JP2005114711A - 転がり軸受ユニットの荷重測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 保持器２１ａが変位しても、公転速度検出用エンコーダ２６ａの被検出面とセンサユニット２２とが擦れ合う事を防止する。そして、この被検出面から磁性材製の粉末若しくは微小繊維が剥れ落ちる事を防止し、転がり軸受ユニットの耐久性確保を図る。
【解決手段】 上記保持器２１ａのリム部２５の片側面で上記公転速度検出用エンコーダ２６ａを設置した面の内外両周縁部に設けた１対の抑え部３０ａ、３０ｂを、上記被検出面よりも突出させる。保持器２１ａが変位した場合、これら各抑え部３０ａ、３０ｂの先端縁が上記センサユニット２２に当接し、このセンサユニット２２と上記被検出面とが擦れ合う事を防止する。
【選択図】 図５

Description

この発明に係る転がり軸受ユニットの荷重測定装置は、例えば自動車、鉄道車両、各種搬送車等の移動体の車輪を支持する為の転がり軸受ユニットの改良に関し、この転がり軸受ユニットに負荷される荷重（ラジアル荷重とアキシアル荷重との一方又は双方）を測定し、上記移動体の運行の安定性確保を図る為に利用する。

例えば自動車の車輪は懸架装置に対し、複列アンギュラ型の転がり軸受ユニットにより回転自在に支持する。又、自動車の走行安定性を確保する為に、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）やトラクションコントロールシステム（ＴＣＳ）、更にはエレクトリックスタビリティコントロールシステム（ＥＳＣ）等の車両用走行安定装置が使用されている。この様な各種車両用走行安定装置を制御する為には、車輪の回転速度、車体に加わる各方向の加速度等の信号が必要になる。そして、より高度の制御を行なう為には、車輪を介して上記転がり軸受ユニットに加わる荷重（ラジアル荷重とアキシアル荷重との一方又は双方）の大きさを知る事が好ましい場合がある。

この様な事情に鑑みて、特許文献１には、ラジアル荷重を測定自在な、荷重測定装置付転がり軸受ユニットが記載されている。この従来の第１例の荷重測定装置付転がり軸受ユニットは、ラジアル荷重を測定するもので、図１１に示す様に構成している。懸架装置に支持される、静止輪であり外輪相当部材である外輪１の内径側に、車輪を結合固定する、回転輪であり内輪相当部材であるハブ２を支持している。このハブ２は、車輪を固定する為の回転側フランジ３をその外端部（車両への組み付け状態で幅方向外側となる端部）に有するハブ本体４と、このハブ本体４の内端部（車両への組み付け状態で幅方向中央側となる端部）に外嵌されてナット５により抑え付けられた内輪６とを備える。そして、上記外輪１の内周面に形成した、それぞれが静止側軌道である複列の外輪軌道７、７と、上記ハブ２の外周面に形成した、それぞれが回転側軌道である複列の内輪軌道８、８との間に、それぞれ複数個ずつの転動体９ａ、９ｂを配置して、上記外輪１の内径側での上記ハブ２の回転を自在としている。

上記外輪１の軸方向中間部で複列の外輪軌道７、７の間部分に、この外輪１を直径方向に貫通する取付孔１０を、この外輪１の上端部にほぼ鉛直方向に形成している。そして、この取付孔１０内に、荷重測定用のセンサである、円杆状（棒状）の変位センサ１１を装着している。この変位センサ１１は非接触式で、先端面（下端面）に設けた検出面は、ハブ２の軸方向中間部に外嵌固定したセンサリング１２の外周面に近接対向させている。上記変位センサ１１は、上記検出面と上記センサリング１２の外周面との距離が変化した場合に、その変化量に対応した信号を出力する。

上述の様に構成する従来の荷重測定装置付転がり軸受ユニットの場合には、上記変位センサ１１の検出信号に基づいて、転がり軸受ユニットに加わる荷重を求める事ができる。即ち、車両の懸架装置に支持した上記外輪１は、この車両の重量により下方に押されるのに対して、車輪を支持固定したハブ２は、そのままの位置に止まろうとする。この為、上記重量が嵩む程、上記外輪１やハブ２、並びに転動体９ａ、９ｂの弾性変形に基づいて、これら外輪１の中心とハブ２の中心とのずれが大きくなる。そして、この外輪１の上端部に設けた、上記変位センサ１１の検出面と上記センサリング１２の外周面との距離は、上記重量が嵩む程短くなる。そこで、上記変位センサ１１の検出信号を制御器に送れば、予め実験等により求めた関係式或はマップ等から、当該変位センサ１１を組み込んだ転がり軸受ユニットに加わるラジアル荷重を求める事ができる。この様にして求めた、各転がり軸受ユニットに加わる荷重に基づいて、ＡＢＳを適正に制御する他、積載状態の不良を運転者に知らせる。

尚、図１１に示した従来構造は、上記転がり軸受ユニットに加わる荷重に加えて、上記ハブ２の回転速度も検出自在としている。この為に、前記内輪６の内端部にセンサロータ１３を外嵌固定すると共に、上記外輪１の内端開口部に被着したカバー１４に回転速度検出用センサ１５を支持している。そして、この回転速度検出用センサ１５の検知部を、上記センサロータ１３の被検出面に、測定隙間を介して対向させている。

上述の様な回転速度検出装置を組み込んだ転がり軸受ユニットの使用時、車輪を固定したハブ２と共に上記センサロータ１３が回転し、このセンサロータ１３の被検知部が上記回転速度検出用センサ１５の検知部の近傍を走行すると、この回転速度検出用センサ１５の出力が変化する。この様にして回転速度検出用センサ１５の出力が変化する周波数は、上記車輪の回転数に比例する。従って、この回転速度検出用センサ１５の出力信号を図示しない制御器に送れば、ＡＢＳやＴＣＳを適切に制御できる。

上述の様な従来構造の第１例の荷重測定装置付転がり軸受ユニットは、転がり軸受ユニットに加わるラジアル荷重を測定する為のものであるが、転がり軸受ユニットに加わるアキシアル荷重を測定する構造も、特許文献２等に記載されて、従来から知られている。図１２は、この特許文献２に記載された、アキシアル荷重を測定する為の荷重測定装置付転がり軸受ユニットを示している。この従来構造の第２例の場合、回転輪であり内輪相当部材であるハブ２ａの外端部外周面に、車輪を支持する為の回転側フランジ３ａを固設している。又、静止輪であり外輪相当部材である外輪１ａの外周面に、この外輪１ａを懸架装置を構成するナックル１６に支持固定する為の、固定側フランジ１７を固設している。そして、上記外輪１ａの内周面に形成した複列の外輪軌道７、７と、上記ハブ２ａの外周面に形成した複列の内輪軌道８、８との間に、それぞれ複数個ずつの転動体９ａ、９ｂを転動自在に設ける事により、上記外輪１ａの内径側に上記ハブ２ａを回転自在に支持している。

更に、上記固定側フランジ１７の内側面複数個所で、この固定側フランジ１７を上記ナックル１６に結合する為のボルト１８を螺合する為のねじ孔１９を囲む部分に、それぞれ荷重センサ２０を添設している。上記外輪１ａを上記ナックル１６に支持固定した状態でこれら各荷重センサ２０は、このナックル１６の外側面と上記固定側フランジ１７の内側面との間で挟持される。

この様な従来構造の第２例の転がり軸受ユニットの荷重測定装置の場合、図示しない車輪と上記ナックル１６との間にアキシアル荷重が加わると、上記ナックル１６の外側面と上記固定側フランジ１７の内側面とが、上記各荷重センサ２０を、軸方向両面から強く押し付け合う。従って、これら各荷重センサ２０の測定値を合計する事で、上記車輪と上記ナックル１６との間に加わるアキシアル荷重を求める事ができる。又、図示はしないが、特許文献３には、一部の剛性を低くした外輪相当部材の振動周波数から転動体の公転速度を求め、更に、転がり軸受に加わるアキシアル荷重を測定する方法が記載されている。

前述の図１１に示した従来構造の第１例の場合、変位センサ１１により、外輪１とハブ２との径方向に関する変位を測定する事で、転がり軸受ユニットに加わる荷重を測定する。但し、この径方向に関する変位量は僅かである為、この荷重を精度良く求める為には、上記変位センサ１１として、高精度のものを使用する必要がある。高精度の非接触式センサは高価である為、荷重測定装置付転がり軸受ユニット全体としてコストが嵩む事が避けられない。

又、上述の図１２に示した従来構造の第２例の場合、ナックル１６に対し外輪１ａを支持固定する為のボルト１８と同数だけ、荷重センサ２０を設ける必要がある。この為、荷重センサ２０自体が高価である事と相まって、転がり軸受ユニットの荷重測定装置全体としてのコストが相当に嵩む事が避けられない。又、特許文献３に記載された方法は、外輪相当部材の一部の剛性を低くする必要があり、この外輪相当部材の耐久性確保が難しくなる可能性がある。

この様な事情に鑑みて本発明者等は先に、複列アンギュラ型玉軸受である転がり軸受ユニットを構成する１対の列の転動体（玉）の公転速度に基づいて、この転がり軸受ユニットに加わるラジアル荷重又はアキシアル荷重を測定する、転がり軸受ユニットの荷重測定装置に関する発明を行なった（特願２００４−７６５５号）。この先発明に係る転がり軸受ユニットの荷重測定装置を実施する場合、上記各列の転動体の公転速度を求めるのに、これら各列の転動体を保持した保持器の回転速度を検出する事が、この公転速度を高分解能で求める面から有効である。この様な場合に、上記保持器に公転速度検出用エンコーダを支持固定する必要がある。又、この公転速度検出用エンコーダとして、ゴム若しくは合成樹脂中に、強磁性材製の粉末若しくは微小繊維を混入した、ゴム磁石若しくはプラスチック磁石を使用する事が好ましい。ゴム磁石若しくはプラスチック磁石を使用すれば、低コストで、しかも上記公転速度検出を高分解能且つ信頼性を確保した状態で行なえる。

但し、上記各列の転動体の公転速度を求める為に、各保持器に公転速度検出用エンコーダとしてのゴム磁石若しくはプラスチック磁石を設ける場合、上記強磁性材製の粉末若しくは微小繊維が、このゴム磁石若しくはプラスチック磁石から離脱する事を防止する為の考慮が必要になる。即ち、上記公転速度検出用エンコーダの被検出面と公転速度検出用センサの検出部とは、０．５〜２mm程度の測定隙間を介して近接対向させる。一方、上記各保持器に設けたポケットの内面と上記各転動体の転動面との間には、これら各転動体の転動を許容すると共に、これら各転動体の転動面に必要とするグリースが付着するのを許容する為のポケット隙間が存在する。そして、上記各保持器は、このポケット隙間の分だけ変位し、上記測定隙間が喪失する可能性がある。

この測定隙間が喪失し、上記公転速度検出用エンコーダの被検出面と、公転速度検出用センサの検出部等、保持器に隣接して配置された他の部材とが接触（摺接）すると、上記被検出面に露出している、上記粉末若しくは微小繊維が剥れ落ちる可能性がある。この粉末若しくは微小繊維は、フェライト、鉄等（希土類金属を含む）、硬度の高い強磁性材により造られている為、この粉末若しくは微小繊維が剥れ落ちてグリースに混入し、上記各転動体の転動面と、外輪軌道及び内輪軌道との転がり接触部に入り込むと、この転がり接触部を損傷する。又、上記粉末若しくは微小繊維がグリースに混入する事で、このグリース自体が、酸化或は化学変化により劣化する。この様に、これら転がり接触部が損傷したり、グリースが劣化する結果、荷重測定装置を組み込んだ転がり軸受ユニットの耐久性が損なわれる（転がり疲れ寿命が低下する）可能性がある。又、上述の様にグリースに上記粉末若しくは微小繊維が混入する事で、上記公転速度検出用センサの検出精度が低下する可能性もある。

特開２００１−２１５７７号公報 特開平３−２０９０１６号公報 特公昭６２−３３６５号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、公転速度検出用エンコーダとして使用するゴム磁石若しくはプラスチック磁石の被検出面から強磁性材製の粉末若しくは微小繊維が剥れ落ちる事を防止して、転がり軸受ユニットの耐久性並びに荷重測定に関する検出精度の確保を図れる、転がり軸受ユニットの荷重測定装置を実現するものである。

本発明の転がり軸受ユニットの荷重測定装置は、何れも、静止輪と、回転輪と、複数個の転動体と、１対の保持器と、１対の公転速度検出用エンコーダと、１対の公転速度検出用センサと、演算器とを備える。
このうちの静止輪は、使用時にも回転しない。
又、上記回転輪は、上記静止輪と同心に配置されて使用時に回転する。
又、上記各転動体は、これら静止輪と回転輪との互いに対向する部分にそれぞれ１対ずつ形成された静止側軌道と回転側軌道との間にそれぞれ複数個ずつ、１対の列同士の間で接触角の方向を互いに逆にして、転動自在に設けられている。
又、上記各保持器は、上記静止輪と上記回転輪との間に設けられ、それぞれに複数個ずつ設けたポケット内に保持した上記各転動体の公転に伴って回転する。
又、上記各公転速度検出用エンコーダは、上記各保持器に支持固定されてこれら各保持器と共に回転するもので、特性を円周方向に関して交互に変化させている。
又、上記各公転速度検出用センサは、上記各列の転動体の公転速度をそれぞれ検出する為、上記各保持器に支持固定したもので、上記各公転速度検出用エンコーダの被検出面にそれぞれの検出部を対向させている。
更に、上記演算器は、上記各公転速度検出用センサから送り込まれる検出信号に基づいて、上記静止輪と上記回転輪との間に加わる荷重を算出する。
そして、上記各公転速度検出用エンコーダは、軸方向片側面にＳ極とＮ極とを交互に配置した円輪状のゴム磁石若しくはプラスチック磁石を含んで成り、このゴム磁石若しくはプラスチック磁石の軸方向片側面である被検出面を上記各公転速度検出用センサに近接対向させている。

そして、請求項１に係る転がり軸受ユニットの荷重測定装置は、上記保持器がこの被検出面側に変位した場合に、上記保持器の一部がこの保持器に隣接して配置された他の部材と接触する事で、上記被検出面がこの他の部材と擦れ合う事を防止している。
又、請求項３に係る転がり軸受ユニットの荷重測定装置は、上記被検出面を保護膜で覆う事により、この被検出面が上記保持器に隣接して配置された他の部材と直接擦れ合う事を防止している。

上述の様に構成する本発明の転がり軸受ユニットの荷重測定装置は、接触角の方向が互いに異なる１対の列の転動体の公転速度をそれぞれ検出する事により、上記転がり軸受ユニットに負荷される荷重を測定できる。即ち、複列アンギュラ型の玉軸受の如き転がり軸受ユニットに荷重が負荷されると、転動体（玉）の接触角が変化し、この転動体の公転速度が変化する。そこで、この公転速度を、保持器の回転速度として検出すれば、静止輪と回転輪との間に作用する荷重を求められる。
更に、本発明の転がり軸受ユニットの荷重測定装置の場合には、公転速度検出用エンコーダとして使用するゴム磁石若しくはプラスチック磁石の被検出面が、他の部材と擦れ合う事を防止できる。そして、この被検出面から強磁性材製の粉末若しくは微小繊維が剥れ落ちる事を防止して、転がり軸受ユニットの耐久性並びに荷重測定に関する検出精度の確保を図れる。

請求項１に記載した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、各公転速度検出用エンコーダを、各保持器のリム部の側面に支持固定する。そして、このリム部の内外両周縁部を被検出面よりも軸方向に突出させる。
この様に構成すれば、上記各保持器がどの様な方向に変位した場合でも、上記被検出面が上記保持器に隣接して配置された他の部材と擦れ合う以前に、上記リム部の内外両周縁部がこの他の部材に当接する。この結果、上記被検出面が上記他の部材と擦れ合う事を確実に防止できる。

又、好ましくは、請求項６に記載した様に、静止輪と回転輪とのうちの一方の軌道輪を外輪相当部材とし、他方の軌道輪を内輪相当部材とし、各転動体を玉とする。そして、この内輪相当部材の外周面に形成された複列アンギュラ型の内輪軌道と上記外輪相当部材の内周面に形成された複列アンギュラ型の外輪軌道との間にそれぞれ複数個ずつ設けられた玉に、背面組み合わせ型の接触角を付与する。
この様に構成すれば、支持剛性の大きな転がり軸受ユニットで、上記荷重を十分な精度で測定できる。

又、好ましくは、請求項７に記載した様に、上記回転輪の回転速度を検出する為の回転速度検出用センサを備える。そして、演算器は、一方の列の転動体の公転速度と他方の列の転動体の公転速度との和と、上記回転輪の回転速度との比に基づいて、上記静止輪とこの回転輪との間に加わるラジアル荷重を算出する。
この様に構成すれば、上記回転輪の回転速度の変動に拘らず、この回転輪と上記静止輪との間に加わるラジアル荷重を正確に求められる。

更に、好ましくは、請求項８に記載した様に、上記回転輪の回転速度を検出する為の回転速度検出用センサを備える。そして、演算器は、一方の列の転動体の公転速度と他方の列の転動体の公転速度との差と、上記回転輪の回転速度との比に基づいて、上記静止輪とこの回転輪との間に加わるアキシアル荷重を算出する。
この様に構成すれば、上記回転輪の回転速度の変動に拘らず、この回転輪と上記静止輪との間に加わるアキシアル荷重を正確に求められる。尚、上記両列の公転速度の比に基づいて上記アキシアル荷重を算出すれば、上記回転輪の回転速度を求めなくても、このアキシアル荷重を正確に求められる。

図１〜６は、請求項１、２、６〜８に対応する、本発明の実施例１を示している。本実施例は、自動車の従動輪（ＦＲ車、ＲＲ車、ＭＲ車の前輪、ＦＦ車の後輪）を支持する為の転がり軸受ユニットに加わる荷重（ラジアル荷重及びアキシアル荷重）を測定する為の転がり軸受ユニットの荷重測定装置に本発明を適用した場合に就いて示している。この転がり軸受ユニット自体の構成及び作用は、前述の図１１に示した従来構造と同様であるから、同等部分には同一符号を付して重複する説明を省略若しくは簡略にし、以下、本実施例の特徴部分を中心に説明する。

回転輪であり内輪相当部材であるハブ２の外周面に形成した、それぞれが回転側軌道である複列アンギュラ型の内輪軌道８、８と、静止輪であり外輪相当部材である外輪１の内周面に形成した、それぞれが静止側軌道である複列アンギュラ型の外輪軌道７、７との間に、それぞれ転動体（玉）９ａ、９ｂを複列（２列）に分けて、各列毎にそれぞれ複数個ずつ、保持器２１ａ、２１ｂにより保持した状態で転動自在に設ける事により、上記外輪１の内径側に上記ハブ２を、回転自在に支持している。この状態で上記各列の転動体９ａ、９ｂには、互いに逆方向で、且つ、同じ大きさの接触角α_a 、α_b （図２参照）が付与されて、背面組み合わせ型の、複列アンギュラ型玉軸受を構成する。上記各列の転動体９ａ、９ｂには、使用時に加わるアキシアル荷重によって喪失する事がない程度に十分な予圧を付与している。この様な転がり軸受ユニットの使用時には、上記外輪１を懸架装置に支持固定し、上記ハブ２の回転側フランジ３に制動用のディスクと車輪のホイールとを支持固定する。

上述の様な転がり軸受ユニットを構成する上記外輪１の軸方向中間部で上記複列の外輪軌道７、７の間部分に取付孔１０ａを、この外輪１を径方向に貫通する状態で形成している。そして、この取付孔１０ａにセンサユニット２２を、上記外輪１の径方向外方から内方に挿通し、このセンサユニット２２の先端部２３を、上記外輪１の内周面から突出させている。この先端部２３には、１対の公転速度検出用センサ２４ａ、２４ｂと、１個の回転速度検出用センサ１５ａとを設けている。

このうちの各公転速度検出用センサ２４ａ、２４ｂは、上記複列に配置された転動体９ａ、９ｂの公転速度を測定する為のもので、上記先端部２３のうち、上記ハブ２の軸方向（図１〜２の左右方向）に関する両側面に、それぞれの検出面を配置している。本実施例の場合、上記各公転速度検出用センサ２４ａ、２４ｂは、上記複列に配置された各転動体９ａ、９ｂの公転速度を、前記各保持器２１ａ、２１ｂの回転速度として検出する。この為に本実施例の場合には、これら各保持器２１ａ、２１ｂを構成するリム部２５、２５を、互いに対向する側に配置している。そして、これら各リム部２５、２５の互いに対向する面に、それぞれが円輪状である公転速度検出用エンコーダ２６ａ、２６ｂを、全周に亙り結合固定している。

本実施例の場合に上記公転速度検出用エンコーダ２６ａ（２６ｂ）は、図５〜６に示す様に、軸方向片側面（図５〜６の右側面）にＳ極とＮ極とを交互に且つ等間隔で配置した円輪状のゴム磁石２８と、このゴム磁石の軸方向他側面（図５〜６の左側面）に加硫接着された、鋼板等の磁性材製のバックヨーク２９とから成る。この様な公転速度検出用エンコーダ２６ａ（２６ｂ）は、上記保持器２１ａ（２１ｂ）の軸方向一端部（図５の右端部）に設けた上記リム部２５に、この保持器２１ａ（２１ｂ）の射出成形時にインサートしている。即ち、上記ゴム磁石２８と上記バックヨーク２９とを加硫接着してからこのゴム磁石２８を軸方向に着磁し、このゴム磁石２８の軸方向片側面にＳ極とＮ極とを交互に且つ等間隔で配置して、上記公転速度検出用エンコーダ２６ａ（２６ｂ）とする。その後、この公転速度検出用エンコーダ２６ａ（２６ｂ）を上記保持器２１ａ（２１ｂ）を射出成形する為の金型のキャビティ内にセットしてから、このキャビティ内で上記リム部２５の外側面（図５の右側面）となるべき部分に、上記保持器２１ａ（２１ｂ）を構成する為の合成樹脂を注入する。

この結果、この保持器２１ａ（２１ｂ）の一部で上記リム部２５の外側面部分に、上記公転速度検出用エンコーダ２６ａ（２６ｂ）が結合固定される。この状態で、上記ゴム磁石２８の軸方向片側面が、上記リム部２５の外側面の径方向中間部に露出する。尚、本実施例の場合、上記ゴム磁石２８と上記バックヨーク２９との径方向に関する幅を同じとしている。これに伴って、上記リム部２５の外側面の内外両周縁部に形成した、断面Ｌ字形の抑え部３０ａ、３０ｂにより、上記ゴム磁石２８の被検出面である、外側面の内外両周縁部を抑え付けている。従って、これら両抑え部３０ａ、３０ｂの先端縁は、上記ゴム磁石２８の被検出面よりも軸方向に突出している。言い換えれば、このゴム磁石２８の被検出面は、上記リム部２５の内外両周縁部よりも凹んだ位置に存在する。

又、本実施例の場合には、上記保持器２１ａ（２１ｂ）と公転速度検出用エンコーダ２６ａ（２６ｂ）とを結合固定した状態でこれら両部材２１ａ（２１ｂ）、２６ａ（２６ｂ）同士は、上記両抑え部３０ａ、３０ｂと上記ゴム磁石２８の外側面の内外両周縁部との係合により、機械的に結合される。従って、単に接着剤により結合固定する場合に比べて、上記両部材２１ａ（２１ｂ）、２６ａ（２６ｂ）同士の結合固定に関する耐久性、信頼性を十分に確保できる。尚、接着剤による結合強度を十分に確保でき、上記リム部２５の外側面の内外両周縁部を、単に上記ゴム磁石２８の被検出面をこの内外両周縁部よりも凹ませるだけに突出させるのであれば、上記リム部２５の外側面の径方向中間部に、上記公転速度検出用エンコーダ２６ａ（２６ｂ）の厚さ寸法よりも大きな深さ寸法を有する環状凹部を、全周に亙って形成する事もできる。この場合には、上記保持器２１ａ（２１ｂ）と上記公転速度検出用エンコーダ２６ａ（２６ｂ）との結合固定（接着）作業を、この保持器２１ａ（２１ｂ）の射出成形後に行なう。

又、永久磁石として、硬度の高いゴムを使用したゴム磁石、或はプラスチック磁石を使用する事で、永久磁石自体の剛性を十分に確保でき、且つ、被検出面から出る磁束の密度や到達距離を確保できれば、バックヨークを省略する事もできる。要するに、バックヨークは、永久磁石自体の剛性や磁気性能を勘案して、設ける場合もあるし、逆に設けない場合もある。又、上記保持器２１ａ（２１ｂ）と上記公転速度検出用エンコーダ２６ａ（２６ｂ）とを別々に造った後、前記両抑え部３０ａ、３０ｂを弾性変形させつつ、この公転速度検出用エンコーダ２６ａ（２６ｂ）をこれら両抑え部３０ａ、３０ｂ同士の間に押し込み、上記保持器２１ａ（２１ｂ）と上記公転速度検出用エンコーダ２６ａ（２６ｂ）とを結合する事もできる。何れにしても、上記保持器２１ａ（２１ｂ）の軸方向一端部に結合固定された上記公転速度検出用エンコーダ２６ａ（２６ｂ）の被検出面である、上記ゴム磁石２８の軸方向片側面の特性は、円周方向に関して交互に且つ等間隔で変化している。

前記公転速度検出用センサ２４ａ（２４ｂ）の検出部は、図１〜３に示す様に、この様なゴム磁石２８の軸方向片側面に測定隙間を介して対向して、上記保持器２１ａ（２１ｂ）の回転速度を検出自在としている。尚、上記各公転速度検出用エンコーダ２６ａ、２６ｂの被検出面と上記各公転速度検出用センサ２４ａ、２４ｂの検出部との距離（測定隙間）は、上記各保持器２１ａ、２１ｂのポケットの内面と上記各転動体９ａ、９ｂの転動面との間の隙間であるポケット隙間よりも大きく、２mm以下とする事が好ましい。上記測定隙間がポケット隙間以下になると、単に上記各保持器２１ａ、２１ｂがこのポケット隙間分変位しただけでも、上記被検出面と上記検出部とが擦れ合う可能性が高くなる為、好ましくない。反対に、上記測定隙間が２mmを越えると、上記各公転速度検出用センサ２４ａ、２４ｂにより上記各公転速度検出用エンコーダ２６ａ、２６ｂの回転を正確に測定する事が難しくなる。

一方、前記回転速度検出用センサ１５ａは、回転輪である前記ハブ２の回転速度を測定する為のもので、前記先端部２３の先端面、即ち、前記外輪１の径方向内端面に、その検出面を配置している。又、上記ハブ２の中間部で前記複列の内輪軌道８、８同士の間に、円筒状の回転速度検出用エンコーダ２７を外嵌固定している。上記回転速度検出用センサ１５ａの検出面は、この回転速度検出用エンコーダ２７の被検出面である、外周面に対向させている。この回転速度検出用エンコーダ２７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させて、上記ハブ２の回転速度を上記回転速度検出用センサ１５ａにより検出自在としている。上記回転速度検出用エンコーダ２７の外周面と上記回転速度検出用センサ１５ａの検出面との間の測定隙間に関しても、２mm以下に抑える。

尚、何れも回転速度を検出するセンサである、上記各公転速度検出用センサ２４ａ、２４ｂ及び上記回転速度検出用センサ１５ａとしては、磁気式の回転速度検出用センサを使用する。又、この磁気式の回転速度検出用センサとしては、ホール素子、ホールＩＣ、磁気抵抗素子（ＭＲ素子、ＧＭＲ素子）、ＭＩ素子等の磁気検出素子を組み込んだアクティブ型のものが、好ましく使用できる。この様な磁気検出素子を組み込んだアクティブ型の回転速度検出用センサを構成するには、例えば、この磁気検出素子の一側面を、直接又は磁性材製のステータを介して永久磁石の着磁方向一端面に突き当て（磁性材製のエンコーダを使用する場合）、上記磁気検出素子の他側面を、直接又は磁性材製のステータを介して、上記各エンコーダ２６ａ、２６ｂ、２７の被検出面に対向させる。尚、本実施例の場合、永久磁石製のエンコーダを使用するので、センサ側の永久磁石は不要である。

本実施例の転がり軸受ユニットの荷重測定装置の場合、上記各センサ２４ａ、２４ｂ、１５ａの検出信号は、図示しない演算器に入力する。そして、この演算器が、これら各センサ２４ａ、２４ｂ、１５ａから送り込まれる検出信号に基づいて、前記外輪１と前記ハブ２との間に加わるラジアル荷重とアキシアル荷重とのうちの一方又は双方の荷重を算出する。例えば、このラジアル荷重を求める場合に上記演算器は、上記各公転速度検出用センサ２４ａ、２４ｂが検出する各列の転動体９ａ、９ｂの公転速度の和を求め、この和と、上記回転速度検出用センサ１５ａが検出する上記ハブ２の回転速度との比に基づいて、上記ラジアル荷重を算出する。又、上記アキシアル荷重は、上記各公転速度検出用センサ２４ａ、２４ｂが検出する各列の転動体９ａ、９ｂの公転速度の差を求め、この差と、上記回転速度検出用センサ１５ａが検出する上記ハブ２の回転速度との比に基づいて算出する。この点に就いて、図４を参照しつつ説明する。尚、以下の説明は、アキシアル荷重Ｆ_a が加わらない状態での、上記各列の転動体９ａ、９ｂの接触角α_a 、α_b が互いに同じであるとして行なう。

図４は、前述の図１に示した車輪支持用の転がり軸受ユニットを模式化し、荷重の作用状態を示したものである。複列の内輪軌道８、８と複列の外輪軌道７、７との間に複列に配置された転動体９ａ、９ｂには予圧Ｆ₀ 、Ｆ₀ を付与している。又、使用時に上記転がり軸受ユニットには、車体の重量等により、ラジアル荷重Ｆ_r が加わる。更に、旋回走行時に加わる遠心力等により、アキシアル荷重Ｆ_a が加わる。これら予圧Ｆ₀ 、Ｆ₀ 、ラジアル荷重Ｆ_r 、アキシアル荷重Ｆ_a は、何れも上記各転動体９ａ、９ｂの接触角α（α_a 、α_b ）に影響を及ぼす。そして、この接触角α_a 、α_b が変化すると、これら各転動体９ａ、９ｂの公転速度ｎ_c が変化する。これら各転動体９ａ、９ｂのピッチ円直径をＤとし、これら各転動体９ａ、９ｂの直径をｄとし、上記各内輪軌道８、８を設けたハブ２の回転速度をｎ_i とし、上記各外輪軌道７、７を設けた外輪１の回転速度をｎ_o とすると、上記公転速度ｎ_c は、次の（１）式で表される。
ｎ_c ＝｛１−（ｄ・cosα／Ｄ）・（ｎ_i ／２）｝＋｛１＋（ｄ・cosα／Ｄ）・（ｎ_o ／２）｝ −−− （１）

この（１）式から明らかな通り、上記各転動体９ａ、９ｂの公転速度ｎ_c は、これら各転動体９ａ、９ｂの接触角α（α_a 、α_b ）の変化に応じて変化するが、上述した様にこの接触角α_a 、α_b は、上記ラジアル荷重Ｆ_r 及び上記アキシアル荷重Ｆ_a に応じて変化する。従って上記公転速度ｎ_c は、これらラジアル荷重Ｆ_r 及びアキシアル荷重Ｆ_a に応じて変化する。本実施例の場合、上記ハブ２が回転し、上記外輪１が回転しない為、具体的には、上記ラジアル荷重Ｆ_r に関しては、大きくなる程上記公転速度ｎ_c が遅くなる。又、アキシアル荷重Ｆ_a に関しては、このアキシアル荷重Ｆ_a を支承する列の公転速度が速くなり、このアキシアル荷重Ｆ_a を支承しない列の公転速度が遅くなる。従って、この公転速度ｎ_c に基づいて、上記ラジアル荷重Ｆ_r 及びアキシアル荷重Ｆ_a を求められる事になる。

但し、上記公転速度ｎ_c の変化に結び付く上記接触角αは、上記ラジアル荷重Ｆ_r と上記アキシアル荷重Ｆ_a とが互いに関連しつつ変化するだけでなく、上記予圧Ｆ₀ 、Ｆ₀ によっても変化する。又、上記公転速度ｎ_c は、上記ハブ２の回転速度ｎ_i に比例して変化する。この為、これらラジアル荷重Ｆ_r 、アキシアル荷重Ｆ_a 、予圧Ｆ₀ 、Ｆ₀ 、ハブ２の回転速度ｎ_i を総て関連させて考えなければ、上記公転速度ｎ_c を正確に求める事はできない。このうちの予圧Ｆ₀ 、Ｆ₀ は、運転状態に応じて変化するものではないので、初期設定等によりその影響を排除する事は容易である。これに対して上記ラジアル荷重Ｆ_r 、アキシアル荷重Ｆ_a 、ハブ２の回転速度ｎ_i は、運転状態に応じて絶えず変化するので、初期設定等によりその影響を排除する事はできない。

この様な事情に鑑みて本実施例では、前述した様に、ラジアル荷重Ｆ_r を求める場合には、前記各公転速度検出用センサ２４ａ、２４ｂが検出する各列の転動体９ａ、９ｂの公転速度の和を求める事で、上記アキシアル荷重Ｆ_a の影響を少なくしている。又、アキシアル荷重Ｆ_a を求める場合には、上記各列の転動体９ａ、９ｂの公転速度の差を求める事で、上記ラジアル荷重Ｆ_r の影響を少なくしている。更に、何れの場合でも、上記和又は差と、前記回転速度検出用センサ１５ａが検出する上記ハブ２の回転速度ｎ_i との比に基づいて上記ラジアル荷重Ｆ_r 又は上記アキシアル荷重Ｆ_a を算出する事により、上記ハブ２の回転速度ｎ_i の影響を排除している。但し、上記アキシアル荷重Ｆ_a を、上記各列の転動体９ａ、９ｂの公転速度の比に基づいて算出する場合には、上記ハブ２の回転速度Ｎ_i は、必ずしも必要でない。

尚、上記各公転速度検出用センサ２４ａ、２４ｂの信号に基づいて上記ラジアル荷重Ｆ_r とアキシアル荷重Ｆ_a とのうちの一方又は双方の荷重を算出する方法は、他にも各種存在するが、この様な方法に就いては、前述の特願２００４−７６５５号に詳しく説明されているし、本発明の要旨とも関係しないので、詳しい説明は省略する。

上述の様な転がり軸受ユニットの荷重測定装置の使用時、前記各保持器２１ａ、２１ｂは、前記ポケット隙間の存在により、図５に示した標準状態から、図６（Ａ）〜（Ｃ）に誇張して示す状態に変位する可能性がある。前記各公転速度検出用エンコーダ２６ａ、２６ｂの被検出面と前記各公転速度検出用センサ２４ａ、２４ｂの検出部との間に存在する測定隙間は、前述した様に狭い為、何らの対策も施さない場合には、上記被検出面が上記検出部を設けた前記センサユニット２２に擦れ合う可能性がある。これに対して本実施例の場合には、前述した様に、前記両抑え部３０ａ、３０ｂの先端縁が上記各公転速度検出用エンコーダ２６ａ、２６ｂを構成するゴム磁石２８の被検出面よりも軸方向に突出しており、このゴム磁石２８の被検出面が凹んだ位置に存在する。この為、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示す様に、上記各保持器２１ａ、２１ｂが何れの方向に変位した場合でも、上記被検出面と上記センサユニット２２とが擦れ合う事がない。

この結果、この被検出面から、強磁性材製の粉末や微小繊維が剥れ落ち、グリース中に混入する事を防止して、このグリースにより潤滑される、転がり軸受ユニットの耐久性並びに荷重測定に関する検出精度の確保を図れる。尚、上記両抑え部３０ａ、３０ｂ、及び
、上記センサユニット２２のホルダは、擦れ合いにより摩耗する可能性はあるが、これらは何れも軟質の合成樹脂製である為、その摩耗粉が転がり接触部に入り込んでも、この転がり接触部が損傷する事はない。又、上記両抑え部３０ａ、３０ｂと上記センサユニット２２のホルダとの擦れ合いは稀にしか起こらないし、起こった場合でも擦れ合い部の当接圧は低い為、摩耗量は極く僅かであり、前記各保持器２１ａ、２１ｂや上記センサユニット２２の耐久性の問題を生じる事はない。又、合成樹脂の上記摩耗粉が、上記公転速度検出用センサ２４ａ、２４ｂ及び前記回転速度検出用センサ１５ａの検出精度を低下させる事もない。

次に、図７は、やはり請求項１、２、６〜８に対応する、本発明の実施例２を示している。本実施例の場合には、外輪１の内周面でセンサユニット２２を挿通する取付孔１０ａの開口周縁部に突片３１を形成している。そして、保持器２１ａ（２１ｂ）が変位した場合に、この保持器２１ａ（２１ｂ）の外周縁部に形成した抑え部３０ａの先端縁が、上記突片３１に当接する様にしている。この様に構成する事で、合成樹脂製のセンサユニット２２のホルダが、上記抑え部３０ａとの擦れ合いにより摩耗する事を防止している。その他の構成及び作用は、上述した実施例１と同様である為、重複する図示並びに説明は省略する。

次に、図８は、請求項３〜８に対応する、本発明の実施例３を示している。本実施例の場合には、公転速度検出用エンコーダ２６ａ（２６ｂ）を、保持器２１ａ（２１ｂ）の軸方向片側面（図８の右側面）、即ち、この保持器２１ａ（２１ｂ）を構成するリム部２５の外側面（図８の右側面）に全周に亙って形成した凹部３２内に、射出成形により設けている。この凹部３２は、径方向に関する幅が、開口部で狭く、奥部で広くなったアリ溝状で、上記保持器２１ａ（２１ｂ）の射出成形と同時に形成している。

上記公転速度検出用エンコーダ２６ａ（２６ｂ）は、上記保持器２１ａ（２１ｂ）を射出成形した後、この保持器２１ａ（２１ｂ）を別の金型内にセットした状態で上記凹部３２内に、磁性材製の粉末若しくは微細繊維を混入したゴム若しくは合成樹脂を注入する事により造る。この様な公転速度検出用エンコーダ２６ａ（２６ｂ）は、上記凹部３２内で上記ゴム若しくは合成樹脂が固化した後、軸方向に着磁する事により、被検出面である外側面にＳ極とＮ極とを交互に且つ等間隔に配置した、円輪状のゴム磁石又はプラスチック磁石とする。本実施例の場合、バックヨークは設けない。

本実施例の場合、上記公転速度検出用エンコーダ２６ａ（２６ｂ）の着磁作業を、上記磁性材製の粉末若しくは微細繊維を混入したゴム若しくは合成樹脂を上記凹部３２内に射出成形後に行なう為、上記公転速度検出用エンコーダ２６ａ（２６ｂ）の被検出面と、上記保持器２１ａ（２１ｂ）の軸方向片側面とは同一平面上に位置する。従って、そのままでは、上記保持器２１ａ（２１ｂ）の変位に伴って、上記被検出面とセンサユニット２２とが擦れ合う可能性がある。そこで本実施例の場合には、この被検出面を、保護膜３３により覆っている。この保護膜３３としては、合成樹脂のコーティング膜、ニッケルメッキ等、非磁性材料製の薄膜を利用する。

上記保護膜３３を合成樹脂製とする場合には、エポキシ樹脂やパラキシレン樹脂等を、化学的気相蒸着法（ＣＶＤ）、電着、吹き付け、浸漬等により、上記公転速度検出用エンコーダ２６ａ（２６ｂ）の被検出面に付着させる。合成樹脂は非磁性である為、薄肉の保護膜３３を形成する限り、上記公転速度検出用エンコーダ２６ａ（２６ｂ）の被検出面の磁気特性に影響を及ぼす事はない。又、上記保護膜３３を金属製とする場合には、Ni、Al、Zn等を、電気メッキ、無電解メッキ等により、上記公転速度検出用エンコーダ２６ａ（２６ｂ）の被検出面に付着させる。尚、金属メッキのうちには、非磁性でなく、強磁性のものも存在するが、メッキの厚さを小さく抑える事により、上記公転速度検出用エンコーダ２６ａ（２６ｂ）の被検出面の磁気特性に及ぼす影響を無視できる程度に抑えられる。即ち、上記保護膜３３を構成するメッキの厚さを薄くする事により、上記公転速度検出用エンコーダ２６ａ（２６ｂ）の被検出面に存在するＮ極からＳ極にショートして流れる磁束を僅少に抑えられて、公転速度検出用センサ２４ａ、２４ｂ（図１、２参照）の検出部に達する磁束の量を十分に確保できる。尚、上記保護膜３３の厚さは、上記公転速度検出用エンコーダ２６ａ（２６ｂ）の被検出面の磁気特性を損なわず、且つ、この被検出面の保護を十分に図れる範囲で定めるが、５〜５０μｍ程度が適切である。

本実施例の場合、上記公転速度検出用エンコーダ２６ａ（２６ｂ）の被検出面を上記保護膜３３により覆う事で、この被検出面が上記保持器２１ａ（２１ｂ）に隣接して配置されたセンサユニット２２（図１〜２、５〜７参照）と、直接擦れ合う事を防止している。従って、上記被検出面から、強磁性材製の粉末や微小繊維が剥れ落ちる事はない。又、上記保護膜３３が、上記公転速度検出用エンコーダ２６ａ（２６ｂ）とグリースとが接触する事を防止するので、この公転速度検出用エンコーダ２６ａ（２６ｂ）を構成する材料により、上記グリースが劣化する事も防止できる。その他の構成及び作用は、前述した実施例１と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。尚、上述の様な、公転速度検出用エンコーダ２６ａ（２６ｂ）を構成する材料によるグリースの劣化防止を図る面からは、前述の図５〜７に示す様に、抑え部３０ａ、３０ｂにより公転速度検出用エンコーダ２６ａ（２６ｂ）の被検出面と相手部材との擦れ合いを防止する構造にも、上記保護膜３３を設ける事が好ましい。

次に、図９〜１０は、やはり請求項３〜８に対応する、本発明の実施例４を示している。本実施例の場合には、公転速度検出用エンコーダ２６ａ（２６ｂ）の磁気特性を向上させる為に、バックヨーク２９を設けている。このバックヨーク２９を設ける場合には、例えば、ゴム磁石製若しくはプラスチック磁石製の公転速度検出用エンコーダ２６ａ（２６ｂ）とバックヨーク２９とを、接着、インサート成形等で一体化した後、これら公転速度検出用エンコーダ２６ａ（２６ｂ）とバックヨーク２９とを、保持器２１ａ（２１ｂ）を射出成形する為の金型のキャビティ内にセットする。そして、このキャビティ内に合成樹脂を注入し固化する。上記公転速度検出用エンコーダ２６ａ（２６ｂ）の被検出面を覆う為の保護膜３３は、この公転速度検出用エンコーダ２６ａ（２６ｂ）及び上記バックヨーク２９を結合固定した、上記保持器２１ａ（２１ｂ）を、上記金型から取り出した後に形成する。

或は、バックヨーク２９のみを保持器２１ａ（２１ｂ）を射出成形する為の金型のキャビティ内にセットしてこのキャビティ内に合成樹脂を注入・固化し、図１０に示す様な半製品を造った後、この半製品を別の金型のキャビティ内にセットして、公転速度検出用エンコーダ２６ａ（２６ｂ）の射出成形を行なう事もできる。この場合も、公転速度検出用エンコーダ２６ａ（２６ｂ）の被検出面を覆う為の保護膜３３は、この公転速度検出用エンコーダ２６ａ（２６ｂ）及び上記バックヨーク２９を結合固定した、上記保持器２１ａ（２１ｂ）を、上記金型から取り出した後に形成する。

図９、図１０、何れの方法により造る場合でも、バックヨーク２９の内径は公転速度検出用エンコーダ２６ａ（２６ｂ）の内径よりも小さく、このバックヨーク２９の外径はこの公転速度検出用エンコーダ２６ａ（２６ｂ）の外径よりも大きくする事が好ましい。この理由は、図９に示した製造方法による場合には保持器２１ａ（２１ｂ）を射出成形する際の、図１０に示した製造方法による場合には公転速度検出用エンコーダ２６ａ（２６ｂ）を射出成形する際の、それぞれバックヨーク２９の位置規制の為の抑えを容易に行なえる為である。更には、完成後にこのバックヨーク２９が保持器２１ａ（２１ｂ）から抜け出る事を防止する為でもある。尚、図９、１０の何れの製造方法により造った場合でも、上記公転速度検出用エンコーダ２６ａ（２６ｂ）の着磁作業は、この公転速度検出用エンコーダ２６ａ（２６ｂ）を構成するゴム磁石若しくはプラスチック磁石の固化後、この公転速度検出用エンコーダ２６ａ（２６ｂ）と共に上記保持器２１ａ（２１ｂ）を金型から取り出した後に行なう。

本発明は、各実施例に示した様な、自動車の車輪を支持する転がり軸受ユニットに加わる荷重を測定する為の転がり軸受ユニットの荷重測定装置に限らず、工作機械、産業機械等、各種回転機械装置に作用する荷重を求める為に利用できる。

本発明の転がり軸受ユニットの荷重測定装置の基本となる構造を示す断面図。 図１のＡ部拡大図。 保持器及び転動体と、公転速度検出用エンコーダと、公転速度検出用センサとを取り出して、図２の上方から見た状態で示す模式図。 回転速度に基づいて荷重を測定できる理由を説明する為の、転がり軸受ユニットの模式図。 本発明の実施例１を示す、公転速度検出用エンコーダを結合固定した保持器及びセンサユニットの部分断面図。 保持器の変位状態の３例を示す部分断面図。 本発明の実施例２を示す、図２のＢ部に相当する断面図。 本発明の実施例３を示す、公転速度検出用エンコーダを結合固定した保持器の部分断面図。 本発明の実施例４を示す、図８と同様の部分断面図。 実施例４の構造の製造方法の別例を示す部分断面図。 従来から知られている、ラジアル荷重測定用のセンサを組み込んだ転がり軸受ユニットの断面図。 従来から知られている、アキシアル荷重測定用のセンサを組み込んだ転がり軸受ユニットの断面図。

符号の説明

１、１ａ 外輪
２、２ａ ハブ
３、３ａ 回転側フランジ
４ ハブ本体
５ ナット
６ 内輪
７ 外輪軌道
８ 内輪軌道
９ａ、９ｂ 転動体
１０、１０ａ 取付孔
１１ 変位センサ
１２ センサリング
１３ センサロータ
１４ カバー
１５、１５ａ 回転速度検出センサ
１６ ナックル
１７ 固定側フランジ
１８ ボルト
１９ ねじ孔
２０ 荷重センサ
２１ａ、２１ｂ 保持器
２２ センサユニット
２３ 先端部
２４ａ、２４ｂ 公転速度検出用センサ
２５、２５ａ リム部
２６ａ、２６ｂ 公転速度検出用エンコーダ
２７ 回転速度検出用エンコーダ
２８ ゴム磁石
２９ バックヨーク
３０ａ、３０ｂ 抑え部
３１ 突片
３２ 凹部
３３ 保護膜

Claims (8)

1. 使用時にも回転しない静止輪と、この静止輪と同心に配置されて使用時に回転する回転輪と、これら静止輪と回転輪との互いに対向する部分にそれぞれ１対ずつ形成された静止側軌道と回転側軌道との間にそれぞれ複数個ずつ、１対の列同士の間で接触角の方向を互いに逆にして転動自在に設けられた転動体と、上記静止輪と上記回転輪との間に設けられ、それぞれに複数個ずつ設けたポケット内に保持した上記各転動体の公転に伴って回転する１対の保持器と、これら各保持器に支持固定されてこれら各保持器と共に回転する、特性を円周方向に関して交互に変化させた１対の公転速度検出用エンコーダと、上記各列の転動体の公転速度をそれぞれ検出する為、これら各公転速度検出用エンコーダの被検出面にそれぞれの検出部を対向させた１対の公転速度検出用センサと、これら各公転速度検出用センサから送り込まれる検出信号に基づいて上記静止輪と上記回転輪との間に加わる荷重を算出する演算器とを備え、上記各公転速度検出用エンコーダは、軸方向片側面にＳ極とＮ極とを交互に配置した円輪状のゴム磁石若しくはプラスチック磁石を含んで成り、このゴム磁石若しくはプラスチック磁石の軸方向片側面である被検出面を上記各公転速度検出用センサに近接対向させており、上記保持器がこの被検出面側に変位した場合に、上記保持器の一部がこの保持器に隣接して配置された他の部材と接触する事で、上記被検出面がこの他の部材と擦れ合う事を防止する転がり軸受ユニットの荷重測定装置。
2. 各公転速度検出用エンコーダが、各保持器のリム部の側面に支持固定されており、このリム部の内外両周縁部が被検出面よりも軸方向に突出している、請求項１に記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置。
3. 使用時にも回転しない静止輪と、この静止輪と同心に配置されて使用時に回転する回転輪と、これら静止輪と回転輪との互いに対向する部分にそれぞれ１対ずつ形成された静止側軌道と回転側軌道との間にそれぞれ複数個ずつ、１対の列同士の間で接触角の方向を互いに逆にして転動自在に設けられた転動体と、上記静止輪と上記回転輪との間に設けられ、それぞれに複数個ずつ設けたポケット内に保持した上記各転動体の公転に伴って回転する１対の保持器と、これら各保持器に支持固定されてこれら各保持器と共に回転する、特性を円周方向に関して交互に変化させた１対の公転速度検出用エンコーダと、上記各列の転動体の公転速度をそれぞれ検出する為、これら各公転速度検出用エンコーダの被検出面にそれぞれの検出部を対向させた１対の公転速度検出用センサと、これら各公転速度検出用センサから送り込まれる検出信号に基づいて上記静止輪と上記回転輪との間に加わる荷重を算出する演算器とを備え、上記各公転速度検出用エンコーダは、軸方向片側面にＳ極とＮ極とを交互に配置した円輪状のゴム磁石若しくはプラスチック磁石を含んで成り、このゴム磁石若しくはプラスチック磁石の軸方向片側面である被検出面を上記各公転速度検出用センサに近接対向させており、この被検出面を保護膜で覆う事により、この被検出面が上記保持器に隣接して配置された他の部材と直接擦れ合う事を防止する転がり軸受ユニットの荷重測定装置。
4. 保護膜が合成樹脂製である、請求項３に記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置。
5. 保護膜が金属製である、請求項３に記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置。
6. 静止輪と回転輪とのうちの一方の軌道輪が外輪相当部材であり、他方の軌道輪が内輪相当部材であり、各転動体が玉であり、この内輪相当部材の外周面に形成された複列アンギュラ型の内輪軌道と上記外輪相当部材の内周面に形成された複列アンギュラ型の外輪軌道との間にそれぞれ複数個ずつ設けられた玉に、背面組み合わせ型の接触角が付与されている、請求項１〜５の何れかに記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置。
7. 回転輪の回転速度を検出する為の回転速度検出用センサを備え、演算器は、一方の列の転動体の公転速度と他方の列の転動体の公転速度との和と、上記回転輪の回転速度との比に基づいて、静止輪とこの回転輪との間に加わるラジアル荷重を算出する、請求項１〜６の何れかに記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置。
8. 回転輪の回転速度を検出する為の回転速度検出用センサを備え、演算器は、一方の列の転動体の公転速度と他方の列の転動体の公転速度との差と、上記回転輪の回転速度との比に基づいて、静止輪とこの回転輪との間に加わるアキシアル荷重を算出する、請求項１〜６の何れかに記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置。

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