(57)【要約】【課題】  車両にコンパクトに荷重センサと回転角センサとを設置できて、車輪にかかる荷重と回転速度を安定して検出できる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の対向する転走面４，５間に複列の転動体３を介在させ、内方部材２に車輪を取付ける。外径形状が偏心または多角形状を成した被検出リング９（９Ａ）を内方部材２に設け、この被検出リング９（９Ａ）に対向して外方部材１側に変位センサを設ける。この変位センサとして、被検出リング９（９Ａ）が回転しても対向面積が変わらないもの１１と、被検出リング９（９Ａ）の回転に伴って対向面積が変わるもの１０とをそれぞれ１つ以上配置する。【選択図】      図１
2006133111.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複列の転走面が内周面に形成された外方部材と、この外方部材の転走面と対向する転走面を形成した内方部材と、対向する転走面間に介在した複列の転動体とを備え、前記内方部材に車輪が取付けられ、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、  外径形状が偏心または多角形状を成した被検出リングを内方部材に設け、この被検出リングに対向して外方部材側に変位センサを設け、この変位センサは、被検出リングが回転しても対向面積が変わらないものと、被検出リングの回転に伴って対向面積が変わるものとをそれぞれ１つ以上配置し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、被検出リングが回転しても対向面積が変わらない変位センサの出力から内方部材に加わる荷重を検出し、対向面積が変わる変位センサの出力から内方部材の回転角を検出する手段を設けた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、被検出リングが回転してその対向面積が変わる変位センサを、円周上にそれぞれの出力電気角が９０度位相差になるように２つ設け、その信号から内方部材の回転角を検出する手段を設けたセンサ付車輪用軸受。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、被検出リングが回転して対向面積が変わる変位センサ、および被検出リングが回転しても対向面積が変わらない変位センサは、被検出リングを挟んで左右対称位置にそれぞれ変位センサを配置したセンサユニットを円周方向に１ユニット以上配置したものであるセンサ付車輪用軸受。
【請求項５】
複列の転走面が内周面に形成された外方部材と、この外方部材の転走面と対向する転走面を形成した内方部材と、対向する転走面間に介在した複列の転動体とを備え、前記内方部材に車輪が取付けられ、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、  外形形状が偏心または多角形状をなした被検出リングを内方部材に設け、この被検出リングに対向する外方部材側に変位センサを設け、その変位センサは、被検出リングの回転に伴って対向面積が変わるものであって、被検出リングを挟んで左右対称位置に変位センサが配置され、このセンサユニットを周方向に１ユニット以上配置したことを特徴とするセンサ付車輪用軸受。
【請求項６】
請求項５において、左右対称位置に配置した変位センサの出力を演算することで、角度と荷重の両方を検出する手段を設け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、変位センサは巻線式のリラクタンス型であるセンサ付車輪用軸受。
【請求項８】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、変位センサは磁石とアナログ出力の磁気検出素子の組合せからなる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および回転角を検出する角度センサとなる手段を内蔵した車輪用軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の安全走行のために、各車輪の回転速度を検出するセンサを車輪用軸受に設けたものがある。このような車輪用軸受において、温度センサ、振動センサ、荷重センサ等のセンサを設置し、回転速度の他に、自動車の運行に役立つ他の状態を検出できるようにしたものも提案されている（例えば特許文献１，２）。
【特許文献１】特開２００２−３４０９２２号公報
【特許文献２】特開２００１−２１５７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の一般的な自動車の走行安全性確保対策は、各部の車輪の回転速度を検出することで行われているが、車輪の回転速度だけでは十分でなく、その他のセンサ信号を用いてさらに安全面での制御を可能とすることが求められている。そこで、車両走行時に各車輪に作用する荷重から姿勢制御を図ることも考えられる。例えばコーナリングにおいては外側車輪に大きな荷重がかかり、また左右傾斜面走行では片側車輪に、ブレーキングにおいては前輪にそれぞれ荷重が偏るなど、各車輪にかかる荷重は均等ではない。また、積載荷重不均等の場合にも、各車輪にかかる荷重は不均等になる。このため、車輪にかかる荷重を随時検出できれば、その検出結果に基づき、事前にサスペンション等を制御することで、車両走行時の姿勢制御（コーナリング時のローリング防止、ブレーキング時の前輪沈み込み防止、積載荷重不均等による沈み込み防止等）を行うことが可能となる。しかし、車輪に作用する荷重を検出するセンサの適切な設置場所がなく、荷重検出による姿勢制御の実現が難しい。
【０００４】
また、今後ステアバイワイヤが導入されて、車軸とステアリングが機械的に結合しないシステムになってくると、車軸方向荷重を検出して運転手が握るハンドルに路面情報を伝達することが求められる。
【０００５】
この発明は、このような課題を解消し、車両にコンパクトに荷重センサおよび回転角センサとなる手段を設置できて、車輪にかかる荷重と回転速度を安定して検出できるセンサ付車輪用軸受を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明のセンサ付車輪用軸受は、複列の転走面が内周面に形成された外方部材と、この外方部材の転走面と対向する転走面を形成した内方部材と、対向する転走面間に介在した複列の転動体とを備え、前記内方部材に車輪が取付けられ、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、外径形状が偏心または多角形状を成した被検出リングを内方部材に設け、この被検出リングに対向して外方部材側に変位センサを設け、この変位センサは、被検出リングが回転しても対向面積が変わらないものと、被検出リングの回転に伴って対向面積が変わるものとをそれぞれ１つ以上配置したことを特徴とする。これら変位センサは、例えばその設置位置の選定により、被検出リングが回転しても対向面積が変わらないものとされ、また対向面積が変わるものとされる。
なお、上記多角形状は、多角形に限らず、円周方向に沿って周期的に波山が位置する波形やギヤ状等の形状であっても良く、波山のような箇所が複数ある形状を意味する。
【０００７】
この発明において、被検出リングが回転しても対向面積が変わらない変位センサの出力から内方部材に加わる荷重を検出し、対向面積が変わる変位センサの出力から内方部材の回転角を検出する手段を設けても良い。
【０００８】
この構成によると、前記２種類の変位センサのうち、被検出リングが回転しても対向面積が変わらないものは、車輪の取付けられた内方部材が荷重を受けて傾斜したときに、そのエアギャップの変化を検出し、これにより内方部材の傾斜が検出される。この傾斜が検出されることで、内方部材に加わる荷重が検出できる。つまりこの変位センサの出力から内方部材に加わる荷重を演算等で検出する手段を設けることで、荷重センサとして機能する。
被検出リングの回転に伴って対向面積が変わる変位センサは、内方部材と共に被検出リングが回転することにより、対向面積の変化で出力が変わる。被検出リングは偏心または多角形状であるため、回転により変位センサの出力が連続的に出力が変わる。そのため、この変位センサの出力から車輪の回転角度が分かる。この変位センサの出力から回転角を演算等で検出する手段を設けることで、角度センサとして機能する。
これら荷重センサおよび角度センサとして機能する変位センサは、被検出リングを共通のものとするため、別々に被検出リングを設けるものに比べて、コンパクトな構成となる。また、被検出リングと変位センサとを用いるため、安定した検出が行える。
このように、車両にコンパクトに荷重センサおよび回転角センサとなる手段を設置できて、車輪にかかる荷重と回転速度を安定して検出できる。
【０００９】
この発明において、被検出リングが回転してその対向面積が変わる変位センサは、円周上にそれぞれの出力電気角が９０度位相差になるように２つ設け、その信号から内方部材の回転角を検出する手段を設けても良い。
この構成の場合、出力電気角が９０度位相差になるように設けられた２つのセンサ信号から、内方部材の回転角だけでなく、回転方向も検出することができる。
【００１０】
この発明において、被検出リングが回転して対向面積が変わる変位センサ、および被検出リングが回転しても対向面積が変わらない変位センサは、被検出リングを挟んで左右対称位置にそれぞれ変位センサを配置したセンサユニットを円周方向に１ユニット以上配置したものであっても良い。
このように被検出リングを挟んで左右対称位置にそれぞれ変位センサを配置した場合、被検出リングが回転する際のふらつき、あるいは荷重がかかった時の荷重成分をキャンセルできる。たとえば、回転角検出用の変位センサは、内方部材に曲げモーメントがかかった場合、その大きさによっては信号がオフセットすることがあり角度検出に影響するが、２つの変位センサを被検出リングを挟んで対向配置し、２つの変位センサの出力の平均を取ることにより、荷重の影響を無くすことができる。なお、この場合に、２つの変位センサのコイル巻線を直列にしても平均化の効果がある。
荷重検出用の２つの変位センサの場合、両変位センサの出力の差を取ることにより、検出感度を２倍に向上させることができる。
【００１１】
この発明における他のセンサ付車輪用軸受は、複列の転走面が内周面に形成された外方部材と、この外方部材の転走面と対向する転走面を形成した内方部材と、対向する転走面間に介在した複列の転動体とを備え、前記内方部材に車輪が取付けられ、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、外形形状が偏心または多角形状をなした被検出リングを内方部材に設け、この被検出リングに対向する外方部材側に変位センサを設け、その変位センサは、被検出リングの回転に伴って対向面積が変わるものであって、被検出リングを挟んで左右対称位置に変位センサが配置され、このセンサユニットを周方向に１ユニット以上配置したことを特徴とする。
この構成によると、対向面積が変わる変位センサの出力だけから内方部材の回転角と荷重とを検出することが可能となり、部品点数が少なく構成が簡単であるにもかかわらず、マルチセンシング機能を同じ場所で行うことができる利点がある。
【００１２】
これらの発明において、変位センサは巻線式のリラクタンス型のものであっても良い。巻線式のリラクタンス型であると、変位センサによる変位の検出を感度良く安定して行うことができる。
【００１３】
これらの発明において、変位センサは磁石とアナログ出力の磁気検出素子の組合せからなるものであっても良い。この構成の場合、変位センサの構成が簡単である。
【発明の効果】
【００１４】
この発明のセンサ付車輪用軸受は、外方部材と内方部材間に複列の転動体を介在させ、内方部材に車輪を取付けた車輪用軸受において、外径形状が偏心または多角形状を成した被検出リングを内方部材に設け、この被検出リングに対向して外方部材側に変位センサを設け、この変位センサは、被検出リングが回転しても対向面積が変わらないものと、被検出リングの回転に伴って対抗面積が変わるものとをそれぞれ１つ以上配置したため、車両にコンパクトに荷重センサと回転角度センサとを設置できて、車輪にかかる荷重と回転速度を安定して検出することができる。
この発明の他のセンサ付車輪用軸受は、外方部材と内方部材間に複列の転動体を介在させ、内方部材に車輪を取付けた車輪用軸受において、外形形状が偏心または多角形状をなした被検出リングを内方部材に設け、この被検出リングに対向する外方部材側に変位センサを設け、その変位センサは、被検出リングの回転に伴って対向面積が変わるものであって、被検出リングを挟んで左右対称位置に変位センサが配置され、このセンサユニットを周方向に１ユニット以上配置したため、車両にコンパクトに荷重センサと回転角度センサとを設置できて、車輪にかかる荷重と回転速度を安定して検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
この発明の第１の実施形態を図１ないし図７と共に説明する。この実施形態のセンサ付車輪用軸受は、第３世代型の内輪回転タイプで、かつ駆動輪支持用の車輪用軸受に適用した例である。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外側寄りとなる側をアウトボード側と言い、車両の中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。図１では、左側がアウトボード側、右側がインボード側となる。
図１において、この車輪用軸受１８は、内周に複列の転走面４を有する外方部材１と、これら転走面４にそれぞれ対向する転走面５を外周に有する内方部材２と、これら複列の転走面４，５間に介在させた複列の転動体３とを備える。この車輪用軸受１８は、複列のアンギュラ玉軸受とされていて、上記各転走面４，５は断面円弧状であり、各転走面４，５は接触角が背面合わせとなるように形成されている。転動体３はボールからなり、各列毎に保持器６で保持されている。
【００１６】
外方部材１は固定側の部材となるものであって、図１のようにナックル（図示せず）に固定するための車体取付フランジ１ａを外周に有し、全体が一体の部材とされている。前記車体取付フランジ１ａは、車体の懸架装置（図示せず）に設置されたナックルに、周方向複数箇所のボルト（図示せず）で締結される。車体取付フランジ１ａのボルト挿入孔１２はねじ加工されており、上記ボルトは、ナックルに設けられた貫通孔を貫通して、ボルト挿入孔１２に先端の雄ねじ部分が螺合する。なお、ボルト挿入孔１２をねじ孔とする代わりに、単にボルトが挿通される孔とし、ナット（図示せず）でボルトを締め付けるようにしても良い。
【００１７】
内方部材２は回転側の部材となるものであって、車輪取付フランジ２ａを外周に有するハブ輪２Ａと、このハブ輪２Ａのインボード側の端部外径面に嵌合した別体の内輪２Ｂとからなり、ハブ輪２Ａには等速ジョイント１３の外輪１３ａが連結されている。ハブ輪２Ａおよび内輪２Ｂに、各列の転走面５がそれぞれ形成される。ハブ輪２Ａ内には、等速ジョイント１３の外輪１３ａに一体に形成されたステム１４が挿通され、ステム１４の先端に設けた雄ねじ部１５にナット１６をねじ込むことで、等速ジョイント外輪１３ａがハブ輪２Ａに連結される。ハブ輪２Ａの内径面にはスプライン溝２ｂが形成されており、このスプライン溝２ｂにステム１４のスプライン溝１４ａがスプライン嵌合する。内輪２Ｂは、ハブ輪２Ａのインボード側端部に設けられた加締部２Ａａにより、ハブ輪２Ａに対して軸方向に締め付け固定される。内外の部材２，１間に形成される環状空間のアウトボード側およびインボード側の各開口端部は、それぞれ接触式の密封装置７，８で密封されている。
【００１８】
車輪用軸受１８の複列の転走面４，５に挟まれる空間には、１つの被検出リング９と２つの変位センサ１０，１１が配置されている。図１のＡ−Ａ矢視断面図を図３に示す。同図のように、前記被検出リング９は外径形状が偏心した環体であって、ハブ輪２の外径面に圧入固着されている。なお、このような偏心した外径形状のものに替えて、図３に破線で示すように外径形状を多角形状とした環体を被検出リング９Ａとして、ハブ輪２の外径面に圧入固着しても良い。
【００１９】
前記２つの変位センサ１０，１１はセンサハウジング１７を介して外方部材１に設けられている。具体的には、両変位センサ１０，１１はセンサハウジング１７に収容され、外方部材１に径方向に向けて貫通した取付孔３１に、前記センサハウジング１７を挿入してねじ等で外方部材１に固定することにより外方部材１に取付けられている。この場合に、両変位センサ１０，１１が前記被検出リング９に対して軸方向に対向するように取付けられる。
【００２０】
前記両変位センサ１０，１１のうち一方の変位センサ１０は、被検出リング９の回転に伴って変位センサ１０との対向面積が変わるように配置されている。他方の変位センサ１１は、被検出リング９が回転しても変位センサ１１との対向面積が変わらないように配置されている。例えば、他方の変位センサ１１は、常に全体が被検出リング９と対向する位置に配置される。
【００２１】
前記一方の変位センサ１０は、ハブ輪２Ａの回転に伴って被検出リング９が回転すると、変位センサ１０の被検出リング９との対向面積が図２のように変化する。すなわち、図２（Ａ）は、被検出リング９に対する変位センサ１０の対向面積が最大となる被検出リング９の回転位置を示している。また、図２（Ｂ）は、被検出リング９に対する変位センサ１０の対向面積が最小となる被検出リング９の回転位置を示している。このように構成することで、被検出リング９の回転により変位センサ１０の出力が連続的に変化するので、変位センサ１０の出力となる信号を分割処理すれば、車輪用軸受１８の回転位置に検出や、回転速度の検出が行える。変位センサ１０の出力を処理する手段は、後述する回転角検出手段３２で行われる。
【００２２】
変位センサ１０，１１としては種々の型式のものを適用できるが、ここでは巻線式のリラクタンス型のものを例示している。すなわち、変位センサ１０は、図２のように、断面Ｅ字形のヨーク２４内にコイル巻線２５を埋め込んで構成され、被検出リング９との対向面積の変化によりコイル巻線２５のインダクタンスが変化することで変位を検出する。また、他の変位センサ１１も、図４のように、断面Ｅ字形のヨーク３４内にコイル巻線３５を埋め込んで構成され、被検出リング９との間のエアギャップ変化によりコイル巻線３５のインダクタンスが変化することで変位を検出する。これにより、変位センサ１０，１１による変位検出を感度良く安定して行うことができる。
【００２３】
この実施形態では、図３のように変位センサ１０を２個（１０Ａ，１０Ｂ）として、軸受の周方向の２箇所に分けて配置し、２つの変位センサ１０Ａ，１０Ｂの出力信号の電気的位相が９０度異なるようにされている。すなわち、この実施形態では被検出リング９が偏心リングであり、変位センサ１０Ａ，１０Ｂの出力は、被検出リング９の１回転で１周期の正弦波となるから、２つの変位センサ１０Ａ，１０Ｂは機械角で９０度だけ隔てて配置されている。この場合、２つの変位センサ１０Ａ，１０Ｂのうち、一方の出力信号はＳｉｎ波となり、他方の出力信号はＣｏｓ波となる。したがって、これらの出力信号から正接を求めることにより、内方部材２の回転角を検出することができる。
【００２４】
なお、図３に破線で示したように、外径形状を多角形状とした被検出リング９Ａを用いる場合は、被検出リング９Ａの１回転で多周期の信号が得られるので、検出角度の分解能が向上する。この場合、多角形状の極数に合わせて、２つの変位センサ１０Ａ，１０ＢからＳｉｎ波とＣｏｓ波が得られるように、一方の変位センサ１０Ａに対する他方の変位センサ１０Ｂの周方向位置を変更する必要がある。
【００２５】
変位センサ１１は、車輪用軸受１８に加わる車軸荷重を検出するためのものであり、具体的には車両のコーナリング時の曲げモーント荷重（軸方向荷重）を検出する。ハブ輪２Ａにコーナリングフォースが加わると、ハブ輪２Ａが傾斜するため、図４において、ハブ輪２Ａに固着した被検出リング９は２点鎖線で示すように９´の位置まで傾き、変位センサ１１とのエアギャップはδからδ´に変化する。このギャップの変化を変位センサ１１におけるコイル巻線３５のインダクタンス変化として検出することにより、荷重が検出される。
【００２６】
図５は上記した回転角および荷重の検出手段３２，３３を構成する信号処理回路をブロック化して示したものである。図５（Ａ）に示す回転角検出手段３２では、変位センサ１０（１０Ａ、１０Ｂ）からの各出力信号が、それぞれ個別の信号処理部１９でアナログ信号に変換されてＳｉｎ波およびＣｏｓ波となる。これら波形信号の値から、角度検出部２０は正接を求めるための除算を行い、その除算結果を補正テーブル２１のデータと比較対照させることにより内方部材２の回転角を導き出す。このようにして回転角を得ることにより、内方部材２の回転角だけでなく、回転方向も検出することができる。
【００２７】
図５（Ｂ）に示す荷重検出手段３３では、変位センサ１１からの出力信号が、信号処理部１９でアナログ信号に変換され、その信号を荷重計算部２２で荷重テーブル２３のデータと比較対照することにより車輪用軸受１８に加わる軸方向荷重を得る。
【００２８】
図６は、前記回転角検出手段３２や荷重検出手段３３における信号処理部１９の具体的回路例を示す。この例では、変位センサ１０（１１）のコイル巻線２５（３５）と抵抗とからなる直列回路２６に、発信器２７から数十ｋＨｚの交流電圧が印加され、コイル巻線２５（３５）にかかる分割電圧が、整流器２８およびローパスフィルタ２９で直流電圧に変換されてアナログ信号に変換される。
【００２９】
図７は、前記回転角検出手段３２や荷重検出手段３３における信号処理部１９の他の具体的回路例を示す。この例では、直列回路２６の代わりに、コンデンサ３０とコイル巻線２５（３５）との共振回路を用いており、整流器２８の部分をダイオードで、ローパスフィルタ２９の部分を平滑用コンデンサで代用している。
【００３０】
このセンサ付車輪用軸受１８によると、このように、外径形状が偏心または多角形状を成した被検出リング９（９Ａ）を内方部材２に設けると共に、この被検出リング９（９Ａ）に対向して外方部材１側に変位センサ１０（１０Ａ，１０Ｂ），１１を設け、これらの変位センサのうち、変位センサ１１は被検出リング９（９Ａ）が回転しても対向面積が変わらないように配置し、変位センサ１０は被検出リング９（９Ａ）の回転に伴って対向面積が変わるように配置している。また、変位センサ１０の出力から内方部材２の回転角を検出する回転角検出手段３２を設け、変位センサ１１の出力から内方部材２に加わる荷重を検出する荷重検出手段３３を設けている。そのため、内方部材２の傾斜に伴う被検出リング９（９Ａ）と変位センサ１１との間のエアギャップの変化を変位センサ１１が検出し、その出力からモーメント荷重（軸方向荷重）を検出することができる。また、変位センサ１０（１０Ａ，１０Ｂ）の出力から車輪の回転角を検出することができる。上記のように被検出リング９（９Ａ）を荷重検出と回転角検出に兼用するため、車両にコンパクトに荷重センサと回転角センサとなる手段を設置できて、車輪にかかる荷重と回転速度を安定して検出できる。
【００３１】
また、この実施形態では、被検出リング９（９Ａ）が回転してその対向面積が変わる変位センサ１０を、円周上にそれぞれの出力電気角が９０度位相差になるように２つ（１０Ａ，１０Ｂ）設け、その信号から内方部材２の回転角を検出するようにしているので、内方部材２の回転角だけでなく、回転方向も検出することができる。
【００３２】
変位センサ１０，１１を巻線式のリラクタンス型としているので、変位センサ１０，１１による変位の検出を感度良く安定して行うことができる。
【００３３】
図８は、この発明の他の実施形態を示す。この実施形態のセンサ付車輪用軸受は、図１〜図７に示した第１の実施形態において、変位センサ１０，１１をそれぞれ２つ用意し、各２つの変位センサ１０（１０ａ，１０ｂ），１１（１１ａ，１１ｂ）を被検出リング９（９Ａ）を挟んで軸方向に対称配置したものである。その他の構成は第１の実施形態の場合と同じである。
【００３４】
このように構成した場合、被検出リング９（９Ａ）が回転する際のふらつき、あるいは荷重がかかった時の荷重成分をキャンセルできる。たとえば、回転角検出用の変位センサ１０は、ハブ輪２Ａに曲げモーメントがかかった場合、その大きさによっては信号がオフセットすることがあり角度検出に影響するが、この実施形態のように２つの変位センサ１０ａ，１０ｂを被検出リング９（Ａ）を挟んで対向配置し、２つの変位センサ１０ａ，１０ｂの出力の平均を取れば、荷重の影響を無くすことができる。なお、この場合に、２つの変位センサ１０ａ，１０ｂのコイル巻線を直列にしても平均化の効果がある。
荷重検出用の２つの変位センサ１１ａ，１１ｂも、被検出リング９（９Ａ）を挟んで軸方向に対称配置させてあるが、この場合、変位センサ１１ａ，１１ｂの出力の差を取ることにより、検出感度を２倍に向上させることができる。
【００３５】
図９はこの発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態のセンサ付車輪用軸受は、図１〜図７に示した第１の実施形態において、変位センサとして、被検出リング９（９Ａ）の回転に伴って対向面積が変わる２つの変位センサ１０ａ，１０ｂのみを用い、これを被検出リング９（９Ａ）を挟んで軸方向に対称配置したものである。この場合、対称配置される２つの変位センサ１０ａ，１０ｂの出力の平均を取った信号を回転角検出に用い、同じく２つの変位センサ１０ａ，１０ｂの出力の差を取った信号を荷重検出に使用する。その他の構成は第１の実施形態の場合と同じである。
【００３６】
図１０は、前記２つの変位センサ１０ａ，１０ｂの出力から、回転角および荷重を検出する検出手段３６を構成する信号処理回路の一例をブロック化して示したものである。この検出手段３６では、２つの変位センサ１０ａ，１０ｂからの各出力信号が、それぞれ個別の信号処理部１９でアナログ信号に変換され、これら２つの信号の平均を角度検出部２０Ａで求め、その結果を補正テーブル２１Ａのデータと比較対照させることにより内方部材２の回転角を導き出す。これとは別に、信号処理部１９でアナログ信号に変換された２つの信号の差分が荷重計算部２３Ａで演算され、その演算結果を荷重テーブル２３Ａのデータと比較対照することにより車輪用軸受１８に加わる軸方向荷重を得る。
【００３７】
なお、この実施形態において、被検出リング９（９Ａ）の回転に伴って荷重検出の値が正弦波状に振れる場合には、回転角検出の情報から演算処理することで真の荷重を算出することも可能である。また、図９では、２つの変位センサ１０ａ，１０ｂをセンサハウジング１７に収容したセンサユニットが１ユニットのみの場合を示しているが、２ユニットのセンサユニットを電気角で９０度の出力が得られる周方向の２箇所に配置して、それらのセンサハウジング１７の各変位センサ１０ａ，１０ｂの出力から演算処理するようにしても良い。
【００３８】
このように構成した場合、偏心あるいは多角形状をなした被検出リング９（９Ａ）に対向する変位センサ１０ａ，１０ｂの位置をそれぞれ変えて配置すれば、内方部材２の回転角と荷重とを測定することが可能となり、構成が簡単であるにもかかわらず、マルチセンシング機能を同じ場所で行うことができる利点がある。通常、回転速度を検出するためには、Ｎ、Ｓを交互に着磁した磁気エンコーダとそれに対向する位置にホールＩＣを配置した構造とするのが一般的である。図１で示した偏心外径形状の被検出リング９を断面Ｌ字状として、その立片部の一側面を磁気エンコーダとして速度検出することも可能であるが、この実施形態の場合、同じセンサを用いて荷重と回転角を検出するため、部品点数の削減、回路の共通化を行うことが可能となる。
【００３９】
なお、以上の各実施形態では、内方部材２における２列の転走面５，５間に被検出リング９（９Ａ）を固定した場合について説明したが、被検出リング９（９Ａ）の固定場所はこの場所に限定されるものではない。
【００４０】
また、以上の各実施形態では、変位センサ１０，１１としてリラクタンス型のものを例に挙げて説明してきたが、例えば第１の実施形態における変位センサ１０，１１として、図１１に示すように、磁石３７と、ホールＩＣなどアナログ出力の磁気検出素子３８と、磁性材からなるヨーク３９とで磁気ループを形成したセンサ方式のものを用いても構わない。なお、図１１では、変位センサ１０，１１を周方向にずらして配置している。
【００４１】
上記した各実施形態において得られる角度検出値や荷重検出値は、自動車のＥＣＵ（電気制御ユニット）に取込まれ、自動車の走行安定制御やステアバイワイヤシステムでの路面情報伝達にも応用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】この発明の第１の実施形態にかかるセンサ付車輪用軸受の断面図である。
【図２】同車輪用軸受における被検出リングと角度検出用変位センサとの関係を示す説明図である。
【図３】図１におけるＡ−Ａ矢視断面図である。
【図４】同車輪用軸受における被検出リングと荷重検出用変位センサとの関係を示す説明図である。
【図５】（Ａ）は同車輪用軸受における回転角検出手段の回路構成例を示すブロック図、（Ｂ）は荷重検出手段の回路構成例を示すブロック図である。
【図６】前記回転角検出手段または荷重検出手段における信号処理部の回路例を示す回路図である。
【図７】前記回転角検出手段または荷重検出手段における信号処理部の他の回路例を示す回路図である。
【図８】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である。
【図９】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の断面図である。
【図１０】同車輪用軸受における検出手段の回路構成例を示すブロック図である。
【図１１】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の断面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１…外方部材
２…内方部材
３…転動体
４，５…転走面
７，８…密封装置
９，９Ａ…被検出リング
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０ａ，１０ｂ…変位センサ
１１，１１ａ，１１ｂ…変位センサ
３２…回転角検出手段
３３…荷重検出手段
３６…検出手段
３７…磁石
３８…磁気検出素子
【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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