JP4894277B2 - 転がり軸受ユニットの荷重測定装置 - Google Patents
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Description
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。
又、上記荷重測定装置は、エンコーダと、センサ装置と、演算器とを備える。
このうちのエンコーダは、上記回転側軌道輪若しくはこの回転側軌道輪と共に回転及び変位する部分に、この回転側軌道輪若しくはこの回転側軌道輪と共に回転及び変位する部分と同心に設けられている。そして、周面の特性を交互に変化させると共に、この変化の位相又はピッチを軸方向に関して漸次変化させている。
又、上記センサ装置は、回転しない部分に支持されたもので、それぞれの検出部を上記エンコーダの周面の互いに異なる位置に対向させた複数個のセンサを備える。
上記演算器は、第一〜第三の機能を有する。
このうちの第一の機能では、上記各センサの出力信号同士の間に存在する差に基づいて、上記両軌道輪同士の相対変位の方向及び量を求める。
又、上記第二の機能では、これら両軌道輪同士の相対変位の方向及び量に基づいて、これら両軌道輪同士の間に作用するラジアル荷重を測定する為の適正位置を求める。
更に、上記第三の機能では、この適正位置に基づいて、上記ラジアル荷重を求める。
又、少なくとも上記第一の特性変化部の特性変化の位相を軸方向に関し、上記第二の特性変化部と異なる状態で漸次変化させる。
又、各センサのうちの一部である1対のセンサを、円周方向に関して互いに同位置で、上記第一の特性変化部と上記第二の特性変化部とに対向させる。又、円周方向に関して別の個所に設けた他の1対のセンサを、円周方向に関して互いに同位置で、上記第一の特性変化部と上記第二の特性変化部とに対向させる。
そして、演算器は、第一の機能で、円周方向に異なる各部毎に1対ずつ設けたセンサの出力信号同士の間に存在する位相差に基づいて、これら各部での両軌道輪同士の相対変位の方向及び量を求め、更に、これら各部でのこれら両軌道輪同士の相対変位の方向及び量に基づいて、これら両軌道輪全体での相対変位の方向及び量を求める。
或いは、請求項3に記載した発明の場合、第一のセンサの対をエンコーダの上端部又は下端部で、第二のセンサの対をエンコーダの水平方向一端部で、第三のセンサの対をエンコーダの水平方向他端部で、それぞれエンコーダの周面に設けた第一の特性変化部と第二の特性変化部とに対向させる。この場合に上記演算器は、第三の機能で、静止側軌道輪と回転側軌道輪との間に加わる上下方向のラジアル荷重を求める。
先ず、第一のセンサの対に関する位相差に基づいてエンコーダの上端部の軸方向変位△yU を、第二のセンサの対に関する位相差に基づいてこのエンコーダの下端部の軸方向変位△yB を、それぞれ求める。
次いで、上記上下両端部の軸方向変位△yU 、△yB に基づいて、このエンコーダの中心部での軸方向変位△yC 、及び、前後方向軸x回りの傾斜角度Rxを、それぞれ求める。この前後方向とは、軸方向に対し直角な水平方向である。
次いで、この前後方向軸x回りの傾斜角度Rxと、上記エンコーダの上下両端部で、第一、第二の特性変化部の何れかで同じ特性変化部に対向する、上下1対のセンサの出力信号同士の間に存在する位相差とに基づいて、上記エンコーダの中心の前後方向の変位△xC を求める。
一方、第三のセンサの対に関する位相差に基づいて、上記エンコーダの前後方向端部の軸方向変位△yS を求める。
次いで、この前後方向端部の軸方向変位△yS と、上記エンコーダの中心部での軸方向変位△yC とから、上下方向軸z回りの傾斜角度Rzを求める。
又、必要に応じて(測定精度をより向上させる為には)、請求項2に記載した様に、上記アキシアル荷重Fyを求めると共に、上記エンコーダの中心部での軸方向変位△yC と上記前後方向軸x回りの傾斜角度Rxとに基づいて、各転動体に付与されている予圧を求める。
そして、この予圧と上記アキシアル荷重Fyとに基づいて、静止側軌道輪と回転側軌道輪との前後方向に関する変位△xを測定するのに適切な、軸方向位置に関する距離Lを求める。
そして、上記適正位置での変位△xBEST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水平方向に加わるラジアル荷重Fxを求める。
先ず、第二のセンサの対に関する位相差に基づいてエンコーダの水平方向一端部の軸方向変位を、第三のセンサの対に関する位相差に基づいてこのエンコーダの水平方向他端部の軸方向変位を、それぞれ求める。
次いで、上記水平方向両端部の軸方向変位に基づいて、このエンコーダの中心部での軸方向変位、及び、軸方向に対して直角な上下方向軸回りの傾斜角度を、それぞれ求める。
次いで、この上下方向軸回りの傾斜角度と、上記エンコーダの水平方向両端部で、上記第一、第二の特性変化部の何れかで同じ特性変化部に対向する、前後1対のセンサの出力信号同士の間に存在する位相差とに基づいて、上記エンコーダの中心の上下方向の変位を求める。
一方、第一のセンサの対に関する位相差に基づいて、上記エンコーダの上端部又は下端部の軸方向変位を求める。
次いで、この上端部又は下端部の軸方向変位と、上記エンコーダの中心部での軸方向変位とから、前後方向軸回りの傾斜角度を求める。
そして、このアキシアル荷重に基づいて、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との上下方向に関する変位△xを測定するのに適切な、軸方向位置に関する距離を求める。
そして、この適正位置での変位に基づいて、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との間に上下方向に加わるラジアル荷重Fxを求める。
そして、この周面の円周方向に関する幅を、この第一特性部に関しては軸方向一端から他端に向けて漸増させ、上記第二特性部に関しては軸方向一端から他端に向けて漸減させる。
そして、演算器は、第一の機能で、円周方向に異なる各部に1個ずつ設けたセンサの出力信号のデューティ比に基づいて、これら各部での両軌道輪同士の相対変位の方向及び量を求め、更に、これら各部でのこれら両軌道輪同士の相対変位の方向及び量に基づいて、これら両軌道輪全体での相対変位の方向及び量を求める。
或いは、請求項7に記載した発明の場合、センサを3個設け、第一のセンサをエンコーダの上端部又は下端部で、第二のセンサをエンコーダの水平方向一端部で、第三のセンサをエンコーダの水平方向他端部で、それぞれエンコーダの周面に対向させる。そして、演算器は、第三の機能で、静止側軌道輪と回転側軌道輪との間に加わる上下方向のラジアル荷重を求める。
先ず、第一のセンサの出力信号のデューティ比に基づいてエンコーダの上端部の軸方向変位△yU を、第二のセンサの出力信号のデューティ比に基づいてこのエンコーダの下端部の軸方向変位△yB を、それぞれ求める。
次いで、上記上下両端部の軸方向変位△yU 、△yB に基づいて、このエンコーダの中心部での軸方向変位△yC 、及び、この軸に対し直角な水平方向である前後方向軸x回りの傾斜角度Rxを、それぞれ求める。
次いで、この前後方向軸x回りの傾斜角度Rxと、上記第一、第二のセンサの出力信号同士の間に存在する位相差とに基づいて、上記エンコーダの中心の前後方向の変位△xC を求める。
一方、第三のセンサのデューティ比に基づいて、上記エンコーダの前後方向端部の軸方向変位△yS を求める。
次いで、この水平方向端部の軸方向変位△yS と、上記エンコーダの中心部での軸方向変位△yC とから、上下方向軸z回りの傾斜角度Rzを求める。
又、必要に応じて(測定精度をより向上させる為には、)請求項6に記載した様に、上記アキシアル荷重Fyを求めると共に、上記エンコーダの中心部での軸方向変位△yC と上記前後方向軸x回りの傾斜角度Rxとに基づいて、各転動体に付与されている予圧を求める。
そして、この予圧と上記アキシアル荷重Fyとのうちの少なくともアキシアル荷重Fyに(好ましくは予圧及びアキシアル荷重Fyに)基づいて、静止側軌道輪と回転側軌道輪との前後方向に関する変位△xを測定するのに適切な、軸方向位置に関する距離Lを求める。
そして、この適正位置での変位△xBEST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水平方向に加わるラジアル荷重Fxを求める。
先ず、第二のセンサの出力信号のデューティ比に基づいてエンコーダの水平方向一端部の軸方向変位を、第三のセンサの出力信号のデューティ比に基づいてこのエンコーダの水平方向他端部の軸方向変位を、それぞれ求める。
次いで、上記水平方向両端部の軸方向変位に基づいて、このエンコーダの中心部での軸方向変位、及び、この軸に対し直角な上下方向軸回りの傾斜角度を、それぞれ求める。
次いで、この上下方向軸回りの傾斜角度と、上記第二、第三のセンサの出力信号同士の間に存在する位相差とに基づいて、上記エンコーダの中心の上下方向の変位を求める。
一方、第一のセンサのデューティ比に基づいて、上記エンコーダの上下方向端部の軸方向変位を求める。
次いで、この上下方向端部の軸方向変位と、上記エンコーダの中心部での軸方向変位とから、前後方向軸回りの傾斜角度を求める。
そして、このアキシアル荷重に基づいて、静止側軌道輪と回転側軌道輪との上下方向に関する変位を測定するのに適切な、軸方向位置に関する距離を求める。
そして、この適正位置での変位に基づいて、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との間に上下方向に加わるラジアル荷重Fxを求める。
この場合に、例えば、請求項10に記載した様に、エンコーダをハブの軸方向内端部に、このハブよりも軸方向内方に突出する状態で、このハブと同心に支持固定する。そして、各センサを、外輪の軸方向内端部に支持固定されたカバーの内周面に設置する。
或いは、請求項11に記載した様に、ハブの軸方向外端部に、このハブと同心に支持固定されたディスクロータの外周面に、エンコーダを設ける。そして、各センサを、懸架装置を構成する部材の一部に設置する。
或いは、請求項12に記載した様に、ハブの軸方向内端部にこのハブと同心に支持固定された等速ジョイントの外周面に、エンコーダを設ける。そして、各センサを、懸架装置を構成する部材の一部に設置する。
△yC =(△yU +△yB )/2 −−− (1)
又、上記上下両端部の変位量△yU 、△yB と上記エンコーダ4eの外周面の半径rとから、次の(2)式により、上記外輪1の中心軸に対する上記エンコーダ4eの中心軸の、前後方向軸(x軸)回りの傾斜角度Rxを求められる。
Rx=(△yU −△yB )/2r −−− (2)
次いで、この水平方向端部の軸方向変位△yS と、上記エンコーダ4eの中心部での軸方向変位△yC 、即ち、前述の様にして求めた純アキシアル方向の変位量△yC とから、上下方向軸回りの傾斜角度Rzを求める。
この様にしてこのラジアル荷重Fxを求めれば、上記外輪1と上記ハブ2とが上下方向軸回りに変位した場合でも(上下方向軸回りの傾斜角度Rzの存在に拘らず)、上記ラジアル荷重Fxを精度良く求められる(傾斜角度Rzに基づく誤差を修正できる)。この点に就いて、図7を参照しつつ説明する。
2、2a ハブ
3、3a 転動体
4、4a、4b、4c、4d、4e エンコーダ
5、5a、5b、5c、5d、5e、5f、5g、5h センサ
6、6a、6b 透孔
7、7a、7b 柱部
8 リム部
9 円筒状部
10 カバー
11 車輪
12 タイヤ
13 路面
14 被検出用特性部
15、15a 被検出用特性部
16 スプライン孔
17 凹部
18 凸部
19 取付孔
20 荷重測定装置
21 カバー
22a1 、22a2 、22b1 、22b2 、22c1 、22c2 センサ
23 第一の特性変化部
24 第二の特性変化部
25 車輪支持用転がり軸受ユニット
Claims (12)
- 転がり軸受ユニットとラジアル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、上記回転側軌道輪若しくはこの回転側軌道輪と共に回転及び変位する部分に、この回転側軌道輪若しくはこの回転側軌道輪と共に回転及び変位する部分と同心に設けられたエンコーダと、回転しない部分に支持固定されたセンサ装置と、演算器とを備えたものであり、
上記エンコーダは、周面のうちで互いに軸方向に外れた2個所位置に設けられた第一、第二の特性変化部を備えたもので、これら両特性変化部の特性は、円周方向に関して交互に、且つ、互いに同じピッチで変化しており、少なくとも上記第一の特性変化部の特性変化の位相を軸方向に関し、上記第二の特性変化部と異なる状態で漸次変化させたものであり、
上記センサ装置は、それぞれの検出部を上記エンコーダの周面の互いに異なる位置に対向させた、3対6個のセンサを備えたもので、このうちの第一のセンサの対が上記エンコーダの上端部で円周方向に関して互いに同じ位置で、同じく第二のセンサの対がこのエンコーダの下端部で円周方向に関して互いに同じ位置で、同じく第三のセンサの対がこのエンコーダの水平方向端部で円周方向に関して互いに同じ位置で、それぞれ上記第一の特性変化部と上記第二の特性変化部とに対向しており、
上記演算器は、上記各センサの出力信号同士の間に存在する差に基づいて、上記両軌道輪同士の相対変位の方向及び量を求める第一の機能と、これら両軌道輪同士の相対変位の方向及び量に基づいてこれら両軌道輪同士の間に作用するラジアル荷重を測定する為の適正位置を求める第二の機能と、この適正位置に基づいてこのラジアル荷重を求める第三の機能とを有するものであって、上記第一の機能で、円周方向に異なる各部毎に1対ずつ設けたセンサの出力信号同士の間に存在する位相差に基づいて、これら各部での両軌道輪同士の相対変位の方向及び量を求め、更に、これら各部でのこれら両軌道輪同士の相対変位の方向及び量に基づいて、これら両軌道輪全体での相対変位の方向及び量を求め、更に、上記第三の機能で、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との間に加わる、これら両軌道輪の軸方向に対し直角方向である水平方向のラジアル荷重を求めるべく、
上記第一の機能で、
上記第一のセンサの対に関する位相差に基づいて上記エンコーダの上端部の軸方向変位△y U を、上記第二のセンサの対に関する位相差に基づいてこのエンコーダの下端部の軸方向変位△y B を、それぞれ求めてから、
上記上下両端部の軸方向変位△y U 、△y B に基づいて、このエンコーダの中心部での軸方向変位△y C 、及び、この軸方向に対し直角な水平方向である、前後方向軸x回りの傾斜角度Rxを、それぞれ求め、
次いで、この前後方向軸x回りの傾斜角度Rxと、上記エンコーダの上下両端部で、上記第一、第二の特性変化部の何れかで同じ特性変化部に対向する、上下1対のセンサの出力信号同士の間に存在する位相差とに基づいて、上記エンコーダの中心の前後方向の変位△x C を求めると共に、
上記第三のセンサの対に関する位相差に基づいて、上記エンコーダの前後方向端部の軸方向変位△y S を求めてから、
この前後方向端部の軸方向変位△y S と、上記エンコーダの中心部での軸方向変位△y C とから、上下方向軸z回りの傾斜角度Rzを求め、
上記第二の機能で、
上記前後方向軸x回りの傾斜角度Rxと上記エンコーダの中心部での軸方向変位△y C とのうちの少なくとも一方に基づいて、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との間に軸方向に加わるアキシアル荷重Fyを求め、
このアキシアル荷重Fyに基づいて、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との前後方向に関する変位△xを測定するのに適切な、軸方向位置に関する距離Lを求めてから、
上記第三の機能で、
上記エンコーダの中心の前後方向の変位△x C と上記上下方向軸z回りの傾斜角度Rzとに基づいて、上記距離Lに対応する、この前後方向に関する適正位置での変位△x BEST を求め、
上記適正位置での変位△x BEST 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水平方向に加わるラジアル荷重Fxを求める、
転がり軸受ユニットの荷重測定装置。 - エンコーダの中心部での軸方向変位△yCと前後方向軸x回りの傾斜角度Rxとに基づいて、各転動体に付与されている予圧を求め、この予圧とアキシアル荷重Fyとに基づいて、静止側軌道輪と回転側軌道輪との前後方向に関する変位△xを測定するのに適切な、軸方向位置に関する距離Lを求める、請求項1に記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置。
- 転がり軸受ユニットとラジアル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、上記回転側軌道輪若しくはこの回転側軌道輪と共に回転及び変位する部分に、この回転側軌道輪若しくはこの回転側軌道輪と共に回転及び変位する部分と同心に設けられたエンコーダと、回転しない部分に支持固定されたセンサ装置と、演算器とを備えたものであり、
上記エンコーダは、周面のうちで互いに軸方向に外れた2個所位置に設けられた第一、第二の特性変化部を備えたもので、これら両特性変化部の特性は、円周方向に関して交互に、且つ、互いに同じピッチで変化しており、少なくとも上記第一の特性変化部の特性変化の位相を軸方向に関し、上記第二の特性変化部と異なる状態で漸次変化させたものであり、
上記センサ装置は、それぞれの検出部を上記エンコーダの周面の互いに異なる位置に対向させた、3対6個のセンサを備えたもので、このうちの第一のセンサの対が上記エンコーダの上端部又は下端部で円周方向に関して互いに同じ位置で、同じく第二のセンサの対がこのエンコーダの水平方向一端部で円周方向に関して互いに同じ位置で、同じく第三のセンサの対がこのエンコーダの水平方向他端部で円周方向に関して互いに同じ位置で、それぞれ上記第一の特性変化部と上記第二の特性変化部とに対向しており、
上記演算器は、上記各センサの出力信号同士の間に存在する差に基づいて、上記両軌道輪同士の相対変位の方向及び量を求める第一の機能と、これら両軌道輪同士の相対変位の方向及び量に基づいてこれら両軌道輪同士の間に作用するラジアル荷重を測定する為の適正位置を求める第二の機能と、この適正位置に基づいてこのラジアル荷重を求める第三の機能とを有するものであって、上記第一の機能で、円周方向に異なる各部毎に1対ずつ設けたセンサの出力信号同士の間に存在する位相差に基づいて、これら各部での両軌道輪同士の相対変位の方向及び量を求め、更に、これら各部でのこれら両軌道輪同士の相対変位の方向及び量に基づいて、これら両軌道輪全体での相対変位の方向及び量を求め、更に、上記第三の機能で、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との間に加わる、これら両軌道輪の軸方向に対し直角方向である上下方向のラジアル荷重を求めるべく、
上記第一の機能で、
上記第二のセンサの対に関する位相差に基づいて上記エンコーダの水平方向一端部の軸方向変位を、上記第三のセンサの対に関する位相差に基づいてこのエンコーダの水平方向他端部の軸方向変位を、それぞれ求めてから、
上記水平方向両端部の軸方向変位に基づいて、このエンコーダの中心部での軸方向変位、及び、この軸方向に対し直角な上下方向である、上下方向軸回りの傾斜角度を、それぞれ求め、
次いで、この上下方向軸回りの傾斜角度と、上記エンコーダの水平方向両端部で、上記第一、第二の特性変化部の何れかで同じ特性変化部に対向する、前後1対のセンサの出力信号同士の間に存在する位相差とに基づいて、上記エンコーダの中心の上下方向の変位を求めると共に、
上記第一のセンサの対に関する位相差に基づいて、上記エンコーダの上端部又は下端部の軸方向変位を求めてから、
この上端部又は下端部の軸方向変位と、上記エンコーダの中心部での軸方向変位とから、前後方向軸回りの傾斜角度を求め、
上記第二の機能で、
上記上下方向軸回りの傾斜角度と上記エンコーダの中心部での軸方向変位とのうちの少なくとも一方に基づいて、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との間に軸方向に加わるアキシアル荷重を求め、
このアキシアル荷重に基づいて、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との上下方向に関する変位を測定するのに適切な、軸方向位置に関する距離を求めてから、
上記第三の機能で、
上記エンコーダの中心の上下方向の変位と上記前後方向軸回りの傾斜角度とに基づいて、上記距離に対応する、この上下方向に関する適正位置での変位を求め、
この適正位置での変位に基づいて、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との間に上下方向に加わるラジアル荷重を求める、
転がり軸受ユニットの荷重測定装置。 - センサ装置が、4対8個のセンサから成り、このうちの第四のセンサの対は、エンコーダの上端部、又は下端部、又は水平方向一端部、又は水平方向他端部のうちの、他のセンサが設けられていない端部に、それぞれエンコーダの周面に設けた第一の特性変化部と第二の特性変化部とに対向した状態で設けられており、演算器は第三の機能で、静止側軌道輪と回転側軌道輪との間に加わる水平方向のラジアル荷重及び上下方向のラジアル荷重を求める、請求項1〜3のうちの何れか1項に記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置。
- 転がり軸受ユニットとラジアル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、上記回転側軌道輪若しくはこの回転側軌道輪と共に回転及び変位する部分に、この回転側軌道輪若しくはこの回転側軌道輪と共に回転及び変位する部分と同心に設けられたエンコーダと、回転しない部分に支持固定されたセンサ装置と、演算器とを備えたものであり、
上記エンコーダは、周面に互いに異なる特性を有する第一特性部と第二特性部とを交互に配置したもので、この周面の円周方向に関する幅が、この第一特性部に関しては軸方向一端から他端に向けて漸増しており、上記第二特性部に関しては軸方向一端から他端に向けて漸減しているものであり、
上記センサ装置は、それぞれの検出部を上記エンコーダの周面の互いに異なる位置に対向させた3個のセンサを備えており、このうちの第一のセンサが上記エンコーダの上端部で、同じく第二のセンサがこのエンコーダの下端部で、同じく第三のセンサがこのエンコーダの水平方向端部で、それぞれこのエンコーダの周面に対向しており、
上記演算器は、上記各センサの出力信号同士の間に存在する差に基づいて、上記両軌道輪同士の相対変位の方向及び量を求める第一の機能と、これら両軌道輪同士の相対変位の方向及び量に基づいてこれら両軌道輪同士の間に作用するラジアル荷重を測定する為の適正位置を求める第二の機能と、この適正位置に基づいて、このラジアル荷重を求める第三の機能とを有するものであって、上記第一の機能で、円周方向に異なる各部毎に1個ずつ設けたセンサの出力信号のデューティ比に基づいて、これら各部での両軌道輪同士の相対変位の方向及び量を求め、更に、これら各部でのこれら両軌道輪同士の相対変位の方向及び量に基づいて、これら両軌道輪全体での相対変位の方向及び量を求め、更に、上記第三の機能で、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との間に加わる、これら両軌道輪の軸方向に対し直角方向である、水平方向のラジアル荷重を求めるべく、
上記第一の機能で、
上記第一のセンサの出力信号のデューティ比に基づいて上記エンコーダの上端部の軸方向変位△y U を、上記第二のセンサの出力信号のデューティ比に基づいてこのエンコーダの下端部の軸方向変位△y B を、それぞれ求めてから、
上記上下両端部の軸方向変位△y U 、△y B に基づいて、このエンコーダの中心部での軸方向変位△y C 、及び、この軸方向に対し直角な水平方向である前後方向軸x回りの傾斜角度Rxを、それぞれ求め、
次いで、この前後方向軸x回りの傾斜角度Rxと、上記第一、第二のセンサの出力信号同士の間に存在する位相差とに基づいて、上記エンコーダの中心の前後方向の変位△x C を求めると共に、
上記第三のセンサのデューティ比に基づいて上記エンコーダの前後方向端部の軸方向変位△y S を求めてから、
この水平方向端部の軸方向変位△y S と、上記エンコーダの中心部での軸方向変位△y C とから、上下方向軸z回りの傾斜角度Rzを求め、
上記第二の機能で、
上記前後方向軸x回りの傾斜角度Rxと上記エンコーダの中心部での軸方向変位△y C とのうちの少なくとも一方に基づいて、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との間に軸方向に加わるアキシアル荷重Fyを求め、
このアキシアル荷重Fyに基づいて、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との前後方向に関する変位△xを測定するのに適切な、軸方向位置に関する距離Lを求めてから、
上記第三の機能で、
上記エンコーダの中心の前後方向の変位△x C と上記上下方向軸z回りの傾斜角度Rzとに基づいて、上記距離Lに対応する、この前後方向に関する適正位置での変位△x BEST を求め、
上記適正位置での変位△x BEST 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水平方向に加わるラジアル荷重Fxを求める
転がり軸受ユニットの荷重測定装置。 - エンコーダの中心部での軸方向変位△yCと前後方向軸x回りの傾斜角度Rxとに基づいて、各転動体に付与されている予圧を求め、この予圧とアキシアル荷重Fyとに基づいて、静止側軌道輪と回転側軌道輪との前後方向に関する変位△xを測定するのに適切な、軸方向位置に関する距離Lを求める、請求項5に記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置。
- 転がり軸受ユニットとラジアル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、上記回転側軌道輪若しくはこの回転側軌道輪と共に回転及び変位する部分に、この回転側軌道輪若しくはこの回転側軌道輪と共に回転及び変位する部分と同心に設けられたエンコーダと、回転しない部分に支持固定されたセンサ装置と、演算器とを備えたものであり、
上記エンコーダは、周面に互いに異なる特性を有する第一特性部と第二特性部とを交互に配置したもので、この周面の円周方向に関する幅が、この第一特性部に関しては軸方向一端から他端に向けて漸増しており、上記第二特性部に関しては軸方向一端から他端に向けて漸減しているものであり、
上記センサ装置は、それぞれの検出部を上記エンコーダの周面の互いに異なる位置に対向させた3個のセンサを備えており、このうちの第一のセンサが上記エンコーダの上端部又は下端部で、同じく第二のセンサがこのエンコーダの水平方向一端部で、同じく第三のセンサがこのエンコーダの水平方向他端部で、それぞれこのエンコーダの周面に対向しており、
上記演算器は、上記各センサの出力信号同士の間に存在する差に基づいて、上記両軌道輪同士の相対変位の方向及び量を求める第一の機能と、これら両軌道輪同士の相対変位の方向及び量に基づいてこれら両軌道輪同士の間に作用するラジアル荷重を測定する為の適正位置を求める第二の機能と、この適正位置に基づいて、このラジアル荷重を求める第三の機能とを有するものであって、上記第一の機能で、円周方向に異なる各部毎に1個ずつ設けたセンサの出力信号のデューティ比に基づいて、これら各部での両軌道輪同士の相対変位の方向及び量を求め、更に、これら各部でのこれら両軌道輪同士の相対変位の方向及び量に基づいて、これら両軌道輪全体での相対変位の方向及び量を求め、更に、上記第三の機能で、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との間に加わる、これら両軌道輪の軸方向に対し直角方向である、上下方向のラジアル荷重を求めるべく、
上記第一の機能で、
上記第二のセンサの出力信号のデューティ比に基づいて上記エンコーダの水平方向一端部の軸方向変位を、上記第三のセンサの出力信号のデューティ比に基づいてこのエンコーダの水平方向他端部の軸方向変位を、それぞれ求めてから、
上記水平方向両端部の軸方向変位に基づいて、このエンコーダの中心部での軸方向変位、及び、この軸方向に対し直角な上下方向である上下方向軸回りの傾斜角度を、それぞれ求め、
次いで、この上下方向軸回りの傾斜角度と、上記第二、第三のセンサの出力信号同士の間に存在する位相差とに基づいて、上記エンコーダの中心の上下方向の変位を求めると共に、
上記第一のセンサのデューティ比に基づいて上記エンコーダの上端部又は下端部の軸方向変位を求めてから、
この上端部又は下端部の軸方向変位と、上記エンコーダの中心部での軸方向変位とから、前後方向軸回りの傾斜角度を求め、
上記第二の機能で、
上記上下方向軸回りの傾斜角度と上記エンコーダの中心部での軸方向変位とのうちの少なくとも一方に基づいて、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との間に軸方向に加わるアキシアル荷重を求め、
このアキシアル荷重に基づいて、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との上下方向に関する変位を測定するのに適切な、軸方向位置に関する距離を求めてから、
上記第三の機能で、
上記エンコーダの中心の上下方向の変位と上記前後方向軸回りの傾斜角度とに基づいて、上記距離に対応する、この上下方向に関する適正位置での変位を求め、
この適正位置での変位に基づいて、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との間に上下方向に加わるラジアル荷重を求める
転がり軸受ユニットの荷重測定装置。 - センサ装置が、4個のセンサから成り、このうちの第四のセンサは、エンコーダの上端部、又は下端部、又は水平方向一端部、又は水平方向他端部のうちの、他のセンサが設けられていない端部に、上記エンコーダの周面に対向した状態で設けられており、演算器は第三の機能で、静止側軌道輪と回転側軌道輪との間に加わる水平方向のラジアル荷重及び上下方向のラジアル荷重を求める、請求項5〜7のうちの何れか1項に記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置。
- 静止側軌道輪が外輪であり、回転側軌道輪がこの外輪の内径側に配置されて車輪と共に回転するハブであり、転動体が、このハブの外周面に形成された複列の内輪軌道と上記外輪の内周面に形成された複列の外輪軌道との間に複列に分けて、両列同士の間で接触角の方向を互いに逆にした状態で設けられている、請求項1〜8のうちの何れか1項に記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置。
- エンコーダがハブの軸方向内端部に、このハブよりも軸方向内方に突出する状態で、このハブと同心に支持固定されており、各センサが、外輪の軸方向内端部に支持固定されたカバーの内周面に設置されている、請求項9に記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置。
- エンコーダが、ハブの軸方向外端部に、このハブと同心に支持固定されたディスクロータの外周面に設けられており、各センサが、懸架装置を構成する部材の一部に設置されている、請求項9に記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置。
- エンコーダが、ハブの軸方向内端部に、このハブと同心に支持固定された等速ジョイントの外周面に設けられており、各センサが、懸架装置を構成する部材の一部に設置されている、請求項9に記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置。
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