JP4752483B2 - 変位測定装置付転がり軸受ユニット及び荷重測定装置付転がり軸受ユニット - Google Patents
変位測定装置付転がり軸受ユニット及び荷重測定装置付転がり軸受ユニット Download PDFInfo
- Publication number
- JP4752483B2 JP4752483B2 JP2005359753A JP2005359753A JP4752483B2 JP 4752483 B2 JP4752483 B2 JP 4752483B2 JP 2005359753 A JP2005359753 A JP 2005359753A JP 2005359753 A JP2005359753 A JP 2005359753A JP 4752483 B2 JP4752483 B2 JP 4752483B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- encoder
- rolling bearing
- detection
- output
- measuring device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/0009—Force sensors associated with a bearing
- G01L5/0023—Force sensors associated with a bearing by using magnetic sensors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2326/00—Articles relating to transporting
- F16C2326/01—Parts of vehicles in general
- F16C2326/02—Wheel hubs or castors
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Description
尚、エンコーダを円輪状に構成すると共に、このエンコーダの軸方向側面を被検出面とし、この被検出面に1対のセンサの検出部を、径方向にずらせた状態で対向させれば、上記外輪1と上記ハブ2との径方向に関する変位、延てはこれら外輪1とハブ2との間に加わるラジアル荷重を求める事も可能である。
このうちの転がり軸受ユニットは、使用状態でも回転しない静止側軌道輪と、使用状態で回転する回転側軌道輪と、これら静止側軌道輪と回転側軌道輪との互いに対向する周面に存在する静止側軌道と回転側軌道との間に設けられた複数個の転動体とを備えたものである。
このうちのエンコーダは、上記回転側軌道輪の一部に支持されたもので、この回転側軌道輪と同心の被検出面の特性を円周方向に関して交互に変化させている。これと共に、この被検出面の特性が円周方向に関して変化する位相を、少なくとも一方のセンサの検出部が対向する部分で、検出すべき変位の方向に応じて連続的に、且つ、他方のセンサの検出部が対向する部分と異ならせた状態で変化させている。
又、上記両センサは、それぞれの検出部を上記エンコーダの被検出面に対向させた状態で回転しない部分に支持され、この被検出面の特性変化に対応してその出力信号を変化させるものである。
更に、前記演算器は、この単一の信号から求められる、上記周期と上記位相差とに基づいて、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との相対変位量を算出するものである。
更に、本発明の変位測定装置付転がり軸受ユニット及び荷重測定装置付転がり軸受ユニットの場合には、上記両センサの出力信号の位相差と出力信号の周期とを検出器により検出して、単一の信号で出力するので、使用するハーネスの本数を低減し、軽量化、組立作業の煩雑化防止を図れる。
尚、上述の様に上記両センサの出力信号を検出した信号として、例えば、これら両センサの出力信号の位相差に相当するパルス幅と、上記エンコーダの1ピッチに相当する周期とを有する合成信号(パルス信号)が考えられる。或いは、上記両センサの出力信号の位相差に相当するパルス幅と、上記エンコーダの1/2ピッチに相当する周期とを有する合成信号(パルス信号)が考えられる。これらの場合に於ける合成信号のパルス幅は、一方のセンサの出力信号が立ち上がる(或いは降下する)瞬間と、他方のセンサの出力信号が立ち上がる(或いは降下する)瞬間との時間差として求められる。又、上記合成信号の周期は、一方又は他方のセンサの出力信号が立ち上がった(或いは降下した)瞬間から、次にこのセンサの出力信号が立ち上がった(或いは降下した)瞬間までに要した時間(1/2ピッチに相当する周期はこの時間の1/2)として求められる。
例えば、上記両センサがその検出信号を電圧の変化として出力する、電圧出力であった場合には、これら両センサを組み込んだ転がり軸受ユニットと、上記演算器を組み込んだ制御器側との間に配設するハーネスとして、それぞれ1本ずつの、電源用と、接地用と、信号出力用との、合計3本のハーネスで足りる。即ち、電圧出力とする場合に、従来は4本必要であったハーネスの本数を、1本減らせる。
又、上記両センサがその検出信号を電流の変化として出力する、電流出力であった場合には、これら両センサを組み込んだ転がり軸受ユニットと、上記演算器を組み込んだ制御器側との間に配設するハーネスとして、電源用と検出値取り出し用とのハーネスを1本ずつ、合計2本設ければ足りる。即ち、電流出力とする場合に、従来は3本必要であったハーネスの本数を、1本減らせる。
更に、電流出力の場合、出力信号である電流をHigh、Lowの2状態とも、一定の電流を出力する様に構成すれば、断線検出も可能になる。即ち、出力信号である電流がLowの状態でも電流が流れる様にしておけば、この電流が0となった事で、上記ハーネスが断線した事を検知できる。
この様な構造の場合、静止側軌道輪と回転側軌道輪との相対変位に基づく、上記両センサの出力信号の位相差を大きくできる。この為、これら両軌道輪同士の相対変位量、或いはこれら両軌道輪同士の間に作用する荷重の測定精度を良好にできる。
この様な請求項3、8に記載した発明の場合には、静止側軌道輪と回転側軌道輪との相対変位に基づく1対のセンサの出力信号の位相差は、上述した請求項2、7に記載した発明の場合の1/2になるが、上記他方のセンサ及びエンコーダのうちでこの他方のセンサと組み合わされる部分に、従来からABS用、TCS用として広く使用されている構造を流用できて、低廉化を図れる。
又、この様な請求項4に記載した発明、或いは請求項6〜8に記載した荷重測定装置付転がり軸受ユニットの発明を実施する場合に好ましくは、請求項5、9に記載した様に、転がり軸受ユニットを自動車の車輪支持用のハブユニットとする。そして、使用状態で静止側軌道輪を自動車の懸架装置に支持し、回転側軌道輪であるハブに車輪を結合固定する。
この様な構造によれば、厳しい条件でも車両の安定性の確保を図る為に必要な情報を取り入れて、ブレーキやエンジンの制御を行なう事ができる。
上述の様に構成する本実施例の場合には、1対のセンサ5、5(5a、5a)の出力の周期と、これら両出力同士の間に存在する位相差とを、単一の信号中に含ませて送信できるので、上記両センサ5、5(5a、5a)から信号を取り出す為に必要なハーネス13の数は、電圧出力の場合で3本、電流出力の場合2本となる。
その他の部分の構成及び作用は、前述した実施例1の場合と同様である。
又、回転側軌道輪と静止側軌道輪との間のラジアル変位、延てはラジアル荷重を求める為には、エンコーダを円輪状に構成すると共に、このエンコーダの軸方向側面を被検出面とし、この被検出面に1対のセンサの検出部を、径方向にずらせた状態で対向させれば良い。
又、送り出される単一信号は上述の様に周期及び位相差の情報を含んでいる為、このうちの周期の情報を、例えばABS等の制御で必要とされるデータ(周期)として使用する事もできる。この場合には、既存のABSに使用するセンサを省略できる他、請求項3、8に記載した構造を採用した場合には、ABSに使用するセンサの他に1個のセンサを加えるだけで済む。
2 ハブ
3 転動体
4、4a エンコーダ
5、5a センサ
6a、6b 透孔
7a、7b 柱部
8 リム部
9 D型FF
10 リセットパルス部
11 NAND
12 セットパルス部
13 ハーネス
14 NOT
Claims (9)
- 転がり軸受ユニットと変位測定装置とを備え、
このうちの転がり軸受ユニットは、使用状態でも回転しない静止側軌道輪と、使用状態で回転する回転側軌道輪と、これら静止側軌道輪と回転側軌道輪との互いに対向する周面に存在する静止側軌道と回転側軌道との間に設けられた複数個の転動体とを備えたものであり、
上記変位測定装置は、エンコーダと、1対のセンサと、検出器と、演算器とを備えたものであり、
このうちのエンコーダは、上記回転側軌道輪の一部に支持されたもので、この回転側軌道輪と同心の被検出面の特性を円周方向に関して交互に変化させると共に、この被検出面の特性が円周方向に関して変化する位相を、少なくとも一方のセンサの検出部が対向する部分で、検出すべき変位の方向に応じて連続的に、且つ、他方のセンサの検出部が対向する部分と異ならせた状態で変化させており、
上記両センサは、それぞれの検出部を上記エンコーダの被検出面に対向させた状態で回転しない部分に支持され、この被検出面の特性変化に対応してその出力信号を変化させるものであり、
上記検出器は、上記両センサからそれぞれ出力される、それぞれが上記エンコーダの回転速度に応じて変化する周期と、上記変位に伴って生じる上記両センサの出力信号の位相差とを検出して単一の信号で出力するものであり、
上記演算器は、この単一の信号から求められる、上記周期と上記位相差とに基づいて、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との相対変位量を算出するものである
変位測定装置付転がり軸受ユニット。 - エンコーダの被検出面の特性が変化する位相を、一方のセンサの検出部が対向する部分と他方のセンサの検出部が対向する部分とで、上記エンコーダの中心軸に平行な方向に関して、互いに逆方向に、同じ角度ずつ変化させている、請求項1に記載した変位測定装置付転がり軸受ユニット。
- エンコーダの被検出面の特性が変化する位相を、一方のセンサの検出部が対向する部分でのみ、上記エンコーダの中心軸に平行な方向に関して変化させ、他方のセンサの検出部が対向する部分ではこの方向に関して変化させていない、請求項1に記載した変位測定装置付転がり軸受ユニット。
- 演算器が、算出した相対変位量に基づき、静止側軌道輪と回転側軌道輪との間に作用する荷重を算出する機能を有する、請求項1〜3の何れか1項に記載した変位測定装置付転がり軸受ユニット。
- 転がり軸受ユニットが自動車の車輪支持用のハブユニットであり、使用状態で静止側軌道輪が自動車の懸架装置に支持され、回転側軌道輪であるハブに車輪が結合固定される、請求項4に記載した変位測定装置付転がり軸受ユニット。
- 転がり軸受ユニットと荷重測定装置とを備え、
このうちの転がり軸受ユニットは、使用状態でも回転しない静止側軌道輪と、使用状態で回転する回転側軌道輪と、これら静止側軌道輪と回転側軌道輪との互いに対向する周面に存在する静止側軌道と回転側軌道との間に設けられた複数個の転動体とを備えたものであり、
上記荷重測定装置は、エンコーダと、1対のセンサと、検出器と、演算器とを備えたものであり、
このうちのエンコーダは、上記回転側軌道輪の一部に支持されたもので、この回転側軌道輪と同心の被検出面の特性を円周方向に関して交互に変化させると共に、この被検出面の特性が円周方向に関して変化する位相を、少なくとも一方のセンサの検出部が対向する部分で、検出すべき荷重の作用方向に対応した変位の方向に応じて連続的に、且つ、他方のセンサの検出部が対向する部分と異ならせた状態で変化させており、
上記両センサは、それぞれの検出部を上記エンコーダの被検出面に対向させた状態で回転しない部分に支持され、この被検出面の特性変化に対応してその出力信号を変化させるものであり、
上記検出器は、上記両センサからそれぞれ出力される、それぞれが上記エンコーダの回転速度に応じて変化する周期と、上記変位に伴って生じる上記両センサの出力信号の位相差とを検出して単一の信号で出力するものであり、
上記演算器は、この単一の信号から求められる、上記周期と上記位相差とに基づいて、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との間に作用する荷重を算出するものである
荷重測定装置付転がり軸受ユニット。 - エンコーダの被検出面の特性が変化する位相を、一方のセンサの検出部が対向する部分と他方のセンサの検出部が対向する部分とで、上記エンコーダの中心軸に平行な方向に関して、互いに逆方向に、同じ角度ずつ変化させている、請求項6に記載した荷重測定装置付転がり軸受ユニット。
- エンコーダの被検出面の特性が変化する位相を、一方のセンサの検出部が対向する部分でのみ、上記エンコーダの中心軸に平行な方向に関して変化させ、他方のセンサの検出部が対向する部分ではこの方向に関して変化させていない、請求項6に記載した荷重測定装置付転がり軸受ユニット。
- 転がり軸受ユニットが自動車の車輪支持用のハブユニットであり、使用状態で静止側軌道輪が自動車の懸架装置に支持され、回転側軌道輪であるハブに車輪が結合固定される、請求項6〜8のうちの何れか1項に記載した荷重測定装置付転がり軸受ユニット。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005359753A JP4752483B2 (ja) | 2004-12-15 | 2005-12-14 | 変位測定装置付転がり軸受ユニット及び荷重測定装置付転がり軸受ユニット |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004363432 | 2004-12-15 | ||
JP2004363432 | 2004-12-15 | ||
JP2005359753A JP4752483B2 (ja) | 2004-12-15 | 2005-12-14 | 変位測定装置付転がり軸受ユニット及び荷重測定装置付転がり軸受ユニット |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006194863A JP2006194863A (ja) | 2006-07-27 |
JP2006194863A5 JP2006194863A5 (ja) | 2008-08-21 |
JP4752483B2 true JP4752483B2 (ja) | 2011-08-17 |
Family
ID=36801042
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005359753A Expired - Fee Related JP4752483B2 (ja) | 2004-12-15 | 2005-12-14 | 変位測定装置付転がり軸受ユニット及び荷重測定装置付転がり軸受ユニット |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4752483B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4923612B2 (ja) * | 2005-02-25 | 2012-04-25 | 日本精工株式会社 | 転がり軸受ユニットの変位測定装置及び荷重測定装置 |
JP5481831B2 (ja) * | 2008-10-21 | 2014-04-23 | 日本精工株式会社 | 回転機械の状態量測定装置 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0448216A (ja) * | 1990-06-15 | 1992-02-18 | Sumitomo Precision Prod Co Ltd | 光学式変位検出器 |
JP2001059745A (ja) * | 1999-08-24 | 2001-03-06 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | 磁気式エンコーダ用着磁基板 |
JP3952881B2 (ja) * | 2002-03-28 | 2007-08-01 | 日本精工株式会社 | 荷重測定装置付車輪支持用転がり軸受ユニット |
JP2004077159A (ja) * | 2002-08-12 | 2004-03-11 | Koyo Seiko Co Ltd | パルサリングおよびセンサ付き軸受ユニット |
JP4471613B2 (ja) * | 2002-10-10 | 2010-06-02 | 株式会社ハーモニック・ドライブ・システムズ | 触覚情報検出方法および触覚情報検出システム |
JP2004264156A (ja) * | 2003-02-28 | 2004-09-24 | Aichi Micro Intelligent Corp | 自動車用回転体の回転数検知装置 |
-
2005
- 2005-12-14 JP JP2005359753A patent/JP4752483B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2006194863A (ja) | 2006-07-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4517648B2 (ja) | 転がり軸受ユニットの荷重測定装置 | |
JP4940937B2 (ja) | 回転機械の状態量測定装置 | |
JP4887882B2 (ja) | 転がり軸受ユニットの変位測定装置及び荷重測定装置 | |
WO2007029512A1 (ja) | センサ付車輪用軸受 | |
JP2006300086A (ja) | 荷重測定装置付転がり軸受ユニット | |
JP2006337356A (ja) | 変位測定装置付転がり軸受ユニット及び荷重測定装置付転がり軸受ユニット | |
JP2006113017A (ja) | エンコーダと、エンコーダ付転がり軸受ユニットと、荷重測定装置付転がり軸受ユニット | |
JP4752483B2 (ja) | 変位測定装置付転がり軸受ユニット及び荷重測定装置付転がり軸受ユニット | |
JP2008026041A (ja) | 荷重測定装置付転がり軸受ユニット | |
JP2007210491A (ja) | 車輪周辺装置の演算器ユニット及び演算器ネットワークシステム | |
JP2007078678A (ja) | 変位測定装置付回転支持装置及び荷重測定装置付回転支持装置 | |
JP2006308465A (ja) | 荷重測定装置 | |
JP2006317361A (ja) | 転がり軸受ユニット用荷重測定装置 | |
JP2006258801A (ja) | 変位測定装置付転がり軸受ユニット及び荷重測定装置付転がり軸受ユニット | |
JP2007085742A (ja) | 荷重測定装置付転がり軸受ユニット | |
JP2007051962A (ja) | 荷重測定装置 | |
JP4952405B2 (ja) | 転がり軸受ユニットの状態量測定装置 | |
JP4269669B2 (ja) | 転がり軸受ユニット用荷重測定装置 | |
JP2007071652A (ja) | センサ付車輪用軸受 | |
JP2008292275A (ja) | 転がり軸受ユニット用荷重測定装置 | |
JP5098379B2 (ja) | 軸受の荷重測定装置 | |
JP4923612B2 (ja) | 転がり軸受ユニットの変位測定装置及び荷重測定装置 | |
JP4821331B2 (ja) | 転がり軸受ユニットの変位測定装置及び転がり軸受ユニットの荷重測定装置 | |
JP2009001201A (ja) | 回転機械の状態量測定装置 | |
JP2006292730A (ja) | 変位測定装置付転がり軸受ユニット及び荷重測定装置付転がり軸受ユニット |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20070613 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080703 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080703 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110426 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110509 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140603 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |