(57)【要約】【課題】外輪のカバー６ａに対するセンサケース１３ａの固定状態を長期に亙り良好に維持でき、しかもこの固定作業を容易に行なえる構造を実現する。【解決手段】上記カバー６ａに形成した係合孔２０、２０に、上記センサケース１３ａに形成した係合片２４、２４を挿通すると共に、これら各係合片２４、２４の先端部乃至中間部を溶融し変形させて、上記各係合孔２０、２０に対し、リベット状に係合させる。この様な固定構造を採用する事により、上記課題を解決する。【選択図】図１
2008032444.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転がり軸受ユニットと荷重測定装置とを備え、
このうちの転がり軸受ユニットは、内周面に外輪軌道を有し、使用状態でも回転しない外輪相当部材と、外周面に内輪軌道を有し、使用状態で回転する内輪相当部材と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、上記外輪相当部材の一端部に結合固定された、この外輪相当部材の一端開口を塞ぐ金属製のカバーとを備えたものであり、
上記荷重測定装置は、エンコーダと、センサユニットと、演算器とを備え、
このうちのエンコーダは、上記内輪相当部材の一端部に支持固定されると共に、この内輪相当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、
上記センサユニットは、合成樹脂製のセンサケースと、センサとを備え、このうちのセンサケースは、上記カバーの内面に結合固定されており、上記センサは、検出部を上記被検出面に対向させた状態で上記センサケースに支持固定されていて、この被検出面の特性変化に対応して出力信号を変化させるものであり、
上記演算器は、上記センサの出力信号が変化するパターンに基づいて上記外輪相当部材と上記内輪相当部材との間に加わる荷重を算出する機能を有するものである、
荷重測定装置付転がり軸受ユニットであって、
上記カバーの１乃至複数個所に設けた第一係合部と、上記センサケースの１乃至複数個所でこれら各第一係合部と整合する部分に設けた第二係合部とを、互いに係合させる事に基づき、上記外輪相当部材の中心軸方向とこの中心軸を中心とする回転方向とのうちの少なくとも一方の方向に関する、上記カバーと上記センサケースとの相対変位を阻止した状態で、このカバーに対しこのセンサケースを結合固定している事を特徴とする、
荷重測定装置付転がり軸受ユニット。
【請求項２】
少なくとも一部の第一係合部が、カバーを貫通する状態で形成された係合孔であり、少なくとも一部の第二係合部が、これら各係合孔の内側に係合する部分である、請求項１に記載した荷重測定装置付転がり軸受ユニット。
【請求項３】
少なくとも一部の第一係合部が凸部又は凹部であり、少なくとも一部の第二係合部がこれら各凸部又は凹部と凹凸係合する、凹部又は凸部である、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載した荷重測定装置付転がり軸受ユニット。
【請求項４】
センサケースの一部を溶融後固化させて、このセンサケースの一部をカバーに対し係合させる事により結合固定している、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載した荷重測定装置付転がり軸受ユニット。
【請求項５】
カバーに対しセンサケースを接着固定している、請求項１〜４のうちの何れか１項に記載した荷重測定装置付転がり軸受ユニット。
【請求項６】
カバーに対しセンサケースをインサート成形する事により、このカバーに対しこのセンサケースを結合固定している、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載した荷重測定装置付転がり軸受ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明に係る荷重測定装置付転がり軸受ユニットは、例えば、自動車等の車両の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持すると共に、この車輪に加わる荷重の大きさを測定して、車両の安定運行の確保に利用する。或は、工作機械の主軸を支持する為の転がり軸受ユニットに組み込んで、この主軸に加わる荷重を測定し、工具の送り速度等を適切に調節する為に利用する。
【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６〜８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、荷重測定装置付転がり軸受ユニット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外輪相当部材である外輪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、内輪相当部材であるハブ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１〜５の上側、及び、図６、９、１０、１２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１〜５の下側、及び、図６、９、１０、１２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の内端部にセンサユニット５を、この外輪１の内端開口を塞ぐカバー６を介して支持固定している。
【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（第一特性部）と柱部８、８（第二特性部）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。又、上記カバー６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６は、この外輪１の内端縁よりも軸方向内方に存在する円筒部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。
【０００６】
又、上記センサユニット５は、センサケース１３と、１対のセンサ１４ａ、１４ｂと、センサ基板１５とを備える。このうちのセンサケース１３は、合成樹脂製で、円形の平板部１６と、この平板部１６の外周縁の全周部分から軸方向外方に延出する状態で設けられた、円筒状の延出部１７とを備える。この様なセンサケース１３は、この延出部１７の外周面を上記カバー６を構成する円筒部１１の内周面に、上記平板部１６の軸方向内側面を上記カバー６を構成する底板部１２の軸方向外側面に、それぞれ密接させた状態で、上記カバー６に対し、各種の方法で固定している。具体的には、例えば、接着やねじ止めにより固定したり、或は上記カバー６に対し上記センサケース１３をインサート成形する事により固定している。
【０００７】
又、上記１対のセンサ１４ａ、１４ｂ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。この様な１対のセンサ１４ａ、１４ｂは、上記センサケース１３を構成する延出部１７の円周方向一部に包埋した状態で、一方のセンサ１４ａの検出部を上記第一の特性変化部９に、他方のセンサ１４ｂの検出部を上記第二の特性変化部１０に、それぞれ近接対向させている。これら両センサ１４ａ、１４ｂ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１４ａ、１４ｂ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】
又、上記センサ基板１５は、全体を円板状に形成したもので、上記センサケース１３を構成する延出部１７にがたつきなく内嵌すると共に、自身の軸方向内側面を上記センサケース１３を構成する平板部１６の軸方向外側面に接触させた状態で、このセンサケース１３に対し、接着やねじ止め等の各種の方法で固定している。そして、この状態で、上記センサ基板１５の表面にプリントした（或はこのセンサ基板１５に支持したＩＣの）回路と、上記１対のセンサ１４ａ、１４ｂとを、図示しない配線により接続している。
【０００９】
上述の様に構成する荷重測定装置付転がり軸受ユニットの場合、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１４ａ、１４ｂ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１４ａ、１４ｂの検出部は、図８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１４ａ、１４ｂの出力信号の位相は、同図の（Ｃ）に示す様に一致する。
【００１０】
これに対して、上記エンコーダ４を固定したハブ２に、図８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１４ａ、１４ｂの検出部は、図８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１４ａ、１４ｂ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８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１４ａ、１４ｂの検出部は、図８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１４ａ、１４ｂの出力信号の位相は、同図の（Ｄ）に示す様にずれる。
【００１１】
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１４ａ、１４ｂ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１４ａ、１４ｂ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１４ａ、１４ｂ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向き及び大きさを求められる。尚、上記両センサ１４ａ、１４ｂ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形式で組み込んでおく。
【００１２】
次に、図９は、特願２００６−５１６０５号に開示された荷重測定装置付転がり軸受ユニットと同様の基本構造を有する、先発明の構造の第２例を示している。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のうち円周方向に関して同位置に対向させた１対のセンサ１４ａ、１４ｂから成るセンサ組を、１組だけ設けている。これに対し、図９に示した先発明の構造の第２例の場合には、上記センサ組を、複数組設けている。これら各センサ組を構成する１対ずつのセンサ１４ａ、１４ｂは、それぞれセンサユニット５ａを構成するセンサケース１３の延出部１７のうち、円周方向の位相が互いに異なる部分に包埋支持している。そして、この様な構成を採用する事により、上記各センサ組を構成する１対ずつのセンサ１４ａ、１４ｂの出力信号に基づいて、多方向の変位並びに荷重を求められる様にしている。この様に多方向の変位並びに荷重を求める際の演算器の処理に就いては、上記特願２００６−５１６０５号に詳しく記載されており、本発明の要旨とも関係しない為、詳しい説明は省略する。
【００１３】
次に、図１０〜１１は、荷重測定装置付転がり軸受ユニットに関する、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６を介して支持固定したセンサユニット５ｂのうち、１対のセンサ１４ａ、１４ｂは、センサケース１３を構成する円筒状の延出部１７の上下両端部に１つずつ包埋支持している。そして、この状態で、これら両センサ１４ａ、１４ｂ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（円周方向の位相が互いに１８０度異なる部分）に近接対向させている。
【００１４】
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１４ａ、１４ｂ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１４ａ、１４ｂ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向き及び大きさを求められる。
【００１５】
次に、図１２〜１３は、荷重測定装置付転がり軸受ユニットに関する、先発明の構造の第４例を示している。この先発明の構造の第４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６を介して支持固定したセンサユニット５ｃは、１個のセンサ１４ａを備え、この１個のセンサ１４ａを、センサケース１３を構成する円筒状の延出部１７の円周方向一部に包埋支持している。そして、この１個のセンサ１４ａ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と上記ハブ２とが軸方向に相対変位すると、上記センサ１４ａ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、上記相対変位の大きさ、更には上記アキシアル荷重の大きさを求められる。
【００１６】
尚、上述した先発明の構造の第１〜４例の場合には、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には、センサ側には永久磁石を組み込む必要はない。又、上述した先発明の構造の第１〜４例の場合には、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。又、上述した先発明の構造の第１〜４例の場合には、センサケース１３を構成する延出部１７を、平板部１６の外周縁の全周に亙り（円筒状に）形成したが、この延出部１７は、この平板部１６の外周縁の円周方向一部（センサを包埋する部分）にのみ（舌片状に）形成する事もできる。
【００１７】
ところで、上述した様な先発明の構造の第１〜４例の場合には、カバー６にセンサケース１３を結合固定する方法として、接着やねじ止め、或は上記カバー６に対し上記センサケース１３をインサート成形する事による固定方法を採用している。ところが、接着やインサート成形による固定方法のみを採用する場合には、使用時に発生する温度変化や振動、或は経年劣化によって、上記カバー６から上記センサケース１３が剥がれる可能性がないとは言えない。一方、ねじ止めによる固定方法のみを採用する場合には、接着やインサート成形による固定方法のみを採用する場合に比べて、固定作業が面倒になる為、その分だけ生産性が悪化する。更に、ねじの緊締力により、上記センサケース１３に割れが生じる可能性がある。そして、この様な割れが生じる事や、運転時に発生する温度変化や振動に基づいて、ねじが緩む可能性がある。そして、このねじが緩んだ場合には、上記カバー６と上記センサケース１３との位置関係にずれが生じ、この結果、エンコーダ４、４ａ、４ｂの被検出面と各センサ４ａ、４ｂの検出部との位置関係にもずれが生じる為、変位や荷重の測定精度が悪化すると言った不都合を生じる。
【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】
本発明の荷重測定装置付転がり軸受ユニットは、上述の様な事情に鑑み、カバーに対するセンサケースの固定状態を長期に亙り良好に維持でき、しかもこの固定作業を容易に行なえ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】
本発明の荷重測定装置付転がり軸受ユニットは、転がり軸受ユニットと荷重測定装置とを備える。
このうちの転がり軸受ユニットは、内周面に外輪軌道を有し、使用状態でも回転しない外輪相当部材と、外周面に内輪軌道を有し、使用状態で回転する内輪相当部材と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、上記外輪相当部材の一端部に結合固定された、この外輪相当部材の一端開口を塞ぐ金属製のカバーとを備える。
又、上記荷重測定装置は、エンコーダと、センサユニットと、演算器とを備える。
このうちのエンコーダは、上記内輪相当部材の一端部に支持固定されると共に、この内輪相当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、上記センサユニットは、合成樹脂製のセンサケースと、センサとを備える。このうちのセンサケースは、上記カバーの内面に結合固定されている。又、上記センサは、検出部を上記被検出面に対向させた状態で、上記センサケースに支持固定されていて、この被検出面の特性変化に対応して出力信号を変化させる。
又、上記演算器は、上記センサの出力信号が変化するパターンに基づいて、上記外輪相当部材と上記内輪相当部材との間に加わる荷重を算出する機能を有する。
特に、本発明の荷重測定装置付転がり軸受ユニットの場合には、上記カバーの１乃至複数個所に設けた第一係合部と、上記センサケースの１乃至複数個所でこれら各第一係合部と整合する部分に設けた第二係合部とを、互いに係合させている。そして、この係合に基づき、上記外輪相当部材の中心軸方向とこの中心軸を中心とする回転方向とのうちの少なくとも一方の方向に関する、上記カバーと上記センサケースとの相対変位を阻止した状態で、このカバーに対しこのセンサケースを結合固定している。
【００２１】
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２に記載した様に、少なくとも一部の第一係合部を、カバーを貫通する状態で形成した係合孔とし、少なくとも一部の第二係合部を、これら各係合孔の内側に（好ましくは抜け止めを図られた状態で）係合する部分とする構造を採用する事ができる。
又、上述の請求項１〜２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、少なくとも一部の第一係合部を凸部又は凹部とし、少なくとも一部の第二係合部を、これら各凸部又は凹部と凹凸係合する、凹部又は凸部とする構造を採用する事ができる。
【００２２】
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、超音波加熱等の適宜の加熱方法を利用して、センサケースの一部を溶融後固化させて、このセンサケースの一部をカバーに対し係合させる事により結合固定する構造を採用する事ができる。
又、上述の請求項１〜４に記載した発明を実施する場合には、例えば請求項５に記載した様に、カバーに対しセンサケースを接着固定する構造を採用する事ができる。
更に、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６に記載した様に、カバーに対しセンサケースをインサート成形する事により、このカバーに対しこのセンサケースを結合固定する構造を採用する事ができる。
【発明の効果】
【００２３】
上述の様に構成する本発明の荷重測定装置付転がり軸受ユニットの場合には、第一、第二両係合部同士を係合させた状態で、カバーに対しセンサケースを結合固定している為、このカバーに対するこのセンサケースの固定状態を長期に亙り良好に維持できる。又、この様な効果を得る為に、本発明の場合には、カバーに対するセンサケースの固定方法として、ねじ止めによる固定方法を採用する必要がない。この為、例えば請求項４〜６に記載した様な固定方法を採用して、当該固定作業を容易に行なえる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
［実施の形態の第１例］
図１〜２は、請求項１、２、４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、金属板製のカバー６ａと、合成樹脂製のセンサケース１３ａとの結合構造にある。その他の部分の構造及び作用は、前述の図６〜８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、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。
【００２５】
本例の場合、上記カバー６ａを構成する底板部１２の中央部に、両端が開口した円筒部１８を、軸方向内方（図１〜２の上方）に突出する状態で形成している。又、上記センサケース１３ａを構成する平板部１６の中央部に、両端が開口した円筒状のコネクタ部１９を、軸方向内方に突出する状態で形成している。そして、このコネクタ部１９の先端部を、上記円筒部１８の内側を通じて上記カバー６ａの外部に突出させている。
【００２６】
又、本例の場合、上記カバー６ａを構成する底板部１２の径方向中間部の円周方向複数個所（例えば、円周方向等間隔又は不等間隔の２〜５個所）に、それぞれが第一係合部である係合孔２０、２０を、これら各個所を貫通する状態で形成している。これら各係合孔２０、２０はそれぞれ、段付円筒状の内周面を有するもので、軸方向外半部に設けた小径部２１と、軸方向内半部に設けた大径部２２とを、円輪状の段差面２３により連続させて成る。又、本例の場合、上記センサケース１３ａを構成する平板部１６の軸方向内側面（図１〜２の上側面）の複数個所で、それぞれ上記各係合孔２０、２０と整合する部分に、それぞれが第二係合部である係合片２４、２４を、一体に形成している。
【００２７】
そして、図２の（Ａ）に詳示する様に、上記各係合孔２０の小径部２１に、上記各係合片２４の中間部をがたつきなく挿通する事により、上記カバー６ａに対する上記センサケース１３ａの回転方向の位置決めを図っている。更に、本例の場合には、図２の（Ａ）→（Ｂ）に示す様に、超音波加熱等の適宜の加熱方法を利用して、上記各係合片２４の先端部乃至中間部を溶融後、冷却固化させて、上記各係合孔２０の大径部２２の内周面及び段差面２３に、リベット状に係合させている。これにより、これら各係合片２４がこれら各係合孔２０から抜け出る事を防止して、上記カバー６ａに対する上記センサケース１３ａの軸方向の位置決めを図っている。尚、本例の場合、上記カバー６ａに対し上記センサケース１３ａを接着固定していない。即ち、本例の場合には、上記各係合孔２０、２０と上記各係合片２４、２４との機械的係合力に基づいて、上記カバー６ａに対し上記センサケース１３ａを結合固定している。
【００２８】
上述の様に構成する本例の荷重測定装置付転がり軸受ユニットの場合には、上述した様な態様で各係合孔２０、２０に各係合片２４、２４を、機械的に係合させる事に基づいて、カバー６ａに対しセンサケース１３ａを結合固定している。この為、使用時に発生する温度変化や振動、更には経年劣化に拘わらず、上記各係合孔２０、２０と上記各係合片２４、２４との係合が外れたり、或は上記センサケース１３ａが上記カバー６ａに対し、反り返る態様で変形する事を有効に防止できる。従って、上記カバー６ａに対する上記センサケース１３ａの固定状態を長期に亙り良好に維持できると共に、エンコーダ４の被検出面に対する１対のセンサ１４ａ、１４ｂの検出部の対向位置を長期に亙り適正に保てる。又、上記各係合孔２０、２０に上記各係合片２４、２４を係合させる作業は、ねじ止めによる固定作業に比べて、容易且つ短時間で行なえる。従って、その分だけ、荷重測定装置付転がり軸受ユニットの生産性を良好にできる。
【００２９】
尚、上述した実施の形態の第１例の構造を実施する場合には、上記カバー６ａと上記センサケース１３ａとの接触部を接着する（請求項５）事もできる。又、このカバー６ａに対しこのセンサケース１３ａをインサート成形する事により、このカバー６ａに対しこのセンサケース１３ａを結合する（請求項６）事もできる。この場合には、インサート成形時に、このセンサケース１３ａを構成する合成樹脂（液状）の一部を、上記図２の（Ｂ）に示す様に、上記カバー６ａに形成した上記各係合孔２０の内側に行き渡らせて、当該部分を係合片２４とする。又、インサート成形時に、上記各係合孔２０、２０を利用して、射出成形用金型に対する上記カバー６ａの位置決めを図れる。但し、この場合には、前記大径部２２の一部（位置決めピン等と係合する部分）は、合成樹脂を入り込ませず、空洞のままとする。
【００３０】
［実施の形態の第２例］
次に、図３は、請求項１、６に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、カバー６に対しセンサケース１３ｂをインサート成形する事により、このカバー６に対しこのセンサケース１３ｂを結合固定している。又、このインサート成形により、このセンサケース１３ｂを構成するコネクタ部１９の中間部外周面に、第二係合部である係止凸部２５を、全周に亙り形成している。そして、この係止凸部２５を、第一係合部である、上記カバー６を構成する円筒部１８の先端開口周縁部に係合させている。これにより、上記カバー６に対する上記センサケース１３ｂの軸方向に関する位置決め（変位防止）を図っている。この様に構成する本例の場合も、上記カバー６に対する上記センサケース１３ｂの固定状態を長期に亙り良好に維持できると共に、エンコーダ４の被検出面に対する１対のセンサ１４ａ、１４ｂ（図１参照）の検出部の対向位置を長期に亙り適正に保てる。又、上記カバー６に対する上記センサケース１３ｂの固定作業を容易に行なえる。その他の部分の構造及び作用は、前述の図６〜８に示した先発明の構造の第１例の場合と同様である為、重複する図示並びに説明は省略する。
【００３１】
［実施の形態の第３例］
次に、図４は、請求項１、３、６に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合も、カバー６ｃに対しセンサケース１３ｃをインサート成形する事により、このカバー６ｃに対しこのセンサケース１３ｃを結合固定している。但し、本例の場合、このカバー６ｃを構成する円筒部１１の円周方向複数個所を径方向内方に向け塑性変形させる事により、これら複数個所の内周面に、それぞれが第一係合部である凸部２６を形成している。そして、これら各凸部２６を、上述の様にインサート成形したセンサケース１３ｃを構成する延出部１７の外周面に凹凸係合させている。尚、本例の場合、この延出部１７の外周面のうち、上記各凸部２６と凹凸係合する部分である各凹部２７が、第二係合部に相当する。何れにしても、本例の場合には、この様に各凸部２６と各凹部２７とを凹凸係合させる事により、上記カバー６ｃに対する上記センサケース１３ｃの回転方向及び軸方向の変位防止を図っている。この様に構成する本例の場合も、上記カバー６ｃに対する上記センサケース１３ｃの固定状態を長期に亙り良好に維持できると共に、エンコーダ４の被検出面に対する１対のセンサ１４ａ、１４ｂ（図１参照）の検出部の対向位置を長期に亙り適正に保てる。又、上記カバー６ｃに対する上記センサケース１３ｃの固定作業を容易に行なえる。尚、本例の構造を実施する場合、上記凸部２６及び凹部２７は、全周に亙り連続して設けても良い。その他の部分の構造及び作用は、前述の図６〜８に示した先発明の構造の第１例の場合と同様である為、重複する図示並びに説明は省略する。
【００３２】
［実施の形態の第４例］
次に、図５は、やはり請求項１、３、６に対応する、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の場合も、カバー６ｄに対しセンサケース１３ｄをインサート成形する事により、このカバー６ｄに対しこのセンサケース１３ｄを結合固定している。但し、本例の場合、このカバー６ｄを構成する円筒部１１の内周面の円周方向複数個所に、それぞれが第一係合部である、断面くさび形の凹部２８を形成している。そして、これら各凹部２８に、上述の様にインサート成形したセンサケース１３ｄを構成する延出部１７の外周面を凹凸係合させている。尚、本例の場合、この延出部１７の外周面のうち、上記各凹部２８と凹凸係合する部分である各凸部２９が、第二係合部に相当する。何れにしても、本例の場合には、この様に各凹部２８と各凸部２９とを凹凸係合させる事により、上記カバー６ｄに対する上記センサケース１３ｄの回転方向及び軸方向の変位防止を図っている。この様に構成する本例の場合も、上記カバー６ｄに対する上記センサケース１３ｄの固定状態を長期に亙り良好に維持できると共に、エンコーダ４の被検出面に対する１対のセンサ１４ａ、１４ｂ（図１参照）の検出部の対向位置を長期に亙り適正に保てる。又、上記カバー６ｄに対する上記センサケース１３ｄの固定作業を容易に行なえる。尚、本例の構造を実施する場合、上記凹部２８及び凸部２９は、全周に亙り連続して設けても良い。又、これら凹部２８と凸部２９との傾斜方向を、図示の場合と逆にしてカバー６ｄとセンサケース１３ｄとの結合強度を大きくしても良い。その他の部分の構造及び作用は、前述の図６〜８に示した先発明の構造の第１例の場合と同様である為、重複する図示並びに説明は省略する。
【００３３】
尚、本発明を実施する場合、カバーに設ける第一係合部と、センサケースに設ける第二係合部との形態は、上述した各実施の形態で示したものに限定されず、適宜の形態を採用できる。又、上述した各実施の形態では、前述の図６〜８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総ての荷重測定装置付転がり軸受ユニットに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す、カバーの一部及びセンサを保持したセンサケース、並びに、エンコーダの一部の断面図。
【図２】図１のＸ部を、（Ａ）は係合片の先端部乃至中間部を溶融して変形させる前の状態で、（Ｂ）は係合片の先端部乃至中間部を溶融して変形させた後の状態で、それぞれ示す拡大図。
【図３】本発明の実施の形態の第２例を示す、カバーの一部及びセンサを保持したセンサケースの断面図。
【図４】同第３例を示す、図１のＸ部に相当する拡大図。
【図５】同第４例を示す、図１のＸ部に相当する拡大図。
【図６】荷重測定装置付転がり軸受ユニットに関する先発明の構造の第１例を示す断面図。
【図７】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８】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９】荷重測定装置付転がり軸受ユニットに関する先発明の構造の第２例を示す断面図。
【図１０】同第３例を示す断面図。
【図１１】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１２】荷重測定装置付転がり軸受ユニットに関する先発明の構造の第４例を示す断面図。
【図１３】この第４例に組み込むエンコーダの一部を径方向から見た図。
【符号の説明】
【００３５】
１    外輪
２    ハブ
３    転動体
４、４ａ、４ｂ  エンコーダ
５、５ａ〜５ｃ  センサユニット
６、６ａ〜６ｄ  カバー
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、１３ａ〜１３ｄ  センサケース
１４ａ、１４ｂ  センサ
１５    センサ基板
１６    平板部
１７    延出部
１８    円筒部
１９    コネクタ部
２０    係合孔
２１    小径部
２２    大径部
２３    段差面
２４    係合片
２５    係止凸部
２６    凸部
２７    凹部
２８    凹部
２９    凸部
【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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