(57)【要約】  回転支持装置は、転がり軸受とセンサとを備える。転がり軸受は、少なくとも一部分に負荷荷重に応じて透磁率が変化する磁歪効果部を有すると共に、使用時にも回転しない静止体と、静止体の一部に形成された軌道上を転走する複数個の転動体と、を備える。センサは、磁歪効果部に対して近接配置された状態で、使用時にも回転しない部分に支持され、自身の検出部を通過し且つ磁歪効果部の透磁率によって変化する磁束に応じて出力信号を変化させる。
2015194609.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一部分に負荷荷重に応じて透磁率が変化する磁歪効果部を有すると共に、使用時にも回転しない静止体と、前記静止体の一部に形成された軌道上を転走する複数個の転動体と、を備えた転がり軸受と、
前記磁歪効果部に対して近接配置された状態で、使用時にも回転しない部分に支持され、自身の検出部を通過し且つ前記磁歪効果部の透磁率によって変化する磁束に応じて出力信号を変化させるセンサと、
を備えた回転支持装置。
【請求項２】
前記磁歪効果部が磁性鋼により構成されていると共に、前記磁歪効果部の表面の面積１００ｍｍ２中に存在する、面積の平方根が５μｍ以上の非金属介在物の数が１０００個以下である事を特徴とする請求項１に記載した回転支持装置。
【請求項３】
前記磁歪効果部が磁性鋼により構成されていると共に、前記磁歪効果部の表面のうち、少なくとも一部分に於ける、炭化物の面積率が２０％以下であり、且つ、窒化物の面積率が３．０％以下である事を特徴とする請求項１に記載した回転支持装置。
【請求項４】
前記磁歪効果部が、前記静止体のうち、前記磁歪効果部以外の部分であって且つ前記軌道から外れた部分に設けられた取付面に接触しており、前記取付面に存在する非金属介在物の長径ａと短径ｂとの積の平方根である√ａｒｅａの最大値が８０μｍ以下である事を特徴とする請求項１に記載した回転支持装置。
【請求項５】
前記磁歪効果部が、前記静止体のうち、前記磁歪効果部以外の部分であって且つ前記軌道から外れた部分に設けられた取付面に接触しており、前記取付面の最大高さＲｚが１２μｍ以下である事を特徴とする請求項１に記載した回転支持装置。
【請求項６】
内周面に外輪軌道を有し、使用時にも回転しない外輪と、
少なくとも一部分に、加えられるトルクに応じて透磁率が変化する磁歪効果部を有し、使用時に回転する回転体と、
前記回転体の外周面又は前記回転体と共に回転する他の部材の外周面に設けられた内輪軌道と前記外輪軌道との間に転動自在に設けられる複数個の転動体と、
前記磁歪効果部に対して近接配置された状態で、使用時にも回転しない部分に支持され、自身の検出部を通過し且つ前記磁歪効果部の透磁率によって変化する磁束に応じて出力信号を変化させるセンサと、
を備えた回転支持装置。
【請求項７】
少なくとも一部分に、加えられるトルクに応じて透磁率が変化する磁歪効果部を有し、使用時に回転する回転体と、
前記磁歪効果部に対して近接配置された状態で、使用時にも回転しない部分に支持され、自身の検出部を通過し且つ前記磁歪効果部の透磁率によって変化する磁束に応じて出力信号を変化させるセンサと、
を備えた回転支持装置であって、
前記磁歪効果部が磁性鋼により構成されていると共に、前記磁歪効果部の表面の面積１００ｍｍ２中に存在する、面積の平方根が５μｍ以上の非金属介在物の数が１０００個以下である事を特徴とする回転支持装置。
【請求項８】
少なくとも一部分に、加えられるトルクに応じて透磁率が変化する磁歪効果部を有し、使用時に回転する回転体と、
前記磁歪効果部に対して近接配置された状態で、使用時にも回転しない部分に支持され、自身の検出部を通過し且つ前記磁歪効果部の透磁率によって変化する磁束に応じて出力信号を変化させるセンサと、
を備えた回転支持装置であって、
前記磁歪効果部が磁性鋼により構成されていると共に、前記磁歪効果部の表面のうち、少なくとも前記センサと径方向に対向する部分に於ける、炭化物の面積率が２０％以下であり、且つ、窒化物の面積率が３．０％以下である事を特徴とする回転支持装置。
【請求項９】
加えられるトルクに応じて透磁率が変化する磁歪効果部を有し、使用時に回転する回転体と、
前記磁歪効果部に対して近接配置された状態で、使用時にも回転しない部分に支持され、自身の検出部を通過し且つ前記磁歪効果部の透磁率によって変化する磁束に応じて出力信号を変化させるセンサと、
を備えた回転支持装置であって、
前記磁歪効果部が、前記回転体のうち、前記磁歪効果部以外の部分の外周面に設けられた取付面に接触しており、前記取付面に存在する非金属介在物の長径ａと短径ｂとの積の平方根である√ａｒｅａの最大値が８０μｍ以下である事を特徴とする回転支持装置。
【請求項１０】
加えられるトルクに応じて透磁率が変化する磁歪効果部を有し、使用時に回転する回転体と、
前記磁歪効果部に対して近接配置された状態で、使用時にも回転しない部分に支持され、自身の検出部を通過し且つ前記磁歪効果部の透磁率によって変化する磁束に応じて出力信号を変化させるセンサと、
を備えた回転支持装置であって、
前記磁歪効果部が、前記回転体のうち、前記磁歪効果部以外の部分の外周面に設けられた取付面に接触しており、前記取付面の最大高さＲｚが１２μｍ以下である事を特徴とする回転支持装置。
【請求項１１】
転がり軸受と、
前記転がり軸受を構成する静止輪に対して同心に組み合わされると共に、円周方向に関して前記転がり軸受の負荷荷重が加わる位置に、前記負荷荷重に応じて透磁率が変化する部位であって、その円周方向両側に隣接する部分がそれぞれ除肉部になった部位である、柱部を有する環状の磁歪部材と、
前記磁歪部材に取り付けられた状態で前記柱部に隣接配置され、前記柱部の透磁率の変化を検出するセンサと、
を備えた回転支持装置。
【請求項１２】
転がり軸受と、
前記転がり軸受を構成する静止輪に対して、前記転がり軸受の負荷荷重に応じた応力が加わる様に組み合わされ、前記応力に応じて透磁率が変化する磁歪材と、
前記静止輪に対して組み合わされた、前記磁歪材の透磁率の変化を検出する為のコイルと、
前記静止輪に対して、前記磁歪材及び前記コイルを覆う様に組み合わされた状態で、少なくとも前記磁歪材と共に、前記コイルに電流を流す事により発生した磁束が流れる閉磁路を構成する磁路部材と、
を備えた回転支持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転支持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の分野では、パワートレイン（動力伝達機構）を構成する回転軸により伝達されるトルクを測定し、その測定結果を利用して動力源（エンジンや電動モータ等）の出力制御や変速機の変速制御を実行するシステムの開発が進んでいる。【０００３】
特許文献１には、回転軸により伝達されるトルクを測定する装置が記載されている。当該装置では、回転軸をハウジングに対して回転自在に支持する為の転がり軸受が設けられる。そして、当該転がり軸受を構成する静止輪である外輪に歪ゲージを接着し、この歪ゲージの出力信号に基づいて、トルクを測定する。この従来構造による、具体的なトルクの測定原理は、次の通りである。先ず、外輪には転がり軸受の負荷荷重に応じた歪が発生するが、この負荷荷重はトルクに応じて変化する。従って、予め、歪ゲージの出力信号と負荷荷重との関係、及び、負荷荷重とトルクとの関係を調べておけば、これらの関係を利用して、歪ゲージの出力信号からトルクを求められる。【０００４】
ところが、特許文献１の従来構造の場合には、負荷荷重の作用方向に応じて、外輪に対する歪ゲージの接着位置が狭い範囲に限定される為、設計の自由度が低い。又、歪ゲージは、温度変化が測定精度に及ぼす影響が大きい為、温度変動の大きい転がり軸受に接着して使用する事は、好ましくない。【０００５】
又、特許文献１の従来構造の場合、変速機を構成するハウジングの内部等の、油中、高温、振動環境下で使用される場合には、外輪の表面から歪ゲージが剥がれ易く、長期間に亙り正常な測定機能を維持する事が難しい。【０００６】
特許文献２には、回転軸により伝達しているトルクを測定する装置が記載されている。当該装置では、回転軸に外嵌固定した磁歪を有するリングを周方向に着磁する。そして、リングの外周面と対向する位置に、検出部としてホール素子等を備えたセンサを配置している。この様な従来構造の場合、リングを外嵌固定した回転軸にトルクが加わる事により、回転軸と共にリングが捩れ変形すると、逆磁歪効果に基づいて、リングの透磁率が変化し、リングの外部に漏れ磁束が発生する。従って、当該漏れ磁束をセンサにより検出する事によって、トルクを測定する事ができる。【０００７】
特許文献２の従来構造を、回転軸を回転自在に支持する為の軸受と組み合わせて実施する場合に、軸受として滑り軸受を採用すると、滑り軸受の摩擦損失が大きい事から、トルクの伝達効率が悪くなる。【０００８】
又、特許文献２の従来構造に於いて、磁歪効果部であるリングを軸受鋼等の磁性鋼により構成する場合、磁性鋼中に含まれる非金属介在物は、応力の集中源となる。この為、非金属介在物の数が多くなると、磁歪効果部の逆磁歪特性（加えられる応力と透磁率との関係）が不安定になり、結果として、高精度なトルク測定を行う事が難しくなる。ここで、磁性鋼中に含まれる代表的な非金属介在物の種類としては、Ａｌ２Ｏ３に代表される酸化物系、ＴｉＮに代表されるチタン系、ＭｎＳに代表される硫化物系がある。従って、高精度なトルク測定を行える様にする為には、磁性鋼に関して、非金属介在物の生成元素である、酸素、チタン、硫黄の濃度を規制する事により、非金属介在物の数を少なくする事が重要となる。【０００９】
又、特許文献２の従来構造に於いて、磁歪効果部であるリングを軸受鋼等の磁性鋼により構成する場合、磁性鋼中の析出物は、応力の集中源となる。この為、析出物の数が多くなると、磁歪効果部の逆磁歪特性（加えられる応力と透磁率との関係）が不安定になり、結果として、高精度なトルク測定を行う事が難しくなる。ここで、磁性鋼中に含まれる析出物の種類としては、炭化物及び窒化物がある。炭化物及び窒化物の生成元素である、炭素及び窒素は、鋼製部材の強度を向上させる添加元素であるが、その量が多くなり過ぎると、炭化物、窒化物の数も増え、上述の様に高精度なトルク測定を行えなくなる。従って、高精度なトルク測定を行える様にする為には、磁性鋼に関して、炭素及び窒素の濃度を規制する等により、炭化物及び窒化物の数を少なくする事が重要となる。【００１０】
又、特許文献２の従来構造に於いて、トルクが作用する回転軸の外周面のうち、リングを外嵌固定した（リングの内周面を接触させた）部分である取付面に、非金属介在物や表面粗さに基づく凹凸の様な応力集中部が存在すると、ら非金属介在物の周辺や凹部（谷部）に局所的な塑性変形が生じ、これに伴って、取付面に接触しているリングに局所的な永久歪が生じる。この為、トルクの測定精度が悪化する。従って、高精度なトルク測定を行う為には、取付面に存在する非金属介在物の大きさや取付面の粗さを小さくする事が重要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】日本国特開２００３−１６６８８８号公報
【特許文献２】日本国特開２００８−２６２０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上述の様な事情に鑑み、荷重を測定できる回転支持装置を実現すべく発明されたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の回転支持装置は、転がり軸受と、センサと、を備えてもよい。
転がり軸受は、少なくとも一部分に負荷荷重に応じて透磁率が変化する（即ち、逆磁歪効果を発揮する）磁歪効果部を有すると共に、ハウジング等に支持されて使用時にも回転しない静止体と、この静止体の一部に形成された軌道上を転走する複数個の転動体とを備える。使用時に、これら各転動体は、この静止体の一部に形成された軌道上を転走すると共に、転がり軸受の構成部材に加えられる回転輪に形成された軌道上、又は、回転軸等の回転部材に形成された軌道上を転走する。
又、センサは、磁歪効果部に対して近接配置された状態で、ハウジングや静止体等の使用時にも回転しない部分に支持され、自身の検出部を通過（貫通）し且つ磁歪効果部の透磁率によって変化する磁束に応じて出力信号を変化させる。【００１４】
好ましくは、磁歪効果部が磁性鋼により構成されていると共に、この磁歪効果部の表面の面積１００ｍｍ２中に存在する、面積の平方根が５μｍ以上の非金属介在物の数が１０００個以下（好ましくは、５００個以下）である。
尚、当該非金属介在物の数は、磁性鋼中の酸素、チタン、硫黄の濃度によって調整する事ができる。【００１５】
好ましくは、磁歪効果部を構成する磁性鋼を、酸素濃度が２０ｐｐｍ以下（好ましくは１５ｐｐｍ以下）、チタン濃度が１００ｐｐｍ以下（好ましくは５０ｐｐｍ以下）、硫黄濃度が０．０５％以下（好ましくは０．０３％以下）の磁性鋼とする。【００１６】
好ましくは、磁歪効果部の表面のうち、少なくとも一部分（例えば、使用時に出入りする磁束の密度が他の部分に比べて大きくなる部分や、センサの検出部を対向させる部分）の算術平均粗さＲａを、Ｒａ＜０．５μｍの範囲（好ましくは０．３μｍ未満）に収める。【００１７】
又、例えば、静止体を、軌道を直接形成した部材である静止輪のみから成るものとし、この静止輪を磁歪効果部として機能させる事ができる。
この様な構成を採用する場合には、例えば、静止輪の中心軸を含む仮想平面内で負荷荷重の作用方向に対して直角な方向に関する、静止輪の外幅寸法を、この負荷荷重の作用方向に関する一部の箇所で他の箇所よりも小さくする構成を採用する事ができる。そして、この様な構成を採用する事により、一部の箇所に加わる応力を大きくする事で、負荷荷重の変化に対するセンサの出力信号の変化を大きくする事ができる。【００１８】
又、例えば、静止体を、軌道を直接形成した部材である静止輪と、磁歪効果部として機能する磁歪効果材とを組み合わせて成るものとする事ができる。
この様な構成を採用する場合には、例えば、
（Ａ１）磁歪効果材を環状に構成すると共に、この磁歪効果材を静止輪に締り嵌めで嵌合固定する構成（この静止輪の表面のうち、この磁歪効果材を嵌合固定する部分を取付面とする構成）、
（Ａ２）磁歪効果材を、静止輪の表面に形成した凹溝等の凹部の内側に配置する構成（この凹部の内面を取付面とする構成）、
（Ａ３）磁歪効果材を、転がり軸受の負荷荷重の作用方向に関して、静止輪とハウジング等の使用時にも回転しない部分との間に挟まれる位置に配置する構成（この静止輪の表面のうち、磁歪効果材と接触する、負荷荷重の作用方向に向いた面を取付面とする構成）、
（Ａ４）磁歪効果材を、静止輪の表面に膜として固定する構成（この静止輪の表面のうち、この磁歪効果材の膜を固定する部分を取付面とする構成）、
等を採用する事ができる。
又、このうちの（Ａ３）の構成を採用する場合には、例えば、静止輪の中心軸を含む仮想平面内で負荷荷重の作用方向に対して直角な方向に関する、磁歪効果材の外幅寸法を、当該直角な方向に関する、静止輪の外幅寸法よりも小さくする構成を採用する事ができる。そして、この様な構成を採用する事により、磁歪効果材に加わる応力を大きくして、負荷荷重の変化に対するセンサの出力信号の変化を大きくする事ができる。【００１９】
又、例えば、静止体を、軌道を直接形成した部材である静止輪と、磁歪効果部として機能する磁歪効果材とを、１乃至複数個の隣接部材を介して組み合わせて成るものとする事ができる。
この様な構成を採用する場合には、例えば、
（Ｂ１）隣接部材を環状に構成すると共に、この隣接部材を静止輪に締り嵌めで嵌合固定する構成、
（Ｂ２）磁歪効果材を環状に構成すると共に、この磁歪効果材を隣接部材に締り嵌めで嵌合固定する構成（この隣接部材の表面のうち、この磁歪効果材を嵌合固定する部分を取付面とする構成）、
（Ｂ３）磁歪効果材を、隣接部材の表面に形成した凹溝等の凹部の内側に配置する構成（この凹部の内面を取付面とする構成）、
（Ｂ４）磁歪効果材を、転がり軸受の負荷荷重の作用方向に関して、隣接部材とハウジング等の使用時にも回転しない部分との間に挟まれる位置に配置する構成（隣接部材の表面のうち、磁歪効果材と接触する、負荷荷重の作用方向に向いた面を取付面とする構成）、
（Ｂ５）磁歪効果材を、隣接部材の表面に膜として固定する構成（この隣接部材の表面のうち、この磁歪効果材の膜を固定する部分を取付面とする構成）、
等を採用する事ができる。
又、このうちの（Ｂ４）の構成を採用する場合には、例えば、静止輪の中心軸を含む仮想平面内で負荷荷重の作用方向に対して直角な方向に関する、磁歪効果材の外幅寸法を、当該直角な方向に関する、静止輪の外幅寸法よりも小さくする構成を採用する事ができる。そして、この様な構成を採用する事により、磁歪効果材に加わる応力を大きくして、負荷荷重の変化に対するセンサの出力信号の変化を大きくする事ができる。【００２０】
又、（Ａ１）、（Ｂ１）、（Ｂ２）の構成を採用する場合には、互いに嵌合する２つの周面の耐摩耗性を確保する為に、これら両周面の表面硬さを、それぞれＨＶ（ビッカース硬さ）４００以上とする事が好ましい。【００２１】
又、例えば、センサを、静止体（例えば、静止輪と、隣接部材と、磁歪効果材とのうちの何れか）に取り付けられたセンサ支持部材により支持する事ができる。この様な構成を採用すれば、センサをハウジング等に対して支持する構成に比べて、このセンサの検出部と磁歪効果材との位置関係が振動によって変動する事を抑えられる。従って、その分、高精度な荷重測定を行える。【００２２】
又、例えば、磁歪効果部が磁性鋼により構成し、磁歪効果部の表面のうち、少なくとも一部分（例えば、センサの検出部が対向する部分、又は、使用時に出入りする磁束の密度が他の部分に比べて大きくなる部分）に於ける、炭化物の面積率が２０％以下（好ましくは１０％以下）とし、且つ、窒化物の面積率が３．０％以下（好ましくは１．０％以下）としても良い。
尚、当該炭化物（又は窒化物）の面積率は、磁性鋼中の炭素（又は窒素）の濃度を、製銑時又は製鋼時の炭素（又は窒素）の添加量を変える事によって調整できる他、浸炭処理（又は窒化処理）等の表面処理によっても調整できる。【００２３】
又、例えば、磁歪効果部の表面のうち、少なくとも一部分（炭化物、窒化物の面積率を規制する部分）に於ける、炭素濃度を１．５％以下（好ましくは１．３％以下）とし、且つ、窒素濃度を０．５％以下（好ましくは０．２％以下）とする。【００２４】
又、好ましくは、磁歪効果部の表面のうち、少なくとも一部分（例えば、センサの検出部が対向する部分、又は、使用時に出入りする磁束の密度が他の部分に比べて大きくなる部分）に於ける算術平均粗さＲａを、Ｒａ＜０．５μｍの範囲に収める。算術平均粗さＲａを規制する部分である「少なくとも一部分」は、上述した炭化物、窒化物の面積率を規制する部分と、同一の部分であっても良いし、異なる部分であっても良い。【００２５】
例えば、磁歪効果部が、静止体のうち、この磁歪効果部以外の部分であって且つ軌道から外れた部分に設けられた取付面に接触しても良い。この場合、磁歪効果部は、膜として固定（メッキ、溶射被膜等の被膜として固定、フィルム状にして接着固定等）されていたり、部材として嵌合固定又は接着固定されていたりしても良いし、単に当接していても良い。【００２６】
更に、取付面に存在する非金属介在物の長径ａと短径ｂとの積の平方根である√ａｒｅａの最大値（別な言い方をすれば、取付面に存在する最大の非金属介在物の√ａｒｅａ）を８０μｍ以下（好ましくは、４０μｍ以下）としても良い。
尚、取付面に存在する非金属介在物の√ａｒｅａは、この取付面を備えた部材の材料中に含まれる、非金属介在物の生成元素（酸素、チタン、硫黄等）の濃度によって調整する事ができる。【００２７】
尚、取付面の最大高さＲｚ（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１）を１２μｍ以下（好ましくは、５μｍ以下）としても良い。【００２８】
又、好ましくは、取付面の硬さをＨＶ４００以上とする。
又、好ましくは、取付面に於ける最大結晶粒径を８０μｍ以下に規制する。
又、好ましくは、取付面に於ける残留オーステナイト量を４５容量％以下に規制する。【００２９】
本発明の回転支持装置は、外輪と、回転体と、複数個の転動体と、センサと、を備えてもよい。
このうちの外輪は、内周面に外輪軌道を有し、ハウジング等に支持されて使用時にも回転しない。
又、回転体は、少なくとも一部分に、加えられるトルクに応じて透磁率が変化する磁歪効果部を有し、使用時に回転する。
又、各転動体は、回転体の外周面又はこの回転体と共に回転する他の部材の外周面に設けられた内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に設けられる。
又、センサは、磁歪効果部に対して近接配置された状態で、ハウジングや外輪やこの外輪に取り付けられたセンサ支持部材等の使用時にも回転しない部分に支持され、自身の検出部を通過（貫通）し且つ磁歪効果部の透磁率によって変化する磁束に応じて出力信号を変化させる。【００３０】
例えば、回転体を、回転軸とする事ができる。【００３１】
又、例えば、回転体を、使用時に回転軸の外周面に外嵌固定される、外周面に内輪軌道を有する内輪とする事ができる。【００３２】
又、例えば、回転体を、使用時に回転軸の外周面に外嵌固定される、外周面に内輪軌道を有しない筒状のスリーブとする事ができる。【００３３】
又、例えば、外輪の軸方向片端部にセンサ支持部材を取り付けると共に、このセンサ支持部材のうち外輪の軸方向片端面よりも軸方向片側に突出した部分にセンサを支持する事ができる。【００３４】
又、例えば、外輪が、軸方向片側部分に、軸方向他側に隣接する部分に比べて径方向の肉厚が小さくなった支持筒部を備えると共に、センサが、この支持筒部の内径側に配置された状態で、この支持筒部と共に、合成樹脂製のホルダ内に包埋されている構成を採用する事ができる。【００３５】
本発明の回転支持装置は、回転体と、センサと、を備えてもよい。
このうちの回転体は、少なくとも一部分に、加えられるトルクに応じて透磁率が変化する磁歪効果部を有し、使用時に回転する。
又、センサは、磁歪効果部に対して近接配置された状態で、ハウジングや転がり軸受を構成する静止輪である外輪等の使用時にも回転しない部分に支持され、自身の検出部を通過し且つ磁歪効果部の透磁率によって変化する磁束に応じて出力信号を変化させる。【００３６】
好ましくは、磁歪効果部が磁性鋼により構成されていると共に、この磁歪効果部の表面の面積１００ｍｍ２中に存在する、面積の平方根が５μｍ以上の非金属介在物の数が１０００個以下（好ましくは５００個以下）である。
尚、当該非金属介在物の数は、磁性鋼中の酸素、チタン、硫黄の濃度によって調整する事ができる。【００３７】
例えば、磁歪効果部を構成する磁性鋼を、酸素濃度が２０ｐｐｍ以下（好ましくは１５ｐｐｍ以下）、チタン濃度が１００ｐｐｍ以下（好ましくは５０ｐｐｍ以下）、硫黄濃度が０．０５％以下（好ましくは０．０３％以下）の磁性鋼とする。【００３８】
又、例えば、外輪と、複数個の転動体と、を備えたものとする。
このうちの外輪は、内周面に外輪軌道を有し、ハウジング等に支持されて使用時にも回転しない。
又、各転動体は、回転体の外周面又は回転体と共に回転する他の部材の外周面に設けられた内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に設けられる。【００３９】
又、好ましくは、磁歪効果部の表面のうち、少なくともセンサと径方向に対向する部分に於ける算術平均粗さＲａを、Ｒａ＜０．５μｍの範囲（好ましくは０．３μｍ未満）に収める。【００４０】
又、例えば、回転体を、回転軸とする事ができる。
又は、回転体を、使用時に回転軸の外周面に外嵌固定される、外周面に内輪軌道を有する内輪とする事もできる。
又は、回転体を、使用時に回転軸の外周面に外嵌固定される、外周面に内輪軌道を有しない筒状のスリーブとする事もできる。【００４１】
又、例えば、外輪の軸方向片端部にセンサ支持部材を取り付けると共に、センサ支持部材のうち外輪の軸方向片端面よりも軸方向片側に突出した部分にセンサを支持する事ができる。
この様な構成を採用すれば、センサをハウジング等に支持する場合に比べて、センサと磁歪効果部との対向間隔を正確に管理する事が容易となる。更には、センサを外輪の内周面に支持する場合に比べて、外輪の軸方向寸法を小さくする事が容易となる。【００４２】
好ましくは、磁歪効果部が磁性鋼により構成されていると共に、磁歪効果部の表面のうち、少なくともセンサと径方向に対向する部分に於ける、炭化物の面積率が２０％以下（好ましくは１０％以下）であり、且つ、窒化物の面積率が３．０％以下（好ましくは１．０％以下）である。
尚、当該炭化物（又は窒化物）の面積率は、磁性鋼中の炭素（又は窒素）の濃度を、製銑時又は製鋼時の炭素（又は窒素）の添加量を変える事によって調整できる他、浸炭処理（又は窒化処理）等の表面処理によっても調整できる。【００４３】
又、例えば、磁歪効果部の表面のうち、少なくともセンサと径方向に対向する部分（炭化物、窒化物の面積率を規制する部分）に於ける、炭素濃度を１．５％以下（好ましくは１．３％以下）とし、且つ、窒素濃度を０．５％以下（好ましくは０．２％以下）とする。【００４４】
好ましくは、磁歪効果部が、回転体のうち、磁歪効果部以外の部分の外周面に設けられた取付面に接触している｛例えば、膜として固定（メッキ、溶射被膜等の被膜として固定、フィルム状にして接着固定等）されていたり、部材として嵌合固定又は接着固定されていたりしても良いし、単に当接していても良い｝。【００４５】
好ましくは、取付面に存在する非金属介在物の長径ａと短径ｂとの積の平方根である√ａｒｅａの最大値が８０μｍ以下（別な言い方をすれば、取付面に存在する最大の非金属介在物の√ａｒｅａ）が８０μｍ以下（好ましくは、４０μｍ以下）になっている。
尚、取付面に存在する非金属介在物の√ａｒｅａは、取付面を備えた部材の材料中に含まれる、非金属介在物の生成元素（酸素、チタン、硫黄等）の濃度によって調整する事ができる。【００４６】
好ましくは、取付面の最大高さＲｚ（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１）が１２μｍ以下（好ましくは、５μｍ以下）になっている。【００４７】
又、例えば、外輪と、複数個の転動体と、を備えたものとする。
このうちの外輪は、内周面に外輪軌道を有し、ハウジング等に支持されて使用時にも回転しない。
又、各転動体は、回転体の外周面又はこの回転体と共に回転する他の部材の外周面に設けられた内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に設けられる。
尚、上述の様に、外輪と複数個の転動体とを含んで構成される転がり軸受を備えた構成を採用する場合、この転がり軸受と、センサ及び磁歪効果部とは、軸方向に離隔して配置する事もできる。【００４８】
又、例えば、センサを、外輪に取り付けられたセンサ支持部材により支持する事ができる。
この様な構成を採用すれば、センサをハウジング等に対して支持する構成に比べて、このセンサの検出部と磁歪効果部との位置関係が振動によって変動する事を抑えられる。従って、その分、高精度なトルク測定を行える。【００４９】
又、好ましくは、取付面の硬さをＨＶ４００以上とする。
又、好ましくは、取付面に於ける最大結晶粒径を８０μｍ以下に規制する。
又、好ましくは、取付面に於ける残留オーステナイト量を４５容量％以下に規制する。【００５０】
本発明の回転支持装置は、転がり軸受と、磁歪部材と、センサと、を備えても良い。
磁歪部材は、転がり軸受を構成する静止輪に対して同心に組み合わされると共に、円周方向に関して転がり軸受の負荷荷重が加わる位置（方向）に、負荷荷重に応じて透磁率が変化する部位であって、その円周方向両側に隣接する部分がそれぞれ除肉部（例えば、透孔、切り欠き等）になった部位である、柱部を有する。尚、磁歪部材は、環状であれば良い。軸方向から見た磁歪部材の内周面形状や外周面形状は、それぞれ円形である必要はなく、例えば内周面や外周面を嵌合させる相手部材の周面の形状に合わせて、楕円形や多角形等の種々の形状としても良い。
又、センサは、磁歪部材に取り付けられた（例えば、柱部や柱部の近傍に取り付けられた）状態で柱部に隣接配置され、柱部の透磁率の変化を検出する。この様なセンサとしては、自身を貫通し、且つ、柱部の透磁率によって変化する磁束に応じて出力信号を変化させるもの（例えば、コイル、又は、ホール素子、ホールＩＣ、ＭＲ素子、ＧＭＲ素子、ＡＭＲ素子、ＴＭＲ素子、ＭＩ素子等の磁気検出素子）を採用する事ができる。【００５１】
転がり軸受が、ラジアル転がり軸受である場合には、例えば、磁歪部材を、静止輪の内外両周面のうち、軌道を設けた周面と反対側の周面である反軌道側周面（静止輪が外輪の場合は外周面、静止輪が内輪の場合は内周面）に嵌合固定する。これにより、使用状態で、静止輪の反軌道側周面とハウジング等の使用時にも回転しない部分の周面との間に挟まれた磁歪部材の柱部に、転がり軸受に負荷されるラジアル荷重が加わる様にする。
又、転がり軸受が、アキシアル荷重を支承可能なラジアル転がり軸受（アンギュラ玉軸受、円すいころ軸受等）である場合には、アキシアル荷重を測定可能とする為に、例えば、磁歪部材を、静止輪の側面に対し、直接又は間座等の介在部材を介して、軸方向に重ねて配置する。これにより、使用状態で、静止輪の側面とハウジング等の使用時にも回転しない部分の側面との間に挟まれた磁歪部材の柱部に、転がり軸受に負荷されるアキシアル荷重が加わる様にする。
又、転がり軸受が、スラスト転がり軸受である場合には、例えば、磁歪部材を、静止輪の両側面のうち、軌道を設けた側面と反対側の側面である反軌道側側面に対し、直接又は間座等の介在部材を介して、軸方向に重ねて配置する。これにより、使用状態で、静止輪の反軌道側側面とハウジング等の使用時にも回転しない部分の側面との間に挟まれた磁歪部材の柱部に、転がり軸受に負荷されるスラスト荷重が加わる様にする。【００５２】
例えば、センサを、柱部に巻回されたコイルとする事ができる。
又、例えば、磁歪部材として、加えられる負荷荷重の向きが異なる円周方向複数の位置に、それぞれ柱部を有するものを採用すると共に、センサを、各柱部に対して１つずつ隣接配置する（センサが柱部に巻回されたコイルである場合には、センサであるコイルを、各柱部に対して１つずつ巻回する）。
この場合に、好ましくは、磁歪部材として、柱部毎に構成された、互いに独立した（互いに重畳しない）磁気回路部を備えたものを採用する。
又、より好ましくは、２個の柱部に巻回した２個のコイル（抵抗）と２個の抵抗器とから成るブリッジを含んだ温度補償回路を備えたものとする。そして、温度補償回路の出力（ブリッジの中点電圧）に基づいて、温度変化による誤差を低減乃至解消した負荷荷重（又は負荷荷重と相関関係のあるトルク等の物理量）の測定を行える様にする。【００５３】
本発明の回転支持装置は、転がり軸受と、磁歪材と、コイルと、磁路部材と、を備えても良い。
磁歪材は、転がり軸受を構成する静止輪に対して（直接又は他の部材を介して）、転がり軸受の負荷荷重に応じた応力が加わる様に組み合わされ、この応力に応じて透磁率が変化する。
又、コイルは、磁歪材の透磁率の変化を検出する為のもので、静止輪に対して（直接又は他の部材を介して）組み合わされている。
又、磁路部材は、静止輪に対して（直接又は他の部材を介して）、磁歪材及びコイルを覆う様に組み合わされた状態で、少なくとも磁歪材と共に、コイルに電流を流す事により発生した磁束が流れる閉磁路を構成する。
尚、本明細書に於いて、閉磁路とは、磁路の全体（全長）が磁性体（互いに組み合わされた複数の磁性体）により繋がっているものを言う。【００５４】
好ましくは、磁歪材を、静止輪に対して組み合わされた、転がり軸受の負荷荷重に応じて歪を生じる起歪部材（好ましくは静止輪よりも大きな歪を生じる部材）に対して、この歪に応じた応力が加わる様に取り付ける。又、コイルを、起歪部材に巻回する。又、磁路部材を、起歪部材に対して組み合わせる。そして、この状態で、磁路部材が、少なくとも起歪部材及び磁歪材と共に、閉磁路を構成する様にする。
尚、磁路部材と起歪部材とは、ヒステリシス特性が小さい磁性材料である、軟磁性材料製である事が好ましい。この理由は、ヒステリシス特性の影響を抑えられ、測定回路の出力の線形性を向上させる事ができ、精度の高い測定を行える為である。【００５５】
又、転がり軸受をラジアル転がり軸受とする場合には、例えば、起歪部材を、静止輪の反軌道側周面（軌道を設けた周面と反対側の周面）に嵌合固定する。これにより、使用状態で、静止輪の外周面とハウジング等の固定の部分の内周面との間に挟まれた起歪部材に、転がり軸受に負荷されるラジアル荷重が加わる様にする事で、起歪部材にこのラジアル荷重に応じた歪が生じる様にする。
又、転がり軸受を、アンギュラ玉軸受、円すいころ軸受等の、アキシアル荷重を支承可能なラジアル転がり軸受とする場合には、例えば、起歪部材を、静止輪の側面に対して直接又は間座等の他の部材を介して軸方向に重ねて配置する。これにより、使用状態で、静止輪の側面とハウジング等の固定の部分の側面との間に挟まれた起歪部材に、転がり軸受に負荷されるアキシアル荷重が加わる様にする事で、起歪部材にこのアキシアル荷重に応じた歪が生じる様にする。
又、転がり軸受をスラスト転がり軸受とする場合には、例えば、起歪部材を、静止輪の反軌道側側面（軌道を設けた側面と反対側の側面）に対して直接又は間座等の他の部材を介して軸方向に重ねて配置する。これにより、使用状態で、静止輪の反軌道側側面とハウジング等の固定の部分の側面との間に挟まれた起歪部材に、転がり軸受に負荷されるスラスト荷重が加わる様にする事で、起歪部材にこのスラスト荷重に応じた歪が生じる様にする。【００５６】
又、例えば、磁歪材を、静止輪又は起歪部材の表面に形成された、転がり軸受の負荷荷重に応じて幅寸法が弾性的に変化（収縮）する凹溝内に設置し、この幅寸法の変化によって磁歪材に加えられる応力が変化する様にする。又は、磁歪材を、静止輪に対して、静止輪とハウジング等の固定の部分との間で（転がり軸受の負荷荷重の方向に）圧縮される様に組み合わせる事もできる。又は、磁歪材を、静止輪又は起歪部材の表面のうち、転がり軸受の負荷荷重に応じて歪を生じる部分に、メッキ、溶射被膜等の膜として固定する事もできる。【００５７】
例えば、コイル及び閉磁路の組み合わせを、静止輪の円周方向に関して複数箇所に設ける事ができる。
この場合に、好ましくは、２個のコイル（抵抗）と２個の抵抗器とから成るブリッジを含んだ温度補償回路を備えたものとする。そして、この温度補償回路の出力（ブリッジの中点電圧）に基づいて、温度変化による誤差を低減乃至解消した負荷荷重（又はこの負荷荷重と相関関係のあるトルク等の物理量）の測定を行える様にする。
【発明の効果】
【００５８】
本発明の回転支持装置の場合、静止体の磁歪効果部は、転がり軸受の負荷荷重の作用方向に拘わらず、この負荷荷重に応じた応力が加わる位置に存在していれば良い為、転がり軸受に負荷される荷重を測定できる回転支持装置に関して、設計の自由度を高くできる。【００５９】
磁歪効果部を磁性鋼により構成する場合、磁性鋼中に含まれる非金属介在物は、応力の集中源となる。この為、非金属介在物の数が多くなると、磁歪効果部の逆磁歪特性（加えられる応力と透磁率との関係）が不安定になり、結果として、高精度な荷重測定を行う事が難しくなる。ここで、磁性鋼中に含まれる代表的な非金属介在物の種類としては、Ａｌ２Ｏ３に代表される酸化物系、ＴｉＮに代表されるチタン系、ＭｎＳに代表される硫化物系がある。従って、高精度な荷重測定を行える様にする為には、磁性鋼に関して、非金属介在物の生成元素である、酸素、チタン、硫黄の濃度を規制し、非金属介在物の数を少なくする事が重要となる。
この点に関して、磁歪効果部を構成する磁性鋼中に含まれる、応力の集中源となる非金属介在物の数を少なくすれば、磁歪効果部の逆磁歪特性を安定化させる事ができる。この為、高精度な荷重測定を行える。
又、磁歪効果部の表面が粗い凹凸形状になっていると、凹凸形状の凹部に対応する部分に応力が集中し易くなり、その分、磁歪効果部の逆磁歪特性が不安定になる。これに対して、磁歪効果部の表面のうち、少なくとも一部分の表面粗さが良好とすれば（Ｒａ＜０．５μｍの範囲に収まっている）、磁歪効果部の逆磁歪特性が安定化し、より高精度な荷重測定を行える。【００６０】
磁歪効果部を磁性鋼により構成する場合、磁性鋼中の析出物は、応力の集中源となる。この為、析出物の数が多くなると、磁歪効果部の逆磁歪特性（加えられる応力と透磁率との関係）が不安定になり、結果として、高精度な荷重測定を行う事が難しくなる。ここで、磁性鋼中に含まれる析出物の種類としては、炭化物及び窒化物がある。これらの生成元素である、炭素及び窒素は、鋼製部材の強度を向上させる添加元素であるが、その量が多くなり過ぎると、炭化物、窒化物の数も増え、上述の様に高精度な荷重測定を行えなくなる。従って、高精度な荷重測定を行える様にする為には、磁性鋼に関して、炭素及び窒素の濃度を規制する等により、炭化物及び窒化物の数を少なくする事が重要となる。
この点に関して、磁歪効果部の表面のうち、少なくとも一部分（例えば、センサの検出部が対向する部分、又は、使用時に出入りする磁束の密度が他の部分に比べて大きくなる部分）に存在する、応力の集中源となる析出物（炭化物及び窒化物）の数を少なくすれば、磁歪効果部の逆磁歪特性を安定化させる事ができる。この為、高精度な荷重測定を行える。
又、磁歪効果部の表面が粗い凹凸形状になっていると、この凹凸形状の凹部に対応する部分に応力が集中し易くなり、その分、磁歪効果部の逆磁歪特性が不安定になる。これに対して、磁歪効果部の表面のうち、少なくとも一部分（例えば、センサの検出部が対向する部分、又は、使用時に出入りする磁束の密度が他の部分に比べて大きくなる部分）の表面粗さが良好とすれば（Ｒａ＜０．５μｍの範囲に収まっている）、磁歪効果部の逆磁歪特性が安定化し、より高精度な荷重測定を行える。【００６１】
転がり軸受の負荷荷重によって応力が作用する静止体の取付面に、非金属介在物や表面粗さに基づく凹凸の様な応力集中部が存在すると、これら非金属介在物の周辺や凹部（谷部）に局所的な塑性変形が生じる。これに伴って、取付面に接触している磁歪効果部に局所的な永久歪が生じる。この為、転がり軸受の負荷荷重の測定精度が悪化する。従って、高精度な荷重測定を行える様にする為には、取付面に存在する非金属介在物の大きさ（√ａｒｅａ）や取付面の粗さ（最大高さＲｚ）を小さくする事が重要となる。
この点に関して、静止体の取付面に存在する非金属介在物の大きさ（√ａｒｅａ）を小さくしたり、取付面の粗さ（最大高さＲｚ）を小さくすれば、取付面に局所的な塑性変形が生じる事を抑制し、取付面に接触している磁歪効果部に局所的な永久歪が生じる事を抑制できる。従って、高精度な荷重測定を行える。【００６２】
ハウジング等の使用時にも回転しない部分に対して回転軸を回転自在に支持する軸受が、外輪と複数個の転動体とを含んで構成される転がり軸受である場合、この転がり軸受は、滑り軸受に比べて摩擦損失が小さい。この為、回転軸によるトルクの伝達効率を良好にしつつ、このトルクの測定を行える。
又、好ましくは、外輪の軸方向片端部に取り付けられたセンサ支持部材のうち、外輪の軸方向片端面よりも軸方向片側に突出した部分にセンサが支持されている。この為、センサを、外輪を含んで構成される転がり軸受と一体に取り扱う事ができる。従って、使用箇所への組み付けを容易に行える。又、ハウジングにセンサが支持されている構造に比べて、センサと磁歪効果部との対向間隔を正確に管理する事が容易となる。更には、外輪の内周面にセンサが支持されている構造に比べて、外輪の軸方向寸法を小さくできる。
又、好ましくは、センサが、外輪の軸方向片側部分に設けられた支持筒部に対して（この支持筒部の内径側に配置された状態で、この支持筒部と共に合成樹脂製のホルダ内に包埋される態様で）支持されている。この為、センサを、外輪を含んで構成される転がり軸受と一体に取り扱う事ができる。従って、使用箇所への組み付けを容易に行える。又、センサがハウジングに支持されている構造に比べて、センサと磁歪効果部との対向間隔を正確に管理する事が容易となる。又、センサを支持する支持筒部は、外輪の一部である為、この外輪に対するセンサの支持強度を高くする事ができる。又、支持筒部は、軸方向他側に隣接する部分に比べて径方向の肉厚が小さい為、この支持筒部を設ける事に伴う外輪の重量の増大を少なく抑えられる。更には、センサがホルダ内に包埋されている為、このセンサに、トルクの測定精度を悪化させる様な磁性粉等の異物が付着する事を防止できる。【００６３】
磁歪効果部を構成する磁性鋼中に含まれる、応力の集中源となる非金属介在物の数を少なくすれば、この磁歪効果部の逆磁歪特性を安定化させる事ができる。この為、高精度なトルク測定を行える。
又、磁歪効果部の表面が粗い凹凸形状になっていると、この凹凸形状の凹部に対応する部分に応力が集中し易くなり、その分、前記磁歪効果部の逆磁歪特性が不安定になる。これに対して、磁歪効果部の表面のうち、少なくとも前記センサと径方向に対向する部分に於ける表面粗さが良好とすれば（Ｒａ＜０．５μｍの範囲に収まっている）、磁歪効果部の逆磁歪特性が安定化し、より高精度なトルク測定を行える。【００６４】
磁歪効果部の表面のうち、センサと対向する部分に存在する、応力の集中源となる析出物（炭化物及び窒化物）の数を少なくすれば、磁歪効果部の逆磁歪特性を安定化させる事ができる。この為、高精度なトルク測定を行える。【００６５】
回転体の取付面に存在する非金属介在物の大きさ（√ａｒｅａ）を小さくしたり、取付面の粗さ（最大高さＲｚ）を小さくすれば、取付面に局所的な塑性変形が生じる事を抑制し、取付面に接触している磁歪効果部に局所的な永久歪が生じる事を抑制できる。この為、高精度なトルク測定を行える。【００６６】
磁歪部材を構成する柱部の透磁率の変化をセンサにより検出する構成によれば、転がり軸受の負荷荷重（又はこの負荷荷重と相関関係のあるトルク等の物理量）を測定できる。特に、負荷荷重が、磁歪部材のうち、円周方向両側に隣接する部分がそれぞれ除肉部になった部位である柱部に加わる為、柱部に作用する応力を大きくできる。従って、負荷荷重（又はこの負荷荷重と相関関係のあるトルク等の物理量）を高感度で測定できる。
又、磁歪部材は、転がり軸受を構成する静止輪に対して接着されている必要はなく、円周方向に関して転がり軸受の負荷荷重が加わる位置（方向）に柱部が配置されていれば良い。従って、油中、高温、振動環境下で使用される場合でも、長期間に亙り正常な測定機能を維持できる。
又、磁歪部材にセンサが取り付けられており、磁歪部材とセンサとを一体として取り扱う事ができる為、部品管理や組立作業等の容易化を図れる。【００６７】
又、磁歪部材を構成する各柱部の透磁率の変化を各センサにより検出する事に基づいて、互いに異なる向きの負荷荷重（又は負荷荷重と相関関係のあるトルク等の物理量）を測定できる。
更に、各柱部を流れる磁束（各柱部の透磁率を各センサにより検出する為に利用される磁束）が、それぞれ他の柱部を流れる磁束に対して影響を及ぼす事を、実質的に防止できる。この為、互いに異なる向きの負荷荷重（又は負荷荷重と相関関係のあるトルク等の物理量）の測定の信頼性を高められる。【００６８】
転がり軸受と、磁歪材と、コイルと、磁路部材と、を備える回転支持装置の場合、転がり軸受の負荷荷重に応じて、磁歪材の透磁率が変化すると、コイルのインダクタンスが変化する。この為、インダクタンスに基づいて、負荷荷重（又は負荷荷重と相関関係のあるトルク等の物理量）を測定できる。
又、磁歪材は、転がり軸受を構成する静止輪に対して接着されている必要はなく、転がり軸受の負荷荷重に応じた応力が加わる様に設置されていれば良い為、油中、高温、振動環境下で使用される場合でも、長期間に亙り正常な測定機能を維持できる。
又、コイルに電流を流す事により発生した磁束は、少なくとも磁歪材と磁路部材とを含んで構成される閉磁路内を流れる。この為、磁束の値を大きくする事ができ、その分、信頼性の高い測定を行える。又、周囲空間への磁束漏れを僅少乃至ゼロにできる為、周辺機器等に悪影響を及ぼす事を抑制乃至防止できる。【００６９】
又、転がり軸受として一般的なものを使用できると共に、起歪部材と磁歪材とコイルとを一体として取り扱う事ができる為、部品管理や組立作業等の容易化を図れる。
又、各コイルのインダクタンスに基づいて、互いに異なる向きの負荷荷重（又はこの負荷荷重と相関関係のある物理量）を測定できる。更には、各コイル毎に閉磁路が構成されている為、互いに異なる向きの負荷荷重（又は負荷荷重と相関関係のある物理量）を、他のコイルで発生した磁束の影響を実質的に受ける事なく測定できる。この為、その分、信頼性の高い測定を行える。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】実施形態の第１例を示す断面図。
【図２】実施形態の第２例を示す断面図。
【図３】実施形態の第３例を示す断面図。
【図４】実施形態の第４例を示す断面図。
【図５】実施形態の第５例を示す断面図。
【図６】転がり軸受及び磁歪効果材を取り出して示す分解斜視図。
【図７】実施形態の第６例を示す断面図。
【図８】実施形態の第７例を示す断面図。
【図９】実施形態の第８例を示す断面図。
【図１０】実施形態の第９例を示す断面図。
【図１１】実施形態の第１０例を示す断面図。
【図１２】実施形態の第１１例を示す断面図。
【図１３】実施形態の第１２例を示す断面図。
【図１４】実施形態の第１３例を示す断面図。
【図１５】実施形態の第１４例を示す断面図。
【図１６】実験１の結果を示す線図。
【図１７】実験２の結果を示す線図。
【図１８】実験３の結果を示す線図。
【図１９】実験４の結果を示す線図。
【図２０】実験５の結果を示す線図。
【図２１】実験６の結果を示す線図。
【図２２】実験７の結果を示す線図。
【図２３】実施形態の第１５例を示す断面図。
【図２４】実施形態の第１６例を示す断面図。
【図２５】実施形態の第１７例を示す断面図。
【図２６】実施形態の第１８例を示す断面図。
【図２７】実施形態の第１９例を示す断面図。
【図２８】実施形態の第２０例を示す断面図。
【図２９】実施形態の第２１例を示す断面図。
【図３０】実施形態の第２２例を示す断面図。
【図３１】実施形態の第２３例を示す斜視図。
【図３２】実施形態の第２３例において、ホルダを省略して示す分解斜視図。
【図３３】実施形態の第２３例を示す断面図。
【図３４】図３３のＡ部拡大図。
【図３５】実験８の結果を示す線図。
【図３６】実験９の結果を示す線図。
【図３７】実験１０の結果を示す線図。
【図３８】実験１１の結果を示す線図。
【図３９】実験１２の結果を示す線図。
【図４０】実施形態の第２４例を示す断面図。
【図４１】実施形態の第２５例を示す断面図。
【図４２】実施形態の第２６例を示す断面図。
【図４３】実施形態の第２７例を示す断面図。
【図４４】実施形態の第２８例を示す断面図。
【図４５】実施形態の第２９例を示す断面図。
【図４６】実施形態の第３０例を示す断面図。
【図４７】実験１３の結果を示す線図。
【図４８】実験１４の結果を示す線図。
【図４９】実施形態の第３１例を示す側面図。
【図５０】図４９のＡ−Ａ断面図。
【図５１】センサである１対のコイルを含む測定回路のブロック図。
【図５２】実施形態の第３２例を示す斜視図。
【図５３】図５２の背面側から見た分解斜視図。
【図５４】実施形態の第３２例の断面図。
【図５５】図５４の上部拡大図。
【図５６】図５４のＡ−Ａ断面図。
【図５７】実施形態の第３３例を示す斜視図。
【図５８】図５７の背面側から見た分解斜視図。
【図５９】実施形態の第３３例の断面図。
【図６０】図５９のＢ−Ｂ断面図。
【図６１】１対のコイルを含む測定回路のブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００７１】
［実施形態の第１例］
本発明の実施形態の第１例について、図１を参照しつつ説明する。本例の回転支持装置は、転がり軸受１と、センサ２と、を備える。
【００７２】
転がり軸受１は、ラジアル深溝玉軸受である。転がり軸受１は、使用時にも回転しない静止体４と、使用時に回転する回転輪である内輪５と、それぞれが転動体である複数個の玉６、６と、保持器７と、を備える。静止体４は、使用時にも回転しない静止輪である外輪３を含んで、環状に構成される。各玉６、６は、保持器７に保持された状態で、外輪３の内周面に直接形成された深溝型の外輪軌道８と、内輪５の外周面に直接形成された深溝型の内輪軌道９と、の間に転動自在に設けられている。各玉６、６は、外輪３に対して内輪５が回転する事に伴い、外輪軌道８及び内輪軌道９上を転走する。この様な転がり軸受１を構成する部材のうち、少なくとも、外輪３と、内輪５と、各玉６、６とは、ＪＩＳに規定されている、ＳＵＪ２、ＳＵＪ３等の軸受鋼、ＳＣｒ４２０、ＳＣＭ４２０等の浸炭鋼、Ｓ５３Ｃ等の炭素鋼、ＳＫ５等の工具鋼等の磁性鋼製である。
【００７３】
静止体４は、外輪３と、磁歪効果部である磁歪効果材１０と、を組み合わせて成る。磁歪効果材１０は、磁性金属により円筒状に造られたもので、外輪３の外周面に締り嵌めで外嵌固定されている。この為、磁歪効果材１０の内周面は、この外輪３の外周面に対し、全周に亙り接触している。磁歪効果材１０は、磁性金属により造られている為、応力が加わると、逆磁歪効果により、透磁率が変化する。本例の場合には、磁歪効果材１０を構成する磁性金属として、例えば、ＪＩＳ（日本工業規格）に規定されている、ＳＵＪ２、ＳＵＪ３等の軸受鋼、ＳＣｒ４２０、ＳＣＭ４２０等の浸炭鋼、Ｓ５３Ｃ等の炭素鋼、ＳＫ５等の工具鋼のような各種磁性鋼のうち、酸素濃度が２０ｐｐｍ以下、チタン濃度が１００ｐｐｍ以下、硫黄濃度が０．０５％以下のものを使用している。即ち、磁歪効果材１０を構成する磁性金属として、非金属介在物の生成元素となる、酸素、チタン、硫黄の濃度を十分に抑えた磁性鋼を使用している。これに伴って、本例の場合には、磁歪効果材１０の表面の面積１００ｍｍ２中に存在する、面積の平方根が５μｍ以上の非金属介在物の数が、１０００個以下に収まっている。又、互いに締り嵌めで嵌合している、外輪３の外周面と磁歪効果材１０の内周面との耐摩耗性を確保して、これら両周面の摩耗を低減する為に、これら両周面の表面硬さを、それぞれＨＶ４００以上としている。この為に、これら両周面のそれぞれに対し、必要に応じて、硬さを向上させる為の高周波焼入れ等の熱処理を施している。又、図１に示す様な、外輪３及び磁歪効果材１０の中心軸を含む仮想平面内で、転がり軸受１に負荷されるラジアル荷重Ｆｒの作用方向に対して直角な方向（図１の左右方向）に関する、磁歪効果材１０の外幅寸法Ｗ１０が、外輪３の外幅寸法Ｗ３と等しく（Ｗ１０＝Ｗ３）している。又、磁歪効果材１０を軸方向に着磁する事で、この磁歪効果材１０の軸方向両側面を１対の磁極面とし、この磁歪効果材１０の内外に磁場を発生させる様にしている。更に、磁歪効果材１０の表面のうち、少なくともセンサ２と対向する軸方向片側面（図１の右側面）の算術平均粗さＲａ（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１）を、研磨加工等によりＲａ＜０．５μｍの範囲に収めている。尚、磁歪効果材１０の軸方向片側面全体の表面粗さを上記範囲に規制する事もできるが、この軸方向片側面のうち、センサ２と対向する部分のみの表面粗さを上記範囲に規制する事もできる。
【００７４】
又、センサ２は、検出部を磁歪効果材１０の軸方向片側面の円周方向１箇所に対向（当接）させる事により、この磁歪効果材１０に対して近接配置された状態で、外輪３に取り付けられたセンサ支持部材１１に支持されている。センサ２の検出部として、ホール素子、ホールＩＣ、ＭＲ素子、ＧＭＲ素子、ＡＭＲ素子、ＴＭＲ素子、ＭＩ素子等の磁気検出素子１２を使用している。センサ支持部材１１は、外輪３の軸方向片端部に締り嵌めで内嵌固定された円筒状の嵌合筒部１３と、嵌合筒部１３の軸方向片端部から径方向外方に延出する状態で設けられた円輪状の支持部１４と、を備える。センサ２は、この支持部１４に支持されている。
【００７５】
上述の様な構成を有する本例の回転支持装置は、内輪５を、自動車のパワートレインを構成する回転軸（変速機を構成する回転軸、デファレンシャルギヤを構成する回転軸、プロペラシャフト、ドライブシャフト等）に外嵌すると共に、静止体４をハウジングに内嵌した状態で使用される。そして、自動車の運転時に、磁歪効果材１０の透磁率の変化をセンサ２により検出する事に基づいて、転がり軸受１の負荷荷重や、この負荷荷重と等価な回転軸の伝達トルクを測定する。
【００７６】
即ち、自動車の運転時に、転がり軸受１には、例えば歯車反力によりラジアル荷重Ｆｒが負荷される。この歯車反力は、回転軸の伝達トルクに応じて変化する為、ラジアル荷重Ｆｒも、この伝達トルクに応じて変化する。又、磁歪効果材１０は、ラジアル荷重Ｆｒの作用方向である径方向に関して、外輪３とハウジングとの間に挟まれた位置に配置されている。この為、磁歪効果材１０には、ラジアル荷重Ｆｒに応じた応力が加わり、この応力によって、磁歪効果材１０の透磁率が変化する。具体的には、ラジアル荷重Ｆｒが大きくなる程、磁歪効果材１０の軸方向に関する透磁率が高くなる。更に、センサ２の出力信号は、磁歪効果材１０の透磁率に応じて変化する。この理由は、磁歪効果材１０の透磁率が変化すると、センサ２の検出部である磁気検出素子１２を通過する磁束の大きさが変化する為である。従って、予め、センサ２の出力信号とラジアル荷重Ｆｒとの関係、及び、ラジアル荷重Ｆｒと伝達トルクとの関係（又は、センサ２の出力信号と伝達トルクとの関係）を調べておけば、これらの関係を利用して、センサ２の出力信号からラジアル荷重Ｆｒ及び伝達トルクを求められる。尚、これらラジアル荷重Ｆｒ及び伝達トルクを求める演算は、図示しない演算器により行う。
【００７７】
上述した様な本例の回転支持装置の場合には、磁歪効果材１０を外輪３の外周面に締り嵌めで外嵌固定している為、変速機を構成するハウジングの内部等の、油中、高温、振動環境下で使用される場合でも、磁歪効果材１０が設置箇所である外輪３の外周面から脱落する事を防止できる。従って、長期間に亙り、信頼性の高い荷重（トルク）測定を行える。
【００７８】
又、本例の場合には、磁歪効果材１０を構成する磁性金属として、酸素濃度が２０ｐｐｍ以下、チタン濃度が１００ｐｐｍ以下、硫黄濃度が０．０５％以下のＳＵＪ２等の磁性鋼を使用している。又、これに伴って、磁歪効果材１０の表面の面積１００ｍｍ２中に存在する、面積の平方根が５μｍ以上の非金属介在物の数が、１０００個以下に収まっている。この為、本例の回転支持装置によれば、磁歪効果材１０を構成する磁性鋼中に含まれる、応力の集中源となる非金属介在物の数を少なくして、磁歪効果材１０の逆磁歪特性を安定化させる事ができる。更に、本例の場合には、磁歪効果材１０の表面のうち、少なくとも軸方向片側面（出入りする磁束の密度が他の部分に比べて大きい磁極面であり、且つ、センサ２の検出部が対向している面）の表面粗さが良好になっている（Ｒａ＜０．５μｍの範囲に収まっている）為、磁歪効果材１０の逆磁歪特性をより安定化させる事ができる。この結果、本例の場合には、高精度な荷重測定（負荷荷重測定、トルク測定）を行える。
【００７９】
［実施形態の第１例の第１変形例］
磁歪効果材１０を構成する磁性金属として、外輪３を構成する磁性鋼よりも磁歪定数が大きいもの（例えば、純Ｎｉ、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ系合金、Ｆｅ−Ａｌ系合金、非晶質合金等の、逆磁歪効果を発揮し易いもの）を使用してもよい。
【００８０】
［実施形態の第１例の第２変形例］
磁歪効果材１０を構成する磁性金属として、磁性鋼を使用しても良い。そして、磁歪効果材１０の表面のうち、少なくともセンサ２と対向する面であり且つ磁極面（出入りする磁束の密度が他の部分に比べて大きくなる部分）である軸方向片側面（図１の右側面）に於ける、炭化物の面積率を２０％以下とし、且つ、窒化物の面積率を３．０％以下とする。この為に、磁歪効果材１０を構成する磁性金属として、例えば、ＪＩＳに規定されている、ＳＵＪ２、ＳＵＪ３等の軸受鋼、ＳＣｒ４２０、ＳＣＭ４２０等の浸炭鋼、Ｓ５３Ｃ等の炭素鋼、ＳＫ５等の工具鋼と言った各種磁性鋼のうち、析出物である炭化物及び窒化物の生成元素である、炭素及び窒素の濃度が所定値以下のもの（製銑時又は製鉄時に炭素及び窒素の添加量を所定値以下に規制したもの）を使用する。これにより、磁歪効果材１０の軸方向片側面（を含む全表面）に於ける、炭素濃度を１．５％以下とし、且つ、窒素濃度を０．５％以下とする事で、磁歪効果材１０の軸方向片側面（を含む全表面）に於ける、炭化物の面積率を２０％以下とし、且つ、窒化物の面積率を３．０％以下とする。
【００８１】
本変形例の場合には、磁歪効果材１０を構成する磁性金属として、磁性鋼を使用すると共に、磁歪効果材１０の表面のうち、少なくとも軸方向片側面（を含む全表面）に於ける、炭化物の面積率を２０％以下とし、且つ、窒化物の面積率を３．０％以下としている。つまり、磁歪効果材１０の表面のうち、少なくとも軸方向片側面（を含む全表面）に存在する、応力の集中源となる析出物（炭化物及び窒化物）の数を十分に少なくしている。この為、磁歪効果材１０の逆磁歪特性を安定化させる事ができる。更に、本変形例の場合には、磁歪効果材１０の表面のうち、少なくとも軸方向片側面の表面粗さが良好になっている（Ｒａ＜０．５μｍの範囲に収まっている）為、磁歪効果材１０の逆磁歪特性をより安定化させる事ができる。この結果、本変形例の場合には、高精度な荷重測定（負荷荷重測定、トルク測定）を行える。
【００８２】
［実施形態の第１例の第３変形例］
磁歪効果材１０の取付面である、外輪３の外周面に存在する非金属介在物の長径ａと短径ｂとの積の平方根である√ａｒｅａの最大値（外輪３の外周面に存在する最大の非金属介在物の寸法である√ａｒｅａ）を８０μｍ以下に規制している。この為に、外輪３を構成する磁性鋼中に含まれる、非金属介在物の生成元素（酸素、チタン、硫黄等）の濃度を調整している。又、外輪３の外周面の最大高さＲｚを、研磨加工等により１２μｍ以下に規制している。更に、外輪３に関して、材料に応じた適切な熱処理条件を選択する等により、外輪３の外周面に関して、硬さをＨＶ４００以上とし、最大結晶粒径を８０μｍ以下とし、残留オーステナイト量を４５容量％以下としている。
【００８３】
このように、本変形例の場合には、外輪３の外周面に存在する非金属介在物の√ａｒｅａの最大値を８０μｍ以下に規制し、且つ、外輪３の外周面の最大高さＲｚを１２μｍ以下に規制している。この為、外輪３の外周面に存在する非金属介在物及び粗さの凹凸に基づく応力集中部を少なくして、外輪３の外周面に局所的な塑性変形が生じる事を抑制できる。
又、外輪３の外周面に局所的な塑性変形が生じる事を抑制する為には、外周面に於いて、表面硬さの不足や結晶粒の粗大化が生じるのを防止する事が重要となる。この点に関して、本変形例の場合には、外輪３の外周面の硬さをＨＶ４００以上に規制し、且つ、外輪３の外周面に於ける最大結晶粒径を８０μｍ以下に規制している。この為、外輪３の外周面に局所的な塑性変形が生じる事を更に抑制できる。
又、外輪３の外周面に於ける残留オーステナイト量が多いと、高温時に外輪３の外周面に寸法変化が生じ易くなる。この点に関して、本変形例の場合には、外輪３の外周面に於ける残留オーステナイト量を４５容量％以下に規制している。この為、高温時に外輪３の外周面に生じる寸法変化を抑制できる。
以上の様に、本変形例の場合には、外輪３の外周面に局所的な塑性変形が生じる事を抑制できると共に、高温時に外輪３の外周面に生じる寸法変化を抑制できる為、外輪３の外周面に締り嵌めで外嵌固定されている磁歪効果材１０に永久歪が生じる事を抑制できる。この為、高精度な荷重測定（負荷荷重測定、伝達トルク測定）を行える。
尚、本変形例の構造に関しては、取付面である外輪３の外周面の全体ではなく、外周面のうち、円周方向に関してラジアル荷重Ｆｒの負荷圏（センサ２の設置位置）に対応する部分を含む一部の範囲の性状（非金属介在物の√ａｒｅａの最大値、最大高さＲｚ、硬さ、最大結晶粒径、残留オーステナイト量）のみを、上述の様に規制する事もできる。
【００８４】
［実施形態の第２例］
本発明の実施形態の第２例について、図２を参照しつつ説明する。
本例の場合には、外輪３の外周面に締り嵌めで外嵌固定した磁歪効果材１０ａの構成が、上述した実施形態の第１例の場合と異なる。即ち、本例の場合には、図２に示す様な、外輪３及び磁歪効果材１０ａの中心軸を含む仮想平面内で、転がり軸受１に負荷されるラジアル荷重Ｆｒの作用方向に対して直角な方向（図２の左右方向）に関する、磁歪効果材１０ａの外幅寸法Ｗ１０ａを、外輪３の外幅寸法Ｗ３よりも小さく（Ｗ１０ａ＜Ｗ３）している。更に、磁歪効果材１０ａを、径方向に関して外輪軌道８と重なる位置である、外輪３の外周面の軸方向中央部に配置している。又、これに伴い、磁歪効果材１０ａの軸方向片側面の円周方向１箇所に対向（当接）させたセンサ２を、外輪３の軸方向片端部の外径側に配置している。この為に、センサ２を支持する部分である、センサ支持部材１１ａの支持部１４ａの一部分も、外輪３の軸方向片端部の外径側に配置している。
【００８５】
この様な構成を有する本例の回転支持装置の場合には、磁歪効果材１０ａの外幅寸法Ｗ１０ａを外輪３の外幅寸法Ｗ３よりも小さく（Ｗ１０ａ＜Ｗ３と）した分、上述した実施形態の第１例の場合に比べて、磁歪効果材１０ａに加わる応力が大きくなる。この為、転がり軸受１に負荷されるラジアル荷重Ｆｒ、及び、転がり軸受１を構成する内輪５を外嵌した回転軸の伝達トルクの測定感度を向上させる事ができる。
その他の構成及び作用効果は、上述した実施形態の第１例の場合と同様である。
【００８６】
［実施形態の第２例の第１変形例］
実施形態の第２例の場合には、外輪３の外周面のうち、磁歪効果材１０ａを外嵌固定した部分である幅方向中間部が、磁歪効果材１０ａの取付面となる。この為、外輪３の外周面のうち、少なくともこの取付面の性状（非金属介在物の√ａｒｅａの最大値、最大高さＲｚ、硬さ、最大結晶粒径、残留オーステナイト量）を、上述した実施形態の第１例の第３変形例の場合と同じ様に規制しても良い。
【００８７】
［実施形態の第３例］
本発明の実施形態の第３例について、図３を参照しつつ説明する。
本例の場合には、センサ２ａの構成が、図１に示した実施形態の第１例の場合と異なる。即ち、本例の場合には、センサ２ａの検出部として、コイル１５を使用している。そして、コイル１５を、磁歪効果材１０と同心に配置した状態で、磁歪効果材１０の軸方向片側面の全周に対向させている。又、使用時に、コイル１５に交流電圧を印加して、コイル１５の周囲に交流磁場を発生させる様にしている。その代わりに、本例の場合には、磁歪効果材１０を着磁していない。又、本例の場合には、磁歪効果材１０の全表面の算術平均粗さＲａを、Ｒａ＜０．５μｍの範囲に規制している。
【００８８】
この様な構成を有する本例の回転支持装置の場合も、センサ２ａの出力信号は、磁歪効果材１０の透磁率に応じて変化する。この理由は、磁歪効果材１０の透磁率が変化すると、センサ２ａの検出部であるコイル１５の内側を通過する磁束が変化し、これに伴って、コイル１５のインダクタンス（インピーダンス）が変化する為である。従って、本例の場合も、前述した実施形態の第１例の場合と同様にして、センサ２ａの出力信号から、転がり軸受１に負荷されるラジアル荷重Ｆｒ、及び、転がり軸受１を構成する内輪５を外嵌した回転軸の伝達トルクを求められる。特に、本例の場合には、ラジアル荷重Ｆｒが負荷される円周方向位置に拘わらず、ラジアル荷重Ｆｒに応じて、コイル１５のインダクタンスが変化する。この為、運転状況に応じてラジアル荷重Ｆｒが負荷される円周方向位置が変化する用途に、好適に使用できる。又、本例の構造の場合には、製造時に磁歪効果材１０の着磁工程を省略できる分、製造コストを抑えられる。
その他の構成及び作用効果は、前述した実施形態の第１例の場合と同様である。
【００８９】
［実施形態の第３例の第１変形例］
磁歪効果材１０の全表面に於ける、炭化物の面積率を２０％以下とし、且つ、窒化物の面積率を３．０％以下としても良い。この為に、磁歪効果材１０の全表面に於ける、炭素濃度を１．５％以下とし、且つ、窒素濃度を０．５％以下としている。
【００９０】
［実施形態の第４例］
本発明の実施形態の第４例について、図４を参照しつつ説明する。
本例の場合には、センサ２ｂの検出部を構成するコイル１５ａの設置箇所が、上述した実施形態の第３例の場合と異なる。即ち、本例の場合には、外輪３ａの外周面の軸方向中央部に全周に亙る凹溝１６を形成すると共に、凹溝１６内にコイル１５ａを設置している。これにより、センサ２ｂを支持する為のセンサ支持部材１１（図３参照）を省略し、部品点数の減少に伴うコストの低減及び小型化を図っている。尚、外輪３ａの外周面には、凹溝１６とは別に、コイル１５ａに接続したハーネスを軸方向に引き出す為の溝（図示せず）を設けている。
その他の構成及び作用効果は、上述した実施形態の第３例の場合と同様である。
【００９１】
［実施形態の第４例の第１変形例］
実施形態の第４例の場合には、外輪３ａの外周面のうち、磁歪効果材１０を外嵌固定した部分である、凹溝１６及びハーネスを軸方向に引き出す為の溝から外れた部分が、磁歪効果材１０の取付面となる。この為、外輪３ａの外周面のうち、少なくともこの取付面の性状（非金属介在物の√ａｒｅａの最大値、最大高さＲｚ、硬さ、最大結晶粒径、残留オーステナイト量）を、上述した実施形態の第１例の第３変形例の場合と同じ様に規制しても良い。
【００９２】
［実施形態の第５例］
本発明の実施形態の第５例について、図５〜６を参照しつつ説明する。
本例の場合には、磁歪効果材１０ｂを、外輪３ａの外周面の軸方向中央部に全周に亙り形成した凹溝１６内のうち、センサ２ｂの検出部であるコイル１５ａの内径側に設置している。磁歪効果材１０ｂは、それぞれが磁性金属により半円筒状に造られた１対の磁歪素子１７、１７同士を、凹溝１６内で円筒状に組み合わせると共に、１対の磁歪素子１７、１７の周方向端部同士を、溶接等により接合して成る。又、この状態で、磁歪効果材１０ｂの内周面を凹溝１６の底面に全周に亙り密接させている。又、本例の場合には、外輪３ａをハウジングに直接内嵌した状態で使用する様にしている。これにより、転がり軸受１にラジアル荷重Ｆｒが負荷された場合に、外輪３ａと共に磁歪効果材１０ｂを弾性変形させる事で、磁歪効果材１０ｂに、ラジアル荷重Ｆｒに応じた応力が加わる様にしている。そして、この応力が変化する事に伴って生じる、磁歪効果材１０ｂの透磁率の変化を、センサ２ｂにより検出する事に基づいて、ラジアル荷重Ｆｒ、及び、転がり軸受１を構成する内輪５を外嵌した回転軸の伝達トルクを測定する様にしている。尚、本例の場合には、センサ２ｂの外周面が外輪３ａの外周面よりも径方向内側に配置される様に、センサ２ｂの寸法を規制している。
【００９３】
上述の様な本例の回転支持装置の場合には、センサ２ｂだけでなく、磁歪効果材１０ｂも、外輪３ａの外周面に形成した凹溝１６内に設置している為、更なる小型化を図れる。
その他の構成及び作用効果は、上述した実施形態の第４例の場合と同様である。
【００９４】
［実施形態の第５例の第１変形例］
実施形態の第５例の場合には、凹溝１６の底面が、磁歪効果材１０ｂの取付面となる。この為、取付面の性状（非金属介在物の√ａｒｅａの最大値、最大高さＲｚ、硬さ、最大結晶粒径、残留オーステナイト量）を、上述した実施形態の第１例の第３変形例の場合と同じ様に規制しても良い。
【００９５】
［実施形態の第６例］
本発明の実施形態の第６例について、図７を参照しつつ説明する。
本例の場合には、円筒状の磁歪効果材１０ｃを、転がり軸受１に負荷されるアキシアル荷重Ｆａの作用方向（図７の左右方向）に関して、外輪３の軸方向片側面（図７の右側面）と、図示しないハウジングの内周面に設けられた段差面と、の間に挟まれる位置に配置する構成を採用している。又、図７に示す様な、外輪３及び磁歪効果材１０ｃの中心軸を含む仮想平面内で、アキシアル荷重Ｆａの作用方向に対して直角な方向（図７の上下方向）に関する、磁歪効果材１０ｃの外幅寸法Ｔ１０ｃを、同じく外輪３の外幅寸法Ｔ３よりも小さく（Ｔ１０ｃ＜Ｔ３）している。又、本例の場合には、磁歪効果材１０ｃを、径方向に着磁している。又、外輪３の軸方向片端部に取り付けられたセンサ支持部材１１ｂに支持されたセンサ２ｃの検出部である磁気検出素子１２を、磁歪効果材１０ｃの内周面の円周方向１箇所に対向（当接）する位置に配置している。又、本例の場合には、磁歪効果材１０ｃの表面のうち、少なくとも内周面の算術平均粗さＲａを、Ｒａ＜０．５μｍの範囲に収めている。
【００９６】
この様な構成を有する本例の回転支持装置の場合、磁歪効果材１０ｃには、アキシアル荷重Ｆａに応じた軸方向の応力が加わる。そこで、本例の場合には、この応力が変化する事に伴って生じる、磁歪効果材１０ｃの透磁率の変化を、センサ２ｃにより検出する事に基づいて、アキシアル荷重Ｆａを測定する様にしている。特に、本例の場合には、磁歪効果材１０ｃの外幅寸法Ｔ１０ｃを外輪３の外幅寸法Ｔ３よりも小さく（Ｔ１０ｃ＜Ｔ３）している為、外幅寸法Ｔ１０ｃを外幅寸法Ｔ３と等しく（Ｔ１０ｃ＝Ｔ３）する場合に比べて、磁歪効果材１０ｃに加わる応力を大きくできる。従って、その分、アキシアル荷重Ｆａの測定感度を向上させる事ができる。
その他の構成及び作用効果は、前述の図１に示した実施形態の第１例の場合と同様である。
【００９７】
［実施形態の第６例の第１変形例］
磁歪効果材１０ｃの表面のうち、少なくともセンサ２ｃが対向する面であり且つ磁極面である内周面（を含む全表面）に於ける、炭化物の面積率を２０％以下とし、且つ、窒化物の面積率を３．０％以下としても良い。この為に、磁歪効果材１０ｃの表面のうち、少なくとも内周面（を含む全表面）に於ける、炭素濃度を１．５％以下とし、且つ、窒素濃度を０．５％以下としている。
【００９８】
［実施形態の第６例の第２変形例］
実施形態の第６例の場合には、磁歪効果材１０ｃを接触させている、外輪３の軸方向片側面が、磁歪効果材１０ｃの取付面となる。この為、取付面の性状（非金属介在物の√ａｒｅａの最大値、最大高さＲｚ、硬さ、最大結晶粒径、残留オーステナイト量）を、上述した実施形態の第１例の第３変形例の場合と同じ様に規制しても良い。
【００９９】
［実施形態の第７例］
本発明の実施形態の第７例について、図８を参照しつつ説明する。
本例の場合には、磁歪効果材１０ｄの取付面である、外輪３ｂの外周面の全周に磁歪効果材１０ｄを被膜（例えば溶射被膜）として固定している。更に、磁歪効果材１０ｄを軸方向に着磁している。又、センサ２を、外輪３ｂの軸方向片側面の円周方向１箇所に対向する位置に配置している。又、磁歪効果材１０ｄの外周面の算術平均粗さＲａを、Ｒａ＜０．５μｍの範囲に規制している。この為に、磁歪効果材１０ｄの被膜を形成する前の段階で、基材表面となる外輪３ｂの外周面を平滑に仕上げておく処理と、磁歪効果材１０ｄの被膜を形成した後の段階で、磁歪効果材１０ｄの外周面を平滑に仕上げる処理と、のうち、少なくとも一方の処理を行っている。尚、磁歪効果材１０ｄは、外輪３ｂの外周面に代えて、外輪３ｂの軸方向片側面に、被膜として固定する事もできる。
その他の構成及び作用効果は、前述の図１に示した実施形態の第１例の場合と同様である。
【０１００】
［実施形態の第７例の第１変形例］
外輪３ｂの外周面の全周に磁歪効果材１０ｄを膜として固定（例えば、メッキ等の被膜として固定、又は、フィルム状にして接着固定）し、更に、この磁歪効果材１０ｄを軸方向に着磁しても良い。磁歪効果材１０ｄをメッキとする場合には、ニッケルメッキを好適に使用できる。この場合には、相手部材となる前記外輪３ｂを、炭素濃度０．１％以上の鉄（例えば軸受鋼）製、又は、強度的に問題がなければアルミニウム合金製とするのが望ましい。又、磁歪効果材１０ｄをフィルム状のものとする場合には、ニッケルをフィルム状にしたものを好適に使用できる。
【０１０１】
［実施形態の第７例の第２変形例］
磁歪効果材１０ｄの外周面に於ける、炭化物の面積率を２０％以下とし、且つ、窒化物の面積率を３．０％以下としても良い。この為に、磁歪効果材１０ｄの外周面に於ける、炭素濃度を１．５％以下とし、且つ、窒素濃度を０．５％以下としている。
【０１０２】
［実施形態の第７例の第３変形例］
実施形態の第７例の場合には、隣接部材１８の外周面が、磁歪効果材１０ｄの取付面となる。そして、取付面の性状（非金属介在物の√ａｒｅａの最大値、最大高さＲｚ、硬さ、最大結晶粒径、残留オーステナイト量）を、上述した実施形態の第１例の第３変形例と同じ様に規制しても良い。
【０１０３】
［実施形態の第８例］
本発明の実施形態の第８例について、図９を参照しつつ説明する。
本例の場合、静止体４ａは、外輪３と、隣接部材１８と、磁歪効果材１０ｄと、を組み合わせて成る。隣接部材１８は、軸受鋼等の磁性鋼又はアルミニウム合金により円筒状に造られたもので、外輪３の外周面に締り嵌めで外嵌固定されている。又、磁歪効果材１０ｄは、隣接部材１８の外周面に、被膜として固定されている。磁歪効果材１０ｄは、軸方向に着磁されている。この着磁は、隣接部材１８の外周面に磁歪効果材１０ｄが固定された後、隣接部材１８が外輪３の外周面に外嵌固定される前の段階で行われる。尚、磁歪効果材１０ｄは、隣接部材１８の外周面に代えて、隣接部材１８の軸方向片側面に、被膜として固定する事もできる。
以上の様な構成を採用する事により、本例の場合には、外輪３の表面に磁歪効果材の被膜を直接固定しなくて済み、転がり軸受として一般的なものをそのまま使用できる為、製造工程の簡略化及び回転支持装置のコスト低減を図る上で有利となる。
その他の構成及び作用効果は、前述の図１に示した実施形態の第１例の場合と同様である。
【０１０４】
［実施形態の第８例の第１変形例］
実施形態の第８例の場合には、隣接部材１８ａの軸方向片側面が、磁歪効果材１０ｅの取付面となる。この為、この取付面の性状（非金属介在物の√ａｒｅａの最大値、最大高さＲｚ、硬さ、最大結晶粒径、残留オーステナイト量）を、上述した実施形態の第１例の第３変形例の場合と同じ様に規制しても良い。
【０１０５】
［実施形態の第９例］
本発明の実施形態の第９例について、図１０を参照しつつ説明する。
本例の場合、静止体４ａは、外輪３と、隣接部材１８ａと、磁歪効果材１０ｅと、を組み合わせて成る。隣接部材１８ａは、軸受鋼等の磁性鋼により円筒状に造られている。又、磁歪効果材１０ｅは、隣接部材１８ａの軸方向片側面（図１０の右側面）に被膜として固定されている。隣接部材１８ａは、径方向又は軸方向に着磁されている。又、磁歪効果材１０ｅの軸方向片側面の算術平均粗さＲａを、Ｒａ＜０．５μｍの範囲に規制している。そして、本例の場合には、この様な磁歪効果材１０ｅが固定された隣接部材１８ａを、転がり軸受１に負荷されるアキシアル荷重Ｆａの作用方向（図１０の作用方向）に関して、外輪３の軸方向片側面（図１０の右側面）と、図示しないハウジングの内周面に設けられた段差面と、の間に挟まれる位置に配置する構成を採用している。又、外輪３の軸方向片端部に取り付けられたセンサ支持部材１１ｂに支持されたセンサ２ｃの検出部である磁気検出素子１２を、隣接部材１８ａの内径側に隣接する位置に配置している。尚、磁歪効果材１０ｅは、隣接部材１８ａの軸方向片側面に代えて、隣接部材１８ａの内周面に、被膜として固定する事もできる。
その他の構成及び作用効果は、前述の図７に示した実施形態の第６例の場合と同様である。
【０１０６】
［実施形態の第９例の第１変形例］
磁歪効果材１０ｅの軸方向片側面に於ける、炭化物の面積率を２０％以下とし、且つ、窒化物の面積率を３．０％以下としても良い。この為に、磁歪効果材１０ｅの軸方向片側面に於ける、炭素濃度を１．５％以下とし、且つ、窒素濃度を０．５％以下としている。
【０１０７】
［実施形態の第１０例］
本発明の実施形態の第１０例について、図１１を参照しつつ説明する。
本例の場合、静止体４ｂは、外輪３ｂのみから成る。そして、外輪３ｂを、磁歪効果部として機能させている。この為に、本例の場合には、外輪３ｂを、前述の図１に示した実施形態の第１例の磁歪効果材１０と同様の磁性鋼により造っている。又、外輪３ｂを軸方向に着磁して、外輪３ｂの内外に磁場を発生させる様にしている。又、外輪３ｂの軸方向片端部に取り付けられたセンサ支持部材１１に支持されたセンサ２の検出部である磁気検出素子１２を、磁極面である、外輪３ｂの軸方向片側面の円周方向１箇所に対向させている。又、外輪３ｂの表面のうち、少なくとも軸方向片側面の算術平均粗さＲａを、Ｒａ＜０．５μｍの範囲に規制している。そして、外輪３ｂの透磁率の変化をセンサ２により検出する事に基づいて、転がり軸受１に負荷されるラジアル荷重Ｆｒ、及び、転がり軸受１を構成する内輪５を外嵌した回転軸の伝達トルクを測定する様にしている。
【０１０８】
上述の様な本例の回転支持装置の場合には、外輪３ｂとは別個の磁歪効果材を省略している為、部品点数の減少に伴うコストの低減及び小型化を図れる。又、外輪３ｂを磁歪効果部として機能させている為、外輪３ｂと磁歪効果部との分離が生じ得ない。従って、変速機を構成するハウジングの内部等の、油中、高温、振動環境下で使用される場合でも、長期間に亙り、信頼性の高い荷重（トルク）測定を行える。
その他の構成及び作用効果は、前述の図１に示した実施形態の第１例の場合と同様である。
【０１０９】
［実施形態の第１０例の第１変形例］
外輪３ｂの表面のうち、少なくとも軸方向片側面（を含む全表面）に於ける、炭素濃度が１．５％以下とし、且つ、窒素濃度が０．５％以下としてもよい。これにより、外輪３ｂの表面のうち、少なくとも軸方向片側面（を含む全表面）に於ける、炭化物の面積率が２０％以下になっており、且つ、窒化物の面積率が３．０％以下になっている。
【０１１０】
［実施形態の第１１例］
本発明の実施形態の第１１例について、図１２を参照しつつ説明する。
本例の場合には、外輪３ｃのうち、外径側半部の軸方向に関する外幅寸法Ｗｏを、内径側半部の軸方向に関する外幅寸法Ｗｉよりも小さく（Ｗｏ＜Ｗｉと）している。そして、外輪３ｃの外径側半部である幅狭部１９の軸方向片側面の円周方向１箇所に、センサ２を対向させている。又、外輪３ｃの表面のうち、少なくとも幅狭部１９の軸方向片側面の算術平均粗さＲａを、Ｒａ＜０．５μｍの範囲に規制している。
【０１１１】
この様な構成を有する本例の回転支持装置の場合には、外輪３ｃのうち、センサ２を対向させた部分である外径側半部の外幅寸法Ｗｏを小さくした分、外径側半部に加わる応力が大きくなる。この為、転がり軸受１に負荷されるラジアル荷重Ｆｒ、及び、転がり軸受１を構成する内輪５を外嵌した回転軸の伝達トルクの測定感度を向上させる事ができる。
その他の構成及び作用効果は、上述した実施形態の第１０例の場合と同様である。
【０１１２】
［実施形態の第１１例の第１変形例］
外輪３ｃの表面のうち、少なくとも幅狭部１９の軸方向片側面（を含む全表面）に於ける、炭化物の面積率を２０％以下とし、且つ、窒化物の面積率を３．０％以下としても良い。この為に、外輪３ｃの表面のうち、少なくとも幅狭部１９の軸方向片側面（軸方向片側面を含む全表面）に於ける、炭素濃度を１．５％以下とし、且つ、窒素濃度を０．５％以下としている。
【０１１３】
［実施形態の第１２例］
本発明の実施形態の第１２例について、図１３を参照しつつ説明する。
本例の場合には、外輪３ｃの外径側半部である幅狭部１９の軸方向片側面の円周方向１箇所に対向させたセンサ２ｄの構成が、上述した実施形態の第１１例の場合と異なる。即ち、本例の場合には、センサ２ｄの検出部として、その中心軸の方向を外輪３ｃの軸方向（図１３の左右方向）に一致させたコイル１５ｂを使用している。又、外輪３ｃは着磁されておらず、使用時には、コイル１５ｂに交流電圧を印加する事により、このコイル１５ｂの周囲に交流磁場を発生させる。そして、外輪３ｃの透磁率の変化を、このコイル１５ｂのインダクタンスの変化として検出する事に基づき、転がり軸受１に負荷されているラジアル荷重Ｆｒ等を測定する。
その他の構成及び作用効果は、上述した実施形態の第１１例の場合と同様である。
【０１１４】
尚、本発明は、上述した各実施形態の構成を、適宜組み合わせて実施する事ができる。例えば、上述した各実施形態に於いて、センサの検出部に関する構成（磁歪効果部の着磁の有無を含む）を、他の実施形態の構成に置き換える事ができる。
【０１１５】
［実施形態の第１３例］
本発明の実施形態の第１３例について、図１４を参照しつつ説明する。
本例の場合には、外輪３ｃの形状と、磁歪効果材１０ｆの取付位置とが、図８に示した実施形態の第７例の場合と異なる。外輪３ｃのうち、外径側半部の軸方向に関する外幅寸法Ｗｏを、内径側半部の軸方向に関する外幅寸法Ｗｉよりも小さく（Ｗｏ＜Ｗｉと）している。又、外輪３ｃの外径側半部である幅狭部１９の軸方向片側面に磁歪効果材１０ｆを、実施形態の第７例の場合と同様の膜として固定した状態で、磁歪効果材１０ｆを軸方向に着磁している。即ち、幅狭部１９の軸方向片側面が、磁歪効果材１０ｆの取付面となる。そして、磁歪効果材１０ｆの軸方向片側面の円周方向１箇所に、センサ２を対向させている。
【０１１６】
本例の回転支持装置の場合には、外輪３ｃの外径側半部の外幅寸法Ｗｏを小さくした分、外径側半部である幅狭部１９に加わる応力が大きくなり、幅狭部１９の弾性変形量が大きくなる。この為、幅狭部１９の軸方向片側面に固定した磁歪効果材１０ｆの弾性変形量も大きくなる。従って、転がり軸受１に負荷されるラジアル荷重Ｆｒ、及び、転がり軸受１を構成する内輪５を外嵌した回転軸の伝達トルクの測定感度を向上させる事ができる。
その他の構成及び作用効果は、前述した実施形態の第７例の場合と同様である。
【０１１７】
［実施形態の第１４例］
本発明の実施形態の第１４例について、図１５を参照しつつ説明する。
本例の場合には、磁歪効果材１０ｆの軸方向片側面の円周方向１箇所に対向させたセンサ２ｄの構成が、上述した実施形態の第１３例の場合と異なる。即ち、センサ２ｄの検出部として、その中心軸の方向を外輪３ｃの軸方向（図１５の左右方向）に一致させたコイル１５ｂを使用している。又、磁歪効果材１０ｆは着磁されておらず、使用時には、コイル１５ｂに交流電圧を印加する事により、コイル１５ｂの周囲に交流磁場を発生させる。そして、磁歪効果材１０ｆの透磁率の変化を、コイル１５ｂのインダクタンスの変化として検出する事に基づき、転がり軸受１に負荷されているラジアル荷重Ｆｒ等を測定する。
その他の構成及び作用効果は、上述した実施形態の第１４例の場合と同様である。
【０１１８】
［実施形態の第１５例］
本発明の実施形態の第１５例について、図２３を参照しつつ説明する。
本例の回転支持装置は、転がり軸受１０１と、回転軸１０２と、センサ支持部材１０３と、センサ１０４と、を備える。
【０１１９】
転がり軸受１０１は、シェル形ニードル軸受であり、外輪１０５と、それぞれが転動体である複数個のニードル１０６、１０６と、保持器１０７と、を備える。
外輪１０５は、鋼製の板材に絞り加工等の塑性加工を施す事により、円筒状に造られている。外輪１０５は、軸方向両端部に内向鍔部１０８、１０８を備える。外輪１０５の内周面のうち、両内向鍔部１０８、１０８同士の間に挟まれた部分を、円筒状の外輪軌道１０９としている。この様な外輪１０５は、自動車のパワートレインを構成するハウジング等に内嵌された状態で、使用時にも回転しない。
各ニードル１０６、１０６は、外輪軌道１０９と、回転軸１０２の外周面に設けられた円筒状の内輪軌道１１０と、の間に、保持器１０７により保持された状態で転動自在に設けられている。各ニードル１０６、１０６は、鋼製である。又、保持器１０７は、鋼製若しくは合成樹脂製である。
【０１２０】
回転軸１０２は、自動車のパワートレインを構成する、変速機の回転軸、デファレンシャルギヤの回転軸、プロペラシャフト、ドライブシャフト等の、トルク伝達軸であり、転がり軸受１０１の内径側に配置されている。回転軸１０２の外周面のうち、外輪軌道１０９と径方向に対向する部分には、内輪軌道１１０が設けられている。本例の場合には、回転軸１０２が回転体に相当し、この回転軸１０２の全体（少なくとも外周面）が磁歪効果部として機能する。この様な回転軸１０２は、転がり軸受１０１を構成する外輪１０５やニードル１０６の材料として一般的に使用されている鋼（機械構造用鋼、軸受鋼等）に比べて磁歪定数が十分に大きい磁性金属である、磁歪材料（例えば、純Ｎｉ、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ系合金、Ｆｅ−Ａｌ系合金、非晶質合金等）により造られている。又、回転軸１０２は、周方向に着磁（磁化）されている。
【０１２１】
又、センサ支持部材１０３は、鋼等の金属又は合成樹脂により円環状に造られたもので、外輪１０５の軸方向片端部（図２３の右端部）に取り付けられている。この様なセンサ支持部材１０３は、外輪１０５の軸方向片端部（内向鍔部１０８）に締り嵌めにより内嵌固定された嵌合筒部１１１と、嵌合筒部１１１の軸方向片端部に連結されて、外輪１０５の軸方向片端面よりも軸方向片側に突出した、環状の支持部１１２と、を備える。
【０１２２】
又、センサ１０４は、検出部を回転軸１０２の外周面に近接対向させる事により、回転軸１０２に対して近接配置された状態で、センサ支持部材１０３を構成する支持部１１２の内周面に設けられた凹部１１３のうち、円周方向一部の内側に組み付けられている。本例の場合、センサ１０４の検出部として、ホール素子、ホールＩＣ、ＭＲ素子、ＧＭＲ素子、ＡＭＲ素子、ＴＭＲ素子、ＭＩ素子等の磁気検出素子１１４を使用している。
【０１２３】
本例の回転支持装置の場合には、自動車の運転時に、回転軸１０２の透磁率の変化をセンサ１０４により検出する事に基づいて、この回転軸１０２により伝達しているトルクを測定する。即ち、回転軸１０２にトルクが加わると、逆磁歪効果に基づいて、回転軸１０２の透磁率が変化する。具体的には、当該トルクによって、回転軸１０２に、軸方向に対して４５度方向の引っ張り応力（及びこれと直交する方向に圧縮応力）が作用する為、逆磁歪効果に基づいて、回転軸１０２の磁化が、周方向から軸方向に倒される。この結果、回転軸１０２の外部に漏れ磁束が発生し、漏れ磁束がセンサ１０４の検出部である磁気検出素子１１４を通過する事によって、センサ１０４の出力信号が変化する。従って、予め、センサ１０４の出力信号とトルクとの関係を調べておけば、この関係を利用して、センサ１０４の出力信号からトルクを求められる。尚、トルクを求める演算は、図示しない演算器により行う。
【０１２４】
本例の回転支持装置の場合には、ハウジング等に対して回転軸を回転自在に支持する軸受が、転がり軸受１０１であり、転がり軸受１０１は、滑り軸受に比べて摩擦損失が小さい。この為、回転軸１０２によるトルクの伝達効率を良好にしつつ、このトルクの測定を行える。又、外輪１０５の軸方向片端部に取り付けられたセンサ支持部材１０３のうち、外輪１０５の軸方向片端面よりも軸方向片側に突出した部分にセンサ１０４が支持されている。この為、センサ１０４を、転がり軸受１０１と一体に取り扱う事ができる。従って、使用箇所への組み付けを容易に行える。又、ハウジングにセンサ１０４が支持されている構造に比べて、センサ１０４と磁歪効果部との対向間隔を正確に管理する事が容易となる。更には、外輪の内周面にセンサが支持されている構造に比べて、外輪１０５の軸方向寸法を小さくできる。従って、この外輪１０５の材料費や加工コストを抑えられる。
【０１２５】
［実施形態の第１５例の第１変形例］
回転軸１０２は、磁性金属製であり、この磁性金属として、例えば、ＪＩＳに規定されている、ＳＵＪ２、ＳＵＪ３等の軸受鋼、ＳＣｒ４２０、ＳＣＭ４２０等の浸炭鋼、Ｓ５３Ｃ等の炭素鋼、ＳＫ５等の工具鋼と言った各種磁性鋼のうち、酸素濃度が２０ｐｐｍ以下、チタン濃度が１００ｐｐｍ以下、硫黄濃度が０．０５％以下のものを使用しても良い。即ち、回転軸１０２を構成する磁性金属として、非金属介在物の生成元素となる、酸素、チタン、硫黄の濃度を十分に抑えた磁性鋼を使用しても良い。これに伴って、本変形例の場合には、回転軸１０２の表面の面積１００ｍｍ２中に存在する、面積の平方根が５μｍ以上の非金属介在物の数が、１０００個以下に収まっている。
【０１２６】
又、本変形例の場合には、回転軸１０２の外周面のうち、少なくともセンサ１０４と径方向に対向する部分（内輪軌道１１０の軸方向片側隣りに位置する部分）の算術平均粗さＲａ（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１）を、研磨加工等によりＲａ＜０．５μｍの範囲に収めている。
【０１２７】
本変形例の場合には、回転軸１０２を構成する磁性金属として、酸素濃度が２０ｐｐｍ以下、チタン濃度が１００ｐｐｍ以下、硫黄濃度が０．０５％以下のＳＵＪ２等の磁性鋼を使用している。又、これに伴って、回転軸１０２の表面の面積１００ｍｍ２中に存在する、面積の平方根が５μｍ以上の非金属介在物の数が、１０００個以下に収まっている。この為、回転軸１０２を構成する磁性鋼中に含まれる、応力の集中源となる非金属介在物の数を少なくして、回転軸１０２の逆磁歪特性を安定化させる事ができる。更に、回転軸１０２の外周面のうち、少なくともセンサ１０４と径方向に対向する部分の表面粗さが良好になっている（Ｒａ＜０．５μｍの範囲に収まっている）為、この様に表面粗さが良好になっている部分の逆磁歪特性を、より安定化させる事ができる。この結果、高精度なトルク測定を行える。
【０１２８】
［実施形態の第１５例の第２変形例］
回転軸１０２は、磁性金属製あり、この磁性金属として、磁性鋼を使用しても良い。回転軸１０２の表面のうち、少なくともセンサ１０４と径方向に対向する部分｛この回転軸１０２の外周面のうち、内輪軌道１１０の軸方向片側（図２３の右側）隣りに位置する部分｝（当該部分を含む全表面）に於ける、炭化物の面積率を２０％以下とし、且つ、窒化物の面積率を３．０％以下としている。この為に、回転軸１０２を構成する磁性金属として、例えば、ＪＩＳに規定されている、ＳＵＪ２、ＳＵＪ３等の軸受鋼、ＳＣｒ４２０、ＳＣＭ４２０等の浸炭鋼、Ｓ５３Ｃ等の炭素鋼、ＳＫ５等の工具鋼と言った各種磁性鋼のうち、析出物である炭化物及び窒化物の生成元素である、炭素及び窒素の濃度が所定値以下のもの（製銑時又は製鉄時に炭素及び窒素の添加量を所定値以下に規制したもの）を使用している。これにより、回転軸１０２の表面のうち、少なくともセンサ１０４と径方向に対向する部分（を含む全表面）に於ける、炭素濃度を１．５％以下とし、且つ、窒素濃度を０．５％以下とする事で、当該部分（を含む全表面）に於ける、炭化物の面積率を２０％以下とし、且つ、窒化物の面積率を３．０％以下としている。
【０１２９】
本変形例の場合には、回転軸１０２を構成する磁性金属として、磁性鋼を使用すると共に、回転軸１０２の表面のうち、少なくともセンサ１０４と径方向に対向する部分（当該部分を含む全表面）に於ける、炭化物の面積率を２０％以下とし、且つ、窒化物の面積率を３．０％以下としている。つまり、センサ１０４と径方向に対向する部分（当該部分を含む全表面）に存在する、応力の集中源となる析出物（炭化物及び窒化物）の数を十分に少なくしている。この為、回転軸１０２の逆磁歪特性を安定化させる事ができる。更に、回転軸１０２の外周面のうち、少なくともセンサ１０４と径方向に対向する部分に於ける表面粗さが良好になっている（Ｒａ＜０．５μｍの範囲に収まっている）為、回転軸１０２の逆磁歪特性をより安定化させる事ができる。この結果、高精度なトルク測定を行える。
【０１３０】
［実施形態の第１６例］
本発明の実施形態の第１６例について、図２４を参照しつつ説明する。
本例の場合には、センサ１０４ａの構成が、上述した実施形態の第１５例の場合と異なる。即ち、本例の場合には、センサ１０４ａの検出部として、回転軸１０２の周囲を取り囲む位置に、回転軸１０２と同心に配置された、コイル１１５を使用している。又、使用時に、コイル１１５に交流電圧を印加して、コイル１１５の周囲に交流磁場を発生させる様にしている。その代わりに、本例の場合には、回転軸１０２を着磁していない。
【０１３１】
本例の回転支持装置の場合も、センサ１０４ａの出力信号は、回転軸１０２の透磁率に応じて変化する。この理由は、回転軸１０２の透磁率が変化すると、センサ１０４ａの検出部であるコイル１１５の内側を通過する磁束が変化し、これに伴って、コイル１１５のインダクタンス（インピーダンス）が変化する為である。従って、本例の場合も、上述した実施形態の第１５例の場合と同様にして、センサ１０４ａの出力信号から、回転軸１０２により伝達しているトルクを求められる。又、本例の構造の場合には、製造時に回転軸１０２の着磁工程を省略できる分、製造コストを抑えられる。
その他の構成及び作用効果は、上述した実施形態の第１５例の場合と同様である。
【０１３２】
［実施形態の第１７例］
本発明の実施形態の第１７例について、図２５を参照しつつ説明する。
本例の場合には、回転体である回転軸１０２ａの構成が、図２３に示した実施形態の第１５例の場合と異なる。即ち、本例の場合、回転軸１０２ａは、鋼等の金属製の回転軸本体１１６と、磁歪効果部である、磁歪材料製の磁歪膜１１７と、から成る。回転軸本体１１６の外周面のうち、外輪１０５の内周面に設けられた外輪軌道１０９と径方向に対向する部分には、内輪軌道１１０が設けられている。又、磁歪膜１１７は、回転軸本体１１６の外周面のうち、センサ１０４と径方向に対向する部分の全周に、磁歪材料製の膜として固定（磁歪材料をメッキ等の被膜として固定、又は、磁歪材料をフィルム状にして接着固定）されたものである。又、磁歪膜１１７は、回転軸本体１１６と共に、周方向に着磁されている。そして、磁歪膜１１７の透磁率の変化をセンサ１０４により検出する事に基づいて、回転軸１０２ａにより伝達しているトルクを測定する様にしている。尚、磁歪膜１１７をメッキとする場合には、ニッケルメッキを好適に使用できる。この場合には、相手部材（本例の場合には、回転軸本体１１６）を、炭素濃度０．１％以上の鋼製、又は、強度的に問題がなければアルミニウム合金製とするのが望ましい。又、磁歪膜１１７をフィルム状のものとする場合には、ニッケルをフィルム状にしたものを好適に使用できる。
その他の構成及び作用効果は、図２３に示した実施形態の第１５例の場合と同様である。
【０１３３】
［実施形態の第１７例の第１変形例］
回転軸１０２ａは、機械構造用鋼等の磁性鋼（酸素、チタン及び硫黄の３元素の濃度は特に問わない）により造られた回転軸本体１１６と、磁歪効果部である、磁性金属製の磁歪膜１１７と、から構成されても良い。回転軸本体１１６の外周面のうち、外輪１０５の内周面に設けられた外輪軌道１０９と径方向に対向する部分には、内輪軌道１１０が設けられている。又、磁歪膜１１７は、回転軸本体１１６の外周面のうち、センサ１０４と径方向に対向する部分の全周に、被膜（例えば溶射被膜）として固定されている。本変形例の場合には、磁歪膜１１７を構成する磁性金属として、図２３に示した実施形態の第１５例の第１変形例の回転軸１０２と同様の磁性鋼を使用している。又、これに伴って、磁歪膜１１７の外周面の面積１００ｍｍ２中に存在する、面積の平方根が５μｍ以上の非金属介在物の数が、１０００個以下に収まっている。又、磁歪膜１１７は、回転軸本体１１６と共に、周方向に着磁されている。更に、磁歪膜１１７の外周面の算術平均粗さＲａを、Ｒａ＜０．５μｍの範囲に規制している。この為に、磁歪膜１１７を形成する前の段階で、基材表面となる回転軸本体１１６の外周面を平滑に仕上げておく処理と、磁歪膜１１７を形成した後の段階で、磁歪膜１１７の外周面を平滑に仕上げる処理と、のうちの、少なくとも一方の処理を行っている。そして、磁歪膜１１７の透磁率の変化をセンサ１０４により検出する事に基づいて、回転軸１０２ａにより伝達しているトルクを測定する様にしている。
その他の構成及び作用効果は、図２３に示した実施形態の第１５例の第１変形例の場合と同様である。
【０１３４】
［実施形態の第１７例の第２変形例］
回転軸１０２ａは、機械構造用鋼等の磁性鋼（表面に於ける炭化物及び窒化物の面積率は特に問わない。）により造られた回転軸本体１１６と、磁歪効果部である、磁性金属製の磁歪膜１１７と、から構成されても良い。磁歪膜１１７は、回転軸本体１１６の外周面のうち、センサ１０４と径方向に対向する部分の全周に、被膜（例えば溶射被膜）として固定されている。本変形例の場合には、磁歪膜１１７を構成する磁性金属として、図２３に示した実施形態の第１５例の第２変形例の回転軸１０２と同様の磁性鋼を使用している。これにより、磁歪膜１１７の外周面に於ける、炭素濃度を１．５％以下とし、且つ、窒素濃度を０．５％以下とする事で、磁歪膜１１７の外周面に於ける、炭化物の面積率を２０％以下とし、且つ、窒化物の面積率を３．０％以下としている。更に、磁歪膜１１７の外周面の算術平均粗さＲａを、Ｒａ＜０．５μｍの範囲に規制している。この為に、磁歪膜１１７を形成する前の段階で、基材表面となる回転軸本体１１６の外周面を平滑に仕上げておく処理と、磁歪膜１１７を形成した後の段階で、磁歪膜１１７の外周面を平滑に仕上げる処理と、のうちの、少なくとも一方の処理を行っている。そして、磁歪膜１１７の透磁率の変化をセンサ１０４により検出する事に基づいて、回転軸１０２ａにより伝達しているトルクを測定する様にしている。
その他の構成及び作用効果は、図２３に示した実施形態の第１５例の第２変形例の場合と同様である。
【０１３５】
［実施形態の第１８例］
本発明の実施形態の第１８例について、図２６を参照しつつ説明する。
本例の場合、転がり軸受１０１ａは、外輪１０５と、複数個のニードル１０６、１０６と、保持器１０７と、に加えて、内輪１１８を備える。回転軸１０２ｂではなく、内輪１１８が回転体に相当し、内輪１１８の全体（少なくとも内輪軌道１１０が形成された部分よりも軸方向片側に存在する部分）が磁歪効果部として機能する。この為、本例の場合には、回転軸１０２ｂを、機械構造用鋼により造られたものとしている。又、内輪１１８は、磁歪材料により円筒状に造られたもので、回転軸１０２ｂの外周面に締り嵌めで外嵌固定されている。又、内輪１１８の外周面のうち、外輪１０５の内周面に設けられた外輪軌道１０９と径方向に対向する部分には、円筒状の内輪軌道１１０が設けられている。又、内輪１１８の軸方向片端部（図２６の右端部）は、外輪１０５の軸方向片端面よりも軸方向片側に突出しており、この突出した部分が、センサ１０４と径方向に対向している。又、内輪１１８は、周方向に着磁されている。
【０１３６】
本例の回転支持装置の場合、回転軸１０２ｂにトルクが加わると、回転軸１０２ｂと共に、内輪１１８が弾性的に捩れ変形し、これに伴って、内輪１１８の透磁率が変化する。本例の場合には、内輪１１８の透磁率の変化をセンサ１０４により検出する事によって、トルクを測定する様にしている。又、本例の場合には、磁歪効果部を内輪１１８としている為、実施形態の第１５例の場合の様に磁歪効果部を回転軸とする場合に比べて、磁歪効果部の体積を小さくできる。従って、磁歪効果部を構成する材料や表面の非金属介在物の数及び表面粗さを規制する事に伴うコスト上昇を低く抑えられる。
その他の構成及び作用効果は、図２３に示した実施形態の第１５例の場合と同様である。
【０１３７】
［実施形態の第１８例の第１変形例］
回転軸１０２ｂは、機械構造用鋼等の磁性鋼（酸素、チタン及び硫黄の３元素の濃度は特に問わない）により造られても良い。又、内輪１１８は、磁性金属により円筒状に造られても良い。又、本変形例の場合には、内輪１１８を構成する磁性金属として、図２３に示した実施形態の第１５例の第１変形例の回転軸１０２と同様の磁性鋼を使用している。又、これに伴って、内輪１１８の表面の面積１００ｍｍ２中に存在する、面積の平方根が５μｍ以上の非金属介在物の数が、１０００個以下に収まっている。又、内輪１１８は、周方向に着磁されている。更に、内輪１１８の表面のうち、少なくともセンサ１０４と径方向に対向する部分である、外周面の軸方向片端部に於ける算術平均粗さＲａを、Ｒａ＜０．５μｍの範囲に規制している。
【０１３８】
［実施形態の第１８例の第２変形例］
回転軸１０２ｂは、機械構造用鋼等の磁性鋼（表面に於ける炭化物及び窒化物の面積率は特に問わない。）により造られても良い。又、内輪１１８は、磁性金属により円筒状に造られても良い。又、本変形例の場合には、内輪１１８を構成する磁性金属として、図２３に示した実施形態の第１５例の第２変形例の回転軸１０２と同様の磁性鋼を使用している。これにより、内輪１１８の表面のうち、少なくともセンサ１０４と径方向に対向する部分である、外周面の軸方向片端部（軸方向片端部を含む全表面）に於ける、炭素濃度を１．５％以下とし、且つ、窒素濃度を０．５％以下とする事で、当該部分（当該部分を含む全表面）に於ける、炭化物の面積率を２０％以下とし、且つ、窒化物の面積率を３．０％以下としている。又、前記内輪１１８は、周方向に着磁されている。更に、内輪１１８の表面のうち、少なくともセンサ１０４と径方向に対向する部分である、外周面の軸方向片端部に於ける算術平均粗さＲａを、Ｒａ＜０．５μｍの範囲に規制している。
【０１３９】
［実施形態の第１９例］
本発明の実施形態の第１９例について、図２７を参照しつつ説明する。
本例の場合には、回転体である内輪１１８ａの構成が、上述した実施形態の第１８例の場合と異なる。即ち、本例の場合、内輪１１８ａは、炭素濃度０．１％以上の鋼製又はアルミニウム合金製で円筒状の内輪本体１１９と、磁歪効果部である、磁歪材料製の磁歪膜１１７ａと、から成る。内輪本体１１９は、回転軸１０２ｂの外周面に締り嵌めで外嵌固定されている。又、内輪本体１１９の外周面のうち、外輪１０５の内周面に設けられた外輪軌道１０９と径方向に対向する部分には、内輪軌道１１０が設けられている。又、磁歪膜１１７ａは、内輪本体１１９の外周面のうち、センサ１０４と径方向に対向する部分である軸方向片端部の全周に、前述した実施形態の第１７例の場合と同様の磁歪材料製の膜として固定されたものである。又、磁歪膜１１７ａは、内輪本体１１９と共に、周方向に着磁されている。そして、磁歪膜１１７ａの透磁率の変化をセンサ１０４により検出する事に基づいて、回転軸１０２ｂにより伝達しているトルクを測定する様にしている。
その他の構成及び作用効果は、上述した実施形態の第１８例の場合と同様である。
【０１４０】
［実施形態の第１９例の第１変形例］
内輪１１８ａは、機械構造用鋼若しくは軸受鋼等の磁性鋼（酸素、チタン及び硫黄の３元素の濃度は特に問わない）により円筒状に造られた内輪本体１１９と、磁歪効果部である、磁性金属製の磁歪膜１１７ａと、から構成されても良い。磁歪膜１１７ａの構成に関しては、図２５に示した実施形態の第１７例の第１変形例の磁歪膜１１７の場合と同様である。
【０１４１】
［実施形態の第１９例の第２変形例］
内輪１１８ａは、機械構造用鋼若しくは軸受鋼等の磁性鋼（表面に於ける炭化物及び窒化物の面積率は特に問わない。）により円筒状に造られた内輪本体１１９と、磁歪効果部である、磁性金属製の磁歪膜１１７ａと、から構成されても良い。磁歪膜１１７ａの構成に関しては、図２５に示した実施形態の第１７例の第２変形例の磁歪膜１１７の場合と同様である。
【０１４２】
［実施形態の第２０例］
本発明の実施形態の第２０例について、図２８を参照しつつ説明する。
本例の場合には、回転軸１０２ｂの外周面のうち、内輪１１８ｂの軸方向片側（図２８の右側）に隣接する部分で、且つ、センサ１０４と径方向に対向する部分に、円筒状のスリーブ１２０が締り嵌めで外嵌固定されている。本例の場合には、回転軸１０２ｂや内輪１１８ｂではなく、スリーブ１２０が回転体に相当し、このスリーブ１２０の全体が磁歪効果部として機能する。この為、本例の場合には、回転軸１０２ｂを機械構造用鋼により造られたものとし、内輪１１８ｂを機械構造用鋼若しくは軸受鋼により造られたものとしている。又、スリーブ１２０は、磁歪材料により円筒状に造られたもので、周方向に着磁されている。
【０１４３】
本例の回転支持装置の場合、回転軸１０２ｂにトルクが加わると、回転軸１０２ｂと共に、スリーブ１２０が弾性的に捩れ変形し、これに伴って、スリーブ１２０の透磁率が変化する。このスリーブ１２０の透磁率の変化をセンサ１０４により検出する事に基づいて、トルクを測定する。又、本例の場合には、磁歪効果部をスリーブ１２０としている為、実施形態の第１５例の場合の様に磁歪効果部を回転軸とする場合に比べて、磁歪効果部の体積を小さくできる。従って、磁歪効果部を構成する材料や表面の非金属介在物の数及び表面粗さを規制する事に伴うコスト上昇を低く抑えられる。又、転がり軸受１０１ａを構成する内輪１１８ｂとして、一般的なものを使用できる為、加工コストの低減を図れる。
その他の構成及び作用効果は、図２６に示した実施形態の第１８例の場合と同様である。
【０１４４】
［実施形態の第２０例の第１変形例］
回転軸１０２ｂは機械構造用鋼等の磁性鋼（酸素、チタン及び硫黄の３元素の濃度は特に問わない）により造られても良い。内輪１１８ｂは機械構造用鋼若しくは軸受鋼等の磁性鋼（酸素、チタン及び硫黄の３元素の濃度は特に問わない）により造られても良い。又、スリーブ１２０は、磁性金属により造られても良い。本変形例の場合には、スリーブ１２０を構成する磁性金属として、図２３に示した実施形態の第１５例の第１変形例の回転軸１０２と同様の磁性鋼を使用している。又、これに伴って、スリーブ１２０の表面の面積１００ｍｍ２中に存在する、面積の平方根が５μｍ以上の非金属介在物の数が、１０００個以下に収まっている。更に、スリーブ１２０の表面のうち、センサ１０４と径方向に対向する外周面に於ける算術平均粗さＲａを、Ｒａ＜０．５μｍの範囲に規制している。
【０１４５】
［実施形態の第２０例の第２変形例］
回転軸１０２ｂは機械構造用鋼等の磁性鋼（表面に於ける炭化物及び窒化物の面積率は特に問わない。）により造られても良い。内輪１１８ｂは機械構造用鋼若しくは軸受鋼等の磁性鋼（表面に於ける炭化物及び窒化物の面積率は特に問わない。）により造られても良い。又、スリーブ１２０は、磁性金属により円筒状に造られても良い。本変形例の場合には、スリーブ１２０を構成する磁性金属として、図２３に示した実施形態の第１５例の第２変形例の回転軸１０２と同様の磁性鋼を使用している。これにより、スリーブ１２０の表面のうち、少なくともセンサ１０４と径方向に対向する部分である外周面に於ける、炭素濃度を１．５％以下とし、且つ、窒素濃度を０．５％以下とする事で、外周面（外周面を含む全表面）に於ける、炭化物の面積率を２０％以下とし、且つ、窒化物の面積率を３．０％以下としている。更に、スリーブ１２０の表面のうち、センサ１０４と径方向に対向する外周面に於ける算術平均粗さＲａを、Ｒａ＜０．５μｍの範囲に規制している。
【０１４６】
［実施形態の第２１例］
本発明の実施形態の第２１例について、図２９を参照しつつ説明する。
本例の場合には、回転体であるスリーブ１２０ａの構成が、上述した実施形態の第２０例の場合と異なる。即ち、スリーブ１２０ａは、炭素濃度０．１％以上の鋼製又はアルミニウム合金製で円筒状のスリーブ本体１２１と、磁歪効果部である、磁歪材料製の磁歪膜１１７ｂと、から成る。スリーブ本体１２１は、回転軸１０２ｂの外周面のうち、内輪１１８ｂの軸方向片側（図２９の右側）に隣接する部分で、且つ、センサ１０４と径方向に対向する部分に、締り嵌めで外嵌固定されている。又、磁歪膜１１７ｂは、スリーブ本体１２１の外周面の全周に、実施形態の第１７例の場合と同様の磁歪材料製の膜として固定されたものである。又、磁歪膜１１７ｂは、スリーブ本体１２１と共に、周方向に着磁されている。そして、磁歪膜１１７ｂの透磁率の変化をセンサ１０４により検出する事に基づいて、回転軸１０２ｂにより伝達しているトルクを測定する様にしている。
その他の構成及び作用効果は、上述した実施形態の第２０例の場合と同様である。
【０１４７】
［実施形態の第２１例の第１変形例］
スリーブ１２０ａは、機械構造用鋼若しくは軸受鋼等の磁性鋼（酸素、チタン及び硫黄の３元素の濃度は特に問わない）により円筒状に造られたスリーブ本体１２１と、磁歪効果部である、磁性金属製の磁歪膜１１７ｂと、から構成されても良い。磁歪膜１１７ｂの構成に関しては、図２５に示した実施形態の第１７例の第１変形例の磁歪膜１１７の場合と同様である。
【０１４８】
［実施形態の第２１例の第２変形例］
スリーブ１２０ａは、機械構造用鋼若しくは軸受鋼等の磁性鋼（表面に於ける炭化物及び窒化物の面積率は特に問わない。）により円筒状に造られたスリーブ本体１２１と、磁歪効果部である、磁性金属製の磁歪膜１１７ｂと、から構成されても良い。磁歪膜１１７ｂの構成に関しては、図２５に示した実施形態の第１７例の第２変形例の磁歪膜１１７の場合と同様である。
【０１４９】
［実施形態の第２２例］
本発明の実施形態の第２２例について、図３０を参照しつつ説明する。
本例の場合には、回転体である円筒状のスリーブ１２０ｂの設置態様が、図２８に示した実施形態の第２０例の場合と異なる。即ち、スリーブ１２０ｂは、回転軸１０２ｂの外周面に締り嵌めで外嵌固定されると共に、内輪１１８ｂの内周面に締り嵌めで内嵌固定されている。又、この状態で、スリーブ１２０ｂの軸方向片端部（図３０の右端部）は、内輪１１８ｂ及び外輪１０５の軸方向片端面よりも軸方向片側に突出しており、この突出した部分が、センサ１０４と径方向に対向している。
その他の構成及び作用効果は、図２８に示した実施形態の第２０例の場合と同様である。
【０１５０】
［実施形態の第２２例の第１変形例］
スリーブ１２０ｂの外周面の算術平均粗さＲａは、少なくともセンサ１０４と対向する軸方向片端部に於いて、Ｒａ＜０．５μｍの範囲に規制しても良い。
【０１５１】
［実施形態の第２３例］
本発明の実施形態の第２３例について、図３１〜３４を参照しつつ説明する。
本例の場合には、基本的な構成を、前述の図２４に示した実施形態の第１６例の場合と同じとしており、外輪に対するセンサの支持構造を、第１６例と異ならせている。即ち、本例の場合には、外輪１０５ａの軸方向片側（図３３、３４の右側）部分に設けられた（一体形成された）支持筒部１２２に、コイル１１５ａを検出部とするセンサ１０４ｂを内嵌固定した状態で、センサ１０４ｂを支持筒部１２２と共に、合成樹脂製のホルダ１２３内に包埋している。
【０１５２】
支持筒部１２２は、外輪１０５ａのうち、軸方向片側の内向鍔部１０８よりも軸方向片側に位置する部分を構成している。支持筒部１２２の径方向の肉厚は、支持筒部１２２の軸方向他側（図３３、３４の左側）に隣接する部分の径方向の肉厚よりも小さくなっている。より具体的には、支持筒部１２２の外径寸法は、支持筒部１２２の軸方向他側に隣接する部分の外径寸法（軸方向片側の内向鍔部１０８が位置する部分の外径寸法）よりも小さい。又、支持筒部１２２の内径寸法は、支持筒部１２２の軸方向他側に隣接する部分の内径寸法（軸方向片側の内向鍔部１０８の内径寸法）よりも大きい。又、支持筒部１２２の外周面には、軸方向に関する凹凸部が設けられている。の凹凸部は、支持筒部１２２の外周面に、それぞれが全周に亙る複数の凹溝１２４、１２４を、軸方向に関して等間隔に設ける事によって構成されている。又、支持筒部１２２の内周面の軸方向片端寄り部分には、軸方向片側に向く段差面１２５が設けられている。この為、支持筒部１２２の内径寸法は、段差面１２５よりも軸方向片側の部分で、同じく軸方向他側の部分よりも大きい。尚、この様な支持筒部１２２を備えた本例の外輪１０５ａは、鋳造、鍛造等により造られた鋼製で筒状の中間素材に、切削、研削等を施す事により造られている。
【０１５３】
又、センサ１０４ｂは、センサ筐体１２６と、検出部であるコイル１１５ａと、を備える。センサ筐体１２６は、非磁性材料により円筒状に造られたものである。センサ筐体１２６は、外周面の軸方向中間部に全周に亙る凹部１２７と、軸方向片端部に全周に亙る外向鍔部１２８と、を有している。この様なセンサ筐体１２６を構成する非磁性材料としては、熱伝導性が高いアルミニウム合金やセラミックスを好適に使用できる。又、コイル１１５ａは、凹部１２７の内側に、センサ筐体１２６と同心に設置されている。具体的には、コイル１１５ａは、図示しないフレキシブル基板に形成された状態で凹部１２７の底面に接着固定されているか、又は、凹部１２７の底面に描き形成されている。何れにしても、コイル１１５ａ（及びフレキシブル基板）の外周面は、センサ筐体１２６の外周面のうち凹部１２７から外れた部分の外周面よりも内径側に配置されている。センサ１０４ｂは、センサ筐体１２６のうち、外向鍔部１２８よりも軸方向他側の部分（更に凹部１２７から外れた部分）を、支持筒部１２２の内周面のうち、段差面１２５よりも軸方向他側の部分に、締り嵌めで内嵌固定している。これと共に、センサ筐体１２６の軸方向他端面と外輪１０５ａの軸方向片端面の内径側端部とを当接させる構成と、センサ筐体１２６の外向鍔部１２８の側面と支持筒部１２２の段差面１２５とを当接させる構成と、のうちの、少なくとも一方の構成（図示の例では両方向の構成）を採用する事により、外輪１０５ａに対してセンサ１０４ｂを軸方向に位置決めしている。
【０１５４】
更に、この状態で、支持筒部１２２及びセンサ１０４ｂの全体を、合成樹脂製のホルダ１２３内に包埋している。ホルダ１２３を構成する合成樹脂としては、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミド６６等の、耐熱性があり、且つ、線膨張係数が小さいものを好適に使用できる。ホルダ１２３を射出成形する際に、ホルダ１２３を構成する合成樹脂の一部を、支持筒部１２２の外周面に形成された各凹溝１２４、１２４内に入り込ませる事で、支持筒部１２２に対するホルダ１２３の結合強度を高めている。又、ホルダ１２３の外径寸法は、外輪１０５ａのうち、支持筒部１２２の軸方向他側に隣接する部分の外径寸法よりも小さい。
そして、上述の様に外輪１０５ａに対して支持されたセンサ１０４ｂの検出部（コイル１１５ａ）を、回転軸１０２の外径側に、回転軸１０２と同心に配置している。
【０１５５】
本例の回転支持装置の場合には、センサ１０４ｂが、外輪１０５ａの軸方向片側部分に設けられた支持筒部１２２に対して（支持筒部１２２の内径側に配置された状態で、支持筒部１２２と共に合成樹脂製のホルダ１２３内に包埋される態様で）支持されている。この為、センサ１０４ｂを、外輪１０５ａを含んで構成される転がり軸受１０１ｂと一体に取り扱う事ができる。従って、使用箇所への組み付けを容易に行える。又、センサがハウジングに支持されている構造に比べて、センサ１０４ｂと磁歪効果部（回転軸１０２）との対向間隔を正確に管理する事が容易となる。又、センサ１０４ｂを支持する支持筒部１２２は、外輪１０５ａの一部である為、外輪１０５ａに対するセンサ１０４ｂの支持強度を高くできる。又、支持筒部１２２は、軸方向他側に隣接する部分に比べて径方向の肉厚が小さい為、支持筒部１２２を設ける事に伴う外輪１０５ａの重量の増大を少なく抑えられる。更には、センサ１０４ｂがホルダ１２３に包埋されている為、センサ１０４ｂに、トルクの測定精度を悪化させる様な磁性粉等の異物が付着する事を防止できる。
その他の構成及び作用は、前述の図２４に示した実施形態の第１６例の場合と同様である。
【０１５６】
尚、本発明は、実施形態の第１５〜２３例の構造を、適宜組み合わせて実施する事ができる。
例えば、実施形態の第１７〜２２例でも、磁歪効果部の着磁を省略すると共に、実施形態の第１６例で使用した、検出部をコイル１１５としたセンサ１０４ａを使用する事ができる。
又、実施形態の第２３例の外輪に対するセンサの支持構造を採用する場合には、センサの検出部として、磁気検出素子を採用する事もできる。この場合には、磁歪効果部を着磁する等により、磁束の発生源を設ける。
又、実施形態の第２３例の外輪に対するセンサの支持構造を、実施形態の第１５例及び第１７〜２２例の構造に対して適用する事もできる。この場合には、センサの検出部として、磁気検出素子とコイルとの何れを採用する事もできる。
【０１５７】
［実施形態の第２４例］
本発明の実施形態の第２４例について、図４０を参照しつつ説明する。
本例のトルク測定装置は、転がり軸受２０１と、回転軸２０２と、磁歪膜２０３と、センサ支持部材２０４と、センサ２０５と、を備える。回転軸２０２と磁歪膜２０３との結合体が回転体に相当し、磁歪膜２０３が磁歪効果部として機能する。
【０１５８】
転がり軸受２０１は、シェル形ニードル軸受であり、外輪２０６と、それぞれが転動体である複数個のニードル２０７、２０７と、保持器２０８と、を備える。
外輪２０６は、鋼製の板材に絞り加工等の塑性加工を施す事により、円筒状に造られたもので、軸方向両端部に内向鍔部２０９、２０９を備える。又、外輪２０６の内周面のうち、両内向鍔部２０９、２０９同士の間に挟まれた部分を、円筒状の外輪軌道２１０としている。外輪２０６は、自動車のパワートレインを構成するハウジング等に内嵌された状態で、使用時にも回転しない。
又、各ニードル２０７、２０７は、外輪軌道２１０と、回転軸２０２の外周面に設けられた円筒状の内輪軌道２１１と、の間に、保持器２０８により保持された状態で転動自在に設けられている。各ニードル２０７、２０７は、鋼製である。又、保持器２０８は、鋼製若しくは合成樹脂製である。
【０１５９】
又、回転軸２０２は、自動車のパワートレインを構成する、変速機の回転軸、デファレンシャルギヤの回転軸、プロペラシャフト、ドライブシャフト等の、トルク伝達軸であり、転がり軸受２０１の内径側に配置されている。回転軸２０２は、ＪＩＳに規定されている、ＳＵＪ２、ＳＵＪ３等の軸受鋼、ＳＣｒ４２０、ＳＣＭ４２０等の浸炭鋼、Ｓ５３Ｃ等の炭素鋼、ＳＫ５等の工具鋼等の磁性鋼製である。回転軸２０２の外周面のうち、外輪軌道２１０と径方向に対向する部分には、内輪軌道２１１が設けられている。
【０１６０】
又、磁歪膜２０３は、回転軸２０２の外周面のうち、内輪軌道２１１の軸方向片側（図４０の右側）に隣接する部分の全周に、回転軸２０２を構成する磁性鋼に比べて磁歪定数が十分に大きい磁性金属である磁歪材料（例えば、純Ｎｉ、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ系合金、Ｆｅ−Ａｌ系合金、非晶質合金等）製の膜として固定（磁歪材料をメッキ等の被膜として固定、又は、磁歪材料をフィルム状にして接着固定）されている。この為、磁歪膜２０３の内周面は、回転軸２０２の外周面に対し、全周に亙り接触している。尚、磁歪膜２０３をメッキとする場合には、ニッケルメッキを好適に使用できる。この場合には、相手部材（本例の場合には、回転軸２０２）を、炭素濃度０．１％以上の鋼製とするのが望ましい。又、磁歪膜２０３は、回転軸２０２と共に、周方向に着磁されている。この様な本例の場合には、回転軸２０２の外周面のうち、磁歪膜２０３を固定した（接触させた）部分が取付面となる。
【０１６１】
又、センサ支持部材２０４は、鋼等の金属又は合成樹脂により円環状に造られたもので、外輪２０６の軸方向片端部（図４０の右端部）に取り付けられている。センサ支持部材２０４は、外輪２０６の軸方向片端部（内向鍔部２０９）に締り嵌めにより内嵌固定された嵌合筒部２１２と、この嵌合筒部２１２の軸方向片端部に連結されて、外輪２０６の軸方向片端面よりも軸方向片側に突出した、環状の支持部２１３と、を備える。
【０１６２】
又、センサ２０５は、検出部を磁歪膜２０３の外周面に近接対向させる事により、磁歪膜２０３に対して近接配置された状態で、センサ支持部材２０４を構成する支持部２１３の内周面に設けられた凹部２１４のうち、円周方向一部の内側に組み付けられている。センサ２０５の検出部として、ホール素子、ホールＩＣ、ＭＲ素子、ＧＭＲ素子、ＡＭＲ素子、ＴＭＲ素子、ＭＩ素子等の磁気検出素子２１５を使用している。
【０１６３】
更に、回転軸２０２の外周面に設けられた、磁歪膜２０３の取付面に存在する非金属介在物の長径ａと短径ｂとの積の平方根である√ａｒｅａの最大値（この取付面に存在する最大の非金属介在物の寸法である√ａｒｅａ）を８０μｍ以下に規制している。この為に、回転軸２０２を構成する磁性鋼中に含まれる、非金属介在物の生成元素（酸素、チタン、硫黄等）の濃度を調整している。又、取付面の最大高さＲｚを、研磨加工等により１２μｍ以下に規制している。更に、回転軸２０２に関して、材料に応じた適切な熱処理条件を選択する等により、取付面に関して、硬さをＨＶ４００以上とし、最大結晶粒径を８０μｍ以下とし、残留オーステナイト量を４５容量％以下としている。
【０１６４】
本例の場合には、自動車の運転時に、磁歪膜２０３の透磁率の変化をセンサ２０５により検出する事に基づいて、回転軸２０２により伝達しているトルクを測定する。即ち、回転軸２０２にトルクが加わると、回転軸２０２の外周面の一部である取付面に固定された磁歪膜２０３に応力が作用する為、逆磁歪効果に基づいて、磁歪膜２０３の透磁率が変化する。具体的には、当該トルクによって、磁歪膜２０３に、軸方向に対して４５度方向の引っ張り応力（及びこれと直交する方向に圧縮応力）が作用する為、逆磁歪効果に基づいて、磁歪膜２０３の磁化が、周方向から軸方向に倒される。この結果、磁歪膜２０３の外部に漏れ磁束が発生し、漏れ磁束がセンサ２０５の検出部である磁気検出素子２１５を通過する事によって、センサ２０５の出力信号が変化する。従って、予め、センサ２０５の出力信号とトルクとの関係を調べておけば、この関係を利用して、センサ２０５の出力信号からトルクを求められる。尚、トルクを求める演算は、図示しない演算器により行う。
【０１６５】
又、本例の場合には、回転軸２０２の外周面に設けられた、磁歪膜２０３の取付面に存在する非金属介在物の√ａｒｅａの最大値を８０μｍ以下に規制し、且つ、取付面の最大高さＲｚを１２μｍ以下に規制している。この為、取付面に存在する非金属介在物及び粗さの凹凸に基づく応力集中部を少なくして、取付面に局所的な塑性変形が生じる事を抑制できる。
又、取付面に局所的な塑性変形が生じる事を抑制する為には、取付面に於いて、表面硬さの不足や結晶粒の粗大化が生じるのを防止する事が重要となる。この点に関して、本例の場合には、取付面の硬さをＨＶ４００以上に規制し、且つ、取付面に於ける最大結晶粒径を８０μｍ以下に規制している。この為、取付面に局所的な塑性変形が生じる事を更に抑制できる。
又、取付面に於ける残留オーステナイト量が多いと、高温時に取付面に寸法変化が生じ易くなる。この点に関して、本例の場合には、取付面に於ける残留オーステナイト量を４５容量％以下に規制している。この為、高温時に取付面に生じる寸法変化を抑制できる。
以上の様に、本例の場合には、取付面に局所的な塑性変形が生じる事を抑制できると共に、高温時に取付面に生じる寸法変化を抑制できる為、取付面に固定されている（接触している）磁歪膜２０３に永久歪が生じる事を抑制できる。この為、高精度なトルク測定を行える。
【０１６６】
又、本例の場合には、外輪２０６の軸方向片端部に取り付けられたセンサ支持部材２０４のうち、外輪２０６の軸方向片端面よりも軸方向片側に突出した部分にセンサ２０５が支持されている。この為、ハウジングにセンサ２０５が支持されている構造に比べて、センサ２０５と磁歪膜２０３との位置関係を正確に管理する事が容易になると共に、位置関係が振動によって変動する事を抑えられる。従って、高精度なトルク測定を行える。更には、外輪の内周面にセンサが支持されている構造に比べて、外輪２０６の軸方向寸法を小さくできる。従って、外輪２０６の材料費や加工コストを抑えられる。
【０１６７】
［実施形態の第２５例］
本発明の実施形態の第２例について、図４１を参照しつつ説明する。
本例の場合には、センサ２０５ａの構成が、上述した実施形態の第２４例の場合と異なる。即ち、センサ２０５ａの検出部として、回転軸２０２及び磁歪膜２０３の周囲を取り囲む位置に、回転軸２０２及び磁歪膜２０３と同心に配置された、コイル２１６を使用している。又、使用時に、コイル２１６に交流電圧を印加して、コイル２１６の周囲に交流磁場を発生させる様にしている。その代わりに、本例の場合には、回転軸２０２及び磁歪膜２０３を着磁していない。
【０１６８】
本例の場合も、センサ２０５ａの出力信号は、磁歪膜２０３の透磁率に応じて変化する。この理由は、磁歪膜２０３の透磁率が変化すると、センサ２０５ａの検出部であるコイル２１６の内側を通過する磁束が変化し、これに伴って、コイル２１６のインダクタンス（インピーダンス）が変化する為である。従って、本例の場合も、実施形態の第２４例の場合と同様にして、センサ２０５ａの出力信号から、磁歪膜２０３を固定した回転軸２０２により伝達しているトルクを求められる。又、製造時に回転軸２０２及び磁歪膜２０３の着磁工程を省略できる分、製造コストを抑えられる。
その他の構成及び作用効果は、上述した実施形態の第２４例の場合と同様である。
【０１６９】
［実施形態の第２６例］
本発明の実施形態の第２６例について、図４２を参照しつつ説明する。
本例の場合、転がり軸受２０１ａは、外輪２０６と、複数個のニードル２０７、２０７と、保持器２０８と、に加えて、内輪２１７を備える。本例の場合には、内輪２１７と回転軸２０２との結合体が回転体に相当し、内輪２１７の全体（少なくとも内輪軌道２１１が形成された部分よりも軸方向片側に存在する部分）が磁歪効果部として機能する。内輪２１７は、磁歪材料により円筒状に造られたもので、回転軸２０２の外周面に締り嵌めで外嵌固定されている。又、内輪２１７の外周面のうち、外輪２０６の内周面に設けられた外輪軌道２１０と径方向に対向する部分には、円筒状の内輪軌道２１１が設けられている。又、内輪２１７の軸方向片端部（図４２の右端部）は、外輪２０６の軸方向片端面よりも軸方向片側に突出しており、突出した部分が、センサ２０５と径方向に対向している。回転軸２０２の外周面のうち、内輪２１７を外嵌固定した（接触させた）部分が取付面となる。この為、回転軸２０２の外周面のうち、少なくとも取付面の性状（非金属介在物の√ａｒｅａの最大値、最大高さＲｚ、硬さ、最大結晶粒径、残留オーステナイト量）を、実施形態の第２４例の場合と同じ様に規制している。又、内輪２１７は、周方向に着磁されている。
【０１７０】
本例の場合、回転軸２０２にトルクが加わると、回転軸２０２と共に、内輪２１７が弾性的に捩れ変形し、これに伴って、内輪２１７の透磁率が変化する。本例の場合には、内輪２１７の透磁率の変化をセンサ２０５により検出する事に基づいて、トルクを測定する。
又、体積及び重量の嵩む回転軸２０２の外周面に磁歪膜２０３を固定すると言った面倒な工程を不要にできる。更に、予め組み立てておいた（センサ支持部材２０４によりセンサ２０５を支持した）転がり軸受２０１ａを構成する内輪２１７を回転軸２０２の取付面に締り嵌めで外嵌するだけで、図示の構造を完成させる事ができる。この為、製造の容易化及び低コスト化を図れる。
その他の構成及び作用効果は、図４０に示した実施形態の第２４例の場合と同様である。
【０１７１】
［実施形態の第２７例］
本発明の実施形態の第２７例について、図４３を参照しつつ説明する。
本例の場合、回転軸２０２ａに締り嵌めで外嵌固定された内輪２１７ａは、ＪＩＳに規定されている、ＳＵＪ２、ＳＵＪ３等の軸受鋼、ＳＣｒ４２０、ＳＣＭ４２０等の浸炭鋼、Ｓ５３Ｃ等の炭素鋼、ＳＫ５等の工具鋼等の磁性鋼により造られている。又、内輪２１７ａの外周面のうち、センサ２０５と径方向に対向する部分である軸方向片端部の全周に、実施形態の第２４例の場合と同様の磁歪膜２０３ａが固定されている。回転軸２０２ａと内輪２１７ａと磁歪膜２０３ａとの結合体が回転体に相当し、磁歪膜２０３ａが磁歪効果部として機能する。尚、回転軸２０２ａに内輪２１７ａを外嵌固定する前の状態では、内輪２１７ａと磁歪膜２０３ａとの結合体が回転体に相当する。又、本例の場合には、回転軸２０２ａの外周面のうち内輪２１７ａを外嵌固定した部分ではなく、内輪２１７ａの外周面のうち磁歪膜２０３ａを固定した部分である軸方向片端部が取付面となる。この為、本例の場合には、内輪２１７ａの外周面のうち、少なくとも取付面の性状（非金属介在物の√ａｒｅａの最大値、最大高さＲｚ、硬さ、最大結晶粒径、残留オーステナイト量）を、実施形態の第２４例の場合と同じ様に規制している。又、磁歪膜２０３ａは、内輪２１７ａと共に、周方向に着磁されている。
本例の場合には、磁歪膜２０３ａの透磁率の変化をセンサ２０５により検出する事に基づいて、回転軸２０２ａにより伝達しているトルクを測定する様にしている。
その他の構成及び作用効果は、上述した実施形態の第４２例の場合と同様である。
【０１７２】
［実施形態の第２８例］
本発明の実施形態の第２８例について、図４４を参照しつつ説明する。
本例の場合には、回転軸２０２の外周面のうち、内輪２１７ｂの軸方向片側（図４４の右側）に隣接する部分で、且つ、センサ２０５と径方向に対向する部分に、磁歪材料により円筒状に造られたスリーブ２１８が締り嵌めで外嵌固定されている。本例の場合には、回転軸２０２とスリーブ２１８との結合体が回転体に相当し、スリーブ２１８の全体が磁歪効果部として機能する。又、回転軸２０２の外周面のうち内輪２１７ｂを外嵌した部分ではなく、又、内輪２１７ｂの外周面でもなく、回転軸２０２の外周面のうちスリーブ２１８を外嵌固定した部分が、取付面となる。この為、回転軸２０２の外周面のうち、少なくとも取付面の性状（非金属介在物の√ａｒｅａの最大値、最大高さＲｚ、硬さ、最大結晶粒径、残留オーステナイト量）を、実施形態の第２４例の場合と同じ様に規制している。又、スリーブ２１８は、磁歪材料により円筒状に造られたもので、周方向に着磁されている。
【０１７３】
回転軸２０２にトルクが加わると、回転軸２０２と共に、スリーブ２１８が弾性的に捩れ変形し、これに伴って、スリーブ２１８の透磁率が変化する。本例の場合には、このスリーブ２１８の透磁率の変化をセンサ２０５により検出する事に基づいて、トルクを測定する様にしている。
その他の構成及び作用効果は、上述した実施形態の第２７例の場合と同様である。
【０１７４】
［実施形態の第２９例］
本発明の実施形態の第２９例について、図４５を参照しつつ説明する。
本例の場合、回転軸２０２ａに外嵌固定されたスリーブ２１８ａは、ＪＩＳに規定されている、ＳＵＪ２、ＳＵＪ３等の軸受鋼、ＳＣｒ４２０、ＳＣＭ４２０等の浸炭鋼、Ｓ５３Ｃ等の炭素鋼、ＳＫ５等の工具鋼等の磁性鋼により造られている。又、スリーブ２１８ａの外周面の全周に、実施形態の第２４例の場合と同様の磁歪膜２０３ｂが固定されている。回転軸２０２ａとスリーブ２１８ａと磁歪膜２０３ｂとの結合体が回転体に相当し、磁歪膜２０３ｂが磁歪効果部として機能する。尚、回転軸２０２ａにスリーブ２１８ａを外嵌固定する前の状態では、スリーブ２１８ａと磁歪膜２０３ｂとの結合体が回転体に相当する。又、回転軸２０２ａの外周面のうちスリーブ２１８ａを外嵌固定した部分ではなく、スリーブ２１８ａの外周面が、取付面となる。この為、本例の場合には、この取付面の性状（非金属介在物の√ａｒｅａの最大値、最大高さＲｚ、硬さ、最大結晶粒径、残留オーステナイト量）を、実施形態の第２４例の場合と同じ様に規制している。又、磁歪膜２０３ｂは、スリーブ２１８ａと共に、周方向に着磁されている。
本例の場合には、磁歪膜２０３ｂの透磁率の変化をセンサ２０５により検出する事に基づいて、回転軸２０２ａにより伝達しているトルクを測定する様にしている。
その他の構成及び作用効果は、上述した実施形態の第４４例の場合と同様である。
【０１７５】
［実施形態の第３０例］
本発明の実施形態の第３０例について、図４６を参照しつつ説明する。
本例の場合には、円筒状のスリーブ２１８ｂの設置態様が、図４４に示した実施形態の第２８例の場合と異なる。即ち、本例の場合、スリーブ２１８ｂは、回転軸２０２の外周面に締り嵌めで外嵌固定されると共に、内輪２１７ｂの内周面に締り嵌めで内嵌固定されている。又、この状態で、スリーブ２１８ｂの軸方向片端部（図４６の右端部）は、内輪２１７ｂ及び外輪２０６の軸方向片端面よりも軸方向片側に突出しており、突出した部分が、センサ２０５と径方向に対向している。
その他の構成及び作用効果は、図４４に示した実施形態の第２８例の場合と同様である。
【０１７６】
尚、上述した実施形態の第２６〜３０例でも、磁歪効果部の着磁を省略すると共に、前述した実施形態の第２５例で使用した、検出部をコイル２１６としたセンサ２０５ａを使用する事ができる。
【０１７７】
［実施形態の第３１例］
本発明の実施形態の第３１例について、図４９〜５１を参照しつつ説明する。
本例の回転支持装置は、転がり軸受３０１と、磁歪部材である磁歪ヨーク３０２と、それぞれがセンサである１対のコイル３０３ａ、３０３ｂと、を備える。
【０１７８】
転がり軸受３０１は、ラジアル深溝玉軸受であり、使用時にも回転しない静止輪である外輪３０４と、使用時に回転する回転輪である内輪３０５と、それぞれが転動体である複数個の玉３０６、３０６と、保持器３０７と、を備える。各玉３０６、３０６は、保持器３０７に保持された状態で、外輪３０４の内周面に形成された外輪軌道３０８と、内輪３０５の外周面に形成された内輪軌道３０９と、の間に転動自在に設けられている。
【０１７９】
又、磁歪ヨーク３０２は、母材となる磁性鋼（例えば、軸受鋼、機械構造用鋼）により円環状に造られると共に、表面に母材よりも磁歪定数の大きい磁性金属（例えば、純Ｎｉ、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ系合金、Ｆｅ−Ａｌ系合金、非晶質合金等）を、膜として固定（例えば、メッキや溶射被膜等の被膜として固定）する事により構成されている。磁歪ヨーク３０２は、外輪３０４に締り嵌めで外嵌固定されている。尚、膜は、磁歪ヨーク３０２に逆磁歪効果を発揮させ易くする為に設けられている。又、膜をメッキとする場合には、ニッケルメッキを好適に使用できる。この場合には、母材を、炭素濃度０．１％以上の鉄とするのが望ましい。
【０１８０】
磁歪ヨーク３０２は、全体を円環状としており、互いに同心に配置された内径側円筒部３１０及び外径側円筒部３１１と、それぞれが内径側、外径側両円筒部３１０、３１１の互いに対向する周面同士を連結する状態で放射方向に設けられた、１対の芯部３１２ａ、３１２ｂ及び４つのバイパス部３１３ａ、３１３ｂと、を備える。それぞれが柱部である１対の芯部３１２ａ、３１２ｂは、内径側、外径側両円筒部３１０、３１１の径方向反対側となる２箇所位置に配置されている。又、各バイパス部３１３ａ、３１３ｂは、各芯部３１２ａ、３１２ｂの円周方向両側に１つずつ、間隔をあけて配置されている（図示の例では、各芯部３１２ａ、３１２ｂとの間隔が中心角で４０〜５０度の範囲に配置されている）。即ち、磁歪ヨーク３０２のうち、内径側円筒部３１０の外周面と外径側円筒部３１１の内周面との間部分で、円周方向に関して各芯部３１２ａ、３１２ｂ及び各バイパス部３１３ａ、３１３ｂから外れた部分は、円弧状の透孔３１７ａ、３１７ｂになっている。各透孔３１７ａ、３１７ｂのうち、各芯部３１２ａ、３１２ｂの円周方向両側に隣接する透孔３１７ａ、３１７ａが除肉部に相当する。磁歪ヨーク３０２は、内径側円筒部３１０を外輪３０４の外周面に締り嵌めで外嵌する事により、外輪３０４に対して同心に固定されている。
【０１８１】
尚、本例の場合には、膜を磁歪ヨーク３０２の全表面に固定している。但し、この膜は、磁歪ヨーク３０２のうち、各芯部３１２ａ、３１２ｂの表面にのみ固定する事もできる。
【０１８２】
又、各コイル３０３ａ、３０３ｂは、各芯部３１２ａ、３１２ｂのそれぞれに１個ずつ巻回されている。又、図５１に示す様な、各コイル３０３ａ、３０３ｂ（インピーダンスＲ２、Ｒ４）と、２個の抵抗器３１５ａ、３１５ｂ（インピーダンスＲ１、Ｒ３）と、から成るブリッジを含んだ、温度補償回路を構成している。そして、使用時には、温度補償回路内に設けた発振器３１６により、ブリッジの両端に交流電圧Ｖを印加する事によって、各コイル３０３ａ、３０３ｂに交流電流を流す事により、各コイル３０３ａ、３０３ｂを貫通する磁束を発生させる。各コイル３０３ａ、３０３ｂによって発生した磁束は、磁歪ヨーク３０２のうち、各コイル３０３ａ、３０３ｂを巻回した芯部３１２ａ、３１２ｂ毎に構成された磁気回路部３１４ａ、３１４ｂを流れる。各磁気回路部３１４ａ（１４ｂ）は、芯部３１２ａ（３１２ｂ）と、芯部３１２ａ（３１２ｂ）の円周方向両側に設けられた１対のバイパス部３１３ａ、３１３ａ（３１３ｂ、３１３ｂ）と、内径側、外径側両円筒部３１０、３１１のうち、各バイパス部３１３ａ、３１３ａ（３１３ｂ、３１３ｂ）にその両端部を連結された円弧状部分と、から成る。又、各コイル３０３ａ、３０３ｂによって発生した磁束は、各磁気回路部３１４ａ、３１４ｂを、図４９中に破線で示す経路に沿って（交番磁束として）流れる。尚、図５１に示した温度補償回路を構成する各抵抗器３１５ａ、３１５ｂのインピーダンスＲ１、Ｒ３は、各コイル３０３ａ、３０３ｂのインピーダンスＲ２、Ｒ４との関係で、転がり軸受３０１にラジアル荷重が負荷されていない中立状態に於いて、ブリッジの中点電圧（点ＰＱ間の電圧）がゼロになる様に初期設定されている。尚、この初期設定を行う為に、必要に応じて、各抵抗器３１５ａ、３１５ｂのうちの少なくとも一方を可変抵抗器としたり、オフセット誤差補正を行ったりする。
【０１８３】
本例の回転支持装置は、例えば、内輪３０５を、自動車のパワートレインを構成する回転軸（変速機を構成する回転軸、デファレンシャルギヤを構成する回転軸、プロペラシャフト、ドライブシャフト等）に外嵌すると共に、磁歪ヨーク３０２をハウジングに内嵌した状態で使用される。そして、自動車の運転時に、各芯部３１２ａ、３１２ｂの透磁率の変化を、各コイル３０３ａ、３０３ｂのインダクタンス（インピーダンス）の変化として検出する事に基づき、転がり軸受３０１の負荷荷重や、負荷荷重と相関関係のある物理量（例えば、回転軸の伝達トルク）を測定する。
【０１８４】
即ち、磁歪ヨーク３０２は、転がり軸受３０１を構成する外輪３０４の外周面とハウジングの内周面との間に挟まれた位置に配置されている。この為、図４９に於いて、回転軸から転がり軸受３０１に、矢印α（又は矢印β）で示される向きのラジアル荷重が負荷されると、磁歪ヨーク３０２を構成する１対の芯部３１２ａ、３１２ｂのうち、上側の芯部３１２ａ（又は下側の芯部３１２ｂ）に、当該ラジアル荷重に応じた上下方向の圧縮応力が加わる。そして、この圧縮応力によって、この上側の芯部３１２ａ（又は下側の芯部３１２ｂ）の透磁率が変化する。具体的には、圧縮応力（当該ラジアル荷重）が大きくなる程、上側の芯部３１２ａ（又は下側の芯部３１２ｂ）の上下方向に関する透磁率が低くなる。又、これに伴って、上側の芯部３１２ａ（又は下側の芯部３１２ｂ）に巻回されたコイル３０３ａ（又は３０３ｂ）のインダクタンスが小さくなる。この様に本例の場合には、転がり軸受３０１に負荷されるラジアル荷重に応じて、各コイル３０３ａ、３０３ｂのインダクタンスが変化する。この為、インダクタンス（インピーダンス）に基づいて、ラジアル荷重や伝達トルクを測定する事ができる。
【０１８５】
又、各コイル３０３ａ、３０３ｂのインピーダンスは、ラジアル荷重が負荷される事によって変化する他、温度変化が生じる事によっても変化する。但し、ラジアル荷重の負荷に伴う各コイル３０３ａ、３０３ｂのインピーダンスの変化は、ラジアル荷重の入力の向き（矢印αの向きであるか、矢印βの向きであるか）によって、各コイル３０３ａ、３０３ｂのうちの何れか一方のコイルにのみ生じる。つまり、矢印α（又は矢印β）の向きのラジアル荷重が負荷された場合には、上側のコイル３０３ａ（又は下側のコイル３０３ｂ）のインピーダンスのみが変化し、下側のコイル３０３ｂ（又は上側のコイル３０３ａ）のインピーダンスは変化しない。これに対し、温度変化に伴う各コイル３０３ａ、３０３ｂのインピーダンスの変化は、各コイル３０３ａ、３０３ｂの双方について同様に生じる。この為、各コイル３０３ａ、３０３ｂの端子間電圧の差を取れば、各コイル３０３ａ、３０３ｂに発生したラジアル荷重による変化を検出する事ができる。
【０１８６】
そこで、本例の場合には、各コイル３０３ａ、３０３ｂの端子間電圧の差に相当する、図５１に示した温度補償回路の中点電圧（点ＰＱ間の電圧）を検出し、中点電圧に基づいて、ラジアル荷重や伝達トルクを測定する様にしている。尚、中点電圧の極性（±）は、ラジアル荷重の入力の向き（矢印αの向きであるか、矢印βの向きであるか）によって互いに逆極性となる為、中点電圧の極性によって、何れの向きのラジアル荷重が負荷されたかを判別する事ができる。従って、予め、中点電圧とラジアル荷重又は伝達トルクとの関係（必要に応じて、ラジアル荷重と伝達トルクとの関係）を調べておき、これらの関係を利用して、中点電圧からラジアル荷重及び伝達トルクを求める。尚、ラジアル荷重及び伝達トルクを求める演算は、図示しない演算器により行う。
【０１８７】
本例の回転支持装置の場合、ラジアル荷重が、磁歪ヨーク３０２の円周方向一部分に設けられた芯部３１２ａ（又は３１２ｂ）に加わる為、芯部３１２ａ（又は３１２ｂ）に作用する圧縮応力を大きくできる。従って、ラジアル荷重及び伝達トルクを高感度で測定できる。又、磁歪ヨーク３０２は、外輪３０４に対して接着されている必要はなく、ラジアル荷重が加わる円周方向位置（方向）に各芯部３１２ａ、３１２ｂが配置されていれば良い為、油中、高温、振動環境下で使用される場合でも、長期間に亙り正常な測定機能を維持できる。又、本例の場合には、磁歪ヨーク３０２の各芯部３１２ａ、３１２ｂに各コイル３０３ａ、３０３ｂが巻回されており、磁歪ヨーク３０２と各コイル３０３ａ、３０３ｂとを一体として取り扱う事ができる為、部品管理や組立作業等の容易化を図れる。又、磁歪ヨーク３０２は、各芯部３１２ａ、３１２ｂ毎に構成された、互いに独立した磁気回路部３１４ａ、３１４ｂを備えている。この為、上側の芯部３１２ａ（又は下側の芯部３１２ｂ）に巻回されたコイル３０３ａ（又は３０３ｂ）のインダクタンスの変化に基づいて、矢印α（又は矢印β）方向のラジアル荷重を、他のコイル３０３ｂ（又は３０３ａ）で発生した磁束の影響を実質的に受ける事なく測定できる。更に、図５１に示した温度補償回路の出力（ブリッジの中点電圧）に基づいて、温度変化による誤差を低減乃至解消したラジアル荷重及び伝達トルクを測定できる。この為、信頼性の高い測定を行える。
【０１８８】
尚、実施形態の第３１例の回転支持装置は、転がり軸受を構成する静止輪が内輪となる構造に適用する事もできる。
【０１８９】
又、磁歪部材に設ける柱部や磁気回路部を構成するバイパス部の数や配置態様は、適宜の態様を採用する事ができる。
又、磁歪部材の表面に母材よりも磁歪定数の大きい磁性金属の膜を固定するか否かは任意である。磁歪部材は、軸受鋼や機械構造用鋼のみから成るものであっても良いし、純Ｎｉ、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ系合金、Ｆｅ−Ａｌ系合金、非晶質合金等の磁歪定数の大きい磁性金属のみから成るものであっても良い。
又、磁歪部材の柱部の表面に、磁歪定数の大きい磁性金属をフィルム状にして接着固定する事もできる。特に、この場合、柱部にコイルを巻回する構成を採用すれば、油中、高温、振動環境下で使用される場合でも、柱部の表面に対してフィルム状の磁性金属を剥がれにくくする事ができる。
又、センサを貫通する磁束の発生源は、センサとして使用するコイル自身の他、着磁した磁歪部材や、磁歪部材に添設した永久磁石であっても良い。
【０１９０】
又、センサとして、コイルの代わりに、磁気検出素子を使用する事もできる。例えば、実施形態の第３１例の構造で、各芯部（柱部）にコイルを巻回する代わりに、各芯部の側面に磁気検出素子を取り付ける事ができる。この場合には、磁歪ヨーク（磁歪部材）を着磁するか、或いは、磁歪ヨークに永久磁石を添設する等により、各芯部と各磁気検出素子とを貫通する磁束を発生させる構成とする。この様な構成を採用すれば、各磁気検出素子の出力信号に基づいて、矢印α、βの向きのラジアル荷重等を測定できる。
【０１９１】
更に、実施形態の第３１例の様に、２個のコイルと２個の抵抗器とから成るブリッジを含んだ温度補償回路を備えたものとする場合、温度補償回路の構成は、図５１に示した構成に限定されず、適宜の構成を採用する事ができる。
【０１９２】
［実施形態の第３２例］
本発明の実施形態の第３２例について、図５２〜５６を参照しつつ説明する。
本例の回転支持装置は、転がり軸受４０１と、起歪部材４０２と、複数の磁歪材４０３、４０３と、コイル４０４と、磁路部材であるカバー４０５と、を備える。
【０１９３】
転がり軸受４０１は、ラジアル深溝玉軸受であり、使用時にも回転しない静止輪である外輪４０６と、使用時に回転する回転輪である内輪４０７と、それぞれが転動体である複数個の玉４０８、４０８と、保持器４０９と、を備える。各玉４０８、４０８は、保持器４０９に保持された状態で、外輪４０６の内周面に形成された外輪軌道４１０と、内輪４０７の外周面に形成された内輪軌道４１１と、の間に転動自在に設けられている。
【０１９４】
起歪部材４０２は、磁性材料により円環状に造られたもので、外輪４０６に外嵌固定されており、転がり軸受４０１の負荷荷重に応じて歪を生じる。この様な起歪部材４０２は、円筒部４１２と、円筒部４１２の内周面の軸方向一端部（図５４〜５５の左端部）に全周に亙り設けられた内向鍔部４１３と、円筒部４１２の外周面の軸方向一端部に全周に亙り設けられた外向鍔部４１４と、円筒部４１２の外周面の軸方向等間隔となる複数箇所にそれぞれ全周に亙り設けられた、断面矩形状の凹溝４１５、４１５と、を備える。起歪部材４０２は、円筒部４１２を外輪４０６に締り嵌めで外嵌すると共に、内向鍔部４１３を外輪４０６の軸方向側面に突き当てる事により、軸方向の位置決めを図られた状態で、外輪４０６に固定されている。又、この状態で、各凹溝４１５、４１５は、外輪４０６と径方向に重畳する位置に配置されている。又、本例の場合には、起歪部材４０２を構成する磁性材料として、転がり軸受４０１の外輪４０６、内輪４０７を構成する材料よりも透磁率が高い軟磁性材料（例えば、ＪＩＳに規定されるＳ１０Ｃ等の炭素量が少ない鋼材料、ケイ素鋼、パーマロイ、パーメンジュール、ソフトフェライト等）を用いている。
【０１９５】
各磁歪材４０３、４０３は、起歪部材４０２（及び後述するカバー４０５）を構成する磁性材料よりも磁歪定数の大きい磁性材料（例えば、純Ｎｉ、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、Ｆｅ−Ｃｏ系合金、Ｆｅ−Ａｌ系合金、非晶質合金等）製であり、各凹溝４１５、４１５の内面に帯状の膜として固定（例えば、メッキや溶射被膜等の被膜として固定）されている。又、各磁歪材４０３、４０３の外周面が円筒部４１２の外周面よりも径方向内側に位置する様に配置し、各磁歪材４０３、４０３の外周面がカバー４０５の内周面に接触しない様にしている。尚、各磁歪材４０３、４０３を構成する磁性材料は、磁歪定数が負である事が望ましい。この理由は、磁歪定数が負である場合、圧縮応力によって磁界の強さが増加し、変化信号を大きくできる為である。尚、各磁歪材４０３、４０３は、各凹溝４１５、４１５の内側にがたつきなく嵌め込んだ状態で、起歪部材４０２に対して溶接固定した部品とする事もできる。
【０１９６】
コイル４０４は、起歪部材４０２を構成する円筒部４１２の軸方向一端部で、軸方向に関して外向鍔部４１４と隣接する部分に巻回されている。
【０１９７】
カバー４０５は、磁性材料により円筒状に造られたもので、内周面の軸方向一端部（図５４〜５５の左端部）に全周に亙る大径凹部４１６を有している。カバー４０５は、起歪部材４０２を構成する円筒部４１２（円筒部４１２の外周面のうち各凹溝４１５、４１５から外れた部分）に締り嵌めで外嵌すると共に、軸方向一端面を外向鍔部４１４の軸方向側面に突き当てる事により、軸方向の位置決めを図られた状態で、起歪部材４０２に固定されている。そして、この状態で、カバー４０５により、各磁歪材４０３、４０３を設けた各凹溝４１５、４１５及びコイル４０４の周囲を覆っている。尚、コイル４０４は、大径凹部４１６の内側に配置されている。又、カバー４０５を構成する磁性材料として、起歪部材４０２と同様に軟磁性材料を用いている。
【０１９８】
本例の回転支持装置は、例えば、内輪４０７を、自動車のパワートレインを構成する回転軸（変速機を構成する回転軸、デファレンシャルギヤを構成する回転軸、プロペラシャフト、ドライブシャフト等）に外嵌すると共に、カバー４０５及び起歪部材４０２の外向鍔部４１４をハウジングに内嵌した状態で使用される。そして、自動車の運転時には、コイル４０４に交流電流を流す事により、コイル４０４を貫通する磁束を発生させる。コイル４０４によって発生した磁束は、起歪部材４０２と各磁歪材４０３、４０３とカバー４０５とにより構成された閉磁路内を交番磁束として流れる。そして、各磁歪材４０３、４０３の透磁率の変化を、コイル４０４のインダクタンスの変化として検出する事に基づき、転がり軸受４０１の負荷荷重や、この負荷荷重と相関関係のある物理量（例えば、回転軸の伝達トルク）を測定する。
【０１９９】
即ち、起歪部材４０２を構成する円筒部４１２と各磁歪材４０３、４０３とカバー４０５とは、転がり軸受４０１を構成する外輪４０６の外周面とハウジングの内周面との間に挟まれた位置に配置されている。この為、例えば、転がり軸受４０１に、図５４及び図５６の矢印αで示される向きのラジアル荷重が負荷されると、起歪部材４０２を構成する円筒部４１２の円周方向一部分（図５４及び図５６の上部）にも、当該ラジアル荷重が加わる。そして、このラジアル荷重により、円筒部４１２の円周方向一部分のうち、各凹溝４１５、４１５から外れた部分が径方向に関して弾性的に押し潰される事に伴い、各凹溝４１５、４１５の幅寸法が弾性的に収縮する事によって、各磁歪材４０３、４０３にアキシアル方向の応力が加わる。そして、この応力によって、各磁歪材４０３、４０３の透磁率が変化し、これに伴って、コイル４０４のインダクタンスが変化する。この様に本例の場合には、転がり軸受４０１に負荷されるラジアル荷重に応じて、コイル４０４のインダクタンスが変化する。この為、予め、コイル４０４を含む回路の出力とラジアル荷重との関係、及び、ラジアル荷重と回転軸の伝達トルクとの関係（又は、回路の出力と伝達トルクとの関係）を調べておけば、これらの関係を利用して、回路の出力からラジアル荷重及び伝達トルクを求められる。尚、ラジアル荷重及び伝達トルクを求める演算は、図示しない演算器により行う。
【０２００】
各磁歪材４０３、４０３は、起歪部材４０２を構成する円筒部４１２の外周面に設けられた凹溝４１５、４１５の内面にメッキ等の膜として固定されている（或いは、部品として、各凹溝４１５、４１５の内側にがたつきなく嵌め込まれた状態で溶接固定されている）。各凹溝４１５、４１５の周囲は、カバー４０５により覆われている。この為、油中、高温、振動環境下で使用される場合でも、長期間に亙り、各磁歪材４０３、４０３の正常な設置状態を維持でき、正常な測定を行える。又、コイル４０４に交流電流を流す事により発生した磁束は、起歪部材４０２と各磁歪材４０３、４０３とカバー４０５とにより構成された閉磁路内を流れる（この点に関して、本例の場合には、起歪部材４０２を構成する磁性材料として、転がり軸受４０１の外輪４０６、内輪４０７を構成する材料よりも透磁率が高い軟磁性材料を用いる事により、外輪４０６、内輪４０７側に磁路が回らない様にしている）。この為、磁束の値を大きくでき、その分、信頼性の高い測定を行える。又、周囲空間への磁束漏れを僅少乃至ゼロにできる為、周辺機器等に悪影響を及ぼす事を抑制乃至防止できる。又、閉磁路を構成する起歪部材４０２及びカバー４０５が、ヒステリシス特性の小さい軟磁性材料により造られている為、このヒステリシス特性の影響を抑えて、出力の線形性を向上させる事ができ、その分、精度の高い測定を行える。又、転がり軸受４０１として一般的なものを使用できると共に、起歪部材４０２と各磁歪材４０３、４０３とコイル４０４とを一体として取り扱う事ができる為、部品管理や組立作業等の容易化を図れる。
【０２０１】
［実施形態の第３３例］
本発明の実施形態の第３３例について、図５７〜６１を参照しつつ説明する。
本例の場合、起歪部材４０２ａは、円筒部４１２ａの内周面の軸方向一端寄り部分に内向鍔部４１３ａを設けると共に、円筒部４１２ａの外周面の軸方向一端部に外向鍔部４１４ａを設けている。又、起歪部材４０２ａの軸方向一端部（内向鍔部４１３ａよりも軸方向一端側に突出した部分であって、円筒部４１２ａの軸方向一端部と外向鍔部４１４ａとから成る断面Ｌ字形の部分）の径方向反対側となる２箇所位置に、切り割４１７、４１７を設けている。これにより、起歪部材４０２ａの軸方向一端部を円周方向に関して２分割し、この様に２分割して成る、軸方向から見た形状が半円弧状の２つの部分を、１対の分割部４１８ａ、４１８ｂとしている。そして、各分割部４１８ａ、４１８ｂのうち、円筒部４１２ａの軸方向一端部に対応する部分に、それぞれコイル４０４ａ、４０４ｂを半円弧状に巻回している。
【０２０２】
又、図６１に示す様な、各コイル４０４ａ、４０４ｂ（インピーダンスＲ２、Ｒ４）と、２個の抵抗器４１９ａ、４１９ｂ（インピーダンスＲ１、Ｒ３）と、から成るブリッジを含んだ、温度補償回路を構成している。そして、使用時には、温度補償回路内に設けた発振器４２０により、ブリッジの両端に交流電圧Ｖを印加する事によって、各コイル４０４ａ、４０４ｂに交流電流を流す事により、各コイル４０４ａ、４０４ｂを貫通する磁束を発生させる。各コイル４０４ａ、４０４ｂによって発生した磁束は、各コイル４０４ａ、４０４ｂ毎に構成された（それぞれが起歪部材４０２ａと各磁歪材４０３、４０３とカバー４０５ａとにより構成された）閉磁路内を交番磁束として流れる。尚、図６１に示した温度補償回路を構成する各抵抗器４１９ａ、４１９ｂのインピーダンスＲ１、Ｒ３は、各コイル４０４ａ、４０４ｂのインピーダンスＲ２、Ｒ４との関係で、転がり軸受４０１にラジアル荷重が負荷されていない中立状態に於いて、ブリッジの中点電圧（点ＰＱ間の電圧）がゼロになる様に初期設定されている。尚、この初期設定を行う為に、必要に応じて、各抵抗器４１９ａ、４１９ｂのうちの少なくとも一方を可変抵抗器としたり、オフセット誤差補正を行ったりする。
【０２０３】
上述の様な構成を有する本例の回転支持装置の場合、図５９、６０に於いて、図示しない回転軸から転がり軸受４０１に、矢印α（又は矢印β）で示される向きのラジアル荷重が負荷されると、起歪部材４０２ａを構成する円筒部４１２ａの円周方向一部分｛図５９、６０に於ける上側のコイル４０４ａ（又は下側のコイル４０４ｂ）の閉磁路を構成する部分｝にも、当該ラジアル荷重が加わる。そして、このラジアル荷重により、円筒部４１２ａの円周方向一部分のうち、各凹溝４１５、４１５から外れた部分が径方向に関して弾性的に押し潰される事に伴い、各凹溝４１５、４１５の幅寸法が弾性的に収縮する事によって、各磁歪材４０３、４０３にアキシアル方向の応力が加わる。そして、この応力によって、各磁歪材４０３、４０３の透磁率が変化し、これに伴って、上側のコイル４０４ａ（又は下側のコイル４０４ｂ）のインダクタンスが変化する。この為、このインダクタンス（インピーダンス）の変化に基づいて、当該ラジアル荷重や、当該ラジアル荷重と相関関係のある回転軸の伝達トルク等を測定できる。
【０２０４】
尚、各コイル４０４ａ、４０４ｂのインピーダンスは、ラジアル荷重が負荷される事によって変化する他、温度変化が生じる事によっても変化する。但し、ラジアル荷重の負荷に伴う各コイル４０４ａ、４０４ｂのインピーダンスの変化は、このラジアル荷重の入力の向き（矢印αの向きであるか、矢印βの向きであるか）によって、各コイル４０４ａ、４０４ｂのうちの何れか一方のコイルにのみ生じる。つまり、矢印α（又は矢印β）の向きのラジアル荷重が負荷された場合には、上側のコイル４０４ａ（又は下側のコイル４０４ｂ）のインピーダンスのみが変化し、下側のコイル４０４ｂ（又は上側のコイル４０４ａ）のインピーダンスは変化しない。これに対し、温度変化に伴う各コイル４０４ａ、４０４ｂのインピーダンスの変化は、各コイル４０４ａ、４０４ｂの双方について同様に生じる。この為、各コイル４０４ａ、４０４ｂの端子間電圧の差を取れば、各コイル４０４ａ、４０４ｂに発生したラジアル荷重による変化を検出する事ができる。
【０２０５】
そこで、本例の場合には、各コイル４０４ａ、４０４ｂの端子間電圧の差に相当する、図６１に示した温度補償回路の中点電圧（点ＰＱ間の電圧）を検出し、この中点電圧に基づいて、ラジアル荷重や伝達トルクを測定する様にしている。尚、中点電圧の極性（±）は、ラジアル荷重の入力の向き（矢印αの向きであるか、矢印βの向きであるか）によって互いに逆極性となる為、この中点電圧の極性によって、何れの向きのラジアル荷重が負荷されたかを判別する事ができる。この様な本例の場合には、予め、この中点電圧とこのラジアル荷重又は伝達トルクとの関係（必要に応じて、ラジアル荷重と伝達トルクとの関係）を調べておき、これらの関係を利用して、中点電圧からラジアル荷重及び伝達トルクを求める。尚、ラジアル荷重及び伝達トルクを求める演算は、図示しない演算器により行う。
【０２０６】
本例の回転支持装置の場合には、各コイル４０４ａ、４０４ｂのインダクタンス（インピーダンス）の変化に基づいて、互いに異なる向き（矢印αの向き、及び、矢印βの向き）のラジアル荷重を、互いに区別して測定できる。更には、各コイル４０４ａ、４０４ｂ毎に閉磁路が構成されている為、互いに異なる向きのラジアル荷重を、他のコイルで発生した磁束の影響を実質的に受ける事なく測定できる。更に、本例の場合には、図６１に示した温度補償回路の出力（ブリッジの中点電圧）に基づいて、温度変化による誤差を低減乃至解消したラジアル荷重及び伝達トルクを測定できる。従って、その分、信頼性の高い測定を行える。
その他の構成及び作用は、上述した実施形態の第３２例の場合と同様である。
【０２０７】
尚、実施形態の第３２〜３３例の回転支持装置は、転がり軸受を構成する静止輪が、外周面に内輪軌道を有する内輪となる構造に適用する事もできる。
又、実施形態の第３２〜３３例の様に、起歪部材の表面に磁歪材を設置する為の凹溝を形成する場合、凹溝の数や配置態様は、起歪部材の負荷応力や材料特性に応じて、適宜変更する事ができる。
又、実施形態の第３２〜３３例の構造に関して、起歪部材を省略すると共に、外輪の外周面に直接、磁歪材を設置する為の複数の凹溝を形成した構成を採用する事もできる。この場合には、例えば、外輪の外周面の軸方向一端部に外向鍔部を一体形成する。そして、外輪の外周面のうち、外向鍔部の側面に隣接する部分にコイルを巻回すると共に、外向鍔部の側面に、外輪に外嵌したカバーの軸方向一端面を当接させる。この様な構成に於いては、外輪と磁歪材とカバーとが、閉磁路を構成する。
【実施例】
【０２０８】
本発明の効果を確かめる為に行った実験（実験１〜１４）について説明する。【０２０９】
＜実験１＞
実験１では、上述の図１３に示した実施形態の第１２例の構造について、磁歪効果部（外輪３ｃ）を構成する磁性鋼の清浄度（表面の面積１００ｍｍ２中に存在する、面積の平方根が５μｍ以上の非金属介在物の数）が、コイル１５ｂの出力電圧に与える影響について調べた。【０２１０】
実験１の条件を、以下に示す。
「試料となる回転支持装置について」
軸受名番６３０５の単列深溝玉軸受をベースとし、外輪３ｃの外周面に幅狭部１９を設けたもの（図１３の構造）を使用した。
外輪３ｃ及び内輪５の外幅寸法Ｗｉ：  １７ｍｍ
幅狭部１９の外幅寸法Ｗｏ：  ８ｍｍ
内輪５の内径寸法ｄ５：  ２５ｍｍ
外輪３ｃの材料である磁性鋼：  素材としてＪＩＳに規定されている軸受鋼の一種であるＳＵＪ２を用い、複数の試料毎に、酸素、チタン、及び硫黄の３元素の濃度を異ならせた。但し、各試料とも、３元素（酸素、チタン、硫黄）の濃度の比率は、一般的な転がり軸受の軌道輪の材料として用いられるＳＵＪ２の場合とほぼ同程度とした。
「非金属介在物のカウント方法について」
外輪３ｃの表面（幅狭部１９の軸方向片側面）に於ける１ｍｍ×１ｍｍの領域の金属顕微鏡写真を２値化して、その領域に存在する各非金属介在物の面積を測定し、面積の平方根が５μｍ以上の非金属介在物をカウントする作業を、１００領域で実施した。そして、そのカウントの総数を、外輪３ｃの表面の面積１００ｍｍ２中に存在する、面積の平方根が５μｍ以上の非金属介在物の数とした。
「コイル１５ｂの出力電圧の評価方法について」
０〜９．８ｋＮ（０〜１０００ｋｇｆ）の軸受荷重（ラジアル荷重Ｆｒ）を１０往復繰返し負荷しつつ、コイル１５ｂの出力電圧を測定し、その最小二乗近似直線からのばらつきの標準偏差σを求めた。そして、３×σの値を、コイル１５ｂの出力電圧の誤差として評価した。【０２１１】
実験１の結果を図１６に示す。この結果から、磁歪効果部（外輪３ｃ）の表面の面積１００ｍｍ２中に存在する、面積の平方根が５μｍ以上の非金属介在物の数が１０００個以下であれば、コイル１５ｂの出力電圧の誤差を小さく抑えられる（高精度な荷重測定を行える）事を確認できた。更に、当該非金属介在物の数が５００個以下であれば、当該誤差をより小さく抑えられる（より高精度な荷重測定を行える）を確認できた。
又、実験１で用いた各試料の諸元から、当該非金属介在物の数を１０００個以下にする為には、磁歪効果部（外輪３ｃ）を構成する磁性鋼に含まれる３元素（酸素、チタン、硫黄）の濃度を、酸素：２０ｐｐｍ以下、チタン：１００ｐｐｍ以下、硫黄：０．０５％以下とすれば良い事を確認できた。更に、当該非金属介在物の数を５００個以下にする為には、当該３元素の濃度を、酸素：１５ｐｐｍ以下、チタン：５０ｐｐｍ以下、硫黄：０．０３％以下とすれば良い事を確認できた。【０２１２】
＜実験２＞
実験２では、図１３に示した実施形態の第１２例の構造について、磁歪効果部（外輪３ｃ）の表面のうち、センサ２ｄの検出部（コイル１５ｂ）を対向させる面である、幅狭部１９の軸方向片側面（図１３の右側面）の表面粗さ（算術平均粗さＲａ）が、コイル１５ｂの出力電圧に与える影響について調べた。【０２１３】
実験２の条件を、以下に示す。
「試料となる回転支持装置について」
各部の寸法（外輪３ｃ及び内輪５の外幅寸法Ｗｉ、幅狭部１９の外幅寸法Ｗｏ、内輪５の内径寸法ｄ５等）が実験１と同様であると共に、外輪３ｃを構成する磁性鋼がＳＵＪ２であり、且つ、外輪３ｃの表面の面積１００ｍｍ２中に存在する、面積の平方根が５μｍ以上の非金属介在物の数が５０〜３００個（≦１０００個）の範囲に収まるものを採用した。そして、複数の試料毎に、幅狭部１９の軸方向片側面の表面粗さ（算術平均粗さＲａ）を異ならせた。尚、表面粗さの調整は、＃１２０〜＃１５００のサンドペーパを用いて行った。
「コイル１５ｂの出力電圧の評価方法について」
実験１と同様である。【０２１４】
実験２の結果を図１７に示す。この結果から、磁歪効果部（外輪３ｃ）の表面のうち、少なくとも幅狭部１９の軸方向片側面の表面粗さ（算術平均粗さＲａ）が、Ｒａ＜０．５μｍの範囲に収まっていれば、コイル１５ｂの出力電圧の誤差を小さく抑えられる（高精度な荷重測定を行える）事を確認できた。【０２１５】
＜実験３＞
実験３では、図１３に示した実施形態の第１２例の構造について、磁歪効果部（外輪３ｃ）の表面に於ける炭化物の面積率が、コイル１５ｂの出力電圧に与える影響について調べた。【０２１６】
実験３の条件を、以下に示す。
「試料となる回転支持装置について」
軸受名番６３０５の単列深溝玉軸受をベースとし、外輪３ｃの外周面に幅狭部１９を設けたもの（図１３の構造）を使用した。
外輪３ｃ及び内輪５の外幅寸法Ｗｉ：  １７ｍｍ
幅狭部１９の外幅寸法Ｗｏ：８ｍｍ
内輪５の内径寸法ｄ５：  ２５ｍｍ
外輪３ｃの材料である磁性鋼：  素材としてＪＩＳに規定されている浸炭鋼の一種であるＳＣｒ４２０のうち、炭素濃度が０．２０％であり、窒素濃度が０％であるものを用いた。
「各試料について」
各試料毎に、外輪３ｃの表面に於ける炭化物の析出量を、浸炭処理により異ならせた。析出量の調整は、浸炭処理中のプロパンガス流量を調整する事で行った。
「外輪３ｃの表面に於ける炭化物の面積率の測定方法について」
外輪３ｃの表面｛幅狭部１９の軸方向片側面（図１３の右側面）｝を鏡面に研磨した後、腐食液（ピクリン酸アルコール）で金属組織を現出させてから、当該面に於ける２００μｍ×１６０μｍの領域の金属顕微鏡写真を２値化して、その領域の炭化物の面積率を測定した。
「コイル１５ｂの出力電圧の評価方法について」
０〜９．８ｋＮ（０〜１０００ｋｇｆ）の軸受荷重（ラジアル荷重Ｆｒ）を１０往復繰返し負荷しつつ、コイル１５ｂの出力電圧を測定し、その最小二乗近似直線からのばらつきの標準偏差σを求めた。そして、３×σの値を、コイル１５ｂの出力電圧の誤差として評価した。【０２１７】
実験３の結果を、図１８に示す。この結果から、磁歪効果部（外輪３ｃ）の表面に於ける炭化物の面積率が２０％以下であれば、コイル１５ｂの出力電圧の誤差を小さく抑えられる（高精度な荷重測定を行える）事を確認できた。更に、当該面積率が１０％以下であれば、当該誤差をより小さく抑えられる（より高精度な荷重測定を行える）事を確認できた。
又、一般的に、転がり軸受の軌道輪に用いられる鋼の場合、軌道輪の表面に於いて、炭化物の面積率が２０％となる炭素濃度は１．５％であり、当該面積率が１０％となる炭素濃度は１．３％である。従って、実験３の結果から、磁歪効果部（外輪３ｃ）の表面に於ける炭素濃度が１．５％以下であれば、高精度な荷重測定を行え、更に当該炭素濃度が１．３％以下であれば、より高精度な荷重測定を行える事を確認できた。【０２１８】
＜実験４＞
実験４では、図１３に示した実施形態の第１２例の構造について、磁歪効果部（外輪３ｃ）の表面に於ける窒化物の面積率が、コイル１５ｂの出力電圧に与える影響について調べた。【０２１９】
実験４の条件を、以下に示す。
「試料となる回転支持装置について」
実験３と同様である。
「各試料について」
各試料毎に、外輪３ｃの表面に於ける窒化物の析出量を、窒化処理により異ならせた。析出量の調整は、窒化処理中のアンモニアガス流量を調整する事で行った。
「外輪３ｃの表面に於ける窒化物の面積率の測定方法について」
外輪３ｃの表面（幅狭部１９の軸方向片側面）を鏡面に研磨してから、当該面に於ける２００μｍ×１６０μｍの領域の金属顕微鏡写真を２値化して、その領域の窒化物の面積率を測定した。
「コイル１５ｂの出力電圧の評価方法について」
実験３と同様である。【０２２０】
実験４の結果を、図１９に示す。この結果から、磁歪効果部（外輪３ｃ）の表面に於ける窒化物の面積率が３．０％以下であれば、コイル１５ｂの出力電圧の誤差を小さく抑えられる（高精度な荷重測定を行える）事を確認できた。更に、当該面積率が１．０％以下であれば、当該誤差をより小さく抑えられる（より高精度な荷重測定を行える）事を確認できた。
又、一般的に、転がり軸受の軌道輪に用いられる鋼の場合、この軌道輪の表面に於いて、窒化物の面積率が３．０％となる窒素濃度は０．５％であり、当該面積率が１．０％となる窒素濃度は０．２％である。従って、実験４の結果から、磁歪効果部（外輪３ｃ）の表面に於ける窒素濃度が０．５％以下であれば、高精度な荷重測定を行え、更に当該窒素濃度が０．２％以下であれば、より高精度な荷重測定を行える事を確認できた。【０２２１】
＜実験５＞
実験５では、図１３に示した実施形態の第１２例の構造について、磁歪効果部（外輪３ｃ）の表面のうち、センサ２ｄの検出部（コイル１５ｂ）を対向させる面である、幅狭部１９の軸方向片側面の表面粗さ（算術平均粗さＲａ）が、コイル１５ｂの出力電圧に与える影響について調べた。【０２２２】
実験５の条件を、以下に示す。
「試料となる回転支持装置について」
各部の寸法（外輪３ｃ及び内輪５の外幅寸法Ｗｉ、幅狭部１９の外幅寸法Ｗｏ、内輪５の内径寸法ｄ５等）が実験３と同様であると共に、外輪３ｃを構成する磁性鋼がＳＣｒ４２０であり、且つ、外輪３ｃの表面に於ける、炭化物の面積率が３．０〜５．０％（≦２０％）、窒化物の面積率が０％（≦３．０％）であるものを採用した。
「各試料について」
各試料毎に、幅狭部１９の軸方向片側面の表面粗さ（算術平均粗さＲａ）を異ならせた。尚、表面粗さの調整は、＃１２０〜＃１５００のサンドペーパを用いて行った。
「コイル１５ｂの出力電圧の評価方法について」
実験３と同様である。【０２２３】
実験５の結果を図２０に示す。この結果から、磁歪効果部（外輪３ｃ）の表面のうち、少なくとも幅狭部１９の軸方向片側面の表面粗さ（算術平均粗さＲａ）が、Ｒａ＜０．５μｍの範囲に収まっていれば、コイル１５ｂの出力電圧の誤差を小さく抑えられる（高精度な荷重測定を行える）事を確認できた。【０２２４】
＜実験６＞
実験６では、図１５に示した実施形態の第１４例の構造について、磁歪効果材１０ｆの取付面（外輪３ｃの幅狭部１９の軸方向片側面）に存在する非金属介在物の√ａｒｅａの最大値が、コイル１５ｂの出力電圧に与える影響について調べた。【０２２５】
実験６の条件を、以下に示す。
「試料となる回転支持装置について」
軸受名番６３０５の単列深溝玉軸受をベースとし、外輪３ｃの外周面に幅狭部１９を設けたもの（図１５の構造）を使用した。
外輪３ｃ及び内輪５の外幅寸法Ｗｉ：  １７ｍｍ
幅狭部１９の外幅寸法Ｗｏ：  ８ｍｍ
内輪５の内径寸法ｄ５：  ２５ｍｍ
外輪３ｃの材料である磁性鋼：  素材としてＪＩＳに規定されている軸受鋼の一種であるＳＵＪ２を用い、複数の試料毎に、非金属介在物の生成元素である、酸素、チタン、及び硫黄の３元素の濃度を異ならせた。
磁歪効果材１０ｆ：磁歪効果材１０ｆであるアモルファス磁性薄膜を取付面（幅狭部１９の軸方向片側面）に固定した（接触させた）。
「非金属介在物の測定について」
取付面（幅狭部１９の軸方向片側面）に磁歪効果材１０ｆを固定する前の段階で、取付面をダイヤモンドパウダで研磨して非金属介在物を観察し易くした状態で、取付面に存在する非金属介在物の√ａｒｅａの最大値を測定した。
「コイル１５ｂの出力電圧の評価方法について」
０〜９．８ｋＮ（０〜１０００ｋｇｆ）の軸受荷重（ラジアル荷重Ｆｒ）を１０往復繰返し負荷しつつ、コイル１５ｂの出力電圧を測定し、その最小二乗近似直線からのばらつきの標準偏差σを求めた。そして、３×σの値を、コイル１５ｂの出力電圧の誤差として評価した。【０２２６】
実験６の結果を図２１に示す。この結果から、取付面（幅狭部１９の軸方向片側面）に存在する非金属介在物の√ａｒｅａの最大値が８０μｍ以下であれば、コイル１５ｂの出力電圧の誤差を小さく抑えられる（高精度な荷重測定を行える）事を確認できた。更に、当該最大値が４０μｍ以下であれば、当該誤差をより小さく抑えられる（より高精度な荷重測定を行える）事を確認できた。【０２２７】
＜実験７＞
実験７では、図１５に示した実施形態の第１４例の構造について、磁歪効果材１０ｆの取付面（外輪３ｃの幅狭部１９の軸方向片側面）の粗さを表す最大高さＲｚが、コイル１５ｂの出力電圧に与える影響について調べた。【０２２８】
実験７の条件を、以下に示す。
「試料となる回転支持装置について」
各部の寸法（外輪３ｃ及び内輪５の外幅寸法Ｗｉ、幅狭部１９の外幅寸法Ｗｏ、内輪５の内径寸法ｄ５等）が実験１と同様であると共に、外輪３ｃを構成する磁性鋼がＳＵＪ２であり、且つ、取付面（幅狭部１９の軸方向片側面）に存在する非金属介在物の√ａｒｅａの最大値が８０μｍ以下の範囲に収まるものを採用した。そして、複数の試料毎に、取付面（幅狭部１９の軸方向片側面）の最大高さＲｚを異ならせた。尚、表面粗さの調整は、＃１２０〜＃１５００のサンドペーパを用いて行った。又、取付面の最大高さＲｚの測定は、ＴａｙｌｏｒＨｏｂｓｏｎ社製フォームタリサーフを用いて行った。取付面の最大高さＲｚの値は、各試料毎に４点測定し、その平均値とした。
「コイル１５ｂの出力電圧の評価方法について」
実験６と同様である。【０２２９】
実験７の結果を図２２に示す。この結果から、取付面（幅狭部１９の軸方向片側面）の最大高さＲｚが１２μｍ以下であれば、コイル１５ｂの出力電圧の誤差を小さく抑えられる（高精度な荷重測定を行える）事を確認できた。更に、当該最大高さＲｚが５μｍ以下であれば、当該誤差をより小さく抑えられる（より高精度な荷重測定を行える）事を確認できた。【０２３０】
＜実験８＞
実験８では、図２６に示した実施形態の第１８例の第１変形例の構造（但し、センサ１０４を、図２４のセンサ１０４ａに置換したもの）について、磁歪効果部（内輪１１８）を構成する磁性鋼の清浄度（表面の面積１００ｍｍ２中に存在する、面積の平方根が５μｍ以上の非金属介在物の数）が、コイル１１５の出力電圧に与える影響について調べた。【０２３１】
実験８の条件を、以下に示す。
「試料となるトルク測定装置について」
軸受名番ＮＵ２３０４の単列円筒ころ軸受をベースとした構造を使用した。
外輪１０５の外径寸法：  ５２ｍｍ
内輪１１８の内径寸法：  ２０ｍｍ
外輪１０５の軸方向寸法：  ２１ｍｍ
内輪１１８のうち外輪１０５の軸方向片端面からの軸方向突出量：  ２０ｍｍ
内輪１１８の材料である磁性鋼：  素材としてＪＩＳに規定されている軸受鋼の一種であるＳＵＪ２を用い、複数の試料毎に、酸素、チタン、及び硫黄の３元素の濃度を異ならせた。但し、各試料とも、３元素（酸素、チタン、硫黄）の濃度の比率は、一般的な転がり軸受の軌道輪の材料として用いられるＳＵＪ２の場合とほぼ同程度とした。
「非金属介在物のカウント方法について」
内輪１１８の表面に於ける１ｍｍ×１ｍｍの領域の金属顕微鏡写真を２値化して、その領域に存在する各非金属介在物の面積を測定し、面積の平方根が５μｍ以上の非金属介在物をカウントする作業を、１００領域で実施した。そして、そのカウントの総数を、内輪１１８の表面の面積１００ｍｍ２中に存在する、面積の平方根が５μｍ以上の非金属介在物の数とした。
「コイル１１５の出力電圧の評価方法について」
内輪１１８を締り嵌めで外嵌固定した回転軸１０２ｂに、−１０００〜１０００Ｎｍのトルクを１０往復繰返し負荷しつつ、コイル１１５の出力電圧を測定し、その最小二乗近似直線からのばらつきの標準偏差σを求めた。そして、３×σの値を、コイル１５の出力電圧の誤差として評価した。【０２３２】
実験８の結果を図３５に示す。この結果から、磁歪効果部（内輪１１８）の表面の面積１００ｍｍ２中に存在する、面積の平方根が５μｍ以上の非金属介在物の数が１０００個以下であれば、コイル１１５の出力電圧の誤差を小さく抑えられる（高精度なトルク測定を行える）事を確認できた。更に、当該非金属介在物の数が５００個以下であれば、当該誤差をより小さく抑えられる（より高精度なトルク測定を行える）を確認できた。
又、実験８で用いた各試料の諸元から、当該非金属介在物の数を１０００個以下にする為には、磁歪効果部（内輪１１８）を構成する磁性鋼に含まれる３元素（酸素、チタン、硫黄）の濃度を、酸素：２０ｐｐｍ以下、チタン：１００ｐｐｍ以下、硫黄：０．０５％以下とすれば良い事を確認できた。更に、当該非金属介在物の数を５００個以下にする為には、当該３元素の濃度を、酸素：１５ｐｐｍ以下、チタン：５０ｐｐｍ以下、硫黄：０．０３％以下とすれば良い事を確認できた。【０２３３】
＜実験９＞
実験９では、図２６に示した実施形態の第１８例の第１変形例の構造（但し、センサ１０４を、図２４のセンサ１０４ａに置換したもの）について、磁歪効果部（内輪１１８）の表面のうち、センサ１０４ａの検出部（コイル１１５）と径方向に対向する部分の表面粗さ（算術平均粗さＲａ）が、コイル１１５の出力電圧に与える影響について調べた。【０２３４】
実験９の条件を、以下に示す。
「試料となるトルク測定装置について」
各部の寸法（外輪１０５の外径寸法、内輪１１８の内径寸法、外輪１０５の軸方向寸法、内輪１１８のうち外輪１０５の軸方向片端面からの軸方向突出量等）が実験８と同様であると共に、内輪１１８を構成する磁性鋼がＳＵＪ２であり、且つ、内輪１１８の表面の面積１００ｍｍ２中に存在する、面積の平方根が５μｍ以上の非金属介在物の数が５０〜３００個（≦１０００個）の範囲に収まるものを採用した。そして、複数の試料毎に、内輪１１８の外周面のうち、センサ１０４ａの検出部（コイル１１５）と径方向に対向する部分に於ける表面粗さ（算術平均粗さＲａ）を異ならせた。尚、表面粗さの調整は、＃１２０〜＃１５００のサンドペーパを用いて行った。
「コイル１１５の出力電圧の評価方法について」
実験８と同様である。【０２３５】
実験９の結果を図３６に示す。この結果から、磁歪効果部（内輪１１８）の表面のうち、少なくともセンサ１０４ａの検出部（コイル１１５）と径方向に対向する部分の表面粗さ（算術平均粗さＲａ）が、Ｒａ＜０．５μｍの範囲に収まっていれば、コイル１１５の出力電圧の誤差を小さく抑えられる（高精度なトルク測定を行える）事を確認できた。【０２３６】
＜実験１０＞
実験１０では、図２６に示した実施形態の第１８例の第２変形例の構造（但し、センサ１０４を、図２４のセンサ１０４ａに置換したもの）について、磁歪効果部（内輪１１８）の表面に於ける炭化物の面積率が、コイル１１５の出力電圧に与える影響について調べた。【０２３７】
実験１０の条件を、以下に示す。
「試料となるトルク測定装置について」
軸受名番ＮＵ２３０４の単列円筒ころ軸受をベースとした構造を使用した。
外輪１０５の外径寸法：  ５２ｍｍ
内輪１１８の内径寸法：  ２０ｍｍ
外輪１０５の軸方向寸法：  ２１ｍｍ
内輪１１８のうち外輪１０５の軸方向片端面からの軸方向突出量：  ２０ｍｍ
内輪１１８の材料である磁性鋼：  素材としてＪＩＳに規定されている浸炭鋼の一種であるＳＣｒ４２０のうち、炭素濃度が０．２０％であり、窒素濃度が０％であるものを用いた。
「各試料について」
各試料毎に、内輪１１８の表面に於ける炭化物の析出量を、浸炭処理により異ならせた。析出量の調整は、浸炭処理中のプロパンガス流量を調整する事で行った。
「内輪１１８の表面に於ける炭化物の面積率の測定方法について」
内輪１１８の表面｛外周面の軸方向片端部（図２６の右端部）｝を鏡面に研磨した後、腐食液（ピクリン酸アルコール）で金属組織を現出させてから、当該面に於ける２００μｍ×１６０μｍの領域の金属顕微鏡写真を２値化して、その領域の炭化物の面積率を測定した。
「コイル１１５の出力電圧の評価方法について」
内輪１１８を締り嵌めで外嵌固定した回転軸１０２ｂに、−１０００〜１０００Ｎｍのトルクを１０往復繰返し負荷しつつ、コイル１１５の出力電圧を測定し、その最小二乗近似直線からのばらつきの標準偏差σを求めた。そして、３×σの値を、コイル１１５の出力電圧の誤差として評価した。【０２３８】
実験１０の結果を図３７に示す。この結果から、磁歪効果部（内輪１１８）の表面に於ける炭化物の面積率が２０％以下であれば、コイル１１５の出力電圧の誤差を小さく抑えられる（高精度なトルク測定を行える）事を確認できた。更に、当該面積率が１０％以下であれば、当該誤差をより小さく抑えられる（より高精度なトルク測定を行える）事を確認できた。
又、一般的に、転がり軸受の軌道輪に用いられる鋼の場合、この軌道輪の表面に於いて、炭化物の面積率が２０％となる炭素濃度は１．５％であり、当該面積率が１０％となる炭素濃度は１．３％である。従って、実験１０の結果から、磁歪効果部（内輪１１８）の表面に於ける炭素濃度が１．５％以下であれば、高精度なトルク測定を行え、更に当該炭素濃度が１．３％以下であれば、より高精度なトルク測定を行える事を確認できた。【０２３９】
＜実験１１＞
実験１１では、図２６に示した実施形態の第１８例の第２変形例の構造（但し、センサ１０４を、図２４のセンサ１０４ａに置換したもの）について、磁歪効果部（内輪１１８）の表面に於ける窒化物の面積率が、コイル１１５の出力電圧に与える影響について調べた。【０２４０】
実験１１の条件を、以下に示す。
「試料となるトルク測定装置について」
実験１０と同様である。
「各試料について」
各試料毎に、内輪１１８の表面に於ける窒化物の析出量を、窒化処理により異ならせた。析出量の調整は、窒化処理中のアンモニアガス流量を調整する事で行った。
「内輪１１８の表面に於ける窒化物の面積率の測定方法について」
内輪１１８の表面｛外周面の軸方向片端部（図２６の右端部）｝を鏡面に研磨してから、当該面に於ける２００μｍ×１６０μｍの領域の金属顕微鏡写真を２値化して、その領域の窒化物の面積率を測定した。
「コイル１１５の出力電圧の評価方法について」
実験１０と同様である。【０２４１】
実験１１の結果を、図３８に示す。この結果から、磁歪効果部（内輪１１８）の表面に於ける窒化物の面積率が３．０％以下であれば、コイル１１５の出力電圧の誤差を小さく抑えられる（高精度なトルク測定を行える）事を確認できた。更に、当該面積率が１．０％以下であれば、当該誤差をより小さく抑えられる（より高精度なトルク測定を行える）事を確認できた。
又、一般的に、転がり軸受の軌道輪に用いられる鋼の場合、軌道輪の表面に於いて、窒化物の面積率が３．０％となる窒素濃度は０．５％であり、当該面積率が１．０％となる窒素濃度は０．２％である。従って、実験１１の結果から、磁歪効果部（内輪１１８）の表面に於ける窒素濃度が０．５％以下であれば、高精度なトルク測定を行え、更に当該窒素濃度が０．２％以下であれば、より高精度なトルク測定を行える事を確認できた。【０２４２】
＜実験１２＞
実験１２では、図２６に示した実施形態の第１８例の第２変形例の構造（但し、センサ４を、図２４のセンサ１０４ａに置換したもの）について、磁歪効果部（内輪１１８）の表面のうち、センサ１０４ａの検出部（コイル１１５）と径方向に対向する部分である、外周面の軸方向片端部の表面粗さ（算術平均粗さＲａ）が、コイル１１５の出力電圧に与える影響について調べた。【０２４３】
実験１２の条件を、以下に示す。
「試料となるトルク測定装置について」
各部の寸法（外輪１０５の外径寸法、内輪１１８の内径寸法、外輪１０５の軸方向寸法、内輪１１８のうち外輪１０５の軸方向片端面からの軸方向突出量等）が実験１０と同様であると共に、内輪１１８を構成する磁性鋼がＳＣｒ４２０であり、且つ、外輪１０５の表面に於ける、炭化物の面積率が３．０〜５．０％（≦２０％）、窒化物の面積率が０％（≦３．０％）であるものを採用した。
「各試料について」
各試料毎に、内輪１１８の表面のうち、センサ１０４ａの検出部（コイル１１５）と径方向に対向する部分に於ける表面粗さ（算術平均粗さＲａ）を異ならせた。尚、表面粗さの調整は、＃１２０〜＃１５００のサンドペーパを用いて行った。
「コイル１１５の出力電圧の評価方法について」
実験１０と同様である。【０２４４】
実験１２の結果を図３９に示す。この結果から、磁歪効果部（内輪１１８）の表面のうち、少なくともセンサ１０４ａの検出部（コイル１１５）と径方向に対向する部分の表面粗さ（算術平均粗さＲａ）が、Ｒａ＜０．５μｍの範囲に収まっていれば、コイル１１５の出力電圧の誤差を小さく抑えられる（高精度なトルク測定を行える）事を確認できた。【０２４５】
＜実験１３＞
実験１３では、図４３に示した実施形態の第２７例の構造（但し、センサ２０５を、図４１のセンサ２０５ａに置換したもの）について、磁歪効果部（磁歪膜２０３ａ）の取付面（内輪２１７ａの外周面の軸方向片端部）に存在する非金属介在物の√ａｒｅａの最大値が、コイル２１６の出力電圧に与える影響について調べた。【０２４６】
実験１３の条件を、以下に示す。
「試料となるトルク測定装置について」
軸受名番ＮＵ２３０４の単列円筒ころ軸受をベースとした構造を使用した。
外輪２０６の外径寸法：  ５２ｍｍ
内輪２１７ａの内径寸法：  ２０ｍｍ
外輪２０６の軸方向寸法：  ２１ｍｍ  内輪２１７ａのうち外輪２０６の軸方向片端面からの軸方向突出量  ：  ２０ｍｍ
内輪２１７ａの材料である磁性鋼：  素材としてＪＩＳに規定されている軸受鋼の一種であるＳＵＪ２を用い、複数の試料毎に、非金属介在物の生成元素である、酸素、チタン、及び硫黄の３元素の濃度を異ならせた。
磁歪膜２０３ａ：  磁歪膜２０３ａであるアモルファス磁性薄膜を取付面に固定した（接触させた）。
「非金属介在物の測定について」
取付面に磁歪膜２０３ａを固定する前の段階で、取付面をダイヤモンドパウダで研磨して非金属介在物を観察し易くした状態で、取付面に存在する非金属介在物の√ａｒｅａの最大値を測定した。
「コイル２１６の出力電圧の評価方法について」
内輪２１７を締り嵌めで外嵌固定した回転軸２０２ａに、−１０００〜１０００Ｎｍのトルクを１０往復繰返し負荷しつつ、コイル２１６の出力電圧を測定し、その最小二乗近似直線からのばらつきの標準偏差σを求めた。そして、３×σの値を、コイル２１６の出力電圧の誤差として評価した。【０２４７】
実験１３の結果を図４７に示す。この結果から、取付面に存在する非金属介在物の√ａｒｅａの最大値が８０μｍ以下であれば、コイル２１６の出力電圧の誤差を小さく抑えられる（高精度なトルク測定を行える）事を確認できた。更に、当該最大値が４０μｍ以下であれば、当該誤差をより小さく抑えられる（より高精度なトルク測定を行える）事を確認できた。【０２４８】
＜実験１４＞
実験１４では、図４３に示した実施形態の第２７例の構造（但し、センサ２０５を、図４１のセンサ２０５ａに置換したもの）について、磁歪効果部（磁歪膜２０３ａ）の取付面（内輪２１７ａの外周面の軸方向片端部）の粗さを表す最大高さＲｚが、コイル２１６の出力電圧に与える影響について調べた。【０２４９】
実験１４の条件を、以下に示す。
「試料となるトルク測定装置について」
各部の寸法（外輪２０６の外径寸法、内輪２１７ａの内径寸法、外輪２０６の軸方向寸法、内輪２１７ａのうち外輪２０６の軸方向片端面からの軸方向突出量等）が実験１３と同様であると共に、内輪２１７ａを構成する磁性鋼がＳＵＪ２であり、且つ、取付面に存在する非金属介在物の√ａｒｅａの最大値が８０μｍ以下の範囲に収まるものを採用した。そして、複数の試料毎に、取付面の最大高さＲｚを異ならせた。尚、表面粗さの調整は、＃１２０〜＃１５００のサンドペーパを用いて行った。又、取付面の最大高さＲｚの測定は、ＴａｙｌｏｒＨｏｂｓｏｎ社製フォームタリサーフを用いて行った。取付面の最大高さＲｚの値は、各試料毎に４点測定し、その平均値とした。
「コイル２１６の出力電圧の評価方法について」
実験１３と同様である。【０２５０】
実験１４の結果を図４８に示す。この結果から、取付面の最大高さＲｚが１２μｍ以下であれば、コイル２１６の出力電圧の誤差を小さく抑えられる（高精度なトルク測定を行える）事を確認できた。更に、当該最大高さＲｚが５μｍ以下であれば、当該誤差をより小さく抑えられる（より高精度なトルク測定を行える）事を確認できた。
【産業上の利用可能性】
【０２５１】
本発明の回転支持装置を、自動車のパワートレインに組み込んで使用する場合、対象となる装置は、特に問わない。例えば、オートマチックトランスミッション（ＡＴ）、ベルト式無段変速機、トロイダル型無段変速機、オートマチックマニュアルトランスミッション（ＡＭＴ）、ダブルクラッチトランスミッション（ＤＣＴ）等の車側の制御で変速を行うトランスミッション、又はトランスファーを対象とする事ができる。又、対象となる車両の駆動方式（ＦＦ、ＦＲ等）も、特に問わない。
又、本発明の回転支持装置は、自動車のパワートレインを構成する回転軸に限らず、例えば、風車の回転軸（主軸、増速器の回転軸）、圧延機のロールネック、鉄道車両の回転軸（車軸、減速機の回転軸）、工作機械の回転軸（主軸、送り系の回転軸）、建設機械・農業機械・家庭用電気器具・モータの回転軸等、各種機械装置の回転軸を支持する部分に組み込んで使用する事ができる。
又、回転支持装置を構成する転がり軸受は、ラジアル転がり軸受に限らず、スラスト転がり軸受であっても良い。又、転がり軸受は、深溝玉軸受に限らず、アンギュラ玉軸受、円すいころ軸受、円筒ころ軸受、ニードル軸受、自動調心ころ軸受等、各種のものを採用する事ができる。更に、転がり軸受は、単列転がり軸受に限らず、複列転がり軸受であっても良い。
又、回転支持装置を構成するセンサは、自身の検出部を通過し且つ前記磁歪効果部の透磁率によって変化する磁束に応じて出力信号を変化させるものであれば良く、具体的な構成は特に限定されない。又、当該磁束の発生源は、着磁した磁歪効果部、センサを構成するコイルの他、センサに組み込んだ永久磁石であっても良い。
又、磁束の発生源を、着磁した磁歪効果部とする場合、この磁歪効果部の着磁の方向は、軸方向、径方向、周方向等、何れの方向であっても良い。
又、磁歪効果部を構成する材料は、少なくともトルクの検出に支障のない程度に逆磁歪効果を発揮するものであれば良く、本明細書中に具体的に例示したものに限定されるものではない。
又、センサを外輪に対して直接又は他の部材を介して支持する場合には、センサの支持構造として、上述した各実施形態以外の構造を採用する事もできる。【０２５２】
本出願は、２０１４年６月１７日出願の日本特許出願２０１４−１２４７０９、２０１４年６月１７日出願の日本特許出願２０１４−１２４７１０、２０１４年６月１７日出願の日本特許出願２０１４−１２４７１１、２０１４年７月１日出願の日本特許出願２０１４−１３５９０８、２０１４年７月１日出願の日本特許出願２０１４−１３５９０９、２０１４年７月１日出願の日本特許出願２０１４−１３５９１０、２０１４年８月２０日出願の日本特許出願２０１４−１６７３３８、２０１４年８月２０日出願の日本特許出願２０１４−１６７７９１、２０１４年８月２０日出願の日本特許出願２０１４−１６７７９２、２０１４年８月２６日出願の日本特許出願２０１４−１７１１０５、及び２０１４年９月１６日出願の日本特許出願２０１４−１８７２３１に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
【符号の説明】
【０２５３】
１  転がり軸受、  ２、２ａ、２ｂ、２ｃ  センサ、  ３、３ａ、３ｂ、３ｃ  外輪、  ４、４ａ、４ｂ  静止体、  ５  内輪、  ６  玉、  ７  保持器、  ８  外輪軌道、  ９  内輪軌道、  １０〜１０ｆ  磁歪効果材、  １１、１１ａ、１１ｂ  センサ支持部材、  １２  磁気検出素子、  １３  嵌合筒部、  １４、１４ａ  支持部、  １５、１５ａ、１５ｂ  コイル、  １６  凹溝、  １７  磁歪素子、  １８、１８ａ  隣接部材、  １９  幅狭部、
１０１、１０１ａ、１０１ｂ  転がり軸受、  １０２、１０２ａ、１０２ｂ  回転軸、  １０３  センサ支持部材、  １０４、１０４ａ、１０４ｂ  センサ、  １０５、１０５ａ  外輪、  １０６  ニードル、  １０７  保持器、  １０８  内向鍔部、  １０９  外輪軌道、  １１０  内輪軌道、  １１１  嵌合筒部、  １１２  支持部、  １１３  凹部、  １１４  磁気検出素子、  １１５、１１５ａ  コイル、  １１６  回転軸本体、  １１７、１１７ａ、１１７ｂ  磁歪膜、  １１８、１１８ａ、１１８ｂ  内輪、  １１９  内輪本体、  １２０、１２０ａ、１２０ｂ  スリーブ、  １２１  スリーブ本体、  １２２  支持筒部、  １２３  ホルダ、  １２４  凹溝、  １２５  段差面、  １２６  センサ筐体、  １２７  凹部、  １２８  外向鍔部、
２０１、２０１ａ  転がり軸受、  ２０２、２０２ａ  回転軸、  ２０３、２０３ａ、２０３ｂ  磁歪膜、  ２０４  センサ支持部材、  ２０５  センサ、  ２０６  外輪、  ２０７  ニードル、  ２０８  保持器、  ２０９  内向鍔部、  ２１０  外輪軌道、  ２１１  内輪軌道、  ２１２  嵌合筒部、  ２１３  支持部、  ２１４  凹部、  ２１５  磁気検出素子、  ２１６  コイル、  ２１７、２１７ａ、２１７ｂ  内輪、  ２１８、２１８ａ、２１８ｂ  スリーブ、
３０１  転がり軸受、  ３０２  磁歪ヨーク、  ３０３ａ、３０３ｂ  コイル、  ３０４  外輪、  ３０５  内輪、  ３０６  玉、  ３０７  保持器、  ３０８  外輪軌道、  ３０９  内輪軌道、  ３１０  内径側円筒部、  ３１１  外径側円筒部、  ３１２ａ、３１２ｂ  芯部、  ３１３ａ、３１３ｂ  バイパス部、  ３１４ａ、３１４ｂ  磁気回路部、  ３１５ａ、３１５ｂ  抵抗器、  ３１６  発振器、  ３１７ａ、３１７ｂ  透孔、
４０１  転がり軸受、  ４０２、４０２ａ  起歪部材、  ４０３  磁歪材、  ４０４、４０４ａ、４０４ｂ  コイル、  ４０５、４０５ａ  カバー、  ４０６  外輪、  ４０７  内輪、  ４０８  玉、  ４０９  保持器、  ４１０  外輪軌道、  ４１１  内輪軌道、  ４１２、４１２ａ  円筒部、  ４１３、４１３ａ  内向鍔部、  ４１４、４１４ａ  外向鍔部、  ４１５  凹溝、  ４１６  大径凹部、  ４１７  切り割、  ４１８ａ、４１８ｂ  分割部、  ４１９ａ、４１９ｂ  抵抗器、  ４２０  発振器
【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】
2015194609.tif 000007
【図６】
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【図７】
2015194609.tif 000009
【図８】
2015194609.tif 000010
【図９】
2015194609.tif 000011
【図１０】
2015194609.tif 000012
【図１１】
2015194609.tif 000013
【図１２】
2015194609.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
2015194609.tif 000016
【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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【図２０】
2015194609.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
2015194609.tif 000034
【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【国際調査報告】
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