(57)【要約】【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て、車輪にかかる荷重を検出でき、量産時のコストが安価とな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の間に複列の転動体３を介在させた車輪用軸受において、センサユニット２１を取付ける。センサユニット２１は、固定側部材である外方部材１の内周面に取付けられるリング部材２２と、このリング部材２２の歪みを測定する複数の歪みセンサ２３とでなる。このリング部材２２は、密封手段７と一体とされ、密封手段７の芯金を兼ねる。なお、内方部材が固定側部材である場合は、内方部材に前記リングを取付ける。【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、前記外方部材と内方部材間の端部を密封する密封手段とを備え、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、
リング部材を、前記外方部材および内方部材のうちの固定側部材の周面に取付け、このリング部材の歪みを測定する複数の歪みセンサをこのリング部材に取付け、このリング部材に前記密封手段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、前記固定側部材が外方部材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、前記リング部材の横断面形状を、固定側部材の周面に対してそれぞれ接触、非接触となる接触リング部分および非接触リング部分を有し、非接触リング部分のうち、接触リング部分から遠い部位が他の部位よりも肉厚の厚い厚肉部となる形状とし、前記リング部材における前記接触リング部分と厚肉部との間に、このリング部材の軸方向の歪みを測定するセンサを配置したセンサ付車輪用軸受。
【請求項４】
請求項１または請求項２において、前記リング部材の横断面形状を、固定側部材の周面に対してそれぞれ接触、非接触となる接触リング部分および非接触リング部分を有し、非接触リング部分のうち、接触リング部分から遠い部位にフランジ部を設け、前記リング部材における前記接触リング部分と前記フランジ部との間に、このリング部材の軸方向の歪みを測定するセンサを設けたセンサ付車輪用軸受。
【請求項５】
請求項１または請求項２において、前記リング部材の横断面形状を、互いに軸方向に離れて固定側部材に接触する一対の接触リング部分と、これら接触リング部分間に繋がり固定側部材と接触しない非接触リング部分とを有する形状とし、前記非接触リング部分を接触リング部分よりも肉厚が薄いものとし、前記非接触リング部分に、リング部材の軸方向歪みを測定するセンサを設けたセンサ付車輪用軸受。
【請求項６】
請求項１または請求項２において、前記リング部材の横断面形状を、互いに軸方向に離れて固定側部材に接触する一対の接触リング部分と、これら接触リング部分間に繋がり固定側部材と接触しない非接触リング部分とを有する形状とし、いずれか片方の接触リング部分をもう片方の接触リング部分および非接触リング部分よりも肉厚が薄いものとし、この肉厚を薄くした接触リング部分に、リング部材の曲げ歪みを測定するセンサ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ゲージを貼り付け、歪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。そのため特許文献１のように外輪に歪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。
【０００７】
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て、車輪にかかる荷重を検出でき、量産時のコストが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】
【０００８】
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、前記外方部材と内方部材間の端部を密封する密封手段とを備え、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、リング部材を、前記外方部材および内方部材のうちの固定側部材の周面に取付け、このリング部材の歪みを測定する複数の歪みセンサをこのリング部材に取付け、このリング部材に前記密封手段を設けたことを特徴とする。例えば、外方部材が固定側部材、内方部材が回転側部材の場合、外方部材に前記リング部材を取付ける。
【０００９】
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、その変形はリング部材に歪みをもたらす。リング部材に設けられた歪みセンサは、リング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ミュレーションで求めておけば、歪みセンサの出力から車輪にかかる荷重等を検出することができる。すなわち、前記歪みセンサの出力によって、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、または車輪用軸受の予圧量を推定することができる。また、この検出した荷重等を自動車の車両制御に使用することが出来る。
このセンサ付車輪用軸受は、固定側部材の周面に取付けられるリング部材に歪みセンサを取付けるので、車両にコンパクトに荷重センサを設置できる。リング部材は、固定側部材に取付けられる簡易な部品であるため、これに歪みセンサを取付けることで、量産性に優れたものとでき、コスト低下が図れる。
さらに、このリング部材に密封手段を設けているから、密封手段の芯金をリング部材が兼ね、そのためセンサ付車輪用軸受を軸方向にコンパクトにでき、かつ安価にシール機能を持たせることができて、より一層の低コスト化が図れる。
【００１０】
この発明において、前記リング部材の横断面形状を、固定側部材の周面に対してそれぞれ接触、非接触となる接触リング部分および非接触リング部分を有し、非接触リング部分のうち、接触リング部分から遠い部位が他の部位よりも肉厚の厚い厚肉部となる形状とし、前記リング部材における前記接触リング部分と厚肉部との間に、このリング部材の軸方向の歪みを測定するセンサを配置しても良い。
この場合、非接触リング部分のうち、接触リング部分から遠い部位が他の部位よりも肉厚の厚い厚肉部とされているから、剛性が高く変形しにくい。従って、この厚肉部と接触リング部分との間で発生する歪みは、固定側部材の径方向歪みを転写しかつ拡大したものとなる。
【００１１】
この発明において、前記リング部材の横断面形状を、固定側部材の周面に対してそれぞれ接触、非接触となる接触リング部分および非接触リング部分を有し、非接触リング部分のうち、接触リング部分から遠い部位にフランジ部を設け、前記リング部材における前記接触リング部分と前記フランジ部との間に、このリング部材の軸方向の歪みを測定するセンサを設けても良い。
この場合、非接触リング部分のうち、接触リング部分から遠い部位にはフランジ部が設けられているから、このフランジ部の剛性が高く変形しにくい。従って、このフランジ部と接触リング部分との間で発生する歪みは、固定側部材の径方向歪みを転写しかつ拡大したものとなる。
【００１２】
この発明において、前記リング部材の横断面形状を、互いに軸方向に離れて固定側部材に接触する一対の接触リング部分と、これら接触リング部分間に繋がり固定側部材と接触しない非接触リング部分とを有する形状とし、前記非接触リング部分を接触リング部分よりも肉厚が薄いものとし、前記非接触リング部分に、リング部材の軸方向歪みを測定するセンサを設けても良い。
リング部材がこの形状の場合、接触リング部分は非接触リング部分よりも肉厚が厚く剛性が高くて変形し難いが、非接触リング部分は剛性が低くて変形し易い。したがって、非接触リング部分には軸方向の歪みが発生するが、この歪みは固定側部材の軸方向歪みを転写し拡大したものとなる。そのため、非接触リング部分に設けられたセンサにより、固定側部材の変形を感度良く検出でき、検出精度を高めることができる。
【００１３】
この発明において、前記リング部材の横断面形状を、互いに軸方向に離れて固定側部材に接触する一対の接触リング部分と、これら接触リング部分間に繋がり固定側部材と接触しない非接触リング部分とを有する形状とし、いずれか片方の接触リング部分をもう片方の接触リング部分および非接触リング部分よりも肉厚が薄いものとし、この肉厚を薄くした接触リング部分に、リング部材の曲げ歪みを測定するセンサを設けても良い。
リング部材がこの形状の場合は、肉厚を薄くした接触リング部分は固定側部材の変形に伴って変形するが、他方の接触リング部分および非接触リング部分は剛性が高くて変形し難い。したがって、肉厚を薄くした接触リング部分に曲げ歪みが発生するが、この歪みは固定側部材の周面の軸方向歪みを転写し拡大したものとなる。そのため、肉厚を薄くした接触リング部分に設けられたセンサにより、固定側部材の変形を感度良く検出でき、検出精度を高めることができる。
【００１４】
前記リング部材は、固定側部材への圧入時に塑性変形しないものであることが好ましい。特に、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の予想される最大値においても、前記リング部材は塑性変形せず、または前記固定側部材との間にすき間ができないものであることが好ましい。
リング部材が圧入時等に塑性変形せず、また車輪用軸受に作用する外力等の予想される各作用力の最大値においても塑性変形せず、固定側部材との間にすき間ができないものであると、固定側部材の変形がリング部材に正確に伝わり、固定側部材の歪みを精度良く検出することができる。前記リング部材はプレス加工品とすることができる。プレス加工品とすることにより、低コスト化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
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、前記外方部材と内方部材間の端部を密封する密封手段とを備え、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、リング部材を、前記外方部材および内方部材のうちの固定側部材の周面に取付け、このリング部材の歪みを測定する複数の歪みセンサを前記リング部材に取付けたものであるため、車両にコンパクトに荷重センサを設置できる。また、リング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、これに歪みを測定する歪みセンサを取付けることで、量産性に優れたものとでき、コスト低下が図れる。
さらに、このリング部材に密封手段を設けているから、密封手段の芯金をリング部材が兼ね、そのためセンサ付車輪用軸受を軸方向にコンパクトにでき、かつ安価にシール機能を持たせることができて、より一層の低コスト化が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
この発明の第１の実施形態を図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は、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、複列のアンギュラ型玉軸受とされていて、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は接触角が外向き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、密封手段７，８によりそれぞれ密封されている。
【００１７】
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（図示せず）の圧入孔１５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、ホイールおよび制動部品（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。
【００１８】
外方部材１のアウトボード側端の内周には、アウトボード側の密封手段７と一体とされた状態で、センサユニット２１が設けられている。このセンサユニット２１は、リング部材２２と、このリング部材２２に貼り付けられてリング部材２２の歪みを測定する複数の歪みセンサ２３とでなる。歪みセンサ２３は、リング部材２２の円周方向の複数箇所に等配され、この例では、車輪用軸受の上下と左右に対応する４箇所に設けられている。
センサユニット２１は、外方部材１の内周にリング部材２２が圧入固定されるが、リング部材２２は、この際の圧入により塑性変形を起こさない形状や材質とする。リング部材２２の材質としては、鋼材の他、銅、黄銅、アルミニウム等の金属材料を用いることができる。リング部材２２は、これら金属材料の板材をプレス加工して得られ、またはこれら金属材料を削り出し加工して得られる。
アウトボード側の密封手段７は、ハブ輪９の外周に摺接する複数のシールリップを備えたゴム等からなる接触シールであって、リング部材２２に接着一体とされている。即ち、リング部材２２は、この接触シールの芯金を兼ねている。
【００１９】
リング部材２２の横断面形状は、略方形であって、その内周面にリング部材２２の軸方向の歪を測定する４個の歪みセンサ２３が貼り付けられている。図３（ａ）（ｂ）は、リング部材２２と歪みセンサ２３のみを示しているが、リング部材２２の側面にアウトボード側密封手段７を構成する接触シールが接着一体とされている。
このリング部材２２にアウトボード側密封手段７を構成する接触シールが接着一体とされていることは、後に示す図５（ａ）（ｂ）、図７（ａ）（ｂ）、図９（ａ）（ｂ）および図１１（ａ）（ｂ）の実施形態においても同様である。
【００２０】
図１において、センサユニット２１の出力を処理する手段として、外力計算手段３１、路面作用力計算手段３２、軸受予圧量計算手段３３、および異常判定手段３４が設けられている。これら各手段３１〜３４は、この車輪用軸受の外方部材１等に取付けられた回路基板等の電子回路装置（図示せず）に設けられたものであっても、また自動車の電気制御ユニット（ＥＣＵ）に設けられたものであっても良い。
【００２１】
なお、インボード側の密封手段８は、外方部材１の内周面に取付けられた芯金付きのゴム等の弾性体からなるシール８ａと、内輪１０の外周面に取付けられて前記シール８ａが接触するスリンガ８ｂとでなり、スリンガ８ｂに、円周方向に交互に磁極を有する多極磁石からなる回転検出用の磁気エンコーダ１６が設けられている。磁気エンコーダ１６に対向して、外方部材１に磁気センサ（図示せず）が取付けられる。
【００２２】
上記構成のセンサ付車輪用軸受の作用を説明する。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の内周に取付けられたリング部材２２に伝わり、リング部材２２が変形する。このリング部材２２の歪みを、歪みセンサ２３により測定する。
【００２３】
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。外力計算手段３１および路面作用力計算手段３２は、それぞれ、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、歪みセンサ２３の出力により、車輪用軸受に作用する外力およびタイヤと路面間の作用力をそれぞれ算出する。
【００２４】
異常判定手段３４は、このように算出した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が、設定された許容値を超えたと判断される場合に、外部に異常信号を出力する。この異常信号を、自動車の車両制御に使用することが出来る。
また、外力計算手段３１および路面作用力計算手段３２により、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、よりきめ細やかな車両制御が可能となる。
【００２５】
また、車輪用軸受は内輪１０によって予圧が付加されるが、その予圧によってもリング部材２２は変形する。このため、予め歪みと予圧の関係を実験やシミュレーションにて求めておけば、車輪用軸受の予圧の状態を知ることが出来る。軸受予圧量計算手段３３は、上記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予圧の関係から、歪みセンサ２３の出力により、軸受予圧量を出力する。また、軸受予圧量計算手段３３から出力される予圧量を用いることで、車輪用軸受の組立時における予圧の調整が容易になる。
【００２６】
リング部材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、塑性変形を起こさず、かつ外方部材１の内周面との結合部に隙間が生じてはならない。塑性変形や外方部材１の内周との結合部に隙間が生じると、外方部材１の変形がリング部材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。
【００２７】
これと同様の理由で、リング部材２２と外方部材１の内周面との結合部に隙間やすべりが生じてはならないため、リング部材２２と外方部材１の内周面との結合部に接着剤を用いても良く、また図には示さないが、リング部材２２と外方部材１の内周面との結合にボルトを用いても良い。
【００２８】
このセンサ付車輪用軸受は、外方部材１の周面に取付けられるリング部材２２に歪みセンサ２３を取付けるので、車両にコンパクトに荷重センサを設置できる。リング部材２２は、外方部材１に取付けられる簡易な部品であるため、これに歪みセンサ２３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。
また、リング部材２２に密封手段７を設けているから、密封手段７の芯金をリング部材２２が兼ねる。そのため、センサ付車輪用軸受を軸方向にコンパクトにでき、かつ安価にシール機能を持たせることができて、より一層の低コスト化が図れる。
【００２９】
図４および図５は第２の実施形態を示し、センサユニット２１を構成するリング部材２２の形状およびセンサ２３の取付け位置が上記第１の実施形態と異なる。即ち、リング部材２２の横断面形状が、外方部材１の内周面に対してそれぞれ接触、非接触となる接触リング部分２２ａおよび非接触リング部分２２ｂを有し、非接触リング部分２２ｂのうち、接触リング部分２２ａから遠い部位が他の部位よりも肉厚の厚い厚肉部２２ｃとなる形状とし、前記接触リング部分２２ａと厚肉部２２ｃとの間の非接触リング部分２２ｂの外周面（接触リング部分２２ａと厚肉部２２ｃとの間の凹溝形状部の底部）に、このリング部材２２の軸方向の歪を測定する歪みセンサ２３が貼り付けられている。
【００３０】
この実施形態の場合、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の内周に取付けられたリング部材２２に伝わり、リング部材２２が変形する。外方部材１の変形に伴うリング部材２２の歪みを、上記と同様に歪みセンサ２３により測定するが、リング部材２２の接触リング部分２２ａから遠い部位の非接触部分２２ｂが他の部位よりも肉厚の厚い厚肉部２２ｃとされているから、この部分は剛性が高く変形しにくい。従って、この厚肉部２２ｃと接触リング部分２２ａとの間で発生する歪みは、外方部材１の径方向歪みを転写しかつ拡大したものとなり、これによって、センサによる歪み測定精度が高くなる。
なお、図４には示さないが、歪みセンサ２３に上記同様の外力計算手段３１、路面作用力計算手段３２、軸受予圧量計算手段３３、および異常判定手段３４を設け、これら各手段３１〜３４をセンサユニット２１の出力を処理する手段とすることが可能である。その他の構成は第１の実施形態と同様であるので、共通部分に同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００３１】
図６および図７は第３の実施形態を示し、センサユニット２１を構成するリング部材２２の形状が上記各実施形態と異なる。即ち、この実施形態のリング部材２２の横断面形状は、外方部材１の内周面に対してそれぞれ接触、非接触となる接触リング部分２２ａおよび非接触リング部分２２ｂを有する点は第２の実施形態と同様であるが、非接触リング部分２２ｂのうち、接触リング部分２２ａから遠い部位に内向きのフランジ部２２ｄを設けている点で異なる。歪みセンサ２３は、接触リング部分２２ａとフランジ部２２ｄとの間の非接触リング部分２２ｂの外周面（接触リング部分２２ａと厚肉部２２ｃとの間の円筒部外周面）に貼り付けられ、このリング部材２２の軸方向の歪を測定するものとされる。
【００３２】
この構成の場合、上記同様に、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の内周に取付けられたリング部材２２に伝わり、リング部材２２が変形する。この実施形態のセンサユニット２１においては、非接触リング部分２２ｂのうち、接触リング部分２２ａから遠い部位には内向フランジ部２２ｄが設けられているから、このフランジ部２２ｄの剛性が高く変形しにくい。従って、このフランジ部２２ｄと接触リング部分２２ａとの間で発生する歪みは、外方部材１の径方向歪みを転写しかつ拡大したものとなり、上記と同様に高精度の歪測定が期待される。その他の構成は上記と同様であるので、ここでも共通部分に同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３３】
図８および図９は第４の実施形態を示す。この実施形態のリング部材２２の横断面形状は、外方部材１の内周面に対してそれぞれ接触・非接触となる接触リング部分２２ｅ，２２ｆおよび非接触リング部分２２ｇを有し、接触リング部分２２ｅ，２２ｆは非接触リング部分２２ｇより肉厚が厚くされている。ここで言う肉厚は、非接触リング部分２２ｇについては半径方向の厚さ、接触リング部分２２ｅ，２２ｆについては軸方向の厚さのことである。
両接触リング部分２２ｅ，２２ｆ間の非接触リング部分２２ｇの外周面（接触リング部分２２ｅ，２２ｆ間の凹溝形状部の底部）に、このリング部材２２の軸方向の歪を測定する歪みセンサ２３が貼り付けられている。
【００３４】
この実施形態において、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の内周に取付けられたリング部材２２に伝わり、リング部材２２が変形する。このリング部材２２の歪みを、歪みセンサ２３により測定する。この場合、非接触リング部分２２ｇは、外方部材１の主に軸方向の変形に従って変形する。一方、接触リング部分２２ｅ、２２ｆは非接触リング部分２２ｇより肉厚が厚くされているから、この部分は剛性が高く変形しにくい。従って、非接触リング部分２２ｇには軸方向の歪みが発生するが、この歪みは外方部材１の内周の軸方向歪みを転写しかつ拡大したものとなり、これによって、センサ２３による歪みの測定精度が高くなる。
その他の構成は上記と同様であるので、共通部分に同一の符号を付し、ここでもその説明を省略する。
【００３５】
図１０および図１１は第５の実施形態を示し、センサユニット２１を構成するリング部材２２の形状およびセンサ２３の取付け位置が、上記各実施形態と異なる。即ち、この実施形態のリング部材２２の横断面形状は、外方部材１の内周面に対してそれぞれ接触、非接触となる接触リング部分２２ｈ，２２ｉおよび非接触リング部分２２ｊを有する点は上記と同様であるが、接触リング部分２２ｈ，２２ｉのうち、一方の接触リング部分２２ｈの肉厚を他方の接触リング部分２２ｉより厚くすると共に、非接触リング部分２２ｊの肉厚をこれらより更に厚くしている点で異なる。ここで言う肉厚も、非接触リング部分２２ｊについては径方向の厚さ、接触リング部分２２ｈ，２２ｉについては軸方向の厚さである。
歪みセンサ２３は、接触リング部分２２ｉの内面（接触リング部分２２ｈに対向する側の面）に貼り付けられ、このリング部材２２の曲げ方向の歪みを測定する。
【００３６】
この実施形態において、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の内周に取付けられたリング部材２２に伝わり、リング部材２２が変形する。この実施形態のセンサユニット２１においては、歪みセンサ２３が貼り付けられた接触リング部分２２ｉは、外方部材１の主に軸方向の変形に従って変形するが、接触リング部分２２ｈおよび非接触リング部分２２ｊはその肉厚を厚くしているから、剛性が高く変形しにくい。そのため、接触リング部分２２ｉに曲げ歪が発生し、しかも、この歪みは外方部材１の内周の軸方向歪みを転写しかつ拡大したものとなる。これにより、上記と同様に高精度の歪測定が期待される。
その他の構成は上記と同様であるので、共通部分に同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３７】
なお、前記各実施形態では、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センサ付車輪用軸受にも適用することができ、その場合、前記リング部材は内方部材の外周または内周となる周面に取付けられる。
また、前記実施形態では、センサユニット２１をアウトボード側の密封手段７と一体とした場合について説明したが、インボード側の密封手段８と一体とすることもできる。この場合、外方部材（固定側部材）１に取付けられるシール８ａがリング部材２２に接着一体とされ、シール８ａの芯金をリング部材２２が兼ねることになる。
また、前記各実施形態では第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】
【００３８】
【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とその検出系の概念構成のブロック図とを組み合わせて示す説明図である。
【図２】同センサ付車輪用軸受の外方部材とセンサユニットとを示す部分断面正面図である。
【図３】（ａ）は同センサユニットの縦断面図であり、（ｂ）はその要部の拡大図である。
【図４】この発明の第２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５】（ａ）は同センサユニットの縦断面図であり、（ｂ）はその要部の拡大図である。
【図６】この発明の第３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７】（ａ）は同センサユニットの縦断面図であり、（ｂ）はその要部の拡大図である。
【図８】この発明の第４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】（ａ）は同センサユニットの縦断面図であり、（ｂ）はその要部の拡大図である。
【図１０】この発明の第５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１１】（ａ）は同センサユニットの縦断面図であり、（ｂ）はその要部の拡大図である。
【符号の説明】
【００３９】
１…外方部材（固定側部材）
２…内方部材
３，４…転走面
５…転動体
７，８…密封手段
２１…センサユニット
２２…リング部材
２２ａ…接触リング部分
２２ｂ…非接触リング部分
２２ｃ…厚肉部
２２ｄ…フランジ部
２２ｅ…接触リング部分
２２ｆ…接触リング部分
２２ｇ…非接触リング部分
２２ｈ…接触リング部分
２２ｉ…接触リング部分
２２ｊ…非接触リング部分
２３…歪みセンサ
【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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