双列滚动轴承单元用预负荷测量装置的制作方法

专利名称：双列滚动轴承单元用预负荷测量装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及的预负荷测量装置，是使用于测知给予双列滚动轴承 单元的滚动体的预负荷适当与否的设备。即，本发明涉及一种组装在 各种机械装置的旋转支撑部中，并衡量预负荷是否给性能带来影响的 双列滚动轴承单元用预负荷测量装置。本发明涉及的预负荷测量装置， 例如，使用在旋转自如地支撑汽车的车轮、机械加工中心等各种机床 的主轴、印刷机和滚轧机等各种工业用机械的滚筒等的双列滚动轴承 单元中。
背景技术：
例如，双列滚动轴承单元相对悬架装置旋转自如地支撑车辆的车 轮。而且，为了确保车辆的行驶稳定性，广泛地使用了防抱死制动系统(ABS)和牵引力控制系统(TCS)、电子稳定控制装置(ESC、例 如VSC)等车辆的行驶状态稳定化装置。采用ABS禾t] TCS、ESC(VSC) 等行驶状态稳定化装置，能够稳定处于制动时和加速时的车辆行驶状 态。然而，为了在更为严酷的条件下也能确保行驶稳定性，需要采集 更多的影响车辆行驶稳定性的信息，对制动器与发动机进行控制。现有的ABS禾卩TCS、 ESC (VSC)等行驶状态稳定化装置，检测 轮胎与路面之间的滑动从而控制制动器与发动机，即进行所谓"反馈 控制"。因而，制动器与发动机的控制虽说是一刹那但也来不及。换 而言之，必须实现严酷条件下的性能提高，通过所谓"前馈控制"， 或使轮胎与路面之间不产生滑动，或无法防止产生左右车轮的制动力 极端不同的所谓"制动跑偏"。 为了进行前馈控制，相对于悬架装置支撑车轮的双列滚动轴承单 元，组装有测量给予车轮的轴向载荷的载荷测量装置。例如，特开平3—209016号公报公开了一种在设置于外圈的外圆 面固定侧法兰的内侧面多个位置，分别将载荷传感器附设在围绕用于 螺合固定侧法兰与转向节结合用螺栓的螺纹孔部分的带载荷传感器双 列滚动轴承单元。各个载荷传感器在支撑固定于转向节的状态下，将 外圈包夹在转向节的外侧面与固定侧法兰的内侧面之间。通过各个载 荷传感器测量给予车轮与转向节之间的轴向载荷。特开2004—3918号公报公开了一种具有支撑于外圈圆周方向四 个位置的位移传感器单元与嵌合固定在轮毂外的截面呈"L"字状的被 检测环的带载荷测量装置双列滚动轴承单元。通过位移传感器与被检 测环，在四个位置检测出对外圈的轮毂径向方向及轴向方向的位移， 并根据各个位置的检测值，而求出给予轮毂的载荷方向以及载荷大小。特公昭62—3365号公报公开了一种在局部刚性降低的外圈对应 构件上设置用于检测动态变形的应变计，根据应变计检测出的滚动体 的通过频率，求出滚动体的公转速度，并根据公转速度测量给予滚动 轴承的轴向载荷的方法。另外，特开2005—31063号公报公开了一种根据赋予相互反方向 的接触角状态下双列配置的滚动体的公转速度，而测量作用于外圈等 静止侧滚道圈与轮毂等旋转侧滚道圈之间的径向载荷或者轴向载荷的 带载荷测量装置滚动轴承单元。然而，如上述那样，以求出给予静止侧滚道圈构件与旋转侧滚道 圈构件之间的径向载荷或者轴向载荷为对象的双列滚动轴承单元的滚 动体，施加有规定的预负荷。加上预负荷是为了提高车轮等旋转构件 的支撑刚性，并提高旋转构件的旋转精度。
另外，为了充分发挥双列滚动轴承单元的性能，将预负荷的值限 制在合理范围内则尤为重要。在预负荷的值不足的情况下，双列滚动 轴承单元的刚性变得不足，导致机械装置在运转时容易发生振动。与其相反，在预负荷的值过大的情况下，双列滚动轴承单元内部的滚动 接触部的面压力变得过大，导致双列滚动轴承单元的动转矩增大。其 结果，不仅恶化了机械装置的性能，而且也降低了滚动接触部的各个 面(滚道面以及滚动面)的滚动疲劳寿命。因此，在将滚动轴承单元组装进机械装置的旋转支撑部之前，就 测量给予滚动轴承单元的滚动体的预负荷，并给予滚动体适当的预负荷(例如，参照特开2001—349327号公报以及特开2002—317818号 公报)。但是，这种预负荷的测量方法，在组装进机械装置的旋转支 撑部之后，便无法测量处于使用状态的双列滚动轴承单元的滚动体所 加上的预负荷。如果给予滚动体的预负荷一直保持适当值，就不会产生特别的问 题。然而， 一旦给滚动体加上的预负荷，伴随时间的流逝，往往会发 生变化(降低)。并且，预负荷越低，滚动体的公转速度的变化量或 者静止侧滚道圈与旋转侧滚道圈的相对位移越大。反之，预负荷越高， 滚动体的公转速度的变化量或者静止侧滚道圈与旋转侧滚道圈的相对 位移越小。因此，由于预负荷变化的程度，导致存在如下可能性，即 变得无法在为确保例如汽车的行驶稳定性所需的精度内求出给予双列 滚动轴承单元的载荷。基于上述理由，对于准确掌握给予双列滚动轴 承单元的滚动体预负荷而言，是非常重要的。发明内容本发明就是鉴于上述的问题而作出的发明，其目的在于提供一种 求出给予各种机械装置的旋转支撑部内所组装的双列滚动轴承单元的 滚动体的预负荷的预负荷测量装置。
根据本发明第一技术方案，双列滚动轴承单元用预负荷测量装置 具有，外侧滚道圈构件；内侧轨道圈构件；多个滚动体；轴向位移测 量机构；倾斜角度测量机构；以及预负荷计算机构。外侧滚道圈构件 在内圆面上具有双列外圈滚道。内侧滚道圈构件在外圆面上具有双列 内圈滚道。多个滚动体在各列内，以两列之间赋予相互反方向的接触 角的状态，滚动自如地设置于外圈滚道与内圈滚道之间。轴向位移测 量机构，求出外侧滚道圈构件与内侧滚道圈构件之间的轴向方向的相 对位移(只是求出各个滚道圈构件之间的相对位移之中的各个滚道圈 构件的轴向方向成分的纯轴向位移)。倾斜角度测量机构，求出外侧 滚道圈构件的中心轴与内侧滚道圈构件的中心轴之间的倾斜角度。预负荷计算机构，根据倾斜角度与轴向方向的相对位移，求出给予多个滚动体的预负荷。具体而言，根据本发明的第二技术方案，预 负荷计算机构，也可以根据轴向方向的相对位移与倾斜角度的比较而求出预负荷。更加具体而言，根据本发明的第三技术方案，预负荷计 算机构，也可以根据轴向方向的相对位移与倾斜角度之比而求出预负荷。根据本发明的第四技术方案，也可以将轴向位移测量机构与倾斜 角度测量机构组装进双列滚动轴承单元中。更具体而言，根据本发明 的第五技术方案，预负荷测量装置还具有编码器与多个传感器，该编 码器的圆面上具有被检测面，被检测面的特性沿圆周方向交替且以等 间隔变化，特性变化的相位沿轴向方向逐渐变化；该多个传感器具有 与编码器的被检测面彼此不同的部分相对的检测部。编码器与外侧滚 道圈构件和内侧滚道圈构件之中的使用时旋转的某一个滚道圈构件位 于同心配置被检测面。多个传感器为外侧滚道圈构件与内侧滚道圈构 件之中的使用时没有旋转的另一个滚道圈构件所支撑。轴向位移测量 机构和倾斜角度测量机构，根据多个传感器的输出信号之间的相位差， 求出轴向方向的相对位移和倾斜角度。
另外，根据本发明的第六技术方案，预负荷测量装置还具有编码 器与多个传感器，该编码器的圆面上具有被检测面，被检测面的特性 沿圆周方向交替变化，特性变化的间距沿轴向方向逐渐变化；该多个传感器具有与编码器的被检测面相对的检测部。编码器与外侧滚道圈构件和内侧滚道圈构件之中的使用时旋转的某一个滚道圈构件位于同 心配置被检测面。多个传感器为外侧滚道圈构件与内侧滚道圈构件之 中的使用时没有旋转的另一个滚道圈构件所支撑。轴向位移测量机构 和倾斜角度测量机构，根据多个传感器的输出信号的负荷率，求出轴 向方向的相对位移和以及倾斜角度。而且，为了改变化编码器圆面的 特性变化的间距，也可以在编码器的圆面(被检测面)上形成梯形状或者v形状(三角形)的凹凸。或者，也可以在编码器的圆面(被检测面)上交替地形成通透孔与圆柱部。进而，还可以使用以相同的图形配置S极与N极的永久磁铁制的编码器。根据本发明的第七技术方案，也可以使多个传感器分别与编码器 的上端部以及下端部的被检测面相对。根据本发明的第八技术方案，预负荷测量装置还具有载荷计算机 构，该载荷计算机构根据轴向位移测量机构所求出的轴向方向的相对 位移与倾斜角度测量机构所求出的倾斜角度之中的一方或者双方，求 出作用于外侧滚道圈构件与内侧滚道圈构件之间的载荷。根据本发明的第九技术方案，载荷计算机构也可以根据表示轴向 方向位移或倾斜角度与轴向载荷之间的关系的图像，求出作用于外侧 滚道圈构件与内侧滚道圈构件之间的载荷，预负荷计算机构也可以根 据所求出的预负荷，对图像进行校正。根据本发明的第十技术方案，内侧滚道圈构件为与汽车的车轮同 时旋转的轮毂，外侧滚道圈构件也可以支撑固定在汽车的悬架装置上。
根据本发明的第十一技术方案，预负荷计算机构，也可以在沿汽 车的宽度方向对轮毂施加向外侧的轴向载荷的状态下求出预负荷，再 根据所求出的预负荷，对图像进行校正。进而，根据本发明的第十二技术方案，预负荷计算机构，也可以 把倾斜角度测量机构所求出的上述倾斜角度作为基准，对位移测量机 构所求出的轴向方向的相对位移进行校正，根据校正后的轴向方向的 相对位移求出预负荷。因此，就是使预负荷计算机构具有消除因温度 变化等的影响轴向方向位移的功能。


图1为表示本发明实施例一的带载荷测量装置的车轮支撑用双列 滚动轴承单元的剖视图。图2为表示预负荷与轴向载荷波及滚动体公转速度的影响曲线图。图3为表示径向载荷与轴向载荷波及滚动体公转速度的影响曲线图。图4为表示实施例一中的处理电路框图。图5为表示一例用于说明本发明的实施例二的车轮支撑用双列滚动轴承单元组装状况的大概剖视图。图6A为表示轴向载荷和外侧滚道圈构件与内侧滚道圈构件之间 的轴向方向位移与预负荷之间的关系线性图。图6B为表示轴向载荷和倾斜角度与预负荷之间的关系线性图。图7为表示轴向载荷和轴向方向位移与倾斜角度之比跟预负荷之 间的关系线性图。图8为表示在预负荷的大小不同时，从接触地面输入的轴向载荷 与倾斜角度之间的关系曲线图。图9为表示在预负荷的大小不同时，倾斜角度与轴向方向位移之 间的关系曲线图。
图IO为表示实际场合时，轴向载荷和轴向方向位移与倾斜角度之 比跟预负荷之间的关系曲线图。图11为表示偏移量波及轴向方向位移与倾斜角度之间关系的影 响曲线图。图12为表示实施例二中的带载荷测量装置的车轮支撑用双列滚 动轴承单元的剖视图。图13为表示在图12所示的结构中，未作用轴向载荷的状态下的各个传感器的检测部与编码器的被检测面之间的位置关系以及各个传感器的检测信号相位的示意图。图14为作用了轴向载荷的状态下，与图13相同的示意图。图15为表示作用了轴向载荷并同时产生纯轴向位移的状态下，与图13相同的示意图。图16为表示作用了轴向载荷并同时作用了前后方向的径向载荷的状态下，与图13相同的示意图。图17为实施例一和实施例二中所使用的编码器立体图。 图18为表示可适用于本发明的另一编码器立体图。 图19为表示可适用于本发明的再一编码器立体图。标号说明1、 la、 lb 车轮支撑用双列滚动轴承单元 2车轮3 路面4外侧滚道圈构件5内侧滚道圈构件(轮毂)6 滚动体7转向节8载荷测量装置9 外圈滚道10安装部11轮毂主体
12内圈12a安装孔13法兰14内圈滚道15、 15a、 15b编码器16保护罩17a、 17b、 17al、 17a2、 17bl、 17b2 传感器18第一特性变化部19第二特性变化部20、 20a、 20b通透孑L22a、 22b保持架23a、 23b公转速度检测用编码器30 传感单元31 底座32 螺母33 小径台阶部34 台阶面 40a、 40b柱部 50 凹部60 凸部具体实施方式
以下，参照

本发明的实施例。实施例一边参照图1边说明本发明实施例一的带载荷测量装置双列轴承单元。如图l所示，实施例一所涉及的带载荷测量装置双列滚动轴承单 元la配备在被悬架装置支撑的状态下作为不旋转的静止侧滚道圈的
外圈4，和支撑固定车轮(结合固定)作为旋转的旋转侧滚道圈的轮毂5。轮毂5介以多个滚动体6、 6，旋转自如地支撑在外圈4的内侧 上。轮毂5具有轮毂主体11和与轮毂主体11结合固定的内圈12，并 与背面组合式的接触角一起给滚动体6、 6a施加预负荷。g卩，外嵌于 轮毂主体11的小径台阶部33的内圈12，通过螺母32与轮毂主体11 螺合的紧固，使其向小径台阶部33的端部存在的台阶面34挤压。借 助于限制螺母32的紧固转矩，使设置于轮毂5的外圆面的双列内圈滚 道彼此的间隔与设置于外圈4的内圆面的双列外圈滚道彼此的间隔之 间的关系调整为适当值，从而给滚动体6、 6加上期望的(适当值的) 预负荷。而且，也可以使轮毂主体11的端部向径向外侧塑性变形并 形成铆接部，再将内圈12固定在轮毂主体11来代替螺母。另外，也 可以使外侧的内圈滚道形成独立于轮毂5的内圈。在轮毂5的中间部分外圆面上，外嵌固定有磁性板制成的编码器 15。在编码器15的轴向方向中间部分上，沿圆周方向相互等间隔地形 成多个"V"字形的通透孔20、 20，使得编码器15的磁特性沿圆周方 向等间隔地变化着。在外圈4的轴向方向中间部分，以外圈4的内表面与外表面连通 的状态，形成了安装孔12a。在安装孔12a内，从径向外侧朝内侧穿插 着组装了四个传感器17a 17d的传感单元30。传感器17a 17d中的 传感器17a、 17b的检测部，分别露出在传感单元30的底座31的顶端 面上(图1的上端面)，并与编码器15的外圆面(被检测面)接近相 对。传感器17a、 17b的检测部与编码器15的外圆面相对的位置，设 定为沿编码器15的圆周方向相同的位置。另外，在轴向载荷没有作用 于外圈4与轮毂5之间的状态下，设置编码器15和传感器17a、 17b 使V字形通透孔20、 20的顶部(弯曲部)处于传感器17a、 17b的检 测器之间的正中央。而且，由于编码器15仅仅是磁性材料，所以传感
器17a、 17b中也组装有永久磁铁。
在没有轴向载荷作用于外圈4与轮毂5之间的状态下，各个传感 器17a、 17b的检测部与从V字形的通透孔20、 20的顶部沿着编码器 15的轴向偏移相同距离的部分相对。因而，传感器17a、 17b的输出信
号相位一致。
一方面，在轴向载荷作用于固定了编码器15的轮毂5的情况下， 各个传感器17a、 17b的检测部与自V字形的通透孔20、 20的顶部沿 着编码器15的轴向方向的偏移不同的部分相对D因而，传感器17a、 17b的输出信号相位也会偏移。基于轴向载荷引起的传感器17a、 17b 的输出信号相位的偏移，随着轴向载荷增大偏移程度也增加。因而， 通过传感器17a、 17b的检测信号相位差，可以求出外圈4与轮毂5之 间的轴向方向相对位移，从而根据该相对位移，可以求出作用于外圈 4与轮毂5之间的载荷。
另一方面，传感器17c、 17d分别露出在传感单元30的底座31 的顶端部的各个侧面(图1的左右两侧面)上，并利用其根据轴向方 向的位移求出轴向载荷时使用的零点并且求出影响增益特性的各个滚 动体6、 6的预负荷。即，为了求出各个滚动体6、 6的公转速度，并 根据该公转速度计算出给予滚动体6、 6的预负荷而利用传感器17c、 17d。为了求出公转速度，在保持双列配置的各个滚动体6、 6的一对 保持架22a、 22b的彼此相对的平面上，分别设置有公转速度检测用编 码器23a、 23b。作为各个公转速度检测用编码器23a、 23b的被检测面 彼此相对的侧面磁特性，沿圆周方向交替且以等间隔进行变化。因而， 传感器17c、 17d的输出信号按照与各个滚动体6、 6的公转速度成正 比的频率(成反比的周期)进行变化，并根据该频率(或者周期)就 可以求出各个滚动体6、 6的公转速度。
而且，在传感器17a 17d的检测部中，组装有霍尔IC、霍尔元
件、MR元件、GMR元件等磁性检测元件。
在实施例一中，根据传感器17c、 17d的输出信号求出各个滚动体 6、 6的公转速度nca、 ncb，并根据公转速度nca、 ncb与轮毂5的旋转 速度ni求出对各个滚动体6、 6的预负荷Fo。即，各个滚动体6、 6的 接触角a与预负荷Fo相应发生变化(预负荷Fo越大，则接触角a越 大)，随着接触角a的变化而公转速度nca、 ncb也变化，因此，可以 根据公转速度nca、 ncb求出预负荷Fo。而且，由于给予各个滚动体6、 6彼此相同的预负荷Fo，因此，为了求出预负荷Fo，不一定需要求出 两列的滚动体6、 6的公转速度nca、 ncb。另外，可以根据其检测部接 近与编码器15的外圆面(被检测面)相对的传感器17a (或者17b) 的检测信号来求出轮毂5的旋转速度ni。即，该传感器17a(或者17b) 的检测信号频率与轮毂5的旋转速度ni成正比率，而周期与旋转速度 ni成反比率。此处，就根据任意一列的滚动体6、 6的公转速度nc与 轮毂5的旋转速度ni求出预负荷Fo的方法进行说明。
公转速度nc—般利用下面的公式(l)进行表示。
nc={l- (d cos a ) /D} (ni/2)
+ {1+ (d cosa ) /D} (no/2)------(1)
公式(1)中，D表示滚动体6、 6的节距圆直径，d表示滚动体6、 6的直径，no表示外圈4的旋转速度。实施例一中，由于轮毂5旋转， 而外圈4不旋转(即no二0)，因此，公转速度nc用下面的公式(2) 进行表示。
nc={l- (d cosa ) /D} (ni/2)------(2)
公式(2)中，各个滚动体6、 6的节距圆直径D、相同直径的d 是已知的(轴承规格)，几乎不会因为各个滚动轴承单元而变，也不
是因为长期使用而变的值。
从而，由各个滚动体6、 6的接触角a与轮毂5的旋转速度ni决 定公转速度nc。另外，该接触角a随着各个方向的载荷而变化，但如 果在未负担轴向载荷的状况下，则大致由预负荷Fo决定。图2示出了 预负荷Fo在4900N(500kgf) 7840N(800kgf)之间，以980N( 100kgf) 节距变化时，轴向载荷Fy和滚动体6、 6的公转速度nc与轮毂5的旋 转速度ni之比(nc/ni)的关系。从图2很清楚，滚动体6、 6的公转 速度nc以及滚动体6、 6的公转速度nc与轮毂5的旋转速度ni之比， 均随着预负荷Fo而变化。
而且，图2的横轴表示的轴向载荷Fy，将向汽车的宽度方向中央 侧(内侧、内部侧)的轴向载荷Fy的数值设定为正(+ )。考虑到这 一方面， 一看图2就清楚，支撑轴向载荷Fy—侧的滚动体6、 6的公 转速度nc与没有支撑轴向载荷Fy —侧的滚动体6、 6的公转速度nc 相比，与轴向载荷Fy的变化相对应其变化很大。与其相对，没有支撑 轴向载荷Fy —侧的滚动体6、 6的公转速度nc与支撑轴向载荷Fy — 侧的滚动体6、 6的公转速度nc相比，与预负荷Fo的变化相对应其变 化很大。在汽车的车轮支撑用滚动轴承单元的情况，向汽车的宽度方 向中央侧施加的轴向载荷Fy的值大于向同一宽度方向外侧(外部侧) 施加的轴向载荷Fy的值。而且，即使对没有支撑该轴向载荷Fy—侧 的滚动体6、 6而言，其前提在于残留有预负荷Fo。
但是，接触角a也由于给外圈4与轮毂5之间加上的径向载荷而 发生变化。图3示出了在使上下方向的径向载荷Fz变化时的，轴向载 荷Fy和滚动体6、6的公转速度nc与轮毂5的旋转速度ni之比(nc/ni) 的关系曲线。从图3很清楚，径向载荷Fz发生变化时滚动体6、 6的 接触角a也发生变化，其结果，滚动体6、 6的公转速度nc发生变化。 然而，在未负担轴向载荷Fy的状态下，伴随径向载荷Fz的变化而公 转速度nc的变化很小。因而，在未负担轴向载荷Fy的状态或者判断
该轴向载荷Fy很小的状态下，求出上述状态下的公转速度nc，然后 推算出预负荷Fo，对于预负荷Fo而言，可以获得高精度的估计值。
因此，例如，在车辆直线行驶中求出公转速度nc，再并根据公转 速度nc，对用于根据轴向方向的位移而求出轴向载荷Fy的零点以及 增益特性进行校正。为了对在直线行驶中求出轴向载荷Fy的零点以及 增益特性进行校正，根据在直线行驶中所测量的任一列或者两列的滚 动体6、 6的公转速度nca (ncb)与轮毂5的旋转速度ni之比nca/ni (ncb/ni)，求出对各个滚动体6、 6的预负荷Fo。即，可认为直线行 驶中滚动轴承几乎不受轴向载荷Fy，因此，在上述直线行驶中可对零 点以及增益特性实施校正。
另外，根据车辆中所安装的转向角传感器、加速度传感器、偏航 率传感器等信息，可以判断车辆的行驶状态是否为直线状态。如果是 直线行驶状态，则转向角、横向加速度以及偏航率均认为是近似零。 因而，根据上述传感器中所选择的一个或者一个以上的传感器信号， 就可以判断行驶状态是否为直线状态。具体而言，如果由选择的传感 器所获得的某一信息或者全部信息在预先规定的阈值以下，就判断为 直线行驶状态。而且，较为理想的是，即使转向角为某一固定值，但 由于行驶速度所产生的轴向载荷发生变化，所以根据转向角传感器与 偏航率传感器的检测信号的阈值，按照行驶速度也是可变的。另外， 最好是，在行驶速度的变化很小，即稳速行驶或者临近其的状态时， 实施零点以及增益特性的校正，从准确地进行校正的方面来看尤为理 想。是否处于稳速行驶状态，既可以通过车轮的旋转速度来判断，又 可以根据用于检测前后方向的加速度的加速度传感器的检测值来判 断。进而，较为理想的是，零点以及增益特性的校正是在制动器没有 动作的状态下进行。其理由是，若在制动器进行动作的状态下进行零 点以及增益特性的校正，制动钳^ 'J "')将缓冲器压紧在圆盘的 载荷也有可能作为轴向载荷而作用于固定圆盘的轮毂5上。
另外，根据检测左右车轮的旋转速度的传感器(各个滚动轴承单
元中所组装的，轴向方向的位移检测用的传感器17a、 17b)的检测信
号，也能够判断是否处于直线行驶状态。即，如果左右两车轮(对其
进行固定的轮毂5)的旋转速度大致相等，就可以推断车辆为直线行 驶状态。这种情况下，由于通过也使用于算出轴向载荷Fy的传感器 17a、 17b的检测信号来推断是否处于直线状态，因此，只能在计算出 轴向载荷Fy的运算器中(不从外部输入信号)进行上述推断操作，对 零点以及增益特性进行校正。
总之，如果知道，在未负担轴向载荷Fy的状况，或者轴向载荷 Fy很小的状态，从图2很清楚，可以求出预负荷Fo。 S卩，根据图2的 横轴上轴向载荷Fy为O的状态下的公转速度比((各个滚动体6、 6的 公转速度nc) / (轮毂5的旋转速度ni) }，能够求出预负荷Fo。而且， 图2所示的特性可通过预先试验或者计算事先求出，并作为图像等预 先存储在控制器中。此时使用的公转速度nc也可以是各列滚动体6、 6 的公转速度nca、 ncb中的任意一个。或者，也可以根据两列的公转速 度之和与轮毂5的旋转速度之比{ (nca+ncb) /ni)而求出预负荷Fo。 另外，尽可能地排除前后方向的径向载荷的影响尤为理想。因此，最 好是，在油门开度较小的状态、或者油门开度固定的状态，进而在未 使用制动器的状态下(没有踩踏制动踏板、制动压力为0等)，进行 有关预负荷Fo的校正。
进而，并不局限仅在轴向载荷Fy为0或者很小的状态下进行求 出预负荷Fo的操作，也可以在负有轴向载荷的状态下进行。但是，在 这种情况下，由图2很清楚，根据未负担轴向载荷Fy—侧(正载荷时 为内侧，负载荷时为外侧)的列的滚动体6、 6的公转速度nca、 ncb而 求出预负荷Fo,从确保上述预负荷Fo的精度方面来看更为理想的。 而且，在无法判别负担了轴向载荷Fy的列是内侧列还是外侧列时，由 图2仍然很清楚，即便使用公转速度较慢列的公转速度而求出预负荷 Fo，也与使用未负担轴向载荷Fy—侧列的公转速度的情况相同，能够
求出高精度的预负荷FO。无论在何种情况下，残留有给予各个滚动体 6、 6的预负荷Fo均作为上述所述内容的前提。
艮卩，如图2所示，在正的轴向载荷Fy作用着的状态下，由该轴 向载荷Fy引起的公转速度nc的变化，在未负担该轴向载荷Fy的内侧 列则较小(由于轴向载荷Fy引起的公转速度nc的误差小)。与此相 对应，在负的轴向载荷Fy作用着的状态下，因该轴向载荷Fy引起的 公转速度nc的变化，在没有支撑该轴向载荷Fy的外侧列则较小(由 轴向载荷Fy引起的公转速度nc的误差小)。因此，利用未负担轴向 载荷Fy时接触角a小、公转速度较慢的列的公转速度nc (nc/ni)， 求出预负荷Fo。反之，在正的轴向载荷Fy作用着的状态下的外侧列 以及负的轴向载荷Fy作用的状态下的内侧列(或者，公转速度nc较 快列)中，如果由于公转速度nc相对于该轴向载荷Fy变化的变化量 大，使得该轴向载荷Fy的测量值存在误差(预负荷Fo不清楚时，必 然导致误差增大)的话，预负荷Fo的测量也会产生误差。
以上，就测量给予外圈4与轮毂5之间的轴向载荷Fy的场合进 行了说明。与其相对，本发明也可以应用于测量(上下方向或者前后 方向的)径向载荷Fz、 Fx的场合。测量径向载荷Fz、 Fx时，把编码 器的被检测面设定为轴向方向侧面，将例如图1所示的"V"字形的通 透孔在内侧半部与外侧半部上使相对径向的倾斜方向彼此呈反方向的 状态下设置于被检测面。进而，在求得多个方向的载荷(例如，轴向 载荷Fy+上下方向的径向载荷Fz、轴向载荷Fy+前后方向的径向载荷 Fx，轴向载荷Fy+上下方向的径向载荷Fz+前后方向的径向载荷Fx等) 时，也可以应用本发明。在求得多个方向的载荷时，除了轴向载荷Fy 以外，还可以一边考虑其他方向的载荷， 一边进行预负荷Fo的推算。
而且，在实施例一中，为了判断(比较)因时效变化引起的预负 荷Fo的降低(变化)，有关预负荷Fo的信息都存储于根据位移求出 载荷用运算器的存储器内。在存储器方面，可使用EEPROM、闪存器 等非易失去性(切断电源也不会丢失数据)的存储器。并且，预先将 滚动轴承单元初期状态的预负荷FO存储于存储器内，在重新求出的预 负荷FO与初期状态不同时，根据上述重新求得的预负荷Fo，对根据 位移求出载荷的零点以及增益特性进行校正。其结果为，根据上述位 移可以求出高精度的载荷。而且，也可以在根据预负荷Fo的变化而对 零点与增益特性进行校正时，预先设定阈值相对于预负荷Fo的变动值(变化部分)，以便只要超过阈值时对其进行校正。另外，在重新求得预负荷Fo时，也可以将其值预先写入暂时存储器，再进行有关预负 荷Fo变动的判断(例如，在预负荷急剧下降时发生警告)就公转速度nc的检测而言，并不局限于使用公转速度检测用编码 器23a、 23b的结构。例如，通过检测伴随各个滚动体6、 6的公转运 动而振动的频率zfc (公转频率fcX滚动体个数z)，也可以求出各个 滚动体6、 6的公转速度nc。如果知道上述那样测量的轮毂5的旋转速 度ni，则根据初期接触角a，使用上述公式(1)而求出公转速度nc 的近似值。另外，由于滚动体6、 6的个数为已知，所以可求出伴随各 个滚动体6、 6的公转运动的振动频率zfc的近似值。于是，借助让频 率zfc的近似值附近的频率通过的高通频谱器(BPF)来处理检测出外 圈4的振动的振动传感器检测信号，并通过提取频率zfc成分，能够求 出伴随各个滚动体6、 6的公转运动的有关振动频率zfc的准确值。具体而言，通过对检测出上述外圈4与上述轮毂5之间相对位移 的位移信息(一对传感器的检测信号相位差有关对两个传感器的一个 周期之比的信息，或者有关一个传感器的检测信号负荷比的信息)， 独立设置的振动传感器检测出的显示振动频率的输出信号以及显示磁 失真效应或应变等的失真输出信息的信号，实施让频率zfc附近的频率 通过的BPF的处理，能够提取伴随各个滚动体6、 6的公转速度的有 关振动频率zfc的准确值。而且，在实施BPF处理之前，也可用滚动 体的个数z去除该频率而求出公转频率fc (或者直接测量fc)，并根 据公转频率fc求出预负荷Fo。
而且，在检测出各个频率zfc、 fc时，为了可更加显著地检测出各 个频率zfc、 fc的成分，使各个滚动体6、 6存在相互差异(让某一个 滚动体3的直径稍微大于其他滚动体6、 6的直径)也很有效。另外， 为了容易区别内列与外列，也可以使两列的频率zfc (fc)成分互不相 同。为了改变其中的频率zfc成分，使内列与外列之间的接触角、滚动 体的直径、各个滚动体的直径节距以及滚动体的个数等之中所选择的 一个或者一个以上的要因在两列之间互不相同(但对频率fc时，要除 以滚动体的个数)。另外，也可以只添加公转速度检测用编码器(图l所示的公转速 度检测用编码器23a、 23b中的一方或者双方)(即不设置公转速度检 测专用传感器17c、 17d)。此时，接近配置添加的公转速度度检测用 编码器与用于检测外圈4与轮毂5的相对位移的传感器(图l所示的 传感器17a、 17b)，使其产生磁干涉。并且，基于该磁干涉，将表示 各个滚动体6、 6的公转速度信息混入用于检测外圈4与轮毂5的相对 位移的传感器(19a、 19b)检测信号中。并且，通过让fcX公转速度检测 用编码器脉冲数的频率通过的BPF，处理混入表示该公转速度信息的 输出信号，也可求出公转速度。图4示出了一例如上述那样的实施例一中的处理电路。在图4所 示的处理电路中，首先，根据一对传感器A、 B的检测信号，测量外 圈4与轮毂5 (参照图1)之间的相对位移(相位差/一个周期=相位差 比)。并且，基于表示相位差比的信号，求出作用于外圈4与轮毂5 之间的载荷，同时通过BPF处理表示相位差的信号，提取公转频率zfc (或者fc)，从而求出各个滚动体6、 6 (参照图l)的公转速度nc。 并且，根据任一个传感器A的输出信号或者以往通常使用的ABS用的 传感器输出信号，求出轮毂5的旋转速度ni。并且，计算出公转速度 nc与该轮毂5的旋转速度ni之比(nc/ni)，而求出给予滚动体6、 6的预 负荷Fo。这样一来，所求出的预负荷Fo的值，存储于计算负荷的运
算器中所设置的存储器内，并且在预负荷校正判断电路，与初期的预 负荷或者先前所推算出的预负荷等相比较，而实施是否进行校正的判 断。并且，在判断为预负荷FO变动较大的情况下，使用根据重新求出 的预负荷FO所求出的零点以及增益特性，在载荷变换部进行基于位相 差比求得载荷的计算。通过上述结构，即使预负荷Fo的时效变化也能 进行对应，不管其时效变化如何，均可高精度地求出载荷，从而实现带载荷测量装置滚动轴承单元。而且，图4所示的处理电路中的存储 器，不仅能够存储求出的预负荷Fo，也能够存储根据该预负荷Fo求 出的零点、增益特性以及初期的预负荷等。在图1所示的结构中，在沿磁性金属板制成的编码器15的外圆面 的轴向方向相隔的两处位置，使一对传感器17c、 17d的检测部相对。 然而，实施例一并不限定应用于这样的结构。例如，也可以根据随着 外圈4与轮毂5的轴向方向的变动而变化的一个编码器输出信号的负 荷比，求出轴向方向的变动方向以及改变量。在这种情况下，也可以 使用例如图18所示那样的编码器15a。另外，也可以使用图19所示那 样的永久磁铁制的编码器15b。即使这种结构中，如果预负荷发生变 动的话，无法根据轴向方向的变动方向以及改变量而准确地求出载荷。 与其相应，如果可以对实施1中的预负荷进行校正的话，则能够防止 预负荷的变动使基于轴向方向的变动方向以及改变量的载荷的测量精 度恶化。而且，将永久磁铁的编码器主体的外圆面的磁化范围设定为 梯形(使沿圆周方向相邻的S极与N极的交界相对轴向方向倾斜)的 编码器与一个传感器进行组装时也同样能够防止预负荷的变动使基于轴向方向的变动方向以及改变量的载荷测量精度恶化。另外，编码器 与传感器的组合件并不局限于磁性检测式的结构。例如，也可以使用 涡流式的传感器和光学式的传感器。进而，即使滚动轴承单元结构， 也并不局限于图示那样的滚动轴承单元，也可以是双列圆锥滚子轴承 单元。另外，传感器除配置在一对外圈滚道彼此之间部分外，也可以 配置在外圈的内端部。
在实施例一中，根据预负荷变化测量出滚动体的公转速度变化， 并基于该公转速度变化求出预负荷。这种预负荷的测量方法，在各个 滚动体为随着预负荷变化而公转速度变化较大的滚珠的场合是有效 的。然而，在滚动体为随着预负荷变化而公转速度变化较小的滚子或 圆锥滚子的场合，则滚动体所受预负荷的测量精度就变得很差。采用 本发明的实施例二，则不可依据各个滚动体的公转速度，求出给予这 些各个滚动体的预负荷。此处，这些各个滚动体为滚珠的场合自不待 言，即便为圆柱滚子、圆锥滚子以及球面棍子等其他滚动体的场合， 也能够求得高精度的预负荷。关于这一方面，边参照图5 图11，边 进行说明。在给双列滚动轴承单元加上了，诸如给予沿径向远离旋转中心位 置的轴向载荷或者给予远离滚动体列中心位置的径向载荷这样的偏载 荷的场合，构成双列滚动轴承单元的外侧、内侧两滚道圈构件， 一边 使各自的中心轴相互倾斜， 一边沿载荷的作用方向相对位移(远近运动)。例如，在图5所示的汽车的车轮支撑用双列滚动轴承单元1的 场合进行转向行驶等时，来自车轮(轮胎)2与路面3之间的抵接部 分(接触地面)的轴向载荷，作为偏载荷而给予沿径向远离(偏移) 外侧滚道圈构件4和内侧滚道圈构件5的中心位置。滚道圈构件4、 5 因该偏载荷而发生相对位移。此时，作为载荷(力)给予车轮支撑用双列滚动轴承单元1的轴 向载荷，该载荷(力)由给予沿滚道圈构件4、 5的轴向方向的(纯) 轴向载荷和作为使滚道圈构件4、 5的中心轴相互倾斜的力的力矩合 成。因而，在两滚道圈构件4、 5彼此之间，同时发生了 (纯)轴向方 向的位移与中心轴相互的倾斜。基于这种载荷以及力矩，轴向方向的 位移以及中心轴相互的倾斜随着给予构成车轮支撑用双列滚动轴承单 元1的滚动体6、 6的预负荷越小越明显。即，给予滚动体6、 6的预 负荷越降低，则车轮支撑用双列滚动轴承单元1的刚性越降低，且基
于偏载荷，滚道圈构件4、 5的轴向方向的位移和中心轴相互的倾斜角度增大。反之，给予滚动体加上6、 6的预负荷越大，则车轮支撑用双 列滚动轴承单元1的刚性也越高，且基于偏载荷，滚道圈构件4、 5的 轴向方向的位移和中心轴相互的倾斜角度减小。但是，随着给予滚动体加上6、 6的预负荷变化，滚道圈构件4、 5的轴向方向位移和倾斜角度的变化量都不相同。例如，比较预负荷 降低时的轴向方向位移的变化量与倾斜角度的增加量时，可知轴向方 向位移的增加量很显著。其理由，是因为预负荷的作用方向(赋予该 预负荷时的推压方向)与轴向方向一致。即，预负荷的降低， 一直与 轴向方向位移的增加有关，但并不一直与倾斜角度的增加有关。相反， 预负荷的上升， 一直与轴向方向位移的降低有关，但并不一直与倾斜 角度的降低有关。图6A、图6B示出了在图5所示的结构中，从车轮2与路面3之 间的接触部分(接触地面)加上了轴向载荷时产生的外侧、内侧两滚 道圈构件4、 5之间的(纯)轴向方向位移与倾斜角度的关系。图6A、 图6B分别示出了轴向载荷与轴向方向位移的关系，以及该轴向载荷与 倾斜角度的关系。另外，在图6A、图6B中，实线a、虚线b以及点 划线c分别表示给予各个滚动体6、 6的预负荷为适当(标准)的情况、 该预负荷过小的情况以及过大的情况。通过比较图6A所示的实线a、 虚线b以及点划线c之差(交叉角度)与图6B所示的实线a、虚线b 以及点划线c之差(交叉角度)就很清楚，承受预负荷变动的范围， 轴向方向位移变化方面比倾斜角度显著。只要考虑到这些方面，如果将轴向方向的位移与倾斜角度之比用 作参数，则可求出图7所示那样的关系就知道与作用于接触地面的 轴向载荷大小无关，并可求出给予各个滚动体6、 6的预负荷。即，通 过轴向位移测量机构以及通过倾斜角度测量机构，分别求出外侧滚道 圈构件4与内侧滚道圈构件5之间的轴向方向位移以及这些外侧、内 侧两滚道构件4、 5的中心轴相互的倾斜角度，然后计算出轴向方向的 位移与倾斜角度之比值。接着，将该比值插入图7的纵轴上，求出给予各个滚动体6、 6的预负荷。而且，图7也与图6A、图6B同样，实 线a、虚线b以及点划线c分别表示给予各个滚动体6、 6的预负荷为 适当(标准)的情况，该预负荷过小的情况以及过大的情况。总之， 如图6A 图7所示，从预负荷、轴向方向位移以及倾斜角度之间的关 系很清楚，上述三个因素中，只要知道轴向方向位移与倾斜角度，就 可以求出其余一个因素的预负荷。在实施例二的双列滚动轴承单元用预负荷测量装置的情况下，利用上述那种特性，可求出给予双列滚动 轴承单元的滚动体的预负荷。假设，如果通过设置于双列滚动轴承单元外部的其他(测量时可 不受预负荷影响的)传感器，例如，设置在图5中的外侧滚道圈构件 4与转向节7之间，测量给予外侧滚道圈构件4与转向节7之间的轴 向载荷的测力传感器等载荷传感器来求出轴向载荷的话，就无需求出 图7的纵轴上所表示的比值。此时，图6A、 6B的横轴上的值为已知。 由此，只要将载荷传感器的测量值插到图6A或者图6B的横轴上，就 可以由双列滚动轴承单元的外侧滚道圈构件4、内侧滚道圈构件5彼 此的轴向方向位移或者中心轴相互的倾斜角度(轴向方向位移与倾斜 角度中的一个)求出预负荷。此时，只要求出预负荷，而无需测量轴 向方向位移与倾斜角度之中的另一个。然而，在这种情况下，为了求 得预负荷便需要载荷传感器，所以因部件成本、组装操作的复杂化导 致成本增加。与其相反，在实施例二的情况下，由于利用外侧滚道圈 构件4、内侧滚道圈构件5彼此的轴向方向位移以及中心轴相互的倾 斜角度求得预负荷，因此不需要载荷传感器。而且，图7示出了通过实施例二，根据外侧滚道圈构件4、内侧 滚道圈构件5彼此的轴向方向位移以及中心轴相互的倾斜角度求出给 予各个滚动体6、 6的预负荷时的基本考察方法，与实际的状态有所不 同。此处，关于图5所示那样的车轮支撑用双列滚动轴承单元1，实 　际上是进行模拟计算，将求得(纯)轴向方向位移、倾斜角度、这些 位移与倾斜角度之比以及给外侧滚道圈构件4、内侧滚道圈构件5彼此之间加上的轴向载荷的关系的结果表示于图8 图10中。这些图8 图10中，图8示出了预负荷大小不同时的自接触地面输入的轴向载荷 与倾斜角度的关系、图9表示倾斜角度与轴向方向位移的关系、图10 表示轴向载荷和轴向方向位移与倾斜角度之比的关系。图8 图10也 与图6A 图7相同，实线a、虚线b以及点划线c分别表示给予各个 滚动体6、 6的预负荷为适当(标准)的情况、该预负荷过小的情况以 及过大的情况。轴向方向位移与倾斜角度之比值随预负荷的大小而不 同，但同时该比值也因轴向载荷不同而变动。从图8 图IO所示的关系可知在实际情况下，即使只求得轴向 方向位移与倾斜角度之比，只要没有求出外侧滚道圈构件4、内侧滚 道圈构件5彼此之间所施加的轴向载荷，就无法求得给予各个滚动体 6、 6的预负荷。与其相反，采用实施例二，由于求出轴向方向位移以 及倾斜角度，因此，根据轴向方向位移或者倾斜角度，可以求出轴向 载荷。即，同时求得轴向载荷、轴向方向位移与倾斜角度之比，因此， 不管图8 图IO所示的关系如何，均可求出预负荷。而且，求出给予各个滚动体6、 6的预负荷的目的之一，在于为了 根据轴向方向位移或者倾斜角度而准确地进行轴向载荷的计算，对轴 向方向位移或者倾斜角度与轴向载荷之间的关系(包含零点以及增益 特性的关系式或者图像)进行校正的方面。因而，为了求得预负荷， 使用考察了该预负荷(利用由于预负荷而变化的关系式或者图像来求 出)后的轴向载荷，看起来好像很矛盾。然而，实际上除了由于碰撞 事故等导致车轮支撑用双列滚动轴承单元1发生破损时等极端情况 外，使用轴向载荷求出预负荷的理论均成立。其理由，是因为预负荷 变化(降低)的主因是经长期使用引起的时效变化，且变化速度极其 缓慢。这样，对于预负荷非常缓慢地降低的情况，仍将频繁地实施求 得预负荷的操作以及利用预负荷求出轴向载荷的操作。因而，可以假
定计算轴向载荷时所使用的轴向方向位移或者倾斜角度与轴向载荷的 关系(关系式或者图像)被频繁地进行校正，并利用上述关系求出的 轴向载荷为准确的(为了确保行使稳定性，确保必需的精度)值。因 此，通过利用上述轴向载荷求出预负荷，也可准确地求出该预负荷。当然，相对于求出轴向载荷的操作、用求出的轴向载荷求出预负 荷的操作、以及用求出的预负荷对轴向方向位移或者倾斜角度与轴向 载荷之间的关系进行校正的操作的实施频度而言，在预负荷变化的速 度较快的情况下，校正精度又成为了问题。但是，预负荷时效变化的 速度较慢，几乎可以忽视前一次校正操作至下一次校正操作之间预负 荷降低的程度。因而，除了上述那样的极端情况外，轴向方向位移或者倾斜角度与轴向载荷之间的关系的校正误差极其微小，从利用轴向 载荷的控制等精度来看，可以忽略。反之，求出的预负荷在考察了经 过时间与行使距离后，其变化异常迅速的情况下，考虑到会发生车轮 支撑用双列滚动轴承单元1的温度不正常地上升而结构各个部件明显 产生热膨胀，或者车轮支撑用双列滚动轴承单元1受到损伤等，发生 了某一异常情况。在这种情况下，无法对轴向方向位移或者倾斜角度 与轴向载荷的关系实施校正。并且，根据需要，将异常发生的情况通 知驾驶员与主控制器。另外，在车轮支撑用双列滚动轴承单元1的情况下，在预先设定 的时间内进行上述的求出轴向载荷的操作、用该求出的轴向载荷求出 预负荷的操作、以及用求出的预负荷对轴向方向位移或者倾斜角度与 轴向载荷之间的关系进行校正的操作。例如，汽车在行驶中，或时常 (每隔较短时间)进行或在行驶速度为规定值以下的情况下进行，或 者在点火开关断开时(之后不久)进行。其中，较为理想的是在行驶 中经常进行，这是因为增加轴向方向位移或倾斜角度与轴向载荷的关 系的校正频度，既准确把握预负荷，又可以更加精确地计算出轴向载 荷。但是，在这种情况下，无法避免增加进行校正(作为其前提，求 出轴向载荷以及预负荷)的CPU的负担。 另一方面，把对应于编码器的被检测面特性变化而变化的传感器 输出信号作为信息源，当进行各种操作运算时，在行驶速度较慢的状 态下，平均单位时间内的输出信号变化次数减少，与行驶速度较快的 情况相比，能够使CPU的运算相对富余。考虑到这些方面，也可以在 预先设定行驶速度的规定值以下考察上述CPU的处理能力的状态，进 行各种操作之中的，用求出的轴向载荷求出预负荷的操作，和用求出 的预负荷算出该轴向载荷时使用的轴向方向位移或者倾斜角度与轴向 载荷之间关系的校正操作。进而，为了更加节省CPU的负担，各种操 作中，可继续进行求得轴向载荷的操作与求得预负荷的操作，也可以 只在断开点火开关的情况下，实施对通过求出的预负荷计算出该轴向 载荷时所使用的轴向方向位移或者倾斜角度与轴向载荷之间的关系进 行校正的操作。无论是实施哪一种方法的场合，为了对基于轴向方向 位移或者倾斜角度计算出轴向载荷用的(对预负荷的值有影响的)关系进行校正而利用的信息，均存储于EEPROM等存储器内中。并且， 在下一次接通点火开关的情况下，利用最新校正后的关系，根据轴向 方向位移或者倾斜角度，开始轴向载荷的计算。从上述说明很清楚，为了利用实施例二的双列滚动轴承单元用预 负荷测量装置，准确地求出给予滚动体的预负荷，确保(纯)轴向方 向位移与倾斜角度的检测精度尤为重要。为此，较为理想的是，尽可 能地减少与轴向方向位移以及倾斜角度的检测误差相关连的因素。作 为该检测误差的一个因素，考虑过伴随热膨胀、收縮引起的传感器与 编码器在轴向方向上的位置偏移。但是，关于在就该编码器的上下两 端部与使各自的检测部与上述编码器的上下两端部相对的一对传感器 器而言，则认为由于那样的原因引起的在轴向方向上的位置偏移的影 响，发生互相相等，且产生仅仅各自同量的误差是这个原因。另外， 利用在编码器的上下两端部与各自的检测部相对的一对传感器，分别 测量了外侧滚道圈构件4、内侧滚道圈构件5的中心轴相互的倾斜角 度，该倾斜角度与上述编码器的上端部与下端部的轴向方向位移的差
分成正比。因而，难以将热膨胀、收縮的误差引入到中心轴相互的倾 斜角度的测量值中。另一方面，利用编码器的上下两端部与使各自的 检测部与编码器的上下两端部相对的一对传感器，分别测量了外侧滚 道圈构件4、内侧滚道圈构件5之间的(纯)轴向方向位移的测量值， 且该测量值为轴向方向位移的平均值，因此，受到因热膨胀、收縮引 起的误差的影响。考虑到这些方面，为了防止因上述那样的原因将误差引入轴向方向位移的测量值里，例如，按照以下的(1) (3)方法，求出该轴向载 荷。(1) 将用于运算轴向载荷的，有关外侧、内侧两滚道圈构件4、 5之间的相对位移的信息设定为上述两滚道圈构件4、 5的中心轴相互的倾斜角度。(2) 存储在运算出的轴向载荷变成了任意值(例如零)的状态的 外侧滚道圈构件4、内侧滚道构件5之间的(纯)轴向方向位移。(3) 将这种状态下的该(纯)轴向方向位移设为任意的轴向载荷 (例如零)下的值。这样一来，如果求得轴向载荷，即使由于热膨胀、收縮，外侧滚 道圈构件4、内侧滚道圈构件5之间的(纯)轴向方向位移发生偏移， 也可以求出排除了膨胀、收縮等影响的该轴向方向位移(真值)。并 且，可以准确地求出上述图10的纵轴所表示的轴向方向位移与倾斜角 度之比。另外，通过根据轴向方向的位移与倾斜角度中至少一方的状态量， 求出作用于外侧滚道圈构件与内侧滚道圈构件之间的轴向载荷，并以 倾斜角度作为基准对轴向方向的相对位移进行校正，根据校正后的轴
向方向的相对位移求出预负荷，也能消除热膨胀、收縮引起的误差的 影响。预负荷的测量操作较为理想的是，如后述那样，在稳定地加上 轴向载荷的那样状态下进行。而且，即便在加上稳定的轴向载荷的状 态下，双列滚动轴承单元的温度也渐渐地上升。但是，在与加上该轴 向载荷之前的状态之间，该双列滚动轴承单元的温度变化停留于几乎 可忽路的程度。例如，在该双列滚动轴承单元为车轮支撑用滚动轴承 单元的情况下，相对于随着开始转向(操作方向盘)立刻产生轴向载 荷而言，车轮支撑用滚动轴承单元的温度仅仅缓慢变化。因而，如果利用几乎不受热膨胀、收縮影响的倾斜角度对受该热膨胀、收縮影响 的(纯)轴向方向位移进行校正(消除基于温度带来的变动部分)的 话，则消除了对预负荷测量的影响(设定温度条件相同)，从而可以 很好地实现预负荷测量的精度。作为用于校正消除热膨胀、收縮影响的具体方法，可以考虑以下 (A)、 (B)中的任意一种方法。(A) 以几乎不受热膨胀、收縮影响的倾斜角度为基准，对热膨 胀、收縮引起的(纯)轴向方向位移的变动部分进行校正。具体而言，倾斜角度为o时轴向方向位移也设为0等，并与根据倾斜角度求出轴向载荷相对应，将该时刻下的轴向方向位移作为与该轴向载荷相对应的值，存储于预负荷计算机构的存储器内(与上述的(1) (3)相同)。(B) 用高通滤波器对表示(纯)轴向方向位移的信号进行过滤。 例如，在双列滚动轴承单元为车轮支撑用滚动轴承单元的情况下，如 果为"直线前进一转向"、"转向一直线前进"、变换车道等行驶条 件，通过过滤就可以消除缓慢变化的热膨胀、收縮的影响。并且，如 果在倾斜角度为0的情况下，则可以根据在该倾斜角度与变成了某个 值的状态之间的(纯)轴向方向位移的相对量，求出预负荷。
无论是(A)、 (B)哪一种方法，不管热膨胀、收縮的影响下的(纯) 轴向方向位移，均消除了该热膨胀、收縮的影响，而求出高精度的预 负荷。另外，使用图10，根据轴向载荷和轴向方向位移与倾斜角度之比 而求出预负荷的操作，都是取伴随预负荷的变动而该比变化较大的部 分或者伴随轴向载荷的变动而该比变化较小的部分进行的，但从确保 预负荷的测量精度方面来看尤为理想。即，较为理想的是，如果利用图10中所记载点各条线a、 b、 c彼此的间隔为狭窄的部分，上述各条 线a、 b、 c的倾斜很陡的部分来求得预负荷，则即使轴向载荷中存在 少许误差，由于与求出的预负荷相关的误差增大，取满足上述条件的 部分也可以求出上述预负荷。具体而言，轴向载荷避开小于-2000 (沿 与图5的箭头相反的方向施加绝对值大于2000N的轴向载荷)的区域， 因为该区域内各条线a、 b、 c的斜度均很陡。另外，在该轴向载荷超 过+2000的区域内，由于伴随预负荷的变动而轴向方向位移与倾斜角 度之比的变化减小，所以仍然避开。进而，在轴向载荷的绝对值不足 1000N的情况下，基于与轴向方向位移以及倾斜角度的变化相关连的 轴向载荷，上述车轮支撑用双列滚动轴承单元1的构成各个构件的弹 性变形状态不稳定，由于不能稳定地求出轴向载荷及轴向方向位移与 倾斜角度之比，所以仍然避开。考虑到这些方面，较为理想的是，在 轴向载荷的绝对值在1000 2000N的区域内进行预负荷的测量。尤其 是，最好在该轴向载荷沿图5的箭头方向施加的+ 1000 2000N的区域 内进行，因而稳定地求出轴向载荷及轴向载荷位移与倾斜角度之比。但是，由于更换轮胎等，轴向载荷相对于双列滚动轴承单元的输 入条件有可能改变，即使改变了时，也不会改变预负荷计算机构内装 入的软件中的零点以及增益而求出预负荷的情况下，较为理想的是， 在轴向载荷为负的(沿与图5的箭头相反的方向施加轴向载荷)区域 内，进行预负荷的测量。即，用车轮支撑用滚动单元的汽车，汽车有 可能在多雪地方使用的情况下，夏天与冬天会使用不同的轮胎，此时， 往往使用偏移量{法兰13的外侧面(后述的图12的左侧面)与车轮中 心之间的轴向方向距离}不同的车轮。另一方面，轴向方向位移与倾斜 角度的关系因偏移量不同而不同。图11示出了偏移量波及轴向方向位移与倾斜角度之间关系的影响。在图11中，实线a、虚线b、点划线c分别表示偏移量为适当(标准)的情况、该偏移量偏向正侧的情况以及偏 向负侧的情况。从图11很清楚，负(与图5的箭头相反的方向)的轴向载荷起作 用时，与正(图5的箭头方向)的轴向载荷起作用时相比较，偏移量 波及轴向方向位移与倾斜角度的关系的影响(误差)较小。其理由如下所述首先，轴向方向位移与倾斜角度的关系因偏移量而变化的原因为，伴随该偏移量的差异，车轮支撑用滚动单元的中心(双列配置的滚动体6、 6的轴向方向中央部分)与接触地面的中心之间的关系发生偏移，其结果是基于上下方向的径向载荷的倾斜角度发生变化。另 一方面，在自接触地面施加正的轴向载荷的情况下，基于该轴向载荷 的力矩，上下方向的径向载荷也向正方向作用，且作用于外侧滚道圈构件4、内侧圈滚道构件5之间的上下方向的径向载荷增加。与此相 反，在负的轴向载荷起作用的情况下，基于轴向载荷的力矩，上下方 向的径向载荷也向负方向作用，且作用于外侧滚道圈构件4、内侧圈 滚道构件5之间的上下方向的径向载荷降低。因此，如果负的轴向载 荷在起作用，使得在上下方向的径向载荷较小的状态下测量预负荷， 则可以减少偏移量变动的影响，就是高精度地求出与该偏移量无关的 预负荷。另外，关于车轮支撑用双列滚动轴承单元1求出预负荷的操作， 较为理想的是在汽车的行驶状态稳定的状态下进行。具体而言，例如 避免在由于急剧的前进路线改变(改变车道)等，轴向载荷在短时间内急 剧发生变动这样的状态下求出预负荷。并且，较为理想的是在沿曲率 半径大致固定的曲线路线行驶时，比较长的时间、稳定地施加轴向载 荷这样的状态下求出预负荷。而且，为了防止在载荷急剧变动的状态
下进行预负荷测量、读取可靠性较低的预负荷数据，通过对表示(纯) 轴向方向位移的信号实施用高通滤波器的过滤，也能够提高测定预负 荷的可靠性。参照图12 19对组装了轴向位移测量机构以及倾斜角度测量机构的实施例二的双列滚动轴承单元进行说明。实施例二的双列滚动轴 承单元为带载荷测量装置的车轮支撑用双列滚动轴承单元，它备有车轮支撑用双列滚动轴承lb与兼有起旋转速度检测装置功能的载荷测 量装置8。其中的车轮支撑用双列滚动轴承单元lb具有外侧滚道圈构件4、 内侧滚道圈构件5以及多个滚动体6、 6。其中的外侧滚道圈构件4为 使用状态下支撑固定于构成悬架装置的转向节7上(参照图5)的静 止侧滚道圈，内圆面、外圆面上分别具有双列的外圈滚道9、 9以及用 于与该悬架装置结合的外向法兰状安装部10。另外，内侧滚道圈构件 5为使用状态下支撑固定车轮并与该车轮一起旋转的旋转侧滚道圈(轮 毂)，并具有轮毂主体11与组合并固定在轮毂主体11上的内圈12。 这样的内圈滚道圈构件5，分别在外圆面的轴向方向外端部(在组装 到悬架装置的状态下，变成车身宽度方向外侧的端部)上设置用于支 撑固定车轮的法兰13，在轴向方向中间部分以及靠近内端部分的外圆 面设置双列的内圈滚道14、 14。各个滚动体6、 6分别每几个，以相 互赋予相反方向(背面组合式的)接触角的状态滚动自如地设置在这 些各个内圈滚道14、 14与各个外圈滚道9、 9之间，而且使内侧滚道 圈构件5与外侧滚道圈构件4同心且旋转自如地支撑于外侧滚道圈构 件4的内侧。另一方面，载荷测量装置8具有，外嵌固定于内侧滚道圈构件5 的轴向方向内端部的一个编码器15;支撑于外侧滚道圈构件4的轴向 方向内端开口部所粘合的保护罩16的四个传感器17al、 17a2、 17bl、 17b2;以及未图示的运算器。编码器15在由软钢板等磁性金属板制成
的作为被检测面的靠近外圆面顶端(靠近轴向方向内半部)部分上， 设置第一特性变化部18、第二特性变化部19。第一特性变化部18和第二特性变化部19，由分别沿圆周方向相互以相等间隔形成切口状的 多个通透孔20a、 20b构成。第一特性变化部18中，在被检测面的宽度方向一个半部上(图 12的右半部，图13 图16所示的编码器15的下半部)是，特性变化 的相位相对于该被检测面的宽度方向沿规定方向以规定角度逐渐变化 的状态，进行设置在被检测面的宽度方向一个半部上(图12的右半部， 图13 图16所示的编码器15的下半部)。与其相反，第一特性变化 部19中，是在在被检测面的宽度方向另一个半部上(图12以及图13 图16的左半部所示的编码器15的左半部，图13 图16的右侧所示 的编码器15的上半部)，特性变化的相位相对于该被检测面的宽度方 向沿与上述规定方向的相反方向以与上述规定角度相同的角度逐渐变 化的状态，设置在被检测面的宽度方向另一个半部上(图12以及图 13 图16的左半部所示的编码器15的左半部，图13 图16的右侧所 示的编码器15的上半部)。因此，第一特性变化部18的通透孔20a、 20a与第二特性变化部19的通透孔20b、 20b，是相对于编码器15的 轴向方向只沿着相反方向倾斜相同角度而形成的。而且，第一特性变 化部18的通透孔20a、 20a与第二特性变化部19的通透孔20b、 20b 也可以如图13 16以及17所示那样的使其相互独立形成，或者也可 以如图12所示那样以连续的状态形成。或者，如图18所示，也可以 使用在被检测面上形成梯形状或者三角形的凹凸50、60的编码器15a。 进而，如图19所示，也可以使用在被检测面上按同样的图形配置了永 久磁铁制成S极与N极的编码器15b。在被检测面的直径方向相反侧两处位置，分别设置有两对共计四 个传感器17al、 17a2、 17bl、 17b2。即，在编码器15的上端部上方、 下端部下方分别配置有其中的两个传感器17al、 17a2以及其余的两个 传感器17bl、 17b2。分别使一对传感器17al、 17a2的检测部与第一特
性变化部18相对，另一对传感器17bl、 17b2与第二特性变化部19相 对。各个传感器17al、 17a2、 17bl、 17b2的检测部在没有外力作用以 及外侧滚道圈构件4与内侧滚道圈构件5处于中立状态(中心轴彼此 一致，且也没有发生轴向方向位移的状态)的情况下，与第一特性变 化部18或者第二特性变化部19的宽度方向中央部分相对。来自传感器17al、 17a2、 17bl、 17b2的检测信号输送给运算器， 运算器通过以下这些功能，求出编码器15的倾斜角度(外侧滚道圈构 件4的中心轴与内侧滚道圈构件5的中心轴的倾斜角度)。即，首先， 运算器求出有关配置于上下两端部的两个传感器17al、 17a2的检测信 号之间的相位差比(相位差比=相位差8/—个周期A) Sa以及传感器 17bl、 17b2的检测信号之间的相位差比Sb。其次，求出有关配置于 上述两位置的每两个传感器17al、 17a2 (17bl、 17b2)的相位差比彼 此之差(5a-5b)。进而，根据该相位差比彼此之差(Sa-5b)求出 倾斜角度。利用上述这样的结构，即使相对于配置了各个传感器17al、 17a2、 17bl、 17b2的方向而在垂直方向，作用了不是测量对象的载荷(非对 象载荷)的情况下，也能够防止作为测量特定对象的载荷(对象载荷) 的测量值方面产生偏移。在实施例二中，对象载荷为来自车轮与路面 的接触地面给予车轮支撑用双列滚动轴承单元lb的轴向载荷，因此， 将各个传感器17al、 17a2、 17bl、 17b2配置于相对编码器15的上下 两处位置。此时，在加上轴向载荷的状态下，如果作为非对象载荷的 前后方向载荷作用于上述垂直方向(车辆前后方向)的话，各个传感 器17al、 17a2、 17bl、 17b2的检测信号的相位差比，与对象载荷变化 完全不同。因而，如果不适当地处理各个传感器17al、 17a2、 17bl、 17b2的检测信号，非对象载荷就变成对测量对象载荷的串扰，导致该 对象载荷的测量值有可能产生误差。但是，采用实施例二的结构，可 以防止非对象载荷成为串扰的事态，而提高对象载荷的测量精度。
关于这一方面，边参照图13 图16边进行更详细地说明。实施例二的结构中，在没有外力作用而外侧滚道圈构件4与内侧滚道圈构 件5处于中立状态的情况下，如图13那样，配置于上侧的各个传感器 17al、 17a2的检测信号与配置于下侧的各个传感器17bl、 17b2的检测 信号彼此一致。在配置于圆周方向同位置的每两个传感器17al、 17a2 彼此之间以及传感器17bl、 17b2彼此之间，各自的检测信号的相位相 反。因而，传感器17al、 17a2之间的相位差以及传感器17bl、 17b2 彼此的相位差各自180度，相位差比Sa、 Sb (B/A)各自为0.5。进 而，如图13下端的图线所示，用于求出编码器15的倾斜角度的参数 的相位差比彼此之差(Sa-Sb)为0。由此可知倾斜角度为0。以下，按照图14，对由于来自车轮与路面的接触地面施加的轴向 载荷产生的力矩，使外侧滚道圈构件4的中心轴与内侧滚道圈构件5 的中心轴倾斜，且编码器15沿图12的逆时针方向摆动的情况进行说 明。在这种情况下，例如如图14的左下方所示，编码器15的上侧部 分向左方位移，以及下侧部分向右方位移。并且，设置于下侧的两个 传感器17bl、 17b2中的一个传感器17bl的检测信号向相位滞后方向 变化、另一方传感器17b2的检测信号向相位超前的方向变化。因此， 设置于下侧的两个传感器17bl、 17b2的检测信号彼此的相位差以及相 位差比Sb(B/A)增大。与其相反，设置于上侧的两个传感器17al、 17a2中的一个传感器 17al的检测信号向相位超前方向变化、另一个传感器17a2的检测信号 向相位滞后的方向变化。因此，设置于上侧的两个传感器17al、 17a2 的检测信号彼此的相位差以及相位差比5a(B/A)减小。其结果，如图 14下端的图线所示，用于求出编码器15的倾斜角度的参数的相位差 比彼此之差(5a-Sb)是正值。因此，根据该相位差比彼此之差(5 a-5b)，可求出编码器15的倾斜角度，进而求出外侧滚道圈构件4 的中心轴与内侧滚道圈构件5的中心轴之间的倾斜角度。另外，如果 预先求得该倾斜角度与力矩之间的关系，则可由该倾斜角度求出参数，
进而求出轴向载荷。另外，按照实施例二，编码器15即使相对各个传感器17al、 17a2、 17M、 17b2沿轴向方向位移，相位差比彼此之差(Sa-5b)也不会变 化。图15示出了使编码器15从上述图14的状态沿纯轴向方向位移的 状态。在图15所示的状态中，相对图14所示的状态而言，编码器15 的上部与下部向同一方向位移，设置于上侧的两个传感器17al、 17a2 的检测信号彼此的相位差以及相位差比S a与设置于下侧的两个传感 器17bl、 17b2的检测信号彼此的相位差以及相位差比Sb同样都向同 一方向变化。其结果，如上述那样，相位差比彼此之差(5a-5b)不 会变化。因此，即使由于热膨胀、收縮产生轴向方向位移，也能够检 测出倾斜角度而不会受到影响。进而，按照实施例二，即使在由于作为非对象载荷的前后方向的 力使内侧滚道圈构件5相对外侧滚道圈构件4沿前后方向位移(产生 前后方向的径向位移)的情况下，也能够防止由于非对象载荷，使编 码器15的倾斜角度的测量值，进而作为对象载荷的轴向载荷的测量值 产生误差。关于这一方面，参照图16进行说明。由于前后方向的力， 编码器15沿前后方向位移时，该编码器15与设置于上侧的两个传感 器17al、 17a2以及设置于下侧的两个传感器17bl、 17b2之间的位置 关系产生偏移(图16的上部以及中部所记载的编码器15左右偏移)。然而，在设置于上侧的两个传感器17al、 17a2彼此之间以及设置 于下侧的两个传感器17bl、 17b2彼此之间，就检测信号的相位的超前 滞后而言，偏移的方向互相相同(在上侧与下侧为互相相反方向)。 因此，设置于上侧的两个传感器17al、 17a2的检测信号彼此的相位差 比5a以及设置于下侧的两个传感器17bl、 17b2的检测信号彼此的相 位差比Sb都不变。因而，用于求出编码器15的倾斜角度参数的相位 差比彼此之差(5a-5b)也不变(与图14的情况相同)。于是，即 便基于驱动力或者制动力等而给予外侧滚道圈构件4与内侧滚道圈构
件5之间的前后方向的力，使编码器15沿前后方向位移，该位移也不 会变成对倾斜角度测量的串扰，而可求出高精度的上述倾斜角度。反之，在没有驱动力或者制动力作用，没有产生前后方向位移的 情况、或即使产生也可忽略的情况下，不必使用图示所示的四个传感器17al、 17a2、 17bl、 17b2，也能够获得同样的效果。具体而言，如 果是上述那样可忽略前后方向位移时，可省去图12所示的四个传感器 17al、 17a2、 17bl、 17b2之中的，例如传感器17al，只安装其余的三 个传感器17a2、 17bl、 17b2。并且，根据传感器17a2的检测信号与传 感器17b2的检测信号的相位差求出倾斜角度。另外，根据传感器17bl 的检测信号与传感器17b2的检测信号的相位差比，求出编码器15的 下部的轴向方向位移。如果得知编码器15的倾斜角度与该编码器15 的下部的轴向方向位移，也可求出该编码器15的纯轴向位移。g卩，如 果是可以忽略前后方向位移的状况，通过安装三个传感器17a2、 17bl、 17b2，也能够获得与使用四个传感器17al、 17a2、 17bl、 17b2时相同 的效果。这样，由三个传感器17a2、 17bl、 17b2构成，如上述那样， 在无需考虑前后方向位移的情况下，减少传感器的个数，降低传感器 的采购成本。这种效果并不局限于传感器17al，也可通过省去传感器 17al、 17a2、 17bl、 17b2中的任一个传感器而获得。按照实施例二，就是如上所述那样，高精度地求出外侧滚道圈构 件4的中心轴与内侧滚道圈构件5的中心轴的倾斜角度。另外，根据 设置于上侧的两个传感器17al、 17a2的检测信号彼此的相位差比5 a 以及设置于下侧的两个传感器17bl、 17b2的检测信号彼此的相位差比 S b，也能高精度地求出外侧滚道圈构件4与内侧滚道圈构件5的轴向 方向位移。即，设置于上侧的两个传感器17al、 17a2的检测信号彼此 的相位差比5a就是与编码器15的上端部的轴向方向位移成正比的 值。另外，设置于下侧的两个传感器17bl、 17b2的检测信号彼此的相 位差比5b就是与编码器15的下端部的轴向方向位移成正比的值。并 且，这两个位相位差比的平均值{ (Sa+Sa) /2}就是跟外侧滚道圈构　件4与内侧滚道圈构件5的轴向方向位移成正比的值。由上述说明很清楚，上述平均值{ ( Sa+5a) /2}包含与轴向载荷 无关而产生的因热膨胀、收縮引起的轴向方向位移。然而，这些热膨 胀、收縮引起的轴向方向位移，由于变动缓慢，所以容易进行校正以 便消除其影响。具体而言，根据显示方向盘的操作角度的转向角传感器、显示给予车身的力的偏航率传感器或者横向重力传感器等的信号， 将没有加上轴向载荷状态下的上述平均值{ ( Sa+5a) /2}设定为该轴 向载荷对应于零的值。并且，为了求出预负荷，根据与该零相对应的 平均值的值与在求得轴向方向位移时(轴向载荷起作用的状态下的) 的平均值的值之差，而求出上述轴向方向位移。并且，根据求出的轴 向方向位移与上述倾斜角度，如上述那样，求出施加给各个滚动体6、 6的预负荷。虽然参照特定的实施方式详细地说明了本发明，但是很显然，本 领域的技术人员能够在不脱离本发明的构思和范围作出各种变化和修改。本申请基于2005年4月15日申请的日本专利申请(特愿 2005-118080) 、 2005年10月11日申请的日本专利申请(特愿 2005-296053)以及2006年3月10日申请的日本专利申请(特愿 2005-065675)，并且其内容结合于此以供参照。工业方面的可利用性上述说明是对本发明应用于车轮支撑用双列滚动轴承单元，将求 出的预负荷使用于求出给该车轮支撑用双列滚动轴承单元加上轴向载 荷的关系式或者图像校正的情况进行了说明。与其相应，本发明的双 列滚动轴承单元用预负荷测量装置，也可以利用于根据求出的预负荷 以便推断双列滚动轴承单元的状态或寿命等。另外，构成双列滚动轴 承单元的滚动体，是通过沿轴向方向加力的办法给予预负荷的，但并　 不局限于图示那样的滚珠，也可以是圆筒滚子、圆锥滚子、球面滚子。
权利要求
1. 一种双列滚动轴承单元用预负荷测量装置，其特征在于具有外侧滚道圈构件，该外侧滚道圈构件在内圆面上具有双列外圈滚道；内侧滚道圈构件，该内侧滚道圈构件在外圆面上具有双列内圈滚道；多个滚动体，在各列内该多个滚动体以两列之间赋予相互反方向接触角的状态滚动自如地设置于所述外圈滚道与所述内圈滚道之间；轴向位移测量机构，该轴向位移测量机构用于求出所述外侧滚道圈构件与所述内侧滚道圈构件之间的轴向方向相对位移；倾斜角度测量机构，该倾斜角度测量机构用于求出所述外侧滚道圈构件的中心轴与所述内侧滚道圈构件的中心轴之间的倾斜角度；以及预负荷计算机构，该预负荷计算机构根据所述倾斜角度与所述轴向方向相对位移，求出给予所述多个滚动体的预负荷。
2. 如权利要求1所记载的双列滚动轴承单元用预负荷测量装置， 其特征在于，所述预负荷计算机构根据所述轴向方向相对位移与所述倾斜角度 的比较而求出预负荷。
3. 如权利要求2所记载的双列滚动轴承单元用预负荷测量装置， 其特征在于，所述预负荷计算机构根据所述轴向方向相对位移与所述倾斜角度 之比而求出预负荷。
4. 如权利要求1所记载的双列滚动轴承单元用预负荷测量装置， 其特征在于，所述轴向位移测量机构与所述倾斜角度测量机构组装在双列滚动轴承单元中。
5. 如权利要求4所记载的双列滚动轴承单元用预负荷测量装置， 其特征在于，还具有编码器与多个传感器，该编码器，其圆面上具有被检测面，被检测面的特性在圆周方向 交替且以等间隔变化，特性变化的相位沿轴向方向逐渐变化；和该多个传感器具有与所述编码器的被检测面相互不同的部分相对 的检测部，所述编码器与所述外侧滚道圈构件和所述内侧滚道圈构件之中使 用时旋转的任一个滚道圈构件位于同心配置的所述被检测面，所述多个传感器受所述外侧滚道圈构件与所述内侧滚道圈构件之 中使用时没有旋转的另一个滚道圈构件支撑，所述轴向位移测量机构和所述倾斜角度测量机构，根据所述多个 传感器的输出信号之间的相位差，求出所述轴向方向相对位移和所述 倾斜角度。
6. 如权利要求4所记载的双列滚动轴承单元用预负荷测量装置， 其特征在于，还具有编码器与多个传感器，该编码器，其圆面上具有被检测面，被检测面的特性在圆周方向 上交替变化，特性变化的节距沿轴向方向逐渐变化；和该多个传感器具有与所述编码器的被检测面相对的检测部，所述编码器与所述外侧滚道圈构件和所述内侧滚道圈构件之中使 用时旋转的任一个滚道圈构件位于同心配置的所述被检测面，所述多个传感器受所述外侧滚道圈构件与所述内侧滚道圈构件之 中使用时没有旋转的另一个滚道圈构件支撑，所述轴向位移测量机构和所述倾斜角度测量机构，根据所述多个 传感器的输出信号的负荷比，求出所述轴向方向相对位移和所述倾斜 角度。
7. 如权利要求5 6之中任一项所记载的双列滚动轴承单元用预负 荷测量装置，其特征在于，所述多个传感器分别与所述编码器的上端部和下端部的被检测面 相对。
8. 如权利要求5 6之中任一项所记载的双列滚动轴承单元用预负荷测量装置，其特征在于，所述预负荷测量装置还具有载荷计算机构， 该载荷计算机构根据所述轴向位移测量机构求出的所述轴向方向 相对位移与所述倾斜角度测量机构求出的所述倾斜角度之中的一方或 者双方，求出作用于所述外侧滚道圈构件与所述内侧滚道圈构件之间 的载荷。
9. 如权利要求8所记载的双列滚动轴承单元用预负荷测量装置， 其特征在于，所述载荷计算机构根据表示所述轴向方向位移或者倾斜角度与轴 向载荷之间的关系的图像，求出作用于所述外侧滚道圈构件与所述内 侧滚道圈构件之间的载荷，所述预负荷计算机构根据所求出的预负荷，对所述图像进行校正。
10. 如权利要求5 6之中任一项所记载的双列滚动轴承单元用预 负荷测量装置，其特征在于，所述内侧滚道圈构件是与汽车的车轮一起旋转的轮毂， 所述外侧滚道圈构件支撑固定在汽车的悬架装置上。
11. 如权利要求9所记载的双列滚动轴承单元用预负荷测量装置， 其特征在于，所述内侧滚道圈构件是与汽车的车轮一起旋转的轮毂，所述外侧滚道圈构件支撑固定在汽车的悬架装置上。预负荷计算机构在沿所述汽车的宽度方向对所述轮毂作用着向外侧的轴向载荷的状态下求出预负荷，根据所求出的预负荷对所述图像 进行校正。
12.如权利要求8所记载的双列滚动轴承单元用预负荷测量装置，其特征在于，预负荷计算机构是以所述倾斜角度测量机构求出的所述倾斜角度 为基准，对所述位移测量机构求出的轴向方向相对位移进行校正，根 据校正后的轴向方向相对位移求出预负荷。
全文摘要
本发明提供一种双列滚动轴承单元用预负荷测量装置，该双列滚动轴承单元用预负荷测量装置具有在内圆面上具有双列外圈滚道的外侧滚道圈构件；在外圆面上具有双列内圈滚道的内侧滚道圈构件；在各列内，以两列之间赋予相互反方向的接触角的状态滚动自如地设置于外圈滚道与内圈滚道之间的多个滚动体；求出外侧滚道圈构件与内侧滚道圈构件之间的轴向方向相对位移的轴向位移测量机构；求出外侧滚道圈构件的中心轴与内侧滚道圈构件的中心轴之间倾斜角度的倾斜角度测量机构；以及根据上述倾斜角度与上述轴向方向相对位移求出给予上述多个滚动体的预负荷的预负荷计算机构。
文档编号F16C19/18GK101400979SQ20078000869
公开日2009年4月1日 申请日期2007年3月9日 优先权日2006年3月10日
发明者小野浩一郎, 滝泽岳史, 青木护 申请人:日本精工株式会社