(57)【要約】【課題】 センサを取り付けるに際し、ハブユニットにおける逆磁歪効果または変位量が大きくなる箇所を特定することにより、センサの取付け位置を適正化し、これにより、センサを使用してタイヤ接地荷重を精度よく求めることができるようにするとともに、左右方向タイヤ接地荷重だけを取り出して求めることも可能としたセンサ付きハブユニットを提供する。【解決手段】  センサ付きハブユニットは、車体側軌道部材3、車輪側軌道部材4および二列の転動体5を有するハブユニット1と、センサ装置2とを備えている。センサ装置2は、逆磁歪効果を検知する磁歪センサ8を有し、磁歪センサ8は、車輪側軌道部材4の内輪17の最上部における引張り歪みを測定可能なように、車体側軌道部材3に取り付けられている。磁歪センサ8の出力から左右方向タイヤ接地荷重が検出される。【選択図】    図１
2005076700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体側に固定される車体側軌道部材、車輪取付け用のフランジを有する内軸および内軸に嵌められた内輪を有し車輪が取り付けられる車輪側軌道部材、ならびに両軌道部材の間に配置された二列の転動体を有するハブユニットと、センサ装置とを備えているセンサ付きハブユニットにおいて、
センサ装置は、逆磁歪効果を検知する磁歪センサを有し、磁歪センサは、内輪の最上部における引張り歪みおよび車体側軌道部材の最下部における圧縮歪みのいずれか一方を測定可能なように、車体側軌道部材に取り付けられ、磁歪センサの出力から左右方向タイヤ接地荷重が検出されることを特徴とするセンサ付きハブユニット。
【請求項２】
磁歪センサは、内輪の軸方向の引張り歪みを測定可能なように、内輪の肩部端面に臨まされている請求項１のセンサ付きハブユニット。
【請求項３】
磁歪センサは、内輪の径方向の引張り歪みを測定可能なように、内輪の肩部外周面に臨まされている請求項１のセンサ付きハブユニット。
【請求項４】
磁歪センサは、車体側軌道部材に径方向外方から臨まされている請求項１のセンサ付きハブユニット。
【請求項５】
車体側に固定される車体側軌道部材、車輪取付け用のフランジを有する内軸および内軸に嵌められた内輪を有し車輪が取り付けられる車輪側軌道部材、ならびに両軌道部材の間に配置された二列の転動体を有するハブユニットと、センサ装置とを備えているセンサ付きハブユニットにおいて、
センサ装置は、変位センサを有し、変位センサは、内輪および車体側軌道部材のいずれか一方の最上部または最下部における変位を測定可能なように、車体側軌道部材に取り付けられ、変位センサの出力から左右方向タイヤ接地荷重が検出されることを特徴とするセンサ付きハブユニット。
【請求項６】
変位センサは、内輪の径方向の変位を測定可能なように、内輪の肩部端面に臨まされている請求項５のセンサ付きハブユニット。
【請求項７】
変位センサは、車体側軌道部材に径方向外方から臨まされている請求項５のセンサ付きハブユニット。
【請求項８】
変位センサは、車体側軌道部材のフランジに軸方向内方から臨まされている請求項５のセンサ付きハブユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車を構成するハブユニットと自動車の各種情報を検出するセンサ装置とが一体化されたセンサ付きハブユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車においては、その制御を行うために種々の情報が必要であることから、車体側に固定される車体側軌道部材、車輪が取り付けられる車輪側軌道部材、および両部材の間に配置された二列の転動体を有するハブユニットに、センサ装置を設けることが提案されている。例えば、特許文献１には、車体側軌道部材の内端面に環状の支持部材を取り付け、この環状支持部材に歪みセンサを貼り付けたセンサ付きハブユニットが開示されている。
【０００３】
近年、自動車の制御手段として、ＡＢＳ制御（アンチロックブレーキシステム）に加えて、発進時や加速時に駆動輪をスピンさせない駆動力制御やコーナリング時の横滑りを抑制するブレーキ力制御などが実施されているが、より精度のよい制御を行うために、これらの制御に有効に使用できるデータの検出が重要となっている。このような実情に鑑み、本発明者らは、タイヤ（車輪）にかかる接地荷重を精度よく測定して、車両制御の向上を図るという課題を創出した。
【０００４】
これに対し、特許文献１のセンサ付きハブユニットでは、環状支持部材の歪みを測定するものであるので、この歪みからタイヤ接地荷重を求める場合に、誤差が大きくなり、歪みセンサの測定値から精度よくタイヤ接地荷重を得ることができないという問題があった。そこで、本発明者は、磁歪センサを利用してタイヤ接地荷重を精度よく求めることを提案した（特許文献２）。
【特許文献１】特開平３−２０９０１６号公報
【特許文献２】特願２００２−１４２４１７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献２のセンサ付きハブユニットによると、磁歪センサを取り付ける箇所が適切である場合には、期待通りの効果が得られるが、磁歪センサを取り付ける箇所が不適切であると、検知される逆磁歪効果が小さくなり、その結果、得られるタイヤ接地荷重の誤差が大きくなることがあった。また、車両制御に好適なデータとして、タイヤ接地荷重のうち左右方向成分だけを取り出すことが要望されているが、磁歪センサを取り付ける箇所が不適切であると、この左右方向タイヤ接地荷重を精度よく求めることができないという問題もあった。
【０００６】
この発明の目的は、センサ（磁歪センサだけでなく、変位センサを含む）を取り付けるに際し、ハブユニットにおける逆磁歪効果または変位量が大きくなる箇所を特定することにより、センサの取付け位置を適正化し、これにより、センサを使用してタイヤ接地荷重を精度よく求めることができるようにするとともに、左右方向タイヤ接地荷重だけを取り出して求めることも可能としたセンサ付きハブユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明によるセンサ付きハブユニットは、車体側に固定される車体側軌道部材、車輪取付け用のフランジを有する内軸および内軸に嵌められた内輪を有し車輪が取り付けられる車輪側軌道部材、ならびに両軌道部材の間に配置された二列の転動体を有するハブユニットと、センサ装置とを備えているセンサ付きハブユニットにおいて、センサ装置は、逆磁歪効果を検知する磁歪センサを有し、磁歪センサは、内輪の最上部における引張り歪みおよび車体側軌道部材の最下部における圧縮歪みのいずれか一方を測定可能なように、車体側軌道部材に取り付けられ、磁歪センサの出力から左右方向タイヤ接地荷重が検出されることを特徴とするものである。
【０００８】
磁歪センサは、逆磁歪効果（物質が歪むあるいは変形すると磁力が現れる現象）を計測するセンサであり、磁歪センサとしては、例えば、透磁率の高い磁性線に高周波電流を印加したときの磁性線両端間のインピーダンスが外部磁場によって変化する電磁気現象を利用して外部磁場を計測する磁気インピーダンスセンサ（ＭＩセンサ）、インピーダンスが応力により変化することを利用した応力インピーダンスセンサ（ＳＩセンサ）などが挙げられる。
【０００９】
走行する車両の速度変化や姿勢変化に伴って、各タイヤに掛かる接地荷重が変動するが、この際、転動体が車輪側軌道部材および車体側軌道部材に及ぼす力がタイヤ接地荷重に応じて変化する。この力の変化は、転動体近傍の車輪側軌道部材および車体側軌道部材の歪み変動量として現れ、歪みの変動量を磁歪センサで検知して逆算することにより、タイヤ接地荷重の変動量を求めることができる。
【００１０】
タイヤに接地荷重が作用すると、ハブユニット各部には圧縮または引張りの歪みが生じる。通常、ハブユニットの二列の転動体間の中央を通る鉛直線は、タイヤの中心を通る鉛直線よりも軸方向外側にあり、内軸および内輪からなる車輪側軌道部材を有しているハブユニットでは、車体側に近い内輪に相対的に大きな歪みが生じる。この内輪の歪みは、接地中心の反対側である最上部において最大となる引張り方向の歪みとなる。したがって、この内輪の引張り歪みを検知するように磁歪センサを配置することにより、より大きな逆磁歪効果を検知することができる。しかも、この引張り方向の歪みを検知して得られる磁歪センサの出力は、左右方向タイヤ接地荷重との相関が極めて高く、したがって、センサ出力と左右方向タイヤ接地荷重との関係式を予め求めておくことにより、内輪の引張り方向の歪みから左右方向タイヤ接地荷重を求めることができる。
【００１１】
同様に、ハブユニットの車体側軌道部材では、転動体間の中央を通る鉛直線の近傍で相対的に大きな歪みが生じ、この車体側軌道部材の歪みは、接地中心に近い側である最下部において最大となる圧縮方向の歪みとなる。したがって、この車体側軌道部材の圧縮歪みを検知するように磁歪センサを配置することにより、より大きな逆磁歪効果を検知することができる。しかも、この圧縮方向の歪みを検知して得られる磁歪センサの出力は、左右方向タイヤ接地荷重との相関が極めて高く、したがって、センサ出力と左右方向タイヤ接地荷重との関係式を予め求めておくことにより、車体側軌道部材の圧縮方向の歪みから左右方向タイヤ接地荷重を求めることができる。
【００１２】
磁歪センサは、内輪の軸方向の引張り歪みを測定可能なように、内輪の肩部端面に臨まされていることがあり、また、磁歪センサは、内輪の径方向の引張り歪みを測定可能なように、内輪の肩部外周面に臨まされていることがある。いずれの場合でも、引張り歪みの方向に対してこれと同じ方向から逆磁歪効果を測定することができ、磁歪センサの最大感度での測定が可能となる。
【００１３】
車体側軌道部材の圧縮歪みを測定する磁歪センサは、車体側軌道部材に径方向外方から臨まされていることが好ましい。圧縮歪みの方向（軸方向）に対して径方向すなわち圧縮歪みと直交する方向から逆磁歪効果を測定することにより、磁歪センサの最大感度での測定が可能となる。
【００１４】
第２の発明によるセンサ付きハブユニットは、車体側に固定される車体側軌道部材、車輪取付け用のフランジを有する内軸および内軸に嵌められた内輪を有し車輪が取り付けられる車輪側軌道部材、ならびに両軌道部材の間に配置された二列の転動体を有するハブユニットと、センサ装置とを備えているセンサ付きハブユニットにおいて、センサ装置は、変位センサを有し、変位センサは、内輪および車体側軌道部材のいずれか一方の最上部または最下部における変位を測定可能なように、車体側軌道部材に取り付けられ、変位センサの出力から左右方向タイヤ接地荷重が検出されることを特徴とするものである。
【００１５】
変位センサとしては、渦電流式のもの、レーザー式のもの、ＰＳＤを使用した光学式のもの、超音波式のもの、磁気式のもの、磁歪式のものなどのいずれであってもよく、また、非接触式でなく接触式であってもよい。
【００１６】
走行する車両の速度変化や姿勢変化に伴って、各タイヤに掛かる接地荷重が変動するが、この際、車輪側軌道部材（特に内輪）および車体側軌道部材の変位がタイヤ接地荷重に応じて変化する。この変位の変化を変位センサで検知して逆算することにより、タイヤ接地荷重の変動量を求めることができる。
【００１７】
タイヤに接地荷重が作用すると、ハブユニット各部には圧縮または引張りの歪みが生じる。通常、ハブユニットの二列の転動体間の中央を通る鉛直線は、タイヤの中心を通る鉛直線よりも軸方向外側にあり、内軸および内輪からなる車輪側軌道部材を有しているハブユニットでは、車体側に近い内輪に相対的に大きな歪み（変位）が生じる。この内輪の変位は、接地中心の反対側である最上部および接地中心側の最下部において最大となる。したがって、この内輪の最上部または最下部における変位を検知するように変位センサを配置することにより、より大きな変位を検知することができる。しかも、この変位を検知して得られる変位センサの出力は、左右方向タイヤ接地荷重との相関が極めて高く、したがって、センサ出力と左右方向タイヤ接地荷重との関係式を予め求めておくことにより、内輪の変位から左右方向タイヤ接地荷重を求めることができる。
【００１８】
同様に、ハブユニットの車体側軌道部材では、転動体間の中央を通る鉛直線の近傍で相対的に大きな歪みが生じ、この車体側軌道部材の歪みは、接地中心に近い側である最下部において圧縮方向の最大歪みとなり、接地中心に遠い側である最上部において引張り方向の最大歪みとなる。したがって、車体側軌道部材の転動体間近傍の径方向の変位を検知するように変位センサを配置することにより、より大きな変位を検知することができる。また、車体側軌道部材のフランジでは、最下部および最上部において軸方向の変位が最大となる。したがって、車体側軌道部材の最下部および最上部におけるフランジの軸方向の変位を検知するように変位センサを配置することにより、より大きな変位を検知することができる。
【００１９】
しかも、車体側軌道部材の上記各変位を検知して得られる変位センサの出力は、左右方向タイヤ接地荷重との相関が極めて高く、したがって、センサ出力と左右方向タイヤ接地荷重との関係式を予め求めておくことにより、変位から左右方向タイヤ接地荷重を求めることができる。
【００２０】
第２の発明によるセンサ付きハブユニットにおいて、変位センサは、内輪の径方向の変位を測定可能なように、内輪の肩部端面に臨まされていることがあり、変位センサは、車体側軌道部材に径方向外方から臨まされていることがあり、変位センサは、車体側軌道部材のフランジに軸方向内方から臨まされていることがある。いずれの場合でも、変位センサは、大きな変位を検知することができる。
【発明の効果】
【００２１】
第１の発明のセンサ付きハブユニットによると、磁歪センサが転動体近傍の内輪の最上部での引張り歪みまたは車体側軌道部材の最下部での圧縮歪みに伴う逆磁歪効果を検出するので、逆磁歪効果が大きい箇所での測定となり、したがって、タイヤ接地荷重を精度よく検出することができる。こうして得られたタイヤ接地荷重は、ＡＢＳ制御におけるスリップ率の代替えデータとして使用されるほか、駆動力制御やブレーキ力制御などにおいて使用され、車両制御の精度向上に資することができる。しかも、内輪の引張り歪みおよび車体側軌道部材の圧縮歪みのいずれを検知する場合でも、磁歪センサの出力は、左右方向タイヤ接地荷重との相関が極めて高く、したがって、圧縮方向の歪みから左右方向タイヤ接地荷重を求めることができる。こうして、得られた左右方向タイヤ接地荷重は、車両旋回時等の制御に重要なデータとなり、車輪がスリップを起こす前の制御が可能となる。
【００２２】
第２の発明のセンサ付きハブユニットによると、変位センサが内輪または車体側軌道部材の最大変位量部分の変位を検出するので、変位が大きい箇所での測定となり、したがって、タイヤ接地荷重を精度よく検出することができる。こうして得られたタイヤ接地荷重は、ＡＢＳ制御におけるスリップ率の代替えデータとして使用されるほか、駆動力制御やブレーキ力制御などにおいて使用され、車両制御の精度向上に資することができる。しかも、内輪および車体側軌道部材の変位のいずれを検知する場合でも、変位センサの出力は、左右方向タイヤ接地荷重との相関が極めて高く、したがって、変位から左右方向タイヤ接地荷重を求めることができる。こうして、得られた左右方向タイヤ接地荷重は、車両旋回時等の制御に重要なデータとなり、車輪がスリップを起こす前の制御が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。
【００２４】
図１は、第１の発明のセンサ付きハブユニットの第１実施形態を示している。以下の説明において、左右は図１の左右をいうものとする。なお、左が車両の内側に、右が車両の外側となっている。
【００２５】
このセンサ付きハブユニットは、ハブユニット(1)と、その回転およびタイヤ接地荷重を検出するセンサ装置(2)とを備えている。
【００２６】
ハブユニット(1)は、車体側に固定される車体側軌道部材(3)、車輪が取り付けられる車輪側軌道部材(4)、両部材(3)(4)の間に２列に配置された複数の転動体である玉(5)、および各列の玉(5)をそれぞれ保持する保持器(6)を備えている。
【００２７】
車体側軌道部材(3)は、軸受の外輪（固定輪）機能を有しているもので、内周面に２列の外輪軌道が形成されている円筒部(12)と、円筒部(12)の左端部近くに設けられて懸架装置（車体）にボルトで取り付けられるフランジ部(13)とを有している。
【００２８】
車輪側軌道部材(4)は、第１の軌道溝(15a)を有する大径部(15)および第１の軌道溝(15a)の径よりも小さい外径を有する小径部(16)を有している内軸(14)と、内軸(14)の小径部(16)外径に嵌め止められて右面が内軸(14)の大径部(15)左面に密接させられている内輪(17)とからなる。内軸(14)の右端近くには、車輪を取り付けるための複数のボルト(19)が固定されたフランジ部(18)が設けられている。内輪(17)の右部には、内軸(14)の軌道溝(15a)と並列するように、軌道溝(17a)が形成されており、内輪(17)の左部に肩部(17b)が形成されている。車体側軌道部材(3)の右端部と内軸(14)との間には、シール装置(20)が設けられている。内軸(14)の小径部(16)の左端部には、おねじ部が設けられており、このおねじ部にねじ合わされたナット(21)によって、内輪(17)が内軸(14)に固定されている。車体側軌道部材(3)の左端部には、カバー(22)が被せ止められている。
【００２９】
センサ装置(2)は、車体側軌道部材(3)に取り付けられた支持部材(7)と、支持部材(7)に取り付けられた磁歪センサ(8)と、磁歪センサ(8)の出力を処理する処理手段（図示略）とを備えている。そして、磁歪センサ(8)は、磁気インピーダンスセンサとされており、そのセンシング面は、車輪側軌道部材(4)の内輪(17)の最上部の左端面における引張り歪みを測定するように、内輪(17)の最上部左端面に径方向外方から臨まされている。
【００３０】
タイヤに接地荷重（ラジアル荷重およびアキシアル荷重）が作用すると、ハブユニット(1)各部には圧縮または引張りの歪みが生じる。通常、ハブユニット(1)の二列の玉(5)間の中央を通る鉛直線(C)は、タイヤの中心(O)を通る鉛直線よりも軸方向外側にあり、内軸(14)および内輪(17)からなる車輪側軌道部材(4)を有している上記のハブユニット(1)では、車体側に近い内輪(17)に相対的に大きな歪みが生じる。この内輪(17)の歪みは、接地中心の反対側である最上部において最大となる引張り方向の歪みとなる。磁歪センサ(8)は、圧縮歪みに対しては、これに直交する方向から、また、引張り歪みに対しては、これと同じ方向から臨まされたときに最大の感度を示す。したがって、図１に示すように、この内輪(17)の左端面の引張り歪みを検知するように、磁歪センサ(8)を内輪肩部(17b)の最上部のすぐ外方に配置することにより、大きな逆磁歪効果が検知される。
【００３１】
図３は、上記の引張り方向の歪みを検知して得られる磁歪センサの出力と左右方向タイヤ接地荷重との関係を調査した結果を示す。同図に示すように、歪み（ＭＩ出力電圧変化量）と横Ｇ（左右方向タイヤ接地荷重）とは、直線関係にあり、したがって、センサ出力と左右方向タイヤ接地荷重との関係式（ｙ＝ａｘ＋ｂにおけるａとｂ）を予め求めておくことにより、内輪(17)の径方向引張り歪みから左右方向タイヤ接地荷重を求めることができる。
【００３２】
図２は、第１の発明のセンサ付きハブユニットの第２実施形態を示している。この第２実施形態のセンサ付きハブユニットは、センサ装置の構成が第１実施形態のものと異なっており、以下の説明においては、同じ構成には同じ符号を付しその説明を省略する。
【００３３】
第２実施形態のセンサ付きハブユニットのセンサ装置(2)は、車体側軌道部材(3)に取り付けられた支持部材(7)と、支持部材(7)に取り付けられた磁歪センサ(9)と、磁歪センサ(9)の出力を処理する処理手段（図示略）とを備えている。そして、磁歪センサ(9)は、磁気インピーダンスセンサとされており、そのセンシング面は、車輪側軌道部材(4)の内輪(17)の最上部の外周面における引張り歪みを測定するように、車輪側軌道部材(4)の内輪肩部(17b)の最上部の左端面に軸方向左方から臨まされている。こうして、内輪(17)の軸方向引張り歪みを検知するように、磁歪センサ(9)を内輪肩部(17b)の最上部のすぐ左方に配置することにより、大きな逆磁歪効果が検知される。
【００３４】
上記の引張り方向の歪みを検知して得られる磁歪センサの出力と左右方向タイヤ接地荷重との関係は、図３と同様で、歪み（ＭＩ出力電圧変化量）と横Ｇ（左右方向タイヤ接地荷重）とは、直線関係にあり、したがって、センサ出力と左右方向タイヤ接地荷重との関係式（ｙ＝ａｘ＋ｂにおけるａとｂ）を予め求めておくことにより、内輪(17)の軸方向引張り歪みから左右方向タイヤ接地荷重を求めることができる。
【００３５】
図４は、第１の発明のセンサ付きハブユニットの第３実施形態を示している。この第３実施形態のセンサ付きハブユニットは、センサ装置の構成が第１実施形態のものと異なっており、以下の説明においては、第１実施形態と同じ構成には同じ符号を付しその説明を省略する。
【００３６】
センサ装置(2)は、車体側軌道部材(3)に取り付けられた支持部材(7)と、支持部材(7)に取り付けられた磁歪センサ(10)と、磁歪センサ(10)の出力を処理する処理手段（図示略）とを備えている。そして、磁歪センサ(10)は、磁気インピーダンスセンサとされており、そのセンシング面は、車体側軌道部材(3)の最下部の外周面に径方向外方から臨まされている。
【００３７】
タイヤに接地荷重（ラジアル荷重およびアキシアル荷重）が作用すると、ハブユニット(1)各部には圧縮または引張りの歪みが生じる。通常、ハブユニット(1)の二列の玉(5)間の中央を通る鉛直線(C)は、タイヤの中心(O)を通る鉛直線よりも軸方向外側にあり、ハブユニット(1)の車体側軌道部材(3)では、２列の玉(5)間の中央を通る鉛直線の近傍で相対的に大きな歪みが生じる。この車体側軌道部材(3)の歪みは、接地中心側である最下部において最大となる圧縮方向の歪みとなり、また、接地中心の反対側である最上部においは、引張り方向で最大の歪みとなる。磁歪センサ(10)は、圧縮歪みに対しては、これに直交する方向から、また、引張り歪みに対しては、これと同じ方向から臨まされたときに最大の感度を示す。したがって、図４に示すように、この車体側軌道部材(3)の軸方向圧縮歪みを検知するように、磁歪センサ(10)を車体側軌道部材(3)の玉近傍部の外周面のすぐ外方に配置することにより、大きな逆磁歪効果が検知される。
【００３８】
図５は、上記の圧縮方向の歪みを検知して得られる磁歪センサの出力と左右方向タイヤ接地荷重との関係を調査した結果を示す。同図に示すように、歪み（ＭＩ出力電圧変化量）と横Ｇ（左右方向タイヤ接地荷重）とは、直線関係にあり、したがって、センサ出力と左右方向タイヤ接地荷重との関係式（ｙ＝ａｘ＋ｂにおけるａとｂ）を予め求めておくことにより、車体側軌道部材(3)の圧縮方向歪みから左右方向タイヤ接地荷重を求めることができる。
【００３９】
なお、第３実施形態において、磁歪センサ(10)は、左列の玉(5)の近傍に臨まされているが、この位置と二列の玉(5)間の中央を通る鉛直線(C)を介して対称位置となる右列の玉(5)の近傍位置に磁歪センサ(10)を設けても上記と同様の効果を得ることができる。
【００４０】
また、各実施形態において磁歪センサ(8)(9)(10)を支持する支持部材(7)については、取付け位置およびその形状は特に限定されるものではない。
【００４１】
上記第１から第３までの各実施形態において、車体側軌道部材(3)および車輪側軌道部材(4)は、鉄系磁性体である機械構造用炭素鋼（Ｓ５５Ｃ）製、転動部材(5)は、高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）またはセラミックス製、保持器(6)は、樹脂製（ポリアミド６６）とされている。ここで、転動部材(5)をセラミックス製とする場合、車体側軌道部材(3)および車輪側軌道部材(4)が磁性を有しているのに対し、転動部材(5)および保持器(6)が非磁性材料によって形成されていることから、内輪(17)および内軸(14)の回転に伴ってこれらが磁歪センサ(8)(9)(10)に対し近づいたり遠ざかったりしても、内輪(17)の肩部(17b)近傍および車体側軌道部材(3)の玉近傍部の磁場には影響を及ぼさないため、玉(5)および保持器(6)の回転に起因する誤差（ノイズ）が生じず、高感度の磁歪センサ(8)(9)(10)が検知するデータに含まれる誤差を非常に小さくすることができる。こうして、このセンサ付きハブユニットによると、磁歪センサ(8)(9)(10)によって、ハブユニット(1)の回転（回転数、回転速度、回転角度など）が求められるとともに、ハブユニット(1)にかかる力が精度よく検出される。
【００４２】
次いで、第２の発明によるセンサ付きハブユニットについて説明する。
【００４３】
第２の発明のセンサ付きハブユニットの第１実施形態を図６に示す。この実施形態では、図１ではセンサが磁歪センサ(8)とされているのに対し、磁歪センサに代えて変位センサ(11)が使用されている。そして、この変位センサ(11)により、内輪(17)肩部(17b)の外周面の径方向変位が検知されるようになされている。なお、図６において、センサ(11)以外は、図１に示したものと同じであり、同じ構成には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００４４】
図７は、上記の径方向の変位を検知して得られる変位センサ(11)の出力と左右方向タイヤ接地荷重との関係を調査した結果を示す。同図に示すように、変位と横Ｇ（左右方向タイヤ接地荷重）とは、直線関係にあり、したがって、センサ出力と左右方向タイヤ接地荷重との関係式（ｙ＝ａｘ＋ｂにおけるａとｂ）を予め求めておくことにより、内輪肩部の径方向の変位から左右方向タイヤ接地荷重を求めることができる。
【００４５】
なお、第２の発明のセンサ付きハブユニットの第１実施形態においては、変位センサ(11)を図６に示した位置から１８０°ずらし、最下部における内輪(17)肩部(17b)の外周面の変位を測定するようにしてもよく、この場合でも上記と同様の効果を得ることができる。
【００４６】
第２の発明のセンサ付きハブユニットの第２実施形態は、図４における磁歪センサ(10)を変位センサに置き換え、この変位センサにより、車体側軌道部材(3)の外周面の径方向変位を検知するようになされたものである。センサの内部構造は異なるが、この実施形態の図は、図４と同じであるので、その図示は省略する。
【００４７】
図９は、上記の車体側軌道部材(3)の径方向の変位を検知して得られる変位センサの出力と左右方向タイヤ接地荷重との関係を調査した結果を示す。同図に示すように、変位と横Ｇ（左右方向タイヤ接地荷重）とは、直線関係にあり、したがって、センサ出力と左右方向タイヤ接地荷重との関係式（ｙ＝ａｘ＋ｂにおけるａとｂ）を予め求めておくことにより、車体側軌道部材の径方向の変位から左右方向タイヤ接地荷重を求めることができる。
【００４８】
図８は、第２の発明のセンサ付きハブユニットの第３実施形態を示す。この第３実施形態のセンサ付きハブユニットは、変位センサ(11)により、車体側軌道部材(3)のフランジ(18)の軸方向変位を検知するようになされたものである。図８において、図６に示した第１実施形態と同じ構成には同じ符号を付しその説明を省略する。
【００４９】
センサ装置(2)は、車体側軌道部材(3)に取り付けられた支持部材(7)と、支持部材(7)に取り付けられた変位センサ(11)と、変位センサ(11)の出力を処理する処理手段（図示略）とを備えている。そして、変位センサ(11)は、車体側軌道部材(3)のフランジ(18)の左側面に軸方向内方（左方）から臨まされている。
【００５０】
第３実施形態における変位センサ(11)の出力と左右方向タイヤ接地荷重との関係は、図９と同様であり、したがって、センサ出力と左右方向タイヤ接地荷重との関係式（ｙ＝ａｘ＋ｂにおけるａとｂ）を予め求めておくことにより、車体側軌道部材(3)のフランジ(18)の軸方向変位から左右方向タイヤ接地荷重を求めることができる。
【００５１】
なお、第２の発明のセンサ付きハブユニットの第２および第３実施形態においては、変位センサ(11)を図示した位置から１８０°ずらして、最上部における車体側軌道部材(3)の外径またはフランジ(18)の変位を測定してもよく、この場合でも上記と同様の効果を得ることができる。
【００５２】
また、各実施形態において変位センサ(11)を支持する支持部材(7)については、取付け位置およびその形状は特に限定されるものではないが、支持部材(7)の基部は、車体側軌道部材(3)の車体に固定される部分近傍に固定されることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】第１の発明によるセンサ付きハブユニットの第１実施形態を示す縦断面図である。
【図２】第１の発明によるセンサ付きハブユニットの第２実施形態を示す縦断面図である。
【図３】第１の発明の第１および第２実施形態における磁歪センサの出力と横Ｇとの関係を示すグラフである。
【図４】第１の発明によるセンサ付きハブユニットの第３実施形態を示す縦断面図である。
【図５】第１の発明の第３実施形態における磁歪センサの出力と横Ｇとの関係を示すグラフである。
【図６】第２の発明によるセンサ付きハブユニットの第１実施形態を示す縦断面図である。
【図７】第２の発明の第１実施形態における変位センサの出力と横Ｇとの関係を示すグラフである。
【図８】第２の発明によるセンサ付きハブユニットの第３実施形態を示す縦断面図である。
【図９】第２の発明の第２および第３実施形態における変位センサの出力と横Ｇとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５４】
(1)         ハブユニット
(2)         センサ装置
(3)         車体側軌道部材
(4)         車輪側軌道部材
(5)         玉（転動体）
(8)         径方向引張り歪み測定用磁歪センサ
(9)         軸方向引張り歪み測定用磁歪センサ
(10)        軸方向圧縮歪み測定用磁歪センサ
(11)        変位センサ
(17)        内輪
(17b)       内輪肩部
【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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