JP4525423B2 - センサ付き転がり軸受装置 - Google Patents
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Description
本発明は、センサが組み込まれたセンサ付き転がり軸受装置に関する。
転がり軸受装置には、本来的な軸受機能に加えて、その軸受回転時における荷重等の動作データを検知するためのセンサが組み込まれたセンサ付き転がり軸受装置がある（例えば、特許文献１参照。）。具体的にいえば、この従来の軸受装置は自動車用の軸受ハブユニットに適用されたものであり、内輪（回転軌道輪）の取付フランジに歪みゲージを貼り付けて軸受装置に作用する荷重を検知するようになっている。そして、その荷重データが自動車のＥＣＵに送られ、このＥＣＵで実行されるＡＢＳ制御やＴＲＣ制御、ＥＳＣ制御等に当該荷重データが用いられることで自動車の高性能化や安全性の向上等が図られるようになっている。
しかしながら、上記のような従来のセンサ付き転がり軸受装置では、荷重センサとして歪みゲージを用いているので、上記ＡＢＳ制御等に用いられる互いに直交する３軸方向、すなわち自動車の左右方向（軸受軸方向）、前後方向、及び上下方向の各荷重を検知するためには、多数の歪みゲージを軸受装置に設置する必要がある。つまり、歪みゲージは、その歪み方向に合致する一定方向の荷重しか検知することができないため、上記３軸方向の各方向に対し、例えば１方向では＋・−の両方が計測できるため、３軸方向の場合は３つ以上の歪みゲージを設置することが要求されて、多数の歪みゲージを軸受装置に設ける必要がある。また、上記従来の軸受装置では、各歪みゲージを回転軌道輪の取付フランジに設けているので、荷重を精度よく検知するためには、上記取付フランジに変形（歪み）が生じ易いよう当該取付フランジに透孔を形成してこの透孔内の表面に歪みゲージを貼り付けることが求められる。このため、荷重センサの組込作業を簡略化することができないという問題点がある。さらに、この従来の軸受装置では、回転軌道輪側に設けられた歪みゲージから上記ＥＣＵに荷重データを送るために、無線装置やスリップリング等を設ける必要があり、当該軸受装置の構造が複雑になるという問題点も有している。さらに、この従来の軸受装置では、歪みゲージの材質に応じたヒステリシスにより、リニアな特性を得ることが難しく、またブレーキディスクの近くに配置されているためその温度による影響を受け易いため荷重を精度よく検知することは困難であるという問題点がある。
上記のような従来の問題点に鑑み、本発明は、少ない部品点数で互いに直交する３軸方向の各荷重を精度よく検知することができ、これにより構造及びセンサの組込作業を簡略化することができるセンサ付き転がり軸受装置を提供することを目的とする。
本発明は、固定軌道輪及び回転軌道輪と、これらの軌道輪間に転動自在に設けられた転動体とを備えた軸受を有する転がり軸受装置であって、
前記回転軌道輪と一体回転可能に設けられる被検出部材と、
前記固定軌道輪側に設けられるとともに、その検出面が前記被検出部材に設けられた被検出面に対向して配置されており、前記被検出面との間の距離を検出可能なセンサとを備え、
前記被検出部材の被検出面には、前記センサの検出面との間の距離が互いに異なる第１及び第２の被検出部分が周方向に交互に設けられ、かつ、前記第１の被検出部分は径方向の位置に関わらず周方向への寸法が一定であるが、前記第２の被検出部分は径方向の位置によって周方向への寸法が変化するよう構成され、
前記センサの出力信号が入力されるとともに、当該センサが前記第１及び第２の各被検出部分に対向しているときのセンサの出力信号の大きさとその継続時間とに基づいて、前記軸受の軸方向であるＹ軸方向の荷重、このＹ軸方向に直交するＸ軸方向の荷重、及び前記Ｙ軸方向及びＸ軸方向に直交するＺ軸方向の荷重を取得する取得手段を設けたことを特徴とするものである。
前記回転軌道輪と一体回転可能に設けられる被検出部材と、
前記固定軌道輪側に設けられるとともに、その検出面が前記被検出部材に設けられた被検出面に対向して配置されており、前記被検出面との間の距離を検出可能なセンサとを備え、
前記被検出部材の被検出面には、前記センサの検出面との間の距離が互いに異なる第１及び第２の被検出部分が周方向に交互に設けられ、かつ、前記第１の被検出部分は径方向の位置に関わらず周方向への寸法が一定であるが、前記第２の被検出部分は径方向の位置によって周方向への寸法が変化するよう構成され、
前記センサの出力信号が入力されるとともに、当該センサが前記第１及び第２の各被検出部分に対向しているときのセンサの出力信号の大きさとその継続時間とに基づいて、前記軸受の軸方向であるＹ軸方向の荷重、このＹ軸方向に直交するＸ軸方向の荷重、及び前記Ｙ軸方向及びＸ軸方向に直交するＺ軸方向の荷重を取得する取得手段を設けたことを特徴とするものである。
上記のように構成されたセンサ付き転がり軸受装置では、センサの検出面との間の距離が互いに異なる第１及び第２の被検出部分を上記被検出部材の被検出面に設けているので、センサの出力信号を回転軌道輪（軸受）の回転動作に応じて変化させることができる。また、第１の被検出部分の周方向の寸法を径方向の位置に関わらず一定に構成し、かつ、第２の被検出部分の周方向の寸法を径方向の位置によって変化するよう構成するとともに、センサがこれらの第１及び第２の各被検出部分に対向しているときの当該センサの出力信号の大きさとその継続時間とに基づいて、軸受の軸方向であるＹ軸方向の荷重、このＹ軸方向に直交するＸ軸方向の荷重、及び前記Ｙ軸方向及びＸ軸方向に直交するＺ軸方向の荷重を取得する取得手段を設けている。これにより、センサと被検出部材とを例えば上記軸方向であるＹ軸方向で対向して配置した場合に、そのＹ軸方向に荷重が軸受装置に作用すると、その荷重に応じてセンサと第１又は第２の被検出部分との間の距離が変化することから、取得手段は第１又は第２の被検出部分に対向しているときの出力信号の大きさに基づいて、上記Ｙ軸方向の荷重を精度よく取得することができる。
また、センサと被検出部材とが例えばＹ軸方向で対向配置されている場合において、軸受装置に上記Ｚ軸方向及びＸ軸方向の一方の方向に荷重が作用すると、その荷重に応じてセンサが対向する被検出部材の位置が変化して、当該センサが上記第２の被検出部分に対向しているときの時間のみが変化することから、取得手段は第２の被検出部分に対向しているときの出力信号の継続時間に基づいて、上記Ｚ軸方向及びＸ軸方向の一方の方向の荷重を精度よく取得することができる。また、軸受装置に上記Ｚ軸方向及びＸ軸方向の他方の方向に荷重が作用すると、その荷重に応じてセンサが対向する被検出部材の位置が変化して、当該センサが上記第１及び第２の各被検出部分に対向しているときの時間のみが変化することから、取得手段は第１及び第２の被検出部分に対向しているときの出力信号の各継続時間に基づいて、上記Ｚ軸方向及びＸ軸方向の他方の方向の荷重を精度よく取得することができる。また、上記センサが固定軌道輪側に設けられているので、無線装置等を設けることなくセンサの出力信号を取得手段に送出することができる。この結果、上記従来例と異なり、少ない部品点数で互いに直交する３軸方向の荷重を精度よく検知することができる。
また、上記センサ付き転がり軸受装置において、前記第２の被検出部分が、その周方向の寸法が一端から他端に向かう一の方向において所定割合で変化するように構成されていることが好ましい。
この場合、上記センサが第２の被検出部分に対向しているときの時間、すなわちその出力信号の継続時間を上記所定割合に応じて変化させることができ、取得手段はこの第２の被検出部分に対応した継続時間に基づく荷重の取得を容易に行うことができる。
この場合、上記センサが第２の被検出部分に対向しているときの時間、すなわちその出力信号の継続時間を上記所定割合に応じて変化させることができ、取得手段はこの第２の被検出部分に対応した継続時間に基づく荷重の取得を容易に行うことができる。
また、上記センサ付き転がり軸受装置において、前記軸受の軸方向周りには、４個の前記センサが軸中心に対し９０°間隔で配設されてもよい。
この場合、上記取得手段が４個の各センサの出力信号を用いることにより、当該取得手段は上記Ｘ軸方向に対する捻り荷重及びＺ軸方向に対する捻り荷重を取得することができる。また、４個のセンサを軸中心に対し９０°間隔で配設しているので、１個のセンサを用いる場合に比べて、上記３軸方向の各荷重をより精度よく、かつ迅速に検知することができる。
この場合、上記取得手段が４個の各センサの出力信号を用いることにより、当該取得手段は上記Ｘ軸方向に対する捻り荷重及びＺ軸方向に対する捻り荷重を取得することができる。また、４個のセンサを軸中心に対し９０°間隔で配設しているので、１個のセンサを用いる場合に比べて、上記３軸方向の各荷重をより精度よく、かつ迅速に検知することができる。
また、上記センサ付き転がり軸受装置において、前記取得手段が、前記軸受の軸中心に対し互いに１８０°異なる位置に配設された２個の前記センサからの出力信号の比較を行うことにより、前記Ｘ軸方向又は前記Ｚ軸方向に対する捻り荷重の捻れ方向を判別することが好ましい。
この場合、取得手段が上記Ｘ軸方向又はＺ軸方向に対する捻り荷重の捻れ方向を判別しつつ、その捻り荷重の大きさを取得できることから、さらに精度よく軸受装置に作用する荷重を検知することができる。
この場合、取得手段が上記Ｘ軸方向又はＺ軸方向に対する捻り荷重の捻れ方向を判別しつつ、その捻り荷重の大きさを取得できることから、さらに精度よく軸受装置に作用する荷重を検知することができる。
また、上記センサ付き転がり軸受装置において、前記固定軌道輪が、車両の車体側に固定される外輪により構成され、前記回転軌道輪が、前記車両のタイヤを取付可能な内軸部材を含んでもよい。
この場合、タイヤに働いた負荷に応じた荷重が軸受装置に作用することから、取得手段が荷重を取得することによってタイヤに対する負荷も検知することができる。
この場合、タイヤに働いた負荷に応じた荷重が軸受装置に作用することから、取得手段が荷重を取得することによってタイヤに対する負荷も検知することができる。
また、上記センサ付き転がり軸受装置において、前記取得手段が、前記センサの出力信号から得られる、前記第１又は第２の被検出部分の所定時間当たりの検出数に基づいて、前記軸受の回転速度を取得することが好ましい。
この場合、上記軸受の回転速度を検知するためのセンサ等を軸受装置に別途設ける必要がなく、高機能化されたセンサ付き転がり軸受装置を構成することができる。
この場合、上記軸受の回転速度を検知するためのセンサ等を軸受装置に別途設ける必要がなく、高機能化されたセンサ付き転がり軸受装置を構成することができる。
また、上記センサ付き転がり軸受装置において、前記センサが、前記被検出部材の被検出面に向かって所定の磁界を発生するとともに、前記被検出面から戻ってきた磁界に基づいて当該被検出面との間の距離を検出可能な磁気式の変位センサにより構成されてもよい。
この場合、上記被検出部材に軸受装置に用いられている潤滑油が付着したときでも、その潤滑油の影響が（変位）センサの出力信号に現れないことから、取得手段は潤滑油に影響されることなく荷重を取得することができ、軸受装置の使用環境によって荷重検知の精度低下を生じないセンサ付き転がり軸受装置を容易に構成することができる。
この場合、上記被検出部材に軸受装置に用いられている潤滑油が付着したときでも、その潤滑油の影響が（変位）センサの出力信号に現れないことから、取得手段は潤滑油に影響されることなく荷重を取得することができ、軸受装置の使用環境によって荷重検知の精度低下を生じないセンサ付き転がり軸受装置を容易に構成することができる。
本発明によれば、少ない部品点数にて互いに直交する３軸方向の各荷重を精度よく検知することができるので、構造及びセンサの組込作業を簡略化することができるセンサ付き転がり軸受装置を提供することができる。
以下、本発明のセンサ付き転がり軸受装置の好ましい実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明では、本発明を車両の従動輪用ハブユニットに適用した場合を例示して説明する。
［実施の形態１］
図１は、本発明の一実施の形態に係るセンサ付き転がり軸受装置の断面図である。図において、右側は車両インナー側、左側は車両アウター側（車輪側）であり、本実施の形態１のセンサ付き転がり軸受装置１は、転がり軸受装置２と、センサ装置３とによって構成されている。この転がり軸受装置２は、複列アンギュラ玉軸受タイプのものであり、外輪部材４と、内輪部材としての内軸部材（ハブホイール）５及び内輪構成部材６と、複数の玉からなる転動体７、８とを備えている。また、転がり軸受装置２には、転動体７、８をそれぞれ周方向に沿って所定間隔で保持する保持器９、１０と、外輪部材４と内軸部材５との隙間に配置されたシール部材１１とが設けられている。
図１は、本発明の一実施の形態に係るセンサ付き転がり軸受装置の断面図である。図において、右側は車両インナー側、左側は車両アウター側（車輪側）であり、本実施の形態１のセンサ付き転がり軸受装置１は、転がり軸受装置２と、センサ装置３とによって構成されている。この転がり軸受装置２は、複列アンギュラ玉軸受タイプのものであり、外輪部材４と、内輪部材としての内軸部材（ハブホイール）５及び内輪構成部材６と、複数の玉からなる転動体７、８とを備えている。また、転がり軸受装置２には、転動体７、８をそれぞれ周方向に沿って所定間隔で保持する保持器９、１０と、外輪部材４と内軸部材５との隙間に配置されたシール部材１１とが設けられている。
上記外輪部材４は、車体側に固定される固定軌道輪であり、その内周側には、複列の外輪軌道４ａ、４ｂが形成されている。一方、回転軌道輪は、内軸部材５と内輪構成部材６とで構成されており、外輪軌道４ａに対向する内軸部材５の外周面には、内輪軌道５ａが形成されて、上記転動体７が外輪軌道４ａとの間で転動するようになっている。また、外輪軌道４ｂに対向する内輪構成部材６の外周面には、内輪軌道６ａが形成されて、上記転動体８が外輪軌道４ｂとの間で転動するようになっている。
また、外輪部材４には、その車両インナー側に軸方向に延ばされた円筒状部が形成されており、その円筒状部の内周面４ｃには、軸受内部を塞ぐ有底短円筒状のカバー１２が圧入されている。そして、転がり軸受装置２では、カバー１２が内外輪間の環状開口部を車両インナー側から密封して、当該環状開口部を車両アウター側から密封する上記シール部材１１とともに、軸受内部への雨水や異物等の侵入を防いでいる。
また、外輪部材４には、径方向外側に形成されたフランジ部４ｄが形成されており、このフランジ部４ｄに形成されたボルト孔４ｄ１に挿通されるボルト（図示せず）によって、上記車両のサスペンションに含まれるナックル部（図示せず）が当該フランジ部４ｄに固定される。
また、外輪部材４には、径方向外側に形成されたフランジ部４ｄが形成されており、このフランジ部４ｄに形成されたボルト孔４ｄ１に挿通されるボルト（図示せず）によって、上記車両のサスペンションに含まれるナックル部（図示せず）が当該フランジ部４ｄに固定される。
また、内軸部材５は、上記車両のタイヤ（図示せず）を取付可能に構成されている。つまり、この内軸部材５の車両アウター側には、タイヤ取付用のインロー部５ｂ及びフランジ部５ｃが形成されており、このフランジ部５ｃにはタイヤ等を固定するための複数本のハブボルト１７が圧入固定されている。また、内軸部材５の車両インナー側には、段部５ｄが形成されており、この段部５ｄに上記内輪構成部材６が外嵌されている。さらに、この内輪構成部材６は、上記段部５ｄの先端部を径方向外向きに屈曲変形させたかしめ部５ｅによって内軸部材５に固定されている。
また、内輪構成部材６の車両インナー側には、上記センサ装置３に含まれる被検出部材１４が当該内輪構成部材６と一体回転可能に取り付けられている。
また、内輪構成部材６の車両インナー側には、上記センサ装置３に含まれる被検出部材１４が当該内輪構成部材６と一体回転可能に取り付けられている。
上記センサ装置３は、断面Ｌ字状の支持部材１３及びこの支持部材１３に固定されたリング状の上記被検出部材１４と、この被検出部材１４に上記軸受軸方向で対向して配置されるようにカバー１２に固定されて外輪４側に設けられたセンサ１５とを備えている。また、このセンサ装置３は、センサ１５に接続されて当該センサ１５の出力信号が入力される取得手段としての制御装置１６を有し、この制御装置１６が、後に詳述するように、センサ１５の出力信号に基づいて、軸受装置２に作用する荷重及びその軸受の回転速度を検知するようになっている。
上記支持部材１３は、その円筒状部が内輪構成部材６の外周面に外嵌固定されており、当該円筒状部の一端において径方向外方に直角に形成されたリング状部に装着された被検出部材１４とともに、内輪構成部材６と一体的に回転する。
上記支持部材１３は、その円筒状部が内輪構成部材６の外周面に外嵌固定されており、当該円筒状部の一端において径方向外方に直角に形成されたリング状部に装着された被検出部材１４とともに、内輪構成部材６と一体的に回転する。
また、上記被検出部材１４には、図２も参照して、センサ１５の検出面１５ａ（図１）に対向して配置されるリング状の被検出面１４ａと、この被検出面１４ａ上で周方向周りに交互に形成された複数（例えば、１６個）の非開口部１４ｂ及び開口部１４ｃが設けられている。これらの非開口部１４ｂ及び開口部１４ｃは、被検出面１４ａが検出面１５ａに対向して配置されたときに、当該検出面１５ａとの間の距離（空気ギャップ）が互いに異なる第１及び第２の被検出部分をそれぞれ構成している。そして、被検出部材１４が内輪構成部材６と一体に回転したときに、当該内輪構成部材６の回転方向（軸受回転方向）に交互に設けられた非開口部１４ｂ及び開口部１４ｃが検出面１５ａに順次対向し、軸受の回転に対応してセンサ１５の検出結果（出力信号）が変化するようになっている。
また、上記非開口部１４ｂは、被検出面１４ａ上の形状が長方形状にされており、周方向の寸法が均一になっている。一方、開口部１４ｃは、被検出面１４ａ上での形状が扇形状にされており、周方向の寸法が不均一になっている。すなわち、被検出部材１４では、その径方向において、一定の寸法を有するよう構成された非開口部１４ｂと、同じく径方向において、寸法が変化するよう構成された開口部１４ｃとが軸受回転方向で連続的に設けられている。さらに、開口部１４ｃでは、径方向内側から外側に向かう一の方向において、その周方向の寸法が所定割合で増加するように構成されている。そして、この被検出部材１４では、内軸部材５に作用した荷重の変化に応じて、転動体８に撓み（弾性変形）が生じたときに、当該被検出部材１４が支持部材１３を介して取り付けられた上記内輪構成部材６の位置が上記転動体８に生じた弾性変形に応動して変化し、さらにこの内輪構成部材６の位置変化（移動）に伴ってセンサ１５の検出面１５ａに対する非開口部１４ｂ及び開口部１４ｃの位置もまた変化するようになっている。
上記センサ１５は、被検出面１４ａとの間の距離（非開口部１４ｂとの間の距離及び開口部１４ｃとの間の距離）を検出して、その検出した距離に応じた出力信号を出力する。具体的には、このセンサ１５は、例えば磁気式の変位センサにて構成されたものであり、鉄等の磁性材にて構成された被検出部材１４との間に磁界を発生させるとともに、磁界の磁束（密度）の変化を検出する。すなわち、センサ１５は、被検出部材１４の被検出面１４ａ側に向かって（バイアス）磁界を発生する磁界発生部と、被検出面１４ａ側から検出面１５ａに戻ってきた磁束を検出するホール素子等の磁気検出素子を有する磁気検出部とで構成されている（図示せず）。そして、センサ１５では、その磁界発生部から磁界を発生させると、検出面１５ａが非開口部１４ｂに対向している場合と、開口部１４ｃに対向している場合とでは、透磁率の小さい空気のギャップが異なるので、センサ１５の磁気検出部で検出される磁束は、開口部１４ｃに対向している場合に比べて、非開口部１４ｂに対向している場合の方が大きい値となる。こうして、センサ１５の出力信号は、軸受装置２（内軸部材５）の荷重変化の有無に関わらず、対向している非開口部１４ｂ又は開口部１４ｃとの間の距離に応じて変化する。
また、センサ１５は、内軸部材５に作用する荷重が変化していないとき、つまり内輪構成部材６に荷重変化による位置変化が生じていないときには、被検出部材１４の回転動作に伴い、その非開口部１４ｂ及び開口部１４ｃの各部の所定箇所、例えば図２に一点鎖線Ｓにて示すように、上記各部の径方向中央箇所上に設定された所定の円状軌跡に沿ってこれら各部との間の距離を検出するように設定されている。そして、内軸部材５の荷重の変化に伴う位置変化が内輪構成部材６に発生すると、その位置変化に応じて、センサ１５の非開口部１４ｂ及び開口部１４ｃの各部に対向する距離及び／又は箇所が変化し、さらにこの対向箇所の変化によって各部に対向している時間も変化する。これにより、非開口部１４ｂ及び開口部１４ｃに対向しているときのセンサ１５の各出力信号の大きさやその継続時間が、内軸部材５の荷重変化に応じて変わるようになっている（詳細は後述）。
また、上記制御装置１６は、例えばセンサ付き転がり軸受装置１が組み付けられた車両のＥＣＵ（電子制御ユニット）であり、ＣＰＵ等により構成された演算部（図示せず）を備えている。そして、上記演算部がセンサ装置３用のプログラムを実行することにより、当該制御装置１６は上記取得手段として機能する。すなわち、この制御装置１６は、センサ１５の出力信号の大きさや継続時間に基づいて、軸受の軸方向である車両の左右（車幅）方向（図１に両矢印“Ｙ”で示す方向。以下、Ｙ軸方向ともいう）、車両の上下方向（図１に両矢印“Ｚ”で示す方向。以下、Ｚ軸方向ともいう）、及び車両の前後方向（図１において紙面に垂直な方向。以下、Ｘ軸方向ともいう）の互いに直交する３軸方向の各荷重の大きさと向き（荷重の作用方向）を取得する。また、この制御装置１６が取得する荷重には、軸受装置２に外部から作用する車両のタイヤの接地荷重等の外的荷重に対し、軸受装置２の回転動作に伴う転動体７、８の転動動作に応じた転がり荷重が含まれているが、上記転がり荷重は軸受の回転速度に応じてほぼ一定値を取ることからフィルタリングが可能であり、制御装置１６は荷重を取得することによってタイヤに対する負荷（接地荷重）も取得することができる。
また、制御装置１６は、センサ１５の出力信号から得られる、非開口部１４ｂ又は開口部１４ｃの所定時間当たりの検出数に基づいて、上記軸受の回転速度ひいてはタイヤの回転速度を取得するよう構成されており、取得した上記３軸方向の各荷重及び回転速度を車両のＡＢＳ制御やＴＲＣ制御、ＥＳＣ制御等に反映し得るようになっている。
また、制御装置１６は、センサ１５の出力信号から得られる、非開口部１４ｂ又は開口部１４ｃの所定時間当たりの検出数に基づいて、上記軸受の回転速度ひいてはタイヤの回転速度を取得するよう構成されており、取得した上記３軸方向の各荷重及び回転速度を車両のＡＢＳ制御やＴＲＣ制御、ＥＳＣ制御等に反映し得るようになっている。
上記のように構成された本実施の形態１の動作について、図３〜６も参照して具体的に説明する。尚、以下の説明では、制御装置１６が上記３軸方向の荷重を取得する動作について主に説明する。また、説明の簡略化のために、荷重が３軸方向のいずれか一つの方向に作用した場合について順次説明する。
まず、内軸部材５の荷重変化による位置変化が内輪構成部材６に生じていないときには、センサ１５は、軸受回転に伴い図３（ａ）の一点鎖線Ｓ上を走査し、例えば同図左側の開口部１４ｃ、非開口部１４ｂ、及び同図右側の開口部１４ｃの各径方向中央箇所に対向して、それらの各中央箇所との間の距離に応じた出力信号を制御装置１６に出力する。この結果、制御装置１６には、図３（ｂ）に示すように、センサ１５が左右の各開口部１４ｃに対向しているときには電圧ｖ０の出力信号が入力され、当該センサ１５が非開口部１４ｂに対向しているときには上記電圧ｖ０よりも大きな電圧Ｖ０の出力信号が入力される。また、出力信号における上記電圧ｖ０及びＶ０の継続時間ｔ０及びＴ０は、図３の点線にて示すように、センサ１５が各開口部１４ｃ及び非開口部１４ｂにそれぞれ対向している時間で規定される。つまり、これらの継続時間ｔ０、Ｔ０は、上記中央箇所での対応する非開口部１４ｂ及び開口部１４ｃの周方向の寸法に応じた時間となり、図３（ａ）に示すように、非開口部１４ｂの周方向寸法は開口部１４ｃのものに比べて短く構成されていることから、電圧Ｖ０の継続時間Ｔ０は電圧ｖ０の継続時間ｔ０よりも短い値となる。そして、制御装置１６では、非開口部１４ｂ及び開口部１４ｃに対向しているときの出力信号の大きさ及び継続時間と各々予め格納されている基準値との比較を行って、各基準値と同一の値であることを判別すると、制御装置１６は、位置変化が内輪構成部材６に発生していないことを判別して、車両走行等に伴う荷重の変化が内軸部材５、ひいては軸受装置２に生じていないと判断する。
まず、内軸部材５の荷重変化による位置変化が内輪構成部材６に生じていないときには、センサ１５は、軸受回転に伴い図３（ａ）の一点鎖線Ｓ上を走査し、例えば同図左側の開口部１４ｃ、非開口部１４ｂ、及び同図右側の開口部１４ｃの各径方向中央箇所に対向して、それらの各中央箇所との間の距離に応じた出力信号を制御装置１６に出力する。この結果、制御装置１６には、図３（ｂ）に示すように、センサ１５が左右の各開口部１４ｃに対向しているときには電圧ｖ０の出力信号が入力され、当該センサ１５が非開口部１４ｂに対向しているときには上記電圧ｖ０よりも大きな電圧Ｖ０の出力信号が入力される。また、出力信号における上記電圧ｖ０及びＶ０の継続時間ｔ０及びＴ０は、図３の点線にて示すように、センサ１５が各開口部１４ｃ及び非開口部１４ｂにそれぞれ対向している時間で規定される。つまり、これらの継続時間ｔ０、Ｔ０は、上記中央箇所での対応する非開口部１４ｂ及び開口部１４ｃの周方向の寸法に応じた時間となり、図３（ａ）に示すように、非開口部１４ｂの周方向寸法は開口部１４ｃのものに比べて短く構成されていることから、電圧Ｖ０の継続時間Ｔ０は電圧ｖ０の継続時間ｔ０よりも短い値となる。そして、制御装置１６では、非開口部１４ｂ及び開口部１４ｃに対向しているときの出力信号の大きさ及び継続時間と各々予め格納されている基準値との比較を行って、各基準値と同一の値であることを判別すると、制御装置１６は、位置変化が内輪構成部材６に発生していないことを判別して、車両走行等に伴う荷重の変化が内軸部材５、ひいては軸受装置２に生じていないと判断する。
［Ｚ軸方向の荷重の取得］
また、荷重が内軸部材５に対し車両の上下方向上側に作用して、被検出部材１４が内輪構成部材６に生じた位置変化により同上側の方向に平行に動くと、図４（ａ）の一点鎖線Ｓに示すように、センサ１５の対向箇所は被検出部材１４の動きに応じて非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃの径方向中央箇所から下方（径方向内方）側に平行に移動する。このため、センサ１５から制御装置１６に入力される出力信号は、図４（ｂ）に示すものとなる。すなわち、センサ１５と非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃとの間の距離は変化していないため、出力信号の大きさは、図３（ｂ）に示したものと同じ値となり、センサ１５が非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃに対向しているときには電圧Ｖ０、ｖ０の出力信号が制御装置１６にそれぞれ入力される。
また、非開口部１４ｂの周方向寸法は均一な値であるため、センサ１５の非開口部１４ｂとの対向時間、すなわち電圧Ｖ０の継続時間もまた図３（ｂ）と同じＴ０となる。一方、各開口部１４ｃの周方向寸法は径方向内方側に向かって短くなるよう構成されているため、センサ１５の各開口部１４ｃとの対向時間が当該周方向寸法に応じて短くなり、電圧ｖ０の継続時間ｔ１は図３（ｂ）に示した継続時間ｔ０よりも短い時間となる。
また、荷重が内軸部材５に対し車両の上下方向上側に作用して、被検出部材１４が内輪構成部材６に生じた位置変化により同上側の方向に平行に動くと、図４（ａ）の一点鎖線Ｓに示すように、センサ１５の対向箇所は被検出部材１４の動きに応じて非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃの径方向中央箇所から下方（径方向内方）側に平行に移動する。このため、センサ１５から制御装置１６に入力される出力信号は、図４（ｂ）に示すものとなる。すなわち、センサ１５と非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃとの間の距離は変化していないため、出力信号の大きさは、図３（ｂ）に示したものと同じ値となり、センサ１５が非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃに対向しているときには電圧Ｖ０、ｖ０の出力信号が制御装置１６にそれぞれ入力される。
また、非開口部１４ｂの周方向寸法は均一な値であるため、センサ１５の非開口部１４ｂとの対向時間、すなわち電圧Ｖ０の継続時間もまた図３（ｂ）と同じＴ０となる。一方、各開口部１４ｃの周方向寸法は径方向内方側に向かって短くなるよう構成されているため、センサ１５の各開口部１４ｃとの対向時間が当該周方向寸法に応じて短くなり、電圧ｖ０の継続時間ｔ１は図３（ｂ）に示した継続時間ｔ０よりも短い時間となる。
また、荷重が内軸部材５に対し車両の上下方向下側に作用して、被検出部材１４が内輪構成部材６に生じた位置変化により同下側の方向に平行に動くと、図４（ｃ）の一点鎖線Ｓに示すように、センサ１５の対向箇所は被検出部材１４の動きに応じて非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃの径方向中央箇所から上方（径方向外方）側に平行に移動する。このため、センサ１５から制御装置１６に入力される出力信号は、図４（ｄ）に示すものとなる。すなわち、センサ１５と非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃとの間の距離は変化していないため、出力信号の大きさは、図３（ｂ）に示したものと同じ値となり、センサ１５が非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃに対向しているときには電圧Ｖ０、ｖ０の出力信号が制御装置１６にそれぞれ入力される。
また、非開口部１４ｂの周方向寸法は均一な値であるため、センサ１５の非開口部１４ｂとの対向時間、すなわち電圧Ｖ０の継続時間もまた図３（ｂ）と同じＴ０となる。一方、各開口部１４ｃの周方向寸法は径方向外方側に向かって長くなるよう構成されているため、センサ１５の各開口部１４ｃとの対向時間が当該周方向寸法に応じて長くなり、電圧ｖ０の継続時間ｔ２は図３（ｂ）に示した継続時間ｔ０よりも長い時間となる。
以上のように、Ｚ軸方向の上下いずれかの向きに荷重が作用して被検出部材１４がその向きに平行に動くと、各開口部１４ｃに対向しているときの出力信号の継続時間のみが、その作用した荷重の大きさに応じて上記継続時間ｔ０より短い継続時間ｔ１又は長い継続時間ｔ２となる。これにより、制御装置１６は、Ｚ軸方向に作用した荷重の大きさ及び向きを精度よく検知することができる。
また、非開口部１４ｂの周方向寸法は均一な値であるため、センサ１５の非開口部１４ｂとの対向時間、すなわち電圧Ｖ０の継続時間もまた図３（ｂ）と同じＴ０となる。一方、各開口部１４ｃの周方向寸法は径方向外方側に向かって長くなるよう構成されているため、センサ１５の各開口部１４ｃとの対向時間が当該周方向寸法に応じて長くなり、電圧ｖ０の継続時間ｔ２は図３（ｂ）に示した継続時間ｔ０よりも長い時間となる。
以上のように、Ｚ軸方向の上下いずれかの向きに荷重が作用して被検出部材１４がその向きに平行に動くと、各開口部１４ｃに対向しているときの出力信号の継続時間のみが、その作用した荷重の大きさに応じて上記継続時間ｔ０より短い継続時間ｔ１又は長い継続時間ｔ２となる。これにより、制御装置１６は、Ｚ軸方向に作用した荷重の大きさ及び向きを精度よく検知することができる。
［Ｙ軸方向の荷重の取得］
また、荷重が内軸部材５に対し左右方向で車両の外側に作用して、被検出部材１４がセンサ１５に近づくように内輪構成部材６に生じた位置変化により同外側の方向に非平行に動くと、センサ１５の被検出部材１４との対向距離が当該被検出部材１４の動きに応じて短くなる。また、被検出部材１４は、センサ１５に近づくように非平行に動いているので、センサ１５の当該被検出部材１４との対向箇所は、図５（ａ）の一点鎖線Ｓに示すように、被検出部材１４の動き（接近）に応じて非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃの径方向中央箇所から上方（径方向外方）側に移動して、センサ１５から制御装置１６に入力される出力信号は、図５（ｂ）に示すものとなる。つまり、センサ１５と非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃとの間の距離が短くなっているため、センサ１５が非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃに対向しているときの出力信号の大きさは、図３（ｂ）に示した電圧Ｖ０、ｖ０よりもそれぞれ大きい値の電圧Ｖ１、ｖ１となる。
また、非開口部１４ｂの周方向寸法は均一な値であるため、センサ１５の非開口部１４ｂとの対向時間、すなわち電圧Ｖ１の継続時間もまた図３（ｂ）と同じＴ０となる。一方、各開口部１４ｃの周方向寸法は径方向外方側に向かって長くなるよう構成されているため、センサ１５の各開口部１４ｃとの対向時間が当該周方向寸法に応じて長くなり、電圧ｖ１の継続時間ｔ３は図３（ｂ）に示した継続時間ｔ０よりも長い時間となる。
また、荷重が内軸部材５に対し左右方向で車両の外側に作用して、被検出部材１４がセンサ１５に近づくように内輪構成部材６に生じた位置変化により同外側の方向に非平行に動くと、センサ１５の被検出部材１４との対向距離が当該被検出部材１４の動きに応じて短くなる。また、被検出部材１４は、センサ１５に近づくように非平行に動いているので、センサ１５の当該被検出部材１４との対向箇所は、図５（ａ）の一点鎖線Ｓに示すように、被検出部材１４の動き（接近）に応じて非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃの径方向中央箇所から上方（径方向外方）側に移動して、センサ１５から制御装置１６に入力される出力信号は、図５（ｂ）に示すものとなる。つまり、センサ１５と非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃとの間の距離が短くなっているため、センサ１５が非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃに対向しているときの出力信号の大きさは、図３（ｂ）に示した電圧Ｖ０、ｖ０よりもそれぞれ大きい値の電圧Ｖ１、ｖ１となる。
また、非開口部１４ｂの周方向寸法は均一な値であるため、センサ１５の非開口部１４ｂとの対向時間、すなわち電圧Ｖ１の継続時間もまた図３（ｂ）と同じＴ０となる。一方、各開口部１４ｃの周方向寸法は径方向外方側に向かって長くなるよう構成されているため、センサ１５の各開口部１４ｃとの対向時間が当該周方向寸法に応じて長くなり、電圧ｖ１の継続時間ｔ３は図３（ｂ）に示した継続時間ｔ０よりも長い時間となる。
また、荷重が内軸部材５に対し左右方向で車両の内側に作用して、被検出部材１４がセンサ１５から離れるように内輪構成部材６に生じた位置変化により同内側の方向に非平行に動くと、センサ１５の被検出部材１４との対向距離が当該被検出部材１４の動きに応じて長くなる。また、被検出部材１４は、センサ１５から離れるように非平行に動いているので、センサ１５の当該被検出部材１４との対向箇所は、図５（ｃ）の一点鎖線Ｓに示すように、被検出部材１４の動き（離間）に応じて非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃの径方向中央箇所から下方（径方向内方）側に移動して、センサ１５から制御装置１６に入力される出力信号は、図５（ｄ）に示すものとなる。つまり、センサ１５と非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃとの間の距離が長くなっているため、センサ１５が非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃに対向しているときの出力信号の大きさは、図３（ｂ）に示した電圧Ｖ０、ｖ０よりもそれぞれ小さい値の電圧Ｖ２、ｖ２となる。
また、非開口部１４ｂの周方向寸法は均一な値であるため、センサ１５の非開口部１４ｂとの対向時間、すなわち電圧Ｖ２の継続時間もまた図３（ｂ）と同じＴ０となる。一方、各開口部１４ｃの周方向寸法は径方向内方側に向かって短くなるよう構成されているため、センサ１５の各開口部１４ｃとの対向時間が当該周方向寸法に応じて短くなり、電圧ｖ２の継続時間ｔ４は図３（ｂ）に示した継続時間ｔ０よりも短い時間となる。
また、非開口部１４ｂの周方向寸法は均一な値であるため、センサ１５の非開口部１４ｂとの対向時間、すなわち電圧Ｖ２の継続時間もまた図３（ｂ）と同じＴ０となる。一方、各開口部１４ｃの周方向寸法は径方向内方側に向かって短くなるよう構成されているため、センサ１５の各開口部１４ｃとの対向時間が当該周方向寸法に応じて短くなり、電圧ｖ２の継続時間ｔ４は図３（ｂ）に示した継続時間ｔ０よりも短い時間となる。
以上のように、Ｙ軸方向の左右いずれかの向きに荷重が作用して被検出部材１４がその向きに非平行に動くと、非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃに対向しているときの出力信号の大きさが、その作用した荷重の大きさに応じて増加又は減少して上記電圧Ｖ０、ｖ０より大きい電圧Ｖ１、ｖ１又は小さい電圧Ｖ２、ｖ２となる。これにより、制御装置１６は、Ｙ軸方向に作用した荷重の大きさ及び向きを精度よく検知することができる。さらに、各開口部１４ｃに対向しているときの出力信号の継続時間が、その作用した荷重の大きさに応じて上記継続時間ｔ０より長い継続時間ｔ３又は短い時間ｔ４となる。
尚、上記の説明では、被検出部材１４がセンサ１５に対し非平行に動いた場合について説明したが、被検出部材１４がセンサ１５に対し平行に動いた場合には、センサ１５の当該被検出部材１４との対向箇所は、非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃの径方向中央箇所で維持される。その結果、センサ１５の出力信号は、被検出部材１４の対向距離（接離）の変化に応じた大きさ（電圧）のみが変化して、各開口部１４ｃに対向しているときの継続時間は増減せずに上記継続時間ｔ０となる。
尚、上記の説明では、被検出部材１４がセンサ１５に対し非平行に動いた場合について説明したが、被検出部材１４がセンサ１５に対し平行に動いた場合には、センサ１５の当該被検出部材１４との対向箇所は、非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃの径方向中央箇所で維持される。その結果、センサ１５の出力信号は、被検出部材１４の対向距離（接離）の変化に応じた大きさ（電圧）のみが変化して、各開口部１４ｃに対向しているときの継続時間は増減せずに上記継続時間ｔ０となる。
［Ｘ軸方向の荷重の取得］
また、荷重が内軸部材５に対し車両の前後方向前側に作用して、被検出部材１４が内輪構成部材６に生じた位置変化により同前側の方向に平行に動くと、図６（ａ）の一点鎖線Ｓに示すように、センサ１５の対向箇所は被検出部材１４の動きに応じて非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃの径方向中央箇所から車両後側に平行に移動し、非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃを斜めに通過する。このため、センサ１５から制御装置１６に入力される出力信号は、図６（ｂ）に示すものとなる。すなわち、センサ１５と非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃとの間の距離は変化していないため、出力信号の大きさは、図３（ｂ）に示したものと同じ値となり、センサ１５が非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃに対向しているときには電圧Ｖ０、ｖ０の出力信号が制御装置１６にそれぞれ入力される。
また、非開口部１４ｂに対してセンサ１５が斜めに通過するので、そのセンサ１５に対向する非開口部１４ｂの寸法が長くなり、当該センサ１５の非開口部１４ｂとの対向時間もまた長くなる。このため、電圧Ｖ０の継続時間が図３（ｂ）に示した継続時間Ｔ０より長い継続時間Ｔ１となる。また、図６（ａ）に示したように、センサ１５は、左側の開口部１４ｃに対し径方向内側に、かつ、斜めに横切るように対向することから、当該左側開口部１４ｃに対するセンサ１５の対向時間が短くなり、電圧ｖ０の継続時間は図３（ｂ）に示した継続時間ｔ０よりも短い継続時間ｔ５となる。一方、同図（ａ）に示したように、右側の開口部１４ｃに対しては、センサ１５は径方向外側に、かつ、斜めに横切るように対向することから、当該右側開口部１４ｃに対するセンサ１５の対向時間が長くなり、電圧ｖ０の継続時間は図３（ｂ）に示した継続時間ｔ０よりも長い継続時間ｔ６となる。
また、荷重が内軸部材５に対し車両の前後方向前側に作用して、被検出部材１４が内輪構成部材６に生じた位置変化により同前側の方向に平行に動くと、図６（ａ）の一点鎖線Ｓに示すように、センサ１５の対向箇所は被検出部材１４の動きに応じて非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃの径方向中央箇所から車両後側に平行に移動し、非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃを斜めに通過する。このため、センサ１５から制御装置１６に入力される出力信号は、図６（ｂ）に示すものとなる。すなわち、センサ１５と非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃとの間の距離は変化していないため、出力信号の大きさは、図３（ｂ）に示したものと同じ値となり、センサ１５が非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃに対向しているときには電圧Ｖ０、ｖ０の出力信号が制御装置１６にそれぞれ入力される。
また、非開口部１４ｂに対してセンサ１５が斜めに通過するので、そのセンサ１５に対向する非開口部１４ｂの寸法が長くなり、当該センサ１５の非開口部１４ｂとの対向時間もまた長くなる。このため、電圧Ｖ０の継続時間が図３（ｂ）に示した継続時間Ｔ０より長い継続時間Ｔ１となる。また、図６（ａ）に示したように、センサ１５は、左側の開口部１４ｃに対し径方向内側に、かつ、斜めに横切るように対向することから、当該左側開口部１４ｃに対するセンサ１５の対向時間が短くなり、電圧ｖ０の継続時間は図３（ｂ）に示した継続時間ｔ０よりも短い継続時間ｔ５となる。一方、同図（ａ）に示したように、右側の開口部１４ｃに対しては、センサ１５は径方向外側に、かつ、斜めに横切るように対向することから、当該右側開口部１４ｃに対するセンサ１５の対向時間が長くなり、電圧ｖ０の継続時間は図３（ｂ）に示した継続時間ｔ０よりも長い継続時間ｔ６となる。
また、荷重が内軸部材５に対し車両の前後方向後側に作用して、被検出部材１４が内輪構成部材６に生じた位置変化により同後側の方向に平行に動くと、図６（ｃ）の一点鎖線Ｓに示すように、センサ１５の対向箇所は被検出部材１４の動きに応じて非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃの径方向中央箇所から車両前側に平行に移動し、非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃを斜めに通過する。このため、センサ１５から制御装置１６に入力される出力信号は、図６（ｄ）に示すものとなる。すなわち、センサ１５と非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃとの間の距離は変化していないため、出力信号の大きさは、図３（ｂ）に示したものと同じ値となり、センサ１５が非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃに対向しているときには電圧Ｖ０、ｖ０の出力信号が制御装置１６にそれぞれ入力される。
また、非開口部１４ｂに対してセンサ１５が斜めに通過するので、そのセンサ１５に対向する非開口部１４ｂの寸法が長くなり、当該センサ１５の非開口部１４ｂとの対向時間もまた長くなる。このため、電圧Ｖ０の継続時間が図３（ｂ）に示した継続時間Ｔ０より長い継続時間Ｔ２となる。また、図６（ｃ）に示したように、センサ１５は、左側の開口部１４ｃに対し径方向外側に、かつ、斜めに横切るように対向することから、当該左側開口部１４ｃに対するセンサ１５の対向時間が長くなり、電圧ｖ０の継続時間は図３（ｂ）に示した継続時間ｔ０よりも長い継続時間ｔ７となる。一方、同図（ｃ）に示したように、右側の開口部１４ｃに対しては、センサ１５は径方向内側に、かつ、斜めに横切るように対向することから、当該右側開口部１４ｃに対するセンサ１５の対向時間が短くなり、電圧ｖ０の継続時間は図３（ｂ）に示した継続時間ｔ０よりも短い継続時間ｔ８となる。
また、非開口部１４ｂに対してセンサ１５が斜めに通過するので、そのセンサ１５に対向する非開口部１４ｂの寸法が長くなり、当該センサ１５の非開口部１４ｂとの対向時間もまた長くなる。このため、電圧Ｖ０の継続時間が図３（ｂ）に示した継続時間Ｔ０より長い継続時間Ｔ２となる。また、図６（ｃ）に示したように、センサ１５は、左側の開口部１４ｃに対し径方向外側に、かつ、斜めに横切るように対向することから、当該左側開口部１４ｃに対するセンサ１５の対向時間が長くなり、電圧ｖ０の継続時間は図３（ｂ）に示した継続時間ｔ０よりも長い継続時間ｔ７となる。一方、同図（ｃ）に示したように、右側の開口部１４ｃに対しては、センサ１５は径方向内側に、かつ、斜めに横切るように対向することから、当該右側開口部１４ｃに対するセンサ１５の対向時間が短くなり、電圧ｖ０の継続時間は図３（ｂ）に示した継続時間ｔ０よりも短い継続時間ｔ８となる。
以上のように、Ｘ軸方向の前後いずれかの向きに荷重が作用して被検出部材１４がその向きに平行に動くと、非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃに対向しているときの出力信号の継続時間のみが、その作用した荷重の大きさに応じて変化する。すなわち、非開口部１４ｂに対向しているときの継続時間は、上記継続時間Ｔ０より長い継続時間Ｔ１又はＴ２となる。また、左側の開口部１４ｃに対向しているときの継続時間は、上記継続時間ｔ０より短い継続時間ｔ５又は長い継続時間ｔ７となり、一方、右側の開口部１４ｃに対向しているときの継続時間は、継続時間ｔ０より長い継続時間ｔ６又は短い継続時間ｔ８となる。これにより、制御装置１６は、Ｘ軸方向に作用した荷重の大きさ及び向きを精度よく検知することができる。
尚、上記の説明では、３軸方向のいずれか一つの方向に荷重が作用した場合について説明したが、各方向の荷重の取得方法が異なるため、上記３軸方向の少なくとも２軸方向の荷重成分を含んだ荷重が内軸部材５に作用したときでも、制御装置１６は、各方向の荷重成分に分けて、その大きさ及び向きを精度よく検知することができる。つまり、制御装置１６は、まず非開口部１４ｂ又は開口部１４ｃに対向しているときの出力信号の大きさ（電圧値の増減）に基づいて、Ｙ軸方向の荷重成分の大きさ及び向きを取得することができる。次に、制御装置１６は、非開口部１４ｂに対向しているときの出力信号の継続時間について、その基準値である継続時間Ｔ０からの増加時間に基づきＸ軸方向の荷重成分の大きさを取得するとともに、左右の開口部１４ｃに対向しているときの継続時間の増減傾向を判別することにより、そのＸ軸方向の荷重成分の向きを取得することができる。そして、制御装置１６は、各開口部１４ｃに対向しているときの出力信号の継続時間について、Ｙ軸方向及びＸ軸方向の荷重成分による継続時間の増減分を除いた後の当該継続時間に基づきＺ軸方向の荷重成分の大きさ及び向きを取得することができる。なお、継続時間は、回転速度の変化による影響を受けるが、制御装置１６が非開口部１４ｂと開口部１４ｃとの少なくとも３つのセンサ検出結果を用いることにより、当該制御装置１６は上記回転速度の変化または荷重による変化かを判別して内軸部材５に作用した荷重を取得することができる。
以上のように構成された本実施の形態１では、内輪構成部材（回転軌道輪）６及び外輪（固定軌道輪）４に被検出部材１４及びセンサ１５をそれぞれ設けるとともに、このセンサ１５からの出力信号に基づいて、内軸部材５（転がり軸受装置２）に作用した荷重を取得する制御装置（取得手段）１６を設置している。そして、制御装置１６が、センサ１５が被検出部材１４に設けられた非開口部（第１の被検出部分）１４ｂ及び開口部（第２の被検出部分）１４ｃに対向しているときの出力信号の大きさ及び継続時間に基づき、転がり軸受装置２に作用した３軸方向の各荷重の大きさ及びその作用方向を精度よく取得しているので、荷重の検知方向毎に歪みゲージを設置していた上記従来例と異なり、センサ数を大幅に少なくし、かつ、無線装置等を設ける必要がなく、またブレーキディスク等の温度による悪影響の少ない箇所に容易に設置することができる。また、その結果、部品点数を削減しつつ、上記３軸方向の各荷重を高精度に検知することができる信頼性が高いセンサ付き転がり軸受装置１を構成することができ、これにより当該軸受装置１の構造及びセンサ組込作業を簡略化することができる。また、制御装置１６が上記３軸方向の各荷重を精度よく検知できるので、タイヤに対する負荷も各方向成分毎に高精度に検知することができて、車両のＡＢＳ制御やＴＲＣ制御、ＥＳＣ制御等の姿勢制御も容易に行うことが可能となる。
また、本実施の形態１では、制御装置１６が非開口部１４ｂ又は開口部１４ｃの所定時間当たりの検出数に基づき上記軸受及びタイヤの回転速度を検知しているので、これらの各回転速度を検知するためのセンサ等を転がり軸受装置２に別途設ける必要がない。その結果、軸受及びタイヤ等の動作状態を高精度に把握できる高機能化されたセンサ付き転がり軸受装置１をコンパクトに構成することができるとともに、複数種類のセンサを設置する必要がないことから、センサの温度補償やオフセット調整等の調整作業を含んだセンサの組込作業が容易な転がり軸受装置１を簡単に構成することができる。
［実施の形態２］
図７は本発明の他の実施の形態に係るセンサ付き転がり軸受装置の断面図であり、図８は図６に示したパルサーリングと第１〜４のセンサとの位置関係を示す図である。図において、本実施の形態２と上記実施の形態１との主な相違点は、本実施の形態２では、４個の上記センサを軸受の軸中心に対し９０°間隔で配設した点である。なお、実施の形態１と共通する要素については、同じ参照符号を付して、その説明を省略する。
図７及び図８に示されるように、本実施の形態２では、４個のセンサ１５、２５、３５、及び４５が上記軸受の軸方向周りでその軸中心に対し９０°間隔で配設されている。また、センサ１５及び３５はＺ軸方向に沿って軸中心に対し互いに１８０°異なる位置に設けられ、センサ２５及び４５はＸ軸方向に沿って軸中心に対し互いに１８０°異なる位置に設けられている。また、これらのセンサ１５〜４５は、上記実施の形態１と同様に、その検出面１５ａ、２５ａ、３５ａ、４５ａが軸受軸方向で被検出部材１４の被検出面１４ａと対向するようにカバー１２に取り付けられており、各センサ１５〜４５は、被検出面１４ａ（非開口部１４ｂ及び開口部１４ｃとの各間の距離）との間の検出距離を示す出力信号を制御装置２６に出力する。そして、制御装置２６は、４個のセンサ１５〜４５の出力信号を用いて軸受装置２に作用した荷重及び軸受の回転速度を取得する。
図７は本発明の他の実施の形態に係るセンサ付き転がり軸受装置の断面図であり、図８は図６に示したパルサーリングと第１〜４のセンサとの位置関係を示す図である。図において、本実施の形態２と上記実施の形態１との主な相違点は、本実施の形態２では、４個の上記センサを軸受の軸中心に対し９０°間隔で配設した点である。なお、実施の形態１と共通する要素については、同じ参照符号を付して、その説明を省略する。
図７及び図８に示されるように、本実施の形態２では、４個のセンサ１５、２５、３５、及び４５が上記軸受の軸方向周りでその軸中心に対し９０°間隔で配設されている。また、センサ１５及び３５はＺ軸方向に沿って軸中心に対し互いに１８０°異なる位置に設けられ、センサ２５及び４５はＸ軸方向に沿って軸中心に対し互いに１８０°異なる位置に設けられている。また、これらのセンサ１５〜４５は、上記実施の形態１と同様に、その検出面１５ａ、２５ａ、３５ａ、４５ａが軸受軸方向で被検出部材１４の被検出面１４ａと対向するようにカバー１２に取り付けられており、各センサ１５〜４５は、被検出面１４ａ（非開口部１４ｂ及び開口部１４ｃとの各間の距離）との間の検出距離を示す出力信号を制御装置２６に出力する。そして、制御装置２６は、４個のセンサ１５〜４５の出力信号を用いて軸受装置２に作用した荷重及び軸受の回転速度を取得する。
以下、図９〜１２も参照して、本実施の形態２の動作について具体的に説明する。
まず、内軸部材５の荷重変化による位置変化が内輪構成部材６に生じていないときには、各センサ１５〜４５は、実施の形態１と同様に、軸受回転に応じて図３（ａ）に示した一点鎖線Ｓ上を走査し同図左側の開口部１４ｃ、非開口部１４ｂ、及び同図右側の開口部１４ｃの各径方向中央箇所に順次対向する。その結果、制御装置２６には、各センサ１５〜４５から図３（ｂ）に示した出力信号が入力される。すなわち、各センサ１５〜４５が非開口部１４ｂに対向しているときには、電圧Ｖ０及び継続時間Ｔ０の出力信号が各センサ１５〜４５から制御装置２６に出力される。一方、各開口部１４ｃに対向しているときには、電圧ｖ０及び継続時間ｔ０の出力信号が各センサ１５〜４５から制御装置２６に出力される。これにより、制御装置２６では、実施の形態１と同様に、非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃに対向しているときの出力信号の大きさ及び継続時間が各々基準値（電圧Ｖ０、ｖ０及び継続時間Ｔ０、ｔ０）であることを判別し、制御装置２６は、車両走行等に伴う荷重の変化が軸受装置２に生じていないと判断する。
まず、内軸部材５の荷重変化による位置変化が内輪構成部材６に生じていないときには、各センサ１５〜４５は、実施の形態１と同様に、軸受回転に応じて図３（ａ）に示した一点鎖線Ｓ上を走査し同図左側の開口部１４ｃ、非開口部１４ｂ、及び同図右側の開口部１４ｃの各径方向中央箇所に順次対向する。その結果、制御装置２６には、各センサ１５〜４５から図３（ｂ）に示した出力信号が入力される。すなわち、各センサ１５〜４５が非開口部１４ｂに対向しているときには、電圧Ｖ０及び継続時間Ｔ０の出力信号が各センサ１５〜４５から制御装置２６に出力される。一方、各開口部１４ｃに対向しているときには、電圧ｖ０及び継続時間ｔ０の出力信号が各センサ１５〜４５から制御装置２６に出力される。これにより、制御装置２６では、実施の形態１と同様に、非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃに対向しているときの出力信号の大きさ及び継続時間が各々基準値（電圧Ｖ０、ｖ０及び継続時間Ｔ０、ｔ０）であることを判別し、制御装置２６は、車両走行等に伴う荷重の変化が軸受装置２に生じていないと判断する。
［Ｚ軸方向の荷重の取得］
また、荷重が内軸部材５に対し車両の上下方向の例えば上側に作用して、被検出部材１４が内輪構成部材６に生じた位置変化により同上側の方向に平行に動くと、上下方向上側に配置されたセンサ１５では、図４（ａ）の一点鎖線Ｓに示したように、被検出部材１４との対向箇所は当該被検出部材１４の動きに応じて非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃの径方向中央箇所から下方（径方向内方）側に平行に移動する。その結果、センサ１５から制御装置２６に入力される出力信号は、図４（ｂ）に示した出力信号と同様なものとなる。すなわち、図９（ａ）に示すように、センサ１５が非開口部１４ｂに対向しているときには、電圧Ｖ０及び継続時間Ｔ０の出力信号が制御装置２６に入力される。一方、センサ１５が各開口部１４ｃに対向しているときには、電圧ｖ０の出力信号が上記継続時間ｔ０よりも短い継続時間ｔ９で制御装置２６に入力される。
また、荷重が内軸部材５に対し車両の上下方向の例えば上側に作用して、被検出部材１４が内輪構成部材６に生じた位置変化により同上側の方向に平行に動くと、上下方向上側に配置されたセンサ１５では、図４（ａ）の一点鎖線Ｓに示したように、被検出部材１４との対向箇所は当該被検出部材１４の動きに応じて非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃの径方向中央箇所から下方（径方向内方）側に平行に移動する。その結果、センサ１５から制御装置２６に入力される出力信号は、図４（ｂ）に示した出力信号と同様なものとなる。すなわち、図９（ａ）に示すように、センサ１５が非開口部１４ｂに対向しているときには、電圧Ｖ０及び継続時間Ｔ０の出力信号が制御装置２６に入力される。一方、センサ１５が各開口部１４ｃに対向しているときには、電圧ｖ０の出力信号が上記継続時間ｔ０よりも短い継続時間ｔ９で制御装置２６に入力される。
また、前後方向後側に配置されたセンサ２５では、被検出部材１４が内輪構成部材６に生じた位置変化により上下方向上側の方向に平行に動くと、被検出部材１４との対向箇所は当該被検出部材１４の動きに応じて非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃの径方向中央箇所から車両下側に平行に移動し、非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃを斜めに通過する。そして、このセンサ２５と被検出部材１４との位置関係が、図６（ａ）に示したものと同様なものとなり、センサ２５から制御装置２６に入力される出力信号は、図６（ｂ）に示した出力信号と同様なものとなる。その結果、図９（ｂ）に示すように、センサ２５が非開口部１４ｂに対向しているときには、電圧Ｖ０の出力信号が上記継続時間Ｔ０よりも長い継続時間Ｔ３で制御装置２６に入力される。一方、センサ２５が一方の開口部１４ｃに対向しているときには、電圧ｖ０の出力信号が上記継続時間ｔ０よりも短い継続時間ｔ１０で制御装置２６に入力され、他方の開口部１４ｃに対向しているときには、電圧ｖ０の出力信号が上記継続時間ｔ０よりも長い継続時間ｔ１１で制御装置２６に入力される。尚、上記一方の開口部１４ｃとは、非開口部１４ｂに対し軸受回転方向前側に配置された開口部１４ｃ（図３（ａ）の左側の開口部１４ｃに相当）であり、他方の開口部１４ｃとは、非開口部１４ｂに対し軸受回転方向後側に配置された開口部１４ｃ（図３（ａ）の右側の開口部１４ｃに相当）である（以下、同様。）。
また、上下方向下側に配置されたセンサ３５では、被検出部材１４が内輪構成部材６に生じた位置変化により上下方向上側の方向に平行に動くと、被検出部材１４との対向箇所は当該被検出部材１４の動きに応じて非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃの径方向中央箇所から車両下方（径方向外方）側に平行に移動する。つまり、このセンサ３５と被検出部材１４との位置関係は、図４（ｃ）に示したものと同様なものとなり、センサ３５から制御装置２６に入力される出力信号は、図４（ｄ）に示した出力信号と同様なものとなる。その結果、図９（ｃ）に示すように、センサ３５が非開口部１４ｂに対向しているときには、電圧Ｖ０及び継続時間Ｔ０の出力信号が制御装置２６に入力される。一方、センサ３５が各開口部１４ｃに対向しているときには、電圧ｖ０の出力信号が上記継続時間ｔ０よりも長い継続時間ｔ１２で制御装置２６に入力される。
また、前後方向前側に配置されたセンサ４５では、被検出部材１４が内輪構成部材６に生じた位置変化により上下方向上側の方向に平行に動くと、被検出部材１４との対向箇所は当該被検出部材１４の動きに応じて非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃの径方向中央箇所から車両下側に平行に移動し、非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃを斜めに通過する。そして、このセンサ４５と被検出部材１４との位置関係が、図６（ｃ）に示したものと同様なものとなり、センサ４５から制御装置２６に入力される出力信号は、図６（ｄ）に示した出力信号と同様なものとなる。その結果、図９（ｄ）に示すように、センサ４５が非開口部１４ｂに対向しているときには、電圧Ｖ０の出力信号が上記継続時間Ｔ０よりも長い継続時間Ｔ４で制御装置２６に入力される。一方、センサ２５が一方の開口部１４ｃに対向しているときには、電圧ｖ０の出力信号が上記継続時間ｔ０よりも長い継続時間ｔ１３で制御装置２６に入力され、他方の開口部１４ｃに対向しているときには、電圧ｖ０の出力信号が上記継続時間ｔ０よりも短い継続時間ｔ１４で制御装置２６に入力される。
以上のように、荷重が内軸部材５に対し車両の上下方向上側に作用して被検出部材１４がその向きに平行に動いたときには、図９（ａ）〜（ｄ）にそれぞれ示した出力信号がセンサ１５〜４５から制御装置２６にそれぞれ入力される。そして、制御装置２６では、例えば各センサ１５〜４５からの非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃに対向しているときの出力信号の大きさ及び継続時間に基づき上記上下方向上側への荷重をセンサ単位で取得して、制御装置２６が、取得結果を相互に比較することで当該荷重をより精度よく検知することができる。
また、荷重が内軸部材５に対し車両の上下方向下側に作用して被検出部材１４がその向きに平行に動いたときには、被検出部材１４と各センサ１５〜４５との位置関係が同上下方向上側に荷重が作用したときと軸受軸中心に関して点対称な関係となる。その結果、センサ１５、３５の出力信号はそれぞれ図９（ｃ）及び（ａ）に示したセンサ３５、１５のものと同様となり、センサ２５、４５の出力信号はそれぞれ図９（ｄ）及び（ｂ）に示したセンサ４５、２５のものと同様となる。これにより、制御装置２６は、車両の上下方向下側に作用した荷重をより精度よく検知することができる。
また、荷重が内軸部材５に対し車両の上下方向下側に作用して被検出部材１４がその向きに平行に動いたときには、被検出部材１４と各センサ１５〜４５との位置関係が同上下方向上側に荷重が作用したときと軸受軸中心に関して点対称な関係となる。その結果、センサ１５、３５の出力信号はそれぞれ図９（ｃ）及び（ａ）に示したセンサ３５、１５のものと同様となり、センサ２５、４５の出力信号はそれぞれ図９（ｄ）及び（ｂ）に示したセンサ４５、２５のものと同様となる。これにより、制御装置２６は、車両の上下方向下側に作用した荷重をより精度よく検知することができる。
［Ｘ軸方向の荷重の取得］
また、荷重が内軸部材５に対し車両の前後方向の例えば前側に作用して、被検出部材１４が内輪構成部材６に生じた位置変化により同前側の方向に平行に動くと、上下方向上側に配置されたセンサ１５では、図６（ａ）の一点鎖線Ｓに示したように、その被検出部材１４との対向箇所は被検出部材１４の動きに応じて非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃの径方向中央箇所から車両後側に平行に移動し、非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃを斜めに通過する。その結果、センサ１５から制御装置２６に入力される出力信号は、図６（ｂ）に示した出力信号と同様なものとなる。すなわち、図１０（ａ）に示すように、センサ１５が非開口部１４ｂに対向しているときには、電圧Ｖ０の出力信号が上記継続時間Ｔ０よりも長い継続時間Ｔ５で制御装置２６に入力される。一方、センサ１５が一方の開口部１４ｃに対向しているときには、電圧ｖ０の出力信号が上記継続時間ｔ０よりも短い継続時間ｔ１５で制御装置２６に入力され、他方の開口部１４ｃに対向しているときには、電圧ｖ０の出力信号が上記継続時間ｔ０よりも長い継続時間ｔ１６で制御装置２６に入力される。
また、荷重が内軸部材５に対し車両の前後方向の例えば前側に作用して、被検出部材１４が内輪構成部材６に生じた位置変化により同前側の方向に平行に動くと、上下方向上側に配置されたセンサ１５では、図６（ａ）の一点鎖線Ｓに示したように、その被検出部材１４との対向箇所は被検出部材１４の動きに応じて非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃの径方向中央箇所から車両後側に平行に移動し、非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃを斜めに通過する。その結果、センサ１５から制御装置２６に入力される出力信号は、図６（ｂ）に示した出力信号と同様なものとなる。すなわち、図１０（ａ）に示すように、センサ１５が非開口部１４ｂに対向しているときには、電圧Ｖ０の出力信号が上記継続時間Ｔ０よりも長い継続時間Ｔ５で制御装置２６に入力される。一方、センサ１５が一方の開口部１４ｃに対向しているときには、電圧ｖ０の出力信号が上記継続時間ｔ０よりも短い継続時間ｔ１５で制御装置２６に入力され、他方の開口部１４ｃに対向しているときには、電圧ｖ０の出力信号が上記継続時間ｔ０よりも長い継続時間ｔ１６で制御装置２６に入力される。
また、前後方向後側に配置されたセンサ２５では、被検出部材１４が内輪構成部材６に生じた位置変化により前後方向前側の方向に平行に動くと、その被検出部材１４との対向箇所は当該被検出部材１４の動きに応じて非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃの径方向中央箇所から車両後方（径方向外方）側に平行に移動する。つまり、このセンサ２５と被検出部材１４との位置関係は、図４（ｃ）に示したものと同様なものとなり、センサ２５から制御装置２６に入力される出力信号は、図４（ｄ）に示した出力信号と同様なものとなる。その結果、図１０（ｂ）に示すように、センサ２５が非開口部１４ｂに対向しているときには、電圧Ｖ０及び継続時間Ｔ０の出力信号が制御装置２６に入力される。一方、センサ２５が各開口部１４ｃに対向しているときには、電圧ｖ０の出力信号が上記継続時間ｔ０よりも長い継続時間ｔ１７で制御装置２６に入力される。
また、上下方向下側に配置されたセンサ３５では、被検出部材１４が内輪構成部材６に生じた位置変化により前後方向前側の方向に平行に動くと、被検出部材１４との対向箇所は当該被検出部材１４の動きに応じて非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃの径方向中央箇所から車両後側に平行に移動し、非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃを斜めに通過する。そして、このセンサ３５と被検出部材１４との位置関係が、図６（ｃ）に示したものと同様なものとなり、センサ３５から制御装置２６に入力される出力信号は、図６（ｄ）に示した出力信号と同様なものとなる。その結果、図１０（ｃ）に示すように、センサ３５が非開口部１４ｂに対向しているときには、電圧Ｖ０の出力信号が上記継続時間Ｔ０よりも長い継続時間Ｔ６で制御装置２６に入力される。一方、センサ３５が一方の開口部１４ｃに対向しているときには、電圧ｖ０の出力信号が上記継続時間ｔ０よりも長い継続時間ｔ１８で制御装置２６に入力され、他方の開口部１４ｃに対向しているときには、電圧ｖ０の出力信号が上記継続時間ｔ０よりも短い継続時間ｔ１９で制御装置２６に入力される。
また、前後方向前側に配置されたセンサ４５では、被検出部材１４が内輪構成部材６に生じた位置変化により前後方向前側の方向に平行に動くと、被検出部材１４との対向箇所は当該被検出部材１４の動きに応じて非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃの径方向中央箇所から車両後方（径方向内方）側に平行に移動する。つまり、このセンサ４５と被検出部材１４との位置関係は、図４（ａ）に示したものと同様なものとなり、センサ４５から制御装置２６に入力される出力信号は、図４（ｂ）に示した出力信号と同様なものとなる。その結果、図１０（ｄ）に示すように、センサ４５が非開口部１４ｂに対向しているときには、電圧Ｖ０及び継続時間Ｔ０の出力信号が制御装置２６に入力される。一方、センサ４５が各開口部１４ｃに対向しているときには、電圧ｖ０の出力信号が上記継続時間ｔ０よりも短い継続時間ｔ２０で制御装置２６に入力される。
以上のように、荷重が内軸部材５に対し車両の前後方向前側に作用して被検出部材１４がその向きに平行に動いたときには、図１０（ａ）〜（ｄ）にそれぞれ示した出力信号がセンサ１５〜４５から制御装置２６にそれぞれ入力される。そして、制御装置２６では、例えば各センサ１５〜４５からの非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃに対向しているときの出力信号の大きさ及び継続時間に基づき上記前後方向前側への荷重をセンサ単位で取得して、制御装置２６が、取得結果を相互に比較することで当該荷重をより精度よく検知することができる。
また、荷重が内軸部材５に対し車両の前後方向後側に作用して被検出部材１４がその向きに平行に動いたときには、被検出部材１４と各センサ１５〜４５との位置関係が同前後方向前側に荷重が作用したときと軸受軸中心に関して点対称な関係となる。その結果、センサ１５、３５の出力信号はそれぞれ図９（ｃ）及び（ａ）に示したセンサ３５、１５のものと同様となり、センサ２５、４５の出力信号はそれぞれ図９（ｄ）及び（ｂ）に示したセンサ４５、２５のものと同様となる。これにより、制御装置２６は、車両の前後方向後側に作用した荷重をより精度よく検知することができる。
また、荷重が内軸部材５に対し車両の前後方向後側に作用して被検出部材１４がその向きに平行に動いたときには、被検出部材１４と各センサ１５〜４５との位置関係が同前後方向前側に荷重が作用したときと軸受軸中心に関して点対称な関係となる。その結果、センサ１５、３５の出力信号はそれぞれ図９（ｃ）及び（ａ）に示したセンサ３５、１５のものと同様となり、センサ２５、４５の出力信号はそれぞれ図９（ｄ）及び（ｂ）に示したセンサ４５、２５のものと同様となる。これにより、制御装置２６は、車両の前後方向後側に作用した荷重をより精度よく検知することができる。
［Ｙ軸方向の荷重の取得］
また、荷重が内軸部材５に対し左右方向で車両の外側又は内側に作用して、被検出部材１４が少なくとも一つのセンサ１５〜４５に接近又は離間するように内輪構成部材６に生じた位置変化によって同外側又は内側の方向に平行に動くと、当該少なくとも一つのセンサ１５〜４５の被検出部材１４との対向距離が当該被検出部材１４の動きに応じて短く又は長くなる。また、被検出部材１４が上記少なくとも一つのセンサ１５〜４５に対し平行に動いているので、該当するセンサ１５〜４５の対向箇所は非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃの径方向中央箇所で維持される。その結果、そのセンサ１５〜４５の出力信号では、その大きさ（電圧）のみが被検出部材１４との対向距離の変化に応じて増減する。
また、荷重が内軸部材５に対し左右方向で車両の外側又は内側に作用して、被検出部材１４が少なくとも一つのセンサ１５〜４５に接近又は離間するように内輪構成部材６に生じた位置変化によって同外側又は内側の方向に平行に動くと、当該少なくとも一つのセンサ１５〜４５の被検出部材１４との対向距離が当該被検出部材１４の動きに応じて短く又は長くなる。また、被検出部材１４が上記少なくとも一つのセンサ１５〜４５に対し平行に動いているので、該当するセンサ１５〜４５の対向箇所は非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃの径方向中央箇所で維持される。その結果、そのセンサ１５〜４５の出力信号では、その大きさ（電圧）のみが被検出部材１４との対向距離の変化に応じて増減する。
また、被検出部材１４が少なくとも一つのセンサ１５〜４５に対し左右方向で外側又は内側に非平行に動くと、その少なくとも一つのセンサ１５〜４５では、被検出部材１４との上記対向距離の変化に加えて、図５（ａ）又は（ｃ）に一点鎖線Ｓにてそれぞれ示したように、被検出部材１４の動き（接近又は離間）に応じて非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃの径方向中央箇所から上方（径方向外方）又は下方（径方向内方）側に移動して、センサ１５から制御装置１６に入力される出力信号は、図５（ｂ）又は（ｄ）に示すものとなる。
すなわち、被検出部材１４が少なくとも一つのセンサ１５〜４５に対し非平行な状態で近づくと、その該当するセンサ１５〜４５から制御装置２６に入力される出力信号は、図５（ｂ）に示したものと同様に、非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃに対向しているときの出力信号の大きさが図３（ｂ）に示した電圧Ｖ０、ｖ０よりもそれぞれ大きい値の電圧となり、かつ、各開口部１４ｃに対向しているときの出力信号の継続時間は同図３（ｂ）に示した継続時間ｔ０よりも長い時間となる。
すなわち、被検出部材１４が少なくとも一つのセンサ１５〜４５に対し非平行な状態で近づくと、その該当するセンサ１５〜４５から制御装置２６に入力される出力信号は、図５（ｂ）に示したものと同様に、非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃに対向しているときの出力信号の大きさが図３（ｂ）に示した電圧Ｖ０、ｖ０よりもそれぞれ大きい値の電圧となり、かつ、各開口部１４ｃに対向しているときの出力信号の継続時間は同図３（ｂ）に示した継続時間ｔ０よりも長い時間となる。
一方、被検出部材１４が少なくとも一つのセンサ１５〜４５に対し非平行な状態で遠ざかると、その該当するセンサ１５〜４５から制御装置２６に入力される出力信号は、図５（ｄ）に示したものと同様に、非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃに対向しているときの出力信号の大きさが図３（ｂ）に示した電圧Ｖ０、ｖ０よりもそれぞれ小さい値の電圧となり、かつ、各開口部１４ｃに対向しているときの出力信号の継続時間は同図３（ｂ）に示した継続時間ｔ０よりも短い時間となる。
以上のように、Ｙ軸方向の左右いずれかの向きに荷重が作用して、被検出部材１４が少なくとも一つのセンサ１５〜４５に対し接近又は離間すると、その該当するセンサ１５〜４５では、非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃに対向しているときの出力信号の大きさが、その作用した荷重の大きさに応じて増加又は減少する。さらに、被検出部材１４が非平行な状態で、上記左右いずれかの向きに動いたときには、該当するセンサ１５〜４５では、各開口部１４ｃに対向しているときの出力信号の継続時間が、その作用した荷重の大きさに応じて増加又は減少する。これにより、制御装置２６は、Ｙ軸方向に作用した荷重の大きさ及び向きを精度よく検知することができる。
以上のように、Ｙ軸方向の左右いずれかの向きに荷重が作用して、被検出部材１４が少なくとも一つのセンサ１５〜４５に対し接近又は離間すると、その該当するセンサ１５〜４５では、非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃに対向しているときの出力信号の大きさが、その作用した荷重の大きさに応じて増加又は減少する。さらに、被検出部材１４が非平行な状態で、上記左右いずれかの向きに動いたときには、該当するセンサ１５〜４５では、各開口部１４ｃに対向しているときの出力信号の継続時間が、その作用した荷重の大きさに応じて増加又は減少する。これにより、制御装置２６は、Ｙ軸方向に作用した荷重の大きさ及び向きを精度よく検知することができる。
［Ｘ軸方向に対する捻り荷重の取得］
また、内軸部材５に対して、例えば図１１（ａ）の矢印Ｍｘにて示すように、Ｘ軸方向に対する捻り荷重が作用すると、被検出部材１４では、例えばその中心を通るＸ軸方向に平行な直線周りに回動するように内輪構成部材６に生じた位置変化に応じて当該被検出部材１４全体が動く。このため、センサ１５、３５では、その被検出部材１４との対向箇所は当該被検出部材の動きに応じて同時に、かつ、非平行な状態で接近及び離間する。このため、センサ１５、３５から制御装置２６にそれぞれ入力される出力信号は、図５（ｂ）及び（ｄ）に示したものと同様となる。その結果、センサ１５から制御装置２６には、図１１（ｂ）に示すように、非開口部１４ｂに対向しているときには、上記電圧Ｖ０よりも大きい電圧Ｖ３の出力信号が上記継続時間Ｔ０で入力され、各開口部１４ｃに対向しているときには、上記電圧ｖ０よりも大きい電圧ｖ３の出力信号が上記継続時間ｔ０よりも長い継続時間ｔ２１で入力される。
また、内軸部材５に対して、例えば図１１（ａ）の矢印Ｍｘにて示すように、Ｘ軸方向に対する捻り荷重が作用すると、被検出部材１４では、例えばその中心を通るＸ軸方向に平行な直線周りに回動するように内輪構成部材６に生じた位置変化に応じて当該被検出部材１４全体が動く。このため、センサ１５、３５では、その被検出部材１４との対向箇所は当該被検出部材の動きに応じて同時に、かつ、非平行な状態で接近及び離間する。このため、センサ１５、３５から制御装置２６にそれぞれ入力される出力信号は、図５（ｂ）及び（ｄ）に示したものと同様となる。その結果、センサ１５から制御装置２６には、図１１（ｂ）に示すように、非開口部１４ｂに対向しているときには、上記電圧Ｖ０よりも大きい電圧Ｖ３の出力信号が上記継続時間Ｔ０で入力され、各開口部１４ｃに対向しているときには、上記電圧ｖ０よりも大きい電圧ｖ３の出力信号が上記継続時間ｔ０よりも長い継続時間ｔ２１で入力される。
一方、センサ３５から制御装置２６には、図１１（ｄ）に示すように、非開口部１４ｂに対向しているときには、上記電圧Ｖ０よりも小さい電圧Ｖ４の出力信号が上記継続時間Ｔ０で入力され、各開口部１４ｃに対向しているときには、上記電圧ｖ０よりも小さい電圧ｖ４の出力信号が上記継続時間ｔ０よりも短い継続時間ｔ２２で入力される。
また、センサ２５、４５では、被検出部材１４がＸ軸方向に平行な上記直線周りに回動するので、その被検出部材１４との対向箇所及び対向距離は変化しない。このため、センサ２５、４５から制御装置２６にそれぞれ入力される出力信号は、図３（ｂ）に示したものと同様なものとなる。その結果、センサ２５、４５から制御装置２６には、それぞれ図１１（ｃ）及び（ｅ）に示すように、非開口部１４ｂに対向しているときには、上記電圧Ｖ０の出力信号が上記継続時間Ｔ０で入力され、各開口部１４ｃに対向しているときには、上記電圧ｖ０の出力信号が上記継続時間ｔ０で入力される。
また、センサ２５、４５では、被検出部材１４がＸ軸方向に平行な上記直線周りに回動するので、その被検出部材１４との対向箇所及び対向距離は変化しない。このため、センサ２５、４５から制御装置２６にそれぞれ入力される出力信号は、図３（ｂ）に示したものと同様なものとなる。その結果、センサ２５、４５から制御装置２６には、それぞれ図１１（ｃ）及び（ｅ）に示すように、非開口部１４ｂに対向しているときには、上記電圧Ｖ０の出力信号が上記継続時間Ｔ０で入力され、各開口部１４ｃに対向しているときには、上記電圧ｖ０の出力信号が上記継続時間ｔ０で入力される。
また、内軸部材５に対して、図１１（ａ）の矢印Ｍｘと反対方向にＸ軸方向に対する捻り荷重が作用して、被検出部材１４が例えばその中心を通るＸ軸方向に平行な直線周りに回動するように内輪構成部材６に生じた位置変化に応じて当該被検出部材１４全体が動くと、センサ１５、３５では、その被検出部材１４との対向箇所は当該被検出部材の動きに応じて同時に、かつ、非平行な状態でそれぞれ離間及び接近する。その結果、これらのセンサ１５、３５の出力信号は、図１１（ａ）に示した場合と正反対となり、センサ１５、３５からそれぞれ制御装置２６には、図１１（ｄ）及び（ｂ）に示したものと同様な出力信号が入力される。また、センサ２５、４５では、その被検出部材１４との対向箇所及び対向距離は変化しないため、センサ２５、４５からそれぞれ制御装置２６には、図１１（ｃ）及び（ｅ）に示したものと同様な出力信号が入力される。
以上のように、内軸部材５に対しＸ軸方向に対する捻り荷重が作用したときには、例えば図１１（ｂ）〜（ｅ）にそれぞれ示した出力信号がセンサ１５〜４５から制御装置２６にそれぞれ入力される。そして、制御装置２６では、軸受軸中心に対し互いに１８０°異なるセンサ１５、３５の出力信号の比較を行うことにより、そのＸ軸方向に対する捻り荷重の向きを判別しつつ、各センサ１５〜４５からの非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃに対向しているときの出力信号の大きさ及び継続時間に基づいて当該捻り荷重の大きさをより精度よく検知することができる。
以上のように、内軸部材５に対しＸ軸方向に対する捻り荷重が作用したときには、例えば図１１（ｂ）〜（ｅ）にそれぞれ示した出力信号がセンサ１５〜４５から制御装置２６にそれぞれ入力される。そして、制御装置２６では、軸受軸中心に対し互いに１８０°異なるセンサ１５、３５の出力信号の比較を行うことにより、そのＸ軸方向に対する捻り荷重の向きを判別しつつ、各センサ１５〜４５からの非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃに対向しているときの出力信号の大きさ及び継続時間に基づいて当該捻り荷重の大きさをより精度よく検知することができる。
［Ｚ軸方向に対する捻り荷重の取得］
また、内軸部材５に対して、例えば図１２（ａ）の矢印Ｍｚにて示すように、Ｚ軸方向に対する捻り荷重が作用すると、被検出部材１４では、例えばその中心を通るＺ軸方向に平行な直線周りに回動するように内輪構成部材６に生じた位置変化に応じて当該被検出部材１４全体が動く。このため、センサ２５、４５では、その被検出部材１４との対向箇所は当該被検出部材の動きに応じて同時に、かつ、非平行な状態で接近及び離間する。このため、センサ２５、４５から制御装置２６にそれぞれ入力される出力信号は、図５（ｂ）及び（ｄ）に示したものと同様なものとなる。その結果、センサ２５から制御装置２６には、図１２（ｃ）に示すように、非開口部１４ｂに対向しているときには、上記電圧Ｖ０よりも大きい電圧Ｖ５の出力信号が上記継続時間Ｔ０で入力され、各開口部１４ｃに対向しているときには、上記電圧ｖ０よりも大きい電圧ｖ５の出力信号が上記継続時間ｔ０よりも長い継続時間ｔ２３で入力される。
また、内軸部材５に対して、例えば図１２（ａ）の矢印Ｍｚにて示すように、Ｚ軸方向に対する捻り荷重が作用すると、被検出部材１４では、例えばその中心を通るＺ軸方向に平行な直線周りに回動するように内輪構成部材６に生じた位置変化に応じて当該被検出部材１４全体が動く。このため、センサ２５、４５では、その被検出部材１４との対向箇所は当該被検出部材の動きに応じて同時に、かつ、非平行な状態で接近及び離間する。このため、センサ２５、４５から制御装置２６にそれぞれ入力される出力信号は、図５（ｂ）及び（ｄ）に示したものと同様なものとなる。その結果、センサ２５から制御装置２６には、図１２（ｃ）に示すように、非開口部１４ｂに対向しているときには、上記電圧Ｖ０よりも大きい電圧Ｖ５の出力信号が上記継続時間Ｔ０で入力され、各開口部１４ｃに対向しているときには、上記電圧ｖ０よりも大きい電圧ｖ５の出力信号が上記継続時間ｔ０よりも長い継続時間ｔ２３で入力される。
一方、センサ４５から制御装置２６には、図１２（ｅ）に示すように、非開口部１４ｂに対向しているときには、上記電圧Ｖ０よりも小さい電圧Ｖ６の出力信号が上記継続時間Ｔ０で入力され、各開口部１４ｃに対向しているときには、上記電圧ｖ０よりも小さい電圧ｖ６の出力信号が上記継続時間ｔ０よりも短い継続時間ｔ２４で入力される。
また、センサ１５、３５では、被検出部材１４がＺ軸方向に平行な上記直線周りに回動するので、その被検出部材１４との対向箇所及び対向距離は変化しない。このため、センサ１５、３５から制御装置２６にそれぞれ入力される出力信号は、図３（ｂ）に示したものと同様なものとなる。その結果、センサ１５、３５から制御装置２６には、それぞれ図１２（ｂ）及び（ｄ）に示すように、非開口部１４ｂに対向しているときには、上記電圧Ｖ０の出力信号が上記継続時間Ｔ０で入力され、各開口部１４ｃに対向しているときには、上記電圧ｖ０の出力信号が上記継続時間ｔ０で入力される。
また、センサ１５、３５では、被検出部材１４がＺ軸方向に平行な上記直線周りに回動するので、その被検出部材１４との対向箇所及び対向距離は変化しない。このため、センサ１５、３５から制御装置２６にそれぞれ入力される出力信号は、図３（ｂ）に示したものと同様なものとなる。その結果、センサ１５、３５から制御装置２６には、それぞれ図１２（ｂ）及び（ｄ）に示すように、非開口部１４ｂに対向しているときには、上記電圧Ｖ０の出力信号が上記継続時間Ｔ０で入力され、各開口部１４ｃに対向しているときには、上記電圧ｖ０の出力信号が上記継続時間ｔ０で入力される。
また、内軸部材５に対して、図１２（ａ）の矢印Ｍｚと反対方向にＺ軸方向に対する捻り荷重が作用して、被検出部材１４が例えばその中心を通るＸ軸方向に平行な直線周りに回動するように内輪構成部材６に生じた位置変化に応じて当該被検出部材１４全体が動くと、センサ２５、４５では、その被検出部材１４との対向箇所は当該被検出部材の動きに応じて同時に、かつ、非平行な状態でそれぞれ離間及び接近する。その結果、これらのセンサ２５、４５の出力信号は、図１２（ａ）に示した場合と正反対となり、センサ２５、４５からそれぞれ制御装置２６には、図１２（ｅ）及び（ｃ）に示したものと同様な出力信号が入力される。また、センサ１５、３５では、被検出部材１４との対向箇所及び対向距離は変化しないため、センサ１５、３５からそれぞれ制御装置２６には、図１２（ｂ）及び（ｄ）に示したものと同様な出力信号が入力される。
以上のように、内軸部材５に対しＺ軸方向に対する捻り荷重が作用したときには、例えば図１２（ｂ）〜（ｅ）にそれぞれ示した出力信号がセンサ１５〜４５から制御装置２６にそれぞれ入力される。そして、制御装置２６では、軸受軸中心に対し互いに１８０°異なるセンサ２５、４５の出力信号の比較を行うことにより、そのＺ軸方向に対する捻り荷重の向きを判別しつつ、各センサ１５〜４５からの非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃに対向しているときの出力信号の大きさ及び継続時間に基づいて当該捻り荷重の大きさをより精度よく検知することができる。
以上のように、内軸部材５に対しＺ軸方向に対する捻り荷重が作用したときには、例えば図１２（ｂ）〜（ｅ）にそれぞれ示した出力信号がセンサ１５〜４５から制御装置２６にそれぞれ入力される。そして、制御装置２６では、軸受軸中心に対し互いに１８０°異なるセンサ２５、４５の出力信号の比較を行うことにより、そのＺ軸方向に対する捻り荷重の向きを判別しつつ、各センサ１５〜４５からの非開口部１４ｂ及び各開口部１４ｃに対向しているときの出力信号の大きさ及び継続時間に基づいて当該捻り荷重の大きさをより精度よく検知することができる。
以上のように、本実施の形態２では、制御装置（取得手段）２６が軸受軸中心に対し等間隔に設けられた４個のセンサ１５〜４５の出力信号を用いて、上記３軸方向の各荷重と、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に対する捻り荷重とを精度よく取得するので、上記従来例に比べて部品点数を削減しつつ、内軸部材５（転がり軸受装置２）に作用した荷重をさらに精度よく検知することができる。しかも、上記従来例と異なり、捻り荷重の向きを判別しつつ、その大きさを取得できるので、制御装置２６は、タイヤに対する負荷ひいては車両の挙動をより高精度に把握して、当該車両の姿勢制御をより高精度に行うことが可能となる。また、軸受中心に対し９０°間隔に等配された４個のセンサ１５〜４５を用いているので、上記実施の形態１のものに比べて、上記３軸方向の各荷重をより精度よく、かつ迅速に検知することが可能となる。
尚、上記の説明では、複列アンギュラ玉軸受タイプの軸受を具備する車両の従動輪用ハブユニットに適用した場合について説明したが、本発明は、回転軌道輪と一体回転可能な被検出部材と、固定軌道輪側に設けられて前記被検出部材の被検出面との間の距離を検出可能なセンサとを設け、かつ、上記被検出面に、センサの検出面との距離が互いに異なり、周方向の寸法が均一及び不均一にそれぞれ構成された第１及び第２の被検出部分を形成するとともに、これらの第１及び第２の各被検出部分にセンサがそれぞれ対向しているときの当該センサの出力信号の大きさとその継続時間を基に上記３軸方向の各荷重を取得する取得手段を設置したものであればよく、転動体の種類や設置数等の軸受形式等は上記のものに何等限定されるものではない。具体的には、本発明を車両駆動輪用ハブユニットを構成する転がり軸受装置に適用することもできる。また、ハブユニット以外の回転機器などの機械や装置等に組み込まれ、上記実施の形態とは逆に、内輪及び外輪をそれぞれ固定軌道輪及び回転軌道輪として使用する軸受装置に適用することもできる。
また、上記の説明では、センサと被検出部材とを軸受軸方向（Ｙ軸方向）で互いに対向配置した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば円筒状に構成した被検出部材を複列の転動体の間で内軸部材の外周面に外嵌固定するとともに、外輪の内外周面を連通する貫通孔を当該外輪に設けてこの貫通孔にセンサを取り付けることにより、センサと被検出部材とを上下方向（Ｚ軸方向）で互いに対向配置する構成でもよい。このように構成した場合では、取得手段は、センサが第１又は第２の被検出部分に対向しているときの出力信号の大きさに基づきＺ軸方向の荷重を取得し、センサが第１の被検出部分に対向しているときの出力信号の継続時間に基づきＸ軸方向の荷重を取得し、センサが第２の被検出部分に対向しているときの出力信号の継続時間に基づきＹ軸方向の荷重を取得する。また、被検出部材を複列の転動体間に取り付けることにより、軸受装置の軸方向寸法が大きくなるのを防ぐことができ、これにより装置のコンパクト化を容易に図ることができる。
また、上記の説明では、非開口部及び開口部にてそれぞれ構成した第１及び第２の被検出部分を被検出面に設けたリング状の被検出部材を用いた場合について説明したが、本発明の被検出部材は、その被検出面がセンサの検出面に対向配置されて、少なくとも荷重を検知するためのセンサのターゲットとして使用するものであればよく、例えば被検出面を歯車状に構成して歯部及び溝部をそれぞれ第１及び第２の被検出部分としてもよい。また、上記被検出部材は、回転軌道輪と一体回転するものであればよく、上記リング状のもの以外に、例えば第１及び第２の被検出部分が軸受軸中心周りに部分的に設けられる円弧状のものでもよい。また、上記内輪構成部材の軸方向端面を所定間隔で切り欠くことにより、当該軸方向端面に第１及び第２の被検出部分を形成し、内輪構成部材を被検出部材と兼用させて上記支持部材の設置を省略したり、被検出部材と支持部材とを一体化したものを用いたりすることもできる。
また、上記の説明では、被検出面に直方形状の非開口部及び扇形状の開口部を各々１６個設けた場合について説明したが、本発明における第１及び第２の被検出部分の形状及び設置数はこれに限定されるものではない。但し、第２の被検出部分では、上記各実施の形態のように、その周方向の寸法が一端（径方向内側）から他端（径方向外側）に向かう一の方向において所定割合で変化させる場合の方が、センサが当該第２の被検出部分に対向しているときの時間、すなわちその出力信号の継続時間を上記所定割合に応じて変化させることが可能となり、取得手段での当該継続時間に基づく荷重の取得（算出）処理を簡単にできる点で好ましい。また、複数個のセンサを軸受の軸方向周りに等配する場合では、上記実施の形態２のように、第１及び第２の各被検出部分の設置数をセンサの設置数の倍数とする場合の方が、上記複数個の各センサの被検出部材上の対向箇所を第１及び第２の被検出部分の一方に合わせることが可能となり、取得手段での上記算出処理をより簡単にできる点で好ましく、また低コスト化が可能な点でも好ましい。
また、上記の説明では、車両のＥＣＵからなる制御装置を取得手段として用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば上記カバーに着脱可能なワンチップマイコンに上記取得手段を機能的に設け、ＥＣＵとは別個に構成することもできる。
また、上記の説明では、センサとして磁気式の変位センサを使用した場合について説明したが、本発明におけるセンサは、被検出部材の第１及び第２の各被検出部分との間の距離を検出可能なものであればよく、例えば加速度ピックアップにより構成された振動センサを用いて、各被検出部分に対向しているときの加速度を検出し、取得手段に設けた積分機能によって各被検出部分との間の距離を演算により求めて荷重を算出したり、加速度の検出波形を用いて荷重を取得したりすることもできる。また、レーザ光等の所定波長の光を被検出部材の被検出面側に照射して、その反射光を入射することによって各被検出部分との距離を検出可能な光式等の他のセンシング形式の変位センサも用いることができる。但し、上記磁気式の変位センサを用いる場合の方が、軸受装置の潤滑油等により被検出部材が汚染されたときでも、その潤滑油の影響が変位センサの出力信号に現れないので、取得手段は潤滑油に影響されることなく荷重を取得することができ、軸受装置の使用環境によって荷重検知の精度低下を生じないセンサ付き転がり軸受装置を容易に構成することができる点で好ましい。
また、上記の説明では、センサとして磁気式の変位センサを使用した場合について説明したが、本発明におけるセンサは、被検出部材の第１及び第２の各被検出部分との間の距離を検出可能なものであればよく、例えば加速度ピックアップにより構成された振動センサを用いて、各被検出部分に対向しているときの加速度を検出し、取得手段に設けた積分機能によって各被検出部分との間の距離を演算により求めて荷重を算出したり、加速度の検出波形を用いて荷重を取得したりすることもできる。また、レーザ光等の所定波長の光を被検出部材の被検出面側に照射して、その反射光を入射することによって各被検出部分との距離を検出可能な光式等の他のセンシング形式の変位センサも用いることができる。但し、上記磁気式の変位センサを用いる場合の方が、軸受装置の潤滑油等により被検出部材が汚染されたときでも、その潤滑油の影響が変位センサの出力信号に現れないので、取得手段は潤滑油に影響されることなく荷重を取得することができ、軸受装置の使用環境によって荷重検知の精度低下を生じないセンサ付き転がり軸受装置を容易に構成することができる点で好ましい。
また、上記実施の形態２の説明では、軸受の軸中心に対し９０°間隔にて４個のセンサを軸方向周りに等配した構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、軸中心に対して各々所定の角度で４個のセンサを設置する構成でもよい。但し、上記実施の形態２のように、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に沿って９０°間隔にて配設する場合の方が、上記所定の角度を用いた上記３軸方向の各荷重への変換処理を行うことなく、当該各荷重を容易に取得できる点で好ましい。また、捻り荷重の捻れ方向を判別する必要がない場合では、軸中心に対して９０°異なる位置に２個のセンサを配設して、上記３軸方向の各荷重を精度よく、かつ、１個のセンサを使用する場合に比べて、取得手段での各荷重の算出処理を簡略化しつつ、これらの各荷重を素早く求めることができる点で好ましい。
１ センサ付き転がり軸受装置
２ 転がり軸受装置
３ センサ装置
４ 外輪（固定軌道輪）
５ 内軸部材（回転軌道輪）
６ 内輪（回転軌道輪）
７、８ 転動体
１４ パルサーリング（被検出部材）
１４ａ 被検出面
１４ｂ 非開口部（第１の被検出部分）
１４ｃ 開口部（第２の被検出部分）
１５、２５、３５、４５ センサ（変位センサ）
１５ａ、２５ａ、３５ａ、４５ａ 検出面
１６、２６ 制御装置（取得手段）
２ 転がり軸受装置
３ センサ装置
４ 外輪（固定軌道輪）
５ 内軸部材（回転軌道輪）
６ 内輪（回転軌道輪）
７、８ 転動体
１４ パルサーリング（被検出部材）
１４ａ 被検出面
１４ｂ 非開口部（第１の被検出部分）
１４ｃ 開口部（第２の被検出部分）
１５、２５、３５、４５ センサ（変位センサ）
１５ａ、２５ａ、３５ａ、４５ａ 検出面
１６、２６ 制御装置（取得手段）
Claims (7)
- 固定軌道輪及び回転軌道輪と、これらの軌道輪間に転動自在に設けられた転動体とを備えた軸受を有する転がり軸受装置であって、
前記回転軌道輪と一体回転可能に設けられる被検出部材と、
前記固定軌道輪側に設けられるとともに、その検出面が前記被検出部材に設けられた被検出面に対向して配置されており、前記被検出面との間の距離を検出可能なセンサとを備え、
前記被検出部材の被検出面には、前記センサの検出面との間の距離が互いに異なる第１及び第２の被検出部分が周方向に交互に設けられ、かつ、前記第１の被検出部分は径方向の位置に関わらず周方向への寸法が一定であるが、前記第２の被検出部分は径方向の位置によって周方向への寸法が変化するよう構成され、
前記センサの出力信号が入力されるとともに、当該センサが前記第１及び第２の各被検出部分に対向しているときのセンサの出力信号の大きさとその継続時間とに基づいて、前記軸受の軸方向であるＹ軸方向の荷重、このＹ軸方向に直交するＸ軸方向の荷重、及び前記Ｙ軸方向及びＸ軸方向に直交するＺ軸方向の荷重を取得する取得手段を設けたことを特徴とするセンサ付き転がり軸受装置。 - 前記第２の被検出部分が、その周方向の寸法が一端から他端に向かう一の方向において所定割合で変化するように構成されている請求項１に記載のセンサ付き転がり軸受装置。
- 前記軸受の軸方向周りには、４個の前記センサが軸中心に対し９０°間隔で配設されている請求項１又は２に記載のセンサ付き転がり軸受装置。
- 前記取得手段が、前記軸受の軸中心に対し互いに１８０°異なる位置に配設された２個の前記センサからの出力信号の比較を行うことにより、前記Ｘ軸方向又は前記Ｚ軸方向に対する捻り荷重の捻れ方向を判別する請求項３に記載のセンサ付き転がり軸受装置。
- 前記固定軌道輪が、車両の車体側に固定される外輪により構成され、
前記回転軌道輪が、前記車両のタイヤを取付可能な内軸部材を含んでいる請求項１〜４のいずれか１項に記載のセンサ付き転がり軸受装置。 - 前記取得手段が、前記センサの出力信号から得られる、前記第１又は第２の被検出部分の所定時間当たりの検出数に基づいて、前記軸受の回転速度を取得する請求項１〜５のいずれか１項に記載のセンサ付き転がり軸受装置。
- 前記センサが、前記被検出部材の被検出面に向かって所定の磁界を発生するとともに、前記被検出面から戻ってきた磁界に基づいて当該被検出面との間の距離を検出可能な磁気式の変位センサにより構成されている請求項１〜６のいずれか１項に記載のセンサ付き転がり軸受装置。
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