(57)【要約】【課題】  制動に伴って加わる荷重分を、外輪１とハブ２との間に作用する荷重に対し加減（補償）する事で、本来求めたい荷重である、車輪の外周面と路面との間に作用する荷重を求められる構造を実現する。【解決手段】  １対のホールＩＣ１１ａ、１１ｂの出力信号の位相差に基づいて、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である元測定荷重値を求める。又、ディスクブレーキのシリンダ室内に導入する油圧に基づいて、上記外輪１と上記ハブ２との間に作用する荷重である制動誤差成分を求める。そして、制動誤差成分を上記元測定荷重値に対し加減する事により、上記本来求めたい荷重を高精度で求める。【選択図】  図１
2006308465.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転部材と静止部材との間に作用する荷重を求める為の荷重測定手段と、制動手段によりこの回転部材に加えられる制動力の大きさを求める制動力検知手段とを備え、この制動力検知手段が求めたこの制動力の大きさに基づいて、上記荷重測定手段が求める荷重の値を補正する機能を有する荷重測定装置。
【請求項２】
回転部材が自動車の車輪を支持する為の車輪支持用転がり軸受ユニットの回転側軌道輪であり、静止部材がこの車輪支持用転がり軸受ユニットを構成する静止側軌道輪であり、制動手段が上記車輪の回転に対して抵抗を加えるブレーキであり、制動力検知手段がこのブレーキを作動させる為のブレーキペダルの踏み込みに伴って上昇する油圧を検知する為の油圧センサを含んで構成されるものである、請求項１に記載した荷重測定装置。
【請求項３】
回転部材が自動車の車輪を支持する為の車輪支持用転がり軸受ユニットの回転側軌道輪であり、静止部材がこの車輪支持用転がり軸受ユニットを構成する静止側軌道輪であり、制動手段が上記車輪の回転に対して抵抗を加えるブレーキであり、制動力検知手段がこのブレーキを作動させる為のブレーキペダルの踏み込みに伴って油圧を上昇させる為の信号を発する油圧制御回路を含んで構成されるものである、請求項１に記載した荷重測定装置。
【請求項４】
回転部材の一部にこの回転部材と同心に支持されてこの回転部材と共に回転するエンコーダと、検出部をこのエンコーダの被検出面に対向させた状態で静止部材に支持されたセンサと、このセンサの出力信号に基づいてこの静止部材と上記回転部材との間の相対変位を求める演算器とを備え、このうちのエンコーダは、上記回転部材の回転中心と同心の被検出面の特性を円周方向に関して交互に且つ等間隔で変化させると共に、この被検出面の特性が円周方向に関して変化する位相を、検出すべき変位の方向に応じて連続的に変化させており、上記演算器は、上記センサの出力信号の変化のパターンに基づいて、上記静止部材と上記回転部材との間の相対変位量を求め、更にこの相対変位量に基づいてこれら静止部材と回転部材との間に作用する荷重を求める機能を有する、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載した荷重測定装置。
【請求項５】
互いに対向する、回転側軌道輪の周面に設けた回転側軌道と静止側軌道輪の周面に設けた静止側軌道との間に複数個の転動体が、接触角を付与した状態で転動自在に設けられており、荷重測定手段は、これら各転動体の公転速度の変化に基づいて上記回転側軌道輪と上記静止側軌道輪との間に加わる荷重を求める機能を有する、請求項１〜３のうちの何れか１項に記載した荷重測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明に係る荷重測定装置は、例えば車両（自動車）の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する車輪支持用転がり軸受ユニットに組み込んで、この車輪に加わる荷重の大きさを測定し、車両の安定運行の確保に利用する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する為に、転がり軸受ユニットを使用する。又、車両の走行安定性を確保する為に、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）等の車両の走行状態安定化装置が広く使用されている。これらＡＢＳやＴＣＳ等の走行状態安定化装置によれば、制動時や加速時に於ける車両の走行状態を安定させる事はできるが、より厳しい条件でもこの安定性の確保を図る為には、車両の走行安定性に影響するより多くの情報を取り入れて、ブレーキやエンジンの制御を行なう事が必要になる。
【０００３】
即ち、上記ＡＢＳやＴＣＳ等の従来の走行状態安定化装置の場合には、タイヤと路面との滑りを検知してブレーキやエンジンを制御する、所謂フィードバック制御を行なっている為、これらブレーキやエンジンの制御が一瞬とは言え遅れる。言い換えれば、厳しい条件下での性能向上を図るべく、所謂フィードフォワード制御により、タイヤと路面との間に滑りが発生しない様にしたり、左右の車輪の制動力が極端に異なる所謂ブレーキの片効きを防止する事はできない。
【０００４】
この様な問題に対応すべく、上記フィードフォワード制御等を行なう為には、懸架装置に対して車輪を支持する為の転がり軸受ユニットに、この車輪に加わるラジアル荷重とアキシアル荷重とのうちの一方又は双方を測定する為の荷重測定装置を組み込む事が考えられる。この様な場合に使用可能な荷重測定装置付車輪支持用転がり軸受ユニットとして従来から、特許文献１〜５に記載されたものが知られている。
【０００５】
このうちの特許文献１には、ラジアル荷重を測定自在な、荷重測定装置付転がり軸受ユニットが記載されている。この従来構造の第１例の場合には、非接触式の変位センサにより、回転しない外輪と、この外輪の内径側で回転するハブとの径方向に関する変位を測定する事により、これら外輪とハブとの間に加わるラジアル荷重を求める様にしている。求めたラジアル荷重は、ＡＢＳを適正に制御する他、積載状態の不良を運転者に知らせる為に利用する。
【０００６】
又、特許文献２には、転がり軸受ユニットに加わるアキシアル荷重を測定する構造が記載されている。この特許文献２に記載された従来構造の第２例の場合、外輪の外周面に設けた固定側フランジの内側面複数個所で、この固定側フランジをナックルに結合する為のボルトを螺合する為のねじ孔を囲む部分に、それぞれ荷重センサを添設している。上記外輪を上記ナックルに支持固定した状態でこれら各荷重センサは、このナックルの外側面と上記固定側フランジの内側面との間で挟持される。この様な従来構造の第２例の転がり軸受ユニットの荷重測定装置の場合、車輪と上記ナックルとの間に加わるアキシアル荷重は、上記各荷重センサにより測定される。
【０００７】
又、特許文献３には、外輪の円周方向４個所位置に支持した変位センサユニットとハブに外嵌固定した断面Ｌ字形の被検出リングとにより、上記４個所位置での、上記外輪に対する上記ハブの、ラジアル方向及びアキシアル方向の変位を検出し、各部の検出値に基づいて、このハブに加わる荷重の方向及びその大きさを求める構造が記載されている。
【０００８】
又、特許文献４には、一部の剛性を低くした外輪相当部材に動的歪みを検出する為のストレンゲージを設け、このストレンゲージが検出する転動体の通過周波数から転動体の公転速度を求め、この公転速度から、転がり軸受に加わるアキシアル荷重を測定する方法が記載されている。
【０００９】
更に、特許文献５には、互いに逆方向の接触角を付与された転動体の公転速度が荷重の作用方向及び大きさにより変化する事を利用して、静止側軌道輪である外輪と、回転側軌道輪であるハブとの間に作用するラジアル荷重とアキシアル荷重との一方又は双方を求める構造が記載されている。
【００１０】
又、未公開ではあるが例えば特願２００４−２７９１５５号には、回転側軌道輪に支持したエンコーダと静止側軌道輪に支持したセンサとにより、これら両軌道輪同士の間の変位を測定し、この変位からこれら両軌道輪同士の間に加わる荷重を求める構造が開示されている。この先発明に係る荷重測定装置は、上記回転側軌道輪の一部に、被検出面の特性を円周方向に関して交互に変化させたエンコーダを、この回転側軌道輪と同心に支持している。又、上記センサは、検出部を上記被検出面に対向させた状態で、上記静止側軌道輪等の回転しない部分に支持され、この被検出面の特性変化に対応してその出力信号を変化させる。そして、演算器が、上記センサの出力信号に基づいて上記両軌道輪同士の間に作用する荷重を算出する様にしている。この為に、上記被検出面の特性が円周方向に関して変化するピッチ若しくは位相を、検出すべき荷重の作用方向に応じて連続的に変化させており、上記演算器は、上記センサの出力信号が変化するパターンに基づいて上記荷重を算出する機能を有する。
【００１１】
図４〜１１は、上記特願２００４−２７９１５５号に開示された具体的構造のうちの２例を示している。これら各先発明に係る構造は、何れも、図４、８に示す様に、懸架装置に支持された状態で回転しない静止側軌道輪である外輪１の内径側に、車輪を支持固定（結合固定）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。そして、このハブ２の中間部にエンコーダ４、４ａを外嵌固定すると共に、上記外輪１の軸方向中間部で複列に配置された上記各転動体３、３の間部分にセンサ５、５ａを、それぞれの検出部を、被検出面である上記エンコーダ４、４ａの外周面に近接対向させた状態で、それぞれ１対ずつ設けている。尚、上記センサ５、５ａの検出部には、ホールＩＣ、ホール素子、ＭＲ素子、ＧＭＲ素子等の磁気検知素子を組み込む事が適当である。
【００１２】
図４〜７に示した、先発明の第１例の構造の場合、上記エンコーダ４として、永久磁石製のものを使用している。被検出面である、このエンコーダ４の外周面には、Ｎ極に着磁した部分とＳ極に着磁した部分とを、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Ｎ極に着磁された部分とＳ極に着磁された部分との境界は、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、このエンコーダ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Ｎ極に着磁された部分とＳ極に着磁された部分とは、軸方向中間部が円周方向に関して最も突出した（又は凹んだ）、「く」字形となっている。
【００１３】
又、上記両センサ５、５の検出部が上記エンコーダ４の外周面に対向する位置は、このエンコーダ４の円周方向に関して同じ位置としている。言い換えれば、上記両センサ５、５の検出部は、上記外輪１の中心軸を含む同一仮想平面上に配置されている。又、この外輪１と上記ハブ２との間にアキシアル荷重が作用しない状態で、上記Ｎ極に着磁された部分とＳ極に着磁された部分と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５、５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４、５、５の設置位置を規制している。この様に、上記境界の傾斜方向が変化する部分を上記中央位置に存在させる事で、内外輪の温度差や熱膨張等の変形による誤差（変位が生じていなくても内外輪の温度差によって位相差が生じる、所謂オフセット）を小さく抑えられる様にしている。尚、先発明の第１例の場合には、上記エンコーダ４として永久磁石製のものを使用しているので、上記両センサ５、５側に永久磁石を組み込む必要はない。
【００１４】
上述の様に構成する先発明の第１例の場合、上記外輪１とハブ２との間にアキシアル荷重が作用すると、上記両センサ５、５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おらず、上記外輪１と上記ハブ２とが相対変位していない、中立状態では、上記両センサ５、５の検出部は、図７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５、５の出力信号の位相は、同図の（Ｃ）に示す様に一致する。
【００１５】
これに対して、上記エンコーダ４を固定したハブ２に、図７の（Ａ）で下向きのアキシアル荷重が作用し（外輪１とハブ２とがアキシアル方向に相対変位し）た場合には、上記両センサ５、５の検出部は、図７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５、５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７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５、５の検出部は、図７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５、５の出力信号の位相は、同図の（Ｄ）に示す様にずれる。
【００１６】
上述の様に先発明の第１例の場合には、上記両センサ５、５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５、５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、上記第１例の場合には、上記両センサ５、５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。
【００１７】
次に、図８〜１１に示した、先発明の第２例の構造の場合には、ハブ２の中間部に、磁性金属板製のエンコーダ４ａを外嵌固定している。被検出面である、このエンコーダ４ａの外周面には、スリット状の透孔６ａ、６ｂと柱部７ａ、７ｂ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６ａ、６ｂと各柱部７ａ、７ｂとは、上記エンコーダ４ａ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、このエンコーダ４ａの軸方向中間部を境に互いに逆方向としている。即ち、このエンコーダ４ａは、軸方向片半部に、上記軸方向に対し所定方向に同じだけ傾斜した透孔６ａ、６ａを形成すると共に、軸方向他半部に、この所定方向と逆方向に同じ角度だけ傾斜した透孔６ｂ、６ｂを形成している。
【００１８】
一方、外輪１の軸方向中間部で複列に配置された転動体３、３同士の間部分に、前記１対のセンサ５ａ、５ａを設置し、これら両センサ５ａ、５ａの検出部を、上記エンコーダ４ａの外周面に近接対向させている。これら両センサ５ａ、５ａの検出部がこのエンコーダ４ａの外周面に対向する位置は、このエンコーダ４ａ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６ａ、６ｂ同士の間に位置し、全周に連続するリム部８が、上記両センサ５ａ、５ａ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４ａ、５ａ、５ａの設置位置を規制している。尚、先発明の第２例の場合には、上記エンコーダ４ａが単なる磁性材製である為、上記両センサ５ａ、５ａの側に永久磁石を組み込む必要がある。
【００１９】
上述の様に構成する先発明の第２例の場合、上記外輪１とハブ２との間にアキシアル荷重が作用（し外輪１とハブ２とがアキシアル方向に相対変位）すると、前述した先発明の第１例の場合と同様に、上記両センサ５ａ、５ａ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状態では、上記両センサ５ａ、５ａの検出部は、図１１の（Ａ）の実線イ、イ上、即ち、上記リム部８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５ａ、５ａの出力信号の位相は、同図の（Ｃ）に示す様に一致する。
【００２０】
これに対して、上記エンコーダ４ａを固定したハブ２に、図１１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５ａ、５ａの検出部は、図１１の（Ａ）の破線ロ、ロ上、即ち、上記リム部８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５ａ、５ａ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４ａを固定したハブ２に、図１１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５ａ、５ａの検出部は、図１１の（Ａ）の鎖線ハ、ハ上、即ち、上記リム部８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５ａ、５ａの出力信号の位相は、同図の（Ｄ）に示す様にずれる。
【００２１】
上述の様に先発明の第２例の場合も、前述の先発明の第１例の場合と同様に、上記両センサ５ａ、５ａ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５ａ、５ａ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。従って第２例の場合も、上記両センサ５ａ、５ａ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、エンコーダを円輪状に構成すると共に、このエンコーダの軸方向側面を被検出面とし、この被検出面に１対のセンサの検出部を、径方向にずらせた状態で対向させれば、上記外輪１と上記ハブ２との径方向に関する変位、延てはこれら外輪１とハブ２との間に加わるラジアル荷重を求める事も可能である。
【００２２】
前記特許文献１〜５に示した従来構造の場合も、以上に述べた、図４〜１１に示した様な先発明に係る構造の場合も、次述する様に、制動時を除けば（定速走行時及び加速時であれば）、求めた荷重は、車輪（タイヤ）の外周面と路面との間に作用する荷重と等価若しくは大きな関連性のあるものである。従って、求めた荷重に基づいて、車両の走行安定性を確保する為のフィードフォワード制御を行なう事が可能になる。但し、この様なフィードフォワード制御による走行安定性確保の為の制御は、定速走行時や加速走行時だけでなく（むしろ定速走行時や加速走行時よりも）、制動時に重要になる場合が多い。従って、制動時にこそ、上記車輪の外周面と路面との間に作用する荷重を正確に測定可能とする事が重要である。この為には、制動に伴って静止側軌道輪である外輪と回転側軌道輪であるハブとの間に加わる荷重を求め、更に、この制動に伴って加わる荷重分を、これら外輪とハブとの間に作用する荷重に対し加減（補償）する事により、上記車輪の外周面と路面との間に作用する荷重を求める必要がある。
【００２３】
例えば、制動装置が、ディスクロータとキャリパとを備えたディスクブレーキである場合に就いて考える。このうちのディスクロータは、上記車輪と共に上記ハブに固定されて、このハブと共に回転する。又、上記キャリパは、上記外輪と共に懸架装置を構成するナックルに固定される（対向ピストン型の場合）か、このナックルに固定されたサポートに、上記外輪の軸方向の変位を可能に支持される（フローティングキャリパ型の場合）。何れにしても、制動時には上記キャリパ内に設けたシリンダに油圧を導入し、このシリンダ内に油密に嵌装したピストンの押し出しにより、１対のパッドを上記ディスクロータの両側面に押圧する（強く挟持する）。この際、これら両パッドがこのディスクロータの両側面に押し付けられる力は、油圧配管の抵抗やサポートとキャリパとの間の摺動抵抗等により、多少なりとも（特にフローティングキャリパ型の場合には必然的に）不均一になる。
【００２４】
この為、上記ディスクロータを介して上記ハブに、（両面側での押し付け力の差分の）アキシアル荷重が加わる。このアキシアル荷重は、一般的には、上記車輪の外周面と路面との間に作用する荷重に比べれば小さい。但し、この車輪の外周面と路面との間に作用する荷重とは関係ない（走行安定性に影響しない）ものであるから、制動に伴って加わる荷重分を補償しない限り、前記フィードフォワード制御を高精度で行なう事はできなくなる。又、制動装置がドラムブレーキの場合には、制動時に、ラジアル荷重が、上記車輪の外周面と路面との間に作用する荷重とは別に発生する可能性がある。
【００２５】
特許文献６には、キャリパの担体にセンサを設けた構造が記載されている。この様な特許文献６に記載された構造によれば、このセンサの検出信号により、制動装置であるディスクブレーキの作動時に、この作動に伴って転がり軸受ユニットに加わるアキシアル荷重を求められるとされる。但し、キャリパの担体に設けたセンサでは、必ずしも、上記荷重の誤差成分に結び付く力を正確に求められないものと考えられる。又、限られたスペースにセンサ及び信号取り出し用のハーネスを設置しなければならない等、コスト及び重量が嵩む事が避けられない。
【００２６】
【特許文献１】特開２００１−２１５７７号公報
【特許文献２】特開平３−２０９０１６号公報
【特許文献３】特開２００４−３９１８号公報
【特許文献４】特公昭６２−３３６５号公報
【特許文献５】特開２００５−３１０６３号公報
【特許文献６】特開２００２−３５０２５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、余分なセンサを付加する事なく、簡単に構成できて、制動に伴って加わる荷重分を正確に求められ、この荷重分を外輪等の静止部材とハブ等の回転部材との間に作用する荷重に対し加減（補償）する事により、車輪の外周面と路面との間に作用する荷重等、本来求めたい荷重を求め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】
【００２８】
本発明の荷重測定装置は、回転部材と静止部材との間に作用する荷重を求める為の荷重測定手段と、制動手段によりこの回転部材に加えられる制動力の大きさを求める制動力検知手段とを備える。そして、この制動力検知手段が求めたこの制動力の大きさに基づいて、上記荷重測定手段が求める荷重の値を補正する機能を有する。
【発明の効果】
【００２９】
上述の様に構成する本発明の荷重測定装置によれば、制動に伴って加わる荷重分を、外輪等の静止部材とハブ等の回転部材との間に作用する荷重に対し加減（補償）する事で、車輪の外周面と路面との間に作用する荷重等、本来求めたい荷重を求められる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明を実施する場合に好ましくは、請求項２〜３に記載した様に、回転部材を、自動車の車輪を支持する為の車輪支持用転がり軸受ユニットの回転側軌道輪とし、静止部材を、この車輪支持用転がり軸受ユニットを構成する静止側軌道輪とする。又、制動手段を、上記車輪の回転に対して抵抗を加えるブレーキとする。
そして、請求項２に記載した様に、制動力検知手段を、上記ブレーキを作動させる為のブレーキペダルの踏み込みに伴って上昇する油圧を検知する為の油圧センサを含んで構成する。
或いは、請求項３に記載した様に、制動力検知手段を、上記ブレーキを作動させる為のブレーキペダルの踏み込みに伴って油圧を上昇させる為の信号を発する油圧制御回路を含んで構成する。
この様な構成を採用すれば、制動力の大きさを簡単に求められる。
【００３１】
又、本発明を実施する場合に好ましくは、例えば請求項４に記載した様に、回転部材の一部にこの回転部材と同心に支持されてこの回転部材と共に回転するエンコーダと、検出部をこのエンコーダの被検出面に対向させた状態で静止部材に支持されたセンサと、このセンサの出力信号に基づいてこの静止部材と上記回転部材との間の相対変位を求める演算器とを備える。このうちのエンコーダは、上記回転部材の回転中心と同心の被検出面の特性を円周方向に関して交互に且つ等間隔で変化させると共に、この被検出面の特性が円周方向に関して変化する位相を、検出すべき変位の方向に応じて連続的に変化させたものとする。そして、上記演算器は、上記センサの出力信号の変化のパターンに基づいて、上記静止部材と上記回転部材との間の相対変位量を求め、更にこの相対変位量に基づいてこれら静止部材と回転部材との間に作用する荷重を求める機能を有する。
或いは、請求項５に記載した様に、前述の特許文献５に記載された構造の如く、互いに対向する、回転側軌道輪の周面に設けた回転側軌道と静止側軌道輪の周面に設けた静止側軌道との間に複数個の転動体を、接触角を付与した状態で転動自在に設ける。そして、荷重測定手段は、これら各転動体の公転速度の変化に基づいて、上記回転側軌道輪と上記静止側軌道輪との間に加わる荷重を求める。
本発明は、前述の特許文献１〜４に記載された様な荷重測定装置を備えた構造に制動力検知手段を付加し、この制動力検知手段が求めたこの制動力の大きさに基づいて、荷重測定手段が求める荷重の値を補正する態様で実施する事もできる。但し、上述の請求項４〜５に記載した構成を採用すれば、比較的低コストに得られるセンサのみを使用して実施できる為、コストの面から有利である。
【実施例】
【００３２】
図１〜３は、本発明の実施例を示している。回転側軌道輪であるハブ２の中間部に外嵌固定した、エンコーダ４ｂは、磁性金属板により全体を円筒状に形成されており、幅方向中央部に、それぞれが「く」字形である多数の透孔６、６を、円周方向に亙り等間隔に形成している。これら各透孔６、６はそれぞれ、上記エンコーダ４ｂの被検出面である、外周面の幅方向中央部で、円周方向に関して最も突出して（或いは凹んで）いる。
【００３３】
一方、静止側軌道輪である外輪１の軸方向中間部で、上記エンコーダ４ｂの外周面に対向する部分に取付孔９を、この外輪１を径方向に貫通する状態で形成している。そして、この取付孔９にセンサユニット１０を、径方向外方から挿通している。このセンサユニット１０は、信号生成部である１対のホールＩＣ１１ａ、１１ｂと、単一の永久磁石１２とを備える。このうちの両ホールＩＣ１１ａ、１１ｂは、検出部として機能する片端面を上記エンコーダ４ｂの外周面に、厚さ寸法が小さな（例えば０．５〜２mm程度の）検出隙間を介して、近接対向させている。又、上記永久磁石１２は、上記両ホールＩＣ１１ａ、１１ｂを挟んで、上記エンコーダ４ｂの被検出面（外周面）と反対側（上記外輪１及びハブ２の径方向外側）に配置している。そして、上記永久磁石１２の着磁方向（図１の上下方向）一端面（図１の下端面）に、上記両ホールＩＣ１１ａ、１１ｂの他端面（図１の上面）を当接させている。
【００３４】
上記センサユニット１０は、上記両ホールＩＣ１１ａ、１１ｂと上記永久磁石１２とを、上記位置関係に組み合わせた状態で、これら各部材１１ａ、１１ｂ、１２を合成樹脂製のホルダ１３内に包埋保持して成る。即ち、上記センサユニット１０は、これら各部材１１ａ、１１ｂ、１２を、電力供給用及び信号取り出し用のハーネス、更には波形整形用のＩＣ等と共に、上記ホルダ１３を射出成形する為の金型のキャビティ内にセットした状態で、このキャビティ内に合成樹脂を注入する事により造る。この様な上記センサユニット１０の製造作業の際、上記両ホールＩＣ１１ａ、１１ｂ同士の位置関係が、上記永久磁石１２の磁力に基づく吸引力や反発力によりずれる事はない。又、この位置関係は、この単一の永久磁石１２に対し上記両ホールＩＣ１１ａ、１１ｂを適正位置に突き合わせるのみで、容易に規制できる。
【００３５】
上述の様に構成する本実施例の構造により、前記外輪１と前記ハブ２との間に加わるアキシアル荷重を求める方法に関しては、基本的には、前述の図８〜１１に示した、先発明の第２例の場合と同様である。即ち、上記アキシアル荷重に基づいて上記外輪１と上記ハブ２とがアキシアル方向に変位すると、上記両ホールＩＣ１１ａ、１１ｂに基づく１対の出力信号の位相が、前述の図１１に示す様にずれる。そこで、図示しない演算器により、このずれの方向及び大きさから、上記アキシアル方向の変位の方向及び大きさを求め、更にこの変位の方向及び大きさから、上記アキシアル荷重の方向及び大きさを求められる。但し、この様にして求められるアキシアル荷重の方向及び大きさは、単に上記外輪１と上記ハブ２との間に加わるアキシアル荷重に関するものである。前述した様に、ディスクブレーキの作動に伴う制動時に於いては、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である元測定荷重値には、制動に伴うアキシアル荷重である、制動誤差成分が含まれる。従って、そのままでは、この制動誤差成分だけ、車輪と路面との間に作用する、走行安定性確保の為の制御に重要なアキシアル荷重の値である、測定対象荷重との間に差が生じる事になる。
【００３６】
そこで、本実施例の場合には、上記制動誤差成分を求め、この制動誤差成分を、上記元測定荷重値に対し補償（加減）して、上記測定対象荷重を高精度に求める様にしている。即ち、上記制動誤差成分の作用方向が、この測定対象荷重の作用方向と同じである場合には、この制動誤差成分を上記元測定荷重値から減ずる事により、上記制動誤差成分の作用方向が、上記測定対象荷重の作用方向と反対である場合には、この制動誤差成分を上記元測定荷重値に加える事により、上記測定対象荷重を高精度で求める様にしている。この点に就いて、図２〜３を参照しつつ説明する。
【００３７】
例えば、平坦路を直進走行中にディスクブレーキにより軽制動を行なった場合に就いて、図２により説明する。この場合には、車体に重力や遠心力に基づくアキシアル荷重が加わる事はない為、上記測定対象荷重は、図２の（Ａ）に実線イで示す様に、ほぼ０のままである。これに対して、上記元測定荷重値は、上記制動誤差成分の影響により、図２の破線ロで示す様に、０から明らかに外れた値にまで変化する。この破線ロで示す様な上記元測定荷重値を利用して、車両の走行安定性を確保する為の制御を行なっても、十分に高精度の制御を行なう事は難しい。一方、上記ディスクブレーキによる制動時に、このディスクブレーキを構成するキャリパのシリンダ内の油圧は、図２の（Ｂ）の曲線ハで示す様に変化する。この曲線ハと、上記実線イと上記破線ロとの差である制動誤差成分とを比較すれば明らかな通り、この制動誤差成分と上記油圧との間には、明りょうな関係（ほぼ比例関係）が存在する。そこで、上記曲線ハで表される、上記シリンダ内の油圧に基づいて上記制動誤差成分を求め、この制動誤差成分を、上記破線ロで示した元測定荷重値に関して補償すれば（減ずれば）、上記図２の（Ａ）に実線イで示した、上記測定対象荷重に近い、修正荷重値を得られる。図２の（Ｃ）には、この様にして求めた修正荷重値を、鎖線ニで示している。この図２の（Ｃ）に示した実線イは、上記測定対象荷重である。
【００３８】
更に、図３は、急制動時に於ける、測定対象荷重と、元測定荷重値と、油圧と、修正荷重値とを示している。各線イ〜ニの意味は、図２の場合と同じである。図３から明らかな通り、急制動に伴って車体の安定性が損なわれる結果、測定対象荷重自体も０から変化するが、油圧に基づいて制動誤差成分を求め、元測定荷重値に対する補償を行なう事で、上記測定対象荷重を高精度に求める事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施例を示す断面図。
【図２】軽制動時に於ける、測定対象荷重と、元測定荷重値と、油圧と、修正荷重値との関係を示す線図。
【図３】急制動時に於ける、測定対象荷重と、元測定荷重値と、油圧と、修正荷重値との関係を示す線図。
【図４】先発明に係る変位測定装置付転がり軸受ユニットの第１例を示す断面図。
【図５】この第１例に組み込むエンコーダの斜視図。
【図６】同じく展開図。
【図７】アキシアル荷重の変動に伴って変化するセンサの出力信号を示す線図。
【図８】先発明の第２例を示す断面図。
【図９】この第２例に組み込むエンコーダの斜視図。
【図１０】同じく展開図。
【図１１】アキシアル荷重の変動に伴って変化するセンサの出力信号を示す線図。
【符号の説明】
【００４０】
１    外輪
２    ハブ
３    転動体
４、４ａ、４ｂ  エンコーダ
５、５ａ  センサ
６、６ａ、６ｂ  透孔
７ａ、７ｂ  柱部
８    リム部
９    取付孔
１０    センサユニット
１１ａ、１１ｂ  ホールＩＣ
１２    永久磁石
１３    ホルダ
【図１】
2006308465.tif 000003
【図２】
2006308465.tif 000004
【図３】
2006308465.tif 000005
【図４】
2006308465.tif 000006
【図５】
2006308465.tif 000007
【図６】
2006308465.tif 000008
【図７】
2006308465.tif 000009
【図８】
2006308465.tif 000010
【図９】
2006308465.tif 000011
【図１０】
2006308465.tif 000012
【図１１】
2006308465.tif 000013