【手続補正書】
【提出日】平成21年1月28日(2009.1.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転がり軸受ユニットと変位測定装置とを備え、このうちの転がり軸受ユニットは、使用状態でも回転しない静止側軌道輪と、使用状態で回転する回転側軌道輪と、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、上記変位測定装置は、上記回転側軌道輪と共に回転する部分にこの回転側軌道輪と同心に設けられ、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、特性変化のパターンを、測定すべき変位の方向に対応して漸次変化させている被検出部と、検出部を上記被検出面に対向させた状態で回転しない部分に支持され、この被検出面の特性変化に対応して矩形波信号を出力するセンサ装置と、このセンサ装置の出力信号を入力される演算器とを備えたものである転がり軸受ユニットの変位測定装置であって、この演算器は、上記センサ装置の出力信号のデューティ比に対応して変化する、この出力信号の実効値に基づいて、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との相対変位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変位測定装置。
【請求項２】
矩形波信号をローパスフィルタにより処理する事で、実効値と等価な値を求め、演算器は、この値に基づいて静止側軌道輪と回転側軌道輪との相対変位量を算出する、請求項１に記載した転がり軸受ユニットの変位測定装置。
【請求項３】
被検出部は第一、第二の被検出面を備えたものであり、センサ装置は第一、第二のセンサから成るものであり、このうちの第一の被検出面はその特性を、円周方向に関して交互に変化させると共に、この変化の位相を、測定すべき変位の方向に対応して漸次変化させたものであり、上記第一のセンサは、第一の検出部を上記第一の被検出面に対向させた状態で回転しない部分に支持され、この第一の被検出面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、上記第二の被検出面はその特性を、円周方向に関して交互に、且つ、上記第一の被検出面と同じピッチで変化させると共に、上記測定すべき変位の方向に対応する位相の変化状態を上記第一の被検出面と異ならせたものであり、上記第二のセンサは、第二の検出部を上記第二の被検出面に対向させた状態で回転しない部分に支持され、この第二の被検出面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、上記センサ装置は、上記第一、第二のセンサの出力信号の位相差に応じてそのデューティ比が変化する、矩形波である単一の合成信号を演算器に向けて出力するものであり、この演算器は、この合成信号のデューティ比に対応して変化する、この合成信号の実効値に基づいて、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との相対変位量を算出する機能を有するものである、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載した転がり軸受ユニットの変位測定装置。
【請求項４】
１個の被検出面の特性変化のピッチが、測定すべき変位の方向に対応して漸次変化しており、センサ装置を構成する１個のセンサの検出部が上記被検出面に対向しており、演算器は、この１個のセンサの出力信号のデューティ比に対応して変化する、この出力信号の実効値に基づいて、静止側軌道輪と回転側軌道輪との相対変位量を算出する、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載した転がり軸受ユニットの変位測定装置。
【請求項５】
転がり軸受ユニットが、静止側軌道輪を懸架装置に支持固定し、回転側軌道輪に車輪を支持固定する、自動車の車輪支持用転がり軸受ユニットであり、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との相対変位量に基づいて、これら静止側軌道輪と回転側軌道輪との間に作用する荷重を算出する、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変位測定装置。
【請求項６】
転がり軸受ユニットが、工作機械の主軸を回転自在に支持するものである、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変位測定装置。
【請求項７】
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、使用状態でも回転しない静止側軌道輪と、使用状態で回転する回転側軌道輪と、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、上記荷重測定装置は、上記回転側軌道輪と共に回転する部分にこの回転側軌道輪と同心に設けられ、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、特性変化のパターンを、測定すべき荷重の方向に対応して漸次変化させている被検出部と、検出部を上記被検出面に対向させた状態で回転しない部分に支持され、この被検出面の特性変化に対応して矩形波信号を出力するセンサ装置と、このセンサ装置の出力信号を入力される演算器とを備えたものである転がり軸受ユニットの荷重測定装置であって、この演算器は、上記センサ装置の出力信号のデューティ比に対応して変化する、この出力信号の実効値に基づいて、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との間に作用する荷重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荷重測定装置。
【請求項８】
矩形波信号をローパスフィルタにより処理する事で、実効値と等価な値を求め、演算器は、この値に基づいて静止側軌道輪と回転側軌道輪との間に作用する荷重を算出する、請求項７に記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置。
【請求項９】
被検出部は第一、第二の被検出面を備えたものであり、センサ装置は第一、第二のセンサから成るものであり、このうちの第一の被検出面はその特性を、円周方向に関して交互に変化させると共に、この変化の位相を、測定すべき荷重の方向に対応して漸次変化させたものであり、上記第一のセンサは、第一の検出部を上記第一の被検出面に対向させた状態で回転しない部分に支持され、この第一の被検出面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、上記第二の被検出面はその特性を、円周方向に関して交互に、且つ、上記第一の被検出面と同じピッチで変化させると共に、上記測定すべき荷重の方向に対応する位相の変化状態を上記第一の被検出面と異ならせたものであり、上記第二のセンサは、第二の検出部を上記第二の被検出面に対向させた状態で回転しない部分に支持され、この第二の被検出面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、上記センサ装置は、上記第一、第二のセンサの出力信号の位相差に応じてそのデューティ比が変化する、矩形波である単一の合成信号を演算器に向けて出力するものであり、この演算器は、この合成信号のデューティ比に対応して変化する、この合成信号の実効値に基づいて、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との間に作用する荷重を算出する機能を有するものである、請求項７〜８のうちの何れか１項に記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置。
【請求項１０】
１個の被検出面の特性変化のピッチが、測定すべき荷重の方向に対応して漸次変化しており、センサ装置を構成する１個のセンサの検出部が上記被検出面に対向しており、演算器は、この１個のセンサの出力信号のデューティ比に対応して変化する、この出力信号の実効値に基づいて、静止側軌道輪と回転側軌道輪との間に作用する荷重を算出する、請求項７〜８のうちの何れか１項に記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置。
【請求項１１】
転がり軸受ユニットが、静止側軌道輪を懸架装置に支持固定し、回転側軌道輪に車輪を支持固定する、自動車の車輪支持用転がり軸受ユニットである、請求項７〜１０のうちの何れか１項に記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置。
【請求項１２】
転がり軸受ユニットが、工作機械の主軸を回転自在に支持するものである、請求項７〜１０のうちの何れか１項に記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
上記１対のセンサＡ、Ｂの出力を、それぞれＡ出力、Ｂ出力とする。このうちのＡ出力は、図１０に示す様に、位相と周期とを検出する為の、Ｄ型ＦＦ（フリップフロツプ）１０のＣＬＫ（クロック）端子に入力している。このＤ型ＦＦ１０は、このＣＬＫ端子に信号の立ち上がりが入力された場合に、次にこのＣＬＫ端子に信号の立ち上がりが入力されるまでの間、Ｄ入力の状態を出力し、保持する。但し、ＣＬＲ端子に入力される信号の状態がＬｏｗである場合には、この出力をＬｏｗとし、ＰＲ端子に入力される信号がＬｏｗである場合には、この出力をＨｉｇｈとし、次にＣＬＫ端子に信号の立ち上がりが入力されるまで保持する。要するに上記Ｄ型ＦＦ１０は、上記ＣＬＫ端子に信号の立ち上がりが入力されている間だけ、Ｄ入力端子の状態を出力し、ＣＬＲ端子、ＰＲ端子に入力される信号に基づいてＬｏｗ或いはＨｉｇｈに出力が変更される以外の場合に、上記出力を保持する。一方、上記Ｂ出力は、リセットパルス部１１のＮＯＴ１２とＮＡＮＤ１３とを介して、上記Ｄ型ＦＦ１０のＣＬＲ端子に入力している。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
上述の様に構成する第二の先発明の第１例の構造の場合には、１対のセンサ５、５（５ａ、５ａ）の出力の周期と、これら両出力同士の間に存在する位相差とを、単一の信号中に含ませて送信できる。即ち、図１２に示す様に、外輪１とハブ２（図２、６参照）との間のアキシアル方向の変位（軸方向変位）を求める場合に得られるＡ、Ｂ両出力信号（請求項３に記載した第一、第二のセンサの出力信号）から、これら両出力の位相差に相当する信号（請求項３、９に記載した単一の合成信号）を得られる。この為、上記両センサ５、５（５ａ、５ａ）から信号を取り出す為に必要なハーネス９の数を、電圧出力の場合で３本、電流出力の場合で２本に抑えられる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
本発明を実施する為に好ましくは、請求項２、８に記載した様に、矩形波信号をローパスフィルタにより処理する事で、実効値と等価な値を求める。そして、演算器は、この（等価な）値に基づいて、静止側軌道輪と回転側軌道輪との相対変位量、延てはこれら両軌道輪同士の間に作用する荷重を算出する。この様に構成すれば、上記実効値を求める為の回路をより簡略化し、転がり軸受ユニットの変位測定装置及び荷重測定装置の製造コストを、より一層低減できる。この点に就いて、以下に説明する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
又、本発明を実施する形態としては、例えば請求項３、９に記載した様な構造を採用する。この請求項３、９に記載した構造は、前述の第二の先発明に対応するもので、前述の図２〜５或いは図６〜９に示す様に、１対のセンサ５、５ａの出力信号の位相差をそのデューティ比で表す合成信号に基づいて、静止側軌道輪である外輪１と回転側軌道輪であるハブ２との相対変位量（更にはこれら外輪１とハブ２との間に加わる荷重）を求める。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
或いは、本発明を実施する形態として、例えば請求項４、１０に記載した様な構造を採用する。この請求項４、１０に記載した構造は、前述の第一の先発明の第３、４例に対応するもので、前述の図１５〜１７に示す様に、１個の被検出面である、エンコーダ４ｂの外周面或いはエンコーダ４ｃの側面の特性を、円周方向に関して交互に変化させると共に、この特性変化のピッチを、測定すべき変位又は荷重の方向である、軸方向或いは径方向に対応して、漸次変化させている。そして、センサ装置を構成する１個のセンサ５ｂの検出部を、上記１個の被検出面に対向させている。この様な請求項４、１０に記載した構造の場合、演算器は、上記１個のセンサ５ｂの出力信号のデューティ比に対応して変化する、この出力信号の実効値に基づいて、静止側軌道輪である外輪１ａと回転側軌道輪であるハブ２ａとの相対変位量、延ては、これら外輪１ａとハブ２ａとの間に作用する荷重を算出する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
又、本発明を実施する場合に好ましくは、請求項５、１１に記載した様に、転がり軸受ユニットを、静止側軌道輪を懸架装置に支持固定し、回転側軌道輪に車輪を支持固定する、自動車の車輪支持用転がり軸受ユニットとする。そして、上記静止側軌道輪と上記回転側軌道輪との相対変位量に基づいて（或いは出力信号の実効値に基づいて直接）、これら静止側軌道輪と回転側軌道輪との間に作用する荷重を算出する。
この様な構成を採用し、求めた荷重に基づいて車両の走行状態を安定化させる為の制御を行なえば、車両の姿勢が不安定になる事を予防する為のフィードフォワード制御が可能になる等、車両の走行安定性確保の為の高度な制御が可能になる。
或は、請求項６、１２に記載した様に、転がり軸受ユニットを、工作機械の主軸を回転自在に支持するものとし、静止側軌道輪と回転側軌道輪との相対変位量に基づいて、この主軸に加わる荷重を算出する事もできる。この場合には、求めた荷重により、例えば工具の送り速度等を適切に調節する。