(57)【要約】【課題】  予圧の差等に基づいて、転がり軸受ユニット個々で相違する、１対のセンサ１３ａ、１３ｂとエンコーダ１２ｂとの位置関係の相違に拘らず、外輪３とハブ４との間に加わる荷重を正確に求められる様にする。【解決手段】  出荷に先立ち、ハブ４に既知の荷重を加えつつこのハブ４を回転させて、上記両センサ１３ａ、１３ｂの検出信号同士の間の位相差を測定する。そして、この測定結果と上記既知の荷重の値とにより、この位相差に基づいて上記ハブ４に加わる荷重を算出する際に利用する、零点とゲイン特性とを求める。そして、この求めた零点とゲイン特性とを無線ＩＣタグ３３に記憶させておき、車両への組み付け後にこの零点とゲイン特性とを、荷重演算器に読み込む。この結果、転がり軸受ユニット毎に異なる値が、位相差に基づく荷重算出に及ぼす影響を排除して、上記課題を解決できる。【選択図】  図３
2006194673.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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接触角を付与された状態で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、上記回転側軌道輪の一部にこの回転側軌道輪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加わ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パターンは、検出すべき荷重の作用方向に対応して、上記被検出面の幅方向に関して連続的に変化している
転がり軸受ユニットの荷重測定装置であって、
上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との間に荷重を加えない状態、及び、既知の荷重を付与した状態で、それぞれこれら静止側軌道輪と回転側軌道輪とを相対回転させ、これら静止側軌道輪と回転側軌道輪との間に荷重が加わらない状態、及び、既知の荷重が加わった状態での上記パターンをそれぞれ測定する事により、これら荷重とパターンとの関係である零点とゲイン特性とを求め、
これら求めた零点とゲイン特性とをそれぞれの基準値と比較して行なわれる合否判定により合格とされた転がり軸受ユニットの荷重測定装置。
【請求項２】
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接触角を付与された状態で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、上記回転側軌道輪の一部にこの回転側軌道輪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加わ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パターンは、検出すべき荷重の作用方向に対応して、上記被検出面の幅方向に関して連続的に変化している
転がり軸受ユニットの荷重測定装置であって、
上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との間に荷重を加えない状態、及び、既知の荷重を付与した状態で、それぞれこれら静止側軌道輪と回転側軌道輪とを相対回転させ、これら静止側軌道輪と回転側軌道輪との間に荷重が加わらない状態、及び、既知の荷重が加わった状態での上記パターンをそれぞれ測定する事により、これら荷重とパターンとの関係である零点とゲイン特性とを求め、
これら求めた零点とゲイン特性とに応じて、複数の等級のうちの何れかに分類された転がり軸受ユニットの荷重測定装置。
【請求項３】
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接触角を付与された状態で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、上記回転側軌道輪の一部にこの回転側軌道輪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加わ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パターンは、検出すべき荷重の作用方向に対応して、上記被検出面の幅方向に関して連続的に変化している
転がり軸受ユニットの荷重測定装置であって、
上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との間に荷重を加えない状態、及び、既知の荷重を付与した状態で、それぞれこれら静止側軌道輪と回転側軌道輪とを相対回転させ、これら静止側軌道輪と回転側軌道輪との間に荷重が加わらない状態、及び、既知の荷重が加わった状態での上記パターンをそれぞれ測定する事により、これら荷重とパターンとの関係である零点とゲイン特性とを求め、
これら求めた零点とゲイン特性とを、上記荷重を算出する為の情報として記録した転がり軸受ユニットの荷重測定装置。
【請求項４】
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接触角を付与された状態で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、上記回転側軌道輪の一部にこの回転側軌道輪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加わ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パターンは、検出すべき荷重の作用方向に対応して、上記被検出面の幅方向に関して連続的に変化している
転がり軸受ユニットの荷重測定装置であって、
上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との間に荷重を加えない状態、及び、既知の荷重を付与した状態で、それぞれこれら静止側軌道輪と回転側軌道輪とを相対回転させ、これら静止側軌道輪と回転側軌道輪との間に荷重が加わらない状態、及び、既知の荷重が加わった状態での上記パターンをそれぞれ測定する事により、これら荷重とパターンとの関係である零点とゲイン特性とを求め、
これら求めた零点とゲイン特性とを、上記演算器に記録した転がり軸受ユニットの荷重測定装置。
【請求項５】
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接触角を付与された状態で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、上記回転側軌道輪の一部にこの回転側軌道輪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加わ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パターンは、検出すべき荷重の作用方向に対応して、上記被検出面の幅方向に関して連続的に変化している転がり軸受ユニットの荷重測定装置を製造する為の製造装置であって、
上記静止側軌道輪を支持する為の支持手段と、上記回転側軌道輪を回転駆動する駆動手段と、これら静止側軌道輪と回転側軌道輪との間に既知の荷重を付与する荷重付与手段と、この荷重付与手段が付与する荷重の大きさとセンサから送り込まれる検出信号とに基づいて、上記パターンと上記荷重の大きさとの関係である零点とゲイン特性とを求める演算装置とを備える、
転がり軸受ユニットの荷重測定装置の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明に係る転がり軸受ユニットの荷重測定装置は、複数個の転動体を介して相対回転自在に組み合わされた静止側軌道輪と回転側軌道輪との間に加わる荷重（ラジアル方向の変位量とアキシアル方向の変位量との一方又は双方）を検出するものである。そして、検出した荷重を表す信号を、自動車等の車両の走行安定性確保を図る為に利用する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車の車輪は懸架装置に対し、複列アンギュラ型の玉軸受ユニット等の転がり軸受ユニットにより回転自在に支持する。又、自動車の走行安定性を確保する為に、例えば非特許文献１に記載されている様な、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）やトラクションコントロールシステム（ＴＣＳ）、更には、ビークルスタビリティコントロールシステム（ＶＳＣ）等の車両用走行安定化装置が使用されている。この様な各種車両用走行安定化装置を制御する為には、車輪の回転速度、車体に加わる各方向の加速度等の信号が必要になる。そして、より高度の制御を行なう為には、車輪を介して上記転がり軸受ユニットに加わる荷重（ラジアル荷重とアキシアル荷重との一方又は双方）の大きさを知る事が好ましい場合がある。
【０００３】
この様な事情に鑑みて、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で、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。
【０００４】
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。更に、特許文献３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、更に、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。
【０００５】
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。
【０００６】
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他、十分な測定精度を得る事が難しいと考えられる。
【０００７】
この様な事情に鑑みて本発明者等は先に、複列アンギュラ型の玉軸受ユニットを構成する回転側軌道輪にエンコーダを、この回転側軌道輪と同心に支持固定し、このエンコーダの被検出面の変位を検出する事で、この回転側軌道輪と静止側軌道輪との相対変位量を測定し、更にこの相対変位量に基づいてこれら両軌道輪同士の間に加わる荷重を求める発明（先発明）を行なった（特願２００４−２７９１５５号）。この先発明に係る構造の場合、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パターン（位相と、ピッチと、検出信号のデューティ比に結び付く、各特性の割合とのうちから選択される１乃至複数）は、検出すべき荷重の作用方向に一致する、上記被検出面の幅方向に関して連続的に変化している。そして、上記静止側軌道輪等の固定部分に支持したセンサの検出部を、上記エンコーダの被検出面に近接対向させて、このセンサの出力信号が、上記相対変位量に応じて変化する様にしている。
【０００８】
図７〜８は、この様な先発明に係る構造の第１例を示している。この先発明の第１例の転がり軸受ユニットの荷重測定装置は、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７に示す様に、外輪３と、ハブ４と、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、互いに逆方向の（背面組み合わせ型の）接触角を付与した状態で、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。
【０００９】
一方、上記荷重測定装置２は、図７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、軟鋼板等の磁性材製で、それぞれがスリット状である複数の透孔１４ａ、１４ｂを、交互に形成している。これら各透孔１４ａ、１４ｂは、上記エンコーダ１２の中心軸の方向に関して傾斜している。又、円周方向に隣り合う透孔１４ａ、１４ｂ同士の間で、傾斜方向は互いに逆になっている。又、円周方向に隣り合う透孔１４ａ、１４ｂ同士のピッチは、交互に大小を繰り返している。この様なエンコーダ１２は、上記ハブ４の中間部に外嵌固定している。一方、上記センサ１３は、永久磁石と、ホール素子或いは磁気抵抗素子等の磁気検出素子とを組み込んだ、アクティブ型の磁気センサで、上記外輪３の中間部に形成した取付孔１５に、径方向外方から内方に挿通する状態で設けている。そして、上記センサ１３の先端部を上記外輪３の内周面から径方向内方に突出させて、この先端部に設けた検出部を、被検出面である、上記エンコーダ１２の外周面に近接対向させている。
【００１０】
上述の様に構成する先発明の荷重測定装置の第１例の場合、アキシアル荷重に基づいて上記ハブ４と上記外輪３とが軸方向に相対変位すると、上記センサ１３の検出信号が変化するパターン（ピッチ及び位相）が変化する。そこで、このパターンの変化に基づいて、上記相対変位の大きさ、更には上記アキシアル荷重の大きさを求められる。尚、同方向に傾斜した透孔１４ａ、１４ａ（１４ｂ、１４ｂ）に基づいて上記検出信号が変化する周期は、上記相対変位に拘らず変化しない。従って、この周期に基づいて、上記ハブ４の回転速度を求める事もできる。
【００１１】
次に、図９〜１０は、先発明に係る構造の第２例を示している。本例の場合には、重量の嵩む自動車の駆動輪を支持する為の車輪支持用転がり軸受ユニットを対象としている為に、転動体５ａ、５ａとして円すいころを使用している。又、回転側軌道輪であるハブ４ａの中心部に、等速ジョイントに付属のスプライン軸を挿通する為のスプライン孔１８を形成している。そして、上記ハブ４ａの中間部に、磁性金属材製で円環状のエンコーダ１２ａを外嵌固定している。このエンコーダ１２ａの外周面には、凹部１９、１９と凸部２０、２０とを、円周方向に関して交互に配置している。これら各凹部１９、１９と凸部２０、２０との円周方向に関する幅寸法は、軸方向に関して漸次変化している。
【００１２】
一方、静止側軌道輪である外輪３の中間部に形成した取付孔１５に、上述した第１例の場合と同様の、磁気検知式のセンサ１３を挿通し、このセンサ１３の先端部に設けた検出部を、上記エンコーダ１２ａの外周面に近接対向させている。このセンサ１３の検出信号は、上記検出部の近傍を上記各凹部１９、１９と上記各凸部２０、２０とが交互に通過する事に伴って変化するが、この変化のパターン（検出信号のデューティ比＝高電位継続時間／１周期）は、上記検出部が対向する、上記エンコーダ１２ａの外周面の軸方向位置によって変化する。そこで、上記変化のパターンに基づいて、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を求められる。
【００１３】
次に、図１１〜１２は、先発明に係る構造の第３例を示している。本例の場合には、静止側軌道輪である外輪３の一部に１対のセンサ１３ａ、１３ｂを、回転側軌道輪であるハブ４の回転方向に関する位相を一致させ、且つ、このハブ４の軸方向にずらせた状態で配置している。そして、上記両センサ１３ａ、１３ｂの検出部を、上記ハブ４の中間部に外嵌固定したエンコーダ１２ｂの外周面に近接対向させている。このエンコーダ１２ｂは、磁性金属板により円筒状に形成されたもので、幅方向片半部と他半部とに、それぞれスリット状の透孔１４ｃ、１４ｄを、それぞれ上記エンコーダ１２ｂの中心軸の方向に対し傾斜させた状態で、円周方向に関して等間隔に形成している。幅方向片半部の透孔１４ｃ、１４ｃの傾斜方向と、他半部の透孔１４ｄ、１４ｄの傾斜方向とは互いに逆で、傾斜角度は互いに等しい。又、上記外輪３と上記ハブ４との間にアキシアル荷重が作用していない状態（中立状態）で、上記両列の透孔１４ｃ、１４ｄの間に存在するリム部２１が、上記両センサ１３ａ、１３ｂの検出部の丁度中央位置に存在する。
【００１４】
上述の様なエンコーダ１２ｂを含んで構成する、先発明の荷重測定装置の第３例の場合、上記中立状態では、上記両センサ１３ａ、１３ｂの検出信号の位相が互いに一致する。これに対して、上記外輪３と上記ハブ４との間にアキシアル荷重が作用すると、これら外輪３とハブ４とが軸方向に相対変位する結果、上記１対のセンサ１３ａ、１３ｂの検出信号の位相がずれる。そこで、このずれの方向及び大きさ（実際の場合には、上記両センサ１３ａ、１３ｂの検出信号の１周期に対するずれの大きさの比）に基づいて、上記アキシアル荷重の方向及び大きさを求められる。尚、上記ハブ４の回転速度は、何れかのセンサ１３ａ（１３ｂ）の検出信号の周期或いは周波数に基づいて求められる。
【００１５】
次に、図１３〜１４は、先発明に係る構造の第４例を示している。この先発明の第４例の場合には、ハブ４の内端部に外嵌固定した内輪９の内端部に、図１４に示す様なエンコーダ１２ｃの基端部を外嵌して、このエンコーダ１２ｃを上記ハブ４に対し、このハブ４と同心に支持固定している。このエンコーダ１２ｃは、磁性金属板製で、先半部に設けた円筒状部に、それぞれが「く」字形でスリット状の透孔１４ｅ、１４ｅを、円周方向に関して等間隔に形成している。又、外輪３の内端部に嵌合固定したカバー１６に支持したセンサホルダ１７内に１対のセンサを、軸方向に離隔した状態で保持している。そして、これら両センサの検出部を、上記エンコーダ１２ｃの内周面に近接対向させている。
【００１６】
上述の様な先発明の転がり軸受ユニットの荷重測定装置の第４例の場合も、アキシアル荷重に基づいてハブ４と外輪３とが軸方向に相対変位すると、上記１対のセンサの検出信号の位相がずれる。そこで、このずれの大きさに基づいて、上記相対変位の大きさ、更には上記アキシアル荷重の大きさを求められる。尚、上記ハブ４の回転速度は、何れかのセンサの検出信号に基づいて求められる。
【００１７】
次に、図１５は、先発明に係る構造の第５例に組み込むエンコーダ１２ｄを示している。このエンコーダ１２ｄは、磁性金属板により円輪状に形成されたもので、それぞれが径方向外側程円周方向に関する幅が大きくなる、台形の透孔１４ｆ、１４ｆを、円周方向に関して等間隔に形成している。この様なエンコーダ１２ｄの軸方向片側面にはセンサの検出部を、近接対向させる。
【００１８】
上述の様なエンコーダ１２ｄを含んで構成する、先発明の転がり軸受ユニットの荷重測定装置の第５例の場合、ラジアル荷重に基づいてハブと外輪とが径方向に相対変位すると、上記センサの検出信号のデューティ比（高電位継続時間／１周期）が変化する。そこで、このデューティ比に基づいて、上記相対変位の大きさ、更には上記ラジアル荷重の大きさを求められる。尚、上記ハブの回転速度は、上記センサの検出信号の周期に基づいて求められる。
【００１９】
尚、上述の先発明の転がり軸受ユニットの荷重測定装置の第１〜５例は何れも、エンコーダ１２〜１２ｄとして単なる磁性材製のものを使用し、センサの側に永久磁石を組み込む事を意図している。これに対して、前記特願２００４−２７９１５５号には、永久磁石製のエンコーダを使用し、センサの側の永久磁石を省略する構造に就いても記載されている。何れの場合でも、エンコーダの被検出面が円周方向に関して変化するパターンは、検出すべき荷重の作用方向に一致する、この被検出面の幅方向に関して連続的に変化している。
【００２０】
何れにしても、上述の様な先発明に係る転がり軸受ユニットの荷重測定装置により求めた荷重（ラジアル荷重とアキシアル荷重との一方又は双方）は、路面と車輪（タイヤ）との接触面で生じている荷重と等価である。従って、上記求めた荷重に基づいて車両の走行状態を安定化させる為の制御を行なえば、車両の姿勢が不安定になる事を予防する為のフィードフォワード制御が可能になる等、車両の走行安定性確保の為の高度な制御が可能になる。
【００２１】
上述の様な先発明に係る転がり軸受ユニットの荷重測定装置により、前記外輪３等の静止側軌道輪と、前記ハブ４等の回転側軌道輪との間の相対変位量を求め、更にこれら両軌道輪同士の間に加わる荷重を求める為には、前記エンコーダ１２〜１２ｄの被検出面の特性が変化するパターンの変化程度と、上記ラジアル荷重又は上記アキシアル荷重との関係（零点及びゲイン特性）を、正確に把握しておく必要がある。しかしながら、上記パターンが上記ラジアル荷重又は上記アキシアル荷重に基づいて変化する程度は、上記転がり軸受ユニットの転動体５、５に付与した予圧の値等によって微妙に変化する。この為、総ての転がり軸受ユニットの零点及びゲイン特性を一致させる事は困難である。
【００２２】
【特許文献１】特開２００１−２１５７７号公報
【特許文献２】特開平３−２０９０１６号公報
【特許文献３】特公昭６２−３３６５号公報
【非特許文献１】青山元男著、「レッドバッジスーパー図解シリーズ／クルマの最新メカがわかる本」、ｐ．１３８−１３９、ｐ．１４６−１４９、株式会社三推社／株式会社講談社、平成１３年１２月２０日
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、個々の転がり軸受ユニットに関して、エンコーダの被検出面の特性が変化するパターンの変化程度と、ラジアル荷重又はアキシアル荷重との関係（零点及びゲイン特性）が異なる場合でも、上記転がり軸受ユニットに加わる荷重を正確に求められる荷重測定装置を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明の対象となる転がり軸受ユニットの荷重測定装置は、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接触角を付与された状態で設けられた複数個の転動体とを備える。
又、上記荷重測定装置は、上記回転側軌道輪の一部にこの回転側軌道輪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加わる荷重を算出する演算器とを備える。
更に、上記被検出面の特性が円周方向に関して変化するパターンは、検出すべき荷重の作用方向に対応（例えば一致）して、上記被検出面の幅方向に関して連続的に変化している。
【００２５】
又、請求項１〜４に記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置の場合には、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との間に荷重を加えない状態、及び、既知の荷重を付与した状態で、それぞれこれら静止側軌道輪と回転側軌道輪とを相対回転させ、これら静止側軌道輪と回転側軌道輪との間に荷重が加わらない状態、及び、既知の荷重が加わった状態での上記パターンをそれぞれ測定する事により、これら荷重とパターンとの関係である零点とゲイン特性とを求めている。
そして、請求項１に記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置は、上述の様にして求めた零点とゲイン特性とをそれぞれの基準値と比較して行なわれる合否判定により、合格とされたものである。
又、請求項２に記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置は、上述の様にして求めた零点とゲイン特性とに応じて、複数の等級のうちの何れかに分類されたものである。
又、請求項３に記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置は、上述の様にして求めた求めた零点とゲイン特性とを、上記荷重を算出する為の情報として記録したものである。  更に、請求項４に記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置は、上述の様にして求めた零点とゲイン特性とを、前記演算器に記録したものである。
【００２６】
一方、請求項５に記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置の製造装置は、支持手段と、駆動手段と、荷重付与手段と、演算装置とを備える。
このうちの支持手段は、前記静止側軌道輪を支持する為のものであり、上記駆動手段は、前記回転側軌道輪を回転駆動する為のものであり、上記荷重付与手段は、これら静止側軌道輪と回転側軌道輪との間に既知の荷重を付与する為のものである。又、上記演算装置は、上記荷重付与手段が付与する荷重の大きさと、センサから送り込まれる検出信号とに基づいて、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パターンと上記荷重の大きさとの関係である、零点とゲイン特性とを求めるものである。
【発明の効果】
【００２７】
上述の様に構成する本発明の転がり軸受ユニットの荷重測定装置は、前述した先発明に係る転がり軸受ユニットの荷重測定装置と同様に、エンコーダの被検出面の特性が変化するパターンを検出する事により、転がり軸受ユニットに付加される荷重を測定できる。
更に、本発明の転がり軸受ユニットの荷重測定装置及びその製造装置によれば、個々の転がり軸受ユニット同士の間に存在する、エンコーダの被検出面の特性が変化するパターンと荷重との関係（零点及びゲイン特性）の相違に拘らず、静止側軌道輪と回転側軌道輪との間に作用する荷重を正確に求められる。
【００２８】
先ず、請求項１に記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置の場合には、零点とゲイン特性とが適正範囲内に収まっている為、エンコーダの被検出面の特性が変化するパターンを表す信号を入力した演算器により、上記荷重を正確に求める事ができる。
又、請求項２に記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置の場合には、零点とゲイン特性とに応じて、複数の等級のうちの何れかに分類されている為、演算器として当該転がり軸受ユニットの等級に応じた演算機能を持ったものを組み合わせる（或は演算器に等級に応じた演算機能を持たせる）事で、上記荷重を正確に求める事ができる。
又、請求項３に記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置の場合には、当該転がり軸受ユニットに関する零点とゲイン特性とが記録され、演算器は、この記録された零点とゲイン特性とに基づいて上記荷重を算出する為、この荷重を正確に求める事ができる。
又、請求項４に記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置の場合には、当該転がり軸受ユニットに関する零点とゲイン特性とが演算器自体に記録され、この演算器は、この記録された零点とゲイン特性とに基づいて上記荷重を算出する為、この荷重を正確に求める事ができる。
そして、請求項５に記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置の製造装置によれば、上述の様な転がり軸受ユニットの荷重測定装置を造るべく、上記零点とゲイン特性とを求める作業を、容易且つ能率良く行なえる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明のうちの請求項３に記載した発明を実施する場合に好ましくは、求めた零点とゲイン特性とを、転がり軸受ユニットに添着した無線ＩＣタグに記録する。
この様に構成すれば、求めた零点とゲイン特性とを記録し、更に取り出して使用する作業を、容易に行なえる。
又、転がり軸受ユニットの荷重測定装置に関する発明を実施する場合に好ましくは、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、複列の外輪軌道と複列の内輪軌道とを設け、これら両外輪軌道と両内輪軌道との間にそれぞれ複数個ずつの転動体を、２列に分けて設ける。この場合に好ましくは、懸架装置に車輪を回転自在に支持すると共に、この車輪に加わる荷重を測定する為に利用する。
この様に構成すれば、回転部材の支持剛性が大きな構造で、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との間に加わる荷重を正確に求められる。
【００３０】
又、転がり軸受ユニットの荷重測定装置に関する発明を実施する場合に好ましくは、回転側軌道輪の回転速度を検出する為の回転速度センサを備える。そして、この回転速度と、荷重と、エンコーダの被検出面の特性が変化するパターンとの関係に関する、零点とゲイン特性とを求める。
この様に構成すれば、上記回転側軌道輪の回転速度の変動に拘らず、上記静止側軌道輪とこの回転側軌道輪との間に加わる荷重を正確に求められる。
尚、上記回転速度センサとしては、必ずしも独立したセンサを使用する必要はなく、荷重測定用のセンサの信号を、回転速度センサの信号として利用する事もできる。例えば、前述の図８、１０、１５に示したエンコーダ１２、１２ａ、１２ｄと組み合わされるセンサを回転速度センサとしても利用する場合には、このセンサの検出信号の立ち上がりの瞬間、或いは降下の瞬間（信号変動のエッジ）に関する周期或いは周波数により、上記回転側軌道輪の回転速度を求められる。又、図１２、１４に示したエンコーダ１２ｂ、１２ｃと組み合わされる１対のセンサのうちの一方のセンサの検出信号を、荷重測定用の信号として利用する事に加えて、上記回転側軌道輪の回転速度を求める為の信号としても利用する事もできる。
【００３１】
又、請求項５に記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置の製造装置の発明を実施する場合に好ましくは、演算装置に、求めた零点とゲイン特性とを基準値と比較して合否判定を行なう合否判定回路を備え付ける。
この様に構成すれば、請求項１に記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置の製造作業を容易に行なえる。
或は、演算装置に、求めた零点とゲイン特性とに応じて、複数の等級のうちの何れかに分類する等級判定回路を備え付ける。
この様に構成すれば、請求項２に記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置の製造作業を容易に行なえる。
或は、演算装置に送信回路を備え付けて、この送信回路により、求めた零点とゲイン特性とを、転がり軸受ユニットの荷重測定装置を構成する演算器に情報を送る為のメモリに送信する。
この様に構成すれば、請求項３に記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置の製造作業を容易に行なえる。
或は、演算装置に送信回路を備え付けて、この送信回路により、求めた零点とゲイン特性とを、転がり軸受ユニットの荷重測定装置を構成する演算器に送信する。
この様に構成すれば、請求項４に記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置の製造作業を容易に行なえる。
【実施例１】
【００３２】
図１は、請求項１、５に対応する、本発明の実施例１を示している。本実施例を含む各実施例は、前述の図１１〜１２に示した、先発明の第３例の転がり軸受ユニットの荷重測定装置に関して、本発明を適用する場合に就いて示している。この為に本実施例の場合には、静止側軌道輪である外輪３と回転側軌道輪であるハブ４との間に加わるアキシアル荷重と、１対のセンサ１３ａ、１３ｂの検出信号の位相差との関係に関し、零点とゲイン特性とを求め、合否判定を行なう様にしている。尚、本実施例の特徴は、上記先発明の第３例の構造により、上記両センサ１３ａ、１３ｂの検出信号の位相差に基づいて、車輪支持用転がり軸受ユニット１に加わる荷重を正確に求められる転がり軸受ユニットの荷重測定装置を実現すべく、上記合否判定により、個々の転がり軸受ユニット同士の間に存在する特性の差の影響を小さく抑える点にある。その他の部分の構成及び作用は、上記先発明の第３例の場合と同様であるから、同等部分に関する説明は省略若しくは簡略にし、以下、本実施例の特徴である、上記特性の差の影響を小さく抑える点に就いて説明する。
【００３３】
上記零点とゲイン特性とを求める場合、上記外輪３を、支持手段である支持フレーム２２に支持固定する。そして、上記ハブ４を回転させつつ、このハブ４に既知のアキシアル荷重を付与する。この為に本実施例の場合には、駆動手段であるモータ２３と、荷重付与手段である、油圧シリンダ等のアクチュエータ２４とを設けている。そして、このうちのモータ２３の回転駆動軸２５と上記ハブ４とを、回転駆動用カップリング２６を介して連結し、このハブ４を回転駆動自在としている。尚、この回転駆動用カップリング２６は、回転方向の力（トルク）は伝達するが、軸方向、半径方向、折れ曲がり方向の力の伝達は行なわない構造を有する。
【００３４】
又、上記アクチュエータ２４と上記ハブ４とを、荷重センサ２７と荷重付加用カップリング２８とを介して連結している。この荷重付加用カップリング２８は、軸方向並びに曲げ方向の力は伝達するが、回転方向の力の伝達は行なわない構造を有する。この様な荷重付加用カップリング２８は、上記ハブ４のフランジ１０に対し、車輪支持用のスタッド２９を利用する等により、結合固定している。又、上記荷重センサ２７は、上記アクチュエータ２４の出力であるアキシアル荷重及びモーメント荷重を上記荷重付加用カップリング２８に伝達する機能に加えて、このアキシアル荷重及びモーメント荷重の大きさを測定する機能を有する。尚、上記アクチュエータ２４として両方向のアキシアル荷重及びモーメント荷重を発生させるものを使用すると共に、上記荷重センサ２７として両方向のアキシアル荷重及びモーメント荷重を測定できるものを使用する事が、零点とゲイン特性とをより高精度に求める上からは好ましい。但し、必ずしも、両方向のアキシアル荷重及びモーメント荷重を発生或は測定できる構造にする必要はない。即ち、上記アクチュエータ２４として図１の右向きのアキシアル荷重を発生させるものを、上記荷重センサ２７として圧縮方向のアキシアル荷重を測定するものを、それぞれ使用しても、上記零点とゲイン特性とを、実用的精度を確保した状態で求められる。
【００３５】
更に、本実施例の場合には、上記荷重センサ２７が検出する、上記ハブ４に加えられるアキシアル荷重及びモーメント荷重と、前記モータ２３に組み付けた、このモータ２３の回転速度を表す信号とを、前記１対のセンサ１３ａ、１３ｂの検出信号（或いはこれら両センサ１３ａ、１３ｂの検出信号の位相差を表す信号）と共に、合否判定回路３０に入力している。この合否判定回路３０は、上記各信号に基づいて、上記アキシアル荷重及びモーメント荷重と、上記１対のセンサ１３ａ、１３ｂの検出信号の位相差と上記ハブ４の回転速度との比との関係である、零点とゲイン特性とを求め、更に、これら求めた零点とゲイン特性とを、それぞれの基準値と比較して合否判定を行なう。尚、上記ハブ４の回転速度は、上記両センサ１３ａ、１３ｂのうちの何れかのセンサ１３ａ（１３ｂ）の信号によっても知る事ができる。従って、上記モータ２３の回転速度を表す信号は、必ずしも必要ではない。
【００３６】
上述の様な製造装置（検査装置）により、上記両センサ１３ａ、１３ｂを組み込んだ転がり軸受ユニットの適否を判定する。この合否判定を行なう場合、先ず、前記アクチュエータ２４により上記ハブ４に荷重を付加しない状態でこのハブ４を回転させて、上記両センサ１３ａ、１３ｂの検出信号の位相差を測定し、この測定値を零点とする。荷重を付加しない状態での位相差は、理論上は０である事が好ましいが、構成各部材の製造誤差や組み付け誤差に基づいて、完全に０にする事は難しい。そこで、上述の様に、上記ハブ４に荷重を付加しない状態で上記両センサ１３ａ、１３ｂの検出信号同士の間の位相差を測定し、この位相差（実際には、これら両センサ１３ａ、１３ｂの検出信号の１周期に対する位相差の比）を零点とする。次いで、上記アクチュエータ２４により上記ハブ４に、既知の荷重を付加しながらこのハブ４を回転させて、上記両センサ１３ａ、１３ｂの検出信号同士の間の位相差を測定する。そして、この測定結果と上記零点とから、上記ゲイン特性を求める。このゲイン特性に就いては、線形の特性は勿論、非線形の特性であっても、上記既知の荷重を複数種類用意し、この複数種類の荷重を時間的に前後して付与する事で求められる。
【００３７】
そして、この様にして求めた零点とゲイン特性とが、それぞれの基準値から大きく外れていないか否かの、合否判定を行なう。この合否判定は、例えば、実際に上記ハブ４に対して負荷されている荷重に対して、このハブ４の回転速度及び上記両センサ１３ａ、１３ｂの検出信号から求められる荷重が許容範囲内に入っているか否かを判定する。そして、検出信号から求められる荷重が、実際に付加された荷重に対して、許容範囲から外れている場合には、否の判定をする。その様な転がり軸受ユニットは出荷せず、再度予圧付与を行なう等の修正作業を行なってから、再度適否判定を行なう。一方、許容範囲内に収まっている場合には、合格を表すシール等の表示を付して出荷する。本実施例の場合、この様にする事で、上記零点とゲイン特性とが、それぞれの基準値に対して大きく異なる転がり軸受ユニットの荷重測定装置を出荷する事を防止できる。従って、エンコーダ１２ｂの組み付け誤差や予圧の相違等により、個々の転がり軸受ユニット同士の間に存在する、上記両センサ１３ａ、１３ｂの検出信号同士の間の位相差と荷重との関係（零点及びゲイン特性）が許容範囲のものだけを出荷できるので、前記外輪３と上記ハブ４との間に作用する荷重を正確に求められる。
【００３８】
尚、本実施例の場合には、上記両センサ１３ａ、１３ｂ及びエンコーダ１２ｂを、各転動体５、５の列同士の間に配置した構造を示しているが、これらセンサ１３ａ、１３ｂ及びエンコーダ１２ｂの設置場所は、この様な部分に限定するものではない。例えば、外輪の両端部等に振り分けて設置する事もできる。又、エンコーダは、Ｓ極とＮ極とを円周方向に亙り交互に且つ等間隔で配置した、永久磁石を使用する事もでき、この場合には、センサ１３ａ、１３ｂの側の永久磁石は不要になる。この場合に使用する永久磁石としては、フェライト磁石やネオジム磁石、又は、これらの磁性材料をゴムやプラスチックに混入させたゴム磁石やプラスチック磁石でも良い。又、多極磁石の代わりに、磁性材製のギヤ等を使用したエンコーダとしても良い。但し、永久磁石ではない、磁性材製のエンコーダを使用する場合には、速度検出用センサ側に永久磁石を設ける。又、これら速度検出用センサは、磁気検出素子を利用したアクティブ型のものに限らず、磁性材の周囲にコイルを巻回した、パッシブ型のものを使用する事もできる。更には、実施対象となる転がり軸受ユニットに関しても、使用時に回転するハブが内径側に設けられた内輪回転型のものに限らず、ハブが外径側に設けられた、外輪回転型のものも利用できる。
【実施例２】
【００３９】
図２は、請求項２、５に対応する、本発明の実施例２を示している。本実施例の場合には、上述した実施例１の合否判定回路３０（図１参照）に代えて、等級判定回路３１を設けている。本実施例の場合も、上述した実施例１と同様に、モータ２３によりハブ４を回転させると共に、アクチュエータ２４によりこのハブ４に既知の荷重を付与しつつ、１対のセンサ１３ａ、１３ｂの検出信号の位相差と荷重との関係（零点及びゲイン特性）を求める。本実施例の場合、この様にして求めた零点とゲイン特性とに応じて、車輪支持用転がり軸受ユニット１を、複数の等級のうちの何れかに分類する。そして、各車輪支持用転がり軸受ユニット１に、それぞれが分類された等級を表す表示若しくは書類を付する。荷重測定装置を構成する演算器には、分類された等級に応じた演算機能を持たせる。
【００４０】
本実施例の場合、この様に、演算器に当該車輪支持用転がり軸受ユニット１のランクに応じた演算機能を持たせる事で、上記荷重を正確に求める事ができる。即ち、各車輪支持用転がり軸受ユニット１毎に、零点及びゲイン特性に応じて等級分けをしてから出荷する為、これら各車輪支持用転がり軸受ユニット１に加わる荷重と、この車輪支持用転がり軸受ユニット１に組み込んだ１対のセンサ１３ａ、１３ｂの検出信号の位相差との関係（零点及びゲイン特性）を、各等級毎に一定の幅に収める事ができ、この荷重測定に関する精度を向上させる事ができる。尚、零点及びゲイン特性が、何れの等級にも属さない程基準値に対し大きくずれている車輪支持用転がり軸受ユニット１に就いては、再度予圧を調整する事で、何れかの等級内に収めてから出荷する。
【００４１】
尚、上記１対のセンサ１３ａ、１３ｂの検出信号の位相差と荷重との関係に関する等級は、２等級以上であれば良い。この等級の数を多くする程、上記荷重の測定精度を高める事ができる。但し、あまり多くの等級に分けると、演算器に等級に応じた機能を持たせる作業の選択肢が多くなる等、管理が煩雑になるので、５等級以下に抑える事が好ましい。何れにしても、この等級分けの数は、必要となる荷重の測定精度によって適宜設定する。
【００４２】
又、個々の車輪支持用転がり軸受ユニット１に付与された等級は、これを表す番号を書類に記録して、各車輪支持用転がり軸受ユニット１と共に取り引きする事もできる。但し、各車輪支持用転がり軸受ユニット１に付与された等級を表す符号を、レーザマーカーやインクジェット等の方法で、これら各車輪支持用転がり軸受ユニット１自体に記載しても良い。この様にすれば、車輪支持用転がり軸受ユニット１と書類とが分離して、当該車輪支持用転がり軸受ユニット１に関する零点やゲイン特性が不明になる事を防止できる。尚、何れの場合でも、等級を表す符号に加えて、ロット番号や製造日等を合わせて記載する事もできる。又、この等級を表す符号を含むデータを上記各車輪支持用転がり軸受ユニット１の一部に、バーコードとして記載すれば、このデータを読み取って前記演算器に分類された等級に応じた演算機能を持たせる作業を容易に行なえる。更には、無線ＩＣタグを各車輪支持用転がり軸受ユニット１の一部に設置し、この無線ＩＣタグに、当該車輪支持用転がり軸受ユニット１の等級を記録する事もできる。この場合には、この無線ＩＣタグに等級を記録する作業、並びに、この無線ＩＣタグに記録された等級を上記演算器に読み込む動作を、何れも非接触で行なえる為、作業性は更に向上する。
その他の構成及び作用は、前述した実施例１と同様であるから、重複する説明は省略する。
【実施例３】
【００４３】
図３〜４は、請求項３、５に対応する、本発明の実施例３を示している。本実施例の場合には、前述した実施例１の合否判定回路３０（図１参照）に代えて、零点及びゲイン特性算出回路３２を設けている。又、外輪３の外周面に、無線ＩＣタグ３３を、接着等により添着固定している。本実施例の場合も、前述した実施例１と同様に、モータ２３によりハブ４を回転させると共に、アクチュエータ２４によりこのハブ４に既知の荷重を付与しつつ、１対のセンサ１３ａ、１３ｂの検出信号の位相差と荷重との関係（零点及びゲイン特性）を求める。この場合に上記零点及びゲイン特性算出回路３２は、上記アクチュエータ２４が上記ハブ４に荷重を加えない状態での上記両センサ１３ａ、１３ｂの検出信号同士の間の位相差（の回転速度に対する比）に基づいて、上記零点を求める。又、上記アクチュエータ２４が上記ハブ４に既知の荷重を加えた状態で、この既知の荷重と、上記両センサ１３ａ、１３ｂの検出信号同士の間の位相差との関係から、上記ゲイン特性を求める。
【００４４】
本実施例の場合、この様にして求めた零点とゲイン特性とを、上記無線ＩＣタグ３３に記録する。この記録作業は、上記零点及びゲイン特性算出回路３２からこの無線ＩＣタグ３３に、上記零点とゲイン特性とを表す信号を無線で送信する事により行なう。この様にして、上記両センサ１３ａ、１３ｂの検出信号同士の間の位相差と荷重との関係（零点及びゲイン特性）を記録した無線ＩＣタグ３３は、自身が添着固定された車輪支持用転がり軸受ユニット１と共に、車両（自動車）に組み付ける。この無線ＩＣタグ３３とは、無線通信ＩＣとアンテナとを組み合わせたチップで、例えば（株）日立製作所から商品名「ミューチップ」として市販されているもの等が、使用可能である。そして、上記無線ＩＣタグ３３に記録された零点及びゲイン特性を利用して、上記両センサ１３ａ、１３ｂの検出信号同士の間の位相差（の回転速度に対する比）から、上記外輪３と上記ハブ４との間に加わる荷重を算出する。
【００４５】
上記無線ＩＣタグ３３を添着固定した車輪支持用転がり軸受ユニット１を自動車の懸架装置に組み付けた状態では、図４に示す様に、上記無線ＩＣタグ３３に記録された上記零点及びゲイン特性を、車体側に設置した荷重演算器３４に無線送信し、この荷重演算器３４に組み込まれたメモリに記憶させる。そしてこの荷重演算器３４は、メモリに記憶させた零点及びゲイン特性を利用して、上記両センサ１３ａ、１３ｂの検出信号同士の間の位相差（の回転速度に対する比）から、上記外輪３と上記ハブ４との間に加わる荷重を算出する。そして、この荷重を表す信号を、スタビリティコントロール装置等、車両の走行安定化装置を統合制御する為の制御器３５に送る。
【００４６】
この様にして車両の走行安定性確保の為の制御を行なう場合、上記荷重演算器３４は、上記無線ＩＣタグ３３から送られてメモリに記憶された、個々の車輪支持用転がり軸受ユニット１の零点及びゲイン特性を利用して、各転がり軸受ユニットに加わる荷重を算出する。従って、個々の転がり軸受ユニットに加わる荷重を、高精度で求められる。尚、ゲイン特性が非線形の場合は、前記零点及びゲイン特性算出回路３２により近似式を作成して上記無線ＩＣタグ３３に記憶させ、更にこの近似式を上記荷重演算器３４のメモリに記憶させる。又、この無線ＩＣタグ３３は、図示の様に、各転がり軸受ユニットを構成する外輪３の外周面に貼り付けても良いが、荷札状に構成した無線ＩＣタグを各転がり軸受ユニットの一部に取り付けても良い。尚、これら各転がり軸受ユニットを車両に組み付けて、零点及びゲイン特性を表す信号を車体側の荷重演算器３４に送信した後、上記無線ＩＣタグを取り外しても良い。
【００４７】
尚、請求項３に記載した発明は、上記無線ＩＣタグ３３を使用せずに実施する事もできる。この場合には例えば、零点及びゲイン特性を、車輪支持用転がり軸受ユニット１そのものに、例えばレーザマーカーやインクジェット等の方法で、符号或は数値として、或はバーコードとして記載する。この場合に、符号或は数値として記録した場合には、この車輪支持用転がり軸受ユニット１を車両に組み付ける際に、この記録を肉眼又はカメラで読み取って、荷重演算器３４に入力する。これに対して、バーコードとして記録した場合は、バーコード読み取り器で読み取って、荷重演算器３４に入力する。従って、バーコードとして記録する方が、符号或は数値として記録する場合に比べて自動化が容易であり、車輪支持用転がり軸受ユニット１毎の零点及びゲイン特性を、上記荷重演算器３４に正確に読み込めるので、荷重測定の信頼性を確保の面から好ましい。
【００４８】
又、無線ＩＣタグ３３に記録する場合にしても、或は車輪支持用転がり軸受ユニット１そのものに記録するにしても、上記零点及びゲイン特性に加えて、ロット番号や製造日等を記録する事もできる。又、請求項３に記載した発明を実施する場合に、無線ＩＣタグの代わりに、ＲＯＭを使用しても良い。但し、無線ＩＣタグ３３を使用すれば、非接触でデータの記録及び読み出しを行なえ、作業性が向上するので好ましい。
その他の構成及び作用は、前述した実施例１と同様であるから、重複する説明は省略する。
【実施例４】
【００４９】
図５〜６は、請求項４、５に対応する、本発明の実施例４を示している。本実施例の場合には、上述した実施例３とは異なり、外輪３に、１対のセンサ１３ａ、１３ｂと共に荷重演算器３４ａを組み付けている。そして、零点及びゲイン特性算出回路３２が算出した零点とゲイン特性とを、この荷重演算器３４ａに直接記録する様に構成している。そして、車輪支持用転がり軸受ユニット１を自動車の懸架装置に組み付けた状態では、図６に示す様に、上記荷重演算器３４ａは、上記零点及びゲイン特性を利用して上記外輪３とハブ４との間に加わる荷重を算出し、その信号を車両の走行安定化装置を統合制御する為の制御器３５に送る様にしている。
上記零点及びゲイン特性算出回路３２が算出した零点とゲイン特性とを、無線ＩＣタグ等の媒体を介する事なく、上記荷重演算器３４ａに直接記録する様に構成した点以外は、上述した実施例３と同様であるから、重複する説明は省略する。
尚、各実施例に関して、前述の先発明の第３例に限らず、第１、２、４、５例の構造で実施できる事は勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施例１を示す部分切断面図。
【図２】同実施例２を示す部分切断面図。
【図３】同実施例３を示す部分切断面図。
【図４】実施例３の構造の使用状態を示す断面図。
【図５】本発明の実施例４を示す部分切断面図。
【図６】実施例４の使用状態を示す断面図。
【図７】先発明に係る荷重測定装置付転がり軸受ユニットの第１例の断面図。
【図８】この第１例に組み込むエンコーダの斜視図。
【図９】先発明に係る荷重測定装置付転がり軸受ユニットの第２例の断面図。
【図１０】この第２例に組み込むエンコーダの斜視図。
【図１１】先発明に係る荷重測定装置付転がり軸受ユニットの第３例を示す断面図。
【図１２】この第３例に組み込むエンコーダの斜視図。
【図１３】先発明に係る荷重測定装置付転がり軸受ユニットの第４例の断面図。
【図１４】この第４例に組み込むエンコーダの断面図。
【図１５】先発明に係る荷重測定装置付転がり軸受ユニットの第５例に組み込むエンコーダを軸方向から見た側面図。
【符号の説明】
【００５１】
１    車輪支持用転がり軸受ユニット
２    荷重測定装置
３    外輪
４、４ａ  ハブ
５、５ａ  転動体
６    外輪軌道
７    取付部
８    ハブ本体
９    内輪
１０    フランジ
１１    内輪軌道
１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ  エンコーダ
１３、１３ａ、１３ｂ  センサ
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ、１４ｆ  透孔
１５    取付孔
１６    カバー
１７    センサホルダ
１８    スプライン孔
１９    凹部
２０    凸部
２１    リム部
２２    支持フレーム
２３    モータ
２４    アクチュエータ
２５    回転駆動軸
２６    回転駆動用カップリング
２７    荷重センサ
２８    荷重付加用カップリング
２９    スタッド
３０    合否判定回路
３１    等級判定回路
３２    零点及びゲイン特性算出回路
３３    無線ＩＣタグ
３４、３４ａ  荷重演算器
３５    制御器
【図１】
2006194673.tif 000003
【図２】
2006194673.tif 000004
【図３】
2006194673.tif 000005
【図４】
2006194673.tif 000006
【図５】
2006194673.tif 000007
【図６】
2006194673.tif 000008
【図７】
2006194673.tif 000009
【図８】
2006194673.tif 000010
【図９】
2006194673.tif 000011
【図１０】
2006194673.tif 000012
【図１１】
2006194673.tif 000013
【図１２】
2006194673.tif 000014
【図１３】
2006194673.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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