(57)【要約】【課題】ハブ２の回転速度を表す信号となる、１対のセンサ６ａ、６ｂのうちの何れかのセンサの出力信号若しくはその処理信号にノイズが含まれている場合でも、この出力信号若しくは処理信号を利用して、上記回転速度を正確に求められる構造を実現する。そして、この回転速度に基づいたＡＢＳやＴＣＳの制御を正常に行なえる様にする。【解決手段】上記出力信号若しくは処理信号にフィルタリング処理を施す事により、この出力信号若しくは処理信号に含まれるノイズを除去するフィルタ回路を設ける。これにより、上記課題を解決する。【選択図】図１
2008139043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転がり軸受ユニットと、状態量測定装置とを備え、
このうちの転がり軸受ユニットは、静止側周面に静止側軌道を有し、使用時にも回転しない静止側軌道輪と、回転側周面に回転側軌道を有し、使用時に回転する回転側軌道輪と、上記静止側軌道と上記回転側軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体とを備えたものであり、
上記状態量測定装置は、エンコーダと、センサ装置と、演算器とを備え、
このうちのエンコーダは、上記回転側軌道輪の一部に直接又は他の部材を介して支持固定されたもので、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ピッチ若しくは位相を、少なくともこの被検出面の幅方向一部分で、この幅方向に応じて連続的に変化させており、
上記センサ装置は、使用時にも回転しない部分に支持されると共に、１乃至複数個のセンサを備えたもので、この１乃至複数個のセンサの検出部を上記被検出面に対向させると共に、このうちの少なくとも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ており、且つ、上記１乃至複数個のセンサはそれぞれ、上記回転側軌道輪の回転に伴い、上記被検出面のうち上記検出部を対向させた部分の特性変化に対応してその出力信号を変化させるものであり、
上記演算器は、上記１乃至複数個のセンサの出力信号に関する情報に基づいて、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との間の相対変位と、これら両軌道輪同士の間に作用する外力とのうちの、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、
転がり軸受ユニットの状態量測定装置に於いて、
上記転がり軸受ユニットを含んで構成される機械装置の運転制御を実行する制御器により、上記回転側軌道輪の回転速度を表す信号として利用される、上記１乃至複数個のセンサのうちの何れかのセンサの出力信号若しくはこの出力信号に基づいて得られた処理信号にフィルタリング処理を施す事により、この出力信号若しくは処理信号に含まれるノイズを除去するフィルタ回路を備えている事を特徴とする転がり軸受ユニットの状態量測定装置。
【請求項２】
演算器がフィルタ回路を備えている、請求項１に記載した転がり軸受ユニットの状態量測定装置。
【請求項３】
制御器がフィルタ回路を備えている、請求項１に記載した転がり軸受ユニットの状態量測定装置。
【請求項４】
フィルタ回路に、ローパスフィルタとノッチフィルタとのうちの少なくとも一方のフィルタを含む、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載した転がり軸受ユニットの状態量測定装置。
【請求項５】
センサ装置が、１乃至複数個のセンサとして、エンコーダの被検出面の幅方向に離隔した２個所位置にそれぞれの検出部を対向させた１対のセンサを備えており、
上記エンコーダの被検出面のうちで、上記両センサのうちの一方のセンサの検出部が対向する部分は、円周方向に関して特性が変化する境界が上記幅方向に対し傾斜しており、同じく他方のセンサの検出部が対向する部分は、上記境界が上記幅方向に対し平行であり、
フィルタ回路は、上記他方のセンサの出力信号若しくは処理信号にフィルタリング処理を施す、
請求項１〜４のうちの何れか１項に記載した転がり軸受ユニットの状態量測定装置。
【請求項６】
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１〜５のうちの何れか１項に記載した転がり軸受ユニットの状態量測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明に係る転がり軸受ユニットの状態量測定装置は、例えば自動車、鉄道車両、各種搬送車等の移動体の車輪を支持する為の転がり軸受ユニットの改良に関し、この転がり軸受ユニットを構成する回転側軌道輪の回転速度、更にはこの転がり軸受ユニットに負荷される荷重等の状態量を測定し、上記移動体の運行の安定性確保を図る為に利用する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車の車輪は懸架装置に対し、複列アンギュラ型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１〜３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、５、７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、７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特性変化部９とし、軸方向内半部を第二特性変化部１０としている。
【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３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３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３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３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３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例では、エンコーダ４の被検出面に設ける各透孔７、７を、第一、第二両特性変化部９、１０同士で互いに連続させて形成したが、上記各透孔７、７は、これら第一、第二両特性変化部９、１０同士で互いに独立した状態で形成する事もできる。又、図４に示すエンコーダ４ａの様に、一方の特性変化部（図示の例では第一特性変化部９）を構成する透孔７ａと柱部８ａとの境界のみを軸方向に対し傾斜させ、他方の特性変化部（図示の例では第二特性変化部１０）を構成する透孔７ｂと柱部８ｂとの境界を軸方向と平行にする事もできる。
【００１２】
又、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、第二両特性変化部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。
【００１３】
次に、図５〜６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４ｂ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４ｂ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。
【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４ｂ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４ｂ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。
【００１５】
次に、図７〜８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４ｃの先半部に、透孔７ｃ、７ｃと柱部８ｃ、８ｃ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７ｃ、７ｃ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４ｃ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。
【００１６】
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（例えば、前述の図４に示したエンコーダ４ａに代えて、図９に示す様なエンコーダ４ｄ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、エンコーダを磁性金属製とする場合には、被検出面に設ける第一特性部を凹部とし、第二特性部を凸部とする、歯車状の構成を採用する事もできる。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。
【００１７】
又、上述した各先発明の構造に組み込まれている、各センサ６ａ、６ｂの出力信号が変化する周期（周波数）は、ハブ２に支持固定した車輪の回転速度に応じて変化する。具体的には、この回転速度が速くなる程、上記出力信号が変化する周期が短くなり、変化する周波数が高くなる。この為、これら各センサ６ａ、６ｂの出力信号｛若しくはこの出力信号に基づいて得られる処理信号（例えば前記演算器部分で得られる、この出力信号の周期や周波数を表すデータ）｝を、車体側に設けた図示しない制御器に送れば、上記車輪の回転速度を求めて、前述したＡＢＳ、ＴＣＳ等の車両用走行安定化装置の制御を行なえる。
【００１８】
ところで、上述の様に各センサ６ａ、６ｂの出力信号（若しくは処理信号）に基づいて車輪の回転速度を正確に求める為には、この出力信号（若しくは処理信号）にノイズ（誤差成分）が含まれていない事が重要となる。ところが、この出力信号（若しくは処理信号）には、通常、各種のノイズが含まれる。例えば、ハブ２に対するエンコーダ４（４ａ〜４ｃ）の組み付け不良により、このハブ２の回転に伴ってこのエンコーダ４（４ａ〜４ｃ）の被検出面がその幅方向に振れる事に基づいて、上記出力信号（若しくは処理信号）に比較的低周波な成分（回転１次成分）のノイズが含まれる様になる。又、上記被検出面の特性変化にピッチ誤差が存在する事に基づいて、上記出力信号（若しくは処理信号）に比較的高周波な成分のノイズが含まれる様になる。又、各列の転動体３、３の通過振動（ラジアル方向振動、アキシアル方向振動）に基づいて、上記出力信号（若しくは処理信号）にｚｆc （各列の転動体３、３の総数ｚ×各列の転動体３、３の公転速度ｆc ）成分のノイズが含まれる様になる。これらのノイズは、上記出力信号（若しくは処理信号）に基づいて上記車輪の回転速度を正確に求める上での障害となる。
【００１９】
【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】
【００２０】
本発明の転がり軸受ユニットの状態量測定装置は、上述の様な事情に鑑み、回転側軌道輪の回転速度を表す信号となる、センサの出力信号（若しくは処理信号）に、上述した様な各種のノイズが含まれている場合でも、この出力信号（若しくは処理信号）を利用して上記回転速度を正確に求められ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】
【００２１】
本発明の転がり軸受の状態量測定装置は、転がり軸受ユニットと、状態量測定装置とを備える。
このうちの転がり軸受ユニットは、静止側周面に静止側軌道を有し、使用時にも回転しない静止側軌道輪と、回転側周面に回転側軌道を有し、使用時に回転する回転側軌道輪と、上記静止側軌道と上記回転側軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体とを備える。
又、上記状態量測定装置は、エンコーダと、センサ装置と、演算器とを備える。
このうちのエンコーダは、上記回転側軌道輪の一部に直接又は他の部材を介して支持固定されたもので、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ピッチ若しくは位相を、少なくともこの被検出面の幅方向一部分で、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、使用時にも回転しない部分に支持されると共に、１乃至複数個のセンサを備える。そして、この１乃至複数個のセンサの検出部を上記被検出面に対向させると共に、このうちの少なくとも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ている。更に上記１乃至複数個のセンサはそれぞれ、上記回転側軌道輪の回転に伴い、上記被検出面のうち上記検出部を対向させた部分の特性変化に対応してその出力信号を変化させる。
又、上記演算器は、上記１乃至複数個のセンサの出力信号に関する情報に基づいて、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との間の相対変位と、これら両軌道輪同士の間に作用する外力とのうちの、少なくとも一方の状態量を算出する機能を有する。
特に、本発明の転がり軸受ユニットの状態量測定装置に於いては、上記転がり軸受ユニットを含んで構成される機械装置（例えば車両）の運転制御を実行する制御器により、上記回転側軌道輪の回転速度を表す信号として利用される、上記１乃至複数個のセンサのうちの何れかのセンサの出力信号若しくはこの出力信号に基づいて得られた処理信号（例えば上記演算器で得られた、この出力信号の周波数や周期に関するデータ）にフィルタリング処理を施す事により、この出力信号若しくは処理信号に含まれるノイズ（回転速度を正確に求める上での障害となる誤差成分）を除去するフィルタ回路を備えている。
【００２２】
上述した様な本発明の転がり軸受ユニットの状態量測定装置を実施する場合には、例えば特許請求の範囲の請求項２に記載した様に、上記演算器に上記フィルタ回路を備えさせる事ができる。
又は、特許請求の範囲の請求項３に記載した様に、上記制御器に上記フィルタ回路を備えさせる事ができる。
【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、好ましくは、特許請求の範囲の請求項４に記載した様に、上記フィルタ回路に、ローパスフィルタとノッチフィルタとのうちの少なくとも一方のフィルタを含む構成を採用する。
例えば、エンコーダの被検出面の特性変化にピッチ誤差が存在する事に基づいて、上記出力信号若しくは処理信号中に混入するノイズは、比較的高い周波数になるので、ローパスフィルタにより、応答遅れを問題ない程度に抑えて除去できる。
又、各列の転動体の通過振動（ラジアル方向振動、アキシアル方向振動）に基づいて、上記出力信号若しくは処理信号中に混入するｚｆc 成分のノイズや、回転側軌道輪に対するエンコーダの組み付け不良により、この回転側軌道輪の回転に伴ってこのエンコーダの被検出面がその幅方向に振れる事に基づいて、上記出力信号若しくは処理信号中に混入する回転１次成分のノイズは、ノッチフィルタにより除去できる。
又、本発明を実施する場合には、上記フィルタ回路に、適応フィルタを含む構成を採用する（この適用フィルタにより各種のノイズを除去若しくは低減する）事もできる。
【００２４】
又、上述の請求項１〜４に記載した発明を実施する場合に、好ましくは、特許請求の範囲の請求項５に記載した構成を採用する。この請求項５に記載した構成の場合には、前述の図４に示したエンコーダ４ａ又は図９に示したエンコーダ４ｄを備えた転がり軸受ユニットの状態量測定装置の様に、上記センサ装置が、１乃至複数個のセンサとして、上記エンコーダ（４ａ、４ｄ）の被検出面の幅方向に離隔した２個所位置（第一、第二両特性変化部９、１０）にそれぞれの検出部を対向させた１対のセンサ｛６ａ、６ｂ（図１参照）｝を備える。又、上記エンコーダ（４ａ、４ｄ）の被検出面のうちで、一方のセンサ（６ａ）の検出部が対向する部分（第一特性変化部９）は、円周方向に関して特性が変化する境界が上記幅方向に対し傾斜しており、同じく他方のセンサ（６ｂ）の検出部が対向する部分（第二特性変化部１０）は、上記境界が上記幅方向に対し平行である。又、上記フィルタ回路は、上記他方のセンサ（６ｂ）の出力信号若しくは処理信号にフィルタリング処理を施す。即ち、この他方のセンサ（６ｂ）の出力信号若しくは処理信号を、上記回転速度を表す信号として利用する。
【００２５】
又、上述の請求項１〜５に記載した発明を実施する場合に、好ましくは、特許請求の範囲の請求項６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】
【００２６】
上述の様に構成する本発明の転がり軸受ユニットの状態量測定装置の場合には、回転側軌道輪に対するエンコーダの組み付け不良により、この回転側軌道輪の回転に伴ってこのエンコーダの被検出面がその幅方向に振れたり、或は被検出面の特性変化に関してピッチ誤差が存在したり、或は転動体の通過振動が発生する等により、回転側軌道輪の回転速度を表す信号となる、１乃至複数個のセンサのうちの何れかのセンサの出力信号若しくは処理信号にノイズが含まれる様になった場合でも、この出力信号若しくは処理信号を利用して上記回転速度を正確に求める事ができる。
【００２７】
即ち、本発明の場合には、フィルタ回路により、上記何れかのセンサの出力信号若しくは処理信号にフィルタリング処理を施して、この出力信号若しくは処理信号に含まれるノイズを除去する。具体的には、請求項２に記載した発明の様に、演算器が上記フィルタ回路を備えている場合には、この演算器で上記ノイズを除去する。そして、この様にノイズを除去した出力信号若しくは処理信号を、機械装置の運転制御を実行する制御器（請求項６に記載した発明の場合には、ＡＢＳ、ＴＣＳ等の車両用走行安定化装置を制御する制御器）に送信する。例えば、この制御器が（上記処理信号ではなく）上記出力信号を利用して運転制御を実行する場合には、上記演算器で、ノイズを含んだ出力信号にフィルタリング処理を施して、ノイズを含まない出力信号を新たに生成し、これを上記制御器に送信する。又、請求項３に記載した発明の様に、上記制御器が上記フィルタ回路を備えている場合には、この制御器に、ノイズを含んだままの出力信号若しくは処理信号が送られてくる為、この制御器で上記ノイズを除去する。何れにしても、本発明の場合には、この様に出力信号若しくは処理信号に含まれるノイズを除去する為、このノイズを除去した出力信号若しくは処理信号に基づき、上記回転速度を正確に求める事ができる。従って、上記機械装置の運転制御を正常に行なえる。
【００２８】
又、請求項４に記載した発明の場合には、前述の図４に示したエンコーダ４ａ又は図９に示したエンコーダ４ｄを備えた転がり軸受ユニットの状態量測定装置の様に、このエンコーダ（４ａ、４ｄ）の被検出面のうち、他方のセンサ｛６ｂ（図１参照）｝（上記回転速度を求める為に利用する出力信号を発生させるセンサ）の検出部を対向させる部分（第二特性変化部１０）の特性変化の境界が、上記被検出面の幅方向（軸方向）に対して平行になっている。この為、回転側軌道輪｛ハブ２（図１参照）｝に対するエンコーダ（４ａ、４ｄ）の組み付け不良や転動体｛３、３（図１参照）｝の通過振動等により、上記回転側軌道輪（ハブ２）の回転に伴ってこのエンコーダ（４ａ、４ｄ）の被検出面がその幅方向に振れた場合でも、この振れによって上記他方のセンサ（６ｂ）の出力信号にノイズが入り込む事を防止できる。従って、上記フィルタ回路に、この様な振れに基づいて発生するノイズを除去する為のフィルタを含ませる必要がなくなる分だけ、フィルタ回路のコストを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の要点は、自動車の車輪支持用ハブユニット等の転がり軸受ユニットの状態量測定装置に於いて、車輪等を支持固定した回転側軌道輪の回転速度を表す信号中のノイズを除去するフィルタ回路を設けて、この回転速度を正確に求められる様にする点にある。対象となる転がり軸受ユニットの状態量測定装置に就いては、前述の図１〜９に示した先発明の構造や前述の特許文献１に記載された構造等、特許請求の範囲に記載した要件を満たす、各種の構造を採用できる。この為、重複する図示並びに説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】状態量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２】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３】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４】この第１例に組み込んで使用可能なエンコーダの別例を示す、図２と同様の図。
【図５】状態量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６】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７】状態量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例を示す断面図。
【図８】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９】上記第１例に組み込んで使用可能なエンコーダの別例を示す、図２と同様の図。
【符号の説明】
【００３１】
１    外輪
２    ハブ
３    転動体
４、４ａ〜４ｄ  エンコーダ
５    カバー
６ａ、６ｂ  センサ
７、７ａ〜７ｃ  透孔
８、８ａ〜８ｃ  柱部
９    第一特性変化部
１０    第二特性変化部
１１    円筒部
１２    底板部
【図１】
2008139043.tif 000003
【図２】
2008139043.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008139043.tif 000006
【図５】
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【図６】
2008139043.tif 000008
【図７】
2008139043.tif 000009
【図８】
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【図９】
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