(57)【要約】【課題】  保護カバーを設けることなく、外部環境の影響によるセンサの故障を防止して、車輪用軸受やタイヤ接地面に作用する荷重を長期にわたり正確に検出できるセンサ付車輪用軸受装置を提供する。【解決手段】  車輪用軸受１００は、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を介在させたものであり、外方部材１と内方部材２のうちの固定側部材は、ナックル１６に取付ける車体取付用のフランジ１ａを外周に有する。この固定側部材の外周面のフランジ１ａよりもインボード側の位置に荷重検出用の複数のセンサユニット２０を固定する。このセンサユニット２０の設置空間を固定側部材とナックル１６とで覆うと共に、そのセンサユニット２０の設置空間を密閉手段２８，２９で密閉する。【選択図】      図１
2014001822.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を有し、上記外方部材および内方部材のうちの固定側部材は、ナックルに取付ける車体取付用のフランジを外周に有し、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受と、
上記固定側部材の外周面の前記フランジよりもインボード側の位置に固定される荷重検出用の複数のセンサユニットとを備え、
前記固定側部材と前記ナックルとで前記センサユニットの設置空間を覆うと共に、そのセンサユニットの設置空間を密閉手段で密閉したことを特徴とするセンサ付車輪用軸受装置。
【請求項２】
請求項１において、前記センサユニットの出力信号を演算処理する演算処理回路を、前記センサユニットの設置空間に設けたセンサ付車輪用軸受装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記密閉手段が、前記固定側部材と前記ナックルとの接触面に介在させたＯリングであるセンサ付車輪用軸受装置。
【請求項４】
請求項３において、前記固定側部材の前記ナックルとの接触面に、前記Ｏリングが装着される溝を形成したセンサ付車輪用軸受装置。
【請求項５】
請求項１または請求項２において、前記密閉手段が、前記固定側部材と前記ナックルとの接触面に塗布した液体ガスケットであるセンサ付車輪用軸受装置。
【請求項６】
請求項１または請求項２において、前記密閉手段が、前記固定側部材と前記ナックルとの接触面に介在させたＯリングと、前記固定側部材と前記ナックルとの接触面に塗布した液体ガスケットの両方であるセンサ付車輪用軸受装置。
【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、前記固定側部材のフランジおよび前記ナックルのうちのいずれか一方の部材に設けられたボルト挿通孔から挿通されるボルトを、前記フランジおよび前記ナックルのうちのいずれか他方の部材に設けられた非貫通のねじ孔に螺合することで、前記固定側部材のフランジが前記ナックルに取付けられるセンサ付車輪用軸受装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項において、前記センサユニットの出力信号もしくは出力信号を演算処理した信号を軸受外部へ取り出す信号ケーブルを設け、前記ナックルに前記信号ケーブルを軸受外部に取り出すケーブル取出し孔を設けたセンサ付車輪用軸受装置。
【請求項９】
請求項８において、前記信号ケーブルの前記ケーブル取出し孔を貫通する部分にゴムブッシュを設けたセンサ付車輪用軸受装置。
【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、前記各センサユニットは、前記固定側部材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と、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１つ以上のセンサからなるセンサ付車輪用軸受装置。
【請求項１１】
請求項１０において、前記各センサユニットの歪み発生部材を、これら複数のセンサユニットに渡って連続した１つの帯状の歪み発生部材としたセンサ付車輪用軸受装置。
【請求項１２】
請求項１０または請求項１１において、前記センサユニットは、そのセンサが、前記固定側部材のインボード側の転走面の底部よりもアウトボード側の位置となる軸方向位置に配置されるセンサ付車輪用軸受装置。
【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内蔵したセンサ付車輪用軸受装置に関する。
【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、図２０のように車輪用軸受の固定輪である外輪１１０に歪みゲージ１１１を貼り付け、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）。
【０００３】
また、歪み発生部材およびこの歪み発生部材に取付けた歪みセンサからなるセンサユニットを車輪用軸受の固定輪に取付けたセンサ付車輪用軸受が提案されている（例えば特許文献２）。
【０００４】
特許文献２に開示のセンサ付車輪用軸受によると、車両走行に伴い回転輪に荷重が加わったとき、転動体を介して固定輪が変形するので、その変形がセンサユニットに歪みをもたらす。センサユニットに設けられた歪みセンサは、センサユニットの歪みを検出する。歪みと荷重の関係を実験やシミュレーションで求めておけば、歪みセンサの出力から車輪にかかる荷重等を検出することができる。
【０００５】
しかし、特許文献１や特許文献２に開示のセンサ付車輪用軸受では、車輪用軸受の固定輪に設けたセンサが外部環境から保護されない。そのため、車両走行中に跳ねた小石などがセンサにぶつかってセンサが破損したり、泥塩水を被ってセンサが腐食する恐れがある。
【０００６】
上記課題を解決するものとして、車輪用軸受の固定輪に設けたセンサを保護カバーで覆った構成のものが提案されている（例えば特許文献３〜７）。例えば、特許文献３に開示のセンサ付車輪用軸受では、図２１のように、車輪用軸受の固定輪である外輪１２１の外周の車体取付用フランジ１２１ａよりもアウトボード側に荷重検出用のセンサユニット１３０（特許文献２に開示のセンサユニットと同様の構成）を固定すると共に、このセンサユニット１３０を覆うリング状の保護カバー１４０を前記外輪１２１に設けている。また、例えば、特許文献４に開示のセンサ付車輪用軸受でも、図２２のように、車輪用軸受の外輪１２１の外周の車体取付用フランジ１２１ａよりもアウトボード側に固定したセンサユニット１３０を、円筒状の保護カバー１５０で覆っている。この場合には、保護カバー１５０のインボード側端を外輪１２１に嵌合させると共に、保護カバー１５０のアウトボード側端と外輪１２１との間にＯリング１６０を介在させて、保護カバー１５０で覆われるセンサユニット１３０の設置空間を密閉状態にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表−２００３−５３０５６５号公報
【特許文献２】特開２００９−１９２３９２号公報
【特許文献３】特開２００９−１９２３８９号公報
【特許文献４】特開２０１０−１８０８９５号公報
【特許文献５】特開２０１１−０８９６０４号公報
【特許文献６】特開２０１０−１４４８８８号公報
【特許文献７】特開２０１１−１３３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献３〜７の構成によると、センサユニット１３０を覆う専用の保護カバー１４０，１５０を必要とするうえ、長期的にセンサユニット１３０を保護するために、保護カバー１４０，１５０の材料として、耐腐食性に優れて、小石等にぶつかっても破損しない材料を選定する必要がある。このため、コストアップを招くという問題がある。
【０００９】
この発明の目的は、保護カバーを設けることなく、外部環境の影響によるセンサの故障を防止して、車輪用軸受やタイヤ接地面に作用する荷重を長期にわたり正確に検出できるセンサ付車輪用軸受装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明のセンサ付車輪用軸受装置は、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を有し、上記外方部材および内方部材のうちの固定側部材は、ナックルに取付ける車体取付用のフランジを外周に有し、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受と、上記固定側部材の外周面の前記フランジよりもインボード側の位置に固定される荷重検出用の複数のセンサユニットとを備え、前記固定側部材と前記ナックルとで前記センサユニットの設置空間を覆うと共に、そのセンサユニットの設置空間を密閉手段で密閉したことを特徴とする。前記センサユニットは、３つ以上であることが好ましい。
【００１１】
この構成によると、固定側部材の外周面の車体取付用フランジよりもインボード側にセンサユニットを固定し、固定側部材とナックルとでセンサユニットの設置空間を覆い、この設置空間を密閉手段で密閉しているので、保護カバーを設けることなく、外部環境の影響によるセンサユニットの故障を防止して、車輪用軸受やタイヤ接地面に作用する荷重を長期にわたり正確に検出できる。
【００１２】
この発明において、前記センサユニットの出力信号を演算処理する演算処理回路を、前記センサユニットの設置空間に設けても良い。前記演算処理回路は、単に各センサユニットの出力信号の和や差等を取る演算を行うものであっても、さらに、車輪に加わる荷重を推定する荷重推定手段を有するものであっても良い。
この場合、センサユニットだけでなく、外部環境の影響による算処理回路の故障を防止できる。
【００１３】
この発明において、前記密閉手段が、前記固定側部材と前記ナックルとの接触面に介在させたＯリングであっても良い。この場合に、前記固定側部材の前記ナックルとの接触面に、前記Ｏリングが装着される溝を形成しても良い。
【００１４】
この発明において、前記密閉手段が、前記固定側部材と前記ナックルとの接触面に塗布した液体ガスケットであっても良い。
【００１５】
この発明において、前記密閉手段が、前記固定側部材と前記ナックルとの接触面に介在させたＯリングと、前記固定側部材と前記ナックルとの接触面に塗布した液体ガスケットの両方であっても良い。
【００１６】
この発明において、前記固定側部材のフランジおよび前記ナックルのうちのいずれか一方の部材に設けられたボルト挿通孔から挿通されるボルトを、前記フランジおよび前記ナックルのうちのいずれか他方の部材に設けられた非貫通のねじ孔に螺合することで、前記固定側部材のフランジが前記ナックルに取付けられるものとしても良い。
このように非貫通のねじ孔とした場合、センサユニットの設置空間を密閉する上で効果を上げることができる。
【００１７】
この発明において、前記センサユニットの出力信号もしくは出力信号を演算処理した信号を軸受外部へ取り出す信号ケーブルを設け、前記ナックルに前記信号ケーブルを軸受外部に取り出すケーブル取出し孔を設けても良い。この場合に、前記信号ケーブルの前記ケーブル取出し孔を貫通する部分にゴムブッシュを設けても良い。
このように、センサユニットに接続される信号ケーブルがある場合でも、ナックルにケーブル取出し孔が設けられていると、固定側部材とナックルとでセンサユニットの設置空間を覆う構造に支障をきたすことなく、軸受外部へ信号ケーブルを取り出すことができる。また、信号ケーブルの前記ケーブル取出し孔を貫通する部分にゴムブッシュが設けられていると、ケーブル取出し孔が設けられていてもセンサユニットの設置空間を密封状態に保つことができる。
【００１８】
この発明において、前記センサユニットを、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、および左面部に円周方向９０度の位相差で４つ等配しても良い。
このように４つのセンサユニットを配置することで、車輪用軸受に作用する垂直方向荷重Ｆz 、前後方向の荷重Ｆx 、軸方向荷重Ｆy を推定することができる。
【００１９】
この発明において、前記各センサユニットは、前記固定側部材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と、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１つ以上のセンサからなるものとしても良い。
【００２０】
この場合に、前記センサユニットの歪み発生部材を、これら複数のセンサユニットに渡って連続した１つの帯状の歪み発生部材としても良い。
このように複数のセンサユニットの歪み発生部材が連続して１つの帯状の歪み発生部材とされていると、センサユニットの車輪用軸受への取付が容易となり、または配線についても、煩雑な配線作業が要らず、配線部の品質向上およびコスト低減が可能となる。
前記帯状の歪み発生部材は、その長手方向の複数箇所で屈曲させて、前記固定側部材に固定しても良い。これにより、車輪用軸受へのへの取付け作業がより一層容易になる。
【００２１】
前記センサユニットは、そのセンサが、前記固定側部材のインボード側の転走面の底部よりもアウトボード側の位置となる軸方向位置に配置されるのが望ましい。
【００２２】
また、前記センサユニットは、３つの接触固定部を有する歪み発生部材と、２つのセンサとでなり、これら２つのセンサは前記固定側部材の軸方向に同一で円周方向に離間した位置に配置されるものとしても良い。
この場合に、隣り合う第１および第２の接触固定部の間、および隣り合う第２および第３の接触固定部の間に前記各センサをそれぞれ配置し、接触固定部もしくは隣り合うセンサの前記固定側部材の円周方向についての間隔を、転動体の配列ピッチの｛１／２＋ｎ（ｎ：整数｝倍またはこれらの値に近似した値としても良い。
【００２３】
また、前記センサユニットの出力信号を演算処理する演算処理回路を、前記センサユニットの設置空間に有し、前記演算処理回路は、その隣り合う２つのセンサの出力和もしくは出力和の時間平均を演算し、この演算した時間平均をこの演算処理回路の出力とするか、またはこの演算処理回路における後段での処理に用いるものとしても良い。
【００２４】
前記センサユニットの出力信号を演算処理する演算処理回路を、前記センサユニットの設置空間に有し、前記演算処理回路は、その隣り合う２つのセンサの出力差を演算し、この演算した出力差をこの演算処理回路の出力とするか、またはこの演算処理回路における後段での処理に用いるものとしても良い。
【００２５】
前記センサユニットの出力信号を演算処理する演算処理回路を、前記センサユニットの設置空間に有し、前記演算処理回路は、その隣り合う２つのセンサの出力和と出力差の両方を演算し、この演算した出力和と出力差の両方出力差を、この演算処理回路の出力とするか、またはこの演算処理回路における後段での処理に用いるものとしても良い。
【００２６】
この発明において、前記演算処理回路は、前記センサのオフセットを正規の値に調整するオフセット調整回路と、前記センサの出力を増幅する増幅回路とを備えるものとしても良い。
【００２７】
この発明において、前記センサユニットのセンサおよび前記演算処理回路の電極部に防水処理を施しても良い。
【発明の効果】
【００２８】
この発明のセンサ付車輪用軸受装置は、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を有し、上記外方部材および内方部材のうちの固定側部材は、ナックルに取付ける車体取付用のフランジを外周に有し、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受と、上記固定側部材の外周面の前記フランジよりもインボード側の位置に固定される荷重検出用の複数のセンサユニットとを備え、前記固定側部材と前記ナックルとで前記センサユニットの設置空間を覆うと共に、そのセンサユニットの設置空間を密閉手段で密閉したため、保護カバーを設けることなく、外部環境の影響によるセンサの故障を防止して、車輪用軸受やタイヤ接地面に作用する荷重を長期にわたり正確に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【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装置の軸受の断面図である。
【図２】同軸受をイン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装置におけるセンサユニットの一例の拡大平面図である。
【図４】図３におけるIV−IV矢視断面図である。
【図５】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６】センサユニットの他の例の拡大平面図である。
【図７】同センサユニットの部分拡大平面図である。
【図８】図７におけるVIII− VIII 矢視断面図である。
【図９】センサ出力信号の平均値と振幅値を演算する演算部の回路例のブロック図である。
【図１０】平均値および振幅値から荷重を推定・出力する回路部の一例のブロック図である。
【図１１】センサ付車輪用軸受装置における荷重検出系の全体構成の一例を示すブロック図である。
【図１２】センサ付車輪用軸受装置における荷重検出系の全体構成の他の例を示すブロック図である。
【図１３】センサ付車輪用軸受装置における荷重検出系の全体構成のさらに他の例を示すブロック図である。
【図１４】センサ付車輪用軸受装置における荷重検出系の全体構成のさらに他の例を示すブロック図である。
【図１５】この発明の他の実施形態にかかるセンサ付車輪用軸受装置の軸受の断面図である。
【図１６】同軸受をインボード側から見た正面図である。
【図１７】この発明のさらに他の実施形態にかかるセンサ付車輪用軸受装置の軸受の断面図である。
【図１８】同軸受をインボード側から見た正面図である。
【図１９】この発明のさらに他の実施形態にかかるセンサ付車輪用軸受装置の軸受の断面図である。
【図２０】従来例の斜視図である。
【図２１】他の従来例の断面図である。
【図２２】さらに他の従来例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
この発明の実施形態を図１ないし図１４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１００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。
【００３１】
このセンサ付車輪用軸受装置における車輪用軸受１００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１００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。
【００３２】
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。車体取付用フランジ１ａの軸方向位置は、アウトボード側の転走面３の位置か、または両列の転走面３，３間の位置とされる。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１８を前記ねじ孔１４に螺合することにより、車体取付用フランジ１ａがナックル１６に取付けられる。ナックル取付用のねじ孔１４は非貫通のねじ孔とされている。なお、ここでは、インボード側からナックルボルト１８を挿通した例を示したが、アウトボード側から車体取付用フランジ１ａに設けたボルト挿通孔にナックルボルト１８を挿通し、ナックル１６に設けたねじ孔にナックルボルト１８を螺合するようにしても良い。この場合も、ナックル１６に設けたねじ孔は非貫通のものとされる。
【００３３】
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１９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。図２は、この車輪用軸受１００をイン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。
【００３４】
固定側部材である外方部材１の外周面の前記フランジ１ａよりもインボード側の位置には、荷重検出用センサである４つのセンサユニット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、および左面部に設けられている。
このように、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、円周方向９０度の位相差で４つのセンサユニット２０を配置することにより、車輪用軸受１００に作用する３軸方向の荷重（垂直方向荷重Ｆz 、駆動力や制動力となる荷重Ｆx 、軸方向荷重Ｆy ）を推定することができる。
【００３５】
前記固定側部材である外方部材１の外周面と前記ナックル１６との間に、前記センサユニット２０を設置する設置空間５０が設けられている。具体的には、ナックル１６は、内周面におけるインボード側端に環状突部１６ａが形成されていて、この環状突部１６ａで外方部材１のインボード側端の外周に嵌合すると共に、アウトボード側の側面が外方部材１の前記フランジ１ａの側面に接して、前記のようにナックルボルト１８で取付けられる。このナックル１６の内周部における前記環状突部１６ａよりもアウトボード側の部分に切欠状の凹み空間が形成されていて、この凹み空間が前記設置空間５０とされる。この設置空間５０は、ナックルボルト１８が挿通される位置を避けて、ナックル１６の円周方向の複数箇所、つまり４つのセンサユニット２０が設置される各位置に形成されている。
【００３６】
センサユニット２０の設置空間５０は、密閉手段である２つのＯリング２８，２９により密閉される。これらのＯリング２８，２９は、外方部材１とナックル１６との接触面に介在させてある。具体的には、１つのＯリング２８は、外方部材１のフランジ１ａのインボード側を向く片面とこれに接するナックル１６のアウトボード側を向く面との間に介在させ、もう１つのＯリング２９は、外方部材１のインボード側端の外周面とこれに接するナックル１６の内周面との間に介在させてある。前記フランジ１ａのインボード側を向く片面には周方向に延びる溝１ｄが形成され、この溝１ｄに一方のＯリング２８が装着される。また、外方部材１のインボード側端の外周面にも、周方向に延びる環状の溝１ｅが形成され、この溝１ｅに他方のＯリング２９が装着される。Ｏリング２８，２９の材質は、例えはＮＢＲやフッ素樹脂が好ましい。
なお、外方部材１のインボード側端の端面がナックル１６との接触面となる場合には、その端面に環状の溝１を形成して、この溝にＯリングを装着しても良い。
【００３７】
このセンサ付車輪用軸受装置は、上記のように、固定側部材である外方部材１の外周面の車体取付用フランジ１ａよりもインボード側にセンサユニット２０を固定し、外方部材１とナックル１６とでセンサユニット２０の設置空間５０を覆い、この設置空間５０を密閉手段であるＯリング２８，２９で密閉したので、保護カバーを設けることなく、外部環境の影響によるセンサユニット２０の故障を防止して、車輪用軸受１００やタイヤ接地面に作用する荷重を長期にわたり正確に検出できる。
【００３８】
前記各センサユニット２０の一例を、図３および図４に拡大平面図および拡大断面図で示す。このセンサユニット２０は、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２２Ａ，２２Ｂ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で２ｍｍ以下の薄板材からなり、平面概形が全長にわたり均一幅の帯状で両側辺部に切欠き部２１ｂを有する。切欠き部２１ｂの隅部は断面円弧状とされている。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３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２２Ａ，２２Ｂ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。具体的には、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。つまり、図４において、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。切欠き部２１ｂは、図３のように、歪み発生部材２１の両側辺部における前記歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの配置部に対応する２箇所の位置にそれぞれ形成されている。これにより、歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂは歪み発生部材２１の切欠き部２１ｂ周辺における長手方向の歪みを検出する。歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂには防水処理が施される。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２０Ａ，２０Ｂ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とは、例えば、その力が作用しても車輪用軸受１００は損傷せず、その力が除去されると車輪用軸受１００の正常な機能が復元される範囲で最大の力である。
【００３９】
前記センサユニット２０は、その歪み発生部材２１の３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、かつ各接触固定部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を有する各部位が外方部材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。センサユニット２０の設置位置として、この場合、その歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂが、外方部材１のインボード側の転走面３の底部よりもアウトボード側の位置となる軸方向位置が選ばれる。外方部材１の外周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。
【００４０】
このほか、図５（Ａ）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。
【００４１】
歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂ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２２Ａ，２２Ｂ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２２Ａ，２２Ｂ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。
【００４２】
図６は、センサユニット２０の他の構成例を展開平面図で示したものであり、図７および図８はその拡大平面図および拡大断面図を示す。このセンサユニット２０では、その歪み発生部材２１を、４つのセンサユニット２０に渡って１つの帯状に形成している。この場合、歪み発生部材１の両側辺部には、各センサユニット２０ごとに複数の切欠き部２１ｂが形成されている。一側辺部の切欠き部２１ｂは、歪み発生部材２１の側辺部から幅方向に切り込んで形成され、他側辺部の切欠き部２１ｂは、歪み発生部材２１の長手方向に延びて形成されるスリット２１ｃの途中部分から幅方向に切り込んで形成されている。連続した１つの帯状とされる歪み発生部材２１は、隣り合うセンサユニット２０の各中間位置となる複数箇所が一方向に屈曲された屈曲部２１ｄとされ、外方部材１の外周を取り巻くように外方部材１に取付けられる。また、歪み発生部材２１には、各センサユニット２０の歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂからの出力信号を演算処理する演算処理回路３０と、処理された信号を外部に取り出す信号ケーブル３１と、演算処理回路３０と信号ケーブル３１を接続するコネクタ３２が設けられる。４つのセンサユニット２０における各歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂは、歪み発生部材２１上に設けられた配線用の回路パターン（図示せず）により前記演算処理回路３０に接続される。センサユニット２０の歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂおよび前記演算処理回路３０の電極部には防水処理が施される。その他の構成は図３および図４に示したセンサユニット２０の場合と同様である。
【００４３】
センサユニット２０を含めた荷重検出系は、前段の演算処理部と、後段の荷重推定部とで構成され、センサユニット２０の出力信号は前段の演算処理部で処理される。後段の荷重推定部では、演算処理部で処理された信号から荷重を推定する。例えば、図６〜図８に示したセンサユニット２０の構成例では、その歪み発生部材２１に設けられた演算処理回路３０が上記した演算処理部の役割を担う。すなわち、各センサユニット２０の２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号は、演算処理部で処理されて荷重推定部に入力される。
【００４４】
図９は、前記演算処理部の構成の一例をブロック図で示す。この演算処理部３２は、平均演算部６８と振幅演算部６９とを備える。平均演算部６８は加算器からなり、センサユニット２０の２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号の和を演算して、その和を平均値Ａとして取り出す。なお、前記出力信号の和の時間平均を平均値Ａとして求めても良い。振幅演算部６９は減算器からなり、２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号の差分を演算して、その差分値を振幅値Ｂとして取り出す。
【００４５】
歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号には、歪みセンサ自体の温度特性や、固定側部材である外方部材１の温度歪みなどによるドリフト量が存在する。そこで、少なくとも１つのセンサユニット２０の歪み発生部材２１に温度センサ３４を設け、この温度センサ３４の出力信号により前記平均値Ａの温度によるドリフトを温度補正回路４２で補正するようにしても良い。
【００４６】
この場合、後段の荷重推定部では、前記平均値演算部６８と振幅演算部６９で演算される平均値Ａおよび振幅値Ｂから、車輪用軸受１００や車輪と路面間（タイヤ接地面）に作用する３軸方向荷重Ｆを演算・推定する。図１０は、その演算・推定を行う後段の荷重推定部３３の構成の一例をブロック図で示す。この荷重推定部３３は２つの荷重推定手段７１，７２を有する。第１の荷重推定手段７１は、前記平均値Ａを用いて車輪用軸受１００に作用する荷重Ｆを演算・推定する。第２の荷重推定手段７２は、前記平均値Ａと振幅値Ｂとを用いて車輪用軸受１００に作用する荷重Ｆを演算・推定する。
【００４７】
車輪用軸受１００に作用する荷重Ｆと歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号Ｓとの関係は、線形な範囲内でオフセット分を除外すれば、
Ｆ＝Ｍ１×Ｓ      ……（１）
という関係で表すことができ、この関係式（１）から荷重Ｆを推定することができる。ここで、Ｍ１は所定の補正係数である。
前記第１の荷重推定手段７１では、歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号からオフセット分を除いた変数として前記平均値Ａを用い、この変数に所定の補正係数Ｍ１を乗算した一次式、つまり
Ｆ＝Ｍ１×Ａ      ……（２）
から荷重Ｆを演算・推定する。このようにオフセット分を除外した変数を用いることにより、荷重推定精度を向上させることができる。
【００４８】
前記第２の荷重推定手段７２では、前記平均値Ａおよび振幅値Ｂを変数として用い、これらの変数に所定の補正係数Ｍ２，Ｍ３を乗算した一次式、つまり
Ｆ＝Ｍ２×Ａ＋Ｍ３×Ｂ      ……（３）
から荷重Ｆを演算・推定する。このように２種類の変数を用いることで、荷重推定精度をさらに向上させることができる。
上記各演算式における各補正係数の値は、予め試験やシミュレーションで求めておいて設定する。前記第１の荷重推定手段７１および第２の荷重推定手段７２による演算は並行して行われる。なお、式（３）において、変数である平均値Ａを省略しても良い。つまり、第２の荷重推定手段７２では、振幅値Ｂのみを変数として用いて荷重Ｆを演算・推定することもできる。
【００４９】
センサユニット２０は、図１のように外方部材１のインボード側列の転走面３のアウトボード側寄り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５のようにセンサユニット２０の設置位置の近傍を通過する転動体５の位置の影響を受ける。つまり、この転動体５の影響がオフセット分として作用する。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）、歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号ａ，ｂの振幅は最大値となり、図５（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（または、その位置から離れた位置に転動体５があるとき）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の設置位置の近傍を順次通過するので、歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂのアナログ出力信号ａ，ｂは、その振幅が転動体５の配列ピッチＰを周期として図５（Ｃ）のように周期的に変化する正弦波に近い波形となる。そこで、前記荷重推定部３３では、荷重を求めるデータとして、前記２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号ａ，ｂの振幅の和を上記した平均値Ａとし、振幅の差分を上記した振幅値Ｂとする。これにより、平均値Ａは転動体５の通過による変動分をキャンセルした値となる。また、振幅値Ｂは、２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの各出力信号ａ，ｂに現れる温度の影響やナックル・フランジ面間などの滑りの影響を相殺した値となる。したがって、この平均値Ａと振幅値Ｂを用いることにより、車輪用軸受１００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。
【００５０】
ここでは、センサユニット２０は、固定側部材である外方部材１の外周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の間での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、その和として求められる平均値Ａは転動体５の通過による変動成分をキャンセルしたものとなる。また、その差分として求められる振幅値Ｂは温度の影響やナックル・フランジ面間などの滑りの影響を相殺した値となる。
【００５１】
なお、図５では、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、隣り合う接触固定部２１ａの中間位置に各１つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂをそれぞれ配置することで、２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの間での前記円周方向の間隔を、転動体５の配列ピッチＰの略１／２となるようにした。これとは別に、直接、２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの間での前記円周方向の間隔を、転動体５の配列ピッチＰの１／２に設定しても良い。
この場合に、２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの前記円周方向の間隔を、転動体５の配列ピッチＰの｛１／２＋ｎ（ｎ：整数）｝倍、また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の和として求められる平均値Ａは転動体５の通過による変動成分をキャンセルした値となり、差分として求められる振幅値Ｂは温度の影響やナックル・フランジ面間などの滑りの影響を相殺した値となる。
【００５２】
図１０のように、荷重推定部３３の両荷重推定手段７１，７２は次段の選択出力段７３に接続される。この選択出力段７３は、車輪回転速度に応じて、前記第１および第２の荷重水推定手段７１，７２のうちいずれかの推定荷重値を切り替え選択して出力するものである。具体的には、車輪回転速度が所定の下限速度よりも低い場合に、選択出力手段７３は、第１の荷重推定手段７１の推定荷重値を選択して出力するものとしている。
車輪の低速回転時には、センサ出力信号の振幅を検出するための処理時間が長くなり、さらに静止時には振幅の検出そのものが不可能になる。そこで、このように、車輪回転速度が所定の下限値よりも低い場合、平均値Ａだけを用いた第１の荷重推定手段７１からの推定荷重値を選択して出力することにより、検出した荷重信号を遅滞なく出力することができる。
【００５３】
前記選択出力手段７３に車輪の回転速度情報を与えるために、例えば車輪用軸受１００の外方部材１の内周に転動体５の位置を検出する転動体検出センサ（図示せず）を設け、この転動体検出センサの出力信号から車輪の回転速度を求めるようにしても良い。あるいは、選択出力手段７３に、外部から車輪回転速度の情報が入力されるものでも良い。さらに、車輪回転速度の情報として、前記歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号ａ，ｂから転動体５の通過周波数を検出して、車輪回転速度を推定するものとしても良い。
【００５４】
図１１は、このセンサ付車輪用軸受装置における荷重検出系の全体構成の他の例をブロック図で示す。同図において、演算処理回路３０の後段の推定手段４０は、上記した演算処理部と荷重推定部とを含めた構成部を示している。この荷重検出系の例では、各センサユニット２０の歪みセンサ２２が、ＡＤ変換器３５を介して上記推定手段４０に接続される。すなわち、歪みセンサ２２の出力信号は、ＡＤ変換器３５で直接ＡＤ変換されて、このＡＤ変換された歪みセンサ２２の出力信号が推定手段４０に入力される。この場合のＡＤ変換器３５としては、少なくとも２０ビット以上の分解能を持つものが用いられる。また，ＡＤ変換器３５は多チャンネル入力の小型素子とし、複数のセンサユニット２０からのセンサ出力信号を一つの基板上でまとめてデジタルデータに変換する変換ユニット３６を構成し、これを車輪用軸受１００に設置するのが望ましい。ＡＤ変換器３５の方式としては、高精度で比較的高速な特徴を持つデジタル・シグマ型変換器を用いるのが望ましい。
【００５５】
前記推定手段４０は例えばマイクロコンピュータで構成される。この構成例での推定手段４０は、オフセット調整回路４１、温度補正回路４２、フィルタ処理回路４３、荷重推定演算回路４４、コントロール回路４５などを有する。オフセット調整回路４１は、歪みセンサ２２の初期オフセットや、車輪用軸受１００への固定によるオフセットなどを、正規の値に調整するものであり、コントロール回路４５による調整、もしくは外部からの指令によるオフセット調整が可能なように構成されている。オフセットの原因は歪みセンサ２２のばらつきやセンサ固定時の歪みなどであることから、車輪用軸受１００にセンサユニット２０を取付けて、組立が完了した段階でオフセットを調整するのが望ましい。
【００５６】
このように、センサ付車輪用軸受装置の組立完了後に、歪みセンサ２２の出力信号が規定値となるようにオフセット調整回路４１でオフセットを調整すると、センサ付車輪用軸受装置が完成品となった時点でのセンサ出力をゼロ点とすることができるため、センサ出力信号の品質を確保することができる。
【００５７】
また、歪みセンサ２２の出力信号には、歪みセンサ２２自体の温度特性や、固定側部材である外方部材１の温度歪みなどによるドリフト量が存在する。温度補正回路４２は、オフセット調整された歪みセンサ２２の出力信号の温度に起因するドリフトを補正する回路である。温度によるドリフトを補正するために、例えば図３に仮想線で示すように、少なくとも１つのセンサユニット２０の歪み発生部材２１には温度センサ３４が設けられ、この温度センサ３４の出力信号がＡＤ変換器３５でデジタル化されてから前記温度補正回路４２に入力される。
【００５８】
荷重推定演算回路４４では、前記オフセット調整回路４１、温度補正回路４２、フィルタ処理回路４３によりオフセット調整処理、温度補正処理、フィルタ処理などが施された歪みセンサ２２のデジタル化された出力信号に基づき、荷重推定演算が行われる。この荷重推定演算回路４４は、３軸方向荷重Ｆと、歪みセンサ２２の出力信号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、歪みセンサ２２の出力信号から前記関係設定手段を用いて３軸方向荷重Ｆを推定する。推定手段４０の荷重推定演算回路４４で得られた荷重データは、車体側に設置される上位の電気制御ユニット（ＥＣＵ）との通信（例えばＣＡＮバスなどを通じて）により出力される。必要に応じてアナログ電圧で出力するものとしても良い。なお、演算処理回路３０の電極部には防水処理が施される。演算処理回路３０は、センサユニット２０の設置空間内に設けても良いし、その外に設けても良い。
【００５９】
図１２は荷重検出系のさらに他の構成例を示す。荷重検出系を構成する演算処理回路３０は、前段の前処理回路３７と後段の荷重推定手段４０Ａとを備える。その前段部を構成する前処理回路３７には、各歪みセンサ２２の出力信号を増幅する増幅回路４６と、オフセット調整回路４１とが設けられる。複数のセンサユニット２０からのセンサ出力信号を一つにまとめてデジタルデータに変換する変換ユニット３６や、その後段の荷重推定部（ここではコントローラ６０として示している）の構成は図１１の構成例の場合と略同様である。
【００６０】
図１３は、荷重検出系のさらに他の構成例を示す。この構成例は、図１１の構成例において、変換ユニット３６のＡＤ変換器３５でデジタル信号に変換された歪みセンサ２２の出力信号を無線で別構成の推定手段４０に送信していたのを、変換ユニット３６と推定手段４０とを１つの演算処理回路３０内に構成して有線接続したものであり、その他の構成は図１１の構成例の場合と略同様である。
【００６１】
図１４も、荷重検出系のさらに他の構成例を示す。この構成例も、図１２の構成例において、ＡＤ変換器３５でデジタル信号に変換された歪みセンサ２２の出力信号を無線で荷重推定部となるコントローラ６０に送信していたのを、前処理回路３７と後段の荷重推定手段６０Ａとを１つの演算処理回路３０内に構成して有線接続したものであり、その他の構成は図１２の構成例の場合と略同様である。
【００６２】
以上の実施形態のセンサ付車輪用軸受装置によると、車輪のタイヤと路面間に荷重が作用すると、車輪用軸受１００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。ここではセンサユニット２０における歪み発生部材２１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に拡大されて伝達され易く、その歪みが歪みセンサ２２で感度良く検出される。
【００６３】
特に、固定側部材である外方部材１の外周面の車体取付用フランジ１ａよりもインボード側にセンサユニット２０を固定し、外方部材１とナックル１６とでセンサユニット２０の設置空間を覆うと共に、そのセンサユニット２０の設置空間を密閉手段であるＯリング２８，２９で密閉しているので、保護カバーを設けることなく、外部環境の影響によるセンサユニット２０の故障を防止して、車輪用軸受１００やタイヤ接地面に作用する荷重を長期にわたり正確に検出できる。なお、外方部材１に形成されたナックルボルト１８用のねじ孔２７を非貫通に形成していることも、センサユニット２０の設置空間を密閉する上で効果がある。ねじ孔がナックル１６側に形成される場合も、これを非貫通とすることで同様の効果を得ることができる。
【００６４】
図１５および図１６は、この発明の他の実施形態を示す。なお、図１５は、図１６のXV−XV矢視断面図を示す。この実施形態では、図１のセンサ付車輪用軸受装置において、センサユニット２０の設置空間を密閉する密閉手段として、外方部材１とナックル１６との接触面に塗布した液体ガスケット８０を用いている。具体的には、外方部材１の車体取付用のフランジ１ａとナックル１６との接触面、および外方部材１のインボード側端の外周部とナックル１６の内周部との接触面に、液体ガスケット８０を塗布している。その他の構成は、図１に示した実施形態の場合と同様であり、その効果も同様である。
【００６５】
図１７および図１８は、この発明のさらに他の実施形態を示す。なお、図１７は、図１８のXVII−XVII矢視断面図を示す。この実施形態では、図１のセンサ付車輪用軸受装置において、センサユニット２０の設置空間を密閉する密閉手段として、２つのＯリング２８，２９のほかに、外方部材１とナックル１６との接触面に塗布した液体ガスケット８０を用いている。図１５，図１６に示した実施形態では、液体ガスケット８０を外方部材１のフランジ１ａのインボード側を向く片面全面に塗布しているが、ここではナックルボルト１８用のねじ孔１４の周域に限定して塗布している。その他の構成は、図１５，図１６に示した実施形態の場合と同様であり、その効果も同様である。
【００６６】
図１９は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態は、図１のセンサ付車輪用軸受装置において、センサユニット２０として、例えば図６〜図８に示したように信号ケーブル３１に接続されているものを用いた場合を示す。図６〜図８に示したセンサユニット２０では、その出力信号を演算処理回路３０で演算処理したものを軸受外部に取り出すための信号ケーブル３１であったが、センサユニット２０の出力信号をそのまま軸受外部に取り出すものであっても良い。この場合に、ナックル１６には、前記信号ケーブル３１を軸受外部に取り出すケーブル取出し孔８１が設けられ、さらに信号ケーブル３１の前記ケーブル取出し孔８１を貫通する部分にはゴムブッシュ８２が設けられている。その他の構成は、図１の実施形態の場合と同様である。
【００６７】
このように、センサユニット２０に接続される信号ケーブル３１がある場合でも、ナックル１６にケーブル取出し孔８１が設けられていることから、固定側部材である外方部材１とナックル１６とでセンサユニット２０の設置空間を覆う構造に支障をきたすことなく、軸受外部へ信号ケーブル３１を取り出すことができる。また、信号ケーブル３１の前記ケーブル取出し孔８１を貫通する部分にゴムブッシュ８２が設けられていることから、ナックル１６にケーブル取出し孔８１が設けられていてもセンサユニット２０の設置空間を密封状態に保つことができる。
【００６８】
なお、これらの実施形態では、外方部材１が固定側部材である場合につき説明したが、この発明は、内方部材が固定側部材である車輪用軸受にも適用することができ、その場合、センサユニット２０は内方部材の内周となる周面に設ける。
また、これらの実施形態では第３世代型の車輪用軸受１００に適用した場合につき説明したが、この発明は、軸受部分とハブとが互いに独立した部品となる第１または第２世代型の車輪用軸受や、内方部材の一部が等速ジョイントの外輪で構成される第４世代型の車輪用軸受にも適用することができる。また、このセンサ付車輪用軸受装置は、従動輪用の車輪用軸受にも適用でき、さらに各世代型のテーパころタイプの車輪用軸受にも適用することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１…外方部材
１ａ…車体取付用フランジ
１ｄ，１ｅ…溝
２…内方部材
３，４…転走面
５…転動体
１４…ねじ孔
１６…ナックル
１７…ボルト挿通孔
１８…ナックルボルト
２０…センサユニット
２１…歪み発生部材
２１ａ…接触固定部
２２，２２Ａ，２２Ｂ…歪みセンサ
２８，２９…Ｏリング
３０…演算処理回路
３１…信号ケーブル
３５…ＡＤ変換器
４１…オフセット調整回路
４６…増幅回路
５０…設置空間
８０…液体ガスケット
８１…ケーブル取出し孔
８２…ゴムブッシュ
１００…車輪用軸受
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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