JP2006092412A - Rotation supporting device with sensor - Google Patents
Rotation supporting device with sensor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006092412A JP2006092412A JP2004279161A JP2004279161A JP2006092412A JP 2006092412 A JP2006092412 A JP 2006092412A JP 2004279161 A JP2004279161 A JP 2004279161A JP 2004279161 A JP2004279161 A JP 2004279161A JP 2006092412 A JP2006092412 A JP 2006092412A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sensor
- rotation
- data representing
- rotational speed
- raceway
- 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.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C41/00—Other accessories, e.g. devices integrated in the bearing not relating to the bearing function as such
- F16C41/007—Encoders, e.g. parts with a plurality of alternating magnetic poles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/52—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C41/00—Other accessories, e.g. devices integrated in the bearing not relating to the bearing function as such
- F16C41/008—Identification means, e.g. markings, RFID-tags; Data transfer means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Abstract
Description
この発明に係るセンサ付回転支持装置は、自動車や鉄道車両等の各種車両の車輪、或いは、各種工作機械の主軸や各種産業機械の回転軸等を回転自在に支持すると共に、この回転支持部の状態を検出する為に利用する。 The rotation support device with a sensor according to the present invention rotatably supports the wheels of various vehicles such as automobiles and railway vehicles, the main shafts of various machine tools, the rotation shafts of various industrial machines, and the like. Used to detect the state.
例えば鉄道車両の走行速度を求めたり、或いは鉄道車両の車輪が偏摩耗するのを防止する為の滑走制御を行なう為には、車輪の回転速度を検出する必要がある。更には、車輪を支持する転がり軸受ユニット部分に剥離等の異常が発生した場合に、この異常が、焼き付き等の、より重大な故障に結び付くのを防止する為には、この異常に伴って生じる温度上昇や振動の増大を検知すべく、上記転がり軸受の温度や振動を検出する必要がある。この為、上記転がり軸受ユニットに、回転速度センサ、温度センサ、振動センサを組み込んだセンサ付回転支持装置により、上記車輪を軸受箱等の固定部分に対し回転自在に支持すると共に、この車輪の回転速度並びに上記転がり軸受ユニットの温度や振動を検出する事が、近年行われる様になっている。 For example, it is necessary to detect the rotational speed of the wheel in order to obtain the traveling speed of the railway vehicle or to perform sliding control for preventing uneven wear of the wheels of the railway vehicle. Furthermore, when an abnormality such as peeling occurs in the rolling bearing unit portion that supports the wheel, this abnormality is accompanied by this abnormality in order to prevent it from leading to a more serious failure such as seizure. In order to detect an increase in temperature and an increase in vibration, it is necessary to detect the temperature and vibration of the rolling bearing. For this reason, the rotation support device with a sensor in which a rotation speed sensor, a temperature sensor, and a vibration sensor are incorporated in the rolling bearing unit supports the wheel rotatably with respect to a fixed part such as a bearing box and the rotation of the wheel. In recent years, detection of speed and temperature and vibration of the rolling bearing unit has been performed.
図5〜6は、この様な事情に鑑みて考えられて特許文献1に記載された、センサ付回転支持装置の1例を示している。このセンサ付回転支持装置の場合には、車軸1の外端部を軸受箱2の内側に、複列円すいころ軸受ユニット3により回転自在に支持している。この複列円すいころ軸受ユニット3は、使用状態でも回転しない静止側軌道輪である外輪4と、使用状態で回転する回転側軌道輪である1対の内輪5、5と、これら外輪4と各内輪5、5との互いに対向する周面に存在する各外輪軌道6、6と各内輪軌道7、7との間に設けられた、それぞれが転動体である複数個の円すいころ8、8とを備える。又、上記車軸1の外端面にエンドキャップ9を、ボルト10、10により固定している。このエンドキャップ9は、スペーサ11を介して、被検出部材である回転速度検出用エンコーダ12、並びに、上記複列円すいころ軸受ユニット3を構成する上記各内輪5、5を軸方向に抑え付け、これら各部材12、5が上記車軸1から抜け出るのを阻止している。
5-6 has shown an example of the rotation support apparatus with a sensor considered in view of such a situation, and was described in patent document 1. FIG. In the case of this rotation support device with a sensor, the outer end portion of the axle 1 is rotatably supported by the double row tapered roller bearing unit 3 inside the bearing housing 2. The double-row tapered roller bearing unit 3 includes an outer ring 4 that is a stationary raceway that does not rotate even in use, a pair of inner rings 5 and 5 that are rotary raceways that rotate in use, A plurality of tapered rollers 8, 8 provided between the outer ring raceways 6, 6 and the
又、上記回転速度検出用エンコーダ12は、例えば磁性材製の環状部材の外周面を歯車状に形成する事により、或いは、S極とN極とを円周方向に交互に、且つ、等間隔に配置した永久磁石により外周面を構成する事により(円周方向に間隔を空けて永久磁石を設けても良い)、被検出面であるその外周面の特性を円周方向に関して交互に変化させている。又、上記複列円すいころ軸受ユニット3を構成する上記外輪4に欠円環状のセンサユニット13を、支持環14を介して支持している。このセンサユニット13は、回転速度センサである回転速度検出用センサ15を、その検出部を上記回転速度検出用エンコーダ12の外周面(被検出面)に近接対向させた状態で支持している。又、上記センサユニット13内や上記支持環14等に、図示しない振動センサや温度センサを設置している。
The
上述の図5〜6に示した様なセンサ付転がり軸受ユニットの使用時には、上記回転速度検出用センサ15が、上記車軸1の回転速度に比例した周波数で変化する検出信号を出力するので、この検出信号の周波数或いは変化の周期により、上記回転速度を求められる。求めた回転速度は、前記滑走制御等に利用する。又、上記振動センサにより、上記車軸1の回転に伴って上記複列円すいころ軸受ユニット3部分で発生する振動を求められる。更に、上記温度センサにより、上記複列円すいころ軸受ユニット3を構成する外輪4等の温度を求められる。そこで、上記振動或いはこの温度が所定の閾値よりも大きくなった場合には、上記複列円すいころ軸受ユニット3の転がり接触部を構成する各面の何れかの部分に、剥離等の損傷が発生したとして、運転者に注意を促す警報を発する等により、焼き付き等のより重大な故障の発生を防止する。
When the sensor-equipped rolling bearing unit as shown in FIGS. 5 to 6 is used, the rotational
尚、上記回転速度検出用センサ15は、単一で設置する他、円周方向に関して位相が異なる2個所位置(例えば被検出部の1ピッチの4分の1分相互に離間した位置)に設ける事により、位相が約90度異なる信号を生成する様にし、両回転速度検出用センサの検出信号の位相に基づいて、上記車軸1の回転方向を判別する場合もある。何れの場合でも、上記回転速度検出用センサ15の検出信号は、上記回転速度に比例した周波数のパルスを発生するディジタル信号である場合と、この回転速度に比例した周波数で正弦波的に変化するアナログ信号である場合とがある。前者は、永久磁石と、ホールICや磁気抵抗素子等の磁気検出素子と、波形成形回路とを組み合わせたアクティブ型のセンサの場合に多い。これに対して、後者は、永久磁石とポールピースとコイルとを組み合わせた、パッシブ型のセンサに多い。
The rotational
上述の様な回転速度検出センサや振動センサ、温度センサ等の複数のセンサから出力されるそれぞれの検出信号は、これら各センサから離れた部分に設置された制御器に送る必要がある。例えば、鉄道車両には、多数の車輪を支持する為に多数の転がり軸受ユニットが存在する。又、自動車の場合でも、4個の車輪を支持する為に4個の転がり軸受ユニットが存在する。そして、これら各転がり軸受ユニットに、それぞれ複数個ずつ組み込まれたセンサから、それぞれ車体側に設置した制御器に向けて、測定値を表す(或いは閾値を越えたか否かを表す)信号を送る必要がある。工作機械や産業機械の回転支持部に組み込んだ転がり軸受ユニットの場合も同様である。 Each detection signal output from a plurality of sensors such as a rotation speed detection sensor, a vibration sensor, and a temperature sensor as described above needs to be sent to a controller installed in a part away from each of these sensors. For example, a railway vehicle has a large number of rolling bearing units to support a large number of wheels. Further, even in the case of an automobile, there are four rolling bearing units for supporting four wheels. Then, it is necessary to send a signal indicating the measured value (or indicating whether or not the threshold value is exceeded) from a plurality of sensors incorporated in each rolling bearing unit to the controller installed on the vehicle body side. There is. The same applies to a rolling bearing unit incorporated in a rotation support part of a machine tool or industrial machine.
上述の様に、多数のセンサの検出信号を、それぞれ別個のハーネス(=信号線)、或いは複数本のハーネスを束ねたケーブルにより上記制御器に送る様にした場合、必要となるハーネス延いてはケーブルの数が多くなり、配線作業の煩雑化や重量の増大を招く事が避けられない。この様な事情に鑑みて、例えば重量の低減を図るべく、上記ハーネスやケーブルを細く(小径化)する事が考えられる。但し、この様にハーネスやケーブルを細くすると、これらハーネスやケーブルの強度を確保しにくくなり、これらハーネスやケーブルの断線を生じ易くなる可能性がある。この為、配線作業の容易化や重量の低減を図る上で、上記ハーネス延いてはケーブルの数を低減する事が望まれている。 As described above, when the detection signals of a large number of sensors are sent to the controller using separate harnesses (= signal lines) or cables in which a plurality of harnesses are bundled, the necessary harnesses should be extended. It is inevitable that the number of cables will increase and the wiring work will become complicated and increase in weight. In view of such circumstances, for example, in order to reduce the weight, it is conceivable to make the harness or the cable thinner (smaller diameter). However, if the harnesses and cables are thinned in this way, it is difficult to ensure the strength of these harnesses and cables, and there is a possibility that these harnesses and cables are likely to be disconnected. For this reason, in order to facilitate the wiring work and reduce the weight, it is desired to reduce the number of harnesses and cables.
本発明のセンサ付回転支持装置は、上述の様な事情に鑑み、ハーネス延いてはケーブルの数を少なくし、配線作業の容易化並びに重量の低減を図れる構造を実現すべく発明したものである。 The rotation support device with a sensor according to the present invention has been invented in order to realize a structure capable of reducing the number of harnesses and cables, facilitating the wiring work, and reducing the weight in view of the circumstances as described above. .
本発明のセンサ付回転支持装置は、静止側軌道輪と、回転側軌道輪と、複数個の転動体と、被検出部材と、回転速度センサと、別のセンサとを備える。
このうちの静止側軌道輪は、使用状態でも回転しないものである。
又、上記回転側軌道輪は、使用状態で回転するものである。
又、上記各転動体は、上記静止側軌道輪と回転側軌道輪との互いに対向する周面に存在する静止側軌道と回転側軌道との間に設けられている。
又、上記被検出部材は、上記各転動体又は上記回転側軌道輪と共に回転するものであり、被検出面の特性を円周方向に関して交互に変化させている。
又、上記回転速度センサは、上記被検出部材の被検出面にその検出部を対向させている。
更に、上記別のセンサは、上記回転速度センサの他に設けられたものであり、回転支持部の状態を測定する。
The rotation support device with a sensor according to the present invention includes a stationary side race ring, a rotation side race ring, a plurality of rolling elements, a detected member, a rotation speed sensor, and another sensor.
Of these, the stationary-side track ring does not rotate even in use.
Moreover, the said rotation side track ring rotates in a use condition.
Further, each of the rolling elements is provided between a stationary side raceway and a rotational side raceway that exist on the circumferential surfaces of the stationary side raceway and the rotation side raceway that face each other.
The detected member rotates together with the rolling elements or the rotating raceway, and the characteristics of the detected surface are alternately changed in the circumferential direction.
Further, the rotation speed sensor has a detection portion opposed to a detection surface of the detection member.
Further, the another sensor is provided in addition to the rotation speed sensor, and measures the state of the rotation support portion.
特に、本発明のセンサ付回転支持装置に於いては、上記回転速度センサを、速度を表すデータをパルス列の検出信号として送り出すディジタル式のセンサとしている。又、これと共に、上記別のセンサを、測定値を表すデータをアナログ検出信号として送り出すアナログ式のセンサとしている。そして、上記別のセンサの測定値を表すデータを、上記回転速度センサの速度を表すパルス列のデータに重畳させた状態で送り出している。 In particular, in the rotation support device with a sensor of the present invention, the rotation speed sensor is a digital sensor that sends data representing the speed as a detection signal of a pulse train. At the same time, the other sensor is an analog sensor that sends data representing a measured value as an analog detection signal. Then, the data representing the measured value of the other sensor is sent out in a state of being superimposed on the pulse train data representing the speed of the rotational speed sensor.
上述の様に構成する本発明のセンサ付回転支持装置は、回転速度センサとは別のセンサの測定値を表すアナログデータを、この回転速度センサの速度を表すパルス列のディジタルデータに重畳させた状態で送り出す為、ハーネス(=信号線)の数を低減できる。即ち、上記回転速度センサと上記別のセンサとの2つのセンサからそれぞれ送り出される検出信号を、2本のハーネスを必要とするところを1本のハーネスで制御器に送る事ができる。この為、必要なハーネスの数を半分にできると共に、このハーネスを束ねたケーブルの小径化、軽量化、延いてはこのケーブルの数を低減する事ができ、配線作業の容易化並びに重量の低減を図れる。 The rotation support device with a sensor according to the present invention configured as described above is a state in which analog data representing a measurement value of a sensor different from the rotation speed sensor is superimposed on digital data of a pulse train representing the speed of the rotation speed sensor. The number of harnesses (= signal lines) can be reduced because the wire is sent out at That is, the detection signals sent from the two sensors, that is, the rotational speed sensor and the other sensor, can be sent to the controller using one harness when two harnesses are required. As a result, the number of harnesses required can be halved, the cable bundled with the harnesses can be reduced in diameter and weight, and the number of cables can be reduced, making wiring work easier and reducing weight. Can be planned.
本発明を実施する場合に好ましくは、請求項2に記載した様に、回転速度センサの速度を表すパルス列のデータに、この回転速度センサとは別のセンサの測定値を表すデータを、上記パルス列のデューティ比として重畳させる。即ち、上記別のセンサの測定値を表すデータを、上記回転センサの速度を表すパルス列中に、1パルス当たりの高位(又は低位)の比(=デューティ比)として、この比と測定値とを対応させた状態で重畳させる。この場合に好ましくは、上記別のセンサが検出する測定値を、回転支持部の振動の大きさ(請求項3)、或いは、この回転支持部の温度(請求項4)とする。
この様に構成すれば、複雑な装置を必要とする事なく、上記別のセンサの測定値(回転支持部の振動の大きさ或いは温度)を表すアナログデータを、上記回転速度センサの速度を表すパルス列のディジタルデータに重畳させる事ができる。又、これと共に、制御器側でも複雑な装置を必要とする事なく、上述の様に重畳させたディジタルデータを、それぞれの測定値(速度と振動の大きさ或いは温度と)を表すデータに分離させる事ができる。
When the present invention is implemented, preferably, as described in claim 2, data representing a measured value of a sensor other than the rotational speed sensor is included in the pulse train data representing the speed of the rotational speed sensor. The duty ratio is superimposed. That is, the data representing the measurement value of the other sensor is used as a high (or low) ratio (= duty ratio) per pulse in the pulse train representing the speed of the rotation sensor. Superimpose in the corresponding state. In this case, preferably, the measurement value detected by the other sensor is the magnitude of vibration of the rotation support part (Claim 3) or the temperature of the rotation support part (Claim 4).
If comprised in this way, the analog data showing the measured value (the magnitude | size or temperature of a vibration of a rotation support part) of said another sensor will represent the speed of the said rotational speed sensor, without requiring a complicated apparatus. It can be superimposed on the digital data of the pulse train. Along with this, the digital data superimposed as described above is separated into data representing each measured value (speed and magnitude of vibration or temperature) without requiring a complicated device on the controller side. You can make it.
図1〜3は、本発明の実施例1を示している。軸受箱2aの内側に回転軸16の外端部(図1の右端部)を、それぞれが転がり軸受である1対の玉軸受17、17により回転自在に支持している。これら各玉軸受17、17はそれぞれ、外輪18、18と、内輪19、19と、複数個の玉20、20とを備える。このうちの各外輪18、18は、使用状態でも回転しない静止側軌道輪であり、内周面に静止側軌道面である外輪軌道6、6を有する。又、上記各内輪19、19は、使用状態で回転する回転側軌道輪であり、外周面に回転側軌道面である内輪軌道7、7を有する。又、上記各玉20、20は、それぞれが球状に形成された転動体であり、上記各外輪18、18と各内輪19、19との互いに対向する周面に存在する上記各外輪軌道6、6と各内輪軌道7、7との間に、それぞれ複数個ずつ設けられている。
1-3 show Example 1 of the present invention. An outer end portion (right end portion in FIG. 1) of the
又、上記各内輪19、19と共に回転する上記回転軸16の外端部に、被検出部材である回転速度検出用エンコーダ12aを支持している。この回転速度検出用エンコーダ12aは、磁性材製で、外周面を歯車状に形成する事により、被検出面であるこの外周面の特性を円周方向に関して交互に且つ等間隔で変化させている。尚、この様な歯車状とした回転速度検出用エンコーダ12aに代えて、被検出面である外周面を、N極とS極とを交互に、且つ、等間隔に配置した永久磁石により構成したものとしても良い。又、上記軸受箱2aの内外両周面を貫通する状態で形成した支持孔21に、センサユニット22を支持している。そして、このセンサユニット22の先端部(図1の下端部)で、上記回転速度検出用エンコーダ12aの外周面(被検出面)と対向する部分に、回転速度検出用センサ15aを支持している。又、これと共に、上記センサユニット22内に、上記回転軸16の回転に伴って上記各転がり軸受17、17部分で発生する振動を求める為の振動センサ、或いは、上記軸受箱2a内の温度を求める為の温度センサを設置している(図示省略)。
A rotational speed detecting encoder 12a, which is a member to be detected, is supported on the outer end portion of the
更に、本実施例の場合は、上記回転速度検出用センサ15aを、速度を表すデータをパルス列の検出信号として送り出すディジタル式のセンサとしている。又、これと共に、この回転速度検出用センサ15aとは別のセンサである上記振動センサ或いは温度センサを、測定値(振動の大きさ或いは温度)を表すデータをアナログ検出信号として送り出すアナログ式のセンサとしている。そして、この別のセンサ(振動センサ或いは温度センサ)の測定値を表すデータを、上記回転速度検出用センサ15aの速度を表すパルス列のデータに重畳させた状態で、1本のハーネス(信号線)23により、上記センサユニット22から離れた位置に設置された制御器(図示省略)に送り出している。本実施例の場合には、上記回転速度検出用センサ15aの速度を表すパルス列のデータに、この回転速度検出用センサ15aとは別のセンサの測定値を表すデータを、上記パルス列のデューティ比として重畳させている。
Further, in the case of the present embodiment, the rotational speed detection sensor 15a is a digital sensor that sends data representing the speed as a pulse train detection signal. At the same time, the vibration sensor or temperature sensor, which is a sensor different from the rotation speed detection sensor 15a, sends out data representing the measured value (vibration magnitude or temperature) as an analog detection signal. It is said. Then, a single harness (signal line) in a state where the data representing the measurement value of the other sensor (vibration sensor or temperature sensor) is superimposed on the pulse train data representing the speed of the rotational speed detection sensor 15a. 23 is sent to a controller (not shown) installed at a position away from the
図2は、上記回転速度検出用センサ15aから送り出されて、上記ハーネス23内を流れる信号(パルス列のデータ)の1例を示している。上記回転速度検出用センサ15aが送り出す出力信号のパルス列のデューティ比、即ち、1パルスTb当たりの高位Ta{又は低位(Tb−Ta)}の比Ta/Tbは、特に上記出力信号を加工しない限り、前記回転速度検出用エンコーダ12aの被検出面の特性により決まる。例えば、歯車の凹凸或いは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た場合には、上記回転速度検出用エンコーダ12aの被検出面の特性は、円周方向に関して交互に且つ等間隔で変化する。この為、この回転速度検出用エンコーダ12aが回転していれば(回転軸16の回転速度が0でなければ)、上記回転速度検出用センサ15aが送り出すパルス列のデューティ比Ta/Tbは、0.5(50%)となる。これに対して本実施例の場合には、上記回転速度検出用センサ15aの出力信号を加工する事により、上記デューティ比Ta/Tbを、この回転速度検出用センサ15aとは別のセンサである上記振動センサ或いは温度センサの測定値に応じて、図3に示す様に変化させる。
FIG. 2 shows an example of a signal (pulse train data) sent from the rotational speed detection sensor 15 a and flowing in the
即ち、上記別のセンサが温度センサである場合には、同図(A)に示す様に、この温度センサが測定する温度に応じて、上記回転速度検出用センサ15aが送り出すパルス列のデューティ比Ta/Tbを変化させる。例えば、上記温度センサが測定した温度が40℃であれば、上記回転速度検出用センサ15aが送り出すパルス列のデューティ比Ta/Tbを0.4(40%)にする。この様な加工は、図3に示す様な関係式を組み込んだICをセンサユニット22内に組み込む事により、容易に行なえる。尚、本実施例の場合は、上記温度センサが測定する温度の範囲を−20℃〜140℃とし、この温度に対応するデューティ比Ta/Tbを0.1(10%)〜0.9(90%)としている。この様な温度の範囲と上記デューティ比Ta/Tbとの対応関係は、使用状態に応じて適宜設定できる。 That is, when the other sensor is a temperature sensor, the duty ratio Ta of the pulse train sent out by the rotational speed detection sensor 15a according to the temperature measured by the temperature sensor, as shown in FIG. / Tb is changed. For example, if the temperature measured by the temperature sensor is 40 ° C., the duty ratio Ta / Tb of the pulse train sent out by the rotational speed detection sensor 15a is set to 0.4 (40%). Such processing can be easily performed by incorporating an IC incorporating a relational expression as shown in FIG. In the case of this embodiment, the temperature range measured by the temperature sensor is set to −20 ° C. to 140 ° C., and the duty ratio Ta / Tb corresponding to this temperature is 0.1 (10%) to 0.9 ( 90%). The correspondence between such a temperature range and the duty ratio Ta / Tb can be appropriately set according to the use state.
又、上記別のセンサが振動センサである場合には、同図(B)に示す様に、この振動センサが測定する振動の大きさに応じて、上記回転速度検出用センサ15aが送り出すパルス列のデューティ比Ta/Tbを変化させる。例えば、上記振動センサが測定した振動の大きさが12Grms(Grms:重力加速度の二乗平均)であれば、上記回転速度検出用センサ15aが送り出すパルス列のデューティ比Ta/Tbを0.6(60%)にする。この様な加工も、上記温度を表す信号を重畳させる場合と同様に、容易に行なえる。尚、本実施例の場合は、上記振動センサが測定する振動の大きさの範囲を2Grms〜18Grmsとし、この振動の大きさに対応するデューティ比Ta/Tbを0.1(10%)〜0.9(90%)としている。この様な振動の大きさの範囲と上記デューティ比Ta/Tbとの対応関係は、使用状態に応じて適宜設定できる。又、本実施例の場合は、振動の大きさをGrms値として上記デューティ比Ta/Tbと対応させているが、振動の時間波形の振幅値そのものを上記デューティ比Ta/Tbと対応させる事もできる。 When the other sensor is a vibration sensor, as shown in FIG. 4B, the pulse train sent out by the rotational speed detection sensor 15a according to the magnitude of vibration measured by the vibration sensor. The duty ratio Ta / Tb is changed. For example, if the magnitude of vibration measured by the vibration sensor is 12 Grms (Grms: root mean square of gravitational acceleration), the duty ratio Ta / Tb of the pulse train sent out by the rotational speed detection sensor 15a is 0.6 (60% ). Such processing can be easily performed as in the case where the signal representing the temperature is superimposed. In the present embodiment, the range of the magnitude of vibration measured by the vibration sensor is 2 Grms to 18 Grms, and the duty ratio Ta / Tb corresponding to this magnitude of vibration is 0.1 (10%) to 0. .9 (90%). The correspondence relationship between the range of the magnitude of vibration and the duty ratio Ta / Tb can be set as appropriate according to the use state. In the present embodiment, the magnitude of vibration is set as the Grims value and is associated with the duty ratio Ta / Tb. However, the amplitude value of the time waveform of vibration itself may be associated with the duty ratio Ta / Tb. it can.
何れにしても、上述の様に回転速度検出用センサ15aが送り出すパルス列のデューティ比Ta/Tbを、上記別のセンサである温度センサや振動センサの測定値に対応するデューティ比Ta/Tbとした状態で、前記ハーネス23を通じて前記制御器に送り出す。そして、この制御器で、上記パルス列の周期Tbや周波数から回転速度を求めると共に、上記パルス列のデューティ比Ta/Tbから温度或いは振動の大きさを求める。尚、デューティ比Ta/Tbを温度或いは振動の大きさを表す信号に変換するのは、図3の(A)又は(B)に示す様な関係式を組み込んだICを上記制御器に組み込む事により、容易に行なえる。又、上記回転速度検出用センサ15aが検出する回転速度は、この回転速度に比例した上記パルスの周期Tbや周波数から求める為、上記デューティ比Ta/Tbが0(0%)或いは1(100%)にならない限り{検出精度や検出誤差等を考慮すると0.1(10%)未満或いは0.9(90%)を超えない限り}、上記デューティ比Ta/Tbが何れの値であっても求める回転速度に影響する事はない。
In any case, the duty ratio Ta / Tb of the pulse train sent out by the rotational speed detection sensor 15a as described above is set to the duty ratio Ta / Tb corresponding to the measured value of the temperature sensor or the vibration sensor which is another sensor. In the state, it is sent to the controller through the
上述の様な本実施例によれば、上記回転速度検出用センサ15aとは別のセンサである振動センサや温度センサ等の測定値を表すアナログデータを、この回転速度検出用センサ15aの速度を表すパルス列のディジタルデータに重畳させた状態で送り出す為、ハーネス23の数を低減できる。即ち、上記回転速度検出用センサ15aと上記別のセンサとの2つのセンサからそれぞれ送り出される検出信号を、これら各センサから離れた位置に設置された制御器に、2本のハーネスを必要とするところを1本のハーネス23で送る事ができる。又、例えば回転部材である回転軸16の回転方向を検出自在とすべく、上記回転速度検出用センサ15aを1対設けた場合には、これら1対の回転速度検出用センサにそれぞれ別のセンサである振動センサと温度センサとを対応させれば、4本ハーネスを必要とするところを2本のハーネスとする事ができる。この為、必要なハーネス23の数を半分にできると共に、このハーネス23を束ねたケーブルの小径化、軽量化、延いてはこのケーブルの数を低減する事ができ、配線作業の容易化並びに重量の低減を図れる。
According to the present embodiment as described above, analog data representing a measured value of a vibration sensor, a temperature sensor, or the like, which is a sensor different from the rotation speed detection sensor 15a, is converted to the speed of the rotation speed detection sensor 15a. Since it sends out in the state superimposed on the digital data of the pulse train to represent, the number of the
尚、本実施例の場合は、被検出部材である回転速度検出用エンコーダ12aを回転軸16の右端部に固定しているが、この回転速度検出用エンコーダ12aの設置位置は、この回転軸16の外周面で1対の玉軸受17、17の間部分としても良い。又、本実施例の場合は、上記回転速度検出用エンコーダ12aを上記回転軸16に固定し、この回転軸16の回転速度を検出自在としているが、この様な構造に限定するものではない。例えば各玉20、20を転動自在に支持する保持器(図示省略)に速度検出用エンコーダを設け、これら各玉20、20の公転速度を検出する場合に本発明を適用する事もできる。又、本実施例の場合は、回転速度検出用センサとは別のセンサを振動センサ或いは温度センサとしているが、これらのセンサに限定するものではない。即ち、上記別のセンサが回転支持部の状態を測定するものであり、且つ、この別のセンサが測定値を表すデータをアナログ検出信号として送り出すアナログ式のものであれば、前述した振動センサや温度センサの場合と同様に、この別のセンサの測定値を表すデータを上記回転速度検出用センサ15aの速度を表すパルス列のデータに重畳させる事ができる。又、玉軸受17、17に代えて円すいころ軸受や、円筒ころ軸受等の他の形式の転がり軸受、更には、複列転がり軸受ユニットや車輪を支持する為のハブユニット等に、本発明を適用する事もできる。
In this embodiment, the rotational speed detection encoder 12a, which is a member to be detected, is fixed to the right end portion of the
図4は、本発明の実施例2を示している。本実施例の場合には、単列の玉軸受17aに本発明を適用している。即ち、この玉軸受17aは、図示しない回転軸を支持し、使用状態で回転する内輪19と、ハウジング等の固定の部分に支持され、使用状態でも回転しない外輪18と、この外輪18の内周面に形成された外輪軌道6と上記内輪19の外周面に形成された内輪軌道7との間に設けられた複数個の玉20とを備える。そして、上記内輪19の端部外周面に、被検出部材である回転速度検出用エンコーダ12bを支持すると共に、上記外輪18の端部開口を塞ぐカバー24にセンサユニット22aを、このセンサユニット22a内に設置した回転速度検出用センサ15bを上記回転速度検出用エンコーダ12bの被検出面(内周面)に対向する状態で支持している。又、上記センサユニット22a内に、上記回転軸の回転に伴って上記玉軸受17a部分で発生する振動を求める為の振動センサ、或いは、この玉軸受17aを構成する上記外輪18の温度を求める為の温度センサを設置している。
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention. In the case of the present embodiment, the present invention is applied to the single
この様な本実施例の場合も、上記回転速度検出用センサ15bを、速度を表すデータをパルス列の検出信号として送り出すディジタル式のセンサとしている。又、これと共に、この回転速度検出用センサ15bとは別のセンサである上記振動センサ或いは温度センサを、測定値(振動の大きさ或いは温度)を表すデータをアナログ検出信号として送り出すアナログ式のセンサとしている。そして、この別のセンサ(振動センサ或いは温度センサ)の測定値を表すデータを、上記回転速度検出用センサ15bの速度を表すパルス列のデータに重畳させた状態で、1本のハーネス(信号線)23により、上記センサユニット22aから離れた部分に設置された制御器(図示省略)に送り出している。
その他の構造及び作用は、前述した実施例1と同様であるから、重複する説明は省略する。
Also in this embodiment, the rotational
Other structures and operations are the same as those of the first embodiment described above, and a duplicate description is omitted.
1 車軸
2、2a 軸受箱
3 複列円すいころ軸受ユニット
4 外輪
5 内輪
6 外輪軌道
7 内輪軌道
8 円すいころ
9 エンドキャップ
10 ボルト
11 スペーサ
12、12a、12b 回転速度検出用エンコーダ
13 センサユニット
14 支持環
15、15a、15b 回転速度検出用センサ
16 回転軸
17、17a 玉軸受
18 外輪
19 内輪
20 玉
21 支持孔
22、22a センサユニット
23 ハーネス
24 カバー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
The rotation support device with a sensor according to claim 1, wherein the measurement value detected by another sensor is the temperature of the rotation support unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004279161A JP2006092412A (en) | 2004-09-27 | 2004-09-27 | Rotation supporting device with sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004279161A JP2006092412A (en) | 2004-09-27 | 2004-09-27 | Rotation supporting device with sensor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006092412A true JP2006092412A (en) | 2006-04-06 |
Family
ID=36233300
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004279161A Withdrawn JP2006092412A (en) | 2004-09-27 | 2004-09-27 | Rotation supporting device with sensor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006092412A (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006207658A (en) * | 2005-01-26 | 2006-08-10 | Ntn Corp | Method of detecting malfunction of bearing with rotation sensor and its device |
JP2009202855A (en) * | 2008-01-29 | 2009-09-10 | Nsk Ltd | Bearing device for railroad vehicle |
JP2010085241A (en) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Aisin Seiki Co Ltd | Wheel state detection device |
CN103600753A (en) * | 2013-11-22 | 2014-02-26 | 哈尔滨轴承集团公司 | Urban rail transit bearing intelligent sensor |
CN103978992A (en) * | 2014-06-13 | 2014-08-13 | 深圳市远望谷信息技术股份有限公司 | Mounting bolt capable of obtaining temperature of mounted equipment, and train axle thereof |
CN105003537A (en) * | 2015-07-14 | 2015-10-28 | 广东省自动化研究所 | Air-suspending vibration signal inhibition-based method and system |
US10883543B2 (en) | 2016-12-14 | 2021-01-05 | Ntn Corporation | Rolling bearing with rotation sensor |
-
2004
- 2004-09-27 JP JP2004279161A patent/JP2006092412A/en not_active Withdrawn
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006207658A (en) * | 2005-01-26 | 2006-08-10 | Ntn Corp | Method of detecting malfunction of bearing with rotation sensor and its device |
JP4518970B2 (en) * | 2005-01-26 | 2010-08-04 | Ntn株式会社 | Abnormality detection method and detection device for bearing with rotation sensor |
JP2009202855A (en) * | 2008-01-29 | 2009-09-10 | Nsk Ltd | Bearing device for railroad vehicle |
JP2010085241A (en) * | 2008-09-30 | 2010-04-15 | Aisin Seiki Co Ltd | Wheel state detection device |
CN103600753A (en) * | 2013-11-22 | 2014-02-26 | 哈尔滨轴承集团公司 | Urban rail transit bearing intelligent sensor |
CN103978992A (en) * | 2014-06-13 | 2014-08-13 | 深圳市远望谷信息技术股份有限公司 | Mounting bolt capable of obtaining temperature of mounted equipment, and train axle thereof |
CN105003537A (en) * | 2015-07-14 | 2015-10-28 | 广东省自动化研究所 | Air-suspending vibration signal inhibition-based method and system |
US10883543B2 (en) | 2016-12-14 | 2021-01-05 | Ntn Corporation | Rolling bearing with rotation sensor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2008128640A (en) | Rolling bearing device for wheel | |
JP2007298080A (en) | Double row roller bearing with displacement sensor and abnormality diagnostic method for double row roller bearing | |
JP2007183247A (en) | Rotation supporting device with load measuring device | |
JP2006092412A (en) | Rotation supporting device with sensor | |
JP2008019933A (en) | Bearing device with sensor and bearing system | |
JP2017160974A (en) | Bearing device with sensor | |
JP2007210491A (en) | Arithmetic unit and arithmetic network system for peripheral device of wheel | |
JP5007616B2 (en) | State quantity measuring device for rolling bearing units | |
JP2007171104A (en) | Roller bearing unit with load-measuring device | |
JP4899612B2 (en) | Load measuring device for rolling bearing units | |
JP5092393B2 (en) | Method for assembling state quantity measuring device for rolling bearing unit | |
JP2008292275A (en) | Load measuring instrument for rolling bearing unit | |
JP2006329692A (en) | Rolling bearing unit with load measuring instrument | |
JP2007057342A (en) | Rolling bearing unit with load measuring device | |
JP4218361B2 (en) | Rolling bearing unit with sensor | |
JP2004340579A (en) | Instrument for measuring load of rolling bearing unit, and rolling bearing unit for measuring load | |
JP2007309711A (en) | Apparatus for measuring load of roll bearing unit, its manufacturing method, and manufacturing apparatus | |
JP2007212389A (en) | Load measuring device for rolling bearing unit | |
JP2008122171A (en) | Method of exchanging sensor of bearing unit with state quantity measuring device | |
JP2006072679A (en) | Signal transmission device for sensor and rolling bearing unit with the device | |
JP2005308134A (en) | Rolling bearing unit with sensor for detecting revolution speed | |
JP2007010318A (en) | Rolling bearing unit with load measuring device | |
JP5458498B2 (en) | State quantity measuring device for rolling bearing units | |
JP2005091073A (en) | Rotation speed detector and load measuring instrument for roller bearing unit | |
JP2008224397A (en) | Load measuring device for roller bearing unit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20070416 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070926 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20090728 |