(57)【要約】【課題】  １対のセンサ５ａ、５ａの検出信号の位相差に基づいてアキシアル変位又はアキシアル荷重を求める構造で、これら両センサ５ａ、５ａと組み合わせて使用するエンコーダ４ａの軸方向寸法を小さくできる構造を実現する。【解決手段】  上記両センサ５ａ、５ａの検出部７、７を対向させる被検出面を、上記エンコーダ４ａの外周面と内周面とに設ける。外周面と内周面とで、特性変化の境界の傾斜方向を互いに逆にする。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１
2007057525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転支持装置と変位測定装置とを備え、このうちの回転支持装置は、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部材と、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部材と、この回転側軌道と上記静止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、上記変位測定装置は、エンコーダと１対のセンサとを備え、このうちのエンコーダは、円筒状に形成すると共に、上記回転側部材又はこの回転側部材と同期して回転する部分にこの回転側部材と同心に支持固定され、それぞれが被検出面である外周面と内周面との特性を、それぞれ円周方向に関して交互に変化させると共に、この円周方向に関する特性変化のパターンを、測定すべき変位の方向である軸方向に亙り、上記外周面と上記内周面とで互いに異なる傾向で漸次変化させたものであり、上記１対のセンサは、一方のセンサの検出部を上記エンコーダの外周面の軸方向一部に、他方のセンサの検出部をこのエンコーダの内周面の軸方向一部に、それぞれ対向させた状態で使用時にも回転しない部分に支持され、自身の検出部を対向させた上記外周面又は上記内周面の特性変化のパターンに対応して出力信号のパターンを変化させるものである、変位測定装置付回転支持装置。
【請求項２】
エンコーダの外周面と内周面とにそれぞれ、互いに異なる特性を有する第一被検出部と第二被検出部とが円周方向に関して交互に、且つ、上記外周面と上記内周面とで互いに等しい角度ピッチで配置されており、上記第一、第二両被検出部の境界が上記エンコーダの軸方向に対し、上記外周面と上記内周面とで互いに異なる角度だけ傾斜している、請求項１に記載した変位測定装置付回転支持装置。
【請求項３】
回転側部材が静止側部材の径方向内方に設けられており、この回転側部材又はこの回転側部材に内嵌固定した回転軸に対しエンコーダが支持固定されている、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載した変位測定装置付回転支持装置。
【請求項４】
静止側部材が自動車の懸架装置に支持固定する静止輪であり、回転側部材が車輪を支持固定するハブである、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載した変位測定装置付回転支持装置。
【請求項５】
１対のセンサの出力信号の位相差に基づいて、静止側部材と回転側部材との軸方向の相対変位量を算出する演算器を備えた、請求項１〜４のうちの何れか１項に記載した変位測定装置付回転支持装置。
【請求項６】
演算器が、算出した軸方向の相対変位量に基づいて、静止側部材と回転側部材との間に作用しているアキシアル荷重を算出する機能を有する、請求項５に記載した変位測定装置付回転支持装置。
【請求項７】
回転支持装置と荷重測定装置とを備え、このうちの回転支持装置は、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部材と、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部材と、この回転側軌道と上記静止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、上記荷重測定装置は、エンコーダと１対のセンサとを備え、このうちのエンコーダは、円筒状に形成すると共に、上記回転側部材又はこの回転側部材と同期して回転する部分にこの回転側部材と同心に支持固定され、それぞれが被検出面である外周面と内周面との特性を、それぞれ円周方向に関して交互に変化させると共に、この円周方向に関する特性変化のパターンを、測定すべき変位の方向である軸方向に亙り、上記外周面と上記内周面とで互いに異なる傾向で漸次変化させたものであり、上記１対のセンサは、一方のセンサの検出部を上記エンコーダの外周面の軸方向一部に、他方のセンサの検出部をこのエンコーダの内周面の軸方向一部に、それぞれ対向させた状態で使用時にも回転しない部分に支持され、自身の検出部を対向させた上記外周面又は上記内周面の特性変化のパターンに対応して出力信号のパターンを変化させるものである、荷重測定装置付回転支持装置。
【請求項８】
エンコーダの外周面と内周面とにそれぞれ、互いに異なる特性を有する第一被検出部と第二被検出部とが円周方向に関して交互に、且つ、上記外周面と上記内周面とで互いに等しい角度ピッチで配置されており、上記第一、第二両被検出部の境界が上記エンコーダの軸方向に対し、上記外周面と上記内周面とで互いに異なる角度だけ傾斜している、請求項７に記載した荷重測定装置付回転支持装置。
【請求項９】
回転側部材が静止側部材の径方向内方に設けられており、この回転側部材又はこの回転側部材に内嵌固定した回転軸に対しエンコーダが支持固定されている、請求項７〜８のうちの何れか１項に記載した荷重測定装置付回転支持装置。
【請求項１０】
静止側部材が自動車の懸架装置に支持固定する静止輪であり、回転側部材が車輪を支持固定するハブである、請求項７〜９のうちの何れか１項に記載した荷重測定装置付回転支持装置。
【請求項１１】
１対のセンサの出力信号の位相差に基づいて、静止側部材と回転側部材との間に作用するアキシアル荷重を算出する演算器を備えた、請求項７〜１０のうちの何れか１項に記載した荷重測定装置付回転支持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明に係る変位測定装置付回転支持装置及び荷重測定装置付回転支持装置は、例えば自動車の車輪支持部や各種機械装置の回転支持部に組み込んで、静止側部材と回転側部材との間の軸方向に関する相対変位量や作用荷重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、複列アンギュラ型の転がり軸受ユニット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、アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）、トラクションコントロールシステム（ＴＣＳ）、電子制御式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の信号が必要になる。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】
この様な問題に対応できる発明として、例えば特許文献１には、転がり軸受ユニットに加わるアキシアル荷重を測定する構造が記載されている。この特許文献１に記載された構造の場合、外輪の外周面に設けた固定側フランジの内側面複数個所で、この固定側フランジをナックルに結合する為のボルトを螺合する為のねじ孔を囲む部分に、それぞれ荷重センサを添設している。上記外輪を上記ナックルに支持固定した状態でこれら各荷重センサは、このナックルの外側面と上記固定側フランジの内側面との間で挟持される。この様な転がり軸受ユニットの荷重測定装置の場合、車輪と上記ナックルとの間に加わるアキシアル荷重は、上記各荷重センサにより測定される。
【０００４】
ところが、この様な特許文献１に記載された構造の場合、ナックルに対し外輪を支持固定する為のボルトと同数だけ、荷重センサを設ける必要がある。この為、荷重センサ自体が高価である事と相まって、転がり軸受ユニットの荷重測定装置全体としてのコストが相当に嵩む事が避けられない。又、転がり軸受ユニットに加わる荷重を測定する為に専用のセンサを設けている為、この点からも、コストが嵩む事が避けられない。
【０００５】
この様な不都合を解消できる発明として、例えば特願２００５−１４７６４２号には、荷重の作用方向に配置された１対のセンサの出力信号の位相差に基づき、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（先発明）が開示されている。図７〜１０は、この先発明の構造を示している。この先発明の構造は、図７に示す様に、懸架装置に支持された状態で回転しない静止側部材である外輪１の径方向内方に、車輪を支持固定する回転側部材であるハブ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。そして、このハブ２の中間部に、永久磁石により円筒状に構成したエンコーダ４を外嵌固定すると共に、上記外輪１の軸方向中間部で複列に配置された上記各転動体３、３の間部分に１対のセンサ５、５を、それぞれの検出部を被検出面である上記エンコーダ４の外周面に近接対向させた状態で設けている。
【０００６】
図８〜１０に示す様に、上記エンコーダ４の外周面には、Ｎ極に着磁した部分（第一被検出部）とＳ極に着磁した部分（第二被検出部）とを、円周方向に関して交互に且つ等間隔（等しい角度ピッチ）で配置している。これらＮ極に着磁された部分とＳ極に着磁された部分との境界は、上記エンコーダ４の軸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、このエンコーダ４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Ｎ極に着磁された部分とＳ極に着磁された部分とは、軸方向中間部が円周方向に関して最も突出した（又は凹んだ）、「く」字形となっている。
【０００７】
又、上記各センサ５、５は、検出部に、ホールＩＣ、ホール素子、ＭＲ、ＧＭＲ等の磁気検知素子を組み込んでいる。この様な両センサ５、５の検出部が上記エンコーダ４の外周面に対向する位置は、このエンコーダ４の円周方向に関して同じ位置としている。言い換えれば、上記両センサ５、５の検出部は、上記外輪１の中心軸を含む同一の仮想平面上に配置されている。又、この外輪１と上記ハブ２との間にアキシアル荷重が作用しない状態で、上記Ｎ極に着磁された部分と上記Ｓ極に着磁された部分と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５、５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４、５、５の設置位置を規制している。この様に、上記境界の傾斜方向が変化する部分を上記中央位置に存在させる事で、内外輪（上記ハブ２と上記外輪１と）の温度差や熱膨張等の変形による誤差（変位が生じていなくても内外輪の温度差によって位相差が生じる、所謂オフセット）を小さく抑えられる様にしている。尚、図示の構造では、上記エンコーダ４として永久磁石製のものを使用している為、上記両センサ５、５側に永久磁石を組み込んではいない。
【０００８】
上述の様に構成する先発明の構造の場合、上記外輪１と上記ハブ２との間にアキシアル荷重が作用すると、上記両センサ５、５の出力信号が変化する位相がずれる。即ち、上記外輪１と上記ハブ２との間にアキシアル荷重が作用していない状態では、上記両センサ５、５の検出部は、図１０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５、５の出力信号の位相は、同図の（Ｃ）に示す様に一致する。これに対し、上記エンコーダ４を固定したハブ２に、図１０の（Ａ）で下向きのアキシアル荷重が作用し（上記外輪１と上記ハブ２とが軸方向に相対変位し）た場合には、上記両センサ５、５の検出部は、図１０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５、５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１０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５、５の検出部は、図１０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５、５の出力信号の位相は、同図の（Ｄ）に示す様にずれる。
【０００９】
この様に、先発明の構造の場合には、上記両センサ５、５の出力信号の位相が、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の方向に応じた方向にずれる。又、このアキシアル荷重により上記両センサ５、５の出力信号の位相がずれる程度（変位量）は、このアキシアル荷重が大きくなる程大きくなる。従って、上述した先発明の場合には、上記両センサ５、５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との軸方向の相対変位の向き及び大きさ、延いては、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。又、上記各センサ５、５の出力信号の周波数は、車輪の回転速度に比例する。従って、少なくとも一方のセンサ５の出力信号の周波数に基づいて、車輪の回転速度を求める事ができる。この様に、先発明の構造の場合には、１個のエンコーダ４と１対のセンサ５、５とにより、上記外輪１とハブ２との間に作用するアキシアル荷重だけでなく、車輪の回転速度をも求める事ができる。この為、自動車の走行制御用の情報を測定する装置の低コスト化を図れる。
【００１０】
上述した様なエンコーダ４とセンサ５、５とを含んで構成する変位測定装置は、図７に示した様な車輪支持用軸受ユニットの他、工作機械等の各種機械装置を構成する回転支持装置に組み込んで使用する事もできる。
何れにしても、上述した様な構成を有するエンコーダ４の場合、狭小空間への設置を可能とする為の、軸方向の小型化要求に対応しにくいと言った問題がある。即ち、上述した変位測定装置の場合、変位や荷重の測定値の信頼性を確保する為には、上記各センサ５、５の出力信号の波形を安定させる必要がある。そして、この為には、これら各センサ５、５の検出部を対向させる被検出面（それぞれがＳ極とＮ極とを円周方向に関して交互に且つ等間隔に配置され、これらＳ極とＮ極との境界線の傾きを互いに逆にした１対の円輪面）の軸方向寸法を、それぞれ最低でも所定量ずつ確保しておく必要がある。これに対し、上述したエンコーダ４の場合には、上記各被検出面を、それぞれこのエンコーダ４の外周面に、軸方向に関して隣接配置している。この為、このエンコーダ４の軸方向寸法は、最低でも上記所定量の２倍は確保しておく必要がある。従って、このエンコーダ４の場合には、軸方向寸法が嵩み易く、軸方向の小型化要求（特に、この軸方向寸法を上記所定量の２倍未満にすると言った要求）には対応しにくい。
【００１１】
【特許文献１】特開平３−２０９０１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の変位測定装置付回転支持装置及び荷重測定装置付回転支持装置は、上述の様な事情に鑑み、エンコーダの軸方向の小型化要求に十分に応え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】
【００１３】
本発明の変位測定装置付回転支持装置、又は、荷重測定装置付回転支持装置は、回転支持装置と、変位測定装置、又は、荷重測定装置とを備える。
このうちの回転支持装置は、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部材と、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部材と、この回転側軌道と上記静止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る。
又、上記変位測定装置、又は、荷重測定装置は、エンコーダと１対のセンサとを備える。
このうちのエンコーダは、円筒状に形成すると共に、上記回転側部材又はこの回転側部材と同期して回転する部分に、この回転側部材と同心に支持固定されている。そして、それぞれが被検出面である外周面と内周面との特性を、それぞれ円周方向に関して交互に変化させると共に、この円周方向に関する特性変化のパターンを、測定すべき変位の方向、又は、測定すべき荷重の作用方向である軸方向に亙り、上記外周面と上記内周面とで互いに異なる傾向で漸次変化させたものである。
又、上記１対のセンサは、一方のセンサの検出部を上記エンコーダの外周面の軸方向一部に、他方のセンサの検出部をこのエンコーダの内周面の軸方向一部に、それぞれ対向させた状態で、使用時にも回転しない部分に支持されている。そして、自身の検出部を対向させた上記外周面又は上記内周面の特性変化のパターンに対応して、出力信号のパターンを変化させるものである。
【発明の効果】
【００１４】
上述の様に構成する本発明の変位測定装置付回転支持装置及び荷重測定装置付回転支持装置の場合、静止側部材と回転側部材との間にアキシアル荷重が作用する事に基づき、これら静止側部材と回転側部材とが軸方向に相対変位すると、この相対変位の向き及び大きさに応じて、１対のセンサの出力信号のパターン（例えば、位相）が、互いに異なる傾向で変化する。この為、これら両センサの出力信号を比較すれば（例えば、互いの位相差を求めれば）、その結果に基づき、上記相対変位及びアキシアル荷重の向き及び大きさを求める事ができる。
【００１５】
特に、本発明の場合には、エンコーダの外周面に一方のセンサの検出部を対向させる被検出面を、同じく内周面に他方のセンサの検出部を対向させる被検出面を、それぞれ設けている。この為、上記各センサの出力信号の波形を安定させるべく、上記各被検出面の軸方向寸法を、それぞれ最低限必要な所定量ずつ確保する場合でも、上記エンコーダの軸方向寸法は、少なくとも上記所定量だけ確保すれば足りる。即ち、本発明の場合には、前述した先発明の様に、エンコーダの外周面又は内周面に１対の被検出面を軸方向に並列配置した構造に比べて、最低限必要なエンコーダの軸方向寸法を半分にできる。従って、本発明の場合には、エンコーダを狭小空間に設置する為の、このエンコーダの軸方向の小型化要求に対応し易くできる。
尚、上記回転側部材と静止側部材との間に作用するアキシアル荷重を求める為には、必ずしもこれら回転側部材と静止側部材との、軸方向に関する相対変位量を求める必要はない。即ち、静止側部材と回転側部材との間に作用するアキシアル荷重を、上記相対変位量を求める事なく、上記１対のセンサの出力信号のパターンから直接求める事もできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明を実施する場合には、例えば請求項２、８に記載した様に、エンコーダの外周面と内周面とにそれぞれ、互いに異なる特性を有する第一被検出部と第二被検出部とが円周方向に関して交互に、且つ、上記外周面と上記内周面とで互いに等しい角度ピッチ（中心角ピッチ）で配置されており、上記第一、第二両被検出部の境界が上記エンコーダの軸方向に対し、上記外周面と上記内周面とで互いに異なる角度（絶対値が同じで方向が逆の場合を含む）だけ傾斜した構造を採用する事ができる。
又、例えば請求項３、９に記載した様に、回転側部材を静止側部材の径方向内方に設け、この回転側部材又はこの回転側部材に内嵌固定した回転軸に対し、エンコーダを支持固定する構造を採用する事もできる。
又、例えば請求項４、１０に記載した様に、静止側部材を自動車の懸架装置に支持固定する静止輪とし、回転側部材を車輪を支持固定するハブとする構造を採用する事もできる。
又、例えば請求項５、１１に記載した様に、１対のセンサの出力信号の位相差に基づいて、静止側部材と回転側部材との軸方向の相対変位量（相対変位の向き及び大きさ）又はアキシアル荷重（作用方向及び大きさ）を算出する演算器を備えた構造を採用する事もできる。
更に、本発明のうちの変位測定装置付回転支持装置を実施する場合に、例えば請求項６に記載した様に、上記演算器として、算出した軸方向の相対変位量に基づき、静止側部材と回転側部材との間に作用しているアキシアル荷重を算出する機能を有するものを採用する事もできる。
【実施例】
【００１７】
図１〜５は、本発明の実施例を示している。本実施例の場合、対象となる回転支持装置は、自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する為の車輪支持用軸受ユニットである。即ち、図１に示す様に、懸架装置に支持された状態で回転しない静止側部材である外輪１の径方向内方に、車輪を支持固定する回転側部材であるハブ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。又、上記外輪１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の右側。反対に、車両の幅方向外側となる、図１の左側を、軸方向に関して「外」と言う。本明細書全体で同じ。）に有底円筒状のカバー６を内嵌固定し、このカバー６により、上記外輪１の内端開口を塞いでいる。そして、上記ハブ２の内端部に円筒状のエンコーダ４ａを、このハブ２と同心に支持固定している。これと共に、上記カバー６の底板部の径方向外端部に１対のセンサ５ａ、５ａを、それぞれの検出部７、７を、それぞれが被検出面である上記エンコーダ４ａの外周面と内周面とに近接対向させた状態で支持している。
【００１８】
上記エンコーダ４ａは、上記ハブ２の内端部に外嵌固定した軟鋼板等の磁性金属板製の支持環８を構成する大径円筒部９の軸方向内半部と、この軸方向内半部の外周面と内周面とにそれぞれ添着固定した、１対の円筒状の永久磁石１０ａ、１０ｂとから成る。図２に実線で示す様に、径方向外側の永久磁石１０ａの外周面｛上記エンコーダ４ａの外周面。同図（Ｂ）｝と、径方向内側の永久磁石１０ｂの内周面｛上記エンコーダ４ａの内周面。同図（Ｃ）｝とにはそれぞれ、Ｎ極に着磁した部分（第一被検出部）とＳ極に着磁した部分（第二被検出部）とを、円周方向に関して交互に且つ等間隔（等しい角度ピッチ）で配置している。これと共に、上記Ｎ極に着磁された部分と上記Ｓ極に着磁された部分との境界を、上記エンコーダ４ａの軸方向に対し同じ角度だけ傾斜させている。尚、図２（Ｂ）の破線は、上記エンコーダ４ａの内周面に存在する上記境界を、同図（Ｃ）の破線は、このエンコーダ４ａの外周面に存在する上記境界を、それぞれ示している。又、本実施例の場合、上記軸方向に対する上記境界の傾斜角度の絶対値を、上記外周面と内周面とで互いに等しくし｛｜θ｜（図示の例では４５度）とし｝、且つ、上記軸方向に対する上記境界の傾斜方向（±）を、上記外周面と内周面とで互いに逆にしている。即ち、この外周面に存在する上記境界の傾斜角度を＋θとすると共に、上記内周面に存在する上記境界の傾斜角度を−θとしている。又、上記Ｎ極に着磁された部分と上記Ｓ極に着磁された部分とを円周方向に関して交互に配置する角度ピッチを、上記外周面と内周面とで互いに等しくしている。これと共に、これら外周面と内周面とで、同極（Ｎ極又はＳ極）に着磁された部分の円周方向の配置の位相を、図２（Ｂ）、（Ｃ）の鎖線α上、即ち、上記外周面及び内周面の軸方向中央部で互いに一致させている。
【００１９】
又、上記各センサ５ａ、５ａは、上記検出部７、７に、ホールＩＣ、ホール素子、ＭＲ、ＧＭＲ等の磁気検知素子を組み込んでいる。この様な両検出部７、７が上記エンコーダ４ａの外周面及び内周面に対向する位置は、このエンコーダ４ａの円周方向に関して同じ位置としている。言い換えれば、上記両検出部７、７は、上記エンコーダ４ａの中心軸を含む同一の仮想平面上に配置されている。又、上記外輪１と上記ハブ２との間にアキシアル荷重が作用しない状態で、上記両検出部７、７は、上記エンコーダ４ａの外周面及び内周面の軸方向中央部｛図２（Ｂ）、（Ｃ）の鎖線α上｝に対向する様に、各部材４ａ、５ａ、５ａの設置位置を規制している。尚、図示の構造では、上記エンコーダ４ａ側に永久磁石１０ａ、１０ｂを組み込んでいる為、上記両センサ５ａ、５ａ側に永久磁石を組み込んではいない。又、これら各センサ５ａ、５ａの出力信号は、それぞれハーネス１１、１１を通じて、車体側に設けた図示しない演算器に送り込み自在としている。
【００２０】
上述の様に構成する本実施例の変位検出装置付回転支持装置（又は荷重測定装置付回転支持装置）の場合、上記外輪１と上記ハブ２との間にアキシアル荷重が作用すると、上記両センサ５ａ、５ａの出力信号が変化する位相がずれる。即ち、上記外輪１と上記ハブ２との間にアキシアル荷重が作用していない状態では、上記両センサ５ａ、５ａの検出部７、７は、図３（Ａ）（ａ）の鎖線α、α上、即ち、上記エンコーダ４ａの外周面及び内周面の軸方向中央部に対向する。従って、上記両センサ５ａ、５ａの出力信号の位相は、図３（Ａ）（ｂ）に示す様に一致する。尚、この様な出力結果は、同図（Ｂ）（ｂ）に示す様な、前述した先発明で上記アキシアル荷重が作用していない場合に得られる出力結果と一致する。
【００２１】
これに対し、上記エンコーダ４ａを支持固定したハブ２に、図３（Ａ）（ａ）で下向きのアキシアル荷重が作用し（上記外輪１と上記ハブ２とが軸方向に相対変位し）た場合には、上記両センサ５ａ、５ａの検出部７、７は、図４（Ａ）（ａ）の鎖線β、β上、即ち、上記軸方向中央部からの軸方向に関するずれが互いに等しい部分に対向する。この状態で、上記両センサ５ａ、５ａの出力信号の位相は、図４（Ａ）（ｂ）に示す様にずれる。尚、この様な出力結果も、同図（Ｂ）（ｂ）に示す様な、前述した先発明で上述した様なアキシアル荷重が作用した場合に得られる出力結果と一致する。
【００２２】
更に、上記エンコーダ４ａを支持固定したハブ２に、図３（Ａ）（ａ）で上向きのアキシアル荷重が作用し（上記外輪１と上記ハブ２とが軸方向に相対変位し）た場合には、上記両センサ５ａ、５ａの検出部７、７は、図５（Ａ）（ａ）の鎖線γ、γ上、即ち、上記軸方向中央部からの軸方向に関するずれが、逆方向に互いに等しい部分に対向する。この状態で、上記両センサ５ａ、５ａの出力信号の位相は、図５（Ａ）（ｂ）に示す様にずれる。尚、この様な出力結果も、同図（Ｂ）（ｂ）に示す様な、前述した先発明で上述した様なアキシアル荷重が作用した場合に得られる出力結果と一致する。
【００２３】
この様に、本実施例の変位測定装置付回転支持装置（又は荷重測定装置付回転支持装置）の場合には、前述した先発明の場合と同様、上記両センサ５ａ、５ａの出力信号の位相が、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の方向に応じた方向にずれる。又、このアキシアル荷重により上記両センサ５ａ、５ａの出力信号の位相がずれる程度（変位量）は、このアキシアル荷重が大きくなる程大きくなる。そこで、本実施例の場合には、上記両センサ５ａ、５ａの出力信号を前記演算器に、前記各ハーネス１１、１１を通じて送信する。そして、この演算器により、上記両センサ５ａ、５ａ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方向及び大きさに基づいて、上記外輪１とハブ２との軸方向の相対変位の向き及び大きさを求める。これと共に、この相対変位の向き及び大きさに基づいて、上記外輪１と上記ハブ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る。又、上記各センサ５ａ、５ａの出力信号の周波数は、上記エンコーダ４ａ及びハブ２の回転速度に応じて変化する。そこで、本実施例の場合には、上記演算器により、上記各センサ５ａ、５ａのうちの少なくとも一方のセンサ５ａの出力信号の周波数に基づいて、上記ハブ２の回転速度を求める。
【００２４】
上述の様に構成し作用する本実施例の変位測定装置付回転支持装置（又は荷重測定装置付回転支持装置）の場合には、エンコーダ４ａの外周面に、一方（径方向外方）のセンサ５ａの検出部７を対向させる被検出面を、同じく内周面に、他方（径方向内方）のセンサ５ａの検出部７を対向させる被検出面を、それぞれ設けている。この為、本実施例の場合には、上記各センサ５ａ、５ａの出力信号の波形を安定させるべく、上記各被検出面の軸方向寸法を、それぞれ最低限必要な所定量ずつ確保する場合でも、上記エンコーダ４ａの軸方向寸法は、少なくとも上記所定量だけ確保すれば足りる。即ち、本実施例の場合には、１対の被検出面をエンコーダの外周面（又は内周面）に軸方向に並列配置した先発明の場合に比べて、最低限必要なエンコーダ４ａの軸方向寸法を半分にできる。言い換えれば、本実施例の場合には、図３〜５に示す様に、上記先発明の場合と同様の出力結果を得られる構造でありながら、上記エンコーダ４ａの軸方向寸法Ｗ4aを、上記先発明のエンコーダ４の軸方向寸法Ｗ4 の半分の大きさ（Ｗ4a＝Ｗ4 ／２）にできる。従って、本実施例の場合には、上記ハブ２と前記カバー６との間に存在する、軸方向寸法が小さい狭小空間に、上記エンコーダ４ａを十分なゆとりを持って設置する事ができる。又、このゆとり分を省略した設計を行なえば、小型軽量化を図れる。更に、本実施例の場合には、１対の被検出面を、上記エンコーダ４ａの外周面と内周面とに分けて配置している為、一方の被検出面から出入りする磁束と、他方の被検出面から出入りする磁束とが、短絡しにくくなる。従って、上記両センサ５ａ、５ａの出力信号の波形を、より安定させる事ができる。
【００２５】
尚、上述した実施例では、エンコーダ４ａの外周面と内周面とに設ける被検出面としてそれぞれ、Ｎ極に着磁された部分とＳ極に着磁された部分とを円周方向に関して交互に且つ等しい角度ピッチで配置して成る、多極磁石面を採用した。但し、本発明を実施する場合には、例えば図６に示す様に、エンコーダ４ｂの外周面｛同図（Ａ）｝と内周面｛同図（Ｂ）｝とに設ける被検出面としてそれぞれ、はすば歯車の噛合面の如き凹凸面（凹部が第一被検出部であり、凸部が第二被検出部である面）を採用する事もできる。この様なエンコーダ４ｂを採用する場合には、このエンコーダ４ｂを磁性金属製とすると共に、このエンコーダ４ｂの外周面と内周面とに対向させる１対のセンサ側に永久磁石を組み込む。この様な構成を採用すれば、上記エンコーダ４ｂ側に永久磁石を組み込んでいない為、このエンコーダ４ｂの外周面と内周面との間で磁束の短絡が発生しなくなる。従って、上記両センサの出力信号の波形を、より安定させる事ができる。
【００２６】
又、上述した実施例では、エンコーダの軸方向に対する、第一被検出部（Ｎ極、凹部）と第二被検出部（Ｓ極、凸部）との境界の傾斜角度の絶対値を、上記エンコーダの外周面と内周面とで互いに等しくする（｜θ｜とする）と共に、このエンコーダの軸方向に対する上記境界の傾斜方向（±）を、このエンコーダの外周面と内周面とで互いに逆にした。但し、本発明を実施する場合、上記傾斜角度の絶対値は、上記外周面と内周面とで互いに異ならせる事もできる。又、この様に外周面と内周面とで上記傾斜角度の絶対値を互いに異ならせる場合には、上記傾斜方向を、上記外周面と内周面とで互いに等しくしたり、何れかの周面の境界を軸方向に対し傾斜させない事もできる。何れの場合でも、静止側部材と回転側部材とが軸方向に相対変位した場合に、この相対変位の向き及び大きさに見合った分、１対のセンサの出力信号の位相を、互いにずらせる事ができる。但し、上記静止側部材と上記回転側部材との間の相対変位量及び作用荷重の測定感度を十分に確保する為には、上記両センサの出力信号の位相差を、軸方向の変位に対して高い割合で変化させられる様にするのが好ましい。従って、何れの構成を採用する場合も、上記両センサの出力信号の位相差を、軸方向の変位に対して高い割合で変化させられる様にすべく、上記外周面に存在する境界の方向と、上記内周面に存在する境界の方向との間の開き角度（角度差）を、十分に確保する事が好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施例を示す断面図。
【図２】本実施例に組み込むエンコーダを示しており、（Ａ）は軸方向内方から見た図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ方向から見た外周面の展開図、（Ｃ）は（Ａ）のＹ方向から見た内周面の展開図。
【図３】アキシアル荷重が加わっていない場合の１対のセンサの出力信号を示す線図であって、（Ａ）は本実施例に関するもの、（Ｂ）は先発明に関するもの。
【図４】アキシアル荷重が所定方向に加わっている場合の１対のセンサの出力信号を示す線図であって、（Ａ）は本実施例に関するもの、（Ｂ）は先発明に関するもの。
【図５】アキシアル荷重が所定方向とは逆方向に加わっている場合の１対のセンサの出力信号を示す線図であって、（Ａ）は本実施例に関するもの、（Ｂ）は先発明に関するもの。
【図６】エンコーダの別例を示しており、（Ａ）は外周面の部分斜視図、（Ｂ）は内周面の部分斜視図。
【図７】先発明の構造を示す断面図。
【図８】この先発明の構造に組み込むエンコーダの斜視図。
【図９】同じく展開図。
【図１０】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。
【符号の説明】
【００２８】
１    外輪
２    ハブ
３    転動体
４、４ａ、４ｂ  エンコーダ
５、５ａ  センサ
６    カバー
７    検出部
８    支持環
９    大径円筒部
１０ａ、１０ｂ  永久磁石
１１    ハーネス
【図１】
2007057525.tif 000003
【図２】
2007057525.tif 000004
【図３】
2007057525.tif 000005
【図４】
2007057525.tif 000006
【図５】
2007057525.tif 000007
【図６】
2007057525.tif 000008
【図７】
2007057525.tif 000009
【図８】
2007057525.tif 000010
【図９】
2007057525.tif 000011
【図１０】
2007057525.tif 000012