(57)【要約】【課題】  転がり軸受ユニットに組み付ける荷重測定装置の低コスト化、強度確保、小型・軽量化を極限迄追求できる構造を実現する。【解決手段】  １対のセンサ２３ａ、２３ｂの検出部を、軸方向に関して位相を漸次変化させたエンコーダ３１の被検出面に対向させる。そして、演算器２４が、上記両センサ２３ａ、２３ｂの出力信号の位相差に基づいて、外輪１とハブ１１との間に作用するアキシアル荷重を求める。上記両センサ２３ａ、２３ｂと上記演算器２４とを、単一のケーシング２５内に収納する。又、この演算器２４から送り出される荷重信号を、ＣＡＮバスにより送信する。この構成により、上記課題を解決する。【選択図】  図１
2006329692.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回転に伴って回転する、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、検出部をこの被検出面に対向させた状態で回転しない部分に支持され、この被検出面の特性変化に対応してその出力信号を変化させるセンサと、このセンサの出力信号に基づいて上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との間に作用する荷重を算出する演算器とを備えたものであり、
この演算器と上記センサとを単一のケーシング内に収容した
荷重測定装置付転がり軸受ユニット。
【請求項２】
エンコーダが、各転動体を転動自在に保持した保持器の一部に、この保持器と同心に支持されたもので、被検出面の特性が円周方向に関して等間隔で変化しており、演算器は、上記保持器の回転速度の変動に基づいて荷重を算出する、請求項１に記載した荷重測定装置付転がり軸受ユニット。
【請求項３】
エンコーダが、回転側軌道輪と同心に支持されたもので、この被検出面の特性が変化するパターンを、この被検出面の幅方向に関して漸次変化させており、演算器は、センサの出力信号の変化のパターンに応じて荷重を算出する、請求項１に記載した荷重測定装置付転がり軸受ユニット。
【請求項４】
センサの出力信号の変化分と荷重との関係を表す零点及びゲイン特性を表す特性データを演算器に送信する為の電路と、この演算器がこの特性データを勘案しつつ上記出力信号に基づいて算出した荷重を表す荷重信号を送る電路とを共通化し、この電路により双方向通信を行なわせる、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載した荷重測定装置付転がり軸受ユニット。
【請求項５】
転がり軸受ユニットが、自動車の懸架装置に車輪を支持する為の車輪支持用転がり軸受ユニットであり、演算器が求める荷重成分が、上記自動車の前後方向のラジアル荷重と、上下方向のラジアル荷重と、幅方向のアキシアル荷重と、鉛直軸回りのモーメントと、水平軸回りのモーメントとのうちから選択される１種又は２種以上の荷重である、請求項１〜４の何れか１項に記載した荷重測定装置付転がり軸受ユニット。
【請求項６】
センサの出力信号の変化分と荷重との関係を表す零点及びゲイン特性を表す特性データと、演算器がこの出力信号に基づいて算出した荷重を表す荷重信号とのうちの少なくとも一方を、ＣＡＮバスにより送受信する、請求項５に記載した荷重測定装置付転がり軸受ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明に係る荷重測定装置付転がり軸受ユニットは、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相対変位量（例えば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）を検出し、この変位量に基づいて、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求める為に利用する。更に、この求めた荷重を、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転がり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（例えば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、複列アンギュラ型の玉軸受ユニットである転がり軸受ユニットを構成する１対の列の玉の公転速度に基づいて、この転がり軸受ユニットに加わるラジアル荷重又はアキシアル荷重を測定する、荷重測定装置付転がり軸受ユニットに関する発明が記載されている。
図４は、上記特許文献１に記載された荷重測定装置付転がり軸受ユニットを示している。この従来構造の場合、静止側軌道輪である外輪１の軸方向中間部で、複列アンギュラ型の外輪軌道２、２の間部分に形成した取付孔３にセンサユニット４を挿通し、このセンサユニット４の先端部５を、上記外輪１の内周面から突出させている。この先端部５には、１対の公転速度検出用センサ６ａ、６ｂと、１個の回転速度検出用センサ７とを設けている。
【０００４】
そして、このうちの各公転速度検出用センサ６ａ、６ｂの検出部を、複列に配置された各転動体８ａ、８ｂを回転自在に保持した各保持器９ａ、９ｂに設けた、公転速度検出用エンコーダ１０ａ、１０ｂの被検出面である軸方向側面に近接対向させて、上記各転動体８ａ、８ｂの公転速度を検出自在としている。又、上記回転速度検出用センサ７の検出部を、回転側軌道輪であるハブ１１の中間部に外嵌固定した回転速度検出用エンコーダ１２の被検出面である外周面に近接対向させて、このハブ１１の回転速度を検出自在としている。この様な構成を有する荷重測定装置付転がり軸受ユニットによれば、上記ハブ１１の回転速度の変動に拘らず、上記外輪１とこのハブ１１との間に加わる荷重（ラジアル荷重及びアキシアル荷重）を求められる。
【０００５】
即ち、上述の様な荷重測定装置付転がり軸受ユニットの場合、図示しない演算器が、上記各センサ６ａ、６ｂ、７から送り込まれる検出信号に基づいて、上記外輪１と上記ハブ１１との間に加わるラジアル荷重とアキシアル荷重とのうちの一方又は双方の荷重を算出する。例えば、このラジアル荷重を求める場合に上記演算器は、上記各公転速度検出用センサ６ａ、６ｂが検出する上記各列の転動体８ａ、８ｂの公転速度の和を求め、この和と、上記回転速度検出用センサ７が検出する上記ハブ１１の回転速度との比に基づいて、上記ラジアル荷重を算出する。又、上記アキシアル荷重は、上記各公転速度検出用センサ６ａ、６ｂが検出する上記各列の転動体８ａ、８ｂの公転速度の差を求め、この差と、上記回転速度検出用センサ７が検出する上記ハブ１１の回転速度との比に基づいて算出する。或は、上記各列の転動体８ａ、８ｂの公転速度同士の比によっても、上記アキシアル荷重を求められる。この点に就いて、図５を参照しつつ説明する。尚、以下の説明は、アキシアル荷重Ｆｙが加わらない状態での、上記各列の転動体８ａ、８ｂの接触角αa 、αb が互いに同じであるとして行なう。
【０００６】
図５は、上述の図４に示した車輪支持用の転がり軸受ユニットを模式化し、荷重の作用状態を示したものである。複列アンギュラ型の内輪軌道１３、１３と複列アンギュラ型の外輪軌道２、２との間に複列に配置された転動体８ａ、８ｂには予圧Ｆ0 、Ｆ0 を付与している。又、使用時に上記転がり軸受ユニットには、車体の質量等により、ラジアル荷重Ｆｚが加わる。更に、旋回走行時に加わる遠心力等により、アキシアル荷重Ｆｙが加わる。これら予圧Ｆ0 、Ｆ0 、ラジアル荷重Ｆｚ、アキシアル荷重Ｆｙは、何れも上記各転動体８ａ、８ｂの接触角α（αa 、αb ）に影響を及ぼす。そして、この接触角αa 、αb が変化すると、これら各転動体８ａ、８ｂの公転速度ｎc が変化する。これら各転動体８ａ、８ｂのピッチ円直径をＤとし、これら各転動体８ａ、８ｂの直径をｄとし、上記両内輪軌道１３、１３を設けたハブ１１の回転速度をｎi とし、上記両外輪軌道２、２を設けた外輪１の回転速度をｎo とすると、上記公転速度ｎc は、次の（１）式で表される。
ｎc ＝｛１−（ｄ・cos α／Ｄ）・（ｎi ／２）｝＋｛１＋（ｄ・cos α／Ｄ）・（ｎo ／２）｝  −−−  （１）
【０００７】
この（１）式から明らかな通り、上記各転動体８ａ、８ｂの公転速度ｎc は、これら各転動体８ａ、８ｂの接触角α（αa 、αb ）の変化に応じて変化するが、上述した様にこの接触角αa 、αb は、上記ラジアル荷重Ｆｚ及び上記アキシアル荷重Ｆｙに応じて変化する。従って上記公転速度ｎc は、これらラジアル荷重Ｆｚ及びアキシアル荷重Ｆｙに応じて変化する。図４〜５に示した構造の場合、上記ハブ１１が回転し、上記外輪１が回転しない為、具体的には、上記ラジアル荷重Ｆｚに関しては、図６に示す様に、大きくなる程上記公転速度ｎc が遅くなる。又、上記アキシアル荷重Ｆｙに関しては、図７に示す様に、このアキシアル荷重Ｆｙを支承する列の公転速度が速くなり、このアキシアル荷重Ｆｙを支承しない列の公転速度が遅くなる。従って、この公転速度ｎc に基づいて、上記ラジアル荷重Ｆｚ及びアキシアル荷重Ｆｙを求められる事になる。
【０００８】
尚、上記図６中、実線イは、ラジアル荷重Ｆｚを支承する割合の大きい側の転動体８ｂ、８ｂに関する、破線ロは同じくラジアル荷重Ｆｚを支承する割合の小さい側の転動体８ａ、８ａに関する、それぞれの公転速度（とハブ１１の回転速度との比）とラジアル荷重Ｆｚとの関係を示している。又、上記図７中、破線ハは、上記アキシアル荷重Ｆｙとこのアキシアル荷重Ｆｙを支承する列の転動体８ａ、８ａの公転速度との関係を、実線ニは、このアキシアル荷重Ｆｙとこのアキシアル荷重Ｆｙを支承しない列の転動体８ｂ、８ｂの公転速度との関係を、それぞれ示している。この様な図６、７から明らかな通り、上記各列の転動体８ａ、８ｂの公転速度ｎc に基づいて、上記ラジアル荷重Ｆｚ及びアキシアル荷重Ｆｙを求められる。
【０００９】
尚、前記各公転速度検出用センサ６ａ、６ｂの信号に基づいて上記ラジアル荷重Ｆｚとアキシアル荷重Ｆｙとのうちの一方又は双方の荷重を算出する方法は、他にも各種存在するが、この様な方法に就いては、前述の特許文献１に詳しく説明されているので、詳しい説明は省略する。
又、図４に示した構造は、上記各公転速度検出用センサ６ａ、６ｂと前記回転速度検出用センサ７とを、単一のセンサユニット４の先端部５に保持した構造であるが、これら各センサ６ａ、６ｂ、７は、別々に設置しても良い。又、例えば、図８に示す様に、１対の公転速度検出用センサ６ａ、６ｂを、センサユニット４ａの先端部５ａに保持し、回転速度検出用センサ７ａを、外輪１の内端部に嵌合固定したカバー１４に保持しても良い。この場合、回転速度検出用エンコーダ１２ａは、ハブ１１の内端部に嵌合固定する。
【００１０】
又、未公開であるが、特願２００４−２７９１５５号には、荷重の作用方向に配置された１対のセンサの出力信号の位相差に基づき、転がり軸受ユニットに加わる荷重の大きさを測定する発明が開示されている。図９〜１９は、上記出願に開示された先発明のうちの４例の構造を示している。これら各先発明に係る構造のうち、図９〜１６に示した第１〜２例の構造は、何れも、図９、１３に示す様に、懸架装置に支持された状態で回転しない静止側軌道輪である外輪１の内径側に、車輪を支持固定（結合固定）する回転側軌道輪であるハブ１１を、複数個の転動体８、８を介して回転自在に支持している。そして、このハブ１１の中間部にエンコーダ１５、１５ａを外嵌固定すると共に、上記外輪１の軸方向中間部で複列に配置された上記各転動体８、８の間部分にセンサ１６、１６ａを、それぞれの検出部を、被検出面である上記エンコーダ１５、１５ａの外周面に近接対向させた状態で、それぞれ１対ずつ設けている。尚、上記センサ１６、１６ａの検出部には、ホールＩＣ、ホール素子、ＭＲ素子、ＧＭＲ素子等の磁気検知素子を組み込んでいる。
【００１１】
図９〜１２に示した、先発明の第１例の構造の場合、上記エンコーダ１５として、永久磁石製のものを使用している。被検出面である、このエンコーダ１５の外周面には、Ｎ極に着磁した部分とＳ極に着磁した部分とを、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Ｎ極に着磁された部分とＳ極に着磁された部分との境界は、上記エンコーダ１５の軸方向に対し同じ角度だけ傾斜させると共に、この軸方向に対する傾斜方向を、このエンコーダ１５の軸方向中間部を境に互いに逆方向としている。従って、上記Ｎ極に着磁された部分とＳ極に着磁された部分とは、軸方向中間部が円周方向に関して最も突出した（又は凹んだ）、「く」字形となっている。
【００１２】
又、上記両センサ１６、１６の検出部が上記エンコーダ１５の外周面に対向する位置は、このエンコーダ１５の円周方向に関して同じ位置としている。言い換えれば、上記両センサ１６、１６の検出部は、上記外輪１の中心軸を含む同一仮想平面上に配置されている。又、この外輪１と上記ハブ１１との間にアキシアル荷重が作用しない状態で、上記Ｎ極に着磁された部分とＳ極に着磁された部分との軸方向中間部で円周方向に関して最も突出した部分（境界の傾斜方向が変化する部分）が、上記両センサ１６、１６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１５、１６、１６の設置位置を規制している。尚、先発明の第１例の場合には、上記エンコーダ１５として永久磁石製のものを使用しているので、上記両センサ１６、１６側に永久磁石を組み込む必要はない。
【００１３】
上述の様に構成する先発明の第１例の場合、上記外輪１とハブ１１との間にアキシアル荷重が作用すると、上記両センサ１６、１６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１１との間にアキシアル荷重が作用しておらず、上記外輪１と上記ハブ１１とが相対変位していない、中立状態では、上記両センサ１６、１６の検出部は、図１２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１６、１６の出力信号の位相は、同図の（Ｃ）に示す様に一致する。
【００１４】
これに対して、上記エンコーダ１５を固定したハブ１１に、図１２の（Ａ）で下向きのアキシアル荷重が作用し（外輪１とハブ１１とがアキシアル方向に相対変位し）た場合には、上記両センサ１６、１６の検出部は、図１２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１６、１６の出力信号の位相は、同図の（Ｂ）に示す様にずれる。更に、上記エンコーダ１５を固定したハブ１１に、図１２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１６、１６の検出部は、図１２の（Ａ）の鎖線ハ、ハ上、即ち、上記最も突出した部分からの軸方向に関するずれが、逆方向に互いに異なる部分に対向する。この状態では上記両センサ１６、１６の出力信号の位相は、同図の（Ｄ）に示す様にずれる。
【００１５】
上述の様に先発明の第１例の場合には、上記両センサ１６、１６の出力信号の位相が、上記外輪１とハブ１１との間に加わるアキシアル荷重の方向に応じた方向にずれる。又、このアキシアル荷重により上記両センサ１６、１６の出力信号の位相がずれる程度（変位量）は、このアキシアル荷重が大きくなる程大きくなる。従って第１例の場合には、上記両センサ１６、１６の出力信号の位相ずれの有無、ずれが存在する場合にはその方向及び大きさに基づいて、上記外輪１とハブ１１との間に作用しているアキシアル荷重の方向及び大きさを求められる。
【００１６】
次に、図１３〜１６に示した、先発明の第２例の構造の場合には、ハブ１１の中間部に、磁性金属板製のエンコーダ１５ａを外嵌固定している。被検出面である、このエンコーダ１５ａの外周面には、スリット状の透孔１７ａ、１７ｂと柱部１８ａ、１８ｂ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１７ａ、１７ｂと各柱部１８ａ、１８ｂとは、上記エンコーダ１５ａの軸方向に対し同じ角度だけ傾斜させると共に、この軸方向に対する傾斜方向を、このエンコーダ１５ａの軸方向中間部を境に互いに逆方向としている。即ち、このエンコーダ１５ａは、軸方向片半部に、上記軸方向に対し所定方向に同じだけ傾斜した透孔１７ａ、１７ａを形成すると共に、軸方向他半部に、この所定方向と逆方向に同じ角度だけ傾斜した透孔１７ｂ、１７ｂを形成している。
【００１７】
一方、外輪１の軸方向中間部で複列に配置された転動体８、８同士の間部分に、前記１対のセンサ１６ａ、１６ａを設置し、これら両センサ１６ａ、１６ａの検出部を、上記エンコーダ１５ａの外周面に近接対向させている。これら両センサ１６ａ、１６ａの検出部がこのエンコーダ１５ａの外周面に対向する位置は、このエンコーダ１５ａの円周方向に関して同じ位置としている。又、上記外輪１とハブ１１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１７ａ、１７ｂ同士の間に位置し、全周に連続するリム部１９が、上記両センサ１６ａ、１６ａ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１５ａ、１６ａ、１６ａの設置位置を規制している。尚、先発明の第２例の場合には、上記エンコーダ１５ａが単なる磁性材製である為、上記両センサ１６ａ、１６ａの側に永久磁石を組み込む必要がある。
【００１８】
上述の様に構成する先発明の第２例の場合、上記外輪１とハブ１１との間にアキシアル荷重が作用（し外輪１とハブ１１とがアキシアル方向に相対変位）すると、前述した先発明の第１例の場合と同様に、上記両センサ１６ａ、１６ａ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１１との間にアキシアル荷重が作用していない状態では、上記両センサ１６ａ、１６ａの検出部は、図１６の（Ａ）の実線イ、イ上、即ち、上記リム部１９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１６ａ、１６ａの出力信号の位相は、同図の（Ｃ）に示す様に一致する。
【００１９】
これに対して、上記エンコーダ１５ａを固定したハブ１１に、図１６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１６ａ、１６ａの検出部は、図１６の（Ａ）の破線ロ、ロ上、即ち、上記リム部１９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１６ａ、１６ａの出力信号の位相は、同図の（Ｂ）に示す様にずれる。更に、上記エンコーダ１５ａを固定したハブ１１に、図１６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１６ａ、１６ａの検出部は、図１６の（Ａ）の鎖線ハ、ハ上、即ち、上記リム部１９からの軸方向に関するずれが、逆方向に互いに異なる部分に対向する。この状態では上記両センサ１６ａ、１６ａの出力信号の位相は、同図の（Ｄ）に示す様にずれる。
【００２０】
上述の様に先発明の第２例の場合も、前述の先発明の第１例の場合と同様に、上記両センサ１６ａ、１６ａの出力信号の位相が、上記外輪１とハブ１１との間に加わるアキシアル荷重の方向に応じた方向にずれる。又、このアキシアル荷重により上記両センサ１６ａ、１６ａの出力信号の位相がずれる程度（変位量）は、このアキシアル荷重が大きくなる程大きくなる。従って第２例の場合も、上記両センサ１６ａ、１６ａの出力信号の位相ずれの有無、ずれが存在する場合にはその方向及び大きさに基づいて、上記外輪１とハブ１１との間に作用しているアキシアル荷重の方向及び大きさを求められる。
尚、エンコーダを円輪状に構成すると共に、このエンコーダの軸方向側面を被検出面とし、この被検出面に１対のセンサの検出部を、径方向にずらせた状態で対向させれば、上記外輪１と上記ハブ１１とのラジアル方向に関する変位、延てはこれら外輪１とハブ１１との間に加わるラジアル荷重を求める事も可能である。
【００２１】
図１７〜１８は、先発明の第３例として、単一のセンサにより外輪１ａとハブ１１ａとの間に加わるアキシアル方向の変位を求める構造を示している。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８ｃ、８ｃ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１１ａ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２０を形成している。そして、上記ハブ１１ａの中間部に、磁性金属材製で円環状のエンコーダ１５ｂを外嵌固定している。このエンコーダ１５ｂの外周面には、凹部２１、２１と凸部２２、２２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２１、２１と凸部２２、２２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。
【００２２】
一方、静止側軌道輪である上記外輪１ａの中間部に形成した取付孔３ａに、磁気検知式のセンサ１６ｂを挿通し、このセンサ１６ｂ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１５ｂの外周面に近接対向させている。上記センサ１６ｂの検出信号は、上記検出部の近傍を上記各凹部２１、２１と上記各凸部２２、２２とが交互に通過する事に伴って変化する。そして、付属の波形整形回路により矩形波とされてから、図示しない演算器に送り出される。この様に、波形整形回路から演算器に送り出される、上記センサ１６ｂの検出信号の変化のパターン（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１５ｂ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１ａと上記ハブ１１ａとの間に作用するアキシアル荷重を求められる。
【００２３】
次に、図１９は、前記第一の先発明に係る構造の第４例として、単一のセンサにより外輪１、１ａとハブ１１、１１ａと（図４、８、９、１３、１７参照）の間のラジアル方向の変位を求める為の構造を示している。この構造に組み込むエンコーダ１５ｃ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１７ｃ、１７ｃ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１５ｃの軸方向片側面にはセンサの検出部を、近接対向させる。この様なエンコーダ１５ｃを含んで構成する、第一の先発明の第４例の場合、ラジアル荷重に基づいて外輪１、１ａとハブ１１、１１ａ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、更には上記外輪１、１ａとハブ１１、１１ａとの間に加わるラジアル荷重の大きさを求められる。
【００２４】
何れにしても、荷重測定装置付転がり軸受ユニットにより求めた荷重は、車輪（タイヤ）と路面との接触面（接地面）で生じている荷重と等価である。従って、この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。
【００２５】
以上に述べた様な荷重測定装置付転がり軸受ユニットを実施する場合に、転がり軸受ユニットに組み付ける荷重測定装置が、低コストで造れ、しかも使用時に加わる振動等に拘らず損傷しにくい、丈夫な構造である事が必要である。又、懸架装置を構成するばねよりも車輪側の限られた空間に設置され、所謂ばね下荷重になる為、小型且つ軽量に構成する必要がある。特許文献１に記載された従来構造、或いは特願２００４−２７９１５５号に開示された先発明に係る構造の場合には、上記低コスト化、強度確保、小型・軽量化を極限迄追求する事に就いては、特には考慮されていない。
尚、本発明を実施する場合に関連する文献として、前述の特許文献１及び非特許文献１の他に、非特許文献２、３がある。
【００２６】
【特許文献１】特開２００５−３１０６３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
【非特許文献２】「コントローラー・エリア・ネットワーク」、２００５年３月２日、ベクター・ジャパン株式会社ホームページ、［平成１７年５月１０日検索］、インターネット、＜ＵＲＬ：http://www.vector-japan.co.jp/products/controller_area_network.html ＞
【非特許文献３】「プロトコル＆バスシステム  Ｆｌｅｘｒａｙ」、２００５年１月１９日、ベクター・ジャパン株式会社ホームページ、［平成１７年５月１０日検索］、インターネット、＜ＵＲＬ：http://www.vector-japan.co.jp/products/flexray.html ＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
本発明は、上述の様な事情に鑑み、転がり軸受ユニットに組み付ける荷重測定装置の低コスト化、強度確保、小型・軽量化を極限迄追求できる構造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】
【００２８】
本発明の荷重測定装置付転がり軸受ユニットは、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回転に伴って回転する、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、検出部をこの被検出面に対向させた状態で回転しない部分に支持され、この被検出面の特性変化に対応してその出力信号を変化させるセンサと、このセンサの出力信号に基づいて上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との間に作用する荷重を算出する演算器とを備える。
そして、この演算器と上記センサとを単一のケーシング内に収容している。
【発明の効果】
【００２９】
上述の様に構成する本発明によれば、転がり軸受ユニットに組み付ける荷重測定装置の低コスト化、強度確保、小型・軽量化を極限迄追求できる。
即ち、演算器とセンサとを単一のケーシング内に収容する事によって、これら演算器及びセンサを収容する為のケーシングを互いに独立した状態で設ける場合に比べて、設置空間を小さく抑えられる。又、上記単一のケーシングを組み付けるのみで、上記演算器と上記センサとの組み付け作業を行なえるので、この組み付け作業が容易になる。
【００３０】
又、上記演算器と上記センサとの間で信号の受渡を、例えば上記ケーシング内に設けた基板の電路等を通じて行なえる。言い換えれば、互いに独立して設けられた複数のケーシング同士の間で信号の受渡を行なわせる為のハーネスが不要になる。この為、上記演算器と上記センサとの間で信号の受渡を行なわせる為の配線を容易に、且つ、丈夫に構成できて、この面からも、低コスト化、強度確保、小型・軽量化を図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明を実施する場合に、例えば請求項２に記載した如く、前述の特許文献１に記載された構造の様に、各転動体を転動自在に保持した保持器の一部に、被検出面の特性を円周方向に関して等間隔で変化させたエンコーダを、この保持器と同心に支持する。そして、演算器に、この保持器の回転速度の変動に基づいて荷重を算出する機能を持たせる。
或いは、請求項３に記載した如く、前述の先発明に係る構造の様に、被検出面の特性が変化するパターンをこの被検出面の幅方向に関して漸次変化させたエンコーダを、回転側軌道輪と同心に支持する。そして、演算器に、センサの出力信号の変化のパターンに応じて荷重を算出する機能を持たせる。
何れの構成を採用した場合でも、比較的低コストで構成できる構造で、静止側軌道輪と回転側軌道輪との間に作用する荷重を求められる。
【００３２】
又、本発明を実施する場合に好ましくは、請求項４に記載した様に、センサの出力信号の変化分と荷重との関係を表す零点及びゲイン特性を表す特性データを演算器に送信する為の電路と、この演算器がこの特性データを勘案しつつ上記出力信号に基づいて算出した荷重を表す荷重信号を送る電路とを共通化する。そして、この電路により、双方向通信を行なわせる。
この様に構成すれば、上記電路及びこの電路の端部に設ける端子或いはコネクタだけでなく、上記ケーシングの側に設けるコネクタ或いは端子を、上記零点及びゲイン特性を演算器に記録させ若しくは送り込む場合と、この演算器から上記荷重信号を取り出す場合とで共通化できる。この為、転がり軸受ユニット側に設けたケーシングと、車体側等、別の場所に設けた制御器との間で信号の受渡を行なわせる為のハーネス、端子、コネクタの削減による、低コスト化及び軽量化も図れる。
【００３３】
又、本発明を実施する場合に好ましくは、請求項５に記載した様に、転がり軸受ユニットを、自動車の懸架装置に車輪を支持する為の車輪支持用転がり軸受ユニットとする。そして、演算器により、上記自動車の前後方向のラジアル荷重と、上下方向のラジアル荷重と、幅方向のアキシアル荷重と、鉛直軸回りの（水平面内で作用する）モーメントと、水平軸回りの（鉛直面内で作用する）モーメントとのうちから選択される１種又は２種以上の荷重を算出する。
この様に構成すれば、自動車の車輪に加わる荷重を求めて、この自動車の走行状態を安定化させる制御を高度に行なえる。
【００３４】
又、上述の請求項５に記載した様な発明を実施する場合に、更に好ましくは、請求項６に記載した様に、センサの出力信号の変化分と荷重との関係を表す零点及びゲイン特性を表す特性データと、演算器がこの特性データを勘案しつつ上記出力信号に基づいて算出した荷重を表す荷重信号とのうちの少なくとも一方（好ましくは出力信号）を、例えば非特許文献２に掲載される等により従来から知られている、ＣＡＮバス（Controller Area Network Bus ）により送受信する。
上記各信号をＣＡＮバスにより送受信すれば、伝送速度を速くすると共に、自動車のＬＡＮ（Local Area Network）に直結した通信を行なえる。上記荷重信号を自動車の走行状態を安定化させる制御に使用する場合、この荷重信号に基づいて、エンジン、ブレーキ、（電子制御リミテッドスリップ式の）デファレンシャルギヤ、変速機、４ＷＳのうちの後輪用操舵装置等の他のユニットを、高速で統合制御する必要がある。従って、上記各信号をＣＡＮバスにより送受信し、伝送速度を速くする事は、制御を高速で行なう面から有利であり、ＬＡＮに直結した通信を行なえる事は、上記各部を統合制御する面から有利である。
【実施例１】
【００３５】
図１〜２は、請求項１、３〜６に対応する、本発明の実施例１を示している。尚、本実施例の特徴は、１対のセンサ２３ａ、２３ｂと演算器２４とを単一のケーシング２５内に収納して、一体型のセンサユニット２６とし、このセンサユニット２６に設けた１対の端子２７ａ、２７ｂを、ＣＡＮバス２８に接続自在とした点にある。車輪支持用転がり軸受ユニット部分の構成等、他の部分の構成及び作用は、前述の図１３〜１６に示した、先発明の第２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、本実施例の特徴部分を中心に説明する。
【００３６】
上記両センサ２３ａ、２３ｂは、それぞれ、磁気検出素子２９ａ、２９ｂと永久磁石３０ａ、３０ｂとを、これら両永久磁石３０ａ、３０ｂの着磁方向（外輪１及びハブ１１の径方向、図１の上下方向）に直列に配置して成る。このうちの磁気検出素子２９ａ、２９ｂは、ホールＩＣ等、磁束密度に応じて特性を変化させるもので、上記両センサ２３ａ、２３ｂの出力信号は、この特性変化に対応して変化する。又、上記演算器２４は、これら両センサ２３ａ、２３ｂの出力信号を処理して、上記外輪１と上記ハブ１１との間に加わる、アキシアル方向の荷重を算出する。この為に、このハブ１１の中間部に、磁性金属板により全体を円筒状に形成されたエンコーダ３１を外嵌固定している。このエンコーダ３１は、その幅方向中央部に、それぞれが「く」字形である多数の透孔３２、３２を、円周方向に亙り等間隔に形成している。これら各透孔３２、３２はそれぞれ、上記エンコーダ３１の被検出面である、外周面の幅方向中央部で、円周方向に関して最も突出して（或いは凹んで）いる。
【００３７】
一方、静止側軌道輪である上記外輪１の軸方向中間部の下端部分で、上記エンコーダ３１の外周面に対向する部分に取付孔３３を、上記外輪１を径方向に貫通する状態で形成している。そして、この取付孔３３に、本実施例の特徴である上記センサユニット２６を、径方向外方から（下方から上方に）挿通している。このセンサユニット２６は、信号生成部である上記両センサ２３ａ、２３ｂと、これら両センサ２３ａ、２３ｂの出力信号を処理する上記演算器２４とを、前記単一のケーシング２５内に保持固定して成る。このケーシング２５は、合成樹脂等の非磁性材製であり、上記両センサ２３ａ、２３ｂ及び上記演算器２４は、上記ケーシング２５を射出成形する際に、このケーシング２５内に包埋する（このケーシング２５をインサート成形する）。
【００３８】
上記センサユニット２６を上記取付孔３３に挿入した状態で上記両磁気検出素子２９ａ、２９ｂは、上記エンコーダ３１の外周面に、厚さ寸法が小さな（例えば０．５〜２mm程度の）検出隙間を介して、近接対向する。又、前記両永久磁石３０ａ、３０ｂは、上記両磁気検出素子２９ａ、２９ｂを挟んで、上記エンコーダ３１の被検出面（外周面）と反対側（上記外輪１及びハブ１１の径方向外側、下側）に配置される。そして、上記両永久磁石３０ａ、３０ｂの着磁方向（図１の上下方向）一端面（上端面）に、上記両磁気検出素子２９ａ、２９ｂの他端面（下面）を当接させている。尚、図示の実施例の場合、上記両センサ２３ａ、２３ｂ毎に独立した永久磁石３０ａ、３０ｂを設けているが、これら両センサ２３ａ、２３ｂで単一の永久磁石を共用しても良い。
【００３９】
又、上記演算器２４は、上記ケーシング２５の基端部（下端部）で、上記外輪１への組み付け状態でこの外輪１の外周面に露出する部分に包埋支持している。上記演算器２４は、上記外輪１と上記ハブ１１との相対変位量を求める為のもので、上記両センサ２３ａ、２３ｂの出力信号の周期と、各瞬間にこれら両センサ２３ａ、２３ｂの出力信号同士の間に存在する位相差とに基づいて、上記外輪１と上記ハブ１１との間に加わるアキシアル荷重の作用方向及び大きさを算出する。
【００４０】
即ち、図２に示す様に、上記両センサ２３ａ、２３ｂの出力信号を位相差比演算回路３４に送る。そして、この位相差比演算回路３４部分で、これら両センサ２３ａ、２３ｂの出力信号同士の間に存在する位相差が、何れかのセンサ２３ａ（２３ｂ）の出力信号の１周期に対する割合である、位相差比を求める。そして、この位相差比を表す信号を荷重変換回路３５に送り、上記外輪１と上記ハブ１１との間に加わるアキシアル荷重の作用方向及び大きさを求める。この点に就いては、基本的には、前述の図１３〜１６に示した、先発明の第２例の場合と同様である。
【００４１】
更に本実施例の場合には、上記荷重変換回路３５で求めた、上記アキシアル荷重の作用方向及び大きさを表す荷重信号と、何れかのセンサ２３ａ（２３ｂ）の（ＡＢＳ制御に使用する為の）出力信号とを、ＣＡＮコントローラ３６と通信処理回路３７とを介して、上記ケーシング２５の基端面に設けた前記１対の端子２７ａ、２７ｂに取り出し自在としている。車両への組み付け状態で、これら両端子２７ａ、２７ｂは、前記ＣＡＮバス２８を構成する２本の通信線路（ＣＡＮ＿Ｈｉｇｈ、ＣＡＮ＿Ｌｏｗ）３８ａ、３８ｂに接続し、上記各信号をこれら両通信線路３８ａ、３８ｂに送り込み自在とする。又、上記両端子２７ａ、２７ｂを通じて上記荷重変換回路３５に、上記位相差比と上記アキシアル荷重との関係に関する、零点及びゲイン特性を表す特性データを送信する。又は、メモリに予め数種類の零点及びゲイン特性を入力しておき、出荷検査時に何れかの組み合わせを選択しても良い。この場合には、ゲイン特性を選択する信号（マップの番号等）を送信すれば良い。初期設定時にのみ行なう際の手順は、上記両端子２７ａ、２７ｂから上記荷重変換回路３５に設けたメモリに上記特性信号を送り込むだけである。又、零点及び特性データの補正が必要な場合は、補正手段を設け、補正を行なっても良い。
【００４２】
本実施例は、上述の様に構成する為、荷重測定装置付転がり軸受ユニットの低コスト化、強度確保、小型・軽量化を極限迄追求できる。
即ち、前記演算器２４と上記両センサ２３ａ、２３ｂとを単一のケーシング２５内に収容しているので、これら演算器２４及びセンサ２３ａ、２３ｂを収容する為のケーシングを互いに独立した状態で設ける場合に比べて、設置空間を小さく抑えられる。又、上記単一のケーシング２５を前記外輪１の取付孔３３に挿入し、このケーシング２５の基部に設けたフランジ部（図示省略）をこの外輪１の外周面にねじ止め固定するのみで、上記演算器２４と上記両センサ２３ａ、２３ｂとの組み付け作業を行なえる。この為、この組み付け作業が容易になる。
【００４３】
又、上記演算器２４と上記両センサ２３ａ、２３ｂとの間で信号の受渡を、例えば上記ケーシング２５内に、これら演算器２４及びセンサ２３ａ、２３ｂと共に包埋した、三次元基板に設けた電路等を通じて行なえる。言い換えれば、互いに独立して設けられた複数のケーシング同士の間で信号の受渡を行なわせる為のハーネスが不要になる。この為、上記演算器２４と上記両センサ２３ａ、２３ｂとの間で信号の受渡を行なわせる為の配線を容易に、且つ、丈夫に構成できて、この面からも、低コスト化、強度確保、小型・軽量化を図れる。尚、演算器２４及びセンサ２３ａ、２３ｂとの配線は、三次元基板を使用する以外にも、リード線等を使用して配線しても良い。
【００４４】
又、本実施例の場合には、前記荷重変換回路３５への特性信号の送り込みと、荷重信号の取り出しとを、共通の端子２７ａ、２７ｂを使用して行なえる様にしている。即ち、上記両センサ２３ａ、２３ｂの出力信号の変化分と、上記外輪１と前記ハブ１１との間に加わるアキシアル荷重との関係を表す零点及びゲイン特性は、個々の転がり軸受ユニット毎に微妙に異なる。従って、上記アキシアル荷重を精度良く求める為には、これら各転がり軸受ユニット毎に、上記零点及びゲイン特性を表す特性データを求め、この特性データを、上記荷重変換回路３５に送り込む必要がある。一方、荷重測定装置付転がり軸受ユニットの使用時には、上記零点及びゲイン特性に基づいて求めた、上記アキシアル荷重を表す荷重信号を取り出す必要がある。
【００４５】
本実施例の場合には、上記特性データの送り込みと、上記荷重信号の取り出しとを、共通の端子２７ａ、２７ｂ（及びこれら端子２７ａ、２７ｂにそれぞれの端部を接続した共通の電路）を使用して行なうべく、双方向通信を行なわせる様に構成している。この様に構成して、上記電路及びこの電路の端部に設ける上記端子２７ａ、２７ｂ、或いは、これら端子２７ａ、２７ｂと信号伝達用のハーネスの端部に設けるコネクタだけでなく、前記ケーシング２５の側に設けるコネクタ或いは端子を、上記特性データの送り込みと上記荷重信号の取り出しとで共通化している。この為、転がり軸受ユニット側に設けた上記ケーシング２５と、車体側等、別の場所に設けた制御器との間で信号の受渡を行なわせる為の電路、端子、コネクタの削減による、低コスト化及び軽量化も図れる。
【００４６】
又、本実施例の場合には、上記特性データと上記荷重信号とを、前記ＣＡＮバス２８により送受信する様にしている。この為、これら各信号の伝送速度を速くすると共に、自動車のＬＡＮに直結した通信を行なえる。上記荷重信号を上記ＣＡＮバス２８により伝送する事は、自動車の走行状態を安定化させる制御を行なう面からは好ましい。即ち、この走行状態安定化の為には、上記荷重信号に基づいて、エンジン、ブレーキ、（電子制御リミテッドスリップ式の）デファレンシャルギヤ、変速機、４ＷＳのうちの後輪用操舵装置等のうちの１乃至複数種類の装置を、高速で統合制御する必要がある。従って、上記荷重信号を上記ＣＡＮバス２８により送受信し、伝送速度を速くする事は、制御を高速で行なう面から有利であり、ＬＡＮに直結した通信を行なえる事は、上記各部（エンジン、ブレーキ、デファレンシャルギヤ、変速機、後輪用操舵装置等）を統合制御する面から有利である。
【実施例２】
【００４７】
図３も、請求項１、３〜６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、外輪１の内端開口部を塞ぐ為のカバー１４に、センサ２３ａ、２３ｂと演算器２４ａとを収納する為のケーシングとしての機能を持たせている。この為に、上記カバー１４の円筒壁３９の下端部内周面に上記両センサ２３ａ、２３ｂを支持固定すると共に、このカバー１４の底板部４０の内面に、上記演算器２４ａを支持固定している。エンコーダ３１ａは、ハブ１１の内端部に外嵌固定している。
その他の部分の構成及び作用は、上述した実施例１の場合と同様である。又、監視回路を設ければ、システムの異常（故障、断熱等）や電源投入時のシステムチェック等も行なえ、システム状態を送信する事も可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、自動車の車輪支持用転がり軸受ユニットで実施した場合に、複数方向の荷重を検出してこれを制御に使用する事により、自動車の走行安全性向上を図れる。これとは別に、一般機械用の転がり軸受ユニットに適用した場合であっても、各種実用的な作用・効果を得られる。例えば、工作機械の回転支持部を構成する転がり軸受ユニットに適用すれば、切削荷重を監視する事で、精度の良い加工が可能となるし、過大入力等の異常監視を行なって、被加工物や工作機械の損傷防止を図る事も可能になる。
【００４９】
又、図示の実施例は、複列アンギュラ型玉軸受に本発明を実施した場合に就いて示しているが、本発明は、前述の図１７に示した様な、複列円すいころ軸受で実施する事もできるし、転動体に接触角を付与した構造であれば、単列の転がり軸受で実施する事もできる。又、アキシアル荷重を測定する場合に限らず、前述の図１９に示した構造の様に、ラジアル荷重を測定する構造で実施する事もできる。
【００５０】
又、センサの出力信号の変化分と荷重との関係を表す零点及びゲイン特性を表す特性データを求めるには、各転がり軸受ユニットに既知の荷重を付与した状態でセンサの出力信号を求める事により、各転がり軸受ユニット毎に正確な零点とゲイン特性を得られる。車体側の制御器或いは荷重変換回路のメモリには、上述の様にして求めた零点及びゲイン特性を表す特性信号を個々に記憶させても良いし、予め予想される範囲内で入力しておいた複数種類の零点及びゲイン特性のうちから、上記求めた零点及びゲイン特性に最も近いものを選択しても良い。
【００５１】
更に、本発明の荷重測定装置付転がり軸受ユニットにより測定した荷重を、ブレーキ・バイ・ワイヤ、アクセル・バイ・ワイヤ、ステアリング・バイ・ワイヤ等の、Ｘ・バイ・ワイヤシステムのフェールセーフ用に使用する事も考えられる。この様な場合、Ｘ・バイ・ワイヤシステムの故障時には、極めて迅速な対応が必要になる。そこで、この様な場合には、荷重信号を、非特許文献３に記載されている様な、ＦｌｅｘＲａｙ等の、より高速の伝送が可能な通信手段により伝送する事もできる。
【００５２】
又、センサの出力信号に基づいて荷重を求める方式は、図示の実施例の様な位相情報から変位を求め、この変位から荷重を求める方式に限らず、前述の図１７〜１９に示した構造の様に、１個のセンサの出力信号のデューティ比から求める方式も採用できる。或いは、前述の図４〜８に示す様な、各転動体の公転速度の変化から求める方式を採用する事もできる。
又、エンコーダの構造に関しても、図示の実施例の様に、磁性金属板に透孔を形成したものに限らず、前述の図１８に記載した様な凹凸を形成したもの、或いは図９〜１２に示した様な永久磁石製で被検出面にＳ極とＮ極とを交互に配置したものでも良い。或いは、被検出面を全周に亙って同極とする代わりに、この被検出面に、円周方向に関して凹凸を形成したものでも良い。永久磁石製のエンコーダを使用する場合には、センサ側の永久磁石は不要である。又、センサを構成する磁気検出素子は、ホールＩＣ、ホール素子、ＭＲ素子等のうちから選択できる。又、エンコーダの１回転当たりのパルス数（特性変化の回数）は、必要とする精度とコストの面から、設計的配慮により選択できる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施例１を示す断面図。
【図２】同じくブロック図。
【図３】本発明の実施例２を示す断面図。
【図４】従来構造の第１例を示す断面図。
【図５】この従来構造により荷重を求められる理由を説明する為の模式図。
【図６】各列の転動体の公転速度とラジアル荷重との関係を示す線図。
【図７】同じくアキシアル荷重と公転速度との関係を示す線図。
【図８】従来構造の第２例を示す断面図。
【図９】先発明に係る構造の第１例を示す断面図。
【図１０】この第１例に組み込むエンコーダの斜視図。
【図１１】同じく展開図。
【図１２】アキシアル荷重に基づいて１対のセンサの出力信号が変化する状態を説明する為の線図。
【図１３】先発明に係る構造の第２例を示す断面図。
【図１４】この第２例に組み込むエンコーダの斜視図。
【図１５】同じく展開図。
【図１６】アキシアル荷重に基づいて１対のセンサの出力信号が変化する状態を説明する為の線図。
【図１７】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例の断面図。
【図１８】この第３例に組み込むエンコーダの部分斜視図。
【図１９】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】
【００５４】
１、１ａ  外輪
２    外輪軌道
３、３ａ  取付孔
４、４ａ  センサユニット
５    先端部
６ａ、６ｂ    公転速度検出用センサ
７    回転速度検出用センサ
８、８ａ、８ｂ、８ｃ  転動体
９ａ、９ｂ  保持器
１０ａ、１０ｂ  公転速度検出用エンコーダ
１１、１１ａ  ハブ
１２、１２ａ  回転速度検出用エンコーダ
１３    内輪軌道
１４    カバー
１５、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ  エンコーダ
１６、１６ａ、１６ｂ  センサ
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ    透孔
１８ａ、１８ｂ  柱部
１９    リム部
２０    スプライン孔
２１    凹部
２２    凸部
２３ａ、２３ｂ  センサ
２４、２４ａ  演算器
２５    ケーシング
２６    センサユニット
２７ａ、２７ｂ  端子
２８    ＣＡＮバス
２９ａ、２９ｂ  磁気検出素子
３０ａ、３０ｂ  永久磁石
３１、３１ａ  エンコーダ
３２    透孔
３３    取付孔
３４    位相差比演算回路
３５    荷重変換回路
３６    ＣＡＮコントローラ
３７    通信処理回路
３８ａ、３８ｂ  通信線路
３９    円筒壁
４０    底板部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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