(57)【要約】【課題】車輪に作用する荷重等の測定の信頼性を確保し易い構造を実現する。【解決手段】ホイール１の径方向外端部であるリム部５の内周面に、変位取出し部材１３の径方向外端部を支持する。自由端であるこの変位取出し部材１３の径方向内端部に、センサユニット１４を構成する被検出体２０を固定する。前記ホイール１の径方向内端部である取付部７に、センサユニット１４を構成する検出体１９を保持固定したセンサケース１８を固定する。このセンサケース１８内で前記検出体１９と前記被検出体２０とを近接対向させると共に、センサケース１８に対する被検出体２０の挿入箇所をシールする。【選択図】図３
2018044941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪を構成するホイールと、センシング装置とを備え、
前記センシング装置は、変位取出し部材と、センサユニットとを有しており、
前記変位取出し部材は、径方向一端部が前記ホイールの径方向一端側部分に支持され、径方向他端部が自由端となっており、
前記センサユニットは、センサケースと、被検出部を有する被検出体と、この被検出部との位置関係が変化する事に伴って出力が変化する検出素子を有する検出体とを有するものであり、
前記検出体と前記被検出体とのうちの何れか一方の部品は、前記センサケースとの相対変位を阻止された状態で、このセンサケースの内部に配置されており、
前記検出体と前記被検出体とのうちの他方の部品は、前記センサケースとの相対変位を可能とされた状態で、このセンサケースの内部で前記被検出部と前記検出素子とを対向させると共に、自身の一部を前記センサケースの外部に位置させており、
前記センサケースは、前記ホイールの径方向他端側部分と前記変位取出し部材の径方向他端部とのうちの何れか一方の部位に対して固定されており、
前記他方の部品のうち前記センサケースの外部に位置する部分は、前記ホイールの径方向他端側部分と前記変位取出し部材の径方向他端部とのうちの他方の部位に対して固定されている
センシング装置付ホイール。
【請求項２】
前記検出体が前記一方の部品であると共に、前記被検出体が前記他方の部品であり、
前記被検出部は導電材製であり、
前記検出体は、それぞれが前記検出素子である複数の平面コイルと、これら複数の平面コイルを実装した１乃至複数の基板とを有していると共に、前記複数の平面コイルのうちの何れか１つの平面コイルは、前記被検出部との位置関係が、少なくとも所定方向に変化した場合に出力を変化させるものであり、前記複数の平面コイルのうちの残りの平面コイルは、前記被検出部との位置関係が、少なくとも他の平面コイルとは異なる自身に特有の方向に変化した場合に出力を変化させるものである
請求項１に記載したセンシング装置付ホイール。
【請求項３】
前記何れか１つの平面コイルは、前記被検出部に対して前記所定方向に対向していると共に、前記被検出部との位置関係が前記所定方向とは異なる方向に変化した場合でも、前記所定方向に関する前記被検出部との対向面積が変化しないものであり、
前記残りの平面コイルは、前記被検出部に対して前記所定方向に対向していると共に、前記被検出部との位置関係が前記自身に特有の方向に変化する事に伴って、前記所定方向に関する前記被検出部との対向面積が変化するものである
請求項２に記載したセンシング装置付ホイール。
【請求項４】
前記センサユニットは、前記センサケースと前記他方の部品との間に設けられ、前記センサケースの内部と外部とを連通する隙間をシールする、センサシールを有している
請求項１〜３のうちの何れか１項に記載したセンシング装置付ホイール。
【請求項５】
前記センシング装置が、前記センサユニットを複数有しており、
これら複数のセンサユニットが、前記ホイールの円周方向に離隔して配置されている
請求項１〜４のうちの何れか１項に記載したセンシング装置付ホイール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪に作用する荷重等を測定する為に利用可能なセンシング装置付ホイールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の走行安定性や走行安全性を確保する為に、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）、ＴＣＳ（トラクションコントロールシステム）、ＶＳＣ（ビークルスタビリティコントロール）等の種々の車両制御システムが開発されている。そして、この様な車両制御システムを制御する為に、走行中の車輪の状況（例えば回転速度や荷重、温度等）を正確に検知する事が求められている。
【０００３】
この様な事情に鑑みて、特許文献１には、車輪を構成するタイヤ及びホイールのうち、タイヤの変形量を測定する事に基づいて、車輪に作用する荷重（接地荷重等）を求める技術が開示されている。この様な技術によれば、走行中の車輪に作用する荷重を求める事ができて、自動車の姿勢制御等に利用する事ができる。
しかしながら、この様な技術の場合、タイヤには経年劣化や空気圧変化が生じ易く、これに伴って、荷重の測定精度が低下し易いと言った問題がある。
【０００４】
一方、特許文献２には、車輪を構成するタイヤ及びホイールのうち、ホイールの変形量を歪センサにより測定する事に基づいて、車輪に作用する荷重を求める技術が開示されている。この様な技術の場合、ホイールには（タイヤに比べて）経年劣化が生じにくい為、この経年劣化に伴って荷重の測定精度が低下し易くなると言った問題が生じる事はない。
しかしながら、この様な技術の場合、ホイールは（タイヤに比べて）剛性が非常に高い為、荷重が作用した場合の変形量が少なく、歪センサによる測定では、精度や感度を中心とする測定の信頼性を十分に確保する事が難しいと言う問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−９３４２６号公報
【特許文献２】特開２００２−３９７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、車輪に作用する荷重等の測定の信頼性を確保し易い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】
【０００７】
本発明のセンシング装置付ホイールは、車輪を構成するホイールと、センシング装置とを備える。
このうちのホイールは、外径側にタイヤを装着可能な円筒状のリム部と、径方向外端部が前記リム部に結合されているディスク部とを有する。
又、前記センシング装置は、変位取出し部材と、センサユニットとを有する。
このうちの変位取出し部材は、径方向一端部が前記ホイールの径方向一端側部分（一端部乃至一端寄り部分を含む）に（片持ち式に）支持され、径方向他端部が自由端となっている。
又、前記センサユニットは、センサケースと、被検出部を有する被検出体と、この被検出部との位置関係が変化する事に伴って出力が変化する検出素子を有する検出体とを有する。
この様なセンサユニットのうち、前記検出体と前記被検出体とのうちの何れか一方の部品は、前記センサケースとの相対変位を阻止された状態で、このセンサケースの内部に配置されている。
又、前記検出体と前記被検出体とのうちの他方の部品は、前記センサケースとの相対変位を可能とされた状態で、このセンサケースの内部で前記被検出部と前記検出素子とを対向させると共に、自身の一部を前記センサケースの外部に位置させている。
又、前記センサケースは、前記ホイールの径方向他端側部分（他端部乃至他端寄り部分を含む）と前記変位取出し部材の径方向他端部とのうちの何れか一方の部位に対して固定されている。
又、前記他方の部品のうち前記センサケースの外部に位置する部分は、前記ホイールの径方向他端側部分と前記変位取出し部材の径方向他端部とのうちの他方の部位に対して固定されている。
尚、前記検出体としては、渦電流式、静電容量式、レーザ式、磁気検出式等、各種検出方式の変位センサを、前記被検出体の性状（種類）に合わせて採用する事ができる。
【０００８】
本発明のセンシング装置付ホイールを実施する場合には、例えば、前記検出体が前記一方の部品であると共に、前記被検出体が前記他方の部品である構成を採用する事ができる。そして、この場合に、前記検出体は、それぞれが前記検出素子である複数の平面コイルと、これら複数の平面コイルを実装した１乃至複数の（平面コイルの数以下の）基板とを有していると共に、前記複数の平面コイルのうちの何れか１つの平面コイルは、前記被検出部との位置関係が、少なくとも所定方向に変化した場合に出力を変化させるものであり、前記複数の平面コイルのうちの残りの平面コイルは、前記被検出部との位置関係が、少なくとも他の平面コイルとは異なる自身に特有の方向に変化した場合に出力を変化させるものである、と言った構成を採用する事ができる。
【０００９】
又、この様な構成を採用する場合には、例えば、前記何れか１つの平面コイルは、前記被検出部に対して前記所定方向に対向していると共に、前記被検出部との位置関係が前記所定方向とは異なる方向に変化した場合でも、前記所定方向に関する前記被検出部との対向面積が変化しないものであり、前記残りの平面コイルは、前記被検出部に対して前記所定方向に対向していると共に、前記被検出部との位置関係が前記自身に特有の方向に変化する事に伴って、前記所定方向に関する前記被検出部との対向面積が変化するものである、と言った構成を採用する事ができる。
【００１０】
本発明のセンシング装置付ホイールを実施する場合には、例えば、前記センサユニットに、前記センサケースと前記他方の部品との間に設けられ、前記センサケースの内部と外部とを連通する隙間をシールするセンサシールを付加する事ができる。
【００１１】
又、本発明のセンシング装置付ホイールを実施する場合には、例えば、前記センシング装置が、前記センサユニットを複数有すると共に、これら複数のセンサユニットが、前記ホイールの円周方向に離隔して配置されている構成を採用する事ができる。
【発明の効果】
【００１２】
上述の様に構成する本発明のセンシング装置付ホイールによれば、車輪（タイヤ及びホイール）に作用する荷重等の測定の信頼性を確保し易くできる。
即ち、本発明の場合、例えば車輪に荷重が作用すると、この荷重に応じた分だけ、ホイールが弾性変形する。この結果、センサユニットを構成する被検出体の被検出部と検出体の検出素子との位置関係が変化し、これに伴って、この検出体の検出素子の出力が変化する。従って、この検出体の検出素子の出力を利用して、前記荷重を求める事ができる。特に、本発明の場合には、前記ホイールの径方向一端側部分に変位取出し部材の径方向一端部が支持されていると共に、前記ホイールの径方向他端側部分と前記変位取出し部材の径方向他端部（自由端）とのうちの何れか一方の部位に対してセンサケース（一方の部品）が固定されており、同じく他方の部位に対して他方の部品のうちセンサケースの外部に位置する部分が固定されている。この為、前記車輪に作用する荷重が変化した場合に生じる、前記被検出体の被検出部と前記検出体の検出素子との位置関係の変化量は、前記ホイールの径方向一端側部分と径方向他端側部分との位置関係の変化量と同様に大きくなり、前記検出体の検出素子の出力の変化量も大きくなる。又、前記被検出体と前記検出体とは、前記変位取出し部材の存在に基づいて、互いに近接配置されている。この為、前記検出体の検出素子の出力を大きくする事ができる。従って、前記荷重の測定の信頼性を確保し易くできる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態の第１例のセンシング装置付ホイールに関する、軸方向外側から見た斜視図。
【図２】同じく軸方向内側から見た斜視図。
【図３】同じく軸方向外側から見た平面図（ａ）、及び、（ａ）のＡ−Ａ断面図（ｂ）。
【図４】同じく軸方向内側から見た平面図。
【図５】図２のＢ部拡大図。
【図６】図５のＣ−Ｃ断面図。
【図７】図６の右方から見た図。
【図８】本発明の実施の形態の第１例を構成するセンサユニットに関する、軸方向内側から見た斜視図（ａ）、及び、軸方向外側から見た斜視図（ｂ）。
【図９】同じく、一部を切断して軸方向外側から見た斜視図。
【図１０】同じく、軸方向内側から見た平面図（ａ）、及び、（ａ）のＤ−Ｄ断面図（ｂ）。
【図１１】同じく、センサケースを省略して軸方向内側から見た平面図（ａ）、及び、（ａ）の下方から見た図（ｂ）。
【図１２】車輪が一定の荷重を受けながら回転している状態での複数個のセンサユニットのアキシアル方向変位に関する出力信号の理論値を示す線図。
【図１３】本発明の実施の形態の第１例のセンシング装置付ホイールを、タイヤ及び車輪支持用転がり軸受ユニットと組み合わせた状態で示す断面図。
【図１４】本発明の実施の形態の第２例を構成するセンサユニットに関する、センサケースを省略して軸方向内側から見た平面図（ａ）、及び、（ａ）の下方から見た図（ｂ）。
【図１５】本発明の実施の形態の第３例を構成するセンサユニットに関する、一部を切断して軸方向外側から見た斜視図。
【図１６】同じく、図１５の上方から見た平面図。
【図１７】同じく、図１５の手前側から見た側面図。
【図１８】本発明の実施の形態の第４例を構成するセンサユニットに関する、図１６と同様の図。
【図１９】同じく、図１７と同様の図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［実施の形態の第１例］
本発明の実施の形態の第１例に就いて、図１〜１３により説明する。
本例のセンシング装置付ホイールは、ホイール１と、センシング装置２とを備える。
尚、本明細書に於いて、特に断る場合を除き、軸方向に関して「外」とは、自動車への組み付け状態で車体の幅方向外側となる、図３（ｂ）、図６、図１３の左側を言い、反対に、車体の幅方向中央側となる、図３（ｂ）、図６、図１３の右側を、軸方向に関して「内」と言う。
【００１５】
前記ホイール１は、ゴム製のタイヤ３と共に車輪４（図１３参照）を構成するもので、鉄合金、アルミニウム合金等の弾性を有する金属製である。本例の場合、このホイール１は、ダイカスト等の鋳造によって全体が一体に造られた、１ピース構造となっている。この様なホイール１は、外径側に前記タイヤ３を装着可能な円筒状のリム部５と、径方向外端部がこのリム部５に結合されたディスク部６とを有する。
【００１６】
前記ディスク部６は、径方向内端部を構成する円環状の取付部７と、径方向中間部及び外端部を構成する複数本のスポーク８、８とを有する。
【００１７】
このうちの取付部７は、例えば図１３に示す様な車輪支持用転がり軸受ユニット４５を構成するハブ４７に結合固定される部位である。この取付部７の軸方向内側面は、自身の中心軸に対して直交する平面状（円輪面状）の取付面９となっている。又、前記取付部７は、円周方向等間隔となる複数箇所（本例の場合には５箇所）に、それぞれ軸方向に貫通する取付孔１０、１０を有する。これら各取付孔１０、１０の軸方向内端部は、前記取付面９の径方向中間部に開口している。
【００１８】
又、前記取付面９のうち、前記各取付孔１０、１０から外れた円周方向等間隔となる複数箇所（本例の場合には、前記取付孔１０、１０と同数である５箇所）には、軸方向に凹入する内径側保持凹部１１、１１が、それぞれ径方向の全長に亙り設けられている。即ち、これら各内径側保持凹部１１、１１は、それぞれ前記取付面９と前記取付部７の内外両周面との３方に開口する状態で設けられている。又、本例の場合、前記各取付孔１０、１０と前記各内径側保持凹部１１、１１とは、円周方向に関して１つずつ交互に且つ等ピッチで配置されている。
【００１９】
又、前記取付部７の内周面のうち、軸方向内端部には、軸方向外側に隣接する部分よりも内径寸法が大きくなった大径段部１２が全周に亙って設けられている。この大径段部１２と前記各内径側保持凹部１１、１１とは径方向に重畳しており、これら各内径側保持凹部１１、１１の径方向内端部は、前記大径段部１２にそれぞれ開口している。
【００２０】
前記各スポーク８、８は、円周方向に離隔して放射状に配置されると共に、径方向内端部を前記取付部７の外周面の軸方向外端部に、径方向外端部を前記リム部５の内周面の軸方向外端寄り部分に、それぞれ一体に結合されている。
【００２１】
前記センシング装置２は、変位取出し部材１３と、複数個のセンサユニット１４、１４とを有する。
【００２２】
前記変位取出し部材１３は、前記リム部５の径方向内側で、且つ、前記ディスク部６の軸方向内側に配置された状態で、径方向外端部が前記ホイール１の径方向外端部である前記リム部５に片持ち式に支持され、径方向内端部が自由端となっている。本例の場合、この様な変位取出し部材１３は、前記ホイール１と同種の金属によって、このホイール１と一体に造られており、円周方向に離隔して放射状に配置された複数本（本例の場合には、前記各スポーク８、８と同数本）の疑似スポーク１５、１５と、これら各疑似スポーク１５、１５の径方向内端部同士を連結する円環状の環状連結部１６とを有する。
【００２３】
前記各疑似スポーク１５、１５の径方向外端部は、前記リム部５の内周面の軸方向外端寄り部分に、それぞれ一体に結合されている。本例の場合、前記リム部５の内周面に対する前記各疑似スポーク１５、１５の径方向外端部の結合位置は、同じく前記各スポーク８、８の径方向外端部の結合位置に対して、軸方向内側に外れた位置で且つ円周方向に外れた位置となっている。但し、本発明を実施する場合には、前記各疑似スポーク１５、１５を、前記各スポーク８、８に対して、軸方向内側に重なる様に（軸方向外側から見た場合にこれら各スポーク８、８の後側に隠れる様に、言い換えれば軸方向に重畳して、更に言い換えれば円周方向に関して同相に）配置する構成を採用する事もできる。
【００２４】
一方、前記環状連結部１６は、前記取付部７の軸方向内端部の径方向外側に、この取付部７と同軸（同心）に配置されている。又、この状態で、前記環状連結部１６の軸方向内側面は、前記取付面９よりも少しだけ軸方向外側に寄った位置に配置されている。又、前記環状連結部１６の軸方向内側面のうち、円周方向に関して前記各内径側保持凹部１１、１１と整合する複数箇所（本例の場合には、５箇所）には、軸方向に凹入する外径側保持凹部１７、１７が、それぞれ前記環状連結部１６の軸方向内側面と内周面との２方に開口する状態で設けられている。
【００２５】
前記複数個のセンサユニット１４、１４は、前記ホイール１及び前記変位取出し部材１３に対し、それぞれ前記内径側保持凹部１１、１１と前記外径側保持凹部１７、１７との間に掛け渡す様に取り付けられた状態で、前記ホイール１の円周方向に離隔した複数箇所に配置されている。これら各センサユニット１４、１４はそれぞれ、センサケース１８と、検出体１９と、被検出体２０と、特許請求の範囲に記載したセンサシールに相当するＯリング２１とを有する。
【００２６】
前記センサケース１８は、例えば合成樹脂製又は非導電性金属材製で、底の浅い矩形の器状の第一ケース部品２２と、この第一ケース部品２２の底板部と反対側の開口部を塞ぐ矩形板状の第二ケース部品２３とを組み合わせる事により、中空の略直方体状に構成されている。
【００２７】
図２〜７に示す様に、前記ホイール１及び前記変位取出し部材１３に対して前記センサユニット１４を取り付けた状態で、前記センサケース１８は、厚さ方向（図８〜１０のα方向）を前記ホイール１の軸方向に、長手方向（図８〜１０のβ方向）を前記ホイール１の径方向（放射方向）に、短手方向（図８〜１０のγ方向）を前記ホイール１の円周方向に、それぞれ一致させている。
【００２８】
この様なセンサケース１８は、中空直方体状の本体部２４と、この本体部２４の長手方向片端面（前記ホイール１の径方向に関する外端面）の短手方向中央部から、この長手方向に突出する状態で設けられた円筒状部２５とを有する。そして、この円筒状部２５の径方向内側を通じて、前記センサケース１８の内外が連通されている。
【００２９】
又、前記円筒状部２５の中心軸は、前記本体部２４の厚さ方向中央部よりも、この厚さ方向の片側（前記ホイール１の軸方向に関する外側）にオフセットしている。そして、前記本体部２４を構成する厚さ方向片側の側板部の短手方向中央部に、前記円筒状部２５から長手方向に連続する半円筒状部２６が、厚さ方向片側に膨出する状態で設けられている。
【００３０】
又、前記本体部２４を構成する長手方向他端側（前記ホイール１の径方向に関する内端側）の端板部の短手方向中央部には、この中央部を長手方向に密に貫通する状態で円筒状のスリーブ２７が設けられている。
【００３１】
又、前記本体部２４の短手方向両端面のうち、これら短手方向両端面同士で長手方向反対側となる端部には、それぞれ固定用フランジ２８、２８が突設されている。これら両固定用フランジ２８、２８には、それぞれ通孔２９、２９が設けられている。
【００３２】
前記検出体１９は、矩形の基板３０と、この基板３０の厚さ方向片側面のうち、長手方向に離隔した２箇所位置に実装（プリント）された第一平面コイル（第一検出素子）３１及び第二平面コイル（第二検出素子）３２とを有する（図９及び図１１参照）。これら第一平面コイル３１及び第二平面コイル３２は、それぞれ前記基板３０の厚さ方向片側面に実装された図示しない回路に接続されている。
【００３３】
この様な検出体１９は、前記センサケース１８との相対変位を阻止された状態で、このセンサケース１８の内部に配置（保持固定）されている。この為に、図示の例では、前記第一ケース部品２２の内面に設けられた突起３３ａ、３３ａと、前記第二ケース部品２３の内面に設けられた突起３３ｂ、３３ｂとにより、前記基板３０を挟み込んでいる。但し、本発明を実施する場合、前記センサケース１８の内部に前記検出体１９を保持固定する方法は、特に限定されず、例えば、ねじ、留め具等を用いた固定方法を採用する事もできる。
【００３４】
前記検出体１９には、電力供給用及び信号送信用の配線（ハーネス）３４（図１３にのみ図示。他の図面には図示省略。）の一端部が電気的に接続されており、この配線３４は、前記スリーブ２７の径方向内側を密に挿通する状態で、前記センサケース１８の外部（前記ホイール１の径方向内側）に引き出されている。
【００３５】
前記被検出体２０は、例えば鉄合金や銅合金等の導電材製で、ロッド部３５と、このロッド部３５の長手方向片端部（前記ホイール１の径方向に関する外端部）に固定された固定部３６とを有する。この固定部３６には、１対の通孔３７、３７が設けられている。
【００３６】
前記ロッド部３５は、長手方向片端側の円柱状部３８と、長手方向他端側（前記ホイール１の径方向に関する内端側）の半円柱状部３９とを有する。
【００３７】
このうちの円柱状部３８の外径寸法は、前記センサケース１８の円筒状部２５の内径寸法よりも小さくなっている。又、前記円柱状部３８の外周面の長手方向中間部には、係止溝４０が全周に亙り設けられている。そして、この係止溝４０に前記Ｏリング２１が係止されている。
【００３８】
前記半円柱状部３９の径方向片側面（前記ホイール１の軸方向に関する外側面）は、前記円柱状部３８の外周面と滑らかに連続する半円筒面となっている。これに対し、前記半円柱状部３９の径方向他側面（前記ホイール１の軸方向に関する内側面）は、前記センサケース１８の厚さ方向に対して直交する平面状の被検出部４１となっている。
【００３９】
この様な被検出体２０は、前記センサケース１８との相対変位を可能とされた状態で、前記ロッド部３５を前記円筒状部２５の径方向内側を通じて、前記センサケース１８の内部に挿入されている。
【００４０】
この状態で、前記Ｏリング２１は、前記係止溝４０の底面と前記円筒状部２５の内周面との間で弾性的に圧縮されている。これにより、前記Ｏリング２１は、前記センサケース１８に対する前記ロッド部３５の挿入箇所をシールすると共に、前記センサケース１８に対して前記被検出体２０を、このセンサケース１８の長手方向（前記ホイール１の径方向）及び厚さ方向（前記ホイール１の軸方向）に関する相対変位を可能に弾性的に支持している。
【００４１】
更に、この状態で、前記ロッド部３５の半円柱状部３９は、前記センサケース１８の半円筒状部２６の内径側に配置されると共に、前記被検出部４１は、前記第一、第二両平面コイル３１、３２に対し近接対向している。より具体的には、図９及び図１１に示す様に、前記被検出部４１の長手方向の他端部が、前記第一平面コイル３１のうちの、少なくとも長手方向片側の一部分に対して近接対向している。又、前記被検出部４１の長手方向の中間部が、前記第二平面コイル３２の全体に対して近接対向している。
【００４２】
この様な位置関係に於いて、前記被検出体２０と前記センサケース１８（前記検出体１９）とが、このセンサケース１８の長手方向に関して相対変位すると、前記被検出部４１と前記第二平面コイル３２の対向面積は変化しないが、前記被検出部４１と前記第一平面コイル３１との対向面積は変化する為、前記第二平面コイル３２の出力は一定のまま、前記第一平面コイル３１の出力のみが変化する。
【００４３】
一方、前記被検出体２０と前記センサケース１８（前記検出体１９）とが、このセンサケース１８の厚さ方向に関して相対変位すると、前記被検出部４１と前記第一、第二両平面コイル３１、３２との対向距離が変化する為、これら第一、第二両平面コイル３１、３２の出力が共に変化する。
【００４４】
又、本例の場合には、前記被検出体２０と前記センサケース１８（前記検出体１９）とが、このセンサケース１８の短手方向に関して相対変位した場合でも、前記被検出部４１と前記第一、第二両平面コイル３１、３２との対向面積が変化しない（これら第一、第二両平面コイル３１、３２の出力が変化しない）様に、各部の寸法を規制している。
【００４５】
つまり、前記第一平面コイル３１は、長手方向（図８〜１０のβ方向、前記ホイール１の径方向であるラジアル方向）及び厚さ方向（図８〜１０のα方向、前記ホイール１の軸方向であるアキシアル方向）の感度を持った変位センサとして機能し、前記第二平面コイル３２は、厚さ方向（図８〜１０のα方向、前記ホイール１の軸方向であるアキシアル方向）の感度のみを持った変位センサとして機能する。
【００４６】
上述の２方向（厚さ方向、長手方向）の相対変位が同時に生じる場合、前記被検出体２０と前記検出体１９との厚さ方向（前記ホイール１の軸方向）に関する相対変位量は、前記第二平面コイル３２の出力によって求められ、同じく長手方向（前記ホイール１の径方向）に関する相対変位量は、前記第一平面コイル３１の出力を、前記第二平面コイル３２の出力を用いて補正する事により求められる。
【００４７】
尚、本例の場合には、前記第二平面コイル３２が、特許請求の範囲に記載した「複数の平面コイルのうちの何れか１つの平面コイル」に相当し、前記第一平面コイル３１が、特許請求の範囲に記載した「複数の平面コイルのうちの残りの平面コイル」に相当する。
【００４８】
上述の様な各センサユニット１４、１４はそれぞれ、前記センサケース１８を前記内径側保持凹部１１の内側に配置した状態で、前記センサケース１８の固定用フランジ２８、２８に設けられた通孔２９、２９を挿通したねじ４２、４２を、前記内径側保持凹部１１、１１の底面のうちでこれら各通孔２９、２９と整合する部分に開口する状態で設けられたねじ孔に螺合し、更に締め付けている。これにより、前記センサケース１８（検出体１９）を、前記ホイール１の取付部７に対して固定している。又、本例の場合には、この状態で、前記センサケース１８（及び前記各ねじ４２、４２）の全体を、前記取付部７の取付面９よりも軸方向外側に位置させている。
【００４９】
又、前記各センサユニット１４、１４はそれぞれ、前記被検出体２０の固定部３６を前記外径側保持凹部１７の内側に配置した状態で、前記固定部３６に設けられた通孔３７、３７を挿通したねじ４３、４３を、前記外径側保持凹部１７の底面のうちでこれら各通孔３７、３７と整合する部分に開口する状態で設けられたねじ孔に螺合し、更に締め付けている。これにより、前記被検出体２０を、前記変位取出し部材１３の環状連結部１６に対して固定している。又、本例の場合には、この状態で、前記固定部３６（及び前記各ねじ４３、４３）の全体を、前記環状連結部１６の軸方向内側面よりも軸方向外側に位置させている。
【００５０】
又、本例の場合、前記ホイール１に荷重が作用していない自由状態で、前記検出体１９の第一、第二両平面コイル３１、３２と、前記被検出体２０の被検出部４１との位置関係は、前記各センサユニット１４、１４同士で互いに等しくなっている。
【００５１】
上述の様な構成を有する本例のセンシング装置付ホイールは、例えば図１３に示す様に、前記リム部５の外径側にタイヤ３を装着する事により車輪４を構成した状態で、制動用回転部材であるブレーキロータ４４と共に、図示しない懸架装置に対して、車輪支持用転がり軸受ユニット４５により回転自在に支持される。
【００５２】
図示の例の場合、前記車輪支持用転がり軸受ユニット４５は、前記車輪４を従動輪として支持する、従動輪用のものであり、静止側軌道輪である外輪４６の内径側に、回転側軌道輪であるハブ４７を、それぞれが転動体である複数個の玉４８、４８を介して、回転自在に支持している。
【００５３】
前記外輪４６は、全体を略円環状に構成されており、内周面に複列の外輪軌道４９ａ、４９ｂを、外周面に静止側フランジ５０をそれぞれ有する。
【００５４】
前記ハブ４７は、略円環状のハブ本体５１と、内輪５２とを組み合わせて成るもので、外周面に複列の内輪軌道５３ａ、５３ｂを有し、前記外輪４６の内径側にこの外輪４６と同軸に支持されている。具体的には、前記ハブ本体５１の外周面の軸方向中間部に、軸方向外側列の内輪軌道５３ａを直接形成すると共に、同じく軸方向内端寄り部分に、外周面に軸方向内側列の内輪軌道５３ｂを形成した前記内輪５２を外嵌固定している。又、前記ハブ本体５１の軸方向外端部で、前記外輪４６の軸方向外端開口部よりも軸方向外方に突出した部分には、前記車輪４及びブレーキロータ４４を支持する為の回転側フランジ５４を設けている。又、この回転側フランジ５４には、軸方向に貫通する取付孔（ねじ孔又は通孔）５５が設けられている。
【００５５】
前記各玉４８、４８は、前記両外輪軌道４９ａ、４９ｂと前記両内輪軌道５３ａ、５３ｂとの間に、両列毎に複数個ずつ、それぞれ保持器により保持された状態で転動自在に設けられている。又、この状態で、両列の玉４８、４８には、背面組み合わせ型の接触角と共に予圧が付与されている。
【００５６】
又、前記外輪４６の軸方向外端開口部と前記ハブ本体５１の軸方向中間部外周面との間に、シールリング５６を設置して、前記各玉４８、４８を設置した空間の軸方向外端開口を塞いでいる。又、前記外輪４６の軸方向内端部に、有底円筒状のキャップ（カバー）５７を固定して、この外輪４６の軸方向内端開口部を塞いでいる。本例の場合、このキャップ５７のうち、少なくとも底板部は、非磁性金属、合成樹脂等の非磁性材製である。
【００５７】
上述の様な車輪支持用転がり軸受ユニット４５により、前記懸架装置に対して、前記車輪４及び前記ブレーキロータ４４を回転自在に支持する場合には、前記外輪４６の静止側フランジ５０を、前記懸架装置を構成するナックルに対し、複数のボルト等の結合部材により結合固定する。
【００５８】
又、前記ハブ４７（ハブ本体５１）の回転側フランジ５４に、前記車輪４及び前記ブレーキロータ４４を結合固定する。この為に、具体的には、このブレーキロータ４４の径方向中央部に設けられたブレーキロータ中心孔、及び、前記ホイール１の径方向中央部（前記取付部７の径方向内側）に設けられたホイール中心孔に、前記ハブ本体５１の軸方向外端部に設けられたパイロット部と呼ばれる位置決め筒部５８を順次挿入（内嵌）する事により、前記ホイール１及び前記ブレーキロータ４４の径方向の位置決めを図る。これと共に、前記回転側フランジ５４の軸方向外側面に前記ブレーキロータ４４の径方向内半部の軸方向内側面を当接させると共に、このブレーキロータ４４の径方向内半部の軸方向外側面に前記ホイール１の取付面９を当接させる。そして、この状態で、軸方向に関して互いに整合する位置に配置された、前記回転側フランジ５４の取付孔５５、前記ブレーキロータ４４の取付孔５９、及び、前記ホイール１の取付部７の取付孔１０に挿通又は螺合した、図示しない複数のボルト等の結合部材を利用して、前記ホイール１（取付部７）及びブレーキロータ４４を、前記ハブ本体５１（回転側フランジ５４）に対して結合固定する。
【００５９】
又、本例の場合、前記車輪支持用転がり軸受ユニット４５は、図示しない電力供給手段と、図示しない信号通信手段と、図示しない回転角度検出手段とを備えている。特に、本例の場合、これら電力供給手段、信号通信手段、回転角度検出手段は、前記ハブ４７の径方向内側の空間及び前記キャップ５７の内部空間に設置されている。
【００６０】
前記電力供給手段は、発電機と、バッテリと、充電器とを備える。このうちの発電機は、前記外輪４６に対して直接又は前記キャップ５７等を介して間接的に支持固定された固定子と、前記ハブ４７に対して直接又は間接的に支持固定された回転子とを有し、これら固定子と回転子との相対回転に基づき、前記各センサユニット１４、１４に供給する電力を発電するものである。又、前記バッテリは、前記発電機により発電した電力を蓄えるものである。又、前記充電器は、前記発電機により発電した電力を前記バッテリに供給してこのバッテリを充電する為のもので、前記発電機により発電した交流電圧を直流電圧に変換する為の整流回路を備えている。
【００６１】
又、前記信号通信手段は、車体側に配置された演算器等の電子機器との間で、前記各変位センサの出力信号を、無線により通信する、無線通信器を備えている。
【００６２】
又、前記回転角度検出手段は、従来から広く知られている光学式、磁気式等のアブソリュート型のエンコーダであり、前記外輪４６に対して直接又は前記キャップ５７等を介して間接的に支持固定された検出用ステータと、前記ハブ４７に対して直接又は間接的に支持固定された検出用ロータとを有し、これら検出用ステータと検出用ロータとが相対回転する事に伴って変化する出力信号に基づいて、前記ハブ４７が前記外輪４６の原点位置（初期設定値）から、何度（何ラジアン）回転した位置にあるのかを測定可能とするものである。
【００６３】
又、図１３に示した車輪支持用転がり軸受ユニット４５への組付け状態で、前記各センサユニット１４と、前記充電器及び前記無線通信器とは、それぞれ電力供給用及び信号送信用の配線３４により、図示しないコネクタを介して電気的に接続されている。これら各配線３４は、前記各センサユニット１４から前記大径段部１２の内周面と前記位置決め筒部５８の外周面との間に存在する空間に引き出され、更に、前記位置決め筒部５８の軸方向外側の空間を経由して、この位置決め筒部５８の軸方向外端開口から前記ハブ４７の径方向内側の空間に引き込まれている。
【００６４】
本例の場合、自動車の走行に伴い、前記車輪４と共に前記ハブ４７が回転すると、このハブ４７に支持固定された前記回転子が、前記外輪４６に支持固定された前記固定子に対して相対回転する事により、前記発電機が発電する。そして、この発電機により発電された交流電圧は、前記充電器により直流電圧に変換された後、前記バッテリに充電される。
【００６５】
このバッテリに充電された電力は、前記各配線３４を通じて、前記各センサユニット１４、１４に供給されると共に、図示しない配線を通じて前記無線通信器及び前記エンコーダにも供給される。そして、前記各センサユニット１４、１４が、前記車輪４に作用する荷重に応じた出力信号を発生すると共に、前記エンコーダが、前記外輪４６に対する前記ハブ４７の回転角度を表す出力信号を発生する。これら各センサユニット１４、１４の出力信号は前記各配線３４を通じて、前記エンコーダの出力信号は図示しない配線を通じて、それぞれ前記無線通信器に送られる。そして、この無線通信器を構成するアンテナにより、前記各センサユニット１４、１４及びエンコーダの出力信号を、前記キャップ５７を構成する非磁性材製の底板部を通じて、車体側に配置された前記演算器に対し無線送信される。この結果、この演算器は、後述する様に、前記各センサユニット１４、１４及びエンコーダの出力信号から前記車輪４に作用する荷重を算出して、車両のアクティブセーフティ技術に利用する。
【００６６】
次に、前記各センサユニット１４、１４の出力信号等により、前記車輪４（タイヤ３及びホイール１）に作用する荷重を求める算出方法に就いて説明する。
本例の場合、前記車輪４に荷重（接地荷重、加速や制動に伴う前後方向荷重等が合成されたもの）が作用すると、この荷重に応じた分だけ、前記ホイール１が弾性変形する。この結果、前記各センサユニット１４、１４を構成する検出体１９と被検出体２０との位置関係が変化し、これに伴って、これら各センサユニット１４、１４の出力信号（前記第一平面コイル３１の出力信号、及び、前記第二平面コイル３２の出力信号）が変化する。
【００６７】
図１２は、前記車輪４が一定のラジアル荷重を受けながら回転している状態での、前記各センサユニット１４、１４を構成する第一平面コイル３１の出力信号（Ｓ1〜Ｓ5）を（理論値で）示している。この様な各第一平面コイル３１の出力信号（Ｓ1〜Ｓ5）の振幅は、前記ラジアル荷重の大きさに応じて変化し、同じく位相は、前記ラジアル荷重の向きに応じて変化する。従って、前記ラジアル荷重の大きさと前記振幅との関係を予め調べておけば、前記演算器により、前記振幅から前記ラジアル荷重の大きさを求める事ができる。
【００６８】
これに対し、前記車輪４がラジアル荷重に加えて、アキシアル荷重を受けながら回転している状態では、前記各センサユニット１４、１４を構成する第一平面コイル３１の出力信号に、前記アキシアル荷重に基づく変化が生じる。
この場合には、前述した様に、前記第一平面コイル３１の出力を、前記第二平面コイル３２の出力を用いて補正する事により、前記ラジアル荷重の大きさを求める事ができる。
【００６９】
又、前記車輪４がアキシアル荷重を受けながら回転している場合には、このアキシアル荷重の向き及び大きさに応じて、前記各センサユニット１４、１４を構成する第二平面コイル３２の出力信号が変化する。従って、前記アキシアル荷重の向き及び大きさと前記各第二平面コイル３２の出力信号との関係を予め調べておけば、前記演算器により、これら各第二平面コイル３２の出力信号から前記アキシアル荷重の向き及び大きさを求める事ができる。
【００７０】
又、本例の場合、前記演算器は、前記エンコーダの出力信号に基づいて求められる、前記外輪４６に対する前記ハブ４７の回転角度（静止系に対する回転系の回転角度）と、前記各第一平面コイル３１（及び前記各第二平面コイル３２）の出力信号（Ｓ1〜Ｓ5）の位相とを関連付ける事により、前記ラジアル荷重の向き（静止系に於ける向き）を求める事ができる。更には、このラジアル荷重の鉛直方向成分である、接地荷重を求める事もできる。
尚、本発明を実施する場合には、前記回転角度検出手段として、上述の様なアブソリュート型のエンコーダの代わりに、ＡＢＳセンサ（磁気エンコーダ＋磁気センサ）を採用（利用）する事もできる。
【００７１】
又、本例の場合には、前記ホイール１の径方向外端部（リム部５）に前記変位取出し部材１３の径方向外端部が片持ち式に支持されていると共に、この変位取出し部材１３の径方向内端部（前記環状連結部１６）に前記各センサユニット１４、１４を構成する被検出体２０が支持されており、前記ホイール１の径方向内端部（取付部７）に前記各センサユニット１４、１４を構成するセンサケース１８（検出体１９）が支持されている。この為、前記車輪４に作用する荷重が変化した場合に生じる、前記各センサユニット１４、１４を構成する被検出体２０と検出体１９との位置関係の変化量は、前記ホイール１の径方向外端部と径方向内端部との位置関係の変化量と同様に大きくなり、前記各センサユニット１４、１４の出力（前記第一平面コイル３１の出力、及び、前記第二平面コイル３２の出力）の変化量も大きくなる。又、本例の場合、前記各センサユニット１４、１４を構成する被検出体２０と検出体１９とは、前記変位取出し部材１３の存在に基づいて、互いに近接配置されている。この為、前記各センサユニット１４、１４の出力（前記第一平面コイル３１の出力、及び、前記第二平面コイル３２の出力）を大きくする事ができる。従って、本例の場合には、前記荷重の測定の信頼性を確保し易くできる。
【００７２】
又、本例の場合、前記各センサユニット１４、１４は、前記センサケース１８と前記被検出体２０との間に設けられたＯリング２１により、前記センサケース１８の内部と外部とを連通する隙間をシールしている。より具体的に言えば、前記センサケース１８に対する前記被検出体２０（ロッド部３５）の挿入箇所をＯリング２１によりシールしている。この為、この挿入箇所を通じて、前記センサケース１８の内部に異物が侵入する事を防止できる。従って、前記検出体１９と前記被検出体２０との間に当該異物が入り込む事を防止でき、この点でも測定の信頼性を確保し易くできる。
【００７３】
又、本例の場合には、前記センサケース１８に対する前記被検出体２０の挿入箇所の構造を、それぞれが円筒面である、前記円筒状部２５の内周面と前記円柱状部３８の外周面との緩い嵌合構造としている。この為、前記挿入箇所をシールするセンサシールとして、簡素な形状を有するＯリング２１を採用する事ができる。
【００７４】
又、本例の場合には、前記各センサユニット１４、１４が、個々にＯリング２１によるシール構造を有している。この為、前記各センサユニット１４、１４を一括してシールする大掛かりなシール構造を採用する場合に比べて、前記各センサユニット１４、１４のシール面積を最小限に抑えられる。従って、前記各センサユニット１４、１４のシール性能の信頼性を十分に確保できると共に、センシング装置付ホイール全体の組立性を良好にできる。
【００７５】
又、本例のセンシング装置付ホイールの場合には、図１３に示す様に、前記ホイール１に取り付けられた前記各センサユニット１４に対し、車輪支持用転がり軸受ユニット４５を通じて電力供給用及び信号送信用の配線３４を接続する場合に、前記車輪支持用転がり軸受ユニット４５から前記各センサユニット１４までの配線３４の長さを短くできる。即ち、本例の場合には、前記ホイール１及び前記変位取出し部材１３の径方向内端部に前記各センサユニット１４を支持する構成（前記ホイール１の取付部７に前記各センサユニット１４の検出体１９を支持する構成）を採用している。この為、前記ホイール１の取付部７を、前記車輪支持用転がり軸受ユニット４５を構成するハブ４７に結合固定した状態で、この車輪支持用転がり軸受ユニット４５から前記各センサユニット１４までの距離を短くする事ができる。従って、前記車輪支持用転がり軸受ユニット４５から前記各センサユニット１４までの配線３４の長さを短くできる。この結果、これら各配線３４の敷設が容易となると共に、これら各配線３４を通じて送信される信号にノイズが混入しにくくなる。
【００７６】
又、本例の場合には、前記ホイール１及び前記変位取出し部材１３のうち、回転中心に近い径方向内端部に前記各センサユニット１４を支持している（前記環状連結部１６に前記被検出体２０を支持している）為、回転中心から遠い径方向外端部に前記各センサユニット１４を支持する場合に比べて、遠心力によるセンサ精度への悪影響を小さく抑えられる。
【００７７】
又、本例の場合には、前記各センサユニット１４を構成するセンサケース１８（及び前記各ねじ４２、４２）を、前記ホイール１の取付面９に設けた内径側保持凹部１１の内側に配置している。この為、前記ホイール１の取付部７を前記ハブ４７に結合固定した状態、即ち、前記取付面９を前記ブレーキロータ４４の径方向内半部の軸方向外側面に当接させた状態で、前記各センサケース１８（及び前記各ねじ４２、４２）がこのブレーキロータ４４の径方向内半部の軸方向外側面と接触する事を防止できる。従って、制動時に発生する摩擦熱が前記ブレーキロータ４４から前記各センサユニット１４、１４に伝わりにくくする事ができる。又、前記ホイール１の取付部７を前記ハブ４７に結合固定した状態では、前記各内径側保持凹部１１の内面と前記ブレーキロータ４４の径方向内半部の軸方向外側面とにより周囲を囲まれた空間内に前記各センサユニット１４を構成するセンサケース１８が配置される。この為、例えば自動車の走行中に路面から跳ね上がった飛び石が、前記センサケース１８にぶつかる事を有効に防止できる。
【００７８】
［実施の形態の第２例］
本発明の実施の形態の第２例に就いて、図１４により説明する。
本例の場合には、センサユニット１４ａを構成する検出体１９ａ及び被検出体２０の組み合わせの構造のみが、上述した実施の形態の第１例の場合と異なる。尚、図１４では、センサユニット１４ａを構成するセンサケースの図示を省略している。
【００７９】
本例の場合、前記被検出体２０の構造は、上述した実施の形態の第１例の場合と同様であるが、この被検出体２０を構成するロッド部３５のうち、長手方向他端面｛ホイール１（図３及び図１３参照）の径方向に関する内端面である、図１４の右端面｝を、この長手方向に対して直交する平面状の第一被検出部６０としている。これと共に、前記ロッド部３５の半円柱状部３９の径方向他側面｛前記ホイール１の軸方向に関する内側面である、図１４の（ｂ）の下側面｝を、平面状の第二被検出部６１としている。
【００８０】
一方、前記検出体１９ａは、図示しないセンサケースの内部にＬ字形に配置された状態で保持固定された、第一基板６２及び第二基板６３を有する。このうちの第一基板６２は、厚さ方向片側面（前記ホイール１の径方向に関する外側面である、図１４の左側面）に実装された第一平面コイル３１を、前記被検出体２０の第一被検出部６０に対して近接対向させている。又、前記第二基板６３は、厚さ方向片側面｛前記ホイール１の軸方向に関する外側面である、図１４の（ｂ）の上側面｝に実装された第二平面コイル３２を、前記被検出体２０の第二被検出部６１に対して近接対向させている。
【００８１】
本例の場合、前記ホイール１にラジアル荷重が作用する事により、前記被検出体２０と前記センサケース（前記検出体１９ａ）とが、このセンサケースの長手方向（図１４のβ方向）に関して相対変位すると、前記第二被検出部６１と前記第二平面コイル３２との対向距離は変化しないが、前記第一被検出部６０と前記第一平面コイル３１との対向距離は変化する為、前記第二平面コイル３２の出力は一定のまま、前記第一平面コイル３１の出力のみが変化する。
【００８２】
又、前記ホイール１にアキシアル荷重が作用する事により、前記被検出体２０と前記センサケース（前記検出体１９ａ）とが、このセンサケースの厚さ方向（図１４のα方向）に関して相対変位すると、前記第一被検出部６０と前記第一平面コイル３１との対向距離は変化しないが、前記第二被検出部６１と前記第二平面コイル３２との対向距離は変化する為、前記第一平面コイル３１の出力は一定のまま、前記第二平面コイル３２の出力のみが変化する。
【００８３】
又、本例の場合には、前記被検出体２０と前記センサケース（前記検出体１９ａ）とが、このセンサケースの短手方向（図１４のγ方向）に関して相対変位した場合でも、前記第一被検出部６０と前記第一平面コイル３１との対向面積は変化せず（この第一平面コイル３１の出力は変化せず）、又、前記第二被検出部６１と前記第二平面コイル３２との対向面積も変化しない（この第二平面コイル３２の出力も変化しない）様に、各部の寸法を規制している。
【００８４】
つまり、本例の場合、前記第一平面コイル３１は、ラジアル方向（図１４のβ方向）の感度のみを持った変位センサとして機能し、前記第二平面コイル３２は、アキシアル方向（図１４のα方向）の感度のみを持った変位センサとして機能する。従って、本例の場合、前記被検出体２０と前記検出体１９ａとの厚さ方向の相対変位量は、前記第二平面コイル３２の出力によって求められ、同じく長手方向に関する相対変位量は、前記第一平面コイル３１の出力によって求められる。
その他の構成及び作用は、上述した実施の形態の第１例の場合と同様である。
【００８５】
［実施の形態の第３例］
本発明の実施の形態の第３例に就いて、図１５〜１７により説明する。
本例の場合には、センサユニット１４ｂを構成する検出体１９ｂ及び被検出体２０ａの構造が、上述した実施の形態の第１例の場合と若干異なる。
【００８６】
即ち、本例の場合、前記検出体１９ｂは、基板３０の厚さ方向（図１５〜１７のα方向）片側面（図１５、１７の上側面）のうち、第二平面コイル３２を挟んで、第一平面コイル３１と長手方向（図１５〜１７のβ方向）反対側に位置する部分に、第三平面コイル６４を実装している。即ち、これら第一〜第三平面コイル３１、３２、６４は、長手方向に関して所定の間隔をあけて直列に配置されている。尚、前記第三平面コイル６４も、前記第一、第二両平面コイル３１、３２と同様、前記基板３０の厚さ方向片側面に実装された図示しない回路に接続されている。
【００８７】
又、本例の場合、被検出体２０ａを構成するロッド部３５の半円柱状部３９ａのうち、長手方向片端（図１５〜１６の左端）寄り部分の短手方向（図１５〜１７のγ方向）片半部（図１５、１７の紙面手前側半部、図１６の下半部）に、切り欠き６５を設けている。そして、前記半円柱状部３９ａの径方向他側面（図１５、１７の下側面）である被検出部４１のうちで、前記切り欠き６５と短手方向に隣接する部分を、前記第三平面コイル６４のうち少なくとも短手方向他側（図１５、１７の紙面奥側、図１６の上側）の一部分に対して近接対向させている。
【００８８】
上述の様な構成を有する本例の場合、ホイール１（図３及び図１３参照）にラジアル荷重が作用する事により、前記被検出体２０ａとセンサケース１８（前記検出体１９ｂ）とが、このセンサケース１８の長手方向（β方向）に関して相対変位すると、前記被検出部４１と前記第二平面コイル３２との対向面積、及び、前記被検出部４１と前記第三平面コイル６４との対向面積は、それぞれ変化しないが、前記被検出部４１と前記第一平面コイル３１との対向面積は変化する。この為、前記第二、第三両平面コイル３２、６４の出力は一定のまま、前記第一平面コイル３１の出力のみが変化する。
【００８９】
又、ホイール１（図３及び図１３参照）にアキシアル荷重が作用する事により、前記被検出体２０ａと前記センサケース１８（前記検出体１９ｂ）とが、このセンサケース１８の厚さ方向（α方向）に関して相対変位すると、前記被検出部４１と前記第一〜第三各平面コイル３１、３２、６４との対向距離が変化する為、これら第一〜第三各平面コイル３１、３２、６４の出力がそれぞれ変化する。
【００９０】
又、本例の場合、前記ホイール１（例えば図２参照）にトルクが作用すると、このトルクに応じた分だけ、前記ホイール１に回転方向の弾性的な捩れが生じる。そして、この弾性的な捩れに伴って、取付部７と、リム部５に結合された変位取出し部材１３を構成する環状連結部１６との間に、回転方向の相対変位が生じる。この結果、前記取付部７に支持された前記センサケース１８（前記検出体１９ｂ）と、前記環状連結部１６に支持された前記被検出体２０ａとが、前記センサケース１８の短手方向（γ方向）に関して相対変位すると、前記被検出部４１と前記第一平面コイル３１との対向面積、及び、前記被検出部４１と前記第二平面コイル３２との対向面積は、それぞれ変化しないが、前記被検出部４１と前記第三平面コイル６４との対向面積は変化する。この為、前記第一、第二両平面コイル３１、３２の出力は一定のまま、前記第三平面コイル６４の出力のみが変化する。この様に前記トルクが作用する事によって生じた第三平面コイル６４の出力の変化の方向及び大きさは、このトルクの方向及び大きさに応じたものとなる。
【００９１】
つまり、本例の場合、前記第一平面コイル３１は、ラジアル方向（β方向）及びアキシアル方向（α方向）の感度を持った変位センサとして機能し、前記第二平面コイル３２は、アキシアル方向（α方向）の感度のみを持った変位センサとして機能し、前記第三平面コイル６４は、円周方向（短手方向である、γ方向）及びアキシアル方向（α方向）の感度を持った変位センサとして機能する。
【００９２】
上述の３方向（ラジアル方向、アキシアル方向、円周方向）の相対変位が同時に生じる場合、アキシアル方向（α方向）に関する相対変位量は、前記第二平面コイル３２の出力によって求められる。又、同じくラジアル方向（β方向）に関する相対変位量は、前記第一平面コイル３１の出力を、前記第二平面コイル３２の出力を用いて補正する事により求められる。又、同じく円周方向（γ方向）に関する相対変位量は、前記第三平面コイル６４の出力を、前記第二平面コイル３２の出力を用いて補正する事により求められる。
【００９３】
尚、本例の場合には、前記第二平面コイル３２が、特許請求の範囲に記載した「複数の平面コイルのうちの何れか１つの平面コイル」に相当し、前記第一平面コイル３１と前記第三平面コイル６４とが、特許請求の範囲に記載した「複数の平面コイルのうちの残りの平面コイル」に相当する。
【００９４】
尚、本例の構造の場合には、前記ホイール１にラジアル荷重が作用する事によって、前記取付部７と前記環状連結部１６との間に、このラジアル荷重の作用方向に関する相対変位が生じた場合にも、前記センサケース１８（前記検出体１９ｂ）と前記被検出体２０ａとが、前記センサケース１８の短手方向（γ方向）に関して相対変位する場合がある。
但し、この様なラジアル荷重による短手方向（γ方向）の相対変位と、上述したトルクによる短手方向（γ方向）の相対変位とは、前記ホイール１の回転角度情報を利用して、分離する事ができる。
即ち、上述したラジアル荷重による短手方向（γ方向）の相対変位は、前記ホイール１の回転角度に応じて変化する。一方、トルクによる短手方向（γ方向）の相対変位は、前記ホイール１の回転角度に依存しない為、複数のセンサユニット１４ｂの出力信号と前記ホイール１の回転角度情報とを組み合わせる事で、ラジアル荷重による相対変位とトルクによる相対変位を分離する事ができる。
その他の構成及び作用は、上述した実施の形態の第１例の場合と同様である。
【００９５】
［実施の形態の第４例］
本発明の実施の形態の第４例に就いて、図１８〜１９により説明する。
本例の場合には、センサユニット１４ｃに関して、次の点が、上述した実施の形態の第３例の場合と異なる。
【００９６】
即ち、本例の場合、前記センサユニット１４ｃに関して、検出体１９ｃを構成する基板３０の厚さ方向（図１９のα方向）片側面に実装した第一〜第三平面コイル３１、３２、６４のうち、第一、第二両平面コイル３１、３２を、長手方向（図１８、１９のβ方向）に離隔した２箇所位置で、短手方向（図１８のγ方向）に関して同じ位置に配置すると共に、第三平面コイル６４を、長手方向に関して前記第一、第二両平面コイル３１、３２同士の間部分で、短手方向に関してこれら第一、第二両平面コイル３１、３２よりも片側（図１８の下側）にずれた位置に配置している。
【００９７】
又、本例の場合、前記センサユニット１４ｃに関して、被検出体２０は、上述した実施の形態の第１例の場合と同様のものを使用している。そして、この被検出体２０を構成するロッド部３５の半円柱状部３９のうち、長手方向中間部の短手方向片側部分を、前記第三平面コイル６４のうち少なくとも短手方向他側（図１８の上側）の一部分に対して近接対向させている。
【００９８】
上述の様に、本例の場合には、第一〜第三平面コイル３１、３２、６４のうち、長手方向（β方向）に関して第一、第二両平面コイル３１、３２同士の間部分に配置した第三平面コイル６４を、短手方向（γ方向）に関して第一、第二両平面コイル３１、３２よりも片側にずれた位置に配置している。この様な構成を有する本例の場合には、上述した実施の形態の第３例の様に第一〜第三平面コイル３１、３２、６４を長手方向（β方向）に直列に配置した構成に比べて、隣り合う平面コイル同士の間隔を所定長さに定めた場合に、第一〜第三平面コイル３１、３２、６４が存在する長手方向範囲を短くする事ができる。従って、その分、前記センサユニット１４ｃの長手方向の寸法を短くする事が可能となる。
その他の構成及び作用は、上述した実施の形態の第１例及び第３例の場合と同様である。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明のセンシング装置付ホイールは、従動輪用の車輪支持用転がり軸受ユニットに限らず、駆動輪用の車輪支持用転がり軸受ユニットに組み付けて使用する事もできる。
本発明を実施する場合、ホイールは、鋳造により全体を一体に形成された１ピース構造に限らず、複数の部品同士を溶接やねじ止め等により互いに結合して成る複数ピース構造とする事もできる。
本発明を実施する場合には、変位取出し部材の径方向内端部をホイールの径方向内端側部分に支持すると共に、この変位取出し部材の径方向外端部を自由端とする事もできる。
【０１００】
本発明を実施する場合、センサユニットに関しては、検出体と被検出体とのうち、被検出体を、センサケースとの相対変位を阻止された状態で、このセンサケースの内部に配置される一方の部品とし、検出体を、センサケースとの相対変位を可能とされた状態で、自身の一部分を、このセンサケースの外部に位置させた他方の部品とする事もできる。
本発明を実施する場合には、センサケースを変位取出し部材に対して固定すると共に、他方の部品をホイールに対して固定する構成を採用する事もできる。
本発明を実施する場合、検出素子である平面コイルの形態（形状、パターン等）は、適宜の形態を採用する事ができる。
【０１０１】
本発明のセンシング装置付ホイールを組み付ける車輪支持用転がり軸受ユニットに、センサに電力を供給する為の電力供給手段や、センサの出力信号を車体側に送信する信号送信手段を組み込む場合、これらの手段は、上述の各実施の形態で採用したものに限らず、各種のもの（電磁誘導方式や共鳴方式のワイヤレス給電装置、接触式の通信給電手段等）を採用する事ができる。
又、本発明のセンシング装置付ホイールを組み付ける車輪支持用転がり軸受ユニットは、電力供給手段や信号通信手段を備えていない、従来から知られた車輪支持用転がり軸受ユニットとする事もできる。この場合、センサユニットへの電力は、例えばホイールに支持したバッテリ（電池）から供給する事ができ、又、センサユニットの出力信号は、例えばホイールに支持した無線アンテナにより車体側の演算器に送信する事ができる。
又、本発明のセンシング装置付ホイールは、ホイールに作用する荷重に限らず、ホイールに変形を生じさせるその他の入力（加速度、温度等）に就いても、荷重と同様にして測定する事ができる。又、本発明のセンシング装置付ホイールは、単に、ホイールの径方向一端側部分と径方向他端側部分との相対変位を測定する為に利用する事もできる。
【符号の説明】
【０１０２】
１  ホイール
２  センシング装置
３  タイヤ
４  車輪
５  リム部
６  ディスク部
７  取付部
８  スポーク
９  取付面
１０  取付孔
１１  内径側保持凹部
１２  大径段部
１３  変位取出し部材
１４、１４ａ〜１４ｃ  センサユニット
１５  疑似スポーク
１６  環状連結部
１７  外径側保持凹部
１８  センサケース
１９、１９ａ〜１９ｃ  検出体
２０、２０ａ  被検出体
２１  Ｏリング
２２  第一ケース部品
２３  第二ケース部品
２４  本体部
２５  円筒状部
２６  半円筒状部
２７  スリーブ
２８  固定用フランジ
２９  通孔
３０  基板
３１  第一平面コイル
３２  第二平面コイル
３３ａ、３３ｂ  突起
３４  配線
３５  ロッド部
３６  固定部
３７  通孔
３８  円柱状部
３９、３９ａ  半円柱状部
４０  係止溝
４１  被検出部
４２  ねじ
４３  ねじ
４４  ブレーキロータ
４５  車輪支持用転がり軸受ユニット
４６  外輪
４７  ハブ
４８  玉
４９ａ、４９ｂ  外輪軌道
５０  静止側フランジ
５１  ハブ本体
５２  内輪
５３ａ、５３ｂ  内輪軌道
５４  回転側フランジ
５５  取付孔
５６  シールリング
５７  キャップ
５８  位置決め筒部
５９  取付孔
６０  第一被検出部
６１  第二被検出部
６２  第一基板
６３  第二基板
６４  第三平面コイル
６５  切り欠き
【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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