(57)【要約】      （修正有）【課題】車両にコンパクトに荷重検出用のセンサを設置でき、破損・故障や電磁ノイズの影響を防止して、長期にわたり荷重を感度良く検出でき、コストも低減できるセンサ付車輪用軸受を提供する。【解決手段】センサ付車輪用軸受は、外方部材１と内方部材２との転走面３，４間に介在した複列の転動体５とを備え、 車体に対して車輪を回転自在に支持する。前記外方部材および内方部材のうち、固定側部材である例えば外方部材１に歪みセンサ２１を取付ける。歪みセンサ２１は、歪み発生部材２２およびこの歪み発生部材２２に取付けられて歪み発生部材２２の歪みを検出するセンサ素子２３からなる。この歪みセンサ２１の歪み発生部材２２のセンサ素子２３の取付面２２ｃａに、少なくともセンサ素子２３を密封状態に覆って、オーバーモールドされた樹脂または加硫接着されたエラストマからなる覆い材２４を設ける。【選択図】図１
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【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、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、両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、
歪み発生部材およびこの歪み発生部材に取付けられて前記歪み発生部材の歪みを検出するセンサ素子からなる歪みセンサを、前記外方部材および内方部材のうちの固定側部材に取付け、この歪みセンサの前記歪み発生部材の前記センサ素子の取付面に、少なくとも前記センサ素子を密封状態に覆って、オーバーモールドされた樹脂または加硫接着されたエラストマからなる覆い材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、前記歪み発生部材は、固定側部材に対して２箇所の接触固定部を有し、前記接触固定部のうち第１の接触固定部は前記固定側部材に設けられたフランジ面に対する固定部であり、第２の接触固定部は前記固定側部材の周面に対する固定部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、前記歪みセンサにおける前記センサ素子のケーブルを、前記歪み発生部材における前記固定側部材の周面に対する接触固定部の近傍から、前記固定側部材の周方向に引き出したセンサ付車輪用軸受。
【請求項４】
複列の転走面が内周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、両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、
歪み発生部材およびこの歪み発生部材に取付けられて前記歪み発生部材の歪みを検出するセンサ素子からなる歪みセンサを、前記外方部材および内方部材のうちの固定側部材に取付け、前記歪み発生部材は、固定側部材に対して２箇所の接触固定部を有し、前記接触固定部のうち第１の接触固定部は前記固定側部材に設けられたフランジ面であり、第２の接触固定部は前記固定側部材の周面であり、前記歪みセンサにおける前記センサ素子のケーブルを、前記歪み発生部材における前記固定側部材の周面に対する接触固定部の近傍から、前記固定側部材の周方向に引き出したことを特徴とするセンサ付車輪用軸受。
【請求項５】
請求項３または請求項４において、前記ケーブルを前記固定側部材の周面に固定するフェライト付きのクランプ部材を設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内蔵したセンサ付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。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の制御が可能なことが求められている。
【０００３】
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片寄るなど、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】
このような要請に応えるものとして、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が提案されている（例えば特許文献１）。
【特許文献１】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】
【０００６】
車輪用軸受の外輪は、転走面を有し、強度が求められる部品であって、塑性加工や、旋削加工、熱処理、研削加工などの複雑な工程を経て生産される軸受部品であるため、特許文献１のように外輪に歪みゲージを貼り付けるのでは、生産性が悪く、量産時のコストが高くなるという問題点がある。また、外輪の歪みを感度良く検出することが難しく、その検出結果を車両走行時の姿勢制御に利用した場合、制御の精度が問題となる。
【０００７】
これらの課題を解決するために、歪み発生部材と、この歪み発生部材に取付けられて歪み発生部材の歪みを検出する歪みゲージ等のセンサ素子とで構成した歪みセンサを、車輪用軸受の固定輪である例えば外輪に取付けた構成が考えられる。この場合、前記歪み発生部材は、外輪の車体取付用フランジ面に固定する第１の接触固定部と、外輪の外周に固定する第２の接触固定部を有するものとする。
このような構成とした車輪用軸受では、車両走行に伴い回転側部材であるハブ輪に荷重が加わると、転動体を介して外輪が変形し、その変形が歪みセンサの歪み発生部材に伝えられ、歪み発生部材に取付けられたセンサ素子がその歪みを測定する。歪み発生部材の第１の接触固定部は外輪の車体取付用フランジ面に対して固定され、第２の接触固定部は外輪外周に対して固定されるため、第１および第２の接触固定部の径方向位置が異なり、外輪の歪みが歪み発生部材に拡大して現れやすくなる。この拡大された歪みをセンサ素子で測定するため、外輪の歪みを感度良く検出できる。
【０００８】
しかし、上記構成の場合、車輪用軸受の外側に歪みセンサが露出するため、外部環境（泥水浸入、異物衝突等）により、歪みセンサが破損または故障してしまうおそれがあり、正確な歪み検出を長期にわたり行うことができない。また、歪みセンサにおけるセンサ素子は電子部品であるため、外部からの電磁ノイズの影響を受けやすく、上記した露出状態では検出結果の信頼性が低下することにもなる。
【０００９】
この発明の目的は、車両にコンパクトに荷重検出用のセンサを設置でき、外部環境による破損・故障や外部からの電磁ノイズの影響を防止して、長期にわたり車輪にかかる荷重を感度良く検出でき、量産時のコストも安価とな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】
【００１０】
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、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、両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、
歪み発生部材およびこの歪み発生部材に取付けられて前記歪み発生部材の歪みを検出するセンサ素子からなる歪みセンサを、前記外方部材および内方部材のうちの固定側部材に取付け、この歪みセンサの前記歪み発生部材の前記センサ素子の取付面に、少なくとも前記センサ素子を密封状態に覆って、オーバーモールドされた樹脂または加硫接着されたエラストマからなる覆い材を設けたことを特徴とする。
【００１１】
車両走行に伴い回転側部材に荷重が加わると、転動体を介して固定側部材が変形し、その変形は歪み発生部材に歪みをもたらす。歪み発生部材に取付けられたセンサ素子は、歪み発生部材の歪みを検出する。歪みと荷重の関係を予め実験やシュミレーションで求めておけば、センサ素子の出力から車輪にかかる荷重を検出することができる。
この車輪用軸受は、歪み発生部材およびこの歪み発生部材に取付けられたセンサ素子からなる歪みセンサを固定側部材に取付ける構成としたため、荷重検出用のセンサを車両にコンパクトに設置できる。歪み発生部材は固定側部材に取付けられる簡易な部品であるため、これにセンサ素子を取付けることで、量産性に優れたものとでき、コスト低下が図れる。
とくに、歪み発生部材のセンサ素子の取付面に、オーバーモールドされた樹脂または加硫接着されたエラストマからなる覆い材を設けて、少なくともセンサ素子をこの覆い材で密封状態に覆うようにしているので、外部環境により、汚水浸入や異物衝突等でセンサ素子が破損または故障してしまうのを防止できる。その結果、精度の高い歪み検出が長期にわたり可能となる。また、外部からの電磁ノイズの影響がセンサ素子に及ぶのを防止することもできるので、より精度の高い歪み測定が可能となる。
【００１２】
前記歪み発生部材は、固定側部材に対して２箇所の接触固定部を有し、前記接触固定部のうち第１の接触固定部は前記固定側部材に設けられたフランジ面に対する固定部であり、第２の接触固定部は前記固定側部材の周面に対する固定部であっても良い。
このように、歪み発生部材が２箇所の接触固定部を有し、第１の接触固定部が前記固定側部材に設けられたフランジ面であり、第２の接触固定部が前記固定側部材の周面である場合は、第１および第２の接触固定部の径方向位置が異なり、固定側部材の歪みが歪み発生部材に転写かつ拡大して現れ易くなる。この転写かつ拡大された歪みをセンサ素子で測定するため、固定側部材の歪みを感度良く検出でき、荷重の測定精度が高くなる。
【００１３】
この発明において、前記歪みセンサにおける前記センサ素子のケーブルを、前記歪み発生部材における前記固定側部材の周面に対する接触固定部の近傍から、前記固定側部材の周方向に引き出しても良い。
この場合、センサ素子のケーブルを固定側部材の周面に沿って配線できるので、固定側部材のフランジに沿って配線する場合よりもケーブルが邪魔にならず、センサ素子の出力信号への電磁ノイズの影響をより一層低減できる。
【００１４】
この発明の他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、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、両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、歪み発生部材およびこの歪み発生部材に取付けられて前記歪み発生部材の歪みを検出するセンサ素子からなる歪みセンサを、前記外方部材および内方部材のうちの固定側部材に取付け、前記歪み発生部材は、固定側部材に対して２箇所の接触固定部を有し、前記接触固定部のうち第１の接触固定部は前記固定側部材に設けられたフランジ面であり、第２の接触固定部は前記固定側部材の周面であり、前記歪みセンサにおける前記センサ素子のケーブルを、前記歪み発生部材における前記固定側部材の周面に対する接触固定部の近傍から、前記固定側部材の周方向に引き出したことを特徴とする。
この構成によると、センサ素子のケーブルを固定側部材の周面に沿って配線できるため、固定側部材のフランジに沿って配線する場合よりもケーブルが邪魔にならず、センサ素子の出力信号への電磁ノイズの影響も低減できる。
【００１５】
上記のように、歪みセンサにおける前記センサ素子のケーブルを、前記歪み発生部材における前記固定側部材の周面に対する接触固定部の近傍から、前記固定側部材の周方向に引き出した場合に、前記ケーブルを前記固定側部材の周面に固定するフェライト付きのクランプ部材を設けても良い。
この構成の場合、ケーブルを、フェライトコア付きのクランプ部材で固定側部材の周面に固定するので、センサ素子から信号処理回路までの信号経路のノイズ耐性を向上させることができる。しかも、電磁ノイズのような周波数の高い成分を効果的に減衰させる機能を持つフェライトコアを、このようにクランプ部材に付加することで、フェライトコアのための設置スペースを別途設ける必要がなくなり、またフェライトコアの固定も容易となる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明のセンサ付き車輪用軸受は、複列の転走面が内周に形成された外方部材と、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、両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、歪み発生部材およびこの歪み発生部材に取付けられて前記歪み発生部材の歪みを検出するセンサ素子からなる歪みセンサを、前記外方部材および内方部材のうちの固定側部材に取付け、この歪みセンサの前記歪み発生部材の前記センサ素子の取付面に、少なくとも前記センサ素子を密封状態に覆って、オーバーモールドされた樹脂または加硫接着されたエラストマからなる覆い材を設けたため、車両にコンパクトに荷重検出用のセンサを設置でき、外部環境による破損・故障や外部からの電磁ノイズの影響を防止して、長期にわたり車輪にかかる荷重を感度良く検出でき、量産時のコストも安価となる。
前記歪み発生部材が、固定側部材に対して２箇所の接触固定部を有し、前記接触固定部のうち第１の接触固定部は前記固定側部材に設けられたフランジ面に対する固定部であり、第２の接触固定部は前記固定側部材の周面に対する固定部である場合は、固定側部材の歪みを感度良く検出でき、より一層荷重の測定精度が高くなる。
この発明の他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、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、両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、歪み発生部材およびこの歪み発生部材に取付けられて前記歪み発生部材の歪みを検出するセンサ素子からなる歪みセンサを、前記外方部材および内方部材のうちの固定側部材に取付け、前記歪み発生部材は、固定側部材に対して２箇所の接触固定部を有し、前記接触固定部のうち第１の接触固定部は前記固定側部材に設けられたフランジ面であり、第２の接触固定部は前記固定側部材の周面であり、前記歪みセンサにおける前記センサ素子のケーブルを、前記歪み発生部材における前記固定側部材の周面に対する接触固定部の近傍から、前記固定側部材の周方向に引き出したため、車両にコンパクトに荷重検出用のセンサを設置でき、外部環境による破損・故障や外部からの電磁ノイズの影響を防止して、長期にわたり車輪にかかる荷重を感度良く検出でき、量産時のコストも安価となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
この発明の一実施形態を図１ないし図３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。
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、各転走面３，４は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。
【００１８】
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）におけるナックルに取付ける車体取付用のフランジ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、周方向の複数箇所に車体取付用のボルト孔１４が設けられている。
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１５の圧入孔１６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。
【００１９】
外方部材１の外周部には、図３に示す歪みセンサ２１が設けられている。歪みセンサ２１は、歪み発生部材２２に、この歪み発生部材２２の歪みを検出するセンサ素子２３を取付けたものである。歪み発生部材２２は、外方部材１の車体取付用のフランジ１ａにおけアウトボード側に向くフランジ面１ａａのボルト孔１４の近傍に接触固定される第１の接触固定部２２ａと、外方部材１の外周面１ｂに接触固定される第２の接触固定部２２ｂとを有している。また、歪み発生部材２２は、前記第１の接触固定部２２ａを含む径方向に沿った径方向部位２２ｃと、前記第２の接触固定部２２ｂを含む軸方向に沿った軸方向部位２２ｄとでＬ字の形状に構成されており、径方向部位２２ｃの中間部が前記第１の接触固定部２２ａとされ、軸方向部位２２ｄの先端部が前記第２の接触固定部２２ｂとされている。ここでは、歪み発生部材２２の径方向部位２２ｃおよび軸方向部位２２ｄが一体品とされ、この一体品に対して別体品である第１および第２の接触固定部２２ａ，２２ｂが固定されているが、歪み発生部材２２の全体を一体品としても良い。
【００２０】
センサ素子２３は、歪み発生部材２２における径方向部位２２ｃのインボード側の面であるセンサ取付面２２ｃａの第１の接触固定部２２ａよりも径方向内側の位置に配置されている。センサ素子２３は例えば接着剤による接着により前記径方向部位２２ｃに固定される。センサ素子２３が配置される径方向部位２２ｃは、軸方向部位２２ｄに比べ、剛性が低くなるように肉厚を薄くするのが望ましい。
【００２１】
歪み発生部材２２には、前記センサ取付面２２ｃａから軸方向部位２２ｄの外方部材外周面１ｂに対向する面２２ｄａにわたって、少なくともセンサ素子２３を密封状態に覆う覆い材２４が設けられている。なお、覆い部材２４は歪み発生部材２２の全面を覆うものであっても良い。この覆い材２４は、例えば前記面域にオーバーモールドされた樹脂、または加硫接着されたエラストマ（ＮＢＲ，Ｈ−ＮＢＲ，アクリル等）からなる。オーバーモールド樹脂としては、例えば
・ボリアミド系樹脂：６６ナイロン，ＰＰＡ（ポリフタルミド）等
・特殊エーテル系合成樹脂：ＰＰＳ等
・これらの材質にガラスファイバーを添加したもの
などが好適である。
【００２２】
上記歪みセンサ２１は、図１および図２に示すように、歪み発生部材２２の第１および第２の接触固定部２２ａ，２２ｂにより、両接触固定部２２ａ，２２ｂが外方部材１の周方向に対して同位相の位置となるように、外方部材１の外周部に固定される。第１および第２の接触固定部２２ａ，２２ｂを周方向において同位相とすると、歪み発生部材２２の長さを短くすることができるため、歪みセンサ２１の設置が容易である。
【００２３】
歪みセンサ２１の外方部材１への取付構造は以下の通りである。図３のように、歪み発生部材２２の第１および第２の接触固定部２２ａ，２２ｂには、軸方向および径方向に貫通するボルト挿通孔２５，２６が形成されている。一方、外方部材１のフランジ面１ａａと外周面１ｂには、前記各ボルト挿通孔２５，２６に対応する位置にボルト孔２７，２８が形成されている。第１の接触固定部２２ａのボルト挿通孔２５にアウトボード側から挿通したボルト２９を外方部材１のフランジ面１ａａのボルト孔２７に螺着させ、また第２の接触固定部２２ｂのボルト挿通孔２６に外周側から挿通したボルト３０を外方部材１の外周面１ｂのボルト孔２８に螺着させることにより、歪みセンサ２１が外方部材１に固定される。
【００２４】
歪み発生部材２２は、外方部材１への固定により塑性変形を起こさない形状や材質とされている。また、歪み発生部材２２は、車輪用軸受に予想される最大の荷重が印加された場合でも、塑性変形を起こさない形状とする必要がある。上記の想定される最大の力は、車両故障につながらない走行において想定される最大の力である。歪み発生部材２２に塑性変形が生じると、外方部材１の変形が歪み発生部材２２に正確に伝わらず、歪みの測定に影響を及ぼすためである。
【００２５】
センサ素子２３としては、種々のものを使用することができる。例えば、センサ素子２３は、金属箔ストレインゲージ、または半導体ストレインゲージであっても良く、また厚膜式センサであっても良い。
【００２６】
図１に示すように、歪みセンサ２１のセンサ素子２３は推定手段３１に接続される。推定手段３１は、センサ素子２３の出力信号により、車輪のタイヤと路面間の作用力を推定する手段である。推定手段３１は、車輪のタイヤと路面間の作用力とセンサ素子２３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、入力された出力信号から前記関係設定手段を用いて作用力を出力する。前記関係設定手段の設定内容は、予め試験やシュミレーションで求めておいて設定する。
【００２７】
図２のように、外方部材１の外周面１ｂには、前記推定手段３１等を有する回路ボックス３２が取付けられている。歪みセンサ２１におけるセンサ素子２３から引き出されたケーブル３３は、外方部材１のフランジ１ａに沿って配線され、前記回路ボックス３２内においてフェライトコア３４を経て推定手段３１に接続される。センサ素子２３の出力信号がフェライトコア３４を経て推定手段３１に入力されることにより、センサ素子２３の出力信号への電磁ノイズの影響が防止される。
【００２８】
一般的には、車輪用軸受に設けられた歪みセンサ２１の出力を処理する回路部を内蔵する回路ボックス３２は自動車の電気制御ユニット（ＥＣＵ）に設けられるが、この実施形態のように、車輪用軸受における歪みセンサ２１の近傍に回路ボックス３２を設けることで、歪みセンサ２１から回路ボックス３２への配線の手間が簡略化でき、また車輪用軸受以外の場所に回路ボックス３２を設ける場合よりも、回路ボックス３２をコンパクトに設置できる。
【００２９】
上記構成のセンサ付車輪用軸受の作用を説明する。車両走行に伴いハブ輪９に荷重が印加されると、転動体５を介して外方部材１が変形し、その変形は外方部材１に取付けられた歪み発生部材２２に伝わり、歪み発生部材２２が変形する。その歪み発生部材２２の歪みをセンサ素子２３により測定する。この際、歪み発生部材２２の径方向部位２２ｃは外方部材１のフランジ１ａの変形に従って変形する。この実施形態の場合、外方部材１と比べ前記径方向部位２２ｃは剛性が低く、この径方向部位２２ｃとこの径方向部位２２ｃよりも剛性の高い軸方向部位２２ｄとでＬ字形をなすように歪み発生部材２２が構成されているため、径方向部位２２ｃと軸方向部位２２ｄの間である径方向部位２２ｃ側の角部付近に歪みが集中し、外方部材１よりも大きな歪みとなって現れる。すなわち、径方向部位２２ｃと軸方向部位２２ｄとの間で発生する歪みは、フランジ１ａの基端のＲ部の歪みを転写かつ拡大したものとなる。この歪みをセンサ素子２３で測定するため、外方部材１の歪みを感度良く検出でき、歪み測定精度が高くなる。
【００３０】
荷重の方向や大きさによって歪みの変化が異なるため、予め歪みと荷重の関係を実験やシミュレーションにて求めておけば、車輪用軸受に作用する外力、またはタイヤと路面間の作用力を算出することができる。前記推定手段３１は、このように実験やシミュレーションにより予め求めて設定しておいた歪みと荷重の関係から、センサ素子２３の出力により、車輪用軸受に作用する外力、またはタイヤと路面間の作用力を算出する。また、リアルタイムで車輪用軸受に作用する外力、またはタイヤと路面間の作用力を出力すると、よりきめ細かな車両制御が可能となる。
【００３１】
とくに、この実施形態では、歪みセンサ２１における歪み発生部材２２のセンサ取付面２２ｃａに、オーバーモールドされた樹脂または加硫接着されたエラストマからなる覆い材２４を設けて、少なくともセンサ素子２３をこの覆い材２４で密封状態に覆うようにしているので、外部環境（汚水浸入、異物衝突等）によりセンサ素子２３が破損または故障してしまうのを防止できる。その結果、精度の高い歪み検出が長期にわたり可能となる。また、外部からの電磁ノイズの影響がセンサ素子２３に及ぶのを防止することもできるので、より精度の高い歪み測定が可能となる。
【００３２】
図４は、上記実施形態における歪みセンサ２１のセンサ素子２３から引き出されるケーブル３３の他の配線構成例を示す。この配線構成例では、センサ素子２３のケーブル３３を、歪み発生部材２２の軸方向部位２２ｄにおける底面、つまり外方部材１の外周面１ｂに対向する面２２ｄａにおける第２の接触固定部２２ｂの近傍から、外方部材１の外周面１ｂに沿って周方向に引き出して、回路ボックス３２内の推定手段３１に接続している。この場合、ケーブル３３の外方部材１の外周面１ｂに沿う部分は、フェライトコア３４付きのクランプ部材３５により外方部材１の外周面１ｂに固定される。
このフェライトコア３４付きのクランプ部材３５は、例えば、図５（Ａ）に示すように、中心部にケーブル３３を挿通させる厚肉円筒状であって、取付フランジ３５ａが突出したものとされる。取付フランジ３５ａの孔４１に挿通したボルトで外方部材１に固定される。なお、このクランプ部材３５は、互いに重なるフランジ部材３５ａをそれぞれ有する２つの半円筒状片を重ねたものであってもよい。
【００３３】
この配線構成例の場合、センサ素子２３のケーブル３３を外方部材１の外周面１ｂに沿って配線できるため、フランジ１ａに沿って配線する場合よりもケーブル３３が邪魔にならず、センサ素子２３の出力信号への電磁ノイズの影響も低減できる。
また、ケーブル３３を、フェライトコア３４付きのクランプ部材３５で外方部材１の外周面１ｂに固定するので、センサ素子２３から回路ボックス３２内の推定手段３１までの信号経路のノイズ耐性を向上させることができる。しかも、電磁ノイズのような周波数の高い成分を効果的に減衰させる機能を持つフェライトコア３４を、このようにクランプ部材３５に付加することで、フェライトコア３４のための設置スペースを別途設ける必要がなくなり、またフェライトコア３４の固定も容易となる。
なお、クランプ部材３５は、図５（Ｂ）のように、電磁波吸収シートからなるかまたは電磁波吸着シートが表面に貼られたサドル状等のものであってもよい。この場合のクランプ部材３５は、ケーブル３３の両側に貫通して設けられた孔に挿通したボルトにより、外方部材１の表面に固定され、ケーブル３３を外方部材３３の表面に挿し付け状態に固定する。
【００３４】
なお、この実施形態での歪みセンサ２１は、歪み発生部材２２にセンサ素子２３を１個だけ取付けた構成としているが、歪み発生部材２２にセンサ素子２３を複数個取付けた構成としても良い。歪み発生部材２２にセンサ素子２３を複数個取付けると、より一層精度の高い荷重の検出が可能となる。
【００３５】
また、この実施形態では、歪みセンサ２１を外方部材１の１箇所にだけ設けた構成としているが、歪みセンサ２１を２箇所以上に設けた構成としても良い。歪みセンサ２１を２箇所以上に設けると、より一層精度の高い荷重の検出が可能となる。
【００３６】
また、この実施形態では、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、歪みセンサ２１は内方部材２の内周となる周面に設ける。
また、この実施形態では第３世代型の車輪用軸受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は、従動輪用の車輪用軸受にも適用でき、さらに各世代形式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。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【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の歪みセンサの取付構造を示す拡大断面図である。
【図４】同センサ付車輪用軸受のケーブル配線構成の他の例を示す斜視図である。
【図５】クランプ部材の各例に示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３８】
１…外方部材
１ａ…フランジ
１ａａ…フランジ面
１ｂ…外周面
２…内方部材
３，４…転走面
５…転動体
２１…歪みセンサ
２２…歪み発生部材
２２ａ…第１の接触固定部
２２ｂ…第２の接触固定部
２２ｃａ…センサ取付面
２３…センサ素子
２４…覆い材
３３…ケーブル
３４…フェライトコア
３５…クランプ部材
【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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