JP4923612B2 - 転がり軸受ユニットの変位測定装置及び荷重測定装置 - Google Patents
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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。
このうちの図10〜11は、第二の先発明の第1例を示している。尚、この第二の先発明の特徴は、前述の図2〜5に示した第一の先発明の構造に於けるセンサ5、5(或いは図6〜9に示した構造に於けるセンサ5a、5a)に相当する1対のセンサA、Bの検出信号の周期と、これら両センサA、Bの検出信号同士の間の位相差とを、単一のハーネス(信号出力線)9により送り、使用するハーネス9の数を削減する点にある。その他の部分の構成及び作用は、前述した第一の先発明の場合と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略し、以下、上記第二の先発明の特徴部分を中心に説明する。
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る。
又、上記変位測定装置又は荷重測定装置は、被検出部と、センサ装置と、演算器とを備える。
このうちの被検出部は、上記回転側軌道輪と共に回転する部分に、この回転側軌道輪と同心に設けられたもので、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、特性変化のパターンを、測定すべき変位又は荷重の方向に対応して漸次変化させている。 又、上記センサ装置は、検出部を上記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矩形波信号を出力する。
又、上記演算器は、上記センサ装置の出力信号を入力される。
特に、本発明の転がり軸受ユニットの変位測定装置及び荷重測定装置の場合には、上記演算器は、上記センサ装置の出力信号のデューティ比に対応して変化する、この出力信号の実効値に基づいて、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との相対変位量、延ては、これら両軌道輪同士の間に作用する荷重を算出する機能を有する。
又、本発明の場合には、上記被検出部は第一、第二の被検出面を備えたものであり、上記センサ装置は第一、第二のセンサから成るものである。又、このうちの第一の被検出面はその特性を、円周方向に関して交互に変化させると共に、この変化の位相を、測定すべき変位の方向に対応して漸次変化させたものであり、上記第一のセンサは、第一の検出部を上記第一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、この第一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。又、上記第二の被検出面はその特性を、円周方向に関して交互に、且つ、上記第一の被検出面と同じピッチで変化させると共に、上記測定すべき変位の方向に対応する位相の変化状態を上記第一の被検出面と異ならせたものであり、上記第二のセンサは、第二の検出部を上記第二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、この第二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。そして、上記センサ装置は、上記第一、第二のセンサの出力信号の位相差に応じてそのデューティ比が変化する、矩形波である単一の合成信号を演算器に向けて出力するものである。更に、この演算器は、この合成信号のデューティ比に対応して変化する、この合成信号の実効値に基づいて、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機能を有するものである。
尚、上記回転側軌道輪と静止側軌道輪との間に作用する荷重を求める為には、必ずしもこれら回転側軌道輪と静止側軌道輪との相対変位量を求める必要はない。即ち、演算器に、センサ装置の出力信号のデューティ比に対応して変化する、この出力信号の実効値に基づいて、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直接(上記相対変位量を求める過程を経る事なく)算出する機能を持たせる事もできる。
この様な構成を採用し、求めた荷重に基づいて車両の走行状態を安定化させる為の制御を行なえば、車両の姿勢が不安定になる事を予防する為のフィードフォワード制御が可能になる等、車両の走行安定性確保の為の高度な制御が可能になる。
或は、請求項4、8に記載した発明の様に、転がり軸受ユニットを、工作機械の主軸を回転自在に支持するものとし、静止側軌道輪と回転側軌道輪との相対変位量に基づいて、この主軸に加わる荷重を算出する事もできる。この場合には、求めた荷重により、例えば工具の送り速度等を適切に調節する。
2、2a ハブ
3、3a 転動体
4、4a、4b、4c エンコーダ
5、5a、5b センサ
6a、6b、6c 透孔
7a、7b 柱部
8 リム部
9 ハーネス
10 D型FF
11 リセットパルス部
12 NOT
13 NAND
14 セットパルス部
15 スプライン孔
16 凹部
17 凸部
18 取付孔
Claims (8)
- 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、上記回転側軌道輪と共に回転する部分にこの回転側軌道輪と同心に設けられ、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、特性変化のパターンを、測定すべき変位の方向に対応して漸次変化させている被検出部と、検出部を上記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矩形波信号を出力するセンサ装置と、このセンサ装置の出力信号を入力される演算器とを備えたものである転がり軸受ユニットの変位測定装置であって、この演算器は、上記センサ装置の出力信号のデューティ比に対応して変化する、この出力信号の実効値に基づいて、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機能を有するものであり、上記被検出部は第一、第二の被検出面を備えたものであり、上記センサ装置は第一、第二のセンサから成るものであり、このうちの第一の被検出面はその特性を、円周方向に関して交互に変化させると共に、この変化の位相を、測定すべき変位の方向に対応して漸次変化させたものであり、上記第一のセンサは、第一の検出部を上記第一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、この第一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、上記第二の被検出面はその特性を、円周方向に関して交互に、且つ、上記第一の被検出面と同じピッチで変化させると共に、上記測定すべき変位の方向に対応する位相の変化状態を上記第一の被検出面と異ならせたものであり、上記第二のセンサは、第二の検出部を上記第二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、この第二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、上記センサ装置は、上記第一、第二のセンサの出力信号の位相差に応じてそのデューティ比が変化する、矩形波である単一の合成信号を演算器に向けて出力するものであり、この演算器は、この合成信号のデューティ比に対応して変化する、この合成信号の実効値に基づいて、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機能を有するものである転がり軸受ユニットの変位測定装置。
- 矩形波信号をローパスフィルタにより処理する事で、実効値と等価な値を求め、演算器は、この値に基づいて静止側軌道輪と回転側軌道輪との相対変位量を算出する、請求項1に記載した転がり軸受ユニットの変位測定装置。
- 転がり軸受ユニットが、静止側軌道輪を懸架装置に支持固定し、回転側軌道輪に車輪を支持固定する、自動車の車輪支持用転がり軸受ユニットであり、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との相対変位量に基づいて、これら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、請求項1〜2のうちの何れか1項に記載した転がり軸受ユニットの変位測定装置。
- 転がり軸受ユニットが、工作機械の主軸を回転自在に支持するものである、請求項1〜2のうちの何れか1項に記載した転がり軸受ユニットの変位測定装置。
- 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、上記回転側軌道輪と共に回転する部分にこの回転側軌道輪と同心に設けられ、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、特性変化のパターンを、測定すべき荷重の方向に対応して漸次変化させている被検出部と、検出部を上記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矩形波信号を出力するセンサ装置と、このセンサ装置の出力信号を入力される演算器とを備えたものである転がり軸受ユニットの荷重測定装置であって、この演算器は、上記センサ装置の出力信号のデューティ比に対応して変化する、この出力信号の実効値に基づいて、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機能を有するものであり、上記被検出部は第一、第二の被検出面を備えたものであり、上記センサ装置は第一、第二のセンサから成るものであり、このうちの第一の被検出面はその特性を、円周方向に関して交互に変化させると共に、この変化の位相を、測定すべき荷重の方向に対応して漸次変化させたものであり、上記第一のセンサは、第一の検出部を上記第一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、この第一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、上記第二の被検出面はその特性を、円周方向に関して交互に、且つ、上記第一の被検出面と同じピッチで変化させると共に、上記測定すべき荷重の方向に対応する位相の変化状態を上記第一の被検出面と異ならせたものであり、上記第二のセンサは、第二の検出部を上記第二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、この第二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、上記センサ装置は、上記第一、第二のセンサの出力信号の位相差に応じてそのデューティ比が変化する、矩形波である単一の合成信号を演算器に向けて出力するものであり、この演算器は、この合成信号のデューティ比に対応して変化する、この合成信号の実効値に基づいて、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機能を有するものである転がり軸受ユニットの荷重測定装置。
- 矩形波信号をローパスフィルタにより処理する事で、実効値と等価な値を求め、演算器は、この値に基づいて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、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が、静止側軌道輪を懸架装置に支持固定し、回転側軌道輪に車輪を支持固定する、自動車の車輪支持用転がり軸受ユニットである、請求項5〜6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が、工作機械の主軸を回転自在に支持するものである、請求項5〜6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。
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