(57)【要約】【課題】  複数のセンサを有していても各センサの位置調整を省略化でき、容易に組み立てることができる車輪用転がり軸受装置を提供する。【解決手段】  車体側に固定される固定軌道輪としての外輪１と、車輪が取り付けられる回転軌道輪としての内軸２及び内輪部材３と、これら軌道輪の間に転動自在に設けられている複列の転動体４，５とを備えている。内輪部材３の外周面とのギャップを検出する複数の変位センサ８を周方向に所定間隔おきに有するケース部材９が設けられている。このケース部材９は固定軌道輪のインナ側端部に取り付けられている。【選択図】      図１
2007078073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体側に固定される筒状の固定軌道輪と、この固定軌道輪の内部に回転自在に挿通されかつ車輪の取付部分をアウタ側に有する回転軌道輪と、これらの軌道輪の間に転動自在に設けられている複列の転動体とを備えた車輪用転がり軸受装置であって、
前記回転軌道輪のインナ側端部の外周面とのギャップを検出する複数の変位センサを周方向に所定間隔おきに有するケース部材が設けられ、このケース部材が前記固定軌道輪のインナ側端部に取り付けられていることを特徴とする車輪用転がり軸受装置。
【請求項２】
前記変位センサが、インダクタンス形変位センサとされている請求項１に記載の車輪用転がり軸受装置。
【請求項３】
前記ケース部材が、更に、前記回転軌道輪のインナ側端部の軸端面とのギャップを検出する第二の変位センサを有している請求項１又は２に記載の車輪用転がり軸受装置。
【請求項４】
前記回転軌道輪のインナ側端部の外周面が、前記回転軌道輪に荷重が作用すると前記変位センサとのギャップの変化を径方向と軸方向の両方向に生じさせることのできる形状とされている請求項１又は２に記載の車輪用転がり軸受装置。
【請求項５】
前記複数の変位センサが対向する回転軌道輪のインナ側端部の外周面に環状凹部が形成されている請求項１又は２に記載の車輪用転がり軸受装置。
【請求項６】
前記複数の変位センサが対向する回転軌道輪のインナ側端部の外周面に、当該回転軌道輪と異なる材質からなる環状帯部が形成されている請求項１又は２に記載の車輪用転がり軸受装置。
【請求項７】
前記回転軌道輪のインナ側端部に、当該回転軌道輪よりも前記変位センサに対してインダクタンスの変化を大きく生じさせる環状の被計測部材が取り付けられており、前記変位センサがこの被計測部材の外周面とのギャップを検出する請求項２に記載の車輪用転がり軸受装置。
【請求項８】
前記変位センサが、この各変位センサからの出力値と予め記憶させてある所定の関数との演算によって前記回転軌道輪に作用している荷重の各方向成分を算出する演算処理部に接続されている請求項１〜７のいずれか一項に記載の車輪用転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車などの車両に用いることができる車輪用転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年自動車において、走行の際の運転制御を行うために車輪に作用する荷重や車輪の回転数などといった種々の情報が必要とされている。このような情報を得るために、自動車の車輪が取り付けられる車輪用転がり軸受装置にセンサを設けることが提案されている。
【０００３】
このような車輪用転がり軸受装置として従来から知られているものに、車体側に固定される筒状の固定軌道輪と、この固定軌道輪の径方向内方に設けられ車輪が取り付けられる回転軌道輪と、これらの軌道輪の間に転動自在に設けられている複列の転動体とを備えた軸受装置があり、この軸受装置では、センサが固定軌道輪に設けられており、このセンサで回転軌道輪の情報を得るように構成されているものがある（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１記載の軸受装置は、固定軌道輪において径方向に貫通する貫通孔が形成され、この貫通孔にセンサが挿入され固定されている。そして、センサの計測部を回転軌道輪の外周面に対向させ、センサが回転軌道輪の情報を取得している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３４０９２２号公報（図１参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されている車輪用転がり軸受装置は、センサを固定軌道輪に複数設けるために当該固定軌道輪に貫通孔を複数形成する必要がある。この場合、固定軌道輪の製造工程において別の孔開け作業が必要となり、また、それぞれの貫通孔に対してセンサの取り付けが必要であり、組み立て作業が煩雑となる。さらに、センサと回転軌道輪との間のギャップ調整が、それぞれのセンサにおいて必要であり、組み立て工数が多くなるという問題点を有している。
【０００６】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、複数のセンサを有していても各センサの位置調整を省略化でき、容易に組み立てることができる車輪用転がり軸受装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の車輪用転がり軸受装置は、車体側に固定される筒状の固定軌道輪と、この固定軌道輪の内部に回転自在に挿通されかつ車輪の取付部分をアウタ側に有する回転軌道輪と、これらの軌道輪の間に転動自在に設けられている複列の転動体とを備えた車輪用転がり軸受装置であって、前記回転軌道輪のインナ側端部の外周面とのギャップを検出する複数の変位センサを周方向に所定間隔おきに有するケース部材が設けられ、このケース部材が前記固定軌道輪のインナ側端部に取り付けられていることを特徴としている。
【０００８】
この構成によれば、ケース部材が複数の変位センサを有しており、このケース部材が固定軌道輪のインナ側端部に取り付けられているため、変位センサを個々に固定軌道輪に取り付ける必要がなく、固定軌道輪にセンサのための貫通孔を設ける必要がない。さらに、ケース部材を固定軌道輪に取り付けることによって、回転軌道輪のインナ側端部の外周面に対して各変位センサの位置決めがされるため、組み立てが容易となる。
【０００９】
そして、変位センサは、車輪に作用した径方向の荷重により生じた回転軌道輪のインナ側端部の外周面とのギャップの変化を検出することができる。さらに、回転軌道輪が固定軌道輪に対して傾くような変位をした場合（モーメントが作用した場合）、前記ギャップの変化は、軸方向中央部よりもインナ側端部において大きくなるため、そのインナ側端部の外周面を変位センサが計測することで、検出精度を高めることができる。
【００１０】
また、前記変位センサが、インダクタンス形変位センサとされているのが好ましい。インダクタンス形変位センサは地磁気の影響を受けにくいため、進行方向を自在として走行する自動車などの車両に、この車輪用転がり軸受装置を備えさせることで、地磁気による影響を受けにくい構成とすることができる。
【００１１】
また、前記ケース部材が、更に、前記回転軌道輪のインナ側端部の軸端面とのギャップを検出する第二の変位センサを有しているのが好ましい。この場合、車輪に作用した軸方向の荷重により生じた回転軌道輪のインナ側端部の軸端面とのギャップの変化を、第二の変位センサが検出することができる。
【００１２】
また、前記車輪用転がり軸受装置において、前記回転軌道輪のインナ側端部の外周面が、前記回転軌道輪に荷重が作用すると前記変位センサとのギャップの変化を径方向と軸方向の両方向に生じさせることのできる形状とされているのが好ましい。この場合、ケース部材に周方向に設けた変位センサが、径方向と軸方向の両方向のギャップの変化を検出することができる。
【００１３】
前記複数の変位センサが対向する回転軌道輪のインナ側端部の外周面に環状凹部を形成することができる。この構成によれば、ケース部材に周方向に設けた変位センサにより、回転軌道輪の軸方向の変位を検出することができる。
【００１４】
また、変位センサをインダクタンス形又は渦電流形とした場合において、前記複数の変位センサが対向する回転軌道輪のインナ側端部の外周面に、当該回転軌道輪と異なる材質からなる環状帯部を形成することができる。この場合も、ケース部材に周方向に設けた変位センサにより、回転軌道輪の軸方向の変位を検出することができる。
【００１５】
また、変位センサをインダクタンス形とした場合において、前記回転軌道輪のインナ側端部には、当該回転軌道輪よりも前記変位センサに対してインダクタンスの変化を大きく生じさせる環状の被計測部材が取り付けられており、前記変位センサはこの被計測部材の外周面とのギャップを検出するのが好ましい。これにより、変位センサによる検出精度を高めることができる。
【００１６】
また、これら車輪用転がり軸受装置において、前記変位センサは、この各変位センサからの出力値と予め記憶させてある所定の関数との演算によって前記回転軌道輪に作用している荷重の各方向成分を算出する演算処理部と接続されているのが好ましい。これにより、各変位センサからの出力値に基づいて回転軌道輪に作用している荷重を算出することができる。なお、この所定の関数は、前記各方向成分の荷重を入力した場合に出力される各変位センサの値を予め求めておくことで得られる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の車輪用転がり軸受装置によれば、複数の変位センサを有しているケース部材を固定軌道輪のインナ側端部に取り付けて構成しているため、各変位センサの位置調整を省略化でき、組み立てが容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の車輪用転がり軸受装置（以下、単に軸受装置ともいう）の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の一実施の形態に係る軸受装置を示す断面図であり、図２はこの軸受装置をインナ側から軸方向に見た図である。なお、図１において、右側が車両アウタ側であり、左側が車両インナ側である。
【００１９】
本実施の形態の軸受装置は、筒状の外輪１と、この外輪１の内部に挿通されている内軸２と、この内軸２のインナ側の端部に外嵌している内輪部材３と、複数の玉からなる複列の転動体４，５とを備えたものであり、これらにより複列アンギュラ玉軸受部を構成している。転動体４，５としての各列の玉は保持器（図示せず）によって周方向に所定間隔で保持されている。
なお、本発明において、軸受装置の中心線Ｃに沿った方向をＹ軸方向とし、これに直交する水平方向をＸ軸方向とし、Ｙ軸方向とＸ軸方向に直交する方向をＺ軸方向としている。つまり、Ｙ軸方向は車両の左右水平方向となり、Ｘ軸方向は前後水平方向となり、Ｚ軸方向は上下鉛直方向となる。
【００２０】
この軸受装置において、前記外輪１が車体側に固定される固定軌道輪とされており、前記内軸２と前記内輪部材３とが車輪側の回転軌道輪とされており、固定軌道輪と回転軌道輪との間において前記複列の転動体４，５が転動自在に介在している。これにより、固定軌道輪と回転軌道輪とは同軸状とされ、固定軌道輪に対して回転軌道輪が車輪（図示せず）とともに回転自在とされる。
【００２１】
内軸２はアウタ側に径方向外方へ延びるフランジ部１７を有しており、このフランジ部１７が図示しない車輪やブレーキディスクの取付部分とされており、前記車輪などは図示しないボルトによって当該フランジ部１７に取り付けられる。内輪部材３は内軸２のインナ側において外嵌しており、また内輪部材３は内軸２のインナ側端部に螺着させたナット１９によって内軸２に固定されている。そして、内軸２の外周面と内輪部材３の外周面とに転動体４，５の内軌道面１４，１５がそれぞれ形成されている。
【００２２】
外輪１は、転動体４，５の外軌道面１２，１３が内周面に形成されている円筒状の本体部６と、この本体部６の外周面から径方向外方へ伸びるフランジ部７とを有している。このフランジ部７が、車体側部材である懸架装置が有するナックル（図示せず）に固定される。
【００２３】
軸受装置は、そのインナ側においてケース部材９が設けられており、このケース部材９は固定軌道輪のインナ側端部の外周面とのギャップを検出する複数の変位センサを有している。ケース部材９は筒部材３１と蓋部材３２とで構成されている。筒部材３１は軸方向に短い筒状の部材とされており、筒部材３１はその一端部側において外輪１のインナ側端部に止めネジ２６によって固定され、外輪１と同軸状とされている。蓋部材３２は前記筒部材３１の他端部に固定される部材であり、筒部材３１に蓋をするように取り付けられることで軸受部への異物の侵入を防ぐことができる。
そして、前記ケース部材９の筒部材３１の内周面側に、回転軌道輪のインナ側端部の外周面とのギャップを検出することができる径方向変位センサ８が複数搭載されている。
【００２４】
図３はこの軸受装置においてケース部材９のうち蓋部材３２が取り外された状態を示す図である。図３において、径方向変位センサ８（８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ）はケース部材９の周方向に所定間隔（９０°）おきに設けられている。すなわち、径方向変位センサ８は、前後上下の４カ所にそれぞれ設けられており、回転軌道輪のインナ側端部の外周面とのＸ軸方向及びＺ軸方向についての径方向のギャップの正負変化を検出することができるように配設されている。そして、これら４つの変位センサ８は、回転軌道輪のうち内輪部材３の外周面を計測対象部２１として、その外周面とのギャップを検出することで回転軌道輪の径方向の変位を求めることができる。つまり、ケース部材９が外輪１のインナ側端部に取り付けられていることにより、内輪部材３の外周面を変位センサ８による計測対象部２１とし、当該変位センサ８は内輪部材３の肩部とのギャップを検出している。
【００２５】
内輪部材３の外周面について説明すると、図１において、アウタ側に転動体５用の内軌道面１５が凹周溝として形成されており、インナ側に計測対象部２１が軸方向（Ｙ軸）に平行な方向にまっすぐな外周面として形成されている。また、内輪部材３の軸方向寸法は、当該内輪部材３を外嵌させるために内軸２に形成されている段付き小径部１６の軸方向寸法よりも長くされており、従来の内輪部材よりも長い円筒部材とされている。
【００２６】
つぎに径方向変位センサ８について説明すると、この変位センサ８はインダクタンス形変位センサとされており、内輪部材３の外周面とのギャップの変化をインダクタンスの変化によって検出することができる。具体的な構成を説明すると、変位センサ８は、図１と図３において、センサコイル２８がそれぞれ巻回されている周方向に隣接した一対の磁極２７を有しており、この変位センサ８が軸受装置の前後上下にそれぞれ設けられている。そして、これら磁極２７は一枚の円環板２９から径方向内方へ突出するように形成されており、磁極２７の内径側の端面が内輪部材３の外周面に径方向の隙間を有して対向するように設けられる。つまり、各径方向変位センサ８の各磁極２７は金属製の円環板２９と一体に形成されており、変位センサ８は内輪部材３の外周面との間のギャップについて検出方向を径方向（Ｘ軸方向とＺ軸方向）としている。円環板２９は、筒部材３１の内鍔部３１ａと円環基板３３に挟まれた状態で止めネジ３０によって筒部材３１に固定されている。
【００２７】
このように、複数個の径方向変位センサ８はケース部材９において一体とされているため、軸受装置の組み立ての際に各変位センサ８を周方向位置についてそれぞれ調整する必要がなく、また、径方向位置（内輪部材３の外周面までの隙間）の調整についても必要がない。つまり、ケース部材９に複数の変位センサ８が組み付けられているため、このケース部材９を外輪１に取り付けることによって、計測対象部２１に対して各変位センサ８の位置決めができるため、組み立てが容易となる。
【００２８】
そしてこのように構成することで、回転軌道輪にＺ軸方向の荷重が作用すると、上下一対の径方向変位センサ８ａ，８ｂのそれぞれと検出対象部２１との間においてＺ軸方向のギャップの変化（正負変位）が発生し、径方向変位センサ８ａ，８ｂがこれを検出することができ、またＸ軸方向の荷重が作用すると、前後一対の径方向変位センサ８ｃ，８ｄのそれぞれと検出対象部２１との間においてＸ軸方向のギャップの変化（正負変位）が発生し、径方向変位センサ８ｃ，８ｄがこれを計測することができる。また、変位センサ８が組み付けられているケース部材９は、軸受装置の端部に設けられており、前記フランジ部７やフランジ部１７とは離れた位置にあることから、周囲の歪の影響を受けにくく、前記ギャップの変化（正負変位）を精度よく検出することができる。
【００２９】
図１の軸受装置のケース部材９は、更に、回転軌道輪のインナ側端部の軸端面とのギャップを検出する第二の変位センサ１０（軸方向変位センサ）を有している。この変位センサ１０はケース部材９の蓋部材３２に取り付けられており、回転軌道輪の軸端面との間のギャップについて検出方向を軸方向（Ｙ軸方向）に平行な方向として、蓋部材３２の底板３２ａに取り付けられている。そして、この変位センサ１０による回転軌道輪の計測対象部は回転軌道輪のインナ側軸端面とされており、この軸端面は前記ナット１９に取り付けられている（螺着されている）板部材２０に形成されている。この板部材２０は軸方向に直交する平面２０ａを有する部材であり、この平面２０ａが軸方向変位センサ１０の計測対象部とされる。この軸方向変位センサ１０は、径方向変位センサ８と同様にインダクタンス形変位センサとされており、センサコイルにおけるインダクタンスの変化を検出することができる。これにより、各軸方向変位センサ１０は、回転軌道輪の軸方向（Ｙ軸方向）の変位を計測することができ、車輪に作用する軸方向の荷重を求めることができる。
または、前記板部材２０を省略し、内輪部材３のインナ側軸方向端面などを軸方向変位センサ１０による計測対象部としてもよい。
【００３０】
さらに、図２において、軸方向変位センサ１０は上下の２カ所（１０ａ，１０ｂ）にそれぞれ設けられており、同心円上に配設されている。これにより、固定軌道輪に対する回転軌道輪のＸ軸回りのモーメントＭｘを求めることができる。また、軸方向変位センサ１０は前後上下の４カ所（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ）に設けてもよい。これにより、固定軌道輪に対する回転軌道輪のＸ軸回りのモーメントＭｘ及びＺ軸回りのモーメントＭｚを求めることができる。つまり、回転軌道輪にＸ軸回りのモーメントＭｘが作用すると、上下一対の軸方向変位センサ１０ａ，１０ｂのそれぞれと検出対象部との間においてギャップの変化が発生し、軸方向変位センサ１０ａ，１０ｂがこれを計測することができ、またＺ軸回りのモーメントＭｚが作用すると、前後一対の軸方向変位センサ１０ｃ，１０ｄのそれぞれと検出対象部との間においてギャップの変化が発生し、軸方向変位センサ１０ｃ，１０ｄがこれを計測することができる。
【００３１】
以上の軸受装置の構成によれば、車輪に作用した径方向の荷重による前記ギャップの変化を、径方向変位センサ８が内輪部材３の径方向の変位として計測することができる。また、内軸２と内輪部材３とが外輪１に対して傾くような変位をした場合（モーメントが作用した場合）、前記ギャップの変化は、内軸２の軸方向中央部（転動体４，５の間）よりもインナ側端部の内輪部材３で大きくなる（増幅される）ため、その内輪部材３の外周面を計測対象部２１とすることで、変位センサ８による計測精度を高めることができる。
【００３２】
また、変位センサ８，１０をインダクタンス形としていることにより、インダクタンス形変位センサは地磁気の影響を受けにくいため、進行方向を自在として走行する自動車などの車両に、この車輪用転がり軸受装置を備えさせることで、地磁気による影響を受けにくい構成とすることができ、また、耐久性の高い変位センサとすることができる。
【００３３】
図４は、本発明の軸受装置の他の実施の形態を示す断面図である。この軸受装置は図１に示した第１の実施の形態と全体構成が同様であるが、異なる点は、径方向変位センサ８による計測対象部２１が傾斜面として構成されており、この変位センサ８の内周側端面がこの傾斜面に対して隙間をもって平行とされている点であり、さらに、軸方向変位センサを有していない点である。図４ではケース部材９のうち蓋部材３２の図示を省略している。なお、本実施の形態において、蓋部材３２を省略することもできる。
【００３４】
つまり、この軸受装置は、内輪部材３のインナ側端部の外周面が中心線Ｃに対して傾斜する方向にまっすぐな傾斜面として形成されており、この傾斜面が変位センサ８の計測面２２とされている。この計測面２２の形状によれば、回転軌道輪に荷重が作用した際の径方向変位センサ８とのギャップの変化を径方向と軸方向の両方向に生じさせることができる。これにより、径方向変位センサ８が、径方向と軸方向の両方向のギャップの変化を検出することができ、径方向変位センサ８が回転軌道輪の径方向の変位と軸方向の変位を検出することができる。
【００３５】
図５は本発明の軸受装置のさらに他の実施形態の部分断面図である。この実施の形態では、図４に示される実施の形態と同様に、軸方向変位センサが省略されており、その代わりに、前記複数の変位センサ８が対向する、回転軌道輪を構成する内輪部材３のインナ側端部の外周面に環状凹部４０が形成されている。この環状凹部４０は前記変位センサ８の先端面８ａと対向するよう形成されている。より詳細には、前記先端面８ａの軸方向（軸受装置の軸方向）中央が、前記環状凹部４０の車両インナ側の壁面４０ａの上方にくるように、形成されている。このようにすることで、内輪部材３の外周面と環状凹部４０の底面とでは、前記変位センサ８とのギャップが異なることから、前記内輪部材３の軸方向の変位を検出することができる。つまり、回転軌道輪の径方向に配置した変位センサでもって、当該回転軌道輪の軸方向の変位量を検出することができる。
【００３６】
図６は発明の軸受装置の他の実施形態の部分断面図である。この実施の形態でも、図４に示される実施の形態と同様に、軸方向変位センサが省略されており、その代わりに、前記複数の変位センサ８が対向する、回転軌道輪を構成する内輪部材３のインナ側端部の外周面に、当該内輪部材３と異なる材質からなる環状帯部５０が形成されている。この環状帯部５０は前記変位センサ８の先端面８ａと対向するよう形成されている。より詳細には、前記先端面８ａの軸方向（軸受装置の軸方向）中央が、前記環状帯部５０の車両インナ側の縁部５０ａの上方にくるように、形成されている。また、変位センサ８として、インダクタンス形変位センサが用いられている。
【００３７】
前記内輪部材３と異なる材質からなる環状帯部５０は、例えば含有カーボン量を内輪部材３と変えることで形成することができる。具体的には、低炭素鋼に浸炭焼入れを実施して内輪部材３を作製する場合において、環状帯部５０を形成すべき部位に防炭剤を塗布して防炭処理を施した後に前記浸炭焼入れを実施することで、環状帯部５０の含有カーボン量を他の防炭処理を施さない部位に比べ小さくすることができる。低炭素鋼の含有カーボン量は、通常、約０．１〜０．２％であるが、浸炭処理を施すことで、これを約０．７〜０．８％程度とすることができる。含有カーボン量が大きい部位は、小さい部位に比べて磁力線を通しにくいことから、前記環状帯部５０を形成することで、前記内輪部材３の軸方向の変位を検出することができる。つまり、回転軌道輪の径方向に配置した変位センサでもって、当該回転軌道輪の軸方向の変位量を検出することができる。なお、図６に示される実施の形態において、変位センサとして渦電流形変位センサを用いることもできる。
また、図５〜６に示される実施の形態において、前記複数の変位センサ８の一部を前記環状凹部４０又は環状帯部５０に対向配置し、残りの変位センサ８を当該環状凹部４０又は環状帯部５０に対向配置させなくてもよく、こうすることでセンサの出力パターンを変えることができる。
【００３８】
さらに、図示しないが、回転軌道輪に荷重が作用すると径方向変位センサ８とのギャップの変化を径方向と軸方向の両方向に生じさせることのできる内輪部材３の外周面の形状としては、傾斜面以外でもよく、例えば凹周溝とすることができる。この場合、変位センサ８の内径側端部をこの凹周溝内に位置させて、凹周溝の底面が径方向に変位することで変位センサ８が径方向のギャップの変化を検出し、凹周溝の側面が軸方向に変位することで変位センサ８が軸方向のギャップの変化を検出するように構成してもよい。
【００３９】
図７は、本発明の軸受装置のさらに他の実施の形態を示す断面図である。この軸受装置は図１に示される実施の形態と全体構成が同様であるが、異なる点は、回転軌道輪のインナ側端部において内輪部材３とナット１９との間に環状の被計測部材２３が外嵌状に取り付けられており、径方向変位センサ８がこの被計測部材２３の外周面とのギャップを検出している点である。なお、ケース部材９のうちの蓋部材３２、板部材２０、軸方向変位センサ１０は図示省略されている。
【００４０】
この環状の被計測部材２３は、内輪部材３よりも変位センサ８に対してインダクタンスの変化を大きく生じさせる部材（材質）とされており、具体的には、内輪部材３が軸受鋼であるのに対して被計測部材２３がケイ素鋼板とされている。これにより、変位センサ８による計測精度を高めることができる。そして、軸方向の変位は図１と同様の軸方向変位センサ（図示せず）と板部材（図示せず）とにより計測することができる。なお、これらの実施の形態において、前記板部材を被計測部材２３と同じ材質とすることができる。
【００４１】
また、図示しないが、前記環状の被計測部材２３の外周面に図４に示したものと同様の傾斜面又は図示しない凹周溝（計測面２２）を形成して、径方向変位センサ８によって回転軌道輪の径方向のギャップと軸方向のギャップとを計測することができるように構成してもよい。この場合、軸方向変位センサを省略することができる。
【００４２】
以上のように構成した各実施の形態において、作用する荷重（タイヤ力）と回転軌道輪の変位とを予め関連付けることによって、当該荷重を求めることができる。つまり、前記変位センサによって、回転軌道輪に作用した荷重のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸についての各方向成分（Ｆｓｘ、Ｆｓｙ、Ｆｓｚ、Ｍｓｘ、Ｍｓｚ）を算出することができる。これについて、図１〜３に示される実施の形態に基づいて説明する。
【００４３】
前後の径方向変位センサ８ｃ，８ｄ、上下の径方向変位センサ８ａ，８ｂ、上下の軸方向変位センサ１０ａ，１０ｂは演算処理部（図示せず）と接続されている。この演算処理部は、車体側に搭載された制御手段（ＥＣＵ）とすることができ、各変位センサの出力値を演算処理できる。
【００４４】
そして、図８は、回転軌道輪に取り付けた車輪に力・モーメントを作用させた場合の各変位センサの出力値から求めた回転軌道輪の変位を示したものである。つまり、図８は、車輪に作用させた荷重として、Ｘ軸方向の荷重（Ｆｘ入力）、Ｙ軸方向の荷重（Ｆｙ入力）、Ｚ軸方向の荷重（Ｆｚ入力）、モーメントについて、Ｘ軸回りのモーメント（Ｍｘ入力）、Ｚ軸回りのモーメント（Ｍｚ入力）をそれぞれ作用させた場合の、前後の径方向変位センサ８ｃ，８ｄ、上下の軸方向変位センサ１０ａ，１０ｂ、上下の径方向変位センサ８ａ，８ｂによる検出値（ギャップ）から求めた回転軌道輪の各変位をグラフとしてそれぞれ示したものである。
【００４５】
そして、この図８を行列式として示した（整理した）一般式が式（１）であり、図８の結果により求めた行列式の行列Ｍは数２によって表される。つまり、式（１）と式（２）は前記各変位センサと各方向の荷重・モーメントとの関係を行列式で表現したものである。そして、この行列Ｍの逆行列Ｍ−1を求めたものが式（３）であり、各変位センサによって得られた値とこの逆行列Ｍ−1とによる式（４）の演算によって、車輪（回転軌道輪）に作用した各軸方向の成分（Ｆｓｘ，Ｆｓｙ，Ｆｓｚ，Ｍｓｘ，Ｍｓｚ）を演算によって求めることができる。
【００４６】
【数１】
2007078073.tif 000003
【００４７】
【数２】
2007078073.tif 000004
【００４８】
【数３】
2007078073.tif 000005
【００４９】
【数４】
2007078073.tif 000006
【００５０】
以上の各変位センサと演算処理部とによれば、当該各変位センサからの出力値と、予め記憶させてある所定の関数（逆行列Ｍ−1）との演算によって、車輪（回転軌道輪）に作用している荷重（タイヤ力）の各軸方向の成分（Ｆｓｘ，Ｆｓｙ，Ｆｓｚ，Ｍｓｘ，Ｍｓｚ）を算出することができる。なお、これによれば、軸方向変位センサ１０のうち、前後方向に設けたもの（図３の軸方向変位センサ１０ｃ，１０ｄ）を不要としても、各方向成分の力などを求めることができる。さらに、径方向変位センサ８は中心線Ｃを挟んで上下・前後で対称に配置されていることにより、相互の出力値の差を演算することで温度補正を行う必要がない。
【００５１】
さらに、この軸受装置のインナ側端部にＡＢＳセンサ（図示せず）を取り付けることができる。この場合、ＡＢＳセンサと同じインナ側端部に前記変位センサ８，１０が設けられるため、これらセンサの信号線２５をインナ側端部のケース部材９において集約させることができて構成が簡素化され、また、これらの配線作業が容易となる。
さらに、図１に示されるように、ケース部材９に貫通孔２４を形成し、各センサからの信号線２５をこの貫通孔２４から取り出すことで外部へ配線することができる。この際信号線２５を集約して貫通孔２４を挿通させることができる。これにより、外輪１に信号線２５用の孔を形成する必要がない。
【００５２】
また、本発明の軸受装置は、図示された形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよく、例えば、前述した各実施の形態では軸受装置を従動輪用として説明したが、駆動輪用のものであってもよい。この場合、図示しないが、ケース部材９の蓋部材３２（図１参考）は、車輪（回転軌道輪）を回転駆動させるためのシャフトに外嵌する環状部材とされ、これらの間にシール部材が設けられる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の軸受装置の一実施の形態の断面図である。
【図２】図１に示される軸受装置をインナ側から軸方向に見た図である。
【図３】図２に示される軸受装置において、ケース部材のうち蓋部材が取り外された状態を示す図である。
【図４】本発明の軸受装置の他の実施の形態の断面図である。
【図５】本発明の軸受装置のさらに他の実施形態の部分断面図である。
【図６】本発明の軸受装置の他の実施形態の部分断面図である。
【図７】本発明の軸受装置のさらに他の実施形態の断面図である。
【図８】回転軌道輪に取り付けた車輪に力・モーメントを作用させた場合の各変位センサの出力値から求めた回転軌道輪の変位を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５４】
１  外輪
２  内軸
３  内輪部材
４  転動体
５  転動体
８  径方向変位センサ（第一の変位センサ）
９  ケース部材
１０  軸方向変位センサ（第二の変位センサ）
２３  被計測部材
【図１】
2007078073.tif 000007
【図２】
2007078073.tif 000008
【図３】
2007078073.tif 000009
【図４】
2007078073.tif 000010
【図５】
2007078073.tif 000011
【図６】
2007078073.tif 000012
【図７】
2007078073.tif 000013
【図８】
2007078073.tif 000014