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JP2008122171A - Method of exchanging sensor of bearing unit with state quantity measuring device - Google Patents

Method of exchanging sensor of bearing unit with state quantity measuring device Download PDF

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Publication number
JP2008122171A
JP2008122171A JP2006304802A JP2006304802A JP2008122171A JP 2008122171 A JP2008122171 A JP 2008122171A JP 2006304802 A JP2006304802 A JP 2006304802A JP 2006304802 A JP2006304802 A JP 2006304802A JP 2008122171 A JP2008122171 A JP 2008122171A
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JP
Japan
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state quantity
measuring device
rolling bearing
bearing unit
sensor
Prior art date
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Pending
Application number
JP2006304802A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Takizawa
岳史 滝澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NSK Ltd filed Critical NSK Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve an exchange method of both sensors 6a, 6b, even when the predetermined relationship between the phase difference, existing between the output signals of these both 6a, 6b sensors, and an axial load, applying between an outer wheel 1 and a hub 2, is changed with the exchange of sensors 6a, 6b, capable of precisely measuring the axial load based on the phase difference after the exchange. <P>SOLUTION: The predetermined relationship is reviewed before resuming to use after exchanging the both sensors 6a, 6b. Thereafter, the predetermined relationship stored in the memory of a computing unit is compensated to this reviewed predetermined relationship. With this, the problem is solved. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、転がり軸受ユニットと、この転がり軸受ユニットを構成する静止側軌道輪と回転側軌道輪との間に作用する荷重等の状態量を測定する為の状態量測定装置とから成る、状態量測定装置付転がり軸受ユニットを対象として実施する、この状態量測定装置を構成するセンサの交換方法に関する。   The present invention comprises a rolling bearing unit and a state quantity measuring device for measuring a state quantity such as a load acting between a stationary side bearing ring and a rotating side bearing ring constituting the rolling bearing unit. The present invention relates to a method for replacing a sensor constituting the state quantity measuring device, which is implemented for a rolling bearing unit with a quantity measuring device.

例えば自動車の車輪は懸架装置に対し、複列アンギュラ型等の転がり軸受ユニットにより回転自在に支持する。又、自動車の走行安定性を確保する為に、例えば非特許文献1に記載されている様な、アンチロックブレーキシステム(ABS)やトラクションコントロールシステム(TCS)、更には、電子制御式ビークルスタビリティコントロールシステム(ESC)等の車両用走行安定化装置が使用されている。この様な各種車両用走行安定化装置を制御する為には、車輪の回転速度、車体に加わる各方向の加速度等を表す信号が必要になる。そして、より高度の制御を行なう為には、車輪を介して上記転がり軸受ユニットに加わる荷重(例えばラジアル荷重とアキシアル荷重との一方又は双方)の大きさを知る事が好ましい場合がある。   For example, automobile wheels are rotatably supported by a suspension device by a double-row angular type rolling bearing unit. In order to ensure the running stability of the automobile, for example, as described in Non-Patent Document 1, an antilock brake system (ABS), a traction control system (TCS), and an electronically controlled vehicle stability A vehicle travel stabilization device such as a control system (ESC) is used. In order to control such various vehicle running stabilization devices, signals representing the rotational speed of the wheels, acceleration in each direction applied to the vehicle body, and the like are required. In order to perform higher-level control, it may be preferable to know the magnitude of a load (for example, one or both of a radial load and an axial load) applied to the rolling bearing unit via a wheel.

この様な事情に鑑みて、特許文献1には、複列アンギュラ型の玉軸受ユニットである転がり軸受ユニットを構成する1対の列の玉の公転速度に基づいて、この転がり軸受ユニットに加わるラジアル荷重又はアキシアル荷重を測定する、状態量測定装置付転がり軸受ユニットに関する発明(特許請求の範囲の請求項3に記載した発明の実施対象となる構造)が記載されている。この様な特許文献1に記載された状態量測定装置付転がり軸受ユニットは、上記両列の玉の公転速度を、これら各玉を保持した1対の保持器の回転速度として求め、これら両列の玉の公転速度に基づいて、上記ラジアル荷重又はアキシアル荷重を算出する。この様な状態量測定装置付転がり軸受ユニットの場合、上記各玉の転動面と上記両保持器のポケットの内面との間に不可避的に存在する隙間に起因して、上記両列の玉の公転速度と上記両保持器の回転速度との間に、微妙なずれが生じる場合がある。この為、上記ラジアル荷重又はアキシアル荷重の測定精度を高める為には、改良の余地がある。   In view of such circumstances, Patent Document 1 discloses a radial applied to a rolling bearing unit based on the revolution speed of a pair of balls constituting a rolling bearing unit which is a double-row angular ball bearing unit. An invention relating to a rolling bearing unit with a state quantity measuring device that measures a load or an axial load (a structure that is an object of implementation of the invention described in claim 3 of the claims) is described. Such a rolling bearing unit with a state quantity measuring device described in Patent Document 1 obtains the revolution speed of the balls in both rows as the rotation speed of a pair of cages holding these balls. Based on the revolution speed of the ball, the radial load or the axial load is calculated. In the case of such a rolling bearing unit with a state quantity measuring device, the balls in both rows are caused by a gap that inevitably exists between the rolling surfaces of the balls and the pockets of the cages. There may be a slight deviation between the revolution speed of the cage and the rotational speed of the two cages. For this reason, there is room for improvement in order to increase the measurement accuracy of the radial load or the axial load.

これに対し、上述の様な不可避的なずれに基づく測定精度の悪化を防止できる構造として、特許文献2には、荷重の作用方向に配置された1対のセンサの出力信号の位相差に基づき、転がり軸受ユニットに加わる荷重の大きさを測定する発明(特許請求の範囲の請求項2に記載した発明の実施対象となる構造)が記載されている。図2〜4は、この特許文献2に記載された構造ではないが、この特許文献2に記載された構造と同じ荷重の測定原理を採用している、状態量測定装置付転がり軸受ユニットに関する先発明の構造の第1例を示している。この先発明の構造の第1例は、使用時にも回転しない静止側軌道輪である外輪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、回転側軌道輪であるハブ2を、複数個の転動体3、3を介して、回転自在に支持している。これら各転動体3、3には、互いに逆向きの(図示の場合には背面組み合わせ型の)接触角と共に、予圧を付与している。尚、図示の例では、上記転動体3として玉を使用しているが、重量が嵩む自動車用の軸受ユニットの場合には、玉に代えて円すいころを使用する場合もある。   On the other hand, as a structure capable of preventing the deterioration of measurement accuracy based on the inevitable deviation as described above, Patent Document 2 discloses a structure based on the phase difference between the output signals of a pair of sensors arranged in the load acting direction. An invention for measuring the magnitude of a load applied to a rolling bearing unit (a structure to be an object of the invention described in claim 2 of the claims) is described. FIGS. 2 to 4 are not related to the structure described in Patent Document 2, but are related to a rolling bearing unit with a state quantity measuring device that employs the same load measurement principle as the structure described in Patent Document 2. 1 shows a first example of the structure of the invention. The first example of the structure of the prior invention is a hub that is a rotating side race ring that rotates together with the wheel while being supported and fixed to the inner diameter side of the outer race 1 that is a stationary side race ring that does not rotate during use. 2 is rotatably supported via a plurality of rolling elements 3 and 3. A preload is applied to each of the rolling elements 3 and 3 together with contact angles that are opposite to each other (in the illustrated case, a rear combination type). In the illustrated example, a ball is used as the rolling element 3, but in the case of an automobile bearing unit that is heavy, a tapered roller may be used instead of the ball.

又、上記ハブ2の内端部{軸方向に関して「内」とは、自動車への組み付け状態で車両の幅方向中央側を言い、図1、2、5、7の右側。反対に、自動車への組み付け状態で車両の幅方向外側となる、図1、2、5、7の左側を、軸方向に関して「外」と言う。本明細書全体で同じ。}には、円筒状のエンコーダ4を、上記ハブ2と同心に支持固定している。又、上記外輪1の内端開口を塞ぐ有底円筒状のカバー5(センサカバー)の内側に、1対のセンサ6a、6bを保持すると共に、これら両センサ6a、6bの検出部を、上記エンコーダ4の被検出面である外周面に近接対向させている。   Further, the inner end of the hub 2 {"inner" in relation to the axial direction means the center side in the width direction of the vehicle in the assembled state to the automobile, and is the right side in FIGS. On the contrary, the left side of FIGS. 1, 2, 5, and 7 which is outside in the width direction of the vehicle in the assembled state in the automobile is referred to as “outside” in the axial direction. Same throughout this specification. }, A cylindrical encoder 4 is supported and fixed concentrically with the hub 2. In addition, a pair of sensors 6a and 6b are held inside a bottomed cylindrical cover 5 (sensor cover) that closes the inner end opening of the outer ring 1, and the detection portions of both the sensors 6a and 6b are provided as described above. The encoder 4 is placed in close proximity to the outer peripheral surface, which is the detected surface.

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。これら各透孔7、7と各柱部8、8との境界は、上記被検出面の軸方向(幅方向)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、上記被検出面の軸方向中間部を境に互いに逆方向としている。従って、上記各透孔7、7と上記各柱部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「へ」字形(又は「く」字形)となっている。そして、上記境界の傾斜方向が互いに異なる、上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。尚、これら両特性変化部9、10を構成する各透孔は、図示の様に互いに連続した状態で形成しても良いし、互いに独立した状態で形成しても良い。又、検出精度は劣るが、上記両特性変化部9、10のうちの何れか一方の特性変化部の境界のみを軸方向に対し傾斜させ、他方の特性変化部の境界を軸方向と平行にする事もできる。   Of these, the encoder 4 is made of a magnetic metal plate. In the front half of the outer peripheral surface of the encoder 4 (the inner half in the axial direction), which is the detection surface, the through holes 7 and 7 and the column portions 8 and 8 are alternately arranged at equal intervals in the circumferential direction. It is arranged. The boundaries between the through holes 7 and 7 and the pillars 8 and 8 are inclined by the same angle with respect to the axial direction (width direction) of the detection surface, and the inclination direction with respect to the axial direction is determined as the detection target. The directions are opposite to each other with the axial middle portion of the surface as a boundary. Accordingly, each of the through holes 7 and 7 and each of the column portions 8 and 8 has a “h” shape (or “k” shape) in which an intermediate portion in the axial direction protrudes most in the circumferential direction. And among the axially outer half part and the axially inner half part of the detected surface, the inclination directions of the boundaries are different from each other, the axially outer half part is defined as the first characteristic changing part 9, and the axially inner half part is formed. This portion is the second characteristic changing portion 10. In addition, each through-hole which comprises both these characteristic change parts 9 and 10 may be formed in the mutually continuous state like illustration, and may be formed in the mutually independent state. Further, although the detection accuracy is inferior, only the boundary of one of the characteristic change parts 9 and 10 is inclined with respect to the axial direction, and the boundary of the other characteristic change part is parallel to the axial direction. You can also do it.

又、上記カバー5は、ステンレス鋼板等の金属板により全体を有底円筒状に形成しており、上記外輪1の内端部に嵌合固定している。この様なカバー5は、その外端部をこの外輪1の内端部に締り嵌めで嵌合固定(図示の例では、内嵌固定)した円筒部11と、この円筒部11の内端開口を塞ぐ底板部12とを備える。   The cover 5 is formed in a bottomed cylindrical shape entirely by a metal plate such as a stainless steel plate, and is fitted and fixed to the inner end portion of the outer ring 1. Such a cover 5 has a cylindrical portion 11 whose outer end portion is fitted and fixed to the inner end portion of the outer ring 1 by an interference fit (in the illustrated example, the inner fit is fixed), and an inner end opening of the cylindrical portion 11. And a bottom plate portion 12 that closes the door.

又、上記1対のセンサ6a、6bは、上記カバー5を構成する円筒部11の内周面の下端部に保持している。これら両センサ6a、6bはそれぞれ、永久磁石と、検出部を構成する、ホールIC、ホール素子、MR素子、GMR素子等の磁気検知素子とから成る。そして、これら両センサ6a、6bのうち、一方のセンサ6aの検出部を上記第一特性変化部9に、他方のセンサ6bの検出部を上記第二特性変化部10に、それぞれ近接対向させている。これら両センサ6a、6bの検出部が上記両特性変化部9、10に対向する位置は、上記エンコーダ4の円周方向に関して同じ位置(図示の例では、下端部)としている。又、上記外輪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、上記各透孔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、上記両センサ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。   The pair of sensors 6 a and 6 b is held at the lower end portion of the inner peripheral surface of the cylindrical portion 11 constituting the cover 5. Each of these sensors 6a and 6b is composed of a permanent magnet and a magnetic sensing element such as a Hall IC, a Hall element, an MR element, and a GMR element that constitute a detection unit. Of these two sensors 6a and 6b, the detection part of one sensor 6a is close to the first characteristic change part 9 and the detection part of the other sensor 6b is close to the second characteristic change part 10, respectively. Yes. The positions where the detection parts of both the sensors 6a and 6b face the characteristic change parts 9 and 10 are the same position (the lower end in the illustrated example) in the circumferential direction of the encoder 4. Further, in the state where an axial load does not act between the outer ring 1 and the hub 2, the portion that protrudes most in the circumferential direction in the axial direction intermediate portion of each of the through holes 7 and 7 and the column portions 8 and 8 (boundary boundary). The position where each member is installed is regulated so that the portion in which the inclination direction changes) is just at the center position between the detection parts of the sensors 6a and 6b.

上述の様に構成する状態量測定装置付転がり軸受ユニットの場合、外輪1とハブ2との間にアキシアル荷重が作用(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、上記両センサ6a、6bの出力信号が変化する位相がずれる。即ち、上記外輪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、上記両センサ6a、6bの検出部は、図4の(A)の実線イ、イ上、即ち、上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、上記両センサ6a、6bの出力信号の位相は、同図の(C)に示す様に一致する。   In the case of a rolling bearing unit with a state quantity measuring device configured as described above, when an axial load acts between the outer ring 1 and the hub 2 (the outer ring 1 and the hub 2 are relatively displaced in the axial direction), both the sensors The phase at which the output signals 6a and 6b change is shifted. That is, in the neutral state where an axial load is not applied between the outer ring 1 and the hub 2, the detection portions of the sensors 6a and 6b are on the solid lines A and B in FIG. It faces a portion that is shifted by the same amount in the axial direction from the most protruding portion. Therefore, the phases of the output signals of the sensors 6a and 6b coincide as shown in FIG.

これに対して、上記エンコーダ4を固定したハブ2に、図4の(A)で下向きのアキシアル荷重が作用した場合には、上記両センサ6a、6bの検出部は、図4の(A)の破線ロ、ロ上、即ち、上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。この状態では上記両センサ6a、6bの出力信号の位相は、同図の(B)に示す様にずれる。更に、上記エンコーダ4を固定したハブ2に、図4の(A)で上向きのアキシアル荷重が作用した場合には、上記両センサ6a、6bの検出部は、図4の(A)の鎖線ハ、ハ上、即ち、上記最も突出した部分からの軸方向に関するずれが、逆方向に互いに異なる部分に対向する。この状態では上記両センサ6a、6bの出力信号の位相は、同図の(D)に示す様にずれる。   On the other hand, when a downward axial load acts on the hub 2 to which the encoder 4 is fixed as shown in FIG. 4A, the detecting portions of the sensors 6a and 6b are shown in FIG. , Opposite to the portions where the deviations in the axial direction from the most protruding portion are different from each other. In this state, the phases of the output signals of the sensors 6a and 6b are shifted as shown in FIG. Further, when an upward axial load is applied to the hub 2 to which the encoder 4 is fixed as shown in FIG. 4A, the detecting portions of both the sensors 6a and 6b are connected to the chain line H shown in FIG. , C, that is, the deviation in the axial direction from the most projecting portion opposes different portions in the opposite direction. In this state, the phases of the output signals of the sensors 6a and 6b are shifted as shown in FIG.

上述の様に、先発明の構造の第1例の場合には、上記両センサ6a、6bの出力信号の位相が、上記外輪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)により上記両センサ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)が大きくなる程大きくなる。従って、上記両センサ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、上記外輪1とハブ2とのアキシアル方向の相対変位の向き及び大きさ、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、上記両センサ6a、6bの出力信号の位相差に基づいて上記アキシアル方向の相対変位及び荷重を算出する処理は、図示しない演算器により行なう。この為、この演算器のメモリ中に、予め理論計算や実験により調べておいた、上記位相差と上記アキシアル方向の相対変位及び荷重との関係を、関係式やマップの型式で記憶させておく。   As described above, in the case of the first example of the structure of the previous invention, the phase of the output signals of the two sensors 6a and 6b is the direction of action of the axial load applied between the outer ring 1 and the hub 2 (these outer rings 1 and the hub 2 are displaced in the direction corresponding to the axial direction of relative displacement). Further, the degree of the phase shift of the output signals of the sensors 6a and 6b due to the axial load (relative displacement) increases as the axial load (relative displacement) increases. Therefore, the direction and magnitude of the relative displacement in the axial direction between the outer ring 1 and the hub 2 based on the presence or absence of the phase shift of the output signals of the sensors 6a and 6b and the direction and magnitude of the deviation, if any. In addition, the acting direction and magnitude of the axial load acting between the outer ring 1 and the hub 2 can be obtained. The processing for calculating the relative displacement and load in the axial direction based on the phase difference between the output signals of the two sensors 6a and 6b is performed by a calculator (not shown). For this reason, the relationship between the phase difference, the relative displacement in the axial direction, and the load, which has been examined in advance by theoretical calculation or experiment, is stored in the memory of this arithmetic unit as a relational expression or a map type. .

尚、上述した先発明の構造の第1例の場合には、それぞれの検出部を第一、第二の特性変化部9、10に対向させた1対のセンサ6a、6bから成るセンサ組を1組だけ設けている。これに対し、図示は省略するが、特願2006−143097、特願2006−214197には、それぞれが1対のセンサから成るセンサ組を複数組設ける事で、多方向の変位或は外力を求められる構造が開示されている。   In the case of the first example of the structure of the above-described invention, a sensor set including a pair of sensors 6a and 6b in which the respective detection units are opposed to the first and second characteristic change units 9 and 10, respectively. Only one set is provided. On the other hand, although not shown in the drawings, Japanese Patent Application Nos. 2006-143097 and 2006-214197 are provided with a plurality of sensor sets each consisting of a pair of sensors to obtain multi-directional displacement or external force. The resulting structure is disclosed.

次に、図5〜6は、状態量測定装置付転がり軸受ユニットに関する、先発明の構造の第2例を示している。この先発明の構造の第2例の場合、ハブ2の内端部に外嵌固定した、磁性金属板製で円筒状のエンコーダ4aの先半部に、スリット状の透孔7a、7aと柱部8a、8a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。これら各透孔7a、7aと各柱部8a、8aとの境界はそれぞれ、上記エンコーダ4aの軸方向に対し同方向に同じ角度だけ傾斜した、直線状である。又、外輪1の内端部にカバー5(センサカバー)を介して支持した1対のセンサ6a、6bを、このカバー5を構成する円筒部11の内周面の上下両端部に1つずつ保持している。そして、これら両センサ6a、6bの検出部を、被検出面である、上記エンコーダ4aの先半部外周面の上下2個所位置に近接対向させている。   Next, FIGS. 5-6 has shown the 2nd example of the structure of prior invention regarding the rolling bearing unit with a state quantity measuring apparatus. In the case of the second example of the structure of the prior invention, slit-shaped through holes 7a and 7a and a column portion are formed on the tip half of a cylindrical encoder 4a made of a magnetic metal plate and fixedly fitted to the inner end of the hub 2. 8a and 8a are alternately arranged at equal intervals in the circumferential direction. The boundaries between the through holes 7a and 7a and the pillars 8a and 8a are linear shapes that are inclined by the same angle in the same direction with respect to the axial direction of the encoder 4a. Further, a pair of sensors 6 a and 6 b supported on the inner end of the outer ring 1 via a cover 5 (sensor cover) are provided, one on each of the upper and lower ends of the inner peripheral surface of the cylindrical portion 11 constituting the cover 5. keeping. The detection parts of both the sensors 6a and 6b are close to and opposed to two upper and lower positions on the outer peripheral surface of the front half of the encoder 4a, which is the detection surface.

自動車の車輪支持用転がり軸受ユニットの場合、上記外輪1と上記ハブ2との間に加わるアキシアル荷重は、このハブ2に結合固定した車輪を構成するタイヤの外周面と路面との接地面から入力される。この接地面は、上記外輪1及び上記ハブ2の回転中心よりも径方向外方に存在する為、上記アキシアル荷重はこれら外輪1とハブ2との間に、純アキシアル荷重としてではなく、これら外輪1及びハブ2の中心軸と上記接地面の中心とを含む(鉛直方向の)仮想平面内での、モーメントを伴って加わる。この様なモーメントが上記外輪1と上記ハブ2との間に加わると、このハブ2の中心軸がこの外輪1の中心軸に対して傾く。これに伴い、上記エンコーダ4aの上端部が軸方向に関して何れかの方向に、同じく下端部がこれと逆方向に、それぞれ変位する。この結果、上記エンコーダ4aの外周面の上下両端部にそれぞれの検出部を近接対向させた、上記両センサ6a、6bの出力信号の位相が、それぞれ中立位置に対して、逆方向にずれる。従って、これら両センサ6a、6bの出力信号の位相のずれの向き及び大きさに基づいて、上記アキシアル荷重の作用方向及び大きさを求められる。   In the case of a rolling bearing unit for supporting a wheel of an automobile, an axial load applied between the outer ring 1 and the hub 2 is input from a ground contact surface between a tire outer peripheral surface and a road surface constituting a wheel coupled and fixed to the hub 2. Is done. Since this ground contact surface exists radially outward from the rotation center of the outer ring 1 and the hub 2, the axial load is not between the outer ring 1 and the hub 2 but as a pure axial load. 1 and the center axis of the hub 2 and the center of the grounding surface are applied with a moment in a virtual plane (in the vertical direction). When such a moment is applied between the outer ring 1 and the hub 2, the central axis of the hub 2 is inclined with respect to the central axis of the outer ring 1. Accordingly, the upper end of the encoder 4a is displaced in any direction with respect to the axial direction, and the lower end is similarly displaced in the opposite direction. As a result, the phases of the output signals of the sensors 6a and 6b, in which the detection units are placed close to and opposed to the upper and lower ends of the outer peripheral surface of the encoder 4a, are shifted in the opposite directions with respect to the neutral positions. Therefore, the action direction and magnitude of the axial load can be obtained based on the direction and magnitude of the phase shift of the output signals of both sensors 6a, 6b.

次に、図7〜8は、状態量測定装置付転がり軸受ユニットに関する、先発明の構造の第3例を示している。この先発明の構造の第3例の場合、ハブ2の内端部に外嵌固定した、磁性金属板製で円筒状のエンコーダ4bの先半部に、透孔7b、7bと柱部8b、8b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。これら各透孔7b、7bはそれぞれ、径方向から見た形状を台形として、それぞれの円周方向に関する幅寸法を、軸方向に関して漸次変化させている。又、外輪1の内端部にカバー5(センサカバー)を介して支持した1個のセンサ6aを、このカバー5を構成する円筒部11の内周面の下端部に保持している。そして、この1個のセンサ6aの検出部を、被検出面である、上記エンコーダ4bの先半部外周面の下端部に近接対向させている。この様に構成する先発明の構造の第3例の場合、アキシアル荷重に基づいて上記外輪1とハブ2とが軸方向に相対変位すると、上記センサ6aの出力信号のデューティ比(高電位継続時間/1周期)が変化する。従って、このデューティ比に基づいて、上記相対変位の向き及び大きさ、更には上記アキシアル荷重の作用方向及び大きさを求められる。   Next, FIGS. 7-8 has shown the 3rd example of the structure of a prior invention regarding the rolling bearing unit with a state quantity measuring device. In the case of the third example of the structure of the prior invention, the through holes 7b and 7b and the column portions 8b and 8b are formed on the tip half of the cylindrical encoder 4b made of a magnetic metal plate and fitted and fixed to the inner end of the hub 2. Are arranged alternately at equal intervals in the circumferential direction. Each of these through holes 7b and 7b has a trapezoidal shape as viewed from the radial direction, and gradually changes the width dimension in the circumferential direction with respect to the axial direction. A single sensor 6 a supported on the inner end of the outer ring 1 via a cover 5 (sensor cover) is held at the lower end of the inner peripheral surface of the cylindrical portion 11 constituting the cover 5. And the detection part of this one sensor 6a is made to oppose and adjoin the lower end part of the front-end | tip half outer peripheral surface of the said encoder 4b which is a to-be-detected surface. In the case of the third example of the structure of the prior invention configured as described above, when the outer ring 1 and the hub 2 are relatively displaced in the axial direction based on the axial load, the duty ratio (high potential duration time) of the output signal of the sensor 6a. / 1 period) changes. Therefore, based on this duty ratio, the direction and magnitude of the relative displacement, and further the direction and magnitude of the axial load can be obtained.

尚、上述した各先発明の構造の場合には、エンコーダを磁性金属板製とすると共に、このエンコーダの被検出面に設ける第一特性部を透孔とし、第二特性部を柱部とする構成を採用している。これに対し、エンコーダを永久磁石製とすると共に、このエンコーダの被検出面に設ける第一特性部をN極に着磁した部分とし、第二特性部をS極に着磁した部分とする構成を採用する事もできる。この様な構成を採用する場合、センサ側に永久磁石を組み込む必要はない。又、上述した各先発明の構造の場合には、エンコーダの被検出面を円筒面とし、この被検出面にセンサの検出部を径方向に対向させる構成を採用している。これに対し、エンコーダの被検出面を円輪面とし、この被検出面にセンサの検出部を軸方向に対向させる構成を採用すれば、外輪とハブとの径方向の相対変位量、並びに、これら外輪とハブとの間に作用するラジアル荷重を求める事ができる。   In the case of the structure of each of the prior inventions described above, the encoder is made of a magnetic metal plate, the first characteristic portion provided on the detection surface of the encoder is a through hole, and the second characteristic portion is a column portion. The configuration is adopted. On the other hand, the encoder is made of a permanent magnet, the first characteristic portion provided on the detection surface of the encoder is a portion magnetized to the N pole, and the second characteristic portion is a portion magnetized to the S pole. Can also be adopted. When such a configuration is employed, it is not necessary to incorporate a permanent magnet on the sensor side. Further, in the case of the structure of each of the above-described prior inventions, a configuration is adopted in which the detection surface of the encoder is a cylindrical surface and the detection portion of the sensor is opposed to the detection surface in the radial direction. On the other hand, if the detection surface of the encoder is an annular surface, and the configuration in which the detection portion of the sensor is opposed to the detection surface in the axial direction, the relative displacement in the radial direction between the outer ring and the hub, and A radial load acting between the outer ring and the hub can be obtained.

以上に述べた様に、上記各状態量測定装置付転がり軸受ユニットに関しては、外輪1とハブ2との間の状態量{これら外輪1とハブ2との間に作用するアキシアル荷重、又は、これら外輪1とハブ2との間のアキシアル方向の相対変位}と、センサ6a(6b)の出力信号に関する情報{1対のセンサ6a、6bの出力信号同士の間に存在する位相差比(位相差/1周期)、又は、1個のセンサ6aの出力信号のデューティ比}との間に、所定の関係が成立する。そこで、今、この所定の関係として、図9に実線αで示す様な関係が成立していると仮定する。尚、この所定の関係に関する、ゲイン特性(上記実線αの各点に於ける勾配)及び零点{上記アキシアル荷重(相対変位)=0の時の上記位相差比(デューティ比)の値}は、上記エンコーダ4(4a、4b)の被検出面の特性(特性境界の変化パターン)、上記センサ6a(6b)の検出部の特性(出力特性)、これら被検出面と検出部との互いの位置関係、転がり軸受ユニットの剛性(主として転動体3、3に付与されている予圧)等の、複数の要因によって具体的に決まるものである。何れにしても、今、上記各状態量測定装置付転がり軸受ユニットを構成する演算器のメモリ中には、上記実線αで示される関係が記憶されていると仮定する。   As described above, regarding the above-described rolling bearing unit with a state quantity measuring device, the state quantity between the outer ring 1 and the hub 2 {the axial load acting between the outer ring 1 and the hub 2 or these Relative displacement in the axial direction between the outer ring 1 and the hub 2 and information on the output signal of the sensor 6a (6b) {the phase difference ratio (phase difference) existing between the output signals of the pair of sensors 6a and 6b / 1 period) or the duty ratio of the output signal of one sensor 6a}. Therefore, it is assumed that a relationship as indicated by a solid line α in FIG. 9 is established as the predetermined relationship. The gain characteristic (gradient at each point of the solid line α) and the zero point {the value of the phase difference ratio (duty ratio) when the axial load (relative displacement) = 0} regarding the predetermined relationship} are: Characteristics of the detection surface of the encoder 4 (4a, 4b) (characteristic boundary change pattern), characteristics of the detection part of the sensor 6a (6b) (output characteristics), and the positions of the detection surface and the detection part It is specifically determined by a plurality of factors such as the relationship and the rigidity of the rolling bearing unit (mainly the preload applied to the rolling elements 3 and 3). In any case, it is assumed that the relationship indicated by the solid line α is stored in the memory of the arithmetic unit constituting the rolling bearing unit with each state quantity measuring device.

一方、例えば車両のメンテナンス時に、上記各状態量測定装置付転がり軸受ユニットを構成するセンサ6a(6b)の交換を行なう場合には、先ず、車両からこれら各状態量測定装置付転がり軸受ユニット(車両の一部に別個に取り付けられた上記演算器以外の部分)を取り外す。次いで、上記外輪1の内端部から、上記センサ6a(6b)を保持したカバー5を引き抜いて外した後、この外輪1の内端部に、新しいセンサ6a(6b)を保持したカバー5を組み付ける。ところが、この様にセンサ6a(6b)を交換すると、上記新しいセンサ6a(6b)を保持したカバー5(センサカバーユニット)の製造誤差や、このカバー5の上記外輪1に対する組付け誤差に起因して、上記センサ6a(6b)の検出部と上記エンコーダ4(4a、4b)の被検出面との互いの位置関係が、上記交換の前後で多少なりともずれる{仮に上記組付け誤差を無くせたとしても、上記製造誤差(公差)の範囲内で必ずずれる}。この結果、この位置関係のずれに見合った分だけ、例えば図9の実線α→破線βで示す様に、上記所定の関係が変化する。   On the other hand, for example, when the sensor 6a (6b) constituting the rolling bearing unit with each state quantity measuring device is replaced during maintenance of the vehicle, first, the rolling bearing unit with each state quantity measuring device (vehicle) A part other than the above-mentioned computing unit attached separately to a part of the computer. Next, after removing the cover 5 holding the sensor 6a (6b) from the inner end of the outer ring 1, the cover 5 holding a new sensor 6a (6b) is attached to the inner end of the outer ring 1. Assemble. However, if the sensor 6a (6b) is replaced in this way, it is caused by a manufacturing error of the cover 5 (sensor cover unit) holding the new sensor 6a (6b) or an assembly error of the cover 5 with respect to the outer ring 1. Thus, the positional relationship between the detection part of the sensor 6a (6b) and the detected surface of the encoder 4 (4a, 4b) is slightly different before and after the exchange {if the assembly error is temporarily eliminated. Even so, the deviation is always within the range of the manufacturing error (tolerance). As a result, the predetermined relationship changes by an amount corresponding to the positional relationship shift, for example, as indicated by the solid line α → broken line β in FIG.

尚、この際の所定の関係の変化に関しては、上記実線αと上記破線βとを見比べれば分かる様に、上記ゲイン特性の変化は殆どなく(無視できる程小さく)、上記零点の変化が支配的となる。この理由は、次の通りである。即ち、上記ゲイン特性の変化は、上記交換の前後で上記位置関係が円周方向にずれる事によって生じるのに対し、上記零点の変化は、上記交換の前後で上記位置関係が軸方向にずれる事によって生じる。但し、上記ゲイン特性の変化率は、外輪1とハブ2との中心軸同士の傾斜に基づいて僅かだけ生じるもので、極く小さいのに対し、上記零点の変化率はかなり大きい。この為、上記交換の前後で上記位置関係がずれる事によって生じる、上記所定の関係の変化に関しては、上記ゲイン特性の変化は殆どなく(無視できる程小さく)、上記零点の変化が支配的となる。何れにしても、上記交換の前後で、上記所定の関係が変化する(上記実線α→上記破線βになる)為、この交換前から上記メモリ中に記憶されている関係(上記実線αで示される関係)を、この交換後にそのまま利用すると、上記状態量を正確に測定できなくなる。従って、この様な事態を回避できる様にする事が望まれる。   Regarding the change in the predetermined relationship at this time, as can be seen by comparing the solid line α and the broken line β, there is almost no change in the gain characteristic (so small that it can be ignored), and the change in the zero point is dominant. It becomes the target. The reason for this is as follows. That is, the change in the gain characteristic occurs when the positional relationship is shifted in the circumferential direction before and after the replacement, whereas the change in the zero point causes the positional relationship to be shifted in the axial direction before and after the replacement. Caused by. However, the change rate of the gain characteristic is only slightly generated based on the inclination of the central axes of the outer ring 1 and the hub 2 and is very small, whereas the change rate of the zero point is quite large. For this reason, with respect to the change in the predetermined relationship that occurs when the positional relationship is shifted before and after the replacement, there is almost no change in the gain characteristic (so small that it can be ignored), and the change in the zero point is dominant. . In any case, since the predetermined relationship changes before and after the exchange (from the solid line α to the broken line β), the relationship stored in the memory before the exchange (shown by the solid line α). If this relationship is used as it is after this exchange, the state quantity cannot be measured accurately. Therefore, it is desirable to be able to avoid such a situation.

特開2005−31063号公報JP 2005-31063 A 特開2006−113017号公報JP 2006-1113017 A 青山元男著、「レッドバッジスーパー図解シリーズ/クルマの最新メカがわかる本」、p.138−139、p.146−149、株式会社三推社/株式会社講談社、平成13年12月20日Motoo Aoyama, “Red Badge Super Illustrated Series / A book that shows the latest mechanics of cars”, p. 138-139, p. 146-149, Sangensha Co., Ltd./Kodansha Co., Ltd., December 20, 2001

本発明は、上述の様な事情に鑑み、センサの交換に伴って、静止側軌道輪と回転側軌道輪との間の状態量と、当該センサの出力信号に関する情報との間に成立する所定の関係が変化した場合でも、上記交換後に上記情報に基づいて上記状態量を正確に測定できる、センサの交換方法を実現すべく発明したものである。   In view of the circumstances as described above, the present invention provides a predetermined relationship established between the state quantity between the stationary-side raceway and the rotation-side raceway and information related to the output signal of the sensor, as the sensor is replaced. The present invention has been invented to realize a sensor replacement method capable of accurately measuring the state quantity based on the information after the replacement even when the relationship changes.

本発明のうち、特許請求の範囲の請求項1に記載したセンサの交換方法の対象となる、状態量測定装置付転がり軸受ユニットは、転がり軸受ユニットと、状態量測定装置とを備える。
このうちの転がり軸受ユニットは、使用時にも回転しない静止側軌道輪と、使用時に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それぞれ2列ずつ形成された静止側軌道と回転側軌道との間にそれぞれ複数個ずつ、1対の列同士の間で接触角の方向を互いに逆にして転動自在に設けられた転動体とを備える。
又、上記状態量測定装置は、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との間の相対変位と、これら両軌道輪同士の間に作用する外力とのうちの、少なくとも一方の状態量を測定するもので、センサ装置と、演算器とを備える。
このうちのセンサ装置は、使用時にも回転しない部分に支持されると共に、1乃至複数個のセンサを備える。
又、上記演算器は、上記状態量と上記1乃至複数個のセンサの出力信号に関する情報との間に成立する所定の関係(関係式又はマップ)を、そのメモリ中に記憶させており、且つ、使用時に、この所定の関係を利用して、上記情報に基づき上記状態量を算出する機能を有する。
そして、この様な状態量測定装置付転がり軸受ユニットを対象とする、前記請求項1に記載したセンサの交換方法は、上記状態量測定装置付転がり軸受ユニットの使用を中止して、上記センサを交換した後、この状態量測定装置付転がり軸受ユニットの使用を再開する前に、上記所定の関係を調べ直す。そして、上記演算器のメモリ中に記憶されている上記所定の関係を、この調べ直した所定の関係に補正する。
Of the present invention, a rolling bearing unit with a state quantity measuring device, which is an object of the sensor replacement method described in claim 1 of the claims, includes a rolling bearing unit and a state quantity measuring device.
Of these, the rolling bearing unit has two rows on each of the stationary bearing rings that do not rotate when used, the rotating bearing rings that rotate when used, and the circumferential surfaces of the stationary bearing ring and the rotating bearing ring facing each other. A plurality of rolling elements are provided between the stationary-side track and the rotating-side track, each of which is formed so as to be able to roll with a contact angle direction opposite to each other between a pair of rows.
Further, the state quantity measuring device is configured to obtain at least one state quantity of a relative displacement between the stationary side raceway and the rotation side raceway and an external force acting between the two raceways. It measures and comprises a sensor device and a calculator.
Of these, the sensor device is supported by a portion that does not rotate during use, and includes one or more sensors.
Further, the arithmetic unit stores a predetermined relationship (relational expression or map) established between the state quantity and the information on the output signals of the one or more sensors in the memory, and In use, this predetermined relationship is used to calculate the state quantity based on the information.
The sensor replacement method according to claim 1, which is intended for such a rolling bearing unit with a state quantity measuring device, discontinues use of the rolling bearing unit with a state quantity measuring device. After the replacement, the predetermined relationship is reexamined before the use of the rolling bearing unit with the state quantity measuring device is resumed. Then, the predetermined relationship stored in the memory of the arithmetic unit is corrected to the reexamined predetermined relationship.

上述の請求項1に記載した発明を実施する場合には、対象となる状態量測定装置付転がり軸受ユニットとして、例えば特許請求の範囲の請求項2〜3に記載した構造を採用する事ができる。
このうちの請求項2に記載した構造の場合、上記状態量測定装置は、エンコーダを備える。このエンコーダは、回転側軌道輪の一部に直接又は他の部材を介して支持固定されると共に、上記回転側軌道輪と同心の被検出面を有し、且つ、こ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若しくはピッチを、この被検出面の幅方向の少なくとも一部でこの幅方向に関して連続的に変化させている。
又、上記センサ装置は、1乃至複数個のセンサの検出部を上記被検出面に対向させると共に、このうちの少なくとも1個のセンサの検出部を、上記被検出面のうちで、上記特性変化の位相若しくはピッチが幅方向に関して連続的に変化する部分に対向させており、且つ、上記1乃至複数個のセンサはそれぞれ、上記被検出面の特性変化に対応して出力信号を変化させる。
又、上記演算器は、測定すべき状態量と上記1乃至複数個のセンサの出力信号に関する情報との間に成立する所定の関係を、そのメモリ中に記憶させており、且つ、使用時に、この所定の関係を利用して、上記情報に基づき上記状態量を算出する機能を有する。
When carrying out the invention described in claim 1 described above, for example, the structure described in claims 2 to 3 of the claims can be adopted as a rolling bearing unit with a state quantity measuring device. .
In the case of the structure described in claim 2, the state quantity measuring device includes an encoder. The encoder is supported and fixed directly on a part of the rotation side raceway or through another member, and has a detection surface concentric with the rotation side raceway, and the characteristics of the detection surface are determined. While alternately changing in the circumferential direction, the phase or pitch at which the characteristics of the detected surface change in the circumferential direction is continuously changed in the width direction in at least a part of the width direction of the detected surface. Yes.
In the sensor device, the detection unit of one or a plurality of sensors is opposed to the detection surface, and at least one of the detection units of the sensor device has the characteristic change in the detection surface. The one or more sensors each change an output signal corresponding to a change in the characteristics of the detected surface.
Further, the computing unit stores a predetermined relationship established between the state quantity to be measured and the information on the output signals of the one or more sensors in the memory, and at the time of use, Using this predetermined relationship, it has a function of calculating the state quantity based on the information.

これに対し、上記請求項3に記載した構造の場合、上記センサ装置は、1乃至複数個のセンサとして、各列の転動体の公転速度を検出する為の1対の公転速度検出用センサを備える。
又、上記演算器は、測定すべき状態量と上記1対の公転速度検出用センサの出力信号に関する情報との間に成立する所定の関係を、そのメモリ中に記憶させており、且つ、使用時に、この所定の関係を利用して、上記情報に基づき上記状態量を算出する機能を有する。
In contrast, in the case of the structure described in claim 3, the sensor device includes a pair of revolution speed detection sensors for detecting the revolution speed of the rolling elements in each row as one or a plurality of sensors. Prepare.
The computing unit stores in the memory a predetermined relationship established between the state quantity to be measured and the information related to the output signal of the pair of revolution speed detection sensors, and is used. Sometimes, using this predetermined relationship, the state quantity is calculated based on the information.

又、上述の請求項1〜3に記載した発明を実施する場合には、例えば、特許請求の範囲の請求項4に記載した様に、上記静止側軌道輪に対して上記回転側軌道輪を回転させながら、上記所定の関係を調べ直す。
又、上述の請求項1〜4に記載した発明を実施する場合に、好ましくは、特許請求の範囲の請求項5に記載した様に、対象となる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。即ち、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、車輪支持用の転がり軸受ユニットを対象とする。
Further, when carrying out the invention described in claims 1 to 3 described above, for example, as described in claim 4 of the scope of claims, the rotating side race ring is arranged with respect to the stationary side race ring. While rotating, the predetermined relationship is reexamined.
In carrying out the invention described in claims 1 to 4, preferably, as described in claim 5 of the claims, the subject rolling bearing unit is used for supporting the wheels of an automobile. A hub unit is used. That is, the present invention is intended for a rolling bearing unit for supporting a wheel, in which the stationary bearing ring is supported by a vehicle suspension device and the wheel is coupled and fixed to a hub that is a rotating bearing ring.

上述した様に本発明の状態量測定装置付転がり軸受ユニットのセンサの交換方法は、センサの交換に伴って、静止側軌道輪と回転側軌道輪との間の状態量と、当該センサの出力信号に関する情報との間に成立する所定の関係が変化した場合でも、上記交換後に、演算器のメモリ中に記憶されている所定の関係を、上記変化後の所定の関係に補正する。この為、上記交換後に、上記情報に基づいて上記状態量を正確に測定できる。   As described above, the sensor replacement method of the rolling bearing unit with the state quantity measuring device according to the present invention is based on the state quantity between the stationary side raceway and the rotary side raceway and the output of the sensor. Even when the predetermined relationship established with the information regarding the signal changes, the predetermined relationship stored in the memory of the arithmetic unit is corrected to the predetermined relationship after the change after the exchange. For this reason, after the exchange, the state quantity can be accurately measured based on the information.

図1は、特許請求の範囲の請求項1、2、4、5に対応する、本発明の実施の形態の1例を示している。尚、本例の特徴は、前述の図2〜4に示した状態量測定装置付転がり軸受ユニットを対象として行なう、1対のセンサ6a、6bの交換方法にある。この状態量測定装置付転がり軸受ユニットの構造及び作用に就いては、前述した通りであるから、重複する図示並びに説明は省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。尚、本例では、上記両センサ6a、6bの交換を行なう前の状態で、外輪1とハブ2との間に作用するアキシアル荷重と、上記両センサ6a、6bの出力信号同士の間に存在する位相差比との間に成立する所定の関係として、図9の実線αで示される関係が成立しており、且つ、この実線αで示される関係が、図示しない演算器のメモリ中に記憶されている事を前提として、以下の説明を行なう。   FIG. 1 shows an example of an embodiment of the present invention corresponding to claims 1, 2, 4, and 5 of the claims. The feature of this example is in a method of exchanging a pair of sensors 6a and 6b for the rolling bearing unit with a state quantity measuring device shown in FIGS. The structure and operation of this state quantity measuring device-equipped rolling bearing unit are as described above, and therefore, overlapping illustrations and descriptions are omitted or simplified, and the following description will focus on the features of this example. In this example, there is an axial load acting between the outer ring 1 and the hub 2 and the output signals of the sensors 6a and 6b before the sensors 6a and 6b are replaced. As a predetermined relationship established with respect to the phase difference ratio, a relationship indicated by a solid line α in FIG. 9 is established, and the relationship indicated by the solid line α is stored in a memory of a calculator (not shown). The following explanation will be given on the assumption that this is done.

本例の場合も、前述した従来技術の場合と同様、例えば車両のメンテナンス時に、上記状態量測定装置付転がり軸受ユニットを構成する1対のセンサ6a、6bの交換を行なう場合には、先ず、車両からこの状態量測定装置付転がり軸受ユニット(車両の一部に別個に取り付けられた上記演算器以外の部分)を取り外す。次いで、外輪1の内端部から、上記両センサ6a、6bを保持したカバー5を引き抜いて外した後、この外輪1の内端部に、新しいセンサ6a、6bを保持したカバー5を組み付ける。この様にしてセンサ6a、6bを交換すると、前述した様に、これら両センサ6a、6bの検出部とエンコーダ4の被検出面との互いの位置関係が、上記交換の前後で多少なりともずれる。この結果、この位置関係のずれに見合った分だけ、例えば図9の実線α→破線βに示す様に、上記所定の関係が変化する。そこで、本例の場合には、上述の様に両センサ6a、6bを交換した後、上記状態量測定装置付転がり軸受ユニットを車両に組み付け直す前に、上記変化後の所定の関係を調べる。但し、ここで調べるのは、この変化後の所定の関係に関する零点及びゲイン特性のうち、零点のみとする。この理由は、前述した様に、上記位置関係のずれに伴う上記所定の関係の変化に関しては、上記ゲイン特性の変化は殆どなく(無視できる程小さく)、上記零点の変化が支配的となる為である。即ち、上記変化後の零点さえ分かれば、上記変化後の所定の関係を精度良く把握できる為である。   Also in the case of this example, as in the case of the above-described prior art, for example, when replacing the pair of sensors 6a and 6b constituting the rolling bearing unit with the state quantity measuring device at the time of vehicle maintenance, The rolling bearing unit with the state quantity measuring device (the part other than the arithmetic unit separately attached to a part of the vehicle) is removed from the vehicle. Next, after removing the cover 5 holding the sensors 6a and 6b from the inner end of the outer ring 1, the cover 5 holding new sensors 6a and 6b is assembled to the inner end of the outer ring 1. When the sensors 6a and 6b are exchanged in this way, as described above, the mutual positional relationship between the detection portions of both the sensors 6a and 6b and the detected surface of the encoder 4 is slightly shifted before and after the exchange. . As a result, the predetermined relationship changes, for example, as shown by the solid line α → broken line β in FIG. Therefore, in the case of this example, after replacing both sensors 6a and 6b as described above, the predetermined relationship after the change is examined before the rolling bearing unit with the state quantity measuring device is reassembled into the vehicle. However, only the zero point of the zero point and the gain characteristic related to the predetermined relationship after the change is examined here. The reason for this is that, as described above, with respect to the change in the predetermined relationship accompanying the shift in the positional relationship, there is almost no change in the gain characteristic (small enough to be ignored), and the change in the zero point is dominant. It is. That is, as long as the zero point after the change is known, the predetermined relationship after the change can be accurately grasped.

本例の場合、上記変化後の零点を調べる為に、図1に示す様な試験装置を使用する。この試験装置は、支持台13と、回転駆動装置14と、荷重計15と、カップリング16と、試験用演算装置17とを備える。この様な試験装置を使用して、上記変化後の零点を調べる場合には、図1に示す様に、上記支持台13により上記外輪1を支持固定した状態で、この外輪1と上記ハブ2との間にアキシアル荷重を作用させる事なく、上記回転駆動装置14により、上記カップリング16を介して上記ハブ2を回転駆動する。そして、この状態で、上記荷重計15により測定した、上記外輪1と上記ハブ2との間に作用しているアキシアル荷重を表す信号と、上記両センサ6a、6bの出力信号とを、それぞれ上記試験用演算装置17に入力する。そして、この試験用演算装置17により、上記荷重計15から送られてくる信号に基づいて、上記アキシアル荷重が作用していない事を確認しながら、上記両センサ6a、6bの出力信号同士の間に存在する位相差比、即ち、上記変化後の零点を測定する。   In this example, a test apparatus as shown in FIG. 1 is used to check the zero point after the change. The test apparatus includes a support base 13, a rotation drive device 14, a load meter 15, a coupling 16, and a test arithmetic device 17. When the zero point after the change is examined using such a test apparatus, the outer ring 1 and the hub 2 are supported with the outer ring 1 supported and fixed by the support base 13 as shown in FIG. The hub 2 is rotationally driven through the coupling 16 by the rotational driving device 14 without applying an axial load between the two. In this state, the signal representing the axial load acting between the outer ring 1 and the hub 2 and the output signals of the sensors 6a and 6b, measured by the load meter 15, respectively, It inputs into the arithmetic unit 17 for a test. The test arithmetic unit 17 confirms that the axial load is not acting on the basis of the signal sent from the load meter 15, while the output signals of the two sensors 6a and 6b are in between. Is measured, that is, the zero point after the change.

この様にして変化後の零点を測定したならば、次いで、車両に上記状態量測定装置付転がり軸受ユニットを組み付け直すと共に、上記変化後の零点を、前記演算器のメモリ中に読み込ませて、このメモリ中に記憶させてある所定の関係(上記実線αで示される関係)を補正する。具体的には、この所定の関係の零点を、上記変更後の零点に変更する(図9で、上記実線αの零点がこの変更後の零点になる様に、この実線αを平行移動させる)補正を行なう。この結果、この補正後の所定の関係が、上記交換後の所定の関係(上記破線βで示される関係)と実質的に等しくなる。従って、本例の場合、その後の車両の運転時に、上記補正後の所定の関係を利用して、上記アキシアル荷重を精度良く測定できる。   If the zero point after the change is measured in this way, then, the rolling bearing unit with the state quantity measuring device is reassembled in the vehicle, and the zero point after the change is read into the memory of the arithmetic unit, A predetermined relationship (relation indicated by the solid line α) stored in the memory is corrected. Specifically, the zero point of this predetermined relationship is changed to the zero point after the change (in FIG. 9, the solid line α is translated so that the zero point of the solid line α becomes the zero point after the change). Make corrections. As a result, the predetermined relationship after correction is substantially equal to the predetermined relationship after replacement (relation indicated by the broken line β). Therefore, in the case of this example, the axial load can be accurately measured using the predetermined relationship after the correction when the vehicle is subsequently driven.

尚、上述した実施の形態では、変化後の零点を測定する際に、ハブを回転駆動装置により回転させたが、この測定作業をより簡単に行なう為に、上記ハブを手回しで回転させる事もできる。又、この測定作業は、状態量測定装置付転がり軸受ユニットを車両に組み付け直した状態で行なう事もできる。この場合に、上記ハブは、車輪を支持固定しない状態で回転させても良いし、或は車輪を支持固定した状態で回転させても良い。更に、この場合、上記変化後の零点は、上述した実施の形態の場合と同様、試験装置を構成する試験用演算装置を使用して測定しても良いし、或は上記状態量測定装置を構成する演算器を使用して測定しても良い。又、上記変化後の零点を上記試験用演算装置を使用して測定する場合に、この測定した零点は、上記演算器に対して、有線で読み込ませても良いし、或は軸受ユニットの一部に貼り付けたバーコード、QRコード、ICタグ(無線IC)等を利用して読み込ませても良い。   In the above-described embodiment, when measuring the zero point after the change, the hub is rotated by the rotary drive device. However, in order to perform this measurement work more easily, the hub may be rotated manually. it can. Further, this measurement work can be performed in a state where the rolling bearing unit with the state quantity measuring device is reassembled to the vehicle. In this case, the hub may be rotated without supporting and fixing the wheel, or may be rotated with the wheel supported and fixed. Further, in this case, the zero point after the change may be measured by using a test arithmetic unit constituting the test apparatus as in the above-described embodiment, or the state quantity measuring apparatus may be You may measure using the calculating unit to comprise. Further, when the zero point after the change is measured using the test arithmetic device, the measured zero point may be read by a wire to the arithmetic unit, or one of the bearing units. It may be read using a bar code, a QR code, an IC tag (wireless IC), or the like attached to the part.

又、上述した実施の形態では、前述の図2〜4に示した先発明の構造の第1例を対象として、本発明を実施した。但し、本発明は、これに限らず、前述した他の先発明の構造(請求項2の対象構造)や、前述の特許文献1に記載された構造(請求項3の対象構造)等、特許請求の範囲に記載した要件を満たす各種の状態量測定装置付転がり軸受ユニットを対象として実施する事ができる。   Further, in the above-described embodiment, the present invention is implemented for the first example of the structure of the prior invention shown in FIGS. However, the present invention is not limited to this. Patents such as the structure of the other prior invention described above (target structure of claim 2) and the structure described in the above-mentioned patent document 1 (target structure of claim 3), etc. The present invention can be implemented for various rolling bearing units with state quantity measuring devices that satisfy the requirements described in the claims.

本発明の対象となる状態量測定装置付転がり軸受ユニットに関する、静止側軌道輪と回転側軌道輪との間の状態量(相対変位、外力)と、センサの出力信号に関する情報(位相差比、デューティ比、各列の転動体の公転速度)との間に成立する所定の関係を変化させる要因には、以上に述べた要因、即ち、センサ交換に伴って、このセンサの検出部とエンコーダの被検出面との互いの位置関係がずれると言った要因(第一の要因)の他にも、センサ交換の前後で、このセンサの出力特性が異なると言った要因(第二の要因)や、転がり軸受ユニットを構成する複数個の転動体に付与した予圧が低下すると言った要因(第三の要因)がある。但し、このうちの第二の要因に関しては、交換後の新しいセンサとして、交換前の古いセンサと出力特性が同じものを使用する(この為に、事前に上記新しいセンサの出力特性を検査する)事により、上記第二の要因によって上記所定の関係が変化する事を防止できる。又、上記第三の要因に関しては、例えば特願2006−65675に開示された方法により、車両の運転時に上記予圧を測定しながら、上記第三の要因によって変化した上記所定の関係を補正できる。これらの理由から、上述した実施の形態では、上記第一の要因のみを考慮して(上記第二、第三の要因を無視して)、上記所定の関係の補正を行なう例を示した。   The state quantity (relative displacement, external force) between the stationary side bearing ring and the rotating side bearing ring, and information on the output signal of the sensor (phase difference ratio, The factors that change the predetermined relationship established between the duty ratio and the revolution speed of the rolling elements in each row) are the factors described above, that is, the sensor detection unit and the encoder In addition to the factor that the mutual positional relationship with the surface to be detected is shifted (first factor), the factor that the output characteristics of this sensor are different before and after sensor replacement (second factor) There is a factor (third factor) that the preload applied to the plurality of rolling elements constituting the rolling bearing unit decreases. However, regarding the second factor, the new sensor after replacement has the same output characteristics as the old sensor before replacement (for this purpose, the output characteristics of the new sensor are inspected in advance). Thus, the predetermined relationship can be prevented from changing due to the second factor. As for the third factor, for example, by the method disclosed in Japanese Patent Application No. 2006-65675, the predetermined relationship changed by the third factor can be corrected while measuring the preload during driving of the vehicle. For these reasons, in the above-described embodiment, an example in which only the first factor is considered (ignoring the second and third factors) and the predetermined relationship is corrected has been described.

但し、本発明を実施する場合には、上記第一の要因と共に上記第二、第三の各要因によって変化した、上記所定の関係を補正する事もできる。但し、上記第一の要因と異なり、上記第二、第三の各要因は、上記所定の関係の零点だけでなく、ゲイン特性をも比較的大きく変化させる。この為、センサ交換後に上記所定の関係を補正する場合には、事前にこの所定の関係の零点だけでなく、ゲイン特性をも調べ直しておく必要がある。   However, when the present invention is implemented, the predetermined relationship changed by the second factor and the third factor together with the first factor can be corrected. However, unlike the first factor, each of the second and third factors changes not only the zero point of the predetermined relationship but also the gain characteristic relatively large. For this reason, when the predetermined relationship is corrected after sensor replacement, it is necessary to reexamine not only the zero of the predetermined relationship but also the gain characteristics in advance.

本発明の実施の形態の1例を示す、演算器のメモリ中に記憶させてある所定の関係の補正を行なう状況を示す図。The figure which shows the condition which correct | amends the predetermined relationship memorize | stored in the memory of a calculator which shows an example of embodiment of this invention. 状態量測定装置付転がり軸受ユニットに関する先発明の構造の第1例を示す断面図。Sectional drawing which shows the 1st example of the structure of the prior invention regarding a rolling bearing unit with a state quantity measuring device. この第1例に組み込むエンコーダの一部を径方向から見た図。The figure which looked at a part of encoder incorporated in this 1st example from the diameter direction. アキシアル荷重の変動に伴って変化するセンサの出力信号を示す線図。The diagram which shows the output signal of the sensor which changes with the fluctuation | variation of an axial load. 状態量測定装置付転がり軸受ユニットに関する先発明の構造の第2例を示す断面図。Sectional drawing which shows the 2nd example of the structure of the prior invention regarding a rolling bearing unit with a state quantity measuring device. この第2例に組み込むエンコーダの一部を径方向から見た図。The figure which looked at a part of encoder incorporated in this 2nd example from the diameter direction. 状態量測定装置付転がり軸受ユニットに関する先発明の構造の第3例を示す断面図。Sectional drawing which shows the 3rd example of the structure of the prior invention regarding a rolling bearing unit with a state quantity measuring device. この第3例に組み込むエンコーダの一部を径方向から見た図。The figure which looked at a part of encoder incorporated in this 3rd example from the diameter direction. 外輪とハブとの間の状態量(アキシアル荷重又は相対変位)と、センサの出力信号に関する情報(位相差比又はデューティ比)との関係を示す線図。The diagram which shows the relationship between the state quantity (axial load or relative displacement) between an outer ring | wheel and a hub, and the information (phase difference ratio or duty ratio) regarding the output signal of a sensor.

符号の説明Explanation of symbols

1 外輪
2 ハブ
3 転動体
4、4a、4b エンコーダ
5 カバー
6a、6b センサ
7、7a、7b 透孔
8、8a、8b 柱部
9 第一の特性変化部
10 第二の特性変化部
11 円筒部
12 底板部
13 支持台
14 回転駆動装置
15 荷重計
16 カップリング
17 試験用演算装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Outer ring 2 Hub 3 Rolling element 4, 4a, 4b Encoder 5 Cover 6a, 6b Sensor 7, 7a, 7b Through-hole 8, 8a, 8b Column part 9 First characteristic change part 10 Second characteristic change part 11 Cylindrical part DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Bottom plate part 13 Support stand 14 Rotation drive device 15 Load meter 16 Coupling 17 Computing device

Claims (5)

転がり軸受ユニットと、状態量測定装置とを備え、
このうちの転がり軸受ユニットは、使用時にも回転しない静止側軌道輪と、使用時に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それぞれ2列ずつ形成された静止側軌道と回転側軌道との間にそれぞれ複数個ずつ、1対の列同士の間で接触角の方向を互いに逆にして転動自在に設けられた転動体とを備えたものであり、
上記状態量測定装置は、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との間の相対変位と、これら両軌道輪同士の間に作用する外力とのうちの、少なくとも一方の状態量を測定するもので、センサ装置と、演算器とを備え、
このうちのセンサ装置は、使用時にも回転しない部分に支持されると共に、1乃至複数個のセンサを備えたものであり、
上記演算器は、上記状態量と上記1乃至複数個のセンサの出力信号に関する情報との間に成立する所定の関係を、そのメモリ中に記憶させており、且つ、使用時に、この所定の関係を利用して、上記情報に基づき上記状態量を算出する機能を有するものである、
状態量測定装置付転がり軸受ユニットを対象とする、上記センサの交換方法であって、
上記状態量測定装置付転がり軸受ユニットの使用を中止して、上記センサを交換した後、この状態量測定装置付転がり軸受ユニットの使用を再開する前に、上記所定の関係を調べ直し、上記演算器のメモリ中に記憶されている上記所定の関係を、この調べ直した所定の関係に補正する事を特徴とする状態量測定装置付転がり軸受ユニットのセンサの交換方法。
A rolling bearing unit and a state quantity measuring device;
Of these, the rolling bearing unit has two rows on each of the stationary bearing rings that do not rotate when used, the rotating bearing rings that rotate when used, and the circumferential surfaces of the stationary bearing ring and the rotating bearing ring facing each other. A plurality of rolling elements are provided between the stationary-side track and the rotating-side track, each of which is formed so as to be able to roll with a contact angle direction opposite to each other between a pair of rows. Is,
The state quantity measuring apparatus measures at least one state quantity of a relative displacement between the stationary side raceway and the rotation side raceway and an external force acting between the two raceways. It has a sensor device and an arithmetic unit,
Among these, the sensor device is supported by a portion that does not rotate during use and includes one or more sensors.
The computing unit stores in the memory a predetermined relationship established between the state quantity and the information relating to the output signals of the one or more sensors, and the predetermined relationship at the time of use. And has a function of calculating the state quantity based on the information.
A sensor replacement method for a rolling bearing unit with a state quantity measuring device, comprising:
After stopping the use of the rolling bearing unit with the state quantity measuring device and replacing the sensor, before resuming the use of the rolling bearing unit with the state quantity measuring device, reexamine the predetermined relationship and calculate A method for replacing a sensor of a rolling bearing unit with a state quantity measuring device, wherein the predetermined relationship stored in the memory of the vessel is corrected to the predetermined relationship that has been reexamined.
対象となる状態量測定装置付転がり軸受ユニットに関して、
状態量測定装置は、エンコーダを備え、このエンコーダは、回転側軌道輪の一部に直接又は他の部材を介して支持固定されると共に、上記回転側軌道輪と同心の被検出面を有し、且つ、こ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若しくはピッチを、この被検出面の幅方向の少なくとも一部でこの幅方向に関して連続的に変化させており、
センサ装置は、1乃至複数個のセンサの検出部を上記被検出面に対向させると共に、このうちの少なくとも1個のセンサの検出部を、上記被検出面のうちで、上記特性変化の位相若しくはピッチが幅方向に関して連続的に変化する部分に対向させており、且つ、上記1乃至複数個のセンサはそれぞれ、上記被検出面の特性変化に対応して出力信号を変化させるものであり、
演算器は、測定すべき状態量と上記1乃至複数個のセンサの出力信号に関する情報との間に成立する所定の関係を、そのメモリ中に記憶させており、且つ、使用時に、この所定の関係を利用して、上記情報に基づき上記状態量を算出する機能を有する、
請求項1に記載した状態量測定装置付転がり軸受ユニットのセンサの交換方法。
Regarding the rolling bearing unit with state quantity measuring device
The state quantity measuring device includes an encoder, and this encoder is supported and fixed directly on a part of the rotation side raceway or through another member, and has a detected surface concentric with the rotation side raceway. In addition, the characteristics of the surface to be detected are alternately changed with respect to the circumferential direction, and the phase or pitch at which the characteristics of the surface to be detected changes with respect to the circumferential direction is determined in at least a part of the width direction of the surface to be detected. The width direction is continuously changed,
In the sensor device, the detection unit of one or more sensors is opposed to the detection surface, and the detection unit of at least one of them is set to the phase of the characteristic change or the phase of the detection surface. The pitch is opposed to a portion that continuously changes in the width direction, and each of the one or more sensors changes an output signal in response to a change in characteristics of the detected surface.
The computing unit stores in the memory a predetermined relationship established between the state quantity to be measured and the information related to the output signals of the one or more sensors, and the predetermined amount is used during use. Using a relationship, it has a function to calculate the state quantity based on the information,
A method for replacing a sensor of a rolling bearing unit with a state quantity measuring device according to claim 1.
対象となる状態量測定装置付転がり軸受ユニットに関し、
センサ装置は、1乃至複数個のセンサとして、各列の転動体の公転速度を検出する為の1対の公転速度検出用センサを備えており、
演算器は、測定すべき状態量と上記1対の公転速度検出用センサの出力信号に関する情報との間に成立する所定の関係を、そのメモリ中に記憶させており、且つ、使用時に、この所定の関係を利用して、上記情報に基づき上記状態量を算出する機能を有する、
請求項1に記載した状態量測定装置付転がり軸受ユニットのセンサの交換方法。
Regarding the rolling bearing unit with state quantity measuring device
The sensor device includes a pair of revolution speed detection sensors for detecting the revolution speed of the rolling elements in each row as one or a plurality of sensors.
The computing unit stores in the memory a predetermined relationship established between the state quantity to be measured and the information related to the output signal of the pair of revolution speed detection sensors. Having a function of calculating the state quantity based on the information using a predetermined relationship;
A method for replacing a sensor of a rolling bearing unit with a state quantity measuring device according to claim 1.
静止側軌道輪に対して回転側軌道輪を回転させながら、所定の関係を調べ直す、請求項1〜3のうちの何れか1項に記載した状態量測定装置付転がり軸受ユニットのセンサの交換方法。   Replacing the sensor of the rolling bearing unit with a state quantity measuring device according to any one of claims 1 to 3, wherein a predetermined relationship is reexamined while rotating the rotating side raceway with respect to the stationary side raceway. Method. 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1〜4のうちの何れか1項に記載した状態量測定装置付転がり軸受ユニットのセンサの交換方法。   The rolling bearing unit is a hub unit for supporting a wheel of an automobile, the stationary-side bearing ring is supported by a suspension device of the automobile in use, and the wheel is coupled and fixed to a hub that is a rotating-side bearing ring. 4. A method for replacing a sensor of a rolling bearing unit with a state quantity measuring device according to any one of 4.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010133779A (en) * 2008-12-03 2010-06-17 Nsk Ltd Inspection method and inspection apparatus for apparatus of measuring state quantity of rolling bearing unit
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