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Title:
SENSOR-EQUIPPED BEARING FOR WHEEL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/069272
Kind Code:
A1
Abstract:
A sensor-equipped bearing for a wheel, having a reduced number of sensors, not affected by hysteresis, and capable of, in any loading conditions, accurately detecting a load acting on the wheel. The bearing is formed by arranging rolling bodies (5) between opposite double-row rolling surfaces (3, 4) of an outer member (1) and an inner member (2). The outer diameter surface of either of the outer and inner members (1, 2), which is a stationary member, is provided with a pair of sensor units (19) having two sensor units (20). Both the sensor units (20) are arranged at positions forming a phase difference of 180 degrees in the circumferential direction of the stationary member. The sensor units (20) each have a deforming member having two or more sections in contact with and fixed to the outer diameter surface of the stationary member and also each have a sensor for detecting strain of the deforming member. A radial load estimation means (31) estimates a radial load based on the difference between output signals from the sensor units (20), and axial load estimation means (32) estimates an axial load based on the sum of the output signals from the sensor units (20).

Inventors:
ISOBE HIROSHI (JP)
TAKAHASHI TORU (JP)
OZAKI TAKAYOSHI (JP)
NISHIKAWA KENTAROU (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/003431
Publication Date:
June 04, 2009
Filing Date:
November 21, 2008
Export Citation:
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Assignee:
NTN TOYO BEARING CO LTD (JP)
ISOBE HIROSHI (JP)
TAKAHASHI TORU (JP)
OZAKI TAKAYOSHI (JP)
NISHIKAWA KENTAROU (JP)
International Classes:
G01L5/00; B60B35/18; F16C19/18; F16C41/00
Domestic Patent References:
WO2007105367A12007-09-20
Foreign References:
JP2004514900A2004-05-20
JP2007271603A2007-10-18
Attorney, Agent or Firm:
SUGIMOTO, Shuji et al. (10-2 Edobori 1-chome,Nishi-ku, Osaka-shi, Osaka 02, JP)
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Claims:
 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車輪用軸受であって、
 上記外方部材および内方部材のうちの固定側部材の外径面に、その固定側部材の円周方向における180度の位相差をなす位置に配置された2つのセンサユニットからなるセンサユニット対を少なくとも1つ設け、前記センサユニットは、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センサを有し、前記センサユニット対における2つのセンサユニットのセンサの出力信号の差分から車輪用軸受もしくはタイヤの径方向に作用する径方向荷重を推定する径方向荷重推定手段と、前記センサユニット対における2つのセンサユニットのセンサの出力信号の和から車輪用軸受もしくはタイヤの軸方向に作用する軸方向荷重を推定する軸方向荷重推定手段とを設けたセンサ付車輪用軸受。
 請求項1において、少なくとも1つのセンサユニット対における2つのセンサユニットは、タイヤ接地面に対して上下位置となる前記固定側部材の外径面の上面部と下面部とに配置し、前記径方向荷重推定手段は、前記2つのセンサユニットのセンサの出力信号の差分から車輪用軸受もしくはタイヤに作用する垂直方向の荷重を推定するセンサ付車輪用軸受。
 請求項1において、少なくとも1つのセンサユニット対における2つのセンサユニットは、タイヤ接地面に対して前後位置となる前記固定側部材の外径面の右面部と左面部とに配置し、前記径方向荷重推定手段は、前記2つのセンサユニットのセンサの出力信号の差分から駆動力もしくはブレーキ力とな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、前記径方向荷重推定手段は、その推定値を前記軸方向荷重推定手段による推定値により補正する補正手段を有するセンサ付車輪用軸受。
[規則91に基づく訂正 08.01.2009]
 請求項1において、さらに車輪用軸受もしくはタイヤの軸方向に作用する軸方向荷重の方向を判別する軸方向荷重方向判別手段を設け、前記軸方向荷重推定手段は、前記センサユニット対における2つのセンサユニットのセンサの出力信号の和と、前記軸方向荷重方向判別手段の判別結果とから車輪用軸受もしくはタイヤの軸方向に作用する軸方向荷重を推定するセンサ付車輪用軸受。
 請求項5において、前記軸方向荷重方向判別手段を、車両のステアリング角を検出するステアリング角センサとしたセンサ付車輪用軸受。
 請求項5において、前記軸方向荷重方向判別手段を、車輪用軸受もしくはタイヤの軸方向に作用する軸方向荷重の方向により出力信号の異なる方向判別センサとしたセンサ付車輪用軸受。
 請求項7において、前記固定側部材の外周に、ナックルに取付ける車体取付用のフランジが設けられ、前記方向判別センサは、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センサを有するセンサユニットを、前記固定側部材に取付けてなり、前記歪み発生部材は固定側部材に接触して固定される2つの接触固定部を有し、これら接触固定部のうち1つの接触固定部が前記フランジの側面に固定され、他の1つの接触固定部が前記固定側部材の外径面に固定され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対の2つのセンサユニットにおける歪み発生部材の2つ接触固定部は、前記固定側部材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されるセンサ付車輪用軸受。
 請求項9において、前記センサユニットは、前記複列の転走面のうちのアウトボード側の転走面の周辺となる軸方向位置に配置され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対の2つのセンサユニットにおける歪み発生部材は切欠き部を有し、その切欠き部の周辺に前記センサを設け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周に、ナックルに取付ける車体取付用のフランジが設けられ、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、前記フランジは各ボルト孔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とされ、前記センサユニット対の2つのセンサユニットは、それぞれ隣合う前記突片の間の中央に配置したセンサ付車輪用軸受。
 請求項1において、前記径方向荷重推定手段は、前記センサユニット対の2つのセンサユニットのセンサの各出力信号の差分もしくは和を、前記各出力信号の絶対値、および前記各出力信号の平均値、および前記各出力信号の振幅のうちの、少なくともいずれか1つにより算出するセンサ付車輪用軸受。
 請求項1において、さらに、車輪用軸受の温度またはその周辺温度に応じて前記センサユニットのセンサの出力信号を補正する温度補正手段を設けたセンサ付車輪用軸受。
 請求項1において、さらに、前記接触固定部のうち少なくとも2つの接触固定部は、前記固定側部材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、前記センサユニット対における1つのセンサユニットは、車輪用軸受に作用する軸方向荷重の印加方向を判定するためのセンサを有するセンサ付車輪用軸受。
Description:
センサ付車輪用軸受 関連出願

 本出願は、2007年11月28日出願の特願2007-306 981、2007年12月25日出願の特願2007-331575、およ 2008年1月8日出願の特願2008-001133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 検出する荷重センサを内蔵したセンサ付車 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 として、車輪用軸受の固定輪である外輪の ランジ部外径面の歪みを検出することによ 荷重を検出するセンサ付車輪用軸受が提案 れている(例えば特許文献1)。また、車輪用 受の外輪に歪みゲージを貼り付け、歪みを 出するようにした車輪用軸受も提案されて る(例えば特許文献2)。さらに、固定輪のフ ンジ部と外径部にわたってL字型部材からな る歪み拡大機構を取付け、その歪み拡大機構 の一部に歪みゲージを貼り付けた車輪用軸受 が提案されている(例えば特許文献3)。

特開2002-098138号公報

特表2003-530565号公報

特開2006-077807号公報

 特許文献1に開示の技術では、固定輪のフラ ンジ部の変形により発生する歪みを検出して いる。しかし、固定輪のフランジ部の変形に は、フランジ面とナックル面の間に、静止摩 擦力を超える力が作用した場合に滑りが伴う ため、繰返し荷重を印加すると、出力信号に ヒステリシスが発生するといった課題がある 。
 例えば、車輪用軸受に対してある方向の荷 が大きくなる場合、固定輪フランジ面とナ クル面の間は、最初は荷重よりも静止摩擦 の方が大きいため滑らないが、ある大きさ 超えると静止摩擦力に打ち勝って滑るよう なる。その状態で荷重を小さくしていくと やはり最初は静止摩擦力により滑らないが ある大きさになると滑るようになる。その 果、この変形が生じる部分で荷重を推定し うとすると、出力信号に図37のようなヒス リシスが生じる。ヒステリシスが生じると 検出分解能が低下する。
 また、特許文献2のように外輪に歪みゲージ を貼り付けるのでは、組立性に課題がある。
 また、車輪用軸受もしくはタイヤに作用す 上下方向の荷重Fz を検出する場合、荷重Fz に対する固定輪変形量が小さいため歪み量 小さく、上記した技術では検出感度が低く り、荷重Fz を精度良く検出できない。

 さらに、特許文献3に開示の技術において も、L字型部材からなる歪み拡大機構のフラ ジ面に固定されている部位が、フランジ面 ナックル面の摩擦(滑り)の影響を受けるため 、同様の課題が生じる。

 そこで、本発明者等は、上記課題を解決 るものとして、以下の構成としたセンサ付 輪用軸受を開発した。このセンサ付車輪用 受における車輪用軸受は、複列の転走面が 周に形成された外方部材と、上記転走面と 向する転走面が外周に形成された内方部材 、両部材の対向する転走面間に介在した複 の転動体とを備え、車体に対して車輪を回 自在に支持する。上記外方部材および内方 材のうちの固定側部材の外径面には、この 径面に接触して固定される2つの接触固定部 とこれら2つの接触固定部の間に位置する切 き部とを有する歪み発生部材およびこの歪 発生部材に取付けられてこの歪み発生部材 歪みを検出するセンサを有する1つ以上のセ サユニットを設ける。

 しかし、このような構成の場合、荷重の 化に対してセンサの出力信号の変化が小さ 、温度やノイズ等に起因して出力信号に生 るドリフトにより検出誤差が大きくなる。 の結果、車輪用軸受もしくはタイヤに複合 重(例えば軸方向荷重Fy と垂直方向荷重Fz ) が印加した状態では、各方向の荷重をそれぞ れ算出することが困難である。

 この発明の目的は、少ないセンサ数で、 ステリシスの影響を受けることなく、どの うな荷重条件においても、車輪にかかる垂 方向の荷重および駆動力やブレーキ力によ 前後方向荷重の少なくともいずれか一方と 軸方向荷重とを正確に検出できるセンサ付 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、複列の 走面が内周に形成された外方部材と、前記 走面と対向する転走面が外周に形成された 方部材と、両部材の対向する転走面間に介 した複列の転動体とを備え、車体に対して 輪を回転自在に支持する車輪用軸受であっ 、上記外方部材および内方部材のうちの固 側部材の外径面に、その固定側部材の円周 向における180度の位相差をなす位置に配置 れた2つのセンサユニットからなるセンサユ ニット対を少なくとも1つ設け、前記センサ ニットは、前記固定側部材の外径面に接触 て固定される2つ以上の接触固定部を有する み発生部材およびこの歪み発生部材に取付 られてこの歪み発生部材の歪みを検出する ンサを有し、前記センサユニット対におけ 2つのセンサユニットのセンサの出力信号の 差分から車輪用軸受もしくはタイヤの径方向 に作用する径方向荷重を推定する径方向荷重 推定手段と、前記センサユニット対における 2つのセンサユニットのセンサの出力信号の から車輪用軸受もしくはタイヤの軸方向に 用する軸方向荷重を推定する軸方向荷重推 手段とを設けた。
 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) も荷重が印加されて変形が生じる。ここで 、センサユニット対を構成する2つのセンサ ニットにおける歪み発生部材の2つ以上の接 触固定部が、外方部材の外径面に接触固定さ れているので、外方部材の歪みが歪み発生部 材に拡大して伝達され易く、その歪みがセン サで感度良く検出され、その出力信号に生じ るヒステリシスも小さくなる。
 特に、固定側部材の外径面に、その円周方 における180度の位相差をなす位置に配置さ た2つのセンサユニットからなるセンサユニ ット対を少なくとも1対設け、そのセンサユ ット対の2つのセンサの出力信号の差により 方向荷重である例えば垂直方向荷重Fz を推 定する径方向荷重推定手段と、前記2つのセ サの出力信号の和により軸方向荷重Fy を推 する軸方向荷重推定手段とを設けているの 、多数のセンサを設けることなく、どのよ な荷重条件においても、径方向荷重(例えば 垂直方向荷重Fz )と軸方向荷重Fy とを感度良 く正確に検出することができる。

 この発明において、少なくとも1つのセン サユニット対における2つのセンサユニット 、タイヤ接地面に対して上下位置となる前 固定側部材の外径面の上面部と下面部とに 置し、前記径方向荷重推定手段は、前記2つ センサユニットのセンサの出力信号の差分 ら車輪用軸受もしくはタイヤに作用する垂 方向の荷重を推定するものとしても良い。 の構成の場合、ヒステリシスの影響を受け ことなく、どのような荷重条件においても 垂直方向にかかる荷重を正確に検出できる

 この発明において、少なくとも1つのセン サユニット対における2つのセンサユニット 、タイヤ接地面に対して前後位置となる前 固定側部材の外径面の右面部と左面部とに 置し、前記径方向荷重推定手段は、前記2つ センサユニットのセンサの出力信号の差分 ら駆動力もしくはブレーキ力となる荷重を 定するものとしても良い。この構成の場合 ヒステリシスの影響を受けることなく、ど ような荷重条件においても、駆動力もしく ブレーキ力となる荷重を正確に検出できる

 この発明において、前記径方向荷重推定手 は、その推定値を前記軸方向荷重推定手段 よる推定値により補正する補正手段を有す ものとしても良い。
 車輪用軸受もしくはタイヤの径方向に作用 る径方向荷重(垂直方向荷重Fz や駆動力も くはブレーキ力となる荷重Fx )に対する前記 固定側部材の変形量は、軸方向荷重Fy に対 る変形量と比較して非常に小さいため、軸 向荷重Fy の影響を受けやすい。そこで、径 向荷重推定手段による推定値を軸方向荷重 定手段による推定値により補正すれば、径 向荷重をより正確に推定することができる

 この発明において、さらに車輪用軸受もし はタイヤの軸方向に作用する軸方向荷重の 向を判別する軸方向荷重方向判別手段を設 、前記軸方向荷重推定手段は、前記センサ ニット対における2つのセンサユニットのセ ンサの出力信号の和と、前記軸方向荷重方向 判別手段の判別結果とから車輪用軸受もしく はタイヤの軸方向に作用する軸方向荷重を推 定するものとしても良い。
 軸方向荷重推定手段で算出されるセンサユ ット対における2つのセンサユニットのセン サ出力信号の和が、軸方向荷重に対してV字 の出力曲線(図8参照)となる場合、軸方向荷 の方向を判別する必要がある。そこで、別 設けた軸方向荷重方向判別手段で軸方向荷 の方向を判別すれば、その判別結果と2つの ンサユニットのセンサ出力信号の和とによ 、軸方向荷重推定手段は軸方向荷重を正確 検出することができる。

 この発明において、前記軸方向荷重方向 別手段を、車両のステアリング角を検出す ステアリング角センサとしても良い。この 成の場合、ステアリング角センサで検出さ るステアリング角によりコーナリング方向 分かるので、軸方向荷重の方向判別を行う とができる。

 この発明において、前記軸方向荷重方向 別手段を、車輪用軸受もしくはタイヤの軸 向に作用する軸方向荷重の方向により出力 号の異なる方向判別センサとしても良い。 の構成の場合、方向判別センサの出力信号 軸方向荷重の方向により異なるので、その 力信号から軸方向荷重の方向判別を行うこ ができる。

 この発明において、前記固定側部材の外周 、ナックルに取付ける車体取付用のフラン が設けられ、前記方向判別センサは、歪み 生部材およびこの歪み発生部材に取付けら てこの歪み発生部材の歪みを検出するセン を有するセンサユニットを、前記固定側部 に取付けてなり、前記歪み発生部材は固定 部材に接触して固定される2つ以上の接触固 定部を有し、これら接触固定部のうち1つの 触固定部が前記フランジの側面に固定され 他の1つの接触固定部が前記固定側部材の外 面に固定されるものとしても良い。
 この場合の方向判別センサの設置部位は、 方向荷重に対して変形量が大きいが、垂直 向荷重Fz や駆動力もしくはブレーキ力によ る荷重Fx のような径方向荷重に対して変形 の小さい部位である。この部位に設置する 、方向判別センサに作用する力が圧縮力と っ張り力で切り替わるため、その出力信号 負方向の軸方向荷重Fy の最大値から正方向 軸方向荷重Fy の最大値にかけて単調増加( たは単調減少)する。このため、例えばその 力信号の大小判別を所定のしきい値に対し 行なえば、軸方向荷重Fy の方向を判別する ことができる。

 この発明において、前記センサユニット の2つのセンサユニットにおける歪み発生部 材の2つ接触固定部は、前記固定側部材の同 軸方向位置でかつ周方向に互いに離間した 置となるように配置されていても良い。こ 構成の場合、固定側部材の周方向の歪みを ンサユニットによって検出することができ 。すなわち、タイヤと路面間に作用する荷 が、回転側部材から転動体を介して固定側 材に伝達されるので、固定側部材の外径面 周方向に歪むことになり、上記した接触固 部の配置により検出感度が向上し、荷重を らに精度良く推定できる。

 この発明において、前記センサユニット の2つのセンサユニットは、前記複列の転走 面のうちのアウトボード側の転走面の周辺と なる軸方向位置に配置されても良い。この構 成の場合、比較的設置スペースが広く、タイ ヤ作用力が転動体を介して固定側部材に伝達 されて比較的変形量の大きい部位にセンサユ ニットを配置することになるので、検出感度 が向上し、荷重をより精度良く推定できる。

 この発明において、前記センサユニット の2つのセンサユニットにおける歪み発生部 材は切欠き部を有し、その切欠き部の周辺に 前記センサを設けても良い。この構成の場合 、固定側部材から歪み発生部材に拡大されて 伝達される歪みが切欠き部に集中しやすくな り、センサによる検出感度が向上し、さらに 荷重を精度良く検出することができる。

 この発明において、前記固定側部材の外 に、ナックルに取付ける車体取付用のフラ ジが設けられ、このフランジの円周方向複 箇所にボルト孔が設けられ、前記フランン は各ボルト孔が設けられた円周方向部分が の部分よりも外径側へ突出した突片とされ 前記センサユニット対の2つのセンサユニッ トは、それぞれ隣合う前記突片の間の中央に 配置しても良い。この構成の場合、ヒステリ シスの原因となる突片から離れた位置にセン サユニットを設けることとなり、センサの出 力信号のヒステリシスがさらに小さくなり、 荷重をさらに精度良く検出することができる 。

 この発明において、前記径方向荷重推定手 は、前記センサユニット対の2つのセンサユ ニットのセンサの各出力信号の差分もしくは 和を、前記各出力信号の絶対値、および前記 各出力信号の平均値、および前記各出力信号 の振幅のうちの、少なくともいずれか1つに り算出するものとしても良い。
 車輪用軸受の回転中には、転走面における ンサユニットの近傍部位を通過する転動体 有無によって、センサユニットのセンサの 力信号の振幅に周期的な変化が生じる場合 ある。そこで、出力信号における振幅の周 を径方向荷重推定手段で測定することによ 、転動体の通過速度つまり車輪の回転数を 出することができる。このように、出力信 に変動が見られる場合は、出力信号の平均 や振幅により径方向荷重を算出することが きる。変動が見られない場合は、絶対値よ 径方向荷重を算出することができる。

 この発明において、さらに、車輪用軸受の 度またはその周辺温度に応じて前記センサ ニットのセンサの出力信号を補正する温度 正手段を設けた。
 この発明においては、軸受回転による発熱 周辺環境などにより車輪用軸受の温度が変 すると、荷重が変化しなくても、前記セン ユニットのセンサ出力信号は熱膨張などに り変動するので、検出された荷重に温度の 響が残る。ここでは、車輪用軸受の温度ま はその周囲温度に応じて前記センサユニッ のセンサ出力信号を補正する温度補正手段 設けているので、温度による検出誤差を低 できる。その結果、多数のセンサを設ける となく、どのような荷重条件においても、 方向荷重(例えば垂直方向荷重Fz )と軸方向 重Fy とを一層感度良く正確に検出すること ができる。

 この発明において、さらに、前記接触固定 のうち少なくとも2つの接触固定部は、前記 固定側部材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、 前記センサユニット対における1つのセンサ ニットは、車輪用軸受に作用する軸方向荷 の印加方向を判定するためのセンサを有す 。
 この構成によると、センサユニット対の2つ のセンサユニットにおける歪み発生部材の2 の接触固定部が、外方部材の外径面の同一 方向位置でかつ円周方向に互いに離間した 置に固定され、この2つの接触固定部間に歪 発生部材の歪みを検出するセンサが取付け れているので、外方部材の歪みが歪み発生 材に集中して伝達されることになり、その みがセンサで感度良く検出され、その出力 号に生じるヒステリシスも小さくなる。こ により、推定手段である径方向荷重推定手 および軸方向荷重推定手段は、センサの出 信号から、車輪用軸受に作用する軸方向荷 の絶対値と、少なくとも垂直方向荷重およ 駆動力やブレーキ力となる前後方向荷重の ずれか一方の荷重とを正確に推定すること できる。また、1つのセンサユニットは、車 輪用軸受に作用する軸方向荷重の印加方向を 判定するためのセンサを有するので、推定手 段は、このセンサの出力信号から軸方向荷重 の印加方向についても判定することができる 。その結果、車輪用軸受に作用する軸方向荷 重と、少なくとも垂直方向荷重および駆動力 やブレーキ力となる前後方向荷重のいずれか 一方の荷重とを正確に推定することができる 。

 この発明は、添付の図面を参考にした以下 好適な実施形態の説明からより明瞭に理解 れるであろう。しかしながら、実施形態お び図面は単なる例示および説明のためのも であり、この発明の範囲は添付の請求の範 によって定まる。添付図面において、複数 図面における同一の部品番号は、同一部分 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。 同センサ付車輪用軸受の外方部材の正 図と検出系の概念構成のブロック図とを組 合わせて示す図である。 同センサ付車輪用軸受におけるセンサ ニットの拡大平面図である。 図3、図19、図27および図34におけるIV-IV 断面図である。 同センサ付車輪用軸受の外方部材外径 の変形モードの一例を示す正面図である。 同センサ付車輪用軸受の外方部材外径 の変形モードの他の例を示す正面図である 同センサ付車輪用軸受におけるセンサ 力と垂直方向荷重との関係の一例を示すグ フである。 同センサ付車輪用軸受におけるセンサ 力と軸方向荷重との関係の一例を示すグラ である。 同センサ付車輪用軸受におけるセンサ 力と軸方向荷重との関係の他の例を示すグ フである。 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。 この発明の第2実施形態にかかるセン 付車輪用軸受の縦断面図とその検出系の概 構成のブロック図とを組み合わせて示す図 ある。 図11の一部拡大縦断面図である。 同センサ付車輪用軸受の外方部材の正 面図と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。 この発明の第3実施形態にかかるセン 付車輪用軸受の縦断面図とその検出系の概 構成のブロック図とを組み合わせて示す図 ある。 同センサ付車輪用軸受の外方部材の正 面図と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14の一部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 付車輪用軸受の縦断面図とその検出系の概 構成のブロック図とを組み合わせて示す図 ある。 同センサ付車輪用軸受の外方部材の正 面図と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。 センサユニットの他の例を示す拡大平 面図である。 この発明の第5実施形態にかかるセン 付車輪用軸受の縦断面図とその検出系の概 構成のブロック図とを組み合わせて示す図 ある。 同センサ付車輪用軸受の外方部材の正 面図と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。 この発明の第6実施形態にかかるセン 付車輪用軸受の縦断面図とその検出系の概 構成のブロック図とを組み合わせて示す図 ある。 同センサ付車輪用軸受の外方部材の正 面図と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22の一部拡大縦断面図である。 この発明の第7実施形態にかかるセン 付車輪用軸受の縦断面図とその検出系の概 構成のブロック図とを組み合わせて示す図 ある。 同センサ付車輪用軸受の外方部材の正 面図と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におけるセンサ ユニットの拡大平面図である。 センサユニットの他の例を示す拡大断 面図である。 外方部材の外径面での変形量と軸方向 荷重(コーナリング力)との関係を示すグラフ ある。 垂直方向荷重Fz の変化量をパラメー として、外方部材の外径面での変形量と軸 向荷重との関係を示すグラフである。 垂直方向荷重Fz の変化量をパラメー として、歪み発生部材における方向判定用 ンサの設置部での変形量と軸方向荷重との 係を示すグラフである。 この発明の第8実施形態にかかるセン 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の正 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。 この発明の第9実施形態にかかるセン 付車輪用軸受の外方部材の正面図である。 センサユニットの他の例の拡大平面図 である。 従来例での出力信号におけるヒステリ シスを示すグラフである。

 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 内輪回転タイプで、駆動輪支持用の車輪用 受に適用したものである。なお、この明細 において、車両に取付けた状態で車両の車 方向の外側寄りとなる側をアウトボード側 呼び、車両の中央寄りとなる側をインボー 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 面3に対向する転走面4を外周に形成した内 部材2と、これら外方部材1および内方部材2 転走面3,4間に介在した複列の転動体5とで構 される。この車輪用軸受は、複列のアンギ 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 。上記転走面3,4は断面円弧状であり、ボー 接触角が背面合わせとなるように形成され 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(図示せず)におけるナック 16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には円周方向の複数箇所に車体取付用 ボルト孔14が設けられ、インボード側より ックル16のボルト挿通孔17に挿通したナック ボルト18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16に 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 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 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 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 している。ハブ輪9の中心には貫通孔11が設 られている。ハブフランジ9aには、周方向複 数箇所にハブボルト(図示せず)の圧入孔15が けられている。ハブ輪9のハブフランジ9aの 元部付近には、車輪および制動部品(図示せ )を案内する円筒状のパイロット部13がアウ ボード側に突出している。

 図2は、この車輪用軸受の外方部材1をア トボード側から見た正面図を示す。なお、 1は、図2におけるI-I線断面図を示す。前記車 体取付用フランジ1aは、図2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 りも外径側へ突出した突片1aa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 、2つのセンサユニット20を1組とするセンサ ニット対19が1対設けられている。これら2つ センサユニット20は、外方部材1の外径面の 周方向における180度の位相差をなす位置に 置される。このセンサユニット対19は1対以 設けても良い。ここでは、センサユニット 19を構成する2つのセンサユニット20を、タ ヤ接地面に対して上位置となる外方部材1の 径面における上面部および下面部の2箇所に 設けることで、車輪用軸受もしくはタイヤに 作用する上下方向の荷重(垂直方向荷重)Fz も しくは軸方向の荷重Fyを検出するようにして る。具体的には、図2のように、外方部材1 外径面における上面部の、隣り合う2つの突 1aaの間の中央部に1つのセンサユニット20が 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 1つのセンサユニット20が配置されている。

 これらのセンサユニット20は、図3および 4に拡大平面図および拡大断面図で示すよう に、歪み発生部材21と、この歪み発生部材21 取付けられて歪み発生部材21の歪みを検出す るセンサ22とでなる。歪み発生部材21は、鋼 等の弾性変形可能な金属製の3mm以下の薄板 からなり、平面概形が帯状で中央の両側辺 に切欠き部21dを有する。また、歪み発生部 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 に有する。センサ22は、歪み発生部材21にお る各方向の荷重に対して歪みが大きくなる 所に貼り付けられる。ここでは、その箇所 して、歪み発生部材21の外面側で両側辺部 切欠き部21dで挟まれる中央部位が選ばれて り、センサ22は切欠き部21d周辺の周方向の歪 みを検出する。なお、歪み発生部材21は、固 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印加された状態にお 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 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。想定される最大 の力は、例えば、その力の印加によって車輪 用軸受としての機能が損なわれない範囲の最 大の力である。

 前記センサユニット20は、その歪み発生 材21の2つの接触固定部21aが、外方部材1の軸 向に同寸法の位置で、かつ両接触固定部21a 互いに円周方向に離れた位置に来るように 置され、これら接触固定部21aがそれぞれス ーサ23を介してボルト24により外方部材1の 径面に固定される。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からスペーサ23のボルト 通孔26に挿通し、外方部材1の外周部に設け れたボルト孔27に螺合させる。このように、 スペーサ23を介して外方部材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21dを有す 中央部位が外方部材1の外径面から離れた状 態となり、切欠き部21d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 ド側列の転走面3の周辺となる軸方向位置が ばれる。ここでいうアウトボード側列の転 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 ボード側列の転走面3の形成部までの範囲で る。外方部材1の外径面へセンサユニット20 安定良く固定する上で、外方部材1の外径面 における前記スペーサ23が接触固定される箇 には平坦部1bが形成される。

 センサ22としては、種々のものを使用す ことができる。例えば、センサ22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 による固定が行なわれる。また、センサ22 歪み発生部材21上に厚膜抵抗体により形成す ることもできる。

 センサユニット対19の2つのセンサ22は、 2のように径方向荷重推定手段31と軸方向荷 推定手段32とにそれぞれ接続される。径方向 荷重推定手段31は、前記2つのセンサ22の出力 号の差分から、車輪用軸受もしくはタイヤ 作用する径方向荷重(ここでは垂直方向荷重 Fz )を推定する手段である。軸方向荷重推定 段32は、前記2つのセンサ22の出力信号の和 ら、車輪用軸受もしくはタイヤに作用する 方向荷重(コーナリング力)Fy を推定する手 である。

 上記した径方向荷重推定手段31による垂直 向荷重Fz の推定方法、および軸方向荷重推 手段32による軸方向荷重Fy の推定方法につ て、以下に説明する。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5に矢 印P,Qで示すようになり、外方部材1の外径面 上面部が外径方向へ変形し、下面部が内径 向へ変形する。この第1実施形態では、セン ユニット20を、その2つの接触固定部21aが外 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 くなる引っ張り方向に変形し、前記下面部 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 それゆえ、このときのセンサユニット対19 2つのセンサ22の出力信号A,B(図7に破線のグラ フとして示す)の差分をとると、同図に実線 グラフCとして示すように傾きの大きい出力 線が得られる。また、2つのセンサ22の出力 号A,Bの和をとると、同図に別の実線のグラ Dとして示すように傾きの小さい出力曲線が 得られる。
 一方、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 面の変形モードは、図6に矢印P,Qで示すよう になり、外方部材1の外径面の上面部および 面部とも外径方向へ変形する。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も、前記下面部に固定された ンサユニット20の歪み発生部材21も共に、歪 みが大きくなる引っ張り方向に変形する。そ れゆえ、このときのセンサユニット対19の2つ のセンサ22の出力信号A,B(図8,図9に破線のグラ フとして示す)の差分をとると、同図に実線 グラフCとして示すように傾きの小さい出力 線が得られる。また、2つのセンサ22の出力 号A,Bの和をとると、別の実線のグラフDとし て示すように傾きの大きい出力曲線が得られ る。

 このように、垂直方向荷重Fz の印加時と軸 方向荷重Fy の印加時とで、外方部材1の外径 の変形モードが異なることを利用して、径 向荷重推定手段31による垂直方向荷重Fz の 定、および軸方向荷重推定手段32による軸 向荷重Fy の推定を、次のように行っている
 (1) 軸方向荷重推定手段32:2つのセンサ22の 力信号A,Bの和を求め、軸方向荷重(コーナリ グ力)Fy を推定する。この場合、垂直方向 重Fz に対する出力信号A,Bの和の傾きは小さ 、軸方向荷重Fy の歪み量は垂直方向荷重Fz と比べて非常に大きいため、垂直方向荷重Fz  による変動分はほとんど影響を受けない。
 (2) 径方向荷重推定手段31:2つのセンサ22の 力信号A,Bの差を求め、軸方向荷重推定手段32 で求めた軸方向荷重Fy の値で補正して、垂 方向荷重Fz を推定する。垂直方向荷重Fz に 限らず車輪用軸受もしくはタイヤの径方向に 作用する径方向荷重(駆動力もしくはブレー 力となる荷重Fx を含む)に対する外方部材1 変形量は、軸方向荷重Fy に対する変形量と 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、上記したように 、径方向荷重推定手段31による推定値を軸方 荷重推定手段32で求めた軸方向荷重Fy の値 補正すれば、径方向荷重(ここでは垂直方向 荷重Fz )を正確に推定できる。径方向荷重推 手段31は、前記補正処理を行う補正手段31a 有する。例えば、垂直方向荷重Fz と歪み量 比例関係にある場合、補正手段31aは軸方向 重Fy の値によりオフセット量や傾きを補正 する。

 前記径方向荷重推定手段31および軸方向 重推定手段32は、実験や解析により予め求め た図7ないし図9にグラフで示す関係(荷重Fz  歪み量(差)、荷重Fy と歪み量(和)、荷重Fy  歪み量(差)など)を、演算式またはテーブル により設定した関係設定手段(図示せず)を有 する。これにより、径方向荷重推定手段31お び軸方向荷重推定手段32は、入力された2つ センサ22の出力信号A,Bから前記関係設定手 を用いて、垂直方向荷重Fz および軸方向荷 Fy を推定できる。

 ただし、図8にV字形のグラフで示すよう 、軸方向荷重Fy の正負両方向(アウトボード 側の方向とインボード側の方向)において、 ンサユニット20の歪み発生部材21が引っ張り 向に変形する場合、軸方向荷重Fy の方向を 判別する必要がある。この軸方向荷重方向判 別手段の一例として、図1のようにステアリ グ角センサ33を用いることができる。このセ ンサ33で検出されるステアリング角により、 ーナリング方向(軸方向)が分かるため、軸 向荷重Fy の方向判別を行うことができる。 記した関係設定手段に設定する関係式には この軸方向荷重Fy の方向も含めても良い。

 また、図8のようなV字形のグラフではな 、図9のように負方向の軸方向荷重Fy の最大 値から正方向の軸方向荷重Fy の最大値にか て単調増加(または単調減少)するような場所 にセンサユニット20を設置できれば、上記し ステアリング角センサ33のような軸方向荷 方向判別手段を設けなくても、センサユニ ト20のセンサ22の出力信号A,Bだけから軸方向 重Fy の方向も判別できる。

 車輪のタイヤと路面間に荷重が作用する 、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。前記セ ンサユニット対19のセンサユニット20を例え 車体取付用フランジ1aの突片1aaに設置して、 車体取付用フランジ1aの変形から荷重を推定 ようとすると、従来例の説明におけるよう 出力信号にヒステリシスが生じる。ここで 、センサユニット20における歪み発生部材21 の2つの接触固定部21aが、外方部材1の外径面 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易く、 の歪みがセンサ22で感度良く検出され、そ 出力信号に生じるヒステリシスも小さくな 、荷重を精度良く推定できる。

 とくに、固定側部材である外方部材1の外 径面に、その円周方向における180度の位相差 をなす位置に配置された2つのセンサユニッ 20からなるセンサユニット対19を少なくとも1 対設け、そのセンサユニット対19の2つのセン サ22の出力信号の差により径方向荷重である えば垂直方向荷重Fz を推定する径方向荷重 推定手段31と、前記2つのセンサ22の出力信号 和によりコーナリング力となる軸方向荷重F y を推定する軸方向荷重推定手段32を設けて るので、多数のセンサを設けることなく、 のような荷重条件においても、径方向荷重( ここでは垂直方向荷重Fz )と軸方向荷重Fy と を感度良く正確に推定することができる。

 上記説明では車輪のタイヤと路面間の作用 を検出する場合を示したが、車輪のタイヤ 路面間の作用力だけでなく、車輪用軸受に 用する力(例えば予圧量)を検出するものと ても良い。
 このセンサ付車輪用軸受から得られた検出 重を自動車の車両制御に使用することによ 、自動車の安定走行に寄与できる。また、 のセンサ付車輪用軸受を用いると、車両に ンパクトに荷重センサを設置でき、量産性 優れたものとでき、コスト低減を図ること できる。

 また、この第1実施形態では、固定側部材 である外方部材1の外径面へのセンサユニッ 20の設置において、その歪み発生部材21の2つ の接触固定部21aが、外方部材1の同一軸方向 置でかつ周方向に互いに離間した位置とな ように配置されているので、外方部材1の周 向の歪みをセンサユニット20によって検出 ることができる。この実施形態の場合、タ ヤと路面間に作用する荷重が、回転側部材 ある内方部材2から転動体5を介して外方部材 1に伝達されるので、外方部材1の外径面は周 向に歪むことになり、上記した接触固定部2 1aの配置により検出感度が向上し、荷重をさ に精度良く推定できる。

 また、この第1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 径側へ突出した突片1aaとされるが、前記セ サユニット20における歪み発生部材21の2つ 接触固定部21aは、隣り合う突片1aa間の中央 配置されているので、ヒステリシスの原因 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、それだけセンサ22 出力信号に生じるヒステリシスが小さくな 、荷重をより精度良く推定できる。

 また、この第1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 うちのアウトボード側の転走面3の周辺とな 軸方向位置、つまり比較的設置スペースが 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 配置しているので、検出感度が向上し、荷 をより精度良く推定できる。

 また、センサユニット対19の2つのセンサ ニット20の歪み発生部材21は切欠き部21dを有 し、その切欠き部21dの周辺にセンサ22を設け いるので、固定側部材である外方部材1から 歪み発生部材21に拡大されて伝達される歪み 切欠き部21dに集中しやすくなり、センサ22 よる検出感度が向上し、さらに荷重を精度 く検出することができる。

 また、車輪用軸受の回転中には、転走面3 におけるセンサユニット20の近傍部位を通過 る転動体5の有無によって、センサユニット 20のセンサ22の出力信号の振幅に、図10に示す 波形図のように周期的な変化が生じる場合が ある。その理由は、転動体5の通過時とそう ない場合とで変形量が異なり、転動体5の通 周期ごとにセンサ22の出力信号の振幅がピ ク値を持つためである。そこで、検出信号 おけるこのピーク値の周期を、例えば径方 荷重推定手段31で測定することにより、転動 体5の通過速度つまり車輪の回転数を検出す ことも可能となる。このように、出力信号 変動が見られる場合、径方向荷重推定手段31 は、センサユニット対19の2つのセンサ22の出 信号の差分を、各出力信号の平均値や振幅 ら算出することができる。変動が見られな 場合は、絶対値より算出することができる

 なお、この第1実施形態において、以下の構 成については特に限定しない。
 ・ センサユニット20の設置個数、接触固定 部21a,センサ22,切欠き部21dの数、設置場所
 ・ センサユニット20の形状、固定方法(接 、溶接でも良い。スペーサ23を介さずに、2 の接触固定部21aを外方部材1の外径面に直接 定し、その外径面における両接触固定部21a 被固定部位間に溝を設けても良い。)、固定 する向き(軸方向に向けて固定し、軸方向の みを検出しても構わない)

 また、この第1実施形態では、センサユニ ット対19となる2つのセンサユニット20を、タ ヤ接地面に対して上下位置となる固定側部 である外方部材1の外径面の上面部と下面部 とに配置しているが、これに限らず外方部材 1の外径面の左右両面に配置しても良い。こ 場合には、径方向荷重推定手段31により、径 方向荷重として車両の前後方向に作用する駆 動力もしくはブレーキ力による荷重Fx を推 することができる。

 図11ないし図13は、この発明の第2実施形 を示す。このセンサ付車輪用軸受では、上 した軸方向荷重方向判別手段として、図1に けるステアリング角センサ33に代えて、軸 向荷重Fy の方向により出力信号の異なる方 判別センサ34が設けられている。ここでの 向判別センサ34は、歪み発生部材36と、この み発生部材36に取付けられて歪み発生部材36 の歪みを検出するセンサ37を有するセンサユ ット35を、スペーサ38A,38Bを介して外方部材1 に固定したものである。

 方向判別センサ34の歪み発生部材36は、図 12に拡大して示すように、鋼材等の金属材か なる板材をL字状に折り曲げて形成され、外 方部材1のフランジ1aにおけるボルト孔14の近 のアウトボード側に向く側面に対向する径 向片36aと、外方部材1の外径面に対向する軸 方向片36bとを有する。センサ37は径方向片36a 片面に固定される。この歪み発生部材36は スペーサ38A,38Bを介して外方部材1の外周部に 、ボルト39,40で締結される。すなわち、径方 片36aに形成されたボルト挿通孔41からスペ サ38Aのボルト挿通孔42に挿通させたボルト39 、外方部材1のフランジ1aにおけるナックル ルト18用のボルト孔14の近傍に設けられたボ ルト孔43に螺合させる。また、軸方向片36bに 成されたボルト挿通孔44から別のスペーサ38 Bのボルト挿通孔45に挿通させたボルト40を、 方部材1の外径面に設けられたボルト孔46に 合させる。これにより、歪み発生部材36が 方部材1に締結される。

 上記した方向判別センサ34の設置部位は 軸方向荷重(コーナリング力)に対して変形量 が大きいが、垂直方向荷重Fz や駆動力もし はブレーキ力による荷重Fx のような径方向 重に対して変形量の小さい部位である。こ 部位に設置すると、方向判別センサ34に作 する力が圧縮力と引っ張り力で切り替わる め、図9に破線で示すような出力曲線が得ら る。このため、例えばその出力信号の大小 別を所定のしきい値に対して行なえば、軸 向荷重Fy の方向を判別することができる。 方向判別センサ34の出力信号は、軸方向荷重 定手段32に入力され、その入力信号から軸 向荷重推定手段32は軸方向荷重Fy の方向を 別する。その他の構成は、図1~図10に示した 1実施形態の場合と同様である。

 図14ないし図16は、この発明の第3実施形態 示す。このセンサ付車輪用軸受では、図1~図 10に示す第1実施形態において、センサユニッ ト対19の2つのセンサユニット20を以下のよう 構成している。この場合も、センサユニッ 20は、図16に拡大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 れて歪み発生部材21の歪みを検出するセンサ 22とでなる。歪み発生部材21は、外方部材1の 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 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 走面3の周辺となる軸方向位置に配置され、 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 おける同位相の位置に配置される。ここで うアウトボード側列の転走面3の周辺とは、 ンボード側列およびアウトボード側列の転 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。この場合も 外方部材1の外径面へセンサユニット20を安 良く固定する上で、外方部材1の外径面にお る前記歪み発生部材21の接触固定部21aが接 固定される箇所に平坦部を形成するのが望 しい。
 また、歪み発生部材21の中央部には内面側 開口する1つの切欠き部21dが形成されている 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21dの周辺、具体的には歪み発生部 材21の外面側で切欠き部21dの背面側となる位 が選ばれており、センサ22は切欠き部21d周 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、 れぞれボルト47により外方部材1の外径面へ 結することで固定される。具体的には、こ らボルト47は、それぞれ接触固定部21aに設 られた径方向に貫通するボルト挿通孔48に挿 通し、外方部材1の外周部に設けられたボル 孔49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47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2 1の接触固定部21a以外の箇所では、外方部材1 外径面との間に隙間が生じている。その他 構成は、図1~図10に示した第1実施形態の場 と同様である。

 図17ないし図19は、この発明の第4実施形 を示す。図17に示すように、このセンサ付車 輪用軸受では、図1~図10に示す第1実施形態に かる車輪用軸受において、さらに、車輪用 受の温度またはその周辺温度に応じて前記 ンサユニット20のセンサ22の出力信号を補正 する温度補正手段30を設けている。車輪用軸 の温度またはその周辺温度は、温度センサ2 9により検知する。これらの温度補正手段30お よび温度センサ29を設けた点を除くその他の 成は、第1実施形態と同様であるので、同一 部分には同一の符号を付してその詳しい説明 は省略する。

 図18は、この車輪用軸受の外方部材1をア トボード側から見た正面図を示す。なお、 17は、図18におけるXVII-XVII線断面図を示す。 前記車体取付用フランジ1aは、図18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。

 センサユニット対19の2つのセンサ22は、 17および図18のように温度補正手段30を介し 径方向荷重推定手段31と軸方向荷重推定手段 32とにそれぞれ接続される。径方向荷重推定 段31は、前記2つのセンサ22の出力信号の差 から、車輪用軸受もしくはタイヤに作用す 径方向荷重(ここでは垂直方向荷重Fz )を推 する手段である。軸方向荷重推定手段32は、 前記2つのセンサ22の出力信号の和から、車輪 用軸受もしくはタイヤ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。

 上記した径方向荷重推定手段31による垂 方向荷重Fz の推定方法、および軸方向荷重 定手段32による軸方向荷重Fy の推定方法は 第1実施形態の場合と同様であるので、詳し い説明は省略する。

 図18のように、外方部材1の外径面におけ 各センサユニット20の設置部の近傍には、 方部材1の外径面温度を検出する温度センサ2 9がそれぞれ設けられている。温度センサ29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30は、車 用軸受の温度またはその周辺温度に応じて 前記センサユニット20のセンサ出力信号を 正する手段である。ここでは、温度補正手 30は、前記温度センサ29の出力信号に基づい 、対応するセンサユニット20のセンサ出力 号を補正する。したがって、径方向荷重推 手段31や軸方向荷重推定手段32には、温度補 手段30によって補正されたセンサ出力信号 入力される。

 図19は、前記温度センサ29の他の設置例を 示す。この設置例では、図3に示す第1実施形 のセンサユニット20における歪み発生部材21 の外面側に温度センサ29が設けられている。 ンサユニット20は外方部材1の外径面に固定 れているため、歪み発生部材21の温度は外 部材1の外径面と同じになり、温度センサ29 外方部材1の外径面温度を検出することがで る。このように、歪み発生部材21の一部に 度センサ29を設けると、センサユニット20の ンサ22と設置場所が同じになるので、信号 ーブルの引き出し等が容易となり、組立性 量産性を向上させることができる。

 車輪のタイヤと路面間に荷重が作用する 、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が、以下 の動作は第1実施形態の場合と同様の動作に り、径方向荷重(ここでは垂直方向荷重Fz ) 軸方向荷重Fy とを感度良く推定することが きる。

 しかし、第1実施形態の場合、軸受回転に よる発熱や周辺環境などにより車輪用軸受の 温度が変化すると、荷重が変化しなくても、 前記センサユニット20のセンサ出力信号は熱 張などにより変動するので、推定される荷 に温度の影響が残る。この第4実施形態によ れば、車輪用軸受の温度またはその周囲温度 に応じて前記センサユニット20のセンサ出力 号を補正する温度補正手段30を設けている で、温度による検出誤差を低減できる。そ 結果、多数のセンサを設けることなく、ど ような荷重条件においても、径方向荷重(例 ば垂直方向荷重Fz )と軸方向荷重Fy とを感 良く正確に検出することができる。

 また、この第4実施形態では、前記温度補 正手段30が、固定側部材である外方部材1の外 径面に設けた温度センサ29の出力信号に応じ センサユニット20のセンサ出力信号を補正 るようにしているので、センサユニット20が 設けられる外方部材1の外径面の温度の測定 に応じて、センサユニットのセンサ出力信 を補正することになり、荷重をより正確に 出できる。

 この第4実施形態においても、前述した図 7ないし図10に示した各関係グラフは適用され るので、その詳しい説明は省略する。

 図20ないし図21は、この発明の第5実施形 を示す。このセンサ付車輪用軸受では、上 した軸方向荷重方向判別手段として、図17に おけるステアリング角センサ33に代えて、軸 向荷重Fy の方向により出力信号の異なる方 向判別センサ34が設けられている。これら図2 0ないし図21に示す第5実施形態は、図11ないし 図13に示す第2実施形態に対応するものであっ て、温度補正手段30および温度センサ29を除 ば、その他の構成は同様であり、図17ないし 図19に示す第4実施形態とでは前記方向判別セ ンサ34の有無のみでその他の構成は同様であ ので、詳しい説明は省略する。

 この第5実施形態において、前記方向判別 センサ34の出力信号についても、センサユニ ト20のセンサ出力信号と同様に、温度補正 段30で補正しても良い。この場合、方向判別 センサ34の出力信号の温度影響を低減でき、 り正確な方向判別が可能となる。

 図22ないし図24は、この発明の第6実施形 を示す。このセンサ付車輪用軸受では、図17 ~図19に示す第4実施形態におけるセンサユニ ト対19の2つのセンサユニット20を、図24に拡 断面図で示すような構成にしている。これ の図22ないし図24に示す第6実施形態は、前 図14~図16に示す第3実施形態に対応するもの あって、温度補正手段30および温度センサ29 除く構成は同様であるので、詳しい説明は 略する。第6実施形態による場合も、第4実 形態と同様の作用効果を奏する。

 この発明の第7実施形態を図25ないし図31 ともに説明する。

 このセンサ付車輪用軸受における軸受は 図25に示すように、センサユニット対19にお ける1つのセンサユニット20Aが、車輪用軸受 作用する軸方向荷重の印加方向を判定する めのセンサ22Bを有する。

 図26は、この車輪用軸受の外方部材1をア トボード側から見た正面図を示す。なお、 25は、図26におけるXXV-XXV線断面図を示す。 記車体取付フランジ1aは、図26のように、各 ルト孔14が設けられた円周方向部分が他の 分よりも外径側へ突出した突片1aaとされて る。

 図26に示すように、固定側部材である外 部材1の外径面には、2つのセンサユニット20A ,20Bを1組とするセンサユニット対19が1対設け れている。これら2つのセンサユニット20A,20 Bは、外方部材1の外径面の円周方向における1 80度の位相差をなす位置に配置される。この ンサユニット対19は2つ以上設けても良い。 こでは、センサユニット対19を構成する2つ センサユニット20A,20Bを、タイヤ接地面に対 して上下位置となる外方部材1の外径面にお る上面部および下面部の2箇所に設けること 、車輪用軸受に作用する上下方向の荷重で る垂直方向荷重Fz と軸方向の荷重であるコ ーナリング力Fy を検出するようにしている 具体的には、図26のように、外方部材1の外 面における上面部の、隣り合う2つの突片1aa の中央部に1つのセンサユニット20Aが配置さ れ、外方部材1の外径面における下面部の、 り合う2つの突片1aa間の中央部に他の1つのセ ンサユニット20Bが配置されている。

 例えば、外方部材1の外径面の上面部に配 置されるセンサユニット20Aは、図27で示すよ 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 る2つ以上(ここでは2つ)のセンサ22A,22Bとで る。歪み発生部材21は、鋼材等の弾性変形可 能な金属製の薄板材からなり、平面概形がL 状とされている。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3つ以上(ここでは3つ)の接触固定 21a,21b,21cを有する。これら3つの接触固定部21 a~21cは、L字状の歪み発生部材21の一端部、角 、および他端部に配置される。なお、セン ユニット20Aの拡大断面図は、図4と同様とな るので、詳しい説明は省略する。

 図27に示すように、前記センサユニット20 Aは、その歪み発生部材21の2つの接触固定部21 a,21bが、外方部材1の軸方向に同寸法の位置で 、かつ両接触固定部21a,21bが互いに円周方向 離れた位置に来るように配置される。この 置で、前記両接触固定部21a,21bのうちの1つの 接触固定部21bと、残る他の1つの接触固定部21 cは、外方部材1の円周方向の同位相の位置で かつ両接触固定部21b,21cが互いに軸方向に離 れた位置に来るようにされる。また、歪み発 生部材21における接触固定部21a,21bの中間位置 の両側辺部、および接触固定部21b,21cの中間 置の両側辺部には、切欠き部21dが形成され いる。このセンサユニット20Aにおける1つの ンサ22Aは、歪み発生部材21の外面側で2つの 触固定部21a,21bの配置部の中間位置の2つの 欠き部21dで挟まれる箇所に貼り付けられる

 他の1つのセンサ22Bは、同じく歪み発生部 材21の外面側で2つの接触固定部21b,21cの配置 の中間位置の2つの切欠き部21dで挟まれる箇 に貼り付けられる。これにより、1つのセン サ22Aは歪み発生部材21の周方向の歪みを検出 、他の1つのセンサ22Bは歪み発生部材21の軸 向の歪みを検出する。具体的には、センサ2 2Aの検出信号は、車輪用軸受に作用する軸方 荷重Fy の絶対値と、垂直方向荷重Fz の検 に用いられる。また、他のセンサ22Bの検出 号は、前記軸方向荷重Fy の印加方向を判定 るのに用いられる。なお、歪み発生部材21 、固定側部材である外方部材1に作用する外 、またはタイヤと路面間に作用する作用力 して、想定される最大の力が印加された状 においても、塑性変形しないものとするの 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20Aに伝わらず、歪み の測定に影響を及ぼすからである。

 歪み発生部材21の各接触固定部21a~21cは、 れぞれスペーサ23を介してボルト24により外 方部材1の外径面に固定される。各ボルト24は 、それぞれ接触固定部21a~21cに設けられた径 向に貫通するボルト挿通孔25からスペーサ23 ボルト挿通孔26に挿通し、外方部材1の外周 に設けられたボルト孔27に螺合させる。こ ように、スペーサ23を介して外方部材1の外 面に接触固定部21a~21cを固定することにより 歪み発生部材21のセンサ設置部が外方部材1 外径面から離れた状態となり、センサ設置 の周辺の歪み変形が容易となる。接触固定 21a,21b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 周辺となる軸方向位置が選ばれる。この位 よりもアウトボード側の位置に他の1つの接 触固定部21cが配置される。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 側列およびアウトボード側列の転走面3の中 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。外方部材1の外径面へ ンサユニット20Aを安定良く固定する上で、 方部材1の外径面における前記スペーサ23が 触固定される箇所には平坦部1bが形成される 。

 外方部材1の外径面の下面部に配置される センサユニット20Bについては詳述しないが、 例えば前記センサユニット20Aにおけるセンサ 22Bを有しない構造のものとされる。この場合 、歪み発生部材11も、接触固定部21cの配置さ た一片部を有しないものであっても良い。 の他の構成は、センサユニット20Aの場合と 様である。

 センサ22A,22Bとしては、前記第1実施形態 示したものと同様なものを使用することが き、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、センサ22A,22Bを歪み発生部材21上に 膜抵抗体にて形成することもできる。その 合のセンサユニット20A,20Bの構造を図28に示 。このセンサユニット20A,20Bは、歪み発生部 材21のセンサ取付面21A上に絶縁層50が形成さ 、この絶縁層50の表面の両側に対をなす電極 51,51が形成され、これら電極51,51の間で前記 縁層50の上にセンサとなる歪み測定用抵抗体 52が形成され、さらに電極51,51と歪み測定用 抗体52の上に保護膜53が形成された構造とな ている。

 このセンサユニット20A,20Bの製造方法を次 に示す。まず、ステンレス鋼等の金属材料で 形成された歪み発生部材21の表面にガラス等 絶縁材料を印刷、焼成して絶縁層50を形成 る。次に、絶縁層50の表面に、導電性材料を 印刷、焼成して電極51,51を形成する。さらに 電極51,51間に、抵抗体となる材料を印刷、 成して歪み発生測定用抵抗体52を形成する。 さらに、これら電極51,51および歪み測定用抵 体52を保護するために、保護膜53を形成する 。

 このようにしてセンサ22A,22Bを形成すると 、歪み発生部材21のセンサ設置面に接着剤で 定する場合のような経年変化による接着強 の低下がなく、センサユニット20A,20Bの信頼 性を向上させることができる。また、加工も 容易であるため、コスト低下を図れる。

 また、上記センサ22A,22Bの形成において、 歪み発生測定用抵抗体52とブリッジ回路を構 する抵抗体および回路を、パターン印刷お び焼成により形成しても良い。この場合に 、ブリッジ回路の抵抗のばらつきを少なく ることができる。

 センサユニット20A,20Bのセンサ22A,22Bは推 手段である径方向荷重推定手段31および軸方 向荷重推定手段32に接続される。推定手段で る径方向荷重推定手段31および軸方向荷重 定手段32は、センサユニット対19の各センサ2 2A,22Bの出力信号により、車輪用軸受に作用す る荷重を推定する手段である。ここでは、推 定手段である径方向荷重推定手段31および軸 向荷重推定手段32は、車輪用軸受に作用す 垂直方向荷重Fz と軸方向荷重Fy を推定する 。なお、前記径方向荷重推定手段31は、第1実 施形態と同様補正処理を行う補正手段31aを有 する。

 ここでは、センサユニット20A,20Bにおける 歪み発生部材21の2つの接触固定部21a,21bの中 位置に設けたセンサ22Aで、つまり外方部材1 外径面の同一軸方向位置でかつ円周方向に いに離間した位置となる2つの接触固定部21a ,21bの中間位置に設けたセンサ22Aで、円周方 の歪みを検出するようにしている。そこで 前記推定手段30では、センサユニット対19の2 つのセンサ22Aの出力信号の差分から垂直方向 荷重Fz、および和から軸方向荷重(絶対値)Fyを それぞれ推定する。これにより、各センサ22A の出力信号に温度やノイズによるドリフトが ある場合でも、ドリフトの影響をキャンセル もしくは低減できる。

 前記推定手段である径方向荷重推定手段3 1および軸方向荷重推定手段32は、実験や解析 により予め求めた関係(垂直方向荷重Fz と歪 量(差分)、軸方向荷重Fy と歪み量(差分))を 演算式またはテーブル等により設定した関 設定手段(図示せず)を有する。これにより 推定手段である径方向荷重推定手段31および 軸方向荷重推定手段32は、入力された2つのセ ンサ22Aの出力信号の差分および和から前記関 係設定手段を用いて、垂直方向荷重Fz およ 軸方向荷重(絶対値)Fy を推定できる。

 また、推定手段である径方向荷重推定手段3 1および軸方向荷重推定手段32では、軸方向荷 重Fy の方向の判別を以下のように行う。
 例えば、図27に示すセンサユニット20Aにお る歪み発生部材21の接触固定部22bの軸方向位 置において、位置y1から位置y2までの歪み発 部材21の径方向の変位量lyは図29のようにな 。同図に示すように、軸方向荷重Fy の方向 よって、径方向に最も変位する位置が異な 。また、図30に示すように、前記位置y2にお ける径方向の変位量は、印加される軸方向荷 重Fy の増減によって単調に増減する。その 果、センサユニット20Aにおける歪み発生部 21の軸方向に並ぶ2つの接触固定部21b,21cの中 位置の歪み量も、図31に示すように軸方向 重Fy の方向性に従って増減する。そこで、 定手段である径方向荷重推定手段31および 方向荷重推定手段32は、センサユニット20Aに おける歪み発生部材21の前記2つの接触固定部 21b,21cの中間位置に設置されるセンサ22Bの出 信号の大きさから、軸方向荷重Fy の印加方 を判別することができる。センサ22Bの出力 号の大きさは、図31のように垂直方向荷重Fz の増減によっても増減する。そこで、推定手 段である径方向荷重推定手段31および軸方向 重推定手段32は、センサ22Bの出力信号を、 に推定した垂直方向荷重Fzで補正して軸方向 荷重Fy の印加方向を判別する。

 車輪のタイヤと路面間に荷重が作用する 、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。ここで は、センサユニット19対の2つのセンサユニッ ト20A,20Bにおける歪み発生部材21の2つの接触 定部21a,21bが、外方部材1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 に固定され、この2つの接触固定部21a,21b間に み発生部材21の歪みを検出するセンサ22Aが 付けられているので、外方部材1の歪みが歪 発生部材21に集中して伝達されることにな 、その歪みがセンサ22Aで感度良く検出され その出力信号に生じるヒステリシスも小さ なる。これにより、推定手段である径方向 重推定手段31および軸方向荷重推定手段32は ンサ22Aの出力信号から、車輪用軸受に作用 る軸方向荷重Fy (絶対値)と、少なくとも垂 方向荷重Fz および駆動力やブレーキ力とな る前後方向荷重Fx のいずれか一方(ここでは 直方向荷重Fz )の荷重を正確に推定するこ ができる。また、1つのセンサユニット20Aは 車輪用軸受に作用する軸方向荷重Fy の印加 方向を判定するためのセンサ22Bを有するので 、推定手段である径方向荷重推定手段31およ 軸方向荷重推定手段32は、このセンサ22Bの 力信号から軸方向荷重Fy の印加方向につい も判定することができる。その結果、車輪 軸受に作用する軸方向荷重Fyと垂直方向荷 Fz を正確に推定することができる。

 また、この第7実施形態では、センサユニ ット対19を構成する2つのセンサユニット20A,20 Bのうち、軸方向荷重Fy の印加方向を判定す ためのセンサ22Bを有するセンサユニット20A は、その歪み発生部材21が少なくとも3つ以 (ここでは3つ)の接触固定部21a~21cを有し、そ のうちの2つの接触固定部21a,21bを外方部材1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て、そ の2つの接触固定部21a,21bの間に取付けたセン 22Aを軸方向荷重(絶対値)Fy と垂直方向荷重F z の推定用としている。また、他の1つの接 固定部21cを前記接触固定部21bと円周方向に 位相の位置でかつ軸方向に互いに離間した 置となるように配置しており、円周方向に 位相の位置とした2つの接触固定部21b,21cの間 に取付けたセンサ22Bを軸方向荷重Fy の印加 向を判定用としている。そのため、軸方向 重Fy の印加方向を判定するために、前記セ サユニット20A,20Bと別に設ける必要がなく、 構成が簡単になる。

 また、垂直方向荷重Fz に対しては、固定 側部材である外方部材1は上面部と下面部で 形するが、この第7実施形態では、センサユ ット対19の2つのセンサユニット20A,20Bを、タ イヤ接地面に対して上下位置となる外方部材 1の外径面の上面部と下面部とに配置してい ので、どのような荷重条件においても、そ らのセンサ22A,22Bの出力信号から、推定手段 ある径方向荷重推定手段31および軸方向荷 推定手段32が軸方向荷重(絶対値と印加方向)F y と垂直方向荷重Fz とを正確に推定するこ ができる。

 センサユニット対19となる2つのセンサユ ット20A,20Bは、この第7実施形態の場合のよ にタイヤ接地面に対して上下位置となる外 部材1の外径面の上面部と下面部に配置する 合に限らず、タイヤ接地面に対して前後位 となる外方部材1の外径面の右面部と左面部 とに配置しても良い。駆動力やブレーキ力に よる前後方向荷重Fx に対しては、固定側部 である外方部材1の右面部と左面部が変形す ので、この場合には、それらのセンサ22A,22B の出力信号から、推定手段である径方向荷重 推定手段31および軸方向荷重推定手段32は軸 向荷重(絶対値と印加方向)Fy と駆動力やブ ーキ力による前後方荷重Fx とを正確に推定 ることができる。

 なお、前記センサユニット20A,20Bの歪み発 生部材21にはサーミスタ、白金抵抗素子など 温度検出手段や、振動、加速度などのセン の少なくとも1つを設置しても良い。このよ うに,他のセンサを歪みセンサと一体とする とにより、部品点数の低減が可能となる。

 また、この第7実施形態では、センサユニ ット対19の2つのセンサユニット20A,20Bの歪み 生部材21が切欠き部21dを有し、その切欠き部 21dの周辺にセンサ22A,22Bを設けているので、 定側部材である外方部材1から歪み発生部材2 1に拡大されて伝達される歪みが切欠き部21d 集中しやすくなり、センサ22A,22Bによる検出 度が向上し、さらに荷重を精度良く検出す ことができる。

 また、この第7実施形態では、図26のよう 、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間の中央部に1つのセンサ ニット20A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間の 央部に他の1つのセンサユニット20Bが配置さ ているので、突片1aaの変形によってナック 16(図25)との間に生じるヒステリシスの影響 それだけ少なくできる。

 また、この第7実施形態では、例えばセン サユニット20Aにおける接触固定部21a,21bが配 される軸方向位置として、外方部材1のアウ 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、この位置よりもアウトボード側 の位置に他の1つの接触固定部21cが配置され いるので、外方部材1が転動体5から受ける荷 重を精度良く測定することができる。また、 転走面3,3間の周辺は、外方部材1の径方向変 が大きいので、感度良く荷重を推定するこ ができる。

 この発明の第8実施形態を図32ないし図34 示す。この実施形態のセンサ付車輪用軸受 は、図25~図31に示した第7実施形態において センサユニット20Aの拡大平面図および断面 を示す図34のように、外方部材1の外径面に ける歪み発生部材21の円周方向に並ぶ2つの 触固定部21a,21bが固定される2箇所の中間部、 および軸方向に並ぶ2つの接触固定部21b,21cが 定される2箇所の中間部に、それぞれ溝1cを けることで、前記スペーサ23を省略し、歪 発生部材21における各センサ22A,22Bの設置部 外方部材1の外径面から離すようにしている センサユニット20Bについても同様である。 34におけるIV-IV線断面は第1実施形態の場合 図4と同様である。その他の構成は、図25~図3 1に示した第7実施形態の場合と同様である。 お、図32および図33では、推定手段である径 方向荷重推定手段31および軸方向荷重推定手 32を省略している。

 図35は、この発明の第9実施形態における ンサ付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。この実施形態で は、図25~図31に示した第7実施形態において、 さらに別のセンサユニット対19Aを設けている 。このセンサユニット対19Aも、固定側部材で ある外方部材1の外径面の円周方向における18 0度の位相差をなす位置に配置された2つのセ サユニット20C,20Dからなる。この場合、2つ センサユニット20C,20Dは、タイヤ接地面に対 て前後位置となる外方部材1の外径面の右面 部と左面部とに配置される。センサユニット 20C,20Bの構成は、図25~図31に示した第7実施形 におけるセンサユニット20A,20Bの場合と同様 ある。これら2つのセンサユニット20C,20Dの ンサ22A,22Bも推定手段である径方向荷重推定 段31および軸方向荷重推定手段32に接続され る。その他の構成は図25~図31に示した第7実施 形態の場合と同様である。

 センサユニット対19Aの2つのセンサユニッ ト20C,20Dを上記した配置とすることにより、 動力やブレーキ力となる前後方荷重Fx の検 が可能である。推定手段30は、これらのセ サユニット20C,20Dのセンサ22Aの出力信号の差 から駆動力やブレーキ力となる前後方荷重F x を推定する。荷重Fx に対しては、外方部 1における左面部と右面部が変形するので、 のような荷重条件においても荷重Fx を正確 に推定することができる。

 図36は、図25~図31に示した第7実施形態に けるセンサユニット20Aの他の構成例の拡大 面図を示す。このセンサユニット20Aでは、 み発生部材21の接触固定部21aと接触固定部21c との間をL字状の延長部21eで接続して、歪み 生部材21の平面形状を概形ロ字状とし、前記 L字状の延長部21eの上にセンサ22A,22Bの出力信 を処理する信号処理回路部31を設けている このように、歪み発生部材21の上に信号処理 回路部31を設けることで、例えば歪み発生部 21に他のセンサを設置する場合などにおい 他のセンサの回路部間などとの配線が不要 なる。

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