CN102187189B - 带有传感器的车轮用轴承 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于提供无论在什么样的荷载条件下，均可正确地检测作用于车轮上的荷载的带有传感器的车轮用轴承。在车轮用轴承中，在外方部件(1)和内方部件(2)的面对的多排的滚动面(3)、(4)之间夹设有滚动体(5)。在外方部件(1)和内方部件(2)中的固定侧部件的外径面上，设置至少3个以上的传感组件(20)。传感组件(20)由形变发生部件(21)和1个以上的形变传感器(22)构成，该形变发生部件具有接触固定于固定侧部件的外径面上的两个以上的接触固定部，该形变传感器安装于形变发生部件(21)上，检测形变发生部件(21)的形变。设置荷载推算机构(31)、(32)，其根据3个以上的传感组件(20)的形变传感器(22)的输出信号，推算沿车轮用轴承的径向作用的径向荷载和沿车轮用轴承的轴向作用的轴向荷载。

Description

带有传感器的车轮用轴承

相关申请

本发明要求申请日为2008年10月15日，申请号为特愿2008-266080，申请日为2008年10月23日，申请号为特愿2008-272654，和申请日为2008年12月10日，申请号为特愿2008-314165，申请号为2008-314166，以及申请日为2009年2月3日，申请号为特愿2009-022216号的申请的优先权，通过参照，其整体作为构成本申请的一部分的内容而引用。

技术领域

本发明涉及一种带有传感器的车轮用轴承，其内置有检测作用于车轮轴承部上的荷载的荷载传感器。

背景技术

作为检测汽车的各车轮上作用的荷载的技术，人们提出有下述的带有传感器的车轮用轴承，其中，通过检测作为车轮用轴承的固定圈的外圈的法兰部外径面的形变的方式，检测荷载(例如，专利文献1)。另外，人们还提出有下述的车轮用轴承，其中，在车轮用轴承的外圈上粘贴形变仪，检测形变(例如，专利文献2)。

已有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-098138号公报

专利文献2：日本特表2003-530565号公报

专利文献3：日本特开2007-057299号公报

发明内容

在专利文献1中公开的技术中，检测因固定圈的法兰部的变形而产生的形变。但是，由于在固定圈的法兰部的变形中，在法兰面和转向节面之间，在作用有超过静止摩擦力的力的场合，伴随有滑动，故如果施加反复荷载，则具有在输出信号中产生滞后的问题。

例如，在相对车轮用轴承，某方向的荷载大的场合，在固定圈法兰面和转向节面之间，最初，静止摩擦力大于荷载，由此，不产生滑动，但是，如果超过某值，则克服静止摩擦力，产生滑动。如果在该状态减小荷载，则最初仍未因静止摩擦力而滑动，但是如果到达某值则将要滑动。其结果是，如果要通过产生该变形的部分推算荷载，则在输出信号中产生图62那样的滞后。如果产生滞后，则检测分辨率降低。

另外，由于如专利文献2那样，将形变仪贴于外圈上，故装配性产生问题。另外，在检测到作用于车轮用轴承上的上下方向的荷载Fz的场合，由于相对荷载Fz的固定圈变形量小，故形变量也小，在上述技术的场合，检测灵敏度降低，无法以良好的精度检测荷载Fz。

作为解决上述课题的方案，本发明人等开发了构成下述的方案的带有传感器的车轮用轴承(例如，专利文献3)。该带有传感器的车轮用轴承中的车轮用轴承包括外方部件，其中，多排的滚动面形成于外方部件的内周；内方部件，其中，与上述滚动面面对的滚动面形成于内方部件的外周；多排的滚动体，其夹设于两部件中的面对的滚动面之间，该车轮用轴承以可旋转的方式将车轮支承于车体上。在上述外方部件和内方部件中的固定侧部件的外径面上，设置1个以上的传感组件，该传感组件包括形变发生部件和形变传感器，该形变发生部件具有：接触固定于上述固定侧部件的外径面上的两个接触固定部和位于该两个接触固定部之间的缺口部，该形变传感器安装于该形变发生部件上，检测形变发生部件的形变。

但是，在这样的方案的场合，传感器的输出信号的变化小于荷载的变化，由于因温度或噪音等，而在输出信号中产生的偏差，检测误差变大。其结果是，难以在车轮用轴承上外加复合荷载(例如，转向力Fy和垂直方向荷载Fz)的状态，分别计算各方向的荷载。

于是，人们还尝试在上述方案的带有传感器的车轮用轴承中，在外方部件和内方部件中的固定侧部件的外径面上，按照1组以上设置传感组件对，该传感组件对由按照沿圆周方向的180度的相位差设置的两个传感组件形成，设置径向荷载推算机构，该径向荷载推算机构根据传感组件对中的两个传感组件的输出信号的差值，推算沿车轮用轴承的径向作用的径向荷载；轴向荷载推算机构，该轴向荷载推算机构根据传感组件对中的两个传感组件的输出信号之和，推算沿车轮用轴承的轴向作用的轴向荷载。

但是，在该带有传感器的车轮用轴承中，例如，在根据固定侧部件的外径面的上下设置传感组件的传感组件对，推算轴向荷载和垂直方向荷载的场合，由于如果外加构成驱动力的荷载(沿车轮用轴承的前后方向作用的荷载)，则受到影响，固定侧部件整体的变形模式变化，故荷载推算误差增加。同样在根据固定侧部件的左右上设置传感组件的传感组件对，推算轴向荷载和构成驱动力的荷载的场合，受到相同的影响。

另外，在采用传感组件的传感器输出信号的平均值，根据输出信号之和与差，推算轴向荷载或径向荷载的场合，因温度的偏差或滞后的影响，检测误差变大。在采用传感器输出的振幅，根据输出信号之和与差推算荷载的场合，由于仅在固定侧部件的滚动体荷载的负荷侧产生振幅，故在例如，于固定侧部件的外径面的上下位置设置传感组件的场合，难以沿轴向和径向分离荷载。

本发明的目的在于提供无论在怎样的荷载条件下，均可正确地检测作用于车轮上的荷载的带有传感器的车轮用轴承。

本发明的带有传感器的车轮用轴承包括：外方部件，其中，多排的滚动面形成于外方部件的内周；内方部件，其中，与上述滚动面面对的滚动面形成于内方部件的外周；多排的滚动体，其夹设于两部件中的面对的滚动面之间，该车轮用轴承以可旋转的方式将车轮支承于车体上，在上述外方部件和内方部件中的固定侧部件的外径面上，设置至少3个以上的传感组件，该传感组件包括形变发生部件和1个以上的形变传感器，该形变发生部件具有接触固定于上述固定侧部件的外径面上的两个以上的接触固定部，该形变传感器安装于该形变发生部件上，检测形变发生部件的形变，设置荷载推算机构，该荷载推算机构根据上述3个以上传感组件的传感器的输出信号，推算沿车轮用轴承的径向作用的径向荷载和沿车轮用轴承的轴向的轴向荷载。

在此场合，上述各传感组件的传感器的输出信号也可通过输出信号分离机构，分离为直流成分和交流成分，输入到上述荷载推算机构中。荷载推算机构也可根据下述一次式推算各方向的荷载，在该一次式中，以上述各直流成分和交流成分(振幅值)为变量，将各变量与针对所推算的各方向的荷载而确定的补偿系数相乘。上述补偿系数通过实验或解析而预先计算。上述变量不但可采用上述直流成分和交流成分(振幅值)，而且也可采用上述传感器输出信号的平均值、振幅值、绝对值等中的两个以上的值，还可采用在这些值中包含上述直流成分和交流成分(振幅值)的值中的两个以上的值。

如果荷载作用于车轮用轴承、车轮的轮胎和路面之间，则还在车轮用轴承的固定侧部件(例如，外方部件)上外加荷载而产生变形。于是，由于传感组件中的形变发生部件的两个以上的接触固定部接触固定于外方部件的外径面上，故外方部件的形变容易放大传递给形变发生部件，可通过传感器，以良好的灵敏度来检测该形变，可以良好的精度推算荷载。

此外，设置荷载推算机构，其根据3个以上的传感组件的传感器的输出信号，推算沿车轮用轴承的径向作用的径向荷载和沿车轮用轴承的轴向作用的轴向荷载，故无论在什么样的荷载条件的情况下，均可以良好的灵敏度，正确地检测径向荷载(构成驱动力的荷载Fx、垂直方向荷载Fz)和轴向荷载Fy。

特别是，设置输出信号分离机构，该输出信号分离机构将各传感组件的传感器的输出信号分离为直流成分和交流成分，将其输入到上述荷载推算机构中，根据一次式，通过荷载推算机构，推算各方向的荷载，在该一次式中，以上述各直流成分和交流成分(振幅值)为变量，将各变量与针对所推算的各方向的荷载而确定的补偿系数相乘，此时，可分成直流成分和交流成分而极精细地进行荷载推算机构中的传感器输出信号的补偿处理，可以更良好的精度检测荷载。

也可在本发明中，上述荷载推算机构由径向荷载推算机构和轴向荷载推算机构构成，该径向荷载推算机构根据上述3个以上的传感组件中的两个传感组件的传感器的输出信号的差值推算沿车轮用轴承的径向作用的径向荷载，该轴向荷载推算机构根据上述3个以上的传感组件中的两个传感组件的传感器的输出信号之和，推算沿车轮用轴承的轴向作用的轴向荷载。

还可在本发明中，上述3个以上的传感组件中的两个传感组件设置于位于轮胎触地面的上下位置的上述固定侧部件的外径面的顶面部和底面部，上述径向荷载推算机构根据上述两个传感组件的传感器的输出信号的差值，推算作用于车轮用轴承上的垂直方向荷载。在该方案的场合，可以良好的灵敏度，正确地检测垂直方向荷载Fz。

还可在本发明中，上述3个以上的传感组件中的两个传感组件设置于位于轮胎触地面的车辆的前后位置的上述固定侧部件的外径面的右面部和左面部，上述径向荷载推算机构根据上述两个传感组件的传感器的输出信号的差值，推算构成驱动力的荷载。在该方案的场合，可以良好的灵敏度，正确地检测构成驱动力的荷载Fx。

也可在本发明中，上述径向荷载推算机构具有补偿机构，该补偿机构通过上述轴向荷载推算机构的推算值，对上述推算值进行补偿。

上述固定侧部件相对车轮用轴承的径向荷载(垂直方向荷载Fz、构成驱动力的荷载Fx)的的变形量，与相对轴向荷载Fy的变形量相比较，是非常小的，故容易受到轴向荷载Fy的影响。于是，如果通过轴向荷载的推算值，对径向荷载推算机构的推算值进行补偿，则可更加正确地推算径向荷载。

还可在本发明中，上述3个以上的传感组件中的两个传感组件设置于：位于相对轮胎触地面的上下位置的上述固定侧部件的外径面的顶面部和底面部，设置轴向荷载方向判断机构，该轴向荷载方向判断机构根据上述两个传感组件的传感器的输出信号的振幅，判断沿车轮用轴承的轴向作用的轴向荷载的方向。

在该方案的场合，可在不单独设置方向判断用的传感器的情况下，判断轴向荷载Fy的方向。

也可在本发明中，另外设置温度补偿机构，该温度补偿机构对应于车轮用轴承的温度或其周边温度，对上述传感组件的传感器输出信号进行补偿。

如果因轴承旋转的发热或周边环境等，车轮用轴承的温度变化，则即使在荷载不改变的情况下，传感组件的传感器输出信号因热膨胀等而变化，由此，在已检测到的荷载中残留有温度的影响。于是，如果设置温度补偿机构，则可降低温度造成的检测误差，该温度补偿机构根据车轮用轴承的温度或其周边温度，对上述传感组件的传感器输出信号进行补偿。

还可在本发明中，包括传感部温度传感器，该传感部温度传感器安装于上述形变发生部件上，检测上述形变传感器的设置部的温度；滚动面温度传感器，该滚动面温度传感器在上述固定侧部件中的上述传感组件的附近的周向位置，检测滚动面附近的温度；温度补偿机构，该温度补偿机构通过上述传感部温度传感器和滚动面温度传感器的输出，对上述传感组件的传感器的输出信号进行补偿，上述荷载推算机构根据通过上述温度补偿机构补偿的信号，推算作用于车轮用轴承或轮胎上的荷载。上述固定侧部件例如，还可成为外方部件。设置上述滚动面温度传感器的传感组件的附近的周向位置既可为与传感组件相同的周向位置，也可在其附近。

在推算荷载的荷载推算机构中，根据传感部温度传感器与滚动面温度传感器的输出，通过温度补偿机构对传感组件的传感器的输出信号进行补偿，该传感部温度传感器安装于传感组件的形变发生部件上，检测传感器设置部的温度，该滚动面温度传感器设置于固定侧部件中的传感组件的附近的周向位置，检测滚动面附近的温度，根据该已补偿的信号，推算作用于车轮用轴承或轮胎上的荷载，由此，可通过对轴承内外部的温度差的检测误差进行补偿的方式，减少由外气温度的变化或荷载变化而产生的轴承内部发热的变化的影响，可以高精度、良好的稳定性检测作用于车轮用轴承或轮胎触地面上的荷载。

也可在本发明中，按照下述方式设置各滚动面温度传感器，该方式为：上述滚动面温度传感器的个数与传感组件的个数相同，并且使上述固定侧部件中的各传感组件的周向位置和相位对准。在该方案的场合，由于可检测与各传感组件相对应的滚动面附近的温度，故可以更良好的精度进行上述荷载推算机构的温度补偿，由此，可提高荷载的检测精度。

还在本发明中，上述温度补偿机构根据上述传感部温度传感器的输出和上述滚动面温度传感器的输出的差，对上述传感组件的传感器的输出信号进行补偿，该补偿量根据预先制作的上述两温度传感器的输出差和补偿量的一次近似关系式而确定。在该方案的场合，可充分地减少叠加于传感组件的传感器的输出信号中的偏置量，即，从固定侧部件的内部到表面的温度梯度的热形变，可提高荷载推算值的精度。

也可在本发明中包括温度传感器，该温度传感器安装于上述形变发生部件上，检测上述形变传感器的设置部的温度；隔热材料，其夹设于上述传感组件和该传感组件周边的外气之间；温度补偿机构，其通过上述温度传感器的输出，对上述传感组件的传感器输出信号进行补偿，上述荷载推算机构根据通过上述温度补偿机构补偿的信号，推算作用于车轮用轴承或轮胎上的荷载。上述固定侧部件例如也可以是外方部件。最好，上述隔热材料按照将传感组件与外气隔绝开的方式设置。也可在设置单独部件，例如，后述的那样的保护罩的场合，通过保护罩等的单独部件和隔热部件，将传感组件与外气隔绝开。

由于在传感组件的形变发生部件上安装温度传感器，该温度传感器检测形变传感器的设置部的温度，在荷载推算机构中，通过温度补偿机构，借助温度传感器的输出对形变传感器的输出信号进行补偿，根据该已补偿的信号，推算作用于车轮用轴承或轮胎上的荷载，故在因轴承旋转的发热或周围环境等，车轮用轴承的温度变化的场合，可对因外方部件和传感组件的线膨胀率的差等，在形变传感器的输出信号中产生的变化进行补偿。

在此场合，如果传感组件和外气的隔热不充分，则由于因外气的状态或形变传感器的周边的状态(风量、有无水分的附着等)，放热阻力变化，故外方部件的温度和温度传感器检测到的温度不一致，借助通过上述荷载推算机构的补偿而计算的补偿值，与实际的温度膨胀的状态产生偏差，最终在通过荷载推算机构推算的荷载中产生误差。在该带有传感器的车轮用轴承中，由于在传感组件与周边的外气之间夹设隔热材料，故不受到外气的状态或水分的附着等的影响，可将上述的外部环境的影响抑制到最小限度，可以高精度、良好的稳定性检测作用于车轮用轴承或轮胎触地面上的荷载。

也可在本发明中，上述传感组件、对上述传感器的输出信号进行处理的信号处理用IC以及这些传感器和信号处理用IC的布线系统设置于安装在上述固定侧部件的周面上的圆环状的保护罩的内侧，该保护罩在传感组件的设置部具有使传感组件露出的开口部，通过上述隔热材料，将上述开口部密封。

在该方案的场合，通过保护罩防止传感组件的传感器或布线系统等受到飞石等的异物的接触等的影响，可将传感组件受到外气温度或水等的外部环境的影响抑制最小限度。

在本发明中，还可包括第1荷载推算机构，该第1荷载推算机构采用上述传感器的输出信号的平均值，对作用于车轮用轴承上的荷载进行运算·推算；第2荷载推算机构，该第2荷载推算机构采用上述传感器的输出信号的振幅值，或该振幅值和上述平均值，对作用于车轮用轴承上的荷载进行运算·推算；选择输出机构，该选择输出机构根据车轮旋转速度，切换选择上述第1和第2荷载推算机构中的任意一者的推算荷载值，将其输出。

由于设置：第1荷载推算机构，该第1荷载推算机构采用上述传感器的输出信号的平均值，对作用于车轮用轴承上的荷载进行运算·推算；第2荷载推算机构，该第2荷载推算机构采用上述传感器的输出信号的振幅值，或该振幅值和上述平均值，对作用于车轮用轴承上的荷载进行运算·推算；选择输出机构，该选择输出机构对应于车轮旋转速度，切换选择上述第1和第2荷载推算机构中的任意一者推算的荷载值，将其输出，故在车轮处于静止或低速状态时，根据不进行时间平均处理而求出的平均值，输出获得的第1荷载推算机构的推算荷载值，由此，可缩短检测处理时间。另外，在车轮处于通常旋转状态时，由于可以良好的精度对传感器输出信号的平均值和振幅值进行运算，故输出根据振幅值，或平均值和振幅值获得的第2荷载推算机构的推算荷载值，由此，推算荷载值的误差小，检测延迟时间也充分小。

其结果是，可正确地推算作用于车轮上的荷载，并且可在没有延迟的情况下输出已检测的荷载信号。由此，可提高利用该荷载信号的车轮的控制的应答性或控制性，可进一步提高安全性或行驶安全性。

也可在本发明中，在车轮旋转速度低于已设定的下限速度的场合，上述选择输出机构选择而输出第1荷载推算机构的推算荷载值。上述下限速度可为任意设定的速度，例如，为人步行的程度时的速度的低速。

在车轮静止或低速状态，对振幅值进行运算这一点要求传感器输出信号的1个周期的时间，推算荷载值的输出的时间延迟变大，但是，可根据仅仅由平均值来运算荷载值的第1荷载推算机构，在不延迟的情况下输出已检测的荷载信号。

附图说明

参照附图，根据以下优选的实施形式的说明，会更清楚地理解本发明。但是，实施形式和附图用于单纯的图示和说明，不应用于确定本发明的范围。本发明的范围由后附的权利要求书确定。在附图中，多个附图中的同一部件标号表示同一或相当部分。

图1为将本发明的第1实施形式的带有传感器的车轮用轴承的剖视图和其检测系统的构思方案的方框图组合而表示的图；

图2为从外侧观看该带有传感器的车轮用轴承的外方部件的主视图；

图3为该带有传感器的车轮用轴承中的传感组件的放大俯视图；

图4为沿图3中的IV-IV线的剖视图；

图5为表示该带有传感器的车轮用轴承的外方部件外径面的变形模式的一个例子的说明图；

图6为表示该带有传感器的车轮用轴承的外方部件外径面的变形模式的另一例子的说明图；

图7为表示该带有传感器的车轮用轴承的外方部件外径面的变形模式的又一例子的说明图；

图8为表示该带有传感器的车轮用轴承中的传感组件的输出信号的波形图；

图9(A)为表示外方部件外径面顶面部的传感器输出信号振幅的最大最小值差和轴向荷载的方向的关系的曲线图，图9(B)为表示该外径面底面部的传感器输出信号的振幅的最大最小值差和轴向荷载的方向的关系的曲线图；

图10为表示传感器输出信号的处理的说明图；

图11为表示传感器输出信号和温度的关系的曲线图；

图12为本发明的第2实施形式的带有传感器的车轮用轴承的剖视图；

图13为从外侧观看该带有传感器的车轮用轴承的外方部件的主视图；

图14为该带有传感器的车轮用轴承中的传感组件的放大剖视图；

图15为将本发明的第3实施形式的带有传感器的车轮用轴承的剖视图和其检测系统的构思方案的方框图组合而表示的图；

图16为从外侧观看该带有传感器的车轮用轴承的外方部件的主视图；

图17为该带有传感器的车轮用轴承中的传感组件的放大俯视图；

图18为沿图17中的XVIII-XVIII线的剖视图；

图19为该带有传感器的车轮用轴承中的滚动面温度传感器的设置部的放大剖视图；

图20为表示外方部件的内外温度差和形变传感器输出的关系的曲线图；

图21为表示该带有传感器的车轮用轴承中的滚动面温度传感器的还一设置例的放大剖视图；

图22(A)为表示该滚动面温度传感器的设置例所采用的温度传感器支承部件的立体图，图22(B)为其部分剖视图；

图23为将本发明的第4实施形式的带有传感器的车轮用轴承的剖视图和其检测系统的构思方案的方框图组合而表示的图

图24为从外侧观看该带有传感器的车轮用轴承的外方部件的主视图；

图25为该带有传感器的车轮用轴承中的传感组件的放大俯视图；

图26为沿图25中的XXVI-XXVI线的剖视图；

图27为本发明的第5实施形式的带有传感器的车轮用轴承的剖视图；

图28为沿图27中的XXVIII-XXVIII线的剖视图；

图29为图27中的外方部件中的传感器装配件设置部的放大剖视图；

图30(A)为圆环状保护罩的主视图，图30(B)为该侧视图；

图31(A)为沿图30(B)中的XXXIA-XXXIA线的剖视图，图31(B)为沿图30(A)中的XXXIB-XXXIB线的剖视图；

图32为设置于传感器装配件中的电子部件的展开图；

图33(A)为传感器装配件的主视图，图33(B)为该传感器装配件的侧视图；

图34(A)为沿图33(B)中的XXXIVA-XXXIVA线的剖视图，图34(B)为沿图33(A)中的XXXIVB-XXXIVB线的剖视图；

图35(A)为表示传感器装配件的关闭状态的主视图，图35(B)为表示该传感器装配件的打开状态的主视图；

图36为本发明的第6实施形式的带有传感器的车轮用轴承的部分放大剖视图；

图37为本发明的第7实施形式的带有传感器的车轮用轴承的部分放大剖视图；

图38为本发明的第8实施形式的带有传感器的车轮用轴承的部分放大剖视图；

图39为本发明的第9实施形式的带有传感器的车轮用轴承的部分放大剖视图；

图40为本发明的第10实施形式的带有传感器的车轮用轴承的剖视图；

图41为该带有传感器的车轮用轴承的外方部件的设置传感器装配件的轴向位置中的设置传感组件的周向位置的放大剖视图；

图42为密封部件的部分放大剖视图；

图43为将本发明的第11实施形式的带有传感器的车轮用轴承的剖视图和其检测系统的构思方案的方框图组合而表示的图；

图44为从外侧观看该带有传感器的车轮用轴承的主视图；

图45为该带有传感器的车轮用轴承中的传感组件的放大俯视图；

图46为沿图45中的XXXXVI-XXXXVI线的剖视图；

图47为表示传感组件的另一设置例的剖视图；

图48(A)～图48(C)为传感组件的输出信号的滚动体位置的影响的说明图；

图49为对传感器输出信号的平均值和振幅值进行运算的运算部的电路例的方框图；

图50为根据平均值和振幅值，推算·输出荷载的电路部的方框图；

图51为从外侧观看本发明的第1应用例的带有传感器的车轮用轴承的外方部件的主视图；

图52为将本发明的第2实施形式的带有传感器的车轮用轴承的剖视图和其检测系统的构思方案的方框图组合而表示的图；

图53为将带有传感器的车轮用轴承的外方部件的主视图和其检测系统的构思方案的方框图组合而表示的图；

图54为该带有传感器的车轮用轴承中的传感组件的放大俯视图；

图55为沿图54中的XXXXXV-XXXXXV线的剖视图；

图56为表示该带有传感器的车轮用轴承的外方部件外径面的变形模式的一个例子的说明图；

图57为表示该带有传感器的车轮用轴承的外方部件外径面的变形模式的另一例子的说明图；

图58为表示该带有传感器的车轮用轴承中的传感器输出和垂直方向荷载的关系的曲线图；

图59为表示带有传感器的车轮用轴承中的传感器输出和轴向荷载的关系的曲线图；

图60(A)为表示将温度构成参数的传感器输出信号和荷载的关系的曲线图，图60(B)为表示传感组件中的两个传感器的输出信号的差值和荷载的关系的曲线图；

图61为表示传感组件的另一结构例子的俯视图；

图62为以往例子中的输出信号的滞后的说明图。

具体实施方式

根据图1～图11，对本发明的第1实施形式进行说明。本实施形式为第3代的内圈旋转型，适用于驱动圈支承用的车轮用轴承。另外，在本说明书中，在安装于车辆上的状态，将车辆车宽方向的靠近外侧的一侧称为外侧，将靠近车轮的中间的一侧称为内侧。

该带有传感器的车轮用轴承中的轴承如图1的剖视图所示的那样，由外方部件1、内方部件2与多排的滚动体5构成，该外方部件1在内周形成多排的滚动面3；该内方部件2在外周形成与该各滚动面3面对的滚动面4；该滚动体5夹设于该外方部件1和内方部件2的滚动面3、4之间。该车辆用轴承为多排的角接触滚珠轴承型，滚动体5由滚珠形成，各排都通过保持器6保持。上述滚动面3、4按照截面呈圆弧状，滚珠接触角在背面对合的方式形成。外方部件1和内方部件2之间的轴承空间的两端分别通过一对密封件7、8而密封。

外方部件1构成固定侧部件，在外周具有安装于车体的悬架装置(图中未示出)中的转向节16上的车体安装用法兰1a，整体为一体的部件。在法兰1a的圆周方向的多个部位，开设加工有车体安装用的内螺纹的安装孔14，从内侧而穿过转向节16的螺纹插孔17的转向节螺栓18螺合于上述安装孔14中，由此，车体安装用法兰1a安装于转向节16上。安装孔14也可为螺栓插孔，在此场合，转向节螺栓18的安装固定采用螺母(图中未示出)。

内方部件2构成旋转侧部件，由轮毂圈9与内圈10构成，该轮毂圈9具有车轮安装用的轮毂法兰9a，该内圈10嵌合于该轮毂圈9的轴部9b的内侧端的外周。在轮毂圈9和内圈10上形成上述各排的滚动面4。在轮毂圈9的内侧端的外周设置具有高度差，形成小直径的内圈嵌合面12，在该内圈嵌合面12上嵌合内圈10。在轮毂圈9的中心处开设通孔11。在轮毂法兰9a的周向多个部位，设置轮毂螺栓(图中未示出)的压配合孔15。在轮毂圈9的轮毂法兰9a的根部附近，对车轮和制动部件(图中未示出)进行导向的圆筒状的导向部13在外侧突出。

图2表示从外侧观看该车轮用轴承的外方部件1的主视图。另外，图1为表示沿图2中的I-I线的剖视图。上述车体安装用法兰1a如图2那样，构成开设各安装孔14的圆周方向部分与其它的部分相比更向外径侧突出的突片1aa。

在固定侧部件的外方部件1的外径面上，设置3个以上的传感组件20。在这里，按照两个传感组件20构成为1组传感组件对的方式，设置2组传感组件对。各组的传感组件对19A、19B的两个传感组件20设置于外方部件1的外径面的圆周方向中的相互构成180度的相位差的位置。在这里，构成1组的传感组件对19A的两个传感组件20设置于轮胎接触面，即轮胎中的与路面的接触面的上方位置的外方部件1的外径面的顶面部和底面部的两个部位。另外，构成另一组的传感组件对19B的两个传感组件20设置于位于轮胎触地面的前后位置的外方部件1的外径面中的右面部和左面部的两个部位。

具体来说，构成1组传感组件对19A的两个传感组件20如图2那样，在外方部件1的外径面中的顶面部的邻接的两个突片1aa之间的中间部设置1个传感组件20，在外方部件1的外径面中的底面部的邻接的两个突片1aa之间的中间部设置另一个传感组件20。

这些传感组件20如图3和图4的放大俯视图和放大剖视图所示的那样，由形变发生部件21与1个形变传感器22构成，该形变传感器22安装于该形变发生部件21上，检测形变发生部件21的形变。该形变发生部件21由铜材等的可弹性变形的金属制的2mm以下的薄板件构成，在平面的大致形状为带状，在中间的两侧边部具有缺口部21b。另外，形变发生部件21在两端部具有经由间隔件23而接触固定于外方部件1的外径面上的两个接触固定部21a。形变传感器22相对形变发生部件21中的各方向的荷载，贴于形变大的部位。在这里，作为该部位，在形变发生部件21的外面侧，选择由两侧边部的缺口部21b夹持的中间部位，形变传感器22检测缺口部21b周边的周向的形变。另外，形变发生部件21最好为：作为作用于固定侧部件的外方部件1上的外力、或作用于轮胎和路面之间的作用力，即使外加假想的最大的力的状态的情况下，仍不发生塑性变形的类型。其原因在于：如果产生塑性变形，则外方部件1的变形不传递给传感组件20，对形变的测定产生影响。假想的最大的力为在例如，即使在作用该力的情况下，车轮用轴承不损伤，如果去除该力，则恢复车轮用轴承的正常的功能的范围内，为最大的力。

上述传感组件20按照下述方式设置，该方式为：该形变发生部件21的两个接触固定部21a按照沿外方部件1的轴向，位于相同尺寸的位置，并且位于相互沿圆周方向离开的位置的方式设置，这些接触固定部21a分别经由间隔件23，通过螺栓24固定于外方部件1的外径面上。由此，传感组件20的形变传感器22检测形变发生部件21的缺口部21b周边的外方部件圆周方向的形变。上述各螺栓24分别从设置于接触固定部21a中的沿径向贯通的螺栓插孔25，穿过间隔件23的螺栓插孔26，螺合于开设在外方部件1的外周部的螺纹孔27中。如这样，经由间隔件23，在外方部件1的外径面上固定有接触固定部21a，由此，处于薄板状的形变发生部件21中的具有缺口部21b的中间部位与外方部件1的外径面离开的状态，缺口部21b的周边的形变变形容易。

作为设置接触固定部21a的轴向位置，在这里，选择构成外方部件1的外侧排的滚动面3的周边的轴向位置。在这里所说的外侧排的滚动面3的周边指从内侧排和外侧排的滚动面3的中间位置到外侧排的滚动面3的形成部的范围。在以良好的稳定性将传感组件20固定于外方部件1的外径面上的方面，最好是，在外方部件1的外径面中的接触固定上述间隔件23的部位，形成平坦部1b。

形变传感器22可采用各种类型。例如，可通过金属箔应变仪，构成形变传感器22。在此场合，通常，对形变发生部件21进行粘接的固定。另外，也可通过厚膜电阻体，将形变传感器22形成于形变发生部件21上。

各传感组件20的形变传感器22经由输出信号分离机构34，分别与径向荷载推算机构31和轴向荷载推算机构32接触。径向荷载推算机构31为推算沿车轮用轴承的径向作用的径向荷载的机构。轴向荷载推算机构32为推算沿车轮用轴承的轴向作用的轴向荷载(转向力)Fy的机构。在这里，径向荷载推算机构31推算沿车轮用轴承的上下方向作用的垂直方向荷载Fz和构成沿前后方向作用的驱动力·制动力的荷载Fx。

输出信号分离机构34为将各传感组件20的传感器输出信号分离为直流成分和交流成分，将其输入到上述径向荷载推算机构31和轴向荷载推算机构32中的机构。直流成分通过将传感器输出信号通过低通滤波器的方式而求出。

下面对下述方法进行说明，该方法指通过上述径向荷载推算机构31和轴向荷载推算机构32推算驱动力的荷载Fx、轴向荷载Fy、垂直方向荷载Fz。

在驱动力的荷载Fx、轴向荷载Fy为零的状态，外加垂直方向荷载Fz的场合，外方部件1的外径面的变形模式如图5中的箭头所示的那样，外方部件1的外径面的顶面部沿外径方向变形，底面部沿内径方向变形。在本实施形式中，传感组件20按照下述方式设置，该方式为：该两个接触固定部21a位于外方部件1的外径面的同一轴向位置，并且位于沿周向相互离开的位置，检测周向的形变。由此，固定于上述顶面部上的传感组件20的形变发生部件21沿形变大的拉伸方向而变形，固定于上述底面部上的传感组件20的形变发生部件21沿形变小的压缩方向而变形。相对该情况，外方部件1的外径面中的右面部和左面部的变形微小。于是，在垂直方向荷载Fz的推算中，构成设置于外方部件1的外径面中的顶面部和底面部的传感器组件对19A的两个传感组件20的传感器输出信号的差值大的原因。

在轴向荷载Fy、垂直方向荷载Fz为零的状态，即使在驱动力的荷载Fx外加于例如左侧的情况下，外方部件1的外径面的变形模式如图6中的箭头所示的那样，外方部件1的外径面的左面部沿外径方向变形，右面部沿内径方向变形。由此，固定于上述左面部上的传感组件20的形变发生部件21沿变形大的拉伸方向变形，固定于上述右面部上的传感组件20的形变发生部件21沿形变小的压缩方向变形。相对该情况，外方部件1的外径面中的顶面部和底面部的变形微小。于是，在驱动力的荷载Fx的推算中，构成设置于外方部件1的外径面中的右面部和左面部的传感组件对19B的两个传感组件20的传感器输出信号的差值大的原因。

另外，在驱动力的荷载Fx、垂直方向荷载Fz为零的状态，外加轴向荷载Fy的场合，外方部件1的外径面的变形模式如图7中的箭头所示的那样，外方部件1的外径面的顶面部和底面部沿外径方向变形，右面部和左面部沿内径方向变形。由此，固定于上述顶面部和底面部的传感器组件20的形变发生部件21沿形变大的拉伸方向变形，固定于上述右面部和左面部上的传感组件20的形变发生部件21沿形变小的压缩方向变形。于是，在轴向荷载Fy的推算中，设置于外方部件1的外径面的顶面部和底面部的传感器组件对19A的两个传感组件20的传感器输出信号之和成为较大的原因。

如这样，根据驱动力的荷载Fx、轴向荷载Fy、垂直方向荷载Fz，外方部件1的外径面的变形模式不同，另外，以复合方式外加上述各荷载的场合，形成将它们合成的变形模式。

于是，在上述径向荷载推算机构31和轴向荷载推算机构32中，根据下述的行列式，计算各荷载Fx、Fy、Fz的推算值。

[数学公式1]

$F=(M1M2\·\·\·\mathrm{Mnm}1m2\·\·\·\mathrm{mn})\left(\begin{array}{c}S1\\ S2\\ \·\\ \mathrm{Sn}\\ s1\\ s2\\ \·\\ \mathrm{sn}\end{array}\right)$

在该行列式中，S1、S2…Sn表示从各传感组件20的传感输出信号，通过上述输出信号分离机构34分离的各直流成分，s1、s2…sn表示从各传感组件20的传感器输出信号，通过上述输出信号分离机构34分离的各交流成分的振幅值。另外，M1、M2…Mn表示对上述各直流成分的值进行补偿的补偿系数，m1、m2…mn表示对上述各交流成分的振幅值进行补偿的补偿系数。这些补偿系数为针对所推算的各荷载Fx、Fy、Fz而不同的值，通过实验、或解析而预先求出，存储于上述径向荷载推算机构31和轴向荷载推算机构32中的图中未示出的存储器中。上述各直流成分、交流成分、补偿系数中的后缀n表示传感组件20的总数，即，传感器输出信号的总数，在这里n表示4。

即，在上述径向荷载推算机构31和轴向荷载推算机构32中，上述各直流成分和交流成分(振幅值)为变量，根据将各变量与针对所推算的各方向的荷载Fx、Fy、Fz而确定的补偿系数相乘的一次式，从而推算各方向的荷载Fx、Fy、Fz。

在此场合，即使在推算任意的荷载Fx、Fy、Fz的情况下，全部的传感组件20的传感器输出信号的直流成分和交流成分(振幅值)作为主要因素而包括。如上述那样，在本实施形式中，两个传感组件20作为1组的传感组件对19A，设置于外方部件1的外径面的顶面部和底面部，剩余的两个传感组件20作为另一组传感组件对19B，设置于外方部件1的外径面的右面部和左面部，相对荷载，呈现图5～图7所示的变形模式。

由此，在根据上述行列式，通过径向荷载推算机构31而推算的垂直方向荷载Fz的场合，构成设置于外方部件1的外径面中的顶面部和底面部的传感器组件对19A的两个传感器组件20的传感器输出信号的差值大的原因。于是，在该场合的荷载推算中，即使在忽略另一组的传感组件对19B的两个传感组件20的传感器输出信号的情况下，仍可获得基本相同的结果。

另外，在通过径向荷载推算机构31而推算的驱动力的荷载Fx的场合，构成设置于外方部件1的外径面中的右面部和左面部的传感组件对19B的两个传感器组件20的传感器输出信号的差值大的原因。同样在该场合的荷载推算中，即使在忽略另一组传感组件对19A的两个传感组件20的传感器输出信号的情况下，仍获得基本相同的结果。

另外，在通过轴向荷载推算机构32而推算的轴向荷载Fy中，设置于外方部件1的外径面的顶面部和底面部的传感组件对19A的两个传感组件20的传感器输出信号之和成为较大的原因。同样在该场合的荷载推算中，即使在忽略另一组传感组件对19B的两个传感组件20的传感器输出信号的情况下，仍获得基本相同的结果。图10为从传感组件20的传感器输出信号，到通过荷载推算机构(径向荷载推算机构31和轴向荷载推算机构32)，推算各荷载Fx、Fy、Fz的处理的基本的流程。

由于并不限于垂直方向荷载Fz，沿车轮用轴承的径向作用的径向荷载(包括构成驱动力的荷载Fx)的外方部件1的变形量与轴向荷载Fy的变形量相比较，非常小，故容易受到轴向荷载Fy的影响。于是，在本实施形式中，通过借助轴向荷载推算机构32计算的轴向荷载Fy的推算值，对通过上述推算方法计算的径向荷载(垂直方向荷载Fz、驱动力的荷载Fx)进行补偿。如这样，若通过借助轴向荷载推算机构32而计算的轴向荷载Fy的推算值，对径向荷载推算机构31的推算值进行补偿，则可正确地推算径向荷载(垂直方向机构荷载Fz、驱动力的荷载Fx)。径向荷载推算机构31具有进行上述补偿处理的补偿机构45。

在本实施形式中，传感组件对19A的两个传感组件20设置于顶面部和底面部，该顶面部和底面部为：作为车轮用轴承的固定侧部件的外方部件1的外径面的轮胎触地面的上下方向的位置。并且，由于传感组件20设置于构成外方部件1中的多排的滚动面3中的外侧的滚动面3的周边的轴向位置，故在车轮用轴承的旋转中，在传感组件20的形变传感器22的输出信号的振幅中，如图8所示的波形图的那样，产生周期性的变化。其理由在于根据通过滚动面3中的传感组件20的附近部位的滚动体5的有无，传感组件20中的形变发生部件21的变形量不同，针对滚动体5的每个通过周期，传感器22的输出信号的振幅具有峰值。由于该振幅检测通过因传感组件20的附近部位的各个滚动体5的荷载而产生的外方部件1的变形，故该振幅值伴随轴向荷载(转向力)Fy的值而变化。

图9(A)表示设置于外方部件1的外径面的顶面部的传感组件20的传感器输出，图9(B)表示设置于外方部件1的外径面的底面部的传感组件20的传感器输出。在这些附图中，横轴表示轴向荷载Fy，纵轴表示外方部件1的形变量，即传感器22的输出信号的振幅，最大值和最小值表示振幅的最大值和最小值。根据这些附图而知道，在轴向荷载Fy为+方向的场合，各个滚动体5的荷载在外方部件1的外径面顶面部变小(即，振幅的最大值和最小值的差变小)，在外方部件1的外径面底面部变大(即，振幅的最大值和最小值的差变大)。另外知道，于此相对，在轴向荷载Fy为-方向的场合，相反，各个滚动体5的荷载在外方部件1的外径面顶面部变大，在外方部件1的外径面底面部变小。

于是，在轴向荷载方向判断机构33中，计算设置于外方部件1的外径面顶面部和外径面底面部的传感组件20的传感器输出信号的振幅的上述差值，对它们的值进行比较，由此，判断轴向荷载Fy的方向。即，在外方部件1的外径面顶面部的传感组件20的传感器输出信号的振幅的最大值和最小值的差值变小时，在轴向荷载方向判断机构33中，判断轴向荷载Fy的方向为+方向。反之，在外方部件1的外径面顶面部的传感器组件20的传感器输出信号的振幅的最大值和最小值的差值大时，通过轴向荷载方向判断机构33，判断轴向荷载Fy的方向为-方向。

图11为表示上述传感组件20中的传感输出信号和外方部件1的温度的关系的曲线图。由该曲线图可知，传感器输出信号伴随温度而偏差。由此，为了提高在径向荷载推算机构31和轴向荷载推算机构32中推算的各荷载Fx、Fy、Fz的检测精度，必须对传感器输出信号进行温度补偿。于是，在本实施形式中，设置对应于车轮用轴承的温度或周边温度，对传感组件20的传感器输出信号进行补偿的温度补偿机构35。如图2那样，外方部件1的外径面中的各传感组件20的设置部的附近，分别设置检测外方部件1的外径面温度的温度传感器29。温度传感器29可采用例如，热敏电阻或白金电阻元件。温度补偿机构35根据上述温度传感器29的输出信号，对相应的传感组件20的传感器输出信号进行补偿。于是，在径向荷载推算机构31或轴向荷载推算机构32中，输入通过温度补偿机构35而补偿的传感器输出信号。温度传感器29如图3中的假想线所示的那样，也可设置于传感组件20中的形变发生部件21中。

如果荷载作用于车轮的轮胎和路面之间，则还在作为车轮用轴承的固定侧部件的外方部件1上，外加荷载而产生变形。上述传感组件20设置于例如车体安装用法兰1a的突片1aa上，如果要根据车体安装用法兰1a的变形来推算荷载，则如以往例子中的说明那样，在输出信号中产生滞后。在这里，由于传感组件20中的形变发生部件21的两个以上的接触固定部21a接触固定于外方部件1的外径面上，故外方部件1的形变容易以放大方式传递给形变发生部件21，通过形变传感器22，以良好的灵敏度而检测该形变，在该输出信号中产生的滞后也变小，可以良好的精度推算荷载。

另外，在作为固定侧部件的外方部件1的外径面上，设置3个以上的传感组件20，设置下述的荷载推算机构(径向荷载推算机构31和轴向荷载推算机构32)，其根据这些传感组件20的传感器输出信号，推算沿车轮用轴承的径向作用的径向荷载(驱动力的荷载Fx和垂直方向荷载Fz)和沿车轮用轴承的轴向作用的轴向荷载Fy，由此，不必设置多个传感器，无论在什么样的荷载条件下，仍可以良好的灵敏度推算径向荷载Fx、Fz和轴向荷载Fy。

特别是，设置输出信号分离机构34，其将各传感组件20的传感器输出信号分离成直流成分和交流成分，将其输入到上述荷载推算机构(径向荷载推算机构31和轴向荷载推算机构32)中，根据以上述各直流成分和交流成分(振幅值)为变量，各变量与针对所推算的各方向的荷载Fx、Fy、Fz而确定的补偿系数相乘的一次式，通过荷载推算机构(径向荷载推算机构31和轴向荷载推算机构32)，推算各方向的荷载Fx、Fy、Fz，由此，可按照分成直流成分和交流成分的方式，极精细地进行荷载推算机构的传感器输出信号的补偿处理，能以更良好的精度推算荷载。

此外，在本实施形式中，设置轴向荷载方向判断机构33，其将至少1组的传感组件对19A的两个传感组件20设置于作为构成轮胎触地面的上下方向的位置的固定侧部件的外方部件1的外径面的顶面部和底面部，根据该传感组件对19A的传感器输出信号的振幅，判断上述轴向荷载Fy的方向，由此，不必单独设置方向判断用的传感器，即可判断的轴向荷载Fy的方向。

在上面的说明中，给出检测车轮的轮胎和路面之间的作用力的场合，但是，不仅检测车轮的轮胎和路面之间的作用力，而且检测作用于车轮用轴承上的力(例如，预压量)。

通过将根据该带有传感器的车轮用轴承获得的检测荷载用于汽车的车辆控制，可有助于汽车的稳定行驶。另外，如果采用该带有传感器的车轮用轴承，则可在车辆上紧凑地设置荷载传感器，可使批量生产性优良，可谋求成本的降低。

另外，在本实施形式中，关于下述的方案，没有特别的限定。

·传感组件20的设置个数(至少3个以上)、接触固定部21a、传感器22、缺口部21b的数量、设置场所；

·传感组件20的形状、固定方法(也可为粘接、焊接。还可不夹设间隔件23，将两个接触固定部21a直接固定于外方部件1的外径面上，在该外径面的两接触固定部21a的被固定部位之间开设槽。)、所固定的朝向(也可朝向轴向而固定，检测轴向的形变。)

图12～图14表示本发明的第2实施形式。在该带有传感器的车轮用轴承中，针对图1～图11所示的第1实施形式，各传感组件20按照下述方式构成。同样在该场合，传感组件20如图14的放大剖视图所示的那样，由形变发生部件21和传感器22构成，该传感器22安装于该形变发生部件21上，检测形变发生部件21的形变。形变发生部件21在两端部具有在与外方部件1的外径面面对的内面侧伸出的两个接触固定部21a，通过这些接触固定部21a，接触而固定于外方部件1的外径面上。两个接触固定部21a中的、1个接触固定部21a设置于位于外方部件1的外侧排的滚动面3的周边的轴向位置，还在比该位置更靠近外侧的位置，设置另一接触固定部21a，并且该两个接触固定部21a相互设置于外方部件1的圆周方向的相同相位的位置。即，传感组件20按照下述方式设置于外方部件1的外径面，该方式为：该形变发生部件21的两个接触固定部21a位于作为固定侧部件的外方部件1的同一周向位置，并且沿轴向相互离开的位置。同样在该场合，在以良好的稳定性将传感组件20固定于外方部件1的外径面上的方面，最好是，在外方部件1的外径面中的接触固定上述形变发生部件21的接触固定部21a的部位上形成平坦部。

另外，在形变发生部件21的中间部，形成在内面侧开口的1个缺口部21b。形变传感器22贴于形变发生部件21中的相对各方向的荷载，形变大的部位。在这里，作为该部位，在上述缺口部21b的周边，具体来说，形变发生部件21的外面侧，选择构成缺口部21b的背面侧的位置，形变传感器22检测缺口部21b的周边的形变。

形变发生部件21的两个接触固定部21a分别通过借助螺栓47紧固于外方部件1的外径面上的方式固定。具体来说，这些螺栓47分别穿过开设于接触固定部21a中的沿径向贯通的螺栓插孔48，与开设于外方部件1的外周部上的螺栓孔49螺合。另外，作为接触固定部21a的固定方法，不但可采用螺栓47紧固，而且可采用粘接剂等。在形变发生部件21的接触固定部21a以外的部位，在与外方部件1的外径面之间产生间隙。其它的方案与图1～图11所示的第1实施形式的场合相同。另外，图12为表示从外侧观看车轮用轴承的外方部件1的主视图的沿图13中的XII-XII线的剖视图。

此外，在上述各实施形式中，给出通过输出信号分离机构34，将传感组件20的传感器输出信号分离为直流成分和交流成分，通过借助补偿系数对直流成分和交流成分进行补偿而得到的值，推算各荷载Fx、Fy、Fz的场合，但是，由于如图8所示的那样，在传感组件20的传感器输出信号的振幅中，产生周期性的变化，故计算该传感器输出信号的平均值、振幅值、绝对值等的各值，以各值的两个以上的值为变量，按照与上述实施形式的场合相同的方式，借助补偿系数进行补偿，由此，也可推算各荷载Fx、Fy、Fz。该场合的各值也可包括上述直流成分和交流成分(振幅值)。

根据图15～图20，对本发明的第3实施形式进行说明。在图15～图20中，对于与表示第1实施形式的图1～图11相同或共同的部分，采用同一标号，其具体的说明省略。与上述第1实施形式相比较，第3实施形式的区别在于包括：传感部温度传感器28A，其安装于形变发生部件21上，检测形变传感器22的设置部的温度；滚动面温度传感器28B，其设置于固定侧部件中的传感组件20的附近的周向位置，检测滚动面附近的温度；温度补偿机构35A，其通过传感部温度传感器28A和滚动面温度传感器28B的输出，对传感组件20的传感器的输出信号进行补偿，荷载推算机构30根据通过温度补偿机构35A而补偿的信号，推算车轮用作用于轴承或轮胎上的荷载。

图16表示从外侧观看该车轮用轴承的外方部件1的主视图。另外，图15表示沿图16中的XV-XV线的剖视图。该图15、图16分别与第1实施形式的图1、图2相对应。

如图16所示的那样，在作为固定侧部件的外方部件1的外径面上，设置4个传感组件20。在这里，这些传感组件20按照下述方式设置，该方式为：在位于轮胎触地面的上下位置和前后位置的外方部件1的外径面中的顶面部、底面部、右面部和左面部，沿周向相互成90度的相位差。

图17和图18的放大俯视图和放大剖视图所示的这些传感器组件20与表示上述第1实施形式的图3和图4相对应，不同点仅仅是传感部温度传感器28A的有无，形变发生部件21的形状和组成材料也与上述第1实施形式相同，所以省略具体的说明。

在作为固定侧部件的上述外方部件1的外周，设置覆盖上述各传感组件20的保护罩36。该保护罩36如图15那样，由截面呈L状，与外方部件1同心的环状部件构成，该环状部件具有圆筒部36a和立板部36b，该圆筒部36a沿轴向延伸，该立板部36b从该圆筒部36a的外侧端延伸到内径侧。将保护罩36的立片部36b的内径侧端固定于外方部件1的外径面上，另外，按照通过将保护罩36的圆筒部36a的内侧端分别固定于朝向外方部件1的车体安装用法兰1a的外侧的侧面上，覆盖设置于外方部件1的外径面上的全部的传感组件20的方式，保护罩36安装于外方部件1上。在保护罩36的圆筒部36a的内侧端，与外方部件1的外径面之间设置间隙。保护罩36的材质既可为塑料或橡胶，也可由金属制成。

另外，如图15那样，由保护罩36覆盖的全部的传感组件20中的形变传感器22的信号线37A、传感部温度传感器28A的信号线37B以及后述的滚动面温度传感器28B的信号线37C从保护罩36的一个部位，通过保护罩36和外方部件1的外径面的上述间隙，伸出到保护罩的外侧。例如，在图15的例子中，全部的形变传感器22的信号线37A、全部的传感部温度传感器28A的信号线37B以及全部的滚动面温度传感器28B的信号线37C从保护罩36的圆筒部36a的内周面的周向的一个部位延伸到内侧，从外方部件1的车体安装用法兰1a中的谷部，即，沿周向邻接的两个突片1aa(图16)的中间位置向外部伸出。

此外，如图19的放大剖视图所示的那样，在作为固定侧部件的外方部件1上，设置滚动面温度传感器28B，其检测该多排的滚动面3中的外侧排的滚动面3的附近的温度。该滚动面温度传感器28B以对应于设置于外方部件1的外径面上的4个传感组件20的方式设置4个。各滚动面温度传感器28B设置于作为固定侧部件的外方部件1中的传感组件20的附近的周向位置。具体来说，在外方部件1上，设置4个温度传感器埋入用孔46，其从该外径面中的上述各传感组件20的设置部的附近，沿径向延伸，到达上述滚动面3附近，在接近各孔46内的滚动面3的底部，分别埋设上述各滚动面温度传感器28B。最好是，各孔46的底部在通过形成这些孔46，没有轴承的寿命的降低的范围内，接近滚动面3，例如，位于滚动面3的淬火硬化处理层和未硬化部分的边界附近。与各滚动面温度传感器28B连接的信号线37C从上述温度传感器埋入用孔46，经过相应的传感组件20，与其它的信号线37A、37B一起，如上述那样，从上述保护罩36向外部伸出。

传感组件20的形变传感器22、传感部温度传感器28A以及滚动面温度传感器28B经由温度补偿机构35A，与荷载推算机构30连接。荷载推算机构30通过形变传感器22的输出信号，推算作用于车轮用轴承或车轮与路面之间(轮胎触地面)上的力(垂直方向荷载Fz、构成驱动力的荷载Fx、轴向荷载Fy)。温度补偿机构35A通过上述传感部温度传感器28A和上述滚动面温度传感器28B的输出，对上述形变传感器22的输出信号进行补偿。在荷载推算机构30中，根据通过上述温度补偿机构35A补偿的形变传感器22的输出信号，推算上述垂直方向荷载Fz、构成驱动力的荷载Fx、轴向荷载Fy。

由于在形变传感器22的输出信号中具有温度偏差特性，故如果通过设置于传感组件20上的传感部温度传感器28A测定的传感组件20的温度或外气温度，对形变传感器22的输出信号进行补偿，可减少温度偏差特性的检测误差。但是，如果轴承内部的发热量或轴承向外气的放热状态变化，则外方部件1的热形变成分叠加于形变传感器22的输出信号中，使检测精度恶化。

于是，在温度补偿机构35A中，通过传感部温度传感器28A所检测的形变传感器22的设置部的温度Ts，与作为滚动面温度传感器28B所检测的外方部件1的内部温度的滚动面3的附近的温度Ti，如下述那样，对上述形变传感器22的输出信号进行补偿。

首先，求出作为外方部件1的内外温度差的ΔT＝Ti-Ts。外方部件1的内外的温度梯度和叠加于形变传感器22的输出信号中的偏置量的关系由外方部件1的结构等确定，可按照图20的曲线图所示的那样的比例关系而进行近似处理。另外，在图20中，传感组件20的温度一定，温度差ΔT＝0时的形变传感器22的输出信号为S0。

接着，通过温度补偿机构35A，根据图20的曲线图计算系数，采用上述内温度差ΔT，将形变传感器22的输出信号的补偿值作为补偿值＝(形变传感器22的输出)+(传感部温度的偏置量O(Ts))+(温度梯度的偏置量G(ΔT))而求出。其中，

O(Ts)：线膨胀的差的偏置量+形变传感器22的温度特性

G(ΔT)：温度梯度的偏置量

荷载推算机构30具有关系设定机构(图中未示出)，其通过运算式或表格等，设定上述作用力和通过上述温度补偿机构35A计算的形变传感器22的输出信号的补偿值的关系，根据已输入的补偿值，采用上述关系设定机构输出作用力的值。上述关系设定机构的设定内容预先通过试验或模拟而求出，进行设定。

如果在车轮的轮胎和路面之间作用荷载，则还在车轮用轴承的固定侧部件的外方部件1上外加荷载而产生变形。由于传感组件20中的形变发生部件21的两个接触固定部21a接触固定于外方部件1上，故外方部件1的形变放大而传递给形变发生部件21，可通过形变传感器22，以良好的灵敏度而检测该形变，以良好的精度推算荷载。

特别是，在传感组件20的形变发生部件21上，安装检测形变传感器22的设置部的温度的传感部温度传感器28A，在外方部件1中的传感组件20的附近的周向位置，设置检测滚动面3的附近的温度Ti的滚动面温度传感器28B，在荷载推算机构30中，由于通过温度补偿机构35A，借助传感部温度传感器28A和滚动面温度传感器28B的输出，对形变传感器22的输出信号进行补偿，根据该已补偿的信号，推算作用于车轮用轴承或轮胎上的荷载，故可降低外气温度的变化或荷载变化造成的轴承内部发热的变化的影响，可以较高的精度，以良好的稳定性而检测作用于车轮用轴承或轮胎触地面上的荷载，即使在行驶中的降雨或外气温度的变化的情况下，荷载检测仍难以受到影响。

在上面的说明中，给出检测车轮的轮胎和路面之间的作用力的场合，但是，不仅检测车轮的轮胎和路面之间的作用力，而且也可检测作用于车轮用轴承上的力(例如，预压量)。

通过将根据该带有传感器的车轮用轴承获得的检测荷载用于车轮控制，即使在作用有高荷载的条件行驶的情况下，检测精度仍不恶化，可通过正确的车辆控制提高安全性。

还有，在该第3实施形式中设置4个传感组件20，这些传感组件20按照沿周向而相互形成90度的相位差的方式，设置于位于轮胎触地面的上下位置和左右位置的外方部件1的外径面的顶面部、底面部、右面部和左面部，由此，无论在什么样的荷载条件下，均可以良好的精度推算荷载。即，如果某方向的荷载增加，由于滚动体5和滚动面3、4接触的部分以及它们不接触的部分呈现180度的相位差，故如果对应于该方向，按照180度的相位差，设置传感组件20，则必定经由滚动体5而作用于外方部件1上的荷载传递给任意的传感组件20，通过形变传感器22检测该荷载。

另外，在第3实施形式中，上述滚动面温度传感器28B的个数为与传感组件20的个数相同的数量的4个，并且对准外方部件1中的各传感组件20的周向位置和相位，设置各滚动面温度传感器28B，故可检测与各传感组件20相对应的滚动面附近的温度，可以更良好的精度进行上述荷载推算机构30的温度补偿机构35A的补偿，由此，可提高最终获得的荷载推算值的精度。

此外，在第3实施形式中，上述荷载推算机构30的温度补偿机构35A作为根据上述传感部温度传感器28A的输出和上述滚动面温度传感器28B的输出的差，对传感组件20的变形传感器22的输出信号进行补偿的类型，该补偿量根据预先制作的上述两个温度传感器28A、28B的输出差和补偿量的一次近似关系式(图20)而确定，这样，可充分地降低叠加于形变传感器22的输出信号中的偏置量，即，从外方部件1的内部，到表面的温度梯度的热形变，可提高荷载推算值的精度。

图21和图22(A)、图22(B)表示上述第3实施形式的滚动面温度传感器28B的另一设置例。在该设置例中，在作为固定侧部件的外方部件1的多排的滚动面3的中间位置，开设沿径向贯通的1个贯通孔63，使与滚动面温度传感器28B连接的信号线37C穿过该贯通孔63，由此，将滚动面温度传感器28B设置于外方部件1的滚动面3的附近。滚动面温度传感器28B的信号线37C经由传感组件20，与形变传感器22的信号线37A或传感部温度传感器28A的信号线37B一起，从保护罩36的一部位伸出到外部。

在外方部件1的内径面中的通过上述滚动面温度传感器28B而进行温度检测的滚动面3的附近，压入而嵌合图22(A)所示的环状的温度传感器支承部件39，在该温度传感器支承部件39中埋设滚动面温度传感器28B。温度传感器支承部件39如图22(B)的部分剖视图所示的那样，在其内径面的一部分中设置凹陷部39a，在该凹陷部39a中，设置形成滚动面温度传感器28B的布线的柔性基板40，在该柔性基板40中安装滚动面温度传感器28B。在图22(A)中，给出在温度传感器支承部件39的1个部位的凹陷部39a设置滚动面温度传感器28B的例子，但是，也可分布到各传感组件20的与各设置部相对应的周向的各位置，设置4个滚动面温度传感器28B。通过测定各位置的滚动面温度，可以更良好的精度进行温度补偿。各滚动面温度传感器28B的信号线37C穿过1个贯穿孔63，伸出到外方部件1的外周侧，贯通孔63通过密封部件41而密封。

在该滚动面温度传感器28B的设置例中，由于在外方部件1的多排的滚动面3的中间位置，开设沿径向贯通的贯通孔63，与穿过该贯通孔63的信号线37C连接的滚动面温度传感器28B设置于滚动面3附近，故可容易在外方部件1的内径面的滚动面3的附近设置滚动面温度传感器28B。

此外，在形成外方部件1的滚动面3的内径面上，嵌合环状的温度传感器支承部件39，在该温度传感器支承部件39中埋设滚动面温度传感器28B，由此，可简单地进行滚动面温度传感器28B的固定或对位作业。

还有，由于在温度传感器支承部件39的内部设置滚动面温度传感器28B的安装和布线用的柔性基板40，故可采用柔性基板40，进行温度传感器支承部件39的内部的滚动面温度传感器28B的布线处理，容易进行布线处理，结构紧凑，还可消除断线等的发生。另外，即使在设置多个滚动面温度传感器28B的情况下，仍可简单地进行布线·固定作业。

还有，设置多个滚动面温度传感器28B，与这些滚动面温度传感器28B连接的信号线37C穿过1个贯通孔63，通过密封部件41将该贯通孔63密封，由此，布线处理容易，可防止经由贯通孔63，水分侵入到外方部件1的内部的情况。

根据图23～图26，对本发明的第4实施形式进行说明。在图23～图26中，表示与上述第1实施形式的图1～图11相同或共同的部分采用同一标号，其具体的说明省略。本实施形式与上述第1实施形式相比较，其区别在于还包括作为温度传感器的传感部温度传感器28A，其安装于形变发生部件21上，检测形变传感器22的设置部的温度；隔热材料44，其夹设于传感组件20和该传感组件20的周边的外气之间；温度补偿机构35B，其通过传感部温度传感器28A的输出，对上述传感组件20的传感器输出信号进行补偿，荷载推算机构30根据通过温度补偿机构35B补偿的信号，推算作用于车轮用轴承或轮胎上的荷载。

如图24所示的那样，在固定侧部件的外方部件1的外径面上，设置3个以上的传感组件20。在这里，4个传感组件20按照沿周向相互形成90度的相位差的方式，设置于位于轮胎触地面的上下位置和前后位置的外方部件1的外径面中的顶面部、底面部、右面部和左面部。在这里，构成1组的传感组件对的两个传感组件20设置于位于轮胎触地面的上方位置的外方部件1的外径面中的顶面部和底面部的两个部位。另外，构成另一组的传感组件对的两个传感组件20设置于位于轮胎触地面的前后位置的外方部件1的外径面中的右面部和左面部的两个部位。

图25和图26的放大俯视图和放大剖视图所示的这些传感组件20与表示上述第1实施形式的图3和图4相对应，其区别仅仅是后述的隔热材料44和传感部温度传感器28A的有无，形变发生部件21的形状和组成材料也与上述第1实施形式相同，由此，具体的说明省略。

上述传感组件20的表面通过隔热材料44覆盖，由此，传感组件20与外气隔绝开。隔热材料44作为覆盖传感组件20的覆盖层而设置，覆盖传感组件20中的与外方部件1的接触面以外的整个面。在这里的隔热材料44为例如，氨基甲酸乙酯泡沫、泡沫树脂模制件、氨基甲酸乙酯系树脂模制件、橡胶等的低热传导率的材料。

传感组件20的形变传感器22和传感部温度传感器28A经由温度补偿机构35B与荷载推算机构30连接。荷载推算机构30通过形变传感器22的输出信号，推算作用于车轮用轴承或车轮和路面之间(轮胎触地面)的力(垂直方向荷载Fz、构成驱动力或制动力的荷载Fx、轴向荷载Fy)。温度补偿机构35B通过上述传感部温度传感器28A的输出，对上述形变传感器22的输出信号进行补偿。温度补偿机构35B按照例如，设定了温度与补偿值或构成补偿结果的输出信号的关系的运算式或表格等(图中未示出)，对形变传感器22的输出信号进行补偿。在荷载推算机构30中，根据通过上述温度补偿机构35B补偿的形变传感器22的输出信号，推算作为径向荷载的上述垂直方向荷载Fz和构成驱动力或制动力的荷载Fx，与作为转向力的轴向荷载Fy。

荷载推算机构30具有关系设定机构(图中未示出)，其通过运算式或表格等而设定上述作用力和通过上述温度补偿机构35B计算的形变传感器22的输出信号的补偿值的关系，根据已输入的补偿值，采用上述关系设定机构，输出作用力的值。上述关系设定机构的设定内容预先通过试验或模拟而求出，从而进行设定。

如果荷载作用于车轮的轮胎和路面之间，则还在作为车轮用轴承的固定侧部件的外方部件1上施加荷载而产生变形。传感组件20中的形变发生部件21的两个接触固定部21a接触固定于外方部件1的外径面上，由此，外方部件1的形变放大而传递于形变发生部件21，通过形变传感器22，以良好的灵敏度而检测该形变，以良好的精度推算荷载。

此外，在传感组件20的形变发生部件21中，安装检测形变传感器22的设置部的温度的传感部温度传感器28A，在荷载推算机构30中，通过温度补偿机构35B，借助传感部温度传感器28A的输出而对形变传感器22的输出信号进行补偿，根据该已补偿的信号，推算作用于车轮用轴承或轮胎上的荷载，由此，在伴随轴承旋转的发热或周围环境等，车轮用轴承的温度变化的场合，可对因外方部件1和传感组件20的线膨胀率的差等，在形变传感器22的输出信号中产生的变化进行补偿。在此场合，如果传感组件20和外气的隔热不充分，则因外气的状态或形变传感器22的周边的状态(风量、水分的附着的有无等)，放热电阻变化，这样，外方部件1的温度和传感部温度传感器28A检测到的温度偏移，通过上述温度补偿机构35B计算的补偿值与实际的温度膨胀的状态错开，最终通过荷载推算机构30推算的荷载产生误差。在该带有传感器的车轮用轴承中，由于通过隔热材料44将传感组件20与外气隔绝开，故可将上述外部环境的影响抑制在最小限度，可以高的精度，以良好的稳定性检测作用于车轮用轴承或轮胎触地面上的荷载。

另外，在本实施形式中，由于设置4个传感组件20，这些传感组件20按照沿周向相互构成90度的相位差的方式，设置于位于轮胎触地面的上下位置和左右位置的外方部件1的外径面的顶面部、底面部、右面部和左面部，故无论在什么样的荷载条件下，均以良好精度推算荷载。即，如果某方向的荷载变大，由于滚动体5和滚动面3、4接触的部位和它们没有接触的部分呈现180度的相位差，如果对应于该方向，按照180度相位差设置传感组件20，则必定经由滚动体5外加于外方部件1的荷载传递给某传感组件20，可通过形变传感器22检测该荷载。

图27～图35表示本发明的第5实施形式。在该实施形式的带有传感器的车轮用轴承中，在圆环状的保护罩36A上安装传感组件20。传感组件20如作为设置于保护罩36A的内侧的上述电子部件的展开图的图32所示的那样，由形变发生部件21、形变传感器22与作为温度传感器的传感部温度传感器28A构成，该形变传感器22安装于该形变发生部件21上，检测形变发生部件21的形变，该传感部温度传感器28A安装于形变发生部件21上，检测形变传感器22的设置部的温度。在形变发生部件21中的夹持上述形变传感器22而沿纵向离开的两个部位，开设将传感组件20固定于上述外方部件1的外径面上的螺栓24(图28)的插孔25。

同样在本实施形式中，传感组件20为4个，与对这些形变传感器22的输出信号进行处理的信号处理用IC55、将已处理的上述输出信号取出到轴承外部的信号缆线37D(图32)等的电子部件一起，设置于图30(A)、图30(B)的主视图和侧视图所示的圆环状的保护罩36A的内侧，构成图33(A)、图33(B)的主视图和侧视图所示的圆环状的传感器装配件38。在各传感组件20之间，信号缆线37D沿保护罩36A的槽部60(图31)而布线，在该信号缆线37D中途，设置信号处理用IC55。信号缆线37D的向车体侧的伸出部37Da从保护罩36A的一个部位伸出到保护罩36A的外侧。保护罩36A的材质既可为塑料或橡胶，也可由不锈钢等的金属制成。

保护罩36A如表示图30(A)、图30(B)中的XXXIA-XXXIA线剖视图和XXXIB-XXXIB线的剖视图的图31(A)、图31(B)所示的那样，具有在外径面上沿周向而延伸的上述槽部60，在构成该周向的上述各传感组件20的设置部的4个部位，分别开设沿径向贯通的开口部61。在这些开口部61的内径侧的沿周向的两侧缘上，设置传感组件20的形变发生部件21卡合的平面状的卡合台阶部61a。由此，如表示沿图33(A)、图33(B)的XXXIVA-XXXIVA线的剖视图和XXXIVB-XXXIVB线的剖视图的图34(A)、图34(B)那样，在保护罩36A的开口部61上，各传感组件20按照其形变发生部件21在内径侧露出的方式设置。

上述圆环状的传感器装配件38如图35(A)、图35(B)那样，可分为两个部分。具体来说，圆环状的保护罩36A按照通过铰链62而可开闭的方式连接两个分割体36Aa、36Ab的各一端，经由该铰链62，传感器装配件38的两个半圆弧部可开闭。该传感器装配件38的打开状态的开口尺寸W的最大值大于外方部件1的外径D(图28)。由此，可按照在开口尺寸W最大的状态而打开的方式将上述传感器装配件38安装于外方部件1的外径面上。

图28表示从内侧观看的外方部件1的剖视图。外方部件1的外径面的安装上述传感器装配件38的轴向位置构成在全周的范围内的圆筒研削面，该圆筒研削面中的上述传感组件20的形变发生部件21所接触的4个部位，即，顶面部、底面部、右面部和左面部如图29所示的那样构成平坦部1b。由此，可确实地使各传感组件20的形变发生部件21与平坦部1b接触。另外，在上述各平坦部1b中开设螺纹孔27(图28)，其与上述形变发生部件21的螺栓插孔25对合。由此，在将传感器装配件38安装于外方部件1的外径面上之后，穿过形变发生部件21的螺栓插孔25的螺栓24(图28)与上述螺纹孔27螺合，由此，传感组件20固定于外方部件1的外径面上，同时还将传感器装配件38的整体固定。由上述平坦部1b中的两个螺纹孔27夹持的中间部设置沿轴向延伸的槽1c(图29)。由此，形变发生部件21中缺口部21b所在的中间部位与平坦部1b离开，这样，缺口部21b的周边的形变变形容易。4个传感组件20设置于各形变传感器22相对外方部件1的轴向而为相同尺寸的位置。

以放大方式如图29给出表示第5实施形式的图27中的外方部件1的传感器装配件38的安装部。如该图所示的那样，在将传感器装配件38安装于外方部件1的外径面上之后，传感器装配件38中的传感组件20的保护罩36A的露出部分通过隔热材料44覆盖，由此，传感组件20通过隔热材料44与外气隔绝开。另外，传感器装配件38的另一电子部件(信号处理用IC55、信号缆线37D)相对保护罩36A的露出部分也通过图中未示出的模制件密封。具体来说，在保护罩36A的槽部60的全周填充模制材料，将上述电子部件的露出部分进行密封。模制件也可为与上述隔热材料44相同的材料。从使保护罩36A具有充分的强度和耐腐蚀性，以及提高将上述传感组件20与外气隔绝开的效果的观点来说，保护罩36A的材料最好为不锈钢。

传感组件20的形变传感器22和传感部温度传感器28A经由图23～图26的第4实施形式的温度补偿机构35B，与上述信号处理用IC55连接。信号处理用IC55通过形变传感器22的输出信号，推算作用于车轮用轴承或车轮和路面之间(轮胎触地面)的力(垂直方向荷载Fz、构成驱动力的荷载Fx、轴向荷载Fy)的荷载推算机构(相当于图23～图26的第4实施形式的荷载推算机构30)，包括信号处理电路或补偿电路等。补偿电路与上述温度补偿机构35B连接。其它的结构与图23～图26的第4实施形式的场合相同。

同样在本实施形式的场合，在作为荷载的推算机构的上述信号处理用IC55中，借助温度补偿机构35B，通过传感部温度传感器28A的输出，对形变传感器22的输出信号进行补偿，根据该已补偿的信号，推算作用于车轮用轴承或轮胎上的荷载，但是，由于通过隔热材料44，将传感组件20与外气隔绝开，故可减少外方部件1的温度和传感部温度传感器28A已检测的温度的偏差，可将外部环境的影响抑制在最小限度，可以较高的精度，以良好的稳定性检测作用于车轮用轴承或轮胎触地面上的荷载。

还有，在本实施形式，将含有多个传感组件20、对形变传感器22的输出信号进行处理的信号处理用IC55、已处理的上述输出信号取出到轴承外部的信号缆线37D的电子部件，设置于圆环状的保护罩36A的内侧，构成圆环状的传感器装配件38，该传感器装配件38按照与外方部件1同心的方式安装于外方部件1的外径面上，由此，可防止根据外部环境含有传感组件20的电子部件发生故障的情况(飞石引起的破损或泥水·盐水等引起的腐蚀)，可长期地正确地检测荷载。另外，信号缆线37D的布线处理或形变传感器22的组装也容易。此外，由于为通过保护罩36A覆盖传感组件20的结构，故通过紧凑的结构，实现传感组件20的保护和外气的隔热。

另外，在本实施形式中，由于传感装配件38可分成两个部分，容易安装于作为固定侧部件的外方部件1的外径面上，装配性提高。

此外，在本实施形式中，由于传感器组件20的形变发生部件21通过螺栓24，直接固定于作为固定侧部件的外方部件1的外径面，故可牢固地固定传感组件20，即使在荷载负荷时，固定部仍不产生滑动，由此，可提高检测精度。另外，通过螺栓24将传感组件20固定于外方部件1上，由此，可同时将传感器装配件38安装于外方部件1上，这样，装配性进一步提高。

如果固定于作为固定侧部件的外方部件1的外径面上的传感组件20的轴向尺寸不同，则从外方部件1的外径面传递到形变发生部件21的形变也不同。因此，在本实施形式中，在传感组件20中，各形变传感器22设置于相对外方部件1的轴向，为相同尺寸的位置，由此，可通过围绕该轴向位置的保护罩36A保护具有多个传感组件20的电子部件，可紧凑地构成保护罩36A。

图36表示本发明的第6实施形式。在该带有传感器的车轮用轴承中，针对图27～图35(A)、图35(B)的第5实施形式，保护罩36B不兼用作传感组件20的安装用部件，而作为覆盖传感组件20的专用部件而设置。在本例子中，保护罩36B构成外方部件1侧的周面开口的槽形或U形的截面形状的圆环状部件，覆盖传感组件20，以嵌合状态安装于外方部件的外周。在图示的例子中，保护罩36B由外周壁部和一对侧壁部构成，截面形状呈槽形。将传感组件20与外气隔绝开的隔热材料44填充于保护罩36B的内部的整体中。保护罩36B的材质与图27～图35所示的保护罩36A相同，最好采用不锈钢。其它的结构与图27～图35的第5实施形式的场合相同。

图37表示本发明的第7实施形式。在该带有传感器的车轮用轴承中，针对图36的第6实施形式，传感组件20按照与外气隔绝开的隔热材料44未填充于保护罩36B的内部的整体中，仅仅覆盖传感组件20的表面的方式设置。在传感组件20的表面和保护罩36B的外周壁部的内面之间形成空气层。该空气层用作隔热件，通过上述隔热材料44和空气层构成2重的隔热件层。其它的结构与图36的第6实施形式的场合相同。

图38表示本发明的第8实施形式。在该带有传感器的车轮用轴承中，针对图36的第6实施形式，在保护罩36B的内部，通过热传导率高的材料42覆盖传感组件20的表面以及外方部件1的外径面的传感组件20的设置部周边，并且在其上方空间中填充隔热材料44。作为热传导率高的材料42，热传导率越高的材料越好，可高于树脂材料的平均的热传导率，采用传导性底漆或硅橡胶等。隔热材料44沿保护罩36B的外周壁部的内面而设置，在隔热材料44和热传导率高的材料42之间形成空间层43。该空气层43用作隔热件，通过上述隔热材料44和空气层43构成双重的隔热件层。其它的结构与图36的第6实施形式的场合相同。

在本实施形式中，由于通过热传导率高的材料42覆盖传感组件20的表面以及外方部件1的外径面的传感组件20的设置部周边，减少外方部件1的外径面和传感组件20的温度差，故可进一步减小外方部件1的温度和温度传感器28A所检测的温度的偏差，可以更高的精度，以良好的稳定性检测作用于车轮用轴承或轮胎触地面上的荷载。

图39表示本发明的第9实施形式。在该带有传感器的车轮用轴承中，针对图36的第6实施形式，在保护罩36B的内部，通过热传导率高的材料42，覆盖传感组件20的表面以及外方部件1的外径面的传感组件20的设置部周边，并且其上的空间形成空气层43的密封空间，由此，该空气层43代替上述隔热材料44。其它的结构与图36的第6实施形式相同。

图40～图42表示本发明的第10实施形式。在该带有传感器的车轮用轴承中，针对图27～图35的第5实施形式，上述圆环状的传感器装配件38经由密封部件50，按照与外方部件1同心的方式，安装于作为轴承的固定侧部件的外方部件1的外径面上。密封部件50如图42的局部的放大剖视图所示的那样，由环状芯铁51与一对环状弹性体52构成，该环状芯铁51沿上述保护罩36A的内径面延伸，该一对环状弹性体52在内径面到外径面的范围内，接合于该芯铁51的两侧缘全周上。在该密封部件50中的与上述传感器装配件38中的传感组件20的设置部面对的周向的各位置，分别开设沿径向贯通的传感组件露出用开口53(图41)。由此，可在经由密封部件50，将传感器装配件38安装于外方部件1的外径面上的状态，使传感组件20从密封部件50的传感组件露出用开口53接触于外方部件1的外径面。

密封部件50的芯铁51由耐腐蚀性钢材的冲压成形件构成，接合其环状弹性体52的两侧缘构成向外径侧扩径的扩径弯曲部51a。环状弹性体52的截面呈コ状，其在向内的侧面具有沿周向延伸的槽部52a，该槽部52a压配合于芯铁51的上述扩径弯曲部51a，由此，在芯铁51的两侧缘接合有环状弹性体52。通过形成这样的接合结构，不采用粘接剂等，可简单而确实地在芯铁51的两侧缘上接合环状弹性体52。

另外，在上述圆环状的传感器装配件38的保护罩36A的内径面的两侧部，如图41那样，形成内径侧槽部66，其与上述密封部件50的环状弹性体52密贴。传感器装配件38在将密封部件50压配合而嵌合于外方部件1的外径面上之后，重合地安装于上述密封部件50上。其它的结构与图27～图35的第5实施形式的场合相同。

在本实施形式中，密封部件50由环状芯铁51与一对环状弹性体52而构成，该环状芯铁51在上述保护罩36A的内径面上延伸，该对环状弹性体52在从内径面到外径面的范围内接合于该芯铁51的两侧缘全周，由此密封部件50的两侧缘的弹性体52夹持于外方部件1的外径面和保护罩36A的内径面之间，可通过弹性体52，完全地将保护罩36A的内部和外部隔断，可提高密封部件50的密封效果。

根据图43～图50，对本发明的第11实施形式进行说明。在图43～图50中，对于与表示第1实施形式的图1～图11相同或共同的部分，采用同一标号，其具体的说明省略。本实施形式与上述第1实施形式相比较，其区别在于还设置第1荷载推算机构56，其采用传感器的输出信号的平均值，运算·推算作用于车轮用轴承上的荷载；第2荷载推算机构57，其采用上述传感器的输出信号的振幅值，或该振幅值和上述平均值，运算·推算作用于车轮用轴承上的荷载；选择输出机构65，其对应于车轮旋转速度，切换选择上述第1和第2荷载推算机构56、57中的任意一个的推算荷载值，将其输出。

如作为从外侧观看图43的外径部件的主视图的图44所示的那样，在本实施形式中，在作为轮胎触地面的上下位置和左右位置的、作为上述固定侧部件的外方部件1的外径面的顶面部、底面部、右面部与左面部上，按照圆周方向90度的相位差，等间距地配置4个传感组件20A、20B、20C、20D。

通过如这样设置4个传感组件20A～20D，可推算作用于车轮用轴承上的垂直方向荷载Fz、构成驱动力的荷载Fx、轴向荷载Fy。在下面的说明中，为了便于说明，对4个传感组件20A、20B、20C、20D中的传感组件20A、20B进行说明。

这些传感组件20A、20B如图45和图46的放大俯视图和放大剖视图所示的那样，由形变发生部件21与两个以上(在这里，为两个)的形变传感器22构成，该形变传感器22安装于该形变发生部件21上，检测形变发生部件21的形变。缺口部21b的角部的截面呈圆弧状。另外，形变发生部件21具有两个以上(在这里为3个)接触固定部21a，其经由间隔件23，接触固定于外方部件1的外径面上。3个接触固定部21a朝向形变发生部件21的纵向按照1排并列而设置。两个形变传感器22贴于形变发生部件21中的相对各方向的荷载，形变大的部位。具体来说，设置于在形变发生部件21的外面侧邻接的接触固定部21a之间。即，在图46中，在左端的接触固定部21a和中间的接触固定部21a之间，设置1个形变传感器22A，在中间的接触固定部21a和右端的接触固定部21a之间设置另一形变传感器22B。缺口部21b如图45那样，分别形成于形变发生部件21的两侧边部中的与上述形变传感器22的设置部相对应的两个部位的位置。由此，形变传感器22检测形变发生部件21的缺口部21b周边纵向的形变。另外，最好是，形变发生部件21即使在外加作用于作为固定侧部件的外方部件1上的外力，或作用于轮胎和路面之间的作用力的假想的最大的力的状态的情况下，仍不发生塑性变形。如果产生塑性变形，则外方部件1的变形不传递给传感组件20A、20B，对形变的测定造成影响。

此外，也可如图47的剖视图所示的那样，在外方部件1的外径面中的固定上述形变发生部件21的3个接触固定部21a的3个部位的各中间部开设槽1c，由此，省略上述间隔件23，使形变发生部件21中的缺口部21b所在的各部位与外方部件1的外径面相脱离。

传感组件20A(20B)的两个形变传感器22A、22B，与平均值运算部58和振幅值运算部59连接。如图49所示的那样，平均值运算部58由加法运算器构成，对两个形变传感器22A、22B的输出信号之和进行运算，将该和作为平均值A而取出。振幅值运算部59由减法运算器构成，对两个形变传感器22A、22B的输出信号的差值进行运算，取出变化成分，通过处理电路或计算处理，计算振幅值B。

上述平均值运算部58和振幅值运算部59与荷载推算机构30连接。荷载推算机构30为根据由各传感组件20A、20B的传感器输出信号而运算的上述平均值A和振幅值B，对力F(例如，垂直方向荷载Fz)进行运算·推算的机构，该力F作用于车轮用轴承或车轮和路面之间(轮胎触地面)。该荷载推算机构30由第1荷载推算机构56和第2荷载推算机构57构成，该第1荷载推算机构56采用上述形变传感器22A、22B的输出信号的平均值A，对作用于车轮用轴承上的荷载F进行运算·推算，该第2荷载推算机构57采用上述形变传感器22A、22B的输出信号的平均值A和振幅值B，对作用于车轮用轴承上的荷载F进行运算·推算。

一般，作用于车轮用轴承上的荷载矢量F和多个形变传感器的输出信号矢量S的关系在线性的范围内，除去偏置量时，可按照下述

F＝M1×S    ……(1)

的关系表示，可根据该关系式(1)推算荷载F。在这里，M1为规定的补偿系数行列。

在上述第1荷载推算机构56中，根据采用从多个传感器组件的平均值信号中，除去偏置值的平均值矢量A，将规定的补偿系数M1与该变量相乘的一次式，即，

F＝M1×A    ……(2)

对荷载F进行运算推算。

在上述第2荷载推算机构57中，根据以上述平均值矢量A和振幅值矢量B用作输入变量，将规定的补偿系数M2、M3与这些变量相乘而得到的一次式，即，

F＝M2×A+M3×A    ……(3)

对荷载F进行运算推算。通过如这样，采用2种变量，可进一步提高荷载推算精度。

上述各运算式的各补偿系数的值预先通过试验或模拟而求出，进行设定。上述第1荷载推算机构56和第2荷载推算机构57的运算并行地进行。另外，在式(3)中，也可省略作为变量的平均值A。即，在第2荷载推算机构57中，也可仅仅将振幅值B作为变量，对荷载F进行运算·推算。

由于传感组件20设置于位于外方部件1的外侧排的滚动面3周边的轴向位置，故形变传感器22A、22B的输出信号a、b如图48(A)～48(C)那样，受到通过传感组件20的设置部的附近的滚动体5的影响。即，该滚动体5的影响作为上述的偏置量作用。另外，即使在轴承的停止时，形变传感器22A、22B的输出信号a、b受到滚动体5的位置的影响。即，在滚动体5通过传感组件20中的最接近形变传感器22A、22B的位置时(或者，滚动体5位于该位置时)，形变传感器22A、22B的输出信号a、b为最大值，伴随如图48(A)、图48(B)那样，滚动体5伴随相对该位置的远离(或者，在滚动体5位于离开该位置的位置时)而降低。由于在轴承旋转时，滚动体5按照规定的排列间距P，依次通过上述传感组件20的设置部的附近，故形变传感器22A、22B的输出信号a、b为其振幅以滚动体5的排列间距P为周期，如图48(C)中的实线所示的那样接近周期性地变化的正弦波的波形。在本实施形式中，上述两个形变传感器22A、22B的输出信号a、b之和为上述的平均值A，根据该振幅的差值(绝对值)计算振幅，形成上述振幅值B。由此，平均值A为消除滚动体5的通过的变化成分的值。另外，由于振幅值难以受到温度的影响，故其是稳定的，另外，由于采用两个信号，故检测精度提高。于是，通过采用该平均值A和振幅值B，可正确地检测作用于车轮用轴承或轮胎触地面上的荷载。

作为传感组件20，针对表示图47的结构例的场合的图48(A)～图48(C)，按照与滚动体5的排列间距P相同的程度，设定沿作为固定侧部件的外方部件1的外径面的圆周方向的3个接触固定部21a中的、位于该排列的两端的两个接触固定部21a的间距。在此场合，分别设置于邻接的接触固定部21a的中间位置的两个形变传感器22A、22B之间的上述圆周方向的间隔为滚动体5的排列间距P的基本1/2。其结果是，两个形变传感器22A、22B的输出信号a、b具有基本180度的相位差，作为其之和而计算的平均值A为消除滚动体5的通过的变化成分的值。另外，由于该差值难以受到温度的影响，故其是稳定的，另外，由于采用两个信号，故检测精度提高。

此外，在图48(A)～图48(C)中，按照与滚动体5的排列间距P相同的程度，设定接触固定部21a的间隔，在邻接的接触固定部21a的中间位置，分别设置各1个形变传感器22A、22B，由此，两个形变传感器22A、22B之间的上述圆周方向的间距为滚动体5的排列间距P的基本1/2。也可不同于此，而将两个形变传感器22A、22B之间的上述圆周方向的间距设定为滚动体5的排列间距P的1/2。

在此场合，也可使两个形变传感器22A、22B的上述圆周方向的间距为滚动体5的排列间距P的{1/2+n(n：整数)}倍，或近似于这些值的值。同样在该场合，作为两个形变传感器22A、22B的输出信号a、b之和而计算的平均值A为消除滚动体5的通过的变化成分而得到的值，由于根据该差值而计算的振幅值B难以受到温度的影响，故其是稳定的，另外由于采用两个信号，故检测精度提高。

如图50那样，上述荷载推算机构30与下一级的选择输出机构65连接。该选择输出机构65也可设置对应于车轮旋转速度，切换选择第1和第2荷载推算机构56、57中的任意者的推算荷载值，将其输出。具体来说，在车轮旋转速度低于规定的下限速度的场合，选择输出机构65选择而输出第1荷载推算机构56的推算荷载值。上述规定的下限速度也可为任意设定的值，例如，为人行走的速度(时速为4Km)，或低于它的速度。

在车轮的低速旋转时，用于检测传感器输出信号的振幅的处理时间变长，另外，在静止时，不可能进行振幅本身的检测。于是，如这样，在车轮旋转速度低于规定的下限速度的场合，通过选择而输出仅仅采用平均值A的第1荷载推算机构56的荷载推算值，可在没有延迟的情况下输出已检测的荷载信号。

在上述选择输出机构65中，例如，从外部而输入车轮旋转速度的信息，根据该信息进行上述切换选择。在此场合，作为来自外部的车轮旋转速度的信息，也可采用来自车体侧的ABS传感器等的旋转传感器信号，由此，推算车轮旋转速度。另外，也可代替车轮旋转速度的信息，从与车体侧的车内通信通路连接的上位控制器，选择输出机构65接收作为切换选择指令的方案。另外，也可根据作为车轮旋转速度的信息的上述形变传感器22A、22B的输出信号a、b，检测滚动体5的通过频率，推算车轮旋转速度。

在图43和图44所示的第11实施形式中，在作为固定侧部件的外方部件1的外径面的顶面部、底面部、右面部和左面部，按照圆周方向的90度的相位差，等间距地配置4个传感组件20A、20B、20C、20D，由此，可以良好的精度推算作用于车轮用轴承上的垂直方向荷载Fz。

另外，也可如图49那样，在传感组件20A、20B上安装作为温度传感器的传感部温度传感器28A，设置温度补偿机构35，该机构通过传感部温度传感器28A的输出信号，对上述传感器输出信号的平均值A进行补偿。

如果因轴承旋转的发热或周边环境等，车轮用轴承的温度变化，则即使在荷载不变化的情况下，因传感组件20A、20B的传感器输出信号因热膨胀等而变化，已检测的荷载中留有温度的影响。于是，如果设置对应于车轮用轴承的温度或其周边温度，对传感器输出信号的平均值A进行补偿的温度补偿机构35，则可减少温度造成的检测荷载误差。

如果荷载作用于车轮的轮胎和路面之间，则也在作为车轮用轴承的固定侧部件的外方部件1上施加荷载，产生变形。在这里，传感组件20A(20B)中的形变发生部件21的两个以上的接触固定部21a接触固定于外方部件1上，由此，外方部件1的形变容易放大而传递到形变发生部件21，通过形变传感器22A、22B，以良好的灵敏度而检测该形变。

特别是，设置第1荷载推算机构56，其采用通过传感组件20的形变传感器22A、22B的输出信号的和而计算的平均值A，对作用于车轮用轴承上的荷载进行运算·推算；第2荷载推算机构57，其采用传感器输出信号的振幅值B和上述平均值A，对作用于车轮用轴承上的荷载进行运算·推算，设置选择输出机构65，该机构65对应于车轮旋转速度，切换而选择这两个荷载推算机构56、57中的任意者所推算的荷载值，将其输出，由此，输出根据在车轮处于静止或低速状态时，不进行时间平均处理而计算的平均值A获得的第1荷载推算机构56的推算荷载值，这样，可缩短检测处理时间。另外，在车轮处于通常旋转状态时，由于可以良好的精度，对传感器输出信号的平均值A和振幅值B进行运算，故输出根据平均值A和振幅值B获得的第2荷载推算机构57的推算荷载值，故推算荷载值的误差变小，检测延迟时间也充分地变小。

其结果是，可正确地推算车轮上作用的荷载，并且可没有延迟地输出已检测的荷载信号。由此，可提高利用该荷载信号的车轮的控制应答性和控制性，可进一步提高安全性和行驶安全性。

以上对形变传感器22A、22B进行了说明，但是，对于形变传感器22C、22D，也可与形变传感器22A、22B进行相同的说明，具有4个形变传感器22A～22D，由此，可推算垂直方向荷载Fz、构成驱动力或制动力的荷载Fx、轴向荷载Fy。

图51为从外侧观看本发明的第1应用例的带有传感器的车轮用轴承的外方部件的主视图，在作为固定侧部件的外方部件1的外径面上设置两个传感组件20A、20B。在这里，这些传感组件20A、20B分别设置于位于轮胎触地面的上下位置的外方部件1的外径面中的顶面部和底面部。由于其它的结构与上述的图43～图50的第11实施形式相同，故省略具体的说明。

根据图52～图61，对本发明的第2应用例进行说明。在图52～图61中，对于与表示第1实施形式的图1～图11相同或共同的部分采用同一标号，省略其具体的说明。该第2应用例也与上述第1应用例相同，传感组件20为两个。

在第2应用例中，在作为固定侧部件的外方部件1的外径面上，按照两个传感组件20为1组传感组件对19的方式，设置1组传感组件对19。该两个传感组件20设置于外方部件1的外径面的形成圆周方向的180度的相位差的位置。该传感组件对19也可设置2组以上。在此，构成该传感组件对19的两个传感组件20设置于位于轮胎触地面的上方位置的外方部件1的外径面的顶面部和底面部的两个部位，由此，检测作用于车轮用轴承上的上下方向的荷载(垂直方向荷载)Fz。具体来说，如图53那样，在外方部件1的外径面中的顶面部的邻接的两个突片1aa之间的中间部，设置1个传感组件20，在外方部件1的外径面的底面部的邻接的两个突片1aa之间的中间部，设置另一传感组件20。

这些传感组件20如图54和图55的放大俯视图和放大剖视图所示的那样，由相互平行地设置的两个形变发生部件21与两个形变传感器22A、22B构成，该两个形变传感器22A、22B分别安装于这些形变发生部件21上，检测形变发生部件21的形变。

1个传感组件20中的两个形变传感器22A、22B如图54那样，按照沿轴向并列的方式设置于外方部件1的相互在圆周方向的相位相同的位置。另外，两个形变传感器22A、22B中的一个形变传感器22B设置于另一形变传感器22A的外侧，即，外方部件1的变形小的一侧。

传感组件对19中的形变传感器22A、22B如图53那样，分别与径向荷载推算机构31A和轴向荷载推算机构32A连接。径向荷载推算机构31A为根据上述两个传感组件20的传感器输出信号的差值，推算作用于车轮用轴承上的径向荷载(在这里为垂直方向荷载Fz)的机构。轴向荷载推算机构32A为根据上述两个传感组件20的传感器输出信号的和，推算作用于车轮用轴承上的轴向荷载(转向力)Fy的机构。

下面对上述径向荷载推算机构31A的垂直方向荷载Fz的推算方法，以及轴向荷载推算机构32A的轴向荷载Fy的推算方法进行说明。在轴向荷载Fy为零的状态，外加垂直方向荷载Fz的场合，外方部件1的外径面的变形模式如图56中的箭头P、Q所示的那样，外方部件1的外径面的顶面部沿外径方向变形，底面部沿内径方向变形。在该应用例中，传感组件20按照下述方式设置，该方式为：两个接触固定部21a在外方部件1的外径面的同一轴向位置，并且沿周向相互离开的位置，检测周向的形变。由此，固定于上述顶面部上的传感组件20的形变发生部件21沿形变变大的拉伸方向变形，固定于上述底面部上的传感组件20的形变发生部件21沿形变变小的压缩方向变形。于是，如果取此时的传感组件对19的两个传感组件20的传感器输出信号A、B(以图58中的虚线的曲线图而表示的)的差值，获得如该图中实线的曲线图C所示的那样，斜率大的输出曲线。另外，如果取两个传感组件20的传感器输出信号A、B之和，则获得如该图中的另一实线的曲线图D所示的那样，斜率小的输出曲线。

另一方面，在垂直方向荷载Fz为零的状态，外加轴向荷载Fy的场合，外方部件1的外径面的变形模式如图57中的箭头P、Q所示的那样，外方部件1的外径面的顶面部和底面部均沿外径方向变形。由此，固定于上述顶面部上的传感组件20的形变发生部件21，以及固定于上述底面部上的传感组件20的形变发生部件21均沿形变变大的拉伸方向变形。于是，如果取此时的传感组件对19的两个传感组件20的传感器输出信号A、B(图59中的虚线的曲线图所示)的差值，则获得如该图中的实线的曲线图C所示的那样，斜率小的输出曲线。另外，如果取两个传感组件20的输出信号A、B之和，则获得如另一实线的曲线图D所示的那样，斜率大的输出曲线。

如这样，在垂直方向荷载Fz的外加时和轴向荷载Fy的外加时，利用外方部件1的外径面的变形模式不同的情况，如下述这样，进行径向荷载推算机构31A的垂直方向荷载Fz的推算，以及轴向荷载推算机构32A的轴向荷载Fy的推算。

(1)轴向荷载推算机构32A：计算两个传感组件20的传感器输出信号A、B之和，推算轴向荷载(转向力)Fy。在此场合，传感器输出信号A、B之和相对垂直方向荷载Fz的斜率小，轴向荷载Fy的形变量与垂直方向荷载Fz相比较，是非常大的，由此，垂直方向荷载Fz造成的变化量几乎没有受到影响。

(2)径向荷载推算机构31A：计算两个传感组件20的传感器输出信号A、B的差，借助通过轴向荷载推算机构32A计算的轴向荷载Fy的值而进行补偿，推算垂直方向荷载Fz。并不限于垂直方向荷载Fz，相对作用于车轮用轴承的径向的径向荷载(包括构成驱动力的荷载Fx)的外方部件1的变形量与相对轴向荷载Fy的变形量相比较，是非常小的，由此，容易受到轴向荷载Fy的影响。于是，如果可如上述那样，借助通过轴向荷载推算机构32A计算的轴向荷载Fy的值，对径向荷载推算机构31A的推算值进行补偿，则可正确地推算径向荷载(在这里为垂直方向荷载Fz)。径向荷载推算机构31A具有进行上述补偿处理的补偿机构45。例如，在垂直方向荷载Fz和形变量处于比例关系的场合，补偿机构45根据轴向荷载Fy的值，对偏置量或斜率进行补偿。

上述径向荷载推算机构31A和轴向荷载推算机构32A具有关系设定机构(图中未示出)，其通过运算式或表格等，设定根据实验或分析而预先求出的图58和图59中的曲线图所示的关系(荷载Fz和形变量(差)、荷载Fy和形变量(和)、荷载Fy和形变量(差)等)。由此，径向荷载推算机构31A和轴向荷载推算机构32A可根据已输入的两个传感组件20的传感器输出信号A、B，采用上述关系设定机构，推算垂直方向荷载Fz和轴向荷载Fy。

但是，如图59的V字形的曲线图所示的那样，在轴向荷载Fy的正负两个方向(外侧的方向和内侧的方向)，传感组件20的形变发生部件21沿拉伸的方向变形的场合，必须判断轴向荷载Fy的方向。作为判断轴向荷载Fy的方向的机构的一个例子，也可采用转向角(steering angle)传感器，但是，在这里，设置轴向荷载方向判断机构33A，其根据上述传感组件对19的传感组件20的传感器22A、22B的输出信号的振幅，如下述这样判断轴向荷载Fy的方向。

在该应用例中，传感组件对19的两个传感组件20设置于作为车轮用轴承的固定侧部件的外方部件1的外径面的轮胎触地面的上下方向的位置的顶面部和底面部。并且，由于传感组件20设置于位于外方部件1中的多排的滚动面3中的外侧的滚动面3的周边的轴向位置，故在车轮用轴承的旋转中，在传感组件20的形变传感器22A、22B的输出信号的振幅中，产生与在第1实施形式中说明的图8所示的波形图相同的周期性的变化。由于其理由在前面描述，故省略对其的说明。

该应用例的传感器输出表示与在第1实施形式说明的图9(A)、图9(B)相同的倾向，由此，其说明省略。

该应用例也与表示第1实施形式的上述传感组件20中的传感器输出信号和外方部件1的温度的关系的图11的曲线图相同，传感器输出信号伴随温度而偏移。该偏移是因温度变化，外方部件1膨胀·收缩造成的，如果在不同的温度的状态，荷载外加于外方部件1上，则传感组件20中的两个形变传感器22A、22B的输出信号a、b如图60(A)的那样。即，即使在外加相同的荷载时，对于形变传感器22A的输出信号a，外方部件1的温度高时(温度T1)大于低时(温度T2)，在形变传感器22B的输出信号b中，也呈现同样的倾向。

由此，为了提高通过径向荷载推算机构31A和轴向荷载推算机构32A而推算的垂直方向荷载Fz和轴向荷载Fy的检测精度，必须对根据它们而计算的推算值进行温度补偿。由于也可通过在传感组件20中设置温度传感器的方式进行上述温度补偿，但是，在此场合，具有下述问题：在因外部混乱或荷载变化、产生急剧的温度变化的过度状态，产生温度补偿的误差、检测误差大。

于是，在该应用例中，设置推算值用温度补偿机构54，其根据1个传感组件20中的两个形变传感器22A、22B的输出信号a、b的差值，对通过上述径向荷载推算机构31A和轴向荷载推算机构32A而推算的垂直方向荷载Fz和轴向荷载Fy的温度变化的变化量进行补偿。

由于1个传感组件20中的两个形变传感器22A、22B设置于相互沿圆周方向的相同相位的位置，并且，一个传感器22B设置于另一形变传感器22A的外侧，即，相比另一形变传感器22A，设置于外方部件1的荷载造成的变化小的位置，故如图60(B)那样，如果计算形变传感器22A的输出信号a和形变传感器22B的输出信号的差值(a-b)，则可去除温度的影响。其结果是，通过上述推算值用温度补偿机构54，对通过径向荷载推算机构31A和轴向荷载推算机构32A推算的垂直方向荷载Fz和轴向荷载Fy进行温度补偿，由此，可提高检测精度。

另外，在该应用例中，除上述推算值用温度补偿机构54以外，与第1实施形式相同，设置温度补偿机构35，其对应于车轮用轴承的温度或周边温度，对传感组件20中的两个形变传感器22A、22B各自的输出信号a、b进行补偿。如图53那样，在外方部件1的外径面中的各传感组件20的设置部的附近，与第1实施形式相同，分别设置检测外方部件1的外径面温度的温度传感器29。由于温度补偿机构35的动作与第1实施形式的场合相同，故省略对其的说明。

由于该应用例的场合的动作照原样采用第1实施形式的场合的说明，故省略对其的说明。

在本应用例中，设置推算值用温度补偿机构54，故可去除温度变化的影响，可以更良好的精度推算荷载。在该温度补偿机构54中，传感组件20的形变传感器22A、22B设置于作为固定侧部件的外方部件1的相互沿圆周方向的相位相同的位置，根据该两个形变传感器22A、22B的差值，对因外方部件1温度变化的变形而造成上述径向荷载推算机构31A和轴向荷载推算机构32A的推算值(垂直方向荷载Fz、轴向荷载Fy)的变化量进行补偿。

此外，如上述那样，在车轮用轴承的旋转中，伴随通过滚动面3中的传感组件20的附近部位的滚动体5的有无，在传感组件20的传感输出信号的振幅中，如上述图9(A)、图9(B)所示的波形图那样产生周期性的变化。于是，借助例如径向荷载推算机构31A而测定检测信号的该峰值的周期，由此，也可检测滚动体5的通过速度，即车轮的转数。如这样，在输出信号呈现变化的场合，径向荷载推算机构31A可将传感组件对19的两个传感组件20的传感输出信号的差值，根据各输出信号的平均值和振幅而计算。在未呈现变化的场合，可根据绝对值而计算。

还有，在该应用例中，构成传感组件对19的两个传感组件20设置于作为位于轮胎触地面的上下位置的固定侧部件的外方部件1的外径面的顶面部和底面部，但是，并不限于此，也可设置于外方部件1的外径面的左右两个面上。在该场合，可通过径向荷载推算机构31A推算作为径向荷载的沿车轮的前后方向作用的驱动力·制动力的荷载Fx。

此外，在本应用例中，在两个形变发生部件21上分别安装1个形变传感器22A、22B，构成1个传感组件20，但是，也可例如，如图61那样，在1个形变发生部件21上安装两个形变传感器22A、22B，构成1个传感组件20。两个形变传感器22A、22B设置于外方部件1的相互沿圆周方向的相位相同的位置这一点，以及形变发生部件21的结构与在先实施形式的场合相同。

另外，在上述各实施形式和各应用例中，针对外方部件1为固定侧部件的场合进行了说明，但是，本发明也可适用于内方部件为固定侧部件的车轮用轴承的场合，在此场合，传感组件20设置于构成内方部件的内周的周面上。

此外，在这些实施形式和应用例中，对适用于第3代的车轮用轴承的场合进行了说明，但是，本发明也可适用于轴承部分和轮毂构成相互独立的部件的第1或第2代的车轮用轴承，以及内方部件的一部分由均速接头的外圈构成的第4代的车轮用轴承。另外，该带有传感器的车轮用轴承也可适用于从动轮用的车轮用轴承，还可适用于各代的圆锥辊子型的车轮用轴承。在此场合，在内方部件的外周上设置传感组件或传感器装配件。

在下面给出不包括上面描述的本发明的实施形式的“设置至少3个以上的传感组件”的必要条件的应用形式。

[形式1]

形式1的带有传感器的车轮用轴承包括外方部件，其中，多排的滚动面形成于内周；内方部件，其中，与上述滚动面面对的滚动面形成于外周；多排的滚动体，其夹设于两部件中的面对的滚动面之间，该车轮用轴承以可旋转的方式将车轮支承于车体上，在上述外方部件和内方部件中的固定侧部件的外径面上，设置至少1组的传感组件，其由两个传感组件构成，设置于该固定侧部件中的构成圆周方向的180度的相位差的位置，上述传感组件包括形变发生部件与两个以上的传感器，该形变发生部件具有接触固定于上述固定侧部件的外径面上的两个以上的接触固定部，该传感器按照位于固定侧部件的相互沿圆周方向的相位相同的位置的方式安装于上述形变发生部件上，检测上述形变发生部件的形变，设置径向荷载推算机构和轴向荷载推算机构，该径向荷载推算机构根据上述传感组件对的两个传感组件的传感器的输出信号的差值，推算沿车轮用轴承的径向作用的径向荷载，该轴向荷载推算机构根据上述传感组件对中的两个传感组件的传感器的输出信号之和，推算沿车轮用轴承的轴向作用的轴向荷载。

[形式2]

形式2的带有传感器的车轮用轴承包括外方部件，其中，多排的滚动面形成于内周；内方部件，其中，与上述滚动面面对的滚动面形成于外周；多排的滚动体，其夹设于两部件中的面对的滚动面之间，该车轮用轴承以可旋转的方式将车轮支承于车体上，设置1个以上的传感组件，其由形变发生部件、传感器和传感部温度传感器构成，该形变发生部件具有接触固定于上述外方部件和内方部件中的固定侧部件上的两个以上的接触固定部，该传感器安装于该形变发生部件上，检测该形变发生部件的形变，该传感部温度传感器安装于上述形变发生部件上，检测上述传感器设置部的温度，另外在上述固定侧部件中的上述传感组件的附近的周向位置设置检测滚动面附近的温度的滚动面温度传感器，设置荷载推算机构，该机构通过上述传感部温度传感器和滚动面温度传感器的输出，对上述传感组件的传感器的输出信号进行补偿，根据该已补偿的信号，推算作用于车轮用轴承或轮胎上的荷载。

[形式3]

形式3的带有传感器的车轮用轴承包括外方部件，其中，多排的滚动面形成于内周；内方部件，其中，与上述滚动面面对的滚动面形成于外周；多排的滚动体，其夹设于两部件中的面对的滚动面之间，该车轮用轴承以可旋转的方式将车轮支承于车体上，在上述外方部件和内方部件中的固定侧部件的周面上设置传感组件，该传感组件具有形变发生部件、1个以上的形变传感器和温度传感器，该形变发生部件具有接触固定于上述固定侧部件的周面上的两个以上的接触固定部，该形变传感器安装于该形变发生部件上，检测形变发生部件的形变，该温度传感器安装于上述形变发生部件上，检测上述形变传感器设置部的温度，在上述传感组件和该传感组件周边的外气之间夹设有隔热材料，设置荷载推算机构，该荷载推算机构通过上述温度传感器的输出，对上述传感组件的传感器输出信号进行补偿，根据该已补偿的信号，推算作用于车轮用轴承或轮胎上的荷载。

[形式4]

形式4的带有传感器的车轮用轴承包括外方部件，其中，多排的滚动面形成于内周；内方部件，其中，与上述滚动面面对的滚动面形成于外周；多排的滚动体，其夹设于两部件中的面对的滚动面之间，该车轮用轴承以可旋转的方式将车轮支承于车体上，在上述外方部件和内方部件中的固定侧部件上设置荷载检测用传感组件，该荷载检测用传感组件由形变发生部件和1个以上的传感器构成，该形变发生部件具有接触固定于上述固定侧部件上的两个以上的接触固定部，该1个以上的传感器安装于该形变发生部件上，检测形变发生部件的形变，设置第1荷载推算机构，该第1荷载推算机构采用上述传感器的输出信号的平均值，对作用于车轮用轴承上的荷载进行运算·推算；第2荷载推算机构，该第2荷载推算机构采用上述传感器的输出信号的振幅值，或该振幅值和上述平均值，对作用于车轮用轴承上的荷载进行运算·推算；选择输出机构，该选择输出机构对应于车轮旋转速度，切换选择上述第1和第2荷载推算机构中的任意一者的推算荷载值，将其输出。

如上所述，参照附图，对优选的实施例进行了描述，但是，如果是本领域的技术人员阅读本说明书，则会在公知的范围，容易想到各种变更和修改方式。于是，这样的变更和修改方式解释为在根据权利要求书确定的发明的范围内的方式。

标号说明

标号1表示外方部件；

标号2表示内方部件；

标号3、4表示滚动面；

标号5表示滚动体；

标号20表示传感组件；

标号21表示形变发生部件；

标号21a表示接触固定部；

标号21b表示缺口部；

标号22、22A、22B表示形变传感器；

标号28A表示传感部温度传感器；

标号28B表示滚动面温度传感器；

标号29表示温度传感器；

标号30表示荷载推算机构；

标号31、31A表示径向荷载推算机构；

标号32、32A表示轴向荷载推算机构；

标号33、33A表示轴向荷载方向判断机构；

标号34表示输出信号分离机构；

标号35、35A、35B、35C表示温度补偿机构；

标号36、36A、36B表示保护罩；

标号44表示隔热材料；

标号45表示补偿机构；

标号56表示第1荷载推算机构；

标号57表示第2荷载推算机构；

标号65表示选择输出机构。

Claims (14)

1.一种带有传感器的车轮用轴承，其包括：外方部件，其中，多排的滚动面形成于外方部件的内周；内方部件，其中，与上述滚动面面对的滚动面形成于内方部件的外周；多排的滚动体，其夹设于两部件中的面对的滚动面之间，该车轮用轴承以可旋转的方式将车轮支承于车体上，其特征在于，

在上述外方部件和内方部件中的固定侧部件的外径面上，设置至少3个以上的传感组件，该传感组件包括形变发生部件和1个以上的形变传感器，该形变发生部件具有接触固定于上述固定侧部件的外径面上的两个以上的接触固定部，该形变传感器安装于该形变发生部件上，检测形变发生部件的形变；设置荷载推算机构，该荷载推算机构根据上述3个以上的传感组件的传感器的输出信号，推算沿车轮用轴承的径向作用的径向荷载和沿车轮用轴承的轴向作用的轴向荷载；设置输出信号分离机构，该输出信号分离机构将上述各传感组件的传感器的输出信号分离为直流成分和交流成分，将其输入到上述荷载推算机构中，上述荷载推算机构根据下述的一次式推算各方向的荷载，在该一次式中，以上述各直流成分和交流成分的振幅值为变量，将各变量与针对所推算的各方向的荷载而确定的补偿系数相乘。

2.根据权利要求1所述的带有传感器的车轮用轴承，其中，上述荷载推算机构由径向荷载推算机构和轴向荷载推算机构构成，该径向荷载推算机构根据上述3个以上的传感组件中的两个传感组件的传感器的输出信号的差值，推算沿车轮用轴承的径向作用的径向荷载，该轴向荷载推算机构根据上述3个以上的传感组件中的两个传感组件的传感器的输出信号之和，推算沿车轮用轴承中的两个传感组件的传感器的输出信号之和，推算沿车轮用轴承的轴向作用的轴向荷载。

3.根据权利要求2所述的带有传感器的车轮用轴承，其中，上述3个以上的传感组件中的两个传感组件设置于位于轮胎触地面的上下位置的上述固定侧部件的外径面的顶面部和底面部，上述径向荷载推算机构根据上述两个传感组件的传感器的输出信号的差值，推算作用于车轮用轴承上的垂直方向荷载。

4.根据权利要求2所述的带有传感器的车轮用轴承，其中，上述3个以上的传感组件中的两个传感组件设置于相对轮胎触地面的车辆的前后位置的上述固定侧部件的外径面的右面部和左面部，上述径向荷载推算机构根据上述两个传感组件的输出信号的差值，推算构成驱动力的荷载。

5.根据权利要求2所述的带有传感器的车轮用轴承，其中，上述径向荷载推算机构具有补偿机构，该补偿机构将径向荷载推算机构的推算值通过上述轴向荷载推算机构的推算值进行补偿。

6.根据权利要求1所述的带有传感器的车轮用轴承，其中，上述3个以上的传感组件中的两个传感组件设置于位于轮胎触地面的上下位置的上述固定侧部件的外径面的顶面部和底面部，设置轴向荷载方向判断机构，该轴向荷载方向判断机构根据上述两个传感组件的传感器的输出信号的振幅，判断沿车轮用轴承的轴向作用的轴向荷载的方向。

7.根据权利要求1所述的带有传感器的车轮用轴承，其中，另外设置温度补偿机构，该温度补偿机构对应于车轮用轴承的温度或其周边温度，对上述传感组件的传感器输出信号进行补偿。

8.根据权利要求1所述的带有传感器的车轮用轴承，其中，还包括：

传感部温度传感器，该传感部温度传感器安装于上述形变发生部件上，检测上述形变传感器的设置部的温度；

滚动面温度传感器，该滚动面温度传感器在上述固定侧部件中的上述传感组件的附近的周向位置检测滚动面附近的温度；

温度补偿机构，该温度补偿机构通过上述传感部温度传感器和滚动面温度传感器的输出，对上述传感组件的传感器的输出信号进行补偿，

上述荷载推算机构根据通过上述温度补偿机构补偿后的信号推算作用于车轮用轴承或轮胎上的荷载。

9.根据权利要求8所述的带有传感器的车轮用轴承，其中，按照下述方式设置各滚动面温度传感器，该方式为：上述滚动面温度传感器的个数与传感组件的个数相同，并且使上述固定侧部件中的各传感组件的周向位置和相位对准。

10.根据权利要求8所述的带有传感器的车轮用轴承，其中，上述温度补偿机构根据上述传感部温度传感器的输出和上述滚动面温度传感器的输出的差，对上述传感组件的传感器的输出信号进行补偿，该补偿量根据预先制作的上述两温度传感器的输出差和补偿量的一次近似关系式而确定。

11.根据权利要求1所述的带有传感器的车轮用轴承，其中，还包括：

温度传感器，该温度传感器安装于上述形变发生部件上，检测上述形变传感器的设置部的温度；

隔热材料，其夹设于上述传感组件和该传感组件周边的外气之间；

温度补偿机构，其通过上述温度传感器的输出，对上述传感组件的传感器输出信号进行补偿；

上述荷载推算机构根据通过上述温度补偿机构补偿后的信号，推算作用于车轮用轴承或轮胎上的荷载。

12.根据权利要求11所述的带有传感器的车轮用轴承，其中，上述传感组件、对上述传感器的输出信号进行处理的信号处理用IC以及这些传感器和信号处理用IC的布线系统设置于安装在上述固定侧部件的周面上的圆环状的保护罩的内侧，该保护罩在传感组件的设置部具有使传感组件露出的开口部，通过上述隔热材料将上述开口部密封。

13.根据权利要求1所述的带有传感器的车轮用轴承，其中，还包括：

第1荷载推算机构，该第1荷载推算机构采用上述传感器的输出信号的平均值，对作用于车轮用轴承上的荷载进行运算·推算；

第2荷载推算机构，该第2荷载推算机构采用上述传感器的输出信号的振幅值，或该振幅值和上述平均值，对作用于车轮用轴承上的荷载进行运算·推算；

选择输出机构，该选择输出机构对应于车轮旋转速度，切换选择上述第1和第2荷载推算机构中的任意一者的推算荷载值，将其输出。

14.根据权利要求13所述的带有传感器的车轮用轴承，其中，在车轮旋转速度低于已设定的下限速度的场合，上述选择输出机构选择而输出第1荷载推算机构的推算荷载值。

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