JP2011203203A - 転がり軸受ユニットの物理量測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外輪１ｂとハブ２ｂとの間に作用するアキシアル荷重を測定する為のエンコーダ４ｃと、センサ６ａ、６ｂを組み込んだセンサユニット１４ｂとのうち、このセンサユニット１４ｂを前記外輪１ｂに直接支持しない構造を対象とする。この様な構造でも、前記エンコーダ４ｃとセンサ６ａ、６ｂとの位置関係を高精度で規制できる構造を実現する。
【解決手段】前記センサユニット１４ｂを構成するセンサホルダ１３ｂに、位置規制面２４を設ける。このセンサホルダ１３ｂのフランジ部２１を、前記外輪１ｂを結合固定したナックル１７ａに結合固定した状態で前記位置規制面２４を、この外輪１ｂの軸方向内端部表面に弾性的に押し付ける。
【選択図】図１

Description

この発明は、例えば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、この車輪に作用する荷重や、この車輪の回転速度等の物理量を測定する為に利用する、転がり軸受ユニットの物理量測定装置の改良に関する。

自動車の走行安定性を確保する為のスタビリティコントロール装置等を適切に制御する為に、車輪（タイヤ）と路面との当接面（接地面）に作用する摩擦力（接地面でのアキシアル荷重、グリップ力）を知る事が効果があると考えられる。このグリップ力は、上記車輪を支持する為の転がり軸受ユニット（ハブユニット）を構成する静止輪と回転輪との間に、モーメント及びアキシアル荷重として加わる。又、これら静止輪と回転輪とは、このモーメント及びアキシアル荷重に基づいて、互いの中心軸を傾斜させる方向に揺動変位すると共に、軸方向に相対変位する。従って、これら揺動変位及び軸方向の相対変位量を測定できれば、前記グリップ力を求める事ができる。尚、このグリップ力は、前記モーメント及びアキシアル荷重として前記静止輪と回転輪との間に加わるが、これらモーメントとアキシアル荷重との間には、比例関係に近い相関関係がある。従って、前記静止輪と回転輪との間に作用する力を、例えばアキシアル荷重として捉えて測定すれば、前記グリップ力を求められる。

この様な目的で、車輪支持用転がり軸受ユニットに加わるアキシアル荷重を測定可能とした、荷重測定装置付転がり軸受ユニットとして、例えば特許文献１に記載された構造のものが知られている。この特許文献１に記載された従来構造の１例に就いて、図４〜６により説明する。使用時にも回転しない静止輪である外輪１の内径側に、使用時に車輪を支持固定した状態でこの車輪と共に回転する回転輪であるハブ２を、それぞれが転動体である複数個の玉３、３を介して、回転自在に支持している。これら各玉３、３には、互いに逆向きの（背面組み合わせ型の）接触角と共に、予圧を付与している。

又、上記ハブ２の内端部には、円筒状のエンコーダ４を、上記ハブ２と同心に支持固定している。又、上記外輪１の内端開口を塞ぐ有底円筒状のカバー５の内側に、１対のセンサ６ａ、６ｂを支持すると共に、これら両センサ６ａ、６ｂの検出部を、上記エンコーダ４の被検出面である外周面に近接対向させている。このうちのエンコーダ４は、磁性金属板製である。被検出面である、このエンコーダ４の外周面の先半部（軸方向内半部）には、透孔７、７と柱部８、８とを、円周方向に関して交互に且つ等間隔で配置している。これら各透孔７、７と各柱部８、８との境界は、上記エンコーダ４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、上記エンコーダ４の軸方向中間部を境に互いに逆方向としている。従って、上記各透孔７、７と上記各柱部８、８とは、軸方向中間部が円周方向に関して最も突出した「く」字形となっている。そして、上記境界の傾斜方向が互いに異なる、上記被検出面の軸方向外半部と軸方向内半部とのうち、軸方向外半部を第一の特性変化部９とし、軸方向内半部を第二の特性変化部１０としている。

又、上記１対のセンサ６ａ、６ｂはそれぞれ、永久磁石と、検出部を構成する磁気検知素子とから成る。これら両センサ６ａ、６ｂは、上記カバー５の内側に支持固定した状態で、一方のセンサ６ａの検出部を上記第一の特性変化部９に、他方のセンサ６ｂの検出部を上記第二の特性変化部１０に、それぞれ近接対向させている。これら両センサ６ａ、６ｂの検出部が上記両特性変化部９、１０に対向する位置は、上記エンコーダ４の円周方向に関して同じ位置としたり、或は、既知の値だけずらせている。又、上記外輪１とハブ２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７、７及び柱部８、８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６ａ、６ｂの検出部同士の間の丁度中央位置に存在する様に、各部材の設置位置を規制している。

上述の様に構成する荷重測定装置付転がり軸受ユニットの場合、上記外輪１とハブ２との間にアキシアル荷重が作用し、これら外輪１とハブ２とがアキシアル方向に相対変位すると、上記両センサ６ａ、６ｂの出力信号が変化する位相がずれる。即ち、上記外輪１とハブ２との間にアキシアル荷重が作用していない、中立状態では、上記両センサ６ａ、６ｂの検出部は、図６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６ａ、６ｂの出力信号の位相は、例えば同図の（Ｃ）に示す様に一致する。

これに対して、上記エンコーダ４を固定したハブ２に、図６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６ａ、６ｂの検出部は、図６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６ａ、６ｂの出力信号の位相は、例えば同図の（Ｂ）に示す様にずれる。更に、上記エンコーダ４を固定したハブ２に、図６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６ａ、６ｂの検出部は、図６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、前述の場合と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６ａ、６ｂの出力信号の位相は、例えば同図の（Ｄ）に示す様にずれる。

上述の様に、特許文献１に記載される等により従来から知られている構造の場合には、上記両センサ６ａ、６ｂの出力信号の位相が、上記外輪１とハブ２との間に加わるアキシアル荷重の作用方向（これら外輪１とハブ２とのアキシアル方向の相対変位の方向）に応じた向きにずれる。又、このアキシアル荷重（相対変位）により上記両センサ６ａ、６ｂの出力信号の位相がずれる程度は、このアキシアル荷重（相対変位）が大きくなる程大きくなる。従って、上記両センサ６ａ、６ｂの出力信号の位相ずれの有無、ずれが存在する場合にはその向き及び大きさに基づいて、上記外輪１とハブ２とのアキシアル方向の相対変位の向き及び大きさ、並びに、これら外輪１とハブ２との間に作用しているアキシアル荷重の作用方向及び大きさを求められる。尚、上記両センサ６ａ、６ｂの出力信号の位相差の、これら両センサ６ａ、６ｂの出力信号の１周期に対する割合（位相差／１周期＝位相差比）に基づいて上記アキシアル方向の相対変位及び荷重を算出する処理は、図示しない演算器により行う。この為、この演算器には、予め理論計算や実験により調べておいた、上記位相差比と上記アキシアル方向の相対変位及び荷重との関係を、計算式やマップ等の型式で組み込んでおく。

尚、前記特許文献１には、外輪１等の静止側軌道輪と、ハブ２等の回転側軌道輪との間に作用するアキシアル荷重を求める為の構造として、単一のセンサの出力信号のデューティ比（高電位継続時間／１周期）から求める構造（例えば特許文献１の図１８により説明されている構造）や、同じくパルス比（１パルス分周期／２パルス分周期）から求める構造（例えば、特許文献１の図１０により説明されている構造）が記載されている。これらデューティ比やパルス比により前記アキシアル荷重を求める構造に就いても、本発明の対象となる。但し、これら各比によりアキシアル荷重を求める構造及び作用は、前記特許文献１に詳しく記載されている。又、本発明の構造の特徴は、後述する様に、センサを保持したセンサホルダを、転がり軸受ユニットの構成部品以外の部分に支持しても、このセンサとエンコーダとの位置関係の精度を確保すべく、前記センサホルダの取付構造を工夫する点にある。そこで、前記デューティ比やパルス比により前記アキシアル荷重を求める為の構造及び作用に就いては、図示並びに説明は省略する。

何れの構造により前記アキシアル荷重を求めるにしても、このアキシアル荷重の測定精度を確保する為には、エンコーダとセンサとの、軸方向に関する位置決め精度を確保する事が必要である。図４に示す様に、１対のセンサ６ａ、６ｂを車輪支持用転がり軸受ユニットの外輪１に対し、カバー５を介して支持する構造であれば、例えば特許文献２に記載された技術を利用する等により、前記位置決め精度を確保する事は容易である。又、エンコーダとセンサとを、何れも車輪支持用転がり軸受ユニットの製造工場で所定の位置関係に組み付ける事ができ、この位置関係がその後ずれ動く事もない為、前記アキシアル荷重の測定精度を確保し易い。これに対して、センサを、ナックルの如き懸架装置の構成部品等、車輪支持用転がり軸受ユニットの構成部品以外の部分に装着する構造を採用した場合には、前記位置決め精度、延いては前記アキシアル荷重の測定精度を確保しにくくなる。この様に、センサを車輪支持用転がり軸受ユニットの構成部品以外の部分に装着する構造の１例として、特願２００９−２１５４６３に開示された先発明に係る構造に就いて、図７により説明する。

エンコーダ４ａをハブ２ａの軸方向内端部（軸方向に関して「内」とは、自動車への組み付け状態で車両の幅方向中央側を言い、図７の右側。反対に、車両の幅方向外側となる、図７の左側を、軸方向に関して「外」と言う。）に支持固定している。前記エンコーダ４ａは、磁性金属板製の芯金１１と、永久磁石製のエンコーダ本体１２とを組み合わせて成る。このうちの芯金１１は、小径円筒部と大径円筒部とを段部により連増させた断面クランク型で、全体を円環状としている。又、前記エンコーダ本体１２は、このうちの大径円筒部の外周面に全周に亙り添着固定した状態で、全体を円筒状に構成している。このエンコーダ本体１２の外周面には、Ｓ極とＮ極とを、円周方向に関して交互に且つ等間隔で配置すると共に、これらＳ極とＮ極との境界の形状を、それぞれ「く」字形状としている。この様なエンコーダ４ａは、前記芯金１１を構成する小径円筒部の軸方向外半部を、前記ハブ２ａの軸方向内端部に締り嵌めで外嵌する事により、このハブ２ａに対し、このハブ２ａと同心に支持固定している。

又、１対のセンサ６ａ、６ｂを、合成樹脂等により造られたセンサホルダ１３の先端部に包埋支持して、センサユニット１４を構成している。車体への組み付け状態で、このセンサユニット１４は、前記両センサ６ａ、６ｂのうちの一方のセンサ６ａの検出部を、前記エンコーダ本体１２の外周面の軸方向片端部である第一特性変化部に、他方のセンサ６ｂの検出部を、同じく軸方向他半部である第二両特性変化部に、それぞれ径方向に近接対向させる。尚、前記エンコーダ本体１２が永久磁石製であるので、前記両センサ６ａ、６ｂには永久磁石は設けていない。又、別のエンコーダ４ｂを、前記ハブ２ａの軸方向内端寄り部分に支持固定している。この別のエンコーダ４ｂは、磁性金属板により断面Ｌ字形で全体を円環状に構成した芯金１５と、この芯金１５を構成する円輪部の軸方向内側面に全周に亙り添着固定した、永久磁石製で円輪状のエンコーダ本体１６とから成る。このエンコーダ本体１６の軸方向内側面には、Ｓ極とＮ極とを、円周方向に関して交互に且つ等間隔に配置している。これらＳ極とＮ極との境界の形状はそれぞれ、前記軸方向内側面の幅方向（径方向）に平行な直線形状としている。この様なエンコーダ４ｂは、前記芯金１５を前記ハブ２ａの軸方向内端寄り部分に締り嵌めで外嵌する事により、このハブ２ａと同心に支持固定している。そして、前記エンコーダ４ｂの軸方向内側面に、別のセンサ６ｃの検出部を対向させている。このセンサ６ｃは、センサホルダ１３ａの先端部に包埋保持された状態で、センサユニット１４ａを構成している。尚、図７の構造は、駆動輪用の構造であり、前記ハブ２ａに等速ジョイントに付属のスプライン軸１８を、軸方向内方から挿通し、更に抑えボルト１９により抜け止めを図っている。

図７には、前記両センサユニット１４、１４ａの具体的な支持構造に就いては記載していないが、ナックル１７等の、懸架装置の構成部品に、直接又は適宜のブラケットを介して支持する事になる。何れにしても、前記両センサユニット１４、１４ａと前記両エンコーダ４ａ、４ｂとの間には、少なくとも、前記ナックル１７等と、このナックル１７等と外輪１ａの外周面に形成した固定側フランジ２０との突き合わせ部と、各玉３、３とが存在する様になる。そして、前記両センサユニット１４、１４ａと前記両エンコーダ４ａ、４ｂとの間に配置された部材及び突き合わせ部の存在により、これら両センサユニット１４、１４ａと前記両エンコーダ４ａ、４ｂとの位置関係の精度が悪化し易い。特に、アキシアル荷重測定の為のセンサユニット１４とエンコーダ４ａとの、軸方向に関する位置関係が僅かでもずれると、前記アキシアル荷重の測定精度が、実用上問題になるほど悪化する可能性がある。尚、回転速度検出用のセンサユニット１４ａとエンコーダ４ｂとの位置関係にしても、精度良く規制される事が好ましいが、アキシアル荷重測定用に比べて厳密さを要求されない為、特別な工夫をしなくても、十分に実用的な装置を実現できる。

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、アキシアル荷重等の、静止側軌道輪部材と回転側軌道輪部材との間の物理量を測定する為のエンコーダとセンサとのうち、センサを前記静止側軌道輪に直接支持しない構造でも、これらエンコーダとセンサとの位置関係を高精度に規制できる構造を実現すべく発明したものである。

本発明の転がり軸受ユニットの物理量測定装置は、転がり軸受ユニットと、エンコーダと、少なくとも１個のセンサとを備える。
このうちの転がり軸受ユニットは、使用時にも回転しない静止側軌道輪と、使用時に回転する回転側軌道輪とを、複数個の転動体を介して相対回転自在に組み合わせて成る。
又、前記エンコーダは、前記回転側軌道輪に支持固定されて、この回転側軌道輪と同心の被検出面を有する。そして、この被検出面の特性を円周方向に関して交互に変化させると共に、円周方向に隣り合って互いに異なる特性部同士の境界を、前記被検出面の幅方向に対し傾斜させている。
又、前記センサを保持したセンサホルダは、このセンサの検出部を前記被検出面に対向させた状態で、使用時にも回転しない、前記静止側軌道輪以外の固定部分に支持固定されている。そして、前記センサは、前記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。
更に、前記センサの出力信号は、前記両軌道輪同士の間の相対変位と、これら両軌道輪同士の間に作用する外力とのうちの、少なくとも一方を測定する為に利用される。

特に、本発明の転がり軸受ユニットの物理量測定装置に於いては、前記センサホルダは、フランジ部と、保持部と、弾性結合部と、位置規制面とを備える。
このうちのフランジ部は、前記固定部分に結合固定される。
又、前記保持部は、前記センサを保持している。
又、前記弾性結合部は、前記フランジ部と前記保持部とを、相対変位を可能に結合している。
更に、前記位置規制面は、前記保持部の一部に設けられて、前記静止側軌道輪の一部表面に突き当てられる。
そして、前記フランジ部を前記固定部分に結合固定した状態で、前記位置規制面を、前記静止側軌道輪の軸方向内端面等、この静止側軌道輪の一部表面に弾性的に押し付けている。

この様な本発明の転がり軸受ユニットの物理量測定装置を実施するのに、具体的には、例えば請求項２に記載した発明の様に、前記センサホルダを、合成樹脂等の、弾性を有する高分子材料製とする。そして、前記フランジ部と前記保持部との間に設けられた、このフランジ部よりも厚さ寸法が小さい括れ部を、前記弾性結合部とする。
又、この様な請求項２に記載した発明を実施する場合に、例えば請求項３に記載した発明の様に、前記弾性変形部となる括れ部の内側に、金属製のばね板の如き、弾性材製の薄板を、フランジ部と保持部とに掛け渡される状態で包埋する。
或は、本発明の転がり軸受ユニットの物理量測定装置を実施するのに、請求項４に記載した発明の様に、互いに別体とされた前記フランジ部と前記保持部とを、金属製のばね板の如き、弾性材製の薄板により結合する。そして、この薄板を前記弾性結合部とする。

上述の様に構成する本発明の転がり軸受ユニットの物理量測定装置によれば、センサを前記静止側軌道輪に直接支持しない構造でも、このセンサと、回転側軌道輪に支持固定したエンコーダとの位置関係を高精度で規制できる。即ち、このセンサを保持したセンサホルダの位置規制面を、静止側軌道輪の一部表面に弾性的に押し付けるので、これらセンサホルダと静止側軌道輪との位置関係を精度良く規制できる。この結果、このセンサホルダに支持されたセンサと前記エンコーダとの位置関係を、このセンサホルダを前記静止側軌道輪に直接支持した場合と同様に、精度良く規制できる。

本発明の実施の形態の第１例を、組み立てた状態で示す要部断面図。 センサホルダを組み付け前の状態を示す要部断面図（Ａ）と、組み付け前のセンサホルダを示す断面図（Ｂ）。 本発明の実施の形態の第２〜３例を示す、図２の（Ｂ）と同様の図で、（Ａ）は第２例を、（Ｂ）は第３例を、それぞれ表している。 従来構造の１例を示す断面図。 エンコーダの一部を径方向から見た図。 アキシアル荷重を求められる理由を説明する為の模式図。 先発明に係る構造を示す断面図。

［実施の形態の第１例］
図１〜２は、請求項１、２に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本例の特徴は、アキシアル荷重測定用のセンサ６ａ、６ｂをセンサホルダ１３ｂに保持して成るセンサユニット１４ｂをナックル１７ａに対し支持固定する構造、即ち、このセンサユニット１４ｂを静止側軌道輪である外輪１ｂに直接支持しなくても、ハブ２ｂの内端部に支持固定したエンコーダ４ｃと、前記センサユニット１４ｂを構成する前記両センサ６ａ、６ｂとの位置関係を高精度で規制できる様にする為の構造にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図７に記載した先発明に係る構造と同様であるから、重複する図示並びに説明は省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分、及び、先に説明しなかった部分を中心に説明する。

本例の転がり軸受ユニットの物理量測定装置を構成する前記センサユニット１４ｂは、前記センサホルダ１３ｂに、前記両センサ６ａ、６ｂを保持固定して成る。又、このセンサホルダ１３ｂは、必要に応じてガラス繊維等の強化材を混入する事により、必要とする強度及び剛性を確保した、弾性及び耐候性を有する合成樹脂を射出成形して成るもので、フランジ部２１と、保持部２２と、弾性結合部２３と、位置規制面２４とを備える。

このうちのフランジ部２１は、前記ナックル１７ａに結合固定されるもので、平板状に形成されている。このフランジ部２１の中央部には、固定用のボルト２５を挿通する為の取付孔２６を、１乃至２個所形成している。この取付孔２６の内周面には金属製で円筒状のカラー２７を、前記センサホルダ１３ｂの射出成形時に包埋支持している。このカラー２７は、このセンサホルダ１３ｂを前記ナックル１７ａに結合固定すべく、前記取付孔２６を挿通し、更にこのナックル１７ａに形成したねじ孔２８に螺合した前記ボルト２５の締め付けに伴って、前記フランジ部２１が過度に押し潰されるのを防止する為に設けている。

又、前記保持部２２に前記両センサ６ａ、６ｂを、前記センサホルダ１３ｂの射出成形時に包埋する事により、保持固定している。これら両センサ６ａ、６ｂ同士のピッチ、並びに、前記位置規制面２４からの距離は、前記センサホルダ１３ｂの射出成形時に、厳密に規制している。
又、前記弾性結合部２３は、前記フランジ部２１と前記保持部２２とを、相対変位を可能に結合している。本例の場合、前記弾性結合部２３を構成する為に、前記フランジ部２１の基端寄り部分の軸方向外側面に凹溝２９を、このフランジ部２１の幅方向（図１〜２の表裏方向）に形成して、前記基端寄り部分を、前記フランジ部２１の残りの部分よりも厚さ寸法が小さい括れ部としている。このフランジ部２１は、この様な弾性変形部２３の存在により、前記保持部２２に対し、前記外輪１ｂの軸方向に弾性的に変位可能である。

更に、前記位置規制面２４を設ける為に、前記保持部２２の軸方向外端部に、軸方向外方に突出した庇部３０を設けている。前記位置規制面２４は、前記保持部２２の軸方向外端面でこの庇部３０よりも内径側部分に存在する軸方向基準面３１と、この庇部３０の内径側側面である、径方向基準面３２とから成る。これら軸方向基準面３１と径方向基準面３２とは、互いに直交している。又、これら各基準面３１、３２の設置位置は、前記両センサ６ａ、６ｂと、前記外輪１ｂの軸方向内端面３３と、この外輪１ｂの軸方向内端部外周面に形成した取付面３５と、前記保持部２２の内径側面３６と、前記ナックル１７ａの軸方向内側面３４と、前記エンコーダ４ｃのうちのエンコーダ本体１２と、前記フランジ部２１との、それぞれの設置位置との関係で、次述する様に、適切に規制している（各距離の表示は、図２参照）。

先ず、前記軸方向基準面３１と前記両エンコーダ６ａ、６ｂの中間位置との軸方向距離Ｌ_１を、前記外輪１ｂの軸方向内端面３３と前記エンコーダ本体１２の外周面の幅方向中央位置（第一、第二の両特性変化部の境界位置）との軸方向距離Ｌ_２に一致（Ｌ_１＝Ｌ_２）させている。
又、前記径方向基準面３２と前記保持部２２の内径側面３６との径方向距離Ｌ_３を、前記取付面３５と前記エンコーダ本体１２の外周面との径方向距離Ｌ_４よりも少しだけ小さく（Ｌ_３＜Ｌ_４）している。
更に、前記軸方向基準面３１と前記フランジ部２１の軸方向外側面との、前記弾性結合部２３の（弾性変形していない）自由状態での軸方向距離Ｌ_５を、前記軸方向内端面３３と前記軸方向内側面３４との軸方向距離Ｌ_６よりも、僅かに大きく（Ｌ_５＞Ｌ_６）している。尚、これら軸方向内端面３３と前記軸方向内側面３４との軸方向距離Ｌ_６とは、前記ナックル１７ａの軸方向外側面を、前記外輪１ｂの外周面の固定側フランジ２０の軸方向内側面に突き当て、更に、これらナックル１７ａと固定側フランジ２０とを、図示しないボルトの締め付けにより結合固定した状態で表す。

上述した様な構造及び寸法を有するセンサユニット１４ｂは、図１に示す様に、前記フランジ部２１の取付孔２６を挿通し、前記ナックル１７ａのねじ孔２８に螺合し更に締め付けた前記ボルト２５により、このナックル１７ａに支持固定する。この状態で、前記位置規制面２４のうちの軸方向基準面３１を前記外輪１ｂの軸方向内端面３３に突き当て、同じく径方向基準面３２を前記外輪１ｂの取付面３５に突き当てる。上述の様に、前記軸方向基準面３１に関する軸方向距離Ｌ_５を、前記軸方向内端面３３に関する軸方向距離Ｌ_６よりも僅かに大きくしている為、前記ボルト２５の締め付けに伴って前記弾性結合部２３が、耐久性の問題が生じない程度だけ弾性変形し、前記軸方向基準面３１を前記軸方向内端面３３に、走行時の振動に伴ってがたつかない程度に強く突き当てる。又、前記径方向基準面３２と前記取付面３５とは、前記ボルト２５が前記カラー２７の内径側で変位できる範囲で前記センサホルダ１３ｂを、前記外輪１ｂの径方向に変位させる事により突き当てる。この様にして、前記軸方向基準面３１を前記軸方向内端面３３に、前記径方向基準面３２を前記取付面３５に、それぞれ突き当てた状態で、前記センサユニット１４ｂが前記外輪１ｂに対し、直接位置決めされた状態となる。

上述の様に本例の転がり軸受ユニットの物理量測定装置の構造によれば、前記両センサ６ａ、６ｂを前記外輪１ｂに対し、前記ナックル１７ａを介して支持する構造でも、これら両センサ６ａ、６ｂと、前記ハブ２ｂに支持固定した前記エンコーダ４ｃのエンコーダ本体１２との位置関係を高精度で規制できる。この結果、前記外輪１ｂと前記ハブ２ｂとの間に作用するアキシアル荷重を、精度良く測定できる。

［実施の形態の第２〜３例］
図３は、請求項３〜４に対応する、本発明の実施の形態の第２〜３例を示している。これら第２〜３例の場合には、センサユニット１４ｃ、１４ｄを構成するセンサホルダ１３ｃ、１３ｄのうち、弾性結合部２３ａ、２３ｂの全部又は一部を、ばね鋼板の如き、弾性材製の弾性薄板３７により構成している。
先ず、図３の（Ａ）に示した第２例の構造では、前記弾性薄板３７を、前記センサホルダ１３ｃを構成するフランジ部２１と保持部２２とに掛け渡される状態で包埋して、前記弾性結合部２３ａとしている。
これに対して、図３の（Ｂ）に示した第３例の構造では、前記センサホルダ１３ｄを構成する、互いに別体とされたフランジ部２１ａと保持部２２ａとを、前記弾性薄板３７により結合して、この弾性薄板３７自体を弾性結合部２３ｂとしている。

この様な第２〜３例の構造によれば、位置規制面２４の軸方向基準面３１を、外輪１ｂの軸方向内端面３３（図１〜２参照）に突き当てる為の弾力の調節の自由度が向上する。
例えば、図３の（Ａ）に示した第２例の構造によれば、前記軸方向基準面３１を前記軸方向内端面３３に突き当てる弾力を大きくできる。
又、図３の（Ｂ）に示した第３例の構造によれば、前記弾性結合部２３ｂの弾性変形量を確保して、前述の図２で説明した、軸方向基準面３１に関する軸方向距離Ｌ_５と軸方向内端面３３に関する軸方向距離Ｌ_６との差（Ｌ_５−Ｌ_６）が多少大きくても、これを吸収できる。
その他の部分の構造及び作用に就いては、前述した実施の形態の第１例の場合と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は省略する。

以上の説明は、本発明を、自動車の車輪支持用の転がり軸受ユニットに適用した場合に就いて行った。但し、本発明は、車輪支持用の構造に限らずに実施できる。例えばマシニングセンタや旋盤等、各種工作機械の主軸等の回転軸を回転自在に支持する為の転がり軸受ユニットに関して、この回転軸の加わるアキシアル荷重を測定する構造に適用する事もできる。又、外輪等の外輪相当部材の内径側で、ハブ等の内輪相当部材が回転する、所謂内輪回転型の構造に限らず、支持軸等の内輪相当部材の周囲で、ハブ等の外輪相当部材が回転する、所謂外輪回転型の構造で実施する事もできる。

１、１ａ、１ｂ 外輪
２、２ａ、２ｂ ハブ
３ 玉
４、４ａ、４ｂ、４ｃ エンコーダ
５ カバー
６ａ、６ｂ、６ｃ センサ
７ 透孔
８ 柱部
９ 第一の特性変化部
１０ 第二の特性変化部
１１ 芯金
１２ エンコーダ本体
１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ センサホルダ
１４、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ センサユニット
１５ 芯金
１６ エンコーダ本体
１７、１７ａ ナックル
１８ スプライン軸
１９ 抑えボルト
２０ 固定側フランジ
２１、２１ａ フランジ部
２２、２２ａ 保持部
２３、２３ａ、２３ｂ 弾性結合部
２４ 位置規制面
２５ ボルト
２６ 取付孔
２７ カラー
２８ ねじ孔
２９ 凹溝
３０ 庇部
３１ 軸方向基準面
３２ 径方向基準面
３３ 軸方向内端面
３４ 軸方向内側面
３５ 取付面
３６ 内径側面
３７ 弾性薄板

特開２００６−３１７４２０号公報 特開２００７−３０９６８３号公報

Claims (4)

1. 転がり軸受ユニットと、エンコーダと、少なくとも１個のセンサとを備え、
   このうちの転がり軸受ユニットは、使用時にも回転しない静止側軌道輪と、使用時に回転する回転側軌道輪とを、複数個の転動体を介して相対回転自在に組み合わせて成るものであり、
   前記エンコーダは、前記回転側軌道輪に支持固定されて、この回転側軌道輪と同心の被検出面を有し、この被検出面の特性を円周方向に関して交互に変化させると共に、円周方向に隣り合って互いに異なる特性部同士の境界を、前記被検出面の幅方向に対し傾斜させたものであり、
   前記センサを保持したセンサホルダは、このセンサの検出部を前記被検出面に対向させた状態で、使用時にも回転しない、前記静止側軌道輪以外の固定部分に支持固定されていて、前記センサは、前記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ものであり、
   前記センサの出力信号は、前記両軌道輪同士の間の相対変位と、これら両軌道輪同士の間に作用する外力とのうちの、少なくとも一方を測定する為に利用されるものである
   転がり軸受ユニットの物理量測定装置に於いて、
   前記センサホルダは、前記固定部分に結合固定されるフランジ部と、前記センサを保持した保持部と、これらフランジ部と保持部とを、相対変位を可能に結合した弾性結合部と、この保持部の一部に設けられて前記静止側軌道輪の一部表面に突き当てられる位置規制面とを備え、前記フランジ部を前記固定部分に結合固定した状態で、この位置規制面を前記静止側軌道輪の一部表面に弾性的に押し付けている事を特徴とする、
   転がり軸受ユニットの物理量測定装置。
2. 前記センサホルダは、弾性を有する高分子材料製であって、フランジ部と保持部との間に設けられた、このフランジ部よりも厚さ寸法が小さい括れ部が弾性結合部である、請求項１に記載した転がり軸受ユニットの物理量測定装置。
3. 弾性変形部となる括れ部の内側に弾性材製の薄板が、フランジ部と保持部とに掛け渡される状態で包埋されている、請求項２に記載した転がり軸受ユニットの物理量測定装置。
4. 互いに別体とされたフランジ部と保持部とが弾性材製の薄板により結合されており、この薄板が弾性結合部である、請求項１に記載した転がり軸受ユニットの物理量測定装置。

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