(57)【要約】【課題】  軸受内外温度差による検出誤差を補正して車輪用軸受やタイヤ接地面に作用する荷重を高精度に検出でき、センサ組付けも容易なセンサ付車輪用軸受を提供する。【解決手段】  外方部材１と内方部材２の対向し合う複列の転走面３，４間に転動体５を介在させる。外方部材１と内方部材２のうち固定側部材に１つ以上のセンサユニット２０を設ける。センサユニット２０は、固定側部材の外径面に接触固定される歪み発生部材２１と、その歪みを検出する歪みセンサ２２と、そのセンサ設置部の温度を検出するセンサ部温度センサ２８と、固定側部材の転走面３の近傍の温度を検出する転走面温度センサ２９とからなる。歪みセンサ２２の出力信号をセンサ部温度センサ２８および転走面温度センサ２９の出力で補正し、その補正した信号から車輪に加わる荷重を推定する推定手段３０を設ける。【選択図】      図１
2010242921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複列の転走面が内周に形成された外方部材と、前記転走面と対向する転走面が外周に形成された内方部材と、両部材の対向する転走面間に介在した複列の転動体とを備え、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受において、
上記外方部材および内方部材のうちの固定側部材の外径面に１つ以上のセンサユニットを設け、前記センサユニットは、前記固定側部材の外径面に接触して固定される２つ以上の接触固定部を有する歪み発生部材、この歪み発生部材に取付けられてこの歪み発生部材の歪みを検出する歪みセンサ、前記歪み発生部材に取付けられて前記歪みセンサの設置部の温度を検出するセンサ部温度センサ、および前記固定側部材における前記転走面近傍の温度を検出する転走面温度センサを有し、前記センサユニットの歪みセンサの出力信号を前記センサ部温度センサおよび転走面温度センサの出力で補正し、その補正した信号から車輪に加わる荷重を推定する推定手段を設けたことを特徴とするセンサ付車輪用軸受。
【請求項２】
請求項１において、前記固定側部材が前記外方部材であるセンサ付車輪用軸受。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記センサユニットを３つ以上設け、前記推定手段は、前記３つ以上のセンサユニットの歪みセンサの出力信号から、車輪に加わる左右方向および上下方向の径方向荷重、および軸方向荷重を推定するものとしたセンサ付車輪用軸受。
【請求項４】
請求項１または請求項２において、前記センサユニットを４つ以上設け、前記推定手段は、前記４つ以上のセンサユニットの歪みセンサの出力信号から、車輪に加わる左右方向および上下方向の径方向荷重、軸方向荷重、およびステアリングモーメント荷重を推定するものとしたセンサ付車輪用軸受。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記センサユニットを４つ設け、これらのセンサユニットを、車輪のタイヤ接地面に対して上下位置および左右位置となる前記固定側部材の外径面の上面部、下面部、右面部、および左面部に、周方向に互いに９０度の位相差をなすように配置したセンサ付車輪用軸受。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記推定手段は、前記センサ部温度センサの出力と前記転走面温度センサの出力との差により、前記センサユニットの歪みセンサの出力信号を補正し、この補正による補正量は、設定された前記両温度センサの出力差と補正量との一次近似関係式から決定するものとしたセンサ付車輪用軸受。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、前記センサユニットにおける転走面温度センサを、前記固定側部材に設けた転走面付近に達する孔の内部に埋めたセンサ付車輪用軸受。
【請求項８】
請求項７において、前記センサユニットにおける転走面温度センサを、前記歪み発生部材に設けられた温度センサ取付片の先端に取付け、この温度センサ取付片を前記固定側部材に設けられた転走面付近に達する孔に圧入して固定したセンサ付車輪用軸受。
【請求項９】
請求項７において、前記センサユニットにおける転走面温度センサと前記孔の内面との間に高熱伝導性のモールド材でモールドしたセンサ付車輪用軸受。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれか１項において、前記歪み発生部材の一部を前記固定側部材の径方向に向けて折り曲げた板状の温度センサ取付片を設け、この温度センサ取付片の先端に前記転走面温度センサを配置したセンサ付車輪用軸受。
【請求項１１】
請求項１０において、前記歪み発生部材における歪みセンサの配置される部分となる平面部と、転走面温度センサの配置される温度センサ取付片との両方に配線パターンを形成したセンサ付車輪用軸受。
【請求項１２】
請求項１１において、前記歪み発生部材における歪みセンサの配置される平面部の配線パターンと、転走面温度センサの配置される温度センサ取付片の配線パターンとを、前記温度センサ取付片の基端付近で導線により接続したセンサ付車輪用軸受。
【請求項１３】
請求項１ないし請求項１２のいずれか１項において、前記推定手段は、荷重推定に用いる前記センサユニットの歪みセンサの出力信号として、前記転動体の通過に伴い変化する信号の数周期分の出力信号の平均値を用いるものとしたセンサ付車輪用軸受。
【請求項１４】
請求項１ないし請求項１２のいずれか１項において、前記センサユニットにおける歪み発生部材は、前記固定側部材の外径面に接触して固定される３つ以上の接触固定部を有し、この歪み発生部材には少なくとも２つの歪みセンサが取付けられ、前記接触固定部は、２つの歪みセンサの出力信号の位相差が前記転動体の配列ピッチの１／２もしくはその整数倍となる間隔で配置され、前記推定手段は、前記センサ部温度センサおよび転走面温度センサの出力で補正した前記２つの歪みセンサの出力信号の和を求め、この和から車輪に加わる荷重を推定するものとしたセンサ付車輪用軸受。
【請求項１５】
請求項１ないし請求項１４のいずれか１項において、前記歪み発生部材における、前記固定側部材の外径面に接触して固定される接触固定部と前記固定側部材との間にスペーサを介在させ、転走面温度センサを前記歪み発生部材に取付ける構成に代えて、転走面温度センサを前記スペーサに取付けたセンサ付車輪用軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車輪の軸受部にかかる荷重を検出する荷重センサを装備したセンサ付車輪用軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の各車輪にかかる荷重を検出する技術として、車輪用軸受の固定輪である外輪のフランジ部外径面の歪みを検出することにより荷重を検出するセンサ付車輪用軸受が提案されている（例えば特許文献１）。また、車輪用軸受の外輪に歪みゲージを貼り付け、歪みを検出するようにした車輪用軸受も提案されている（例えば特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−０９８１３８号公報
【特許文献２】特表２００３−５３０５６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示の技術では、固定輪のフランジ部の変形により発生する歪みを検出している。しかし、固定輪のフランジ部の変形には、フランジ面とナックル面の間に、静止摩擦力を超える力が作用した場合に滑りが伴うため、繰返し荷重を印加すると、出力信号にヒステリシスが発生するといった問題がある。
例えば、車輪用軸受に対してある方向の荷重が大きくなる場合、固定輪フランジ面とナックル面の間は、最初は荷重よりも静止摩擦力の方が大きいため滑らないが、ある大きさを超えると静止摩擦力に打ち勝って滑るようになる。その状態で荷重を小さくしていくと、やはり最初は静止摩擦力により滑らないが、ある大きさになると滑るようになる。その結果、この変形が生じる部分で荷重を推定しようとするとヒステリシスが生じる。ヒステリシスが生じると、検出分解能が低下する。
また、特許文献２のように外輪に歪みゲージを貼り付けるのでは、組立性に問題がある。
【０００５】
そこで、本発明者等は、上記課題を解決するものとして、以下の構成としたセンサ付車輪用軸受を提案した（例えば、特願２００８−３１４１６５号）。このセンサ付車輪用軸受における車輪用軸受は、図１９のように、複列の転走面４３が内周に形成された外方部材４１と、上記転走面４３と対向する転走面４４が外周に形成された内方部材４２と、両部材４１，４２の対向する転走面４３，４４間に介在した複列の転動体４５とを備え、車体に対して車輪を回転自在に支持する。上記外方部材４１および内方部材４２のうち、固定側部材となる外方部材４１の外径面に、図２０のように複数のセンサユニット５０を設ける。センサユニット５０は、図２１および図２２に拡大平面図および拡大断面図で示すように、外方部材４１の外径面に接触して固定される２つの接触固定部５１ａを有する歪み発生部材５１、およびこの歪み発生部材５１に取付けられてこの歪み発生部材５１の歪みを検出する歪みセンサ５２を有するものとする。歪み発生部材５１の２つの接触固定部５１ａの間には切欠き部５１ｂが形成される。
【０００６】
図２２では、歪み発生部材５１の接触固定部５１ａと外方部材４１との間にスペーサ５３を介在させることで、歪み発生部材５１における歪みセンサ５２の取付け部を外方部材５１から離して、歪みを発生し易くしている。このほか、図２３のように、外方部材４１の外径面の一部に溝４１ｃを設けることで、歪み発生部材５１における歪みセンサ５２の取付け部を外方部材５１から離すようにしても良い。
【０００７】
このセンサ付車輪用軸受では、車両走行に伴い回転側部材である内方部材４２に荷重が加わったとき、転動体４５を介して固定側部材である外方部材４１が変形するので、その変形がセンサユニット５０に歪みをもたらす。センサユニット５０に設けられた歪みセンサ５２は、センサユニット５０の歪みを検出する。歪みと荷重の関係を予め実験やシミュレーションで求めておくことにより、推定手段６０では歪みセンサ５２の出力信号から車輪にかかる荷重を演算・推定することができる。
【０００８】
上記構成では、温度が変化した場合に、歪みセンサ５２の温度特性および外方部材４１とセンサユニット５０との線膨張率の差などにより歪みセンサ５２の出力信号が変動する。このため、歪みセンサ５２の出力信号から車輪用軸受にかかる荷重を演算・推定した場合、荷重の誤差が大きくなる。そこで、ここでは歪み発生部材５１に歪みセンサ５２の近傍の温度を検出するセンサ部温度センサ５８を取付け、このセンサ部温度センサ５８の出力により歪みセンサ５２の出力信号を補正している。
【０００９】
しかし、車輪用軸受の外方部材４１の内部温度と表面の温度とは、荷重による軸受内部（転走面付近）の発熱や、外気との接触条件の変化（風、水分、気温）により異なっていることが多い。この状態では、歪みセンサ５２の出力信号に、外方部材４１の内部から表面にかけての温度勾配による熱歪みが重畳することになる。この熱歪みは、上記したセンサ部温度センサ５８の出力による補正では低減できず、検出誤差が大きくなる。
【００１０】
そこで、本発明者等は、上記構成のセンサ付車輪用軸受において、図２４や図２５に示すように、外方部材４１におけるセンサユニット５０の近傍の周方向位置に、転走面４３近傍の温度を検出する転走面温度センサ５９を設け、センサユニット５０の歪みセンサ５２の出力信号を前記センサ部温度センサ５８および転走面温度センサ５９の出力で補正し、その補正した信号から荷重を推定することも提案している。この場合、軸受内外部の温度差による検出誤差を補正するので、外気温の変化や、荷重変化による軸受内部発熱の変動の影響を低減することが可能となり、車輪用軸受やタイヤ接地面に作用する荷重を高い精度で安定良く検出できる。
【００１１】
しかし、図２４や図２５の構成では、センサユニット５０と転走面温度センサ５９とが一体でないため、これらを別々に軸受の外方部材４１に組み付ける必要があり、組付けのための工数が増加する。また、軸受内部に転走面温度センサ５９を組み付ける場合の工程も複雑となる。さらにシール、配線、カバーを施す場合、センサユニット５０と転走面温度センサ５９に別々に作業を行う必要があり、コストも増大してしまう。
【００１２】
この発明の目的は、軸受内外部の温度差による検出誤差を補正して、車輪に作用する荷重を高い精度で安定良く検出でき、かつ取付工数を増やすことなく温度センサの設置が行えるセンサ付車輪用軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明のセンサ付車輪用軸受は、複列の転走面が内周に形成された外方部材と、前記転走面と対向する転走面が外周に形成された内方部材と、両部材の対向する転走面間に介在した複列の転動体とを備え、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受において、上記外方部材および内方部材のうちの固定側部材の外径面に１つ以上のセンサユニットを設け、前記センサユニットは、前記固定側部材の外径面に接触して固定される２つ以上の接触固定部を有する歪み発生部材、この歪み発生部材に取付けられてこの歪み発生部材の歪みを検出する歪みセンサ、前記歪み発生部材に取付けられて前記歪みセンサの設置部の温度を検出するセンサ部温度センサ、および前記固定側部材における前記転走面近傍の温度を検出する転走面温度センサを有し、前記センサユニットの歪みセンサの出力信号を前記センサ部温度センサおよび転走面温度センサの出力で補正し、その補正した信号から車輪に加わる荷重を推定する推定手段を設けたことを特徴とする。前記固定側部材は例えば外方部材であっても良い。推定手段における車輪に加わる荷重の推定は、直接的には車輪用軸受に加わる荷重を推定するものとしても良く、車輪用軸受に加わる荷重から車輪に加わる荷重が算出できる。
【００１４】
車輪と路面間に荷重が作用すると、車輪用軸受の固定側部材、例えば外方部材にも荷重が印加されて変形が生じる。センサユニットにおける歪み発生部材の接触固定部が固定側部材に接触固定されているので、固定側部材の歪みが歪み発生部材に拡大して伝達され、その歪みがセンサで感度良く検出され、荷重を精度良く推定できる。
また、荷重を推定する推定手段において、センサユニットの歪み発生部材に取付けられてセンサ設置部の温度を検出するセンサ部温度センサ、および固定側部材における転走面近傍の温度を検出する転走面温度センサの出力により、センサユニットの歪みセンサの出力信号を補正し、その補正した信号から車輪に加わる荷重を推定するようにしているので、軸受内外部の温度差による検出誤差を補正することで、外気温の変化や、荷重変化による軸受内部発熱の変動の影響を低減することが可能となり、車輪に作用する荷重を高い精度で安定良く検出できる。
特に、転走面温度センサもセンサユニットの一部として取付けているので、固定側部材への組付け工数を低減でき、その作業も容易となる。またセンサ部温度センサや転走面温度センサの配線を歪みセンサの配線と共に歪み発生部材の上にまとめることができて、配線処理も容易になる。さらに、センサユニットを保護カバーで被覆するだけで、転走面温度センサの被覆も可能となる。その結果、固定側部材へのセンサ組付けが容易となる。
【００１５】
この発明において、前記センサユニットを３つ以上設け、前記推定手段は、前記３つ以上のセンサユニットの歪みセンサの出力信号から、車輪に加わる左右方向および上下方向の径方向荷重、および軸方向荷重を推定するものとしても良い。なお、この明細書で言う左右方向とは、車輪を軸方向に見た左右方向であり、左右方向の径方向荷重は、駆動力または制動力となる荷重である。
【００１６】
この発明において、前記センサユニットを４つ以上設け、前記推定手段は、前記４つ以上のセンサユニットの歪みセンサの出力信号から、車輪に加わる左右方向および上下方向の径方向荷重、軸方向荷重、およびステアリングモーメント荷重を推定するものとしても良い。
【００１７】
この発明において、前記センサユニットを４つ設け、これらのセンサユニットを、車輪のタイヤ接地面に対して上下位置および左右位置となる前記固定側部材の外径面の上面部、下面部、右面部、および左面部に、周方向に互いに９０度の位相差をなすように配置しても良い。
この構成の場合、どのような荷重条件においても、荷重を精度良く推定することができる。すなわち，ある方向への荷重が大きくなると、転動体と転走面が接触している部分と接触していない部分が１８０度位相差で現れるため、その方向に合わせてセンサユニットを１８０度位相差で設置すれば、どちらかのセンサユニットには必ず転動体を介して固定側部材に印加される荷重が伝達され、その荷重をセンサにより検出可能となる。
【００１８】
この発明において、前記推定手段は、前記センサ部温度センサの出力と前記転走面温度センサの出力との差により、前記センサユニットの歪みセンサの出力信号を補正し、この補正による補正量は、設定された前記両温度センサの出力差と補正量との一次近似関係式から決定するものとしても良い。
この構成の場合、センサユニットのセンサの出力信号に重畳するオフセット量、つまり固定側部材の内部から表面にかけての温度勾配による熱歪みを十分に低減でき、荷重推定値の精度を向上させることができる。
【００１９】
この発明において、前記センサユニットにおける転走面温度センサを、前記固定側部材に設けた転走面付近に達する孔の内部に埋めても良い。
【００２０】
このように孔の内部に転走面温度センサを埋める構成とする場合に、前記センサユニットにおける転走面温度センサを、前記歪み発生部材に設けられた温度センサ取付片の先端に取付け、この温度センサ取付片を前記固定側部材に設けられた転走面付近に達する孔に圧入して固定しても良い。
【００２１】
前記のように孔の内部に転走面温度センサを埋める構成とする場合に、前記センサユニットにおける転走面温度センサと前記孔の内面との間に高熱伝導性のモールド材でモールドしても良い。この構成の場合、固定側部材の転走面の近傍の温度を転走面温度センサで正確に検出することができる。前記高熱伝導性のモールド材とは、熱伝導率の高いアルミナ（AL2O3）、シリカ（SiO2）、シリコンカーバイド（SiC）、などのセラミック粉末や、カーボンブラックを添加剤として混合することで、熱伝導率を高めた樹脂系もしくはゴム系のモールド材、もしくは熱可塑性エラストマーなどを言う。
【００２２】
この発明において、前記歪み発生部材の一部を前記固定側部材の径方向に向けて折り曲げた板状の温度センサ取付片を設け、この温度センサ取付片の先端に前記転走面温度センサを配置しても良い。
【００２３】
このような折り曲げ片からなる板状の温度センサ取付片に転走面温度センサを配置する場合に、前記歪み発生部材における歪みセンサの配置される部分となる平面部と、転走面温度センサの配置される温度センサ取付片との両方に配線パターンを形成しても良い。
この場合に、前記歪み発生部材における歪みセンサの配置される平面部の配線パターンと、転走面温度センサの配置される温度センサ取付片の配線パターンとを、前記温度センサ取付片の基端付近で導線により接続しても良い。
このように配線パターンを形成することで、転走面温度センサの出力を歪みセンサやセンサ部温度センサの出力と共に、歪み発生部材の上の一箇所に集めることができ、各センサ出力信号の取り出しを容易に行うことができる。
【００２４】
この発明において、前記推定手段は、荷重推定に用いる前記センサユニットの歪みセンサの出力信号として、前記転動体の通過に伴い変化する信号の数周期分の出力信号の平均値を用いるものとしても良い。例えば、平均値演算の対象を１周期毎にずらせて行く移動平均を求めるようにしても良い。数周期とは、２〜３周期ないし５〜６周期であり、２〜６周期であれば良い。複数周期の平均値を用いることで、歪みセンサの出力信号を精度良く得ることができ、また数周期分の範囲に抑えることで、迅速な演算が行える。
【００２５】
この発明において、前記センサユニットにおける歪み発生部材は、前記固定側部材の外径面に接触して固定される３つ以上の接触固定部を有し、この歪み発生部材には少なくとも２つの歪みセンサが取付けられ、前記接触固定部は、２つの歪みセンサの出力信号の位相差が前記転動体の配列ピッチの１／２もしくはその整数倍となる間隔で配置され、前記推定手段は、前記センサ部温度センサおよび転走面温度センサの出力で補正した前記２つの歪みセンサの出力信号の和を求め、この和から車輪に加わる荷重を推定するものとして良い。
この構成の場合、２つの歪みセンサの出力信号の和により、転動体の位置の影響が相殺されるので、転動体の影響を受けることなく、しかも停止時においても、車輪用軸受や、車輪のタイヤと路面間に作用する荷重を精度良く検出できる。
【００２６】
この発明のセンサ付車輪用軸受は、この発明の前記いずれかの構成のセンサ付車輪用軸受において、前記歪み発生部材における、前記固定側部材の外径面に接触して固定される接触固定部と前記固定側部材との間にスペーサを介在させ、転走面温度センサを前記歪み発生部材に取付ける構成に代えて、転走面温度センサを前記スペーサに取付けたものとしても良い。
【発明の効果】
【００２７】
この発明のセンサ付車輪用軸受は、複列の転走面が内周に形成された外方部材と、前記転走面と対向する転走面が外周に形成された内方部材と、両部材の対向する転走面間に介在した複列の転動体とを備え、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受において、上記外方部材および内方部材のうちの固定側部材の外径面に１つ以上のセンサユニットを設け、前記センサユニットは、前記固定側部材の外径面に接触して固定される２つ以上の接触固定部を有する歪み発生部材、この歪み発生部材に取付けられてこの歪み発生部材の歪みを検出する歪みセンサ、前記歪み発生部材に取付けられて前記歪みセンサの設置部の温度を検出するセンサ部温度センサ、および前記固定側部材における前記転走面近傍の温度を検出する転走面温度センサを有し、前記センサユニットの歪みセンサの出力信号を前記センサ部温度センサおよび転走面温度センサの出力で補正し、その補正した信号から車輪に加わる荷重を推定する推定手段を設けたため、軸受内外部の温度差による検出誤差を補正して、車輪に作用する荷重を高い精度で安定良く検出でき、かつ取付工数を増やすことなく温度センサの設置が行える。具体的には、次の各効果が得られる。
軸受の固定側部材の内部の温度差による歪みセンサの検出誤差が補正できて、外気温の変化や荷重変化による内部発熱の影響が低減され、より高い精度で安定した荷重検出が可能になる。
走行中の降雨や外気温の変化があっても影響を受け難く、高い荷重がかかる条件で走行する場合でも、検出精度が悪化せず、正確な車両制御ができて安全性を高めることが可能になる。
各温度センサが歪みセンサと一体になっているため、取付工数を増やすことなく、温度センサを設置できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明の一実施形態にかかるセンサ付車輪用軸受の断面図とその検出系の概念構成のブロック図とを組み合わせて示す図である。
【図２】同センサ付車輪用軸受の外方部材をアウトボード側から見た正面図である。
【図３】同センサ付車輪用軸受における転走面温度センサの設置部の拡大断面図である。
【図４】同センサ付車輪用軸受におけるセンサユニットの拡大平面図である。
【図５】図４におけるＶ−Ｖ矢視断面図である。
【図６】外方部材の内外温度差と歪みセンサ出力との関係を示すグラフである。
【図７】他の構成例のセンサユニットを用いた場合のセンサ付車輪用軸受における転走面温度センサの設置部の拡大断面図である。
【図８】同センサユニットの拡大平面図である。
【図９】図８におけるIX−IX矢視断面図である。
【図１０】さらに他の構成例のセンサユニットの拡大断面図である。
【図１１】同センサユニットを展開して示す平面図である。
【図１２】さらに他の構成例のセンサユニットを展開して示す平面図である。
【図１３】この発明の他の実施形態にかかるセンサ付車輪用軸受の断面図とその検出系の概念構成のブロック図とを組み合わせて示す図である。
【図１４】同センサ付車輪用軸受の外方部材をアウトボード側から見た正面図である。
【図１５】同センサ付車輪用軸受におけるセンサユニットの拡大平面図である。
【図１６】図１５におけるXVI −XV1 矢視断面図である。
【図１７】同センサ付車輪用軸受におけるセンサユニットの他の設置例を示す断面図である。
【図１８】同センサユニットの出力信号に対する転動体位置の影響の説明図である。
【図１９】従来例のセンサ付車輪用軸受の断面図とその検出系の概念構成のブロック図とを組み合わせて示す図である。
【図２０】同センサ付車輪用軸受の外方部材をアウトボード側から見た正面図である。
【図２１】同センサ付車輪用軸受におけるセンサユニットの拡大平面図である。
【図２２】図２１におけるXXII−XXII矢視断面図である。
【図２３】同センサ付車輪用軸受におけるセンサユニットの他の設置例を示す断面図である。
【図２４】同センサ付車輪用軸受における転走面温度センサの設置部の拡大断面図である。
【図２５】同センサ付車輪用軸受における転走面温度センサの他の設置例を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図１２と共に説明する。この実施形態は、第３世代型の内輪回転タイプで、駆動輪支持用の車輪用軸受に適用したものである。なお、この明細書において、車両に取付けた状態で車両の車幅方向の外側寄りとなる側をアウトボード側と呼び、車両の中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。
【００３０】
このセンサ付車輪用軸受における軸受は、図１に断面図で示すように、内周に複列の転走面３を形成した外方部材１と、これら各転走面３に対向する転走面４を外周に形成した内方部材２と、これら外方部材１および内方部材２の転走面３，４間に介在した複列の転動体５とで構成される。この車輪用軸受は、複列のアンギュラ玉軸受型とされていて、転動体５はボールからなり、各列毎に保持器６で保持されている。上記転走面３，４は断面円弧状であり、ボール接触角が背面合わせとなるように形成されている。外方部材１と内方部材２との間の軸受空間の両端は、一対のシール７，８によってそれぞれ密封されている。
【００３１】
外方部材１は固定側部材となるものであって、車体の懸架装置（図示せず）におけるナックル１６に取付ける車体取付用フランジ１ａを外周に有し、全体が一体の部品とされている。フランジ１ａには周方向複数箇所にナックル取付用のねじ孔１４が設けられ、インボード側よりナックル１６のボルト挿通孔１７に挿通したナックルボルト（図示せず）を前記ねじ孔１４に螺合することで、車体取付用フランジ１ａがナックル１６に取付けられる。
内方部材２は回転側部材となるものであって、車輪取付用のハブフランジ９ａを有するハブ輪９と、このハブ輪９の軸部９ｂのインボード側端の外周に嵌合した内輪１０とでなる。これらハブ輪９および内輪１０に、前記各列の転走面４が形成されている。ハブ輪９のインボード側端の外周には段差を持って小径となる内輪嵌合面１２が設けられ、この内輪嵌合面１２に内輪１０が嵌合している。ハブ輪９の中心には貫通孔１１が設けられている。ハブフランジ９ａには、周方向複数箇所にハブボルト（図示せず）の圧入孔１５が設けられている。ハブ輪９のハブフランジ９ａの根元部付近には、車輪および制動部品（図示せず）を案内する円筒状のパイロット部１３がアウトボード側に突出している。
【００３２】
図２は、この車輪用軸受の外方部材１をアウトボード側から見た正面図を示す。なお、図１は、図２におけるＩ−Ｉ矢視断面図を示す。前記車体取付用フランジ１ａは、図２のように、各ねじ孔１４が設けられた円周方向部分が他の部分よりも外径側へ突出した突片１ａａとされている。
【００３３】
固定側部材である外方部材１の外径面には、４個のセンサユニット２０が設けられている。ここでは、これらのセンサユニット２０が、タイヤ接地面に対して上下位置および前後位置となる外方部材１の外径面における上面部、下面部、右面部、および左面部に、周方向に相互に９０度の位相差をなすように設けられている。
【００３４】
これらのセンサユニット２０は、図４および図５に拡大平面図および拡大断面図で示すように、歪み発生部材２１と、この歪み発生部材２１に取付けられて歪み発生部材２１の歪みを検出する歪みセンサ２２と、歪み発生部材２１に取付けられて歪みセンサ２２の設置部の温度を検出するセンサ部温度センサ２８と、歪み発生部材２１に取付けられて固定側部材である外方部材１における前記転走面３の近傍の温度を検出する転走面温度センサ２９とでなる。歪み発生部材２１は、鋼材等の弾性変形可能な金属製の薄板材等の板材からなり、平面概形が全長にわたり均一幅の帯状で中央の両側辺部に切欠き部２１ｂを有する。また、歪み発生部材２１は、外方部材１の外径面にスペーサ２３を介して接触固定される２つの接触固定部２１ａを有する。なお、歪み発生部材２１の形状によっては、接触固定部２１ａを３つ以上有するものとしても良い。歪みセンサ２２は、歪み発生部材２１における各方向の荷重に対して歪みが大きくなる箇所に貼り付けられる。ここでは、その箇所として、歪み発生部材２１の外面側で両側辺部の切欠き部２１ｂで挟まれる中央部位が選ばれており、歪みセンサ２２は切欠き部２１ｂの周辺の周方向の歪みを検出する。なお、歪み発生部材２１は、固定側部材である外方部材１に作用する外力、またはタイヤと路面間に作用する作用力として、想定される最大の力が印加された状態においても、塑性変形しないものとするのが望ましい。塑性変形が生じると、外方部材１の変形がセンサユニット２０に伝わらず、歪みの測定に影響を及ぼすからである。想定される最大の力は、軸受に過大な荷重が作用しても、その荷重が除かれると、センサ系を除く軸受としての正常な機能が復元される範囲の最大の力である。
【００３５】
前記センサユニット２０は、その歪み発生部材２１の２つの接触固定部２１ａが、外方部材１の軸方向に同寸法の位置で、かつ両接触固定部２１ａが互いに円周方向に離れた位置に来るように配置され、これら接触固定部２１ａがそれぞれスペーサ２３を介してボルト２４により外方部材１の外径面に固定される。前記各ボルト２４は、それぞれ接触固定部２１ａに設けられた径方向に貫通するボルト挿通孔２５からスペーサ２３のボルト挿通孔２６に挿通し、外方部材１の外周部に設けられたねじ孔２７に螺合させる。このように、スペーサ２３を介して外方部材１の外径面に接触固定部２１ａを固定することにより、薄板状である歪み発生部材２１における切欠き部２１ｂを有する中央部位が外方部材１の外径面から離れた状態となり、切欠き部２１ｂの周辺の歪み変形が容易となる。接触固定部２１ａが配置される軸方向位置として、ここでは外方部材１のアウトボード側列の転走面３の周辺となる軸方向位置が選ばれる。ここでいうアウトボード側列の転走面３の周辺とは、インボード側列およびアウトボード側列の転走面３の中間位置からアウトボード側列の転走面３の形成部までの範囲である。外方部材１の外径面へセンサユニット２０を安定良く固定する上で、外方部材１の外径面における前記スペーサ２３が接触固定される箇所には平坦部１ｂが形成される。
【００３６】
歪みセンサ２２としては、種々のものを使用することができる。例えば、歪みセンサ２２を金属箔ストレインゲージで構成することができる。その場合、通常、歪み発生部材２１に対しては接着による固定が行なわれる。また、歪みセンサ２２を歪み発生部材２１上に厚膜抵抗体にて形成することもできる。
センサ部温度センサ２８および転走面温度センサ２９には、例えば、サーミスタ等の半導体温度計、熱電対、測温抵抗体等が用いられる。
【００３７】
センサ部温度センサ２８は、歪みセンサ２２と同様に、前記歪み発生部材２１の表面に取付けられる。歪み発生部材２１は、図５のように、その一端を外方部材１の径方向に向けて折り曲げた断面Ｌ字状とされている。そのＬ字状の一辺を成す折り曲げ片からなる温度センサ取付片２１ｃの先端面に、転走面温度センサ２９が設置される。また、外方部材１には、その外径面における各センサユニット２０の設置部から径方向に延びて前記転走面３の付近に達する温度センサ埋込用孔３２が設けられる。この温度センサ埋込用孔３２に、前記歪み発生部材２１の温度センサ取付片２１ｃが埋め込まれ、これにより温度センサ埋込用孔３２内の転走面３に近い底部に前記転走面温度センサ２９が埋設される。ここでは、前記温度センサ取付片２１ｃの先端部位に転走面温度センサ２９が配置され、温度センサ取付片２１ｃは前記温度センサ埋込用孔３２に圧入される。温度センサ取付片２１ｃ内には、その伸長方向に延びて歪み発生部材２１の表面に開口する配線用孔３３が形成され、この配線用孔３３を経て転走面温度センサ２９に接続された信号線３４が歪み発生部材２１の表面に引き出される。温度センサ埋込用孔３２の底部は、この孔３２の形成により軸受寿命が低下することのない範囲で、転走面３に近いほど好ましく、例えば、転走面３の焼入れ硬化処理層と未硬化部分との境界付近とされる。固定側部材である前記外方部材１の外周には、前記各センサユニット２０を覆う保護カバー３５（図１）が設けられている。
【００３８】
センサユニット２０の歪みセンサ２２、センサ部温度センサ２８、および転走面温度センサ２９は、図１の推定手段３０に接続される。推定手段３０は、歪みセンサ２２の出力信号により、車輪に路面との間（タイヤ接地面）で作用する力（垂直方向荷重Ｆz ，駆動力または制動力ととなる荷重Ｆx ，軸方向荷重Ｆy ）を推定する手段であり、前記センサ部温度センサ２８および前記転走面温度センサ２９の出力で前記歪みセンサ２２の出力信号を補正する温度補正手段３１を有する。前記垂直方向荷重Ｆz 、および駆動力または制動力となる荷重Ｆx は、換言すれば、それぞれ車輪に加わる左右方向および上下方向の径方向荷重である。この明細書で言う左右方向は、前述のように車輪を軸方向に見た左右方向である。推定手段３０では、前記温度補正手段３１で補正した歪みセンサ２２の出力信号から、前記垂直方向荷重Ｆz 、駆動力または制動力となる荷重Ｆx 、および軸方向荷重Ｆy を推定する。なお、これらの荷重のほか、推定手段３０でステアリングモーメント荷重Ｍz を推定するものとしても良い。
【００３９】
歪みセンサ２２の出力信号には温度ドリフト特性があるため、センサユニット２０に設けられたセンサ部温度センサ２８で測定されるセンサユニット２０の温度や外気温で歪みセンサ２の出力信号を補正すれば、温度ドリフト特性による検出誤差を低減することができる。しかし、軸受内部の発熱量や、軸受の外気への放熱状態が変化すると、外方部材１の熱歪み成分が歪みセンサ２２の出力信号に重畳して検出精度を悪化させる。
【００４０】
そこで、前記推定手段３０における温度補正手段３１では、センサ部温度センサ２８が検出する歪みセンサ２２の設置部の温度Ｔs と、転走面温度センサ２９が検出する外方部材１の内部温度である転走面３の近傍の温度Ｔi とにより、次のように前記歪みセンサ２２の出力信号を補正する。
先ず、外方部材１の内外温度差として、ΔＴ＝Ｔi −Ｔs を求める。外方部材１の内外の温度勾配と歪みセンサ２２の出力信号に重畳するオフセット量との関係は、外方部材１の構造などによって決まり、図６にグラフで示すような比例関係で近似できる。このような比例関係を示す係数ａを、試験等で求めておいて温度補正手段３１に設定しておく。なお、図６では、センサユニット２０の温度を一定とし、温度差ΔＴ＝０のときの歪みセンサ２２の出力信号をＳ0 としている。
次に、温度補正手段３１では、図６のグラフの比例関係を示す前記係数ａを用い、前記内外温度差ΔＴを用いて、歪みセンサ２２の出力信号の補正後の値となる補正値を、
補正値＝（歪みセンサ２２の出力）＋（センサ部温度によるオフセットＯ（Ｔs ））
＋（温度勾配によるオフセットＧ（ΔＴ））
として求める。ただし、
Ｏ（Ｔs ）：線膨張の差によるオフセット量＋歪みセンサ２２の温度特性、
Ｇ（ΔＴ）：温度勾配によるオフセット量、
である。
なお、Ｇ（ΔＴ）＝（係数ａ）×ΔＴである。
【００４１】
推定手段３０は、マイクロコンピュータ等のコンピュータまたは電子回路等からなる。推定手段３０は、前記作用力と前記温度補正手段３１で求めた歪みセンサ２２の出力信号の補正値との関係を演算式またはテーブル等により設定した関係設定手段（図示せず）を有し、入力された補正値から前記関係設定手段を用いて作用力の値を演算出力する。前記関係設定手段の設定内容は、予め試験やシミュレーションで求めておいて設定する。
【００４２】
センサユニット２０は、外方部材１のアウトボード側列の転走面３の周辺となる軸方向位置に設けられるので、歪みセンサ２２の出力信号は、センサユニット２０の設置部の近傍を通過する転動体５の影響を受ける。すなわち、転動体５がセンサユニット２０における歪みセンサ２２に最も近い位置を通過するとき出力信号の振幅は最大値となり、その位置から転動体５が遠ざかるにつれて低下する。これにより、軸受回転時には歪みセンサ２２の出力信号は、その振幅が転動体５の配列ピッチを周期として変化する正弦波に近い波形となる。
【００４３】
そこで、推定手段３０で荷重の演算に用意される演算式は、例えば各センサユニット２０の歪みセンサ２２の温度補正済みの出力信号の振幅値を変数とし、この変数に所定の補正係数を乗算した一次式として表される。この一次式における前記補正係数や定数が演算パラメータとなる。また、演算式の他の例として、各センサユニット２０の歪みセンサ２２の出力信号の平均値（直流成分）を変数とし、この変数に所定の補正係数を乗算した一次式を用意しても良い。この場合の平均値としては、転動体５の通過に伴い変化する信号振幅の数周期分の出力信号の平均値を用いる。例えば、平均値演算の対象を１周期毎にずらせて行く移動平均を求めるようにしても良い。数周期とは、２〜３周期ないし５〜６周期であり、２〜６周期であれば良い。また、演算式のさらに他の例として、各センサユニット２０の歪みセンサ２２の出力信号の平均値および振幅値を変数とし、これらの変数にそれぞれ所定の補正係数を乗算した一次式を設定しても良い。前記一次式における各補正係数や定数の値は、予め試験やシミュレーションで求めておいて設定する。
【００４４】
車輪のタイヤと路面間に荷重が作用すると、車輪用軸受の固定側部材である外方部材１にも荷重が印加されて変形が生じる。センサユニット２０における歪み発生部材２１の２つの接触固定部２１ａが外方部材１に接触固定されているので、外方部材１の歪みが歪み発生部材２１に拡大して伝達され、その歪みが歪みセンサ２２で感度良く検出され、荷重を精度良く推定できる。
また、センサユニット２０の歪み発生部材２１に歪みセンサ２２の設置部の温度を検出するセンサ部温度センサ２８と、外方部材１における転走面３の近傍の温度を検出する転走面温度センサ２９とを設け、推定手段３０では、温度補正手段３１により、歪みセンサ２２の出力信号をセンサ部温度センサ２８および転走面温度センサ２９の出力で補正し、その補正した信号から車輪用軸受もしくはタイヤに加わる荷重を推定するようにしているので、外気温の変化や、荷重変化による軸受内部発熱の変動の影響を低減することが可能となり、車輪用軸受やタイヤ接地面に作用する荷重を高い精度で安定良く検出でき、走行中の降雨や外気温の変化があっても荷重検出に影響を受けにくくなる。
特に、転走面温度センサ２９もセンサユニット２０の一部として歪み発生部材２１に取付けているので、外方部材１への組付け工数を低減でき、その作業も容易となる。また、センサ部温度センサ２８や転走面温度センサ２９の配線を歪みセンサ２２の配線と共に歪み発生部材２１の上にまとめることができるので、配線処理も容易になる。さらに、センサユニット２０を保護カバー３５で被覆するだけで、転走面温度センサ２９の被覆も可能となる。
【００４５】
上記説明では車輪のタイヤと路面間の作用力を検出する場合を示したが、車輪のタイヤと路面間の作用力だけでなく、さらに車輪用軸受に作用する力（例えば予圧量）を検出するものとしても良い。
このセンサ付車輪用軸受から得られた検出荷重を車両制御に使用することにより、高い荷重がかかる条件で走行する場合でも検出精度が悪化することがなく、正確な車両制御により安全性を高めることができる。
【００４６】
また、この実施形態では、センサユニット２０を４つ設け、これらのセンサユニット２０を、タイヤ接地面に対して上下位置および左右位置となる外方部材１の外径面の上面部、下面部、右面部および左面部に、周方向に互いに９０度の位相差をなすように配置しているので、どのような荷重条件においても、荷重を精度良く推定することができる。すなわち，ある方向への荷重が大きくなると、転動体５と転走面３，４が接触している部分と接触していない部分が１８０度位相差で現れるため、その方向に合わせてセンサユニット２０を１８０度位相差で設置すれば、どちらかのセンサユニット２０には必ず転動体５を介して外方部材１に印加される荷重が伝達され、その荷重を歪みセンサ２２により検出可能となる。
【００４７】
また、この実施形態では、前記推定手段３０の温度補正手段３１により、前記センサ部温度センサ２８の出力と前記転走面温度センサ２９の出力との差によりセンサユニット２０の歪みセンサ２２の出力信号を補正するものとし、その補正量は予め作成した前記両温度センサ２８，２９の出力差と補正量との一次近似関係式（図６）から決定するものとしているので、歪みセンサ２２の出力信号に重畳しているオフセット量、つまり外方部材１の内部から表面にかけての温度勾配による熱歪みを十分に低減でき、荷重推定値の精度を向上させることができる。
【００４８】
図７および図８は、前記実施形態におけるセンサユニット２０の他の構成例を示す。この構成例では、歪み発生部材２１のボルト２４で固定される一端部における外方部材１の軸方向に向く部分に、外方部材１の径方向内側に向けて折り曲げた折り曲げ片からなる温度センサ取付片２１ｄを設け、この温度センサ取付片２１ｄの先端部位に転走面温度センサ２９を配置している。この温度センサ取付片２１ｄが、外方部材１の外径面におけるセンサユニット２０の設置部から径方向に延びて前記転走面３付近に達する温度センサ埋込用孔３２に圧入されることで、温度センサ埋込用孔３２内の転走面３に近い底部に前記転走面温度センサ２９が埋設される。その他の構成は、図４および図５に示す構成例の場合と同様である。
【００４９】
図９は、前記実施形態におけるセンサユニット２０のさらに他の構成例を示す。この構成例では、歪み発生部材２１の接触固定部２１ａと外方部材１の外径面との間に介在させるスペーサ２３の一つに、外方部材１の径方向に向けて延びる突出部からなる温度センサ取付片２３ａを設け、この温度センサ取付片２３ａの先端面に転走面温度センサ２９を配置している。この温度センサ取付片２３ａが、外方部材１の外径面におけるセンサユニット２０の設置部から径方向に延びて前記転走面３付近に達する温度センサ埋込用孔３２に圧入されることで、温度センサ埋込用孔３２内の転走面３に近い底部に前記転走面温度センサ２９が埋設される。温度センサ取付片２３ａ内には、その伸長方向に延びて表面に開口する配線用孔３３Ａが形成され、歪み発生部材２１には厚み方向に貫通して前記配線用孔３３Ａに整合する配線用孔３３Ｂが形成される。これにより、転走面温度センサ２９に接続された信号線（図示せず）が前記配線用孔３３Ａ，３３Ｂを経て歪み発生部材２１の表面に引き出される。その他の構成は、図４および図５に示す構成例と同様である。
【００５０】
図１０および図１１は、前記実施形態におけるセンサユニット２０のさらに他の構成例を示す。この構成例では、ボルト２４で固定される歪み発生部材２１の一端に、外方部材１の径方向内側に向けて折り曲げた折り曲げ片からなる温度センサ取付片２１ｃを設け、この温度センサ取付片２１ｃの正面となる平面部の先端に転走面温度センサ２９を配置している。なお図１１では、前記温度センサ取付片２１ｃを折り曲げる前の展開図として示している。この温度センサ取付片２１ｃが、外方部材１の外径面におけるセンサユニット２０の設置部から径方向に延びて前記転走面３付近に達する温度センサ埋込用孔３２に埋め込まれる。ここでは、温度センサ埋込用孔３２に埋め込まれた転走面温度センサ２９の設置部、つまり前記温度センサ取付片２１ｃが、高熱伝導性のモールド材３６でモールドされる。ここで言う高熱伝導性のモールド材３６とは、熱伝導率の高いアルミナ（AL2O3）、シリカ（SiO2）、シリコンカーバイド（SiC）、などのセラミック粉末や、カーボンブラックを添加剤として混合することで、熱伝導率を高めた樹脂系もしくはゴム系のモールド材、もしくは熱可塑性エラストマーなどである。
【００５１】
歪み発生部材２１がある程度以上に薄い薄板である場合、図５の構成例の場合のように温度センサ取付片２１ｃに配線用孔３３を設けることができない。そこで、この構成例では、図１０のように温度センサ取付片２１ｃの先端平面部に転走面温度センサ２９を配置することで、転走面温度センサ２９に接続される信号線を温度センサ取付片２１ｃの表面を経て引き出すようにしている。また、温度センサ取付片２１ｃを熱伝導率の良いモールド材３６でモールドしているので、外方部材１の転走面３の近傍の温度を転走面温度センサ２９で正確に検出することができる。また、温度センサ埋込用孔３２がモールド材３６で密封されるので配線処理が容易となり、温度センサ埋込用孔３２を介して外方部材１の内部にに水分が浸入するのを防止できる。
【００５２】
図１２は、前記実施形態におけるセンサユニット２０のさらに他の構成例を示す。この構成例では、ボルト２４で固定される歪み発生部材２１の一端に、外方部材１の径方向に向けて折り曲げた温度センサ取付片２１ｃを設け、この温度センサ取付片２１ｃの先端平面部に転走面温度センサ２９を配置している。なお、同図では、前記温度センサ取付片２１ｃを折り曲げる前の展開図として示しており、センサ部温度センサ２８は図示を省略している。転走面温度センサ２９が配置される温度センサ取付片２１ｃの平面部には転走面温度センサ２９に接続される配線パターン３７Ａが形成され、また歪みセンサ２２およびセンサ部温度センサ２８が配置される平面部にも配線パターン３７Ｂ，３７Ｃ，３７Ｄが形成される。そして、両平面部の境界付近で、転走面温度センサ２９の配置される平面部の配線パターン３７Ａの電極３７Ａａと、歪みセンサ２２の配置される平面部の配線パターン３７Ｂ，３７Ｃの電極３７Ｂａ，３７Ｃａとが導線３８により接続されている。また、導線３８部分も他部と同様に印刷成形しても良い。歪みセンサ２２の配置される平面部の各配線パターン３７Ｂ，３７Ｃ，３７Ｄおよび図示しないセンサ部温度センサ２８は、別のケーブル３９に接続される。このケーブル３９を介して、歪みセンサ２２、センサ部温度センサ２８および転走面温度センサ２９の各出力信号が外部に取り出される。
【００５３】
このように、歪みセンサ２２の配置される平面部と、転走面温度センサ２９の配置される平面部の両方に配線パターン配線パターン３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃ，３７Ｄを形成して、歪みセンサ２２の配置される平面部の配線パターン３７Ｂ，３７Ｃと、転走面温度センサ２９の配置される平面部の配線パターン３７Ａとを、前記両平面部の境界付近で導線３８により接続することで、転走面温度センサ２９の出力を歪みセンサ２２やセンサ部温度センサ２８の出力と共に、歪み発生部材２１の上の一箇所に集めることができ、各センサ出力信号の取り出しを容易に行うことができる。
【００５４】
図１３ないし図１８は、この発明の他の実施形態を示す。なお、図１３は、図１４におけるXIII−XIII矢視断面図を示す。この実施形態では、図１〜図１１に示す実施形態において、センサユニット２０が、図１５および図１６に拡大平面図および拡大断面図で示すように、歪み発生部材２１と、この歪み発生部材２１に取付けられて歪み発生部材２１の歪みを検出する２つ以上（ここでは２つ）の歪みセンサ２２と、センサ部温度センサ２８と、転走面温度センサ２９とでなる。歪み発生部材２１は、外方部材１の外径面にスペーサ２３を介して接触固定される２つ以上（ここでは３つ）の接触固定部２１ａを有する。３つの接触固定部２１ａは、歪み発生部材２１の長手方向に向け１列に並べて配置される。２つの歪みセンサ２２は、歪み発生部材２１の外面側で隣り合う接触固定部２１ａの間に配置される。左端の接触固定部２１ａと中央の接触固定部２１ａとの間に１つの歪みセンサ２２Ａが配置され、中央の接触固定部２１ａと右端の接触固定部２１ａとの間に他の１つの歪みセンサ２２Ｂが配置される。歪み発生部材２１の表面にセンサ部温度センサ２８が取付けられること、歪み発生部材２１の一端に外方部材１の径方向に延びる温度センサ取付片２１ｃが形成され、この温度センサ取付片２１ｃの先端部位に転走面温度センサ２９が配置されること、および温度センサ取付片２１ｃが外方部材１の温度センサ埋込用孔３２に埋め込まれることは図１〜図１１に示す実施形態の場合と同様である。
【００５５】
なお、上記したセンサユニット２０の設置構成として、図１７に断面図で示すように、外方部材１の外径面における前記歪み発生部材２１の３つの接触固定部２１ａが固定される３箇所の各中間部に溝１ｃを設けることで、前記スペーサ２３を省略し、歪み発生部材２１における切欠き部２１ｂが位置する各部位を外方部材１の外径面から離すようにしても良い。
【００５６】
各センサユニット２０の２つの歪みセンサ２２は推定手段３０に接続される。推定手段３０において、２つの歪みセンサ２２の出力信号が、センサ部温度センサ２８および転走面温度センサ２９の出力信号に基づいて温度補正されることは、図１〜図１１の実施形態の場合と同様である。この実施形態の場合、推定手段３０では、センサユニット２０の２つの歪みセンサ２２の温度補正された出力信号の和を求め、この和から車輪用軸受や車輪と路面間（タイヤ接地面）に作用する力（垂直方向荷重Ｆz ，駆動力または制動力となる荷重Ｆx ，軸方向荷重Ｆy ）およびステアリングモーメント荷重Ｍz を推定する。
【００５７】
先の実施形態でも説明したように、センサユニット２０は、外方部材１のアウトボード側列の転走面３の周辺となる軸方向位置に設けられるので、歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号Ａ，Ｂは、図１８のようにセンサユニット２０の設置部の近傍を通過する転動体５の影響を受ける。また、軸受の停止時においても、歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号Ａ，Ｂは、転動体５の位置の影響を受ける。すなわち、転動体５がセンサユニット２０における歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂに最も近い位置を通過するとき、またはその位置に転動体５があるときに、歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号Ａ，Ｂは最大値となり、図１８（Ａ），（Ｂ）のように転動体５がその位置から遠ざかるにつれて低下する。軸受回転時には、転動体５は所定の配列ピッチＰで前記センサユニット２０の設置部の近傍を順次通過するので、歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号Ａ，Ｂは、転動体５の配列ピッチＰを周期として図１８（Ｃ）に実線で示すように周期的に変化する正弦波に近い波形となる。
【００５８】
この実施形態の場合、推定手段３０では前記２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号Ａ、Ｂの和から、推定手段３０が車輪用軸受や車輪と路面間（タイヤ接地面）に作用する力（垂直方向荷重Ｆz ，駆動力または制動力となる荷重Ｆx ，軸方向荷重Ｆy ）およびステアリングモーメント荷重Ｍz を推定する。この場合の２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号Ａ，Ｂの和は、先の実施形態における１つの歪みセンサ２２の出力信号の平均値（直流成分）に相当する。これにより、２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの各出力信号Ａ，Ｂに現れる転動体５の位置の影響を相殺することができ、車輪用軸受やタイヤ接地面に作用する荷重を正確に検出することができる。
【００５９】
センサユニット２０として、図１７の設置例のものを示す図１８においては、固定側部材である外方部材１の外径面の円周方向に並ぶ３つの接触固定部２１ａのうち、その配列の両端に位置する２つの接触固定部２１ａの間隔を、転動体５の配列ピッチＰと同一に設定している。この場合、隣り合う接触固定部２１ａの中間位置にそれぞれ配置される２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの間で前記円周方向の間隔は、転動体５の配列ピッチＰの略１／２となる。その結果、２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号Ａ，Ｂは略１８０度の位相差を有することになり、その平均値（Ａ＋Ｂ）／２は、図１８（Ｃ）に鎖線で示すように転動体５の位置の影響を十分相殺した値となる。これにより、２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号Ａ，Ｂの和から、推定手段３０によって推定される車輪用軸受や車輪と路面間（タイヤ接地面）に作用する力（垂直方向荷重Ｆz ，駆動力または制動力となる荷重Ｆx ，軸方向荷重Ｆy ）およびステアリングモーメント荷重Ｍz は、転動体５の位置の影響をより確実に排除した正確なものとなる。
【００６０】
なお、歪み発生部材２１の３つの接触固定部２１ａの間隔を前記のように設定するのに替えて、２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの円周方向の間隔を、転動体５の配列ピッチＰの１／２の整数倍、もしくはこれらの値に近似した値としても良い。この場合にも、両歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号Ａ，Ｂの平均値（Ａ＋Ｂ）／２は、転動体５の位置の影響を相殺した値となる。
【符号の説明】
【００６１】
１…外方部材
２…内方部材
３，４…転走面
５…転動体
２０…センサユニット
２１…歪み発生部材
２１ａ…接触固定部
２１ｃ…温度センサ取付片
２２…歪みセンサ
２３…スペーサ
２３ａ…温度センサ取付片
２８…センサ部温度センサ
２９…転走面温度センサ
３０…推定手段
３１…温度補正手段
３２…温度センサ埋込用孔
３６…モールド材
３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃ…配線パターン
３８…導線
【図１】
2010242921.tif 000003
【図２】
2010242921.tif 000004
【図３】
2010242921.tif 000005
【図４】
2010242921.tif 000006
【図５】
2010242921.tif 000007
【図６】
2010242921.tif 000008
【図７】
2010242921.tif 000009
【図８】
2010242921.tif 000010
【図９】
2010242921.tif 000011
【図１０】
2010242921.tif 000012
【図１１】
2010242921.tif 000013
【図１２】
2010242921.tif 000014
【図１３】
2010242921.tif 000015
【図１４】
2010242921.tif 000016
【図１５】
2010242921.tif 000017
【図１６】
2010242921.tif 000018
【図１７】
2010242921.tif 000019
【図１８】
2010242921.tif 000020
【図１９】
2010242921.tif 000021
【図２０】
2010242921.tif 000022
【図２１】
2010242921.tif 000023
【図２２】
2010242921.tif 000024
【図２３】
2010242921.tif 000025
【図２４】
2010242921.tif 000026
【図２５】
2010242921.tif 000027