(57)【要約】【課題】エンコーダをＡＢＳ等と共用しても、高価な演算器を使用しなくても、高速走行時に至るまで、外力信号を得られる構造を実現する。【解決手段】１対のセンサＡ、Ｂの検出部を、特性変化の位相を幅方向に関して漸次変化させた、エンコーダの被検出面に対向させる。上記両センサＡ、Ｂの出力信号を、位相差比演算回路１２、適応フィルタ１３、ローパスフィルタ１４、変換処理回路１５により順次処理して、外力を求める。上記位相差比演算回路１２は上記両センサＡ、Ｂの出力信号同士の間に存在する位相差比を、これら両センサＡ、Ｂの出力信号の変化に関して、複数周期毎に算出する。これにより、上記エンコーダの特性変化の回数が多くても、演算器の負担を抑え、上記課題を解決できる。【選択図】図２
2009014431.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転がり軸受ユニットと、物理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、この静止側周面と径方向に対向する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、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、
上記物理量測定装置は、エンコーダと、少なくとも１個のセンサと、演算器とを備えたものであって、
このうちのエンコーダは、上記回転側軌道輪の一部にこの回転側軌道輪と同心に支持固定されたもので、この回転側軌道輪と同心の被検出面を備え、この被検出面の特性を円周方向に関して交互に変化させており、
上記センサは、検出部を上記エンコーダ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ていて、上記被検出面の特性変化に対応して出力信号を変化させるものであり、
上記演算器は、上記センサの出力信号に基づいて、上記静止側、回転側両軌道輪同士の間の相対変位と、これら両軌道輪同士の間に作用する外力とのうちの、少なくとも一方の物理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物理量測定装置に於いて、
上記演算器は上記物理量を、上記センサの出力信号の変化に関して、複数周期毎に算出する事を特徴とする転がり軸受ユニットの物理量測定装置。
【請求項２】
演算器、又は、回転側軌道輪の回転速度を求める為にこの演算器とは別に設けられた第二の演算器は、何れか１個のセンサの出力信号を、全周期に就いて利用する事で、上記回転速度を表す信号を求める機能を有する、請求項１に記載した転がり軸受ユニットの物理量測定装置。
【請求項３】
エンコーダの被検出面の特性が変化する境界の円周方向に関する位置を、この被検出面の幅方向に漸次変化させると共に、少なくとも１対のセンサの検出部をこの被検出面の互いに異なる部分にそれぞれ対向させており、演算器は、これら各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物理量を算出するものであり、この物理量を算出する為に上記演算器は、上記各センサの出力信号同士の間に存在する位相差を連続する複数の周期に関して合計し、この合計値とこの複数の周期全体の長さとに基づいて、静止側、回転側両軌道輪同士の間の物理量を算出する、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物理量測定装置。
【請求項４】
連続する複数の周期に属する位相差の合計値と、この複数の周期全体の長さとの比にフィルタリング処理を施した後、これら合計値との長さとの比に基づいて、静止側、回転側両軌道輪同士の間の物理量を算出する、請求項３に記載した転がり軸受ユニットの物理量測定装置。
【請求項５】
エンコーダの被検出面の特性が変化するピッチがこの被検出面の幅方向に関して漸次変化しており、演算器は、センサの出力信号のデューティ比に基づいて物理量を算出するものであり、この物理量を算出する為に上記演算器は、上記各センサの出力信号のうちでデューティ比の分子となる値を連続する複数の周期に関して合計し、この合計値とこの複数の周期全体の長さとに基づいて、静止側、回転側両軌道輪同士の間の物理量を算出する、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物理量測定装置。
【請求項６】
連続する複数の周期に属する、デューティ比の分子となる値の合計値と、この複数の周期全体の長さとの比にフィルタリング処理を施した後、これら合計値との長さとの比に基づいて、静止側、回転側両軌道輪同士の間の物理量を算出する、請求項５に記載した転がり軸受ユニットの物理量測定装置。
【請求項７】
演算器は、少なくとも１個のセンサの出力信号に関する情報を間欠的に求め、この求めた情報に基づいて、静止側、回転側両軌道輪同士の間の物理量を算出する、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物理量測定装置。
【請求項８】
エンコーダの被検出面の特性が変化する境界の円周方向に関する位置を、この被検出面の幅方向に漸次変化させると共に、少なくとも１対のセンサの検出部をこの被検出面の互いに異なる部分にそれぞれ対向させており、演算器は、これら各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物理量を算出するものであり、この物理量を算出する為に上記演算器は、上記各センサの出力信号同士の間に存在する位相差を間欠的に求め、この求めた位相差とこの位相差が属する周期の長さとに基づいて、静止側、回転側両軌道輪同士の間の物理量を算出する、請求項７に記載した転がり軸受ユニットの物理量測定装置。
【請求項９】
エンコーダの被検出面の特性が変化するピッチがこの被検出面の幅方向に関して漸次変化しており、演算器は、センサの出力信号のデューティ比に基づいて物理量を算出するものであり、この物理量を算出する為に上記演算器は、上記センサの出力信号のデューティ比を間欠的に求め、この求めたデューティ比に基づいて、静止側、回転側両軌道輪同士の間の物理量を算出する、請求項７に記載した転がり軸受ユニットの物理量測定装置。
【請求項１０】
静止側軌道輪が使用時に車両の懸架装置に支持固定される外輪であり、静止側軌道がこの外輪の内周面に設けられた複列の外輪軌道であり、回転側軌道輪が使用時に車輪を結合固定した状態でこの車輪と共に回転するハブであり、回転側軌道がこのハブの外周面に設けられた複列の外輪軌道であり、転動体が両列毎に複数個ずつ設けられている、請求項１〜９のうちの何れか１項に記載した転がり軸受ユニットの物理量測定装置。
【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物理量測定装置は、転がり軸受ユニットを構成する外輪とハブとの間に作用する外力等の物理量を測定する為に利用する。更に、この求めた物理量を、自動車等の車両の走行安定性確保を図る為に利用する。
【背景技術】
【０００２】
例えば車両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、車両の走行安定性を確保する為に、例えば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１１〜１３は、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、転がり軸受ユニットの物理量測定装置に関する従来構造の第１例を示している。この従来構造の第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、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、上記各転動体３、３として玉を使用しているが、重量が嵩む車両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、車両への組み付け状態で車両の幅方向中央側を言い、図１１、１４、１５、１７の右側。反対に、車両への組み付け状態で車両の幅方向外側となる、図１１、１４、１５、１７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を包埋したセンサホルダ７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８、８と柱部９、９（図１２参照）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８、８と各柱部９、９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８、８と上記各柱部９、９とは、軸方向中間部が円周方向に関して最も突出した「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１０とし、軸方向内半部を第二特性変化部１１としている。尚、これら両特性変化部１０、１１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、互いに独立した状態で形成（各透孔を「ハ」字形に配置）しても良い。
【０００６】
又、上記両センサ６ａ、６ｂは、合成樹脂製のセンサホルダ７により上記カバー５の内部に支持固定したもので、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。この様な１対のセンサ６ａ、６ｂは、上記センサホルダ７の一部（例えば下端部）に包埋した状態で、一方のセンサ６ａの検出部を上記第一特性変化部１０に、他方のセンサ６ｂの検出部を上記第二特性変化部１１に、それぞれ近接対向させている。これら両センサ６ａ、６ｂの検出部がこれら両特性変化部１０、１１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等、特性変化の位相に関して互いに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ていない、中立状態で、上記各透孔８、８及び柱部９、９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。
【０００７】
上述の様に構成する転がり軸受ユニットの物理量測定装置の場合、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（軸方向）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１３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。
【０００８】
これに対して、上記エンコーダ４を固定したハブ２に、図１３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１３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１３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１３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、上記（Ｂ）の場合とは逆方向にずれる。
【０００９】
上述の様に、特許文献１に記載される等により従来から知られている転がり軸受ユニットの物理量測定装置の場合には、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との軸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、それぞれが上記外輪１と上記ハブ２との間の物理量である、上記軸方向の相対変位の向き及び大きさ、並びに、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。尚、この様な物理量を算出する処理は、図示しない演算器（ＣＰＵ）により行なう。この為、この演算器のメモリ中に、予め理論計算や実験により調べておいた、上記位相差と、上記軸方向の相対変位又は荷重との関係を、関係式やマップの型式で記憶させておく。
【００１０】
上述した従来構造の第１例の場合には、前記エンコーダ４の被検出面に前記透孔８、８と柱部９、９とを交互に配置して、この被検出面の特性を交互に、且つ、等間隔で変化させている。これに対して、図１４に示す様に、被検出面である外周面にＳ極とＮ極とを交互に配置した、永久磁石製のエンコーダ４ａを備えた転がり軸受ユニットの物理量測定装置も、特許文献２等に記載されて、従来から知られている。上記図１４に示した転がり軸受ユニットの物理量測定装置の基本的構造及び作用は、前述した図１１〜１３に示した従来構造の第１例の場合と同様である。但し、上記図１４に示した従来構造の第２例の場合には、エンコーダ４ａ側に永久磁石を設けている為、センサ６ａ、６ｂ側には、原則的には磁気検知素子を設ければ良く、永久磁石は不要である。又、図１４に示した構造の場合には、ハブ２ａを構成するハブ本体と内輪との結合を、図１１に示したナットに代えて、ハブ本体の軸方向内端部に形成したかしめ部により行なっている。但し、この様な構造に就いては、従来から周知であり、本発明の要旨とも関係しない。
【００１１】
更に、特許文献３には、図１５〜１８に示す様な転がり軸受ユニットの物理量測定装置が記載されている。先ず、図１５〜１６に示した従来構造の第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４ｂの先半部に、スリット状の透孔８ａ、８ａと柱部９ａ、９ａ（図１６参照）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８ａ、８ａと各柱部９ａ、９ａとの境界はそれぞれ、上記エンコーダ４ｂ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及びセンサホルダ７を介して支持固定した１対のセンサ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（円周方向の位相が互いに１８０度異なる部分）に近接対向させている。
【００１２】
車両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向き及び大きさを求められる。
【００１３】
更に、図１７〜１８に示した、従来構造の第４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８ｂ、８ｂと柱部９ｂ、９ｂ（図１８参照）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８ｂ、８ｂ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及びセンサホルダ７を介して支持固定した１個のセンサ６の検出部を、被検出面である、上記エンコーダ４ｃの先半部外周面に近接対向させている。この様に構成する従来構造の第４例の場合、アキシアル荷重に基づいて上記外輪１と上記ハブ２とが軸方向に相対変位すると、上記センサ６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、上記相対変位の大きさ、更には上記アキシアル荷重の大きさを求められる。
【００１４】
尚、前述の図１１〜１４に示した従来構造の第１〜２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１０、１１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、特許文献３及び特願２００６−３４５８４９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記載されている。
【００１５】
更に、特許文献４には、上述の様な転がり軸受ユニットの物理量測定装置に関して、センサの出力信号に適応フィルタ、ノッチフィルタ、ローパスフィルタ等によるフィルタリング処理を施す事により、エンコーダの振れ回り等に基づく誤差を低減する発明が記載されている。即ち、このエンコーダの幾何中心と回転中心とがずれている（偏心している）と、ハブ等の回転側軌道輪の回転に伴って上記エンコーダが振れ回り運動する。そして、このエンコーダの被検出面に検出面を対向させたセンサの出力信号が、この振れ回り運動に基づく、この被検出面の変位に伴って変化する。そして、何らの対策も施さない場合には、上記センサの出力信号に基づく、転がり軸受ユニットを構成する静止側、回転側両軌道輪同士の間の相対変位、或いはこれら両軌道輪同士の間に作用する外力の測定値に誤差が生じる。そこで、上記特許文献４に記載された発明の場合には、上記出力信号にフィルタリング処理を施す事で、上記両中心同士のずれ等が、上記測定値の誤差に結び付く事を防止する様にしている。
【００１６】
従来から知られている転がり軸受ユニットの物理量測定装置の構成及び作用は上述の通りであるが、この様な転がり軸受ユニットの物理量測定装置に関する発明を実現可能なコストで実施する場合に、次の様な点を留意する必要がある。即ち、前述した通り、上記転がり軸受ユニットの物理量測定装置は、前記ＡＢＳ、ＴＣＳ、ＥＳＣ等の車両用走行安定化装置の性能向上を図るべく、車輪と懸架装置との間に加わる外力を求める事を意図している。この為、実際の車両用走行安定化装置を構成する場合には、上記ＡＢＳ、ＴＣＳ、ＥＳＣ等の制御用に、車輪の回転速度を表す信号（回転速度信号）が必要になる。そして、この回転速度信号は、上記外力を表す信号（外力信号）を得る場合と同様に、車輪と共に回転するハブ等の回転側軌道輪に設けたエンコーダと、静止側軌道輪等の回転しない部分に支持されたセンサとの組み合わせにより得る。従って、上記回転速度信号を得る為のエンコーダは、上記転がり軸受ユニットの物理量測定装置を構成するエンコーダと共用する事が好ましい。更には、この転がり軸受ユニットの物理量測定装置を構成する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に基づいて、上記回転速度信号を得る事が、限られた車輪支持用転がり軸受ユニットの内部空間の有効利用を図ると共に、車両用走行安定化装置全体としてのコストを抑える面から好ましい。
【００１７】
この様な観点から、１個のエンコーダ（更には同一のセンサ）により、上記外力信号の他、上記回転速度信号を求める事を意図した場合、何らの対策も施さない場合には、このうちの外力信号を得る為の計算を行なう為の演算器（ＣＰＵ）として、高価なものを使用しなければならなくなる。この理由は、次の通りである。
【００１８】
即ち、上記回転速度信号は、上記外力信号に比べて、よりリアルタイムで得る必要がある。この為、この回転速度信号を得る為のエンコーダとしては、従来からＡＢＳ用等として一般的に使用されている、１回転当たり４８周期程度で変化するもの（４８パルス、永久磁石製のエンコーダの場合には９６極のもの）を使用する事が好ましい。センサの出力信号に基づいて回転速度信号を得る為の処理は単純であり、高速走行時、この出力信号の１周期の時間が短くなっても、上記回転速度信号を得る事は、特に処理速度が速い（高価な）演算器を使用しなくても、十分に可能である。
【００１９】
一方、上記出力信号に基づいて上記外力信号を得る為の処理は、上記回転速度信号を得る場合に比べて遥かに面倒であり、計算量が多くなる。特に、前記フィルタリング処理を行なったり、多方向の外力を求める為にセンサ組を複数組設ける場合には、この計算量が相当に多くなる。この為、高速走行時、上記出力信号の１周期の時間が短くなると、処理速度が速い高価な演算器を使用しないと、上記外力信号を得られなくなる可能性がある。外力信号による走行状態安定化処理を行なえる最高速度を制限すれば、高価な演算器を使用しなくても、走行速度が設定内である限り、上記外力信号を得られる。但し、この様な対策は、高速走行時程、高精度の走行状態安定化処理の必要性が増す事を考えれば、好ましくない。
【００２０】
【特許文献１】特開２００６−１１３０１７号公報
【特許文献２】特開２００６−３１７４２０号公報
【特許文献３】特開２００７−９３５８０号公報
【特許文献４】特開２００７−４０９５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明の転がり軸受ユニットの物理量測定装置は、上述の様な事情に鑑み、エンコーダをＡＢＳ等と共用した場合に、高価な演算器を使用しなくても、高速走行時に至るまで、外力信号を得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】
【００２２】
本発明の対象となる転がり軸受ユニットの物理量測定装置は、転がり軸受ユニットと、物理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、静止側軌道輪と、回転側軌道輪と、複数個の転動体とを備える。このうちの静止側軌道輪は、静止側周面に静止側軌道を有し、使用時にも回転しない。又、上記回転側軌道輪は、この静止側周面と径方向に対向する回転側周面に回転側軌道を有し、使用時に回転する。更に、上記各転動体は、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ている。
又、上記物理量測定装置は、エンコーダと、少なくとも１個のセンサと、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この回転側軌道輪と同心に支持固定されたもので、この回転側軌道輪と同心の被検出面を備え、この被検出面の特性を円周方向に関して交互に変化させている。
又、上記センサは、検出部を上記エンコーダの被検出面に対向させた状態で、上記静止側軌道輪、或いは、この静止側軌道輪を支持したハウジング、ナックル等の、回転しない部分に支持されていて、上記被検出面の特性変化に対応して出力信号を変化させる。
更に、上記演算器は、上記センサの出力信号に基づいて、上記静止側、回転側両軌道輪同士の間の相対変位と、これら両軌道輪同士の間に作用する外力とのうちの、少なくとも一方の物理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物理量測定装置に於いては、上記演算器は上記物理量を、上記センサの出力信号の変化に関して、複数周期毎に算出する。
【００２３】
上述の様な本発明の転がり軸受ユニットの物理量測定装置を実施する場合には、請求項２に記載した様に、上記演算器、又は、上記回転側軌道輪の回転速度を求める為にこの演算器とは別に設けられた第二の演算器に、何れか１個のセンサの出力信号を全周期に就いて利用する事で、上記回転側軌道輪の回転速度を表す信号を求める機能を持たせる。
【００２４】
又、上述の様な本発明の転がり軸受ユニットの物理量測定装置を実施する場合に、例えば請求項３に記載した様に、上記エンコーダの被検出面の特性が変化する境界の円周方向に関する位置を、この被検出面の幅方向に漸次変化させる。又、少なくとも１対のセンサの検出部をこの被検出面の互いに異なる部分にそれぞれ対向させる。又、上記演算器は、上記各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、荷重、力、変位等の物理量を算出するものとする。
そして、この様な物理量を算出する為に上記演算器は、上記各センサの出力信号同士の間に存在する位相差を連続する複数の周期に関して合計する。更に、この合計値とこの複数の周期全体の長さとに基づいて、静止側、回転側両軌道輪同士の間の物理量を算出する。
この様な請求項３に記載した発明を実施する場合には、例えば請求項４に記載した様に、連続する複数の周期に属する位相差の合計値と、この複数の周期全体の長さとの比にフィルタリング処理を施す。その後、これら合計値と長さとの比に基づいて、上記物理量を算出する。
【００２５】
或いは、請求項５に記載した様に、前記エンコーダの被検出面の特性が変化するピッチを、この被検出面の幅方向に関して漸次変化させる。又、前記演算器は、前記センサの出力信号のデューティ比（高電位継続時間／１周期）に基づいて、静止側、回転側両軌道輪同士の間の物理量を算出する。
そして、この様な物理量を算出する為に上記演算器は、上記各センサの出力信号のうちでデューティ比の分子となる値（高電位継続時間）を連続する複数の周期に関して合計し、この合計値とこの複数の周期全体の長さとに基づいて、上記物理量を算出する。
この様な請求項５に記載した発明を実施する場合には、例えば請求項６に記載した様に、連続する複数の周期に属する、デューティ比の分子となる値の合計値と、この複数の周期全体の長さとの比にフィルタリング処理を施す。その後、これら合計値との長さとの比に基づいて、上記物理量を算出する。
【００２６】
又、前述の様な本発明の転がり軸受ユニットの物理量測定装置を実施する場合に、例えば請求項７に記載した様に、前記演算器は、少なくとも１個のセンサの出力信号に関する情報を間欠的に求め、この求めた情報に基づいて、静止側、回転側両軌道輪同士の間の物理量を算出する。
【００２７】
この様な請求項７に記載した発明を実施する場合には、例えば請求項８に記載した様に、前述の図１１〜１４に示した従来構造の第１〜２例、或いは図１５〜１６に示した同第３例の様に、エンコーダの被検出面の特性が変化する境界の円周方向に関する位置を、この被検出面の幅方向に漸次変化させる。これと共に、少なくとも１対のセンサの検出部を、この被検出面の互いに異なる部分にそれぞれ対向させる。又、演算器は、これら各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物理量を算出する。そして、この物理量を算出する為に上記演算器は、上記各センサの出力信号同士の間に存在する位相差を間欠的に求め、この求めた位相差とこの位相差が属する周期の長さとに基づいて、静止側、回転側両軌道輪同士の間の物理量を算出する。
【００２８】
或いは、上述の請求項７に記載した発明を実施する場合に、例えば請求項９に記載した様に、前述の図１７に示した従来構造の第３例の様に、エンコーダの被検出面の特性が変化するピッチを、この被検出面の幅方向に関して漸次変化させる。そして、演算器は、センサの出力信号のデューティ比に基づいて物理量を算出する。そして、この物理量を算出する為に上記演算器は、上記センサの出力信号のデューティ比を間欠的に求め、この求めたデューティ比に基づいて、静止側、回転側両軌道輪同士の間の物理量を算出する。
【００２９】
又、本発明を実施する場合に、例えば請求項１０に記載した様に、前記静止側軌道輪を、使用時に車両の懸架装置に支持固定される外輪とし、前記静止側軌道を、この外輪の内周面に設けられた複列の外輪軌道とする。又、前記回転側軌道輪を、使用時に車輪を結合固定した状態でこの車輪と共に回転するハブとし、前記回転側軌道を、このハブの外周面に設けられた複列の外輪軌道とする。そして、前記各転動体を、両列毎に複数個ずつ設ける。
【発明の効果】
【００３０】
上述の様に構成する本発明の転がり軸受ユニットの物理量測定装置によれば、エンコーダをＡＢＳ等と共用した場合に、高価な演算器を使用しなくても、高速走行時に至るまで、外力信号を得られる構造を実現できる。
即ち、本発明の転がり軸受ユニットの物理量測定装置の場合には演算器が、上記エンコーダの回転に伴うセンサの出力信号の変化に関して、この出力信号の複数周期毎に物理量を算出する。この為、上記ＡＢＳ等の制御の為、リアルタイムに近い車速信号を得るべく、上記エンコーダの被検出面の特性が変化する１回転当たりの回数（パルス数／１回転）を多くしても、上記物理量を算出する為、上記エンコーダが１回転する間に行なう必要がある計算の回数を抑えられる。この為、比較的安価な演算器を使用しても、高速走行時まで外力信号を得る事ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
［実施の形態の第１例］
図１〜９により、請求項１〜４、１０に対応する、本発明の実施の形態の第１例に就いて説明する。尚、本例の特徴は、転がり軸受ユニットの物理量測定装置を構成する演算器が、外輪１とハブ２（例えば図１１参照）とのアキシアル方向の相対変位量、或いはこれら外輪１とハブ２との間に作用するアキシアル荷重を、１対のセンサ６ａ、６ｂの出力信号の変化に関して、複数周期毎に算出する点にある。その他の部分の構造及び作用は、基本的には、前述した従来構造と同様であるから、同等部分に関する重複する図示並びに説明は省略若しくは簡略にし、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。
【００３２】
本例は、図１に示す様に、特性変化の境界（透孔と柱部との境界、或いはＳ極とＮ極との境界）が「く」字形であるエンコーダＥの被検出面の幅方向２個所位置を１対のセンサＡ、Ｂにより走査し、これら両センサＡ、Ｂの出力信号同士の間に存在する位相差に基づいて、上記エンコーダＥを支持固定した回転部材に加わる荷重を求める構造に、本発明を適用する場合を示している。上記位相差に基づいてこの荷重を求める機構に就いては、前述の図１１〜１４に示した従来構造の第１〜２例と同様である。即ち、図１の上下方向に荷重が作用すると、上記両センサＡ、Ｂに対し上記エンコーダＥがこの上下方向に変位し、これら両センサＡ、Ｂの出力信号の位相が、図３に示す様にずれる（変化する）。そこで、これら両センサＡ、Ｂの出力信号を、図２に示した回路で処理する事により、上記アキシアル荷重（或いは上記アキシアル方向の相対変位量）を求める。
【００３３】
上記図２に示した回路では、先ず、位相差比演算回路１２により、上記両センサＡ、Ｂの出力信号同士の間に存在する位相差を求め、更にこの位相差をこれら両センサＡ、Ｂの出力信号の周期により除する事で、これら両センサＡ、Ｂの出力信号同士の間の位相差比（＝位相差／１周期）を求める。この位相差比を表す信号には、次いで、適応フィルタ１３により、上記エンコーダＥの形状誤差や取付時の傾き、偏芯等、幾何的な誤差に基づく検出誤差を低減する為の処理を行なう。この適応フィルタ１３は、前述の特許文献４に記載されたもので、例えばＬＭＳアルゴリズムや同期式ＬＭＳアルゴリズムで作動して、上記幾何的な誤差に基づく検出誤差を低減する。この様な適応フィルタ１３による処理を施された、上記位相差比を表す信号は、次いで、ローパスフィルタ１４を通過させて、ノイズを除去する。このローパスフィルタ１４は、ノイズも除去するが必要な高域成分まで除去する可能性もあるので、適宜カットオフ周波数、或いはカットオフ次数（回転ｎ次）を選定する事が好ましい。或いは、上記ローパスフィルタ１４そのものを使用しなくても良い。
【００３４】
上記ローパスフィルタ１４による処理を施した（ローパスフィルタ１４を省略した場合には上記適応フィルタ１３による処理を施した）、上記位相差比を表す信号は、変換処理回路１５により、上記アキシアル荷重を表す信号に変換する。この変換を可能にする為に、この変換処理回路１５には、予め実験或いは解析により求めておいた、上記位相差比と上記アキシアル荷重の大きさとを表す関係を、式或いはマップ等として、メモリ中に記録しておく。上述の各処理に関しては、特許文献４に記載される等により従来から知られている為、詳しい説明は省略する。
【００３５】
図２に示した回路により行なう処理のうち、位相差比演算回路１２で前記両センサＡ、Ｂの出力信号から前記位相差比を求める処理と、上記変換処理回路１５によりこの位相差比から上記アキシアル荷重を求める処理は、何れも単純であり、処理数が多少増えても、ＣＰＵの能力が不足する可能性は低い。これに対して、上記適応フィルタ１３及び上記ローパスフィルタ１４による処理は演算量が多く、しかもこれら両フィルタ１３、１４による処理は、上記変換処理回路１５に上記位相差比を表す信号を送り込む度に行なう必要がある。そして、前述の様に、前記エンコーダＥを、ＡＢＳ制御用のものと共用した場合、コストが嵩む高速のＣＰＵを使用しないと、高速走行時の処理を行なえなくなる可能性がある。この様な事情に鑑みて本発明の場合には、上記図２の処理回路で、上記エンコーダＥが１回転する間に上記適応フィルタ１３以降に位相差比を表す信号を送り出す回数を、このエンコーダＥの被検出面に存在する特性変化の周期の数よりも少なく（Ｎを２以上の自然数とした場合に１／Ｎに）抑える様にしている。即ち、上記位相差比演算回路１２が上記適応フィルタ１３に向け、前記両センサＡ、Ｂの出力信号に関してＮ周期毎（Ｎ：上記と同じ自然数）に、上記適応フィルタ１３に向け、上記位相差比を表す信号を送り出す様にしている。以下、この位相差比を表す信号を送り出す頻度を少なくする（１／Ｎにする）点に就いて説明する。
【００３６】
先ず、本発明による技術を適用せず、前記特許文献４等に記載されて従来から知られている処理を、一般的な方法により（パルス毎に）行なう場合に就いて説明する。この場合に、図３に示す様に、センサＡのエッジ｛図３の場合には降下点（立下り）｝から、センサＢのエッジまでを位相差ｘ１とする。そして、この位相差ｘ１をセンサＡの周期ｙ１（センサＢの周期も同じ）で除した値、即ち、ｘ１／ｙ１を、位相差比とし、この位相差比ｘ１／ｙ１を表す信号を、上記適応フィルタ１３及び上記ローパスフィルタ１４を介して上記変換処理回路１５に送り、上記アキシアル荷重を求める。以下、上記エンコーダＥの回転に伴って次々に得られる、その時点での位相差比ｘ２／ｙ２、ｘ３／ｙ３を表す信号を、順次上記適応フィルタ１３及び上記ローパスフィルタ１４を介して上記変換処理回路１５に送り、上記アキシアル荷重を求める。
【００３７】
この様な一般的な処理を行なうと、前述した通り、上記図２に示した処理回路の負担が過大になる場合がある。即ち、例えばＡＢＳ制御の為に必要となる、上記エンコーダＥが１回転する間の特性変化の周期（パルス）の数を４８とすると、このエンコーダＥが１回転する間に、上記図２に示した処理回路が、上記適応フィルタ１３及び上記ローパスフィルタ１４を含めて、４８回処理を行なう必要を生じる。高速走行時に上記エンコーダＥが１回転する為に要する時間は短時間であり、その間に４８回もの処理を行なう為には、高価なＣＰＵが必要になる。これに対して、走行安定化を考慮しても、上記アキシアル荷重を表す信号を、上記エンコーダＥが１回転する間に４８回も必要とする事は、余程の高性能車でない限り、殆ど必要ないものと考えられる。そこで本例の場合には、前記位相差比演算回路１２が次の様な処理を行なう事で、図２に示した回路の負担軽減を図る。
【００３８】
上記エンコーダＥの回転に伴って前記両センサＡ、Ｂが、このエンコーダＥの被検出面に存在する特性変化の境界の情報（パルスのエッジ情報）、即ち、位相差ｘ１、ｘ２、ｘ３…を表す情報と、当該位相差ｘ１、ｘ２、ｘ３…が属する周期ｙ１、ｙ２、ｙ３…を表す情報を検出する。この点は、特許文献４等に記載されて従来から知られている処理の場合と同様である。但し、本例の場合には、上記位相差比演算回路１２が、上記各位相差ｘ１、ｘ２、ｘ３…及び上記各周期ｙ１、ｙ２、ｙ３…に基づいて、そのまま位相差比ｘ１／ｙ１、ｘ２／ｙ２、ｘ３／ｙ３…を表す信号を造り出さず、Ｎ周期毎（Ｎ：２以上の自然数）に、位相差比ｘ／ｙを表す信号を造り出す。
【００３９】
例えば、２周期毎に位相差比ｘ／ｙを表す信号を造り出す場合には、センサＡとセンサＢの出力信号に関して、隣り合う周期での位相差であるｘ１とｘ２とを足し合わせると共に、これら両位相差ｘ１、ｘ２が属する周期の長さであるｙ１とｙ２とを足し合わせる。そして、この２周期分の長さ「ｙ１＋ｙ２」で、上記２周期分の位相差「ｘ１＋ｘ２」を除して、上記隣り合う２周期分での位相差比（２周期分の位相差比の平均値）「（ｘ１＋ｘ２）／（ｙ１＋ｙ２）」を求め、この平均値を表す信号を、前記適応フィルタ１３及び前記ローパスフィルタ１４を介して、前記変換処理回路１５に送り、上記アキシアル荷重を求める。
【００４０】
この様な処理を行なう事で、上記適応フィルタ１３及び上記ローパスフィルタ１４によるフィルタリング処理、並びに、上記変換処理回路１５によるアキシアル荷重算出の為の処理の量が、前述した様な、パルス毎に処理を行なう場合に比べて１／２になる。上記位相差比演算回路１２の処理量は多少増えるが、この位相差比演算回路１２が行なう処理は単純である為、高価なＣＰＵを使用しなくても、十分に対処できる。尚、本例の場合、上記両センサＡ、Ｂの出力信号（パルス）を間引きをして上記位相差比ｘ／ｙを表す信号を造り出すのではなく、隣り合う周期の平均値として造り出している。この為、前記エンコーダＥの被検出面の特性変化のピッチに誤差が存在した様な場合でも、平均化によりこの誤差の影響を低減できる。即ち、上記位相差比ｘ／ｙに関して、誤差を増加させる事なく、上記アキシアル荷重を精度良く求めつつ、このアキシアル荷重算出の為の処理量を削減できる。
【００４１】
上述の説明は、Ｎ＝２として、隣り合う周期の位相差ｘ１、ｘ２、及び、周期の長さｙ１、ｙ２を足し合わせ場合に就いて行なったが、Ｎ＝３として、連続する３周期分の位相差ｘ１、ｘ２、ｘ３、及び、周期の長さｙ１、ｙ２、ｙ３を足し合わせる事もできる。即ち、連続する３周期に関して、上記両センサＡ、Ｂの位相差ｘ１、ｘ２、ｘ３を足し合わせると共に、これら３周期の長さｙ１、ｙ２、ｙ３を足し合わせて、これら３周期での位相差比の平均値「（ｘ１＋ｘ２＋ｘ３）／（ｙ１＋ｙ２＋ｙ３）」を求める事もできる。この様な、３周期分の位相差比の平均値「（ｘ１＋ｘ２＋ｘ３）／（ｙ１＋ｙ２＋ｙ３）」を表す信号を、上記適応フィルタ１３及び上記ローパスフィルタ１４を介して、上記変換処理回路１５に送り、上記アキシアル荷重を求めれば、これら両フィルタ１３、１４での処理の量が、パルス毎に処理を行なう場合に比べて１／３になる。
【００４２】
上述の様に、位相差ｘ及び周期の長さｙを足し合わせる、連続する周期の数Ｎを多くする程、上記アキシアル荷重を求める為に要する処理の量を少なくできる反面、この数Ｎを増やす程、このアキシアル荷重を表す信号を得られるまでに要する時間（荷重演算出力の遅れ＝センサＡ、Ｂの出力信号が入力されてから、アキシアル荷重を表す信号が出力されるまでに要する時間）が大きくなる。又、このアキシアル荷重が連続的に変化する様な状況で、このアキシアル荷重を表す信号の大きさが階段状に変化する（センサＡ、Ｂの出力信号に基づいて求められる、アキシアル荷重を表す信号が間引きされた如く、このアキシアル荷重を表す出力が階段状になる）。そして、この様な状況が著しくなる（階段の段差が大きくなる）と、上記アキシアル荷重を勘案しての、走行状態安定化の為の制御の精度が悪化する。従って、上記数Ｎは、徒に大きくはできない。そこで、この数Ｎの適正値を知る為に行なった考察に就いて、以下に説明する。
【００４３】
図４〜６は、被検出面の特性が１回転当たり４８周期で変化するエンコーダＥを組み込んだ転がり軸受ユニットの物理量測定装置を搭載した車両が８０km/hで走行中に両方向のアキシアル荷重が加わり、１対のセンサＡ、Ｂの出力信号同士の間の位相差比ｘ／ｙが−１．０から１．０まで（これら両センサＡ、Ｂの出力信号が、１周期ずれた状態から一致した状態を経て、逆側に１周期ずれた状態まで）、０．２sec の間に変化した場合に就いて示している。尚、この様な変化は、実際上は生じない程の急激なものである。図４〜６中の実線は、上記位相差比ｘ／ｙ（に結び付くアキシアル荷重）の変化状況を示している。又、破線は、Ｎ＝１として、上記両センサＡ、Ｂの全周期毎に位相差比ｘ／ｙを求めた場合に、前記位相差比演算回路１２から送り出される、この位相差比ｘ／ｙを表す信号（前記変換処理回路１５から送り出される、上記アキシアル荷重を表す信号）を表している。又、一点鎖線は、Ｎ＝２として、上記両センサＡ、Ｂの２周期毎に位相差比ｘ／ｙを求めた場合に、前記位相差比演算回路１２から送り出される、この位相差比ｘ／ｙを表す信号を表している。又、二点鎖線は、Ｎ＝３として、上記両センサＡ、Ｂの３周期毎に位相差比ｘ／ｙを求めた場合に、前記位相差比演算回路１２から送り出される、この位相差比ｘ／ｙを表す信号を表している。更に、三点鎖線は、Ｎ＝４として、上記両センサＡ、Ｂの３周期毎に位相差比ｘ／ｙを求めた場合に、前記位相差比演算回路１２から送り出される、この位相差比ｘ／ｙを表す信号を表している。
【００４４】
この様な図４〜６から明らかな通り、上記両センサＡ、Ｂの出力信号に基づいて上記位相差比ｘ／ｙを求めると、実際にはこの位相差比ｘ／ｙが連続して変化する場合でも、この位相差比ｘ／ｙが階段状に変化しているが如き信号を得られる。又、この階段状の変化の段差は、上記数Ｎが多くなる程著しくなる。そして、この段差が大きくなる程、上記アキシアル荷重の測定値に生じる誤差が大きくなるだけでなく、このアキシアル荷重を求められるまでの応答遅れ（上記両センサＡ、Ｂの出力信号が上記位相差比演算回路１２に入力されてから、上記変換処理回路１５から上記アキシアル荷重を表す信号が出力されるまでに要する時間）が大きくなる。
【００４５】
図６に、前記適応フィルタ１３及び前記ローパスフィルタ１４の処理時間を勘案して求めた、上記数Ｎと上記応答遅れとの関係を示している。この図６に示す様に、この応答遅れは、Ｎ＝１とした場合に１．４ｍsec に止まるのに対して、Ｎ＝２の場合には３．５ｍsec 、Ｎ＝３の場合には６ｍsec 、Ｎ＝４の場合には８．６ｍsec となる。
上述のシミュレーションは、車速が８０km/hの場合であるが、図７〜８に車速４０km/hの場合のシミュレーションの結果を示している。図４〜５と図７〜８とを比較すれば明らかな通り、車速が遅くなると、応答遅れが更に大きくなる。具体的には、Ｎ＝１とした場合の応答遅れが２ｍsec になり、Ｎ＝２の場合に５ｍsec 、Ｎ＝３の場合に１２ｍsec 、Ｎ＝３の場合に１６ｍsec となる。
【００４６】
図９に、Ｎの数と車速とが応答遅れに及ぼす影響をまとめて示している。この様な図９から明らかな通り、応答遅れは、位相差比及び周期の長さを足し合わせる数であるＮに比例して増加し、車速に反比例する。
尚、図６にその結果を示したシミュレーションでの応答遅れの絶対値は、上記適応フィルタ１３及び上記ローパスフィルタ１４によるフィルタリングの方式等により変化する。従って、上記図６で示した応答遅れの具体的数値は、参考値ではあるが、上記フィルタリング方式が変わっても、Ｎの数及び車速に基づく、上記応答遅れの長短の傾向は同じである。何れにしても、前記アキシアル荷重を使用して車両の走行状態を安定させる為の制御を行なう事を考慮した場合、応答遅れを少なくする事が、高精度の制御を行なう面からは好ましい。これらの事を考慮すれば、ＣＰＵの調達コストを抑えられる範囲で、上記Ｎの数をできる限り小さく抑える事が好ましい。Ｎ＝１の場合には、前述した理由により、ＣＰＵの調達コストが嵩む可能性が高い。そこで、Ｎ＝２とする事が、演算量を削減できる割合を大きくし（Ｎ＝１→Ｎ＝２とする事でほぼ１／２）にできて、計算量の低減によるコスト削減を図りつつ、応答遅れを最小限に抑えられて、走行状態安定化の為の制御を、十分な精度を確保しつつ行なえる面から、最もバランスが良いものと考えられる。
【００４７】
［実施の形態の第２例］
本発明の請求項１〜３、７、８、１０に対応する実施の形態の第２例に就いて、図１０を参照しつつ説明する。本発明を実施するには、上述した実施の形態の第１例の様に、連続するＮ周期分（好ましくは２周期分）の位相差をＮ周期分の長さで除する事で、このＮ周期分の位相差比の平均値を求める事が、エンコーダＥの被検出面に存在する特性変化の境界に関するピッチ誤差を抑える面から好ましい。但し、この特性変化のピッチの精度が十分に高ければ、上記第１例の様に、センサＡ、Ｂの出力信号の変化（パルス）を全周期に関して位相差比演算回路１２（図２参照）に取り入れるのではなく、このパルスを間引いてこの位相差比演算回路１２に取り入れる、所謂分周を行なっても、上記平均値を求める場合と同様の効果を得られる。即ち、上記パルスを、１周期置きに（２周期に１回）、或いは２周期置きに（３周期に１回）上記位相差比演算回路１２に取り入れる事で、上記平均値を求める場合と同様に、適応フィルタ１３及びローパスフィルタ１４によるフィルタリング処理、並びに、変換処理回路１５（図２参照）によるアキシアル荷重算出の為の処理の量を削減して、比較的安価な演算器を使用しても、高速走行時まで、アキシアル荷重等の外力の大きさを表す信号を得る事ができる。
【００４８】
但し、パルスを間引く、分周を行なう場合は、上記エンコーダＥの被検出面に存在する特性変化の境界に関するピッチの精度が十分に高い事が必要である。この点に就いて、図１０を参照しつつ説明する。尚、この図１０に示したＣ、Ｄは、それぞれ特性変化の１周期分を表している。分周する場合、分周数をＮとすると１／Ｎに分周される。１／２分周に就いて考えると、パルスを１個飛びで使用する為、１対のセンサＡ、Ｂ（図２参照）同士の間で、最初のパルス及び周期がＣに関する境界（例えば回転方向前端縁）から始まる場合と、Ｄに関する境界から始まる場合との２種類に分かれてしまう。この事は、上記両センサＡ、Ｂ同士の間で互いに独立した、１対のエンコーダを使用する事と同じになる。従って、上記エンコーダＥとして被検出面の精度（特性変化の境界に関するピッチ及び形状の精度）が良好なものを使用し、上記パルス及び周期がＣから始まってもＤから始まっても、異なる周期を使用する事の影響を受けない様にする必要がある。逆に言えば、被検出面の精度が良好なエンコーダＥを使用すれば、分周により処理量を削減する事が可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、軸方向に離隔して配置した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、軸方向に関する相対変位量やアキシアル荷重を求める構造に限らず実施できる。例えば、前述の図１５〜１６に示した様な、径方向反対側２個所位置に配置した１対のセンサのエンコーダの傾斜を出力信号同士の間に存在する位相差に基づいて、モーメントやアキシアル荷重を求める構造で実施できる。更には、前述の図１７〜１８に示した様な、１個のセンサの出力信号のデューティ比に基づいて、軸方向に関する相対変位量やアキシアル荷重を求める構造でも実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明を説明する為の、エンコーダの被検出面と１対のセンサの走査位置との関係を示す模式図。
【図２】上記両センサの出力信号を処理する回路を示すブロック図。
【図３】これら両センサの出力信号を示す線図。
【図４】８０km/hでの走行時に、上記両センサの出力信号同士の間に存在する位相差が変化した場合に於ける、これら両センサの出力信号のサンプリングの頻度と応答遅れとの関係を示す線図。
【図５】図４の中央部を拡大して示す線図。
【図６】出力信号を得られるまでの応答遅れの時間を説明する為の、図５の中央部に相当する線図。
【図７】４０km/hでの走行時に、上記両センサの出力信号同士の間に存在する位相差が変化した場合に於ける、これら両センサの出力信号のサンプリングの頻度と応答遅れとの関係を示す線図。
【図８】図７の中央部を拡大して示す線図。
【図９】走行速度と、上記両センサの出力信号のサンプリングの頻度と、応答遅れとの関係を示す線図。
【図１０】１個のセンサの出力信号に関する情報を間欠的に求める状態を説明する為、エンコーダの被検出面を示す模式図。
【図１１】従来構造の第１例を示す断面図。
【図１２】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１３】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１４】従来構造の第２例を示す断面図。
【図１５】同第３例を示す断面図。
【図１６】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１７】従来構造の第４例を示す断面図。
【図１８】この第４例に組み込むエンコーダの一部を径方向から見た図。
【符号の説明】
【００５１】
１    外輪
２    ハブ
３    転動体
４、４ａ〜４ｃ  エンコーダ
５    カバー
６、６ａ、６ｂ  センサ
７、７ａ  センサホルダ
８、８ａ、８ｂ  透孔
９    柱部
１０    第一特性変化部
１１    第二特性変化部
１２    位相差比演算回路
１３    適応フィルタ
１４    ローパスフィルタ
１５    変換処理回路
Ａ      センサ
Ｂ      センサ
Ｅ      エンコーダ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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