[发明专利]双列滚动轴承单元用预负荷测量装置

说明书

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和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和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