JPH11325065A - Rolling bearing unit with revolving speed detecting device - Google Patents
Rolling bearing unit with revolving speed detecting deviceInfo
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- JPH11325065A JPH11325065A JP10127491A JP12749198A JPH11325065A JP H11325065 A JPH11325065 A JP H11325065A JP 10127491 A JP10127491 A JP 10127491A JP 12749198 A JP12749198 A JP 12749198A JP H11325065 A JPH11325065 A JP H11325065A
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- 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
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- 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
- F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
- F16C19/04—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly
- F16C19/06—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly with a single row or balls
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明に係る回転速度検出
装置付転がり軸受ユニットは、例えば自動車用自動変速
機を構成する回転軸を支承すると共にこの回転軸の回転
速度を検出する為に、この自動車用自動変速機に組み込
んだ状態で利用する。BACKGROUND OF THE INVENTION A rolling bearing unit with a rotation speed detecting device according to the present invention supports, for example, a rotating shaft constituting an automatic transmission for a vehicle and detects the rotating speed of the rotating shaft. Used in a state where it is incorporated in an automatic transmission for vehicles.
【0002】[0002]
【従来の技術】自動車用自動変速機を構成する回転軸を
ケーシングの内側に回転自在に支持すると共に、この回
転軸の回転速度を検出する為に、回転速度検出装置付転
がり軸受ユニットが使用される。この様な用途に使用可
能な回転速度検出装置付転がり軸受ユニットとして従来
から、例えば英国特許公開GB 2292193 Aに記載されたも
のが知られている。図5〜6は、この刊行物に記載され
た回転速度検出装置付転がり軸受ユニットを示してい
る。2. Description of the Related Art A rolling bearing unit with a rotating speed detecting device is used to rotatably support a rotating shaft constituting an automatic transmission for an automobile inside a casing and detect a rotating speed of the rotating shaft. You. As a rolling bearing unit with a rotation speed detecting device usable for such an application, a rolling bearing unit described in, for example, UK Patent Publication GB 2292193 A is conventionally known. 5 and 6 show a rolling bearing unit with a rotation speed detecting device described in this publication.
【0003】静止輪である外輪1の内周面には、静止側
軌道である外輪軌道2を形成している。又、回転輪であ
る内輪3の外周面には、回転側軌道である内輪軌道4を
形成している。上記外輪軌道2と内輪軌道4との間に
は、それぞれが転動体である複数個の玉5、5を、保持
器6により保持した状態で転動自在に設け、上記外輪1
の内径側に上記内輪3を、回転自在に支持している。
又、上記内輪3の端部外周面にはエンコーダ7を、外嵌
固定している。このエンコーダ7は、磁性金属板等によ
り、断面L字形で全体を円環状に形成したもので、磁気
特性を円周方向に亙り交互に且つ等間隔に変化させてい
る。一方、上記外輪1の端部内周面には、センサハウジ
ング8の基端部を内嵌固定している。そして、このセン
サハウジング8に設けた厚肉部9内に包埋したセンサ1
0の検知部を上記エンコーダ7の被検知部に、スラスト
方向に亙る微小隙間を介して対向させている。又、上記
センサ10の検出信号を取り出す為のハーネス11は、
上記厚肉部9の円周方向端面から導出し、上記センサハ
ウジング8の内周縁部に形成した円筒部12に巻回して
いる。この構成により、輸送時や保管時に、上記ハーネ
ス11の基端部が大きな曲率で折れ曲がるのを防止して
いる。An outer raceway 2 which is a stationary side raceway is formed on an inner peripheral surface of an outer race 1 which is a stationary raceway. On the outer peripheral surface of the inner ring 3 which is a rotating wheel, an inner ring track 4 which is a rotating side track is formed. Between the outer raceway 2 and the inner raceway 4, a plurality of balls 5, each of which is a rolling element, are provided so as to roll freely while being held by a retainer 6.
The inner ring 3 is rotatably supported on the inner diameter side of the inner ring 3.
An encoder 7 is externally fitted and fixed to the outer peripheral surface of the end of the inner ring 3. The encoder 7 is formed by a magnetic metal plate or the like and is formed in an annular shape as a whole with an L-shaped cross section, and changes magnetic characteristics alternately and at equal intervals in the circumferential direction. On the other hand, the base end of the sensor housing 8 is fitted and fixed to the inner peripheral surface of the end of the outer race 1. The sensor 1 embedded in the thick portion 9 provided in the sensor housing 8
The zero detection unit is opposed to the detection target of the encoder 7 via a small gap extending in the thrust direction. Further, a harness 11 for extracting a detection signal of the sensor 10 includes:
It is led out from the circumferential end surface of the thick portion 9 and is wound around a cylindrical portion 12 formed on the inner peripheral edge of the sensor housing 8. This configuration prevents the base end of the harness 11 from being bent at a large curvature during transportation or storage.
【0004】上述の様な回転速度検出装置付転がり軸受
ユニットの使用時には、上記外輪1を自動変速機のハウ
ジング等の固定部分に内嵌固定し、上記内輪3を回転軸
等の回転部分に外嵌固定する。この状態で上記内輪3が
回転すると、上記エンコーダ7と微小隙間を介して対向
した、上記センサ10の出力が変化する。この様にセン
サ10の出力信号が変化する周波数は、上記内輪3の回
転速度に比例するので、この出力信号を上記ハーネス1
1を介して図示しない制御器に送れば、上記回転部分の
回転速度を知る事ができる。When the above-described rolling bearing unit with a rotation speed detecting device is used, the outer ring 1 is internally fitted and fixed to a fixed portion such as a housing of an automatic transmission, and the inner ring 3 is externally mounted to a rotating portion such as a rotating shaft. Fit and fix. When the inner race 3 rotates in this state, the output of the sensor 10 facing the encoder 7 via the minute gap changes. Since the frequency at which the output signal of the sensor 10 changes is proportional to the rotation speed of the inner race 3, the output signal is
If it is sent to a controller (not shown) via 1, it is possible to know the rotation speed of the rotating part.
【0005】図5〜6に示した従来構造は、特にエンコ
ーダ7とセンサ10との構造に就いて開示していない
が、転がり軸受ユニットに組み込んだ回転速度検出装置
を使用して、回転速度だけでなく、回転方向を知る様に
した構造も、従来から知られている。磁気的センサによ
り回転方向を知る為には、この磁気的センサに磁気検出
ユニットを2組設け、これら2組の磁気検出ユニットの
出力が変化する位相を判定する必要がある。図7は、セ
ンサ10aを構成する2組の磁気検出ユニットをそれぞ
れ1対ずつの差動型のホール素子により構成して、回転
方向の検出を自在とした構造を示している。Although the conventional structure shown in FIGS. 5 and 6 does not particularly disclose the structure of the encoder 7 and the sensor 10, only the rotation speed is determined by using a rotation speed detecting device incorporated in a rolling bearing unit. Instead, a structure in which the direction of rotation is known is also conventionally known. In order to know the direction of rotation using a magnetic sensor, it is necessary to provide two sets of magnetic detection units in this magnetic sensor and determine the phase at which the outputs of these two sets of magnetic detection units change. FIG. 7 shows a structure in which two sets of magnetic detection units constituting the sensor 10a are each constituted by a pair of differential Hall elements so that the rotation direction can be freely detected.
【0006】先ず、エンコーダ7は、SPCCの如き軟
鋼板等の磁性金属板等により、図2、4、5に示す様
に、断面L字形で全体を円環状に形成したもので、回転
輪である内輪3の端部に締り嵌めにより外嵌固定する円
筒部13と、この円筒部13の端部から直径方向外方に
向け直角に折れ曲がった円輪部14とを備える。この円
輪部14には、第一特性部であるスリット状の透孔1
5、15と、第二特性部である柱部16、16とを、円
周方向に亙り交互に配置する事により、円周方向に亙る
磁気特性を交互に且つ等間隔に変化させている。上記各
透孔15、15及び柱部16、16は、それぞれ直径方
向に亙って設けている。言い換えれば、これら各透孔1
5、15及び柱部16、16を、それぞれ放射状に配置
している。[0006] First, as shown in FIGS. 2, 4, and 5, the encoder 7 is formed in a circular shape with a L-shaped cross section using a magnetic metal plate such as a mild steel plate such as SPCC. The cylindrical member 13 includes a cylindrical portion 13 that is externally fitted and fixed to an end portion of a certain inner ring 3 by interference fit, and a circular ring portion 14 that is bent from the end portion of the cylindrical portion 13 outward at right angles in a diametric direction. The annular portion 14 has a slit-shaped through hole 1 as a first characteristic portion.
By alternately arranging 5, 15 and the pillars 16, 16 as the second characteristic portions in the circumferential direction, the magnetic characteristics in the circumferential direction are changed alternately and at equal intervals. Each of the through holes 15 and 15 and the pillars 16 and 16 are provided in the diametric direction. In other words, each of these through holes 1
5, 15 and pillar parts 16, 16 are arranged radially, respectively.
【0007】又、上記エンコーダ7と組み合わせて回転
速度検出装置を構成するセンサ10aは、それぞれが差
動型ホール素子ユニットである、第一、第二の磁気検出
ユニット17、18から成る。これら第一、第二の磁気
検出ユニット17、18はそれぞれ、1対ずつのホール
素子19a、19bと、これら各ホール素子19a、1
9bに磁束を流す為の、図示しない永久磁石とにより構
成している。これら各ホール素子19a、19bのう
ち、第一の磁気検出ユニット17を構成する1対のホー
ル素子19a、19aは、所定のタイミングで上記柱部
16、16(又は透孔15、15)に対向する。そし
て、上記永久磁石から供給される磁束のうち、上記各ホ
ール素子19a、19aを流れる磁束の量の変化に対応
して、上記両ホール素子19a、19aの出力を変化さ
せる。そして上記第一の磁気検出ユニット17は、これ
ら両ホール素子19a、19aの差として、図8(A)
に示す様な波形の出力信号を出す。尚、この第一の磁気
検出ユニット17の出力値を最大にするには、上記エン
コーダ7の円周方向に関する上記1対のホール素子19
a、19aの位相を、それぞれの出力信号の周期に関し
てほぼ180度分(透孔15、15及び柱部16、16
のほぼ1/2ピッチ分)だけずらせる。又、図示しない
永久磁石と共に上記第二の磁気検出ユニット18を構成
する1対のホール素子19b、19bも、やはり所定の
タイミングで上記柱部16、16(又は透孔15、1
5)に対向して、上記第二の磁気検出ユニット18か
ら、図8(B)に示す様な波形の出力信号を出す。The sensor 10a constituting the rotational speed detecting device in combination with the encoder 7 comprises first and second magnetic detecting units 17 and 18, each of which is a differential Hall element unit. Each of the first and second magnetic detection units 17 and 18 includes a pair of Hall elements 19a and 19b, and each of the Hall elements 19a and 19b.
9b is constituted by a permanent magnet (not shown) for flowing magnetic flux. Of these Hall elements 19a and 19b, a pair of Hall elements 19a and 19a constituting the first magnetic detection unit 17 face the pillars 16 and 16 (or the through holes 15 and 15) at a predetermined timing. I do. Then, the outputs of the two Hall elements 19a, 19a are changed in accordance with the change in the amount of the magnetic flux flowing through each of the Hall elements 19a, 19a among the magnetic fluxes supplied from the permanent magnets. The first magnetic detection unit 17 calculates the difference between the two Hall elements 19a, 19a as shown in FIG.
An output signal having a waveform as shown in FIG. In order to maximize the output value of the first magnetic detection unit 17, the pair of Hall elements 19 in the circumferential direction of the encoder 7 are required.
a and 19a by approximately 180 degrees with respect to the cycle of each output signal (through holes 15, 15 and pillars 16, 16).
(Approximately 1 / pitch). Further, a pair of Hall elements 19b, 19b constituting the second magnetic detection unit 18 together with a permanent magnet (not shown) are also provided with the column portions 16, 16 (or the through holes 15, 1) at a predetermined timing.
In opposition to 5), an output signal having a waveform as shown in FIG. 8B is output from the second magnetic detection unit 18.
【0008】但し、上記第一の磁気検出ユニット17を
構成する1対のホール素子19a、19aが上記柱部1
6、16(又は透孔15、15)に対向するタイミング
と、上記第二の磁気検出ユニット18を構成する1対の
ホール素子19b、19bが上記柱部16、16(又は
透孔15、15)に対向するタイミングとは、上記出力
信号の周期に関して180度と異なる分(例えば90度
分)だけずれている。従って、上記第一、第二の磁気検
出ユニット17、18から送り出される出力信号の波形
は、上記タイミングに相当する分(例えば90度分)だ
けずれる。前記エンコーダ7を固定した回転輪の回転速
度は、図8(A)に示した第一の磁気検出ユニット17
の出力信号、又は同図(B)に示した第二の磁気検出ユ
ニット18の出力信号の、周波数又は周期により求めら
れる。又、上記回転輪の回転方向は、図8(A)に示し
た第一の磁気検出ユニット17の出力信号と同図(B)
に示した第二の磁気検出ユニット18の出力信号とのず
れの方向(何れかの信号が他の信号に対して進んでいる
か遅れているか)により知る事ができる。However, a pair of Hall elements 19a, 19a constituting the first magnetic detection unit 17 are
6 and 16 (or the through holes 15 and 15) and the pair of Hall elements 19b and 19b constituting the second magnetic detection unit 18 are connected to the pillars 16 and 16 (or the through holes 15 and 15). Is shifted by 180 degrees (for example, 90 degrees) with respect to the period of the output signal. Therefore, the waveforms of the output signals sent from the first and second magnetic detection units 17 and 18 are shifted by an amount corresponding to the timing (for example, 90 degrees). The rotation speed of the rotating wheel to which the encoder 7 is fixed is the first magnetic detection unit 17 shown in FIG.
Or the output signal of the second magnetic detection unit 18 shown in FIG. The rotation direction of the rotating wheel is the same as the output signal of the first magnetic detection unit 17 shown in FIG.
Can be known from the direction of deviation from the output signal of the second magnetic detection unit 18 (whether any signal is ahead or behind other signals).
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】上述の様な回転速度検
出装置付転がり軸受ユニットに組み込むセンサ10aを
構成する2組合計4個のホール素子19a、19bを従
来は、図7に示す様に、互いに平行に配置していた。こ
の為、上記センサ10aの中心軸αは、エンコーダ7の
直径方向に一致するが、両端部に位置するホール素子1
9a、19bの中心軸β、γと上記直径方向とのずれが
大きい。この様に、それぞれの中心軸β、γが上記エン
コーダ7の直径方向と大きくずれた、上記両端部のホー
ル素子19a、19bの出力変動は緩徐になり、又、磁
束の変化量も少なくなる為、第一、第二の磁気検出ユニ
ット17、18の出力を大きくする面からは不利であ
る。Conventionally, as shown in FIG. 7, two sets of four Hall elements 19a and 19b constituting the sensor 10a to be incorporated in the rolling bearing unit with the rotation speed detecting device as described above are conventionally provided as shown in FIG. They were arranged parallel to each other. For this reason, the center axis α of the sensor 10a coincides with the diameter direction of the encoder 7, but the Hall elements 1 located at both ends.
The deviation between the central axes β, γ of 9a, 19b and the diametric direction is large. As described above, the center axes β and γ deviate greatly from the diameter direction of the encoder 7, the output fluctuations of the Hall elements 19 a and 19 b at both ends become slow, and the amount of change in magnetic flux also becomes small. This is disadvantageous from the viewpoint of increasing the output of the first and second magnetic detection units 17 and 18.
【0010】即ち、上述の様なずれが生じると、上記エ
ンコーダ7の回転に伴って上記各ホール素子19a、1
9bが対向する部分が透孔15から柱部16に、或は柱
部16から透孔15に、緩徐に変化する。又、上記各ホ
ール素子19a、19bの全面が、上記透孔15或は柱
部16だけに対向しない(透孔15と柱部16との双方
に対向する)状態となる。この為、上記各ホール素子1
9a、19bを流れる磁束の量の変化が緩徐になり、
又、磁束の変化量も少なくなって、上記第一、第二の磁
気検出ユニット17、18の出力信号を明瞭にしにくく
なる。言い換えれば、これら第一、第二の磁気検出ユニ
ット17、18により構成するセンサ10aの感度が悪
くなる。この為、組み付け誤差等により、このセンサ1
0aとエンコーダ7との間の微小隙間が大きくなると、
このエンコーダ7を固定した回転輪の回転速度や回転方
向を正確に求める事が難しくなる。本発明の回転速度検
出装置付転がり軸受ユニットは、この様な事情に鑑みて
発明したものである。That is, when the above-described displacement occurs, the Hall elements 19a, 19a,
The portion where 9b faces gradually changes from the through hole 15 to the pillar portion 16 or from the pillar portion 16 to the through hole 15. Further, the entire surface of each of the Hall elements 19a and 19b does not face only the through hole 15 or the pillar 16 (both faces both the through hole 15 and the pillar 16). Therefore, each of the Hall elements 1
The change in the amount of magnetic flux flowing through 9a, 19b becomes slow,
Also, the amount of change in magnetic flux is reduced, and it becomes difficult to clarify the output signals of the first and second magnetic detection units 17 and 18. In other words, the sensitivity of the sensor 10a formed by the first and second magnetic detection units 17 and 18 deteriorates. Therefore, this sensor 1
When the minute gap between the encoder 0a and the encoder 7 increases,
It is difficult to accurately determine the rotation speed and rotation direction of the rotating wheel to which the encoder 7 is fixed. The rolling bearing unit with a rotation speed detecting device of the present invention has been invented in view of such circumstances.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明の回転速度検出装
置付転がり軸受ユニットは、前述した従来の回転速度検
出装置付転がり軸受ユニットと同様に、静止側軌道を持
ち使用時にも回転しない静止輪と、回転側軌道を持ち使
用時に回転する回転輪と、上記静止側軌道と回転側軌道
との間に転動自在に設けた複数個の転動体と、それぞれ
が直径方向に亙る第一特性部と第二特性部とを円周方向
に亙り交互に配置する事により、円周方向に亙る磁気特
性を交互に且つ等間隔に変化させた円輪部を有し、この
円輪部を上記回転輪と同心にした状態でこの回転輪の一
部に支持固定されたエンコーダと、このエンコーダの上
記円輪部に、アキシアル方向に亙る微小隙間を介して対
向する複数組の磁気検出ユニットを有し、上記静止輪の
一部に支持されたセンサとを備える。A rolling bearing unit with a rotation speed detecting device according to the present invention is, like the above-mentioned conventional rolling bearing unit with a rotation speed detecting device, a stationary wheel which has a stationary track and does not rotate during use. A rotating wheel having a rotating track and rotating during use; a plurality of rolling elements rotatably provided between the stationary track and the rotating track; a first characteristic portion each extending in a diametric direction; And the second characteristic portion are alternately arranged in the circumferential direction, so that the magnetic characteristics in the circumferential direction are alternately changed at equal intervals. An encoder supported and fixed to a part of the rotating wheel in a state of being concentric with the wheel, and a plurality of sets of magnetic detection units opposed to the circular portion of the encoder via a minute gap extending in the axial direction. Supported by a part of the stationary wheel And a capacitor.
【0012】特に、本発明の回転速度検出装置付転がり
軸受ユニットに於いては、上記各磁気検出ユニットの軸
心の配設方向をほぼ上記円輪部の直径方向に一致させる
事により、上記各磁気検出ユニットの軸心同士を互いに
非平行にしている。そして、これら各磁気検出ユニット
の軸心の延長線の交点を、上記円輪部の中心軸上若しく
はこの中心軸の近傍に位置させて、上記各磁気検出ユニ
ットの軸心の配設方向と上記第一、第二各特性部の方向
とをほぼ一致させている。In particular, in the rolling bearing unit with a rotation speed detecting device according to the present invention, the arrangement direction of the axis of each of the magnetic detecting units is made substantially coincident with the diametrical direction of the above-mentioned circular ring portion. The axes of the magnetic detection units are not parallel to each other. Then, the intersection of the extension line of the axis of each of the magnetic detection units is located on or near the center axis of the annular portion, and the arrangement direction of the axis of each of the magnetic detection units and The directions of the first and second characteristic portions are substantially matched.
【0013】[0013]
【作用】上述の様に構成する本発明の回転速度検出装置
付転がり軸受ユニットによれば、回転輪の回転に伴っ
て、エンコーダを構成する円輪部の一部で各磁気検出ユ
ニットが対向する部分が、第一特性部から第二特性部
に、或は第二特性部から第一特性部に、上記各磁気検出
ユニットの全長に亙ってほぼ同時に入れ換わる。この
為、これら各磁気検出ユニットを流れる磁束が大きく変
化し、これら各磁気検出ユニットの出力が大きくなる。According to the rolling bearing unit with the rotation speed detecting device of the present invention configured as described above, each magnetic detection unit is opposed to a part of the circular ring portion constituting the encoder with the rotation of the rotating wheel. A portion is replaced from the first characteristic portion to the second characteristic portion or from the second characteristic portion to the first characteristic portion almost simultaneously over the entire length of each magnetic detection unit. For this reason, the magnetic flux flowing through each of these magnetic detection units changes greatly, and the output of each of these magnetic detection units increases.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】図1〜2は、本発明の実施の形態
の第1例を示している。静止輪である外輪1の内周面に
は、静止側軌道である外輪軌道2を形成している。又、
回転輪である内輪3の外周面には、回転側軌道である内
輪軌道4を形成している。上記外輪軌道2と内輪軌道4
との間には、それぞれが転動体である複数個の玉5、5
を転動自在に設け、上記外輪1の内径側に上記内輪3
を、回転自在に支持している。又、上記内輪3の端部外
周面にはエンコーダ7を、外嵌固定している。このエン
コーダ7は、軟鋼板等の磁性金属板により、断面L字形
で全体を円環状に形成したもので、円筒部13と、この
円筒部13の一端縁(図2の左端縁)から直径方向外方
に折れ曲がった円輪部14とを有する。この円輪部14
には、それぞれが第一特性部である、多数のスリット状
の透孔15、15を放射状に、円周方向に亙り互いに等
間隔で形成している。そして、円周方向に隣り合う透孔
15、15同士の間を、それぞれが第二特性部である柱
部16、16(図7)として、上記円輪部14の磁気特
性を円周方向に亙り交互に且つ等間隔に変化させてい
る。1 and 2 show a first embodiment of the present invention. An outer raceway 2 which is a stationary side raceway is formed on the inner peripheral surface of the outer race 1 which is a stationary wheel. or,
An inner raceway 4 which is a rotation side raceway is formed on the outer peripheral surface of the inner race 3 which is a rotating wheel. Outer ring track 2 and inner ring track 4
And a plurality of balls 5, 5 each being a rolling element
The inner ring 3 is provided on the inner diameter side of the outer ring 1
Is rotatably supported. An encoder 7 is externally fitted and fixed to the outer peripheral surface of the end of the inner ring 3. The encoder 7 is made of a magnetic metal plate such as a mild steel plate and has an L-shaped cross section and is formed in a ring shape. And an annular portion 14 that is bent outward. This ring part 14
In this example, a large number of slit-shaped through holes 15, 15 each of which is a first characteristic portion, are formed radially at equal intervals in the circumferential direction. The magnetic characteristics of the annular portion 14 are defined in the circumferential direction by defining the space between the through holes 15 adjacent to each other in the circumferential direction as pillar portions 16, 16 (FIG. 7), which are second characteristic portions. Are changed alternately and at equal intervals.
【0015】一方、上記外輪1の端部外周面には、セン
サハウジング8aの基端部(図2の右端部)を外嵌固定
している。このセンサハウジング8aは、SPCCの如
き軟鋼板等の磁性金属板製のカバー20と、このカバー
20の内側に保持された合成樹脂製の保持環21とから
成る。このうちのカバー20は、断面クランク形で全体
を円環状に形成したもので、外径寄り部分に形成した突
き当て板部22の外周縁部に嵌合筒部23を、内周縁部
に保持部24を、それぞれ形成している。そして、この
うちの嵌合筒部23を、上記外輪1の端部外周面に形成
した小径段部25に締り嵌めで外嵌すると共に、上記突
き当て板部22を上記外輪1の端面に突き当てた状態
で、上記カバー20を上記外輪1に結合固定している。On the other hand, the base end (the right end in FIG. 2) of the sensor housing 8a is externally fitted and fixed to the outer peripheral surface of the end of the outer ring 1. The sensor housing 8a includes a cover 20 made of a magnetic metal plate such as a soft steel plate such as SPCC, and a holding ring 21 made of a synthetic resin held inside the cover 20. The cover 20 has a crank-shaped cross section and is formed in an annular shape. The cover 20 has a fitting cylindrical portion 23 at an outer peripheral edge of an abutment plate portion 22 formed at a portion closer to the outer diameter, and has an inner peripheral edge. The parts 24 are respectively formed. The fitting cylindrical portion 23 is fitted around a small-diameter step portion 25 formed on the outer peripheral surface of the end of the outer ring 1 by interference fit, and the abutment plate portion 22 is pressed against the end surface of the outer ring 1. In this state, the cover 20 is fixedly connected to the outer race 1.
【0016】又、上記保持部24は、断面L字形で全体
を円環状に形成している。そして、この保持部24の円
周方向の一部を軸方向に膨出させて、収納部26として
いる。この収納部26を含む、上記保持部24内には、
ガラス繊維を混入したポリアミド66又はPBT等の合
成樹脂製の保持環21を保持固定している。そして、こ
の保持環21のうち、上記収納部26内に位置する部分
に、本発明の特徴であるセンサ27を包埋支持してい
る。このセンサ27は、基板28等の取付部材に、それ
ぞれが差動型ホール素子ユニットである、第一、第二の
磁気検出ユニット17a、18aを装着して成る。これ
ら第一、第二の磁気検出ユニット17a、18aはそれ
ぞれ、1対ずつのホール素子19a、19bと、これら
各ホール素子19a、19bの出力を処理する為の電子
回路を構成する図示しない抵抗及びコンデンサ等とによ
り構成している。又、これら各ホール素子19a、19
bの背面側(エンコーダ7と反対側で、図2の左側)に
は、軸方向(図1の表裏方向、図2の左右方向)に着磁
した永久磁石29を設けて、上記各ホール素子19a、
19bに磁束を流せる様にしている。The holding section 24 has an L-shaped cross section and is formed in an annular shape as a whole. A part of the holding portion 24 in the circumferential direction is swelled in the axial direction to form a storage portion 26. In the holding section 24 including the storage section 26,
A holding ring 21 made of synthetic resin such as polyamide 66 or PBT mixed with glass fibers is held and fixed. A sensor 27, which is a feature of the present invention, is embedded and supported in a portion of the holding ring 21 located in the storage section 26. The sensor 27 is formed by mounting first and second magnetic detection units 17a and 18a, each of which is a differential Hall element unit, on a mounting member such as a substrate 28. These first and second magnetic detection units 17a and 18a are each provided with a pair of Hall elements 19a and 19b, and a resistor (not shown) constituting an electronic circuit for processing the output of each of the Hall elements 19a and 19b. It is composed of a capacitor and the like. Further, each of these Hall elements 19a, 19
A permanent magnet 29 magnetized in the axial direction (the front-back direction in FIG. 1 and the left-right direction in FIG. 2) is provided on the back side of b (the side opposite to the encoder 7 and on the left side in FIG. 2). 19a,
A magnetic flux can flow through 19b.
【0017】これら各ホール素子19a、19bのう
ち、第一の磁気検出ユニット17aを構成する1対のホ
ール素子19a、19aは、互いに近接配置されてお
り、所定のタイミングで上記柱部16、16(又は透孔
15、15)に対向する。そして、上記永久磁石29か
ら供給される磁束のうち、上記各ホール素子19a、1
9aを流れる磁束の量の変化に対応して、上記両ホール
素子19a、19aの出力を変化させる。そして上記第
一の磁気検出ユニット17aは、これら両ホール素子1
9a、19aの差として、前述した図8(A)に示す様
な波形の出力信号を出す。尚、この第一の磁気検出ユニ
ット17aの出力値を最大にするには、上記エンコーダ
7の円周方向に関する上記1対のホール素子19a、1
9aの位相を、それぞれの出力信号の周期に関してほぼ
180度分だけずらせる。又、図示しない抵抗、コンデ
ンサ等と共に上記第二の磁気検出ユニット18aを構成
する1対のホール素子19b、19bも、やはり互いに
近接されており、所定のタイミングで上記柱部16、1
6(又は透孔15、15)に対向して、上記第二の磁気
検出ユニット18aから、前述した図8(B)に示す様
な波形の出力信号を出す。Among these Hall elements 19a and 19b, a pair of Hall elements 19a and 19a constituting the first magnetic detection unit 17a are arranged close to each other, and at predetermined timing, the column sections 16 and 16a are arranged at predetermined timing. (Or through holes 15, 15). Then, among the magnetic fluxes supplied from the permanent magnets 29, the Hall elements 19a, 1
The output of both Hall elements 19a, 19a is changed in accordance with the change in the amount of magnetic flux flowing through 9a. Then, the first magnetic detection unit 17 a
As the difference between 9a and 19a, an output signal having a waveform as shown in FIG. In order to maximize the output value of the first magnetic detection unit 17a, the pair of Hall elements 19a,
The phase of 9a is shifted by approximately 180 degrees with respect to the period of each output signal. Further, a pair of Hall elements 19b, 19b constituting the second magnetic detection unit 18a together with a resistor, a capacitor and the like (not shown) are also close to each other, and at predetermined timing, the column portions 16, 1
The second magnetic detecting unit 18a outputs an output signal having a waveform as shown in FIG.
【0018】上記第一の磁気検出ユニット17aを構成
する1対のホール素子19a、19aが上記柱部16、
16(又は透孔15、15)に対向するタイミングと、
上記第二の磁気検出ユニット18aを構成する1対のホ
ール素子19b、19bが上記柱部16、16(又は透
孔15、15)に対向するタイミングとは、上記出力信
号の波形に関して180度と異なる分(例えば90度
分)だけずれている。従って、上記第一、第二の磁気検
出ユニット17a、18aから送り出される出力信号の
波形は、上記タイミングに相当する分(例えば90度
分)だけずれる。The pair of Hall elements 19a, 19a constituting the first magnetic detection unit 17a are
16 (or through holes 15, 15),
The timing at which the pair of Hall elements 19b, 19b constituting the second magnetic detection unit 18a is opposed to the pillars 16, 16 (or the through holes 15, 15) is 180 degrees with respect to the waveform of the output signal. It is shifted by a different amount (for example, 90 degrees). Therefore, the waveforms of the output signals sent from the first and second magnetic detection units 17a and 18a are shifted by an amount corresponding to the timing (for example, 90 degrees).
【0019】特に、本発明の回転速度検出装置付転がり
軸受ユニットの場合には、図1に2本の鎖線a、aで表
した、上記第一、第二の各磁気検出ユニット17a、1
8aの軸心の配設方向を、前記エンコーダ7を構成する
円輪部14の直径方向に一致させている。従って、上記
第一、第二の各磁気検出ユニット17a、18aの軸心
同士は互いに非平行であり、これら第一、第二の各磁気
検出ユニット17a、18aの軸心の延長線の交点は、
上記円輪部14の中心軸O上に位置している。従って、
図1に4本の鎖線b、bにより表した、上記第一、第二
の各磁気検出ユニット17a、18aを構成する各ホー
ル素子19a、19bの軸心の配設方向と、上記円輪部
14に形成した前記透孔15、15及び柱部16、16
の方向とは、ほぼ一致している。In particular, in the case of the rolling bearing unit with the rotation speed detecting device of the present invention, the first and second magnetic detecting units 17a, 17a, 1a, 1a and 1a shown in FIG.
The arrangement direction of the shaft center of 8a is made to coincide with the diametrical direction of the annular portion 14 constituting the encoder 7. Therefore, the axes of the first and second magnetic detection units 17a and 18a are not parallel to each other, and the intersection of the extension lines of the axes of the first and second magnetic detection units 17a and 18a is ,
It is located on the central axis O of the ring portion 14. Therefore,
The arrangement direction of the axis of each Hall element 19a, 19b constituting each of the first and second magnetic detection units 17a, 18a, represented by four chain lines b, b in FIG. 14, the through holes 15, 15 and the pillars 16, 16
Is almost the same as the direction.
【0020】上述の様に構成する本発明の回転速度検出
装置付転がり軸受ユニットによれば、前記内輪3に固定
した上記エンコーダ7の回転に伴って、これら第一、第
二の各磁気検出ユニット17a、18aから、上述の図
8(A)(B)に示す様な波形の出力信号が出る。そし
て、この様な出力信号に基づき、前述した従来構造と同
様に、上記内輪3の回転速度及び回転方向を検出する事
ができる。According to the rolling bearing unit with the rotation speed detecting device of the present invention configured as described above, each of the first and second magnetic detecting units is connected to the rotation of the encoder 7 fixed to the inner ring 3. Output signals having waveforms as shown in FIGS. 8A and 8B are output from 17a and 18a. Then, based on such an output signal, the rotation speed and the rotation direction of the inner ring 3 can be detected in the same manner as in the conventional structure described above.
【0021】特に、本発明の回転速度検出装置付転がり
軸受ユニットによれば、内輪3の回転に伴って、上記エ
ンコーダ7を構成する円輪部14の一部で、上記第一、
第二の各磁気検出ユニット17a、18aを構成する上
記各ホール素子19a、19bが対向する部分が、透孔
15から柱部16に、或は柱部16から透孔15に、上
記各ホール素子19a、19bの全長に亙ってほぼ同時
に入れ換わる。又、これら各ホール素子19a、19b
の全面が、上記透孔15或は柱部16にのみ対向する瞬
間が生じる。この為、これら各ホール素子19a、19
bを流れる磁束が大きく変化し、これら各ホール素子1
9a、19bにより構成する上記第一、第二の各磁気検
出ユニット17a、18aの出力が大きくなる。この
為、前記センサ10aと上記エンコーダ7との間の微小
隙間が多少大きくなっても、上記回転速度及び回転方向
の検出を安定して行なえる。上記微小隙間が大きくても
良い事は、構成各部の寸法の許容差が大きくなる事につ
ながり、回転速度検出装置付転がり軸受ユニットのコス
ト低減につながる。In particular, according to the rolling bearing unit with the rotation speed detecting device of the present invention, the rotation of the inner ring 3 causes a part of the circular ring portion 14 that constitutes the encoder 7,
A portion of each of the Hall elements 19a, 19b constituting the second magnetic detection units 17a, 18a is opposed to the hole element 15 from the through hole 15 to the column portion 16, or from the column portion 16 to the through hole 15, They are replaced almost simultaneously over the entire length of 19a, 19b. Further, each of these Hall elements 19a, 19b
A moment occurs in which the entire surface faces only the through hole 15 or the pillar portion 16. Therefore, each of these Hall elements 19a, 19
b, the magnetic flux flowing through the Hall elements 1
The output of each of the first and second magnetic detection units 17a and 18a constituted by 9a and 19b increases. For this reason, even if the minute gap between the sensor 10a and the encoder 7 becomes slightly large, the rotation speed and the rotation direction can be detected stably. The fact that the minute gap may be large leads to an increase in the dimensional tolerance of each component, leading to a reduction in the cost of the rolling bearing unit with the rotation speed detecting device.
【0022】尚、図示の例の場合には、上記第一、第二
の両磁気検出ユニット17a、18aのコスト低減を目
的に、これら第一、第二の両磁気検出ユニット17a、
18aとして、それぞれが差動型である1対ずつのホー
ル素子19a、19b(実際には、圧電効果或は温度ド
リフト等の影響を避ける為、これら各ホール素子19
a、19bは、それぞれ4個ずつのホール素子の組とし
て構成する場合が多い。)をIC化した、汎用型のもの
を使用している。上記第一の磁気検出ユニット17aを
構成する1対のホール素子19a、19a同士、上記第
二の磁気検出ユニット18aを構成する1対のホール素
子19b、19b同士は互いに平行である。従って、上
記4個のホール素子19a、19bの配設方向を、総て
完全に前記透孔15、15及び柱部16、16の方向に
一致させる事はできない。具体的に言えば、前記4本の
鎖線b、bにより表した、上記各ホール素子19a、1
9bの軸心の延長線同士の交点は、前記円輪部14の中
心軸Oから外れた部分に存在する。但し、上記4個のホ
ール素子19a、19bの配設方向と上記透孔15、1
5及び柱部16、16の方向とは、ほぼ一致しているの
で、上記第一、第二の各磁気検出ユニット17a、18
aの出力を十分に大きくできる。In the illustrated example, the first and second magnetic detection units 17a, 18a are used to reduce the cost of the first and second magnetic detection units 17a, 18a.
18a, a pair of Hall elements 19a and 19b each of which is a differential type (actually, each of these Hall elements
In many cases, a and 19b are each configured as a set of four Hall elements. ) Is used as an IC, and a general-purpose type is used. The pair of Hall elements 19a and 19a forming the first magnetic detection unit 17a are parallel to each other, and the pair of Hall elements 19b and 19b forming the second magnetic detection unit 18a are parallel to each other. Therefore, the arrangement directions of the four Hall elements 19a, 19b cannot all be completely matched with the directions of the through holes 15, 15 and the pillars 16, 16. Specifically, each of the Hall elements 19a, 1a, 1b,
The intersection of the extension lines of the axis of 9b is located at a portion deviated from the central axis O of the circular ring portion 14. However, the arrangement direction of the four Hall elements 19a, 19b and the through holes 15, 1
5 and the directions of the pillars 16, 16 substantially coincide with each other, so that the first and second magnetic detection units 17 a, 18
a can be made sufficiently large.
【0023】又、図示は省略するが、多少コストが嵩ん
でも構わなければ、上記第一の磁気検出ユニット17a
を構成する1対のホール素子19a、19a同士、並び
に上記第二の磁気検出ユニット18aを構成する1対の
ホール素子19b、19b同士を互いに非平行にし、各
ホール素子19a、19bの軸心の延長線を、総て上記
円輪部14の中心軸Oに位置させれば、上記第一、第二
の各磁気検出ユニット17a、18aの出力をより大き
くできる。更に、エンコーダを構成する円輪部の側面に
永久磁石を添設し、この永久磁石の側面に第一特性部で
あるS極と第二特性部であるN極とを、交互に且つ等間
隔で配設する事もできる。この様にエンコーダ側に永久
磁石を設ける場合には、センサ側に永久磁石を設ける必
要はない。Although not shown, if the cost is somewhat increased, the first magnetic detection unit 17a can be used.
And the pair of Hall elements 19b and 19b constituting the second magnetic detection unit 18a are made non-parallel to each other, and the axis of each Hall element 19a and 19b is If all the extension lines are located on the central axis O of the circular ring portion 14, the outputs of the first and second magnetic detection units 17a and 18a can be further increased. Further, a permanent magnet is attached to the side surface of the annular portion constituting the encoder, and the S pole as the first characteristic portion and the N pole as the second characteristic portion are alternately and equally spaced on the side surface of the permanent magnet. It can also be arranged in. When a permanent magnet is provided on the encoder side in this way, it is not necessary to provide a permanent magnet on the sensor side.
【0024】次に、図3〜4は、本発明の実施の形態の
第2例を示している。本例の場合には、センサ10bを
構成する磁気検出ユニットとして、1対の磁気抵抗素子
(MR素子)30a、30bを組み合わせたものを使用
している。そして、これら両磁気抵抗素子30a、30
bを、上述した第1例の構造を構成する第一、第二の磁
気検出ユニット17a、18aと同様に、柱部16(図
7)又は透孔15に対向するタイミングが、それぞれの
出力信号の波形に関して180度と異なる分(例えば9
0度分)だけずれる様に配置している。この様な本例の
構造に於いては、図3に鎖線c、cで表した、上記各磁
気抵抗素子30a、30bの延長線の交点が、エンコー
ダ7の円輪部14の中心軸O上に位置する。従って、こ
のエンコーダ7の回転に伴って上記各磁気抵抗素子30
a、30bが対向する部分が、柱部16から透孔15
に、或は透孔15から柱部16に、全長に亙って同時に
変化する。この為、上記両磁気抵抗素子30a、30b
の特性変化に対応した出力を大きくできる。その他の構
成及び作用は、上述した第1例の場合と同様であるか
ら、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省
略する。Next, FIGS. 3 and 4 show a second example of the embodiment of the present invention. In the case of this example, a combination of a pair of magnetoresistive elements (MR elements) 30a and 30b is used as a magnetic detection unit constituting the sensor 10b. Then, these two magnetoresistive elements 30a, 30
b, like the first and second magnetic detection units 17a and 18a constituting the structure of the above-described first example, the timing of facing the column portion 16 (FIG. 7) or the through hole 15 is determined by the output signal of each. (Eg, 9
(0 degree). In the structure of the present embodiment, the intersection of the extension lines of the magnetoresistive elements 30a and 30b, which are indicated by chain lines c and c in FIG. 3, is located on the center axis O of the circular ring portion 14 of the encoder 7. Located in. Accordingly, each of the magnetoresistive elements 30
a, 30b are opposed to each other from the pillar portion 16 to the through hole 15
Or from the through hole 15 to the column 16 simultaneously over the entire length. For this reason, the two magnetoresistive elements 30a, 30b
The output corresponding to the characteristic change can be increased. The other configurations and operations are the same as those of the first example described above, and therefore, the same parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
【0025】[0025]
【発明の効果】本発明は、以上に述べた通り構成され作
用するので、小型且つ軽量で、しかも出力が大きく、安
定した回転速度検出並びに回転方向検出を行なえる回転
速度検出装置付転がり軸受ユニットの実現に寄与する事
ができる。Since the present invention is constructed and operated as described above, it is small and lightweight, has a large output, and is capable of performing stable rotation speed detection and rotation direction detection. Can be realized.
【図1】本発明の実施の形態の第1例を示す部分正面
図。FIG. 1 is a partial front view showing a first example of an embodiment of the present invention.
【図2】図1のA−O−A断面図。FIG. 2 is a sectional view taken along line AOA of FIG. 1;
【図3】本発明の実施の形態の第2例を示す部分正面
図。FIG. 3 is a partial front view showing a second example of the embodiment of the present invention.
【図4】図3のB−O−B断面図。FIG. 4 is a sectional view taken along the line BOB of FIG. 3;
【図5】従来構造の1例を示す断面図。FIG. 5 is a sectional view showing an example of a conventional structure.
【図6】図5の右方から見た図。FIG. 6 is a view seen from the right side of FIG. 5;
【図7】回転速度及び回転方向の検出を自在としたセン
サの配置状態を、図5の右方から見た状態で示す図。FIG. 7 is a diagram showing an arrangement state of a sensor capable of freely detecting a rotation speed and a rotation direction when viewed from the right side in FIG. 5;
【図8】1対の磁気検出ユニットの信号を示す線図。FIG. 8 is a diagram showing signals of a pair of magnetic detection units.
1 外輪 2 外輪軌道 3 内輪 4 内輪軌道 5 玉 6 保持器 7 エンコーダ 8、8a センサハウジング 9 厚肉部 10、10a、10b センサ 11 ハーネス 12 円筒部 13 円筒部 14 円輪部 15 透孔 16 柱部 17、17a 第一の磁気検出ユニット 18、18a 第二の磁気検出ユニット 19a、19b ホール素子 20 カバー 21 保持環 22 突き当て板部 23 嵌合筒部 24 保持部 25 小径段部 26 収納部 27 センサ 28 基板 29 永久磁石 30a、30b 磁気抵抗素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Outer ring 2 Outer ring track 3 Inner ring 4 Inner ring track 5 Ball 6 Cage 7 Encoder 8, 8a Sensor housing 9 Thick part 10, 10a, 10b Sensor 11 Harness 12 Cylindrical part 13 Cylindrical part 14 Circular part 15 Through-hole 16 Column part 17, 17a First magnetic detection unit 18, 18a Second magnetic detection unit 19a, 19b Hall element 20 Cover 21 Retaining ring 22 Butt plate 23 Fitting tube 24 Holder 25 Small step 26 Storage 27 Sensor 28 substrate 29 permanent magnet 30a, 30b magnetoresistive element
Claims (1)
静止輪と、回転側軌道を持ち使用時に回転する回転輪
と、上記静止側軌道と回転側軌道との間に転動自在に設
けた複数個の転動体と、それぞれが直径方向に亙る第一
特性部と第二特性部とを円周方向に亙り交互に配置する
事により、円周方向に亙る磁気特性を交互に且つ等間隔
に変化させた円輪部を有し、この円輪部を上記回転輪と
同心にした状態でこの回転輪の一部に支持固定されたエ
ンコーダと、このエンコーダの上記円輪部に、アキシア
ル方向に亙る微小隙間を介して対向する複数組の磁気検
出ユニットを有し、上記静止輪の一部に支持されたセン
サとを備えた回転速度検出装置付転がり軸受ユニットに
於いて、上記各磁気検出ユニットの軸心の配設方向をほ
ぼ上記円輪部の直径方向に一致させる事により、上記各
磁気検出ユニットの軸心同士を互いに非平行にし、これ
ら各磁気検出ユニットの軸心の延長線の交点を、上記円
輪部の中心軸上若しくはこの中心軸の近傍に位置させ
て、上記各磁気検出ユニットの軸心の配設方向と上記第
一、第二各特性部の方向とをほぼ一致させた事を特徴と
する回転速度検出装置付転がり軸受ユニット。1. A stationary wheel having a stationary track and not rotating during use, a rotating wheel having a rotating track and rotating during use, and a rolling wheel provided between the stationary track and the rotating track. By arranging a plurality of rolling elements and a first characteristic portion and a second characteristic portion each extending in the diameter direction alternately in the circumferential direction, the magnetic characteristics in the circumferential direction are alternately and equally spaced. An encoder having a changed annular portion, and an encoder supported and fixed to a part of the rotating wheel in a state where the annular portion is concentric with the rotating wheel, and an axial direction on the annular portion of the encoder. A plurality of sets of magnetic detecting units opposed to each other with a minute gap extending therebetween, and a sensor supported on a part of the stationary wheel. The direction of the axis center of the By making the axes coincide with each other, the axes of the respective magnetic detection units are made non-parallel to each other, and the intersection of the extension lines of the axes of the respective magnetic detection units is set on the center axis of the annular portion or at the center of the center axis. A rolling bearing unit with a rotation speed detecting device, wherein the rolling direction is set in the vicinity, and the direction of arrangement of the axis of each of the magnetic detecting units substantially coincides with the direction of the first and second characteristic portions.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10127491A JPH11325065A (en) | 1998-05-11 | 1998-05-11 | Rolling bearing unit with revolving speed detecting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10127491A JPH11325065A (en) | 1998-05-11 | 1998-05-11 | Rolling bearing unit with revolving speed detecting device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11325065A true JPH11325065A (en) | 1999-11-26 |
Family
ID=14961280
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10127491A Pending JPH11325065A (en) | 1998-05-11 | 1998-05-11 | Rolling bearing unit with revolving speed detecting device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11325065A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20220364604A1 (en) * | 2021-05-17 | 2022-11-17 | Aktiebolaget Skf | Sensor bearing unit |
-
1998
- 1998-05-11 JP JP10127491A patent/JPH11325065A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20220364604A1 (en) * | 2021-05-17 | 2022-11-17 | Aktiebolaget Skf | Sensor bearing unit |
US11982317B2 (en) * | 2021-05-17 | 2024-05-14 | Aktiebolaget Skf | Sensor bearing unit |
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