(57)【要約】【課題】  荷重検出部２７よりも路面２６側に存在する部材の質量ｍ2 に基づく慣性力に拘らず、グリップ力ｆG を正確に求められる構造を実現する。【解決手段】  上記荷重検出部２７の検出信号に基づき、Ｆ＝ｍ2 ・ｘU ″＋ｆG で表される力Ｆを算出する。予め分かっている上記部材の質量ｍ2 と、加速度センサの信号等により求められるこの部材の加速度ｘU ″との積ｍ2 ・ｘU ″を上記力Ｆから減ずる事で、上記グリップ力ｆG を正確に求める。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に外輪軌道を有する外輪相当部材と、この外輪相当部材の内径側にこの外輪相当部材と同心に配置された、外周面に内輪軌道を有する内輪相当部材と、この内輪軌道と上記外輪軌道との間に設けられた複数の転動体と、この内輪相当部材及び上記外輪相当部材に作用する荷重に基づいて変化する状態量を測定する為の測定手段と、この測定手段から送り出される検出信号に基づいて上記荷重を算出する演算器とを備え、車両の懸架装置に車輪を回転自在に支持すると共に、これら車輪と懸架装置との間に加わる荷重を測定する車輪支持用転がり軸受ユニットの荷重測定装置に於いて、この演算器は、上記測定手段を設置した部分よりも路面側に存在する部材の質量を合計した合計質量に基づく慣性力の影響を排除する為の補正を行なう機能を備えている事を特徴とする転がり軸受ユニットの荷重測定装置。
【請求項２】
測定手段を設置した部分よりも路面側に存在する部材の慣性力を、車体側に設置した加速度センサの検出信号に基づいて推定する、請求項１に記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置。
【請求項３】
測定手段を設置した部分よりも路面側に存在する部材の慣性力を、懸架装置を構成するばねよりも路面側に存在する部材に設置した加速度センサの検出信号に基づいて推定する、請求項１に記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置。
【請求項４】
外輪相当部材の内周面に形成された複列の外輪軌道と、内輪相当部材の外周面に形成された複列の内輪軌道との間に、各列毎に複数個ずつの転動体を、各列同士の間で互いに異なる方向の接触角を付与した状態で設けており、荷重に基づいて変化する状態量がこの接触角であり、測定手段は、これら各列の転動体の公転速度を検出する１対の公転速度検出用センサを含んで構成されたものであり、演算器は、これら両公転速度検出用センサから送り込まれる、上記各列の転動体の公転速度を表す検出信号に基づいて、上記外輪相当部材と上記内輪相当部材との間に加わる荷重を算出するものであり、測定手段を設置した部分よりも路面側に存在する部材は、上記各転動体よりも路面側に存在して車輪と共に回転する部材である、請求項１〜３の何れかに記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置。
【請求項５】
外輪相当部材と内輪相当部材とのうち、使用時に回転する回転輪の回転速度を検出する回転速度検出用センサを備え、演算器は、この回転速度を表す検出信号と各列の転動体の公転速度を表す検出信号とに基づいて、上記外輪相当部材と上記内輪相当部材との間に加わる荷重を算出する、請求項４に記載した転がり軸受ユニットの荷重測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明の対象となる転がり軸受ユニットの荷重測定装置は、例えば、自動車、鉄道車両等の車両の車輪を支持する為の転がり軸受ユニットに負荷される荷重（ラジアル荷重とアキシアル荷重との一方又は双方）を測定し、上記車両の走行安定性確保を図る為に利用する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車の車輪は懸架装置に対し、複列アンギュラ型の転がり軸受ユニットにより回転自在に支持する。又、自動車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）、更にはビークルスタビリティコントロールシステム（ＶＳＣ）等の車両用走行安定装置が使用されている。この様な各種車両用走行安定装置を制御する為には、車輪の回転速度、車体に加わる各方向の加速度等の信号が必要になる。そして、より高度の制御を行なう為には、車輪を介して上記転がり軸受ユニットに加わる荷重（ラジアル荷重とアキシアル荷重との一方又は双方）の大きさを知る事が好ましい場合がある。
【０００３】
この様な事情に鑑みて、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例の荷重測定装置付転がり軸受ユニットは、ラジアル荷重を測定するもので、図２に示す様に構成している。懸架装置に支持される外輪１の内径側に、車輪を結合固定するハブ２を支持している。このハブ２は、車輪を固定する為の回転側フランジ３をその外端部（軸方向に関して外とは、車両への組み付け状態で幅方向外側で、図２〜４の左側）に有するハブ本体４と、このハブ本体４の内端部（軸方向に関して内とは、車両への組み付け状態で幅方向中央側となる端部で、図２〜４の右側）に外嵌されてナット５により抑え付けられた内輪６とを備える。そして、上記外輪１の内周面に形成した複列の外輪軌道７、７と、上記ハブ２の外周面に形成した複列の内輪軌道８、８との間に、それぞれ複数個ずつの転動体９ａ、９ｂを配置して、上記外輪１の内径側での上記ハブ２の回転を自在としている。
【０００４】
上記外輪１の軸方向中間部で複列の外輪軌道７、７の間部分に、この外輪１を直径方向に貫通する取付孔１０を、この外輪１の上端部にほぼ鉛直方向に形成している。そして、この取付孔１０内に、荷重測定用のセンサである、円杆状（丸棒状）の変位センサ１１を装着している。この変位センサ１１は非接触式で、先端面（下端面）に設けた検出面は、ハブ２の軸方向中間部に外嵌固定したセンサリング１２の外周面に近接対向させている。上記変位センサ１１は、上記検出面と上記センサリング１２の外周面との距離が変化した場合に、その変化量に対応した信号を出力する。この様に構成する従来の荷重測定装置付転がり軸受ユニットの場合には、上記変位センサ１１の検出信号に基づいて、転がり軸受ユニットに加わるラジアル荷重を求める事ができる。尚、図２に示した従来構造は、上記転がり軸受ユニットに加わるラジアル荷重に加えて、上記ハブ２の回転速度も検出自在としている。
【０００５】
上述の様な従来構造の第１例の荷重測定装置付転がり軸受ユニットは、転がり軸受ユニットに加わるラジアル荷重を測定する為のものであるが、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も、特許文献２等に記載されて、従来から知られている。図３は、この特許文献２に記載された、アキシアル荷重を測定する為の荷重測定装置付転がり軸受ユニットを示している。この従来構造の第２例の場合、ハブ２ａの外端部外周面に、車輪を支持する為の回転側フランジ３ａを固設している。又、外輪１ａの外周面に、この外輪１ａを懸架装置を構成するナックル１３に支持固定する為の、固定側フランジ１４を固設している。そして、上記外輪１ａの内周面に形成した複列の外輪軌道７、７と、上記ハブ２ａの外周面に形成した複列の内輪軌道８、８との間に、それぞれ複数個ずつの転動体９ａ、９ｂを転動自在に設ける事により、上記外輪１ａの内径側に上記ハブ２ａを回転自在に支持している。
【０００６】
更に、上記固定側フランジ１４の内側面複数個所で、この固定側フランジ１４を上記ナックル１３に結合する為のボルト１５を螺合する為のねじ孔１６を囲む部分に、それぞれ荷重センサ１７を添設している。上記外輪１ａを上記ナックル１３に支持固定した状態でこれら各荷重センサ１７は、このナックル１３の外側面と上記固定側フランジ１４の内側面との間で挟持される。
【０００７】
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、図示しない車輪と上記ナックル１３との間にアキシアル荷重が加わると、上記ナックル１３の外側面と上記固定側フランジ１４の内側面とが、上記各荷重センサ１７を、軸方向両面から強く押し付け合う。従って、これら各荷重センサ１７の測定値を合計する事で、上記車輪と上記ナックル１３との間に加わるアキシアル荷重を求める事ができる。又、図示はしないが、特許文献３には、一部の剛性を低くした外輪相当部材の振動周波数から転動体の公転速度を求め、更に、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。
【０００８】
更に、特願２００４−７６５５号には、複列アンギュラ型玉軸受である転がり軸受ユニットを構成する１対の列の転動体（玉）の公転速度に基づいて、この転がり軸受ユニットに加わるラジアル荷重又はアキシアル荷重を測定する、転がり軸受ユニットの荷重測定装置が開示されている。図４は、この先発明の転がり軸受ユニットの荷重測定装置を示している。この先発明に係る構造の場合、外輪相当部材であると共に、使用時にも回転しない静止輪である外輪１の軸方向中間部で複列の外輪軌道７、７の間部分に形成した取付孔１０ａにセンサユニット１８を挿通し、このセンサユニット１８の先端部１９を、上記外輪１の内周面から突出させている。この先端部１９には、１対の公転速度検出用センサ２０ａ、２０ｂと、１個の回転速度検出用センサ２１とを設けている。
【０００９】
そして、このうちの各公転速度検出用センサ２０ａ、２０ｂの検出部を、複列に配置された各転動体９ａ、９ｂを回転自在に保持した各保持器２２ａ、２２ｂに設けた、公転速度検出用エンコーダ２３ａ、２３ｂに近接対向させて、各転動体９ａ、９ｂの公転速度を検出自在としている。又、上記回転速度検出用センサ２１の検出部を、内輪相当部材であると共に回転輪であるハブ２の中間部に外嵌固定した回転速度検出用エンコーダ２４に近接対向させて、このハブ２の回転速度を検出自在としている。この様な構成を有する先発明に係る転がり軸受ユニットの荷重測定装置によれば、上記外輪１と上記ハブ２との間に加わる荷重（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）を求められる。
【００１０】
即ち、上述の様な先発明に係る転がり軸受ユニットの荷重測定装置の場合、図示しない演算器が、上記各センサ２０ａ、２０ｂ、２１から送り込まれる検出信号に基づいて、上記外輪１と上記ハブ２との間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の荷重を算出する。例えば、このラジアル荷重を求める場合に上記演算器は、上記各公転速度検出用センサ２０ａ、２０ｂが検出する各列の転動体９ａ、９ｂの公転速度の和を求め、この和と、上記回転速度検出用センサ２１が検出する上記ハブ２の回転速度との比に基づいて、上記ラジアル荷重を算出する。又、上記アキシアル荷重は、上記各公転速度検出用センサ２０ａ、２０ｂが検出する各列の転動体９ａ、９ｂの公転速度の差を求め、この差と、上記回転速度検出用センサ２１が検出する上記ハブ２の回転速度との比に基づいて算出する。
【００１１】
先発明では、上記ラジアル荷重を求める場合に、上記各公転速度検出用センサ２０ａ、２０ｂが検出する上記各列の転動体９ａ、９ｂの公転速度の和を求める事により、上記アキシアル荷重の影響を少なくしている。又、上記アキシアル荷重を求める場合には、上記各列の転動体９ａ、９ｂの公転速度の差を求める事により、上記ラジアル荷重の影響を少なくしている。更に、何れの場合でも、上記和又は差と、前記回転速度検出用センサ２１が検出する上記ハブ２の回転速度との比に基づいて上記ラジアル荷重又は上記アキシアル荷重を算出する事により、上記ハブ２の回転速度の影響を排除している。尚、上記アキシアル荷重を、上記各列の転動体９ａ、９ｂの公転速度の比に基づいて算出する場合には、上記ハブ２の回転速度は、必ずしも必要ではない。但し、測定精度を向上させる為に、上記ハブ２の回転速度を検出する為の回転速度検出センサを設ける事は自由である。この場合に、ＡＢＳ制御用に従来から使用されている回転速度センサを利用しても良い。更に、各センサからの信号に基づいて荷重を算出する為の演算器は、転がり軸受ユニットに設けても良いし、車体側に設けても良い。
【００１２】
尚、上記各公転速度検出用センサ２０ａ、２０ｂの信号に基づいて上記ラジアル荷重と上記アキシアル荷重とのうちの一方又は双方の荷重を算出する方法は、他にも各種存在する。但し、この様な方法に就いては、前述の特願２００４−７６５５号に詳しく説明されているし、本発明の要旨とも関係しないので、詳しい説明は省略する。
【００１３】
前述の特許文献１〜３に記載された様な、従来から知られている転がり軸受ユニットの荷重測定装置にしても、上述の様な先発明に係る転がり軸受ユニットの荷重測定装置にしても、転がり軸受ユニットに加わる荷重を正確に求める為には、次の様な点を留意にする必要がある。
例えば、求めるべき荷重がアキシアル荷重である場合、このアキシアル荷重は、車両の旋回走行に伴う遠心力に基づき、車輪と路面との接触部で発生する摩擦力（グリップ力）により発生する。従って、求めたアキシアル荷重を利用する事で、ＶＳＣ等の各種車両用走行安定装置のフィードフォワード制御が可能になる等、高度の車両の走行安定性確保を図れる。又、求めるべき荷重がラジアル荷重である場合、このラジアル荷重は、車両の静止重量の他、加減速時にこの車両に加わる加減速度（慣性に基づく重心移動）に基づく重量も加わる。そして、上記ラジアル荷重を利用する事でも、高度の車両の走行安定性確保を図れる。
【００１４】
一方、上記転がり軸受ユニット部分に組み込んだ荷重測定装置が測定するアキシアル荷重は、上記グリップ力に基づくものだけでなく、測定手段を設置した部分よりも路面側に存在する部材の質量を合計した合計質量に基づく慣性力の影響を受けたものとなる。
例えば、図４に示した先発明の転がり軸受ユニットの荷重測定装置の場合、ハブ２及びこのハブ２の回転側フランジ３に固定した部材｛車輪（タイヤ＋ホイール）、ブレーキディスク｝等、各転動体９ａ、９ｂよりも路面側に設置されている部材の質量の慣性力も、これら各転動体９ａ、９ｂの接触角を変化させる力として作用する。従って、各公転速度検出用センサ２０ａ、２０ｂの検出信号に基づいて、外輪１とハブ２との間に加わるアキシアル荷重として求められる値は、上記グリップ力に基づくものと上記慣性力に基づくものとを合成（加減）した値になる。
【００１５】
アキシアル荷重を測定して走行状態の安定化を図る可能性のある乗用車の場合、上記アキシアル荷重の測定値の誤差に結び付く部材の質量は、合計でも２０kg程度であり、仮に１０ｍ／ｓ2 の加速度が発生しても、慣性力は０．２ｋＮ程度に止まる。この０．２ｋＮなる値は、車両の走行に伴って加わるアキシアル荷重の最大値である、５〜１０ｋＮ程度の値に比べて遥かに小さい。従って、一般的には、上記慣性力による影響は無視できるが、走行状態安定化に関してより高度の制御を行なうべく、上記アキシアル荷重の測定精度を向上させる場合には問題となる。即ち、この様な場合には、上記慣性力に基づく誤差を補正して、上記アキシアル荷重に関して正確な測定値を求める必要がある。
【００１６】
求めるべき荷重がラジアル荷重である場合も、慣性力が作用する状態、及びこの慣性力が作用する方向は、上記アキシアル荷重の場合とは異なるが、慣性力により誤差が生じる事は、アキシアル荷重の場合と同様である。又、前述の図２〜３に記載した従来の転がり軸受ユニットの荷重測定装置の場合も、測定手段である変位センサ１１（図２の場合）或は荷重センサ１７（図３の場合）よりも路面側に存在する部材の質量に対応する慣性力により、荷重の測定値に誤差を生じる。
【００１７】
【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】特公昭６２−３３６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、測定手段を設置した部分よりも路面側に存在する部材の質量に基づく慣性力に拘らず、転がり軸受ユニットに加わる荷重を正確に求められる転がり軸受ユニットの荷重測定装置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】
【００１９】
本発明の転がり軸受ユニットの荷重測定装置は、前述した従来の、或は先発明の転がり軸受ユニットの荷重測定装置と同様に、外輪相当部材と、内輪相当部材と、複数の転動体と、測定手段と、演算器とを備える。
このうちの外輪相当部材は、内周面に外輪軌道を有する。
又、上記内輪相当部材は、上記外輪相当部材の内径側に、この外輪相当部材と同心に配置されたもので、外周面に内輪軌道を有する。
又、上記各転動体は、この内輪軌道と上記外輪軌道との間に設けられている。
又、上記測定手段は、上記外輪相当部材及び上記内輪相当部材に作用する荷重に基づいて変化する状態量を測定する為のものである。
更に、上記演算器は、上記測定手段から送り出される検出信号に基づいて上記荷重を算出するものである。
特に、本発明の転がり軸受ユニットの荷重測定装置に於いては、上記演算器は、上記測定手段を設置した部分よりも路面側に存在する部材の質量を合計した合計質量に基づく慣性力の影響を排除する為の補正を行なう機能を備えている。
【発明の効果】
【００２０】
上述の様に構成する本発明の転がり軸受ユニットの荷重測定装置によれば、測定手段を設置した部分よりも路面側に存在する部材の質量に基づく慣性力に拘らず、転がり軸受ユニットに加わる荷重を正確に求められる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明を実施する場合に好ましくは、請求項２に記載した様に、測定手段を設置した部分よりも路面側に存在する部材の慣性力を、車体側に設置した加速度センサの検出信号に基づいて推定する。
或は、請求項３に記載した様に、測定手段を設置した部分よりも路面側に存在する部材の慣性力を、懸架装置を構成するばねよりも路面側に存在する部材に設置した加速度センサの検出信号に基づいて推定する。
この様に構成すれば、測定手段を設置した部分よりも路面側に存在する部材の質量に基づく慣性力を容易に把握できる。
尚、請求項２に係る発明の様に車体側に設置した加速度センサを利用する場合には、従来からＶＳＣ等の制御の為に設置していた加速度センサを利用できて、上記慣性力の影響を排除する為に要するコストを低く抑えられる。又、ヨーレイトセンサ、車速、操舵角等の車両情報の総て、或は一部から車体の加速度を推定し、上記車体側に設置した加速度センサの代用としても良い。
これに対して、請求項３に係る発明の様に、懸架装置を構成するばねよりも路面側に存在する部材に設置した加速度センサを利用する場合には、その影響を排除すべき部材に加わる慣性力を正確に求めて、この慣性力に基づく影響を高精度で排除できる。
【００２２】
又、本発明を実施する場合に好ましくは、請求項４に記載した様に、外輪相当部材の内周面に形成された複列の外輪軌道と、内輪相当部材の外周面に形成された複列の内輪軌道との間に、各列毎に複数個ずつの転動体を、各列同士の間で互いに異なる方向の接触角を付与した状態で設け、この接触角を、荷重に基づいて変化する状態量とする。そして、測定手段を、上記各列の転動体の公転速度を検出する、１対の公転速度検出用センサを含んで構成する。又、演算器は、これら両公転速度検出用センサから送り込まれる、上記各列の転動体の公転速度を表す検出信号に基づいて、上記外輪相当部材及び上記内輪相当部材に加わる荷重を算出する。更に、測定手段を設置した部分よりも路面側に存在する部材は、上記各転動体よりも路面側に存在して車輪と共に回転する部材とする。
この様な構成を採用すれば、高価な変位センサや荷重センサを使用せずに低コストで構成できる構造で、車輪と懸架装置との間に加わる荷重を、必要な精度を確保して測定できる。
【００２３】
更に、上述の様な請求項４に係る発明を実施する場合に好ましくは、請求項５に記載した様に、外輪相当部材と内輪相当部材とのうち、使用時に回転する回転輪の回転速度を検出する回転速度検出用センサを備える。そして、上記演算器は、この回転速度を表す検出信号と各列の転動体の公転速度を表す検出信号とに基づいて、上記外輪相当部材及び上記内輪相当部材に加わる荷重を算出する。
この様な構成を採用すれば、回転輪の回転速度が変動する状況でも、車輪と懸架装置との間に加わる荷重を、精度良く求められる。
【実施例】
【００２４】
図１は、車両の足周り部分（懸架装置を介して、車体に対し車輪を回転自在に支持している部分）の模式図である。本発明の特徴は、測定手段を設置した部分よりも路面側に存在する部材の質量に基づく慣性力に拘らず、転がり軸受ユニットに加わる荷重を正確に求められる転がり軸受ユニットの荷重測定装置を実現すべく、上記慣性力の影響を排除する為の補正を行なう点にある。この様な補正は、図示しない演算器を構成するマイクロコンピュータにインストールするソフトウェア中に組み込む数式或はマップで行なう。そして、上記演算器は、複列に配列された転動体９ａ、９ｂの接触角度等、ハブ２等の内輪相当部材と外輪１（図４参照）等の外輪相当部材との間に作用する荷重に基づいて変化する状態量に基づいて、上記補正の為の数式或はマップを勘案しつつ、上記荷重を算出する。転がり軸受ユニットの荷重測定装置として図面に表れる構造は、前述の図４に示した先発明の構造、或は図２〜３に示した従来構造と同様であるから、重複する説明は省略し、以下、上記補正を行なう点に就いて説明する。
【００２５】
車体２５と路面２６との間、即ち、懸架装置及びタイヤを含む車輪を設けた足周り部分は、図１に示す様なモデルとして考える事ができる。上記ハブ２等の内輪相当部材と外輪１（図４参照）等の外輪相当部材との間に作用する荷重に基づいて変化する状態量を検出する為の荷重検出部２７は、上記足周り部分の途中に、荷重の伝達経路に対して直列に設けられている。尚、この荷重検出部２７は、前述の図２に示した従来構造の第１例の場合には、変位センサ１１とセンサリング１２とが、図３に示した従来構造の第２例の場合には荷重センサ１７が、図４に示した先発明の構造の場合には各公転速度検出用センサ２０ａ、２０ｂと各公転速度検出用エンコーダ２３ａ、２３ｂとが、それぞれ相当する。尚、図３に示した従来構造の第２例の場合に、図１に示す荷重検出部27の位置は、ナックル及びリンク等２９と、外輪１等との間となる。
【００２６】
以下、上記図４に示した先発明の構造に本発明を適用した場合に就いて説明する。図２〜３に示した従来構造に適用する場合でも、荷重検出部２７よりも路面２６側に存在する部材が一部異なるが、基本的には、同様に考える事ができる。
上記車体２５及び乗員等、懸架装置の上に存在する、所謂ばね上荷重は、ｍB なる質量を有する。又、このばね上荷重の変位量をｘB とした場合、変位速度はｘB ´、変位加速度はｘB ″となる。
上記車体２５の直下（本明細書で直下とは、荷重の伝達経路に関して、当該部材に隣接して路面２６寄りを意味し、必ずしも当該部材よりも下の意味ではない）には、ダンパ（ショックアブソーバ）及びばねを組み込んだストラット等２８が設けられているが、このストラット等２８は、ｋS なるばね定数と、ｃS なる粘性弾性係数とを有する。
【００２７】
又、上記ストラット等２８と上記荷重検出部２７との間には、このストラット等２８と共に懸架装置を構成するナックル及びリンク等２９と、車輪支持用転がり軸受ユニットのうちの外輪１等とが設けられている。尚、この外輪１等とは、外輪１の他、この外輪１に対し固定された、センサユニット１８及びカバー３０等（図４参照）を言う。これらナックル及びリンク等２９と外輪１等とは、合計でｍ1 なる質量を有する。又、これらナックル及びリンク等２９と外輪１等との変位量をｘU とした場合、変位速度はｘU ´、変位加速度はｘU ″となる。
【００２８】
一方、上記荷重検出部２７と路面２６との間には、上記車輪支持用転がり軸受ユニットのうちのハブ２等と、車輪及びブレーキディスク等３１とが設けられている。尚、このうちのハブ２等には、ハブ２と車輪とを結合するスタッド及びナットを含み、車輪には、ホイール及びタイヤを含む。これらハブ２等と車輪及びブレーキディスク等３１とは、合計でｍ2 なる質量を有する。この質量ｍ2 と上記質量ｍ1 との間に存在する荷重検出部２７は、ストラット等２８の剛性ｋs やタイヤの剛性ｋT と比較して剛性が高いので、質量体ｍ2 の変位量もｘu となる。同様に変位速度はｘU ´、変位加速度はｘU ″となる。
又、上記車輪を構成するタイヤは、ｋT なるばね定数と、ｃT なる粘性弾性係数とを有する。
又、上記タイヤと路面２６との当接部（タイヤの接地面）には、ｆG なる摩擦力（グリップ力）が加わる。
更に、上記タイヤの接地面の変位量をｘT とした場合、変位速度はｘT ´、変位加速度はｘT ″となる。尚、ｘ0 は、路面２６の変位（高さの変化量）である。
【００２９】
上述の様なモデルで考えた場合、前記荷重検出部２７には、車体２５側（上側）からの力と、路面２６側（下側）からの力とが、等しく作用している。但し、車両の走行状態安定化の為に必要な荷重、即ち、検出対象は、路面２６側（下側）からの力である。
この様な路面２６側（下側）からの力Ｆ（車輪支持用転がり軸受ユニットに加わるアキシアル荷重）は、次の（１）式で表される。
Ｆ＝ｍ2 ・ｘU ″＋ｃT ・（ｘU ´−ｘT ´）＋ｋT ・（ｘU −ｘT ）
＝ｍ2 ・ｘU ″＋ｆG   −−−  （１）
【００３０】
車の走行安定性を確保すべく、上記荷重検出部２７から送り出される検出信号に基づいて得ようとする、上記グリップ力は、上記（１）式中のｆG である。前述した通り、ｍ2 ・ｘU ″≪ｆG であるが、このグリップ力ｆG の測定精度を向上させる為には、上記荷重検出部２７からの検出信号に基づいて求められる力Ｆから、上記ｍ2 ・ｘU ″を取り除く必要がある。このうちのｍ2 は、上記ハブ２等と車輪及びブレーキディスク等３１との合計質量であり、予め把握できる。又、ｘU ″は、ばね下荷重である、これらハブ２等と車輪及びブレーキディスク等３１と（合計質量ｍ2 ）の加速度であり、測定可能である。例えば、ナックル１３（図５参照）、外輪１に固定したカバー３０（図４参照）等、ばね下に設けられて回転しない部材の一部に加速度センサを設置する事で、上記加速度ｘU ″を求められる。この様にして求めた加速度ｘU ″と、上記予め分かっている質量ｍ2 との積を、上記検出信号に基づいて求められる力Ｆから減ずれば、上記グリップ力ｆG を精度良く求められる。尚、車体２５側に設置した加速度センサ出力値をこの加速度ｘU ″の代用値として使用しても、過渡的な特別な現象を除いて、上記力Ｆから上記ｍ2 ・ｘU ″を除去し、上記クリップ力ｆG を精度良く求められる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明を説明する為の、車両の足周り部分の模式図。
【図２】従来から知られている、ラジアル荷重測定用のセンサを組み込んだ転がり軸受ユニットの断面図。
【図３】従来から知られている、アキシアル荷重測定用のセンサを組み込んだ転がり軸受ユニットの断面図。
【図４】先発明に係る転がり軸受ユニットの荷重測定装置の断面図。
【符号の説明】
【００３２】
１、１ａ  外輪
２、２ａ  ハブ
３、３ａ  回転側フランジ
４    ハブ本体
５    ナット
６    内輪
７    外輪軌道
８    内輪軌道
９ａ、９ｂ  転動体
１０、１０ａ  取付孔
１１    変位センサ
１２    センサリング
１３    ナックル
１４    固定側フランジ
１５    ボルト
１６    ねじ孔
１７    荷重センサ
１８    センサユニット
１９    先端部
２０ａ、２０ｂ  公転速度検出用センサ
２１    回転速度検出用センサ
２２ａ、２２ｂ  保持器
２３ａ、２３ｂ  公転速度検出用エンコーダ
２４    回転速度検出用エンコーダ
２５    車体
２６    路面
２７    荷重検出部
２８    ストラット等
２９    ナックル及びリンク等
３０    カバー
３１    車輪及びブレーキディスク等
【図１】
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【図２】
2005207786.tif 000004
【図３】
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【図４】
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