 of the second displacement detector
Third portion 205 of the second displacement detector
Fourth portion 206 of second displacement detector

Claims (3)

軌道面を内周面に有する第1軌道部材と、
軌道面と、環状の被変位検出部とを外周面に有する第2軌道部材と、
上記第1軌道部材の上記軌道面と、上記第2軌道部材の上記軌道面との間に配置された転動体と、
上記被変位検出部の径方向の変位と、上記被変位検出部の軸方向の変位とを検出するセンサ装置と
を備え、
上記センサ装置は、
上記被変位検出部に上記径方向に対向する検出面を有する第1変位検出部と、
上記被変位検出部に上記径方向に対向する検出面を有する第2変位検出部と、
上記第1変位検出部に上記軸方向に間隔をおいて位置すると共に、上記被変位検出部に上記径方向に対向する検出面を有する第3変位検出部と、
上記第2変位検出部に上記軸方向に間隔をおいて位置すると共に、上記被変位検出部に上記径方向に対向する検出面を有する第4変位検出部と
を有し、
上記第1変位検出部からの信号に基づいて、上記被変位検出部において互いに直交する2つの径方向の変位に基づく第1ラジアル変位信号および第2ラジアル変位信号を出力する第1信号処理部と、
上記第3変位検出部からの信号に基づいて、上記被変位検出部において互いに直交する2つの径方向の変位に基づく第3ラジアル変位信号および第4ラジアル変位信号を出力する第2信号処理部と、
上記第2変位検出部および上記第4変位検出部からの信号に基づいて、上記被変位検出部の軸方向の変位に基づくアキシアル変位信号を出力する第3信号処理部と
を備えることを特徴とするセンサ付き転がり軸受装置。
A first track member having a track surface on the inner peripheral surface;
A second track member having a track surface and an annular displacement detector on the outer peripheral surface;
A rolling element disposed between the raceway surface of the first raceway member and the raceway surface of the second raceway member;
A sensor device for detecting a radial displacement of the displacement detection unit and an axial displacement of the displacement detection unit;
The sensor device is
A first displacement detection unit having a detection surface opposed to the displacement detection unit in the radial direction;
A second displacement detector having a detection surface opposed to the displacement detector in the radial direction;
A third displacement detector having a detection surface positioned in the first displacement detector at an interval in the axial direction and opposed to the displacement detector in the radial direction;
A fourth displacement detection unit positioned on the second displacement detection unit at an interval in the axial direction and having a detection surface opposed to the displacement detection unit in the radial direction;
A first signal processing unit that outputs a first radial displacement signal and a second radial displacement signal based on two radial displacements orthogonal to each other in the displacement detection unit based on a signal from the first displacement detection unit; ,
A second signal processing unit that outputs a third radial displacement signal and a fourth radial displacement signal based on two radial displacements orthogonal to each other in the displacement detection unit based on a signal from the third displacement detection unit; ,
A third signal processing unit that outputs an axial displacement signal based on an axial displacement of the displacement detection unit based on signals from the second displacement detection unit and the fourth displacement detection unit; 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変位検出部は、上記第2変位検出部、上記第3変位検出部および上記第4変位検出部の夫々は、周方向に略等間隔に配置された4つの部分からなり、
N1を、自然数とし、N2を、N1より小さい自然数とするとき、
上記第1変位検出部の上記各部分は、直接に接続されたN1個の第1コイル素子からなり、
上記第2変位検出部の上記各部分は、上記第1変位検出部の上記各部を構成する上記直接に接続されたN1個の第1コイル素子のうちで、直接に接続されたN2個の第1コイル素子からなり、
上記第3変位検出部の上記各部分は、直接に接続されたN1個の第2コイル素子からなり、
上記第4変位検出部の上記各部分は、上記第3変位検出部の上記各部を構成する上記直接に接続されたN1個の第2コイル素子のうちで、直接に接続されたN2個の第2コイル素子からなることを特徴とするセンサ付き転がり軸受装置。
In the rolling bearing device with a sensor according to claim 1,
Each of the first displacement detection unit includes the second displacement detection unit, the third displacement detection unit, and the fourth displacement detection unit, each of which includes four portions arranged at approximately equal intervals in the circumferential direction.
When N1 is a natural number and N2 is a natural number smaller than N1,
Each of the portions of the first displacement detection unit includes N1 first coil elements that are directly connected,
The respective portions of the second displacement detection unit include N2 first directly connected elements among the N1 first coil elements directly connected constituting the respective portions of the first displacement detection unit. Consisting of one coil element,
Each of the parts of the third displacement detector comprises N1 second coil elements that are directly connected,
The respective portions of the fourth displacement detection unit include N2 second directly connected elements among the directly connected N1 second coil elements constituting the respective portions of the third displacement detection unit. A rolling bearing device with a sensor comprising two coil elements.
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信号処理部、上記第2信号処理部および上記第3信号処理部の夫々は、
第1ノードと、
第2ノードと、
上記第1ノードと上記第2ノードとの間に並列に接続された上記各部分およびコンデンサと、
上記第1ノードに一端が接続された抵抗と
を有し、
上記第1信号処理部の上記抵抗の抵抗値と、上記第2信号処理部の上記抵抗の抵抗値とは同一である一方、上記第1信号処理部の上記抵抗の抵抗値は、上記第3信号処理部の上記抵抗の上記抵抗値と異なることを特徴とするセンサ付き転がり軸受装置。
In the rolling bearing device with a sensor according to claim 2,
Each of the first signal processor, the second signal processor, and the third signal processor is
A first node;
A second node;
The respective parts and capacitors connected in parallel between the first node and the second node;
A resistor having one end connected to the first node;
The resistance value of the resistor of the first signal processing unit is the same as the resistance value of the resistor of the second signal processing unit, while the resistance value of the resistor of the first signal processing unit is the third value. A rolling bearing device with a sensor, wherein the resistance value of the resistance of the signal processing unit is different from that of the sensor.
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