JP5482476B2 - Physical quantity measuring device for rolling bearing units - Google Patents
Physical quantity measuring device for rolling bearing units Download PDFInfo
- Publication number
- JP5482476B2 JP5482476B2 JP2010133279A JP2010133279A JP5482476B2 JP 5482476 B2 JP5482476 B2 JP 5482476B2 JP 2010133279 A JP2010133279 A JP 2010133279A JP 2010133279 A JP2010133279 A JP 2010133279A JP 5482476 B2 JP5482476 B2 JP 5482476B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sensors
- axial direction
- encoder
- axial
- detection
- 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.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Description
この発明は、自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持すると共に、この車輪に作用するアキシアル荷重等の物理量を測定する為に利用する、転がり軸受ユニットの物理量測定装置の改良に関する。 The present invention relates to an improvement in a physical quantity measuring device for a rolling bearing unit which is used for rotatably supporting a vehicle wheel with respect to a suspension device and measuring a physical quantity such as an axial load acting on the wheel.
自動車の走行安定性を確保する為のスタビリティコントロール装置等を適切に制御すべく、車輪(タイヤ)と路面との当接面(接地面)に作用する摩擦力(接地面でのアキシアル荷重、グリップ力)を知る目的で、例えば特許文献1に記載されている様な、荷重測定装置付転がり軸受ユニットが、各種知られている。この様な荷重測定装置付転がり軸受ユニットの1例に就いて、図8〜10により説明する。ナックル等の懸架装置の構成部材に支持固定された状態で使用時にも回転しない外輪1の内径側に、使用時に車輪を支持固定した状態でこの車輪と共に回転するハブ2を、それぞれが転動体である複数個の玉3、3を介して、回転自在に支持している。これら各玉3、3には、互いに逆向きの(背面組み合わせ型の)接触角と共に、予圧を付与している。
Friction force acting on the contact surface (ground surface) between the wheel (tire) and the road surface (axial load on the ground surface, For the purpose of knowing (grip force), for example, various types of rolling bearing units with a load measuring device as described in Patent Document 1 are known. An example of such a rolling bearing unit with a load measuring device will be described with reference to FIGS.
又、前記ハブ2の軸方向内端部(軸方向に関して内とは、車両への組み付け状態で当該車両の幅方向中央側を言う。これに対して、軸方向に関して外とは、同じく幅方向外側を言う。本明細書及び特許請求の範囲全体で同じ。)には、円筒状のエンコーダ4を、前記ハブ2と同心に支持固定している。又、前記外輪1の内端開口を塞ぐ有底円筒状のカバー5の内側に、1対のセンサ6a、6bを支持すると共に、これら両センサ6a、6bの検出部を、前記エンコーダ4の被検出面である外周面に近接対向させている。このうちのエンコーダ4は、磁性金属板製である。被検出面である、このエンコーダ4の外周面の先半部(軸方向内半部)には、透孔7、7と柱部8、8とを、円周方向に関して交互に且つ等間隔で配置している。
Further, the inner end of the
これら各透孔7、7と各柱部8、8との境界は、前記エンコーダ4の軸方向に対し同じ角度だけ傾斜させると共に、この軸方向に対する傾斜方向を、前記エンコーダ4の軸方向中間部を境に互いに逆方向としている。従って、前記各透孔7、7と前記各柱部8、8とは、軸方向中間部が円周方向に関して最も突出した「く」字形となっている。そして、前記境界の傾斜方向が互いに異なる、前記被検出面の軸方向外半部と軸方向内半部とのうち、軸方向外半部を第一の特性変化部9とし、軸方向内半部を第二の特性変化部10としている。
The boundaries between the through
又、前記両センサ6a、6bはそれぞれ、永久磁石と、検出部を構成する磁気検知素子とから成る。これら両センサ6a、6bは、前記カバー5の内側に支持固定した状態で、一方のセンサ6aの検出部を前記第一の特性変化部9に、他方のセンサ6bの検出部を前記第二の特性変化部10に、それぞれ近接対向させている。これら両センサ6a、6bの検出部が前記両特性変化部9、10に対向する位置は、前記エンコーダ4の円周方向に関して同じ位置としたり、或は、既知の値だけずらせている。又、前記外輪1とハブ2との間にアキシアル荷重が作用しない状態で、前記各透孔7、7及び柱部8、8の軸方向中間部で円周方向に関して最も突出した部分(境界の傾斜方向が変化する部分)が、前記両センサ6a、6bの検出部同士の間の丁度中央位置に存在する様に、各部材の設置位置を規制している。
Each of the
上述の様に構成する荷重測定装置付転がり軸受ユニットの場合、前記外輪1とハブ2との間にアキシアル荷重が作用し、これら外輪1とハブ2とがアキシアル方向に相対変位すると、前記両センサ6a、6bの出力信号が変化する位相がずれる。即ち、前記外輪1とハブ2との間にアキシアル荷重が作用していない、中立状態では、前記両センサ6a、6bの検出部は、図10の(A)の実線イ、イ上、即ち、前記最も突出した部分から軸方向に同じだけずれた部分に対向する。従って、前記両センサ6a、6bの出力信号の位相は、例えば同図の(C)に示す様に一致する。
In the case of a rolling bearing unit with a load measuring device configured as described above, when an axial load acts between the outer ring 1 and the
これに対して、前記エンコーダ4を固定したハブ2に、図10の(A)で下向きのアキシアル荷重が作用した場合には、前記両センサ6a、6bの検出部は、図10の(A)の破線ロ、ロ上、即ち、前記最も突出した部分からの軸方向に関するずれが互いに異なる部分に対向する。この状態では前記両センサ6a、6bの出力信号の位相は、例えば同図の(B)に示す様にずれる。更に、前記エンコーダ4を固定したハブ2に、図10の(A)で上向きのアキシアル荷重が作用した場合には、前記両センサ6a、6bの検出部は、図10の(A)の鎖線ハ、ハ上、即ち、前記最も突出した部分からの軸方向に関するずれが、前述の場合と逆方向に互いに異なる部分に対向する。この状態では前記両センサ6a、6bの出力信号の位相は、例えば同図の(D)に示す様にずれる。
On the other hand, when a downward axial load is applied to the
上述の様に、特許文献1に記載される等により従来から知られている構造の場合には、前記両センサ6a、6bの出力信号の位相が、前記外輪1とハブ2との間に加わるアキシアル荷重の作用方向(これら外輪1とハブ2とのアキシアル方向の相対変位の方向)に応じた向きにずれる。又、このアキシアル荷重(相対変位量)により前記両センサ6a、6bの出力信号の位相がずれる程度は、このアキシアル荷重(相対変位量)が大きくなる程大きくなる。従って、前記両センサ6a、6bの出力信号の位相ずれの有無、ずれが存在する場合にはその向き及び大きさに基づいて、前記外輪1とハブ2とのアキシアル方向の相対変位量の向き及び大きさ、並びに、これら外輪1とハブ2との間に作用しているアキシアル荷重の作用方向及び大きさを求められる。尚、前記両センサ6a、6bの出力信号の位相差の、これら両センサ6a、6bの出力信号の1周期に対する割合(位相差/1周期=位相差比)に基づいて前記アキシアル方向の相対変位量及び荷重を算出する処理は、図示しない演算器により行う。この為、この演算器には、予め理論計算や実験により調べておいた、前記位相差比と前記アキシアル方向の相対変位量及び荷重との関係を、計算式やマップ等の型式で組み込んでおく。
As described above, in the case of a conventionally known structure as described in Patent Document 1, the phase of the output signals of the
尚、エンコーダとして径方向に着磁された永久磁石製のものを使用する構造も、例えば特許文献1の図32〜34、及び、この特許文献1の明細書中、これら各図の説明文中に記載される等により、従来から知られている。この様な永久磁石製のエンコーダには、被検出面である外周面に、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ている。円周方向に隣り合うS極とN極との境界は、軸方向中間部が円周方向に関して最も突出した「く」字形としている。この様な永久磁石製のエンコーダを使用する場合には、センサ側の永久磁石は不要である。 In addition, the structure which uses the thing made from the permanent magnet magnetized in the radial direction as an encoder is also shown, for example in FIGS. 32-34 of patent document 1, and the description of each figure in the specification of this patent document 1. It has been known for some time. In such an encoder made of a permanent magnet, the S pole and the N pole are alternately arranged at equal intervals in the circumferential direction on the outer peripheral surface which is a detected surface. The boundary between the S pole and the N pole adjacent to each other in the circumferential direction has a “<” shape with the middle portion in the axial direction protruding most in the circumferential direction. When such a permanent magnet encoder is used, a permanent magnet on the sensor side is not necessary.
何れの構造のエンコーダを組み込んだ転がり軸受ユニットの物理量測定装置により前記アキシアル荷重を求めるにしても、このアキシアル荷重の測定精度を確保する為には、エンコーダとセンサとの、軸方向に関する位置決め精度を確保する事が必要である。この為に従来から、例えば特許文献2に記載された技術を利用する等により、前記位置決め精度を確保する事が考えられている。但し、単にこの位置決め精度を確保しただけでは、前記測定精度を確保する面から不十分である。この理由は、環境温度の変化に伴って、前記両センサ6a、6bを包埋支持しているホルダ11の寸法が変化する為である。即ち、これら両センサ6a、6bを適正位置に容易に支持固定する為には、これら両センサ6a、6bを合成樹脂製のホルダ11内の所定位置に包埋支持してセンサユニット12を構成し、このセンサユニット12を、前記カバー5等の固定の部分に支持固定する事が考えられる。
Regardless of the structure of the encoder that incorporates the encoder, the axial load is calculated using the physical quantity measuring device of the rolling bearing unit. In order to ensure the measurement accuracy of the axial load, the positioning accuracy in the axial direction between the encoder and the sensor is required. It is necessary to secure. For this reason, conventionally, it has been considered to secure the positioning accuracy by using, for example, a technique described in
但し、ホルダ11を構成する合成樹脂の線膨張係数は、前記転がり軸受ユニットの各部材や前記カバー5を構成する鉄系合金の線膨張係数よりも大きい。この為、温度変化に伴って、前記両センサ6a、6bの検出部と前記エンコーダ4の被検出面との位置関係がずれる。例えば図8に示した構造の場合、温度上昇時に前記両センサ6a、6bが前記エンコーダ4に対し、同図の左方にずれ、この結果、前記アキシアル荷重の測定値がずれる。この点に就いて、図8に図11〜12を加えて説明する。
However, the linear expansion coefficient of the synthetic resin constituting the
常温で、前記外輪1と前記ハブ2との間にアキシアル荷重が作用しない状態で、図11の(A)に示す様に、1対のセンサ6a、6bの検出部同士の丁度中央部に、互いに異なる特性部同士の境界の傾斜方向が変化する部分が存在する場合に就いて考える。この状態から環境温度が上昇し、前記ホルダ11が熱膨張すると、図11の(A)→(B)に示す様に、前記アキシアル荷重が変化した場合と同じ態様で、エンコーダ4の被検出面と1対のセンサ6a、6bの検出部とが、軸方向(図11の上下方向)に相対変位する。この様な相対変位が生じると、図12に実線→破線で示す様に、前記両センサ6a、6bの出力信号同士の間に存在する位相差が変化する。
In a state where an axial load does not act between the outer ring 1 and the
この様に、前記熱膨張又は熱収縮に伴って前記位相差が変化すると、この位相差と前記アキシアル荷重との間に成立する関係の零点(前記アキシアル荷重が作用していない状態での前記位相差の値)にずれが生じる。この為、このずれの分だけ、前記アキシアル荷重の測定結果に誤差が生じる。この様な原因で生じる誤差に関しては、前記軸受部周辺等の温度を測定しつつ、演算器の側で零点を補正する事により、低減乃至解消する事は可能である。但し、前記熱膨張又は熱収縮に伴って生じる前記位相差の変化が過大になる事は、測定精度確保の面からは好ましくない。従って、前記熱膨張又は熱収縮に伴って生じる、前記位相差の変化量を、十分に抑えられる構造を実現する事が望まれる。特に、前記ホルダ11の材料である合成樹脂は、外輪1、ハブ2、玉3、3、カバー5等の、他の構成部材の材料である鉄系合金若しくはアルミニウム系合金等の金属に比べて、線膨張係数が大きい。この為、前記ホルダ11の熱膨張又は熱収縮に伴って生じる、前記位相差の変化量を、十分に抑えられる構造を実現する事が望まれる。
Thus, when the phase difference changes with the thermal expansion or contraction, the zero point of the relationship established between the phase difference and the axial load (the position in a state where the axial load is not acting). Deviation occurs in the value of the phase difference. For this reason, an error occurs in the measurement result of the axial load corresponding to the deviation. The error caused by such a cause can be reduced or eliminated by correcting the zero point on the arithmetic unit side while measuring the temperature around the bearing portion or the like. However, an excessive change in the phase difference caused by the thermal expansion or contraction is not preferable from the viewpoint of ensuring measurement accuracy. Therefore, it is desired to realize a structure that can sufficiently suppress the amount of change in the phase difference that occurs with the thermal expansion or contraction. In particular, the synthetic resin that is the material of the
この様な事情に対応して、特許文献3には、例えば図13に示す様な、センサユニット12aを構成するホルダ11aの熱膨張、熱収縮が、荷重の測定誤差に結び付くのを抑える為の構造が記載されている。この従来構造の第2例の場合、前記ホルダ11aをカバー5aに対し、固定リング13を介して支持している。この固定リング13は、金属板により断面L字形で全体を円環状に構成したものであり、段付きの円筒部14と、この円筒部14の軸方向外端部に設けた内向フランジ状の円輪部15とを備える。そして、このうちの円輪部15を、前記ホルダ11aの径方向外端部の軸方向中央部(1対のセンサ6a、6bの検出部同士の間の中央位置Oに一致する部分)にモールドしている。そして、この状態で、前記円筒部14の内端部乃至中央部(外端部に比べて大径の部分)を、前記カバー5aの中間部に締り嵌めで内嵌固定している。ハブ2の軸方向内端部には、永久磁石製のエンコーダ4aを外嵌固定している。前記両センサ6a、6bの検出部は、このエンコーダ4aの外周面に設けた被検出面に、幅方向片側と他側とに振り分けて対向させている。
Corresponding to such circumstances,
この様に構成する従来構造の第2例の場合には、使用時の温度変化に伴い、前記ホルダ11aが熱膨張又は熱収縮すると、これに伴って前記両センサ6a、6bが、軸方向に関して互いに逆向きに、且つ、前記中央位置Oを基準として互いに同じ大きさで変位する。例えば、前記ホルダ11aが熱膨張する場合には、図14の(A)→(B)に示す様に、前記両センサ6a、6bが軸方向(図13の左右方向、図14の上下方向)に関して互いに遠ざかる向きに、且つ、前記中央位置Oを基準として互いに同じ大きさだけ変位する。この結果、例えば図15に実線→破線で示す様に、前記両センサ6a、6bの出力信号の位相が、互いに同じ向きに、且つ、互いに同じ大きさだけ変化する。熱収縮の場合も、変化の向きが熱膨張の場合と逆になるだけで、同様の結果が得られる。従って、従来構造の第2例の場合、前記ホルダ11aが熱膨張又は熱収縮する事に伴い、前記両センサ6a、6bの出力信号の位相がそれぞれ変化しても、これら両センサ6a、6bの出力信号同士の間に存在する位相差は変化しない。従って、使用時の温度変化に拘わらず、外輪1とハブ2との間に作用するアキシアル荷重の測定精度を良好に維持できる。
In the case of the second example of the conventional structure configured as described above, when the
上述の様な従来構造の第2例によれば、線膨張係数の大きな合成樹脂製のホルダ11aの熱膨張、熱収縮が、前記外輪1とハブ2との間に作用するアキシアル荷重の測定精度を悪化させる事を防止できる。但し、上述の様な図13に示した構造により、前記ホルダ11aの熱膨張、熱収縮に基づく誤差の発生を防止する為には、1対のセンサ6a、6bの検出部が、エンコーダ4、4aの軸方向に配置されている事が必要になる。言い換えれば、これら両センサ6a、6bの検出部同士を結ぶ直線が、前記エンコーダ4、4aの中心軸と平行でなければ、前記誤差の発生を防止できない。これに対して、物理量測定装置を構成する為の1対のセンサ6a、6bは、狭い空間への設置の都合上や、これら両センサ6a、6bの出力信号同士の間に所定(例えば、アキシアル荷重が作用していない中立状態で180度)の初期位相差を設定する都合上等、種々の理由により、円周方向にずらせて配置しなければならない場合がある。この様な場合には、前記従来構造の第2例では、前記誤差の発生を防止できない。
According to the second example of the conventional structure as described above, the measurement accuracy of the axial load in which the thermal expansion and contraction of the
この点に就いて、図16を参照しつつ説明する。この図16に示す様に、1対のセンサ6a、6bを、軸方向だけでなくエンコーダ4aの円周方向にもずらせて配置した場合、例えば合成樹脂製のホルダ11aの熱膨張に伴って、前記両センサ6a、6bの軸方向に関する間隔(検出部同士のピッチ)Dが伸張するだけでなく、円周方向に関する間隔Lも伸張する。このうちの軸方向に関する間隔Dの変化に基づく誤差の発生は、前記従来構造の第2例で防止できるが、円周方向に関する間隔Lの変化に基づく誤差の発生は、この従来構造の第2例では防止できない。
This point will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 16, when the pair of
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、転がり軸受ユニットに関する物理量を測定する為、合成樹脂製のホルダに1対のセンサが、軸方向だけでなく円周方向にもずれた状態で包埋支持された構造の場合に、前記ホルダの熱膨張、熱収縮の影響を低減乃至は解消できる構造を実現すべく発明したものである。 In the present invention, in view of the above-described circumstances, in order to measure a physical quantity related to a rolling bearing unit, a pair of sensors is wrapped in a synthetic resin holder in a state where the pair of sensors is shifted not only in the axial direction but also in the circumferential direction. The invention was invented to realize a structure that can reduce or eliminate the influence of thermal expansion and contraction of the holder in the case of a buried support structure.
本発明の転がり軸受ユニットの物理量測定装置は、転がり軸受ユニットと、エンコーダと、1対のセンサと、演算器とを備える。
このうちの転がり軸受ユニットは、懸架装置の構成部材に支持固定されて使用時にも回転しない外輪と、使用時に車輪と共に回転するハブとを、複数個の転動体を介して相対回転自在に組み合わせて成る。
又、前記エンコーダは、前記ハブの軸方向内端部に支持固定されて、このハブと同心の外周面である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、円周方向に隣り合って互いに異なる特性部同士の境界を、前記エンコーダの軸方向に一致する前記被検出面の幅方向に対し傾斜させている。そして、これら各境界がこの中心軸の方向に対し傾斜している方向を、前記被検出面の軸方向片半部と他半部とで互いに逆としている。
又、前記両センサは、前記外輪の軸方向内端部に嵌合固定された金属製のカバーを構成する円筒部の内周面に支持された合成樹脂製のホルダに保持された状態で、それぞれの検出部を前記被検出面の片半部と他半部とに振り分けて対向させている。そして、前記エンコーダの回転に伴う前記被検出面の特性変化に対応して、それぞれの出力信号を変化させる。
更に、前記演算器は、前記両センサの出力信号に基づいて、前記外輪と前記ハブとの間のアキシアル方向の相対変位量と、これら外輪とハブとの間に作用するアキシアル荷重とのうちの、少なくとも一方を算出する。
The physical quantity measuring device for a rolling bearing unit according to the present invention includes a rolling bearing unit, an encoder, a pair of sensors, and a calculator.
Of these, the rolling bearing unit is a combination of an outer ring that is supported and fixed to the structural member of the suspension device and does not rotate during use, and a hub that rotates together with the wheel during use in a relatively rotatable manner via a plurality of rolling elements. Become.
The encoder is supported and fixed at the inner end of the hub in the axial direction to alternately change the characteristics of the detected surface, which is the outer peripheral surface concentric with the hub, in the circumferential direction and adjacent to the circumferential direction. Accordingly, the boundary between the characteristic portions that are different from each other is inclined with respect to the width direction of the detected surface that coincides with the axial direction of the encoder. The directions in which these boundaries are inclined with respect to the direction of the central axis are opposite to each other between the one half portion and the other half portion of the detected surface.
The two sensors are held by a synthetic resin holder supported on an inner peripheral surface of a cylindrical portion constituting a metal cover that is fitted and fixed to the inner end in the axial direction of the outer ring. Each detection part is divided into the one half part and the other half part of the said to-be-detected surface, and is made to oppose. And each output signal is changed corresponding to the characteristic change of the said to-be-detected surface accompanying rotation of the said encoder.
Further, the computing unit includes, based on output signals of the two sensors, a relative displacement amount in the axial direction between the outer ring and the hub, and an axial load acting between the outer ring and the hub. Calculate at least one of them.
特に、本発明の転がり軸受ユニットの物理量測定装置に於いては、前記両センサの検出部の位置を、軸方向に加えて周方向にもずらせている。そして、前記カバーの円筒部の内周面に固定されたアンカ部材の一部に径方向内方に折れ曲がった状態で形成されたアンカ板部の軸方向に関する位置を、前記両センサのうちの一方のセンサの検出部の軸方向に関する位置と一致させている。
又、前記一方のセンサの検出部に対して他方のセンサの検出部が周方向にずれている方向は、前記ホルダの熱膨張及び熱収縮に基づく、前記一方のセンサの検出部に対する前記他方のセンサの検出部の移動方向が、前記被検出面のうちでこの他方のセンサの検出部が対向する部分に存在する、前記各境界の方向と同じになる様にする。
In particular, in the physical quantity measuring device for a rolling bearing unit according to the present invention, the positions of the detecting portions of the two sensors are shifted in the circumferential direction in addition to the axial direction. Then, the position in the axial direction of the anchor plate portion formed in a state of being bent radially inward at a part of the anchor member fixed to the inner peripheral surface of the cylindrical portion of the cover is set to one of the two sensors. It is made to correspond with the position regarding the axial direction of the detection part of this sensor.
The direction in which the detection unit of the other sensor is displaced in the circumferential direction with respect to the detection unit of the one sensor is based on the thermal expansion and thermal contraction of the holder, The direction of movement of the detection part of the sensor is made to be the same as the direction of each boundary existing in the part of the detected surface where the detection part of the other sensor faces.
尚、前記移動方向とこれら各境界の方向とは、完全に一致させる事が好ましいが、物理量測定に関して必要とする精度によっては、凡そ一致させていれば良く、多少のずれは許容される。例えば、前記エンコーダの外周面に存在する特性部同士の境界が被検出面の円周方向に対し傾斜している角度が40〜50度程度の場合、必要とする測定精度が特に高くなければ、±10度程度(必要とする精度にもよるが、最大±25度程度)のずれは許容される。前記境界の傾斜角度が40〜50度の範囲から外れる(40度未満か、50度を超える)場合には、許容されるずれは、より小さくなる。従って、前記境界の傾斜角度を40〜50度の範囲に規制する事が好ましく、最も好ましくは、この傾斜角度を45度とする。 The moving direction and the direction of each boundary are preferably completely matched, but depending on the accuracy required for physical quantity measurement, it may be roughly matched and a slight deviation is allowed. For example, if the angle at which the boundary between the characteristic portions existing on the outer peripheral surface of the encoder is inclined with respect to the circumferential direction of the detected surface is about 40 to 50 degrees, the required measurement accuracy is not particularly high. Deviations of about ± 10 degrees (maximum of about ± 25 degrees depending on the required accuracy) are allowed. When the tilt angle of the boundary is out of the range of 40 to 50 degrees (less than 40 degrees or more than 50 degrees), the allowable deviation becomes smaller. Therefore, it is preferable to restrict the tilt angle of the boundary to a range of 40 to 50 degrees, and most preferably, the tilt angle is set to 45 degrees.
この為に、上述の様な本発明の転がり軸受ユニットの物理量測定装置を実施する場合に好ましくは、請求項2に記載した発明の様に、前記エンコーダの外周面に存在する特性部同士の境界が被検出面の円周方向に対し傾斜している角度を、45度とする。
この様な請求項2に記載した発明を実施する場合に、より好ましくは、請求項3に記載した発明の様に、前記1対のセンサの検出部の位置が軸方向にずれている長さと周方向にずれている長さとを互いに等しくする。
或いは、請求項4に記載した発明の様に、前記1対のセンサの検出部の位置が軸方向にずれている長さと、周方向にずれている長さとを、互いに異ならせる。但し、前記移動方向と前記各境界の方向とのずれが上述の範囲(±10〜25度)に収まる様に、前記両長さの比を規制する。
或いは、請求項5に記載した発明の様に、前記1対のセンサの検出部の位置が軸方向にずれている長さと、円周方向にずれている長さとを、互いに異ならせる。そして、軸方向のずれ量をDとし、円周方向のずれ量をLとし、エンコーダの外周面に存在する特性部同士の境界が被検出面の円周方向に対し傾斜している角度をθとした場合に、tanθ=D/Lを満たす様に、これら各量D、L、θの値を規制する{θ=tan-1(D/L)とする}。
For this reason, when the physical quantity measuring apparatus for a rolling bearing unit according to the present invention as described above is implemented, the boundary between the characteristic portions existing on the outer peripheral surface of the encoder as in the invention described in
When the invention described in
Alternatively, as in the invention described in
Alternatively, as in the invention described in claim 5, the length of the position of the detection portion of the pair of sensors shifted in the axial direction is different from the length shifted in the circumferential direction. The axial deviation amount is D, the circumferential deviation amount is L, and the angle at which the boundary between the characteristic portions existing on the outer peripheral surface of the encoder is inclined with respect to the circumferential direction of the detected surface is θ. In this case, the values of these quantities D, L, and θ are regulated so that tan θ = D / L is satisfied {θ = tan −1 (D / L)}.
上述の様に構成する本発明の転がり軸受ユニットの物理量測定装置によれば、転がり軸受ユニットに関する物理量を測定する為、合成樹脂製のホルダに1対のセンサが、軸方向だけでなく円周方向にもずれた状態で包埋支持された構造であるにも拘らず、前記ホルダの熱膨張、熱収縮の影響を低減乃至は解消できる。
即ち、本例の構造の場合には、アンカ部材のアンカ板部の軸方向位置を、前記両センサのうちの一方のセンサの検出部の軸方向に関する位置と一致させている。この為、この一方のセンサの検出部の位置は、温度変化に拘らず固定された状態となり、前記ホルダの熱膨張、熱収縮に伴って他方のセンサの検出部が、前記一方のセンサの検出部を基準として、軸方向及び円周方向に変位する。この変位は、エンコーダの外周面に存在する特性部の境界に沿ったものになるので、この変位が前記両センサの出力信号の位相差に結び付く事は、低減(請求項4に係る発明の場合)乃至解消(請求項3、5に係る発明の場合)される。
According to the physical quantity measuring apparatus of the rolling bearing unit of the present invention configured as described above, a pair of sensors are provided in the synthetic resin holder in the circumferential direction in addition to the axial direction in order to measure the physical quantity related to the rolling bearing unit. Even though the structure is embedded and supported in a shifted state, it is possible to reduce or eliminate the influence of the thermal expansion and contraction of the holder.
That is, in the case of the structure of this example, the axial position of the anchor plate portion of the anchor member is matched with the position of the detection portion of one of the two sensors in the axial direction. For this reason, the position of the detection unit of this one sensor is fixed regardless of the temperature change, and the detection unit of the other sensor detects the detection of the one sensor in accordance with the thermal expansion and contraction of the holder. It is displaced in the axial direction and the circumferential direction with reference to the part. Since this displacement is along the boundary of the characteristic portion existing on the outer peripheral surface of the encoder, it is reduced that this displacement is linked to the phase difference between the output signals of the two sensors (in the case of the invention according to
[実施の形態の第1例]
図1〜4は、請求項1〜3、5に対応する、本発明の実施の形態の第1例を示している。本例の転がり軸受ユニットの物理量測定装置は、転がり軸受ユニット16と、エンコーダ4bと、1対のセンサ6a、6bと、図示しない演算器とを備える。
このうちの転がり軸受ユニット16は、外輪1aと、ハブ2aと、それぞれが転動体である複数の玉3、3とを備える。このうちの外輪1aは、内周面に複列の外輪軌道を、外周面に静止側フランジ17を、それぞれ設けており、この静止側フランジ17を、懸架装置にねじ止め固定し、使用時にも回転しない。又、前記ハブ2aは、外周面に複列の内輪軌道と回転側フランジ18とをそれぞれ設けたもので、使用時にはこの回転側フランジ18に結合固定した車輪と共に回転する。又、前記各玉3、3は、前記両外輪軌道と前記両内輪軌道との間に転動自在に設けられて、前記外輪1aの内径側に前記ハブ2aを、回転自在に支持する。
[First example of embodiment]
1-4 show a first example of an embodiment of the present invention corresponding to claims 1 to 5. The physical quantity measuring device for a rolling bearing unit of this example includes a rolling
Of these, the rolling
又、前記エンコーダ4bは、磁性金属板製で断面L字形の芯金19と永久磁石製のエンコーダ本体20とを組み合わせて成り、このうちの芯金19を前記ハブ2aの軸方向内端部に締り嵌めで外嵌する事により、このハブ2aと同心に支持固定されている。前記エンコーダ本体20の外周面にはS極とN極とを、円周方向に関して交互に且つ等間隔で配置している。円周方向に隣り合うS極とN極との境界は、前記エンコーダ4bの中心軸の方向(被検出面である、前記エンコーダ本体20の外周面の幅方向)に対し傾斜している。又、前記各境界が前記中心軸の方向に対し傾斜している方向(S極及びN極の配置方向と同意)は、前記被検出面の片半部と他半部とで互いに逆としている。更に、前記各境界が前記中心軸の方向に対し傾斜している角度は、前記被検出面の片半部と他半部とで互いに同じ(本例の場合には45度)としている。
The
又、前記両センサ6a、6bは、ホルダ21と共にセンサユニット12bを構成した状態で、外輪1aの軸方向内端開口部に嵌合固定したカバー5bの内面に、アンカ部材である固定リング13aを介して支持固定されている。前記センサユニット12bは、前記両センサ6a、6bを合成樹脂製のホルダ21に、軸方向及び円周方向にずらせて配置した状態で包埋保持して成る。そして、前記カバー5bを前記外輪1aの内端部に嵌合固定した状態で、前記両センサ6a、6bの検出部を、前記エンコーダ4bの被検出面(前記エンコーダ本体20の外周面)の片半部(図1、3、4の左半部)と他半部(図1、3、4の右半部)とに振り分けて、且つ、円周方向にずらせて対向させている。そして、前記エンコーダ4bの回転に伴う前記被検出面の特性変化に対応して、前記両センサ6a、6bの出力信号を、それぞれ変化させる様にしている。これら両センサ6a、6bの出力信号は、図示しない演算器に送り、この演算器により、前記外輪1aと前記ハブ2aとの間に作用するアキシアル荷重を算出する様にしている。
Further, in the state in which the
尚、本例の場合、前記両センサ6a、6bの測定精度向上を図るべく、これら両センサ6a、6bとして、それぞれ1対ずつのホールICを前記エンコーダ4bの回転方向にずらせて配置した、差動式ホールICを使用している。差動式ホールICに就いては、特許文献4、5等に記載されている他、一般に市販されている為、その構造及び作用に関する詳しい説明は省略する。図示の例では、前記両センサ6a、6bとして差動式ホールICを使用した事に伴い、これら両センサ6a、6bの検出部の中央位置を、前記1対ずつのホールICの中央部としている。
In the case of this example, in order to improve the measurement accuracy of both the
以上の構成は、前記両センサ6a、6bを円周方向にずらせて配置した点、及び、センサ6a、6bとして差動式ホールICを使用した点を除き、基本的には、前述の特許文献3に記載された従来構造と同様である。特に、本例の転がり軸受ユニットの物理量測定装置の特徴は、上述の様な構造で、前記芯金19と前記ホルダ21との結合位置と、前記両センサ6a、6bの検出部の位置と、前記エンコーダ本体20の外周面に存在するS極とN極との境界の傾斜角度との関係を適切に規制する事により、前記ホルダ21の熱膨張、熱収縮に拘らず、前記両センサ6a、6bの出力信号同士の位相が、前記外輪1aと前記ハブ2aとの、軸方向に関する相対変位以外の理由でずれない様にする点にある。そこで、この様な本例の特徴部分に就いて、以下に、詳しく説明する。
The above configuration is basically the above-mentioned patent document except that the
前記固定リング13aは、鋼板、ステンレス鋼板等、前記カバー5bを構成する金属板と同材質製の(線膨張係数がほぼ同じである)金属板を曲げ形成する事により、断面L字形で全体を円環状に形成している。この様な固定リング13aは、円筒状の嵌合固定部22と、この嵌合固定部22の軸方向外端部から径方向内方に向け直角に折れ曲がった、円輪状のアンカ板部23とから成る。この様な固定リング13aは、前記嵌合固定部22を前記カバー5bの円筒部24に締り嵌めで内嵌する事により、前記カバー5bの内面に固定している。前記ホルダ21は、射出成形に伴って前記両センサ6a、6bを所定位置に包埋保持すると共に、前記固定リング13aのアンカ板部23に結合固定する(射出成形時に、このアンカ板部23をインサートする)。本例の場合には、この様に前記ホルダ21を射出成形する際に、前記アンカ板部23の軸方向に関する位置(厚さ方向中央位置)を、前記両センサ6a、6bのうちの軸方向内側のセンサ6bの検出部の軸方向に関する位置と一致させている。従って、温度変化に伴う、前記ホルダ21の熱膨張、熱収縮に拘らず、前記アンカ板部23と前記センサ6bの検出部との、軸方向に関する位置関係は変化しない。
The fixing
尚、図示は省略するが、前記アンカ板部23の一部で、円周方向に関する位置が前記軸方向内側のセンサ6bの検出部と一致する部分に凹部又は凸部を設け(例えばエンボス状の突起を曲げ形成し)、前記ホルダ21の一部とこの凹部又は凸部とを、このホルダ21の射出成形に伴って凹凸係合させている。そして、この凹凸係合に基づき、前記軸方向内側のセンサ6bの検出部が前記アンカ板部23に対して、軸方向だけでなく円周方向にもずれ動かない様にしている。
Although illustration is omitted, a concave portion or a convex portion is provided in a part of the
上述の様に、前記アンカ板部23に対し軸方向及び円周方向に関する位置を固定した、前記軸方向内側のセンサ6bに対して、軸方向外側のセンサ6aは、温度変化に伴う、前記ホルダ21の熱膨張、熱収縮に伴って、前記アンカ板部23に対する軸方向位置及び円周方向位置が変化する。本例の場合には、これら両方向の変化に拘らず前記両センサ6a、6bの出力信号同士の間に位相差が発生しない様に、これら両センサ6a、6b同士の位置関係と、前記エンコーダ本体20の外周面に存在するS極とN極との境界の傾斜方向及び傾斜角度(S極及びN極の配設方向)との関係を、適切に規制している。
As described above, the axially
具体的には、前記軸方向内側のセンサ6bの検出部に対して前記軸方向外側のセンサ6aの検出部が周方向にずれている方向を、図3の(B)に示す様にする。図示の例では、前記軸方向内側のセンサ6bの検出部に対して前記軸方向外側のセンサ6aの検出部が、図3の(B)の左下方に存在しており、この軸方向外側のセンサ6aの検出部が対向する第一特性変化部9aに関するS極とN極との境界が、前記軸方向内側のセンサ6bの検出部から離れるに従って、同図の左下方に向かう方向に傾斜している。この様にすると、前記ホルダ21の熱膨張及び熱収縮に基づく、前記軸方向内側のセンサ6bの検出部に対する前記軸方向外側のセンサ6aの検出部の移動方向が、前記第一の特性変化部9a部分でのS極とN極との境界の方向と同じになる。
Specifically, the direction in which the detection part of the
又、本例の場合には、第一、第二両特性変化部9a、10aに関する境界が、これら両特性変化部9a、10aの円周方向に対し傾斜している角度θ(図4参照)を、何れの特性変化部9a、10aに関しても、45度としている。更に、前記両センサ6a、6bの検出部の位置が軸方向にずれている長さ(ずれ量)Dと、周方向にずれている長さ(ずれ量)L{図3の(B)参照}とを互いに等しく(D=L)している。そして、前記軸方向内側のセンサ6bの検出部を前記第二の特性変化部10aに、前記軸方向外側のセンサ6aの検出部を前記第一の特性変化部9aに、それぞれ微小隙間を介して対向させている。尚、例えば、中立状態(常温で、且つ、前記外輪1aと前記ハブ2aとの間にアキシアル荷重が作用していない状態)で、一方のセンサ6a(6b)の検出部がS極の円周方向中央部に対向すると同時に、他方のセンサ6b(6a)の検出部がN極の円周方向中央部に対向する様にして、これら両センサ6a、6bの出力信号の位相を180度ずらせる。この様な中立状態での位相差の値は、アキシアル荷重算出の容易化等を考慮して、任意に設定できる。
In the case of this example, the angle θ at which the boundary relating to both the first and second characteristic changing
上述の様に構成する本例の転がり軸受ユニットの物理量測定装置によれば、温度変化に基づく前記ホルダ21の熱膨張、熱収縮に拘らず、前記両センサ6a、6bの出力信号に基づくアキシアル荷重の測定値に誤差を生じない様にできる。この点に就いて、以下に説明する。尚、前記外輪1a及び前記ハブ2aに加えて各玉3、3も、更には前記エンコーダ4bの芯金19及び前記カバー5bも、温度変化に伴って熱膨張、熱収縮する。但し、これら各部材1a、2a、3、19、5bは、何れも鉄系合金であり、それぞれの線膨張係数は小さく、しかもこれら各部材1a、2a、3、19、5b同士の間で大きな差はない。従って、これら各部材1a、2a、3、19、5bの熱膨張、熱収縮に伴う、前記アキシアル荷重の測定誤差は、殆ど無視できる。
According to the physical quantity measuring apparatus of the rolling bearing unit of the present example configured as described above, the axial load based on the output signals of the
本例の構造の場合には、前記固定リング13aのアンカ板部23の軸方向位置を、前記軸方向内側のセンサ6bの検出部の軸方向に関する位置と一致させている。又、前記アンカ板部23と前記ホルダ21とは、前記軸方向内側のセンサ6bの検出部に対応する部分で凹凸係合しており、この部分では円周方向に関して相対変位する事はない。この為、前記軸方向内側のセンサ6bの検出部の位置は、温度変化に拘らず固定された状態となる。そして、前記ホルダ21の熱膨張、熱収縮に伴って前記軸方向外側のセンサ6aの検出部が、前記軸方向内側のセンサ6bの検出部を基準として、軸方向及び円周方向に変位する。前記ホルダ21を構成する合成樹脂は、全体で均質であり、温度も全体でほぼ均一に変化するから、単位長さ当たりの変化量は、軸方向と周方向とで互いにほぼ同じになる。又、本例の場合には、前記両センサ6a、6bの検出部の軸方向に関するずれ量Dと、周方向に関するずれ量L{図3の(B)参照}とが互いに等しい(D=L)から、前記軸方向外側のセンサ6aの検出部は前記軸方向内側のセンサ6bの検出部に対して、斜め45度の方向に変位する。
In the case of the structure of this example, the axial position of the
以上の点を要約して、図3の(B)及び図4を参照しつつ説明する。前記軸方向内側のセンサ6bは、温度変化に伴う前記ホルダ21の体積変化に拘らず、図3の(B)に示す位置のままであり、その検出部の位置は、図4の点α位置のまま移動する事はない。又、前記軸方向外側のセンサ6aは、常温時には図3の(B)に実線で示す位置にあり、その検出部は図4の点β位置にある。これに対して、温度上昇に伴って前記ホルダ21が膨張すると、前記軸方向外側のセンサ6aの検出部は、図4の点γ位置に移動する。この移動は、前記第一の特性変化部9aに存在する境界に沿って(境界と平行に)、斜め45度方向に行われる為、前記点β位置から点γ位置への変位が、前記両センサ6a、6bの出力信号の位相差に結び付く事はない。温度低下に伴って前記ホルダ21が収縮した場合には、前記軸方向外側のセンサ6aの検出部が、前記点β位置からエンコーダ4bの被検出面の幅方向中央側へと、前記境界に沿って逆向きに移動する。この結果、温度変化に伴う前記ホルダ21の熱膨張、熱収縮に拘らず、前記外輪1aと前記ハブ2aとの間に作用するアキシアル荷重を精度良く測定できる。
The above points will be summarized and described with reference to FIG. 3B and FIG. The
[実施の形態の第2例]
図5も、請求項1〜3、5に対応する、本発明の実施の形態の第2例を示している。本例の構造は、上述した実施の形態の第1例の構造を、軸方向に関して内外逆転させたものである。即ち、本例の場合には、固定リング13bの嵌合固定部22aの軸方向寸法を前記実施の形態の第1例の場合よりも大きくして、この固定リング13bの軸方向外端部に形成したアンカ板部23の軸方向位置を、軸方向外側のセンサ6aの検出部の軸方向位置に一致させている。これに合わせて本例の場合には、エンコーダ4bの設置方向も軸方向に関し逆転させて、円周方向に隣り合うS極とN極との境界の傾斜方向を、上述した実施の形態の第1例の場合とは逆にしている。そして、前記軸方向外側のセンサ6aの位置を固定し、温度変化に基づくホルダ21の熱膨張、熱収縮に伴って、軸方向内側のセンサ6bの検出部を、第二特性変化部10aに存在する境界に沿って変位させる様にしている。その他の部分の構成及び作用は、上述した実施の形態の第1例と同様であるから、同等部分に関する、重複する図示並びに説明は省略する。
[Second Example of Embodiment]
FIG. 5 also shows a second example of an embodiment of the present invention corresponding to claims 1 to 5. The structure of this example is obtained by reversing the structure of the first example of the above-described embodiment inward and outward with respect to the axial direction. That is, in the case of this example, the axial dimension of the
[実施の形態の第3例]
図6は、請求項1、2、4に対応する、本発明の実施の形態の第3例を示している。本例の場合には、1対のセンサ6a、6bの検出部の位置が軸方向にずれている長さDと、周方向にずれている長さLとが互いに異なる。具体的には、軸方向にずれている長さDに比べて、周方向にずれている長さLが大きく(D<L)なっている。エンコーダ4bの外周面に存在するS極とN極との境界の傾斜角度は、前述した実施の形態の第1例及び上述した実施の形態の第2例と同様に、45度としている。この様な本例の場合には、温度変化に基づく前記ホルダ21の熱膨張、熱収縮に伴って、前記両センサ6a、6bの出力信号に基づくアキシアル荷重の測定値に誤差を生じるが、その誤差を小さく抑えられる。その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第1例と同様であるから、同等部分に関する、重複する図示並びに説明は省略する。
[Third example of embodiment]
FIG. 6 shows a third example of an embodiment of the present invention corresponding to
[実施の形態の第4例]
図7は、本発明の実施の形態の第4例として、合成樹脂製のホルダ21と固定リング13cとの結合構造の別例を示している。本発明を実施する場合、このホルダ21をこの固定リング13cに対して、温度変化に伴うこのホルダ21の体積変化に拘らず、この固定リング13cと位置固定側のセンサ6bとの位置関係が、軸方向にも円周方向にもずれ動かない様にする必要がある。同時に、前記ホルダ21が前記固定リング13cから、径方向内方に脱落しない様に、組み合わせる必要がある。この為には、前述の様に、アンカ板部23のうちで位置固定側のセンサ6bの検出部に整合する部分にエンボス状の凸部を形成する事が考えられるが、本例の構造は、より組み合わせ強度を向上させられる様にしている。
[Fourth Example of Embodiment]
FIG. 7 shows another example of the coupling structure of the
この為に本例の場合には、アンカ板部23の外周縁に折れ曲がり部25を形成すると共に、このアンカ板部23の一部で位置固定側のセンサ6bの検出部に整合する部分に通孔26を形成している。そして、前記ホルダ21を構成する合成樹脂と前記折れ曲がり部25との係合に基づき、前記ホルダ21が前記固定リング13cから径方向内方に脱落する事を確実に防止すると共に、前記通孔26内に前記合成樹脂を進入させる事で、前記固定リング13cと前記位置固定側のセンサ6bとが円周方向にずれ動かない様にしている。その他の部分の構成及び作用は、前述した実施の形態の第1例と同様であるから、同等部分に関する、重複する図示並びに説明は省略する。
Therefore, in the case of this example, a
図示の実施の形態は、エンコーダの被検出面に存在するS極とN極との境界の、この被検出面の円周方向に対する傾斜角度θを45度にした場合に就いて示したが、この傾斜角度θは45度に限定されない。この傾斜角度θが45度以外の場合でも、請求項5に係る発明の様に、1対のセンサの検出部の軸方向のずれ量Dと、円周方向のずれ量Lと、前記傾斜角度θとを、tanθ=D/Lを満たす様に規制すれば、合成樹脂製のホルダの熱膨張、熱収縮に伴って、アキシアル荷重の測定値に誤差が生じる事を防止できる。但し、前記傾斜角度θを、40度未満の小さな値とすると、各S極及びN極の幅を確保しにくくなり、被検出面に存在する各S極及びN極の数の確保と、漏洩磁束を抑えて1対のセンサに達する磁束の量を確保する面から不利になる。これに対して、前記角度θを50度を超えて大きくする事は、エンコーダと1対のセンサとの軸方向変位に伴う、これら両センサの出力信号の位相差の変化が小さくなり、アキシアル荷重の測定精度を確保する面から不利になる。本発明を実施する場合に、前記傾斜角度θを30〜60度程度の範囲に規制すれば、用途によっては実用可能ではあるが、好ましくは40〜50度の範囲とし、最も好ましくは45度とする。逆に言えば、前記角度θを30度未満としたり、60度を超えて大きくする事は、利点がない代わりに不利益が多く、非現実的である。又、本発明を実施する場合に、前述の図8〜10に示した様な、磁性金属板製のエンコーダ4を使用する事もできる。この場合には、センサ6a、6bの側に永久磁石を組み込む。
In the illustrated embodiment, the boundary between the S pole and the N pole existing on the detected surface of the encoder is shown as being inclined at 45 degrees with respect to the circumferential direction of the detected surface. This inclination angle θ is not limited to 45 degrees. Even when the tilt angle θ is other than 45 degrees, as in the invention according to claim 5, the shift amount D in the axial direction, the shift amount L in the circumferential direction, and the tilt angle of the detection unit of the pair of sensors. If θ is regulated so as to satisfy tan θ = D / L, it is possible to prevent an error in the measured value of the axial load accompanying thermal expansion and thermal contraction of the synthetic resin holder. However, if the tilt angle θ is a small value of less than 40 degrees, it becomes difficult to secure the width of each S pole and N pole, ensuring the number of each S pole and N pole existing on the detection surface, and leaking This is disadvantageous in terms of securing the amount of magnetic flux that reaches the pair of sensors by suppressing the magnetic flux. On the other hand, if the angle θ is increased beyond 50 degrees, the change in the phase difference between the output signals of the two sensors due to the axial displacement between the encoder and the pair of sensors is reduced. This is disadvantageous in terms of ensuring measurement accuracy. When the present invention is carried out, if the tilt angle θ is restricted to a range of about 30 to 60 degrees, it may be practically used depending on the application, but it is preferably in the range of 40 to 50 degrees, and most preferably 45 degrees. To do. Conversely, if the angle θ is less than 30 degrees or larger than 60 degrees, there are many disadvantages instead of no advantage, and it is impractical. When the present invention is carried out, an
1、1a 外輪
2、2a ハブ
3 玉
4、4a、4b、4c エンコーダ
5、5a、5b カバー
6a、6b、6c センサ
7 透孔
8 柱部
9、9a 第一の特性変化部
10、10a 第二の特性変化部
11、11a ホルダ
12、12a、12b センサユニット
13、13a、13b、13c 固定リング
14 円筒部
15 円輪部
16 転がり軸受ユニット
17 静止側フランジ
18 回転側フランジ
19 芯金
20 エンコーダ本体
21 ホルダ
22、22a 嵌合固定部
23 アンカ板部
24 円筒部
25 折れ曲がり部
26 通孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,
Claims (5)
このうちの転がり軸受ユニットは、懸架装置の構成部材に支持固定されて使用時にも回転しない外輪と、使用時に車輪と共に回転するハブとを、複数個の転動体を介して相対回転自在に組み合わせて成るものであり、
前記エンコーダは、前記ハブの軸方向内端部に支持固定されて、このハブと同心の外周面である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、円周方向に隣り合って互いに異なる特性部同士の境界を、前記エンコーダの軸方向に一致する前記被検出面の幅方向に対し傾斜させたものであって、これら各境界がこの中心軸の方向に対し傾斜している方向が、前記被検出面の軸方向片半部と他半部とで互いに逆であり、
前記両センサは、前記外輪の軸方向内端部に嵌合固定された金属製のカバーを構成する円筒部の内周面に支持された合成樹脂製のホルダに保持された状態でそれぞれの検出部を前記被検出面の片半部と他半部とに振り分けて対向させていて、前記エンコーダの回転に伴う前記被検出面の特性変化に対応してそれぞれの出力信号を変化させるものであり、
前記演算器は、前記両センサの出力信号に基づいて、前記外輪と前記ハブとの間のアキシアル方向の相対変位量と、これら外輪とハブとの間に作用するアキシアル荷重とのうちの、少なくとも一方を算出するものである
転がり軸受ユニットの物理量測定装置に於いて、
前記両センサの検出部の位置を、軸方向に加えて周方向にもずらせており、
前記カバーの円筒部の内周面に固定されたアンカ部材の一部に径方向内方に折れ曲がった状態で形成されたアンカ板部の軸方向に関する位置を、前記両センサのうちの一方のセンサの検出部の軸方向に関する位置と一致させており、
この一方のセンサの検出部に対して他方のセンサの検出部が周方向にずれている方向は、前記ホルダの熱膨張及び熱収縮に基づく、前記一方のセンサの検出部に対する前記他方のセンサの検出部の移動方向が、前記被検出面のうちでこの他方のセンサの検出部が対向する部分に存在する、前記各境界の方向と同じになる方向である事を特徴とする
転がり軸受ユニットの物理量測定装置。 A rolling bearing unit, an encoder, a pair of sensors, and a calculator;
Of these, the rolling bearing unit is a combination of an outer ring that is supported and fixed to the structural member of the suspension device and does not rotate during use, and a hub that rotates together with the wheel during use in a relatively rotatable manner via a plurality of rolling elements. It consists of
The encoder is supported and fixed at the inner end in the axial direction of the hub, and alternately changes the characteristics of the detected surface, which is the outer peripheral surface concentric with the hub, with respect to the circumferential direction, and is adjacent to the circumferential direction. The boundary between different characteristic parts is inclined with respect to the width direction of the detected surface that coincides with the axial direction of the encoder, and each boundary is inclined with respect to the direction of the central axis. Are opposite to each other in the axial half and the other half of the detected surface,
The sensors are respectively detected in a state where they are held by a synthetic resin holder supported on an inner peripheral surface of a cylindrical portion constituting a metal cover fitted and fixed to an inner end portion in the axial direction of the outer ring. Are divided into one half and the other half of the detected surface to face each other, and each output signal is changed in response to a change in characteristics of the detected surface as the encoder rotates. ,
The computing unit is based on the output signals of the two sensors, and includes at least one of an axial relative displacement amount between the outer ring and the hub and an axial load acting between the outer ring and the hub. In the physical quantity measuring device for a rolling bearing unit,
The positions of the detection parts of both sensors are shifted in the circumferential direction in addition to the axial direction,
The position in the axial direction of the anchor plate portion formed in a state of being bent radially inward at a part of the anchor member fixed to the inner peripheral surface of the cylindrical portion of the cover, is one of the two sensors. It matches the position of the detection part in the axial direction,
The direction in which the detection unit of the other sensor is displaced in the circumferential direction with respect to the detection unit of the one sensor is based on the thermal expansion and contraction of the holder, and the direction of the other sensor with respect to the detection unit of the one sensor. The moving direction of the detection unit is a direction that is the same as the direction of each boundary existing in a portion of the detected surface where the detection unit of the other sensor opposes. Physical quantity measuring device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010133279A JP5482476B2 (en) | 2010-06-10 | 2010-06-10 | Physical quantity measuring device for rolling bearing units |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010133279A JP5482476B2 (en) | 2010-06-10 | 2010-06-10 | Physical quantity measuring device for rolling bearing units |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011257313A JP2011257313A (en) | 2011-12-22 |
| JP5482476B2 true JP5482476B2 (en) | 2014-05-07 |
Family
ID=45473630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010133279A Active JP5482476B2 (en) | 2010-06-10 | 2010-06-10 | Physical quantity measuring device for rolling bearing units |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5482476B2 (en) |
-
2010
- 2010-06-10 JP JP2010133279A patent/JP5482476B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2011257313A (en) | 2011-12-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4940937B2 (en) | Rotating machine state quantity measuring device | |
| JP2008162569A (en) | Rolling bearing unit with physical quantity measuring device | |
| JP4957412B2 (en) | Inspection method for state quantity measuring device of rolling bearing unit | |
| JP5857470B2 (en) | Rolling bearing device with sensor | |
| JP5482476B2 (en) | Physical quantity measuring device for rolling bearing units | |
| JP4957259B2 (en) | State quantity measuring device for rolling bearing units | |
| JP4957390B2 (en) | Method for manufacturing rolling bearing unit with physical quantity measuring device | |
| JP5471854B2 (en) | Physical quantity measuring device for rolling bearing units | |
| JP2009019880A (en) | State quantity measuring device for rolling bearing units | |
| JP5252101B2 (en) | Rolling bearing with encoder | |
| JP5071136B2 (en) | Rolling bearing unit with rotation detector | |
| JP2006337356A (en) | Rolling bearing unit with displacement measuring device and rolling bearing unit with load measuring device | |
| JP5321115B2 (en) | Rolling bearing with rotation sensor | |
| JP2007171104A (en) | Rolling bearing unit with load measuring device | |
| JP4882403B2 (en) | Encoder and state quantity measuring device | |
| JP2007078678A (en) | Rotation support device with displacement measurement device and rotation support device with load measurement device | |
| JP2008224397A (en) | Load measuring device for rolling bearing units | |
| JP5459059B2 (en) | Rolling bearing unit for wheel support with physical quantity measuring device | |
| JP4941140B2 (en) | State quantity measuring device for rolling bearing units | |
| JP2007085742A (en) | Rolling bearing unit with load measuring device | |
| JP2010139473A (en) | Method and apparatus for inspection of quantity-of-state measurement device of rolling bearing unit | |
| JP2008082483A (en) | Rolling bearing unit with state quantity measuring device | |
| JP4735526B2 (en) | State quantity measuring device for rolling bearing units | |
| JP5007534B2 (en) | Load measuring device for rotating machinery | |
| JP5002992B2 (en) | Rolling bearing with encoder |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130529 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20131220 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140121 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140203 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5482476 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |