(57)【要約】【課題】車輪のモーメント荷重や軸方向の並進荷重を求めることが可能なセンサ装置を備え、上記センサ装置と独立のＡＢＳセンサを設置しなくても、回転軌道部材の回転速度を検出することができるセンサ付き転がり軸受装置を提供すること。【解決手段】外周面に周方向にＮ極とＳ極が交互に位置している一方、内周面に、周方向にＳ極とＮ極が交互に位置している円筒状の磁石を、内軸１に相対移動不可に配置する。磁石７３の軸方向の一端部に径方向に対向する位置に、外輪３に相対移動不可な第１ホール素子を配置すると共に、磁石７３の軸方向の他端部に径方向に対向する位置に、外輪３に相対移動不可な第２ホール素子を配置する。【選択図】図３
2008275507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軌道面を内周面に有する第１軌道部材と、
軌道面を外周面に有する第２軌道部材と、
上記第１軌道部材の上記軌道面と、上記第２軌道部材の上記軌道面との間に配置された転動体と、
上記第２軌道部材の上記外周面に外嵌された円筒状の磁石と、一つの第１ホール素子を有するか、または、上記第２軌道部材の軸方向の存在位置が略同一の複数の第１ホール素子を有する第１変位検出部と、一つの第２ホール素子を有するか、または、上記軸方向の存在位置が略同一の複数の第２ホール素子を有すると共に、上記第１変位検出部に上記軸方向に間隔をおいて位置する第２変位検出部とを有するセンサ装置と
を備え、
上記磁石の外周面には、上記磁石の周方向にＮ極とＳ極が交互に位置している一方、上記磁石の内周面には、上記周方向にＳ極とＮ極が交互に位置していて、上記磁石の外周面のＮ極が、上記磁石の内周面のＳ極に上記磁石の径方向に対向する一方、上記磁石の外周面のＳ極が、上記磁石の内周面のＮ極に上記径方向に対向し、
上記第１ホール素子の少なくとも一部は、上記磁石の軸方向の一端部に上記径方向に対向している一方、上記第２ホール素子の少なくとも一部は、上記磁石の上記軸方向の他端部に上記径方向に対向しており、
上記第１変位検出部および第２変位検出部のうちの少なくとも一方の出力に基づいて、上記第１変位検出部および第２変位検出部のうちの少なくとも一方に対する上記磁石の相対回転に伴う信号を検出する回転信号検出部と、
上記第１変位検出部の出力から上記磁石の変位に伴う信号を検出すると共に、上記第２変位検出部の出力から上記磁石の変位に伴う信号を検出する変位信号検出部と
を備えることを特徴とするセンサ付き転がり軸受装置。
【請求項２】
請求項１に記載のセンサ付き転がり軸受装置において、
上記第１変位検出部と上記第２変位検出部とは、軸方向から見て略重なり、
上記第１変位検出部は、４つの上記第１ホール素子を有する一方、上記第２変位検出部は、４つの上記第２ホール素子を有しており、
４つの上記第１ホール素子は、上記周方向に等間隔に配置されていることを特徴とするセンサ付き転がり軸受装置。
【請求項３】
請求項２に記載のセンサ付き転がり軸受装置において、
上記第２軌道部材は、車輪を取り付けるための車輪取付用のフランジを有すると共に、上記第１軌道部材は、車体を取り付けるための車体取付用のフランジを有し、
上記変位信号検出部は、４つの上記第１ホール素子および４つの上記第２ホール素子の夫々において、上記第１または第２ホール素子が出力する信号から上記磁石の変位に伴う信号を検出し、
上記変位信号検出部からの信号を受けて、上記第１ホール素子の夫々において、上記第１ホール素子の上記磁石の変位に伴う信号と、上記第１ホール素子に上記軸方向に略重なる上記第２ホール素子の上記磁石の変位に伴う信号との差を算出して、この差に基づいて上記車輪に作用している複数のモーメント荷重を算出するモーメント荷重算出部を有していることを特徴とするセンサ付き転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軌道部材、転動体およびセンサ装置を有するセンサ付き転がり軸受装置に関し、特に、センサ装置を有するハブユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、センサ付き転がり軸受装置としては、特開２００１−２１５７７号公報（特許文献１）に記載されているハブユニットがある。
【０００３】
このハブユニットは、回転軌道輪、固定軌道輪および一つの変位センサを備え、上記変位センサは、上記固定軌道輪に設けられている。具体的には、上記固定軌道輪の外周面は、径方向に延在する穴を有し、上記変位センサは、上記穴に挿入されている。上記変位センサの検出面は、上記回転軌道輪の外周面に向けられている。
【０００４】
上記変位センサは、車両の車輪に荷重が作用した際に発生する回転軌道輪の外周面の変位によって変動する回転軌道輪と固定軌道輪との間のギャップ（具体的には、このギャップに対応して変化する電気信号）を検出するようになっている。また、上記ハブユニットは、上記変位センサが検出したギャップに基づいて車輪に作用する鉛直方向の荷重を算出するようになっている。
【０００５】
上記従来のセンサ付き転がり軸受装置では、上記変位センサが一つで、かつ、上記変位センサの検出面が、上記回転軌道輪の外周面に向けられているから、変位センサの検出値に基づいて車輪に対して鉛直方向に作用する並進荷重を求めることは可能である一方、車両の旋回走行時の遠心力等に伴って発生する車両の前後方向のモーメント荷重や、車両の上下方向のモーメント荷重や、車輪の軸方向の並進荷重を求めることが不可能であるという問題がある。
【０００６】
また、上記従来のセンサ付き転がり軸受装置では、回転軌道輪（車輪）の回転速度を検出したい場合、変位せンサと独立のＡＢＳセンサが別途必要になり、センサ付き転がり軸受装置が大型化すると共に、センサ付き転がり軸受装置の製造コストが高くなるという問題がある。
【特許文献１】特開２００１−２１５７７号公報（図８参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の課題は、車輪のモーメント荷重や軸方向の並進荷重を求めることが可能なセンサ装置を備え、上記センサ装置と独立のＡＢＳセンサを設置しなくても、回転軌道部材の回転速度を検出することができるセンサ付き転がり軸受装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、この発明のセンサ付き転がり軸受装置は、
軌道面を内周面に有する第１軌道部材と、
軌道面を外周面に有する第２軌道部材と、
上記第１軌道部材の上記軌道面と、上記第２軌道部材の上記軌道面との間に配置された転動体と、
上記第２軌道部材の上記外周面に外嵌された円筒状の磁石と、一つの第１ホール素子を有するか、または、上記第２軌道部材の軸方向の存在位置が略同一の複数の第１ホール素子を有する第１変位検出部と、一つの第２ホール素子を有するか、または、上記軸方向の存在位置が略同一の複数の第２ホール素子を有すると共に、上記第１変位検出部に上記軸方向に間隔をおいて位置する第２変位検出部とを有するセンサ装置と
を備え、
上記磁石の外周面には、上記磁石の周方向にＮ極とＳ極が交互に位置している一方、上記磁石の内周面には、上記周方向にＳ極とＮ極が交互に位置していて、上記磁石の外周面のＮ極が、上記磁石の内周面のＳ極に上記磁石の径方向に対向する一方、上記磁石の外周面のＳ極が、上記磁石の内周面のＮ極に上記径方向に対向し、
上記第１ホール素子の少なくとも一部は、上記磁石の軸方向の一端部に上記径方向に対向している一方、上記第２ホール素子の少なくとも一部は、上記磁石の上記軸方向の他端部に上記径方向に対向しており、
上記第１変位検出部および第２変位検出部のうちの少なくとも一方の出力に基づいて、上記第１変位検出部および第２変位検出部のうちの少なくとも一方に対する上記磁石の相対回転に伴う信号を検出する回転信号検出部と、
上記第１変位検出部の出力から上記磁石の変位に伴う信号を検出すると共に、上記第２変位検出部の出力から上記磁石の変位に伴う信号を検出する変位信号検出部と
を備えることを特徴としている。
【０００９】
本発明によれば、互いに軸方向に離間されている、第１変位検出部と、第２変位検出部とを有しているから、第１変位検出部の検出信号と、第２変位検出信号の検出信号に基づいて、軸方向の並進の変位に基づく並進荷重を算出できるのは勿論のこと、センサ付き転がり軸受装置の軸方向の位置による変位の変動を検出できて、この変位の変動に基づいて、センサ付き転がり軸受装置に作用しているモーメント荷重を算出できる。
【００１０】
また、本発明によれば、第２軌道部材の外周面に円筒状の磁石が外嵌されていて、かつ、磁石の外周面には、上記磁石の周方向にＮ極とＳ極が交互に位置している一方、上記磁石の内周面には、上記周方向にＳ極とＮ極が交互に位置しており、さらに、上記磁石が相対回転した際に、上記Ｎ極と上記Ｓ極が生成する磁気情報を読み取り可能な位置に、上記第１ホール素子および上記第２ホール素子が配置されているから、上記第１ホール素子および上記第２ホール素子の少なくとも一方で、上記磁石の上記相対回転の情報をピックアップすることができて、上記回転信号検出部によって、その相対回転の情報を、回転軌道部材（第１軌道部材または第２軌道部材）の回転速度に変換することができる。
【００１１】
すなわち、本発明によれば、変位を検出される磁石に回転速度検出機能を兼用させているから、センサ付き転がり軸受装置をコンパクトにすることができると共に、センサ付き転がり軸受装置の製造コストを抑制できる。
【００１２】
また、一実施形態では、
上記第１変位検出部と上記第２変位検出部とは、軸方向から見て略重なり、
上記第１変位検出部は、４つの上記第１ホール素子を有する一方、上記第２変位検出部は、４つの上記第２ホール素子を有しており、
４つの上記第１ホール素子は、上記周方向に等間隔に配置されている。
【００１３】
上記実施形態によれば、上記第１変位検出部と上記第２変位検出部とは、軸方向から見て略重なり、上記第１変位検出部は、４つの上記第１ホール素子を有する一方、上記第２変位検出部は、４つの上記第２ホール素子を有しており、４つの上記第１ホール素子は、上記周方向に等間隔に配置されているから、センサ付き転がり軸受装置の軸方向の位置による変位の変動を容易かつ正確に検出できる。したがって、モーメント荷重の検出を正確に行うことができる。
【００１４】
また、一実施形態では、
上記第２軌道部材は、車輪を取り付けるための車輪取付用のフランジを有すると共に、上記第１軌道部材は、車体を取り付けるための車体取付用のフランジを有し、
上記変位信号検出部は、４つの上記第１ホール素子および４つの上記第２ホール素子の夫々において、上記第１または第２ホール素子が出力する信号から上記磁石の変位に伴う信号を検出し、
上記変位信号検出部からの信号を受けて、上記第１ホール素子の夫々において、上記第１ホール素子の上記磁石の変位に伴う信号と、上記第１ホール素子に上記軸方向に略重なる上記第２ホール素子の上記磁石の変位に伴う信号との差を算出して、この差に基づいて上記車輪に作用している複数のモーメント荷重を算出するモーメント荷重算出部を有している。
【００１５】
上記実施形態によれば、モーメント荷重算出部で、車輪に作用しているモーメント荷重を算出できる。したがって、車輪の回転速度、車輪に作用しているモーメント荷重を算出できて、これらの情報に基づいて、車両の走行の際の運転制御を正確に行うことができる。
【００１６】
また、上記実施形態によれば、上記モーメント荷重算出部は、上記第１ホール素子の夫々において、上記第１ホール素子の上記磁石の変位に伴う信号と、上記磁石が変位していない状態で、上記第１ホール素子に略上記軸方向に重なる上記第２ホール素子の上記磁石の変位に伴う信号との差を算出して、この差に基づいて上記車輪に作用しているモーメント荷重を算出するようになっているから、検出する方向における変位の検出の感度を略２倍することができると共に、検出する方向における温度ドリフトのノイズを除去することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のセンサ付き転がり軸受装置によれば、互いに軸方向に離間されている、第１変位検出部と、第２変位検出部とを有しているから、第１変位検出部の検出信号と、第２変位検出信号との信号に基づいて、軸方向の並進の変位を算出できるのは勿論のこと、センサ付き転がり軸受装置の軸方向の位置による変位の変動を検出できて、この変位の変動に基づいて、センサ付き転がり軸受装置に作用しているモーメント荷重を算出できる。
【００１８】
また、本発明のセンサ付き転がり軸受装置によれば、第２軌道部材の外周面に円筒状の磁石が外嵌されていて、かつ、磁石の外周面には、上記磁石の周方向にＮ極とＳ極が交互に位置している一方、上記磁石の内周面には、上記周方向にＳ極とＮ極が交互に位置しており、さらに、上記磁石が相対回転した際に、上記Ｎ極と上記Ｓ極が生成する磁気情報を読み取り可能な位置に、上記第１ホール素子および上記第２ホール素子が配置されているから、上記第１ホール素子および上記第２ホール素子の少なくとも一方で、上記磁石の上記相対回転の情報をピックアップすることができて、上記回転信号検出部によって、その相対回転の情報を、回転軌道部材の回転速度に変換することができる。すなわち、本発明によれば、変位を検出される磁石に回転速度検出機能を兼用させているから、センサ付き転がり軸受装置をコンパクトにすることができると共に、センサ付き転がり軸受装置の製造コストを抑制できる。したがって、変位検出部に独立なＡＢＳセンサを別途設ける必要がないから、センサ付き転がり軸受装置をコンパクトにすることができると共に、センサ付き転がり軸受装置の製造コストを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明のセンサ付き転がり軸受装置の一実施形態であるハブユニットの軸方向の断面図である。
【００２１】
このハブユニットは、内軸１、内輪２、第１軌道部材としての外輪３、転動体としての複数の第１の玉４、転動体としての複数の第２の玉５、ケース部材６、および、センサ装置１０を備える。
【００２２】
上記内軸１は、小径軸部１９と、中径軸部２０と、第２軸部としての大径軸部２１とを有している。上記小径軸部１９の外周面には、ネジが形成されている。上記中径軸部２０は、小径軸部１９に段部１８を介して連なると共に、小径軸部１９の外径よりも大きい外径を有している。上記大径軸部２１は、中径軸部２０の小径軸部１９側とは反対側に位置している。上記大径軸部２１は、中径軸部２０に段部２２を介して連なると共に、中径軸部２０の外径よりも大きい外径を有している。上記大径軸部２１の外周面は、軌道面としてのアンギュラ型の軌道溝２３を有し、この軌道溝２３の外径は、中径軸部２０から離れるにしたがって、大きくなっている。
【００２３】
上記内軸１は、センター穴３１を有している。上記センター穴３１は、内軸１の軸方向の大径軸部２１側の端面の径方向の中央部に、形成されている。上記第センター穴３１は、円筒状の部分を有し、軸方向に所定距離延在している。また、上記内軸１は、軸方向の大径軸部２１側の端部に、車輪（図示せず）を取り付けるための、車輪取付用のフランジ５０を有している。
【００２４】
上記内輪２は、内軸１の中径軸部２０の外周面に外嵌されて固定されている。上記内輪２の軸方向の大径軸部２１側の端面は、上記段部２２に当接している。上記内輪２は、その外周面の大径軸部２１側に軌道面としてのアンギュラ型の軌道溝２８を有している。この軌道溝２８の外径は、大径軸部２１から離れるにしたがって、大きくなっている。上記内輪２の外周面は、軸方向の大径軸部２１側とは反対側に、円筒外周面２６を有し、この円筒外周面２６は、軌道溝２８の大径軸部２１側とは反対側に位置する軌道肩部２９に段部３０を介して連なっている。軌道肩部２９は、円筒外周面３５を有している。内輪２の外周面の軸方向の端部に位置する円筒外周面２６の外径は、軌道肩部２９の円筒外周面３５の外径よりも小さくなっている。
【００２５】
内輪２の軸方向の大径軸部２１側の端面は、段部２２に当接している。図１に示すように、ナット６３が、小径軸部１９のネジに螺合している。内輪２の軸方向の大径軸部２１側とは反対側の端面は、ナット６３の軸方向の大径軸部２１側の端面に当接している。ナット６３を、軸方向の大径軸部２１側に所定距離ネジ込むことにより、内輪２を、内軸１に確実に固定するようになっている。
【００２６】
上記外輪３は、大径軸部２１の径方向の外方に位置している。上記外輪３の内周面は、軌道面としてのアンギュラ型の第１軌道溝４４と、軌道面としてのアンギュラ型の第２軌道溝４５とを有している。上記外輪３は、車体への固定のための車体取付用のフランジ７５を有している。上記複数の第１の玉４は、内輪２の軌道溝２８と、外輪３の第１軌道溝４４との間に、第１保持器４０によって保持された状態で、周方向に互いに間隔をおいて配置されており、上記複数の第２の玉５は、内軸１の軌道溝２３と、外輪３の第２軌道溝４５との間に、第２保持器４１によって保持された状態で、周方向に互いに間隔をおいて配置されている。
【００２７】
上記ケース部材６は、筒部材５２と、円板状の蓋部材５３とで構成されている。筒部材５２の内周面の外輪３側の端部は、外輪３の外周面の小径軸部１９側の端部に止めネジ５５により固定されている。一方、蓋部材５３は、筒部材５２の外輪側とは反対側の開口を閉塞している。このようにして、センサ付き転がり軸受装置の内部へ異物が侵入するのを防止している。
【００２８】
上記センサ装置１０は、第１変位検出部７０と、第２変位検出部７１と、筒状の磁石７３とを有する。このセンサ付き転がり軸受装置は、柱状の第１固定部１０７と、柱状の第２固定部１０８と、磁石固定部材１０９とを有する。上記第１固定部１０７および第２固定部１０８の夫々は、筒部材５２の内周面に固定され、径方向に延在し、第１固定部１０７は、第１固定部１０７に軸方向に間隔をおいて位置している。上記第１変位検出部７０は、第１固定部１０７の径方向の内方の端面に固定されている一方、第２変位検出部７１は、第２固定部１０８の径方向の内方の端面に固定されている。
【００２９】
上記磁石固定部材１０９は、筒部材である。筒部材１０９の軸方向の一端部は、内輪２の円筒外周面２６に圧入によって押しこまれている。換言すると、磁石固定部材１０９の上記一端部は、内輪２の外周面の一端部としての円筒外周面２６に外嵌されて固定されている。
【００３０】
上記内軸１、内輪２および磁石固定部材１０９は、第２軌道部材を構成している。上記筒状の磁石７３は、磁石固定部材１０９の外周面に外嵌されて固定されている。
【００３１】
図２は、図１における変位検出部７０,７１の周辺の拡大断面図である。
【００３２】
図２に示すように、第２変位検出部７１は、第１変位検出部７０よりも車輪側（車輪取付用のフランジ５０側）に位置している。上記第１変位検出部７０は、第２変位検出部７１と同一であり、第１変位検出部７０は、第２変位検出部７１に対して軸方向に間隔において配置されている。第１変位検出部７０の全体は、第２変位検出部７１に略軸方向に重なっている。
【００３３】
上記第１変位検出部７０は、４つのホール素子（以下、第１ホール素子という）８４からなる一方、第２変位検出部７１は、４つのホール素子（以下、第２ホール素子という）９４を有する。
【００３４】
上述のように、第１変位検出部７０と、第２変位検出部７１とは、柱状の第１固定部１０７および柱状の第２固定部１０８を介して、ケース部材６に固定できるようになっている。したがって、第１変位検出部７０と、第２変位検出部７１とをケース部材６に固定した後、ケース部材６を、上述のように外輪３の外周面に固定するだけで、第１および第２変位検出部７０,７１を、ハブユニットに簡易に固定することができる。すなわち、変位検出部７０,７１を、個別に外輪３に取り付ける必要がなく、しかも、外輪３に変位検出部７０,７１装着用の貫通穴等の取付構造を設ける必要もない。また、ケース部材６に対する変位検出部７０,７１の相対位置が予め確定することになるから、磁石７３に対する変位検出部７０,７１の位置決めを正確かつ容易に行うことができる。
【００３５】
図３は、第１変位検出部７０および第２変位検出部７１と、磁石７３との相対位置の関係を示す図である。
【００３６】
上記磁石７３は、所謂パルサリングであり、磁石７３の外周面には、周方向にＮ極とＳ極が交互に位置している一方、磁石７３の内周面には、上記周方向にＳ極とＮ極が交互に位置している。図３に示すように、磁石７３の外周面のＮ極部分は、磁石７３の内周面のＳ極部分に径方向に対向し、磁石７３の外周面のＳ極部分は、磁石７３の内周面のＮ極部分に径方向に対向している。
【００３７】
図３に示すように、軸方向の断面において、第１ホール素子８４の軸方向の内方の端面、第２ホール素子９４の軸方向の内方の端面、および、磁石７３の外周面は、略平行になっている。
【００３８】
第１ホール素子８４の径方向の内方の端面における軸方向の中心部は、磁石７３の軸方向の一方の側の端面に間隔をおいて径方向に対向している一方、第２ホール素子９４の径方向の内方の端面における軸方向の中心部は、磁石７３の軸方向の他方の側の端面に間隔をおいて径方向に対向している。
【００３９】
図４は、磁石７３と、第１ホール素子８４とを通る径方向の断面図であり、第１ホール素子８４の周方向の配置構成を説明する図である。尚、説明しないが、第２ホール素子９４についても、第１ホール素子８４と同一の周方向の配置構造を有している。第２ホール素子９４の構造および添え字の説明は、第１ホール素子８４の構造および添え字の説明をもって省略する。
【００４０】
４つの第１ホール素子８４は、内軸１の周方向に等間隔に配置されている。詳細には、第１ホール素子８４は、ハブユニットが所定の位置に設置されている状態で、磁石７３の最も鉛直上方に位置する部分に径方向に対向する位置、磁石７３の最も鉛直下方に位置する部分に径方向に対向する位置、磁石７３における、このハブユニットが取り付けられている車両の最も前方側の位置に径方向に対向する位置、および、磁石７３における、このハブユニットが取り付けられている車両の最も後方側の位置に径方向に対向する位置に設置されている。
【００４１】
以下、ハブユニットが所定の位置に設置されている状態で、磁石７３の最も鉛直上方に位置する部分に径方向に対向する位置に設置されている第１ホール素子８４を、第１ホール素子８４ｔとし、磁石７３の最も鉛直下方に位置する部分に径方向に対向する位置に設置されている第１ホール素子８４を、第１ホール素子８４ｂとし、磁石７３における、このハブユニットが取り付けられている車両の最も前方側の位置に径方向に対向する位置に設置されている第１ホール素子８４を、第１ホール素子８４ｆとし、ターゲット部材７３における、このハブユニットが取り付けられている車両の最も後方側の位置に径方向に対向する位置に設置されている第１ホール素子８４を、第１ホール素子８４ｒとする。
【００４２】
第１変位検出部７０と、第２変位検出部７１とは、合わせて８個のホール素子、すなわち、第１ホール素子８４ｔ,８４ｂ,８４ｆ,８４ｒおよび第２ホール素子９４ｔ,９４ｂ,９４ｆ,９４ｒを有している。８個のホール素子８４ｔ,８４ｂ,８４ｆ,８４ｒ,９４ｔ,９４ｂ,９４ｆ,９４ｒは、同一である。
【００４３】
図５は、上記第１変位検出部７０に接続されたギャップ検出回路の一例を示す図である。尚、説明は省略するが、第２変位検出部７１にも、第１変位検出部７０に接続されたのと同一のギャップ検出回路が接続されている。
【００４４】
図５に示すように、鉛直方向に位置する２つの第１ホール素子８４ｔ,８４ｂの夫々は、発振器１３０に接続されている。発振器１３０から一定周期の交流電流が、第１ホール素子８４ｔ,８４ｂに供給されるようになっている。第１ホール素子８４ｔ,８４ｂの夫々には、同期用のコンデンサ１３１が並列に接続されている。
【００４５】
そして、第１ホール素子８４ｔと第１ホール素子８４ｂの出力電圧の飽絡線の値（以下、各ホール素子において、下記に詳述する、ホール素子の出力電圧の飽絡線の値を、変位検出値と呼ぶことにする）を、差動アンプ１３２に入力して、鉛直方向に対応する出力電圧（変位検出値）とすることにより、温度ドリフトのノイズを取り除くと共に、差動増幅によって鉛直方向の変位信号の感度を略２倍に向上するようにしている。なお、説明は省略するが、前後方向に位置する２つの第１ホール素子８４ｆ,８４ｒについても、上記と同様に差動アンプで差を取ることによって温度ドリフトのノイズを取り除くと共に、前後方向の変位信号の感度を略２倍に向上するようにしている。
【００４６】
ホール素子８４ｔ,８４ｂ,８４ｆ,８４ｒ,９４ｔ,９４ｂ,９４ｆ,９４ｒから磁石７３までの径方向のギャップ、および、ホール素子８４ｔ,８４ｂ,８４ｆ,８４ｒ,９４ｔ,９４ｂ,９４ｆ,９４ｒと磁石との径方向の重なりが変動すると、ホール素子８４ｔ,８４ｂ,８４ｆ,８４ｒ,９４ｔ,９４ｂ,９４ｆ,９４ｒが検出する磁力の大大きさが変動して、ホール素子８４ｔ,８４ｂ,８４ｆ,８４ｒ,９４ｔ,９４ｂ,９４ｆ,９４ｒからの出力電圧が変動する。したがって、この出力電圧の変動を検出することにより、ホール素子８４ｔ,８４ｂ,８４ｆ,８４ｒ,９４ｔ,９４ｂ,９４ｆ,９４ｒから磁石７３までの径方向のギャップと、磁石７３の軸方向の変位とを検出するようになっている。
【００４７】
磁石７３は、磁石７３が軸方向に移動した場合に、第１ホール素子８４ｔと第２ホール素子９４ｔが検出する変位検出値を正負逆向きに変化させるように、第１および第２ホール素子８４ｔ,９４ｔに対する軸方向位置が設定されている。第１ホール素子８４ｔの変位検出値と、第２ホール素子９４ｔの変位検出値の差を取ることにより、内輪２（内軸１）の軸方向の並進量（軸方向の変位であり、並進荷重と相関関係がある）を検出するようになっている。
【００４８】
車両の中心側（以下、インナ側という）の第１ホール素子８４ｔ,８４ｂ,８４ｆ,８４ｒの変位検出値と、車輪側（以下、アウタ側という）の第２ホール素子９４ｔ,９４ｂ,９４ｆ,９４ｒの変位検出値の差（同じ添え字を有するホール素子の変位検出値の差）を取ることにより、第２軌道部材の軸方向への単位並進量に対する変位検出値が増幅され、これによってセンサ装置１０の軸方向の変位の検出感度を高めることができるのである。
【００４９】
図６は、変位検出部７０,７１と、蓋部材５３に対して、変位検出部７０,７１とは反対側に位置する信号処理部１４０との接続構造を示す図である。
【００５０】
上記変位センサ１０は、信号処理部１４０を有し、各ホール素子８４ｔ,８４ｂ,８４ｆ,８４ｒ,９４ｔ,９４ｂ,９４ｆ,９４ｒは、ケース部材６の蓋部材５３を貫通する信号線３６を介して信号処理部１４０に接続されている。各ホール素子８４ｔ,８４ｂ,８４ｆ,８４ｒ,９４ｔ,９４ｂ,９４ｆ,９４ｒから得られた出力電圧（変位検出値）は、信号処理部１４０で以下に述べる演算方法で演算され、これによって車輪に作用する各方向のモーメント荷重及び並進荷重を、算出するようになっている。
【００５１】
図７は、本実施形態で使用する方向について説明する図であり、図８Ａ、図８Ｂは、本実施形態で使用するホール素子の変位検出値の定義を説明する図である。図８Ａは、ホール素子を、径方向の外方からみた図であり、図８Ｂは、ホール素子を、軸方向からみた図である。
【００５２】
図７に示すように、本実施形態では、車輪の前後水平方向をｘ軸方向、車輪の左右水平方向（軸方向）をｙ軸方向、車輪の上下方向をｚ軸方向と定義する。
【００５３】
また、図８Ａに示すように、インナ側の第１ホール素子８４ｔ,８４ｂ,８４ｆ,８４ｒの変位検出値に、添え字「ｉ」を使用し、アウタ側の第２ホール素子９４ｔ,９４ｂ,９４ｆ,９４ｒに添え字「ｏ」を使用する。また、上ですでに説明したように、前側のホール素子の変位検出値を「ｆ（front）」と定義し、後側のホール素子の変位検出値を「ｒ（rear）」と定義し、上側のホール素子の変位検出値を「ｔ（top）」と定義し、下側のホール素子の変位検出値を「ｂ（bottom）」と定義する。
【００５４】
尚、図８Ｂに示されている事実、すなわち、インナ側の第１ホール素子８４ｔ,８４ｂ,８４ｆ,８４ｒと、アウタ側の第２ホール素子９４ｔ,９４ｂ,９４ｆ,９４ｒとが、軸方向に正確に重なっているといる事実は、上述した第１変位検出部７０の全体が、略第２変位検出部７１に軸方向に重なっているという事実と整合している。
【００５５】
話を元に戻して、センサ装置１０が有する合計８つのホール素子の変位検出値は、次のように定義される。
ｆｉ：第１ホール素子８４ｆの変位検出値
ｒｉ：第１ホール素子８４ｒの変位検出値
ｔｉ：第１ホール素子８４ｔの変位検出値
ｂｉ：第１ホール素子８４ｂの変位検出値
ｆｏ：第２ホール素子９４ｆの変位検出値
ｒｏ：第２ホール素子９４ｒの変位検出値
ｔｏ：第２ホール素子９４ｔの変位検出値
ｂｏ：第２ホール素子９４ｂの変位検出値
【００５６】
以下、ｙ軸方向の並進荷重Ｆｙに対応する独立変数（ｓＦｙ）について説明する。
【００５７】
車輪にアウタ側からインナ側にｙ軸方向の並進荷重Ｆｙが作用した場合、第２軌道部材（回転軌道部材）は、その荷重の向きに変位し、磁石７３の位置が軸方向にずれる。このため上述したように、インナ側の各第１ホール素子の変位検出値（本実施形態では出力電圧）ｆｉ、ｒｉ、ｔｉ、ｂｉは、軸方向の移動量δの増大に伴っていずれも減少し、アウタ側の各第２ホール素子の変位検出値ｆｏ、ｒｏ、ｔｏ、ｂｏは、軸方向の移動量δの増大に伴っていずれも増大する。
【００５８】
そこで、図９、すなわち、各ホール素子の出力から演算した独立変数と、車輪に作用する実際の荷重との対応関係を示すマトリックス図、に示すように、次の式（１）で算出されるｓＦｙを、ｙ軸方向の並進荷重Ｆｙに対応する独立変数として採用する。
ｓＦｙ＝（ｆｉ＋ｒｉ＋ｔｉ＋ｂｉ）−（ｆｏ＋ｒｏ＋ｔｏ＋ｂｏ）
・・・（１）
【００５９】
このように、インナ側の各ホール素子の変位検出値とアウタ側の各ホール素子の変位検出値の差を取ることで、回転軌道輪の軸方向への単位並進量に対するｓＦｙが増幅されるので、センサ装置１０全体としての軸方向変位の検出感度を高めることができる。
【００６０】
ｘ軸方向の変位の変位検出値と、ｚ軸方向の変位の変位検出値については、次のように求められる。
【００６１】
ｘ軸方向については、前ホール素子の変位検出値ｆと、後ホール素子の変位検出値ｒとの差によってｘ軸方向変位の変位検出値とし、ｚ軸方向については、上ホール素子の変位検出値ｔと、下ホール素子の変位検出値ｂの差によってｚ軸方向変位の変位検出値とする。前後のホール素子の出力同士及び上下のホール素子の出力同士では、それぞれ同じ方向に同じ量だけ温度の影響が出ることから、上記のように差を取ることによって温度ドリフトが取り除かれる。
【００６２】
本実施形態では、インナ側と、アウタ側にホール素子８４ｔ,８４ｂ,８４ｆ,８４ｒ,９４ｔ,９４ｂ,９４ｆ,９４ｒを配置しているので、次に示す通り、インナ側とアウタ側のそれぞれの位置において、ｘ軸方向の変位の変位検出値と、ｚ軸方向の変位の変位検出値が得られる。
インナ側でのｘ軸方向の変位の変位検出値  ｘｉ＝ｆｉ−ｒｉ
インナ側でのｚ軸方向の変位の変位検出値  ｚｉ＝−ｔｉ＋ｂｉ
アウタ側でのｘ軸方向の変位の変位検出値  ｘｏ＝ｆｏ−ｒｏ
アウタ側でのｚ軸方向の変位の変位検出値  ｚｏ＝−ｔｏ＋ｂｏ
【００６３】
ｚ軸回りのモーメント荷重Ｍｚに対応する独立変数（ｓＭｚ）は、次のように求められる。
【００６４】
図１０は、ｚ軸回りのモーメント荷重Ｍｚのみが作用する純モーメントの状態の各種変数の関係を示す図である。
【００６５】
軸受装置の中心Ｏ（図１参照）からインナ側ホール素子（第１ホール素子）の検出位置までの軸方向距離をＬｉ、軸受中心Ｏからアウタ側ホール素子（第２ホール素子）の検出位置までの軸方向距離をＬｏとすると、ｚ軸回りのモーメント荷重Ｍｚに対応する変位検出値は、理論的には次の式（２）で算出されるｍｚで表される。このｍｚは、図１０に示すように、θが十分に小さい場合には、ｘｉと一致する。
ｍｚ＝Ｌｉ×ｔａｎθ
＝Ｌｉ×ｔａｎ（（ｘｉ−ｘｏ）／（Ｌｉ−Ｌｏ））
・・・（２）
【００６６】
しかし、実際には、図１１、すなわち、ｚ軸回りのモーメント荷重Ｍｚのみを作用させた場合におけるＭｚと、ｍｚおよびｘｉの変位検出値との関係の一例を示す図に示すように、ｍｚは、ｘｉとは一致せず、かつ、ｍｚと、ｘｉの変位検出値の傾きも一致しない。
【００６７】
このため、図１２にｋｚで示すｘｉ直線の傾きをｍｚ直線の傾きで除算して得られる補正係数を導入する。補正係数ｋｚを、上記ｍｚに乗じることで、次の式（３）に示す通り、ｚ軸回りのモーメント荷重Ｍｚに対応する独立変数ｓＭｚが得られる。
ｓＭｚ＝−ｍｚ×ｋｚ
・・・（３）
【００６８】
尚、式（３）において、右辺のマイナス（−）は、その他の独立変数（上記ｓＦｙ及び下記のｓＭｘ等）と符号を一致させるためのものである。
【００６９】
ｘ軸回りのモーメント荷重Ｍｘに対応する独立変数（ｓＭｘ）は、次のように求められる。
【００７０】
ｘ軸方向と、ｚ軸方向とは９０度、座標変換した関係にある。したがって、ｘ軸回りのモーメント荷重Ｍｘに対応する独立変数ｓＭｘは、上記ｓＭｚの場合と同様の考え方により、次の式（４）によって算出することができる。
ｓＭｘ＝ｍｘ×ｋｘ
・・・（４）
【００７１】
なお、上記式（４）におけるｋｘは、図１２で定義される値であり、ｋｚと同じ趣旨で導入した補正係数であり、ｚｉ直線の傾きをｍｘ直線の傾きで除算して得られる補正係数である。このｋｘは、図１３に示す、ｘ軸回りのモーメント荷重Ｍｘのみを作用させた場合における、Ｍｘと、ｍｘおよびｚｉの変位検出値との関係を示す図から求められる。
【００７２】
ｚ軸方向の並進荷重Ｆｚに対応する独立変数（ｓＦｚ）、および、ｘ軸方向の並進荷重Ｆｘに対応する独立変数（ｓＦｘ）は、夫々次のように求められる。
【００７３】
図１４は、ｚ軸回りのモーメント荷重Ｍｚとともに、ｘ軸方向の並進加重Ｆｘが作用する状態を仮定した場合の第２軌道部材の変形状態を示す図であり、各種変数の関係を示す図である。
【００７４】
インナ側でのｘ軸方向変位の変位検出値ｘｉには、ｚ軸回りのモーメント荷重Ｍｚに対応する独立変数ｓＭｚの成分と、ｘ軸方向の並進加重Ｆｘに対応する独立変数ｓＦｘの成分が含まれている。ｘ軸方向の並進加重Ｆｘに対応する独立変数ｓＦｘは、上記ｘｉからｓＭｚを差し引くことによって求めることができる。
【００７５】
このことは、ｚ軸方向の並進荷重Ｆｚに対応する独立変数であるｓＦｚの場合にも、同様に当てはまる。したがって、ｚ軸方向の並進荷重Ｆｚによる独立変数ｓＦｚと、ｘ軸方向の並進荷重Ｆｘによる独立変数ｓＦｘは、それぞれ次の式（５）及び式（６）で算出することができる。
ｓＦｚ＝ｚｉ−ｍｘ×ｋｘ
・・・（５）
ｓＦｘ＝ｘｉ−ｍｚ×ｋｚ
・・・（６）
【００７６】
図１５は、これまで説明した、変数ｓＦｘ、ｓＦｙ、ｓＦｚ、ｓＭｘおよびｓＭｚの算出方法を、ダイアグラム的に示す図である。図１５に示すように、ｓＦｙを先ず求め、その値を元に、ｓＦｘ、ｓＦｚ、ｓＭｘおよびｓＭｚを求めることができるようになっている。
【００７７】
図１６は、上記式（１）,（３）,（４）,（５）,（６）によって得られる各独立変数ｓＦｘ、ｓＦｙ、ｓＦｚ、ｓＭｘ及びｓＭｚと、車輪に作用する実際の荷重であるＦｘ、Ｆｙ、Ｆｚ、Ｍｘ及びＭｚとの対応関係を表すマトリックス図である。
【００７８】
すなわち、車輪に対して実際に負荷したＦｘ、Ｆｙ、Ｆｚ、Ｍｘ及びＭｚを入力とし、式（１）,（３）,（４）,（５）,（６）によって得られる各独立変数ｓＦｘ、ｓＦｙ、ｓＦｚ、ｓＭｘおよびｓＭｚを出力として、それらの変数間の直線グラフをマトリックス化したものである。
【００７９】
図１６のマトリックス図に示すように、Ｆｘに対してはｓＦｘのみが傾きを有する直線グラフとなり、その他のＦｙ、Ｆｚ、ＭｘおよびＭｚには反応がなく、これと同様に、マトリックス図の対角部分だけが直線グラフになっている。従って、これら５つの独立変数ｓＦｘ、ｓＦｙ、ｓＦｚ、ｓＭｘおよびｓＭｚは、車輪に作用する実際の荷重である５分力Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ、ＭｘおよびＭｚと線形独立の関係にある。
【００８０】
このため、それらの独立変数ｓＦｘ、ｓＦｙ、ｓＦｚ、ｓＭｘおよびｓＭｚが求まれば、車輪に作用する５つの荷重Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ、ＭｘおよびＭｚを未知数とした５元連立一次方程式を解くことにより、その各荷重Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ、ＭｘおよびＭｚを演算することができる。
【００８１】
本実施形態では、ＥＣＵ等よりなる前記信号処理部１４０には、上記した各式（１）,（３）,（４）,（５）,（６）と５元連立一次方程式を解く演算回路（ハードウェア）ないし制御プログラム（ソフトウェア）が組み込まれている。このため、各ホール素子による８つの変位検出値ｆｉ、ｒｉ、ｔｉ、ｂｉ、ｆｏ、ｒｏ、ｔｏおよびｂｏに基づいて、車輪に作用する実際の荷重Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ、ＭｘおよびＭｚを求めることができる。
【００８２】
図１７は、各ホール素子８４ｔ,８４ｂ,８４ｆ,８４ｒ,９４ｔ,９４ｂ,９４ｆ,９４ｒにおいて、各ホール素子の検出値から上記変位検出値を抽出する方法、および、各ホール素子８４ｔ,８４ｂ,８４ｆ,８４ｒ,９４ｔ,９４ｂ,９４ｆ,９４ｒの検出値から内軸１の回転速度を求める方法を示す図である。
【００８３】
以下、例として、第１ホール素子８４ｔについて、変位検出値および回転速度を表すパルス信号の求め方を説明する。尚、ホール素子８４ｂ,８４ｆ,８４ｒ,９４ｔ,９４ｂ,９４ｆ,９４ｒについても、第１ホール素子８４ｔと同一の処理を行っている。ホール素子８４ｂ,８４ｆ,８４ｒ,９４ｔ,９４ｂ,９４ｆ,９４ｒについての信号処置については、ホール素子８４ｔの信号処理の説明をもって説明を省略する。
【００８４】
図１８は、第１ホール素子８４ｔの検出値の一例を示す図である。図１８に示すように、第１ホール素子８４ｔの検出値は、磁石７３に周方向に交互に着磁されたＮ極とＳ極に起因する回転パルス信号と、第１ホール素子８４ｔに対する、磁石７３の位置に関係する荷重信号とを含んでいる。
【００８５】
図１７に示すように、第１ホール素子８４ｔからの検出値は、変位信号検出部の一例としての周知の飽絡線検波回路２５０に入力されるようになっている。飽絡線検波回路２５０によって、第１ホール素子８４ｔの検出値の飽絡線が取り出され、第１ホール素子８４ｔに対する、磁石７３の位置に関係する荷重信号のみをピックアップするようになっている。
【００８６】
この荷重信号が、上述の複数の荷重の算出に用いる記変位検出値である。このようにして、各ホール素子８４ｔ,８４ｂ,８４ｆ,８４ｒ,９４ｔ,９４ｂ,９４ｆ,９４ｒについて、変位検出値を求め、その値を、図５に示すギャップ検出回路で処理するようになっている。そして、その後、ギャップ検出回路で処理した信号を、周知のサンプルホールド回路２５１（図１７参照）で処理した後、物理量算出部２５２（図１７参照）で、適宜、アナログ信号をデジタル信号に変換して、図１５に示すプロセスで、各荷重Ｆｘ、Ｆｙ、Ｆｚ、ＭｘおよびＭｚを算出するようになっている。
【００８７】
図１７に示すように、第１ホール素子８４ｔからの検出値は、回転信号検出部としての回転数検出回路２５３に入力されるようになっている。回転数検出回路２５３は、所定の電圧値を閾値として、第１ホール素子８４ｔからの検出値と、上記閾値とを比較して、第１ホール素子８４ｔからの検出値を、ハイ信号とロウ信号が繰り返されるパルス信号に変換するようになっている。上記パルス信号の周期に基づいて、環状部１５０、すなわち、内軸１の回転速度が算出するようになっている。
【００８８】
尚、上記ギャップ検出回路、サンプルホールド回路２５１および物理量算出部２５２は、モーメント荷重算出部を構成している。また、上記ギャップ検出回路、飽絡線検波回路２５０、サンプルホールド回路２５１および物理量算出部２５２は、信号処理部１４０に含まれている。
【００８９】
上記実施形態のセンサ付き転がり軸受装置によれば、互いに軸方向に離間されている、第１変位検出部７０と、第２変位検出部７１とを有しているから、第１変位検出部７０の検出信号と、第２変位検出信号７１の検出信号とに基づいて、軸方向の並進の変位に基づく並進荷重を算出できるのは勿論のこと、センサ付き転がり軸受装置の軸方向の位置による変位の変動を検出できて、この変位の変動に基づいて、センサ付き転がり軸受装置に作用しているモーメント荷重を算出できる。
【００９０】
上記実施形態のセンサ付き転がり軸受装置によれば、第２軌道部材の一部をなす磁石固定部材１０９の外周面に円筒状の磁石７３が外嵌されていて、かつ、磁石７３の外周面には、磁石７３の周方向にＮ極とＳ極が交互に位置している一方、磁石７３の内周面には、周方向にＳ極とＮ極が交互に位置しており、さらに、磁石７３が相対回転した際に、Ｎ極と上記Ｓ極が生成する磁気情報を読み取り可能な位置に、第１ホール素子８４ｔ,８４ｂ,８４ｆ,８４ｒおよび第２ホール素子,９４ｔ,９４ｂ,９４ｆ,９４ｒが配置されているから、第１ホール素子８４ｔ,８４ｂ,８４ｆ,８４ｒおよび第２ホール素子９４ｔ,９４ｂ,９４ｆ,９４ｒの少なくとも一方で、磁石７３の回転の情報をピックアップすることができて、回転数検出回路２５３によって、その回転の情報を、内軸１の回転速度に変換することができる。
【００９１】
すなわち、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受装置によれば、変位を検出される磁石７３に回転速度検出機能を兼用させているから、センサ付き転がり軸受装置をコンパクトにすることができると共に、センサ付き転がり軸受装置の製造コストを抑制できる。
【００９２】
また、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受装置によれば、第１変位検出部７０と第２変位検出部７１とは、同一であると共に、第１変位検出部７０の全体は、第２変位検出部７１に略上記軸方向に重なっており、かつ、第１変位検出部７０は、周方向に等間隔に配置された４つの同一の第１ホール素子８４ｔ,８４ｂ,８４ｆ,８４ｒを有しているから、センサ付き転がり軸受装置の軸方向の位置による変位の変動を容易かつ正確に検出できる。したがって、モーメント荷重の検出を正確に行うことができる。
【００９３】
また、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受装置によれば、モーメント荷重算出部で、車輪に作用しているモーメント荷重を算出できる。したがって、車輪の回転速度、車輪に作用しているモーメント荷重を算出できて、これらの情報に基づいて、車両の走行の際の運転制御を正確に行うことができる。
【００９４】
また、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受装置によれば、上記モーメント荷重算出部は、第１ホール素子８４ｔ,８４ｂ,８４ｆ,８４ｒの夫々において、第１ホール素子８４ｔ,８４ｂ,８４ｆ,８４ｒの磁石７３の変位に伴う信号と、第１ホール素子８４ｔ,８４ｂ,８４ｆ,８４ｒに略軸方向に重なる第２ホール素子９４ｔ,９４ｂ,９４ｆ,９４ｒの磁石７３の変位に伴う信号との差を算出して、この差に基づいて車輪に作用しているモーメント荷重を算出するようになっているから、検出する方向における変位の検出の感度を略２倍することができると共に、検出する方向における温度ドリフトのノイズを除去することができる。
【００９５】
尚、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受装置では、筒状の磁石７３を、内輪２に固定された磁石固定部材１０９の外周面に固定されたが、この発明では、筒状の磁石を、内軸の外周面や、内輪の外周面に固定しても良い。
【００９６】
また、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受装置では、内軸１に、内軸１と別体の内輪２が嵌合される構成であったが、この発明では、内輪がなくて、第２軌道部材が、内軸単体で構成されても良く、内軸が、内軸の外周面に二つの軌道面を有する構成であっても良い。
【００９７】
また、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受装置では、変位検出部７０,７１を、固定部１０７,１０８を介してケース部材６に固定したが、この発明では、変位検出部を、直接ケース部材に取り付けても良い。また、変位検出部を、部材を介して外輪に取り付けても良く、変位検出部を、外輪に直接取り付けても良い。
【００９８】
また、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受装置では、外輪３が、固定軌道輪を構成し、内周側の内軸２等が、回転軌道輪を構成したが、内周側の内軸等が、固定軌道輪を構成し、外輪が、回転軌道輪を構成しても良い。
【００９９】
また、上記実施形態では、センサ付き転がり軸受装置が、ハブユニットであったが、この発明のセンサ付き転がり軸受装置は、ハブユニットに限らず、ハブユニット以外の如何なる軸受装置であっても良い。上記実施形態で説明した本発明の構成を、複数のモーメント荷重や並進荷重を測定するニーズのある各種軸受装置に適用することができるのは、言うまでもないからである。
【０１００】
また、上記実施形態のセンサ付き転がり軸受では、製造されるセンサ付き転がり軸受の転動体が玉であったが、この発明では、製造されるセンサ付き転がり軸受の転動体が、ころであっても良く、また、ころおよび玉を含んでいても良いことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明のセンサ付き転がり軸受装置の一実施形態であるハブユニットの軸方向の断面図である。
【図２】図１における変位検出部の周辺の拡大断面図である。
【図３】第１変位検出部および第２変位検出部と、磁石との相対位置の関係を示す図である。
【図４】磁石と、第１ホール素子とを通る径方向の断面図である。
【図５】第１変位検出部に接続されたギャップ検出回路の一例を示す図である。
【図６】変位検出部と、蓋部材に対して、変位検出部とは反対側に位置する信号処理部との接続構造を示す図である。
【図７】本実施形態で使用する方向について説明する図である。
【図８Ａ】本実施形態で使用するホール素子の変位検出値の定義を説明する図である。
【図８Ｂ】本実施形態で使用するホール素子の変位検出値の定義を説明する図である。
【図９】各ホール素子の出力から演算した独立変数と、車輪に作用する実際の荷重との対応関係を示すマトリックス図である。
【図１０】ｚ軸回りのモーメント荷重Ｍｚのみが作用する純モーメントの状態の各種変数の関係を示す図である。
【図１１】ｚ軸回りのモーメント荷重Ｍｚのみを作用させた場合における、Ｍｚと、ｍｚおよびｘｉの変位検出値との関係の一例を示す図である。
【図１２】補正係数について説明する図である。
【図１３】ｘ軸回りのモーメント荷重Ｍｘのみを作用させた場合における、Ｍｘと、ｍｘおよびｚｉの変位検出値との関係を示す図である。
【図１４】ｚ軸回りのモーメント荷重Ｍｚとともに、ｘ軸方向の並進加重Ｆｘが作用する状態を仮定した場合の第２軌道部材の変形状態を示す図である。
【図１５】変数ｓＦｘ、ｓＦｙ、ｓＦｚ、ｓＭｘおよびｓＭｚの算出方法を、ダイアグラム的に示す図である。
【図１６】独立変数ｓＦｘ、ｓＦｙ、ｓＦｚ、ｓＭｘ及びｓＭｚと、車輪に作用する実際の荷重であるＦｘ、Ｆｙ、Ｆｚ、Ｍｘ及びＭｚとの対応関係を表すマトリックス図である。
【図１７】各ホール素子において、各ホール素子の検出値から上記変位検出値を抽出する方法、および、各ホール素子の検出値から内軸の回転速度を求める方法を示す図である。
【図１８】第１ホール素子の検出値の一例を示す図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１  内軸
２  内輪
３  外輪
４  第１の玉
５  第２の玉
７１  第１変位検出部
７２  第２変位検出部
７３  磁石
８４ｔ,８４ｂ,８４ｆ,８４ｒ  第２ホール素子
９４ｔ,９４ｂ,９４ｆ,９４ｒ  第１ホール素子
１４０  信号処理部
２５０  飽絡線検波回路
２５２  物理量検出部
２５３  回転速度検出回路
【図１】
2008275507.tif 000003
【図２】
2008275507.tif 000004
【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８Ａ】
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【図８Ｂ】
2008275507.tif 000011
【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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