(57)【要約】【課題】外輪１ａの内端部にカバー５ａを嵌合固定した状態で、このカバー５ａに保持された１対のセンサ６ａ、６ｂを所望の円周方向位置に設置できる構造を実現する。【解決手段】上記外輪１ａの内端部外周面の円周方向１個所に、凸部１３を形成する。上記カバー５ａを構成する円筒部１１の外端縁の円周方向１個所に、切り欠き１４を形成する。そして、上記凸部１３にこの切り欠き１４をがたつきなく係合させる事により、上記外輪１ａに対する上記カバー５ａの円周方向の位置決めを図った状態で、この外輪１ａの内端部に上記円筒部１１の外端部を外嵌固定する。この様な構成を採用する事により、上記課題を解決する。【選択図】図３
2008116325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転機械と、状態量測定装置とを備え、
このうちの回転機械は、使用状態でも回転しない静止部材と、この静止部材に対して回転自在に支持された回転部材とを備えたものであり、
上記状態量測定装置は、エンコーダと、センサカバーに保持されたセンサ装置と、演算器とを備えたものであり、
このうちのエンコーダは、上記回転部材の一部に支持固定されると共に、この回転部材と同心の被検出面を有し、且つ、この被検出面の特性を円周方向に関して交互に変化させると共に、この被検出面の特性が円周方向に関して変化する位相若しくはピッチを、この被検出面の幅方向の少なくとも一部でこの幅方向に応じて連続的に変化させたものであり、
上記センサ装置は、少なくとも１個のセンサを備え、この少なくとも１個のセンサの検出部を上記被検出面のうちで、上記特性変化の位相若しくはピッチが幅方向に関して連続的に変化する部分に対向させた状態で、上記センサカバーを上記静止部材の一部に結合固定する事により、この静止部材に対して支持されており、
上記演算器は、上記センサの出力信号に関する情報に基づいて、上記静止部材と上記回転部材との間の相対変位と、これら静止部材と回転部材との間に加わる外力とのうちの、少なくとも一方の状態量を算出する機能を有するものである、
状態量測定装置付回転機械に於いて、
上記静止部材と上記センサカバーとのうち、少なくともこのセンサカバーの一部に、位置決め係合部を設けると共に、この位置決め係合部を利用して、上記静止部材と上記センサカバーとの円周方向に関する互いの位置関係を所望の位置関係にした状態で、上記静止部材の一部に上記センサカバーを結合固定している事を特徴とする状態量測定装置付回転機械。
【請求項２】
位置決め係合部を、静止部材とセンサカバーとの双方の部材に設けると共に、これら双方の部材に設けた上記位置決め係合部同士を互いに係合させる事により、これら双方の部材同士の円周方向に関する互いの位置関係を所望の位置関係にした状態で、上記静止部材に上記センサカバーを結合固定している、請求項１に記載した状態量測定装置付回転機械。
【請求項３】
位置決め係合部を、静止部材には設けず、センサカバーにのみ設けて、組立作業時に使用する組立治具の一部を、上記静止部材に既設されている所定の部位に係合させると共に、この組立治具の他の一部を、上記センサカバーに設けた上記位置決め係合部に係合させる事により、上記静止部材と上記センサカバーとの円周方向に関する互いの位置関係を所望の位置関係にした状態で、上記静止部材に上記センサカバーを結合固定している、請求項１に記載した状態量測定装置付回転機械。
【請求項４】
回転機械が転がり軸受ユニットであり、この転がり軸受ユニットは、静止部材である静止側軌道輪と、回転部材である回転側軌道輪と、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、エンコーダが上記回転側軌道輪の一端部に支持固定されると共に、センサカバーが上記静止側軌道輪の一端部に結合固定されている、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載した状態量測定装置付回転機械。
【請求項５】
転がり軸受ユニットが自動車の車輪支持用のハブユニットであり、使用状態で静止側軌道輪が自動車の懸架装置に支持され、回転側軌道輪であるハブに車輪が結合固定される、請求項１〜４のうちの何れか１項に記載した状態量測定装置付回転機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明に係る状態量測定装置付回転機械は、転がり軸受ユニット等の回転機械を構成する静止部材と回転部材との相対変位や、これら両部材同士の間に加わる外力を測定する為に利用する。
【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、電子制御式ビークルスタビリティコントロールシステム（ＥＳＣ）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を表す信号が必要になる。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、特殊なエンコーダを使用して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記載されている。図９〜１１は、この特許文献１に記載された構造ではないが、この特許文献１に記載された構造と同じ荷重の測定原理を採用している、状態量測定装置付回転機械に関する先発明の構造の第１例を示している。この先発明の構造の第１例は、使用時にも回転しない静止側軌道輪である外輪１の内径側に、使用時に車輪を支持固定した状態でこの車輪と共に回転する、回転側軌道輪であるハブ２を、複数個の転動体３、３を介して、回転自在に支持している。これら各転動体３、３には、互いに逆向きの（図示の場合には背面組み合わせ型の）接触角と共に、予圧を付与している。尚、図示の例では、上記転動体３として玉を使用しているが、重量が嵩む自動車用の軸受ユニットの場合には、玉に代えて円すいころを使用する場合もある。
【０００４】
又、上記ハブ２の内端部｛軸方向に関して「内」とは、自動車への組み付け状態で車両の幅方向中央側を言い、図１、２、３、４、５、８、１６、１７の（Ａ）並びに図７、９、１２、１４の右側。反対に、自動車への組み付け状態で車両の幅方向外側となる、図１、２、３、４、５、８、１６、１７の（Ａ）並びに図７、９、１２、１４の左側を、軸方向に関して「外」と言う。本明細書全体で同じ。｝には、円筒状のエンコーダ４を、上記ハブ２と同心に支持固定している。又、上記外輪１の内端開口を塞ぐ有底円筒状のカバー５（センサカバー）の内側に、１対のセンサ６ａ、６ｂを保持すると共に、これら両センサ６ａ、６ｂの検出部を、上記エンコーダ４の被検出面である外周面に近接対向させている。
【０００５】
このうちのエンコーダ４は、磁性金属板製である。被検出面である、このエンコーダ４の外周面の先半部（軸方向内半部）には、透孔７、７と柱部８、８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７、７と各柱部８、８との境界は、上記被検出面の軸方向（幅方向）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、上記被検出面の軸方向中間部を境に互いに逆方向としている。従って、上記各透孔７、７と上記各柱部８、８とは、軸方向中間部が円周方向に関して最も突出した「へ」字形（又は「く」字形）となっている。そして、上記境界の傾斜方向が互いに異なる、上記被検出面の軸方向外半部と軸方向内半部とのうち、軸方向外半部を第一の特性変化部９とし、軸方向内半部を第二の特性変化部１０としている。尚、これら両特性変化部９、１０を構成する各透孔は、図示の様に互いに連続した状態で形成しても良いし、互いに独立した状態で形成しても良い。又、検出精度は劣るが、上記両特性変化部９、１０のうちの何れか一方の特性変化部の境界のみを軸方向に対し傾斜させ、他方の特性変化部の境界を軸方向と平行にする事もできる。
【０００６】
又、上記カバー５は、ステンレス鋼板等の金属板により全体を有底円筒状に形成しており、上記外輪１の内端部に嵌合固定している。この様なカバー５は、その外端部をこの外輪１の内端部に締り嵌めで嵌合固定（図示の例では、内嵌固定）した円筒部１１と、この円筒部１１の内端開口を塞ぐ底板部１２とを備える。
【０００７】
又、上記１対のセンサ６ａ、６ｂは、上記カバー５を構成する円筒部１１の内周面の下端部に保持している。これら両センサ６ａ、６ｂはそれぞれ、永久磁石と、検出部を構成する、ホールＩＣ、ホール素子、ＭＲ素子、ＧＭＲ素子等の磁気検知素子とから成る。そして、これら両センサ６ａ、６ｂのうち、一方のセンサ６ａの検出部を上記第一特性変化部９に、他方のセンサ６ｂの検出部を上記第二特性変化部１０に、それぞれ近接対向させている。これら両センサ６ａ、６ｂの検出部が上記両特性変化部９、１０に対向する位置は、上記エンコーダ４の円周方向に関して同じ位置（図示の例では、下端部）としている。又、上記外輪１とハブ２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７、７及び柱部８、８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６ａ、６ｂの検出部同士の間の丁度中央位置に存在する様に、各部材の設置位置を規制している。
【０００８】
上述の様に構成する状態量測定装置付回転機械の場合、外輪１とハブ２との間にアキシアル荷重が作用（これら外輪１とハブ２とがアキシアル方向に相対変位）すると、上記両センサ６ａ、６ｂ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２との間にアキシアル荷重が作用していない、中立状態では、上記両センサ６ａ、６ｂの検出部は、図１１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６ａ、６ｂの出力信号の位相は、同図の（Ｃ）に示す様に一致する。
【０００９】
これに対して、上記エンコーダ４を固定したハブ２に、図１１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６ａ、６ｂの検出部は、図１１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６ａ、６ｂ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４を固定したハブ２に、図１１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６ａ、６ｂの検出部は、図１１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６ａ、６ｂの出力信号の位相は、同図の（Ｄ）に示す様にずれる。
【００１０】
上述の様に、先発明の構造の第１例の場合には、上記両センサ６ａ、６ｂの出力信号の位相が、上記外輪１とハブ２との間に加わるアキシアル荷重の作用方向（これら外輪１とハブ２とのアキシアル方向の相対変位の方向）に応じた向きにずれる。又、このアキシアル荷重（相対変位）により上記両センサ６ａ、６ｂの出力信号の位相がずれる程度は、このアキシアル荷重（相対変位）が大きくなる程大きくなる。従って、上記両センサ６ａ、６ｂ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向き及び大きさに基づいて、上記外輪１とハブ２とのアキシアル方向の相対変位の向き及び大きさ、並びに、これら外輪１とハブ２との間に作用しているアキシアル荷重の作用方向及び大きさを求められる。尚、上記両センサ６ａ、６ｂの出力信号の位相差に基づいて上記アキシアル方向の相対変位及び荷重を算出する処理は、図示しない演算器により行なう。この為、この演算器には、予め理論計算や実験により調べておいた上記位相差と上記アキシアル方向の相対変位及び荷重との関係を、計算式やマップ等の型式で組み込んでおく。
【００１１】
尚、上述した先発明の構造の第１例の場合には、それぞれの検出部を第一、第二の特性変化部９、１０に対向させた１対のセンサ６ａ、６ｂから成るセンサ組を１組だけ設けている。これに対し、図示は省略するが、特願２００６−１４３０９７、特願２００６−２１４１９７には、それぞれが１対のセンサから成るセンサ組を複数組設ける事で、多方向の変位或は外力を求められる構造が開示されている。
【００１２】
次に、図１２〜１３は、状態量測定装置付回転機械に関する、先発明の構造の第２例を示している。この先発明の構造の第２例の場合、ハブ２の内端部に外嵌固定した、磁性金属板製で円筒状のエンコーダ４ａの先半部に、スリット状の透孔７ａ、７ａと柱部８ａ、８ａ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７ａ、７ａと各柱部８ａ、８ａとの境界はそれぞれ、上記エンコーダ４ａの軸方向に対し同方向に同じ角度だけ傾斜した、直線状である。又、外輪１の内端部にカバー５（センサカバー）を介して支持した１対のセンサ６ａ、６ｂを、このカバー５を構成する円筒部１１の内周面の上下両端部に１つずつ保持している。そして、これら両センサ６ａ、６ｂの検出部を、被検出面である、上記エンコーダ４ａの先半部外周面の上下２個所位置に近接対向させている。
【００１３】
自動車の車輪支持用転がり軸受ユニットの場合、上記外輪１と上記ハブ２との間に加わるアキシアル荷重は、このハブ２に結合固定した車輪を構成するタイヤの外周面と路面との接地面から入力される。この接地面は、上記外輪１及び上記ハブ２の回転中心よりも径方向外方に存在する為、上記アキシアル荷重はこれら外輪１とハブ２との間に、純アキシアル荷重としてではなく、これら外輪１及びハブ２の中心軸と上記接地面の中心とを含む（鉛直方向の）仮想平面内での、モーメントを伴って加わる。この様なモーメントが上記外輪１と上記ハブ２との間に加わると、このハブ２の中心軸がこの外輪１の中心軸に対して傾く。これに伴い、上記エンコーダ４ａの上端部が軸方向に関して何れかの方向に、同じく下端部がこれと逆方向に、それぞれ変位する。この結果、上記エンコーダ４ａの外周面の上下両端部にそれぞれの検出部を近接対向させた、上記両センサ６ａ、６ｂの出力信号の位相が、それぞれ中立位置に対して、逆方向にずれる。従って、これら両センサ６ａ、６ｂの出力信号の位相のずれの向き及び大きさに基づいて、上記アキシアル荷重の作用方向及び大きさを求められる。
【００１４】
次に、図１４〜１５は、状態量測定装置付回転機械に関する、先発明の構造の第３例を示している。この先発明の構造の第３例の場合、ハブ２の内端部に外嵌固定した、磁性金属板製で円筒状のエンコーダ４ｂの先半部に、透孔７ｂ、７ｂと柱部８ｂ、８ｂ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７ｂ、７ｂはそれぞれ、径方向から見た形状を台形として、それぞれの円周方向に関する幅寸法を、軸方向に関して漸次変化させている。又、外輪１の内端部にカバー５（センサカバー）を介して支持した１個のセンサ６ａを、このカバー５を構成する円筒部１１の内周面の下端部に保持している。そして、この１個のセンサ６ａの検出部を、被検出面である、上記エンコーダ４ｂの先半部外周面の下端部に近接対向させている。この様に構成する先発明の構造の第３例の場合、アキシアル荷重に基づいて上記外輪１とハブ２とが軸方向に相対変位すると、上記センサ６ａの出力信号のデューティ比（高電位継続時間／１周期）が変化する。従って、このデューティ比に基づいて、上記相対変位の向き及び大きさ、更には上記アキシアル荷重の作用方向及び大きさを求められる。
【００１５】
尚、上述した各先発明の構造の場合には、エンコーダを磁性金属板製とすると共に、このエンコーダの被検出面に設ける第一特性部を透孔とし、第二特性部を柱部とする構成を採用している。これに対し、エンコーダを永久磁石製とすると共に、このエンコーダの被検出面に設ける第一特性部をＮ極に着磁した部分とし、第二特性部をＳ極に着磁した部分とする構成を採用する事もできる。この様な構成を採用する場合、センサ側に永久磁石を組み込む必要はない。又、上述した各先発明の構造の場合には、エンコーダの被検出面を円筒面とし、この被検出面にセンサの検出部を径方向に対向させる構成を採用している。これに対し、エンコーダの被検出面を円輪面とし、この被検出面にセンサの検出部を軸方向に対向させる構成を採用すれば、外輪とハブとの径方向の相対変位量、並びに、これら外輪とハブとの間に作用するラジアル荷重を求める事ができる。
【００１６】
ところで、上述した各先発明の構造の場合、外輪１の内端部にカバー５を嵌合固定した状態で、このカバー５に保持されたセンサ６ａ（６ｂ）が所望の（設計通り適正な）円周方向位置に設置されていないと、上記外輪１とハブ２との間の状態量（相対変位、外力）を精度良く測定できなくなる。この理由は、上記センサ６ａ（６ｂ）の出力信号に関する情報（位相差、デューティ比）と上記状態量との関係が、このセンサ６ａ（６ｂ）を設置する円周方向位置によって異なる為である。尚、この様に、当該関係が上記センサ６ａ（６ｂ）を設置する円周方向位置によって異なる理由は、次の通りである。即ち、上述した各先発明の構造の場合、外輪１とハブ２との間に、接地面から入力された（モーメントを伴う）アキシアル荷重が加わると、上記ハブ２が上記外輪１に対して軸方向に変位するだけでなく、このハブ２の中心軸がこの外輪１の中心軸に対して傾く。一方、この傾きによって生じる、上記センサ６ａ（６ｂ）の検出部に対するエンコーダ４（４ａ、４ｂ）の被検出面の軸方向変位量（上記情報の変化量）は、上記センサ６ａ（６ｂ）を設置する円周方向位置によって異なった大きさになる。この為、このセンサ６ａ（６ｂ）の出力信号に関する情報と上記状態量との関係は、このセンサ６ａ（６ｂ）を設置する円周方向位置によって異なったものとなる。何れにしても、上記演算器には、当該関係として、上記センサ６ａ（６ｂ）が所望の円周方向位置に設置されている場合に成立する関係が組み込まれている。これに対し、上記センサ６ａ（６ｂ）が所望の円周方向位置に設置されていないと、当該関係として、上記演算器に組み込まれた関係とは異なる関係が成立する様になる。この為、上記センサ６ａ（６ｂ）が所望の円周方向位置に設置されていないと、上記外輪１とハブ２との間の状態量を精度良く測定できなくなる。
【００１７】
この点に就いて、より具体的に説明すると、例えば前述の図９〜１１に示した先発明の構造の第１例の場合、外輪１の内端部にカバー５を嵌合固定した結果、図９及び図１６に示す様に、１対のセンサ６ａ、６ｂが上記カバー５の下端部（所望の円周方向位置）に設置された場合には、測定すべき状態量であるアキシアル荷重と、上記両センサ６ａ、６ｂの出力信号同士の間に存在する位相差比（位相差／１周期）との間に、例えば図１８に実線αで示される関係が成立する。これに対し、図１７に示す様に、上記両センサ６ａ、６ｂが上記カバー５の下端部から円周方向に少しずれた位置に設置された場合には、上記アキシアル荷重と上記位相差比との間に、例えば図１８に破線βで示される関係が成立する。一方、演算器には、上記実線αで示される関係が組み込まれている。この為、図１７に示す様に、上記両センサ６ａ、６ｂが上記カバー５の下端部から円周方向に少しずれた位置に設置され、この結果、上記破線βで示される関係が成立すると、上記位相差比に基づいて上記アキシアル荷重を精度良く算出できなくなる。
【００１８】
【特許文献１】特開２００６−１１３０１７号公報
【非特許文献１】青山元男著、「レッドバッジスーパー図解シリーズ／クルマの最新メカがわかる本」、ｐ．１３８−１３９、ｐ．１４６−１４９、株式会社三推社／株式会社講談社、平成１３年１２月２０日
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明の状態量測定装置付回転機械は、上述の様な事情に鑑み、回転機械を構成する静止部材にセンサカバーを結合固定した状態で、このセンサカバーに保持されたセンサを所望の円周方向位置に設置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】
【００２０】
本発明の請求項１に記載した状態量測定装置付回転機械は、回転機械と、状態量測定装置とを備える。
このうちの回転機械は、使用状態でも回転しない静止部材と、この静止部材に対して回転自在に支持された回転部材とを備える。
又、上記状態量測定装置は、エンコーダと、センサカバーに保持されたセンサ装置と、演算器とを備えたものであり、
このうちのエンコーダは、上記回転部材の一部に支持固定されると共に、この回転部材と同心の被検出面を有し、且つ、この被検出面の特性を円周方向に関して交互に変化させると共に、この被検出面の特性が円周方向に関して変化する位相若しくはピッチを、この被検出面の幅方向の少なくとも一部でこの幅方向に応じて連続的に変化させている。
又、上記センサ装置は、少なくとも１個のセンサを備える。そして、この少なくとも１個のセンサの検出部を上記被検出面のうちで、上記特性変化の位相若しくはピッチが幅方向に関して連続的に変化する部分に対向させた状態で、上記センサカバーを上記静止部材の一部に結合固定する事により、この静止部材に対して支持されている。
又、上記演算器は、上記センサの出力信号に関する情報（例えば、１対のセンサの出力信号同士の間に存在する位相差、１個のセンサの出力信号のデューティ比等）に基づいて、上記静止部材と上記回転部材との間の相対変位と、これら静止部材と回転部材との間に加わる外力とのうちの、少なくとも一方の状態量を算出する機能を有する。
特に、本発明の状態量測定装置付回転機械に於いては、上記静止部材と上記センサカバーとのうち、少なくともこのセンサカバーの一部に、位置決め係合部を設けている。これと共に、この位置決め係合部を利用して、上記静止部材と上記センサカバーとの円周方向に関する互いの位置関係を所望の（設計通りの適正な）位置関係にした状態で、上記静止部材の一部に上記センサカバーを結合固定している。
【００２１】
上述の請求項１に記載した発明を実施する場合には、例えば請求項２に記載した様に、上記位置決め係合部を、上記静止部材と上記センサカバーとの双方の部材に設ける。これと共に、これら双方の部材に設けた上記位置決め係合部同士を互いに係合させる事により、これら双方の部材同士の円周方向に関する互いの位置関係を所望の位置関係にした状態で、上記静止部材に上記センサカバーを結合固定する。
【００２２】
又、上述の請求項１に記載した発明を実施する場合には、例えば請求項３に記載した様に、上記位置決め係合部を、上記静止部材には設けず、上記センサカバーにのみ設ける。そして、組立作業時に使用する組立治具の一部を、上記静止部材に既設されている所定の部位に係合させると共に、この組立治具の他の一部を、上記センサカバーに設けた上記位置決め係合部に係合させる事により、上記静止部材と上記センサカバーとの円周方向に関する互いの位置関係を所望の位置関係にした状態で、上記静止部材に上記センサカバーを結合固定する。
【００２３】
又、上述の請求項１〜３に記載した発明を実施する場合には、例えば請求項４に記載した様に、回転機械を転がり軸受ユニットとする。この転がり軸受ユニットは、静止部材である静止側軌道輪と、回転部材である回転側軌道輪と、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る。そして、エンコーダを上記回転側軌道輪の一端部に支持固定すると共に、センサカバーを上記静止側軌道輪の一端部に結合固定する。
又、この様な請求項４に記載した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車輪支持用のハブユニットとする。そして、使用状態で、静止側軌道輪を自動車の懸架装置に支持し、回転側軌道輪であるハブに車輪を結合固定する。
【発明の効果】
【００２４】
上述の様に構成する本発明の状態量測定装置付回転機械の場合には、回転機械を構成する静止部材にセンサカバーを結合固定した状態で、これら静止部材とセンサカバーとの円周方向に関する互いの位置関係を所望の（設計通りの適正な）位置関係にできる。この為、このセンサカバーに保持されたセンサ装置を構成する各センサを、所望の円周方向位置に設置できる。従って、これら各センサの出力信号に関する情報に基づいて、回転機械を構成する静止部材と回転部材との間の状態量を精度良く測定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
［実施の形態の第１例］
図１〜３は、請求項１、２、４、５に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。尚、本例の特徴は、外輪１ａの内端部に対する、カバー５ａ（センサカバー）の嵌合固定部の構造にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図９〜１１に示した先発明の構造の第１例の場合とほぼ同様である。この為、同等部分には同一符号を付して、重複する図示並びに説明は省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分、並びに、上記先発明の構造の第１例と異なる部分を中心に説明する。
【００２６】
本例の場合、図１に示す様に、上記外輪１ａの内端部外周面の円周方向１個所に、凸部１３（位置決め係合部）を形成している。又、図２に示す様に、上記カバー５ａを構成する円筒部１１の外端部の円周方向１個所に、この円筒部１１の外端縁に開口する切り欠き１４（位置決め係合部）を形成している。そして、前述の図９に示した様に、上記外輪１ａとハブ２と複数個の転動体３、３とエンコーダ４とを組み立てた状態で、図３に示す様に、上記凸部１３に上記切り欠き１４をがたつきなく係合させる。即ち、これら凸部１３と切り欠き１４との係合により、上記外輪１ａに対する上記カバー５ａの円周方向の位置決めを図った状態で、この外輪１ａの内端部にこのカバー５ａを構成する円筒部１１の外端部を、締り嵌めにより外嵌固定している。特に、本例の場合には、この状態で、上記円筒部１１の内周面に保持した１対のセンサ６ａ、６ｂが、自動車への組み付け時に於ける、この円筒部１１の下端部（所望の円周方向位置）に設置される様に、円周方向に関する上記凸部１３及び切り欠き１４の形成位置を、それぞれ規制している。尚、この様な条件さえ満たせば、上記凸部１３及び切り欠き１４は、図示と異なる円周方向位置に形成しても良い。
【００２７】
上述の様に、本例の状態量測定装置付回転機械の場合には、凸部１３と切り欠き１４との係合に基づき、外輪１ａと、この外輪１ａの内端部に外嵌固定したカバー５ａとの円周方向に関する互いの位置関係を、所望の（設計通りの適正な）位置関係にできる。この為、このカバー５ａを構成する円筒部１１の内周面に保持された１対のセンサ６ａ、６ｂを、自動車への組み付け時に於ける、この円筒部１１の下端部（所望の円周方向位置）に設置した状態にできる。従って、上記両センサ６ａ、６ｂの出力信号同士の間に存在する位相差に基づいて、上記外輪１ａとハブ２（図９参照）とのアキシアル方向の相対変位、並びに、これら外輪１ａとハブ２との間に作用するアキシアル荷重を、精度良く測定できる。
【００２８】
尚、上述した実施の形態の第１例では、外輪側に設ける位置決め係合部を凸部とし、センサカバー側に設ける位置決め係合部を切り欠きとした。但し、本発明を実施する場合には、これとは逆に、外輪側に設ける位置決め係合部を切り欠き（若しくは凹部）とし、センサカバー側に設ける位置決め係合部を凸部とする事もできる。
【００２９】
［実施の形態の第２例］
次に、図４〜８は、請求項１、３、４、５に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。尚、本例の特徴は、外輪１の内端部に嵌合固定するカバー５ｂ（センサカバー）の構造、及び、この外輪１の内端部にこのカバー５ｂを嵌合固定する際に使用する組立治具１６の構造にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図９〜１１に示した先発明の構造の第１例の場合とほぼ同様である。この為、同等部分には同一符号を付して、重複する図示並びに説明は省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分、並びに、上記先発明の構造の第１例と異なる部分を中心に説明する。
【００３０】
本例の場合、図５に示す様に、上記カバー５ｂを構成する底板部１２の軸方向内側面の径方向外端寄り部分の円周方向１個所に、凸部１５（位置決め係合部）を、プレス加工等により形成している。又、本例の場合、上記外輪１の内端部に上記カバー５ｂを嵌合固定する際に、図６に示す様な組立治具１６を使用する。この組立治具１６は、円板部１７と、４本の位置決めロッド１８、１８とを備える。これら４本の位置決めロッド１８、１８は、上記円板部１７の片側面｛図６の（Ａ）の左側面｝の外周縁部分のうち、円周方向等間隔の４個所から、それぞれ軸方向に延出する状態で設けられている。この様な４本の係合ロッド１８、１８の先端部は、上記外輪１の中間部外周面に既設されている結合フランジ１９の円周方向等間隔の４個所に存在するねじ孔２０、２０の内側に、それぞれがたつきなく挿通可能である。又、上記４本の係合ロッド１８、１８の基端側部分の内接円の直径は、上記カバー５ｂの外径とほぼ等しくしている。又、上記円板部１７の片側面の径方向外端寄り部分の円周方向１個所に、上記凸部１５をがたつきなく係合可能な凹部２１を設けている。
【００３１】
上述の様に構成する組立治具１６を使用して、上記外輪１の内端部に上記カバー５ｂを嵌合固定する場合には、先ず、事前に、前述の図９に示した様に、上記外輪１とハブ２と複数個の転動体３、３とエンコーダ４とを組み立てる。そして、この状態で、図７の（Ａ）に示す様に、上記組立治具１６を構成する４本の位置決めロッド１８、１８の基端側部分の径方向内側に、上記カバー５ｂをがたつきなく内嵌すると共に、上記組立治具１６を構成する円板部１７の片側面に設けた凹部２１に、上記カバー５ｂの底板部１２の軸方向内側面に設けた凸部１５をがたつきなく係合させる。これと共に、上記４本の位置決めロッド１８、１８の先端部を、上記外輪１の結合フランジ１９に存在する４つのねじ孔２０、２０の内側に、それぞれがたつきなく挿通する。これにより、上記外輪１に対する上記カバー５ｂの円周方向の位置決めを図る。そして、この状態で、上記組立治具１６により上記カバー５ｂを軸方向に押圧する事に基づき、上記外輪１ａの内端部にこのカバー５ａを構成する円筒部１１の外端部を、締り嵌めで外嵌固定する。特に、本例の場合には、この状態で、上記円筒部１１の内周面に保持した１対のセンサ６ａ、６ｂが、自動車への組み付け時に於ける、この円筒部１１の下端部（所望の円周方向位置）に設置される様に、円周方向に関する上記凸部１５及び凹部２１及び４本の位置決めロッド１８、１８の形成位置を、それぞれ規制している。
【００３２】
上述の様に、本例の状態量測定装置付回転機械の場合には、組立治具１６を使用して、外輪１の内端部にカバー５ｂを嵌合固定する事により、これら外輪１とカバー５ｂとの円周方向に関する互いの位置関係を、所望の位置関係にできる。この為、このカバー５ｂを構成する円筒部１１の内周面に保持された１対のセンサ６ａ、６ｂを、自動車への組み付け時に於ける、この円筒部１１の下端部（所望の円周方向位置）に設置した状態にできる。従って、上記両センサ６ａ、６ｂの出力信号同士の間に存在する位相差に基づいて、上記外輪１ａとハブ２（図９参照）とのアキシアル方向の相対変位、並びに、これら外輪１ａとハブ２との間に作用するアキシアル荷重を、精度良く測定できる。尚、本例の場合には、上記外輪１と上記カバー５ｂとのうち、このカバー５ｂにのみ、位置決め係合部（上記凸部１５）を設ければ良い為、上述した実施の形態の第１例の場合に比べて、加工コストを抑えられる。
【００３３】
又、上述した各実施の形態では、外輪の内端部にセンサカバーの外端部を外嵌固定する構造を対象としたが、本発明は、前述の図９に示した構造の様に、外輪の内端部にセンサカバーの外端部を内嵌固定する構造を対象とする事もできる。この様な構造を対象として、前述した実施の形態の第１例の様に、請求項１、２、４、５に対応する発明を実施する場合には、外輪側の位置決め係合部を、この外輪の内端部内周面や内端面に設ける。
【００３４】
又、上述した各実施の形態では、前述の図９〜１１に示した先発明の構造の第１例に本発明を適用した。但し、本発明は、これに限らず、前述した他の先発明の構造等、特許請求の範囲に記載した要件を満たす各種の状態量測定装置付回転機械に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を構成する外輪を示しており、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は（Ａ）の右方から見た図。
【図２】同じく１対のセンサを保持したカバーを示しており、（Ａ）は一部を切断した状態で示す側面図、（Ｂ）は（Ａ）の右方から見た図。
【図３】同じく外輪の内端部にカバーを嵌合固定した状態を示しており、（Ａ）は一部を切断した状態で示す側面図、（Ｂ）は（Ａ）の右方から見た図。
【図４】本発明の実施の形態の第２例を構成する外輪を示しており、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は（Ａ）の右方から見た図。
【図５】同じく１対のセンサを保持したカバーを示しており、（Ａ）は一部を切断した状態で示す側面図、（Ｂ）は（Ａ）の右方から見た図。
【図６】組立治具を示しており、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は（Ａ）の左方から見た図。
【図７】組立治具を使用して、外輪の内端部にカバーを嵌合固定する工程を、一部を切断した状態で示す側面図。
【図８】外輪の内端部にカバーを嵌合固定した状態を示しており、（Ａ）は一部を切断した状態で示す側面図、（Ｂ）は（Ａ）の右方から見た図。
【図９】状態量測定装置付回転機械に関する先発明の構造の第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一部を径方向から見た図。
【図１１】アキシアル荷重の変動に伴って変化するセンサの出力信号を示す線図。
【図１２】状態量測定装置付回転機械に関する先発明の構造の第２例を示す断面図。
【図１３】この第２例に組み込むエンコーダの一部を径方向から見た図。
【図１４】状態量測定装置付回転機械に関する先発明の構造の第３例を示す断面図。
【図１５】この第３例に組み込むエンコーダの一部を径方向から見た図。
【図１６】先発明の構造の第１例を構成する外輪の内端部にカバーを嵌合固定した結果、このカバーに保持された１対のセンサが所望の円周方向位置に設置された状態を示しており、（Ａ）は一部を切断した状態で示す側面図、（Ｂ）は（Ａ）の右方から見た図。
【図１７】同じく１対のセンサが所望の円周方向位置から少しずれた位置に設置された状態を示す、図１６と同様の図。
【図１８】外輪とハブとの間に作用するアキシアル荷重と、１対のセンサの出力信号同士の間に存在する位相差比との関係を表すグラフ。
【符号の説明】
【００３６】
１、１ａ  外輪
２    ハブ
３    転動体
４、４ａ、４ｂ  エンコーダ
５、５ａ、５ｂ  カバー
６ａ、６ｂ  センサ
７、７ａ、７ｂ  透孔
８、８ａ、８ｂ  柱部
９    第一の特性変化部
１０    第二の特性変化部
１１    円筒部
１２    底板部
１３    凸部
１４    切り欠き
１５    凸部
１６    組立治具
１７    円板部
１８    位置決めロッド
１９    結合フランジ
２０    ねじ孔
２１    凹部
【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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