WO2012153721A1

WO2012153721A1 - センサ付車輪用軸受

Info

Publication number: WO2012153721A1
Application number: PCT/JP2012/061713
Authority: WO
Inventors: 乗松孝幸; 西川健太郎; 高橋亨; 秋山あゆみ
Original assignee: Ntn株式会社
Priority date: 2011-05-09
Filing date: 2012-05-08
Publication date: 2012-11-15
Also published as: CN103502786A; EP2708865A1; EP2708865A4; US20140086517A1; EP2708865B1; CN103502786B; US9011013B2

Abstract

　荷重センサを備えたセンサ付車輪用軸受であって、車輪用軸受は、外方部材(1)と内方部材(2)の対向し合う複列の転走面(3,4)間に転動体(5)を介在させてなる。歪み発生部材(21)と、これに取付けられてその歪みを検出する２つ以上のセンサ(22)とでなるセンサユニット(20)を複数設ける。歪み発生部材(21)は、複数のセンサユニット(20)にわたって連続した１つの帯状部材とし、各センサユニット(20)ごとに割り当てられる２つ以上の接触固定部(21a)を、外方部材(1)および内方部材(2)のうちの固定側部材の外径面の同一軸方向位置でかつ円周方向に互いに離間した位置に配置する。センサユニット(20)の２つ以上のセンサ(22)の出力信号から、車輪用軸受に作用する荷重を推定手段(32)で推定する。

Description

センサ付車輪用軸受

関連出願

　本出願は、２０１１年５月９日出願の特願２０１１－１０４１８１、２０１１年５月１６日出願の特願２０１１－１０８９４９、２０１１年５月２０日出願の特願２０１１－１１３５３４、２０１１年８月３日出願の特願２０１１－１６９７８４、２０１２年５月１日出願の特願２０１２－１０４３１６、および２０１２年５月１日出願の特願２０１２－１０４３１７の優先権を主張するものであり、その全体を参照により本願の一部をなすものとして引用する。

　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備えたセンサ付車輪用軸受に関する。

　自動車の各車輪にかかる荷重を検出する技術として、図８５に展開図で示す電子部品複合体を、円環状の保護カバーの内側に配置して円環状のセンサ組立品とし、このセンサ組立品を、シール部材を介して車輪用軸受の外方部材および内方部材のうちの固定側部材の周面に固定側部材と同心に取付けたセンサ付車輪用軸受が提案されている（例えば特許文献１）。同図の電子部品複合体は、前記固定側部材の周面に接触して固定される歪み発生部材１５１、およびこの歪み発生部材１５１に取付けられてこの歪み発生部材１５１の歪みを検出するセンサ１５２からなる４つの荷重検出用のセンサユニット１５０と、前記センサ１５２の出力信号を処理する信号処理用ＩＣ１５５と、処理された前記出力信号を軸受外部へ取り出す信号ケーブル１５６とを含む。

　また、他の技術として、図８６（Ａ），（Ｂ）に展開図および縦断面図で示すように、図８５に示した電子部品複合体において、前記センサユニット１５０、前記信号処理用ＩＣ１５５、および前記信号ケーブル１５６の間を配線する配線回路を有するフレキシブル基板１６５を追加した構成のセンサ付車輪用軸受も提案されている（例えば特許文献２）。

特開２０１０－１３８９５８号公報特開２０１０－１２７７５０号公報

　特許文献１に開示のセンサ付車輪用軸受では、前記電子部品複合体を構成するのに、半田付けなどにより４つの歪み発生部材１５１を、配線回路１５９を介して配線している。このため、配線回路１５９の配線作業が煩雑でコスト高の要因となっている。

　一方、特許文献２に開示のセンサ付車輪用軸受でも、前記電子部品複合体を構成するのに、４つの歪み発生部材１５１とフレキシブル基板１６５を半田付けなどにより接続する作業が発生してしまう。また、配線部をハンダで固定した場合、車両走行中に振動などによりハンダ部にクラックが発生し、センサ１５２が正常に検出作動しないことも考えられる。

　さらに、特許文献２に開示のセンサ付車輪用軸受では、外部環境の泥水などにより、センサ１５２が腐食するのを防止するために、図８７のように円環状の保護カバー１５７の内側に、歪み発生部材１５１の歪みを検出するセンサ１５２からなるセンサユニット１５０を配置し、その保護カバー１５７の外径側溝部にモールド材１５８を充填している。しかし、この保護カバー１５７は、図８８（Ａ），（Ｂ）のように、ヒンジ１６０を介して半割れ形状とされているため、密封性、組立性、コストの観点から問題があった。なお、同図（Ａ）は保護カバー１５７を開いた状態を示し、同図（Ｂ）は保護カバー１５７を閉じた状態を示す。また、この保護カバー１５７は、全体が金属で覆われていないため、車両走行中に跳ねた小石などがぶつかると破損し、内部のセンサ１５２が正常に検出動作しなくなる可能性もある。

　この発明の目的は、煩雑な配線作業が要らず、配線部の品質向上およびコスト低減が可能なセンサ付車輪用軸受を提供することである。

　この発明のセンサ付車輪用軸受は、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受であって、複列の転走面が内周に形成された外方部材と、前記転走面と対向する転走面が外周に形成された内方部材と、両部材の対向する転走面間に介在した複列の転動体と、前記外方部材および内方部材のうちの固定側部材に、この固定側部材に接触して固定される２つ以上の接触固定部を有する歪み発生部材と、前記歪み発生部材に取付けられてこの歪み発生部材の歪みを検出する２つ以上のセンサからなる、複数のセンサユニットと、前記２つ以上のセンサの出力信号により、車輪用軸受に作用する荷重を推定する推定手段と、を備え、前記複数のセンサユニットの歪み発生部材を、これら複数のセンサユニットに渡って連続した１つの帯状の歪み発生部材とし、この帯状の歪み発生部材における前記２つ以上の接触固定部を、前記固定側部材の外径面の同一軸方向位置でかつ円周方向に互いに離間した位置となるように配置したものである。

　車輪用軸受や、車輪のタイヤと路面間に荷重が作用すると、車輪用軸受の固定側部材（例えば外方部材）にも荷重が負荷されて変形が生じ、その変形からセンサユニットが荷重を検出する。センサユニットの２つ以上のセンサの出力信号の振幅は、転動体の通過の影響を受けるが、推定手段はこれらのセンサの出力信号から、車輪用軸受や車輪と路面間（タイヤ接地面）に作用する力（垂直方向荷重Ｆz ，駆動力や制動力となる荷重Ｆx ，軸方向荷重Ｆy ）を推定するものとしているので、２つ以上のセンサの各出力信号に現れる温度の影響やナックル・フランジ面間などの滑りによる影響を相殺ないし緩和することができる。これにより、温度の影響やナックル・フランジ面間などの滑りによる影響を受けることなく、車輪用軸受や、車輪のタイヤと路面間に作用する荷重（垂直方向荷重Ｆz ，駆動力や制動力となる荷重Ｆx ，軸方向荷重Ｆy ）を精度良く検出できる。特に、複数のセンサユニットの歪み発生部材を、これら複数のセンサユニットに渡って連続した１つの帯状の歪み発生部材としているので、煩雑な配線作業が要らず、配線部の品質向上およびコスト低減が可能となる。

　この発明において、前記１つの帯状の歪み発生部材を、その長手方向の複数箇所で屈曲させて、前記固定側部材に固定しても良い。このように、複数のセンサユニットを有する１つの帯状の歪み発生部材を複数箇所で屈曲させることにより、固定側部材への取付け作業が容易になる。

　この発明において、前記１つの帯状の歪み発生部材をモールド材で被覆しても良い。このように、複数のセンサユニットにわたって連続した１つの帯状部材とされる歪み発生部材を、モールド材で被覆することにより、外部環境の泥水などでセンサユニットの歪みセンサが腐食するのを防止することができ、信頼性の高いセンサ付車輪用軸受とすることができる。

　この発明において、前記固定側部材の外径面における少なくとも前記複数のセンサユニットとの接触部分に、耐食性または防食性を有する表面処理を施しても良い。表面処理は金属メッキ、または塗装、またはコーティング処理である。このように、固定側部材の外径面に耐食性または防食性を有する表面処理を施した場合、固定側部材の外径面の錆によりセンサユニットの取付部が盛り上がったり、センサユニットにもらい錆が発生するのを防止でき、錆に起因する歪みセンサの誤動作を解消でき、荷重検出を長期にわたり正確に行なうことができる。

　この発明において、前記複数のセンサユニットを覆う筒状の保護カバーを前記固定側部材の外径面に嵌合させても良い。このように、複数のセンサユニットを覆う筒状の保護カバーを前記固定側部材の外径面に嵌合させた場合、複数のセンサユニットを外部環境から保護することができ、外部環境によるセンサユニットの故障を防止して、車輪用軸受やタイヤ接地面に作用する荷重を長期にわたり安定的に検出できる。

　前記保護カバーが、耐食性を有する鋼板をプレス加工した成形品であっても良い。この構成の場合、保護カバーが外部環境により腐食するのを防止できる。

　この発明において、前記推定手段は、前記２つ以上のセンサの出力信号の差分から、出力信号の振幅または振幅に相当する値を演算するものであっても良い。出力信号の振幅は、転動体の通過や転動体の位置による影響を受ける。また、温度の影響やナックル・フランジ面間などの滑りの影響を受けて、出力信号が変動する。そこで、その出力信号の差分から出力信号の振幅または振幅に相当する値を演算することにより、少なくとも各出力信号に及ぼす温度の影響やナックル・フランジ面間などの滑りの影響を相殺できて、検出精度を上げることができる。

　なお、前記「温度の影響」は、軸受の温度変化によって出力信号がシフトすることである。前記「滑りの影響」は、軸受が受ける荷重の変動によって生じる出力信号のシフトである。
　(1) シフト要因の時間的変化が緩やかである場合、具体的には転動体の周波数よりも低い場合、見かけ上の振幅の幅は演算で得られる振幅の幅と同等となる。すなわち、振幅の中心位置が変化したと見える。
　(2) シフトの要因の時間的変化が転動体の周波数と同じ場合、見かけ上の振幅の幅は（実際の振幅）＋（シフト要因による変動）となってしまう。
　(3) シフト要因の時間的変化が転動体の周波数よりも高い場合、見かけ上の振幅の周波数は転動体の通過によるものではなく、シフト要因の変化によるものに見えてしまう。
　これらのシフト要因は、隣合う２つの出力信号に同相で入力される。したがって、２つのセンサの差分を取ることで、影響を除去することができ、純粋な振幅を検出することが可能となる。

　前記推定手段は、出力信号の差分から信号の絶対値を生成し、そのピーク値または直流成分を、出力信号の振幅相当値としても良い。前記推定手段は、出力信号の差分から信号の実効値を演算し、その値を出力信号の振幅相当値としても良い。前記推定手段は、出力信号の差分から、その振動周期の一周期以上の時間区間内における最大値と最小値を求め、その値を出力信号の振幅相当値としても良い。

　この発明において、前記２つ以上の接触固定部のうち、前記固定側部材の外径面の円周方向配列の両端に位置する２つの接触固定部の間隔を、転動体の配列ピッチと同一としても良い。この構成の場合、前記２つの接触固定部の中間位置に例えば２つのセンサが配置されていれば、これら両センサの間での前記円周方向の間隔は、転動体の配列ピッチの略１／２となる。その結果、両センサの出力信号は略１８０度の位相差を有することになり、その差分は温度の影響やナックル・フランジ面間などの滑りの影響を十分相殺した値となる。これにより、推定手段によって推定される車輪用軸受や車輪と路面間に作用する力は、温度の影響やナックル・フランジ面間などの滑りの影響をより確実に排除した正確なものとなる。

　この発明において、前記２つ以上のセンサにおける隣り合うセンサ間の前記固定側部材の外径面の円周方向についての間隔を、転動体の配列ピッチの｛１／２＋ｎ（ｎ：整数）｝倍またはこれらの値に近似した値としても良い。２つのセンサの間での前記円周方向の間隔が、転動体の配列ピッチの１／２であると、それらセンサの出力信号は１８０度の位相差を有することになり、その差分は、温度の影響やナックル・フランジ面間などの滑りの影響を相殺した値となる。これにより、推定手段によって推定される車輪用軸受や車輪と路面間に作用する力は、温度の影響やナックル・フランジ面間などの滑りの影響をより確実に排除した正確なものとなる。

　この発明において、前記センサユニットは３つの接触固定部と２つのセンサを有し、隣り合う第１および第２の接触固定部の間、および隣り合う第２および第３の接触固定部の間に各センサをそれぞれ取付けても良い。この構成の場合、両端に位置する２つの接触固定部（第１の接触固定部と第３の接触固定部）の間での前記円周方向の間隔を、転動体の配列ピッチと同一とすると、隣り合う２つのセンサ間での前記円周方向の間隔は転動体の配列ピッチの１／２となる。これにより、推定手段によって推定される車輪用軸受や車輪と路面間に作用する力は、温度の影響やナックル・フランジ面間などの滑りの影響を排除した正確なものとなる。

　この発明において、隣り合う接触固定部または隣り合うセンサの前記固定側部材の外径面の円周方向についての間隔を、転動体の配列ピッチの｛１／２＋ｎ（ｎ：整数）｝倍またはこれらの値に近似した値としても良い。この構成の場合も、各センサの出力信号の差分により、温度の影響やナックル・フランジ面間などの滑りの影響を排除できる。

　この発明において、前記歪み発生部材は、平面概形が均一幅の帯状、または平面概形が帯状で側辺部に切欠き部を有する薄板材からなるものとしても良い。このように、平面概形が均一幅の帯状である薄板材で歪み発生部材を構成した場合、歪み発生部材をコンパクトで低コストなものとできる。

　この発明において、前記センサユニットを、タイヤ接地面に対して上下位置および左右位置となる前記固定側部材の外径面の上面部、下面部、右面部、および左面部に配置しても良い。この構成の場合、複数方向の荷重を推定することができる。すなわち、固定側部材の外径面における上面部と下面部に配置される２つのセンサユニットの出力信号から垂直方向荷重Ｆz と軸方向荷重Ｆy を推定でき、固定側部材の外径面における右面部と左面部に配置される２つのセンサユニットの出力信号から駆動力や制動力による荷重Ｆx を推定することができる。

　この発明において、前記推定手段は、さらに前記２つ以上のセンサの出力信号の和も用いて、車輪用軸受に作用する荷重を推定するものとしても良い。２つ以上のセンサの出力信号の和を取ると、各出力信号に現れる転動体の位置の影響を相殺することができるので、静止時においても荷重を推定できる。差分から温度の影響やナックル・フランジ面間などの滑りの影響を排除できることと相まって、荷重をさらに精度良く検出でき、ローパスフィルタが不要となるため、応答速度も向上する。

　この発明において、前記固定側部材は外周にナックルに取付ける車体取付用のフランジを有し、このフランジの正面形状を、軸受軸心に直交する線分に対して線対称となる形状、または軸受軸心に対して点対称となる形状としても良い。車体取付用のフランジの正面形状をこのような形状とした場合、固定側部材の形状が単純化され、固定側部材の形状の複雑さに起因する温度分布や膨張・収縮量のばらつきを低減できる。これにより、固定側部材における温度分布や膨張・収縮量のばらつきによる影響を十分小さくして、荷重による歪み量をセンサユニットに検出させることができる。

　この発明において、前記センサユニットにおける前記歪み発生部材の接触固定部が３つであり、前記帯状の歪み発生部材における前記３つの接触固定部を、前記固定側部材の外径面の同一軸方向位置でかつ円周方向に互いに離間した位置となるように配置し、隣り合う前記接触固定部の間隔または隣り合う前記センサの前記固定側部材の外径面の円周方向についての間隔を、転動体の配列ピッチの｛１／２＋ｎ（ｎ：整数）｝倍またはこれらの値に近似した値とし、前記推定手段は、前記前記２つのセンサの出力信号の差分により、車輪用軸受に作用する荷重を推定するものとしても良い。

　換言するに、この発明のセンサ付車輪用軸受は、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受であって、複列の転走面が内周に形成された外方部材と、前記転走面と対向する転走面が外周に形成された内方部材と、両部材の対向する転走面間に介在した複列の転動体と、前記外方部材および内方部材のうちの固定側部材に、この固定側部材に接触して固定される２つ以上の接触固定部を有する歪み発生部材と、前記歪み発生部材に取付けられてこの歪み発生部材の歪みを検出する２つ以上のセンサからなる、複数のセンサユニットと、前記２つ以上のセンサの出力信号の差分により、車輪用軸受に作用する荷重を推定する推定手段と、を備え、前記複数のセンサユニットの歪み発生部材を、これら複数のセンサユニットに渡って連続した１つの帯状の歪み発生部材とし、この帯状の歪み発生部材における前記３つの接触固定部を、前記固定側部材の外径面の同一軸方向位置でかつ円周方向に互いに離間した位置となるように配置し、隣り合う前記接触固定部の間隔または隣り合う前記センサの前記固定側部材の外径面の円周方向についての間隔を、転動体の配列ピッチの｛１／２＋ｎ（ｎ：整数）｝倍またはこれらの値に近似した値としたものであってもよい。

　この構成によると、２つのセンサの出力信号の差分により、温度の影響やナックル・フランジ面間などの滑りの影響が相殺されるので、これらの影響を受けることなく、車輪用軸受や、車輪のタイヤと路面間に作用する荷重を精度良く検出できる。特に、複数のセンサユニットの歪み発生部材を、これら複数のセンサユニットに渡って連続した１つの帯状の歪み発生部材としているので、煩雑な配線作業が要らず、配線部の品質向上およびコスト低減が可能となる。

　この発明において、複数のセンサユニットを固定側部材の外周を囲む筒状の保護カバーで覆い、この保護カバーの軸方向のいずれか一端で前記固定側部材の外周に嵌合させ、他端の開口縁に弾性体からなる環状のシール部材を設け、このシール部材を前記固定側部材の表面、または上記外方部材および内方部材のうちの回転側部材の表面に接触させたものであっても良い。前記固定側部材が外方部材であり、前記回転側部材が前記内方部材であっても良い。前記シール部材は、リップ部またはＯリングにより形成できる。

　この構成の場合、複数のセンサユニットを有するセンサ組立品を保護カバーで覆ったため、例えば、車両走行中に跳ねた小石等の衝突からセンサを保護するなど、複数のセンサユニットを外部環境から保護することができる。そのため、外部環境によるセンサユニットの故障を防止して、車輪用軸受やタイヤ接地面に作用する荷重を長期にわたり安定的に検出できる。また、この保護カバーにシール部材を設けてシール機能を付加したため、外部からの泥水等がセンサ内部に浸入するのを防止し、より一層、長期間安定的にセンシングすることが可能となる。

　この発明において、前記保護カバーのアウトボード側端を固定側部材の外周面に嵌合させ、前記保護カバーのインボード側端の開口縁に沿って前記環状の弾性体からなるシール部材を設け、このシール部材を、前記固定側部材に設けられたフランジのアウトボード側を向く側面、または前記固定側部材の外周面に接触させても良い。この構成の場合も、センサを保護カバーで被覆できて、外部環境の影響によるセンサの故障を防止して、車輪用軸受やタイヤ接地面に作用する荷重を長期にわたり正確に検出できる。例えば、外部からの飛び石や泥水，塩水等から、センサユニットを確実に保護することができる。保護カバーは、アウトボード側端を固定側部材の外周面に嵌合させて取付けるので、保護カバーの取付作業が容易に行える。また、信号ケーブルの配線処理やセンサユニットの組付けも容易でコスト低減が可能となる。前記固定側部材が前記外方部材である場合は、前記保護カバーは外方部材の外周面に取付けられるが、その場合、保護カバーを取付け易くて、保護カバーによるセンサユニットの保護が行い易い。

　この構成の場合に、前記保護カバーのインボード側端部に、前記信号ケーブルの保護カバーからの引き出し部が引き出される孔部を設け、信号ケーブル引き出し部が前記孔部から引き出される部分にシール材を塗布しても良い。これにより、信号ケーブルの引出し部における防水，防塵が確実に行える。

　また、前記保護カバーのアウトボード側端を前記固定側部材よりもアウトボード側に突出させ、そのアウトボード側端と前記回転側部材との間に非接触シール隙間を形成しても良い。この構成の場合、保護カバーと回転側部材との間に非接触シール隙間で密封するため、トルク増加を伴うことなく、密封性を向上させることができる。

　この場合に、前記保護カバーのアウトボード側端を前記回転側部材に沿う形状としても良い。この構成の場合、保護カバーのアウトボード側端と回転側部材との間に形成される非接触シール隙間がより密封性の高いものとなる。

　この発明において、前記保護カバーのインボード側端を前記固定側部材に設けられた車体への取付用のフランジの外径面に嵌合させ、前記保護カバーのアウトボード側端の開口縁に沿って前記環状の弾性体からなるシール部材を設け、このシール部材を前記固定側部材の外周面、または前記外方部材および内方部材のうちの回転側部材の表面に接触させても良い。このように、保護カバーのインボード側端を固定側部材に設けられた車体への取付用のフランジの外径面に嵌合させて取付けるようにした場合、保護カバーの取付作業が容易に行える。しかも、シール部材が保護カバーに設けられているため、シール部材等のシール手段を保護カバーと別個に取付ける必要がなく、シール手段の取付作業も軽減できる。前記固定側部材が外方部材である場合は、前記保護カバーは外方部材の外周に取付けられるが、その場合、保護カバーをより一層取付け易くて、保護カバーによるセンサの保護が行い易い。

　この構成の場合に、前記シール部材は、先端がアウトボード側に向かって次第に縮径して延びる形状であり、このシール部材を前記固定側部材の外周面に接触させても良い。この構成の場合、アウトボード側端から保護カバー内への泥水・塩溝等の浸入をより一層確実に防止できる。

　また、シール部材の一部を前記保護カバーの外周面の一部にまで延長してカバー外周面被覆部分としても良い。前記カバー外周面被覆部分は、シール部材を、保護カバーの外周面へ取付ける場合は、その取付けに必要な強度を得るために保護カバーの外周面に位置させる範囲よりもさらにインボード側へ延びて設ける。この構成の場合、保護カバーの外周面におけるアウトボード側端において、前記カバー外周面被覆部分からなる壁が外径側に張り出すことになり、この壁によりシール部材が外方部材の外周面に当接している部分へ泥水・塩水等が流れ込むのを阻止できる。そのため、保護カバー内への泥水・塩水等の浸入をより確実に防止することができる。

　この発明において、前記シール部材のカバー外周面被覆部分の外周面を、アウトボード側に向かって拡径する傾斜面としても良い。この構成の場合、シール部材が外方部材の外周面に当接している部分へ泥水・塩水等が流れ込むのを阻止でき、保護カバー内への泥水・塩水等の浸入をより確実に防止できる。

　この発明において、前記保護カバーのアウトボード側端を前記固定側部材よりもアウトボード側に突出させ、そのアウトボード側端と前記回転側部材との間に非接触シール隙間を形成しても良い。この明細書で言う「非接触シール隙間」とは、固定側部材と回転側部材との相対回転が生じている状態で、水等の浸入が防止される程度に狭い隙間を言う。この構成の場合、保護カバーと固定側部材との間のシールが、リップ部の固定側部材外周面への当接と、保護カバーのアウトボード側端と回転側部材との間に形成される非接触シールとによる二重の密閉構造でなされるので、アウトボード側でのシールがより確実なものとなり、外部環境の影響によるセンサの故障をさらに確実に防止して、荷重検出を正確に行うことができる。

　この発明において、前記回転側部材は車輪取付用のハブフランジを有し、このハブフランジのインボード側を向く側面に前記シール部材を接触させても良い。この構成の場合、回転側部材のハブフランジと保護カバーのアウトボード側端との間がシール部材で密封されるので、アウトボード側端から保護カバー内への泥水・塩水等の浸入を確実に防止できる。

　この発明において、前記センサユニットと、このセンサユニットの出力信号を処理する信号処理用ＩＣと、処理された前記出力信号を軸受外部へ取り出す信号ケーブルとを含む電子部品をリング状に接続してなるセンサ組立品を、前記固定側部材の外周面に固定側部材と同心に取付けると共に、このセンサ組立品を前記保護カバーで覆っても良い。この構成の場合、センサ組立品と共に、電子部品を保護カバーで被覆できる。

　この発明のインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置は、この発明の上記いずれかの構成のセンサ付車輪用軸受を備えたものである。この構成によると、インホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置に、この発明のセンサ付車輪用軸受を適用した場合、この発明の各効果がより効果的に発揮される。

　請求の範囲および／または明細書および／または図面に開示された少なくとも２つの構成のどのような組合せも、本発明に含まれる。特に、請求の範囲の各請求項の２つ以上のどのような組合せも、本発明に含まれる。

　この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明から、より明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。この発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の符号は、同一または相当する部分を示す。
この発明の第１実施形態にかかるセンサ付車輪用軸受の縦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図である。図１の２－２線断面図である。同センサ付車輪用軸受における電子部品複合体の展開平面図である。同電子部品複合体におけるセンサユニットの拡大平面図である。図４における５－５線断面図である。センサユニットの他の設置例を示す縦断面図である。センサユニットの出力信号に対する転動体位置の影響の説明図である。センサユニットの出力信号に対する転動体位置の影響の他の説明図である。センサユニットの出力信号に対する転動体位置の影響のさらに他の説明図である。センサユニットの出力信号に対する転動体位置の影響のさらに他の説明図である。この発明の第２実施形態にかかるセンサ付車輪用軸受の縦断面図である。図１１の１２－１２線断面図である。（Ａ）は同センサ付車輪用軸受における電子部品複合体の展開平面図、（Ｂ）は同電子部品複合体におけるセンサユニットの拡大平面図である。この発明の第３実施形態にかかるセンサ付車輪用軸受の縦断面図である。同センサ付車輪用軸受における外方部材をアウトボード側から見た正面図である。同センサ付車輪用軸受における保護カバー取付部の拡大縦断面図である。同センサ付車輪用軸受における保護カバーの取付構造の変形例を示す拡大縦断面図である。この発明の第４実施形態にかかるセンサ付車輪用軸受の縦断面図である。この発明の第５実施形態にかかるセンサ付車輪用軸受の縦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図である。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、センサ組立品の説明図である。図２０の２１－２１線断面図である。図２０の２２－２２線断面図である。この発明の第６実施形態にかかるセンサ付車輪用軸受の縦断面図である。図２３の部分拡大断面図である。この発明の第７実施形態にかかるセンサ付車輪用軸受の縦断面図である。図２５の部分拡大断面図である。この発明の第８実施形態にかかるセンサ付車輪用軸受の縦断面図である。図２７の部分拡大断面図である。この発明の第９実施形態にかかるセンサ付車輪用軸受の縦断面図である。図２９の部分拡大断面図である。この発明の第１０実施形態にかかるセンサ付車輪用軸受の縦断面図である。図３１の部分拡大断面図である。この発明の第１１実施形態にかかるセンサ付車輪用軸受の縦断面図である。図３３の部分拡大断面図である。この発明の第１２実施形態にかかるセンサ付車輪用軸受の縦断面図である。図３５の部分拡大断面図である。この発明の第１３実施形態にかかるセンサ付車輪用軸受の縦断面図である。図３７の部分拡大断面図である。この発明の第１４実施形態にかかるセンサ付車輪用軸受の縦断面図である。図３９の部分拡大断面図である。この発明の第１５実施形態にかかるセンサ付車輪用軸受の縦断面図である。図４１の部分拡大断面図である。図１９のセンサ付車輪用軸受を用いたインホイール型モータ内蔵車輪用軸装置の概要を示す縦断面図である。応用例１にかかるセンサ付車輪用軸受の縦断面図である。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。（Ａ）は同センサ付車輪用軸受における回路固定用のステーでの信号ケーブルの固定箇所を示す側面図、（Ｂ）～（Ｄ）は（Ａ）におけるＢ部、Ｃ部、およびＤ部の各縦断面図である。同センサ付車輪用軸受におけるセンサユニットの拡大平面図である。図４７における４８－４８線断面図である。（Ａ）は同センサ付車輪用軸受におけるフレキシブル基板でのセンサユニットの一配置例を示す展開平面図、（Ｂ）は（Ａ）の４９－４９線断面図である。（Ａ）は同センサ付車輪用軸受におけるフレキシブル基板でのセンサユニットの他の配置例を示す展開平面図、（Ｂ）は（Ａ）の５０－５０線断面図である。（Ａ）は同センサ付車輪用軸受におけるフレキシブル基板でのセンサユニットのさらに他の配置例を示す展開平面図、（Ｂ）は（Ａ）の５１－５１線断面図である。センサユニットの出力信号に対する転動体位置の影響の説明図である。同センサ付車輪用軸受における検出系の全体構成の一例を示すブロック図である。同センサ付車輪用軸受における検出系の全体構成の他の例を示すブロック図である。センサ出力信号の平均値と振幅値を演算する演算部の回路例のブロック図である。平均値および振幅値から荷重を推定・出力する回路部のブロック図である。応用例２にかかるセンサ付車輪用軸受の縦断面図である。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。（Ａ）は同センサ付車輪用軸受における回路固定用のステーでの信号ケーブルの固定箇所を示す側面図、（Ｂ）～（Ｄ）は（Ａ）におけるＢ部、Ｃ部、およびＤ部の各断面図である。応用例３にかかるセンサ付車輪用軸受の縦断面図である。応用例４にかかるセンサ付車輪用軸受の縦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図である。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。同センサ付車輪用軸受におけるセンサユニットの拡大平面図である。（Ａ）は車両の概略平面図、（Ｂ）は車両の概略側面図である。（Ａ）は左車輪側への取付け状態を示すセンサ付車輪用軸受の正面図、（Ｂ）は同縦断面図である。（Ａ）は右車輪側への取付け状態を示すセンサ付車輪用軸受の縦断面図、（Ｂ）は同正面図である。同センサ付車輪用軸受における検出系の全体構成の一例を示すブロック図である。同センサ付車輪用軸受における検出系の全体構成の他の例を示すブロック図である。応用例５にかかるセンサ付車輪用軸受の縦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図である。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。同センサ付車輪用軸受におけるセンサユニットの拡大平面図である。図７１における７２－７２線断面図である。同センサ付車輪用軸受の外方部材外径面の変形モードの一例を示す説明図である。同センサ付車輪用軸受の外方部材外径面の変形モードの他の例を示す説明図である。同センサ付車輪用軸受の外方部材外径面の変形モードのさらに他の例を示す説明図である。同センサ付車輪用軸受におけるセンサユニットの出力信号の波形図である。（Ａ）は外方部材外径面上面部でのセンサ出力信号振幅の最大最小値差と軸方向荷重の方向との関係を示すグラフ、（Ｂ）は同外径面下面部でのセンサ出力信号の振幅の最大最小値差と軸方向荷重の方向との関係を示すグラフである。センサ出力信号の処理を示す説明図である。センサ出力信号と温度の関係を示すグラフである。同センサ付車輪用軸受の変形例を示す縦断面図である。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。同センサ付車輪用軸受におけるセンサユニットの拡大縦断面図である。応用例６にかかるセンサ付車輪用軸受の縦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図である。応用例７にかかるセンサ付車輪用軸受の縦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図である。従来例における電子部品複合体の構成を示す展開平面図である。（Ａ）は他の従来例における電子部品複合体の構成を示す展開平面図、（Ｂ）は同じく縦断面図である。同従来例における保護カバーの取付構造を示す縦断面図である。（Ａ）は保護カバーを開いた状態を示す平面図、同図（Ｂ）は保護カバーを閉じた状態を示す平面図である。従来例の斜視図である。提案例におけるＡＤ変換器の設置構成の一例を示す断面図である。提案例におけるＡＤ変換器の他の設置構成例を示す断面図である。他の提案例での外方部材の断面図である。同提案例での外方部材をアウトボード側から見た正面図である。

　この発明の第１実施形態を図１ないし図１０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－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に縦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を外周に形成した内方部材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、ボール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。

　外方部材１は固定側部材となるものであって、車体の懸架装置におけるナックル（図示せず）に取付ける車体取付用フランジ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には周方向複数箇所にナックル取付用のボルト孔１４が設けられ、インボード側よりナックルのボルト挿通孔（図示せず）に挿通したナックルボルト（図示せず）を前記ボルト孔１４に螺合することにより、車体取付用フランジ１ａがナックルに取付けられる。

　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。なお、矢印Ｏは軸受軸心を示す。

　図２は、図１の２－２線断面図を示す。なお、図１は、図２における１－１線断面図を示す。前記車体取付用フランジ１ａは、その正面形状が、図２のように軸受軸心Ｏに直交する線分（例えば図２における縦線分ＬＶあるいは横線分ＬＨに対して線対称となる形状、または軸受軸心Ｏに対して点対称となる形状とされている。具体的には、この例ではその正面形状が円形とされている。

　固定側部材である外方部材１の外径面には、４つのセンサユニット２０が設けられている。ここでは、これらのセンサユニット２０が、タイヤ接地面に対して上下位置および前後位置となる外方部材１の外径面における上面部、下面部、右面部、および左面部に設けられている。

　これらの各センサユニット２０は、図４および図５に拡大平面図および拡大縦断面図で示すように、歪み発生部材２１と、この歪み発生部材２１に取付けられて歪み発生部材２１の歪みを検出する２つ以上（ここでは２つ）の歪みセンサ２２（２２Ａ，２２Ｂ）とでなる。これらのセンサユニット２０の歪み発生部材２１は、図３に展開平面図で示すように、これら複数のセンサユニット２０にわたって連続した１つの帯状の部材とされる。この歪み発生部材２１は、鋼材等の弾性変形可能な金属製で２ｍｍ以下の薄板材からなり、平面概形が全長にわたり均一幅の帯状で、各センサユニット２０の位置ごとに両側辺部に、幅方向に延びるスリット状の切欠き部２１ｂを、２本ずつ平行に有する。ここでは、歪み発生部材２１の一側辺部の切欠き部２１ｂは、その側辺部から幅方向に直接切り込んで形成されているが、他側辺部の切欠き部２１ｂは、歪み発生部材２１にその長手方向に延びて形成されているスリット２１ｃの途中部分から幅方向に切り込んで形成されている。切欠き部２１ｂの隅部は断面円弧状とされている。

　また、歪み発生部材２１は、各センサユニット２０の位置ごとに、外方部材１の外径面に接触固定される２つ以上（ここでは３つ）の接触固定部２１ａを有する。３つの接触固定部２１ａ（図５）は、歪み発生部材２１の長手方向に向け１列に並べて配置される。

　２つの歪みセンサ２２（２２Ａ，２２Ｂ）は、歪み発生部２１における各方向の荷重に対して歪みが大きくなる箇所に貼り付けられる。具体的には、歪み発生部材２１の外面側で隣り合う接触固定部２１ａの間に配置される。つまり、図５において、左端の接触固定部２１ａと中央の接触固定部２１ａとの間に１つの歪みセンサ２２Ａが配置され、中央の接触固定部２１ａと右端の接触固定部２１ａとの間に他の１つの歪みセンサ２２Ｂが配置される。切欠き部２１ｂは、図４のように、歪み発生部材２１の両側辺部における前記歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの配置部に対応する２箇所の位置にそれぞれ形成されている。これにより、歪みセンサ２２は歪み発生部材２１の切欠き部２１ｂの周辺における長手方向の歪みを検出する。なお、歪み発生部材２１は、固定側部材である外方部材１に作用する外力、またはタイヤと路面間に作用する作用力として、想定される最大の力が負荷された状態においても、塑性変形しないものとするのが望ましい。塑性変形が生じると、外方部材１の変形がセンサユニット２０に伝わらず、歪みの測定に影響を及ぼすからである。

　前記各センサユニット２０は、図５に示すように、その歪み発生部材２１の３つの接触固定部２１ａが、外方部材１の軸方向に同寸法の位置で、かつ各接触固定部２１ａが互いに円周方向に離れた位置に来るように配置され、これら接触固定部２１ａが、それぞれ固定具であるボルト２４により外方部材１の外径面に固定される。外方部材１の外径面へセンサユニット２０を安定良く固定する上で、外方部材１の外径面における前記各接触固定部２１ａが接触固定される箇所には平坦部１ｂが形成される。前記各ボルト２４は、それぞれ接触固定部２１ａに設けられた径方向に貫通するボルト挿通孔２５から外方部材１の外周部に設けられたボルト孔２７に螺合させる。外方部材１の外径面における前記歪み発生部材２１の３つの接触固定部２１ａが固定される３箇所の各中間部には溝１ｃが設けられる。

　このように、外方部材１の外径面に接触固定部２１ａを固定することにより、薄板状である歪み発生部材２１における切欠き部２１ｂを有する各部位が外方部材１の外径面から離れた状態となり、切欠き部２１ｂの周辺の歪み変形が容易となる。接触固定部２１ａが配置される軸方向位置として、ここでは外方部材１のアウトボード側列の転走面３の周辺となる軸方向位置が選ばれる。ここでいうアウトボード側列の転走面３の周辺とは、インボード側列およびアウトボード側列の転走面３の中間位置からアウトボード側列の転走面３の形成部までの範囲である。

　このほか、図６に縦断面図で示すように、歪み発生部材２１の３つの接触固定部２１ａを、それぞれスペーサ２３を介してボルト２４により外方部材１の外径面に固定することで、外方部材１の外径面への溝１ｃ（図５）の形成を省略し、歪み発生部材２１における切欠き部２１ｂが位置する各部位を外方部材１の外径面から離すようにしても良い。

　歪みセンサ２２（２２Ａ，２２Ｂ）としては、種々のものを使用することができる。例えば、歪みセンサ２２（２２Ａ，２２Ｂ）を金属箔ストレインゲージで構成することができる。その場合、通常、歪み発生部材２１に対しては接着による固定が行なわれる。また、歪みセンサ２２（２２Ａ，２２Ｂ）を歪み発生部材２１上に厚膜抵抗体にて形成することもできる。

　図２に示すように、４つのセンサユニット２０にわたって連続した１つの帯状部材とされる歪み発生部材２１は、隣り合うセンサユニット２０の各中間位置となる複数箇所（ここでは６箇所）が一方向に屈曲された屈曲部２１ｄとされ、外方部材１の外周を取り巻くように外方部材１に取付けられる。また、歪み発生部材２１には、各センサユニット２０の歪みセンサ２２からの出力信号を処理する信号処理用ＩＣ２８と、処理された信号を外部に取り出す信号ケーブル２９と、信号処理用ＩＣ２８と信号ケーブル２９を接続するコネクタ３０が設けられる。４つのセンサユニット２０における各歪みセンサ２２は、歪み発生部材２１上に設けられた配線用の回路パターン（図示せず）により前記信号処理用ＩＣ２８に接続される。

　このように、４つのセンサユニット２０と、これらのセンサユニット２０にわたって連続した歪み発生部材２１と、この歪み発生部材２１に別に設けられる信号処理用ＩＣ２８と、信号ケーブル２９と、コネクタ３０とが複合して、一体となった１つの電子部品複合体であるセンサ組立品３１が構成され、このセンサ組立品３１を前記外方部材１の外径面に取付けることにより、センサ付車輪用軸受が構成される。

　各センサユニット２０の２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号は、前記信号処理用ＩＣ２８、信号ケーブル２９を経て車両側の推定手段３２に入力される。推定手段３２は、センサユニット２０の２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号から、車輪用軸受や車輪と路面間（タイヤ接地面）に作用する力（垂直方向荷重Ｆz ，駆動力や制動力となる荷重Ｆx ，軸方向荷重Ｆy ）を推定する手段である。前記推定手段３２は、この実施形態では、前記２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号の差分（具体的には出力信号の振幅）から前記各作用力Ｆz ，Ｆx ，Ｆy を推定する。この推定手段３２は、前記垂直方向荷重Ｆz ，駆動力や制動力となる荷重Ｆx ，軸方向荷重Ｆy と、２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号の差分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、２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号の差分から前記関係設定手段を用いて作用力（垂直方向荷重Ｆz ，駆動力や制動力となる荷重Ｆx ，軸方向荷重Ｆy ）を推定する。前記関係設定手段の設定内容は、予め試験やシミュレーションで求めておいて設定する。

　なお、前記推定手段３２は、前記出力信号の差分に限らず、例えば、前記２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号の和や、平均値、振幅値、振幅中心値などの情報から、これらを適宜用いて、例えば線形結合的に用いて、各作用力Ｆz ，Ｆx ，Ｆy を推定するようにしても良い。その場合も、前記和や平均値などの情報と前記各作用力Ｆz ，Ｆx ，Ｆy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を用いても良い。

　センサユニット２０は、外方部材１のアウトボード側列の転走面３の周辺となる軸方向位置に設けられるので、歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号は、図７のようにセンサユニット２０の設置部の近傍を通過する転動体５の影響を受ける。また、軸受の停止時においても、歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号Ａ，Ｂは、転動体５の位置の影響を受ける。すなわち、転動体５がセンサユニット２０における歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂに最も近い位置を通過するとき（または、その位置に転動体５があるとき）、歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号Ａ，Ｂは最大値となり、転動体５がその位置から遠ざかるにつれて（または、その位置から離れた位置に転動体５があるとき）低下する。軸受回転時には、転動体５は所定の配列ピッチＰで前記センサユニット２０の設置部の近傍を順次通過するので、歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号Ａ，Ｂは、転動体５の配列ピッチＰを周期として実線で示すように周期的に変化する正弦波に近い波形となる。また、歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号Ａ，Ｂは、温度の影響やナックルと車体取付用フランジ１ａ（図１）の面間などの滑りによるヒステリシスの影響を受ける。

　この実施形態では、前記２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号Ａ，Ｂの差分を演算処理することで、推定手段３２が車輪用軸受や車輪と路面間（タイヤ接地面）に作用する力（垂直方向荷重Ｆz ，駆動力や制動力となる荷重Ｆx ，軸方向荷重Ｆy ）を推定するものとしているので、２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの各出力信号Ａ，Ｂに現れる温度の影響やナックル・フランジ面間などの滑りの影響を相殺することができ、これにより車輪用軸受やタイヤ接地面に作用する荷重を正確に検出することができる。

　差分の演算処理について説明する。前記２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号Ａ，Ｂの差分から、演算処理によって差分信号の振幅、または振幅に相当する値を求める方法としては、絶対値｜Ａ－Ｂ｜からそのピーク値を検出するものでも良い。絶対値｜Ａ－Ｂ｜は、演算回路によって生成しても良いが、デジタル演算処理によって計算しても良い。回転状態では半波整流波形が得られるため、そのピーク値をホールドするか、ローパスフィルタ；Low Pass Filter ，略称LPF によって直流成分を求めて差分信号の振幅相当値とすることができる。また、差分信号（Ａ－Ｂ）の実効値（二乗平均値）を振幅相当値として荷重の推定演算に用いても良い。デジタル演算処理においては、差分信号の振動周期の一周期以上を演算対象区間に設定し、その区間内の最大値と最小値を検出することで、振幅相当値を算出するものでも良い。

　センサユニット２０として、図５の構成例におけるセンサユニットの出力信号に対する転動体位置の影響を説明する図７においては、固定側部材である外方部材１の外径面の円周方向に並ぶ３つの接触固定部２１ａのうち、その配列の両端に位置する２つの接触固定部２１ａの間隔を、転動体５の配列ピッチＰと同一に設定している。この場合、隣り合う接触固定部２１ａの中間位置にそれぞれ配置される２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの間での前記円周方向の間隔は、転動体５の配列ピッチＰの略１／２となる。その結果、２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号Ａ，Ｂは略１８０度の位相差を有することになり、その差分は温度の影響やナックル・フランジ面間などの滑りの影響を十分相殺した値となる。これにより、２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号Ａ，Ｂの差分から、推定手段３２（図１）によって推定される車輪用軸受や車輪と路面間（タイヤ接地面）に作用する力（垂直方向荷重Ｆz ，駆動力や制動力となる荷重Ｆx ，軸方向荷重Ｆy ）は、温度の影響やナックル・フランジ面間などの滑りの影響をより確実に排除した正確なものとなる。

　図８には、図５の構成例のセンサユニット２０において、２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの間での前記円周方向の間隔を、転動体５の配列ピッチＰの１／２に設定した例を示している。この例では、２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの間での前記円周方向の間隔が、転動体５の配列ピッチＰの１／２とされるので、２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号Ａ，Ｂは１８０度の位相差を有することになり、その差分は、温度の影響やナックル・フランジ面間などの滑りの影響を完全に相殺した値となる。これにより、推定手段３２（図１）によって推定される車輪用軸受や車輪と路面間（タイヤ接地面）に作用する力（垂直方向荷重Ｆz ，駆動力や制動力となる荷重Ｆx ，軸方向荷重Ｆy ）から、温度の影響やナックル・フランジ面間などの滑りの影響をより確実に排除することができる。なお、この場合に、２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの前記円周方向の間隔を、転動体５の配列ピッチＰの｛１／２＋ｎ（ｎ：整数）｝倍、またはこれらの値に近似した値としても良い。この場合にも、両歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号Ａ，Ｂの差分は、温度の影響やナックル・フランジ面間などの滑りの影響を相殺した値となる。

　図９には、センサユニット２０として、図５の構成例のものにおいて、中間位置の接触固定部２１ａを省略して、接触固定部２１ａを２つとした構成例の場合を示している。この場合、図７の例の場合と同様に、２つの接触固定部２１ａの間隔を、転動体５の配列ピッチＰと同一に設定している。これにより、２つの接触固定部２１ａの間に配置される２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの間での前記円周方向の間隔は、転動体５の配列ピッチＰの略１／２となる。その結果、２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号Ａ，Ｂは略１８０度の位相差を有することになり、その差分は温度の影響やナックル・フランジ面間などの滑りの影響を十分相殺した値となる。これにより、２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号Ａ，Ｂの差分から、推定手段３２（図１）によって推定される車輪用軸受や車輪と路面間（タイヤ接地面）に作用する力（垂直方向荷重Ｆz ，駆動力や制動力となる荷重Ｆx ，軸方向荷重Ｆy ）は、温度の影響やナックル・フランジ面間などの滑りの影響をより確実に排除した正確なものとなる。

　図１０には、図９の構成例のセンサユニット２０において、２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの間での前記円周方向の間隔を、転動体５の配列ピッチＰの１／２に設定した例を示している。この例でも、図８の例の場合と同様に、２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号Ａ，Ｂは１８０度の位相差を有することになり、その差分は、温度の影響やナックル・フランジ面間などの滑りの影響を完全に相殺した値となる。これにより、推定手段３２（図１）によって推定される車輪用軸受や車輪と路面間（タイヤ接地面）に作用する力（垂直方向荷重Ｆz ，駆動力や制動力となる荷重Ｆx ，軸方向荷重Ｆy ）から、温度の影響やナックル・フランジ面間などの滑りの影響をより確実に排除することができる。

　この場合、２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの前記円周方向の間隔を、転動体５の配列ピッチＰの｛１／２＋ｎ（ｎ：整数）｝倍、またはこれらの値に近似した値としても良い。この場合にも、両歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号Ａ，Ｂの差分は、温度の影響やナックル・フランジ面間などの滑りの影響を相殺した値となる。

　このほか、図７および図８において、隣り合う２つの接触固定部２１ａの間での前記円周方向の間隔を、転動体５の配列ピッチＰの｛１／２＋ｎ（ｎ：整数）｝倍、またはこれらの値に近似した値としても良い。この場合にも、隣り合う２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号Ａ，Ｂの差分は、温度の影響やナックル・フランジ面間などの滑りの影響を相殺した値となる。

　車輪用軸受や、車輪のタイヤと路面間に荷重が作用すると、車輪用軸受の固定側部材である外方部材１にも荷重が印加されて変形が生じる。センサユニット２０における切欠き部２１ｂを有する歪み発生部材２１の３つの接触固定部２１ａが外方部材１に接触固定されているので、外方部材１の歪みが歪み発生部材２１に拡大して伝達され、その歪みが歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂで感度良く検出され、その出力信号から荷重を推定できる。ここでは、外方部材１の外径面における上面部と下面部に配置される２つのセンサユニット２０の出力信号から垂直方向荷重Ｆz と軸方向荷重Ｆy を推定でき、外方部材１の外径面における右面部と左面部に配置される２つのセンサユニット２０の出力信号から駆動力や制動力による荷重Ｆx を推定できる。

　この場合、各センサユニット２０における歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号Ａ，Ｂは、上記したようにそのままでは温度の影響やナックル・フランジ面間などの滑りの影響を受けるが、推定手段３２ではその２つの出力信号の差分から、車輪用軸受や、車輪のタイヤと路面間に作用する荷重（垂直方向荷重Ｆz ，駆動力や制動力となる荷重Ｆx ，軸方向荷重Ｆy ）を推定するので、温度の影響やナックル・フランジ面間などの滑りの影響が解消され、荷重を精度良く推定できる。

　特に、このセンサ付車輪用軸受では、複数のセンサユニット２０の歪み発生部材２１を、これら複数のセンサユニット２０にわたって連続した１つの帯状の部材で構成しているので、煩雑な配線作業が要らず、配線部の品質向上およびコスト低減が可能となる。

　また、この実施形態では、前記歪み発生部材２１を、その長手方向の複数箇所に設定した屈曲部２１ｄで屈曲させて、固定側部材である外方部材１に固定するようにしているので、外方部材１への取付け作業も容易になる。

　固定側部材である外方部材１の外径面に固定されるセンサユニット２０の各接触固定部２１ａの軸方向寸法が異なると、外方部材１の外径面から接触固定部２１ａを介して歪み発生部材２１に伝達される歪みも異なる。この実施形態では、センサユニット２０の各接触固定部２１ａを、外方部材１の外径面に対して軸方向に同寸法となるように設けているので、歪み発生部材２１に歪みが集中しやすくなり、それだけ検出感度が向上する。

　また、この実施形態では、センサユニット２０の歪み発生部材２１は、平面概形が均一幅の帯状、または平面概形が帯状で側辺部に切欠き部２１ｂを有する薄板材からなるものとしているので、外方部材１の歪みが歪み発生部材２１に拡大して伝達され易く、その歪みが歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂで感度良く検出され、その出力信号Ａ，Ｂに生じるヒステリシスも小さくなり、荷重を精度良く推定できる。また、歪み発生部材２１の形状も簡単なものとなり、コンパクトで低コストなものとできる。

　また、歪み発生部材２１の切欠き部２１ｂの隅部は断面円弧状とされているので、切欠き部２１ｂの隅部に歪みが集中せず、塑性変形する可能性が低くなる。また、切欠き部２１ｂの隅部に歪みが集中しなくなることで、歪み発生部材２１における検出部つまり歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの取付け部での歪み分布のばらつきが小さくなり、歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの取付け位置が歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号Ａ，Ｂに及ぼす影響も小さくなる。これにより、荷重をさらに精度良く推定できる。

　このセンサ付車輪用軸受から得られた検出荷重を自動車の車両制御に使用することにより、自動車の安定走行に寄与できる。また、このセンサ付車輪用軸受を用いると、車両に対してコンパクトに荷重センサを設置でき、量産性に優れたものとでき、コスト低減を図ることができる。

　また、この実施形態では、固定側部材である外方部材１の車体取付用フランジ１ａの正面形状を、図２のように軸受軸心Ｏに直交する線分（例えば図２における縦線分ＬＶあるいは横線分ＬＨ）に対して線対称となる形状、または軸受軸心Ｏに対して点対称となる形状（具体的には円形）としているので、外方部材１のフランジ１ａが単純化され、外方部材１の形状の複雑さに起因する温度分布や膨張・収縮量のばらつきを低減できる。これにより、固定側部材である外方部材１における温度分布や膨張・収縮量のばらつきによる影響を十分小さくして、荷重による歪み量をセンサユニットに検出させることができる。

　また、この実施形態では、センサユニット２０を、外方部材１における複列の転走面３のうちのアウトボード側の転走面３の周辺となる軸方向位置、つまり比較的設置スペースが広く、タイヤ作用力が転動体５を介して外方部材１に伝達されて比較的変形量の大きい部位に配置しているので、検出感度が向上し、荷重をより精度良く推定できる。

　さらに、この実施形態では、固定側部材である外方部材１の外径面の上面部と下面部、および右面部と左面部にセンサユニット２０を設けているので、どのような荷重条件においても、荷重を精度良く推定することができる。すなわち、ある方向への荷重が大きくなると、転動体５と転走面３が接触している部分と接触していない部分が１８０度位相差で現れるため、その方向に合わせてセンサユニット２０を１８０度位相差で設置すれば、どちらかのセンサユニット２０には必ず転動体５を介して外方部材１に印加される荷重が伝達され、その荷重を歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂにより検出可能となる。

　なお、上記実施形態では、推定手段３２が、２つ以上の歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号Ａ，Ｂの差分から、車輪用軸受に作用する荷重を推定するものとしたが、推定手段３２は、さらに前記２つ以上の歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号Ａ，Ｂの和も用いて、車輪用軸受に作用する荷重を推定するものとしても良い。このように、２つ以上の歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号Ａ，Ｂの和を取ると、各出力信号Ａ，Ｂに現れる転動体５の位置の影響を相殺することができるので、差分から温度の影響やナックル・フランジ面間などの滑りの影響を排除できることと相まって、荷重をさらに精度良く検出できる。

　図１１ないし図１３（Ａ），（Ｂ）は、この発明の第２実施形態を示す。なお、図１１はこのセンサ付車輪用軸受の縦断面図を示し、図１２は図１１の１２－１２線断面図を示す。また、図１１では推定手段３２を省略している。このセンサ付車輪用軸受では、図１～図１０に示した前記第１実施形態において、４つのセンサユニット２０にわたって連続した１つの帯状部材とされる歪み発生部材２１を、弾性体からなるモールド材３３で被覆している。その他の構成は図１～図１０に示した第１実施形態の場合と同様である。

　４つのセンサユニット２０を有する歪み発生部材２１の上に、信号処理用ＩＣ２８、信号ケーブル２９、およびコネクタ３０を設けてなるセンサ組立品３１の展開平面図を示す図１３（Ａ）では、歪み発生部材２１のモールド材３３で被覆した部分をハッチングして示している。図１２に示すように、歪み発生部材２１はその長手方向の複数箇所に設定した屈曲部２１ｄで屈曲させて、車輪用軸受の外方部材１の外径面に固定するので、歪み発生部材２１を被覆するモールド材３３は、歪み発生部材２１の屈曲を阻害しない例えばゴム材料などからなる弾性体とされる。ゴム系のモールド材として、例えばニトリルゴム（ＮＢＲ）系、水素化ニトリルゴム（Ｈ－ＮＢＲ）系、アクリル系、フッ素系、シリコン系のものを使用することができる。なお、歪み発生部材２１における外方部材１との接触面やボルト２４との接触面は、弾性体からなるモールド材３３で被覆すると歪み検出に悪影響が生じるので、これらの部分はモールド材３３で被覆されていない。

　このように、この実施形態では、４つのセンサユニット２０にわたって連続した１つの帯状部材とされる歪み発生部材２１を、弾性体からなるモールド材３３で被覆しているので、外部環境の泥水などにより、センサユニット２０の歪みセンサ２２が腐食するのを防止することができ、信頼性の高いセンサ付車輪用軸受とすることができる。

　図１４ないし図１７は、この発明の第３実施形態を示す。なお、図１４はこのセンサ付車輪用軸受の縦断面図を示し、図１５はセンサ付車輪用軸受における外方部材をアウトボード側から見た正面図を示す。また、図１４では推定手段３２を省略している。このセンサ付車輪用軸受では、図１１～図１３（Ａ），（Ｂ）に示した前記第２実施形態において、４つのセンサユニット２０を覆う筒状の保護カバー４０を、固定側部材である外方部材１の外径面に嵌合させている。その他の構成は図１１～図１３（Ａ），（Ｂ）に示した第２実施形態の場合と同様である。

　前記保護カバー４０は、インボード側半部が大径部４０ａでアウトボード側半部が小径部４０ｂとなる段付き円筒状とされている。この保護カバー４０のインボード側端は車体取付用フランジ１ａの外径面に嵌合させられ、保護カバー４０のアウトボード側端は外方部材１のアウトボード側端よりもアウトボード側に突出した筒部４０ｃとされ、この筒部４０ｃが外方部材１のアウトボード側端の外径面に僅かな隙間を介して遊嵌させられる。これにより、外方部材１のアウトボード側端では、図１６に拡大縦断面図で示すように、外方部材１の外径面と保護カバー４０との間にラビリンス４１が形成される。

　このように、保護カバー４０が嵌合されない端部側にラビリンス４１を形成することにより、泥水などが保護カバー４０の内側に浸入するのを防止できる。なお、図１７に拡大縦断面図で示すように、保護カバー４０のアウトボード側端を外方部材１のアウトボード側端の外径面に嵌合させ、保護カバー４０のインボード側端は車体取付用フランジ１ａの外径面に僅かな隙間を介して遊嵌させても良い。この場合は、車体取付用フランジ１ａの外径面と保護カバー４０との間にラビリンス４１Ａが形成される。保護カバー４０の材料としては、例えばステンレス鋼等の耐食性を有する鋼板をプレス加工した成形品が用いられる。これにより、保護カバー４０が外部環境により腐食するのを防止できる。このほか、鋼板をプレス加工して保護カバー４０を成形し、その表面に金属メッキまたは塗装処理を施しても良い。この場合も、保護カバー４０が外部環境により腐食するのを防止できる。保護カバー４０の材質は、このほかプラスチックやゴムであっても良い。

　このように、この実施形態では、４つのセンサユニット２０を覆う筒状の保護カバー４０を、固定側部材である外方部材１の外径面に嵌合させているので、これら４つのセンサユニット２０を外部環境から保護することができ、車両走行中に跳ねた小石などが衝突するといった外部環境によるセンサユニット２０の故障を防止して、車輪用軸受やタイヤ接地面に作用する荷重を長期にわたり安定的に検出できる。

　図１８は、この発明の第４実施形態を示す。このセンサ付車輪用軸受は、図１～図１７に示した各実施形態において、４つのセンサユニット２０にわたって連続した１つの帯状部材とされる歪み発生部材２１が取付けられる外方部材１の外径面に、耐食性または防食性を有する表面処理層４２が形成されている。この例では、前記表面処理層４２が外方部材１の外径面の全面に形成されているが、車体取付用フランジ１ａからアウトボード側端までの範囲に形成しても良い。

　耐食性または防食性を有する表面処理層４２としては、例えば金属メッキ処理を施した表層や塗装処理を施した表層が挙げられる。金属メッキ処理としては、亜鉛メッキ、ユニクロメッキ、クロメートメッキ、ニッケルメッキ、クロムメッキ、無電解ニッケルメッキ、カニゼンメッキ、四三酸化鉄皮膜（黒染め）、レイデントなどの処理が適用可能である。塗装処理としては、カチオン電着塗装、アニオン電着塗装、フッ素系電着塗装、窒化珪素等のセラミックコーティングなどが適用可能である。

　このように、この実施形態では、４つのセンサユニット２０にわたって連続した１つの帯状部材とされる歪み発生部材２１が取付けられる外方部材１の外径面に、耐食性または防食性を有する表面処理層４２を形成しているので、外方部材１の外径面の錆によりセンサユニット２０の取付部が盛り上がったり、センサユニット２０にもらい錆が発生するのを防止でき、錆に起因する歪みセンサ２２の誤動作を解消でき、荷重検出を長期にわたり正確に行なうことができる。

　前記表面処理層４２を、外方部材１の外径面の全面ではなく、車体取付用フランジ１ａからアウトボード端までの範囲に形成する場合、外方部材１の転走面３を研削加工する際に、外方部材１の外径面のインボード側端の表面未処理部を保持することができ、高精度に転走面３を研削加工することができる。

　上記各実施形態では、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車輪用軸受にも適用することができ、その場合、センサユニット２０は内方部材の内周となる周面に設ける。

　以下に、この発明の第５～第１４実施形態について説明する。以下の説明においては、各実施形態で先行する実施形態で説明している事項に対応している部分には同一の符号を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している実施形態と同様とする。実施形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。

　この発明の第５実施形態を図１９ないし図２２と共に説明する。この第５実施形態では、図１９に示すように、センサユニット２０を固定側部材である外方部材１の外周を保護カバー４０で覆い、この保護カバー４０の軸方向のいずれか一端で前記外方部材１の外周に嵌合させ、他端の開口縁に弾性体からなる環状のシール部材としてリップ部３５を設け、このリップ部３５を前記外方部材１の表面に接触させている。以下、具体的に説明する。

　図１９に示す保護カバー４０は、外方部材１の外周を囲む筒状の部材であり、そのアウトボード側端が、他の部分に対して小径となった嵌合筒部４０ｏで外方部材１の外周面に嵌合させられる。保護カバー４０のインボード側端には、シール部材として、その開口縁に沿って環状の弾性体からなるリップ部３５が設けられ、このリップ部３５が外方部材１の車体取付用フランジ１ａのアウトボード側を向く側面に当接させられる。これにより、保護カバー４０のアウトボード側端およびインボード側端と外方部材１の外周面との間が密封される。リップ部３５は、前記フランジ１ａの外周面に当接させても良い。

　前記リップ部３５を構成する弾性体としてはゴム材料が望ましい。これにより、リップ部３５による保護カバー４０のインボード側端の密封性を確実なものとすることができる。このほか、リップ部３５を保護カバー４０に一体形成しても良い。ここでは、図２２に拡大縦断面図で示すように、リップ部３５を、インボード側に向かって拡径する形状としている。これにより、インボード側端から保護カバー４０内への泥水・塩水等の浸入をより確実に防止できる。

　図２０の２２－２２線断面図を示す図２２のように、保護カバー４０のインボード側端部には、前記センサ組立品３１における信号ケーブル２９の引き出し部２９Ｂを外側に引き出す孔部３６が設けられ、この孔部３６から前記引き出し部２９Ｂが引き出される部分にシール材３７が塗布される。シール材３７により孔部３６は封止される。これにより、保護カバー４０から前記引き出し部２９Ｂが引き出される部分の密封性を確実なものとすることができる。

　このセンサ付車輪用軸受の組立は、以下の手順で行われる。先ず、外方部材１の単体の状態、または外方部材１に転動体５を組み付けた状態で、外方部材１の外周面にセンサユニット２０を含む電子部品からなるセンサ組立品３１を取付ける。つぎに、筒状の保護カバー４０を、外方部材１のアウトボード側からその外周面に圧入してそのアウトボード側端を外方部材１の外周面に嵌合させると共に、保護カバー４０のインボード側端のリップ部３５を外方部材１の車体取付用フランジ１ａのアウトボード側を向く側面または外周面に当接させることで、センサユニット２０を含む電子部品からなるセンサ組立品３１を保護カバー４０で覆う。この後で軸受の全体を組み立てる。この手順で組み立てることにより、外方部材１に取付けたセンサユニット２０、もしくはセンサユニット２０を含むセンサ組立品３１を保護カバー４０で覆ってなるセンサ付車輪用軸受を、容易に組み立てることができる。

　特に、このセンサ付車輪用軸受によると、複数のセンサユニット２０を、固定側部材である外方部材１の外周を囲む筒状の保護カバー４０で覆い、この保護カバー４０のアウトボード側端を外方部材１の外周面に嵌合させ、保護カバー４０のインボード側端の開口縁に沿って設けた環状の弾性体からなるリップ部３５を外方部材１の車体取付用フランジ１ａのアウトボード側を向く側面もしくは外周面に当接させている。このため、外部環境によりセンサユニット２０が故障する（飛び石による損傷や、泥水・塩水などによる腐食）のを防止でき、長期にわたって荷重を正確に検出することができ、信号ケーブル２９の配線処理やセンサユニット２０の組付けも容易でコスト低減が可能となる。

　また、この実施形態では、センサユニット２０と、このセンサユニット２０の出力信号を処理する信号処理用ＩＣ２８と、処理された前記出力信号を軸受外部へ取り出す信号ケーブル２９とを含む電子部品をリング状に接続してセンサ組立品３１とし、このセンサ組立品３１を、固定側部材である外方部材１の外周面に外方部材１と同心に取付けている。このセンサ組立品３１を前記保護カバー４０で覆っている。このため、センサユニット２０だけでなく、センサ組立品３１を構成する信号処理用ＩＣ２８、信号ケーブル２９などの他の電子部品をも、外部環境による故障から保護することができる。

　上記説明では車輪のタイヤと路面間の作用力を検出する場合を示したが、車輪のタイヤと路面間の作用力だけでなく、車輪用軸受に作用する力（例えば予圧量）を検出するものとしてでも良い。なお、前述した第１実施形態において、センサユニット２０の出力信号に対する転動体位置の影響を説明する図７～図１０は、この第５実施形態においてもそのまま適用でき、同様の構造と作用を有するので、その詳しい説明は省略する。

　図示しないが、図１９～図２２に示した第５実施形態において、前記センサユニット２０が取付けられる外方部材１の外周面における少なくともセンサユニット２０との接触部分に、図１８で示したような耐食性または防食性を有する表面処理層４２を形成しても良い。この表面処理層４２は、外方部材１の外周面の全域にわたって形成するか、車体取付用フランジ１ａよりもアウトボード側の外周面に限定して表面処理層４２を形成しても良い。また、表面処理層４２は、以下に示す各実施形態においても、上記と同様に設けても良い。

　また、センサユニット２０を含む前記センサ組立品３１が取付けられる外方部材１の外周面に前記表面処理層４２を形成した場合、センサ組立品３１の取付部が錆で盛り上がったりするのを防止でき、錆に起因する歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの誤動作をさらに解消できる。

　図２３および図２４は、この発明の第６実施形態を示す。このセンサ付車輪用軸受では、図１９～図２２に示す第５実施形態において、保護カバー４０のアウトボード側端を外方部材１よりもアウトボード側に突出させ、そのアウトボード側端と、回転側部材である内方部材２との間に非接触シール隙間３９、すなわちラビリンスシールを形成している。ここでは、図２４に拡大縦断面図で示すように、保護カバー４０のアウトボード側端に、外方部材１のアウトボード側端に沿って内径側に折り曲げられる内側折り曲げ部４０ａを形成し、つぎにその内側折り曲げ部４０ａの先端から外径側に折り返されて内側折り曲げ部４０ａと重なる外側折り曲げ部４０ｂを形成し、さらに外側折り曲げ部４０ｂの先端から内方部材２のハブフランジ９ａの基部の曲面部分９ａａに向けて延びる筒部４０ｃを形成している。これにより、前記外側折り曲げ部４０ｂから筒部４０ｃにわたる部分とハブフランジ９ａの基部曲面部分９ａａとの間に狭幅の非接触シール隙間３９が形成される。その他の構成は図１９～図２２の第５実施形態の場合と同様である。

　このように、保護カバー４０のアウトボード側端と内方部材２との間に非接触シール隙間３９を形成することにより、保護カバー４０のアウトボード側端でのシール性が向上し、外部環境の影響によるセンサの故障をさらに確実に防止して、荷重検出を正確に行うことができる。

　図２５および図２６は、この発明の第７実施形態を示す。このセンサ付車輪用軸受では、図２３および図２４に示す第６実施形態において、保護カバー４０のアウトボード側端の外側折り曲げ部４０ｂの先端の筒部４０ｃを、図２６に拡大縦断面図で示すようにハブフランジ９ａの側面に沿う断面Ｌ字状に形成している。その他の構成は図２３，図２４に示す第６実施形態の場合と同様である。

　このように、保護カバー４０のアウトボード側端の外側折り曲げ部４０ｂの先端の筒部４０ｃをハブフランジ９ａの側面に沿う断面Ｌ字状に形成することにより、前記外側折り曲げ部４０ｂから筒部４０ｃにわたる部分とハブフランジ９ａの基部曲面部分９ａａとの間に形成される非接触シール隙間３９が、ハブフランジ９ａの側面に沿った形状となる。これにより、保護カバー４０のアウトボード側において、浸入してくる泥水などがハブフランジ９ａの側面に沿った前記非接触シール隙間３９から外側に向けて流れ易くなり、保護カバー４０のアウトボード側端でのシール性がさらに向上する。

　図２７および図２８は、この発明の第８実施形態を示す。このセンサ付車輪用軸受では、図２３および図２４に示す第６実施形態において、保護カバー４０のアウトボード側端の外側折り曲げ部４０ｂを、図２８に拡大縦断面図で示すように内側折り曲げ部４０ａの外径側基端よりもさらに外径側まで延ばしている。その他の構成は図２３および図２４に示す第６実施形態の場合と同様である。

　このように、保護カバー４０のアウトボード側端の外側折り曲げ部４０ｂを内側折り曲げ部４０ａの外径側基端よりもさらに外径側まで延ばすことにより、前記外側折り曲げ部４０ｂから筒部４０ｃにわたる部分とハブフランジ９ａの基部曲面部分９ａａとの間に形成される非接触シール隙間３９の径方向距離がより長くなる。これにより、保護カバー４０のアウトボード側端でのシール性がさらに向上する。

　図２９および図３０は、この発明の第９実施形態を示す。このセンサ付車輪用軸受では、図３０に拡大縦断面図で示すように、保護カバー４０のアウトボード側端を外方部材１よりもアウトボード側に突出させ、そのアウトボード側端から外径側に折り曲げられる外側折り曲げ部４０ｄを形成し、つぎにその外側折り曲げ部４０ｄの先端から内径側に折り返されて外側折り曲げ部４０ｄと重なる内側折り曲げ部４０ｅを形成し、さらに内側折り曲げ部４０ｅの先端から内方部材２のハブフランジ９ａの基部の曲面部分９ａａに向けて延びる筒部４０ｆを形成している。これにより、前記内側折り曲げ部４０ｅから筒部４０ｆにわたる部分とハブフランジ９ａの基部曲面部分９ａａとの間に狭幅で径方向に長い非接触シール隙間３９が形成される。その他の構成は図１９～図２２の第５実施形態の場合と同様である。

　この場合も、保護カバー４０のアウトボード側端において、その内側折り曲げ部４０ｅから筒部４０ｆにわたる部分とハブフランジ９ａの基部曲面部分９ａａとの間に狭幅で径方向に長い非接触シール隙間３９が形成されるので、保護カバー４０のアウトボード側端でのシール性が向上し、外部環境の影響によるセンサの故障をさらに確実に防止して、荷重検出を正確に行うことができる。

　図３１および図３２は、この発明の第１０実施形態を示す。このセンサ付車輪用軸受では、図１９ないし図２２に示す第５実施形態において、外方部材１の外周面に設けた保護カバー４０Ａを次のように構成したものである。この例では、保護カバー４０Ａは、第５実施形態と同じくセンサ組立品３１および外方部材１の外周を覆う筒状の部材であるが、その外径がアウトボード側からインボード側に向けて段階的に拡径する形状とされ、インボード側端が外方部材１のフランジ１ａの外径面に嵌合させられる。保護カバー４０Ａのアウトボード側端には、その開口縁に沿って環状の弾性体からなるリップ部３５Ａが設けられ、このリップ部３５Ａが外方部材１の外周面に当接させられる。これにより、保護カバー４０Ａのアウトボード側端と外方部材１の外周面との間、および保護カバー４０Ａのインボード側端と外方部材１のフランジ１ａの外径面との間が密封され、アウトボード側端から保護カバー４０Ａ内への泥水・塩水等の浸入を確実に防止できる。その結果、外部環境の影響によるセンサの故障を確実に防止して、荷重検出を正確に行うことができる。

　前記リップ部３５Ａを構成する弾性体としてはゴム材料が望ましい。これにより、リップ部３５Ａによる保護カバー４０Ａのアウトボード側端での密封性を確実なものとすることができる。このほか、リップ部３５Ａを保護カバー４０Ａに一体形成しても良い。ここでは、図３２に拡大縦断面図で示すように、リップ部３５Ａを、先端がアウトボード側に向かって次第に縮径して延びる形状としている。これにより、アウトボード側端から保護カバー４０Ａ内への泥水・塩水等の浸入をより確実に防止できる。また、リップ部３５Ａには、その一部を保護カバー４０Ａの外周面の一部まで延長してカバー外周面被覆部分３５Ａａが形成されている。これにより、保護カバー４０Ａの外周面におけるアウトボード側端において、カバー外周面被覆部分３５Ａａからなる壁が外径側に張り出すことになり、この壁によりリップ部３５Ａが外方部材１の外周面に当接している部分へ泥水・塩水等が流れ込むのを阻止でき、保護カバー４０Ａ内への泥水・塩水等の浸入をより確実に防止できる。カバー外周面被覆部分３５Ａａは、リップ部３５Ａを、保護カバー４０Ａの外周面へ取付ける場合は、その取付けに必要な強度を得るために保護カバー４０Ａの外周面に位置させる範囲よりもさらにインボード側へ延びて設ける。

　この実施形態におけるその他の構成、効果は、図１９～図２２と共に説明した第５実施形態と同様である。なお、この実施形態、および以下の各実施形態においても、図１８の第４実施形態で示す表面処理層４２を設けても良い。

　図３３および図３４は、この発明の第１１実施形態を示す。このセンサ付車輪用軸受では、図３１，図３２に示す第１０実施形態において、保護カバー４０Ａのアウトボード側端に設けたリップ部３５Ａのカバー外周面被覆部分３５Ａａの外周面を、図３４に拡大縦断面図で示すようにアウトボード側に向かって拡径する傾斜面としている。その他の構成は図３１，図３２の第１０実施形態の場合と同様である。

　このように、リップ部３５Ａのカバー外周面被覆部分３５Ａａの外周面を、アウトボード側に向かって拡径する傾斜面とすることにより、リップ部３５Ａが外方部材１の外周面に当接している部分へ泥水・塩水等が流れ込むのを阻止でき、保護カバー４０Ａ内への泥水・塩水等の浸入をより確実に防止できる。

　図３５および図３６は、この発明の第１２実施形態を示す。このセンサ付車輪用軸受では、図３１，図３２に示す第１０実施形態において、保護カバー４０Ａのアウトボード側端を外方部材１よりもアウトボード側に突出させ、そのアウトボード側端と、回転側部材である内方部材２との間に非接触シール隙間３９Ａ、すなわちラビリンスシールを形成している。非接触シール隙間３９Ａは、前述のように内方部材２と外方部材１との相対回転が生じている状態で、水等の浸入が防止される程度の狭い隙間である。ここでは、図３６に拡大縦断面図で示すように、保護カバー４０Ａのアウトボード側端を内方部材２のハブフランジ９ａのインボード側を向く側面近傍まで突出させ、その先端から内径側に折り曲げられインボード側へ向かう折り曲げ部４０Ａａを形成し、さらにその折り曲げ部４０Ａａの先端から内径側に向けて折り曲げられた内側折り曲げ部４０Ａｂを形成し、この内側折り曲げ部４０Ａｂにリップ部３５Ａを一体に設けている。その他の構成は図３１，図３２の第１０実施形態の場合と同様である。

　このように、保護カバー４０Ａのアウトボード側端と内方部材２との間に非接触シール隙間３９Ａを形成することにより、保護カバー４０Ａのアウトボード側端における外方部材１との間のシールが、リップ部３５Ａの外方部材１の外周面への当接と、保護カバー４０Ａのアウトボード側端と内方部材２のハブフランジ９ａとの間に形成される非接触シール３９Ａとによる二重の密閉構造でなされるので、アウトボード側でのシールがより確実なものとなり、外部環境の影響によるセンサの故障をさらに確実に防止して、荷重検出を正確に行うことができる。

　図３７および図３８は、この発明の第１３実施形態を示す。このセンサ付車輪用軸受では、図３１および図３２に示す第１０実施形態において、保護カバー４０Ａのアウトボード側端の折り曲げ部４０Ａａを、図３８に拡大縦断面図で示すようにインボード側に向けて縮径傾斜する形状としている。その他の構成は図３１および図３２に示す第１０実施形態の場合と同様である。

　このように、保護カバー４０Ａのアウトボード側端の折り曲げ部４０Ａａをインボード側に向けて縮径傾斜する形状とすることにより、非接触シール隙間３９Ａから外方部材１のアウトボード側端に浸入してきた泥水・塩水等が前記折り曲げ部４０Ａａの傾斜面に沿って非接触シール隙間３９Ａから外側に向けて排出し易くなり、保護カバー４０Ａのアウトボード側端でのシール性がさらに向上する。

　図３９および図４０は、この発明の第１４実施形態を示す。このセンサ付車輪用軸受では、図３１および図３２に示す第１０実施形態において、保護カバー４０Ａのアウトボード側端の小径筒部４０Ａｓと外方部材１の外周との間に、シール部材としてＯリング６１を介在させている。Ｏリング６１は、図４０に拡大断面図で示すように、外方部材１の外周面に設けられた環状のシール取付溝内に嵌め込んで取り付けてある。その他の構成は図３１および図３２に示す第１０実施形態の場合と同様である。このようにシール部材としてＯリング６１を設けた場合も、保護カバー４０Ａのアウトボード側端から保護カバー４０Ａ内への泥水・塩水等の浸入を確実に防止できて、外部環境の影響によるセンサの故障を確実に防止して、荷重検出を正確に行うことができる。

　図４１および図４２は、この発明の第１５実施形態を示す。このセンサ付車輪用軸受では、図３１，図３２に示す第１０実施形態において、保護カバー４０Ｂのアウトボード側端に設けたリップ部３５Ａを、回転側部材である内方部材２の表面に当接させている。具体的には、図４２に拡大縦断面図で示すように保護カバー４０Ｂのアウトボード側端を外方部材１よりもアウトボード側に突出させ、内方部材２の構成部品であるハブ輪９のハブフランジ９ａのインボード側を向く側面に前記リップ部３５Ａを当接させている。その他の構成は図３１、図３２に示す第１０実施形態の場合と同様である。

　このように、保護カバー４０Ｂのアウトボード側端に設けたリップ部３５Ａを内方部材２のハブフランジ９ａに当接させた場合にも、保護カバー４０Ｂのアウトボード側端から保護カバー４０Ｂ内への泥水・塩水等の浸入を確実に防止できるので、外部環境の影響によるセンサの故障を確実に防止して、荷重検出を正確に行うことができる。また、この場合には、外方部材１と内方部材２の間に形成される軸受空間のアウトボード側端も密封されることになるので、アウトボード側のシール７を省略することも可能である。

　図４３は、図１９～図２２に示した第５実施形態のセンサ付車輪用軸受Ａを搭載したインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置の概要を示す縦断面図である。このインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置は、駆動輪８０のハブを回転自在に支持する前記センサ付車輪用軸受Ａと、回転駆動源としての電気モータＢと、この電気モータＢの回転を減速してハブに伝達する減速機Ｃと、ハブに制動力を与えるブレーキＤとを、駆動輪４０の中心軸上に配置したものである。電気モータＢは、筒状のケーシング８１に固定したステータ８２と出力軸８３に取付けたロータ８４との間にラジアルギャップを設けたラジアルギャップ型のものである。減速機Ｃはサイクロイド減速機として構成されている。

　なお、図４３では、図１９～図２２に示した第５実施形態のセンサ付車輪用軸受Ａを搭載した例を示したが、これに限らずこの発明の他の実施形態のセンサ付車輪用軸受を用いた場合にも、同様の効果を上げることができる。

　このように、この発明の前記いずれかの構成のセンサ付車輪用軸受Ａをインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置の車輪用軸受として用いた場合には、外部環境の影響によるセンサの故障を防止して、車輪用軸受やタイヤ接地面に作用する荷重を長期にわたり正確に検出できるインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置とすることができる。

　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。また、外方部材が回転側部材となる車輪用軸受に適用することもできる。その場合、内方部材の外周にセンサユニット２０を設ける。

　つぎに、この発明の実施形態に含まれない態様１～２５、および応用例１～３について図４４～６０と共に説明する。

　応用例１～３に対する従来技術として、図８９のように車輪用軸受の外輪１９０に歪みゲージ１９１を貼り付け、外輪外径面の歪みから荷重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３：特表２００３－５３０５６５号公報）。また、車輪に設けた複数の歪みセンサの出力信号から、車輪にかかる荷重を推定する演算方法も提案されている（例えば特許文献４：特表２００８－５４２７３５号公報）。

　特許文献３、４に開示の技術のように、歪みセンサを用いて車輪にかかる荷重を計測する場合、環境温度によるセンサのドリフトや、センサユニットの取付けに伴う歪みによる初期ドリフトが問題となる。このセンサユニットの取付けに伴う歪みによるドリフトは、歪みセンサを設置した状態でオフセット調整し、その位置からの変化分を信号出力として換算することで解消し、歪み信号を正確に検出することができる。

　上記したセンサ出力信号のオフセット機能を持たせた荷重推定手段として、歪みセンサの出力信号を増幅する増幅回路のほか、オフセット調整回路、オフセット補償回路、線形補正回路、出力回路、コントローラ、外部インタフェースを備えた構成例のものが提案されている（例えば特許文献５：特開２００８－１８５４９６号公報，特許文献６：特開２００８－１８５４９７号公報）。

　しかし、軸受の外輪に搭載する歪みセンサの数が増えた場合、それだけ上記した増幅回路やオフセット調整回路を含む前処理回路も増加するため、回路基板のサイズが大きくなり、軸受外輪上に搭載することが難しくなる。

　そこで、このような問題を解決するために、センサユニットの出力信号をＡＤ変換するＡＤ変換器を車輪用軸受の外輪に設けて、配線数を低減することが考えられる。しかし、この場合に、センサユニット上にＡＤ変換器を設けるとすると、各センサユニットごとにＡＤ変換器を設ける必要があり、コスト増を招く。そこで、図９０のように２つのセンサユニット１５０ごとに共通のＡＤ変換器１０８を設けるか、図９１のように４つのセンサユニット１５０に共通の１つのＡＤ変換器１０８を設けることが考えられるが、いずれにしてもＡＤ変換器１０８をどのように固定するかが問題になる。車輪用軸受の外輪１２０に直接ＡＤ変換器１０８を設けようとすると、センサユニット１５０の場合と同様に、外輪に専用の台座を設ける必要がある。その場合には、外輪１２０の円筒部が上下左右で非対称となるため、センサユニット１５０を構成する２つ以上の歪みセンサの出力信号が複雑化してしまい、荷重検出が難しくなる。車輪用軸受の外輪に取付けるセンサユニットを保護カバーで覆う構成のものも提案されており（例えば特許文献７：特開２００９－１９２３８９号公報，特許文献８：特開２０１０－１３８９５８号公報）、この保護カバーにＡＤ変換器を設けることも考えられるが、この場合には保護カバーの取付け時に回路の配線を行わなければならず、組立性が悪いという問題がある。

　この構成の場合に、図９２や図９３に示すように、車輪用軸受の車体取付用のフランジ１２０ａの側面に回路固定用ステー１２２を設けて、このステー１２２にセンサの出力信号を演算処理する前記ＡＤ変換器を含めた演算処理回路１２１を取付けることが考えられる。しかし、この場合には、前記演算処理回路１２１から外部に引き出される信号ケーブル１５６をどのように固定するかが問題となる。

　車輪用軸受の外輪に取付けるセンサユニットを保護カバーで覆う構成の提案例（例えば特許文献７，８）の場合でも、保護カバーから外部に引き出される信号ケーブルをどのように固定するかが問題となる。すなわち、信号ケーブルが固定されていないと、センサユニットの取付時や保護カバーの取付時、あるいは全体の組付が終った後などに信号ケーブルに外力が加わると、回路と信号ケーブルとの接続部が破損する可能性がある。

　前記課題を解決して軸受外部に引き出す信号ケーブルの固定を容易に行なうことができ、かつセンサの組付も容易で、信頼性が高く安価なセンサ付車輪用軸受を提供するために、つぎの態様１～２５がある。

　［態様１，２］
　態様１にかかるセンサ付車輪用軸受は、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受であって、複列の転走面が内周に形成された外方部材と、前記転走面と対向する転走面が外周に形成された内方部材と、両部材の対向する転走面間に介在した複列の転動体とを備え、前記外方部材および内方部材のうちの固定側部材は、ナックルに取付ける車体取付用のフランジを外周に有し、前記固定側部材の外径面に１つ以上の荷重検出用センサユニットを設け、前記車体取付用のフランジの側面に回路固定用のステーを設け、前記ステーに前記センサユニットの出力信号を演算処理する演算処理回路と、この演算処理回路で演算されたデータを外部に送信する信号ケーブルとを設け、この信号ケーブルを前記ステーの一部からなる固定手段で固定したものである。態様２は、前記態様１における固定側材を例えば軸受の外方部材としたものである。

　この構成によると、固定側部材の車体取付用のフランジの側面に回路固定用のステーを設け、このステーに荷重検出用センサユニットの出力信号を演算処理する演算処理回路を設けているので、固定側部材の円筒部の周面の形状に変化を持たせることなく、コンパクトな構成でＡＤ変換器などを含む演算処理回路を取付けることができ、組立性も良く、車輪の軸受部にかかる荷重を正確に検出することができる。特に、演算処理回路と共に回路固定用のステーに設けられた信号ケーブルを、ステーの一部からなる固定手段で固定するようにしているので、信号ケーブルに外力が加わった場合に、前記固定手段と信号ケーブルのシース部とで外力を吸収することができ、信号ケーブルと演算処理回路との接続部に外力が加わらないように保護することができる。その結果、軸受外部に引き出す信号ケーブルの固定を容易に行なうことができ、かつセンサの組付も容易で、信頼性が高く安価なセンサ付車輪用軸受とすることができる。

　［態様３，４］
　態様１または２において、前記回路固定用のステーは、前記車体取付用のフランジの側面に、このフランジ側面と平行でかつフランジの周方向に沿うように配置され、その複数箇所に前記信号ケーブルの固定手段として断面半円弧状のクランプ部が設けられていても良い。また、信号ケーブルの固定手段として、前記回路固定用のステーの一部に断面Ｃ字状のクランプ部が設けられていても良い。このように、クランプ部を断面Ｃ字状にして信号ケーブルを巻き込んで固定すると、より強固に信号ケーブルを固定することができる。

　［態様５］
　また、態様１ないし４のいずれか一つにおいて、前記回路固定用のステーの一部に、前記信号ケーブルを軸受外部に取り出すための切欠き部が設けられていても良い。

　［態様６，７］
　態様１ないし５のいずれか一つにおいて、前記回路固定用のステーは、耐食性を有する鋼板をプレス加工して成形したものであっても良いし（態様６）、プレス加工して成形した鋼板に金属メッキまたは塗装を施したものであっても良い（態様７）。このように構成した場合、回路固定用のステーの錆により演算処理回路の取付部が盛り上がったり、演算処理回路にもらい錆が発生するのを防止でき、錆に起因する演算処理の誤動作を解消できる。

　［態様８］
　態様１ないし７のいずれか一つにおいて、前記回路固定用のステーと前記演算処理回路と前記信号ケーブルの一部とが一体に樹脂モールドされていても良い。この場合も、回路固定用のステーの錆により演算処理回路や信号ケーブルの取付部が盛り上がったり、演算処理回路にもらい錆が発生するのを防止でき、錆に起因する演算処理の誤動作や、信号ケーブルの断線などを解消できる。

　［態様９，１０］
　態様１ないし５のいずれか一つにおいて、前記回路固定用のステーは樹脂成形したものであっても良い（態様９）。この場合に、前記演算処理回路は、前記回路固定用のステーにインサート成形されていても良い（態様１０）。この場合も、回路固定用のステーの錆により演算処理回路の取付部が盛り上がったり、演算処理回路にもらい錆が発生するのを防止でき、錆に起因する演算処理の誤動作を解消できる。回路固定用のステーに演算処理回路をインサート整形した場合、ステーへの演算処理回路の取付け作業を省略できる。

　［態様１１］
　態様１ないし１０のいずれか一つにおいて、前記演算処理回路は、前記センサユニットの出力信号を直接ＡＤ変換するＡＤ変換器を備えるものであっても良い。

　［態様１２］
　態様１ないし１０のいずれか一つにおいて、前記演算処理回路は、前記センサユニットのオフセットを正規の値に調整するオフセット調整回路と、前記センサユニットの出力信号を増幅する増幅回路とを備えるものであっても良い。

　［態様１３］
　態様１ないし１２のいずれか一つにおいて、前記演算処理回路は、前記センサユニットの出力信号から車輪に加わる荷重を推定する荷重推定手段を備えるものであっても良い。

　［態様１４］
　態様１ないし１３のいずれか一つにおいて、前記固定側部材の周面に固定側部材と同心に円環状の保護カバーを取付け、この保護カバーで前記センサユニットおよび前記演算処理回路を覆っても良い。この構成の場合、センサユニットおよび演算処理回路を保護カバーで被覆できて、外部環境の影響によるセンサユニットや演算処理回路の故障を防止して、車輪用軸受やタイヤ接地面に作用する荷重を長期にわたり正確に検出できる。例えば外部からの飛び石や泥水，塩水等から、センサユニットや演算処理回路を確実に保護することができる。

　［態様１５，１６］
　この態様１４において、前記保護カバーは、耐食性を有する鋼板をプレス加工して成形したものであっても良いし（態様１５）、プレス加工して成形した鋼板に金属メッキまたは塗装を施したものであっても良い（態様１６）。

　［態様１７，１８］
　この態様１ないし１６のいずれか一つにおいて、前記車体取付用のフランジの側面に、前記信号ケーブルを軸受外部に引き出す貫通孔を設けても良い（態様１７）。また、態様１４ないし１６のいずれか一つにおいて、前記保護カバーにおける前記車体取付用のフランジよりもアウトボード側の円筒部に、前記信号ケーブルを軸受外部に引き出す貫通孔を設けても良い（態様１８）。このようにフランジの側面や保護カバーの円頭部に、信号ケーブルを軸受外部に引き出す貫通孔を設けることで、外力により信号ケーブルが引っ張られた場合に、貫通孔でも外力を緩和することができる。信号ケーブルの周方向への変位を規制することもできるので、信号ケーブルの固定がより確実なものとなる。

　［態様１９］
　また、態様１７または１８において、前記フランジや保護カバーの貫通孔にシール材を塗布しても良い。保護カバーの貫通孔にシール材を塗布した場合、保護カバーの密封性をより高めることができる。

　［態様２０］
　態様１７または１８において、前記信号ケーブルにブッシュを設け、信号ケーブルを前記フランジや保護カバーの貫通孔に挿通する際に前記ブッシュを前記貫通孔に取付けるようにしても良い。

　［態様２１］
　態様１ないし２０のいずれか一つにおいて、前記センサユニットは、前記固定側部材に接触して固定される２つ以上の接触固定部を有する歪み発生部材、およびこの歪み発生部材に取付けられてこの歪み発生部材の歪みを検出する１つ以上のセンサからなるものとしても良い。車輪用軸受や、車輪のタイヤと路面間に荷重が作用すると、車輪用軸受の固定側部材（例えば外方部材）にも荷重が印加されて変化が生じる。上記構成のセンサユニットでは、その歪み発生部材が固定側部材に接触固定されているので、固定側部材の歪みが歪み発生部材に拡大して伝達され、その歪みがセンサで感度良く検出され荷重を精度良く推定することができる。

　［態様２２］
　態様１ないし２１のいずれか一つにおいて、前記センサユニットを、タイヤ接地面に対して上下位置および左右位置となる前記固定側部材の外径面の上面部、下面部、右面部、および左面部に円周方向９０度の位相差で４つ等配しても良い。このように４つのセンサユニットを配置することで、車輪用軸受に作用する垂直方向荷重Ｆz 、駆動力や制動力となる荷重Ｆx 、軸方向荷重Ｆy を推定することができる。

　［態様２３，２４］
　態様１ないし２２のいずれか一つにおいて、前記固定側部材のフランジの正面形状を、軸受軸心に直交する線分に対して線対称となる形状（態様２３）、または軸受軸心に対して点対称となる形状としても良い（態様２４）。この構成の場合、固定側部材の形状が単純化され、固定側部材の形状の複雑さに起因する温度分布や膨張・収縮量のばらつきを低減できる。これにより、固定側部材における温度分布や膨張・収縮量のばらつきによる影響を十分小さくして、荷重による歪み量をセンサユニットに検出させることができる。

　［態様２５］
　この態様にかかるセンサ付車輪用軸受の組立方法は、態様１４ないし２４のいずれか一つに記載のセンサ付車輪用軸受の組立方法であって、前記固定側部材の単体の状態、または固定側部材に前記転動体を組み付けた状態で、前記固定側部材の周面に前記センサユニットを取付け、さらに前記保護カバーを固定側部材の周面に取付けた後、軸受を組み立てる。この組立方法によると、固定側部材にセンサユニットや保護カバーを取付けたセンサ付車輪用軸受を、容易に組み立てることができる。

　前記態様の具体例である応用例１を図４４～図５６と共に説明する。図４４に示すように、この応用例１にかかるセンサ付車輪用軸受は、外方部材１および内方部材２のうちの固定側部材の外径面に１つ以上のセンサユニット２０を設け、前記車体取付用のフランジ１ａの側面に回路固定用のステー４７を設け、前記ステー４７に前記センサユニット２０の出力信号を演算処理する演算処理回路１８と、この演算処理回路１８で演算されたデータを外部に送信する信号ケーブル２９とを設け、この信号ケーブル２９を前記ステー４７の一部からなる固定手段で固定したものである。

図４５は、このセンサ付車輪用軸受における前記外方部材１をアウトボード側から見た正面図を示す。前記車体取付用フランジ１ａは、その正面形状が、軸受軸心Ｏに直交する線分（例えば図４５における縦線分ＬＶあるいは横線分ＬＨ）に対して線対称となる形状、または軸受軸心Ｏに対して点対称となる形状とされている。具体的には、この例ではその正面形状が円形とされている。

　図４７および図４８に拡大平面図および拡大縦断面図で示すように、前記センサユニット２０は、その歪み発生部材２１の３つの接触固定部２１ａが外方部材１の軸方向について同じ位置で、かつ各接触固定部２１ａが互いに円周方向に離れた位置に来るように配置され、これら接触固定部２１ａがそれぞれボルト２４により外方部材１の外径面に固定される。このとき、センサユニット２０の上面に配置されるフレキシブル基板８５も、センサユニット２０と共に外方部材１の外径面に固定される。フレキシブル基板８５は、外方部材１の外径面に沿って外方部材１と同心にリング状に配置される帯状の一枚基板である。つまり、４つのセンサユニット２０は１つのフレキシブル基板８５の裏面側に取付けられ、フレキシブル基板８５と共に外方部材１の外径面に固定される。フレキシブル基板８５は外方部材１の外径面に沿ってリング状に配置されるため、そのベース材質としてはポリイミドが望ましい。フレキシブル基板８５のベース材質をポリイミドとすると、フレキシブル基板８５に十分な屈曲性と耐熱性を持たせることができ、外方部材１の周方向に容易に沿わせることができる。

　前記各ボルト２４は、それぞれフレキシブル基板８５のボルト挿通孔８５ａから、歪み発生部材２１の接触固定部２１ａに設けられた径方向に貫通するボルト挿通孔２５に挿通し、外方部材１の外周部に設けられたねじ孔２７に螺合させる。ボルト２４の頭部と歪み発生部材２１との間にはワッシヤ２８を介在させる。外方部材１の外径面へセンサユニット２０を安定良く固定する上で、外方部材１の外径面おける前記各接触固定部２１ａが接触固定される箇所には平坦部１ｃが形成される。また、外方部材１の外径面における３つの接触固定部２１ａが固定される３箇所の各中間部には溝１ｂが設けられる。このように、外方部材１の外径面に接触固定部２１ａを固定することにより、薄板状である歪み発生部材２１における切欠き部２１ｂを有する各部位が外方部材１の外径面から離れた状態となり、切欠き部２１ｂの周辺の歪み変形が容易となる。

　図４９（Ａ），（Ｂ）は、前記フレキシブル基板８５でのセンサユニット２０の一配置例の平面展開図およびその縦断面図を示す。この配置例では、フレキシブル基板８５上に４つのセンサユニット２０が直接に取付けられている。センサユニット２０はフレキシブル基板８５の裏面（外方部材１の外径面と対向する面）側に取付けられ、センサユニット２０における歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号を取り出す配線回路８７がフレキシブル基板８５の裏面または表面または表裏両面に回路パターンとして印刷されている。センサユニット２０は半田付けなどにより前記配線回路８７に接続される。センサユニット２０は、その歪み発生部材２１の外方部材１との接触面とは反対側の表面が回路印刷面とされ、この回路印刷面がフレキシブル基板８５の配線回路８７の印刷面と向かい合わせとなるようにフレキシブル基板８５に取付けられる。この例では、フレキシブル基板８５のセンサユニット配置部におけるセンサユニット２０の両側部に相当する部分に、フレキシブル基板８５の長手方向に延びる帯状の開口３０ｂが形成されている。これにより、センサユニット２０の外方部材１との密着面は、回路印刷面や半田部がない平坦面となり、外方部材１にセンサユニット２０を密着させて取付けることができる。

　フレキシブル基板８５はその長手方向の中間部に分岐部８５ｄを有し、この分岐部８５ｄを介して各センサユニット２０の歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂが演算処理回路１８（図４４，図４５）に接続される。演算処理回路１８は、歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号を演算処理して、車輪用軸受や車輪と路面間（タイヤ接地面）に作用する力（垂直方向荷重Ｆz 、駆動力や制動力となる荷重Ｆx 、軸方向荷重Ｆy ）を推定する回路であって、回路基板およびこの回路基板上に実装された回路素子からなる。この演算処理回路１８の構成の一例を図５３および図５４にブロック図で示す。

　図５０（Ａ），（Ｂ）は、前記フレキシブル基板８５でのセンサユニット２０の他の配置例の平面展開図および縦断面図を示す。この配置例でも、センサユニット２０のすべてがフレキシブル基板８５上に取付けられている。この配置例では、フレキシブル基板８５のセンサユニット配置部に、センサユニット２０の略全体が露出する方形の開口８５ｃが形成されている。このように、フレキシブル基板８５におけるセンサユニット２０の配置部に、センサユニット２０の略全体が露出する方形の開口８５ｃを形成することにより、センサユニット２０における歪み発生部材２１の変形がフレキシブル基板８５で規制されるのを確実に防ぐことができ、荷重の検出精度をそれだけ向上させることができる。その他の構成は、図４９（Ａ），（Ｂ）に示した配置例の場合と同様である。

　図５１（Ａ），（Ｂ）は、前記フレキシブル基板８５でのセンサユニット２０のさらに他の配置例の平面展開図および縦断面図を示す。この配置例では、各センサユニット２０を、フレキシブル基板８５の配線回路８７との接続部を除いて、フレキシブル基板８５から切り離している。その他の構成は、図４９（Ａ），（Ｂ）に示した配置例の場合と同様である。

　演算処理回路１８の回路基板は、図４４のように回路固定用のステー４７を介して外方部材１の車体取付用のフランジ１ａのアウトボード側を向く側面に取付けられる。ここでは、回路固定用のステー４７は略円環状の板部材からなり、前記フランジ１ａのアウトボード側を向く側面に、この側面と平行でかつフランジ１ａの周方向に沿うように外方部材１と同心にスペーサ８８（図４４）を介して配置される。ステー４７の周方向の一部には切欠き部４７ａが形成され、これによりステー４７の形状は円弧状とされている。また、演算処理回路１８の回路基板も回路固定用のステー４７と略同じ円弧状とされ、ステー４７の前面にこれと重ねて配置され、ステー４７と共に複数のボルト３５（図４４）によりフランジ１ａの側面に固定される。なお、ボルト３５による固定でなく、接着により回路固定用のステー４７をフランジ１ａの側面に固定し、さらにステー４７の前面に接着により演算処理回路１８の回路基板を固定しても良い。演算処理回路１８には、この回路で処理されたデータを軸受外部へ取り出す信号ケーブル２９（図４５）が接続されている。信号ケーブル２９と演算処理回路１８との接続は、半田やコネクタなどの接続手段により、電気的かつ機械的に接続される。この信号ケーブル２９は、ステー４７の前記切欠き部４７ａから軸受外部に取り出される。

　また、回路固定用のステー４７には、信号ケーブル２９を固定する手段として、図４５および図４６（Ａ）～（Ｄ）に示すように、周方向に互いに離間して並ぶ３つのクランプ部４８ａ，４８ｂ，４８ｃが一体に設けられている。図４６（Ａ）はこれらクランプ部４８ａ～４８ｃの側面図を示し、図４６（Ｂ）～（Ｄ）は図４６（Ａ）におけるＢ部、Ｃ部、およびＤ部の断面図を示す。信号ケーブル２９の前記演算処理回路１８との接続部に最も近い第１のクランプ部４８ａは、ステー４７からの切り起こし片をフランジ１ａ側に折り曲げて、信号ケーブル２９の周面のフランジ１ａ側を向く半周分に押し当てた断面半円弧状とされている。このクランプ部４８ａに隣接する第２のクランプ部４８ｂは、ステー４７からの切り起こし片をフランジ１ａから離れるアウトボード側に折り曲げて、信号ケーブル２９の周面のフランジ１ａとは反対側を向く半周分に押し当てた断面半円弧状とされている。このクランプ部４８ｂに隣接して前記切欠き部４７ａの近傍に位置する第３のクランプ部４８ｃは、ステー４７からの切り起こし片をフランジ１ａ側に折り曲げて、信号ケーブル２９の周面のフランジ１ａ側を向く半周分に押し当てた断面半円弧状とされている。

　前記回路固定用のステー４７には、例えば耐食性を有する鋼板をプレス加工して成形したものが用いられる。このほか、プレス加工して成形した鋼板に金属メッキまたは塗装を施したものを用いても良い。また、回路固定用のステー４７と演算処理回路１８の回路基板と信号ケーブル２９の一部とが一体に樹脂モールドされていても良い。さらには、回路固定用のステー４７として、樹脂成形したものを用いても良い。これにより、回路固定用のステー４７の錆により演算処理回路１８の取付部や信号ケーブル２９の接続部が盛り上がったり、演算処理回路１８にもらい錆が発生するのを防止でき、錆に起因する演算処理の誤動作や信号ケーブル２９の断線を解消できる。回路固定用のステー４７を樹脂成形品とする場合には、演算処理回路１８をステー４７にインサート成形するものとしても良い。この場合には、回路固定用のステー４７への演算処理回路１８の取付け作業を省略できる。

　図５３に示す演算処理回路１８の構成例では、各センサユニット２０の歪みセンサ２２がＡＤ変換器４９を介して推定手段３２Ａに接続される。すなわち、歪みセンサ２２の出力信号は、ＡＤ変換器４９で直接にＡＤ変換されて、このＡＤ変換された歪みセンサ２２の出力信号が推定手段３２Ａに入力される。この場合のＡＤ変換器４９としては、少なくとも２０ビット以上の分解能を持つものが用いられる。また、ＡＤ変換器４９は多チャンネル入力の小型素子とし、複数のセンサユニット２０からのセンサ出力信号を１つにまとめてデジタルデータに変換する変換ユニット５９を構成している。ＡＤ変換器４９の方式は、デジタル・シグマ型変換器とすることが、高精度で比較的高速な特徴を持つ点で望ましい。

　推定手段３２Ａは、センサユニット２０の歪みセンサ２２のＡＤ変換された出力信号から、車輪用軸受や車輪と路面間（タイヤ接地面）に作用する力（垂直方向荷重Ｆz ，駆動力や制動力となる荷重Ｆx ．軸方向荷重Ｆy ）を推定する手段であり、例えばマイクロコンピュータで構成される。このマイクロコンピュータからなる推定手段３２Ａは、１つの基板上に各種の電子部品を実装したものであっても、１チップのものであっても良い。推定手段３２Ａは、オフセット調整回路５１、温度補正回路５２、ローパスフィルタ等のフィルタ処理回路５３、荷重推定演算回路５４、コントロール回路５５などを有する。オフセット調整回路５１は、歪みセンサ２２の初期オフセットや、車輪用軸受への固定によるオフセットなどを、正規の値に調整するものであり、コントロール回路５５による調整、もしくは外部からの指令によるオフセット調整が可能なように構成されている。オフセットの原因は歪みセンサ２２のばらつきやセンサ固定時の歪みなどであることから、車輪用軸受にセンサユニット２０を取付けて、組立が完了した段階でオフセットを調整するのが望ましい。

　このように、センサ付車輪用軸受の組立完了後に、歪みセンサ２２の出力信号が規定値となるようにオフセット調整回路５１でオフセットを調整すると、センサ付車輪用軸受が完成品となった時点でのセンサ出力をゼロ点とすることができるため、センサ出力信号の品質を確保することができる。

　また、歪みセンサ２２の出力信号には、歪みセンサ自体の温度特性や、固定側部材である外方部材１の温度歪みなどによるドリフト量が存在する。温度補正回路５２は、オフセット調整された歪みセンサ２２の出力信号の温度に起因するドリフトを補正する回路である。温度によるドリフトを補正するために、図４７のように少なくとも１つのセンサユニット２０の歪み発生部材２１には温度センサ３８が設けられ、この温度センサ３８の出力信号がＡＤ変換器４９でデジタル化されてから前記温度補正回路５２に入力される。

　荷重推定演算回路５４では、前記オフセット調整回路５１、温度補正回路５２、フィルタ処理回路５３によりオフセット調整処理、温度補正処理、フィルタ処理などが施された歪みセンサ２２のデジタル化された出力信号に基づき、荷重推定演算が行われる。この荷重推定演算回路５４は、前記垂直方向荷重Ｆz ，駆動力や制動力となる荷重Ｆx ，軸方向荷重Ｆy と、歪みセンサ２２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、歪みセンサ２２の出力信号から前記関係設定手段を用いて作用力（垂直方向荷重Ｆz，駆動力や制動力となる荷重Ｆx，軸方向荷重Ｆy）を推定する。前記関係設定手段の設定内容は、予め試験やシミュレーションで求めておいて設定する。推定手段３２Ａの荷重推定演算回路５４で得られた荷重データは、前記信号ケーブル２９から出力されて、車体側に設置される上位の電気制御ユニット（ＥＣＵ）まで、車内通信バス（例えばＣＡＮバス）などを通じて送信される。

　図５４に示す演算処理回路１８の構成例では、各歪みセンサ２２の出力信号を増幅する増幅回路５６と、上記したオフセット調整回路５１とが、前処理回路として推定手段３２Ａの前段部に設けられる。複数のセンサユニット２０からのセンサ出力信号を１つにまとめてデジタルデータに変換する変換ユニット５９や、その後段の推定手段３２Ａの構成は図５３の構成例の場合と同様である。

　推定手段３２Ａの荷重推定演算回路５４は、図５５に示す平均演算部６８と、振幅演算部６９とを備える。平均演算部６８は加算器からなり、センサユニット２０の２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号の和を演算して、その和を平均値Ａとして取り出す。振幅演算部６９は減算器からなり、２つの歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号の差分を演算して、その差分値を振幅値Ｂとして取り出す。

　荷重推定演算回路５４では、前記平均演算部６８と振幅演算部６９で演算される平均値Ａおよび振幅値Ｂから、車輪用軸受や車輪と路面間（タイヤ接地面）に作用する力Ｆ（例えば垂直方向荷重Ｆz ）を演算・推定する。その演算・推定のために、荷重推定演算回路５４は図５６に示す２つの荷重推定手段７１，７２を有する。第１の荷重推定手段７１は前記平均値Ａを用いて車輪用軸受に作用する荷重Ｆを演算・推定する。第２の荷重推定手段７２は、前記平均値Ａと振幅値Ｂとを用いて車輪用軸受に作用する荷重Ｆを演算・推定する。

　車輪用軸受に作用する荷重Ｆと歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号Ｓとの関係は、線形な範囲内でオフセット分を除外すれば、
　Ｆ＝Ｍ１×Ｓ　　　……（１）
という関係で表すことができ、この関係式（１）から荷重Ｆを推定することができる。ここで、Ｍ１は所定の補正係数である。
　前記第１の荷重推定手段７１では、歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号からオフセット分を除いた変数として前記平均値Ａを用い、この変数に所定の補正係数Ｍ１を乗算した一次式、つまり
　Ｆ＝Ｍ１×Ａ　　　……（２）
から荷重Ｆを演算・推定する。このようにオフセット分を除外した変数を用いることにより、荷重推定精度を向上させることができる。

　前記第２の荷重推定手段７２では、前記平均値Ａおよび振幅値Ｂを変数として用い、これらの変数に所定の補正係数Ｍ２，Ｍ３を乗算した一次式、つまり
　Ｆ＝Ｍ２×Ａ＋Ｍ３×Ｂ　　　……（３）
から荷重Ｆを演算・推定する。このように２種類の変数を用いることで、荷重推定精度をさらに向上させることができる。

　上記各演算式における各補正係数の値は、予め試験やシミュレーションで求めておいて設定する。前記第１の荷重推定手段７１および第２の荷重推定手段７２による演算は並行して行われる。なお、式（３）において、変数である平均値Ａを省略しても良い。つまり、第２の荷重推定手段７２では、振幅値Ｂのみを変数として用いて荷重Ｆを演算・推定することもできる。

　センサユニット２０は、図４４のように外方部材１のアウトボード側列の転走面３の周辺となる軸方向位置に設けられるので、歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号ａ，ｂは、図５２のようにセンサユニット２０の設置部の近傍を通過する転動体５の影響を受ける。この図５２は第１実施形態で説明した図７に対応するもので、その構造および作用も同様であるので、詳しい説明は省略する。

　図５６のように、荷重推定演算回路５４の両荷重推定手段７１，７２は次段の選択出力手段７３に接続される。この選択出力手段７３は、車輪回転速度に応じて、前記第１および第２の荷重推定手段７１，７２のうちいずれかの推定荷重値を切り替え選択して出力するものである。具体的には、車輪回転速度が所定の下限速度よりも低い場合に、選択出力手段７３は、第１の荷重推定手段７１の推定荷重値を選択して出力するものとしている。車輪の低速回転時には、センサ出力信号の振幅を検出するための処理時間が長くなり、さらに静止時には振幅の検出そのものが不可能になる。そこで、このように、車輪回転速度が所定の下限値よりも低い場合、平均値Ａだけを用いた第１の荷重推定手段７１からの推定荷重値を選択して出力することにより、検出した荷重信号を遅延なく出力することができる。

　この応用例１では、タイヤ接地面に対して上下位置および左右位置となる、前記固定側部材である外方部材１の外径面の上面部、下面部、右面部、および左面部に、円周方向９０度の位相差で４つのセンサユニット２０を等配しているので、車輪用軸受に作用する垂直方向荷重Ｆz 、駆動力や制動力となる荷重Ｆx 、軸方向荷重Ｆy を推定することができる。

　また、固定側部材である外方部材１の車体取付用のフランジ１ａの側面に回路固定用のステー４７を設け、このステー４７にセンサユニット２０の歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号を演算処理する演算処理回路１８と、この演算処理回路１８で演算されたデータを軸受外部に送信する信号ケーブル２９とを設けているので、外方部材１の円筒部の周面形状に変化を持たせることなく、コンパクトな構成でＡＤ変換器４９などを含む演算処理回路１８を取付けることができると共に、組立性も良く、車輪の軸受部にかかる荷重を正確に検出することができる。

　特に、演算処理回路１８と共に回路固定用のステー４７に設けられた信号ケーブル２９を、ステー４７の一部からなる固定手段であるクランプ部４８ａ～４８ｃで固定するようにしているので、信号ケーブル２９に外力が加わった場合に、固定手段であるクランプ部４１～４３と信号ケーブル２９のシース部とで外力を吸収することができ、信号ケーブル２９と演算処理回路１８との接続部に外力が加わらないように保護することができる。その結果、軸受外部に引き出す信号ケーブル２９の固定を容易に行なうことができ、かつセンサの組付も容易で、信頼性が高く安価なセンサ付車輪用軸受とすることができる。

　図５７ないし図５９（Ａ）～（Ｄ）は、応用例２を示す。このセンサ付車輪用軸受は、図４４～図５６の応用例１において、図５７のように、外方部材１の車体取付用のフランジ１ａの側面に貫通孔４４を設け、フランジ１ａのアウトボード側から前記貫通孔４４に信号ケーブル２９を挿通させることで、信号ケーブル２９を軸受外部に引き出すようにしている。前記貫通孔４４には、さらにシール材を塗布しても良い。このようにフランジ１ａの側面に、信号ケーブル２９を軸受外部に引き出す貫通孔４４を設けることで、外力により信号ケーブル２９が引っ張られた場合に、前記貫通孔４４でも外力を緩和することができる。信号ケーブル２９の周方向への変位を規制することもできるので、信号ケーブル２９の固定がより確実なものとなる。この場合に、信号ケーブル２９にゴムブッシュを設け、信号ケーブル２９を前記貫通孔４４に挿通する際に、ゴムブッシュを貫通孔４４に嵌合させても良い。

　また、この応用例２では、回路固定用のステー４７に設けられた信号ケーブル２９の固定手段となる３つのクランプ部４８ａ～４８ｃのうち、ステー４７の切欠き部４７ａの近傍に位置する第３のクランプ部４８ｃを、図５９（Ｄ）に示すように断面Ｃ字状としている。このように、クランプ部４８ｃを断面Ｃ字状にして信号ケーブル２９を巻き込んで固定すると、より強固に信号ケーブル２９を固定することができる。

　さらに、この応用例２では、回路固定用のステー４７を、図５７に示すように断面コ字状として、外方部材１のフランジ１ａに向けて延びる脚部４５の先端のフランジ１ａの側面と平行な接触片部４５ａを、ボルト４６でフランジ１ａに固定することにより、回路固定用のステー４７がフランジ１ａの側面に取付けられている。このような取付構造とすることにより、ステー４７とフランジ１ａとの間にスペーサが不要となり、部品点数を削減できる。その他の構成は、図４４～図５６に示した応用例１の場合と同様である。

　図６０は、応用例３を示す。このセンサ付車輪用軸受は、図４４～図５６の応用例１において、固定側部材である外方部材１の外周面に、外方部材１と同心に円環状の保護カバー４０を取付け、この保護カバー４０で前記各センサユニット２０および演算処理回路１８を覆ったものである。その他の構成は図４４～図５６に示した応用例１の場合と同様である。

　前記保護カバー４０のインボード側端は車体取付用のフランジ１ａの外径面に嵌合させられ、小径部とされたアウトボード側端は外方部材１のアウトボード側端の外径面に嵌合させられる。

　演算処理回路１８に接続される信号ケーブル２９は、保護カバー４０の１箇所から軸受外部に引き出される。具体的には、保護カバー４０における車体取付用のフランジ１ａよりもアウトボード側の円筒部に貫通孔６１が設けられ、この貫通孔６１に保護カバー４０の内側から信号ケーブル２９を挿通することで、信号ケーブル２９が軸受外部に引き出される。これにより、外力で信号ケーブル２９が引っ張られた場合に、前記貫通孔６１でも外力を緩和することができる。信号ケーブル２９の周方向への変位を規制することもできるので、信号ケーブル２９の固定がより確実なものとなる。ここでは、信号ケーブル２９にゴムブッシュ６０が設けられ、信号ケーブル２９を前記貫通孔６１に挿通する際に、ゴムブッシュ６０が貫通孔６１に嵌合される。これにより、保護カバー４０の密封性が高まり、保護カバー４０で覆われるセンサユニット２０や演算処理回路１８を、外部からの飛び石や泥水、塩水等から確実に保護することができる。

　このほか、信号ケーブル２９を引き出す前記貫通孔６１にシール材を塗布して、信号ケーブル２９の引き出し箇所をシールしても良い。この場合も保護カバー４０の密封性が高まり、保護カバー４０で覆われるセンサユニット２０や演算処理回路１８を、外部からの飛び石や泥水、塩水等から確実に保護することができる。

　この応用例３のセンサ付車輪用軸受の組立は、以下の手順で行われる。先ず、外方部材１の単体の状態、または外方部材１に転動体５を組み付けた状態で、外方部材１にセンサユニット２０、フレキシブル基板８５、演算処理回路１８を取付ける。つぎに、保護カバー４０を、外方部材１のアウトボード側から挿入し、そのインボード側端を外方部材１のフランジ１ａの外径面に嵌合させ、アウトボード側端を外方部材１のアウトボード側円筒部外径面に嵌合させることで、センサユニット２０、フレキシブル基板８５、および演算処理回路１８を保護カバー４０で覆う。この後で軸受の全体を組み立てる。この手順で組み立てることにより、外方部材１に取付けたセンサユニット２０、フレキシブル基板８５、演算処理回路１８を保護カバー４０で覆ってなるセンサ付車輪用軸受を、容易に組み立てることができる。

　つぎに、この発明の実施形態に含まれない態様２６～３８、および応用例４～７について図５９～８２と共に説明する。

　本発明者等は、前記特許文献３，４の課題を解決するものとして、以下の構成としたセンサ付車輪用軸受を開発した（特許文献９：特開２００９－１９２３９２号公報，特許文献１０：特開２０１０－０９６５６５号公報）。特許文献９に開示のセンサ付車輪用軸受における車輪用軸受は、複列の転走面が内周に形成された外方部材と、前記転走面と対向する転走面が外周に形成された内方部材と、両部材の対向する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。上記外方部材および内方部材のうちの固定側部材には、この固定側部材に接触して固定される２つ以上の接触固定部を有する歪み発生部材、およびこの歪み発生部材に取付けられてこの歪み発生部材の歪みを検出する２つ以上のセンサからなる１つ以上のセンサユニットを設ける。さらに、前記２つ以上の接触固定部を、前記固定側部材の外径面の同一軸方向でかつ円周方向に互いに離間した位置となるように配置し、前記２つ以上のセンサの出力信号の和により、車輪用軸受に作用する荷重を推定する推定手段を設ける。

　このセンサ付車輪用軸受では、２つ以上のセンサの出力信号の和により、転動体の位置の影響が相殺されるので、転動体の影響を受けることなく、しかも停止時においても、車輪用軸受や、車輪とタイヤと路面間に作用する荷重を精度良く検出できる。

　特許文献１０に開示のセンサ付車輪用軸受では、特許文献９における車輪用軸受の固定側部材の外径面に、３つ以上のセンサユニットを設ける。センサユニットは、前記固定側部材の外径面に接触して固定される２つ以上の接触固定部を有する歪み発生部材と、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１つ以上のセンサを有する。さらに、前記３つ以上のセンサユニットのセンサの出力信号から車輪用軸受の径方向に作用する径方向荷重および車輪用軸受の軸方向に作用する軸方向荷重を推定する荷重推定手段を設ける。

　このセンサ付車輪用軸受では、どのような荷重条件においても、径方向荷重（駆動力・制動力となる荷重Ｆx や垂直方向荷重Ｆz）と軸方向荷重Ｆy を感度良く正確に検出することができる。

　しかし、特許文献９，１０に開示のセンサ付車輪用軸受においても、荷重推定のために予めセンサ出力とタイヤ接地面荷重との関係を求める必要があるため、キャリブレーション用装置や実車に組み込んだ状態で、例えば荷重推定演算の関係式における各センサ出力に対応する補正係数をキャリブレーション（calibration）作業を行って導出しなければならない。さらに、車両前後方向をＸ軸、車両設置面に対して垂直方向をＺ軸とした場合、左輪側および右輪側の軸受の取付け面は、上記Ｘ－Ｚ平面に対して対称となる。したがって、左右輪それぞれに対して、車両から見た印加荷重座標に対応した補正係数が必要になる。しかし、左右輪ともにキャリブレ－ション作業をすると工数が増加してしまう。

　前記課題を解決して荷重推定に用いる補正係数を車両組付け時に設定するキャリブレ－ション作業が容易で、車輪の軸受部にかかる荷重を正確に検出できるセンサ付車輪用軸受を提供するために、つぎの態様２６～３８がある。

［態様２６］
　この態様２６にかかるセンサ付車輪用軸受は、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受であって、複列の転走面が内周に形成された外方部材と、前記転走面と対向する転走面が外周に形成された内方部材と、両部材の対向する転走面間に介在した複列の転動体と、上記外方部材および内方部材のうちの固定側部材に、この固定側部材に接触して固定される２つ以上の接触固定部を有する歪み発生部材と前記歪み発生部材に取付けられてこの歪み発生部材の歪みを検出する１つ以上のセンサからなる、３つ以上の荷重検出用センサユニットと、これら複数のセンサユニットのセンサの出力信号から車輪に加わる荷重を推定する荷重推定手段とを備え、前記荷重推定手段には、予め導出された各車輪位置での補正係数が登録されており、荷重推定手段は、前記センサユニットの出力と前記補正係数とで荷重を推定するものである。上記の「予め導出された」とあるうちの「予め」とは、このセンサ付車輪用軸受が車両に取付けられて車両走行に使用されるよりも前の意味である。また「導出された」とは、試験によるキャリブレーションにより導き出すことの他に、シミュレーションや設計，計算等によって導き出しても良く、導出の方法は問わない。

　車輪用軸受や、車輪のタイヤと路面間に荷重が作用すると、車輪用軸受の固定側部材（例えば外方部材）にも荷重が印加されて変形が生じ、その変形からセンサユニットが荷重を検出する。センサユニットの２つ以上のセンサの出力信号は、そのままでは転動体の通過の影響を受けるが、推定手段はこれらセンサの出力信号の和から、車輪用軸受や車輪と路面間（タイヤ接地面）に作用する力（垂直方向荷重Ｆz ，駆動力や制動力となる荷重Ｆx ，軸方向荷重Ｆy ）を推定するものとしているので、２つ以上のセンサの各出力信号に現れる転動体の位置の影響を相殺することができる。これにより、転動体の影響を受けることなく、しかも停止時においても、車輪用軸受や、車輪のタイヤと路面間に作用する荷重（垂直方向荷重Ｆz ，駆動力や制動力となる荷重Ｆx ，軸方向荷重Ｆy ）を精度良く検出できる。

　特に、センサユニットの出力と補正係数とで荷重を推定する荷重推定手段には、このセンサ付車輪用軸受をキャリブレーション用装置に取付けて行うキャリブレーション作業等で予め導出された各車輪位置での補正係数が登録されているので、車両組付け時に行うキャリブレーション作業では、取付ける車輪位置の情報を荷重推定手段に入力するか、あるいは車輪位置に対応する補正係数を選択する指令を荷重推定手段に与えるだけで、必要な補正係数を設定できる。このため、荷重推定に用いる補正係数を車両組付け時に設定するキャリブレーション作業が容易で、車輪の軸受部にかかる荷重を正確に検出できる。

［態様２７］
　態様２６において、前記荷重推定手段をＥＣＵ（すなわち電気制御ユニット）に搭載し、前記センサユニットを設けた車輪用軸受を車両へ取付けた後に、その車輪用軸受の取付け位置情報を前記ＥＣＵに設定するものとしても良い。

［態様２８］
　また、態様２６または２７において、前記荷重推定手段は前記補正係数が複数登録されていて、前記センサユニットを設けた車輪用軸受を車両へ取付けた後に、前記荷重推定手段での荷重推定に使用する前記登録済み補正係数の選択指令を車両側ＥＣＵから行うものとしても良い。

［態様２９］
　態様２９にかかるセンサ付車輪用軸受は、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受であって、複列の転走面が内周に形成された外方部材と、前記転走面と対向する転走面が外周に形成された内方部材と、両部材の対向する転走面間に介在した複列の転動体と、前記外方部材および内方部材のうちの固定側部材に、この固定側部材に接触して固定される２つ以上の接触固定部を有する歪み発生部材と前記歪み発生部材に取付けられてこの歪み発生部材の歪みを検出する１つ以上のセンサからなる、３つ以上の荷重検出用センサユニットと、これら複数のセンサユニットのセンサの出力信号から車輪に加わる荷重を推定する荷重推定手段とを備え、前記荷重推定手段には、車両の前後方向の軸と上下方向の軸とでなる平面座標ｘ－ｚでの、前記車輪用軸受における前記各センサユニットの取付け位相ごとに定められる補正係数が予め導出されて登録されており、荷重推定手段は、前記センサユニットを設けた車輪用軸受を車両へ組付けた状態での前記取付け位相に対応するセンサユニットの出力と前記補正係数とを乗算して荷重を推定するものとしたものである。

　この構成によると、このセンサ付車輪用軸受をキャリブレーション用装置に取付けて行うキャリブレーション作業等において、センサユニットの取付け位相ごとに定められる補正係数が予め導出されて荷重推定手段に登録されているので、車両組付け時に行うキャリブレーション作業では、センサユニットの取付け位相情報を荷重推定手段に入力するだけで、必要な補正係数を設定できる。このため、荷重推定に用いる補正係数を車両組付け時に設定するキャリブレーション作業が容易で、車輪の軸受部にかかる荷重を正確に検出できる。

［態様３０］
　態様２９において、前記各センサユニットのセンサの出力信号の初期ドリフトは、前記車輪用軸受へセンサユニットを取付け時に補正されていることが望ましい。

［態様３１］
　また、態様２９または３０において、前記各センサユニットのセンサの出力感度の個体差は予め感度補正されているのが望ましい。

［態様３２］
　また、態様２９ないし３１のいずれか一つにおいて、前記各センサユニットまたは前記固定側部材に温度センサを設け、この温度センサの出力信号に基づき、前記センサユニットのセンサの出力信号が補正されるものとしても良い。この構成の場合、センサユニットのセンサ出力信号の温度ドリフトを補正することができ、より一層精度良く、荷重の推定が行える。

［態様３３］
　また、態様２９ないし３２のいずれか一つにおいて、前記車輪用軸受における前記各センサユニットの取付け位相の情報は、前記センサユニットを設けた車輪用軸受を車両へ取付けた後に、前記荷重推定手段に入力されるものとしても良い。

［態様３４］
　また、態様２６ないし３３のいずれか一つにおいて、前記センサユニットを、タイヤ接地面に対して上下位置および左右位置となる前記固定側部材の外径面の上面部、下面部、右面部、および左面部に円周方向９０度の位相差で４つ等配しても良い。このように４つのセンサユニットを配置することで、車輪用軸受に作用する３方向の荷重（垂直方向荷重Ｆ、駆動力や制動力となる荷重Ｆx 、軸方向荷重Ｆy ）を推定することができる。

［態様３５］
　また、態様２６ないし３４のいずれか一つにおいて、前記センサユニットは３つの接触固定部と２つのセンサを有し、隣り合う第１および第２の接触固定部の間、および隣り合う第２および第３の接触固定部の間に前記各センサをそれぞれ取付けても良い。

［態様３６］
　この場合に、隣り合う接触固定部または隣り合うセンサの前記固定側部材の外径面の円周方向についての間隔を、転動体の配列ピッチの１／２＋ｎ（ｎ：整数）またはこれらの値に近似した値としても良い。

　この場合に、前記隣り合うセンサの出力信号の和もしくは和の時間平均をセンサユニットの出力としても良い。また、前記隣り合うセンサの出力信号の差分を振幅値として、センサユニットの出力としても良い。これらの場合に、前記隣り合うセンサの出力信号の和と差の両方をセンサユニットの出力としても良い。

　これらの場合に、前記荷重推定手段は、前記センサユニットの出力を変数とし、前記変数と各方向の荷重ごとに定められた補正係数とを乗算した一次式から各方向の荷重を推定するものとしても良い

　態様２６または２９において、前記センサユニットの出力を演算処理する演算処理回路を設け、この演算処理回路は、前記センサユニットのセンサからの出力信号を直接ＡＤ変換するＡＤ変換器を備えるものとしても良い。

　態様２６または２９において、前記センサユニットの出力を演算処理する演算処理回路を設け、この演算処理回路は、前記センサユニットのオフセットを正規の値に調整するオフセット調整回路と、前記センサユニットの出力を増幅する増幅回路とを備えるものとしても良い。

　この場合に、前記演算処理回路は前記荷重推定手段を備えるものとしても良い。

［態様３７］
　態様２６または２９において、前記固定側部材は外周にナックルに取付ける車体取付用のフランジを有し、このフランジの正面形状を、軸受軸心に直交する線分に対して線対称となる形状、または軸受軸心に対して点対称となる形状としても良い。車体取付用のフランジの正面形状をこのような形状とした場合、固定側部材の形状が単純化され、固定側部材の形状の複雑さに起因する温度分布や膨張・収縮量のばらつきを低減できる。これにより、固定側部材における温度分布や膨張・収縮量のばらつきによる影響を十分小さくして、荷重による歪み量をセンサユニットのセンサに検出させることができる。

［態様３８］
　態様２６または２９において、前記固定側部材は外周にナックルに取付ける車体取付用のフランジを有し、このフランジの円周方向複数箇所にボルト孔が設けられ、前記各センサユニットをそれぞれ隣合う前記ボルト挿通孔の間となる周方向位置に配置しても良い。この構成の場合、センサユニットの出力はボルト孔の影響を受けないので、荷重を正確に推定できる。

　態様２６または２９において、前記各センサユニットを覆うリング状の保護カバーを前記固定側部材に設けても良い。この構成の場合、センサユニットを保護カバーで被覆できて、外部環境によるセンサユニットの故障を防止して、車輪用軸受やタイヤ接地面に作用する荷重を長期にわたり正確に検出できる。例えば外部からの飛び石や泥水，塩水等から、センサユニットを確実に保護することができる。

　前記態様の具体例である応用例４～７を図６１～８４と共に説明する。まず、応用例４を図６１ないし図６８と共に説明する。図６１に示すように、この応用例４にかかるセンサ付車輪用軸受は、外方部材１および内方部材２のうちの固定側部材に、この固定側部材に接触して固定される２つ以上の接触固定部を有する歪み発生部材２１と、この歪み発生部材２１に取付けられてこの歪み発生部材２１の歪みを検出する１つ以上のセンサ２２からなる３つ以上のセンサユニット２０と、これら複数のセンサユニット２０のセンサの出力信号から車輪に加わる荷重を推定する推定手段３２Ｂとを備え、前記推定手段３２Ｂには、予め導出された各車輪位置での補正係数が登録されており、推定手段３２Ｂは、前記センサユニット２０の出力と前記補正係数とで荷重を推定するようにしたものである。

　図６２は、この車輪用軸受の外方部材１をアウトボード側から見た正面図を示す。なお、図６１は、図６２における６１－６１線断面図を示す。前記車体取付用フランジ１ａは、図６２のように、各ボルト孔１４が設けられた円周方向部分が他の部分よりも外径側へ突出した突片１ａａとされている。

　図示しないが、図６１に示す外方部材１には、前記各センサユニット２０を覆うリング状の保護カバーを設けても良い。この場合、外部環境によるセンサユニット２０の故障を防止できる。例えば外部からの飛び石や泥水，塩水等から、センサユニット２０を確実に保護することができる。

　図６１に示すように、各センサユニット２０の２つの歪みセンサ２２は、そのセンサ出力信号を演算処理する演算処理回路１８に接続され、その演算処理回路１８は下位のＥＣＵ（電気制御ユニット）５０に設けられた推定手段３２Ｂに接続される。図６１の例では演算処理回路１８の外に推定手段３２Ｂを設けているが、図６７や図６８のように演算処理回路１８内に推定手段３２Ｂを設けても良い。

　図６７に示す演算処理回路１８の構成例では、各センサユニット２０の歪みセンサ２２がＡＤ変換器４９を介して推定手段３２Ｂに接続される。すなわち、歪みセンサ２２の出力信号は、ＡＤ変換器４９で直接にＡＤ変換されて、このＡＤ変換された歪みセンサ２２の出力信号が推定手段３２Ｂに入力される。

　推定手段３２Ｂは、センサユニット２０の歪みセンサ２２のＡＤ変換された出力信号から、車輪用軸受や車輪と路面間（タイヤ接地面）に作用する力（垂直方向荷重Ｆz ，駆動力や制動力となる荷重Ｆx，軸方向荷重Ｆy）を推定する手段であり、例えばマイクロコンピュータで構成される。図６７では、推定手段３２Ｂは、オフセット調整回路５１、温度補正回路５２、ロ－パスフィルタ等のフィルタ処理回路５３、荷重推定演算回路５４、コントロール回路５５、メモリ６２などを有する。図６１では図示しないが、同図のように演算処理回路１８から荷重推定手段３２を分離して設けている場合には、演算処理回路１８に、オフセット調整回路５１、温度補正回路５２、フィルタ処理回路５３が設けられる。オフセット調整回路５１は、歪みセンサ２２の初期オフセットや、車輪用軸受への固定によるオフセットなどを、正規の値に調整するものであり、コントロール回路５５による調整、もしくは外部からの指令によるオフセット調整が可能なように構成されている。オフセットの原因は歪みセンサ２２のばらつきやセンサ固定時の歪みなどであることから、車輪用軸受にセンサユニット２０を取付けて、組立が完了した段階でオフセットを調整するのが望ましい。

　また、歪みセンサ２２の出力信号には、歪みセンサ自体の温度特性や、固定側部材である外方部材１の温度歪みなどによるドリフト量が存在する。温度補正回路５２は、オフセット調整された歪みセンサ２２の出力信号の温度に起因するドリフトを補正する回路である。温度によるドリフトを補正するために、図６３のように少なくとも１つのセンサユニット２０の歪み発生部材２１には温度センサ３８が設けられ、この温度センサ３８の出力信号がＡＤ変換器４９でデジタル化されてから前記温度補正回路５２に入力される。

　推定手段３２Ｂの荷重推定演算回路５４では、オフセット調整処理、温度補正処理、フィルタ処理などが施された歪みセンサ２２のデジタル化された出力信号に基づき、荷重推定演算が行われる。ここでは、センサユニット２０の２つの歪みセンサ２２の出力信号の和をセンサユニット２０の出力として、この出力と推定手段３２Ｂのメモリ６２に登録される別の補正係数とを用いた演算式により、車輪用軸受や車輪と路面間（タイヤ接地面）に作用する力（垂直方向荷重Ｆz ，駆動力や制動力となる荷重Ｆx，軸方向荷重Ｆy）を推定する。この場合の演算式は、例えば各センサユニット２０の出力Ｓを変数とし、その変数Ｓと各方向の荷重ごとに予め導出して登録された補正係数Ｍとを乗算してなる一次式である。

　この場合の補正係数Ｍは各車輪位置ごとに予めキャリブレ－ション作業によって導出されて、推定手段３２Ｂのメモリ６２に登録されている。また、図６１の例で、推定手段３２Ｂが設けられる下位のＥＣＵ５０の定められた記憶領域（図示せず）には、この応用例のセンサ付車輪用軸受を実際に車両へ取付けた後に、例えば外部からその車輪用軸受の取付け位置情報が設定される。この場合の取付け位置情報とは、図６４（Ａ），（Ｂ）に概略図として平面図および側面図で示す車両における４輪のうち、いずれの車輪位置にセンサ付車輪用軸受を取付けたかを区別する情報である。

　メモリ６２への補正係数Ｍの登録や、ＥＣＵ５０への取付け位置情報の設定は、例えば、ＥＣＵ５０に設けられた入力インタフェースにパーソナルコンピュータ等を接続し、パーソナルコンピュータ等によって行うようにしても良く、またＥＣＵ５０に適宜の入力処理手段（図示せず）を設けておいて、前記入力インタフェースにキーボード等の入力手段を接続して入力手段から直接に設定するようにしても良い。また、ＥＣＵ５０の筐体にスイッチを設けても良い、また、車両取付け状態のセンサ出力から取付け位置を判別しても良い。以下の各箇所における係数や値の登録、設定も、上記と同様である。

　推定手段３２Ｂは、設定された取付け位置情報から、これに対応する補正係数Ｍを選択して荷重推定演算に使用する。このように、取付け位置情報を外部からＥＣＵ５０に設定するほか、車両側の上位のＥＣＵ６０から車輪位置に対応する補正係数Ｍを選択する指令を推定手段３２Ｂに与えるようにしても良い。前記上位のＥＣＵ６０は、車両全般を制御する車両のメインＥＣＵである。

　以下に、前記荷重推定演算回路５４での荷重推定演算の処理を説明する。図６５（Ａ），（Ｂ）には、この応用例４のセンサ付車輪用軸受をフロント左車輪側に取付けた場合の正面図および断面図を示し、図６６（Ａ），（Ｂ）には、この応用例のセンサ付車輪用軸受をフロント右車輪側に取付けた場合の断面図および正面図を示す。なお、これらの図では、内方部材２は図示を省略してあり、外方部材１の車体取付用フランジ１ａが円形の例を示している。これらの図と、図６４（Ａ），（Ｂ）から明らかなように、前後の車輪用軸受および左右の車輪用軸受は、車両の前後方向の軸Ｘと上下方向の軸Ｚとでなる平面座標Ｘ－Ｚに対して対称となる。したがって、例えばフロント側において、車輪用軸受と荷重との関係は、左車輪側に取付けたセンサ付車輪用軸受の場合と、右車輪側に取付けたセンサ付車輪用軸受の場合とで異なる。

　いま、左車輪用の補正係数をＭL 、右車輪用の補正係数をＭR とすると、左車輪側に取付けられたセンサ付車輪用軸受において、推定荷重値Ｆは、
　Ｆ＝ＭL ×Ｓ
のように出力される。
　また、右車輪側に取付けられたセンサ付車輪用軸受において、推定荷重値Ｆは、
　Ｆ＝ＭR ×Ｓ
のように出力される。ここで、Ｆは３軸方向の力（Ｆx ，Ｆy ，Ｆz ）、Ｓは各センサユニット２０の出力（Ｓ１～Ｓ４）であり、補正係数ＭL ，ＭR は各センサユニット２０ごとに別々に導出されて登録されている。

　なお、荷重推定演算回路５４での荷重推定演算では、上記したようにセンサユニット２０の２つの歪みセンサ２２の出力信号の和を用いるほか、この和の時間平均をセンサユニット２０の出力Ｓとして用いても良い。あるいは、センサユニット２０の２つの歪みセンサ２２の出力信号の差分を振幅値とし、これをセンサユニット２０の出力Ｓとして用いても良い。さらには、前記した２つの歪みセンサ２２の和と差の両方を、センサユニット２０の出力Ｓとして用いても良い。

　荷重推定演算に用いる各センサユニット２０における歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号Ａ，Ｂは、上記したようにそのままでは転動体５の位置の影響を受けるが、荷重推定手段３２ではその２つの出力信号の和から、車輪用軸受や、車輪のタイヤと路面間に作用する３軸方向の荷重（垂直方向荷重Ｆz，駆動力や制動力となる荷重Ｆx，軸方向荷重Ｆy）を推定するので、軸受の回転時と停止時を問わず転動体３の位置による影響が解消され、荷重を精度良く推定できる。また、ローパスフィルタが不要なため、応答速度が向上する。

　このセンサ付車輪用軸受から得られた検出荷重を自動車の車両制御に使用することにより、自動車の安定走行に寄与できる。また、このセンサ付車輪用軸受を用いると、車両にコンパクトに荷重センサを設置でき、量産性に優れたものとでき、コスト低減を図ることができる。

　また、この応用例４では、固定側部材である外方部材１の車体取付用フランジ１ａの円周方向複数箇所にナックル取付用のボルト孔１４が設けられた周方向部分が他の部分よりも外径側へ突出した突片１ａａとされるが、前記センサユニット２０における歪み発生部材２１の接触固定部２１ａは、隣り合う突片１ａａ間の中央に配置されているので、ヒステリシスの原因となる突片１ａａから離れた位置に歪み発生部材２１が配置されることになり、それだけ歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂの出力信号Ａ，Ｂに生じるヒステリシスが小さくなり、荷重をより精度良く推定できる。

　また、この応用例４では、固定側部材である外方部材１の外径面の上面部と下面部、および右面部と左面部にセンサユニット２０を設けているので、どのような荷重条件においても、荷重を精度良く推定することができる。すなわち、ある方向への荷重が大きくなると、転動体５と転走面３が接触している部分と接触していない部分が１８０度位相差で現れるため、その方向に合わせてセンサユニット２０を１８０度位相差で設置すれば、どちらかのセンサユニット２０には必ず転動体５を介して外方部材１に印加される荷重が伝達され、その荷重を歪みセンサ２２Ａ，２２Ｂにより検出可能となる。

　また、この応用例４において、固定側部材である外方部材１が図６２のように外周にナックルに取付ける車体取付用フランジ１ａを有し、このフランジ１ａの正面形状を、図６２のように軸受軸心Ｏに直交する線分（例えば図６０における縦線分ＬＶあるいは横線分ＬＨ）に対して線対称となる形状、または軸受軸心Ｏに対して点対称となる形状（具体的には円形）としても良い。この場合には、外方部材１の形状が単純化され、外方部材１の形状の複雑さに起因する温度分布や膨張・収縮量のばらつきを低減できる。これにより、固定側部材である外方部材１における温度分布や膨張・収縮量のばらつきによる影響を十分小さくして、荷重による歪み量をセンサユニット２０の歪みセンサ２２に検出させることができる。

　また、この応用例４では、外方部材１が外周にナックル１６に取付ける車体取付用フランジ１ａを有し、このフランジ１ａの円周方向複数箇所にボルト孔１４が設けられ、各センサユニット２０をそれぞれ隣合う前記ボルト挿通孔１４の間となる周方向位置に配置しているので、センサユニット２０の出力はボルト孔１４の影響を受けることがなく、荷重を正確に推定できる。

　図６９ないし図７９は、応用例５を示す。なお、以下の説明において、上記した応用例４と同一部材または同等の機能を有する部材については同一の符号を付して説明する。また、車輪用軸受の構成については、上記した応用例４の場合と同じであるため、その説明を省略する。

　固定側部材である外方部材１の外径面には、２つのセンサユニット２０を１組とするセンサユニット対が２組設けられている。各組のセンサユニット対１９Ａ，１９Ｂの２つのセンサユニット２０は、外方部材１の外径面の円周方向における互いに１８０度の位相差を成す位置に配置される。ここでは、１組のセンサユニット対１９Ａを構成する２つのセンサユニット２０が、タイヤ接地面に対して上位置となる外方部材１の外径面における上面部および下面部の２箇所に設けられている。また、他の１組のセンユニット対１９Ｂを構成する２つのセンサユニット２０が、タイヤ接地面に対して前後位置となる外方部材１の外径面における右面部と左面部の２箇所に設けられている。

　具体的には、１組のセンサユニット対１９Ａを構成する２つのセンサユニット２０は、図７０のように、外方部材１の外径面における上面部の、隣り合う２つの突片１ａａの間の中央部に１つのセンサユニット２０が配置され、外方部材１の外径面における下面部の、隣り合う２つの突片１ａａの間の中央部に他の１つのセンサユニット２０が配置されている。なお、図６９は、車輪用軸受の外方部材１をアウトボード側から見た正面図を示す図７０における６９－６９線断面図である。

　これらのセンサユニット２０は、図７１および図７２に拡大平面図および拡大縦断面図で示すように、歪み発生部材２１と、この歪み発生部材２１に取付けられて歪み発生部材２１の歪みを検出する１つの歪みセンサ２２とでなる。歪み発生部材２１は、鋼材等の弾性変形可能な金属製の２ｍｍ以下の薄板材からなり、平面概形が帯状で中央の両側辺部に切欠き部２１ｂを有する。また、歪み発生部材２１は、外方部材１の外径面にスペーサ２３を介して接触固定される２つの接触固定部２１ａを両端部に有する。すなわち、この場合のセンサユニット２０は、１つの歪みセンサ２１を有するところが上記した応用例４と異なるのみで、他の構成は上記した応用例４の場合と同様である

　各センサユニット２０の歪みセンサ２２は、出力信号分離手段３４を介して径方向荷重推定手段３２Ｃと軸方向荷重推定手段３２Ｄとにそれぞれ接続される。出力信号分離手段３４は、上記した応用例における演算処理回路１８に設けられ、径方向荷重推定手段３２Ｃと軸方向荷重推定手段３２Ｄは下位のＥＣＵ５０に設けられる。径方向荷重推定手段３２Ｃは、車輪用軸受の径方向に作用する径方向荷重を推定する手段である。軸方向荷重推定手段３２Ｄは、車輪用軸受の軸方向に作用する軸方向荷重（コーナリング力）Ｆyを推定する手段である。ここでは、径方向荷重推定手段３２Ｃは、車輪用軸受の上下方向に作用する垂直方向荷重Ｆzと前後方向に作用する駆動力となる荷重Ｆx とを推定する。径方向荷重推定手段３２Ｃや軸方向荷重推定手段３２Ｄのメモリ６２Ａ，６２Ｂには、先の応用例の場合と同様に、それらの荷重推定演算に用いる各車輪位置に対応した補正係数Ｍ，ｍが、キャリブレーション作業によって予め導出されて登録される。また、径方向荷重推定手段３２Ｃと軸方向荷重推定手段３２Ｄが設けられる下位のＥＣＵ５０には、この応用例５のセンサ付車輪用軸受を車両へ取付けた後に、その車輪用軸受の取付け位置情報が設定される。あるいは、車両側の上位のＥＣＵ６０から、車輪位置に対応する補正係数Ｍ，ｍを選択する指令が、径方向荷重推定手段３２Ｃや軸方向荷重推定手段３２Ｄに与えられる。

　出力信号分離手段３４は、各センサユニット２０のセンサ出力信号を、直流成分と交流成分に分離して、前記径方向荷重推定手段３２Ｃおよび軸方向荷重推定手段３２Ｄに入力する手段である。直流成分は、センサ出力信号をローパスフィルタに通すことで求められる。

　駆動力や制動力による荷重Ｆx 、軸方向荷重Ｆy 、垂直方向荷重Ｆz を、上記した径方向荷重推定手段３２Ｃおよび軸方向荷重推定手段３２Ｄにより推定する方法について、以下に説明する。

　駆動力や制動力による荷重Ｆx 、軸方向荷重Ｆy がゼロの状態で、垂直方向荷重Ｆz が印加された場合、外方部材１の外径面の変形モードは、図７３に矢印で示すようになり、外方部材１の外径面の上面部が外径方向へ変形し、下面部が内径方向へ変形する。この応用例では、センサユニット２０を、その２つの接触固定部２１ａが外方部材１の外径面の同一軸方向位置でかつ周方向に互いに離間した位置となるように配置して、周方向の歪みを検出するようにしている。これにより、前記上面部に固定されたセンサユニット２０の歪み発生部材２１は、歪みが大きくなる引っ張り方向に変形し、前記下面部に固定されたセンサユニット２０の歪み発生部材２１は、歪みが小さくなる圧縮方向に変形する。これに対して、外方部材１の外径面における右面部および左面部の変形は微小なものとなる。そこで、垂直方向荷重Ｆz の推定では、外方部材１の外径面における上面部と下面部に配置されたセンサユニット対１９Ａの２つのセンサユニット２０のセンサ出力信号の差分が大きな要因となる。

　軸方向荷重Ｆy、垂直方向荷重Ｆzがゼロの状態で、駆動力や制動力による荷重Ｆx が例えば左側に印加された場合にも、外方部材１の外径面の変形モードは、図７４に矢印で示すようになり、外方部材１の外径面の左面部が外径方向へ変形し、右面部が内径方向へ変形する。これにより、前記左面部に固定されたセンサユニット２０の歪み発生部材２１は、歪みが大きくなる引っ張り方向に変形し、前記右面部に固定されたセンサユニット２０の歪み発生部材２１は、歪みが小さくなる圧縮方向に変形する。これに対して、外方部材１の外径面における上面部および下面部の変形は微小なものとなる。そこで、駆動力による荷重Ｆx の推定では、外方部材１の外径面における右面部と左面部に配置されたセンサユニット対１９Ｂの２つのセンサユニット２０のセンサ出力信号の差分が大きな要因となる。

　また、駆動力や制動力による荷重Ｆx 、垂直方向荷重Ｆz がゼロの状態で、軸方向荷重Ｆy が印加された場合、外方部材１の外径面の変形モードは、図７５に矢印で示すようになり、外方部材１の外径面の上面部および下面部が外径方向へ変形し、右面部および左面部が内径方向へ変形する。これにより、前記上面部および下面部に固定されたセンサユニット２０の歪み発生部材２１は、歪みが大きくなる引っ張り方向に変形し、前記右面部および左面部に固定されたセンサユニット２０の歪み発生部材２１は、歪みが小さくなる圧縮方向に変形する。そこで、軸方向荷重Ｆy の推定では、外方部材１の外径面における上面部と下面部に配置されたセンサユニット対１９Ａの２つのセンサユニット２０のセンサ出力信号の和が大きな要因となる。

　このように、駆動力や制動力による荷重Ｆx 、軸方向荷重Ｆy 、垂直方向荷重Ｆz により外方部材１の外径面の変形モードが異なり、さらに上記各荷重が複合的に印加された場合には、それらを合成した変形モードとなる。そこで、前記径方向荷重推定手段３２Ｃおよび軸方向荷重推定手段３２Ｄでは、各荷重Ｆx Ｆy 、Ｆz の推定値を、次の行列式から求める。

　同行列式において、Ｓ1 ，Ｓ2 …Ｓn は各センサユニット２０のセンサ出力信号から前記出力信号分離手段３４により分離された各直流成分を示し、ｓ1 ，ｓ2 …ｓn は各センサユニット２０のセンサ出力信号から前記出力信号分離手段３４により分離された各交流成分の振幅値を示す。また、Ｍ1 ，Ｍ2 …Ｍn は前記各直流成分の値を補正する補正係数Ｍを示し、ｍ1 ，ｍ2 …ｍn は前記各交流成分の振幅値を補正する補正係数ｍを示す。これらの補正係数Ｍ，ｍは、推定される各荷重Ｆx Ｆy 、Ｆz ごとに異なる値であり、かつ車輪位置ごとにも異なる値であり、上記したようにキャリブレーション作業によって予め求められ、前記径方向荷重推定手段３２Ｃおよび軸方向荷重推定手段３２Ｄにおけるメモリ３３Ａ，３３Ｂに登録される。前記各直流成分Ｓ、交流成分ｓ、補正係数Ｍ，ｍにおける添字ｎは、センサユニット２０の総数つまりセンサ出力信号の総数を示し、ここではｎは４である。

　すなわち、前記径方向荷重推定手段３２Ｃおよび軸方向荷重推定手段３２Ｄでは、前記各直流成分Ｓおよび交流成分（振幅値）ｓを変数とし、これら各変数に、推定する各方向の荷重Ｆx ，Ｆy ，Ｆz ごとに定められる補正係数Ｍ，ｍを乗算してなる一次式から、各方向の荷重Ｆx ，Ｆy ，Ｆz を推定する。前記径方向荷重推定手段３２Ｃおよび軸方向荷重推定手段３２Ｄでの荷重推定演算に使用する補正係数Ｍ，ｍの選択指令は、例えば図６９のように車両側の上位のＥＣＵ６０から行う。あるいは、車両の外部から下位のＥＣＵ５０に車輪用軸受の取付け位置情報を設定し、この情報から、径方向荷重推定手段３２Ｃおよび軸方向荷重推定手段３２Ｄに対応する補正係数Ｍ，ｍを選択させる。

　この場合、いずれの荷重Ｆx ，Ｆy ，Ｆz を推定するときでも、すべてのセンサユニット２０のセンサ出力信号の直流成分および交流成分（振幅値）が要因として含まれることになる。上記したように、この応用例５では、２つのセンサユニット２０を１組のセンサユニット対１９Ａとして、外方部材１の外径面の上面部と下面部とに配置し、残る２つのセンサユニット２０を他の１組のセンサユニット対１９Ｂとして、外方部材１の外径面の右面部と左面部とに配置していて、荷重に対して図７３～図７５に示す変形モードが見られる。

　このため、上記行列式に基づき径方向荷重推定手段３２Ｃで推定される垂直方向荷重Ｆz では、外方部材１の外径面における上面部と下面部に配置されたセンサユニット対１９Ａの２つのセンサユニット２０のセンサ出力信号の差分が大きな要因となる。そこで、この場合の荷重推定では、他の１組のセンサユニット対の２つのセンサユニット２０のセンサ出力信号について無視しても、ほぼ同様の結果を得ることができる。

　また、径方向荷重推定手段３２Ｃで推定される駆動力や制動力による荷重Ｆx では、外方部材１の外径面における右面部と左面部に配置されたセンサユニット対１９Ｂの２つのセンサユニット２０のセンサ出力信号の差分が大きな要因となる。この場合の荷重推定でも、他の１組のセンサユニット対１０Ａの２つのセンサユニット２０のセンサ出力信号について無視しても、ほぼ同様の結果を得ることができる。

　また、軸方向荷重推定手段３２Ｄで推定される軸方向荷重Ｆy では、外方部材１の外径面における上面部と下面部に配置されたセンサユニット対１９Ａの２つのセンサユニット２０のセンサ出力信号の和が大きな要因となる。この場合の荷重推定でも、他の１組のセンサユニット対１９Ｂの２つのセンサユニット２０のセンサ出力信号について無視しても、ほぼ同様の結果を得ることができる。図７８は、センサユニット２０のセンサ出力信号から推定手段（径方向荷重推定手段３２Ｃと軸方向荷重推定手段３２Ｄ）で各荷重Ｆx ，Ｆy ，Ｆz が推定されるまでの処理の概略の流れを示す。

　垂直方向荷重Ｆzに限らず車輪用軸受の径方向に作用する径方向荷重（駆動力や制動力となる荷重Ｆx を含む）に対する外方部材１の変形量は、軸方向荷重Ｆy に対する変形量と比較して非常に小さいため、軸方向荷重Ｆy の影響を受けやすい。そこで、この応用例５では、上記した推定方法で求められた径方向荷重（垂直方向荷重Ｆz，駆動力や制動力による荷重Ｆx ）を、軸方向荷重推定手段３２Ｄで求めた軸方向荷重Ｆyの推定値で補正する。このように、径方向荷重推定手段３２Ｃによる推定値を軸方向荷重推定手段３２Ｄで求めた軸方向荷重Ｆyの推定値で補正すれば、径方向荷重（垂直方向荷重Ｆz ，駆動力や制動力による荷重Ｆx）を正確に推定できる。径方向荷重推定手段３２Ｃは、前記補正処理を行う補正手段３２Ａａを有する。

　この応用例５では、センサユニット対１９Ａの２つのセンサユニット２０を、車輪用軸受の固定側部材である外方部材１の外径面のタイヤ接地面に対する上下方向の位置である上面部と下面部とに配置している。しかも、センサユニット２０を、外方部材１における複列の転走面３のうちのアウトボード側の転走面３の周辺となる軸方向位置に配置しているので、車輪用軸受の回転中には、センサユニット２０の歪みセンサ２２の出力信号に、図７６に示す波形図のように周期的な変化が生じる。その理由は、転走面３におけるセンサユニット２０の近傍部位を通過する転動体５の有無によって、センサユニット２０における歪み発生部材２１の変形量が異なり、転動体５の通過周期ごとに歪みセンサ２２の出力信号が変動するためである。この振幅は、センサユニット２０の近傍部位を通過する個々の転動体５の荷重によって生じる外方部材１の変形を検出していることになるので、その振幅値は軸方向荷重（モーメント力）Ｆy の大きさによって変化する。

　図７７（Ａ）は外方部材１の外径面の上面部に配置されたセンサユニット２０のセンサ出力を示し、図７７（Ｂ）は外方部材１の外径面の下面部に配置されたセンサユニット２０のセンサ出力を示している。これらの図において、横軸は軸方向荷重Ｆy を表し、縦軸は外方部材１の歪み量つまり歪みセンサ２２の出力信号を表し、最大値および最小値は振幅成分の最大値および最小値を表す。これらの図から、軸方向荷重Ｆy が＋方向の場合、個々の転動体５の荷重は外方部材１の外径面上面部で小さくなり（つまり信号の最大値と最小値の差が小さくなる）、外方部材１の外径面下面部で大きくなる（つまり信号の最大値と最小値の差が大きくなる）ことが分かる。これに対して、軸方向荷重Ｆy が－方向の場合には逆に、個々の転動体５の荷重は外方部材１の外径面上面部で大きくなり、外方部材１の外径面下面部で小さくなることが分かる。

　そこで、軸方向荷重方向判別手段３２Ｅでは、外方部材１の外径面上面部および外径面下面部に配置されたセンサユニット２０のセンサ出力信号の振幅を求め、これらの値を比較することで、軸方向荷重Ｆy の方向を判別する。すなわち、外方部材１の外径面上面部のセンサユニット２０のセンサ出力信号の最大値と最小値の差分が小さいとき、軸方向荷重方向判別手段３２Ｅでは、軸方向荷重Ｆy の方向が＋方向であると判別する。逆に、外方部材１の外径面上面部のセンサユニット２０のセンサ出力信号の最大値と最小値の差分が大きいとき、軸方向荷重方向判別手段３２Ｅでは、軸方向荷重Ｆy の方向が－方向であると判断する。

　図７９は、上記センサユニット２０におけるセンサ出力信号と外方部材１の温度との関係を示すグラフである。同グラフから分かるように、センサ出力信号は温度によってドリフトする。このため、径方向荷重推定手段３２Ｃおよび軸方向荷重推定手段３２Ｄで推定される各荷重Ｆx ，Ｆy ，Ｆz の検出精度を向上させるためには、センサ出力信号を温度補正する必要がある。そこで、この応用例５では、車輪用軸受の温度または周辺温度に応じてセンサユニット２０のセンサ出力信号を補正する温度補正手段３５が演算処理回路１８内に設けられている。図７０のように、外方部材１の外径面における各センサユニット２０の設置部の近傍には、外方部材１の外径面温度を検出する温度センサ３８がそれぞれ設けられている。温度センサ３８としては、例えばサーミスタや白金抵抗素子を用いることができる。温度補正手段３５は、前記温度センサ３８の出力信号に基づいて、対応するセンサユニット２０のセンサ出力信号を補正する。したがって、径方向荷重推定手段３２Ｃや軸方向荷重推定手段３２Ｄには、温度補正手段６３によって補正されたセンサ出力信号が入力される。温度センサ３８は、図７１に仮想線で示すように、センサユニット２０における歪み発生部材２１に設けても良い。

　この応用例５の場合も、キャリブレ－ション作業により予め導出された各車輪位置での補正係数Ｍ，ｍが径方向荷重推定手段３２Ａおよび軸方向荷重推定手段３２Ｄのメモリ３３Ａ，３３Ｂに登録され、径方向荷重推定手段３２Ｃおよび軸方向荷重推定手段３２Ｄは、各センサユニット２０の出力Ｓ，ｓと前記補正係数Ｍ，ｍとで荷重を推定するようにしているので、荷重推定に用いる補正係数Ｍ，ｍを車両組付け時に設定するキャリブレーション作業が容易で、車輪の軸受部にかかる荷重を正確に検出できる。

　また、固定側部材である外方部材１の外径面に、４つのセンサユニット２０を設け、これらセンサユニット２０のセンサ出力信号から、車輪用軸受の径方向に作用する径方向荷重（駆動力や制動力による荷重Ｆx と垂直方向荷重Ｆz ）および車輪用軸受の軸方向に作用する軸方向荷重Ｆy を推定する荷重推定手段（径方向荷重推定手段３２Ｃと軸方向荷重推定手段３２Ｄ）を設けているので、多数のセンサを設けることなく、どのような荷重条件においても、径方向荷重Ｆx ，Ｆz と軸方向荷重Ｆy とを感度良く推定することができる。

　また、この応用例５では、各センサユニット２０のセンサ出力信号を、直流成分と交流成分に分離して、前記荷重推定手段（径方向荷重推定手段３２Ｃと軸方向荷重推定手段３２Ｄ）に入力する出力信号分離手段３４を設け、前記各直流成分および交流成分（振幅値）を変数とし、これら各変数に推定する各方向の荷重Ｆx ，Ｆy ，Ｆz ごとに定められる補正係数を乗算してなる一次式から各方向の荷重Ｆx ，Ｆy ，Ｆz を荷重推定手段（径方向荷重推定手段３２Ｃと軸方向荷重推定手段３２Ｄ）で推定するものとしているので、荷重推定手段におけるセンサ出力信号の補正処理を直流成分と交流成分に分けてきめ細かく行うことができて、荷重をより精度良く推定できる。

　また、この応用例５では、少なくとも１組のセンサユニット対１９Ａの２つのセンサユニット２０を、タイヤ接地面に対して上下方向の位置となる固定側部材である外方部材１の外径面の上面部と下面部とに配置し、このセンサユニット対１９Ａのセンサ出力信号の振幅から前記軸方向荷重Ｆy の方向を判別する軸方向荷重方向判別手段３２Ｅを設けているので、方向判別のためのセンサを別途設けることなく、軸方向荷重Ｆy の方向を判別することができる。

　上記説明では車輪のタイヤと路面間の作用力を検出する場合を示したが、車輪のタイヤと路面間の作用力だけでなく、車輪用軸受に作用する力（例えば予圧量）を検出するものとしても良い。

　図８０ないし図８２は、この応用例の変形例を示す。このセンサ付車輪用軸受では、各センサユニット２０を以下のように構成している。この場合も、センサユニット２０は、図８２に拡大縦断面図で示すように、歪み発生部材２１と、この歪み発生部材２１に取付けられて歪み発生部材２１の歪みを検出する歪みセンサ２２とでなる。歪み発生部材２１は、外方部材１の外径面に対向する内面側に張り出した２つの接触固定部２１ａを両端部に有し、これら接触固定部２１ａで外方部材１の外径面に接触して固定される。２つの接触固定部２１ａのうち、１つの接触固定部２１ａは、外方部材１のアウトボード側列の転走面３の周辺となる軸方向位置に配置され、この位置よりもアウトボード側の位置にもう１つの接触固定部２１ａが配置され、かつこれら両接触固定部２１ａは互いに外方部材１の円周方向における同位相の位置に配置される。つまり、センサユニット２０は、その歪み発生部材２１の２つの接触固定部２１ａが、固定側部材である外方部材１の同一周方向位置でかつ軸方向に互いに離れた位置となるように、外方部材１の外径面に配置される。この場合も、外方部材１の外径面へセンサユニット２０を安定良く固定する上で、外方部材１の外径面における前記歪み発生部材２１の接触固定部２１ａが接触固定される箇所に平坦部を形成するのが望ましい。

　また、歪み発生部材２１の中央部には内面側に開口する１つの切欠き部２１ｂが形成されている。歪みセンサ２２は、歪み発生部材２１における各方向の荷重に対して歪みが大きくなる箇所に貼り付けられる。ここでは、その箇所として、前記切欠き部２１ｂの周辺、具体的には歪み発生部材２１の外面側で切欠き部２１ｂの背面側となる位置が選ばれており、センサ２２は切欠き部２１ｂ周辺の歪みを検出する。

　歪み発生部材２１の２つの接触固定部２１ａは、それぞれボルト７７により外方部材１の外径面へ締結することで固定される。具体的には、これらボルト７７は、それぞれ接触固定部２１ａに設けられた径方向に貫通するボルト挿通孔７８に挿通し、外方部材１の外周部に設けられたボルト孔７９に螺合させる。なお、接触固定部２１ａの固定方法としては、ボルト７７による締結のほか、接着剤などを用いても良い。歪み発生部材２１の接触固定部２１ａ以外の箇所では、外方部材１の外径面との間に隙間が生じている。その他の構成は、図６９～図７９に示した応用例５の場合と同様である。なお、図８０は、車輪用軸受の外方部材１をアウトボード側から見た正面図を示す図８１における８０－８０線断面図である。

　なお、図６９～図８２に示した応用例５では、センサユニット２０のセンサ出力信号を出力信号分離手段３４で直流成分と交流成分に分離し、これら直流成分と交流成分を補正係数で補正した値により各荷重Ｆx ，Ｆy ，Ｆz を推定する場合を示したが、図７６に示すように、センサユニット２０のセンサ出力信号に周期的な変化が生じることから、そのセンサ出力信号の平均値、振幅値、絶対値など各値を求め、これら各値の２つ以上の値を変数として、上記応用例の場合と同様に補正係数で補正することにより各荷重Ｆx ，Ｆy ，Ｆz を推定するようにしても良い。この場合の各値として、さらに前記直流成分および交流成分（振幅値）を含めても良い。

　図８３は、応用例６を示す。この応用例では、図６１～図６８に示す応用例４において、推定手段３２Ｂでの荷重推定演算に用いられる補正係数Ｍが、センサユニット２０の取付け位相ごとに予めキャリブレ－ション作業によって導出されて、推定手段３２Ｂのメモリ６２に登録されている。キャリブレーション作業では、センサ付車輪用軸受をキャリブレーション用装置に取付けた状態で、最初に各センサユニット２０に同じ荷重（例えば軸方向荷重Ｆy のみ）を印加して、各歪みセンサ２２の基準電圧および感度を一定に調整する。このキャブレーション作業は、前輪左側、前輪右側、後輪左側、後輪右側のうち、いずれか１つの場合についてのみ行われる。例えば、前輪左側の場合について前記キャブレーション作業が行われたのであれば、センサ付車輪用軸受における上部、左部（フロント側）、下部、右部（リア側）の各取付け位相のセンサユニット２０の出力Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４に対応する補正係数ＭL1，ＭL2，ＭL3，ＭL4が導出されて前記メモリ３３に登録される。つまり、この場合、各方向荷重Ｆに対して、
　Ｆ＝ＭL1×Ｓ１＋ＭL2×Ｓ２＋ＭL3×Ｓ３＋ＭL4×Ｓ４＋Ｏffset
となる補正係数が得られる。なお、ここでの補正係数ＭL1～ＭL4の添え字Ｌはセンサ付車輪用軸受を左車輪側に取付ける場合の補正係数であることを意味する。また、推定手段３２Ｂには、この応用例６のセンサ付車輪用軸受を実際に車両へ取付けた後に、各センサユニット２０の取付け位相の情報が入力される。

　先の応用例でも図６５（Ａ），（Ｂ）および図６６（Ａ），（Ｂ）を参照して説明したように、このセンサ付車輪用軸受では、左車輪側に取付けた場合と右車輪側に取付けた場合とで、車両の前後方向の軸Ｘと上下方向の軸Ｚとでなる平面座標Ｘ－Ｚに対して対称となる。つまり、センサ付車輪用軸受を左車輪側に取付けた状態で左部に位置していたセンサユニット２０の取付け位相は右部となり、右部に位置していたセンサユニット２０の取付け位相は左部となる。したがって、このようなキャリブレーション作業が施されたセンサ付車輪用軸受が、実際の車両への取付けにおいて右車輪側に取付けられた場合、この後に、推定手段３２Ｂには、出力Ｓ１のセンサユニット２０の取付け位相を上部、出力Ｓ２のセンサユニット２０の取付け位相を左部（リア側）、出力Ｓ３のセンサユニット２０の取付け位相を下部、出力Ｓ４のセンサユニット２０の取付け位相を右側（フロント側）とした取付け位相情報が入力される。この取付け位相情報は車両側の上位のＥＣＵ６０から入力しても良いし、外部から入力しても良い。これにより、推定手段３２Ｂでは、入力された取付け位相情報を基に、センサユニット２０の出力Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４に対応する補正係数ＭL1，ＭL2，ＭL3，ＭL4を次式のように選択して荷重Ｆの推定演算を行うことになる。
　Ｆ＝ＭL1×Ｓ１＋ＭL4×Ｓ２＋ＭL3×Ｓ３＋ＭL2×Ｓ４＋Ｏffset

　図６１～図６８に示した応用例４では、センサ付車輪用軸受をキャリブレーション用装置に取付けた状態で行うキャリブレーション作業を、前輪左側用、前輪右側用、後輪左側用、後輪右側用と４回行って各車輪位置での補正係数を導出する必要があった。この応用例６の場合、例えば上記したように前輪左側用のキャリブレーション作業を行うだけで良いので、その作業をさらに簡略化できる。実際の車両への取付けにおいてキャリブレーション作業が容易になることは、先の応用例の場合と同様である。

　図８４は、応用例７を示す。この応用例では、図６９～図８２に示す応用例５において、図８３の応用例６の場合と同様に、径方向荷重推定手段３２Ｃや軸方向荷重推定手段３２Ｄでの荷重推定演算に用いられる補正係数Ｍ，ｍが、センサユニット２０の取付け位相ごとに予めキャリブレ－ション作業によって導出されて、径方向荷重推定手段３２Ｃおよび軸方向荷重推定手段３２Ｄのメモリ６２Ａ，６２Ｂに登録されている。キャリブレーション作業において、センサ付車輪用軸受をキャリブレーション用装置に取付けた状態で、最初に各センサユニット２０に同じ荷重を印加して、各歪みセンサ２２の基準電圧および感度を一定に調整することや、前輪左側、前輪右側、後輪左側、後輪右側のうち、いずれか１つの場合についてキャリブレーション作業を行うことは、図８３の応用例６の場合と同様である。また、この応用例７のセンサ付車輪用軸受を実際に車両へ取付けた後に、各センサユニット２０の取付け位相の情報が径方向荷重推定手段３２Ｃや軸方向荷重推定手段３２Ｄに入力されることも、図８３の応用例６の場合と同様である。

　この応用例７の場合も、センサ付車輪用軸受をキャリブレーション用装置に取付けた状態で行うキャリブレーション作業を、前輪左側用、前輪右側用、後輪左側用、後輪右側用のうちの１回だけ行うだけで良いので、その作業をさらに簡略化できる。実際の車両への取付けにおいてキャリブレーション作業が容易になることは、先の応用例の場合と同様である。

　以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施形態を説明したが、当業者であれば、本件明細書を見て、自明な範囲内で種々の変更および修正を容易に想定するであろう。したがって、そのような変更および修正は、請求の範囲から定まる発明の範囲内のものと解釈される。

１…外方部材
１ａ…車体取付用フランジ
２…内方部材
３，４…転走面
５…転動体
２０…センサユニット
２１…歪み発生部材
２１ａ…接触固定部
２１ｂ…切欠き部
２１ｄ…屈曲部
２２，２２Ａ，２２Ｂ…歪みセンサ
３１…センサ組立品
３２，３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ…推定手段
３３…モールド材
３５，３５Ａ…リップ部（シール部材）
３８…温度センサ
３９，３９Ａ…非接触シール隙間
４０…保護カバー
４２…表面処理層
６１…Ｏリング（シール部材）

Claims

　車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受であって、
　複列の転走面が内周に形成された外方部材と、前記転走面と対向する転走面が外周に形成された内方部材と、両部材の対向する転走面間に介在した複列の転動体と、前記外方部材および内方部材のうちの固定側部材に、この固定側部材に接触して固定される２つ以上の接触固定部を有する歪み発生部材と、
　前記歪み発生部材に取付けられてこの歪み発生部材の歪みを検出する２つ以上のセンサからなる、複数のセンサユニットと、前記２つ以上のセンサの出力信号により、車輪用軸受に作用する荷重を推定する推定手段と、を備え、
　前記複数のセンサユニットの歪み発生部材を、これら複数のセンサユニットに渡って連続した１つの帯状の歪み発生部材とし、この帯状の歪み発生部材における前記２つ以上の接触固定部を、前記固定側部材の外径面の同一軸方向位置でかつ円周方向に互いに離間した位置となるように配置したセンサ付車輪用軸受。
　請求項１において、前記１つの帯状の歪み発生部材を、その長手方向の複数箇所における、隣合うセンサユニットの間で屈曲させて、前記固定側部材に固定具で固定したセンサ付車輪用軸受。
　請求項１において、前記１つの帯状の歪み発生部材をモールド材で被覆したセンサ付車輪用軸受。
　請求項１において、前記固定側部材の外径面における少なくとも前記複数のセンサユニットとの接触部分に、耐食性または防食性を有する表面処理を施したセンサ付車輪用軸受。
　請求項４において、前記表面処理が金属メッキ、または塗装、またはコーティング処理であるセンサ付車輪用軸受。
　請求項１において、前記複数のセンサユニットを覆う筒状の保護カバーを前記固定側部材の外径面に嵌合させたセンサ付車輪用軸受。
　請求項６において、前記保護カバーが、耐食性を有する鋼板をプレス加工した成形品であるセンサ付車輪用軸受。
　請求項１において、前記推定手段は、前記２つ以上のセンサの出力信号の差分から、出力信号の振幅または振幅に相当する値を演算するものであるセンサ付車輪用軸受。
　請求項８において、前記推定手段は、出力信号の差分から信号の絶対値を生成し、そのピーク値または直流成分を、出力信号の振幅相当値とするものであるセンサ付車輪用軸受。
　請求項８において、前記推定手段は、出力信号の差分から信号の実効値を演算し、その値を出力信号の振幅相当値とするものであるセンサ付車輪用軸受。
　請求項８において、前記推定手段は、出力信号の差分から、その振動周期の一周期以上の時間区間内における最大値と最小値を求め、その値を出力信号の振幅相当値とするものであるセンサ付車輪用軸受。
　請求項１において、前記２つ以上の接触固定部のうち、前記固定側部材の外径面の円周方向配列の両端に位置する２つの接触固定部の間隔を、転動体の配列ピッチと同一としたセンサ付車輪用軸受。
　請求項１において、前記２つ以上のセンサにおける隣り合うセンサ間の前記固定側部材の外径面の円周方向についての間隔を、転動体の配列ピッチの｛１／２＋ｎ（ｎ：整数）｝倍またはこれらの値に近似した値としたセンサ付車輪用軸受。
　請求項１において、前記センサユニットは３つの接触固定部と２つのセンサを有し、隣り合う第１および第２の接触固定部の間、および隣り合う第２および第３の接触固定部の間に各センサをそれぞれ取付けたセンサ付車輪用軸受。
　請求項１４において、隣り合う接触固定部もしくは隣り合うセンサの前記固定側部材の外径面の円周方向についての間隔を、転動体の配列ピッチの｛１／２＋ｎ（ｎ：整数）｝倍またはこれらの値に近似した値としたセンサ付車輪用軸受。
　請求項１において、前記歪み発生部材は、平面概形が均一幅の帯状、または平面概形が帯状で側辺部に切欠き部を有する薄板材からなるセンサ付車輪用軸受。
　請求項１において、前記センサユニットを、タイヤ接地面に対して上下位置および左右位置となる前記固定側部材の外径面の上面部、下面部、右面部、および左面部に配置したセンサ付車輪用軸受。
　請求項１において、前記推定手段は、さらに前記２つ以上のセンサの出力信号の和も用いて、車輪用軸受に作用する荷重を推定するセンサ付車輪用軸受。
　請求項１において、前記固定側部材は外周にナックルに取付ける車体取付用のフランジを有し、このフランジの正面形状を、軸受軸心に直交する線分に対して線対称となる形状、または軸受軸心に対して点対称となる形状としたセンサ付車輪用軸受。
　請求項１において、前記センサユニットにおける前記歪み発生部材の接触固定部が３つであり、
　前記帯状の歪み発生部材における前記３つの接触固定部を、前記固定側部材の外径面の同一軸方向位置でかつ円周方向に互いに離間した位置となるように配置し、隣り合う前記接触固定部の間隔または隣り合う前記センサの前記固定側部材の外径面の円周方向についての間隔を、転動体の配列ピッチの｛１／２＋ｎ（ｎ：整数）｝倍またはこれらの値に近似した値とし、前記推定手段は、前記２つのセンサの出力信号の差分により、車輪用軸受に作用する荷重を推定するセンサ付車輪用軸受。
　請求項１において、複数のセンサユニットを固定側部材の外周を囲む筒状の保護カバーで覆い、この保護カバーの軸方向のいずれか一端で前記固定側部材の外周に嵌合させ、他端の開口縁に弾性体からなる環状のシール部材を設け、このシール部材を前記固定側部材の表面、または上記外方部材および内方部材のうちの回転側部材の表面に接触させたセンサ付車輪用軸受。
　請求項２１において、前記固定側部材が外方部材であり、前記回転側部材が前記内方部材であるセンサ付車輪用軸受。
　請求項２１において、前記保護カバーのアウトボード側端を固定側部材の外周面に嵌合させ、前記保護カバーのインボード側端の開口縁に沿って前記環状の弾性体からなるシール部材を設け、このシール部材を、前記固定側部材に設けられたフランジのアウトボード側を向く側面、または前記固定側部材の外周面に接触させたセンサ付車輪用軸受。
　請求項２３において、前記保護カバーのインボード側端部に、前記信号ケーブルの保護カバーからの引き出し部が引き出される孔部を設け、信号ケーブル引き出し部が前記孔部から引き出される部分にシール材を塗布したセンサ付車輪用軸受。
　請求項２３において、前記保護カバーのアウトボード側端を前記固定側部材よりもアウトボード側に突出させ、そのアウトボード側端と前記回転側部材との間に非接触シール隙間を形成したセンサ付車輪用軸受。
　請求項２５において、前記保護カバーのアウトボード側端を前記回転側部材に沿う形状としたセンサ付車輪用軸受。
　請求項２１において、前記保護カバーのインボード側端を前記固定側部材に設けられた車体への取付用のフランジの外径面に嵌合させ、前記保護カバーのアウトボード側端の開口縁に沿って前記環状の弾性体からなるシール部材を設け、このシール部材を前記固定側部材の外周面、または前記外方部材および内方部材のうちの回転側部材の表面に接触させたセンサ付車輪用軸受。
　請求項２７において、前記シール部材は、先端がアウトボード側に向かって次第に縮径して延びる形状であり、このシール部材を前記固定側部材の外周面に接触させたセンサ付車輪用軸受。
　請求項２７において、前記シール部材の一部を前記保護カバーの外周面の一部にまで延長してカバー外周面被覆部分としたセンサ付車輪用軸受。
　請求項２９において、前記シール部材のカバー外周面被覆部分の外周面を、アウトボード側に向かって拡径する傾斜面としたセンサ付車輪用軸受。
　請求項２７において、前記保護カバーのアウトボード側端を前記固定側部材よりもアウトボード側に突出させ、そのアウトボード側端と前記回転側部材との間に非接触シール隙間を形成したセンサ付車輪用軸受。
　請求項２７において、前記回転側部材は車輪取付用のハブフランジを有し、このハブフランジのインボード側を向く側面に前記リップ部を接触させたセンサ付車輪用軸受。
　請求項２３において、前記センサユニットと、このセンサユニットの出力信号を処理する信号処理用ＩＣと、処理された前記出力信号を軸受外部へ取り出す信号ケーブルとを含む電子部品をリング状に接続してなるセンサ組立品を、前記固定側部材の外周面に固定側部材と同心に取付けると共に、このセンサ組立品を前記保護カバーで覆ったセンサ付車輪用軸受。
　請求項１に記載のセンサ付車輪用軸受を備えたインホイール型モータ内蔵車輪用軸受装置。