JP2011174571A - Wheel supporting bearing unit with rotating speed sensing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転速度検出装置付き車輪支持用軸受ユニットに関し、より詳細には、大型トラック、ダンプトラック等の積載荷重が大きい車両、特に、鉱山採掘現場等で使用される車両に適用される回転速度検出装置付き車輪支持用軸受ユニットに関する。 The present invention relates to a wheel support bearing unit with a rotational speed detection device, and more specifically, rotation applied to a vehicle having a large load such as a large truck or a dump truck, particularly a vehicle used in a mine mining site or the like. The present invention relates to a wheel supporting bearing unit with a speed detecting device.
車載荷重が大きい、大型トラック、ダンプトラック等の車両の車輪を支持する軸受としては、一般的に負荷容量の大きな円すいころ軸受が使用されている。また、これらの車両は、鉱山採掘現場で使用されることがあるが、このような現場の道路は整備がなされていないことが多い。このため、これら車両に使用される軸受は、道路のうねりや障害物によって衝撃荷重を受け、軌道面に圧痕を生じる場合がある。また、これら車両が整備されていない道路にある水たまりを走行すると、軸受内部に水が浸入し、軸受内部が潤滑不良となる。そして、圧痕や潤滑不良を生じた軸受には剥離が生じ、最悪の場合、軸受が回転不能となって車両はスリップする。 Tapered roller bearings having a large load capacity are generally used as bearings for supporting the wheels of vehicles such as large trucks and dump trucks that have a large in-vehicle load. In addition, these vehicles are sometimes used at mining sites, but the roads at such sites are often not maintained. For this reason, the bearings used in these vehicles may receive impact loads due to road swells and obstacles, resulting in indentations on the raceway surface. Further, when the vehicle travels on a puddle on a road where the vehicle is not maintained, water enters the bearing, resulting in poor lubrication inside the bearing. Then, peeling occurs in the bearing that has caused indentation or poor lubrication, and in the worst case, the bearing cannot rotate and the vehicle slips.
上述したスリップを検出すべく、積載荷重が大きい車両に回転速度検出装置が取り付けられることが考案されている。(特許文献1参照。)。特許文献1に記載の円すいころ軸受では、内輪の円筒面にトーンホイールを外嵌固定し、外輪に取り付けたセンサによって回転速度を検出している。また、回転速度を検出する装置としては、エンコーダを、保持器の軸方向端面にS極とN極とを円周方向に関して交互に且つ等間隔に配置した永久磁石によって構成したものが考案されている(例えば、特許文献2参照。)。さらに、ローラの軸方向端面にS極とN極とを交互に埋設して、ローラの自転回転数によって軸受のすべりを検出するようにしたものが考案されている(例えば、特許文献3参照。)。 In order to detect the above-described slip, it has been devised that a rotational speed detection device is attached to a vehicle having a large load. (See Patent Document 1). In the tapered roller bearing described in Patent Document 1, a tone wheel is fitted and fixed to the cylindrical surface of the inner ring, and the rotation speed is detected by a sensor attached to the outer ring. Further, as an apparatus for detecting the rotational speed, an encoder is devised which is composed of permanent magnets in which S poles and N poles are alternately arranged at equal intervals in the circumferential direction on the axial end face of the cage. (For example, refer to Patent Document 2). Furthermore, an apparatus has been devised in which S poles and N poles are alternately embedded in the end face in the axial direction of the roller, and the slip of the bearing is detected based on the rotation speed of the roller (see, for example, Patent Document 3). ).
ところで、特許文献1から3に記載の検出装置では、トーンホイールや磁気エンコーダを軸受に組み込むため、部品点数が増加し、軸受が空間的制約を受けると共にコストが嵩むという課題があった。 By the way, in the detection apparatus of patent documents 1 to 3, since a tone wheel and a magnetic encoder were incorporated in a bearing, the number of parts increased and the bearing was subject to space restrictions and the cost increased.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、軸受の内部仕様を変更することなく回転速度を検出することができ、部品点数を増加することなく、取り扱い性が維持され、軸受寸法変更やコストアップを抑えた回転速度検出装置付き車輪支持用軸受ユニットを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to detect the rotational speed without changing the internal specifications of the bearing, and to maintain the handleability without increasing the number of parts. Another object of the present invention is to provide a wheel support bearing unit with a rotational speed detection device that suppresses changes in bearing dimensions and cost.
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
(1) 車輪が取り付けられるハブホイールに内嵌可能な外輪と、軸に外嵌可能な内輪と、前記外輪及び内輪との間に転動自在に配置される複数の円すいころと、円周方向に所定の間隔で形成され、該複数の円すいころをそれぞれ保持する複数のポケットを有する保持器と、をそれぞれ備え、互いに背面組合せで配置される一対の円すいころ軸受と、
前記外輪、前記保持器、及び前記複数の円すいころのいずれかによって構成され、被検出面の特性を円周方向に関して変化させるエンコーダと、前記エンコーダと対向して、該エンコーダの回転速度を検出するセンサと、を有し、前記一対の円すいころ軸受の少なくとも一方に取り付けられる回転速度検出装置と、
を備えることを特徴とする回転速度検出装置付き車輪支持用軸受ユニット。
(2) 前記エンコーダは、前記外輪の軸方向端面に形成された切り欠きによって構成されることを特徴とする(1)に記載の回転速度検出装置付き車輪支持用軸受ユニット。
(3) 前記エンコーダは、前記保持器の軸方向端面に形成された切り欠きによって構成されることを特徴とする(1)に記載の回転速度検出装置付き車輪支持用軸受ユニット。
(4) 前記エンコーダは、前記複数の円すいころをそれぞれ着磁することで構成されることを特徴とする(1)に記載の回転速度検出装置付き車輪支持用軸受ユニット。
(5) 前記センサは、前記内輪に固定された環状のリング部材に取り付けられ、且つ、
前記内輪と前記軸との間にはキーが嵌め込まれることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載の回転速度検出装置付き車輪支持用軸受ユニット。
The above object of the present invention can be achieved by the following constitution.
(1) An outer ring that can be fitted to a hub wheel to which the wheel is attached, an inner ring that can be fitted to the shaft, a plurality of tapered rollers that are arranged to roll between the outer ring and the inner ring, and a circumferential direction A pair of tapered roller bearings, each having a plurality of pockets for holding the plurality of tapered rollers, respectively, and arranged in a rear combination with each other,
An encoder configured by any one of the outer ring, the cage, and the plurality of tapered rollers, which changes the characteristics of the surface to be detected in the circumferential direction, and detects the rotational speed of the encoder facing the encoder. And a rotational speed detection device attached to at least one of the pair of tapered roller bearings,
A wheel support bearing unit with a rotational speed detection device.
(2) The wheel support bearing unit with a rotational speed detection device according to (1), wherein the encoder is configured by a notch formed in an axial end surface of the outer ring.
(3) The wheel support bearing unit with a rotation speed detection device according to (1), wherein the encoder is configured by a notch formed in an axial end surface of the cage.
(4) The wheel support bearing unit with a rotational speed detection device according to (1), wherein the encoder is configured by magnetizing the plurality of tapered rollers.
(5) The sensor is attached to an annular ring member fixed to the inner ring, and
The wheel support bearing unit with a rotational speed detection device according to any one of (1) to (4), wherein a key is fitted between the inner ring and the shaft.
本発明の回転速度検出装置付き車輪支持用軸受ユニットによれば、エンコーダは、外輪、前記保持器、及び前記複数の円すいころのいずれかによって構成されるので、軸受の内部仕様を変更することなく回転速度を検出することができ、部品点数を増加することなく、取り扱い性が維持され、軸受寸法変更やコストアップを抑えることができる。 According to the wheel support bearing unit with a rotational speed detection device of the present invention, the encoder is configured by any one of the outer ring, the cage, and the plurality of tapered rollers, so that the internal specification of the bearing is not changed. Rotational speed can be detected, handling properties can be maintained without increasing the number of parts, and bearing size changes and cost increases can be suppressed.
以下、本発明の各実施形態に係る回転速度検出装置付き車輪支持用軸受ユニットについて図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, a wheel support bearing unit with a rotational speed detection device according to each embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は、大型トラックやダンプトラック等の車両に適用される回転速度検出装置付き車輪支持用軸受ユニットを示す。この軸受ユニット10は、図示しない車輪が取り付けられるハブホイール11が、一対の円すいころ軸受20,20を介して、軸12に回転自在に支持されている。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a wheel support bearing unit with a rotation speed detection device applied to a vehicle such as a large truck or a dump truck. In this bearing
図1及び図2に示すように、一対の円すいころ軸受20,20はそれぞれ、ハブホイール11に内嵌され、内周面に円すい状の外輪軌道面21aが形成される外輪21と、軸12に外嵌され、外周面に円すい状の内輪軌道面22aが形成される内輪22と、外輪21及び内輪22との間に転動自在に配置される複数の円すいころ23と、円周方向に所定の間隔で形成され、該複数の円すいころ23をそれぞれ保持する複数のポケット24aを有する保持器24と、をそれぞれ備え、互いに背面組合せで配置される。軸12と内輪22には、それぞれキー溝12a,22bが形成されており、各キー溝12a,22bにキー13を嵌め込むことで、クリープ現象を防止している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the pair of
また、車外側に配置された円すいころ軸受20には、外輪21の回転速度を検出する回転速度検出装置30が設けられている。図2に示すように、回転速度検出装置30は、被検出面の特性を円周方向に関して交互に且つ等間隔に変化させるエンコーダ31と、エンコーダ31と対向して、外輪21の回転速度を検出するセンサ32と、を有する。エンコーダ31は、外輪21の軸方向端面に所定の間隔で形成された複数の切り欠き21bによって凹凸に構成される。センサ32は、内輪22に設けられたボルト穴22cにボルト34によって取り付けられた環状のリング部材33を介して内輪22に取り付けられ、切り欠き21bと対向する。
Further, the tapered roller bearing 20 disposed on the vehicle outer side is provided with a rotational
センサ32は、図示しないが、永久磁石と、磁性材製のポールピースと、ポールピースの周囲に巻回したコイルとを備えるパッシブ型センサである。センサ32は、エンコーダ31の凹凸とポールピースとの距離が変化することで、ポールピース内を通過する磁束の密度が変化し、ポールピースに巻回されたコイルに惹起される起電力が変化することで、外輪21の回転速度を検出する。
Although not shown, the
このように構成された回転速度検出装置付き車輪支持用軸受ユニット10によれば、エンコーダ31は、外輪21によって構成されるので、円すいころ軸受20の内部仕様を変更することなくエンコーダ31を構成する外輪21の回転速度を検出することができ、部品点数を増加することなく、取り扱い性が維持され、軸受寸法変更やコストアップを抑えることができる。
According to the wheel
また、エンコーダ31は、外輪21の軸方向端面に形成された切り欠き21bによって構成されるので、センサ32は、外輪21の回転速度を直接検出することができる。
Further, since the
さらに、センサ32は、内輪22に固定された環状のリング部材33に取り付けられるので、リング部材33が高い剛性で内輪22に固定され、センサ32を強固に固定することができる。また、内輪22と軸12との間にはキー14が嵌め込まれるので、内輪22のクリープ現象によるセンサ32の位置ずれを防止することができる。
Furthermore, since the
なお、本実施形態のエンコーダ31は、外輪21に切り欠き21bを形成することで構成されているが、外輪21の軸方向端面が磁気エンコーダを構成するようにしてもよい。
In addition, although the
(第2実施形態)
図3は、本発明の第2実施形態に係る回転速度検出装置付き車輪支持用軸受ユニットの円すいころ軸受及び回転速度検出装置の断面図であり、図4は、この円すいころ軸受の保持器の斜視図である。この回転速度検出装置30では、エンコーダ31は、保持器24の軸方向端面に円周方向に所定の間隔で形成された複数の切り欠き24bによって凹凸に構成される。また、保持器24は、エンコーダ31としての機能を有するため、磁性材によって構成される。この場合、センサ32によって検出された保持器24の公転数は、図示しない制御部によって外輪21の回転数に変換される。
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a cross-sectional view of a tapered roller bearing and a rotational speed detection device of a wheel support bearing unit with a rotational speed detection device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram of a retainer of the tapered roller bearing. It is a perspective view. In this rotational
従って、本実施形態のように、エンコーダ31を保持器24によって構成する場合にも、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
Therefore, even when the
(第3実施形態)
図5は、本発明の第3実施形態に係る回転速度検出装置付き車輪支持用軸受ユニットの円すいころ軸受及び回転速度検出装置の断面図である。この回転速度検出装置30では、エンコーダ31は、複数の円すいころ23をそれぞれ着磁することによって構成され、また、センサ32は、ホールICや磁気抵抗素子等の磁気検出素子を備えたアクティブ型のセンサを構成する。この場合、センサ32によって検出された円すいころ13の公転数は、図示しない制御部によって外輪21の回転数に変換される。
(Third embodiment)
FIG. 5 is a cross-sectional view of a tapered roller bearing and a rotation speed detection device of a wheel support bearing unit with a rotation speed detection device according to a third embodiment of the present invention. In this rotational
従って、本実施形態のように、エンコーダ31を円すいころ23によって構成する場合にも、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。
Therefore, even when the
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものでなく、適宜、変更、改良、等が可能である。また、上記実施形態の各構成は、実施可能な範囲において組み合わせて適用可能である。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A change, improvement, etc. are possible suitably. Moreover, each structure of the said embodiment is applicable in combination in the range which can be implemented.
例えば、本実施形態では、センサ32を取り付ける環状のリング部材33をボルト34によって固定するようにしたが、強固に内輪22に固定できるものであれば取付方法は特に限定されるものでない。例えば、図6に示すように、リング部材33の径方向内側に形成されたくさび33aを内輪22の外周面に形成された溝22dに嵌合することで、リング部材33が内輪22に固定されてもよく、或いは、リング部材33は、内輪22に直接圧入によって固定されてもよい。
For example, in this embodiment, the
本発明は、回転速度センサの代わりに、荷重センサを取り付け、スリップを荷重センサで検出してもよい。また、振動センサ、温度センサを設けて、スリップを検出してもよい。
加えて、速度センサ、荷重センサ、振動センサ、温度センサの少なくとも2つのセンサを組み合わせて、スリップを検出するようにしてもよい。
In the present invention, a load sensor may be attached instead of the rotation speed sensor, and slip may be detected by the load sensor. A slip sensor may be detected by providing a vibration sensor and a temperature sensor.
In addition, a slip may be detected by combining at least two sensors of a speed sensor, a load sensor, a vibration sensor, and a temperature sensor.
また、本実施形態では、回転速度センサは車外側に配置される円すいころ軸受に取り付けられているが、車内側に配置される円すいころ軸受に取り付けられてもよい。 In the present embodiment, the rotational speed sensor is attached to the tapered roller bearing arranged on the outside of the vehicle, but may be attached to the tapered roller bearing arranged on the inside of the vehicle.
10 回転速度検出装置付き車輪支持用軸受ユニット
11 ハブホイール
12 軸
20 円すいころ軸受
21 外輪
21b 切り欠き
22 内輪
23 円すいころ
24 保持器
24b 切り欠き
30 回転速度検出装置
31 エンコーダ
32 センサ
10 Wheel support bearing unit with rotational speed detector
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記外輪、前記保持器、及び前記複数の円すいころのいずれかによって構成され、被検出面の特性を円周方向に関して変化させるエンコーダと、前記エンコーダと対向して、該エンコーダの回転速度を検出するセンサと、を有し、前記一対の円すいころ軸受の少なくとも一方に取り付けられる回転速度検出装置と、
を備えることを特徴とする回転速度検出装置付き車輪支持用軸受ユニット。 An outer ring that can be fitted into a hub wheel to which the wheel is attached, an inner ring that can be fitted to a shaft, a plurality of tapered rollers that are arranged to roll between the outer ring and the inner ring, and a predetermined circumferential direction. A pair of tapered roller bearings that are formed at intervals and each have a plurality of pockets that respectively hold the plurality of tapered rollers, and that are arranged in a backside combination with each other;
An encoder configured by any one of the outer ring, the cage, and the plurality of tapered rollers, which changes the characteristics of the surface to be detected in the circumferential direction, and detects the rotational speed of the encoder facing the encoder. And a rotational speed detection device attached to at least one of the pair of tapered roller bearings,
A wheel support bearing unit with a rotational speed detection device.
前記内輪と前記軸との間にはキーが嵌め込まれることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の回転速度検出装置付き車輪支持用軸受ユニット。 The sensor is attached to an annular ring member fixed to the inner ring, and
The wheel support bearing unit with a rotational speed detection device according to any one of claims 1 to 4, wherein a key is fitted between the inner ring and the shaft.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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WO2013145355A1 (en) * | 2012-03-30 | 2013-10-03 | 日本精工株式会社 | Rolling bearing device |
JP2017015426A (en) * | 2015-06-29 | 2017-01-19 | 日本精工株式会社 | Rotation transmission device with torque measurement device |
US9644735B2 (en) | 2014-11-24 | 2017-05-09 | Ford Global Technologies, Llc | Powertrain control based on bearing speed |
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2010
- 2010-02-25 JP JP2010040167A patent/JP2011174571A/en active Pending
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