(57)【要約】【課題】基板に形成された変位検出用のコイルの巻数を増大できるとともに、電磁界を発生させるアクチュエータ用のコイルに流す電流を大きくすることが可能な基板型センサを提供する。【解決手段】本発明の基板型センサ７は、複数の導体層Ｌ１〜Ｌ８からなり、ターゲット部材４を挿通する挿通口２２を有している基板本体１６と、挿通口２２の周囲を周回するように基板本体１６の一又は複数の導体層Ｌ１に形成されており、駆動用電流が供給されるアクチュエータ用コイルｍと、アクチュエータ用コイルｍとは異なる導体層Ｌ４〜Ｌ８に対して挿通口２２の周囲に形成されており、ターゲット部材４との間の径方向のギャップ変化をインダクタンスの変化により出力する径方向変位センサ用コイルｎとを備える。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の導体層を含み、かつ被検出物を挿通させるための挿通口を有している基板本体と、
前記挿通口の周囲を周回するように前記基板本体の一又は複数の導体層に形成され、かつ駆動用電流が供給されるアクチュエータ用コイルと、
前記アクチュエータ用コイルとは異なる導体層に対して形成されており、前記被検出物との間の相対位置変化をインダクタンスの変化により出力する変位センサ用コイルと、を備えていることを特徴とする基板型センサ。
【請求項２】
前記アクチュエータ用コイルと前記変位センサ用コイルとが、前記基板本体の厚さ方向に重なるように配置されている請求項１に記載の基板型センサ。
【請求項３】
前記アクチュエータ用コイルは、線間ピッチの広い部分と狭い部分とを有しており、前記基板本体には、線間ピッチの狭い部分に対応して回路素子が配置されている請求項１又は２に記載の基板型センサ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の基板型センサと、
前記基板型センサが取り付けられる固定軌道輪と、
前記固定軌道輪の径方向内方に設けられ、かつ前記基板型センサの挿通口に挿通された被検出部を有する回転軌道輪と、
前記回転軌道輪と固定軌道輪との間に転動自在に配置された転動体と、を備えていることを特徴とする転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板型センサおよびこれを備えた転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の分野において、走行の際の運転制御を行うために車輪に作用する荷重に関する情報が必要とされている。このような情報を得るため、自動車の車輪が取り付けられる車輪用転がり軸受装置に変位センサを設けることが行なわれている。
このような車輪用転がり軸受装置として従来知られているものに、車体側に固定される筒状の固定軌道輪と、この固定軌道輪の径方向内方に設けられかつ車輪を取り付ける取付部を有する回転軌道輪と、この回転軌道輪を回転自在とするために両軌道輪間に転動自在に設けられた複列の転動体とを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この従来の転がり軸受装置の固定軌道輪には変位センサが設けられており、変位センサは、車輪に荷重が作用した際に発生する回転軌道輪の外周面の変位によって変化する両軌道輪間のギャップ（具体的には、このギャップに対応して変化するインダクタンス）を検出する。そして、この変位センサが検出したギャップに基づいて、演算機能を有する制御装置が、車輪に作用する荷重を求めるように構成されている。
【０００４】
前記変位センサは、固定軌道輪の内の車両のインナ側となる部分に取り付けられている。この変位センサは、回転軌道輪が挿通されている環状のセンサコアと、このセンサコアが有する前後及び上下の磁極に銅線を巻き付けて構成した４つのコイルとを有するセンサ部材を備えており、このセンサ部材は軸方向に二列に並べて設けられている。このように構成した変位センサにより、回転軌道輪の径方向の変位を検出することができると共に、この変位センサによる径方向の変位の検出結果から、演算によって転がり軸受の軸方向の変位を求めることができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１２７２５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の転がり軸受装置の変位センサは、銅線を巻き付けたコイルを有する構成であり、さらに、このコイルを有するセンサ部材が軸方向に二列に並べて設けられていることから、変位センサの軸方向の寸法が大きくなる。したがって、この変位センサを転がり軸受装置に取り付けるために、軸方向に大きな取付けスペースが必要となる。そして、転がり軸受装置にＡＢＳセンサを更に取り付ける場合、ＡＢＳセンサと変位センサとが干渉するおそれがあり、両者を設けるのがスペース上困難となる。
また、従動輪用の転がり軸受装置の場合、そのインナ側に前記変位センサを設けることは可能であっても、駆動輪用の転がり軸受装置の場合では、そのインナ側にドライブシャフトの等速ジョイントが設けられるため、変位センサが軸方向に大きいと、当該変位センサを設置することが困難となる。
【０００７】
かかる問題から、本願出願人は、限られた軸方向スペースにおいても変位センサを設置することができるように、プリント配線板にコイルを形成した基板型センサを既に提案している（特願２００８−１６４７１４号）。
しかしながら、この基板型センサにおいては、コイルを平面的に形成する必要があるため、限られた基板の面積内でコイルの巻数を多くしたり、コイルの線幅を太くしたりして、検出感度を高めることが困難となる。
【０００８】
そこで、本発明は、基板にコイルの巻数を増やしたり線幅を増大させたりすることを可能にした基板型センサおよびこれを備えた転がり軸受装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の基板型センサは、複数の導体層を含み、かつ被検出物を挿通させるための挿通口を有している基板本体と、前記挿通口の周囲を周回するように前記基板本体の一又は複数の導体層に形成され、かつ駆動用電流が供給されるアクチュエータ用コイルと、前記アクチュエータ用コイルとは異なる導体層に対して形成されており、前記被検出物との間の相対位置変化をインダクタンスの変化により出力する変位センサ用コイルと、を備えていることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、アクチュエータ用コイルと変位センサ用コイルとが異なる導体層に形成されているので、各導体層において、アクチュエータ用コイルと変位センサ用コイルとが互いに配置スペースを侵食し合うことが無く、それぞれのコイル配置スペースを十分に確保することができる。したがって、アクチュエータ用コイルに供給する電流を大きくするためにコイルの線幅を太くしたり、検出感度を向上するために変位センサ用コイルの巻数を大きくしたりすることが可能となる。
【００１１】
前記アクチュエータ用コイルと前記変位センサ用コイルとは、基板本体の厚さ方向に重なるように配置されていることが好ましい。これによって変位センサ用コイルの出力ゲインを増大し、検出感度をより高めることができる。
【００１２】
前記アクチュエータ用コイルは、線間ピッチの広い部分と狭い部分とを有しており、線間ピッチの狭い部分に対応して回路素子が配置されていることが好ましい。これによって、限られた基板の平面内に、回路素子の配置スペースと、アクチュエータ用コイルの配置スペースとを十分に設けることができる。
【００１３】
また、本発明の転がり軸受装置は、前記基板型センサと、前記基板型センサが取り付けられる固定軌道輪と、前記固定軌道輪の径方向内方に設けられ、前記基板型センサの挿通口に挿通される被検出部を有する回転軌道輪と、前記回転軌道輪と固定軌道輪との間に転動自在に配置された転動体と、を備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の基板形センサ及びこれを備えた転がり軸受装置によれば、コイルの巻数を増やしたり線幅を増大させたりすることによって、検出感度を高めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
〔軸受装置の全体構造〕
以下、本発明のセンサ付き転がり軸受装置（以下、単に「軸受装置」ともいう。）の実施形態を、図面に基づいて説明する。
図１は軸受装置の側面断面図である。この軸受装置１００は車両に取り付けられるものであり、取付け状態で、図１において、右側が車両のアウタ側（車両の外側）であり、左側が車両のインナ側（車両の内側）である。
【００１６】
この軸受装置１００は、筒状の外輪１と、この外輪１に一部が挿通されている内軸２と、この内軸２のインナ側部分に外嵌された筒状の内輪部材３と、この内輪部材３のインナ側端部に外嵌された筒状のターゲット部材（被検出部）４と、周方向に設けられた複数の玉からなる複列の転動体５，５とを備えたものであり、これらにより複列アンギュラ玉軸受部が構成されている。転動体５，５としての各列の玉は保持器（図示せず）によって周方向に所定間隔で保持されている。
【００１７】
なお、本明細書において、軸受装置１００の中心線Ｃに沿った方向をｙ軸方向とし、これに直交する紙面貫通方向の水平方向をｘ軸方向とし、ｙ軸方向及びｘ軸方向に直交する鉛直方向をｚ軸方向と定義している。したがって、この軸受装置１００が自動車に取り付けられた状態で、ｘ軸方向は車輪の前後水平方向となり、ｙ軸方向は車輪の左右水平方向（軸方向）となり、ｚ軸方向は上下方向となる。
【００１８】
この実施形態の軸受装置１００では、外輪１が車体側の固定部材に固定される固定軌道輪である。他方、内軸２と内輪部材３とターゲット部材４とが、固定軌道輪の径方向内方に設けられた回転軌道輪である。そして、固定軌道輪と回転軌道輪との間において前記複列の転動体５，５が転動自在に介在している。これにより、固定軌道輪と回転軌道輪とは互いに同軸状に配置され、固定軌道輪に対して回転軌道輪が車輪（図示せず）とともに回転自在となる。
【００１９】
回転軌道輪を構成する内軸２は、径方向外方へ延びるフランジ部６をアウタ側に有しており、このフランジ部６が車輪のタイヤホイールやブレーキディスクの取付部となる。このタイヤホイール等は図示しない取付ボルトによってフランジ部６に取り付けられる。内輪部材３は、内軸２のインナ側に外嵌されており、内軸２のインナ側端部に螺合させたナット８によって内軸２に固定されている。そして、内軸２の外周面と内輪部材３の外周面とに、転動体５，５の内側軌道面９，９がそれぞれ形成されている。なお、ナット８は、ターゲット部材４と一体に構成されている。
【００２０】
ターゲット部材４は円筒状の部材であり、その外周面に段差部１７が形成されている。段差部１７は軸方向に二列設けられている。各段差部１７は、軸方向において直径が異なるように形成されており、図７に示しているように、外周面の直径が他よりも小さい小径部１７ｂと、この小径部１７ｂよりも直径が大きい大径部１７ａと、これら小径部１７ｂと大径部１７ａとの間の壁部１７ｃとによって構成されている。壁部１７ｃは円環形状となり、中心線Ｃに直交する壁面を有している。
【００２１】
図１において、固定軌道輪を構成する外輪１は、転動体５が転走する外側軌道面１０が内周面に二列形成された円筒状の本体筒部１１と、この本体筒部１１の外周面から径方向外方へ伸びたフランジ部１２とを有している。このフランジ部１２は、車体側の固定部材である懸架装置が有するナックル（図示せず）に固定され、これによって軸受装置１００が車体に固定される。
【００２２】
また、軸受装置１００は、回転軌道輪に作用する荷重、モーメント等を求めるためのセンサ装置を備えている。このセンサ装置は、回転軌道輪を構成する前記ターゲット部材４の変位に伴って変化する物理量、具体的には、ターゲット部材４の変位によって変化するインダクタンスを検出するコイルを備えた変位センサ７を有している。また、軸受装置１００は、センサ装置を外輪１に取り付けるための取付部材１４を備えている。この取付部材１４は外輪１に取り付けられている。
【００２３】
〔センサ装置の構成〕
図２は軸受装置１００のセンサ取付部の拡大断面図である。変位センサ７は、車両のインナ側の第一センサ部７ａと、アウタ側の第二センサ部７ｂと、第一センサ部７ａと第二センサ部７ｂとの間に配置された第三センサ部７ｃとを有している。第一〜第三センサ部７ａ〜７ｃは環状であり、軸方向に三列の状態で取り付けられている。第一〜第三センサ部７ａ〜７ｃは、コイルをそれぞれ有していることによって、内軸２と一体であるターゲット部材４の径方向及び軸方向の変位をインダクタンスの変化によって検出するインダクタンス型のセンサである。
【００２４】
後に詳しく説明するが、第一センサ部７ａと第二センサ部７ｂとのそれぞれの前後及び上下の４箇所に、径方向変位センサとして機能するコイルが設けられている。また、第三センサ部７ｃの内周縁部に、軸方向変位センサとして機能するコイルが設けられている。これら径方向変位センサ及び軸方向変位センサの検出値に基づいて、ＥＣＵ等からなる制御装置２０（図１参照）が、回転軌道輪に作用している荷重及びモーメントを演算によって求めることができる。制御装置２０は、前記演算を実行する演算機能を有している。
【００２５】
図２において、変位センサ７（第一〜第三センサ部７ａ〜７ｃ）は、基板型センサであり、コイルをプリントによって形成したプリント配線板（プリント基板）１５によって構成されている。第一センサ部〜第三センサ部７ａ〜７ｃを構成する３枚のプリント配線板１５は同じ構成であり、その板面に沿う方向が中心線Ｃに直交するようにして軸受装置１００に取り付けられている。具体的に、３枚のプリント配線板１５は、その外径部において外輪１に固定された取付部材１４にネジ２５によって取り付けられている。また、３枚のプリント配線板１５の各間にはスペーサ２４が介在している。
【００２６】
図３はプリント配線板１５の一方の面を示す正面図であり、図４はプリント配線板１５の他方の面を示す正面図（背面図）である。
プリント配線板１５は、中央に挿通口２２が形成された環状体であり、回転軌道輪の被検出部を包囲するようにして、当該回転軌道輪の径方向外方に設けられる。つまり、複数のプリント配線板１５の挿通口２２にはターゲット部材４が挿通された状態となる。プリント配線板１５の上下および前後の４箇所にネジ２５を挿通させる孔２６が形成されている。プリント配線板１５の一枚の厚さは例えば１ｍｍ〜２ｍｍとすることができる。
【００２７】
図３及び図４に示すように、プリント配線板１５は、樹脂製からなる環状の基板本体１６と、この基板本体１６にプリント（印刷）によって形成された周回コイルｍ（図３参照）および複数（４個）の単体コイルｎ（図４参照）とを有している。
周回コイルｍは、挿通口２２の外側近傍を周回するように形成されており、プリントによって導体（金属膜、例えば銅膜）を複数巻きすることで構成されている。また、単体コイルｎは、基板本体１６における挿通口２２の上下及び前後の４箇所に設けられており、プリントによって導体（金属膜、例えば銅膜）を複数巻きすることで構成されている。
【００２８】
周回コイルｍの構成と単体コイルｎの構成及び配置、つまり、コイルの配線パターンは概ね上下左右対称となっている。これにより、熱膨張による基板の反りを防止することができる。また、周回コイルｍ及び４個の単体コイルｎはそれぞれ電気的に独立した構成である。プリント配線板１５の面内におけるコイルｍ，ｎは、ターゲット部材４の径方向外方の位置に設けられる。
【００２９】
プリント配線板１５は、複数の導体層（コイル層）を厚さ方向に積層することにより構成されたものであり、各導体層にはコイルｍ、ｎを含む導体パターンがプリントによって形成されている。図５は、プリント配線板１５の層構造を概略的に示す図である。プリント配線板１５は、Ｌ１〜Ｌ８の合計８層の導体層を備えている。具体的には、３枚のコア３１の両面に導体層Ｌ２〜Ｌ７が形成され、各コア３１の間と、最上部および最下部のコア３１の外面とにプリプレグからなる絶縁層３２が積層され、最上部及び最下部の絶縁層３２の外面に導体層Ｌ１，Ｌ８が形成され、導体層Ｌ１，Ｌ８の外面がソルダレジスト等の保護層３３で被覆されている。
【００３０】
そして、本実施形態のプリント配線板１５においては、最上部の第一の導体層Ｌ１に周回コイルｍが形成され、第四〜第八の導体層Ｌ４〜Ｌ８に単体コイルｎが形成されている。図３には、第一の導体層Ｌ１が表面側に示されることによって周回コイルｍが現れており、図４には、第八の導体層Ｌ８が表面側に示されることによって、単体コイルｎが現れている。第二，第三の導体層Ｌ２，Ｌ３は、導体層Ｌ１，Ｌ４〜Ｌ８のパターン接続のための配線や電源供給用のために使用されている。導体層Ｌ１，Ｌ４〜Ｌ８のパターン配線および各導体層の接続部は、プリント配線板１５の原点（中心）を基準とした点対称で形成されていることが望ましく、導体層Ｌ２，Ｌ３は線対称の配線とされていることが好ましい。
【００３１】
図３に示すように、第一の導体層Ｌ１に形成された周回コイルｍは、位置Ｐ１と位置Ｐ２への間で挿通口２２周りに４回巻（４ターン）されている。また、周回コイルｍは、線間ピッチが広く形成された大ピッチ部分ｍ１と、狭く形成された小ピッチ部分ｍ２とを有し、これらは周方向交互に配置されている。具体的に、大ピッチ部分ｍ１は、基板本体１６の上下及び前後の４箇所に９０°間隔で形成され、小ピッチ部分ｍ２は、４箇所の大ピッチ部分ｍ１の各間に９０°間隔で形成されている。
【００３２】
小ピッチ部分ｍ２は、配線が挿通口２２側に密に寄り集まって偏るように配置されている。また、小ピッチ部分ｍ２の径方向外側には、ＩＣや抵抗等の回路素子２７，２８が配置されている。つまり、周回コイルｍに小ピッチ部分ｍ２を形成することによって、基板本体１６上に回路素子２７，２８の配置スペースが確保されるとともに、周回コイルｍと回路素子２７，２８との距離を十分にとることが可能となっている。
【００３３】
図４に示すように、第四〜第八の各導体層Ｌ４〜Ｌ８には、単体コイルｎが上下および前後の４箇所に９０°間隔で形成されている。各単体コイルｎは、それぞれ挿通口２２の周縁に沿うような円弧状に形成されている。そして、第四〜第八の導体層Ｌ４〜Ｌ８（図５参照）が積層されることによって、４箇所のそれぞれにおいて単体コイルｎが互いに基板本体１６の厚さ方向に重合されている。また、単体コイルｎは、図４に点線で示す反対面の周回コイルｍにおける大ピッチ部分ｍ２と基板本体１６の厚さ方向に重合するように配置されている。したがって、周回コイルｍと同様に、単体コイルｎも回路素子２７，２８を避けた配置となる。
【００３４】
周回コイルｍの線幅は、例えば約０．２ｍｍとされ、大ピッチ部分ｍ１における線間距離は約１．８ｍｍとされ、小ピッチ部分ｍ２における線間ピッチは約０．１ｍｍとされている。これに対して、単体コイルｎは、線幅が約０．１ｍｍとされ、線間ピッチが約０．１ｍｍとされている。したがって、周回コイルｍは、単体コイルｎよりも線幅が太く形成され（約２倍）、大ピッチ部分ｍ１で線間ピッチも大きく設定されている。なお、本実施形態の各単体コイルｎの巻数は、１２ターンとされている。
【００３５】
図６は、センサ装置を備えた軸受装置１００及びこの軸受装置１００に取り付けられる車輪Ｔの概略構成を示している分解説明図である。センサ装置は３枚のプリント配線板１５（１５ａ，１５ｂ，１５ｃ）を有している。これらプリント配線板１５ａ，１５ｂ，１５ｃは、同じ構成の周回コイルｍ及び単体コイルｎを有している。
【００３６】
まず、軸方向の一端部（インナ側の端部）のプリント配線板１５ａについて説明する。
このプリント配線板１５ａに設けられている４個の単体コイルｎは、内軸２（ターゲット部材４）の径方向、つまりＸ方向及びＺ方向の変位を検出する径方向変位センサとしてそれぞれ機能する。周回コイルｍは、４つの単体コイルｎによって内軸２の径方向の変位を検出させるためのアクチュエータとしての機能、及び、内軸２の軸方向の変位を検出させるための軸方向アクチュエータとしての機能を有している。この機能について以下に説明する。
【００３７】
図７は変位センサ７の内径部とターゲット部材４の外径部とを示している断面図である。プリント配線板１５ａは、ターゲット部材４の段差部１７と径方向外方で対向するように設けられている。プリント配線板１５ａには、周回コイルｍが、段差部１７の径方向外方を周回する（段差部１７の外周を包囲する）ようにして設けられている。そして、周回コイルｍは、段差部１７を検出ターゲットとしている。なお、変位センサ７がターゲット部材４の変位を検出する前の初期状態（内軸２が無負荷の状態）では、軸方向に関してプリント配線板１５の厚さ方向中央位置が、段差部１７の壁部１７ｃ（壁面）に一致していることが好ましい。
【００３８】
プリント配線板１５ａは、前記のとおり複数の導体層Ｌ１〜Ｌ８（図５参照）によって構成されている。プリント配線板１５ａを構成する複数の導体層Ｌ１〜Ｌ８のうちの第一層Ｌ１には周回コイルｍが形成され、この周回コイルｍがアクチュエータ用コイルとして機能する。他の導体層Ｌ４〜Ｌ８には単体コイルｎが形成され、この単体コイルｎは径方向センサ用コイルとして機能する。
【００３９】
そして、アクチュエータ用コイルとして機能する周回コイルｍには、図１の発振器２１がケーブルを介して接続されている。これにより、発振器２１からアクチュエータ用コイルｍに高周波電流（駆動用電流）が供給される。図１の制御装置２０は、アクチュエータ用コイルｍや発振器２１にケーブルを介して接続されている。
【００４０】
図５において、プリント配線板１５ａには、単体コイルｎが前後及び上下の４箇所に９０°間隔で配設されている。これら４つの単体コイルｎのそれぞれは、図１に示しているＥＣＵ等からなる制御装置２０とケーブルを介して接続されている。また、発振器２１から周回コイル（アクチュエータ用コイル）ｍに高周波電流が供給されることで、ターゲット部材４との間で電磁界が生じる。
【００４１】
車輪に作用した荷重によって内軸２が径方向（ｘ軸方向とｚ軸方向との内の一方又は双方）に変位すると、内軸２と一体であるターゲット部材４が径方向に変位するため、ターゲット部材４の外周面と、プリント配線板１５ａとの径方向のギャップが変化する。これにより、電磁界内にある単体コイルｎのインダクタンスは、径方向のギャップの変化に応じて変化する。単体コイルｎのインダクタンスの変化は、単体コイルｎの出力信号（出力電圧）の変化として表れる。つまり、単体コイルｎは、電磁界の変化によって生じたインダクタンスの変化を出力信号として制御装置２０へ出力することができる。この単体コイルｎからの出力信号に基づいて、制御装置２０は、内軸２（車輪）に作用している径方向の荷重を求めることができる。
【００４２】
以上より、単体コイルｎは、内軸２の径方向の変位を検出する径方向変位センサとしての機能を有し、周回コイルｍは、単体コイルｎに径方向の変位を検出させるための径方向アクチュエータとしての機能を有する。
また、図５に示したように、プリント配線板１５ａは、多層の導体層Ｌ１〜Ｌ８を含み、単体コイルｎは、複数の導体層Ｌ４〜Ｌ８に形成されている。したがって、一枚のプリント配線板１５において、各導体層Ｌ４〜Ｌ８の単体コイルｎが厚さ方向に重なることにより、その巻数を増加させることができる。したがって、インダクタンスの変化を検出する感度を高めることが可能となる。なお、本実施の形態では、各導体層Ｌ４〜Ｌ８の各単体コイルｎの巻数は１２ターンとされており、導体層Ｌ４〜Ｌ８間で互いに重合する単体コイルｎの巻数は６０ターン（１２ターン×５層）となり、この６０ターンの単体コイルｎの群が周方向４箇所に形成されることになる。
【００４３】
図６と図７とにおいて、軸方向の他端部（アウタ側の端部）のプリント配線板１５ｂについて説明する。このプリント配線板１５ｂは、前記インナ側のプリント配線板１５ａと同じ構成である。プリント配線板１５ｂに設けられている周回コイル（アクチュエータ用コイル）ｍは、発振器２１からの高周波電流によって励起される。また、この周回コイルｍは制御装置２０と接続されている。さらに、プリント配線板１５ｂに設けられている４つの単体コイルｎは、制御装置２０と接続されている。そして、プリント配線板１５ｂは、ターゲット部材４の他方側（アウタ側）の段差部１７と径方向外方で対向するように設けられている。これにより、プリント配線板１５ｂは、前記インナ側のプリント配線板１５ａと同じ機能を備える。
【００４４】
図６と図７とにおいて、軸方向の中央のプリント配線板１５ｃについて説明する。このプリント配線板１５ｃは、前記インナ側およびアウタ側のプリント配線板１５ａ，１５ｂと同じ構成である。また、プリント配線板１５ｃの周回コイルｍは制御装置２０と接続されている。また、前述のようにプリント配線板１５ａ、１５ｂの周回コイルｍには発振器２１により高周波電流が供給され、これによってターゲット４との間で電磁界が生じている。
【００４５】
図７において、車輪に作用した荷重によって内軸２が軸方向（ｙ軸方向）に変位すると、内軸２と一体であるターゲット部材４が軸方向に変位し、段差部１７の大径部１７ａに対するプリント配線板１５ａ、１５ｂの軸方向のラップ長さが変化する。このラップ長さの変化すると、当該変化に応じて電磁界内にあるプリント配線板１５ｃの周回コイルｍのインダクタンスが変化する。そして、このインダクタンスの変化がプリント配線板１５ｃの周回コイルｍの出力信号（出力電圧）の変化として表れる。つまり、プリント配線板１５ｃの周回コイルｍは、電磁界の変化によって生じたインダクタンスの変化を出力信号として制御装置２０へ出力することができる。制御装置２０は、プリント配線板１５ｃの周回コイルｍからの出力信号に基づいて、内軸２（車輪）に作用しているｙ軸方向の荷重を求めることができる。
このように、プリント配線板１５ｃの周回コイルｍは、内軸２の軸方向の変位を検出する軸方向変位センサとしての機能を有している。なお、プリント配線板１５ｃの単体コイルｎはセンサとして用いられていない。
【００４６】
変位センサが内軸（ターゲット部材）の径方向の変位を検出した結果から制御装置が演算によって当該内軸の軸方向の変位を間接的に求める従来の構成とは異なり、本実施の形態では、内軸２が軸方向に変位することで直接的に生じる周回コイルｍのインダクタンスの変化によって、内軸２のｙ軸方向の変位を直接的に検出している。このため、ｙ軸方向についての検出精度を従来よりも高めることが可能となる。
【００４７】
本実施の形態において、変位センサを有するセンサ装置は、プリントによって各コイルが形成されたプリント配線板１５（図３参照）からなり、各プリント配線板１５は薄い板からなるため、各センサは薄く、センサ装置をｙ軸方向に薄く構成することができる。このようにセンサ装置をｙ軸方向に小型化することができるので、軸受装置１００のインナ側に他に設けられるＡＢＳセンサの設置スペースを確保するのが容易となる。
【００４８】
さらに、本実施の形態において、内軸２（ターゲット部材４）の軸方向の変位を検出するために、内軸２（ターゲット部材４）のインナ側の側部に変位センサを設けるのではなく、内軸２（ターゲット部材４）の径方向外方に変位センサを設けた構成となっているので、転がり軸受装置が駆動輪用であってそのインナ側にドライブシャフトの等速ジョイントが設けられていても、当該ジョイントと変位センサとが干渉することを防止することができる。
【００４９】
また、軸方向変位センサが径方向変位センサと別として設けられた構成であるため、ｙ軸方向の変位（荷重）の検出精度を高めることが可能となる。
【００５０】
また、本実施の形態では、プリント配線板１５が複数の導体層Ｌ１〜Ｌ８を有し、周回コイル（アクチュエータ用コイル、軸方向変位センサ用コイル）ｍと、単体コイル（径方向変位センサ用コイル）ｎとが異なる層に形成されているので、各導体層Ｌ４〜Ｌ８において、周回コイルｍと単体コイルｎとの配置スペースを十分に確保することができる。そのため、周回コイルｍの線幅を太くすることが可能となり、抵抗を小さくしてより多くの電流を流すことが可能となっている。その結果、制御装置２０への出力ゲインを増大させることができ、検出感度の向上に寄与する。さらに、単体コイルｎの巻数をより多くすることも可能となるので、検出感度を高めることが可能となっている。
さらに、周回コイル（アクチュエータ用コイル）ｍと単体コイル（径方向変位センサ用コイル）ｎとが異なる導体層に形成され、これらは厚さ方向に重合されることによって互いに接近して配置されている。このような配置によって単体コイルｎの出力ゲインを増大させることができる。
【００５１】
なお、図２に示すように、３枚のプリント配線板１５の間に配置されたスペーサ２４は、透磁率の高い素材からなり、図３に２点鎖線で示すように、周回コイルｍおよび単体コイルｎの外側を囲うように配置されている。したがって、このスペーサ２４は磁気シールドとして機能し、コイルｍ，ｎによって発生した磁束が外部に漏れるのを防止するとともに、外部から磁気の影響を受けないように構成され、センサ装置の検出精度を高める機能を有している。
【００５２】
〔制御装置による演算の内容〕
制御装置２０が有する演算機能を説明する。第一センサ部７ａにおける、前後上下の単体コイルｎによる検出値をそれぞれｆ１，ｒ１，ｔ１，ｂ１とし、第二センサ部７ｂにおける、前後上下の単体コイルｎによる検出値をそれぞれｆ２，ｒ２，ｔ２，ｂ２とし、第三センサ部７ｃにおける周回コイルｍによる検出値をｙ３とする。
【００５３】
制御装置２０は、内軸２の前後方向（ｘ軸方向）の変位を求めるための変数Ｘ、内軸２の上下方向（ｚ軸方向）の変位を求めるための変数Ｚ、内軸２の軸方向（ｙ軸方向）の変位を求めるための変数Ｙ、ｚ軸回りのモーメントを求めるための変数Ｍｚ、ｘ軸回りのモーメントを求めるための変数Ｍｘを、以下の式によって求めることができ、さらに、これら変数を、各軸方向に作用している荷重に変換する演算を実行することができる。
Ｘ＝ｘ１  （ただし、ｘ１＝ｆ１−ｒ１）
Ｚ＝ｚ１  （ただし、ｚ１＝ｔ１−ｂ１）
Ｙ＝ｙ３
Ｍｚ＝ｘ１−ｘ２  （ただし、ｘ１＝ｆ１−ｒ１、ｘ２＝ｆ２−ｒ２）
Ｍｘ＝ｚ１−ｚ２  （ただし、ｚ１＝ｔ１−ｂ１、ｚ２＝ｔ２−ｂ２）
【００５４】
このように、制御装置２０は、第一及び第二センサ部７ａ，７ｂの径方向変位センサとしての前後の検出値に基づいて、前後方向（ｘ軸方向）の変位、荷重及びｚ軸回りのモーメントを求めることができ、第一及び第二センサ部７ａ，７ｂの径方向変位センサとしての上下の検出値に基づいて、上下方向（ｚ軸方向）の変位、荷重及びｘ軸周りのモーメントを求めることができる。また、制御装置２０は、第三センサ部７ｃの軸方向変位センサとしての軸方向の検出値に基づいて、左右方向（ｙ軸方向）の変位、荷重を求めることができる。
【００５５】
本発明は、図示した形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであっても良い。上記実施形態では一枚のプリント配線板１５を８層の導体層として説明したが、導体層の数はこれ以上又はこれ以下であってもよい。また、周回コイルｍを形成した導体層と、単体コイルｎを形成した導体層と、配線用の導体層との配置（並び）についても適宜変更することができる。
【００５６】
また、周回コイルｍは、２層以上の導体層に形成してもよい。この場合、１の導体層の周回コイルｍをアクチュエータ専用として用いて高周波電流を供給し、他の導体層の周回コイルｍを軸方向変位センサ専用として用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】軸受装置の側面断面図である。
【図２】軸受装置センサ取付部の拡大断面図である。
【図３】プリント配線板の一方の面を示す正面図である。
【図４】プリント配線板の他方の面を示す正面図（背面図）である。
【図５】プリント配線板の層構造を概略的に示す図である。
【図６】センサ装置を備えた軸受装置及びこの軸受装置に取り付けられる車輪の概略構成を示している分解説明図である。
【図７】変位センサの内径部とターゲット部材の外径部とを示している断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１      外輪
２      内軸
３      内輪部材
４      ターゲット部材（被検出部）
５，５      転動体
７      変位センサ
７ａ      第一センサ部
７ｂ      第二センサ部
７ｃ      第三センサ部
１５      プリント配線板
１５ａ      プリント配線板
１５ｂ      プリント配線板
１５ｃ      プリント配線板
２０      制御装置
２１      発振器
Ｌ１〜Ｌ８      導体層
ｍ      周回コイル（アクチュエータ用コイル、軸方向変位センサ用コイル）
ｎ      単体コイル（径方向変位センサ用コイル）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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