(57)【要約】【課題】エンコーダ４ａと、１対のセンサ６ａ、６ｂを保持したカバー５とを、軸方向に関する位置関係を精度良く組み立てられる組立方法を実現する。【解決手段】第一の治具１６により上記エンコーダ４ａを、外輪１の外周面に設けた結合フランジ２０の軸方向内側面を基準として、ハブ２の内端部に外嵌固定する。又、第二の治具２２により上記カバー５を、同じ面を基準として、上記外輪１の内端部に外嵌固定する。この結果、上記エンコーダ４と上記両センサ６ａ、６ｂとの、軸方向に関する位置関係を適正にできて、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を正確に求められる。【選択図】図１
2007309683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転機械と、物理量測定装置とを備え、
このうちの回転機械は、使用状態でも回転しない静止部材と、この静止部材に対して回転自在に支持された回転部材とを備えたものであり、
上記物理量測定装置は、上記回転部材の一部に、この回転部材と同心に設けられたエンコーダと、上記静止部材に対し保持部材を介して支持固定されたセンサ装置と、演算器とを備えたものであり、
このうちのエンコーダは、上記回転部材に対し、軸方向から嵌合固定された状態で支持固定されたもので、周面に被検出面を備えると共に、この被検出面のうち互いに軸方向に離れた２個所位置に第一、第二の特性変化部を備えたもので、これら両特性変化部の特性が円周方向に関して交互に且つ互いに同じピッチで変化しており、少なくとも上記第一の特性変化部の特性変化の位相が軸方向に関し、上記第二の特性変化部と異なる状態で漸次変化しており、
上記センサ装置は、１対のセンサから成るセンサ組を少なくとも１組設けて成り、このセンサ組を構成する１対のセンサのうちの一方のセンサの検出部を上記第一の特性変化部に、同じく他方のセンサの検出部を上記第二の特性変化部に、それぞれ対向させた状態で、上記保持部材を上記静止部材に対し、軸方向に嵌合固定する事で支持されており、
上記演算器は、上記センサ組を構成する１対のセンサの出力信号同士の間に存在する位相差に基づいて、上記回転部材と上記静止部材との間の物理量を求める回転機械の物理量測定装置の組立方法であって、
上記エンコーダを上記回転部材に対し、上記回転機械を構成する何れかの部材の一部に存在する、軸方向に向いた面である基準面を基準として嵌合固定すると共に、上記保持部材を上記静止部材に対し、この基準面を基準として嵌合固定する回転機械の物理量測定装置の組立方法。
【請求項２】
エンコーダの何れかの部分に、このエンコーダを回転部材に嵌合する際に第一の治具の軸方向端面を突き当てる為の、軸方向に向いた第一の被押圧面が設けられていて、この第一の治具に設けた第一の押圧面をこの第一の被押圧面に突き当てた状態で、この第一の治具のうちでこの第一の押圧面と径方向に関して異なる位置に設けた第一の突き当て面を基準面に突き当てる迄上記エンコーダを上記回転部材に嵌合し、保持部材の何れかの部分に、この保持部材を静止部材に嵌合する際に第二の治具の軸方向端面を突き当てる為の、軸方向に向いた第二の被押圧面が設けられていて、この第二の治具に設けた第二の押圧面をこの第二の被押圧面に突き当てた状態で、この第二の治具のうちでこの第二の押圧面と径方向に関して異なる位置に設けた第二の突き当て面を上記基準面に突き当てる迄上記保持部材を上記静止部材に嵌合する、請求項１に記載した回転部材の物理量測定装置の組立方法。
【請求項３】
回転機械が転がり軸受ユニットであり、この転がり軸受ユニットは、静止部材である静止側軌道輪と、回転部材である回転側軌道輪と、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る、請求項１〜２のうちの何れか１項に記載した回転機械の物理量測定装置の組立方法。
【請求項４】
転がり軸受ユニットが自動車の車輪を懸架装置に回転自在に支持する為の車輪支持用転がり軸受ユニットであり、静止側軌道輪が、外周面に設けた結合フランジの軸方向内側面を自動車の懸架装置の一部に突き合わせる事によりこの懸架装置に支持される外輪であり、回転側軌道輪が、外周面に設けた取付フランジに車輪が結合固定されるハブであり、エンコーダをこのハブの軸方向内端部に外嵌固定し、保持部材を上記外輪の軸方向内端部に外嵌固定する、請求項３に記載した回転機械の物理量測定装置の組立方法。
【請求項５】
基準面を、結合フランジの軸方向内側面とする、請求項４に記載した回転機械の物理量測定装置の組立方法。
【請求項６】
基準面を、外輪の軸方向内端面とする、請求項４に記載した回転機械の物理量測定装置の組立方法。
【請求項７】
外輪の軸方向内端部で結合フランジの軸方向内側面よりも突出した部分の外周面が、懸架装置の取付孔にがたつきなく内嵌できる円筒面であり、第一、第二の治具によりエンコーダ或いは保持部材を軸方向外方に押圧する際に、これら第一、第二の治具の先端部内周面をこの円筒面により案内する事で、これら第一、第二の治具の中心軸と上記外輪の中心軸とを一致させる、請求項５〜６のうちの何れか１項に記載した回転機械の物理量測定装置の組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明の組立方法の対象となる回転機械の物理量測定装置は、転がり軸受ユニット等の回転機械を構成する静止部材と回転部材との相対変位量や、これら両部材同士の間に加わる荷重を測定する為に利用する。更に、この求めた荷重を、自動車等の車両の走行安定性確保を図る為に利用する。本発明は、この様な回転機械の物理両側定装置を構成するエンコーダとセンサ装置とを、正しい位置関係で容易且つ正確に組み立てられる組立方法を実現するものである。
【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、複列アンギュラ型の玉軸受ユニットである転がり軸受ユニットを構成する１対の列の玉の公転速度に基づいて、この転がり軸受ユニットに加わるラジアル荷重又はアキシアル荷重を測定する、荷重測定装置付転がり軸受ユニットに関する発明が記載されている。この様な特許文献１に記載された荷重測定装置付転がり軸受ユニットは、上記両列の玉の公転速度を、これら各玉を保持した１対の保持器の回転速度として求め、これら両列の玉の公転速度に基づいて、上記ラジアル荷重又はアキシアル荷重を算出する。この様な従来構造の場合、上記各玉の転動面と上記両保持器のポケットの内面との間に不可避的に存在する隙間に起因して、上記両列の玉の公転速度と上記両保持器の回転速度との間に、微妙なずれが生じる場合がある。この為、上記ラジアル荷重又はアキシアル荷重を精度良く求める為には、改良の余地がある。
【０００４】
これに対して、未公開ではあるが、上述の様な不可避的なずれに基づく測定精度の悪化を防止できる構造として、特殊なエンコーダを使用した荷重測定装置付転がり軸受ユニットが発明（例えば、特願２００５−１４７６４２号）され、その開発が進められている。図４〜６は、この様な特殊なエンコーダを使用した荷重測定装置付転がり軸受ユニットの１例を示している。この先発明の荷重測定装置付転がり軸受ユニットは、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。
【０００５】
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１〜３の上側、図４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１〜３の下側、図４の左側を、軸方向に関して「外」と言う。本明細書及び特許請求の範囲全体で同じ。）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、保持部材である有底円筒状のカバー５の内側に、１対のセンサ６ａ、６ｂを支持すると共に、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。
【０００６】
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、上記エンコーダ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、或いは互いに独立させて形成しても良い。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。
【０００７】
又、上記１対のセンサ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。これら両センサ６ａ、６ｂは、上記カバー５の内側に支持固定した状態で、一方のセンサ６ａの検出部を上記第一の特性変化部９に、他方のセンサ６ｂ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荷重測定装置付転がり軸受ユニットの場合、上記外輪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６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６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６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６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６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６ａ、６ｂ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方向及び大きさに基づいて、上記外輪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。
【００１１】
尚、上述した先発明の構造の１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、次述する図７に示す様に、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、上記エンコーダを永久磁石製としている為、１対のセンサ側には永久磁石を組み込む必要はない。更に、特願２００６−５１６０５号には、それぞれの検出部を第一、第二特性部に対向させた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、或いは荷重及び力を求められる構造が開示されている。
【００１２】
何れにしても、上述の様な先発明に係る荷重測定装置により、外輪１とハブ２との間の軸方向に関する相対変位、或いはこれら外輪１とハブ２との間に加わるアキシアル荷重を正確に求める為には、エンコーダ４と１対のセンサ６ａ、６ｂとの、軸方向に関する位置関係が正確である必要がある。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せず、これら外輪１とハブ２とが軸方向に相対変位していない中立状態では、１対のセンサが被検出面を走査する位置が、図７の（Ａ）−（ａ）に鎖線で示す様に、特性変化の境界が最も突出した部分に対し対称位置に存在し、図７の（Ａ）−（ｂ）に示す様に、１対のセンサの出力信号の位相が互いに一致する事が好ましい。各部品の製造誤差或いは組み付け誤差により、上記エンコーダ４と１対のセンサ６ａ、６ｂとの軸方向に関する位置関係がずれると、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にも拘らず、上記両センサが被検出面を走査する位置が、図７の（Ｂ）−（ａ）に鎖線で示す様に、特性変化の境界が最も突出した部分に対し非対称位置に存在し、図７の（Ｂ）−（ｂ）に示す様に、１対のセンサの出力信号が互いに不一致になる。
【００１３】
この様な状態は、上記外輪１と上記ハブ２との間に作用するアキシアル荷重を精度良く求める面からは不利である。即ち、上記図７の（Ｂ）に示す様なずれが生じても、別途アキシアル荷重が作用していない事（例えば車体に組み込んだ加速度センサや操舵装置に組み込んだセンサにより、自動車が平坦路を直進している状態）を検知して、その時点での１対のセンサの信号同士の位相差を、アキシアル荷重がゼロであって、上記外輪１と上記ハブ２とが軸方向に相対変位していない状態であるとする（零点として設定する）事もできる。但し、この場合には、初めから１対のセンサの走査位置の中央位置が被検出面の中央位置に対しずれている分、測定可能な荷重の大きさが限定される可能性がある。又、図７の（Ａ）（Ｂ）−（ａ）に示す様に、被検出面から出入りする磁束の密度が、この被検出面の幅方向（同図の上下方向）位置によって異なり、更には上記磁束の向きが、被検出面の幅方向端部で幅方向中央部とは異なる為、荷重の測定誤差を生じる可能性もある。これらの事を考慮すれば、上記エンコーダ４と１対のセンサ６ａ、６ｂとを、軸方向に関する位置関係を精度良く組み立てる事が望ましい。
【００１４】
【特許文献１】特開２００５−３１０６３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】
【００１５】
本発明の回転機械の物理量測定装置は、上述の様な事情に鑑み、エンコーダと１対のセンサを保持した保持部材とを、軸方向に関する位置関係を精度良く組み立てられる組立方法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】
【００１６】
本発明の組立方法の対象となる回転機械の物理量測定装置は、回転機械と物理量測定装置とを備える。
このうちの回転機械は、使用状態でも回転しない静止部材と、この静止部材に対して回転自在に支持された回転部材とを備える。
又、上記物理量測定装置は、上記回転部材の一部に、この回転部材と同心に設けられたエンコーダと、上記静止部材に対し保持部材を介して支持固定されたセンサ装置と、演算器とを備える。
又、このうちのエンコーダは、上記回転部材に対し、軸方向から嵌合固定された状態で支持固定されたもので、周面に被検出面を備えると共に、この被検出面のうち互いに軸方向に離れた２個所位置に第一、第二の特性変化部を備えたもので、これら両特性変化部の特性が円周方向に関して交互に且つ互いに同じピッチで変化しており、少なくとも上記第一の特性変化部の特性変化の位相が軸方向に関し、上記第二の特性変化部と異なる状態で漸次変化している。
又、上記センサ装置は、１対のセンサから成るセンサ組を少なくとも１組設けて成る。そして、このセンサ組を構成する１対のセンサのうちの一方のセンサの検出部を上記第一の特性変化部に、同じく他方のセンサの検出部を上記第二の特性変化部に、それぞれ対向させた状態で、上記保持部材を上記静止部材に対し、軸方向に嵌合固定する事で支持されている。
更に、上記演算器は、上記センサ組を構成する１対のセンサの出力信号同士の間に存在する位相差に基づいて、上記回転部材と上記静止部材との間の物理量を求める。この物理量としては、これら回転部材と静止部材との相対変位量、或いは、これら回転部材と静止部材との間に作用する荷重或いは力等が考えられる。
この様な回転機械の物理量測定装置を組み立てる為の、本発明の組立方法は、上記エンコーダを上記回転部材に対し、上記回転機械を構成する何れかの部材の一部に存在する、軸方向に向いた面である基準面を基準として嵌合固定する。又、上記保持部材を上記静止部材に対し、この基準面を基準として嵌合固定する。
【００１７】
上述の様な本発明の回転機械の物理量測定装置の組立方法を実施する場合に、例えば請求項２に記載した様に、上記エンコーダの何れかの部分に、このエンコーダを回転部材に嵌合する際に第一の治具の軸方向端面を突き当てる為の、軸方向に向いた第一の被押圧面を設けておく。そして、上記第一の治具に設けた第一の押圧面をこの第一の被押圧面に突き当てた状態で、この第一の治具のうちでこの第一の押圧面と径方向に関して異なる位置に設けた第一の突き当て面を上記基準面に突き当てる迄、上記エンコーダを上記回転部材に嵌合する。
又、上記保持部材の何れかの部分に、この保持部材を静止部材に嵌合する際に第二の治具の軸方向端面を突き当てる為の、軸方向に向いた第二の被押圧面を設けておく。そして、上記第二の治具に設けた第二の押圧面をこの第二の被押圧面に突き当てた状態で、この第二の治具のうちでこの第二の押圧面と径方向に関して異なる位置に設けた第二の突き当て面を上記基準面に突き当てる迄、上記保持部材を上記静止部材に嵌合する。
【００１８】
又、本発明を実施する場合に、具体的には、例えば請求項３に記載した様に、上記回転機械を、静止部材である静止側軌道輪と、回転部材である回転側軌道輪と、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転がり軸受ユニットとする。
より具体的には、請求項４に記載した様に、この転がり軸受ユニットを、自動車の車輪を懸架装置に回転自在に支持する為の車輪支持用転がり軸受ユニットとする。この場合に上記静止側軌道輪を、外周面に設けた結合フランジの軸方向内側面を自動車の懸架装置の一部に突き合わせる事によりこの懸架装置に支持される、外輪とする。又、上記回転側軌道輪を、外周面に設けた取付フランジに車輪を結合固定するハブとする。そして、上記エンコーダをこのハブの軸方向内端部に外嵌固定し、上記保持部材を上記外輪の軸方向内端部に外嵌固定する。
上述の請求項４に記載した発明を実施する場合に、例えば請求項５に記載した様に、上記基準面を、上記結合フランジの軸方向内側面とする。
或いは、請求項６に記載した様に、上記基準面を、外輪の軸方向内端面とする。
この様な請求項５、６に記載した発明を実施する場合に、好ましくは、請求項７に記載した様に、上記外輪の軸方向内端部で結合フランジの軸方向内側面よりも突出した部分の外周面を、懸架装置の取付孔にがたつきなく内嵌できる円筒面とする。そして、第一、第二の治具によりエンコーダ或いは保持部材を軸方向外方に押圧する際に、これら第一、第二の治具の先端部内周面をこの円筒面により案内する事で、これら第一、第二の治具の中心軸と上記外輪の中心軸とを一致させる。
【発明の効果】
【００１９】
上述の様に構成する本発明の回転機械の物理量測定装置の組立方法によれば、エンコーダと１対のセンサを保持した保持部材とを、軸方向に関する位置関係を精度良く組み立てられる。この為、演算器で面倒な処理を行なわなくても、回転機械の静止部材と回転部材との間の物理量を正確に求められる。或は、物理量を測定可能な範囲を広くできる。又、例えば前述の図７に示した様な永久磁石製のエンコーダを使用する場合に、１対のセンサの走査位置の中央位置を、被検出面の幅方向中央位置に対して実質的に一致させる事ができる為、上記１対のセンサ同士で検出する磁束密度が互いにほぼ等しくなり、結果として物理量の測定誤差を十分に抑えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
［実施の形態の第１例］
図１は、請求項１〜５、７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、本例を含め、本発明の実施の形態の各例の特徴は、物理量測定装置を構成するエンコーダ４ａと、１対のセンサ６ａ、６ｂをその内面に保持した、保持部材であるカバー５との、外輪１及びハブ２の軸方向に関する位置関係を正確に規制して組み立てる点にある。上記物理量測定装置を組み込んだ車輪支持用転がり軸受ユニットの構造及び作用に就いては、前述の図４〜６で説明した先発明の場合と同様であるから、同等部分に関する図示並びに説明は、省略若しくは簡略にし、以下、本発明の特徴である組立方法を中心に説明する。
【００２１】
本例の場合には、上記エンコーダ４ａとして、中間部乃至先端寄り（軸方向内端寄り）の大径部１１と、基端寄り（軸方向外端寄り）の小径部１２とを段差部１３により連続させた、断面形状がクランク形で全体が段付円筒状のものを使用している。又、このうちの大径部１１の外周面に、その外周面に第一、第二の特性変化部であるＳ極とＮ極とを交互に配置した、ゴム磁石製のエンコーダ本体１４を、全周に亙って添設している。この様なエンコーダ４ａは、上記小径部１２を、上記ハブ２を構成する内輪１５の軸方向内端部に締り嵌めで外嵌する事により、このハブ２に対し、このハブ２に対する軸方向位置を規制した状態で、このハブ２と同心に支持固定する。
【００２２】
この為に本例の場合には、図１の（Ａ）に示す様に、第一の治具１６により、上記エンコーダ４ａの小径部１２を、上記内輪１５の軸方向内端部に圧入する様にしている。上記第一の治具１６は、ステンレス鋼、アルミニウム系合金、銅系合金等の耐蝕性を有する金属材料、高機能樹脂等の様に、長期間に亙り寸法精度を確保でき（腐蝕等により寸法精度に関する信頼性が損なわれる事がなく）、且つ、十分な強度及び剛性を有する材料により、一体に造られている。尚、上記第一の治具１６は、磁性材製としても良いが、上記エンコーダ本体１４がゴム磁石製なので、このエンコーダ本体１４の外周面の磁気特性に影響を及ぼさない様にする観点より、非磁性材とする方が好ましい。又、上記第一の治具１６は、一体品ではなく、複数の部品から成る組立品とする事もできる。但し、この場合には、組み立て後に精度出しの為の加工を施す必要がある。これらの点に就いては、後述する第二の治具２２に関しても同様である。何れにしても、本例の場合、上記第一の治具１６は、円輪状の基部１７と、この基部１７の内外両周縁から軸方向外方に直角に折れ曲がった、互いに同心の外径側円筒部１８及び内径側円筒部１９とを備える。
【００２３】
これら両円筒部１８、１９のうち、外径側円筒部１８の内径は、前記外輪１の軸方向内端部にがたつきなく外嵌できる大きさとしている。即ち、この外輪１の軸方向内端部で、この外輪１を懸架装置（ナックル）に結合固定する為の結合フランジ２０よりも軸方向内方に突出した部分のうちの軸方向外半部の外周面は、この懸架装置の取付孔にがたつきなく内嵌する為の円筒面２１としている。上記外径側円筒部１８の内径は、この円筒面２１の外径と同じか、この外径よりも僅かに（数μｍ〜数十μｍ程度）大きい程度としている。従って、この外径側円筒部１８をこの円筒面２１に外嵌した状態で、上記第一の治具１６の中心軸と上記外輪１の中心軸とが一致する。又、上記内径側円筒部１９の外径は、上記エンコーダ４ａの大径部１１の内径と同じか、この内径よりも僅かに小さい程度としている。従って、上記内径側円筒部１９をこの大径部１１に内嵌した状態で、上記第一の治具１６の中心軸と上記エンコーダ１１の中心軸とが一致する。
【００２４】
上述の様な第一の治具１６により上記エンコーダ４ａを前記ハブ２（を構成する内輪１５）の軸方向内端部に外嵌固定する際には、先ず、このエンコーダ４ａの大径部１１を、上記第一の治具１６の内径側円筒部１９に外嵌する事で、このエンコーダ４ａをこの第一の治具１６に、同心に保持する。次いで、この第一の治具１６の外径側円筒部１８を上記外輪１の軸方向内端寄り部分の円筒面２１に外嵌する。更に、この第一の治具１６を、この外径側円筒部１８の先端面が、上記外輪１の外周面の結合フランジ２０の軸方向内側面に突き当たる迄、この外輪１に向け押し付ける。この押し付けに伴って、特許請求の範囲に記載した第一の押圧面に対応する、上記内径側円筒部１９の先端面が、特許請求の範囲に記載した第一の被押圧面である、上記段差部１３の軸方向内側面を、軸方向外方に押圧する。この結果、上記エンコーダ４ａの小径部１２が、上記ハブ２の軸方向内端部に、軸方向に関して適正寸法だけ、外嵌固定される。そして、この状態で、上記エンコーダ４ａの段差部１３の軸方向内側面と上記結合フランジ２０の軸方向内側面との軸方向距離Ｌ1 が、上記第一の治具１６の外径側、内径側両円筒部１８、１９の先端面同士の軸方向距離に一致する。
【００２５】
上述の様にして、上記エンコーダ４ａを上記ハブ２の軸方向内端部に外嵌固定した後、前記１対のセンサ６ａ、６ｂをその内面に保持した前記カバー５を、第二の治具２２により、上記外輪１の軸方向内端部に外嵌固定する。このカバー５は、ステンレス鋼板、アルミニウム合金板、亜鉛メッキ鋼板等の金属板に絞り加工を施して有底円筒状としたもので、円筒状の周壁部２３と、この周壁部２３の軸方向内端開口部を塞いだ底板部２４とを備える。又、この周壁部２３の先端（軸方向外端）開口近傍部分は大径部２５とし、この大径部２５とこの周壁部２３の残り部分とを、段差部２６により連続させている。上記カバー５は、上記大径部２５を上記外輪１の内端部に、締り嵌めで外嵌する事により、この外輪１に支持固定する。この為に、この外輪１の軸方向内端部で、上記結合フランジ２０よりも軸方向内方に突出した部分のうちの軸方向内半部を、上記円筒面２１よりも小径の嵌合面２７としている。これら円筒面２１と嵌合面２７との段差（半径差）は、上記カバー５を構成する金属板の厚さよりも大きくしている。
【００２６】
上述の様なカバー５は、上記大径部２５を上記嵌合面２７に、締り嵌めで外嵌する事により、上記外輪１に対し、この外輪１に対する軸方向位置を規制した状態で、この外輪１と同心に支持固定する。従って、上記カバー５をこの外輪１に支持固定した状態で、この外輪１の内端面と上記段差部２６の軸方向外側面との間には隙間が残る。この為に本例の場合には、図１の（Ｂ）に示す様に、上記第二の治具２２により、上記カバー５の大径部２５を、上記外輪１の軸方向内端部の嵌合面２７に圧入する様にしている。
【００２７】
上記第二の治具２２は、全体を略円筒状に形成している。この第二の治具２２の内外両周面のうち、外周面は単なる円筒面としているのに対して、内周面は、軸方向内半部の小径部２８と外半部の大径部２９とを段差面３０により連続させた、段付円筒面としている。このうちの小径部２８の内径は、上記カバー５の周壁部２３の軸方向中間部乃至内端部の外径と同じか、この外径よりも僅かに大きい程度としている。従って、上記小径部２８を上記周壁部２３に外嵌した状態で、上記第二の治具２２の中心軸と上記カバー５の中心軸とが一致する。又、上記大径部２９の外径は、上記外輪１の外周面内端寄り部分に形成した前記円筒面２１の外径と同じか、この外径よりも僅かに大きい程度としている。従って、上記大径部２９を上記円筒面２１に外嵌した状態で、上記第二の治具２２の中心軸と上記外輪１の中心軸とが一致する。
【００２８】
上述の様な第二の治具２２により上記カバー５を上記外輪１の軸方向内端部に外嵌固定する際には、先ず、このカバー５の周壁部２３を、上記第二の治具２２の小径部２８に内嵌する事で、このカバー５をこの第二の治具２２に、同心に保持する。次いで、この第二の治具２２の大径部２９を上記外輪１の軸方向内端寄り部分の円筒面２１に外嵌する。更に、この第二の治具２２を、この第二の治具２２の先端面が、上記外輪１の外周面の結合フランジ２０の軸方向内側面に突き当たる迄、この外輪１に向け押し付ける。この押し付けに伴って、特許請求の範囲に記載した第二の押圧面に対応する、上記段差面３０が、特許請求の範囲に記載した第二の被押圧面である、上記段差部２６の軸方向内側面を、軸方向外方に押圧する。この結果、上記カバー５の大径部２５が、上記外輪１の軸方向内端部に、軸方向に関して適正寸法だけ、外嵌固定される。そして、この状態で、上記カバー５の段差部２６の軸方向内側面と上記結合フランジ２０の軸方向内側面との軸方向距離Ｌ2 が、上記第二の治具２２の先端面と段差面３０との軸方向距離に一致する。
【００２９】
上述の説明から明らかな通り、上記カバー５の段差部２６の軸方向内側面と上記結合フランジ２０の軸方向内側面との軸方向距離Ｌ2 は、上記第二の治具２２の先端面と段差面３０との軸方向距離を規制する事により正確に規制できる。又、前述の説明から明らかな通り、前記エンコーダ４ａの段差部１３の軸方向内側面と上記結合フランジ２０の軸方向内側面との軸方向距離Ｌ1 は、前記第一の治具１６の外径側、内径側両円筒部１８、１９の先端面同士の軸方向距離を規制する事により正確に規制できる。そして、上記両軸方向距離Ｌ2 、Ｌ1 同士の差（Ｌ2 −Ｌ1 ）を適正にすれば、上記外輪１と前記ハブ２との位置関係が中立状態として、前記エンコーダ本体１４の外周面に設けた第一、第二の特性変化部の境界位置を、上記カバー５に保持された１対のセンサ６ａ、６ｂの丁度中央に位置させる事ができる。この為、演算器で面倒な処理を行なわなくても、上記外輪１と上記ハブ２との間に作用するアキシアル荷重を正確に求められる。
【００３０】
［実施の形態の第２例］
図２は、請求項１〜４、６、７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、基準面を、外輪１の軸方向内端面としている。即ち、ハブ２に対しエンコーダ４ａを、軸方向に関する位置決めを図った状態で外嵌固定する際、第一の治具１６ａの径方向中間部に形成した突き当て面３１を、上記外輪１の軸方向内端面に突き当てている。上記エンコーダ４ａの外嵌固定作業時に、上記第一の治具１６ａを構成する外径側円筒部１８ａの先端面が、結合フランジ２０の軸方向内側面に突き当たる事はない。又、上記外輪１に対しカバー５を、段差部２６の軸方向外側面がこの外輪１の軸方向内端面に突き当たる迄押し込む。このカバー５の外嵌固定作業時に、第二の治具２２の先端が、結合フランジ２０の軸方向内側面に突き当たる事はない。この様な本例の場合には、上記第一の治具１６ａの突き当て面３１と内径側円筒部１９の先端面との軸方向距離を適正に規制する事により、中立状態で、第一、第二の特性変化部の境界位置を１対のセンサ６ａ、６ｂの丁度中央に位置させる事ができる。その他の構成及び作用は、上述した実施の形態の第１例の場合と同様である。
【００３１】
［実施の形態の第３例］
図３は、請求項１〜５、７に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。上述した実施の形態の第１〜２例が、従動輪（ＦＲ車の前輪、ＦＦ車の後輪）用の車輪支持用転がり軸受ユニットを対象としていたのに対して、本例は、駆動輪（ＦＲ車の後輪、ＦＦ車の前輪、４ＷＤ車の全輪）用の車輪支持用転がり軸受ユニットを対象としている。この為に本例の場合には、ハブ２ａの中心部にスプライン孔３２を設けている。又、このハブ２ａを構成する内輪１５の軸方向内端部外周面と外輪１ａの内周面軸方向内端寄り部分との間に、組み合わせシールリング３３を設けて、転動体３、３を設置した空間３４の軸方向内端開口部を塞いでいる。
【００３２】
本例は、この様な構造を対象としている為、物理量測定装置設置部分の軸方向寸法を短縮する為等の必要上、エンコーダ４ａは、上記組み合わせシールリング３３を構成するスリンガ３５と一体に設けている。このスリンガ３５の内径側半部は、上記エンコーダ４ａの内周面よりも径方向内方に位置している。この様なスリンガ３５の内径側半部の軸方向内側面が、第一の被押圧面となる。そして、上記エンコーダ４ａを上記ハブ２ａを構成する上記内輪１５の軸方向内端部に外嵌固定する際には、上記スリンガ３５の内径側半部の軸方向内側面に、第一の押圧面である、第一の治具１６ｂの内径側円筒部１９ａの先端面を突き当てる。又、１対のセンサを保持する為の保持部材である、カバー５ａは、金属板を曲げ形成する事により、断面Ｌ字形で全体を円環状に形成している。そして、この様なカバー５ａを上記外輪１ａの軸方向内端部に外嵌固定した状態で、このカバー５ａに保持された１対のセンサ６ａ、６ｂが、上記外輪１ａの内端部内径側部分に位置する様にしている。
【００３３】
この様な構造を組み立てる本例の場合、上記第一の治具１６ｂの外径側円筒部１８を上記外輪１ａの円筒面２１に外嵌した状態で、上記内径側円筒部１９ａの先端面により上記スリンガ３５の内径側半部の軸方向内側面を押圧しつつ、上記外径側円筒面部１８の先端面を結合フランジ２０の軸方向内側面に突き当てる。又、第二の治具２２ｂの大径部２９を上記外輪１ａの円筒面２１に外嵌した状態で、この第二の治具２２ｂの段差面３０ａにより上記カバー５ａの軸方向内側面を押圧しつつ、この第二の治具２２ｂの先端面を結合フランジ２０の軸方向内側面に突き当てる。この様な本例の構成は、車輪支持用転がり軸受ユニットが従動輪用から駆動輪用に変わった事に伴って、上記エンコーダ４ａ及び上記カバー５ａの形状が変わり、上記第一、第二の治具１６ｂ、２２ｂの形状が変わった点以外、前述の実施の形態の第１例の場合と同様である。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明を実施する場合に、エンコーダの被検出面に設ける第一、第二の特性変化部の性状は特に問わない。図示の様な、磁性金属板に形成した透孔と柱部との繰り返しや、永久磁石（ゴム磁石、プラスチック磁石、焼結磁石等）製でＳ極とＮ極との繰り返しの他、傘歯車状の凹凸の繰り返しとする事もできる。又、エンコーダとセンサとの組み合わせにしても、磁気式に限らず、渦電流式、光学式、静電容量式等、他の型式も採用できる。又、上述した各実施の形態では、ハブ（外輪）に対してエンコーダ（保持部材であるカバー）を嵌合する際の、これらハブ（外輪）とエンコーダ（カバー）との心合わせの方法として、このエンコーダ（カバー）を第一の治具（第二の治具）に嵌合する手段を採用した。但し、本発明を実施する場合、上記心合わせの方法としては、上記エンコーダ（カバー）を第一の治具（第二の治具）に嵌合させず（径方向の隙間を形成し）、別途設けた案内部材により上記心合わせを行なう方法を採用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示しており、（Ａ）はハブの軸方向内端部にエンコーダを外嵌固定する状態を、（Ｂ）は外輪の軸方向内端部にセンサを保持したカバーを外嵌固定する状態を、それぞれ示す部分断面図。
【図２】本発明の実施の形態の第２例を示す、図１と同様の図。
【図３】同第３例を示す、図１と同様の図。
【図４】先発明に係る荷重測定装置付転がり軸受ユニットの１例を示す断面図。
【図５】エンコーダの被検出面の一部を径方向外方から見た図。
【図６】アキシアル荷重に基づいて１対のセンサの出力信号が変化する状態を説明する為の線図。
【図７】エンコーダとセンサ装置との組み付け位置関係が不正である場合の問題を説明する為の模式図。
【符号の説明】
【００３６】
１、１ａ  外輪
２、２ａ  ハブ
３    転動体
４、４ａ    エンコーダ
５、５ａ  カバー
６ａ、６ｂ  センサ
７    透孔
８    柱部
９    第一の特性変化部
１０    第二の特性変化部
１１    大径部
１２    小径部
１３    段差部
１４    エンコーダ本体
１５    内輪
１６、１６ａ、１６ｂ  第一の治具
１７    基部
１８、１８ａ  外径側円筒部
１９、１９ａ  内径側円筒部
２０    結合フランジ
２１    円筒面
２２、２２ａ、２２ｂ  第二の治具
２３    周壁部
２４    底板部
２５    大径部
２６    段差部
２７    嵌合面
２８    小径部
２９    大径部
３０、３０ａ  段差面
３１    突き当て面
３２    スプライン孔
３３    組み合わせシールリング
３４    空間
３５    スリンガ
【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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