JP2021004813A - センサ付き転がり軸受及び荷重算出システム - Google Patents

Abstract

【課題】転動体の位置に関わらず安定して荷重を求めるための情報を得ることができるセンサ付き転がり軸受等を提供する。【解決手段】センサ付き転がり軸受５は、転がり軸受１０と、転がり軸受１０の回転軸中心Ａｘの方向と直交する側面に芯材が固定されて導線が巻回されたコイル２０とを備え、コイル２０は、２つ設けられ、２つのコイル２０は、回転軸Ａｘを中心とするピッチ角度Ｐ１が、転がり軸受１０が有する複数の転動体１３のうち、回転軸Ａｘを中心として円周方向に隣り合う２つの転動体のピッチ角度Ｐ２の１／２である。【選択図】図４

Description

本発明は、センサ付き転がり軸受及び荷重算出システムに関する。

転がり軸受に加わる荷重を検知する構成が知られている（例えば、特許文献１）。

特開２００６−２２６４７７号公報

特許文献１に記載の構成では、玉軸受の転動体の外周面が接触する位置を検出して転動体の接触角を求めるためのセンサが設けられている。しかしながら、小径の球体である転動体の接触位置を正確に求めるには限界があるため、特許文献１に記載の構成で荷重の検出精度を高めることは困難である。

本発明は、転動体の位置に関わらず安定して荷重を求めるための情報を得ることができるセンサ付き転がり軸受及び荷重算出システムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明のセンサ付き転がり軸受は、転がり軸受と、前記転がり軸受の回転軸方向と直交する側面に芯材が固定されて導線が巻回されたコイルとを備え、前記コイルは、２つ設けられ、２つの前記コイルは、前記回転軸を中心とするピッチ角度が、前記転がり軸受が有する複数の転動体のうち、前記回転軸を中心として円周方向に隣り合う２つの転動体のピッチ角度の１／２である。

従って、２つのコイルのうち一方と転動体とが遠ざかる場合、他方と転動体とは近づく。このため、２つのコイルの各々のインダクタンスにおける転動体の影響を２つのコイルの各々のインダクタンス同士で互いに打ち消すことができる。これによって、転動体の位置に関わらず安定して荷重を求めるための情報を得ることができる。

上記の目的を達成するための本発明の荷重算出システムは、センサ付き転がり軸受と、前記コイルに所定の周波数の交流電圧を印加する励磁回路と、前記交流電圧の印加によって前記導線に流れた電流を測定する電流測定回路と、前記交流電圧の印加によって前記導線に生じた電圧を測定する電圧測定回路と、前記導線に流れた電流と前記導線に生じた電圧とに基づいて前記転がり軸受に加わるラジアル荷重を算出する演算装置と、を備える。

従って、転がり軸受に加わる荷重に応じたコイルのインダクタンスを電流と電圧とに基づいて算出してインダクタンスに応じた荷重を導出することができる。すなわち、インダクタンスを電流と電圧から求めることができるため、より高精度にインダクタンス及びインダクタンスに応じた荷重を求めることができる。

本発明の荷重算出システムでは、励磁回路は、コイル毎に設けられる。

従って、複数のコイルを個別に励磁することができる。このため、複数のコイルのいずれかに生じた電気的変化が他のコイルに影響を与える可能性を低減することができる。

本発明によれば、転動体の位置に関わらず安定して荷重を求めるための情報を得ることができる。

図１は、実施形態の荷重算出システムの主要構成を示すブロック図である。 図２は、センサ付き転がり軸受の主要構成を示す断面図である。 図３は、センサ付き転がり軸受の主要構成の他の構成例を示す断面図である。 図４は、２つのコイルのピッチ角度と転がり軸受が有する複数の転動体の所定のピッチ角度との関係を示す図である。 図５は、２つのコイルの各々のインダクタンス及びその合成インダクタンスと、転がり軸受に対するラジアル荷重との関係を模式的に示すグラフである。 図６は、変形例１の荷重算出システムの主要構成を示すブロック図である。 図７は、変形例２の荷重算出システムの主要構成を示すブロック図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。以下で説明する各実施形態の要件は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

（実施形態）
図１は、実施形態の荷重算出システム１の主要構成を示すブロック図である。荷重算出システム１は、転がり軸受１０と、コイル２０と、励磁回路３０と、第１電流測定回路４０ａと、第２電流測定回路４０ｂと、第１電圧測定回路５０ａと、第２電圧測定回路５０ｂと、演算装置６０とを備える。以下、第１電流測定回路４０ａと第２電流測定回路４０ｂとを包括して電流測定回路４０と記載する。また、第１電圧測定回路５０ａと第２電圧測定回路５０ｂとを包括して電圧測定回路５０と記載する。

転がり軸受１０は、回転軸Ｓを回転可能に軸支する。コイル２０は、転がり軸受１０に取り付けられる。コイル２０は、転がり軸受１０に加わるラジアル荷重Ｒの変化に応じてインピーダンスが変化する。転がり軸受１０とコイル２０は、センサ付き転がり軸受５を構成する。

コイル２０は、２つ設けられる。２つのコイル２０は、例えば、演算装置６０に対して直列に接続される。２つのコイル２０を区別する場合、コイル２０ａ，２０ｂと記載する。コイル２０ａとコイル２０ｂは、転がり軸受１０に対する配置（図４参照）を除いて、共通の構成である。

図２は、センサ付き転がり軸受５の主要構成を示す断面図である。図２は、転がり軸受１０の回転軸中心Ａｘ及びコイル２０を通る平面でセンサ付き転がり軸受５を切った場合の断面図である。転がり軸受１０は、外輪１１と、内輪１２と、転動体１３と、保持器１４とを有する。外輪１１と内輪１２は、転動体１３を挟んで相対的に回転可能に設けられる。転動体１３は、複数設けられ、外輪１１と内輪１２の間で回転軸中心Ａｘを中心とする円周方向に沿って並ぶ。転動体１３を挟んで、外輪１１が外周側に配置され、内輪１２が内周側に配置される。保持器１４は、円周方向に並ぶ複数の転動体１３同士の間隔を保持する。実施形態では、転動体１３の形状が球である玉軸受が採用されているが、これは転がり軸受１０の形態の一例であってこれに限られるものでない。転がり軸受１０は、転動体１３の形状が円柱状のころ軸受又は針軸受であってもよい。また、転がり軸受１０は、円すいころ軸受又は球面ころ軸受であってもよい。

実施形態では、外輪１１が固定され、内輪１２及び回転軸Ｓが回転可能に軸支される構成であるが、内輪１２及び回転軸Ｓが固定され、外輪１１が回転可能に支持される構成であってもよい。実施形態の外輪１１は、例えば軸受鋼のように、導電性且つ磁性を有する材料で構成されている。

図３は、センサ付き転がり軸受の主要構成の他の構成例を示す断面図である。コイル２０は、芯材２１と、導線２２とを備える。芯材２１は、外輪１１の側面に芯材２１の端部が密着するよう固定される。具体的には、例えば図２のように、外輪１１と芯材２１とを接着剤で固定する。また、図３のように、外輪１１の一側面に取り付けられた固定部材２５を用いてもよい。固定部材２５は、例えば外径が外輪１１と同様の、輪状の部材である。固定部材２５には、コイル２０が内側に挿入可能な孔２５ａが外輪１１の側方に位置するよう設けられている。コイル２０は、孔２５ａに対して機械的締結（例えば、圧入等）又は接着によって固定される。なお、図３に例示する固定部材２５は、外輪１１の一側面側に設けられた切欠１１ａに圧入される突出部２５ｂを有し、圧入によって外輪１１に固定されるが、接着によってもよい。コイル２０が固定される外輪１１の側面とは、回転軸中心Ａｘと直交する外輪１１の側面である。芯材２１は、例えば鉄又は鉄を主材料とする合金若しくは化合物のように、中空のコイルに比して導線２２の内側の透磁率をより高めることが可能な材料を用いて構成される。導線２２は、芯材２１に巻回される。導線２２は、例えば銅線であるが、導電性を有する他の素材によって構成された導線であってもよい。

外輪１１及び芯材２１は、導電性を有する。このため、外輪１１と芯材２１とは電気的に連続している。従って、外輪１１は、コイル２０の芯材２１の電気的特性に影響を与える。このような外輪１１と芯材２１を含むセンサ付き転がり軸受５は、転がり軸受１０に対するラジアル荷重Ｒの変化に応じて外輪１１に固定されているコイル２０のインピーダンスが変化する特性を有する。ラジアル荷重Ｒの変化に応じてコイル２０のインピーダンスが変化すると、励磁回路３０から印加される交流電流によってコイル２０に生じるインダクタンスが変化する。すなわち、ラジアル荷重Ｒとコイル２０のインダクタンスとの間には相関がある。このため、コイル２０のインダクタンスからラジアル荷重Ｒを求めることができる。

図１に示す励磁回路３０は、導線２２に所定の周波数の交流電圧を印加する。励磁回路３０は、図示しない電源装置と接続され、当該電源装置から電力の供給を受けてコイル２０の導線２２に交流電流を印加する。

実施形態の励磁回路３０は、導線Ｍを介して直列に接続された２つのコイル２０に交流電流を印加する。図１では、コイル２０ａとコイル２０ｂとが励磁回路３０に対して直列に接続されている。励磁回路３０は、コイル２０ａとコイル２０ｂに交流電流を印加する。

電流測定回路４０は、交流電圧の印加によって導線２２に流れた電流を測定する。実施形態の電流測定回路４０は、交流電流計として機能する回路である。電圧測定回路５０は、交流電圧の印加によって導線２２に生じた電圧を測定する。実施形態の電圧測定回路５０は、交流電圧計として機能する回路である。コイル２０の導線２２と、励磁回路３０と、電流測定回路４０と、電圧測定回路５０とは、導線Ｍを介して電気的に接続され、電気回路を構成している。演算装置６０は、導線２２に流れた電流と導線２２に生じた電圧とに基づいてラジアル荷重Ｒを算出する。すなわち、演算装置６０は、導線２２に流れた電流と導線２２に生じた電圧とに基づいてコイル２０のインダクタンスを算出することで、求められたインダクタンスに対応するラジアル荷重Ｒを導出する。

電流測定回路４０と電圧測定回路５０は、コイル２０毎に設けられる。第１電流測定回路４０ａは、コイル２０ａの導線２２に流れた電流Ｉａを測定する。第２電流測定回路４０ｂは、コイル２０ｂの導線２２に流れた電流Ｉｂを測定する。第１電圧測定回路５０ａは、コイル２０ａの導線２２に生じた電圧Ｖａを測定する。第２電圧測定回路５０ｂは、コイル２０ｂの導線２２に生じた電圧Ｖｂを測定する。

励磁回路３０によってコイル２０に印加される交流電流によって導線２２に流れる電流値Ｉと導線２２に生じる電圧値Ｖとに基づいて、演算装置６０は、式（１）を用いてコイル２０のインピーダンスＺを算出する。具体的には、演算装置６０は、コイル２０ａの導電流Ｉａと電圧Ｉａとに基づいて、コイル２０ａのインピーダンスＺを算出する。また、演算装置６０は、コイル２０ｂの導電流Ｉｂと電圧Ｉｂとに基づいて、コイル２０ｂのインピーダンスＺを算出する。なお、電圧値Ｖは芯材２１に巻回された導線２２の両端間の電圧である。電圧測定回路５０は、芯材２１に巻回された導線２２の両端間の電圧値Ｖを測定する。

励磁回路３０からの交流電流の伝送路にコイル２０があることで、電流値Ｉの自己誘導により電圧の位相に対して電流の位相が遅れる。このため、電流値Ｉと電圧値Ｖに位相差θが生じる。演算装置６０は、電流値Ｉと電圧値Ｖの位相差θとインピーダンスＺとに基づいて、式（２）を用いてインダクタンスＬを算出する。式（２）のｆは、交流電流の周波数（所定の周波数）を示す。例えば、ｆ＝１２８［ｋｈｚ］であるが、これに限られるものでなく、適宜変更可能である。位相差θの単位は、［度（°）］である。位相差θは、周波数（ｆ）に応じて同一時間内に生じる電流値Ｉの変化と電圧値Ｖの変化に基づいて求められる。例えば、電流値Ｉの位相は、電圧値Ｖの位相に対して９０度遅れる。

式（３）に示すように、インダクタンスＬの値と、ラジアル荷重Ｒの値（Ｆｒ）との間には相関がある。式（３）のａは、ラジアル荷重Ｒに対するコイル２０の感度に応じて設定される係数である。ｂは、インダクタンスＬの初期値（Ｆｒ＝０の場合に測定されるインダクタンス）である。ａ，ｂは、コイル２０が設けられた転がり軸受１０に対して加えられるラジアル荷重Ｒを変化させる事前の実験と測定の結果に基づいて定めることができる。演算装置６０は、式（３）から導出される式（４）を用いて、インダクタンスＬからラジアル荷重値Ｆｒを求めることができる。

式（３）では，ａ，ｂを用いた１次近似による補正式でインダクタンスＬからラジアル荷重Ｒとの相関が示されているが、コイル２０の構成条件によっては２次の補正式など条件に応じた補正式とすることができる。

以上、演算装置６０によるラジアル荷重Ｒの導出について説明したが、演算装置６０は、上述の処理を行うための専用の回路であってもよいし、上述の処理内容を含むソフトウェア・プログラムを実行するコンピュータであってもよい。

なお、電流測定回路４０によって測定された電流及び電圧測定回路５０によって測定された電圧から演算装置６０が電流値Ｉ及び電圧値Ｖを得るための仕組みについては、任意である。例えば、電流測定回路４０によって測定された電流及び電圧測定回路５０によって測定された電圧は、図示しないＡ／Ｄ変換器又は同様の機能を有する回路を用いてデジタル情報に変換されて演算装置６０に入力されるか、係るＡ／Ｄ変換機能を演算装置６０が含む。また、電流測定回路４０、電圧測定回路５０がそれぞれＡ／Ｄ変換機能を有し、デジタル化された電流値Ｉ、電圧値Ｖを演算装置６０に出力する構成であってもよい。

図４は、２つのコイル２０のピッチ角度Ｐ２と転がり軸受１０が有する複数の転動体１３の所定のピッチ角度Ｐ１との関係を示す図である。転がり軸受１０が有する複数の転動体１３のうち円周方向に隣り合う２つの転動体１３の回転軸中心Ａｘを中心とするピッチ角度は、保持器１４によって規定された所定のピッチ角度Ｐ１である。図４に示す例では、転動体１３ａと転動体１３ｂが円周方向に隣り合っており、回転軸中心Ａｘを中心とするピッチ角度が所定のピッチ角度Ｐ１である。転動体１３ａと転動体１３ｂに限らず、転動体１３ｂと転動体１３ｃを含めて、図示しない円周方向に隣り合う２つの転動体１３同士のピッチ角度は、所定のピッチ角度Ｐ１である。例えば、１つの転がり軸受１０が有する転動体１３の数が８である場合、所定のピッチ角度Ｐ１は、４５度（°）である。

実施形態では、１つの転がり軸受１０に２つのコイル２０が設けられている。図４では、回転軸中心Ａｘを中心とする円周方向の配置が異なる２つのコイル２０を区別する目的で、一方の符号の末尾にａを付し、他方の符号の末尾にｂを付している。回転軸中心Ａｘを中心として隣り合うコイル２０ａとコイル２０ｂのピッチ角度Ｐ２は、所定のピッチ角度Ｐ１の半分（１／２）の角度である。コイル２０ａとコイル２０ｂは、回転軸中心Ａｘを中心とする円周方向の配置が異なる点を除いて共通の構成であり、上述のコイル２０と同様である。

図５は、２つのコイル２０ａ，２０ｂの各々のインダクタンスＬａ，Ｌｂ及びその合成インダクタンスＬｃと、転がり軸受１０に対するラジアル荷重Ｒとの関係を模式的に示すグラフである。

転動体１３は、外輪１１と内輪１２の相対的な回転に伴って回転軸中心Ａｘを中心として円周方向に公転運動をする。このため、コイル２０と転動体１３との位置関係は、外輪１１と内輪１２の相対的な回転に伴って変化する。

実施形態の転動体１３は、磁性体である。これは、転動体１３の材料に軸受鋼等の磁性体が用いられるためである。コイル２０と転動体１３との位置関係が外輪１１と内輪１２の相対的な回転に伴って変化すると、転動体１３がコイル２０に与える磁気的な影響の度合いが変化する。このような磁気的な影響の度合いの変化によって、図５のインダクタンスＬａ，Ｌｂのように、１つのコイル２０の電流値Ｉと電圧値Ｖから求められるインダクタンスＬは、一次関数的な線形とは異なる波形を描きながら、ラジアル荷重Ｒの増大（又は減少）に伴って全体的に増加（又は減少）していく。すなわち、１つのコイル２０のインダクタンスＬは、理想的にはラジアル荷重Ｒの増大（又は減少）に伴って一次関数的に増大（又は減少）するはずであるにも関わらず、転動体１３がコイル２０に与える磁気的な影響の度合いによって一次関数的な線形とは異なる波形を描きながら増大（又は減少）する。このように、転動体１３とコイル２０との位置関係の変化は、インダクタンスＬとラジアル荷重Ｒとの関係に誤差をもたらす。

インダクタンスＬａ，Ｌｂの各々が示すインダクタンスＬとラジアル荷重Ｒとの関係は、波形の振幅分が正しいラジアル荷重Ｒを求めるうえでの誤差になってしまう。複数回のタイミングで電流値Ｉと電圧値Ｖを測定し、それぞれのタイミングの電流値Ｉと電圧値Ｖに基づいて算出されたインダクタンスＬの移動平均線Ｌ１，Ｌ２を求め、その中間値としての合成インダクタンスＬｃを導出することで誤差の影響を低減することも可能である。しかしながら、この方法では電流値Ｉと電圧値Ｖを複数回測定するまでラジアル荷重Ｒの算出精度を上げることが難しいことによるタイムラグが生じることになる。すなわち、移動平均のみではラジアル荷重Ｒのセンシングに関する応答速度を向上させることが困難である。

これに対し、実施形態によれば、回転軸中心Ａｘを中心として隣り合うコイル２０ａとコイル２０ｂのピッチ角度Ｐ２は、所定のピッチ角度Ｐ１の半分（１／２）の角度である。このため、ピッチ角度Ｐ２の範囲内に転動体１３の中心がある場合を考えると、コイル２０ａとコイル２０ｂのうち一方から転動体１３が遠ざかる場合、他方と転動体１３とは近づく。コイル２０ａとコイル２０ｂのうち一方と転動体１３との距離が最短である場合、他方は、転動体１３との距離が最長である。このようなコイル２０ａ，２０ｂと転動体１３との位置関係によって、コイル２０ａとコイル２０ｂのうち一方のインダクタンスＬとラジアル荷重Ｒとの関係がインダクタンスＬａのようになる場合、他方のインダクタンスＬとラジアル荷重Ｒとの関係は、インダクタンスＬｂのようになる。従って、コイル２０ａ，２０ｂの各々のインダクタンスＬａ，Ｌｂを足し合わせて２で割った合成インダクタンスＬｃは、インダクタンスＬとラジアル荷重Ｒとの関係を示すグラフが実質的に理想的な一次直線を描く。

実施形態によれば、転がり軸受１０に加わるラジアル荷重Ｒに応じたコイル２０のインダクタンスＬを電流値Ｉと電圧値Ｖとに基づいて算出してインダクタンスＬに応じたラジアル荷重Ｒを導出することができる。すなわち、インダクタンスＬを電流値Ｉと電圧値Ｖから求めることができるため、より高精度にインダクタンスＬ及びインダクタンスＬに応じたラジアル荷重Ｒを求めることができる。また、外輪１１の径方向の外周側に圧力検出用のセンサ及びリファレンス用のセンサを設けるためのスペースを必要とせず、外輪１１の回転軸中心Ａｘが延びる方向にコイル２０を設けることが可能であればラジアル荷重Ｒを求めることができる。また、リファレンス用のセンサ、ロードセル、ひずみゲージアンプ等を用いた高価なシステムを必要とせず、より簡易な構成でラジアル荷重Ｒを求めることができる。

また、回転軸中心Ａｘを中心として隣り合うコイル２０ａとコイル２０ｂのピッチ角度Ｐ２を所定のピッチ角度Ｐ１の半分（１／２）の角度にすることで、転がり軸受１０の回転の有無及び回転角度による影響を抑制してより高精度にラジアル荷重Ｒを導出することができる。すなわち、実施形態のセンサ付き転がり軸受５によれば、転動体１３の位置に関わらず安定してラジアル荷重Ｒを求めるための情報を得ることができる。

また、１つの励磁回路３０で複数のコイル２０を励磁することができる。また、このような複数のコイル２０に対する交流電流の印加タイミングを特に制御する必要なく、同時に複数のコイル２０を励磁することができる。

（変形例１）
図６は、変形例１の荷重算出システム１Ａの主要構成を示すブロック図である。変形例１の荷重算出システム１Ａは、複数のコイル２０と、コイル２０に設けられた複数の励磁回路３０とを備える。また、変形例１では、複数の励磁回路３０による交流電圧の印加タイミングは同期する。なお、変形例１の第１電流測定回路４０ａ、第２電流測定回路４０ｂ及び第１電圧測定回路５０ａ、第２電圧測定回路５０ｂについては、実施形態と同様である。

変形例１の励磁回路３０は、コイル２０毎に設けられる。第１励磁回路３０ａは、コイル２０ａの導線２２に所定の周波数の交流電圧を印加する。第２励磁回路３０ｂは、コイル２０ｂの導線２２に所定の周波数の交流電圧を印加する。これら特筆した事項を除き、第１励磁回路３０ａ、第２励磁回路３０ｂは、実施形態の励磁回路３０と同様である。

同期回路７０は、第１励磁回路３０ａによるコイル２０ａの励磁タイミングと、第２励磁回路３０ｂによるコイル２０ｂの励磁タイミングとが同一のタイミングになるように第１励磁回路３０ａと第２励磁回路３０ｂの動作を制御する同期処理を行う。具体的形態の一例として、同期回路７０は、励磁タイミングの制御に用いられるクロックパルスを第１励磁回路３０ａ及び第２励磁回路３０ｂに出力するクロック回路を含む構成である。第１励磁回路３０ａ及び第２励磁回路３０ｂは、クロックパルスによるタイミング制御下で、それぞれ交流電流を出力する。以上、特筆した事項を除いて、変形例１の荷重算出システム１Ａは、実施形態の荷重算出システム１と同様である。

変形例１によれば、複数のコイル２０を個別に励磁することができる。このため、複数のコイル２０のいずれかに生じた電気的変化が他のコイル２０に影響を与える可能性をより低減することができる。また、複数の励磁回路３０が同期して個別にコイル２０を励磁する。このため、同一タイミングのラジアル荷重Ｒに応じた複数のコイル２０のインダクタンスＬを得ることができ、より高精度にラジアル荷重Ｒを求めることができる。

実施形態におけるコイル２０ａ，２０ｂに対する励磁は、実施形態のように１つの励磁回路３０で行ってもよいし、変形例１のように個別の第１励磁回路３０ａ、第２励磁回路３０ｂで行ってもよい。

（変形例２）
図７は、変形例２の荷重算出システム１Ｂの主要構成を示すブロック図である。変形例２の荷重算出システム１Ｂは、複数のコイル２０と、１つの励磁回路３０と、１つの電流測定回路４０と、１つの電圧測定回路５０とを備える。実施形態１及び変形例１では、コイル２０のインダクタンスＬは、コイル２０ａとコイル２０ｂとで個別に求められるが、変形例２では、２つのコイル２０を含む回路の電流Ｉが電流測定回路４０に測定され、当該回路の電圧Ｖが電圧測定回路５０に測定され、当該回路のインピーダンスＺ及びインダクタンスＬが求められる。ここで求められるインダクタンスＬは、合成インダクタンスＬｃと同様の傾向を示す。以上、特筆した事項を除いて、変形例２の荷重算出システム１Ｂは、実施形態の荷重算出システム１と同様である。

実施形態及び各変形例における２つのコイル２０は、実施形態のように配置された２つのコイル２０ａ，２０ｂであってもよいし、他の配置関係にある２つのコイル２０であってもよい。また、実施形態及び各変形例では、３つ以上のコイル２０を設けてもよい。その場合、実施形態及び変形例２では、３つ以上のコイル２０が励磁回路３０に対して直列に接続される。変形例１では、３つ以上のコイル２０にそれぞれ個別に励磁回路３０が設けられ、３つ以上の励磁回路３０が同期回路７０の制御下で同期する。

実施形態及び各変形例のように、複数のコイル２０を備える構成では、転がり軸受１０に加わるラジアル荷重Ｒ以外の荷重も測定可能になる。具体的には、外輪１１に対してそれぞれ異なる位置に配置された複数のコイル２０のインダクタンスＬと、そのような複数のコイル２０のインダクタンスＬが得られるタイミングに転がり軸受１０に加わっているラジアル荷重Ｒ、アキシアル荷重、モーメント荷重の有無及び大きさとの相関を予め測定する。測定結果を示すデータを演算装置６０から参照可能に記憶、保持することで、演算装置６０が算出した複数のコイル２０のインダクタンスＬと当該データとの照合によって、転がり軸受１０に加わっているラジアル荷重Ｒ、アキシアル荷重及びモーメント荷重を導出することができる。

１，１Ａ，１Ｂ 荷重算出システム
１０ 転がり軸受
１１ 外輪
１２ 内輪
１３ 転動体
１４ 保持器
２０ コイル
２１ 芯材
２２ 導線
３０ 励磁回路
３０ａ 第１励磁回路
３０ｂ 第２励磁回路
４０ 電流測定回路
４０ａ 第１電流測定回路
４０ｂ 第２電流測定回路
５０ 電圧測定回路
５０ａ 第１電圧測定回路
５０ｂ 第２電圧測定回路
６０ 演算装置
７０ 同期回路

Claims (3)

1. 転がり軸受と、
   前記転がり軸受の回転軸方向と直交する側面に芯材が固定されて導線が巻回されたコイルとを備え、
   前記コイルは、２つ設けられ、
   ２つの前記コイルは、前記回転軸を中心とするピッチ角度が、前記転がり軸受が有する複数の転動体のうち、前記回転軸を中心として円周方向に隣り合う２つの転動体のピッチ角度の１／２である
   センサ付き転がり軸受。
2. 請求項１に記載のセンサ付き転がり軸受と、
   前記コイルに所定の周波数の交流電圧を印加する励磁回路と、
   前記交流電圧の印加によって前記導線に流れた電流を測定する電流測定回路と、
   前記交流電圧の印加によって前記導線に生じた電圧を測定する電圧測定回路と、
   前記導線に流れた電流と前記導線に生じた電圧とに基づいて前記転がり軸受に加わるラジアル荷重を算出する演算装置と、
   を備える荷重算出システム。
3. 前記励磁回路は、コイル毎に設けられる
   請求項２に記載の荷重算出システム。

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