JP2009186409A - 転がり軸受ユニットの物理量測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加工が容易で低コストで造る事ができ、しかも、設置スペースを小さく抑えて、小型・軽量化の為の設計が容易となる構造を実現する。
【解決手段】センサユニット１６は、処理回路側基板部１９と検出部側基板部２０とを折り曲げ方向の変位を可能に組み合わせて成る、フレキシブル基板１７を備える。このうちの検出部側基板部２０に、検出部となる磁気検出素子１８を設置している。又、上記処理回路側基板部１９に、この磁気検出素子１８の信号を処理する為の処理回路を設けている。そして、この検出部側基板部２０をカバー１０ａの一部内周面に、処理回路側基板部１９をこのカバー１０ａの底板部２１の内面に、それぞれ接着する。
【選択図】図１

Description

この発明に係る転がり軸受ユニットの物理量測定装置は、転がり軸受ユニットを構成するハブ、回転軸等の内輪相当部材の回転速度、或いはこの内輪相当部材と外輪との間に作用する外力等の物理量（状態量）を測定する為に利用する。更に、この求めた物理量を、自動車等の車両の走行安定性確保、或いは工作機械等の各種機械装置の運転状態の安定化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、複列アンギュラ型等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、例えば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、電子制御式ビークル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化装置が使用されている。この様な各種車両用走行安定化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を表す信号が必要になる。このうちの回転速度を表す信号を求める為の構造は、特許文献１等、多くの刊行物に記載され、且つ、従来から各種構造のものが実施されていて周知である。

回転速度検出装置は、基本的には、図６の（Ａ）（Ｂ）に示す様に、エンコーダ１ａ、１ｂとセンサ２ａ、２ｂとを組み合わせて成る。このうちのエンコーダ１ａ、１ｂは、被検出面の特性（一般的には磁気特性）を、円周方向に関して交互に且つ等間隔に変化させたもので、車輪と共に回転するハブの一部に、このハブと同心に結合固定する。又、上記センサ２ａ、２ｂは、検出部を上記エンコーダ１ａ、１ｂの被検出面に対向させた状態で、懸架装置に結合固定されて回転しない外輪等に支持される。上記図１に記載した２種類の構造のうち、（Ａ）に示した構造の場合には、円輪状のエンコーダ１ａの軸方向側面にセンサ２ａの検出部を、軸方向に対向させている。又、（Ｂ）に示した構造の場合には、円筒状若しくは円環状のエンコーダ１ｂの外周面にセンサ２ｂの検出部を、径方向に対向させている。何れの構造の場合にも、車輪と同期したエンコーダ１ａ、１ｂの回転に伴ってセンサ２ａ、２ｂの出力信号が、この車輪の回転速度に比例した周波数で変化するので、この出力信号を図示しない演算器に送る事により、この回転速度を求められる。

上述の様な回転速度検出装置を実施する場合、上記エンコーダ１ａ、１ｂはハブ等の回転側軌道輪相当部材の一部に支持固定するのに対して、上記センサ２ａ、２ｂは外輪の如き、使用時にも回転しない静止側軌道輪相当部材等の、静止部材に、ホルダ部材を介して支持する。例えば図７は、図６の（Ｂ）に示した構造をより具体化した場合に就いて示している。エンコーダ１ｂは、使用時に回転する回転側軌道輪部材の端部に、この回転側軌道輪部材と同心に支持固定している。又、センサ２ｂを含むセンサユニット３を、有底円筒状のハウジング４に設けた取付孔５に挿入保持している。このハウジング４は、上記静止部材に対し支持固定する。又、使用時に上記センサ２ｂの出力信号は、上記センサユニット３内に保持した処理回路により処理してから、ハーネス６により、ＡＢＳ等の制御器に送る。

現状で実用化されている各種車両用走行安定化装置の制御は、主として、上述の様な構造で求められる車輪の回転速度を表す信号や、車体に設けられた加速度センサやヨーレートセンサ等の信号に基づいて行なっている。これに対して、より高度の制御を行なう為に、車輪を介して上記転がり軸受ユニットに加わる荷重（例えばラジアル荷重とアキシアル荷重との一方又は双方）の大きさを表す信号を利用する事が従来から考えられており、上記荷重を求める為の構造が、特許文献２等に記載されて、従来から知られている。

図８は、この特許文献２に記載された構造そのものではないが、この特許文献２に記載された構造と同じ荷重の測定原理を採用している、転がり軸受ユニットの物理量測定装置に関する従来構造の１例を示している。上記図８に示した従来構造は、使用時にも回転しない静止側軌道輪相当部材である外輪７の内径側に、使用時に車輪を支持固定した状態でこの車輪と共に回転する、回転側軌道輪相当部材であるハブ８を、複数個の転動体９、９を介して、回転自在に支持している。これら各転動体９、９には、背面組み合わせ型の接触角と共に、予圧を付与している。尚、図示の例では、上記転動体９として玉を使用しているが、重量が嵩む自動車用の軸受ユニットの場合には、玉に代えて円すいころを使用する場合もある。

又、上記ハブ８の軸方向内端部には、円筒状のエンコーダ１ｃを、上記ハブ８と同心に支持固定している。又、上記外輪７の内端開口を塞ぐ有底円筒状のカバー１０の内側に、１対のセンサ１１ａ、１１ｂを支持固定すると共に、これら両センサ１１ａ、１１ｂの検出部を、上記エンコーダ１ｃの被検出面である外周面に近接対向させている。このエンコーダ１ｃは、芯金１２とエンコーダ本体１３とを組み合わせて成る。このうちの芯金１２は、軟鋼板等の磁性金属板により、断面クランク形で全体を段付円筒状に構成している。又、上記エンコーダ本体１３は、上記芯金１２のうちで大径側部分の外周面の全周に円筒状の磁性部材（永久磁石材、高保磁力材）を添着固定（接着固定、モールドによる固定等）した後、この磁性部材に着磁する事により構成している。

被検出面である、上記エンコーダ本体１３の外周面には、Ｓ極に着磁された部分とＮ極に着磁された部分とを、円周方向に関して交互に且つ等間隔で配置している。円周方向に隣り合うＳ極とＮ極との境界は、上記外周面の軸方向に対して所定方向に所定角度で漸次変化している。又、変化する方向は、この外周面の軸方向片半部と他半部とで、互いに逆にしている。従って、上記Ｓ極に着磁された部分と上記Ｎ極に着磁された部分とは、軸方向中央部が円周方向に関して最も突出した（又は凹んだ）、「Ｖ」字形（又は「く」字形）となっている。

又、上記両センサ１１ａ、１１ｂの検出部には、ホールＩＣ、ホール素子、ＭＲ素子、ＧＭＲ素子等の磁気検知素子を組み込んでいる。そして、上記両センサ１１ａ、１１ｂのうち、一方のセンサ１１ａの検出部を上記エンコーダ本体１３の外周面の軸方向片半部に、他方のセンサ１１ｂの検出部を同じく軸方向他半部に、それぞれ近接対向させている。前記外輪７と前記ハブ８との間にアキシアル荷重が作用しない状態で、上記Ｓ極に着磁された部分と上記Ｎ極に着磁された部分との軸方向中央部で円周方向に関して最も突出した部分が、上記両センサ１１ａ、１１ｂの検出部同士の間の丁度中央位置に存在する様に、各部材の軸方向の設置位置を規制している。同じ状態で、上記両センサ１１ａ、１１ｂの検出部と、上記エンコーダ本体１３の外周面の変化の位相との関係が所定通りになる様に、上記両センサ１１ａ、１１ｂの円周方向の設置位置を規制している。

上述の様に構成する転がり軸受ユニットの物理量測定装置の場合、上記外輪７とハブ８との間にアキシアル荷重が作用すると、上記両センサ１１ａ、１１ｂの出力信号が変化する位相がずれる。即ち、上記外輪７とハブ８との間にアキシアル荷重が作用しておらず、これら外輪７とハブ８とが相対変位していない、中立状態では、上記両センサ１１ａ、１１ｂの検出部は、上記エンコーダ１ｃの外周面で、上記最も突出した部分から軸方向に同じだけずれた部分に対向する。従って、上記両センサ１１ａ、１１ｂの出力信号の位相は、上記所定の関係により定まる通り、一致若しくは所定値だけずれる。これに対し、上記エンコーダ１ｃを固定したハブ８にアキシアル荷重が作用した場合には、上記両センサ１１ａ、１１ｂの検出部は、このアキシアル荷重の方向に応じた方向に、このアキシアル荷重の大きさに応じた分だけずれた部分に対向する。この状態では上記両センサ１１ａ、１１ｂの出力信号の位相は、上記アキシアル荷重の方向に応じた方向に、このアキシアル荷重の大きさに応じた分だけずれる。

この様に、上述した従来構造の場合には、上記両センサ１１ａ、１１ｂの出力信号の位相が、上記外輪７とハブ８との間に加わるアキシアル荷重の作用方向（これら外輪７とハブ８とのアキシアル方向の相対変位の方向）に応じた向きにずれる。又、このアキシアル荷重（相対変位）により上記両センサ１１ａ、１１ｂの出力信号の位相がずれる程度は、このアキシアル荷重（相対変位）が大きくなる程大きくなる。従って、上記両センサ１１ａ、１１ｂの出力信号の位相ずれの有無、ずれが存在する場合にはその向き及び大きさに基づいて、上記外輪７とハブ８とのアキシアル方向の相対変位の向き及び大きさ、並びに、これら外輪７とハブ８との間に作用しているアキシアル荷重の作用方向及び大きさを求められる。尚、上記両センサ１１ａ、１１ｂの出力信号同士の間に存在する位相差に基づいて上記アキシアル方向の相対変位及び荷重を算出する処理は、図示しない演算器により行なう。この為、この演算器のメモリ中には、予め理論計算や実験により調べておいた、上記位相差と、上記アキシアル方向の相対変位又は荷重との関係を、計算式やマップ等の型式で記憶させておく。但し、上記両センサ１１ａ、１１ｂの出力信号のずれ（位相差比＝位相差／１周期）を表す信号は、前記カバー１０内に設置されて上記両センサ１１ａ、１１ｂを保持したセンサホルダ１４内に設置した処理回路により求める。そして、上記位相差比を表す信号を、ハーネス６を通じて制御器に送り出す。

尚、上述の図８に示した従来構造の場合には、それぞれの検出部をエンコーダ本体１３の外周面に対向させた１対のセンサ１１ａ、１１ｂから成るセンサ組を１組だけ設けている。これに対し、特願２００６−１４３０９７、特願２００６−３４５８４９には、それぞれが１対のセンサから成るセンサ組を複数組設ける事で、多方向の変位或は外力を求められる構造が開示されている。又、特性変化の境界が外周面の軸方向に連続的に変化するエンコーダの外周面の径方向反対側２個所位置にそれぞれの検出部を対向させた、１対のセンサの出力信号同士の間に存在する位相差に基づき、転がり軸受ユニットに加わるアキシアル荷重を求める構造も、従来から知られている。

図７〜８に示した何れの従来構造の場合も、センサ２ｂ、１１ａ、１１ｂの信号を処理する為の処理回路を構成するＩＣ等の電子回路を、合成樹脂等により構成したセンサユニット３或いはセンサホルダ１４内に設置している。即ち、上記電子回路を、ガラスエポキシ樹脂等の比較的大きな曲げ剛性を有する絶縁回路基板上に設置したものを、上記センサユニット３或いはセンサホルダ１４内に包埋保持している。この為、上記処理回路を設置する為の手間が面倒になり、コストが嵩むだけでなく、この処理回路を設置した上記センサユニット３或いはセンサホルダ１４が嵩張ってしまう。この点は、上記各先発明等に係る構造も同様である。

特開２００４−３６８６３号公報 特開２００６−１１３０１７号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑み、加工が容易で低コストで造る事ができ、しかも、設置スペースを小さく抑えて、小型・軽量化の為の設計が容易となる転がり軸受ユニットの物理量測定装置の構造を実現すべく発明したものである。

本発明の対象となる転がり軸受ユニットの物理量測定装置は、転がり軸受ユニットと、物理量測定装置とを備える。
このうちの転がり軸受ユニットは、内周面に外輪軌道を有する外輪相当部材と、外周面に内輪軌道を有する内輪相当部材と、この内輪軌道と上記外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体とを備える。上記外輪相当部材と上記内輪相当部材とのうちの一方が使用時にも回転しない静止側軌道輪相当部材であり、他方が使用時に回転する回転側軌道輪相当部材である。
又、上記物理量測定装置は、エンコーダと、少なくとも１個所の検出部を備えたセンサユニットと、演算器とを備える。
このうちのエンコーダは、上記回転側軌道輪相当部材の一部にこの回転側軌道輪相当部材と同心に支持固定されたものであって、この回転側軌道輪相当部材と同心で円筒状の周面である被検出面の特性を、円周方向に関して交互に変化させている。
又、上記センサユニットは、上記静止側軌道輪相当部材等の回転しない部分に支持されたホルダ部材に保持されていて、上記エンコーダの回転時に、上記被検出面の特性変化に対応して、出力信号を変化させる。
更に、上記演算器は、上記センサユニットの出力信号に基づいて、上記回転側軌道輪相当部材の回転速度と、この回転側軌道輪相当部材と上記静止側軌道輪相当部材との間の相対変位と、これら回転側軌道輪相当部材と静止側軌道輪相当部材との間に作用する外力とのうちの、少なくとも１種類の物理量を算出する機能を有する。

特に、本発明の転がり軸受ユニットの物理量測定装置に於いては、上記センサユニットは、ホール素子、ホールＩＣ等である上記検出部を設置した検出部側基板部と、この検出部の信号を処理する為の処理回路を設けた処理回路側基板部とを、折り曲げ方向の変位を可能に組み合わせて成る、フレキシブル基板を備える。
そして、このフレキシブル基板のうちの検出部側基板部を上記ホルダ部材の一部周面に、同じく処理回路側基板部をこのホルダ部材のうちでこの周面以外部分に、それぞれ支持している。
尚、上記フレキシブル基板とは、ポリイミド樹脂等の高絶縁性及び可撓性を有する高分子材料製で、大きな曲率（小さな曲率半径）で曲げられる絶縁回路基板である。

上述の様な本発明の転がり軸受ユニットの物理量測定装置を実施する場合に、例えば請求項２に記載した様に、上記静止側軌道輪相当部材を外輪とし、上記エンコーダの被検出面を外周面とする。
又、上記ホルダ部材を、円筒部及びこの円筒部の端部を塞ぐ底板部を備え、上記外輪の端部に支持固定されたカバーとする。
そして、上記センサユニットの検出部側基板部を上記円筒部の内周面に、処理回路側基板部を上記底板部の内面に、それぞれ支持する。

又、上述の様な本発明の転がり軸受ユニットの物理量測定装置を実施する場合に、例えば請求項３に記載した様に、上記フレキシブル基板を、検出部側基板部及び処理回路側基板部を含む全体が可撓性を有するものとする。
或いは、請求項４に記載した様に、上記フレキシブル基板を、剛性を有する処理回路側基板部と可撓性を有する検出部側基板部とから成るものとする。
或いは、請求項５に記載した様に、上記フレキシブル基板を、それぞれが剛性を有する検出部側基板部と処理回路側基板部とを、可撓性を有する連結部により連結したものとする。
更に、上述の様な本発明の転がり軸受ユニットの物理量測定装置を実施する場合に、好ましくは、請求項６に記載した様に、上記フレキシブル基板のうちの検出部側基板部の一部に形成した位置決め孔と、カバーを構成する円筒部の内周面に突設した位置決めピンとを係合させる。そして、このカバーに対する上記検出部側基板部の位置決めを図る。

上述の様に構成する本発明の転がり軸受ユニットの物理量測定装置によれば、加工が容易で低コストで造る事ができ、しかも、設置スペースを小さく抑えて、小型・軽量化の為の設計が容易となる。
即ち、本発明の転がり軸受ユニットの物理量測定装置は、フレキシブル基板に、ホール素子、ホールＩＣ等である検出部、及び、この検出部の信号を処理する為の処理回路を設けている。この様な、フレキシブル基板に検出部及び処理回路を設けてセンサユニットとする事は、電子回路の部品実装を行なう為の装置であるマウンタにより、容易且つ短時間で行なえる。又、得られたセンサユニットは、厚さ寸法が小さく（薄く）、しかも可撓性を有する為、狭い空間への設置が容易である為、上記作用・効果を得られる。
更に、請求項６に記載した発明の様に、位置決め孔と位置決めピンとの係合により、カバーに対する検出部側基板部の位置決めを図れば、このカバーに対する検出部の位置決め精度を向上させ、延ては、この検出部とエンコーダの被検出面との位置関係の精度を向上させて、転がり軸受ユニットの物理量に関する測定精度を向上させる事ができる。

［実施の形態の第１例］
図１〜２は、請求項１〜３、６に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本発明の特徴は、ホルダ部材であるカバー１０ａに対し、１個センサ１１及びこのセンサ１１の出力信号を処理する為の処理回路を実装したフレキシブル基板１７を装着する点にある。物理量測定の対象となる転がり軸受ユニット、及び、物理量測定装置の構造及び作用に就いては、例えば前述の図７〜８に示した従来構造と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴部分を中心に説明する。

上記物理量測定装置を構成するセンサユニット１６は、フレキシブル基板１７上に、上記センサ１１の検出部を構成するホール素子、ホールＩＣ等の磁気検出素子１８と、この磁気検出素子１８の出力信号を処理する為の処理回路（図示省略）とを実装して成る。上記フレキシブル基板１７は、信号伝達用の金属部分を除く、ほぼ全体が、ポリイミド樹脂等の高絶縁性及び可撓性を有する高分子材料製で、大きな曲率（小さな曲率半径）で曲げられる絶縁回路基板である。本例の場合に上記フレキシブル基板１７は、円形の処理回路側基板部１９と、この処理回路側基板部１９の円周方向１個所位置から径方向外方に突出した、１個の検出部側基板部２０とを備える。そして、この検出部側基板部２０の片面に、上記磁気検出素子１８を設置（実装）している。又、上記処理回路側基板部１９のうちの何れか又は両方の面（好ましくは、上記カバー１０ａの底板部２１と反対側の面）に、上記処理回路を実装している。

又、上記検出部側基板部２０の先端部両隅部の２個所に、それぞれ位置決め孔２２、２２を、上記検出部側基板部２０の表裏両面同士を貫通する状態で形成している。一方、上記カバー１０ａを構成する円筒部２３の内周面の円周方向１個所位置に２本の位置決めピン２４を、上記円筒部２３の内周面から径方向内方に突出する状態で形成している。これら各位置決めピン２４の設置位置は、上記磁気検出素子１８を適正位置に配置した状態で、上記両位置決め孔２２、２２と整合する位置としている。又、上記両位置決めピン２４の外径は、これら両位置決め孔２２、２２内に隙間なく挿入できる大きさとしている。従って、上記両位置決めピン２４をこれら両位置決め孔２２、２２に挿入した状態では、上記カバー１０ａに対する上記検出部側基板部２０の位置決めを図れる。

上述の様な構造を有するセンサユニット１６は、前記磁気検出素子１８を上記カバー１０ａの内径側に向けると共に、上記検出部側基板部２０と上記処理回路側基板部１９とを折り曲げた状態で、上記カバー１０ａの内面に装着する。即ち、上記両位置決めピン２４を上記両位置決め孔２２、２２に挿入すると共に、上記検出部側基板部２０を上記円筒部２３の内周面に、上記処理回路側基板部１９を上記底板部２１の内面に、それぞれ接着固定する。この状態で、上記磁気検出素子１８が上記カバー１０ａに対し、正規の状態で支持固定される。そこで、このカバー１０ａを、外輪７（図８参照）に、正規の位置関係で支持固定すれば、上記磁気検出素子１８とエンコーダ１ｂの外周面とが、正規の位置関係で対向する。

上述の様に本例の転がり軸受ユニットの物理量測定装置は、上記フレキシブル基板１７に、検出部を構成する磁気検出素子１８、及び、この磁気検出素子１８の出力信号を処理する為の処理回路を設けている。この様な、フレキシブル基板１７に磁気検出素子１８及び処理回路を設けて上記センサユニット１６とする事は、電子回路の部品実装を行なう為の装置であるマウンタにより、容易且つ短時間で行なえる。又、得られた上記センサユニット１６は、厚さ寸法が小さく（薄く）、しかも可撓性を有する。従って、上記カバー１０ａ内に存在する、限られた（狭い）空間への設置が容易である。この為、加工が容易で低コストで造る事ができ、しかも、設置スペースを小さく抑えて、小型・軽量化の為の設計が容易となるといった、前述した様な作用・効果を得られる。

更に本例の構造の場合には、上記両位置決め孔２２、２２と上記両位置決めピン２４との係合により、上記カバー１０ａに対する上記検出部側基板部２０の位置決めを図っているので、このカバー１０ａに対する、検出部である上記磁気検出素子１８の位置決め精度を向上させる事ができる。そして、この磁気検出素子１８と上記エンコーダ１ｂの被検出面との位置関係の精度を向上させて、転がり軸受ユニットの物理量に関する測定精度を向上させる事ができる。尚、上記ピン２４を合成樹脂製として、このピン２４と上記両位置決め孔２２、２２とを係合させた後、このピン２４の先半部を超音波加熱法によりリベット状に潰す事により、上記検出部側基板部２０を上記カバー１０ａに対し固定する事も可能である。

［実施の形態の第２例］
図３〜４も、請求項１〜３、６に対応する、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、エンコーダ１ｂの外周面の直径方向反対側２個所位置に、それぞれ検出部を構成する磁気検出素子１８ａ、１８ｂを対向させている。この為、フレキシブル基板１７ａとして、処理回路側基板部１９の直径方向反対側２個所位置にそれぞれ検出部側基板部２０、２０を設けたものを使用している。これに合わせて、位置決め孔２２、２２をこれら両検出部側基板部２０、２０毎に２個所ずつ合計４個所設けると共に、位置決めピン２４、２４に関しても、カバー１０ａを構成する円筒部２３の内周面の直径方向反対側２個所位置に２本ずつ、合計４本突設している。その他の構成及び作用は、上述した実施の形態の第１例と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。

［実施の形態の第３例］
図５の（Ａ）は、請求項１、２、４、６に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合には、フレキシブル基板１７ｂとして、剛性を有する処理回路側基板部１９ａと可撓性を有する検出部側基板部２０とから成るものを使用している。このうちの処理回路側基板部１９ａを、ガラスエポキシ樹脂等の比較的大きな曲げ剛性を有する絶縁回路基板としている。これに対して、上記検出部側基板部２０を、ポリイミド樹脂等の高絶縁性及び可撓性を有する高分子材料製で、大きな曲率で曲げられる絶縁回路基板としている。本例の場合、この様な検出部側基板部２０を、円形である、上記処理回路側基板部１９ａの円周方向１個所から、径方向外方に突出する状態で設けている。その他の構成及び作用は、前述した実施の形態の第１例と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。

［実施の形態の第４例］
図５の（Ｂ）は、請求項１、２、５、６に対応する、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の場合には、フレキシブル基板１７ｃとして、それぞれが剛性を有する処理回路側基板部１９ａと検出部側基板部２０ａとを、可撓性を有する連結部２５により連結したものを使用している。これら処理回路側基板部１９ａ及び検出部側基板部２０ａは、それぞれ、ガラスエポキシ樹脂等の比較的大きな曲げ剛性を有する絶縁回路基板としている。これに対して、上記連結部２５を、ポリイミド樹脂等の高絶縁性及び可撓性を有する高分子材料製で、大きな曲率で曲げられる（磁気検出素子１８と処理回路とを結ぶ導体を配設した）絶縁回路基板としている。その他の構成及び作用は、前述した実施の形態の第１例と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略する。

本発明は、図３〜４に示した実施の形態の第２例の様に、径方向反対側２個所位置に配置した１対のセンサのエンコーダの傾斜を出力信号同士の間に存在する位相差に基づいて求め、この傾斜の大きさから、転がり軸受ユニットに加わるモーメントやアキシアル荷重を求める構造で実施できる。又、前述の図８に示した如く、軸方向に離隔して配置した１対のセンサの出力信号同士の間に存在する位相差に基づいて、軸方向に関する相対変位量やアキシアル荷重或いはラジアル荷重を求める構造でも実施できる。又は、１個のセンサの出力信号のデューティ比に基づいて、軸方向に関する相対変位量やアキシアル荷重を求める構造でも実施できる。更には、ＡＢＳ制御用の回転速度センサを設けた構造でも実施できる。

本発明の実施の形態の第１例を示す部分略断面図。 カバー内に組み込む以前のセンサユニットを取り出して、図１の左方から見た図。 本発明の実施の形態の第２例を示す部分略断面図。 カバー内に組み込む以前のセンサユニットを取り出して、図３の左方から見た図。 本発明の実施の形態の第３〜４例を示す、図２と同様の図。 転がり軸受ユニットの物理量測定装置の基本構造の２例を示す部分略断面図。 図７の（Ｂ）に示した構造を具体化した構造の１例を示す部分断面図。 転がり軸受ユニットの物理量測定装置の具体的構造の第２例を示す断面図。

符号の説明

１ａ、１ｂ、１ｃ エンコーダ
２ａ、２ｂ センサ
３ センサユニット
４ ハウジング
５ 取付孔
６ ハーネス
７ 外輪
８ ハブ
９ 転動体
１０、１０ａ カバー
１１、１１ａ、１１ｂ センサ
１２ 芯金
１３ エンコーダ本体
１４ センサホルダ
１６ センサユニット
１７、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ フレキシブル基板
１８、１８ａ、１８ｂ 磁気検出素子
１９、１９ａ 処理回路側基板部
２０ 検出部側基板部
２１ 底板部
２２ 位置決め孔
２３ 円筒部
２４ 位置決めピン
２５ 連結部

Claims (6)

1. 転がり軸受ユニットと、物理量測定装置とを備え、
   このうちの転がり軸受ユニットは、内周面に外輪軌道を有する外輪相当部材と、外周面に内輪軌道を有する内輪相当部材と、この内輪軌道と上記外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体とを備え、上記外輪相当部材と上記内輪相当部材とのうちの一方が使用時にも回転しない静止側軌道輪相当部材であり、他方が使用時に使用時に回転する回転側軌道輪相当部材であり、
   上記物理量測定装置は、エンコーダと、少なくとも１個所の検出部を備えたセンサユニットと、演算器とを備えたものであって、
   このうちのエンコーダは、上記回転側軌道輪相当部材の一部にこの回転側軌道輪相当部材と同心に支持固定されたものであって、この回転側軌道輪相当部材と同心で円筒状の周面である被検出面の特性を円周方向に関して交互に変化させたものであり、
   上記センサユニットは、回転しない部分に支持されたホルダ部材に保持されていて、上記エンコーダの回転時に上記被検出面の特性変化に対応して出力信号を変化させるものであり、
   上記演算器は、上記センサユニットの出力信号に基づいて、上記回転側軌道輪相当部材の回転速度と、この回転側軌道輪相当部材と上記静止側軌道輪相当部材との間の相対変位と、これら回転側軌道輪相当部材と静止側軌道輪相当部材との間に作用する外力とのうちの、少なくとも１種類の物理量を算出する機能を有するものである
   転がり軸受ユニットの物理量測定装置に於いて、
   上記センサユニットは、上記検出部を設置した検出部側基板部と、この検出部の信号を処理する為の処理回路を設けた処理回路側基板部とを、折り曲げ方向の変位を可能に組み合わせて成るフレキシブル基板を備えたものであり、このフレキシブル基板のうちの検出部側基板部を上記ホルダ部材の一部周面に、同じく処理回路側基板部をこのホルダ部材のうちでこの周面以外部分に、それぞれ支持している事を特徴とする転がり軸受ユニットの物理量測定装置。
2. 静止側軌道輪相当部材が外輪であり、エンコーダの被検出面が外周面であり、ホルダ部材が、円筒部及びこの円筒部の端部を塞ぐ底板部を備え、上記外輪の端部に支持固定されたカバーであり、センサユニットの検出部側基板部を上記円筒部の内周面に、処理回路側基板部を上記底板部の内面に、それぞれ支持している、請求項１に記載した転がり軸受ユニットの物理量測定装置。
3. フレキシブル基板が、検出部側基板部及び処理回路側基板部を含む全体が可撓性を有するものである、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載した転がり軸受ユニットの物理量測定装置。
4. フレキシブル基板が、剛性を有する処理回路側基板部と可撓性を有する検出部側基板部とから成るものである、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載した転がり軸受ユニットの物理量測定装置。
5. フレキシブル基板が、それぞれが剛性を有する検出部側基板部と処理回路側基板部とを、可撓性を有する連結部により連結したものである、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載した転がり軸受ユニットの物理量測定装置。
6. フレキシブル基板のうちの検出部側基板部の一部に形成した位置決め孔と、カバーを構成する円筒部の内周面に突設した位置決めピンとを係合させる事で、このカバーに対する上記検出部側基板部の位置決めを図っている、請求項１〜５のうちの何れか１項に記載した転がり軸受ユニットの物理量測定装置。

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