JP2011185944A - Rolling bearing unit with load measuring instrument - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a structure allowing measurement of a load applied between an outer ring 3 and a hub 4 without using a component dedicated for measuring the load such as a displacement sensor. <P>SOLUTION: An encoder 12 the characteristics of which are changed alternately at equal intervals in a circumferential direction is supported and fixed onto a hub 4 concentrically with the hub 4. A sensing part of a sensor 13 supported on the outer ring 3 is positioned in close vicinity to a surface to be sensed of the encoder 12 to face thereto. Width dimensions of first and second parts to be sensed provided onto the surface to be sensed are changed continuously in a direction along which a load to be sensed is applied. Since the changing pattern of the output signal of the sensor 13 is changed according to change of the load, the load is determined by observing this pattern. The output signal is also used to determine a rotation speed of the hub 4 and also to control ABS or TCS. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

この発明に係る荷重測定装置付転がり軸受ユニットは、例えば車両（自動車）の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持すると共に、この車輪に加わる荷重の大きさを測定して、車両の安定運行の確保に利用する。或は、各種工作機械の主軸を支持する為の転がり軸受ユニットに組み込んで、この主軸に加わる荷重を測定し、工具の送り速度等を適切に調節する為に利用する。   The rolling bearing unit with a load measuring device according to the present invention, for example, supports a vehicle (automobile) wheel rotatably with respect to a suspension device, and measures the magnitude of a load applied to the wheel to stably operate the vehicle. Use to secure. Alternatively, it is incorporated in a rolling bearing unit for supporting the spindles of various machine tools, is used for measuring the load applied to the spindle and adjusting the feed rate of the tool appropriately.

例えば、車両の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する為に、転がり軸受ユニットを使用する。又、車両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）等の車両の走行状態安定化装置が広く使用されている。これらＡＢＳやＴＣＳ等の走行状態安定化装置によれば、制動時や加速時に於ける車両の走行状態を安定させる事はできるが、より厳しい条件でもこの安定性の確保を図る為には、車両の走行安定性に影響するより多くの情報を取り入れて、ブレーキやエンジンの制御を行なう事が必要になる。   For example, a rolling bearing unit is used to rotatably support a vehicle wheel with respect to a suspension device. In order to ensure the running stability of the vehicle, a running state stabilizing device for the vehicle such as an antilock brake system (ABS) or a traction control system (TCS) is widely used. According to these running state stabilizing devices such as ABS and TCS, the running state of the vehicle at the time of braking or acceleration can be stabilized, but in order to ensure this stability even under more severe conditions, the vehicle It is necessary to control the brakes and the engine by incorporating more information that affects the running stability of the vehicle.

即ち、上記ＡＢＳやＴＣＳ等の従来の走行状態安定化装置の場合には、タイヤと路面との滑りを検知してブレーキやエンジンを制御する、所謂フィードバック制御を行なっている為、これらブレーキやエンジンの制御が一瞬とは言え遅れる。言い換えれば、厳しい条件下での性能向上を図るべく、所謂フィードフォワード制御により、タイヤと路面との間に滑りが発生しない様にしたり、左右の車輪の制動力が極端に異なる所謂ブレーキの片効きを防止する事はできない。更には、トラック等で、積載状態が不良である事に基づいて走行安定性が不良になるのを防止する事もできない。   That is, in the case of the conventional running state stabilizing device such as ABS or TCS, since so-called feedback control is performed to detect the slip between the tire and the road surface and control the brake and the engine, the brake and engine Control is delayed for a moment. In other words, in order to improve performance under severe conditions, the so-called feed-forward control prevents slippage between the tire and the road surface, or the so-called brake one-side effect where the braking forces of the left and right wheels are extremely different. Cannot be prevented. Furthermore, it is impossible to prevent the running stability of a truck or the like from being deteriorated based on the poor loading state.

この様な問題に対応すべく、上記フィードフォワード制御等を行なう為には、懸架装置に対して車輪を支持する為の転がり軸受ユニットに、この車輪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を測定する為の荷重測定装置を組み込む事が考えられる。この様な場合に使用可能な荷重測定装置付車輪支持用転がり軸受ユニットとして従来から、特許文献１〜４に記載されたものが知られている。   In order to cope with such a problem, in order to perform the feedforward control or the like, one of a radial load and an axial load applied to the wheel is applied to the rolling bearing unit for supporting the wheel with respect to the suspension device. Or it is possible to incorporate a load measuring device for measuring both. Conventionally, what was described in patent documents 1-4 is known as a rolling bearing unit for wheel support with a load measuring device which can be used in such a case.

このうちの特許文献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。この従来構造の第１例の場合には、非接触式の変位センサにより、回転しない外輪と、この外輪の内径側で回転するハブとの径方向に関する変位を測定する事により、これら外輪とハブとの間に加わるラジアル荷重を求める様にしている。求めたラジアル荷重は、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為に利用する。   Of these, Patent Document 1 describes a rolling bearing unit with a load measuring device capable of measuring a radial load. In the case of the first example of the conventional structure, the outer ring and the hub are measured by measuring the radial displacement between the outer ring that does not rotate and the hub that rotates on the inner diameter side of the outer ring by a non-contact displacement sensor. The radial load applied between and is calculated. The obtained radial load is used not only to properly control the ABS but also to inform the driver of a bad loading condition.

又、特許文献２には、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が記載されている。この特許文献２に記載された従来構造の第２例の場合、外輪の外周面に設けた固定側フランジの内側面複数個所で、この固定側フランジをナックルに結合する為のボルトを螺合する為のねじ孔を囲む部分に、それぞれ荷重センサを添設している。上記外輪を上記ナックルに支持固定した状態でこれら各荷重センサは、このナックルの外側面と上記固定側フランジ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、車輪と上記ナックルとの間に加わるアキシアル荷重は、上記各荷重センサにより測定される。   Patent document 2 describes a structure for measuring an axial load applied to a rolling bearing unit. In the case of the second example of the conventional structure described in Patent Document 2, bolts for connecting the fixed side flange to the knuckle are screwed at a plurality of positions on the inner side surface of the fixed side flange provided on the outer peripheral surface of the outer ring. Each load sensor is attached to a portion surrounding the screw hole. Each load sensor is clamped between the outer surface of the knuckle and the inner surface of the fixed flange in a state where the outer ring is supported and fixed to the knuckle. In the case of the load measuring device for the rolling bearing unit of the second example having such a conventional structure, the axial load applied between the wheel and the knuckle is measured by the load sensors.

又、特許文献３には、外輪の円周方向４個所位置に支持した変位センサユニットとハブに外嵌固定した断面Ｌ字形の被検出リングとにより、上記４個所位置での、上記外輪に対する上記ハブの、ラジアル方向及びスラスト方向の変位を検出し、各部の検出値に基づいて、このハブに加わる荷重の方向及びその大きさを求める構造が記載されている。   Further, in Patent Document 3, the displacement sensor unit supported at four positions in the circumferential direction of the outer ring and the L-shaped detection ring that is externally fitted and fixed to the hub are used to detect the above-described outer ring at the four positions. A structure is described in which the displacement of the hub in the radial direction and the thrust direction is detected, and the direction and magnitude of the load applied to the hub are determined based on the detected values of the respective parts.

更に、特許文献４には、一部の剛性を低くした外輪相当部材に動的歪みを検出する為のストレンゲージを設け、このストレンゲージが検出する転動体の通過周波数から転動体の公転速度を求め、この公転速度から、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。   Furthermore, in Patent Document 4, a strain gauge for detecting dynamic strain is provided in a member corresponding to an outer ring whose rigidity is partially reduced, and the revolution speed of the rolling element is determined from the passing frequency of the rolling element detected by the strain gauge. A method for determining the axial load applied to the rolling bearing from the revolution speed is described.

前述の特許文献１に記載された従来構造の第１例の場合、変位センサにより外輪とハブ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。   In the case of the first example of the conventional structure described in Patent Document 1, the load applied to the rolling bearing unit is measured by measuring the displacement in the radial direction between the outer ring and the hub using a displacement sensor. However, since the displacement amount in the radial direction is small, it is necessary to use a highly accurate displacement sensor in order to obtain this load with high accuracy. Since high-precision non-contact sensors are expensive, it is inevitable that the cost of the entire rolling bearing unit with a load measuring device increases.

又、特許文献２に記載された従来構造の第２例の場合、ナックルに対し外輪を支持固定する為のボルトと同数だけ、荷重センサを設ける必要がある。この為、荷重センサ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に記載された構造は、外輪の周方向４個所位置にセンサを設置する為、上記特許文献１に記載された構造よりも更にコストが嵩む。更に、特許文献４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。
又、特許文献１〜４の何れに記載された構造及び方法も、転がり軸受ユニットに加わる荷重を測定する為に専用の機構を設けている。この為、コスト並びに重量が嵩む事が避けられない。 In the second example of the conventional structure described in Patent Document 2, it is necessary to provide as many load sensors as the bolts for supporting and fixing the outer ring to the knuckle. For this reason, coupled with the fact that the load sensor itself is expensive, it is inevitable that the cost of the entire load measuring device of the rolling bearing unit is considerably increased. In addition, the structure described in Patent Document 3 is more expensive than the structure described in Patent Document 1 because sensors are installed at four positions in the circumferential direction of the outer ring. Furthermore, the method described in Patent Document 4 needs to reduce the rigidity of a part of the outer ring equivalent member, and it may be difficult to ensure the durability of the outer ring equivalent member.
Moreover, the structure and method described in any of Patent Documents 1 to 4 are provided with a dedicated mechanism for measuring the load applied to the rolling bearing unit. For this reason, an increase in cost and weight is inevitable.

尚、本発明に関連する技術として、特許文献５には、被検出面にＮ極とＳ極とを交互に配置したエンコーダを使用する事により、このエンコーダを支持した内輪の芯振れを検出する構造が記載されている。但し、上記特許文献５には、上記エンコーダを利用して、転がり軸受ユニットに加わる荷重を求める技術に関しては、この様な技術を示唆する記述を含めても記載されていない。   As a technique related to the present invention, Patent Document 5 uses an encoder in which N poles and S poles are alternately arranged on the detected surface, thereby detecting the center runout of the inner ring that supports the encoder. The structure is described. However, Patent Document 5 does not describe a technique for obtaining a load applied to a rolling bearing unit using the encoder, even if a description suggesting such a technique is included.

特開２００１−２１５７７号公報JP 2001-21577 A 特開平３−２０９０１６号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-209016 特開２００４−３９１８号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-3918 特公昭６２−３３６５号公報Japanese Patent Publication No.62-3365 特開２００４−７７１５９号公報JP 2004-77159 A

本発明は、上述の様な事情に鑑み、小型且つ軽量に構成できて、転がり軸受ユニットに加わる荷重を求められる荷重測定装置付転がり軸受ユニットを実現すべく発明したものである。   The present invention has been invented in order to realize a rolling bearing unit with a load measuring device that can be configured in a small size and light weight and that is required to apply a load applied to the rolling bearing unit.

本発明の荷重測定装置付転がり軸受ユニットは何れも、転がり軸受ユニットと荷重測定装置とを備える。
このうちの転がり軸受ユニットは、使用状態でも回転しない静止側軌道輪と、使用状態で回転する回転側軌道輪と、これら静止側軌道輪と回転側軌道輪との互いに対向する周面に存在する静止側軌道と回転側軌道との間に設けられた複数個の転動体とを備えたものである。
又、上記荷重測定装置は、上記回転側軌道輪若しくはこの回転側軌道輪に結合固定されてこの回転側軌道輪と共に回転する部材の一部にこの回転側軌道輪若しくはこの回転側軌道輪と共に回転する部材と同心に支持された、被検出面の特性を円周方向に関して交互に変化させたエンコーダと、その検出部をこの被検出面に対向させた状態で回転しない部分（例えば、上記静止側軌道輪若しくはこの静止側軌道輪を支持固定した懸架装置或はハウジングの一部）に支持され、この被検出面の特性変化に対応してその出力信号を変化させるセンサと、このセンサの出力信号に基づいて上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との間に作用する荷重を算出する演算器とを備えたものである。
又、上記被検出面の特性が円周方向に関して変化するピッチは、検出すべき荷重の作用方向に応じて（例えば作用方向に亙って）連続的に変化している。
そして、上記演算器は、上記センサの出力信号が変化するパターンに基づいて上記荷重を算出する機能を有するものである。 Each of the rolling bearing units with a load measuring device according to the present invention includes a rolling bearing unit and a load measuring device.
Of these, the rolling bearing unit is present on a stationary bearing ring that does not rotate even in use, a rotating bearing ring that rotates in use, and circumferential surfaces of the stationary bearing ring and the rotating bearing ring that face each other. A plurality of rolling elements provided between the stationary-side track and the rotating-side track are provided.
In addition, the load measuring device rotates together with the rotation side raceway or the rotation side raceway to a part of a member that is coupled and fixed to the rotation side raceway or the rotation side raceway. An encoder that is supported concentrically with the member to be detected and whose characteristics of the surface to be detected are alternately changed with respect to the circumferential direction, and a portion that does not rotate in a state where the detection portion faces the surface to be detected (for example, the stationary side A sensor that is supported by a bearing ring or a suspension or a part of a housing that supports and fixes the stationary-side bearing ring, and that changes an output signal in response to a change in characteristics of the detected surface, and an output signal of the sensor And a calculator for calculating a load acting between the stationary side raceway and the rotation side raceway.
Further, the pitch at which the characteristics of the surface to be detected change with respect to the circumferential direction changes continuously according to the acting direction of the load to be detected (for example, over the acting direction).
The computing unit has a function of calculating the load based on a pattern in which the output signal of the sensor changes.

特に請求項１に記載した発明の場合には、検出すべき荷重が、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との間に径方向に作用するラジアル荷重である。
そして、上記被検出面が上記エンコーダの軸方向側面であり、この被検出面に、それぞれが他の部分とは特性が異なる１対の個性化部分より成る複数の被検出用組み合わせ部を、円周方向に亙り等間隔で配置している。
そして、これら各被検出用組み合わせ部を構成する１対ずつの個性化部分同士の円周方向に関する間隔は、総ての被検出用組み合わせ部で、径方向に関して同じ方向に連続的に変化している。 Especially in the case of the invention described in claim 1, the load to be detected, a radial load acting in the radial direction between the stationary side raceway ring and the rotary bearing ring.
Then, the sensed surface is an axial side of the encoder, to the detected face, a plurality of the combination unit for the detection consisting of individualized portions of each pair of characteristic different from the other portion, the circle They are arranged at regular intervals in the circumferential direction.
The distance in the circumferential direction of the individualized portions each other in pairs constituting the respective detection target for the combination unit, in all of the detection combining unit continuously varies in the same direction with respect to the radial direction Yes .

これに対して請求項２に記載した発明の場合には、検出すべき荷重が、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との間に軸方向に作用するアキシアル荷重である。
そして、上記被検出面が上記エンコーダの周面であり、この被検出面に、それぞれが他の部分とは特性が異なる１対の個性化部分より成る複数の被検出用組み合わせ部を、円周方向に亙り等間隔で配置している。
そして、これら各被検出用組み合わせ部を構成する１対ずつの個性化部分同士の円周方向に関する間隔は、総ての被検出用組み合わせ部で、軸方向に関して同じ方向に連続的に変化している。 In the case of the invention described with respect thereto to claim 2, the load to be detected is an axial load acting in the axial direction between the stationary side raceway ring and the rotary bearing ring.
Then, the sensed surface is the peripheral surface of the encoder, to the detected face, a plurality of the combination unit for the detection consisting of individualized portions of each pair have different characteristics from the other portions, the circumferential They are arranged at regular intervals in the direction.
The distance in the circumferential direction of the individualized portions each other in pairs constituting the respective detection target for the combination unit, in all of the detection combining unit continuously varies in the same direction with respect to the axial direction Yes .

上述の様に構成する本発明の荷重測定装置付転がり軸受ユニットは、以下の様に作用して、静止側軌道輪と回転側軌道輪との間に作用する荷重を求められる。先ず、これら両軌道輪同士の間に荷重が作用すると、これら両軌道輪同士が、静止側、回転側両軌道及び各転動体の弾性変形に伴って相対変位する。この結果、回転側軌道輪若しくはこの回転側軌道輪に結合固定されてこの回転側軌道輪と共に回転する部材の一部に支持されたエンコーダの被検出面と、上記静止側軌道輪若しくは懸架装置の一部等の回転しない部分に支持されたセンサの検出部との位置関係が変化する。   The rolling bearing unit with a load measuring device of the present invention configured as described above acts as follows, and a load acting between the stationary side race ring and the rotation side race ring is obtained. First, when a load is applied between the two race rings, the two race rings are relatively displaced with the elastic deformation of the stationary side, the rotary side races and the rolling elements. As a result, the detected surface of the encoder supported by a part of the rotation side raceway or a member that is coupled and fixed to the rotation side raceway and rotates together with the rotation side raceway, and the stationary side raceway or the suspension device The positional relationship with the detection unit of the sensor supported by a part that does not rotate, such as a part, changes.

上記エンコーダの被検出面の特性が円周方向に関して変化するピッチは、検出すべき荷重の作用方向に亙って連続的に変化している為、この荷重に基づいて上記両軌道輪同士が相対変位すると、上記回転側軌道輪の回転に伴って上記センサの出力信号が変化するパターン（変化の周期或は大きさ）が変化する。このパターンの変化の程度と上記荷重の大きさとの間には相関関係があるので、このパターンに基づいて、この荷重の大きさを求められる。
特に、本発明の場合には、エンコーダの被検出面にその検出部を対向させたセンサの出力信号が、各個性化部分に対向する瞬間に変化するが、変化する間隔（周期）は、上記センサの検出部が対向する部分の径方向位置（請求項１に記載した発明の場合）或いは軸方向位置（請求項２に記載した発明の場合）の変化に伴って変化する。 The pitch at which the characteristic of the detected surface of the encoder changes in the circumferential direction changes continuously over the direction of the load to be detected. When displaced, the pattern (cycle or magnitude of change ) in which the output signal of the sensor changes with the rotation of the rotating raceway changes. Since there is a correlation between the degree of change of the pattern and the magnitude of the load, the magnitude of the load can be obtained based on this pattern.
In particular, in the case of the present invention, the output signal of the sensor whose detection unit faces the detection target surface of the encoder changes at the moment when it faces each individualization portion. It changes with the change in the radial position (in the case of the invention described in claim 1) or the axial position (in the case of the invention described in claim 2) of the part where the detection part of the sensor faces.

上記エンコーダとセンサとの組み合わせは、ＡＢＳやＴＣＳの制御を行なう為に上記回転側軌道輪の回転速度を検出する為にも必要である（車輪支持用転がり軸受ユニットに関して実施する場合）。又、工作機械に関して実施する場合でも、主軸の回転速度を検出する為に必要である。本発明の荷重測定装置付転がり軸受ユニットは、この様な回転速度を検出する為に必要な構造を工夫する事により上記荷重を求められる様に構成できて、転がり軸受ユニット部分に新たな部品を組み込む必要をなくせる。この為、この転がり軸受ユニットに加わる荷重を求める為の構造を、小型且つ軽量に構成できる。   The combination of the encoder and the sensor is also necessary for detecting the rotational speed of the rotating raceway in order to control the ABS and TCS (when implemented with respect to a wheel bearing rolling bearing unit). Even when it is performed on a machine tool, it is necessary for detecting the rotational speed of the spindle. The rolling bearing unit with a load measuring device of the present invention can be configured so that the above load can be obtained by devising the structure necessary for detecting such rotational speed, and a new part is added to the rolling bearing unit portion. Eliminates the need for incorporation. For this reason, the structure for calculating | requiring the load added to this rolling bearing unit can be comprised small and lightweight.

本発明に関連する参考例の第１例を示す断面図。Sectional drawing which shows the 1st example of the reference example relevant to this invention . エンコーダ本体を取り出して図１の右方から見た図。The figure which took out the encoder main body and was seen from the right side of FIG. センサの検出部によるエンコーダの被検出面の走査部分を示す、図２と同様の図。The figure similar to FIG. 2 which shows the scanning part of the to-be-detected surface of the encoder by the detection part of a sensor. ラジアル荷重の変動に伴って変化するセンサの出力信号を示す線図。The diagram which shows the output signal of the sensor which changes with the fluctuation | variation of radial load. 外輪とハブとの径方向変位とラジアル荷重との関係の１例を示す線図。The diagram which shows one example of the relationship between radial displacement of an outer ring | wheel and a hub, and radial load. 本発明に関連する参考例の第２例に組み込むエンコーダの２例を示す斜視図及び正面図。 The perspective view and front view which show two examples of the encoder integrated in the 2nd example of the reference example relevant to this invention . 同第３例を示す断面図。Sectional drawing which shows the 3rd example. 本発明の実施の形態の第１例に組み込むエンコーダの３例を示す要部斜視図。 The principal part perspective view which shows three examples of the encoder integrated in the 1st example of embodiment of this invention . センサの検出部によるエンコーダの被検出面の走査部分を示す、エンコーダの被検出面を軸方向から見た図。The figure which looked at the to-be-detected surface of the encoder from the axial direction which shows the scanning part of the to-be-detected surface of the encoder by the detection part of a sensor. ラジアル荷重の変動に伴って変化するセンサの出力信号を示す線図。The diagram which shows the output signal of the sensor which changes with the fluctuation | variation of radial load. 本発明に関連する参考例の第４例を示す断面図。Sectional drawing which shows the 4th example of the reference example relevant to this invention . 同第４例に組み込むエンコーダの素材と組立状態とを示す斜視図。The perspective view which shows the raw material and assembly state of an encoder which are incorporated in the fourth example . アキシアル荷重の変動に伴って変化するセンサの出力信号を示す線図。The diagram which shows the output signal of the sensor which changes with the fluctuation | variation of an axial load. 本発明に関連する参考例の第５例を示す断面図。Sectional drawing which shows the 5th example of the reference example relevant to this invention . 本発明の実施の形態の第２例に組み込むエンコーダの素材と組立状態とを示す斜視図。 The perspective view which shows the raw material and assembly state of the encoder which are integrated in the 2nd example of embodiment of this invention . 本発明に関連する参考例の第６例を示す断面図。Sectional drawing which shows the 6th example of the reference example relevant to this invention . 同第６例に組み込むエンコーダの部分斜視図。The fragmentary perspective view of the encoder incorporated in the 6th example . アキシアル荷重の変動に伴って変化するセンサの出力信号を示す線図。The diagram which shows the output signal of the sensor which changes with the fluctuation | variation of an axial load. 本発明に関連する参考例の第７例を示す断面図。Sectional drawing which shows the 7th example of the reference example relevant to this invention . 同第７例に組み込むエンコーダの斜視図。The perspective view of the encoder incorporated in the 7th example . アキシアル荷重の変動に伴って変化するセンサの出力信号を示す線図。The diagram which shows the output signal of the sensor which changes with the fluctuation | variation of an axial load. 本発明に関連する参考例の第８例を示す断面図。Sectional drawing which shows the 8th example of the reference example relevant to this invention . 同第８例に組み込むエンコーダの正面図。The front view of the encoder incorporated in the 8th example . 本発明に関連する参考例の第９例を示す部分断面図。 The fragmentary sectional view which shows the 9th example of the reference example relevant to this invention . 同第１０例を示す断面図。Sectional drawing which shows the 10th example . 懸架装置と車輪との間への組み付け状態を示す略断面図。The schematic sectional drawing which shows the assembly | attachment state between a suspension apparatus and a wheel. 変位に伴うセンサの出力信号の変動を説明する為の線図。The diagram for demonstrating the fluctuation | variation of the output signal of the sensor accompanying a displacement. 本発明に関連する参考例の第１１例を示す断面図。Sectional drawing which shows the 11th example of the reference example relevant to this invention . 同第１２例を示す断面図。Sectional drawing which shows the 12th example . 同第１３例を示す断面図。Sectional drawing which shows the 13th example . 同第１４例を示す断面図。Sectional drawing which shows the 14th example . 同第１５例を示す断面図。Sectional drawing which shows the 15th example . 同第１５例に組み込むエンコーダの斜視図。The perspective view of the encoder incorporated in the 15th example . 同じく展開図。Similarly development. アキシアル荷重の変動に伴って変化するセンサの出力信号を示す線図。The diagram which shows the output signal of the sensor which changes with the fluctuation | variation of an axial load. 本発明に関連する参考例の第１６例を示す断面図。Sectional drawing which shows the 16th example of the reference example relevant to this invention . 同第１６例に組み込むエンコーダの斜視図。The perspective view of the encoder incorporated in the 16th example . 同じく展開図。Similarly development. アキシアル荷重の変動に伴って変化するセンサの出力信号を示す線図。The diagram which shows the output signal of the sensor which changes with the fluctuation | variation of an axial load. 本発明に関連する参考例の第１７例を、中立状態と変位した状態とで示す部分断面図及び径方向から見た図。 The 17th example of the reference example relevant to this invention is the figure seen from the partial sectional view and radial direction which show in the neutral state and the displaced state. エンコーダの被検出面と１対のセンサの検出部との位置関係を説明する為の、この被検出面を径方向から見た状態で示す図。The figure which shows this to-be-detected surface in the state seen from radial direction for demonstrating the positional relationship of the to-be-detected surface of an encoder and the detection part of a pair of sensor. 本発明に関連する参考例の第１８例を、中立状態と変位した状態とで示す部分断面図及び径方向から見た図。 The 18th example of the reference example relevant to this invention is the figure seen from the partial sectional view and radial direction which are shown in the neutral state and the displaced state. 本発明に関連する参考例の第１９例を示す、ディスクロータの外周縁部に設けた被検出面の形状の３例を示す略側面図。 The schematic side view which shows the three examples of the shape of the to-be-detected surface provided in the outer periphery part of the disc rotor which shows the 19th example of the reference example relevant to this invention . センサの取付状態の１例を示す正面図及び側面図。The front view and side view which show an example of the attachment state of a sensor. 本発明に関連する参考例の第２０例を示す断面図。Sectional drawing which shows the 20th example of the reference example relevant to this invention .

［本発明に関連する参考例の第１例］
図１〜５は、本発明に関連する参考例の第１例を示している。本参考例の荷重測定装置付転がり軸受ユニットは、車輪支持用転がり軸受ユニット１と、回転速度検出装置としての機能を兼ね備えた、荷重測定装置２とを備える。
このうちの車輪支持用転がり軸受ユニット１は、図１に示す様に、外輪３と、ハブ４と、複数の転動体５、５とを備える。このうちの外輪３は、使用状態で懸架装置に支持固定される静止側軌道輪であって、内周面に複列の外輪軌道６、６を、外周面にこの懸架装置に結合する為の外向フランジ状の取付部７を、それぞれ有する。又、上記ハブ４は、使用状態で車輪を支持固定してこの車輪と共に回転する回転側軌道輪であって、ハブ本体８と内輪９とを組み合わせ固定して成る。この様なハブ４は、外周面の軸方向外端部（懸架装置への組み付け状態で車体の幅方向外側となる端部）に車輪を支持固定する為のフランジ１０を、軸方向中間部及び内輪９の外周面に複列の内輪軌道１１、１１を、それぞれ設けている。上記各転動体５、５は、これら各内輪軌道１１、１１と上記各外輪軌道６、６との間にそれぞれ複数個ずつ、転動自在に設けて、上記外輪３の内径側に上記ハブ４を、この外輪３と同心に回転自在に支持している。尚、図示の例では、転動体として玉を使用しているが、重量の嵩む車両の車輪支持用転がり軸受ユニットの場合には、各転動体として円すいころを使用する場合もある。転動体として玉を使用した構造の方が、同じく円すいころを使用した構造に比べて外輪とハブとの変位量を多くできるが、転動体として円すいころを使用した構造の場合にも、変位量は小さいものの変位はする為、本発明の対象となり得る。 [First example of reference example related to the present invention ]
1 to 5 show a first example of a reference example related to the present invention . The rolling bearing unit with a load measuring device of the present reference example includes a wheel supporting rolling bearing unit 1 and a load measuring device 2 having a function as a rotational speed detecting device.
Of these, the wheel support rolling bearing unit 1 includes an outer ring 3, a hub 4, and a plurality of rolling elements 5, 5 as shown in FIG. 1. Of these, the outer ring 3 is a stationary-side bearing ring that is supported and fixed to the suspension device in use. The outer ring 3 has double-row outer ring raceways 6 and 6 connected to the suspension surface on the outer peripheral surface. Each has an outward flange-shaped attachment portion 7. The hub 4 is a rotating raceway that supports and fixes a wheel in use and rotates together with the wheel. The hub body 8 and the inner ring 9 are combined and fixed. Such a hub 4 includes a flange 10 for supporting and fixing a wheel to an outer peripheral end portion in the axial direction of the outer peripheral surface (an end portion on the outer side in the width direction of the vehicle body when assembled to the suspension device). Double-row inner ring raceways 11 are provided on the outer circumferential surface of the inner ring 9. A plurality of each of the rolling elements 5 and 5 are provided between the inner ring raceways 11 and 11 and the outer ring raceways 6 and 6, respectively, so that they can freely roll, and the hub 4 is provided on the inner diameter side of the outer ring 3. Is rotatably supported concentrically with the outer ring 3. In the illustrated example, a ball is used as the rolling element, but in the case of a rolling bearing unit for supporting a wheel of a heavy vehicle, a tapered roller may be used as each rolling element. The structure using balls as rolling elements can increase the amount of displacement between the outer ring and the hub compared to the structure using tapered rollers. Since they are small, they are displaced, and can be the subject of the present invention.

一方、上記荷重測定装置２は、図１に示す様に、エンコーダ１２と、センサ１３と、図示しない演算器とを備える。
このうちのエンコーダ１２は、支持板１４とエンコーダ本体１５とから成る。このうちの支持板１４は、軟鋼板等の磁性金属板を曲げ形成する事により、円輪部１６と円筒部１７とを傾斜部により連続させたもので、断面形状を大略Ｊ字形とし、全体を円環状としている。又、上記エンコーダ本体１５は、ゴム磁石、プラスチック磁石等の永久磁石製で、全体を円輪状としており、上記円輪部１６の軸方向内側面に、上記円筒部１７と同心に添着固定されている。 On the other hand, as shown in FIG. 1, the load measuring device 2 includes an encoder 12, a sensor 13, and an arithmetic unit (not shown).
Of these, the encoder 12 includes a support plate 14 and an encoder body 15. Of these, the support plate 14 is formed by bending a magnetic metal plate such as a mild steel plate so that the annular portion 16 and the cylindrical portion 17 are continuous by an inclined portion. Is an annular shape. The encoder body 15 is made of a permanent magnet such as a rubber magnet or a plastic magnet, and has an annular shape as a whole. The encoder body 15 is attached and fixed concentrically with the cylindrical portion 17 on the inner surface in the axial direction of the annular portion 16. Yes.

上記エンコーダ本体１５を構成する永久磁石は、軸方向に着磁されており、その着磁方向を、円周方向に亙り、交互に且つ等間隔で変化させている。従って、被検出面である上記エンコーダ本体１５の軸方向内側面には、Ｎ極とＳ極とが交互に、且つ、等間隔に配置されている。本参考例の場合には、これらＮ極に着磁された部分とＳ極に着磁された部分とが、上記エンコーダ１２の被検出面に存在する、互いに異なる特性を有する第一被検出部と第二被検出部とに対応する。そして、上記Ｎ極に着磁された部分とＳ極に着磁された部分との円周方向に関する幅のうち、Ｎ極に着磁された部分の幅を径方向外側程広く、Ｓ極に着磁された部分の幅を径方向内側程広くしている。これらＮ極とＳ極との着磁範囲は、図示の場合と逆にしても良い。 The permanent magnets constituting the encoder body 15 are magnetized in the axial direction, and the magnetization direction is changed alternately and at equal intervals over the circumferential direction. Therefore, N poles and S poles are alternately arranged at equal intervals on the inner side surface in the axial direction of the encoder body 15 which is a detected surface. In the case of the present reference example , the first detected portion in which the portion magnetized in the N pole and the portion magnetized in the S pole are present on the detection surface of the encoder 12 and have different characteristics from each other. And the second detected part. Of the width in the circumferential direction between the portion magnetized in the N pole and the portion magnetized in the S pole, the width of the portion magnetized in the N pole is wider toward the outside in the radial direction, The width of the magnetized portion is increased toward the inner side in the radial direction. The magnetization range of these N poles and S poles may be reversed from the illustrated case.

上述の様に構成する上記エンコーダ１２は、上記支持板１４の円筒部１７を前記内輪９の軸方向内端部に締り嵌めで外嵌する事により、前記ハブ４の軸方向内端部に、このハブ４と同心に結合固定している。この状態で上記エンコーダ本体１５の軸方向内側面は、上記ハブ４の中心軸に直交する仮想平面上に位置する。   The encoder 12 configured as described above is fitted on the inner end of the hub 4 in the axial direction by fitting the cylindrical portion 17 of the support plate 14 to the inner end of the inner ring 9 with an interference fit. The hub 4 is connected and fixed concentrically. In this state, the inner surface in the axial direction of the encoder body 15 is located on a virtual plane orthogonal to the central axis of the hub 4.

一方、前記センサ１３は、前記外輪３の軸方向内端部に、カバー１８を介して支持固定している。このカバー１８は、合成樹脂を射出成形する事により、或は、金属板に絞り加工を施す事により、有底円筒状に形成されており、上記外輪３の内端開口部を塞ぐ状態で、この外輪３の内端部に嵌合固定されている。この様なカバー１８を構成する底板部１９の一部外径寄り部分で上記エンコーダ１２の被検出面に対向する部分に取付孔２０を、この底板部１９を軸方向に貫通する状態で形成している。   On the other hand, the sensor 13 is supported and fixed to the inner end of the outer ring 3 in the axial direction via a cover 18. The cover 18 is formed into a bottomed cylindrical shape by injection molding a synthetic resin or by drawing a metal plate, and in a state of closing the inner end opening of the outer ring 3, It is fitted and fixed to the inner end of the outer ring 3. A mounting hole 20 is formed in a portion of the bottom plate portion 19 of the cover 18 that is close to the outer diameter of the bottom plate portion 19 and opposed to the detection surface of the encoder 12 so as to penetrate the bottom plate portion 19 in the axial direction. ing.

上記センサ１３は、上記取付孔２０を軸方向内方から外方に挿通する状態で、上記底板部１９に支持固定されている。そして、上記センサ１３の先端面（図１の左端面）に設けた検出部を、上記エンコーダ１２の被検出面に、０．５〜２mm程度の測定隙間を介して、近接対向させている。又、アクティブ型の磁気センサである、上記センサ１３の検出部には、ホール素子、磁気抵抗素子等の磁気検出素子を設けている。この様な磁気検出素子の特性は、Ｎ極に対向している状態とＳ極に対向している状態とで変化する。従って、前記ハブ４と共に上記エンコーダ１２が回転すると、上記磁気検出素子の特性が変化し、上記センサ１３の出力信号が変化する。   The sensor 13 is supported and fixed to the bottom plate portion 19 in a state in which the mounting hole 20 is inserted from the inside in the axial direction to the outside. And the detection part provided in the front end surface (left-end surface of FIG. 1) of the said sensor 13 is made to oppose and adjoin with the to-be-detected surface of the said encoder 12 through the measurement clearance gap of about 0.5-2 mm. In addition, a magnetic detecting element such as a Hall element or a magnetoresistive element is provided in the detecting portion of the sensor 13 which is an active magnetic sensor. The characteristics of such a magnetic detection element change between a state facing the N pole and a state facing the S pole. Therefore, when the encoder 12 rotates together with the hub 4, the characteristics of the magnetic detection element change, and the output signal of the sensor 13 changes.

この様にして上記センサ１３の出力信号が変化する周期（周波数）は、上記ハブ４の回転速度に応じて変化する。具体的には、この回転速度が速くなる程、上記出力信号が変化する周期が短くなり、変化する周波数が高くなる。この為、この出力信号を車体側等に設けた図示しない制御器に送れば、上記エンコーダ１２と共に回転する前記車輪の回転速度を求めて、ＡＢＳやＴＣＳの制御を行なえる。この点に就いては、従来から知られている技術と同様である。
特に、本参考例の場合には、上記ハブ４と前記外輪３との間に作用するラジアル荷重の大きさに基づいて、上記出力信号が変化するパターンが変化する為、このパターンを観察する事により、上記ラジアル荷重を求める事ができる。この点に就いて、図３〜５を参照しつつ説明する。 In this way, the cycle (frequency) at which the output signal of the sensor 13 changes varies according to the rotational speed of the hub 4. Specifically, the faster the rotation speed, the shorter the cycle of changing the output signal, and the higher the changing frequency. For this reason, if this output signal is sent to a controller (not shown) provided on the vehicle body side or the like, the rotational speed of the wheel rotating together with the encoder 12 can be obtained to control the ABS and TCS. This point is the same as a conventionally known technique.
In particular, in the case of this reference example , since the pattern in which the output signal changes changes based on the magnitude of the radial load acting between the hub 4 and the outer ring 3, this pattern should be observed. Thus, the radial load can be obtained. This point will be described with reference to FIGS.

先ず、上記ラジアル荷重を求められる前提に就いて説明する。前述した特許文献１に記載されている様に、上記外輪３と上記ハブ４との径方向に関する相対位置は、これら外輪３とハブ４との間に加わるラジアル荷重の大きさに応じて変化する。この理由は、このラジアル荷重に基づいて、前記各転動体５、５、並びに、これら各転動体５、５の転動面が転がり接触する、前記各外輪軌道６、６及び前記各内輪軌道１１、１１の弾性変形量が変化する為である。上記特許文献１に記載されている従来技術の場合には、外輪とハブとの径方向に関する変位を変位センサにより直接測定する事により、これら外輪とハブとの間に加わるラジアル荷重を求める様にしていた。これに対して、本参考例の場合には、上記エンコーダ１２と上記センサ１３との相対変位に伴う上記出力信号の変化のパターンに基づいて、上記外輪３と上記ハブ４との間に加わるラジアル荷重の大きさを求める様にしている。この点に就いて、以下に説明する。 First, the premise for obtaining the radial load will be described. As described in Patent Document 1 described above, the relative position in the radial direction between the outer ring 3 and the hub 4 changes according to the magnitude of the radial load applied between the outer ring 3 and the hub 4. . The reason for this is that, based on the radial load, the rolling elements 5, 5 and the rolling surfaces of the rolling elements 5, 5 are in rolling contact with the outer ring raceways 6, 6 and the inner ring raceways 11, respectively. This is because the amount of elastic deformation 11 changes. In the case of the prior art described in Patent Document 1, the radial load applied between the outer ring and the hub is obtained by directly measuring the displacement in the radial direction between the outer ring and the hub using a displacement sensor. It was. On the other hand, in the case of this reference example, the radial applied between the outer ring 3 and the hub 4 based on the pattern of change in the output signal accompanying the relative displacement between the encoder 12 and the sensor 13. The magnitude of the load is calculated. This point will be described below.

上記外輪３と上記ハブ４との間に標準的なラジアル荷重（標準値）が加わっている場合に、上記センサ１３の検出部が、上記エンコーダ１２の被検出面の径方向中央部に対向していると仮定する。この場合に上記センサ１３の検出部は、図３に鎖線αで示した、上記被検出面の中央部を走査する。この径方向中央部では、前記Ｎ極に着磁された部分の周方向に関する幅と、Ｓ極に着磁された部分の周方向に関する幅とが互いに等しいので、上記センサ１３の出力信号は、図４の（Ａ）に示す様に、基準電圧（例えば０Ｖ）を中心として両側に同じだけ振れる。即ち、上記出力信号の電圧がこの基準電圧よりも高くなる周期ＴH と低くなる周期ＴL とは互いに等しく（ＴH ＝ＴL ）なる。又、上記出力信号の電圧の最大値と上記基準電圧との差△ＶH と、同じく最小値と基準電圧との差△ＶL とも、互いに等しく（△ＶH ＝△ＶL ）なる。 When a standard radial load (standard value) is applied between the outer ring 3 and the hub 4, the detection portion of the sensor 13 faces the center portion in the radial direction of the detection surface of the encoder 12. Assuming that In this case, the detection unit of the sensor 13 scans the central portion of the detected surface, which is indicated by a chain line α in FIG. In this radial central portion, the width in the circumferential direction of the portion magnetized in the N pole and the width in the circumferential direction of the portion magnetized in the S pole are equal to each other. As shown in FIG. 4A, the same voltage is swung on both sides around the reference voltage (for example, 0 V). That is, the period T H when the voltage of the output signal is higher than the reference voltage and the period T L when it is lower are equal to each other (T H = T L ). The difference ΔV H between the maximum value of the output signal voltage and the reference voltage and the difference ΔV L between the minimum value and the reference voltage are also equal to each other (ΔV H = ΔV L ).

これに対して、上記外輪３と上記ハブ４との間に加わるラジアル荷重が標準値よりも大きくなると、このハブ４に対するこの外輪３の位置が下方にずれて、上記センサ１３の検出部が、上記エンコーダ１２の被検出面の径方向内側寄り部分に対向する。この場合に上記センサ１３の検出部は、図３に鎖線βで示した、上記被検出面の径方向内寄り部分を走査する。この径方向内寄り部分では、上記Ｎ極に着磁された部分の周方向に関する幅が、Ｓ極に着磁された部分の周方向に関する幅よりも狭いので、上記センサ１３の出力信号は、図４の（Ｂ）に示す様に、基準電圧（例えば０Ｖ）を中心として低位側に大きく振れる。即ち、上記出力信号の電圧がこの基準電圧よりも低くなる周期ＴL が高くなる周期ＴH よりも大きく（ＴH ＜ＴL ）なる。又、上記出力信号の電圧の最小値と基準電圧との差△ＶL が、同じく最大値と基準電圧との差△ＶH よりも大きく（△ＶL ＞△ＶH ）なる。 On the other hand, when the radial load applied between the outer ring 3 and the hub 4 becomes larger than a standard value, the position of the outer ring 3 with respect to the hub 4 is shifted downward, and the detection unit of the sensor 13 Opposite to the radially inner portion of the detection surface of the encoder 12. In this case, the detection unit of the sensor 13 scans a radially inward portion of the detected surface indicated by a chain line β in FIG. In the radially inward portion, the width in the circumferential direction of the portion magnetized in the N pole is narrower than the width in the circumferential direction of the portion magnetized in the S pole. As shown in FIG. 4B, the reference voltage (for example, 0 V) is largely shifted toward the lower side. In other words, the period T L when the voltage of the output signal is lower than the reference voltage is larger than the period T H where the voltage T L becomes higher (T H <T L ). Further, the difference ΔV L between the minimum value of the output signal voltage and the reference voltage is also larger than the difference ΔV H between the maximum value and the reference voltage (ΔV L > ΔV H ).

更に、上述した場合とは逆に、上記外輪３と上記ハブ４との間に加わるラジアル荷重が標準値よりも小さくなると、このハブ４に対するこの外輪３の位置が上方にずれて、上記センサ１３の検出部が、上記エンコーダ１２の被検出面の径方向外側寄り部分に対向する。この場合に上記センサ１３の検出部は、図３に鎖線γで示した、上記被検出面の径方向外寄り部分を走査する。この径方向外寄り部分では、上記Ｎ極に着磁された部分の周方向に関する幅が、Ｓ極に着磁された部分の周方向に関する幅よりも広いので、上記センサ１３の出力信号は、図４の（Ｃ）に示す様に、基準電圧（例えば０Ｖ）を中心として高位側に大きく振れる。即ち、上記出力信号の電圧がこの基準電圧よりも高くなる周期ＴH が低くなる周期ＴL よりも大きく（ＴH ＞ＴL ）なる。又、上記出力信号の電圧の最大値と上記基準電圧との差△ＶH が、同じく最小値と基準電圧との差△ＶL よりも大きく（△ＶH ＞△ＶL ）なる。 Further, contrary to the case described above, when the radial load applied between the outer ring 3 and the hub 4 becomes smaller than the standard value, the position of the outer ring 3 with respect to the hub 4 shifts upward, and the sensor 13 The detecting portion of the encoder 12 is opposed to a radially outward portion of the detected surface of the encoder 12. In this case, the detection unit of the sensor 13 scans a radially outward portion of the detected surface indicated by a chain line γ in FIG. In the radially outer portion, the width in the circumferential direction of the portion magnetized in the N pole is wider than the width in the circumferential direction of the portion magnetized in the S pole. As shown in (C) of FIG. 4, the reference voltage (for example, 0V) is largely swung to the higher side. That is, the period T H when the voltage of the output signal becomes higher than the reference voltage is larger than the period T L when it becomes lower (T H > T L ). Further, the difference ΔV H between the maximum value of the output signal voltage and the reference voltage is also larger than the difference ΔV L between the minimum value and the reference voltage (ΔV H > ΔV L ).

従って、上記センサ１３の出力信号のパターンを見れば、上記外輪３の中心軸と上記ハブ４の中心軸とがずれている程度（径方向変位量）を求める事ができる。具体的には、この出力信号の電位が基準電圧よりも高くなる周期ＴH と低くなる周期ＴL との比「ＴH ／ＴL 」を観察すれば、上記外輪３の中心軸と上記ハブ４の中心軸とがずれている程度（径方向変位量）を求める事ができる。又は、上記出力信号の電圧の最大値と上記基準電圧との差△ＶH と、同じく最小値と基準電圧との差△ＶL との比「△ＶH ／△ＶL 」を観察する事によっても、上記径方向変位量を求められる。これら各比「ＴH ／ＴL 」、「△ＶH ／△ＶL 」と径方向変位量との関係は、何れの比に就いてもほぼ直線的であるから、容易に求められる。そして、求めた関係を、前記ラジアル荷重を算出する為の図示しない演算器（マイクロコンピュータ）にインストールするソフトウェア中に組み込んでおく。 Therefore, by looking at the pattern of the output signal of the sensor 13, it is possible to determine the degree of deviation (radial displacement) between the central axis of the outer ring 3 and the central axis of the hub 4. Specifically, if the ratio “T H / T L ” between the period T H at which the potential of the output signal is higher than the reference voltage and the period T L at which it becomes lower is observed, the central axis of the outer ring 3 and the hub It is possible to determine the degree of deviation from the central axis of 4 (the amount of radial displacement). Or, observe the ratio “ΔV H / ΔV L ” between the difference ΔV H between the maximum value of the voltage of the output signal and the reference voltage and the difference ΔV L between the minimum value and the reference voltage. The above-described radial displacement amount can also be obtained. The relationship between these ratios “T H / T L ”, “ΔV H / ΔV L ” and the amount of radial displacement can be easily obtained because the ratio is almost linear for any ratio. And the calculated | required relationship is integrated in the software installed in the calculator (microcomputer) which is not shown in figure for calculating the said radial load.

更に、上記径方向変位量と上記ラジアル荷重との関係は、計算により、或は実験により求められる。計算により求める場合には、前記転がり軸受ユニット１の諸元、即ち、前記各外輪軌道６、６及び前記各内輪軌道１１、１１の断面の曲率半径、前記各転動体５、５の数及び直径に加えて、上記外輪３及びハブ４の材質を基に、転がり軸受ユニットの技術分野で広く知られた理論に基づいて求める。又、実験により求める場合には、上記外輪３とハブ４との間に、それぞれが既知である、異なる大きさのラジアル荷重を加えつつ、これら外輪３とハブ４との径方向に関する相対変位量を測定する。何れにしても、上記径方向変位量と上記ラジアル荷重の大きさとに関して、図５に示す様な関係を求め、上記ソフトウェア中に組み込んでおく。   Further, the relationship between the radial displacement and the radial load can be obtained by calculation or experiment. When obtaining by calculation, the specifications of the rolling bearing unit 1, that is, the radius of curvature of the cross sections of the outer ring raceways 6 and 6 and the inner ring raceways 11 and 11, the number and diameter of the rolling elements 5 and 5, respectively. In addition, based on the material of the outer ring 3 and the hub 4, it is obtained based on the theory widely known in the technical field of rolling bearing units. Further, in the case of obtaining by experiment, a relative displacement amount in the radial direction between the outer ring 3 and the hub 4 is applied between the outer ring 3 and the hub 4 while applying different known radial loads. Measure. In any case, a relationship as shown in FIG. 5 is obtained with respect to the radial displacement amount and the radial load, and incorporated in the software.

本参考例は、上述の様に構成するので、転がり軸受ユニット部分に変位センサ等の新たな部品を組み込む必要なく、上記ラジアル荷重を求める事ができる。即ち、前記エンコーダ１２とセンサ１３との組み合わせは、ＡＢＳやＴＣＳの制御を行なうべく、上記ハブ４の回転速度を検出する為にも必要である。本参考例の荷重測定装置付転がり軸受ユニットは、この様な回転速度を検出する為に必要な構造を工夫する事により上記ラジアル荷重を求める構造である為、この転がり軸受ユニットに加わるラジアル荷重を求める為の構造を、小型且つ軽量に構成できる。 Since this reference example is configured as described above, the radial load can be obtained without having to incorporate new components such as a displacement sensor in the rolling bearing unit portion. That is, the combination of the encoder 12 and the sensor 13 is also necessary for detecting the rotational speed of the hub 4 so as to control the ABS and TCS. The rolling bearing unit with a load measuring device of this reference example is a structure that obtains the above radial load by devising the structure necessary to detect such rotational speed, so the radial load applied to this rolling bearing unit is The required structure can be made small and lightweight.

尚、図４から明らかな通り、本参考例の場合、ラジアル荷重の大きさにより、上記センサ１３の出力信号の電圧が基準電圧よりも高くなる周期ＴH と低くなる周期ＴL とが変化する。従って、上記ラジアル荷重の変動に関係なく、上記ハブ４の回転速度を正確に求める為には、上記両周期の和「ＴH ＋ＴL 」に基づいて、この回転速度を算出する。この和「ＴH ＋ＴL 」は、前記Ｎ極に着磁された部分及びＳ極に着磁された部分を、図２、３に示す様な扇形或は逆扇形にした場合でも、上記径方向変位に関係なくほぼ一定である為、上記回転速度を正確に求められる。 Incidentally, as is clear from FIG. 4, the case of the present embodiment, the magnitude of the radial load, the period T L of the voltage of the output signal becomes lower as the higher becomes the period T H than the reference voltage of the sensor 13 changes . Accordingly, in order to accurately obtain the rotational speed of the hub 4 regardless of the change in the radial load, the rotational speed is calculated based on the sum of the two periods “T H + T L ”. This sum “T H + T L ” is obtained even when the portion magnetized at the N pole and the portion magnetized at the S pole are fan-shaped or reverse fan-shaped as shown in FIGS. Since the rotation speed is almost constant regardless of the direction displacement, the rotation speed can be accurately obtained.

［本発明に関連する参考例の第２例］
図６の（Ａ）は、本発明に関連する参考例の第２例を示している。本参考例の場合には、円輪状のエンコーダ１２ａの径方向中間部に透孔２１、２１を、円周方向に関して等間隔に形成している。本参考例の場合にこれら各透孔２１、２１は、上記エンコーダ１２ａの径方向外方に向かう程円周方向に関する幅が狭くなる逆扇形（若しくは倒立台形）としている。そして、円周方向に隣り合う透孔２１、２１同士の間部分２２、２２を、径方向外方に向かう程円周方向に関する幅が広くなる扇形（若しくは台形）としている。従って本参考例の場合には、上記各間部分２２、２２が第一被検出部となり、上記各透孔２１、２１部分が同じく第二被検出部となる。上述の場合とは逆に、図６の（Ｂ）に示す様に、透孔２１ａ、２１ａの幅を径方向外方に向かう程大きくし、間部分２２ａ、２２ａの幅を径方向外方に向かう程小さくする事もできる。 [Second example of reference example related to the present invention ]
FIG. 6A shows a second example of a reference example related to the present invention . In the case of this reference example , the through holes 21 and 21 are formed at equal intervals in the circumferential direction in the radial intermediate portion of the annular encoder 12a. In the case of this reference example , each of the through holes 21 and 21 has an inverted fan shape (or an inverted trapezoidal shape) whose width in the circumferential direction becomes narrower toward the outer side in the radial direction of the encoder 12a. The portions 22 and 22 between the through holes 21 adjacent to each other in the circumferential direction are formed in a sector shape (or a trapezoidal shape) whose width in the circumferential direction increases toward the outer side in the radial direction. Therefore, in the case of the present reference example, the inter-portions 22 and 22 are the first detected portions , and the through-holes 21 and 21 are the second detected portions. Contrary to the above case, as shown in FIG. 6B, the widths of the through holes 21a and 21a are increased toward the outer side in the radial direction, and the widths of the intermediate portions 22a and 22a are set to the outer side in the radial direction. You can make it smaller as you go.

何れの場合でも、適宜のセンサと組み合わせる事により、上述した参考例の第１例の場合と同様にして、このセンサを支持した外輪等の静止側軌道輪の中心軸と、上記エンコーダ１２ａを支持固定した、ハブ等の回転側軌道輪の中心軸との径方向に関する変位量を求められる。そして、これら静止側軌道輪と回転側軌道輪との間に作用するラジアル荷重を求められる。尚、上記エンコーダ１２ａを構成する材質は、センサの種類によって選択する。
例えば、このセンサが、永久磁石と、ホール素子或は磁気抵抗素子等の磁気検出素子とを備えた、アクティブ型の磁気センサである場合には、上記エンコーダ１２ａを鋼板等の磁性金属製とする。上記センサが、永久磁石と、ポールピースと、コイルとから成る、パッシング型の磁気センサの場合も同様である。この様な構造でも、上記参考例の第１例の場合と同様に、このエンコーダ１２ａの被検出面のうちで上記センサの検出部が対向する部分の径方向位置の変化に伴って、このセンサの出力信号が変化する。磁気センサを使用する場合には、エンコーダの被検出面に、透孔に代えて、扇形或は逆扇形の凹部や凸部を形成する事もできる。被検出面にＮ極とＳ極とを配置した永久磁石製のエンコーダの場合には、磁束強度が不均一になる事に伴って、荷重の検出精度が悪化する可能性があるが、磁性金属に透孔、或は凹部や凸部を形成したエンコーダを使用すれば、この様な問題を生じないので、上記荷重の検出精度を確保し易い。 In any case, by combining with an appropriate sensor, the center axis of a stationary side race ring such as an outer ring that supports this sensor and the encoder 12a are supported in the same manner as in the first example of the reference example described above. The amount of displacement in the radial direction with respect to the center axis of the fixed rotating side race ring such as a hub can be obtained. And the radial load which acts between these stationary side races and rotation side races is calculated. The material constituting the encoder 12a is selected according to the type of sensor.
For example, when the sensor is an active magnetic sensor including a permanent magnet and a magnetic detection element such as a Hall element or a magnetoresistive element, the encoder 12a is made of a magnetic metal such as a steel plate. . The same applies to the case where the sensor is a passing type magnetic sensor including a permanent magnet, a pole piece, and a coil. Even in such a structure, as in the case of the first example of the reference example , the sensor 12a is changed in accordance with a change in the radial position of a portion of the detection surface of the encoder 12a facing the detection unit of the sensor. Output signal changes. When a magnetic sensor is used, a fan-shaped or inverted fan-shaped concave portion or convex portion can be formed on the detection surface of the encoder instead of the through hole. In the case of an encoder made of a permanent magnet having N poles and S poles arranged on the surface to be detected, the load detection accuracy may deteriorate as the magnetic flux intensity becomes non-uniform. If an encoder having a through hole, or a recess or projection is used, such a problem does not occur, and it is easy to ensure the load detection accuracy.

これに対して、上記センサが光学式のものである場合には、上記エンコーダ１２ａの被検出面に形成する上記第一被検出部又は第二被検出部の一方の構造は透孔に限る。この場合には、このエンコーダ１２ａを構成する材質は、光を遮る材質であれば良い。光学式のセンサを使用する場合には、このエンコーダ１２ａの被検出面のうちで上記センサの検出部が対向する部分の径方向位置の変化に伴って、このセンサの出力信号が変化する周期が変化する（変化の大きさは変わらない）。
エンコーダ１２ａ以外の部分の構造及び作用は、前述した参考例の第１例と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。 On the other hand, when the sensor is an optical sensor, one structure of the first detected part or the second detected part formed on the detected surface of the encoder 12a is limited to a through hole. In this case, the material constituting the encoder 12a may be any material that blocks light. When an optical sensor is used, a cycle in which the output signal of the sensor changes in accordance with a change in the radial position of a portion of the detection surface of the encoder 12a that faces the detection unit of the sensor. Change (the magnitude of change does not change).
Since the structure and operation of the parts other than the encoder 12a are the same as those of the first example of the reference example described above, illustration and description regarding the equivalent parts are omitted.

［本発明に関連する参考例の第３例］
図７は、本発明に関連する参考例の第３例を示している。本参考例の場合には、ハブ４ａの軸方向中間部で複列に配置された転動体５、５同士の間にエンコーダ１２ｂを外嵌固定している。このエンコーダ１２ｂは、断面Ｌ字形で全体を円環状に形成した支持板１４ａを備える。そして、この支持板１４ａの円輪部２３の軸方向片側面に、前述の図２、３に示す様な永久磁石製のエンコーダ本体１５を添着するか、上記円輪部２３に前述の図６に示す様な透孔２１、２１ａ若しくは凹孔を形成する事で、この円輪部２３自体にエンコーダとしての機能を持たせる。 [Third example of reference example related to the present invention ]
FIG. 7 shows a third example of the reference example related to the present invention . In the case of this reference example , the encoder 12b is externally fitted and fixed between the rolling elements 5 and 5 arranged in a double row at the axially intermediate portion of the hub 4a. The encoder 12b includes a support plate 14a that is L-shaped in cross section and formed in an annular shape as a whole. Then, the permanent magnet encoder body 15 as shown in FIGS. 2 and 3 is attached to one side surface in the axial direction of the annular portion 23 of the support plate 14a, or the annular portion 23 described above with reference to FIG. By forming the through-holes 21 and 21a or the concave holes as shown in FIG. 1, the ring portion 23 itself has a function as an encoder.

この様なエンコーダ１２ｂと組み合わされるセンサ１３ａは、外輪３の軸方向中間部で複列の外輪軌道６、６の間部分に形成された取付孔２０ａに、この外輪３の径方向外方から内方に向け挿通している。そして、上記センサ１３ａの先端部で軸方向側面に設けた検出部を、上記円輪部２３の軸方向側面に添着したエンコーダ本体１５の被検出面又はこの円輪部２３自身の側面に近接対向させている。
上記センサ１３ａの出力信号のパターンに基づいてハブ４ａの中心軸と上記外輪３の中心軸とのずれを求め、このずれからこれらハブ４ａと外輪３との間に作用するラジアル荷重を求める点に関しては、前述した参考例の第１例或は参考例の第２例と同様であるから、重複する説明は省略する。 The sensor 13a combined with such an encoder 12b is inserted into a mounting hole 20a formed in a portion between the double-row outer ring raceways 6 and 6 at an intermediate portion in the axial direction of the outer ring 3 from the radially outer side of the outer ring 3. It is inserted toward the direction. The detector provided on the side surface in the axial direction at the front end of the sensor 13a is close to the detected surface of the encoder body 15 attached to the axial side surface of the annular portion 23 or the side surface of the annular portion 23 itself. I am letting.
Regarding the difference between the central axis of the hub 4a and the central axis of the outer ring 3 based on the output signal pattern of the sensor 13a, and the radial load acting between the hub 4a and the outer ring 3 is obtained from this deviation. Is the same as the first example of the reference example described above or the second example of the reference example , and therefore, a duplicate description is omitted.

［実施の形態の第１例］
図８〜１０は、請求項１に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例の場合には、被検出面であるエンコーダ１２ｃの軸方向側面に複数の被検出用組み合わせ部２４、２４を、円周方向に亙り等間隔で配置している。これら各被検出用組み合わせ部２４、２４は、それぞれが他の部分とは特性が異なる１対の個性化部分２５、２５により構成している。この様な各個性化部分２５、２５としては、図８の（Ａ）に示す様なスリット状の長孔、同じく（Ｂ）に示す様な凹孔、同じく（Ｃ）に示す様な土手状の凸部を採用可能である。上記各個性化部分２５、２５が何れのものであっても、上記各被検出用組み合わせ部２４、２４を構成する１対ずつの個性化部分２５、２５同士の円周方向に関する間隔は、総ての被検出用組み合わせ部２４、２４で、径方向に関して同じ方向に連続的に変化させる。図示の例では、各被検出用組み合わせ部２４、２４を構成する１対ずつの個性化部分２５、２５同士の円周方向に関する間隔が、上記エンコーダ１２ｃの径方向外側程大きくなり、円周方向に隣り合う各被検出用組み合わせ部２４、２４を構成する個性化部分２５、２５同士の円周方向に関する間隔が、上記エンコーダ１２ｃの径方向外側程小さくなる方向に傾斜している。 [ First example of embodiment]
8 to 10 show a first example of an embodiment of the present invention corresponding to claim 1 . In the case of this example, a plurality of detection combination portions 24, 24 are arranged at equal intervals in the circumferential direction on the side surface in the axial direction of the encoder 12c, which is the detection surface. Each of these combination parts for detection 24, 24 is composed of a pair of individualized portions 25, 25 each having a different characteristic from the other portions. Such individualized portions 25, 25 include slit-like long holes as shown in FIG. 8A, concave holes as shown in FIG. 8B, and bank-like shapes as shown in FIG. Can be used. Regardless of the individualization portions 25, 25, the distance between the pair of individualization portions 25, 25 constituting the detected combination portions 24, 24 in the circumferential direction is the total. The detected combination parts 24 and 24 are continuously changed in the same direction with respect to the radial direction. In the illustrated example, the interval in the circumferential direction between the pair of individualized portions 25, 25 constituting each detected combination portion 24, 24 increases toward the outer side in the radial direction of the encoder 12c. The intervals in the circumferential direction between the individualized portions 25, 25 constituting each of the detected combination portions 24, 24 that are adjacent to each other are inclined so as to become smaller toward the outside in the radial direction of the encoder 12c.

上述の様なエンコーダ１２ｃの被検出面にその検出部を対向させたセンサの出力信号は、図１０に示す様に、上記各個性化部分２５、２５に対向する瞬間に変化する。そして、変化する間隔（周期）は、上記センサの検出部が対向する部分の径方向位置の変化に伴って変化する。
例えば、外輪等の静止側軌道輪とハブ等の回転側軌道輪との間に標準的なラジアル荷重（標準値）が加わっている場合、上記センサの検出部は、図９、１０に鎖線αで示した、上記被検出面の中央部を走査する。この場合に上記センサの出力信号は、図１０の（Ｂ）に示す様に変化する。
これに対して、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との間に加わるラジアル荷重が標準値よりも大きくなると、上記センサの検出部は、例えば、図９、１０に鎖線βで示した、上記被検出面の径方向内寄り部分を走査する。この場合に上記センサの出力信号は、図１０の（Ａ）に示す様に変化する。
更に、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との間に加わるラジアル荷重が標準値よりも小さくなると、上記センサの検出部は、例えば、図９、１０に鎖線γで示した、上記被検出面の径方向外寄り部分を走査する。この場合に上記センサの出力信号は、図１０の（Ｃ）に示す様に変化する。
従って、本例の場合も、上記センサの出力信号のパターン（変化の間隔）を見れば、上記静止側軌道輪の中心軸と上記回転側軌道輪の中心軸とがずれている程度（径方向変位量）を求め、更にこのずれている程度から、これら両軌道輪同士の間に加わるラジアル荷重を求める事ができる。 As shown in FIG. 10, the output signal of the sensor having the detection portion opposed to the detection surface of the encoder 12c as described above changes at the moment of facing the individualization portions 25, 25. The changing interval (cycle) changes with the change in the radial position of the portion of the sensor facing the detecting portion.
For example, when a standard radial load (standard value) is applied between a stationary-side raceway such as an outer ring and a rotation-side raceway such as a hub, the detection unit of the sensor is shown in FIG. The center portion of the detection surface shown in FIG. In this case, the output signal of the sensor changes as shown in FIG.
On the other hand, when the radial load applied between the stationary side raceway and the rotation side raceway becomes larger than the standard value, the detection unit of the sensor is shown by a chain line β in FIGS. Then, the radially inward portion of the detected surface is scanned. In this case, the output signal of the sensor changes as shown in FIG.
Further, when the radial load applied between the stationary side raceway and the rotation side raceway becomes smaller than the standard value, the detection unit of the sensor, for example, the above-mentioned covered line indicated by a chain line γ in FIGS. Scan a radially outward portion of the detection surface. In this case, the output signal of the sensor changes as shown in FIG.
Therefore, also in this example, when the output signal pattern (change interval) of the sensor is seen, the center axis of the stationary side raceway and the center axis of the rotation side raceway are displaced (in the radial direction). The amount of displacement) can be obtained, and the radial load applied between these two races can be obtained from the degree of deviation.

［本発明に関連する参考例の第４例］
図１１〜１３は、本発明に関連する参考例の第４例を示している。本参考例の場合には、ハブ４ａの軸方向中間部で複列に配置された転動体５、５同士の間部分に、エンコーダ１２ｄを外嵌固定している。このエンコーダ１２ｄは、図１２の（Ａ）に示す様な帯状の素材を丸める事により、図１２の（Ｂ）に示す様に構成したもので、円筒状の支持板１４ｂの外周面に同じく円筒状のエンコーダ本体１５ｂを、全周に亙って添着固定して成る。 [ Fourth Reference Example Related to the Present Invention ]
FIGS. 11-13 has shown the 4th example of the reference example relevant to this invention . In the case of this reference example , an encoder 12d is externally fitted and fixed to a portion between the rolling elements 5 and 5 arranged in a double row at the intermediate portion in the axial direction of the hub 4a. The encoder 12d is configured as shown in FIG. 12B by rounding a strip-shaped material as shown in FIG. 12A, and is similarly cylindrical on the outer peripheral surface of the cylindrical support plate 14b. An encoder body 15b is attached and fixed over the entire circumference.

上記エンコーダ本体１５ｂは、ゴム磁石、プラスチック磁石等の永久磁石製で、径方向に着磁している。着磁方向は、円周方向に亙って交互に且つ等間隔で変化させている。従って、被検出面である上記エンコーダ本体１５ｂの外周面には、Ｎ極とＳ極とが、交互に、且つ、等間隔で配置されている。このうち、第一被検出部であるＮ極に着磁された部分の円周方向に関する幅は、上記エンコーダ本体１５ｂの軸方向一端部で広く、他端部で狭くしている。これに対して、第二被検出部であるＳ極に着磁された部分の円周方向に関する幅は、上記エンコーダ本体１５ｂの軸方向一端部で狭く、他端部で広くしている。   The encoder body 15b is made of a permanent magnet such as a rubber magnet or a plastic magnet, and is magnetized in the radial direction. The magnetization direction is changed alternately and at equal intervals over the circumferential direction. Therefore, N poles and S poles are alternately arranged at equal intervals on the outer peripheral surface of the encoder body 15b, which is the detected surface. Among these, the width in the circumferential direction of the portion magnetized to the N pole that is the first detected portion is wide at one end in the axial direction of the encoder body 15b and narrow at the other end. On the other hand, the width in the circumferential direction of the portion magnetized by the S pole that is the second detected portion is narrow at one end in the axial direction of the encoder body 15b and wide at the other end.

この様なエンコーダ１２ｄと組み合わされるセンサ１３ｂは、外輪３の軸方向中間部で複列の外輪軌道６、６の間部分に形成された取付孔２０ａに、この外輪３の径方向外方から内方に向け挿通している。そして、上記センサ１３ｂの先端面に設けた検出部を、上記エンコーダ本体１５ｂの外周面に近接対向させている。   The sensor 13b combined with such an encoder 12d is inserted into a mounting hole 20a formed in a portion between the double-row outer ring raceways 6 and 6 at an intermediate portion in the axial direction of the outer ring 3 from the radially outer side of the outer ring 3. It is inserted toward the direction. And the detection part provided in the front end surface of the said sensor 13b is made to adjoin and oppose the outer peripheral surface of the said encoder main body 15b.

上述の様な構成を有する本参考例の場合、上記外輪３と上記ハブ４ａとの間に加わるアキシアル荷重の変動に伴ってこれら外輪３とハブ４ａとの相対位置が軸方向にずれると、上記エンコーダ本体１５ｂの外周面のうちで上記センサ１３ｂの検出部が対向する部分の軸方向位置が変化する。この結果、前述した参考例の第１例の場合と同様に、上記センサ１３ｂの出力信号が変化するパターンは、図１３に示す様に変わる。この図１３に示す様なセンサ１３ｂの出力信号が変化するパターンと、上記外輪３と上記ハブ４ａとの間に加わるアキシアル荷重の大きさとの関係も、前述した参考例の第１例でのラジアル荷重と出力信号の変化のパターンとの関係と同様に、計算或は実験により求められる。従って、この出力信号の変化のパターンを観察する事で、上記アキシアル荷重の大きさを求める事ができる。 In the case of this reference example having the above-described configuration, when the relative position between the outer ring 3 and the hub 4a is shifted in the axial direction due to the variation of the axial load applied between the outer ring 3 and the hub 4a, The axial position of the portion of the outer peripheral surface of the encoder body 15b facing the detection portion of the sensor 13b changes. As a result, as in the case of the first example of the reference example described above, the pattern in which the output signal of the sensor 13b changes as shown in FIG. The relationship between the pattern in which the output signal of the sensor 13b changes as shown in FIG. 13 and the magnitude of the axial load applied between the outer ring 3 and the hub 4a is also the radial in the first example of the reference example described above. Similar to the relationship between the load and the change pattern of the output signal, it can be obtained by calculation or experiment. Therefore, the magnitude of the axial load can be obtained by observing the change pattern of the output signal.

［本発明に関連する参考例の第５例］
図１４は、本発明に関連する参考例の第５例を示している。本参考例の場合には、ハブ４ａの軸方向内端部にエンコーダ１２ｅを外嵌固定している。このエンコーダ１２ｅは、支持板１４ｃを備える。そして、この支持板１４ｃの円筒部２６の内周面に、その内周面にＮ極とＳ極とを、それぞれ扇形若しくは台形の範囲に着磁した状態で交互に配置した永久磁石製のエンコーダ本体を添着するか、上記円筒部２６に扇形若しくは台形の透孔を形成する事で、この円筒部２６自体にエンコーダとしての機能を持たせる。そして、外輪３の内端開口部に固定したカバー１８ａに支持固定したセンサ１３ｃの検出部を、被検出面である上記エンコーダ１２ｅの内周面に近接対向させている。
この様な本参考例の場合も、上記センサ１３ｃの出力信号の変化のパターンを観察する事で、上記外輪３と上記ハブ４ａとの間に作用するアキシアル荷重の大きさを求める事ができる。 [ Fifth example of reference example related to the present invention ]
FIG. 14 shows a fifth example of the reference example related to the present invention . In the case of this reference example , the encoder 12e is fitted and fixed to the inner end of the hub 4a in the axial direction. The encoder 12e includes a support plate 14c. And the permanent magnet encoder which alternately arrange | positioned the north-pole and the south pole on the inner peripheral surface of the cylindrical part 26 of this support plate 14c in the state magnetized in the fan-shaped or trapezoid range, respectively. By attaching a main body or forming a fan-shaped or trapezoidal through hole in the cylindrical portion 26, the cylindrical portion 26 itself has a function as an encoder. And the detection part of the sensor 13c supported and fixed to the cover 18a fixed to the inner end opening part of the outer ring 3 is made to face the inner peripheral surface of the encoder 12e that is the detection surface.
Also in the case of this reference example , the magnitude of the axial load acting between the outer ring 3 and the hub 4a can be obtained by observing the change pattern of the output signal of the sensor 13c.

［実施の形態の第２例］
図１５は、請求項２に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例は、前述の図８〜１０に示した実施の形態の第１例の構造を、アキシアル荷重の大きさを求める為に適用したものである。即ち、本例の場合には、被検出面である円筒状のエンコーダ１２ｆの外周面（又は内周面）に、複数の被検出用組み合わせ部２４、２４を、円周方向に亙り等間隔で配置している。これら各被検出用組み合わせ部２４、２４は、それぞれが他の部分とは特性が異なる１対の個性化部分２５、２５により構成している。この様な各個性化部分２５、２５として本例の場合には、スリット状の長孔を採用している。 [ Second Example of Embodiment]
FIG. 15 shows a second example of the embodiment of the invention corresponding to claim 2 . In this example, the structure of the first example of the embodiment shown in FIGS. 8 to 10 is applied to obtain the magnitude of the axial load. That is, in the case of this example, a plurality of detection combination parts 24, 24 are wound at equal intervals on the outer peripheral surface (or inner peripheral surface) of the cylindrical encoder 12f, which is the detection surface, in the circumferential direction. It is arranged. Each of these combination parts for detection 24, 24 is composed of a pair of individualized portions 25, 25 each having a different characteristic from the other portions. In the case of this example, the individualized portions 25 and 25 as described above are slit-like long holes.

この様な各個性化部分２５、２５を有する上記エンコーダ１２ｆは、図１５の（Ａ）に示す様な、予め上記各長孔を打ち抜き形成した帯状の磁性金属板を丸め、円周方向両端縁同士を突き合わせ溶接する事により造る。尚、上記各個性化部分２５、２５としては、前述の図８の（Ｂ）に示す様な凹孔、同じく（Ｃ）に示す様な土手状の凸部も採用可能である。本例の場合も、上記実施の形態の第１例の場合と同様に、上記各被検出用組み合わせ部２４、２４を構成する１対ずつの個性化部分２５、２５同士の円周方向に関する間隔は、総ての被検出用組み合わせ部２４、２４で軸方向に関して同じ方向に連続的に変化させる。即ち、各被検出用組み合わせ部２４、２４を構成する１対ずつの個性化部分２５、２５同士の円周方向に関する間隔が、上記エンコーダ１２ｆの軸方向一端（図１５の右下端）程小さくなり、円周方向に隣り合う各被検出用組み合わせ部２４、２４を構成する個性化部分２５、２５同士の円周方向に関する間隔が、上記エンコーダ１２ｆの軸方向他端（図１５の左上端）程小さくなる方向に傾斜している。 The encoder 12f having such individualized portions 25, 25 is formed by rounding a strip-shaped magnetic metal plate in which the long holes are punched and formed in advance as shown in FIG. It is made by butt welding each other. In addition, as each said individualization part 25 and 25, the above-mentioned concave hole as shown to (B) of FIG. 8 and the bank-like convex part as shown to (C) are also employable. Also in the case of this example, as in the case of the first example of the above-described embodiment, the distance between the pair of individualization portions 25 and 25 constituting the respective detected combination portions 24 and 24 in the circumferential direction. Is continuously changed in the same direction with respect to the axial direction in all the combination parts for detection 24, 24. That is, the interval in the circumferential direction between the pair of individualizing portions 25, 25 constituting each detected combination portion 24, 24 becomes smaller at one end in the axial direction of the encoder 12f (lower right end in FIG. 15). The interval in the circumferential direction between the individualized portions 25, 25 that constitute each of the detected combination portions 24, 24 adjacent in the circumferential direction is the other axial end of the encoder 12f (the upper left end in FIG. 15). It is inclined in the direction of decreasing.

上述の様なエンコーダ１２ｆの被検出面である外周面（又は内周面）にその検出部を対向させたセンサの出力信号は、前述の実施の形態の第１例の場合と同様に、図１０に示す様に、上記各個性化部分２５、２５に対向する瞬間に変化する。そして、変化する間隔（周期）は、上記センサの検出部が対向する部分の軸方向位置の変化に伴って変化する。従って、本例の場合も、上記センサの出力信号のパターンを見れば、静止側軌道輪と回転側軌道輪とが軸方向にずれている程度（軸方向変位量）を求め、更にこのずれている程度から、これら両軌道輪同士の間に加わるアキシアル荷重を求める事ができる。上記センサの出力信号のパターンから荷重を求める手法に関しては、求めるべき荷重がラジアル荷重からアキシアル荷重に変わった以外、上記実施の形態の第１例の場合と同様である。 The output signal of the sensor having the detection unit opposed to the outer peripheral surface (or inner peripheral surface) that is the detection surface of the encoder 12f as described above is the same as in the case of the first example of the above-described embodiment. As shown in FIG. 10, it changes at the moment of facing the individualized portions 25, 25. The changing interval (cycle) changes with the change in the axial position of the portion of the sensor facing the detecting portion. Therefore, also in this example, by looking at the pattern of the output signal of the sensor, the degree to which the stationary side raceway and the rotary side raceway are displaced in the axial direction (axial displacement amount) is obtained. Thus, the axial load applied between the two races can be determined. The method for obtaining the load from the pattern of the output signal of the sensor is the same as that in the first example of the embodiment except that the load to be obtained is changed from the radial load to the axial load .

［本発明に関連する参考例の第６例］
図１６〜１８は、本発明に関連する参考例の第６例を示している。本参考例は、駆動輪用の車輪支持用転がり軸受ユニット１ａで本発明に関連する構造を実施した場合に就いて示している。又、重量の嵩む車両に組み込む事を考慮して、転動体５ａ、５ａとして円すいころを使用している。この様な本参考例の場合、ハブ４ｂの軸方向中間部で複列の内輪軌道１１ａ、１１ａ同士の間部分に、図１７に示す様なエンコーダ１２ｇを外嵌固定している。このエンコーダ１２ｇは、磁性金属材により全体を円環状とされたもので、外周面に、第一被検出部である凸部２７、２７と、第二被検出部である凹部２８、２８とを、円周方向に関して交互に且つ等間隔で形成している。 [ Sixth Reference Example Related to the Present Invention ]
16-18 has shown the 6th example of the reference example relevant to this invention . This reference example shows a case where a structure related to the present invention is implemented in a wheel bearing rolling bearing unit 1a for driving wheels. In consideration of incorporation into a heavy vehicle, tapered rollers are used as the rolling elements 5a and 5a. In the case of this reference example , an encoder 12g as shown in FIG. 17 is externally fitted and fixed to a portion between the double row inner ring raceways 11a and 11a at an intermediate portion in the axial direction of the hub 4b. The encoder 12g is made of a magnetic metal material in an annular shape, and has convex portions 27 and 27 as first detected portions and concave portions 28 and 28 as second detected portions on an outer peripheral surface. These are formed alternately at equal intervals in the circumferential direction.

上述の様な構成を有する本参考例の場合、内周面に複列の外輪軌道６ａ、６ａを形成した外輪３ａと、上記ハブ４ｂとの間に加わるアキシアル荷重の変動に伴ってこれら外輪３ａとハブ４ｂとの相対位置が軸方向にずれると、上記エンコーダ１２ｇの外周面のうちでこの外輪３ａの軸方向中間部に支持したセンサ１３ｄの検出部が対向する部分の軸方向位置が変化する。この結果、前述した参考例の第４例の場合と同様に、上記センサ１３ｄの出力信号が変化するパターン（デューティー比）が、図１８に示す様に変わる。この図１８に示す様なセンサ１３ｄの出力信号が変化するパターンと、上記外輪３ａと上記ハブ４ｂとの間に加わるアキシアル荷重の大きさとの関係も、前述した参考例の第４例と同様に、計算或は実験により求められる。従って、この出力信号の変化のパターンを観察する事で、上記アキシアル荷重の大きさを求める事ができる。
尚、本参考例の様に、台形若しくは倒立台形の凹部と凸部とを円周方向に関して交互に配置する構造を、被検出面を軸方向側面に形成したエンコーダに適用し、転がり軸受ユニットに加わるラジアル荷重測定に使用する事もできる。 In the case of this reference example having the above-described configuration, the outer ring 3a is caused by the variation in the axial load applied between the outer ring 3a having the double-row outer ring raceways 6a, 6a formed on the inner peripheral surface and the hub 4b. When the relative position between the hub 4b and the hub 4b deviates in the axial direction, the position in the axial direction of the portion of the outer peripheral surface of the encoder 12g facing the detection portion of the sensor 13d supported on the intermediate portion in the axial direction of the outer ring 3a changes. . As a result, as in the case of the fourth example of the reference example described above, the pattern (duty ratio) in which the output signal of the sensor 13d changes changes as shown in FIG. The relationship between the pattern in which the output signal of the sensor 13d changes as shown in FIG. 18 and the magnitude of the axial load applied between the outer ring 3a and the hub 4b is the same as in the fourth example of the reference example described above. It can be obtained by calculation or experiment. Therefore, the magnitude of the axial load can be obtained by observing the change pattern of the output signal.
In addition, as in this reference example , a structure in which trapezoidal or inverted trapezoidal concave and convex portions are alternately arranged in the circumferential direction is applied to an encoder in which the detected surface is formed on the side surface in the axial direction, to a rolling bearing unit. It can also be used to measure the applied radial load.

［本発明に関連する参考例の第７例］
図１９〜２１は、本発明に関連する参考例の第７例を示している。本参考例は、上述した参考例の第６例の構造を基本として、ハブ４ｂの中間部に外嵌固定するエンコーダ１２ｈの外周面に形成した凸部２７ａ、２７ａと凹部２８ａ、２８ａとの形状を工夫する事により、センサ１３ｄの出力信号を安定させるものである。即ち、本参考例の場合には、上記各凸部２７ａ、２７ａ及び凹部２８ａ、２８ａの軸方向両端部を、それぞれ上記エンコーダ１２ｈの円周方向に関する幅寸法がこのエンコーダ１２ｈの軸方向に関して変化しない、平行部２９ａ、２９ｂ、３０ａ、３０ｂとしている。従って、上記エンコーダ１２ｈの被検出面である外周面の特性が円周方向に関して変化するピッチは、この外周面の軸方向中間部では、軸方向位置により変動するが、軸方向両端部では軸方向位置に拘らず変動しない。 [ Seventh example of a reference example related to the present invention ]
FIGS. 19-21 has shown the 7th example of the reference example relevant to this invention . This reference example is based on the structure of the sixth example of the reference example described above, and the shape of the convex portions 27a, 27a and the concave portions 28a, 28a formed on the outer peripheral surface of the encoder 12h that is fitted and fixed to the intermediate portion of the hub 4b. Is used to stabilize the output signal of the sensor 13d. That is, in the case of this reference example, the width dimension in the circumferential direction of the encoder 12h does not change in the axial direction of the encoder 12h at both axial ends of the convex portions 27a and 27a and the concave portions 28a and 28a. , Parallel portions 29a, 29b, 30a, 30b. Therefore, the pitch at which the characteristic of the outer peripheral surface, which is the detected surface of the encoder 12h, changes in the circumferential direction varies depending on the axial position at the axial intermediate portion of the outer peripheral surface, but the axial direction at both axial end portions. Does not change regardless of position.

本参考例の場合に、上記各平行部２９ａ、２９ｂ、３０ａ、３０ｂを設ける事で、上記センサ１３ｄの出力信号を安定させられる理由は、次の通りである。前述した通り、エンコーダとして磁性材製で被検出面に凹凸部を形成したものを使用する事により、永久磁石製のエンコーダに比べて被検出面の特性変化のピッチを高精度にできる。但し、上述した参考例の第６例の構造の場合には、この特性変化のピッチを短くすべく、凹部と凸部との間隔を短くすると、センサの検出部がエンコーダの被検出面の幅方向両端部（軸方向両端部）近傍に対向する状態で、これら検出部と被検出面との間を流れる磁束の流れが不安定になり、上記センサの出力が不安定になり易い。例えば、図１７に示したエンコーダ１２ｇで、凸部２７、２７と凹部２８、２８とのピッチを短くした場合、円周方向に隣り合う台形の凸部２７、２７の底辺同士が近接する。特に、上記エンコーダ１２ｇとセンサ１３ｄとが軸方向に大きくずれた場合でもハブ４ｂの回転速度検出を可能とすべく、これらエンコーダ１２ｇとセンサ１３ｄとの間で許容される軸方向に関する相対変位量を確保する為に、上記台形形状の高さ寸法を大きくした場合に、上述の様に円周方向に隣り合う台形の凸部２７、２７の底辺同士が近接する傾向が著しくなる。 In the case of this reference example, the reason why the output signal of the sensor 13d can be stabilized by providing the parallel portions 29a, 29b, 30a, and 30b is as follows. As described above, by using an encoder made of a magnetic material and having a concavo-convex portion on the surface to be detected, the pitch of the characteristic change of the surface to be detected can be made higher than that of an encoder made of a permanent magnet. However, in the case of the structure of the sixth example of the reference example described above, if the interval between the concave portion and the convex portion is shortened in order to shorten the pitch of the characteristic change, the sensor detecting portion is adjusted to the width of the detected surface of the encoder. In a state of facing the vicinity of both ends in the direction (both ends in the axial direction), the flow of magnetic flux flowing between the detection unit and the surface to be detected becomes unstable, and the output of the sensor tends to become unstable. For example, in the encoder 12g shown in FIG. 17, when the pitch between the convex portions 27 and 27 and the concave portions 28 and 28 is shortened, the bases of the trapezoidal convex portions 27 and 27 adjacent in the circumferential direction are close to each other. In particular, in order to enable detection of the rotational speed of the hub 4b even when the encoder 12g and the sensor 13d are largely displaced in the axial direction, the relative displacement amount in the axial direction allowed between the encoder 12g and the sensor 13d is set. In order to ensure, when the height of the trapezoidal shape is increased, the bottoms of the trapezoidal convex portions 27 and 27 adjacent to each other in the circumferential direction become prominent as described above.

これに対して本参考例の場合には、上記各平行部２９ａ、２９ｂ、３０ａ、３０ｂを設ける事に伴って、円周方向に隣り合う台形の凸部２７ａ、２７ａの底辺同士が過度に近接する事を防止できる。そして、上記センサ１３ｄの検出部が上記エンコーダ１２ｈの外周面の軸方向端部で上記凸部２７ａ、２７ａの底辺に対応する部分に対向した場合でも、上記センサ１３ｄの検出部と上記エンコーダ１２ｈの被検出面との間を流れる磁束の流れを安定させて、上記センサ１３ｄの出力を安定させる事ができる。又、上記ハブ４ｂと外輪３ａとの軸方向の変位量が多少大きくなっても、上記センサ１３ｄによる、このハブ４ｂの回転速度検出を行なえる。 On the other hand, in the case of this reference example , the bases of the trapezoidal convex portions 27a and 27a adjacent in the circumferential direction are excessively close to each other with the provision of the parallel portions 29a, 29b, 30a and 30b. Can be prevented. Even when the detection portion of the sensor 13d faces the portion corresponding to the bottom of the convex portions 27a and 27a at the axial end of the outer peripheral surface of the encoder 12h, the detection portion of the sensor 13d and the encoder 12h It is possible to stabilize the output of the sensor 13d by stabilizing the flow of magnetic flux flowing between the surface to be detected. Further, even if the axial displacement between the hub 4b and the outer ring 3a is slightly increased, the rotational speed of the hub 4b can be detected by the sensor 13d.

尚、上記各平行部２９ａ、２９ｂ、３０ａ、３０ｂの円周方向両側縁の形状は、直線としているが、この部分の形状は必ずしも直線でなくても良い。例えば、上記センサ１３ｄの感度や感受範囲（スポット径）によって、軸方向に対し多少傾斜させたり、曲率半径の大きな円弧状にする事もできる。
又、上記エンコーダ１２ｈと組み合わせる上記センサ１３ｄの構造は、永久磁石を組み込んだものであれば、特にその型式を問わない。即ち、この永久磁石から出る磁束の流れを導くポールピースの周囲にコイルを巻回して成る、所謂パッシブ型のものであっても、磁束の密度に応じて特性を変化させる磁気検出素子を組み込んだ、所謂アクティブ型のものであっても使用できる。但し、図２１に示す様に、上記センサ１３ｄの検出部が上記エンコーダ１２ｈの軸方向中間部に対向した状態で、このエンコーダ１２ｈの外周面に存在する上記各凸部２７ａ、２７ａ及び前記凹部２８ａ、２８ａの、回転方向に関する長さ寸法の比率をセンシングする必要上、上記センサ１３ｄのスポット径は小さい方が、この比率を高精度で求める面から好ましい。
その他の部分の構造及び作用は、前述した参考例の第６例と同様であるから、重複する説明は省略する。 In addition, although the shape of the both sides of the circumferential direction of each said parallel part 29a, 29b, 30a, 30b is made into the straight line, the shape of this part does not necessarily need to be a straight line. For example, depending on the sensitivity and sensitivity range (spot diameter) of the sensor 13d, the sensor 13d may be slightly inclined with respect to the axial direction, or may have an arc shape with a large curvature radius.
The structure of the sensor 13d combined with the encoder 12h is not particularly limited as long as a permanent magnet is incorporated. That is, even a so-called passive type in which a coil is wound around a pole piece that guides the flow of magnetic flux from the permanent magnet is incorporated with a magnetic detection element that changes its characteristics in accordance with the magnetic flux density. The so-called active type can also be used. However, as shown in FIG. 21, the convex portions 27a and 27a and the concave portion 28a present on the outer peripheral surface of the encoder 12h in a state where the detection portion of the sensor 13d faces the intermediate portion in the axial direction of the encoder 12h. , 28a, it is necessary to sense the ratio of the length dimension in the rotation direction, and the smaller spot diameter of the sensor 13d is preferable from the viewpoint of obtaining this ratio with high accuracy.
Since the structure and operation of the other parts are the same as in the sixth example of the reference example described above, a duplicate description is omitted.

［本発明に関連する参考例の第８例］
図２２〜２３は、本発明に関連する参考例の第８例を示している。本参考例は、前述の図６の（Ａ）に示したエンコーダの形状を工夫する事により、センサ１３ｅの検出部がこのエンコーダの被検出面の外径寄り部分或は内径寄り部分に対向する場合にも、上記センサ１３ｅの出力が安定する様にしている。即ち、本参考例の場合には、磁性金属板製のエンコーダ１２ｉに形成した透孔２１ｂ、２１ｂと間部分２２ｂ、２２ｂとの内径側、外径側両端部に、非変化部３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂを設けている。これら各非変化部３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂの円周方向両端縁は、それぞれ上記エンコーダ１２ｉの直径方向に存在する。従って上記各非変化部３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂでは、被検出面である上記エンコーダ１２ｉの軸方向内側面の回転方向に関する特性変化のピッチが、径方向に関して変化しない。
本参考例の場合には、ラジアル荷重を測定する点に関しては、前述の図６に示した参考例の第２例と同様であり、磁束の流れを安定させてセンサ１３ｅの出力を安定させる点に関しては、上述の参考例の第７例と同様であるから、重複する説明は省略する。 [ Eighth example of reference example related to the present invention ]
22 to 23 show an eighth example of the reference example related to the present invention . In this reference example , by devising the shape of the encoder shown in FIG. 6A, the detection portion of the sensor 13e faces the outer diameter portion or the inner diameter portion of the detected surface of the encoder. Even in this case, the output of the sensor 13e is stabilized. That is, in the case of this reference example , the non-changing portions 31a, 31b, and the outer diameter side both end portions of the through holes 21b, 21b and the intermediate portions 22b, 22b formed in the encoder 12i made of a magnetic metal plate, 32a and 32b are provided. Both circumferential edges of these non-change parts 31a, 31b, 32a, 32b exist in the diameter direction of the encoder 12i. Accordingly, in each of the non-changing portions 31a, 31b, 32a, and 32b, the pitch of the characteristic change with respect to the rotational direction of the axially inner side surface of the encoder 12i that is the detected surface does not change with respect to the radial direction.
In the case of this reference example , the point of measuring the radial load is the same as that of the second example of the reference example shown in FIG. 6, and the output of the sensor 13e is stabilized by stabilizing the flow of magnetic flux. Since this is the same as the seventh example of the reference example described above, a duplicate description is omitted.

［本発明に関連する参考例の第９例］
図２４は、本発明に関連する参考例の第９例を示している。本参考例の場合には、被検出面であるエンコーダ１２ｊの外周面の円周方向等間隔の３個所位置に、それぞれセンサ１３ｆ、１３ｇ、１３ｈの検出部を対向させている。そして、これら各センサ１３ｆ、１３ｇ、１３ｈにより、ハブ４ａ（例えば図１１参照）の回転速度と、このハブ４ａと外輪３（例えば図１１参照）との間に加わるアキシアル荷重と、これらハブ４ａと外輪３との間に加わるモーメント荷重とを測定可能としている。尚、本参考例により求められるモーメント荷重は、上記ハブ４ａ及び外輪３の中心軸に対し直角方向の仮想軸の周りのモーメントである。 [ Ninth example of reference example related to the present invention ]
FIG. 24 shows a ninth example of the reference example related to the invention . In the case of this reference example, the detection parts of the sensors 13f, 13g, and 13h are opposed to three positions at equal intervals in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the encoder 12j that is the detection surface. These sensors 13f, 13g, and 13h allow the rotational speed of the hub 4a (for example, see FIG. 11), the axial load applied between the hub 4a and the outer ring 3 (for example, see FIG. 11), and the hub 4a. The moment load applied between the outer ring 3 and the outer ring 3 can be measured. The moment load obtained by this reference example is a moment around an imaginary axis perpendicular to the central axes of the hub 4a and the outer ring 3.

この様な本参考例の場合には、上記ハブ４ａと上記外輪３との間に加わるアキシアル荷重だけでなく、これらハブ４ａと外輪３との間に加わるモーメント荷重を測定できる。即ち、これらハブ４ａと外輪３との間にモーメント荷重が加わった結果、これらハブ４ａの中心軸と外輪３の中心軸とがずれると、これらハブ４ａと外輪３との間に生じる、アキシアル方向のずれが、上記各センサ１３ｆ、１３ｇ、１３ｈの検出部が対向する部分毎に異なる。そして、上記モーメント荷重の方向に応じて、これら各センサ１３ｆ、１３ｇ、１３ｈの出力信号が異なるパターン（これら各センサ１３ｆ、１３ｇ、１３ｈの出力信号の大小関係）が異なる。又、上記モーメント荷重が大きくなる程、各センサ１３ｆ、１３ｇ、１３ｈの出力信号同士の差が大きくなる。従って、これら各センサ１３ｆ、１３ｇ、１３ｈの出力信号の大小関係と、上記モーメント荷重の作用方向及び大きさとの関係を、予め計算或は実験により求めて演算器にインストールするソフトウェアの計算式中に組み込んでおけば、上記ハブ４ａと上記外輪３との間に加わるアキシアル荷重だけでなく、これらハブ４ａと外輪３との間に加わるモーメント荷重を測定できる。 In the case of this reference example , not only the axial load applied between the hub 4a and the outer ring 3, but also the moment load applied between the hub 4a and the outer ring 3 can be measured. That is, as a result of the moment load being applied between the hub 4a and the outer ring 3, if the center axis of the hub 4a and the center axis of the outer ring 3 are shifted, the axial direction generated between the hub 4a and the outer ring 3 is generated. Is different for each portion where the detection units of the sensors 13f, 13g, and 13h face each other. Then, depending on the direction of the moment load, the patterns in which the output signals of these sensors 13f, 13g, 13h are different (the magnitude relationship of the output signals of these sensors 13f, 13g, 13h) are different. Further, as the moment load increases, the difference between the output signals of the sensors 13f, 13g, and 13h increases. Therefore, the relationship between the magnitude relationship of the output signals of these sensors 13f, 13g, and 13h and the action direction and magnitude of the moment load is obtained in advance by calculation or experiment, and is included in the calculation formula of software installed in the arithmetic unit. If incorporated, not only the axial load applied between the hub 4a and the outer ring 3, but also the moment load applied between the hub 4a and the outer ring 3 can be measured.

例えば、上記各センサ１３ｆ、１３ｇ、１３ｈの出力信号に基づいて、各部分に加わるアキシアル荷重を測定し、これら各部分のアキシアル荷重と、前記エンコーダ１２ｊの直径とから、上記モーメント荷重を算出する。尚、上記アキシアル荷重は、上記各センサ１３ｆ、１３ｇ、１３ｈの出力信号の平均値に基づいて求めるか、或はこれら各センサ１３ｆ、１３ｇ、１３ｈの出力信号より求めたアキシアル荷重を平均する。この様にして求めたアキシアル荷重及びモーメント荷重、並びに上記ハブ４ａの回転速度を表す信号は、他の実施の形態の場合と同様に、ＡＢＳやＴＣＳの制御器に送り、車両の姿勢安定化の為の制御に利用する。
その他の部分の構造及び作用は、例えば前述の図１１〜１３に示した参考例の第４例、或は前述の図１６〜１８に示した参考例の第６例と同様であるから、重複する説明は省略する。 For example, the axial load applied to each part is measured based on the output signals of the sensors 13f, 13g, and 13h, and the moment load is calculated from the axial load of each part and the diameter of the encoder 12j. The axial load is obtained based on the average value of the output signals of the sensors 13f, 13g, and 13h, or the axial load obtained from the output signals of the sensors 13f, 13g, and 13h is averaged. The signals representing the axial load and moment load obtained in this way and the rotational speed of the hub 4a are sent to the controller of the ABS or TCS to stabilize the posture of the vehicle, as in the other embodiments. It is used for control.
The structure and operation of other parts are the same as, for example, the fourth example of the reference example shown in FIGS. 11 to 13 or the sixth example of the reference example shown in FIGS. The description to be omitted is omitted.

［本発明に関連する参考例の第１０例］
図２５〜２７は、本発明に関連する参考例の第１０例を示している。本参考例は、エンコーダ１２ｇとセンサ１３Ａとの設置位置を工夫する事により、外輪３ａとハブ４ｂとの間に作用するアキシアル荷重の測定精度を向上させる事を目的としたものである。先ず、この様な点を考慮した構造が必要になる理由に就いて、説明する。
前述した通り、エンコーダとして、図１７に示す様に、磁性材製で被検出面に凹凸部を形成したものを使用する事により、永久磁石製のエンコーダに比べて被検出面の特性変化のピッチを高精度にできる。但し、被検出面にそれぞれが台形である凸部２７、２７と凹部２８、２８とを交互に形成した磁性材製のエンコーダ１２ｇと、磁気検知式のセンサとを組み合わせた場合でも、このセンサの出力信号のデューティ比（出力信号の電圧の高位と低位との比）の変化量は僅かになる。この様にデューティ比の変化量が僅かである場合にも、上記センサの出力信号に基づいて上記荷重を正確に求める為には、この出力信号中に含まれるノイズ成分を補正（除去）すべく、ローパスフィルタ、ノッチフィルタ、適応フィルタ等のフィルタによるデータ処理が必要となる。これらのデータ処理のうちの適応フィルタ以外のデータ処理は応答遅れを伴うので、車両の走行状態安定化制御をより的確に行なう面からは好ましくない。又、応答フィルタは応答遅れがない代わりにコストが嵩む。 [ Tenth example of reference example related to the present invention ]
25 to 27 show a tenth example of a reference example related to the present invention . This reference example is intended to improve the measurement accuracy of the axial load acting between the outer ring 3a and the hub 4b by devising the installation position of the encoder 12g and the sensor 13A. First, the reason why a structure that takes such points into consideration is necessary will be described.
As described above, as shown in FIG. 17, the encoder is made of a magnetic material and has an uneven surface on the surface to be detected, so that the pitch of the change in the characteristics of the surface to be detected is higher than that of an encoder made of a permanent magnet. Can be made with high accuracy. However, even when a magnetic material encoder 12g in which convex portions 27, 27 and concave portions 28, 28 each having a trapezoidal shape are alternately formed on a detected surface and a magnetic detection type sensor are combined, The amount of change in the duty ratio of the output signal (the ratio between the high and low voltages of the output signal) becomes small. Thus, even when the change amount of the duty ratio is small, in order to accurately obtain the load based on the output signal of the sensor, the noise component included in the output signal should be corrected (removed). In addition, data processing using a filter such as a low-pass filter, a notch filter, or an adaptive filter is required. Of these data processing, data processing other than the adaptive filter is accompanied by a response delay, which is not preferable from the viewpoint of more accurately performing vehicle running state stabilization control. In addition, the response filter is costly instead of having no response delay.

これらの事を考慮した場合には、上記出力信号中に含まれるノイズ成分のレベルを小さくし、応答遅れを生じたりコストを増大させる様なフィルタによる後処理を極力避ける事が好ましい。上記ノイズ成分のレベルを相対的に小さく（Ｓ／Ｎ比を大きく）する為には、検出すべき荷重に基づく変位により上記出力信号のデューティ比が変化する程度を大きくすれば良い。この為には、上記各凸部２７、２７と上記各凹部２８、２８との境界部（段差部）の軸方向に対する傾斜角度を大きくする事が考えられる。この傾斜角度を大きくすれば、上記エンコーダ１２ｇの軸方向の変位に関して、単位変位当たりのデューティ比の変化量を大きくできる。但し、上記傾斜角度を大きくすると、上記エンコーダ１２ｇの全周に亙って形成できる上記各凸部２７、２７と上記各凹部２８、２８との数が少なく（特性変化に関する１ピッチの幅が大きく）なり、上記エンコーダ１２ｇが１回転する間に前記センサ１３Ａの出力信号が変化する回数（パルス数）が減る。この結果、前記外輪３ａと前記ハブ４ｂとの間に作用する荷重をよりリアルタイムで求める面から不利になる為、条件によっては使用できない。
本参考例は、上述の様な事情に鑑みて、上記境界部の軸方向に対する傾斜角度を特に大きくせずに、上記エンコーダ１２ｇの単位変位当たりの、上記センサ１３Ａの出力信号のデューティ比の変化を大きくし、このエンコーダ１２ｇの変位、延いては前記アキシアル荷重を精度良く測定可能とすべく発明したものである。 In consideration of these matters, it is preferable to reduce the level of the noise component contained in the output signal and avoid post-processing by a filter that causes a response delay or increases the cost as much as possible. In order to relatively reduce the level of the noise component (increase the S / N ratio), it is only necessary to increase the degree to which the duty ratio of the output signal changes due to the displacement based on the load to be detected. For this purpose, it is conceivable to increase the inclination angle with respect to the axial direction of the boundary part (step part) between the convex parts 27 and 27 and the concave parts 28 and 28. If this inclination angle is increased, the amount of change in the duty ratio per unit displacement can be increased with respect to the axial displacement of the encoder 12g. However, when the inclination angle is increased, the number of the convex portions 27 and 27 and the concave portions 28 and 28 that can be formed over the entire circumference of the encoder 12g is small (the width of one pitch related to the characteristic change is large). Thus, the number of times (number of pulses) that the output signal of the sensor 13A changes during one rotation of the encoder 12g is reduced. As a result, the load acting between the outer ring 3a and the hub 4b is disadvantageous from the standpoint of obtaining the load in real time, and cannot be used depending on conditions.
In the present reference example , in view of the circumstances as described above, the change in the duty ratio of the output signal of the sensor 13A per unit displacement of the encoder 12g without particularly increasing the inclination angle of the boundary with respect to the axial direction. And the displacement of the encoder 12g, that is, the axial load can be measured with high accuracy.

上述の様な事情に鑑みて本参考例の場合には、被検出面である外周面に上記各凸部２７、２７と上記各凹部２８、２８とを交互に配置した上記エンコーダ１２ｇを、回転側軌道輪であるハブ４ｂの軸方向内端部に外嵌固定している。又、外輪３ａ若しくは懸架装置を構成するナックル等、回転しない部分に支持したセンサ１３Ａを上記エンコーダ１２ｇの上方に配置し、このセンサ１３Ａの検出部を、このエンコーダ１２ｇの外周面の上端部に、径方向に対向させている。更に、このエンコーダ１２ｇの外周面に形成した上記各凸部２７、２７と上記各凹部２８、２８とのうちで、これら各凹部２８、２８の円周方向に関する幅を、軸方向内端側（図２５の右側）で広く、同じく外端側（図２５の左側）で狭くしている。本参考例の場合には、この様な構成により、上記エンコーダ１２ｇの単位変位当たりの、上記センサ１３Ａの出力信号のデューティ比の変化を大きくできて、このエンコーダ１２ｇの変位、延いては前記アキシアル荷重を精度良く測定できる。 In the case of this reference example in view of the circumstances as described above, the encoder 12g in which the convex portions 27 and 27 and the concave portions 28 and 28 are alternately arranged on the outer peripheral surface which is a detection surface is rotated. It is externally fitted and fixed to the axially inner end of the hub 4b which is a side race. Further, a sensor 13A supported on a non-rotating portion such as the outer ring 3a or a knuckle constituting the suspension device is disposed above the encoder 12g, and the detection portion of the sensor 13A is disposed at the upper end portion of the outer peripheral surface of the encoder 12g. It is made to oppose to radial direction. Further, among the convex portions 27, 27 and the concave portions 28, 28 formed on the outer peripheral surface of the encoder 12g, the width in the circumferential direction of the concave portions 28, 28 is set to the axial inner end side ( It is wide on the right side in FIG. 25 and narrow on the outer end side (left side in FIG. 25). In the case of the present reference example , with such a configuration, the change in duty ratio of the output signal of the sensor 13A per unit displacement of the encoder 12g can be increased. The load can be measured with high accuracy.

即ち、図２６に示す様に、路面と車輪支持用転がり軸受ユニット１ａとの間には所定の高さ（車輪半径）が存在する為に、自動車の車輪（タイヤ）の外周面と路面との間で発生するアキシアル荷重は上記車輪支持用転がり軸受ユニット１ａに、モーメント荷重を含む荷重として作用する。そして、このモーメント荷重を含む荷重により、上記ハブ４ｂと上記外輪３ａとの間に相対的な変位が発生する。例えば路面から車体内側方向（図２５の右方向）にアキシアル荷重が作用する場合、上記ハブ４ｂ全体が車体内側方向に変位すると同時に、モーメント荷重によってこのハブ４ｂが図２５の反時計方向に揺動する傾向になる。この結果、上記エンコーダ１２ｇは、図２５の右方向に変位すると共に上方向にも変位する。この様に上記アキシアル荷重は、モーメント荷重を含む荷重として上記ハブ４ｂと上記外輪３ａとの間に加わり、これらハブ４ｂと外輪３ａとが相対変位する。この場合に、上記モーメント荷重に基づく上記エンコーダ１２ｇと上記センサ１３Ａとの相対変位の方向と、上記アキシアル荷重に基づく上記エンコーダ１２ｇと上記センサ１３Ａとの相対変位の方向とを一致させる事が、上記出力信号のデューティ比の変化を大きくする面から有効である。本参考例は、この様な観点から発明したものである。 That is, as shown in FIG. 26, there is a predetermined height (wheel radius) between the road surface and the wheel support rolling bearing unit 1a. The axial load generated between the two acts on the wheel bearing rolling bearing unit 1a as a load including a moment load. A relative displacement occurs between the hub 4b and the outer ring 3a due to the load including the moment load. For example, when an axial load is applied from the road surface to the inside of the vehicle body (the right direction in FIG. 25), the entire hub 4b is displaced in the vehicle body inside direction, and at the same time, the hub 4b swings counterclockwise in FIG. Will tend to. As a result, the encoder 12g is displaced in the right direction in FIG. In this way, the axial load is applied between the hub 4b and the outer ring 3a as a load including a moment load, and the hub 4b and the outer ring 3a are relatively displaced. In this case, the direction of the relative displacement between the encoder 12g based on the moment load and the sensor 13A and the direction of the relative displacement between the encoder 12g based on the axial load and the sensor 13A are matched. This is effective in increasing the change in duty ratio of the output signal. This reference example is invented from such a viewpoint.

前述の図１６〜１８に示した参考例の第６例部分の説明から明らかな様に、上記エンコーダ１２ｇが右方向に変位する事により、上記センサ１３Ａの出力信号のデューティ比が変化する。同時に、上記エンコーダ１２ｇが上方向に変位する事によっても、このデューティ比が変化する。この様にエンコーダ１２ｇが上方向に変位する事によりこのデューティ比が変化する状態を、図２７により説明する。この図２７の縦軸は、上記センサ１３Ａの検出部と上記エンコーダ１２ｇの外周面（被検出面）との相対変位を表している。但し、上記図２７の縦軸を磁束密度と考えても同様である。何れにしても、このエンコーダ１２ｇの外周面に存在する前記各凸部２７、２７と前記各凹部２８、２８との境界部にダレや面取りが存在する場合、或は、上記センサ１３Ａの検出部の直径（スポット径）が大きい場合には、このセンサ１３Ａの出力信号の波形は、完全な矩形波ではなく、正弦波に近い波形になる。 As is apparent from the description of the sixth example portion of the reference example shown in FIGS. 16 to 18 described above, the duty ratio of the output signal of the sensor 13A changes when the encoder 12g is displaced in the right direction. At the same time, the duty ratio also changes when the encoder 12g is displaced upward. A state in which the duty ratio changes as the encoder 12g is displaced upward will be described with reference to FIG. The vertical axis in FIG. 27 represents the relative displacement between the detection portion of the sensor 13A and the outer peripheral surface (detected surface) of the encoder 12g. However, the same applies to the case where the vertical axis in FIG. In any case, when there is a sag or chamfer at the boundary between the convex portions 27, 27 and the concave portions 28, 28 present on the outer peripheral surface of the encoder 12g, or the detection portion of the sensor 13A. When the diameter (spot diameter) is large, the waveform of the output signal of the sensor 13A is not a perfect rectangular wave but a waveform close to a sine wave.

この出力信号の波形がこの様な正弦波的な波形であると、この出力信号の立上り及び立下りのエッジを識別するスレッシュレベルが一定値の場合、上記エンコーダ１２ｇが上記センサ１３Ａ側に変位すると、上記図２７に示した波形は全体的にオフセットする。即ち、これらエンコーダ１２ｇの被検出面とセンサ１３Ａの検出部との距離が短くなる事で、出力信号の電圧レベルが全体的に高くなる。この状態では、図２７の上側の曲線とスレッシュレベルとの交点を見れば明らかな通り、上記出力信号の１周期に占める、凸部２７、２７と認識される部分の割合が増え、上記デューティ比が変化する。即ち、アキシアル方向（横方向）に変位しなくても、上記センサ１３Ａの出力信号のデューティ比が変化する。   If the waveform of the output signal is such a sinusoidal waveform, when the threshold level for identifying the rising and falling edges of the output signal is a constant value, the encoder 12g is displaced toward the sensor 13A. The waveform shown in FIG. 27 is offset overall. That is, as the distance between the detected surface of the encoder 12g and the detection portion of the sensor 13A is shortened, the voltage level of the output signal is increased overall. In this state, as apparent from the intersection of the upper curve and the threshold level in FIG. 27, the proportion of the portion recognized as the convex portions 27, 27 in one cycle of the output signal increases, and the duty ratio is increased. Changes. In other words, the duty ratio of the output signal of the sensor 13A changes without displacement in the axial direction (lateral direction).

上述の説明から明らかな通り、図２５に示す様に、センサ１３Ａが上記エンコーダ１２ｇの上方に配置されている場合、このエンコーダ１２ｇが上方に変位し、このエンコーダ１２ｇの外周面と上記センサ１３Ａの検出部との距離（ギャップ）が小さくなると、このセンサ１３Ａの出力信号の１周期に占める、上記各凸部２７、２７と認識される部分の割合が増える。従って、モーメント荷重を含む荷重として作用する、軸方向内側（図２５の右側）に向いたアキシアル荷重に基づく上記エンコーダ１２ｇの変位が、上記各凸部２７、２７の割合が大きくなる方向にこのエンコーダ１２ｇを装着しておけば、上記モーメント荷重に基づく上記エンコーダ１２ｇと上記センサ１３Ａとの相対変位の方向と、上記アキシアル荷重に基づくこれらエンコーダ１２ｇとセンサ１３Ａとの相対変位の方向とを一致させて、上記出力信号のデューティ比の変化を大きくできる。路面から車体外側方向（図２５の左方向）にアキシアル荷重が作用する場合も、上述の説明で方向が逆になる以外、同じである。   As is clear from the above description, as shown in FIG. 25, when the sensor 13A is disposed above the encoder 12g, the encoder 12g is displaced upward, and the outer peripheral surface of the encoder 12g and the sensor 13A As the distance (gap) from the detection unit decreases, the proportion of the portions recognized as the respective convex portions 27 and 27 in one cycle of the output signal of the sensor 13A increases. Therefore, the displacement of the encoder 12g based on the axial load directed inward in the axial direction (right side in FIG. 25) acting as a load including a moment load is increased in the direction in which the ratio of the convex portions 27 and 27 increases. If 12g is mounted, the direction of relative displacement between the encoder 12g and the sensor 13A based on the moment load is matched with the direction of relative displacement between the encoder 12g and the sensor 13A based on the axial load. The change in the duty ratio of the output signal can be increased. The same applies to the case where an axial load is applied from the road surface to the vehicle body outside direction (left direction in FIG. 25) except that the direction is reversed in the above description.

［本発明に関連する参考例の第１１例］
図２８は、本発明に関連する参考例の第１１例を示している。本参考例の場合には、エンコーダ１２ｇの下方にセンサ１３Ａを配置し、このセンサ１３Ａの検出部を、被検出面である、このエンコーダ１２ｇの外周面の下端部に対向させている。そして、このエンコーダ１２ｇの外周面に形成された各凸部２７、２７と各凹部２８、２８（図１７、２７参照）とのうちの凹部２８、２８の円周方向に関する幅を、軸方向外端側で広く、同じく内端側で狭くしている。即ち、本参考例の場合には、上記センサ１３Ａの設置位置を上述した参考例の第１０例と上下逆にすると同時に、上記各凹部２８、２８の配列を、この参考例の第１０例と内外逆にしている。 [ Eleventh Reference Example Related to the Present Invention ]
FIG. 28 shows an eleventh example of reference examples related to the present invention . In the case of this reference example , the sensor 13A is disposed below the encoder 12g, and the detection portion of the sensor 13A is opposed to the lower end portion of the outer peripheral surface of the encoder 12g, which is the detection surface. And the width | variety regarding the circumferential direction of the recessed part 28 and 28 of each convex part 27 and 27 and each recessed part 28 and 28 (refer FIG. 17, 27) formed in the outer peripheral surface of this encoder 12g is made outside an axial direction. It is wide at the end side and narrow at the inner end side as well. That is, in the case of the present reference example, and at the same time turned upside down and the tenth example of the reference example described above the installation position of the sensor 13A, the arrangement of the respective recesses 28, 28, the tenth example of this reference example The inside and outside are reversed.

この様な本参考例の場合も、モーメント荷重に基づく上記エンコーダ１２ｇと上記センサ１３Ａとの相対変位の方向と、アキシアル荷重に基づくこれらエンコーダ１２ｇとセンサ１３Ａとの相対変位の方向とを一致させて、このセンサ１３Ａの出力信号のデューティ比の変化を大きくできる。尚、本参考例の様に、上記エンコーダ１２ｇの下方に上記センサ１３Ａを設置すると、アキシアル荷重による横方向変位と、モーメント荷重による横変位との方向が一致するので、荷重の測定精度確保の面からは好ましい。但し、上記センサ１３Ａを上記エンコーダ１２ｇの下方に設置すると、車輪が跳ね上げた石等の異物によりこのセンサ１３Ａが損傷を受け易くなるので、このセンサ１３Ａの強度等を勘案して、各部品１３Ａ、１２ｇの設置位置及び設置方向を決定する。 Also in the case of this reference example , the direction of relative displacement between the encoder 12g and the sensor 13A based on the moment load is matched with the direction of relative displacement between the encoder 12g and the sensor 13A based on the axial load. The change in the duty ratio of the output signal of the sensor 13A can be increased. As in this reference example , when the sensor 13A is installed below the encoder 12g, the lateral displacement caused by the axial load and the lateral displacement caused by the moment load coincide with each other. Is preferable. However, if the sensor 13A is installed below the encoder 12g, the sensor 13A is likely to be damaged by foreign matter such as stones from which the wheels are flipped up. , 12g installation position and installation direction are determined.

［本発明に関連する参考例の第１２例］
図２９は、本発明に関連する参考例の第１２例を示している。本参考例の場合には、被検出面である軸方向内側面に凹部と凸部とを交互に配置したエンコーダ１２Ａを、回転側軌道輪であるハブ４ｂの軸方向内端部に固定している。このエンコーダ１２Ａの軸方向内側面に存在する被検出面のうちの上部にセンサ１３Ｂの検出部を、軸方向に対向させている。又、上記エンコーダ１２Ａの被検出面に形成された凹凸のうちの凹部の円周方向に関する幅を、径方向外端側で広く、同じく内端側で狭くしている。 [ Twelfth example of a reference example related to the present invention ]
FIG. 29 shows a twelfth example of reference examples related to the present invention . In the case of this reference example , an encoder 12A in which concave portions and convex portions are alternately arranged on the inner side surface in the axial direction that is the detected surface is fixed to the inner end portion in the axial direction of the hub 4b that is the rotating side race. Yes. The detection part of the sensor 13B is made to oppose the axial direction above the to-be-detected surface which exists in the axial direction inner surface of this encoder 12A. Of the unevenness formed on the detection surface of the encoder 12A, the width of the concave portion in the circumferential direction is wide on the radially outer end side and is also narrowed on the inner end side.

車輪から車輪支持用転がり軸受ユニット１ａに加わるアキシアル荷重を測定する為には、図２５〜２８に示す様に、円筒状のエンコーダ１２ｇの周面に存在する被検出面にセンサ１３Ａを、径方向に対向させて、アキシアル荷重に伴う、このセンサ１３Ａの出力信号のデューティ比の変化を検出する方が好ましい。但し、設置スペース上の制約等により、上記エンコーダ１２ｇやセンサ１３Ａの設置を行なえず、図２９に示す様に、センサ１３Ｂをエンコーダ１２Ａに対し、軸方向に対向させる可能性もある。前述した様に、車輪の外周面と路面との当接部から上記車輪支持用転がり軸受ユニット１ａに加わるアキシアル荷重は、モーメント荷重を含む荷重として、この車輪支持用転がり軸受ユニット１ａに作用する。従って、上述の様に、センサ１３Ｂをエンコーダ１２Ａに対し、軸方向に対向させる構造でも、上記アキシアル荷重を求める事は可能である。   In order to measure the axial load applied from the wheel to the wheel-supporting rolling bearing unit 1a, as shown in FIGS. 25 to 28, the sensor 13A is placed on the detected surface on the circumferential surface of the cylindrical encoder 12g, and the radial direction is set. It is preferable to detect the change in the duty ratio of the output signal of the sensor 13A accompanying the axial load. However, the encoder 12g and the sensor 13A cannot be installed due to restrictions on the installation space, and the sensor 13B may be opposed to the encoder 12A in the axial direction as shown in FIG. As described above, the axial load applied to the wheel support rolling bearing unit 1a from the contact portion between the outer peripheral surface of the wheel and the road surface acts on the wheel support rolling bearing unit 1a as a load including a moment load. Therefore, as described above, the axial load can be obtained even with a structure in which the sensor 13B is opposed to the encoder 12A in the axial direction.

この様な構造で上記車輪支持用転がり軸受ユニット１ａに、例えば路面から軸方向内側（図２９の右側）に向いたアキシアル荷重が作用する場合、上記エンコーダ１２Ａはアキシアル荷重に基づいて右方向に変位し、このエンコーダ１２Ａの被検出面と上記センサ１３Ｂの検出部との距離（ギャップ）が小さくなる。同時に、このエンコーダ１２Ａは、上記モーメント荷重により上方向に変位する。従って、このモーメント荷重に基づく上方への変位により上記センサ１３Ｂの出力信号のデューティ比が変化する方向（傾向）と、上記アキシアル荷重に基づく上記距離の低減によりこのデューティ比が変化する方向とが同じになれば、全体としてのデューティ比の変化を大きくできる。   In this structure, when an axial load is applied to the wheel-supporting rolling bearing unit 1a, for example, from the road surface inward in the axial direction (right side in FIG. 29), the encoder 12A is displaced in the right direction based on the axial load. In addition, the distance (gap) between the detected surface of the encoder 12A and the detection portion of the sensor 13B is reduced. At the same time, the encoder 12A is displaced upward by the moment load. Therefore, the direction (trend) in which the duty ratio of the output signal of the sensor 13B changes due to the upward displacement based on the moment load is the same as the direction in which the duty ratio changes due to the reduction in the distance based on the axial load. If it becomes, the change of the duty ratio as a whole can be enlarged.

前述した様に、上記距離が小さくなると、上記出力信号の１周期に占める、凸部と認識される部分の割合が増える。従って、上記エンコーダ１２Ａの上方への変位によって、上記凸部と認識される部分の割合が大きくなる様に上記エンコーダ１２Ａの内側面に形成した凹凸を設定すれば、上記（モーメント荷重を含む）アキシアル荷重の変化に伴う、上記センサ１３Ｂの出力信号のデューティ比の変化を大きくできる。本参考例の様に、上記エンコーダ１２Ａの上方に上記センサ１３Ｂを設置すると共に、このエンコーダ１２Ａの被検出面に形成された凹凸のうちの凹部の円周方向に関する幅を、径方向外端側で広く、同じく内端側で狭くすれば、モーメント荷重に基づく上記エンコーダ１２Ａと上記センサ１３Ｂとの相対変位の方向と、上記アキシアル荷重に基づくこれらエンコーダ１２Ａとセンサ１３Ｂとの相対変位の方向とを一致させて、上記出力信号のデューティ比の変化を大きくできる。 As described above, as the distance becomes smaller, the proportion of the portion recognized as a convex portion in one cycle of the output signal increases. Accordingly, if the unevenness formed on the inner surface of the encoder 12A is set so that the ratio of the portion recognized as the convex portion is increased by the upward displacement of the encoder 12A, the axial (including moment load) is set. The change in the duty ratio of the output signal of the sensor 13B accompanying the change in the load can be increased. As in this reference example, the sensor 13B is installed above the encoder 12A, and the width in the circumferential direction of the concave portion of the unevenness formed on the detection surface of the encoder 12A is set to the radially outer end side. If the inner end side is narrow, the direction of relative displacement between the encoder 12A and the sensor 13B based on the moment load and the direction of relative displacement between the encoder 12A and the sensor 13B based on the axial load are set. By matching, the change in the duty ratio of the output signal can be increased.

［本発明に関連する参考例の第１３例］
図３０は、本発明に関連する参考例の第１３例を示している。本参考例の場合には、エンコーダ１２Ａの軸方向内側面に存在する被検出面のうちの下部にセンサ１３Ｂの検出部を、軸方向に対向させている。又、上記エンコーダ１２Ａの被検出面に形成された凹凸のうちの凹部の円周方向に関する幅を、径方向内端側で広く、同じく外端側で狭くしている。即ち、本参考例の場合には、上記センサ１３Ｂの設置位置を上述した参考例の第１２例と上下逆にすると同時に、上記各凹部の配列を、この参考例の第１２例と径方向に関して内外逆にしている。
この様な本参考例の場合も、モーメント荷重に基づく上記エンコーダ１２Ａと上記センサ１３Ｂとの相対変位の方向と、アキシアル荷重に基づくこれらエンコーダ１２Ａとセンサ１３Ｂとの相対変位の方向とを一致させて、このセンサ１３Ｂの出力信号のデューティ比の変化を大きくできる。 [ Thirteenth Reference Example Related to the Present Invention ]
FIG. 30 shows a thirteenth example of a reference example related to the present invention . In the case of this reference example , the detection part of the sensor 13B is made to oppose the axial direction in the lower part of the to-be-detected surface which exists in the axial direction inner surface of encoder 12A. Of the unevenness formed on the detection surface of the encoder 12A, the width of the concave portion in the circumferential direction is wide at the radially inner end side and is also narrowed at the outer end side. That is, in the case of the present reference example, and at the same time turned upside down and the twelfth example of the reference example described above the installation position of the sensor 13B, the arrangement of the respective recesses, with respect to the twelfth example and the radial direction of the reference example The inside and outside are reversed.
In the case of this reference example as well, the direction of relative displacement between the encoder 12A and the sensor 13B based on the moment load is matched with the direction of relative displacement between the encoder 12A and the sensor 13B based on the axial load. The change in the duty ratio of the output signal of the sensor 13B can be increased.

［本発明に関連する参考例の第１４例］
図３１は、本発明に関連する参考例の第１４例を示している。本参考例の構造の様に、センサ１３ｄを、外輪３ａの軸方向中間部で複列に配置された転動体５ａ、５ａ同士の間に設置する場合には、エンコーダ１２ｇの被検出面に存在する凹部及び凸部の方向を規制する事による効果は、このエンコーダ１２ｇを軸方向内端部に設置する場合程顕著ではない。但し、上記センサ１３ｄの出力信号のデューティ比を少しでも大きくする為には、上記方向を規制する事が好ましい。この場合の規制方向に就いては、次の様に考える。 [ 14th Reference Example Related to the Present Invention ]
FIG. 31 shows a fourteenth reference example related to the present invention . When the sensor 13d is installed between the rolling elements 5a and 5a arranged in a double row at the axially intermediate portion of the outer ring 3a as in the structure of this reference example , it exists on the detected surface of the encoder 12g. The effect of restricting the direction of the concave and convex portions to be formed is not as remarkable as when the encoder 12g is installed at the inner end portion in the axial direction. However, in order to increase the duty ratio of the output signal of the sensor 13d as much as possible, it is preferable to restrict the direction. The regulation direction in this case is considered as follows.

先ず、外周面を被検出面とした円筒状のエンコーダ１２ｇに対してセンサを上方に配置し、このセンサの検出部をこのエンコーダ１２ｇの外周面に径方向に対向させる場合は、このエンコーダ１２ｇの外周面に存在する凹部と凸部とのうちの凹部の円周方向に関する幅が、軸方向内側（図３１の右側）程大きくなる様にする。逆に、円筒状のエンコーダ１２ｇに対してセンサを下方に配置し、このセンサの検出部をこのエンコーダ１２ｇの外周面に径方向に対向させる場合は、このエンコーダ１２ｇの外周面に存在する凹部と凸部とのうちの凹部の円周方向に関する幅が、軸方向外側（図３１の左側）程大きくなる様にする。この様に構成すれば、前述の参考例の第１０例或は参考例の第１１例と同様に、モーメント荷重に基づく上記エンコーダ１２ｇと上記センサとの相対変位の方向と、アキシアル荷重に基づくこれらエンコーダ１２ｇとセンサとの相対変位の方向とを一致させて、このセンサの出力信号のデューティ比の変化を大きくできる。 First, when a sensor is arranged above a cylindrical encoder 12g having an outer peripheral surface as a detection surface and the detection portion of the sensor is opposed to the outer peripheral surface of the encoder 12g in the radial direction, The width in the circumferential direction of the concave portion of the concave portion and the convex portion existing on the outer peripheral surface is set to increase toward the inner side in the axial direction (right side in FIG. 31). Conversely, when the sensor is disposed below the cylindrical encoder 12g and the detection portion of the sensor is opposed to the outer peripheral surface of the encoder 12g in the radial direction, the concave portion present on the outer peripheral surface of the encoder 12g The width in the circumferential direction of the concave portion of the convex portion is made larger toward the outer side in the axial direction (left side in FIG. 31). With this configuration, as in the tenth example of the reference example or the eleventh example of the reference example, the direction of relative displacement between the encoder 12g based on the moment load and the sensor, and those based on the axial load. By changing the direction of relative displacement between the encoder 12g and the sensor, the change in the duty ratio of the output signal of the sensor can be increased.

尚、仮に、センサを車輪支持用転がり軸受ユニットの軸方向外端部に設置した場合には、各部の設置位置並びに傾斜方向を総て逆にした構造が、モーメント荷重に基づく上記エンコーダと上記センサとの相対変位の方向と、アキシアル荷重に基づくこれらエンコーダとセンサとの相対変位の方向とを一致させて、このセンサの出力信号のデューティ比の変化を大きくする面からは好ましい。但し、スペース的な制約から、車輪支持用転がり軸受ユニットの軸方向外端部に設置する可能性は殆どないので、あまり意味はない。   If the sensor is installed at the axially outer end of the wheel-supporting rolling bearing unit, the encoder and the sensor based on the moment load have a structure in which the installation position and inclination direction of each part are reversed. The direction of the relative displacement between the encoder and the sensor based on the axial load and the direction of the relative displacement between the encoder and the sensor are made to coincide with each other to increase the change in the duty ratio of the output signal of the sensor. However, since there is almost no possibility of installing it at the axially outer end portion of the wheel bearing rolling bearing unit due to space restrictions, it does not make much sense.

これに対して、センサを車輪支持用転がり軸受ユニットの軸方向中間部で複列に配置された転動体同士の間に設置する場合は多い。この様な場合に、車輪から車輪支持用転がり軸受ユニットのハブに対して、アキシアル荷重とモーメント荷重とを混ざり合った荷重が作用した場合、アキシアル荷重によってエンコーダ１２ｇが横方向に変位する。又、上記モーメント荷重によってハブ４ｂが回転する傾向になるが、この回転中心は、上記エンコーダ１２ｇの設置位置である、複列に配置された転動体５ａ、５ａ同士の間である為、上記モーメント荷重により、上記エンコーダ１２ｇの上下位置が変動する事は殆どない。   On the other hand, a sensor is often installed between rolling elements arranged in a double row at the axial intermediate portion of the wheel bearing rolling bearing unit. In such a case, when a load in which an axial load and a moment load are mixed is applied from the wheel to the hub of the wheel bearing rolling bearing unit, the encoder 12g is displaced laterally by the axial load. Further, the hub 4b tends to rotate due to the moment load. Since the center of rotation is between the rolling elements 5a and 5a arranged in a double row, which is the installation position of the encoder 12g, the moment 4 The vertical position of the encoder 12g hardly fluctuates due to the load.

但し、上下荷重変化の影響により、多少なりとも上記エンコーダ１２ｇが上下方向に変位する為、このエンコーダ１２ｇを上記複列に配置された転動体５ａ、５ａ同士の間に配置した場合であっても、このエンコーダ１２ｇに関する最適な取付方向がある。例えば、路面から車体の内側方向に向かってアキシアル荷重が作用するのは、自動車が旋回している時の外側車輪であり、この時は遠心力の影響で上下荷重（ラジアル荷重）が増加している場合が多い。逆に、例えば、路面から車体外側方向に向かって横荷重が作用するのは、自動車が旋回している時の内側車輪であり、この時は上下荷重が減少している場合が多い。   However, since the encoder 12g is displaced somewhat due to the influence of the vertical load change, even when the encoder 12g is arranged between the rolling elements 5a and 5a arranged in the double row. There is an optimum mounting direction for the encoder 12g. For example, the axial load acts on the inner side of the vehicle body from the road surface is the outer wheel when the car is turning. At this time, the vertical load (radial load) increases due to the centrifugal force. There are many cases. Conversely, for example, the lateral load acting from the road surface toward the vehicle body outer side is the inner wheel when the automobile is turning, and the vertical load is often reduced at this time.

この様な点を考慮して、前記図３１に示した構造では、上記複列に配置された転動体５ａ、５ａ同士の間で下側（路面側）に設置した前記センサ１３ｄの検出部を、上記エンコーダ１２ｇの外周面の下端部に対向させている。例えば、路面からハブ４ｂに、車体外側方向に向かうアキシアル荷重が作用した場合には、このアキシアル荷重によって上記エンコーダ１２ｇは、車体外側方向（図３１の左方向）に変位する。同時に上下荷重が減少するので、多少ではあるが、上記センサ１３ｄの検出部と上記エンコーダ１２ｇとの間の距離（ギャップ）が小さくなる。前述の様に、この距離が小さくなると、上記センサ１３ｄの検出信号の１周期に占める、凸部と認識される部分の割合が増える。そこで本参考例の場合には、上記エンコーダ１２ｇが車体外側方向に変位した時に凸部と認識される割合が増える様に、凹部の円周方向に関する幅が、車体外側ほど大きくなる様に、上記エンコーダ１２ｇを配置している。 In consideration of such points, in the structure shown in FIG. 31, the detection unit of the sensor 13d installed on the lower side (road surface side) between the rolling elements 5a and 5a arranged in the double row is provided. The lower end of the outer peripheral surface of the encoder 12g is opposed to the encoder 12g. For example, when an axial load is applied from the road surface to the hub 4b in the vehicle body outer direction, the encoder 12g is displaced in the vehicle body outer direction (left direction in FIG. 31) by the axial load. At the same time, the vertical load is reduced, so that the distance (gap) between the detection portion of the sensor 13d and the encoder 12g becomes small. As described above, when this distance is reduced, the proportion of the portion recognized as a convex portion in one cycle of the detection signal of the sensor 13d increases. Therefore, in the case of the present reference example, the width of the concave portion in the circumferential direction becomes larger toward the outer side of the vehicle body so that the rate of recognition as a convex portion increases when the encoder 12g is displaced in the outer direction of the vehicle body. An encoder 12g is arranged.

［本発明に関連する参考例の第１５例］
図３２〜３５は、本発明に関連する参考例の第１５例を示している。本参考例の場合には、前述の図１１〜１３に示した参考例の第４例と同様に、ハブ４ａの中間部に、永久磁石製のエンコーダ１２ｋを外嵌固定している。被検出面である、このエンコーダ１２ｋの外周面には、第一被検出部に相当するＮ極に着磁した部分と、第二被検出部に相当するＳ極に着磁した部分とが、円周方向に関して交互に且つ等間隔で配置されている。特に、本参考例の場合には、上記第一、第二両被検出部に対応する、Ｎ極に着磁された部分とＳ極に着磁された部分との境界を、上記エンコーダ１２ｋの軸方向に対し同じ角度だけ傾斜させると共に、この軸方向に対する傾斜方向を、このエンコーダ１２ｋの軸方向中間部を境に互いに逆方向としている。従って、上記Ｎ極に着磁された部分とＳ極に着磁された部分とは、軸方向中間部が円周方向に関して最も突出した（又は凹んだ）、「く」字形となっている。 [ Fifteenth reference example related to the present invention ]
32 to 35 show a fifteenth example of a reference example related to the present invention . In the case of this reference example , as in the fourth example of the reference example shown in FIGS. 11 to 13 described above, an encoder 12k made of a permanent magnet is externally fitted and fixed to the intermediate portion of the hub 4a. On the outer peripheral surface of the encoder 12k, which is the detected surface, there are a portion magnetized in the N pole corresponding to the first detected portion and a portion magnetized in the S pole corresponding to the second detected portion. They are arranged alternately and at equal intervals in the circumferential direction. In particular, in the case of this reference example , the boundary between the part magnetized in the N pole and the part magnetized in the S pole corresponding to the first and second detected parts is defined by the encoder 12k. Inclined by the same angle with respect to the axial direction, and the inclined directions with respect to the axial direction are opposite to each other with the intermediate portion in the axial direction of the encoder 12k as a boundary. Therefore, the portion magnetized in the N pole and the portion magnetized in the S pole have a “<” shape with the axially middle portion protruding (or recessed) most in the circumferential direction.

一方、外輪３の軸方向中間部で複列に配置された転動体５、５同士の間部分に１対のセンサ１３ｉ、１３ｉを設置し、これら両センサ１３ｉ、１３ｉの検出部を、上記エンコーダ１２ｋの外周面に、近接対向させている。これら両センサ１３ｉ、１３ｉの検出部がこのエンコーダ１２ｋの外周面に対向する位置は、このエンコーダ１２ｋの円周方向に関して同じ位置としている。言い換えれば、上記両センサ１３ｉ、１３ｉの検出部は、上記外輪３の中心軸に平行な仮想直線上に配置されている。又、この外輪３とハブ４ａとの間にアキシアル荷重が作用しない状態で、上記Ｎ極に着磁された部分とＳ極に着磁された部分との軸方向中間部で円周方向に関して最も突出した部分（境界の傾斜方向が変化する部分）が、上記両センサ１３ｉ、１３ｉ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１２ｋ、１３ｉ、１３ｉの設置位置を規制している。   On the other hand, a pair of sensors 13i and 13i are installed between the rolling elements 5 and 5 arranged in a double row at the intermediate portion in the axial direction of the outer ring 3, and the detecting portions of both the sensors 13i and 13i are connected to the encoder. The outer peripheral surface of 12k is made to face closely. The positions where the detection parts of these sensors 13i and 13i face the outer peripheral surface of the encoder 12k are the same with respect to the circumferential direction of the encoder 12k. In other words, the detection units of the sensors 13 i and 13 i are arranged on a virtual straight line parallel to the central axis of the outer ring 3. Further, in the state where the axial load is not applied between the outer ring 3 and the hub 4a, the axially intermediate portion between the portion magnetized in the N pole and the portion magnetized in the S pole is the most in the circumferential direction. The installation position of each member 12k, 13i, 13i is regulated so that the protruding part (the part where the inclination direction of the boundary changes) is just at the center position between the detection parts of the sensors 13i, 13i. ing.

上述の様に構成する本参考例の場合、上記外輪３とハブ４ａとの間にアキシアル荷重が作用すると、上記両センサ１３ｉ、１３ｉの出力信号が変化する位相がずれる。即ち、上記外輪３とハブ４ａとの間にアキシアル荷重が作用していない状態では、上記両センサ１３ｉ、１３ｉの検出部は、図３５の（Ａ）の実線イ、イ上、即ち、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１３ｉ、１３ｉの出力信号の位相は、同図の（Ｃ）に示す様に一致する。これに対して、上記エンコーダ１２ｋを固定したハブ４ａに、図３５の（Ａ）で下向きのアキシアル荷重が作用した場合には、上記両センサ１３ｉ、１３ｉの検出部は、図３５の（Ａ）の破線ロ、ロ上、即ち、上記最も突出した部分からの軸方向に関するずれが互いに異なる部分に対向する。この状態では上記両センサ１３ｉ、１３ｉの出力信号の位相は、同図の（Ｂ）に示す様にずれる。更に、上記エンコーダ１２ｋを固定したハブ４ａに、図３５の（Ａ）で上向きのアキシアル荷重が作用した場合には、上記両センサ１３ｉ、１３ｉの検出部は、図３５の（Ａ）の鎖線ハ、ハ上、即ち、上記最も突出した部分からの軸方向に関するずれが、逆方向に互いに異なる部分に対向する。この状態では上記両センサ１３ｉ、１３ｉの出力信号の位相は、同図の（Ｄ）に示す様にずれる。 In the case of this reference example configured as described above, when an axial load is applied between the outer ring 3 and the hub 4a, the phase in which the output signals of the sensors 13i and 13i change is shifted. That is, in the state where an axial load is not acting between the outer ring 3 and the hub 4a, the detection parts of the sensors 13i and 13i are on the solid lines A and B in FIG. It faces a portion that is shifted in the axial direction by the same amount from the protruding portion. Accordingly, the phases of the output signals of the sensors 13i and 13i coincide as shown in FIG. On the other hand, when a downward axial load is applied to the hub 4a to which the encoder 12k is fixed in FIG. 35A, the detecting portions of the sensors 13i and 13i are shown in FIG. , Opposite to the portions where the deviations in the axial direction from the most protruding portion are different from each other. In this state, the phases of the output signals of the sensors 13i and 13i are shifted as shown in FIG. Furthermore, when an upward axial load acts on the hub 4a to which the encoder 12k is fixed as shown in FIG. 35A, the detecting portions of both the sensors 13i and 13i are connected to the chain-line hub shown in FIG. , C, that is, the deviation in the axial direction from the most protruding portion is opposed to different portions in the opposite direction. In this state, the phases of the output signals of the sensors 13i and 13i are shifted as shown in FIG.

上述の様に本参考例の場合には、上記両センサ１３ｉ、１３ｉの出力信号の位相が、上記外輪３とハブ４ａとの間に加わるアキシアル荷重の方向に応じた方向にずれる。又、このアキシアル荷重により上記両センサ１３ｉ、１３ｉの出力信号の位相がずれる程度は、このアキシアル荷重が大きくなる程大きくなる。従って本参考例の場合には、上記両センサ１３ｉ、１３ｉ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方向及び大きさに基づいて、上記外輪３とハブ４ａとの間に作用しているアキシアル荷重の方向及び大きさを求められる。 As described above, in the case of this reference example , the phases of the output signals of the sensors 13i and 13i are shifted in the direction corresponding to the direction of the axial load applied between the outer ring 3 and the hub 4a. Further, the degree to which the phases of the output signals of the sensors 13i and 13i are shifted by this axial load increases as the axial load increases. Therefore, in the case of this reference example , based on the presence and absence of a phase shift between the output signals of both the sensors 13i and 13i and the direction and magnitude of the shift, between the outer ring 3 and the hub 4a. The direction and magnitude of the acting axial load can be determined.

［本発明に関連する参考例の第１６例］
尚、上述した参考例の第１５例の様に、第一被検出部と第二被検出部との境界の傾斜方向を途中で変化させたエンコーダと１対のセンサとを組み合わせてアキシアル方向の荷重を求める発明は、図示の様な永久磁石製のエンコーダに限らずに実施できる。即ち、第一被検出部と第二被検出部とのうちの一方の被検出部を透孔若しくは凹孔又は凸部とし、他方の被検出部を円周方向に隣り合う透孔若しくは凹孔同士の間に存在する間部分又は凹部としたエンコーダと、適宜の、このエンコーダの性状に応じたセンサとを組み合わせても、アキシアル荷重の測定を行なえる。更には、エンコーダの被検出面である軸方向片側面に対向させて１対のセンサを、径方向にずらせて配置し、この被検出面に配置した第一被検出部と第二被検出部とをエンコーダの径方向に関して傾斜させると共に傾斜方向を途中で変化させた構造で、ラジアル荷重を測定する事もできる。 [ Sixteenth Reference Example Related to the Present Invention ]
In addition, as in the fifteenth example of the reference example described above, an encoder in which the inclination direction of the boundary between the first detected portion and the second detected portion is changed in the middle and a pair of sensors are combined to form an axial direction. The invention for obtaining the load can be implemented without being limited to the encoder made of the permanent magnet as shown in the figure. That is, one of the first detected part and the second detected part is a through hole, a concave hole, or a convex part, and the other detected part is a through hole or a concave hole adjacent in the circumferential direction. The axial load can also be measured by combining an encoder that is a portion or a recess between the two and an appropriate sensor according to the properties of the encoder. Furthermore, a pair of sensors are arranged to be shifted in the radial direction so as to face one side surface in the axial direction which is a detected surface of the encoder, and the first detected portion and the second detected portion arranged on the detected surface. And the radial load can be measured with a structure in which the inclination direction is changed in the middle of the encoder.

図３６〜３８は、上述の様な事情に応じて考えた、参考例の第１６例を示している。本参考例の場合には、ハブ４ａの中間部に、磁性金属板製のエンコーダ１２Ｂを外嵌固定している。被検出面である、このエンコーダ１２Ｂの外周面には、第一被検出部に相当するスリット状の透孔３３ａ、３３ｂと、第二被検出部に相当する柱部３４ａ、３４ｂとが、円周方向に関して交互に且つ等間隔で配置されている。尚、円周方向に隣り合う透孔３３ａ、３３ｂ同士、或は柱部３４ａ、３４ｂ同士のピッチは互いに等しいが、各透孔３３ａ、３３ｂの円周方向に関する幅と、各柱部３４ａ、３４ｂの円周方向に関する幅とが等しい必要はない。特に、本参考例の場合には、上記第一被検出部に対応する上記各透孔３３ａ、３３ｂと、第二被検出部に対応する上記各柱部３４ａ、３４ｂとを、上記エンコーダ１２Ｂの軸方向に対し同じ角度だけ傾斜させると共に、この軸方向に対する傾斜方向を、このエンコーダ１２Ｂの軸方向中間部を境に互いに逆方向としている。即ち、本参考例のエンコーダ１２Ｂは、軸方向片半部に、上記軸方向に対し所定方向に同じだけ傾斜した透孔３３ａ、３３ａを形成すると共に、軸方向他半部に、この所定方向と逆方向に同じ角度だけ傾斜した透孔３３ｂ、３３ｂを形成している。 36 to 38 show a sixteenth example of the reference example considered in accordance with the above situation. In the case of this reference example , an encoder 12B made of a magnetic metal plate is fitted and fixed to an intermediate portion of the hub 4a. On the outer peripheral surface of the encoder 12B, which is a detected surface, slit-shaped through holes 33a and 33b corresponding to the first detected portion and column portions 34a and 34b corresponding to the second detected portion are circular. They are arranged alternately and at equal intervals in the circumferential direction. The pitches of the through holes 33a and 33b adjacent to each other in the circumferential direction or the pitches of the column portions 34a and 34b are equal to each other. However, the width of each through hole 33a and 33b in the circumferential direction and the column portions 34a and 34b. The widths in the circumferential direction need not be equal. In particular, in the case of the present reference example, the through holes 33a and 33b corresponding to the first detected portion and the pillar portions 34a and 34b corresponding to the second detected portion are connected to the encoder 12B. Inclination by the same angle with respect to the axial direction is made opposite to each other with respect to the axial direction intermediate portion of the encoder 12B. That is, the encoder 12B of this reference example has through holes 33a, 33a inclined in the same direction in the axial direction on one half of the axial direction, and the predetermined direction in the other half of the axial direction. Through holes 33b and 33b inclined in the opposite direction by the same angle are formed.

一方、外輪３の軸方向中間部で複列に配置された転動体５、５同士の間部分に１対のセンサ１３Ｃ、１３Ｃを設置し、これら両センサ１３Ｃ、１３Ｃの検出部を、上記エンコーダ１２Ｂの外周面に、近接対向させている。これら両センサ１３Ｃ、１３Ｃの検出部がこのエンコーダ１２Ｂの外周面に対向する位置は、このエンコーダ１２Ｂの円周方向に関して同じ位置としている。又、この外輪３とハブ４ａとの間にアキシアル荷重が作用しない状態で、上記各透孔３３ａ、３３ｂ同士の間に位置し、全周に連続するリム部３５が、上記両センサ１３Ｃ、１３Ｃ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１２Ｂ、１３Ｃ、１３Ｃの設置位置を規制している。   On the other hand, a pair of sensors 13C and 13C are installed between the rolling elements 5 and 5 arranged in a double row in the middle portion in the axial direction of the outer ring 3, and the detectors of both the sensors 13C and 13C are connected to the encoder. The outer peripheral surface of 12B is closely opposed. The positions where the detection parts of both the sensors 13C and 13C face the outer peripheral surface of the encoder 12B are the same with respect to the circumferential direction of the encoder 12B. Further, a rim portion 35 that is located between the through holes 33a and 33b and continues to the entire circumference in a state in which an axial load does not act between the outer ring 3 and the hub 4a is provided between the sensors 13C and 13C. The installation positions of the members 12B, 13C, and 13C are regulated so as to exist at the center position between the detection units.

上述の様に構成する本参考例の場合、上記外輪３とハブ４ａとの間にアキシアル荷重が作用すると、前述した参考例の第１５例の場合と同様に、上記両センサ１３Ｃ、１３Ｃの出力信号が変化する位相がずれる。即ち、上記外輪３とハブ４ａとの間にアキシアル荷重が作用していない状態では、上記両センサ１３Ｃ、１３Ｃの検出部は、図３９の（Ａ）の実線イ、イ上、即ち、上記リム部３５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１３Ｃ、１３Ｃの出力信号の位相は、同図の（Ｃ）に示す様に一致する。これに対して、上記エンコーダ１２Ｂを固定したハブ４ａに、図３９の（Ａ）で下向きのアキシアル荷重が作用した場合には、上記両センサ１３Ｃ、１３Ｃの検出部は、図３９の（Ａ）の破線ロ、ロ上、即ち、上記リム部３５からの軸方向に関するずれが互いに異なる部分に対向する。この状態では上記両センサ１３Ｃ、１３Ｃの出力信号の位相は、同図の（Ｂ）に示す様にずれる。更に、上記エンコーダ１２Ｂを固定したハブ４ａに、図３９の（Ａ）で上向きのアキシアル荷重が作用した場合には、上記両センサ１３Ｃ、１３Ｃの検出部は、図３９の（Ａ）の鎖線ハ、ハ上、即ち、上記リム部３５からの軸方向に関するずれが、逆方向に互いに異なる部分に対向する。この状態では上記両センサ１３Ｃ、１３Ｃの出力信号の位相は、同図の（Ｄ）に示す様にずれる。 In the case of the present reference example configured as described above, when an axial load is applied between the outer ring 3 and the hub 4a, the outputs of the sensors 13C and 13C are the same as in the fifteenth example of the reference example described above. The phase at which the signal changes is shifted. That is, in a state where an axial load is not applied between the outer ring 3 and the hub 4a, the detecting portions of the sensors 13C and 13C are on the solid lines A and B in FIG. It faces a portion that is shifted from the portion 35 in the same axial direction. Therefore, the phases of the output signals of the sensors 13C and 13C coincide as shown in FIG. On the other hand, when a downward axial load is applied to the hub 4a to which the encoder 12B is fixed in FIG. 39A, the detecting portions of the sensors 13C and 13C are shown in FIG. The broken lines B and B, that is, the portions that are different from each other in the axial direction from the rim portion 35 face each other. In this state, the phases of the output signals of the sensors 13C and 13C are shifted as shown in FIG. Further, when an upward axial load is applied to the hub 4a to which the encoder 12B is fixed as shown in FIG. 39A, the detecting portions of both the sensors 13C and 13C are connected to the chain line hub of FIG. , C, that is, the axial displacement from the rim 35 opposes different parts in the opposite direction. In this state, the phases of the output signals of the sensors 13C and 13C are shifted as shown in FIG.

上述の様に本参考例の場合も、上記参考例の第１５例の場合と同様に、上記両センサ１３Ｃ、１３Ｃの出力信号の位相が、上記外輪３とハブ４ａとの間に加わるアキシアル荷重の方向に応じた方向にずれる。又、このアキシアル荷重により上記両センサ１３Ｃ、１３Ｃの出力信号の位相がずれる程度は、このアキシアル荷重が大きくなる程大きくなる。従って本参考例の場合も、上記両センサ１３Ｃ、１３Ｃ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方向及び大きさに基づいて、上記外輪３とハブ４ａとの間に作用しているアキシアル荷重の方向及び大きさを求められる。 As described above, in the case of this reference example as well as the case of the fifteenth example of the reference example, the axial load applied between the outer ring 3 and the hub 4a by the phase of the output signals of both the sensors 13C and 13C. It shifts in the direction according to the direction. Further, the degree to which the phase of the output signals of the sensors 13C and 13C is shifted by this axial load increases as the axial load increases. Therefore, also in the case of this reference example , when there is a phase shift of the output signals of both the sensors 13C and 13C, and there is a shift, it acts between the outer ring 3 and the hub 4a based on the direction and magnitude. The direction and magnitude of the axial load is determined.

尚、何れの実施の形態及び参考例に就いても、センサの検出部の面積（スポット径）は小さい方が好ましい。この理由は、荷重変動に伴う、エンコーダの被検出面の特性変化のパターンの変化を求める為、このパターン変化を高精度で読み取れる様にする為である。又、上記センサの構造は、磁気式、光学式等、特に問わないが、磁気式のものが、低コストで必要とする精度を有するセンサを得易い事から好ましい。又、磁気式のセンサを使用する場合に、パッシブ型、アクティブ型、何れの構造のものも使用可能であるが、上記スポット径を小さくして精度の良い測定を行なえる事、低回転時から測定を行なえる事から、アクティブ型のセンサが、好ましく使用できる。更に、アクティブ型のセンサであれば、検出素子を通過する磁束の密度の変化に対応して出力の切換（ＯＮ・ＯＦＦ）を行なうユニポーラ型を含め、各種構造の磁気センサを使用できる。 In any of the embodiments and reference examples , it is preferable that the area (spot diameter) of the detection portion of the sensor is small. The reason for this is to obtain a pattern change of the characteristic change of the detected surface of the encoder in accordance with the load fluctuation so that the pattern change can be read with high accuracy. The structure of the sensor is not particularly limited, such as a magnetic type or an optical type, but a magnetic type is preferable because it is easy to obtain a sensor having the required accuracy at a low cost. In addition, when using a magnetic sensor, either passive type or active type can be used, but the spot diameter can be reduced and accurate measurement can be performed. Since the measurement can be performed, an active type sensor can be preferably used. Furthermore, if it is an active type sensor, magnetic sensors of various structures can be used including a unipolar type that switches output (ON / OFF) in response to a change in the density of magnetic flux passing through the detection element.

［本発明に関連する参考例の第１７例］
図４０〜４１は、上述した参考例の第１６例と同様の事情に応じて考えた、参考例の第１７例を示している。本参考例の場合には、磁性金属板製のエンコーダ１２Ｃの幅方向中央部に、それぞれが「く」字形であって互いに同じ大きさと形状とを有する多数の透孔３３、３３を、円周方向に亙り等間隔に形成している。これら各透孔３３、３３は、上記エンコーダ１２Ｃの幅方向中央部を境とした、鏡面対称な形状に造られている。即ち、本参考例のエンコーダ１２Ｃは、上述した参考例の第１６例のエンコーダ１２Ｂからリム部３５（図３７〜３９参照）を省略した如き形状を有する。そして、上記各透孔３３、３３を形成した、幅寸法Ｗ33なる部分を、上記エンコーダ１２Ｃの有効範囲としている。 [ Seventeenth Reference Example Related to the Present Invention ]
40 to 41 show a seventeenth example of the reference example considered in accordance with the same situation as the sixteenth example of the reference example described above. In the case of the present reference example , a large number of through holes 33, 33 each having a "<" shape and the same size and shape are arranged at the center in the width direction of the magnetic metal plate encoder 12C. It is formed at equal intervals in the direction. Each of the through holes 33 is formed in a mirror-symmetric shape with the central portion in the width direction of the encoder 12C as a boundary. That is, the encoder 12C of the present reference example has a shape such that the rim portion 35 (see FIGS. 37 to 39) is omitted from the encoder 12B of the sixteenth example of the reference example described above. A portion having the width dimension W 33 in which the through holes 33 are formed is defined as an effective range of the encoder 12C.

この様なエンコーダ１２Ｃの被検出面（例えば外周面）に１対のセンサ１３Ｄ、１３Ｅの検出部を、近接対向させている。これら両センサ１３Ｄ、１３Ｅは、それぞれ、ホール素子等の磁気検知素子３６と永久磁石３７とを組み合わせて成る。この様な両センサ１３Ｄ、１３Ｅは、それぞれの検出部となる磁気検知素子３６を上記エンコーダ１２Ｃの被検出面に対向させた状態で、図示しないホルダを介して、やはり図示しない、静止側軌道輪等の固定部分に支持固定している。この状態で、静止側軌道輪と回転側軌道輪との間にアキシアル荷重が作用せず、これら両軌道輪同士のアキシアル方向に関する位置関係が中立状態である場合に、上記両センサ１３Ｄ、１３Ｅの検出部が、図４１の（Ａ）に示す様に、上記エンコーダ１２Ｃの被検出面の幅方向中央位置、即ち、上記各透孔３３、３３の傾斜方向が変化する境界位置から、この幅方向に同じ距離ａ、ｂ（ａ＝ｂ）だけ離れた位置に対向する。   The detection portions of the pair of sensors 13D and 13E are placed in close proximity to the detection surface (for example, the outer peripheral surface) of the encoder 12C. These sensors 13D and 13E are each composed of a combination of a magnetic detection element 36 such as a Hall element and a permanent magnet 37. Both the sensors 13D and 13E have a stationary bearing ring (not shown) through a holder (not shown) in a state where the magnetic detection element 36 serving as a detection unit faces the detection surface of the encoder 12C. It is supported and fixed to fixed parts such as. In this state, when the axial load does not act between the stationary-side raceway and the rotation-side raceway, and the positional relationship between the two raceways in the axial direction is in a neutral state, the sensors 13D and 13E As shown in FIG. 41 (A), the detecting section starts from the center position in the width direction of the detected surface of the encoder 12C, that is, from the boundary position where the inclination direction of each of the through holes 33 and 33 changes. Are opposite to each other by the same distances a and b (a = b).

尚、上記中立状態での幅方向中央位置からの距離ａ、ｂは、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪とがアキシアル方向に最も変位した状態での変位量ｃよりも大きく（ａ＝ｂ＞ｃ）している。従って、図４１の（Ｂ）に示す様に、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪とがアキシアル方向に最も変位しても、上記両センサ１３Ｄ、１３Ｅの検出部が上記エンコーダ１２Ｃの被検出面の幅方向に関して、上記幅方向中央位置を越えて変位する（検出部が被検出面の幅方向中央位置を跨ぐ）事はない。この為、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪とがアキシアル方向に変位する限り、上記両センサ１３Ｄ、１３Ｅの検出信号同士の位相差を、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪とのアキシアル方向に関する変位量に比例して大きくできる（位相差に基づいて変位量を求める際のゲインを大きくできる）。   Note that the distances a and b from the center position in the width direction in the neutral state are larger than the displacement amount c in a state where the stationary side raceway and the rotation side raceway are most displaced in the axial direction (a = b> c). Therefore, as shown in FIG. 41B, even if the stationary side raceway and the rotation side raceway are displaced most in the axial direction, the detection parts of both the sensors 13D and 13E are covered by the encoder 12C. With respect to the width direction of the detection surface, there is no displacement beyond the center position in the width direction (the detection unit straddles the center position in the width direction of the detection surface). For this reason, as long as the stationary side raceway and the rotation side raceway are displaced in the axial direction, the phase difference between the detection signals of the sensors 13D and 13E is determined by the stationary side raceway and the rotation side raceway. Can be increased in proportion to the amount of displacement in the axial direction (the gain when determining the amount of displacement based on the phase difference can be increased).

これに対して、上記幅方向中央位置からの距離ａ、ｂが、上記最も変位した状態での変位量ｃよりも小さいと、図４１の（Ｃ）に示す様に、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪とがアキシアル方向に最も変位した状態で、上記両センサ１３Ｄ、１３Ｅの検出部が上記幅方向中央位置を越えて変位する（検出部が被検出面の幅方向中央位置を跨ぐ）。この結果、位相差に基づいて変位量を求める際のゲインが小さくなる（検出部が被検出面の幅方向中央位置を跨いだ後は、それまで増加していたゲインが減少し始める）だけでなく、異なる変位量に関して同じ位相差が出現する。この結果、この位相差に基づいてこの変位量を正確に求める事が難しくなる。これに対して（前述した参考例の第１５例、第１６例の場合も同様である事は勿論）本参考例の場合には、ａ＝ｂ＞ｃとしている為、上述の様な、変位が大きくなる事に伴うゲインの減少や、異なる変位量に関して同じ位相差が出現する事を防止できる。 On the other hand, when the distances a and b from the central position in the width direction are smaller than the displacement c in the most displaced state, as shown in FIG. In a state where the rotation side raceway is most displaced in the axial direction, the detection parts of the sensors 13D and 13E are displaced beyond the center position in the width direction (the detection part straddles the center position in the width direction of the detection surface). ). As a result, the gain for obtaining the displacement amount based on the phase difference becomes small (after the detection unit straddles the center position in the width direction of the detection surface, the gain that has been increased until then starts to decrease). The same phase difference appears for different displacement amounts. As a result, it becomes difficult to accurately determine the amount of displacement based on this phase difference. In contrast, in the case of the present reference example , a = b> c (of course, the same applies to the fifteenth example and the sixteenth example of the reference example described above). It is possible to prevent the gain from decreasing as the value increases and the same phase difference from appearing for different displacement amounts.

又、上記エンコーダ１２Ｃの円周方向に関する、上記両センサ１３Ｄ、１３Ｅの検出部の位置は、これら両センサ１３Ｄ、１３Ｅの設置スペース上の問題がない限り、一致させる事が好ましい。この理由は、一致させる事により、上記両センサ１３Ｄ、１３Ｅの検出部と上記エンコーダ１２Ｃの被検出面との間の位相を適正に規制する作業が容易になる為である。但し、設置スペースが限られている場合には、図４０に示す様に、上記両センサ１３Ｄ、１３Ｅを上記エンコーダ１２Ｃの円周方向に関して互いにずらせて配置する事もできる。この場合でも、上記中立状態では、上記両センサ１３Ｄ、１３Ｅの検出部の上記各透孔３３、３３に関する位相を、互いに一致させる。言い換えれば、円周方向に関するずれ量Ｌを、これら各透孔３３、３３のピッチＰの整数倍（Ｌ＝ｎ・Ｐ、ｎは自然数）とする。   Further, it is preferable to match the positions of the detection portions of the sensors 13D and 13E with respect to the circumferential direction of the encoder 12C as long as there is no problem in the installation space of the sensors 13D and 13E. The reason for this is that by making them coincide, it is easy to properly regulate the phase between the detection portions of the sensors 13D and 13E and the detected surface of the encoder 12C. However, when the installation space is limited, as shown in FIG. 40, both the sensors 13D and 13E can be shifted from each other in the circumferential direction of the encoder 12C. Even in this case, in the neutral state, the phases related to the through holes 33 and 33 of the detection portions of the sensors 13D and 13E are made to coincide with each other. In other words, the shift amount L in the circumferential direction is an integral multiple of the pitch P of these through holes 33 and 33 (L = n · P, where n is a natural number).

上述の様に構成する本参考例の場合も、前述の参考例の第１６例と同様に、上記両センサ１３Ｄ、１３Ｅの出力信号の位相差に基づいて、前記静止側軌道輪と前記回転側軌道輪とのアキシアル方向に関する変位量を求め、更にこの変位量からアキシアル荷重を求める事ができる。即ち、これら両軌道輪同士の間にアキシアル荷重が作用していない状態では、図４０の（Ａ）及び図４１の（Ａ）に示す様に、上記両センサ１３Ｄ、１３Ｅの検出部が上記エンコーダ１２Ｃの幅方向中央位置からこの幅方向に同じ距離ａ、ｂだけ離れた位置に存在し、上記両センサ１３Ｄ、１３Ｅの出力信号同士の間に位相差は存在しない。これに対して、上記両軌道輪同士の間にアキシアル荷重が作用した状態では、図４０の（Ｂ）及び図４１の（Ｂ）に示す様に、上記両センサ１３Ｄ、１３Ｅの検出部による上記エンコーダ１２Ｃの被検出面の走査位置の、この被検出面の幅方向中央位置からの距離ａ1 、ｂ1 が互いに異なる（ａ1 ≠ｂ1 ）状態となる。この結果、上記両センサ１３Ｄ、１３Ｅの出力信号同士の間に、アキシアル方向の変位量に比例した位相差を生じる。従って、この位相差から、上記参考例の第１６例の場合と同様に、上記アキシアル荷重を求められる。 Also in the case of this reference example configured as described above, the stationary side race wheel and the rotation side are based on the phase difference between the output signals of the sensors 13D and 13E, as in the sixteenth example of the reference example. A displacement amount in the axial direction with respect to the bearing ring can be obtained, and further, an axial load can be obtained from the displacement amount. That is, in the state where no axial load is acting between these two races, as shown in FIGS. 40 (A) and 41 (A), the detectors of the sensors 13D and 13E are the encoders. 12C exists at the same distance a and b in the width direction from the center position in the width direction of 12C, and there is no phase difference between the output signals of the sensors 13D and 13E. On the other hand, in the state where an axial load is applied between the two race rings, as shown in FIG. 40 (B) and FIG. 41 (B), the detection units of the sensors 13D and 13E The distances a 1 and b 1 from the center position in the width direction of the detection surface of the detection surface of the encoder 12C are different (a 1 ≠ b 1 ). As a result, a phase difference proportional to the amount of displacement in the axial direction is generated between the output signals of the sensors 13D and 13E. Accordingly, the axial load can be obtained from this phase difference, as in the case of the sixteenth example of the reference example .

［本発明に関連する参考例の第１８例］
図４２は、本発明に関連する参考例の第１８例を示している。本参考例は、前述の図１６〜１８に示した参考例の第６例に就いて、エンコーダ１２ｇの有効範囲と、センサ１３ｄの検出部との位置関係を示したものである。この様な構造の場合、上記エンコーダ１２ｇの被検出面の有効範囲Ｗ12は、このエンコーダ１２ｇの全幅とほぼ一致する。そして、静止側軌道輪と回転側軌道輪との間にアキシアル荷重が作用せず、これら両軌道輪同士のアキシアル方向に関する位置関係が中立状態である場合に、上記センサ１３ｄの検出部が、図４２の（Ａ）に示す様に、このエンコーダ１２ｇの被検出面の幅方向中央位置に対向する。これに対して、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との間にアキシアル荷重が作用し、これら両軌道輪同士がアキシアル方向にずれると、上記センサ１３ｄの検出部が、図４２の（Ｂ）に鎖線で示す様に、上記エンコーダ１２ｇの被検出面の幅方向中央位置から外れた位置に対向する。この場合でも、上記センサ１３ｄの検出部が上記有効範囲Ｗ12から外れる事はない。 [ Eighteenth example of a reference example related to the present invention ]
FIG. 42 shows an eighteenth example of the reference example related to the present invention . This reference example shows the positional relationship between the effective range of the encoder 12g and the detection unit of the sensor 13d in the sixth example of the reference examples shown in FIGS. For such a structure, the effective range W 12 of the sensed surface of the encoder 12g approximately matches the total width of the encoder 12g. And when an axial load does not act between a stationary-side track ring and a rotation-side track ring and the positional relationship regarding the axial direction of these both track rings is in a neutral state, the detection part of the sensor 13d is shown in FIG. As shown in (A) of 42, it faces the center position in the width direction of the detection surface of the encoder 12g. On the other hand, when an axial load acts between the stationary side raceway and the rotation side raceway and the two raceways deviate in the axial direction, the detection unit of the sensor 13d is shown in FIG. As indicated by a chain line in B), it faces a position deviating from the center position in the width direction of the surface to be detected of the encoder 12g. In this case, the detection portion of the sensor 13d is never out of the above scope W 12.

［本発明に関連する参考例の第１９例］
図４３〜４４は、本発明に関連する参考例の第１９例を示している。本参考例の場合も、例えば前述した各参考例を示す、図１、７、１１、１４、１６、１９、２２、２５、２６、２８〜３２、３６に示す様に、荷重測定装置を組み込む為の転がり軸受ユニットを、車輪支持用転がり軸受ユニットとしている。そして、静止側軌道輪である外輪を、使用状態で懸架装置に支持固定されるものとし、回転側軌道輪を、車輪を支持固定してこの車輪と共に回転するハブとしている。特に、本参考例の場合には、エンコーダ１２Ｄを、回転側軌道輪であるハブと共に回転する部材である、ディスクロータ３８の外周縁部に設けている。 [ Nineteenth Reference Example Related to the Present Invention ]
43 to 44 show a nineteenth example of the reference example related to the present invention . Also in the case of this reference example , for example, load measuring devices are incorporated as shown in FIGS. 1, 7, 11, 14, 16, 19, 22, 25, 26, 28 to 32, 36, which show the above-described reference examples . The rolling bearing unit for this purpose is a wheel bearing rolling bearing unit. The outer ring, which is a stationary side race ring, is supported and fixed to the suspension device in use, and the rotation side race ring is a hub that supports and fixes the wheel and rotates together with the wheel. In particular, in the case of this reference example , the encoder 12D is provided on the outer peripheral edge of the disk rotor 38, which is a member that rotates together with the hub that is the rotating raceway.

周知の様にディスクロータ３８は、前述の図２６に示す様に、ハブ４ｂの外端部外周面に設けたフランジ１０に結合固定して、このハブ４ｂと共に回転する。又、上記ディスクロータ３８はこのハブ４ｂに対し、強固に結合固定される為、これらディスクロータ３８とハブ４ｂとは、同期して（一体的に）変位する。従って、このディスクロータ３８の外周縁部に上記エンコーダ１２Ｄを設け、この外周縁部にセンサ１３Ｆの検出部を対向させれば、上記ハブ４ｂと外輪３ａ（図２６参照）との間に加わるアキシアル荷重を求められる。   As is well known, the disk rotor 38 is coupled and fixed to the flange 10 provided on the outer peripheral surface of the outer end of the hub 4b as shown in FIG. 26, and rotates together with the hub 4b. Further, since the disk rotor 38 is firmly coupled and fixed to the hub 4b, the disk rotor 38 and the hub 4b are displaced synchronously (integrally). Therefore, if the encoder 12D is provided on the outer peripheral edge of the disk rotor 38 and the detection part of the sensor 13F is opposed to the outer peripheral edge, the axial force applied between the hub 4b and the outer ring 3a (see FIG. 26). The load is required.

上記ディスクロータ３８の外周縁部に上記エンコーダ１２Ｄを設ける為の構造は、特に限定しない。鋳鉄等の磁性材製のディスクロータ３８の場合には、外周縁部に直接、図４３の（Ａ）〜（Ｃ）に示す様な凹凸或いは孔（凹孔若しくは径方向の貫通孔）を形成して、上記ディスクロータ３８の外周縁の磁気特性を変化させる事ができる。この場合に、このディスクロータ３８がソリッド型である場合には、このディスクロータ３８の外周面に、上記図４３の（Ａ）〜（Ｃ）に示す様な形状を有する凹凸を形成する。これに対して、このディスク３８がベンチレーテッド型である場合には、このディスクロータ３８に、断面形状が上記図４３の（Ａ）〜（Ｃ）に示す様なものであり、それぞれが径方向に貫通する貫通孔を形成する。一方、上記ディスクロータ３８が、アルミニウム合金、アルミニウムコンポジット製等の非磁性材製である場合には、このディスクロータ３８の外周縁部に、別途磁性材により円環状に形成した、上記エンコーダ１２Ｄを外嵌固定する。この場合でも、上記ディスクロータ３８がソリッド型である場合には、上記エンコーダ１２Ｄの外周面に凹凸を、ベンチレーテッド型である場合には貫通孔を、それぞれ形成する。尚、以上の説明は、上記エンコーダ１２Ｄと上記センサ１３Ｆとの組み合わせが、磁気検知式の場合である。光学式等の場合には、上記ディスクロータ３８が非磁性材製であっても、このディスクロータ３８の外周面に上記凹凸或いは孔を直接形成して、この外周面を被検出面とする事ができる。   The structure for providing the encoder 12D on the outer peripheral edge of the disk rotor 38 is not particularly limited. In the case of a disk rotor 38 made of a magnetic material such as cast iron, irregularities or holes (concave holes or radial through holes) as shown in FIGS. 43A to 43C are formed directly on the outer peripheral edge. Thus, the magnetic characteristics of the outer peripheral edge of the disk rotor 38 can be changed. In this case, when the disk rotor 38 is of a solid type, irregularities having shapes as shown in FIGS. 43A to 43C are formed on the outer peripheral surface of the disk rotor 38. On the other hand, when the disk 38 is a ventilated type, the disk rotor 38 has a cross-sectional shape as shown in FIGS. 43A to 43C, each of which has a diameter. A through hole penetrating in the direction is formed. On the other hand, when the disk rotor 38 is made of a non-magnetic material such as an aluminum alloy or aluminum composite, the encoder 12D, which is separately formed into an annular shape with a magnetic material, is formed on the outer peripheral edge of the disk rotor 38. Fix externally. Even in this case, when the disk rotor 38 is a solid type, an unevenness is formed on the outer peripheral surface of the encoder 12D, and when it is a ventilated type, a through hole is formed. In the above description, the combination of the encoder 12D and the sensor 13F is a magnetic detection type. In the case of an optical type or the like, even if the disk rotor 38 is made of a non-magnetic material, the irregularities or holes are directly formed on the outer peripheral surface of the disk rotor 38, and this outer peripheral surface is used as a detected surface. Can do.

一方、上記センサ１３Ｆに関しては、前記車輪支持用転がり軸受ユニットに加わる荷重に拘らず変位しない部分に支持する。この様な部分としては、懸架装置を構成するナックル３９（図２６参照）や、上記ディスクロータ３８と共にディスクブレーキを構成する制動用部材４０（図４４参照）が考えられる。この制動用部材４０としては、このディスクブレーキが対向ピストン型である場合にはキャリパを、フローティングキャリパ型である場合にはサポートを、それぞれ採用可能である。図示の例の場合には、上記制動用部材４０に上記センサ１３Ｆを、支持腕４１を介して支持している。この様な本参考例の構造によれば、上記車輪支持用転がり軸受ユニットに、上記エンコーダ１２Ｄ及びセンサ１３Ｆを設置する為の空間的余裕がない場合でも、荷重測定装置付転がり軸受ユニットを実現できる。尚、図示の場合とは逆に、ディスクロータ３８のうちで、パッドを押圧する為の円輪状の摩擦板部の内周縁部にエンコーダを設ける事もできる。この場合にはセンサを、車輪支持用転がり軸受ユニットの外輪等の静止部材に設置する。 On the other hand, the sensor 13F is supported on a portion that is not displaced regardless of the load applied to the wheel-supporting rolling bearing unit. As such a part, a knuckle 39 (see FIG. 26) constituting a suspension device and a braking member 40 (see FIG. 44) constituting a disc brake together with the disc rotor 38 can be considered. As the braking member 40, a caliper can be employed when the disc brake is an opposed piston type, and a support can be employed when the disc brake is a floating caliper type. In the case of the illustrated example, the sensor 13 </ b> F is supported on the braking member 40 via a support arm 41. According to the structure of this reference example , the rolling bearing unit with a load measuring device can be realized even when the wheel supporting rolling bearing unit does not have a space for installing the encoder 12D and the sensor 13F. . Contrary to the case shown in the figure, an encoder can be provided on the inner peripheral edge of the annular friction plate for pressing the pad in the disk rotor 38. In this case, the sensor is installed on a stationary member such as an outer ring of a wheel bearing rolling bearing unit.

［本発明に関連する参考例の第２０例］
図４５は、本発明に関連する参考例の第２０例を示している。本参考例の場合も、荷重測定装置を組み込む為の転がり軸受ユニットを、車輪支持用転がり軸受ユニットとしている。そして、静止側軌道輪である外輪３ａを、使用状態で懸架装置に支持固定されるものとし、回転側軌道輪を、車輪を支持固定してこの車輪と共に回転するハブ４ｂとしている。特に、本参考例の場合には、回転側軌道輪と共に回転する部材である、このハブ４ｂに結合固定された等速ジョイント４２の中間部外周面を、被検出面としている。 [ 20th reference example related to the present invention ]
FIG. 45 shows a twentieth example of reference examples related to the present invention . In the case of this reference example , the rolling bearing unit for incorporating the load measuring device is a wheel bearing rolling bearing unit. The outer ring 3a, which is a stationary side race ring, is supported and fixed to the suspension device in use, and the rotation side race ring is a hub 4b that supports and fixes the wheel and rotates together with the wheel. In particular, in the case of the present reference example, the outer peripheral surface of the intermediate portion of the constant velocity joint 42 that is a member that rotates together with the rotation-side raceway and is fixed to the hub 4b is used as the detected surface.

周知の様にこの等速ジョイント４２は、上記ハブ４ｂを回転駆動する為のもので、このハブ４ｂと共に回転する。又、この等速ジョイント４２はこのハブ４ｂに対し、強固に結合固定される為、これら等速ジョイント４２とハブ４ｂとは、同期して（一体的に）変位する。従って、この等速ジョイント４２の外周面にエンコーダ１２Ｅを設け、このエンコーダ１２Ｅの外周面にセンサ１３Ｇ、１３Ｇの検出部を対向させれば、上記ハブ４ｂと外輪３ａとの間に加わるアキシアル荷重を求められる。この為に本参考例の場合には、上記等速ジョイント４２の中間部に円筒状のエンコーダ１２Ｅを外嵌固定している。そして、ナックル３９に支持した上記両センサ１３Ｇ、１３Ｇの検出部を、上記エンコーダ１２Ｅの外周面の２個所位置に近接対向させている。
この様な本参考例の構造によっても、上述した参考例の第１９例の場合と同様に、車輪支持用転がり軸受ユニット側部分に、エンコーダやセンサを装着するスペースを確保できない場合でも、この車輪支持用転がり軸受ユニットに加わる荷重を測定できる構造を実現できる。
尚、本参考例の場合には、上記エンコーダ１２Ｅ部分の温度上昇が限られているので、このエンコーダ１２Ｅとして、磁性材製のものに限らず、永久磁石（磁性体）製のものも使用できる。 As is well known, the constant velocity joint 42 is for rotating the hub 4b, and rotates together with the hub 4b. Since the constant velocity joint 42 is firmly coupled and fixed to the hub 4b, the constant velocity joint 42 and the hub 4b are displaced synchronously (integrally). Therefore, if the encoder 12E is provided on the outer peripheral surface of the constant velocity joint 42 and the detection portions of the sensors 13G and 13G are opposed to the outer peripheral surface of the encoder 12E, the axial load applied between the hub 4b and the outer ring 3a is increased. Desired. For this reason, in the case of the present reference example , a cylindrical encoder 12E is fitted and fixed to the intermediate portion of the constant velocity joint 42. And the detection part of both said sensors 13G and 13G supported by the knuckle 39 is made to adjoin and oppose the two positions of the outer peripheral surface of the said encoder 12E.
Even in such a structure of this reference example , even in the case where the space for mounting the encoder and sensor cannot be secured in the wheel bearing rolling bearing unit side portion, as in the case of the nineteenth example of the reference example described above, this wheel A structure capable of measuring the load applied to the supporting rolling bearing unit can be realized.
In the case of this reference example , since the temperature rise of the encoder 12E is limited, the encoder 12E is not limited to a magnetic material but can be a permanent magnet (magnetic material). .

１、１ａ 車輪支持用転がり軸受ユニット
２ 荷重測定装置
３、３ａ 外輪
４、４ａ、４ｂ ハブ
５、５ａ 転動体
６、６ａ 外輪軌道
７ 取付部
８ ハブ本体
９ 内輪
１０ フランジ
１１、１１ａ 内輪軌道
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ、１２ｇ、１２ｈ、１２ｉ、１２ｊ、１２ｋ、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ、１２Ｅ エンコーダ
１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、１３ｆ、１３ｇ、１３ｈ、１３ｉ、１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄ、１３Ｅ、１３Ｆ、１３Ｇ センサ
１４、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ 支持板
１５、１５ａ、１５ｂ エンコーダ本体
１６ 円輪部
１７ 円筒部
１８、１８ａ カバー
１９ 底板部
２０、２０ａ 取付孔
２１、２１ａ、２１ｂ 透孔
２２、２２ａ、２２ｂ 間部分
２３ 円輪部
２４ 被検出組み合わせ部
２５ 個性化部分
２６ 円筒部
２７、２７ａ 凸部
２８、２８ａ 凹部
２９ａ、２９ｂ 平行部
３０ａ、３０ｂ 平行部
３１ａ、３１ｂ 非変化部
３２ａ、３２ｂ 非変化部
３３、３３ａ、３３ｂ 透孔
３４ａ、３４ｂ 柱部
３５ リム部
３６ 磁気検知素子
３７ 永久磁石
３８ ディスクロータ
３９ ナックル
４０ 制動用部材
４１ 支持腕
４２ 等速ジョイント DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a Rolling bearing unit for wheel support 2 Load measuring device 3, 3a Outer ring 4, 4a, 4b Hub 5, 5a Rolling element 6, 6a Outer ring raceway 7 Mounting portion 8 Hub body 9 Inner ring 10 Flange 11, 11a Inner ring raceway 12, 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f, 12g, 12h, 12i, 12j, 12k, 12A, 12B, 12C, 12D, 12E Encoder 13, 13a, 13b, 13c, 13d, 13e, 13f, 13g, 13h, 13i, 13A, 13B, 13C, 13D, 13E, 13F, 13G Sensor 14, 14a, 14b, 14c Support plate 15, 15a, 15b Encoder body 16 Ring portion 17 Cylindrical portion 18, 18a Cover 19 Bottom plate portion 20, 20a Mounting Hole 21, 21a, 21b Through hole 22, 22a, 22b Between 23 yen Part 24 detected combination part 25 individualized part 26 cylindrical part 27, 27a convex part 28, 28a concave part 29a, 29b parallel part 30a, 30b parallel part 31a, 31b unchanged part 32a, 32b unchanged part 33, 33a, 33b transparent Hole 34a, 34b Column 35 Rim 36 Magnetic sensing element 37 Permanent magnet 38 Disc rotor 39 Knuckle 40 Braking member 41 Support arm 42 Constant velocity joint

Claims (26)

転がり軸受ユニットと荷重測定装置とを備え、
このうちの転がり軸受ユニットは、使用状態でも回転しない静止側軌道輪と、使用状態で回転する回転側軌道輪と、これら静止側軌道輪と回転側軌道輪との互いに対向する周面に存在する静止側軌道と回転側軌道との間に設けられた複数個の転動体とを備えたものであり、
上記荷重測定装置は、上記回転側軌道輪若しくはこの回転側軌道輪に結合固定されてこの回転側軌道輪と共に回転する部材の一部にこの回転側軌道輪若しくはこの回転側軌道輪と共に回転する部材と同心に支持された、被検出面の特性を円周方向に関して交互に変化させたエンコーダと、その検出部をこの被検出面に対向させた状態で回転しない部分に支持され、この被検出面の特性変化に対応してその出力信号を変化させるセンサと、このセンサの出力信号に基づいて上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との間に作用する荷重を算出する演算器とを備えたものであり、
上記被検出面の特性が円周方向に関して変化するピッチ若しくは位相は、検出すべき荷重の作用方向に応じて連続的に変化しており、
上記演算器は、上記センサの出力信号が変化するパターンに基づいて上記荷重を算出する機能を有するものである
荷重測定装置付転がり軸受ユニット。 A rolling bearing unit and a load measuring device;
Of these, the rolling bearing unit is present on a stationary bearing ring that does not rotate even in use, a rotating bearing ring that rotates in use, and circumferential surfaces of the stationary bearing ring and the rotating bearing ring that face each other. A plurality of rolling elements provided between the stationary side track and the rotating side track,
The load measuring device is a member that is coupled and fixed to the rotation side raceway or the rotation side raceway and is a member that rotates together with the rotation side raceway or the rotation side raceway. The encoder is supported concentrically with the encoder whose characteristics of the surface to be detected are changed alternately with respect to the circumferential direction, and is supported by a portion that does not rotate with its detecting portion facing this surface to be detected. A sensor that changes the output signal in response to a change in the characteristics of the motor, and a calculator that calculates a load acting between the stationary side raceway and the rotation side raceway based on the output signal of the sensor. And
The pitch or phase at which the characteristics of the detected surface change with respect to the circumferential direction is continuously changing according to the direction of action of the load to be detected,
The arithmetic unit has a function of calculating the load based on a pattern in which an output signal of the sensor changes. A rolling bearing unit with a load measuring device. 検出すべき荷重が、静止側軌道輪と回転側軌道輪との間に径方向に作用するラジアル荷重であり、被検出面がエンコーダの軸方向側面であり、この被検出面に、互いに異なる特性を有する第一被検出部と第二被検出部とが円周方向に関して交互に且つ等間隔で配置されており、これら両被検出部の円周方向に関する幅のうち、第一被検出部の幅は径方向外側程広く、第二被検出部の幅は径方向内側程広い、請求項１に記載した荷重測定装置付転がり軸受ユニット。   The load to be detected is a radial load acting in the radial direction between the stationary side raceway and the rotary side raceway. The detected surface is the axial side surface of the encoder, and the detected surface has different characteristics from each other. The first to-be-detected parts and the second to-be-detected parts are alternately arranged at equal intervals in the circumferential direction, and the width of the first to-be-detected parts is the width of the both to-be-detected parts in the circumferential direction. The rolling bearing unit with a load measuring device according to claim 1, wherein the width is wider toward the outer side in the radial direction, and the width of the second detected portion is wider toward the inner side in the radial direction. 検出すべき荷重が、静止側軌道輪と回転側軌道輪との間に径方向に作用するラジアル荷重であり、被検出面がエンコーダの軸方向側面であり、この被検出面に、互いに異なる特性を有する第一被検出部と第二被検出部とが円周方向に関して交互に且つ等間隔で配置されており、これら第一、第二両被検出部の境界が、上記エンコーダの直径方向に対し傾斜すると共に、この境界の直径方向に対する傾斜方向が、このエンコーダの直径方向中間部を境に互いに逆方向であり、この直径方向中間部を挟んでこのエンコーダの直径方向に離隔した位置に設置された１対のセンサの検出部が、このエンコーダの被検出面に対向している、請求項１に記載した荷重測定装置付転がり軸受ユニット。   The load to be detected is a radial load acting in the radial direction between the stationary side raceway and the rotary side raceway. The detected surface is the axial side surface of the encoder, and the detected surface has different characteristics from each other. The first detected part and the second detected part having the above are arranged alternately and at equal intervals in the circumferential direction, and the boundary between the first and second detected parts is in the diameter direction of the encoder. The tilt direction with respect to the diametrical direction of the boundary is opposite to the diametrical intermediate part of the encoder, and the diametrical direction is set apart from the diametrical direction of the encoder across the diametrical intermediate part. The rolling bearing unit with a load measuring device according to claim 1, wherein the detection portions of the pair of sensors that are opposed to the detection surface of the encoder. エンコーダが永久磁石製であって、第一被検出部と第二被検出部とのうちの一方の被検出部がＮ極であり、他方の被検出部がＳ極である、請求項２〜３の何れかに記載した荷重測定装置付転がり軸受ユニット。   The encoder is made of a permanent magnet, and one of the first detected part and the second detected part has an N pole, and the other detected part has an S pole. A rolling bearing unit with a load measuring device according to any one of 3 above. 第一被検出部と第二被検出部とのうちの一方の被検出部が透孔若しくは凹孔であり、他方の被検出部が円周方向に隣り合う透孔若しくは凹孔同士の間に存在する間部分である、請求項２〜３の何れかに記載した荷重測定装置付転がり軸受ユニット。   One of the first detected part and the second detected part is a through hole or a concave hole, and the other detected part is between the adjacent through holes or concave holes in the circumferential direction. The rolling bearing unit with a load measuring device according to any one of claims 2 to 3, wherein the rolling bearing unit is a portion that exists. 第一被検出部と第二被検出部とのうちの一方の被検出部が凸部であり、他方の被検出部が円周方向に隣り合う凸部同士の間に存在する凹部である、請求項２〜３の何れかに記載した荷重測定装置付転がり軸受ユニット。   One of the first detected part and the second detected part is a convex part, and the other detected part is a concave part existing between the convex parts adjacent in the circumferential direction. A rolling bearing unit with a load measuring device according to any one of claims 2 to 3. エンコーダが磁性材製で、センサがこのエンコーダの被検出面の磁気特性の変化に対応して出力信号を変化させるものであり、このエンコーダの径方向両端部に、第一、第二両被検出部同士の回転方向に関するピッチが径方向に関して変化しない非変化部が存在する、請求項５〜６の何れかに記載した荷重測定装置付転がり軸受ユニット。   The encoder is made of a magnetic material, and the sensor changes the output signal in response to the change in the magnetic characteristics of the detection surface of the encoder. The rolling bearing unit with a load measuring device according to any one of claims 5 to 6, wherein a non-change portion in which a pitch in a rotation direction between the portions does not change in a radial direction exists. 検出すべき荷重が、静止側軌道輪と回転側軌道輪との間に径方向に作用するラジアル荷重であり、被検出面がエンコーダの軸方向側面であり、この被検出面に、それぞれが他の部分とは特性が異なる１対の個性化部分より成る複数の被検出用組み合わせ部を、円周方向に亙り等間隔で配置しており、これら各被検出用組み合わせ部を構成する１対ずつの個性化部分同士の円周方向に関する間隔は、総ての被検出用組み合わせ部で径方向に関して同じ方向に連続的に変化している、請求項１に記載した荷重測定装置付転がり軸受ユニット。   The load to be detected is a radial load acting in the radial direction between the stationary side raceway and the rotary side raceway, and the detected surface is the axial side surface of the encoder. A plurality of combination parts to be detected consisting of a pair of individualized parts having different characteristics from those of the parts are arranged at equal intervals in the circumferential direction, and one pair constituting each of these combination parts for detection 2. The rolling bearing unit with a load measuring device according to claim 1, wherein the intervals between the individualized portions in the circumferential direction continuously change in the same direction with respect to the radial direction in all the combination portions to be detected. 検出すべき荷重が、静止側軌道輪と回転側軌道輪との間に軸方向に作用するアキシアル荷重であり、被検出面がエンコーダの周面であり、この被検出面に、互いに異なる特性を有する第一被検出部と第二被検出部とが円周方向に関して交互に且つ等間隔で配置されており、これら両被検出部の円周方向に関する幅のうち、第一被検出部の幅は軸方向一端側程広く、第二被検出部の幅は軸方向他端側程広い、請求項１に記載した荷重測定装置付転がり軸受ユニット。   The load to be detected is an axial load acting in the axial direction between the stationary side raceway and the rotary side raceway, and the detected surface is the peripheral surface of the encoder, and the detected surface has different characteristics from each other. The first detected portion and the second detected portion are alternately arranged at equal intervals in the circumferential direction, and the width of the first detected portion is the width of the detected portions in the circumferential direction. The rolling bearing unit with a load measuring device according to claim 1, wherein is wider toward one end in the axial direction, and the width of the second detected portion is wider toward the other end in the axial direction. 検出すべき荷重が、静止側軌道輪と回転側軌道輪との間に軸方向に作用するアキシアル荷重であり、被検出面がエンコーダの周面であり、この被検出面に、互いに異なる特性を有する第一被検出部と第二被検出部とが円周方向に関して交互に且つ等間隔で配置されており、これら第一、第二両被検出部の境界が、上記エンコーダの軸方向に対し傾斜すると共に、この境界の軸方向に対する傾斜方向が、このエンコーダの軸方向中間部を境に互いに逆方向であり、この軸方向中間部を挟んでこのエンコーダの軸方向に離隔した位置に設置された１対のセンサが、このエンコーダの被検出面に対向している、請求項１に記載した荷重測定装置付転がり軸受ユニット。   The load to be detected is an axial load acting in the axial direction between the stationary side raceway and the rotary side raceway, and the detected surface is the peripheral surface of the encoder, and the detected surface has different characteristics from each other. The first to-be-detected parts and the second to-be-detected parts are alternately arranged at equal intervals in the circumferential direction, and the boundary between these first and second to-be-detected parts is relative to the axial direction of the encoder. In addition to the inclination, the inclination direction of the boundary with respect to the axial direction is opposite to the axial direction intermediate part of the encoder, and the boundary is installed at a position separated in the axial direction of the encoder with the axial intermediate part interposed therebetween. The rolling bearing unit with a load measuring device according to claim 1, wherein a pair of sensors are opposed to a detection surface of the encoder. エンコーダが永久磁石製であって、第一被検出部がＮ極であり、第二被検出部がＳ極である、請求項９〜１０の何れかに記載した荷重測定装置付転がり軸受ユニット。   The rolling bearing unit with a load measuring device according to any one of claims 9 to 10, wherein the encoder is made of a permanent magnet, the first detected portion is an N pole, and the second detected portion is an S pole. 第一被検出部が透孔若しくは凹孔であり、第二被検出部が円周方向に隣り合う透孔若しくは凹孔同士の間に存在する間部分である、請求項９〜１０の何れかに記載した荷重測定装置付転がり軸受ユニット。   The first detected part is a through hole or a concave hole, and the second detected part is a portion between the through holes or concave holes adjacent to each other in the circumferential direction. Rolling bearing unit with load measuring device described in 1. 第一被検出部が凸部であり、第二被検出部が円周方向に隣り合う凸部同士の間に存在する凹部である、請求項９〜１０の何れかに記載した荷重測定装置付転がり軸受ユニット。   With a load measuring device according to any one of claims 9 to 10, wherein the first detected part is a convex part, and the second detected part is a concave part existing between convex parts adjacent in the circumferential direction. Rolling bearing unit. エンコーダが磁性材製で、センサがこのエンコーダの被検出面の磁気特性の変化に対応して出力信号を変化させるものであり、このエンコーダの軸方向両端部に、第一、第二両被検出部同士の回転方向に関するピッチが軸方向に関して変化しない平行部が存在する、請求項１２〜１３の何れかに記載した荷重測定装置付転がり軸受ユニット。   The encoder is made of a magnetic material, and the sensor changes the output signal in response to the change in the magnetic characteristics of the detection surface of the encoder. The rolling bearing unit with a load measuring device according to any one of claims 12 to 13, wherein there is a parallel portion in which a pitch in a rotation direction between the portions does not change in an axial direction. 検出すべき荷重が、静止側軌道輪と回転側軌道輪との間に軸方向に作用するアキシアル荷重であり、被検出面がエンコーダの周面であり、この被検出面に、それぞれが他の部分とは特性が異なる１対の個性化部分より成る複数の被検出用組み合わせ部を、円周方向に亙り等間隔で配置しており、これら各被検出用組み合わせ部を構成する１対ずつの個性化部分同士の円周方向に関する間隔は、総ての被検出用組み合わせ部で軸方向に関して同じ方向に連続的に変化している、請求項１に記載した荷重測定装置付転がり軸受ユニット。   The load to be detected is an axial load acting in the axial direction between the stationary-side raceway and the rotary-side raceway. The detected surface is the peripheral surface of the encoder. A plurality of combination parts for detection composed of a pair of individualized parts having different characteristics from the parts are arranged at equal intervals in the circumferential direction, and each pair constituting the combination parts for detection is arranged. The rolling bearing unit with a load measuring device according to claim 1, wherein the intervals in the circumferential direction between the individualized portions continuously change in the same direction with respect to the axial direction in all of the detected combination portions. エンコーダの被検出面のうちで円周方向に異なる３個所以上位置に、それぞれセンサの検出部を対向させており、演算器は、これら各センサの出力信号を比較する事で、静止側軌道輪と回転側軌道輪との間に加わるモーメント荷重を算出する機能を有する、請求項１〜１５の何れかに記載した荷重測定装置付転がり軸受ユニット。   Sensor detection units are made to face each other at three or more positions that differ in the circumferential direction on the detected surface of the encoder, and the computing unit compares the output signals of these sensors so that the stationary-side track ring The rolling bearing unit with a load measuring device according to any one of claims 1 to 15, which has a function of calculating a moment load applied between the rotary bearing ring and the rotating side bearing ring. エンコーダの被検出面がこのエンコーダの周面であり、各センサの検出部がこのエンコーダの周面の円周方向等間隔位置に対向している、請求項１６に記載した荷重測定装置付転がり軸受ユニット。   The rolling bearing with a load measuring device according to claim 16, wherein the detected surface of the encoder is the peripheral surface of the encoder, and the detecting portions of the sensors are opposed to circumferentially equidistant positions on the peripheral surface of the encoder. unit. エンコーダの被検出面がこのエンコーダの軸方向側面であり、各センサの検出部がこのエンコーダの軸方向側面の円周方向等間隔位置に対向している、請求項１６に記載した荷重測定装置付転がり軸受ユニット。   The load measuring device according to claim 16, wherein the detected surface of the encoder is an axial side surface of the encoder, and the detection portions of the sensors are opposed to circumferentially equidistant positions on the axial side surface of the encoder. Rolling bearing unit. 転がり軸受ユニットが車輪支持用転がり軸受ユニットであり、使用状態で、静止側軌道輪が懸架装置に支持固定され、回転側軌道輪が車輪を支持固定してこの車輪と共に回転する、請求項１〜１８の何れかに記載した荷重測定装置付転がり軸受ユニット。   The rolling bearing unit is a wheel bearing rolling bearing unit, and in use, the stationary side bearing ring is supported and fixed to the suspension device, and the rotating side bearing ring supports and fixes the wheel and rotates together with the wheel. A rolling bearing unit with a load measuring device according to any one of 18. 転がり軸受ユニットが工作機械の主軸をハウジングに回転自在に支持する為のものであり、使用状態で、静止側軌道輪である外輪がこのハウジング若しくはこのハウジングに固定された部分に内嵌固定され、回転側軌道輪である内輪が上記主軸若しくはこの主軸と共に回転する部分に外嵌固定される、請求項１〜１８の何れかに記載した荷重測定装置付転がり軸受ユニット。   The rolling bearing unit is for rotatably supporting the spindle of the machine tool on the housing, and in use, the outer ring which is a stationary side race ring is fitted and fixed to the housing or a part fixed to the housing. The rolling bearing unit with a load measuring device according to any one of claims 1 to 18, wherein an inner ring which is a rotation side raceway ring is fitted and fixed to the main shaft or a portion rotating with the main shaft. 転がり軸受ユニットが車輪支持用転がり軸受ユニットであって、使用状態で、静止側軌道輪である外輪が懸架装置に支持固定され、回転側軌道輪であるハブが車輪を支持固定してこの車輪と共に回転するものであり、上記外輪の内周面に存在する、それぞれが静止側軌道である複列の外輪軌道と、上記ハブの外周面に存在する、それぞれが回転側軌道である複列の内輪軌道との間に転動体が、各列毎に複数個ずつ設けられており、上記ハブの軸方向外端部に車輪を支持固定する為のフランジが設けられ、被検出面である外周面に凹部と凸部とを交互に配置したエンコーダが上記ハブの軸方向内端部又は上記複列の内輪軌道の間部分に固定されており、検出すべき荷重が、上記外輪と上記ハブとの間に軸方向に作用するアキシアル荷重であり、上記エンコーダの外周面に存在する被検出面のうちの上部にセンサの検出部を、径方向に対向させており、上記エンコーダの被検出面に形成された凹凸のうちの凹部の円周方向に関する幅が、軸方向内端側で広く同じく外端側で狭い、請求項１に記載した荷重測定装置付転がり軸受ユニット。   The rolling bearing unit is a rolling bearing unit for supporting wheels, and in use, the outer ring, which is a stationary side bearing ring, is supported and fixed to the suspension device, and the hub, which is a rotating side bearing ring, supports and fixes the wheel together with this wheel. A double row outer ring raceway that exists on the inner peripheral surface of the outer ring and that is a stationary side raceway and a double row inner ring race that exists on the outer peripheral surface of the hub and that is a rotary side raceway. A plurality of rolling elements are provided for each row between the track and a flange for supporting and fixing the wheel at the axially outer end of the hub. Encoders in which concave and convex portions are alternately arranged are fixed to the inner end of the hub in the axial direction or between the double row inner ring raceways, and the load to be detected is between the outer ring and the hub. Is an axial load acting in the axial direction, The detection portion of the sensor is opposed to the upper portion of the detected surface existing on the outer peripheral surface of the encoder in the radial direction, and the circumferential direction of the concave portion of the unevenness formed on the detected surface of the encoder The rolling bearing unit with a load measuring device according to claim 1, wherein the width is wide on the inner end side in the axial direction and also narrow on the outer end side. 転がり軸受ユニットが車輪支持用転がり軸受ユニットであって、使用状態で、静止側軌道輪である外輪が懸架装置に支持固定され、回転側軌道輪であるハブが車輪を支持固定してこの車輪と共に回転するものであり、上記外輪の内周面に存在する、それぞれが静止側軌道である複列の外輪軌道と、上記ハブの外周面に存在する、それぞれが回転側軌道である複列の内輪軌道との間に転動体が、各列毎に複数個ずつ設けられており、上記ハブの軸方向外端部に車輪を支持固定する為のフランジが設けられ、被検出面である外周面に凹部と凸部とを交互に配置したエンコーダが上記ハブの軸方向内端部又は上記複列の内輪軌道の間部分に固定されており、検出すべき荷重が、上記外輪と上記ハブとの間に軸方向に作用するアキシアル荷重であり、上記エンコーダの外周面に存在する被検出面のうちの下部にセンサの検出部を、径方向に対向させており、上記エンコーダの被検出面に形成された凹凸のうちの凹部の円周方向に関する幅が、軸方向外端側で広く同じく内端側で狭い、請求項１に記載した荷重測定装置付転がり軸受ユニット。   The rolling bearing unit is a rolling bearing unit for supporting wheels, and in use, the outer ring, which is a stationary side bearing ring, is supported and fixed to the suspension device, and the hub, which is a rotating side bearing ring, supports and fixes the wheel together with this wheel. A double row outer ring raceway that exists on the inner peripheral surface of the outer ring and that is a stationary side raceway and a double row inner ring race that exists on the outer peripheral surface of the hub and that is a rotary side raceway. A plurality of rolling elements are provided for each row between the track and a flange for supporting and fixing the wheel at the axially outer end of the hub. Encoders in which concave and convex portions are alternately arranged are fixed to the inner end of the hub in the axial direction or between the double row inner ring raceways, and the load to be detected is between the outer ring and the hub. Is an axial load acting in the axial direction, The detection portion of the sensor is opposed to the lower portion of the detected surface existing on the outer peripheral surface of the encoder in the radial direction, and the circumferential direction of the concave portion of the unevenness formed on the detected surface of the encoder The rolling bearing unit with a load measuring device according to claim 1, wherein the width is wide on the outer end side in the axial direction and also narrow on the inner end side. 転がり軸受ユニットが車輪支持用転がり軸受ユニットであって、使用状態で、静止側軌道輪である外輪が懸架装置に支持固定され、回転側軌道輪であるハブが車輪を支持固定してこの車輪と共に回転するものであり、上記外輪の内周面に存在する、それぞれが静止側軌道である複列の外輪軌道と、上記ハブの外周面に存在する、それぞれが回転側軌道である複列の内輪軌道との間に転動体が、各列毎に複数個ずつ設けられており、上記ハブの軸方向外端部に車輪を支持固定する為のフランジが設けられ、被検出面である軸方向内側面に凹部と凸部とを交互に配置したエンコーダが上記ハブの軸方向内端部に固定されており、検出すべき荷重が、上記外輪とこのハブとの間に軸方向に作用するアキシアル荷重であり、上記エンコーダの軸方向内側面に存在する被検出面のうちの上部にセンサの検出部を、軸方向に対向させており、上記エンコーダの被検出面に形成された凹凸のうちの凹部の円周方向に関する幅が、径方向外端側で広く同じく内端側で狭い、請求項１に記載した荷重測定装置付転がり軸受ユニット。   The rolling bearing unit is a rolling bearing unit for supporting wheels, and in use, the outer ring, which is a stationary side bearing ring, is supported and fixed to the suspension device, and the hub, which is a rotating side bearing ring, supports and fixes the wheel together with this wheel. A double row outer ring raceway that exists on the inner peripheral surface of the outer ring and that is a stationary side raceway and a double row inner ring race that exists on the outer peripheral surface of the hub and that is a rotary side raceway. A plurality of rolling elements are provided for each row between the track and a flange for supporting and fixing the wheel at the outer axial end of the hub. An axial load, in which the encoder with alternating concave and convex portions on the side is fixed to the inner end of the hub in the axial direction, and the load to be detected acts between the outer ring and the hub in the axial direction. In the axial direction of the encoder The detection part of the sensor is opposed to the upper part of the detected surface existing on the surface in the axial direction, and the width in the circumferential direction of the concave portion of the unevenness formed on the detected surface of the encoder is a diameter. The rolling bearing unit with a load measuring device according to claim 1, which is wide at the outer end side in the direction and narrow at the inner end side. 転がり軸受ユニットが車輪支持用転がり軸受ユニットであって、使用状態で、静止側軌道輪である外輪が懸架装置に支持固定され、回転側軌道輪であるハブが車輪を支持固定してこの車輪と共に回転するものであり、上記外輪の内周面に存在する、それぞれが静止側軌道である複列の外輪軌道と、上記ハブの外周面に存在する、それぞれが回転側軌道である複列の内輪軌道との間に転動体が、各列毎に複数個ずつ設けられており、上記ハブの軸方向外端部に車輪を支持固定する為のフランジが設けられ、被検出面である軸方向内側面に凹部と凸部とを交互に配置したエンコーダが上記ハブの軸方向内端部に固定されており、検出すべき荷重が、上記外輪とこのハブとの間に軸方向に作用するアキシアル荷重であり、上記エンコーダの軸方向内側面に存在する被検出面のうちの下部にセンサの検出部を、軸方向に対向させており、上記エンコーダの被検出面に形成された凹凸のうちの凹部の円周方向に関する幅が、径方向内端側で広く同じく外端側で狭い、請求項１に記載した荷重測定装置付転がり軸受ユニット。   The rolling bearing unit is a rolling bearing unit for supporting wheels, and in use, the outer ring, which is a stationary side bearing ring, is supported and fixed to the suspension device, and the hub, which is a rotating side bearing ring, supports and fixes the wheel together with this wheel. A double row outer ring raceway that exists on the inner peripheral surface of the outer ring and that is a stationary side raceway and a double row inner ring race that exists on the outer peripheral surface of the hub and that is a rotary side raceway. A plurality of rolling elements are provided for each row between the track and a flange for supporting and fixing the wheel at the outer axial end of the hub. An axial load, in which the encoder with alternating concave and convex portions on the side is fixed to the inner end of the hub in the axial direction, and the load to be detected acts between the outer ring and the hub in the axial direction. In the axial direction of the encoder The detection portion of the sensor is opposed to the lower portion of the detected surface existing on the surface in the axial direction, and the width in the circumferential direction of the concave portion of the unevenness formed on the detected surface of the encoder is a diameter. The rolling bearing unit with a load measuring device according to claim 1, wherein the rolling bearing unit is wide on the inner end side in the direction and narrow on the outer end side. 転がり軸受ユニットが車輪支持用転がり軸受ユニットであり、使用状態で、静止側軌道輪が懸架装置に支持固定され、回転側軌道輪が、車輪を支持固定してこの車輪と共に回転するハブであって、回転側軌道輪と共に回転する部材が、このハブに結合固定された、ディスクブレーキを構成するディスクロータであり、このディスクロータの外周面を被検出面としている、請求項１に記載した荷重測定装置付転がり軸受ユニット。   The rolling bearing unit is a wheel bearing rolling bearing unit, and in use, the stationary side bearing ring is supported and fixed to the suspension device, and the rotating side bearing ring is a hub that supports and fixes the wheel and rotates together with the wheel. 2. The load measurement according to claim 1, wherein the member that rotates together with the rotation-side raceway is a disk rotor constituting a disk brake coupled and fixed to the hub, and the outer peripheral surface of the disk rotor is a detected surface. Rolling bearing unit with device. 転がり軸受ユニットが車輪支持用転がり軸受ユニットであって、使用状態で、静止側軌道輪である外輪が懸架装置に支持固定され、回転側軌道輪であるハブが車輪を支持固定してこの車輪と共に回転するものであり、回転側軌道輪と共に回転する部材が、ハブに結合固定された等速ジョイントであって、この等速ジョイントの一部外周面を被検出面としている、請求項１に記載した荷重測定装置付転がり軸受ユニット。   The rolling bearing unit is a rolling bearing unit for supporting wheels, and in use, the outer ring, which is a stationary side bearing ring, is supported and fixed to the suspension device, and the hub, which is a rotating side bearing ring, supports and fixes the wheel together with this wheel. The member that rotates and rotates together with the rotation-side raceway is a constant velocity joint that is coupled and fixed to a hub, and a part of an outer peripheral surface of the constant velocity joint is a detected surface. Rolling bearing unit with load measuring device.
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