センサ付車輪用軸受
【課題】 外部環境の影響によるセンサの故障を確実に防止して、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、ケーブルの配線処理やセンサの組付けも容易なセンサ付車輪用軸受を提供する。
【解決手段】 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。複数のセンサユニット２０と、そのセンサ出力信号を処理する信号処理用ＩＣ２５と、処理された出力信号を軸受外部へ取り出す信号ケーブル２６とを含む電子部品を、円環状の保護カバー２７の内側に配置して円環状のセンサ組立品２８とする。センサ組立品２８はシール部材４０を介して、外方部材１および内方部材２のうち固定側部材の周面に固定側部材と同心に取付ける。
【解決手段】 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。複数のセンサユニット２０と、そのセンサ出力信号を処理する信号処理用ＩＣ２５と、処理された出力信号を軸受外部へ取り出す信号ケーブル２６とを含む電子部品を、円環状の保護カバー２７の内側に配置して円環状のセンサ組立品２８とする。センサ組立品２８はシール部材４０を介して、外方部材１および内方部材２のうち固定側部材の周面に固定側部材と同心に取付ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車輪の軸受部にかかる荷重を検出する荷重センサを内蔵したセンサ付車輪用軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の各車輪にかかる荷重を検出する技術として、車輪用軸受の固定輪である外輪のフランジ部外径面に歪みセンサを設け、荷重を検出するようにし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）。また、図２０のように、車輪用軸受の外輪５０に歪みゲージ５１を貼り付け、歪みを検出するようにした車輪用軸受も提案されている（例えば特許文献２）。
【０００３】
さらに、歪み発生部材およびこの歪み発生部材に取付けた歪みセンサからなるセンサユニットを軸受の固定輪である外方部材の内径面に取付け、前記歪み発生部材は、前記外方部材に対して少なくとも２箇所の接触固定部を有し、隣り合う接触固定部の間で少なくとも１箇所に切欠き部を有し、この切欠き部に前記歪みセンサを配置し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３）。
【０００４】
特許文献３に開示のセンサ付車輪用軸受によると、車両走行に伴い回転輪に荷重が加わったとき、転動体を介して固定輪が変形するので、その変形がセンサユニットに歪みをもたらす。センサユニットに設けられた歪みセンサは、センサユニットの歪みを検出する。歪みと荷重の関係を予め実験やシミュレーションで求めておけば、歪みセンサの出力から車輪にかかる荷重等を検出することができる。
【特許文献１】特開２００２−０９８１３８号公報
【特許文献２】特表２００３−５３０５６５号公報
【特許文献３】特開２００７−５７２９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、車輪用軸受の外輪フランジ部の外径面に歪みセンサを設けた特許文献１に開示の技術や、図２０のように車輪用軸受の外輪５０に歪みゲージ５１を貼り付けた特許文献２に開示の技術では、センサが外部環境から保護されていない。そのため、車両走行中に跳ねた小石などがセンサにぶつかってセンサが破損したり、泥水を被ってセンサが腐食する恐れがある。
【０００６】
また、特許文献３に開示の技術では、車輪用軸受の外輪の内径面にセンサユニットを取付けているので、センサを外部環境から守ることができるが、軸受内部から軸受外部へ信号ケーブルを引き出す処理や、センサユニットの組付けが困難である。
【０００７】
そこで、特許文献３に開示の複数のセンサユニットと、そのセンサの出力信号を処理する信号処理用ＩＣと、処理された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、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、車輪用軸受の固定側部材である外輪の周面に外輪と同心に取付けることを試みた。
【０００８】
この構成によると、電子部品を保護カバーで被覆でき、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。また、信号ケーブルの配線処理やセンサの組付けも容易となる。
【０００９】
しかし、このような構成とした場合でも、固定側部材である外輪が荷重負荷により変形し、その変形に保護カバーが追従できなくなると、外輪と保護カバーの間から泥水等が浸入する可能性があり、外部環境の影響によるセンサの故障を防止できない場合がある。
【００１０】
この発明の目的は、外部環境の影響によるセンサの故障を確実に防止して、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、信号ケーブルの配線処理やセンサの組付けも容易なセンサ付車輪用軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明のセンサ付車輪用軸受は、複列の転走面が内周に形成された外方部材と、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において、上記外方部材および内方部材のうちの固定側部材の周面に接触して固定される歪み発生部材、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からなる複数のセンサユニットと、前記センサ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、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前記固定側部材の周面に固定側部材と同心に取付けたことを特徴とする。前記固定側部材は、例えば前記外方部材である。
【００１２】
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る。センサユニットにおける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、その出力信号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。
とくに、複数のセンサユニットと、センサユニットのセンサ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に取り出す信号ケーブルとを含む電子部品を、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前記固定側部材の周面に固定側部材と同心に取付けているので、前記電子部品を保護カバーで被覆できて、固定側部材の変形に保護カバーが追従できない条件下であっても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，信号処理用ＩＣ，信号ケーブル等の電子部品を確実に保護することができる。また、信号ケーブルの配線処理やセンサの組付けも容易となる。
【００１３】
この発明において、前記シール部材は、前記保護カバーの周面に沿う円環状の芯金と、この芯金の両側縁全周にその内径面から外径面にわたって接合した一対の円環状の弾性体とでなるものとしても良い。換言すれば、弾性体を、芯金の内径面と外径面に渡って回り込ませる。
このように芯金の両側縁に、その内径面から外径面にわたって接合される弾性体を設けた場合、シール部材の両側縁の弾性体が前記固定側部材の周面と保護カバーの周面との間に挟まれることになる。そのため、保護カバーの内部と外部とを前記弾性体で完全に遮断でき、シール部材のシール効果を上げることができる。
【００１４】
シール部材が上記構成の円環状の芯金と弾性体とでなる場合に、前記シール部材の前記円環状の芯金がプレス成形品であり、この芯金の前記円環状の弾性体が接合される両側縁が、外径側へ拡径する拡径曲げ部とされていても良い。
芯金の両側縁が拡径曲げ部とされていると、この拡径曲げ部と一般部との間で生じる段差等により、弾性体の位置が規制される。そのため、接着剤などを用いることなく、芯金の両側縁へ弾性体を圧入などにより簡単かつ確実に接合できる。
【００１５】
この発明において、前記シール部材の芯金の前記円環状の弾性体が接合される両側縁は、内径面が幅方向内側に向けて縮径変化する面取り部を有し、または内径面が幅方向内側に向けて縮径変化する面取り部、および外径面が幅方向内側に向けて拡径変化する面取り部を有する断面形状とされていても良い。
このように面取り部を設けた場合、弾性体を芯金の内径側と外径側とに回り込ませた構造でありながら、弾性体が厚くなり過ぎることが回避できる。また、面取り部により芯金の側縁の先端が狭くなっているため、弾性体に円周溝等を設けて芯金の側縁に圧入等で嵌合させる場合に、嵌合作業が容易に行える。
【００１６】
この発明において、前記シール部材は、前記センサ組立品における前記センサユニットの配置部と対面する位置に、径方向に貫通するセンサユニット露出用開口を有するものとしても良い。
この構成の場合、固定側部材の周面にシール部材を圧入固定した後からでも、センサ組立品におけるセンサユニットを固定側部材の周面に直接密着して取付けることができる。
【００１７】
この発明において、前記シール部材の芯金が耐食性鋼材のプレス成形品からなるものとしても良い。この構成の場合、荷重負荷に対する十分な耐強度をシール部材に持たせることができ、外部からの泥水や塩水などによるシール部材の腐食も防止できるので、外部環境の影響によるセンサの故障をより確実に防止できる。
【００１８】
この発明において、前記センサ組立品を前記固定側部材の外径面に取付けても良い。この場合、前記シール部材を前記固定側部材の外径面へ圧入固定しても良い。前記シール部材が、前記保護カバーの内径面に沿う円環状の芯金と、この芯金の両側縁全周にその内径面から外径面にわたって接合した一対の円環状の弾性体とでなる場合、このシール部材を前記固定側部材の外径面へ、前記芯金および弾性体の両方に締代を持たせて圧入固定しても良い。このように圧入固定することにより、荷重負荷された状態となっても、固定側部材とシール部材との締め付けによる固定力が維持できるため、軸方向および周方向のずれの発生がなく、また弾性体が密着して泥水等の浸入も防止できる。
【００１９】
前記センサ組立品を前記固定側部材の外径面に取付けた場合に、前記シール部材は、前記保護カバーの内径面に沿う円環状の芯金と、この芯金の両側縁全周にその内径面から外径面にわたって接合した一対の円環状の弾性体とでなるものとし、前記保護カバーの内径面に、前記シール部材の弾性体と密着する溝部を設けても良い。なお、この溝部の内径は、保持カバーをシール部材の外径面に取付けた状態で、締代を持つ寸法に設定することが好ましい。これにより、保護カバーの内径面の溝部にシール部材の弾性体が密着するので、シール部材によるシール効果をより向上させることができる。
【００２０】
この発明において、前記円環状のセンサ組立品が取付けられる前記固定側部材の周面における少なくとも前記センサ組立品との接触部分に、耐食性また防食性を有する表面処理を施しても良い。表面処理は、例えば金属メッキ、または塗装、またはコーティング処理である。
このように、固定側部材の周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、固定側部材の周面の錆によりセンサ組立品の取付部が盛り上がったり、センサ組立品における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、荷重検出をさらに長期にわたり正確に行うことができる。
【発明の効果】
【００２１】
この発明のセンサ付車輪用軸受は、複列の転走面が内周に形成された外方部材と、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において、上記外方部材および内方部材のうちの固定側部材の周面に接触して固定される歪み発生部材、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からなる複数のセンサユニットと、前記センサ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、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前記固定側部材の周面に固定側部材と同心に取付けたため、外部環境の影響によるセンサの故障を確実に防止して、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、信号ケーブルの配線処理やセンサの組付けも容易となる。例えば、外部からの飛び石や泥水，塩水等から、センサ，信号処理用ＩＣ，信号ケーブル等の電子部品を確実に保護することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
この発明の一実施形態を図１ないし図１６と共に説明する。この実施形態は、第３世代型の内輪回転タイプで、駆動輪支持用の車輪用軸受に適用したものである。なお、この明細書において、車両に取付けた状態で車両の車幅方向の外側寄りとなる側をアウトボード側と呼び、車両の中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。
【００２３】
このセンサ付車輪用軸受における軸受は、図１に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。
【００２４】
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。車体取付用フランジ１ａには周方向複数箇所にナックル取付用のねじ孔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に挿通したナックルボルト（図示せず）を前記ねじ孔１４に螺合することにより、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。
【００２５】
固定側部材である外方部材１の外径面には、４個のセンサユニット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。
【００２６】
これらのセンサユニット２０は、図１２に示すように、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、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中央の両側辺部に切欠き部２１ａを有する。また、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、歪み発生部材２１の外面側で両側辺部の切欠き部２１ａで挟まれる中央部位が選ばれており、歪みセンサ２２は切欠き部２１ａ周辺の周方向の歪みを検出する。歪み発生部材２１の前記歪みセンサ２２を挟んで長手方向に離れた２箇所には、センサユニット２０を前記外方部材１の外径面に固定するボルト２３（図２）の挿通孔２４が設けられている。
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。
【００２７】
前記４個のセンサユニット２０は、これらの歪みセンサ２２の出力信号を処理する信号処理用ＩＣ２５、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２６（図１２）などの電子部品と共に、図９（Ａ），（Ｂ）に正面図および側面図で示す円環状の保護カバー２７の内側に配置して、図１３（Ａ），（Ｂ）に正面図および側面図で示す円環状のセンサ組立品２８が構成される。図１２は、保護カバー２７の内側に配置される前記電子部品の展開図を示す。各センサユニット２０間に信号ケーブル２６が保護カバー２７の外径側溝部２９Ａに沿って配線され、その信号ケーブル２６の途中に信号処理用ＩＣ２５が配置されている。信号ケーブル２６の車体側への引き出し部２６ａは、保護カバー２７の一箇所から保護カバー２７の外側に引き出される。保護カバー２７の材質は、プラスチックやゴムであっても良く、また金属製であっても良い。
【００２８】
保護カバー２７は、図９（Ａ），（Ｂ）のＸａ−Ｘａ矢視断面図およびＸｂ−Ｘｂ矢視断面図を示す図１０（Ａ），（Ｂ）のように、その内径面における周方向の前記各センサユニット２０の配置部となる４箇所が、全幅にわたり平面状のフラット部２７ａとされている。この保護カバー２７の外径面には、周方向に沿って延びる溝部２９が設けられ、前記各フラット部２７ａが設けられた箇所に、溝部２９から内径面へ径方向に貫通する矩形の開口部３０がそれぞれ設けられている。これら開口部３０の内径側における周方向に沿う両側縁には、センサユニット２０の歪み発生部材２１が係合する係合段部３０ａが設けられている。各係合段部３０ａは、前記フラット部２７ａに設けられている。これにより、図１３（Ａ），（Ｂ）のXIVa−XIVa矢視断面図およびXIVb−XIVb矢視断面図を示す図１４（Ａ），（Ｂ）のように、保護カバー２７の開口部３０に、各センサユニット２０がその歪み発生部材２１を内径側に露出させて設置される。このように各センサユニット２０は、保護カバー２７の内径面に歪み発生部材２１を露出させて取付けてあるため、歪み発生部材２１を固定側部材である外方部材１の外径面に密着させ、外方部材１の弾性変形を歪み発生部材２１に効果的に伝えることができる。なお、開口部３０は、保護カバー２７の外周側からセンサユニット２０の配線とボルト固定を行えるようにした開口部である。
【００２９】
前記円環状のセンサ組立品２８は、シール部材４０を介して軸受の固定側部材である外方部材１の外径面に外方部材１と同心に取付けられる。図５（Ａ），（Ｂ）は、シール部材４０の正面図および側面図を示す。シール部材４０は、図５（Ａ），（Ｂ）のVIa −VIa 矢視断面図およびVIb −VIb 矢視断面図を示す図６（Ａ），（Ｂ）のように、前記保護カバー２７の内径面に沿う円環状の芯金４１と、この芯金４１の両側縁全周にその内径面から外径面にわたって接合した一対の円環状の弾性体４２とでなる。このシール部材４０の前記センサ組立品２８におけるセンサユニット２０の配置部と対面する周方向の各位置には、径方向に貫通する矩形のセンサユニット露出用開口４３がそれぞれ設けられる。これにより、シール部材４０を介してセンサ組立品２８を外方部材１の外径面に取付けた状態で、センサユニット２０をシール部材４０のセンサユニット露出用開口４３から外方部材１の外径面に接触させることができる。
【００３０】
シール部材４０の芯金４１は耐食性鋼材のプレス成形品からなり、その円環状の弾性体４２が接合される両側縁は、図６（Ｂ）のＣ部を拡大して示す図７（Ａ）のように、外径側へ拡径する拡径曲げ部４１ａとされている。拡径曲げ部４１ａは、具体的には、外径側へ延びる立ち片部分と、この立ち片部分の先端から幅方向の外側へ延びる円筒部とでなる。円環状の弾性体４２は、内向きの側面に周方向に沿う溝部４２ａを有する断面コ字状とされ、その溝部４２ａを芯金４１の前記拡径曲げ部４１ａに圧入することにより、芯金４１の両側縁に円環状の弾性体４２が接合されている。このような接合構造とすることにより、接着剤などを用いることなく、芯金４１の両側縁へ円環状の弾性体４２を簡単かつ確実に接合できる。また、弾性体４２が、拡径曲げ部４１ａの立ち片部分に当接して位置決めされる。
【００３１】
このほか、芯金４１の弾性体接合部となる両側縁は、図７（Ｂ）のように内径面が幅方向内側に向けて縮径変化する面取り部４１ｂを設けた先薄の断面形状部分としても良い。また、図７（Ｃ）のように内径面が幅方向内側に向けて縮径変化する面取り部４１ｂと、外径面が幅方向内側に向けて拡径変化する面取り部４１ｃとを設けた先薄の断面形状部分としても良い。芯金４１の両側縁をこのような形状とした場合にも、円環状の弾性体４２の溝部４２ａを芯金４１の前記面取り部４１ｂ（４１ｃ）に圧入させることで、接着剤などを用いることなく、芯金４１の両側縁へ円環状の弾性体４２を簡単かつ確実に接合できる。また、このように面取り部４１ｂ、または面取り部４１ｂ，４１ｃを設けた場合、弾性体４２を芯金４１の内径側と外径側とに回り込ませた構造でありながら、弾性体４２が厚くなり過ぎることが回避できる。また、面取り部４１ｂ、または面取り部４１ｂ，４１ｃにより芯金４１の側縁の先端が狭くなっているため、弾性体４２に溝部４２ａ等を設けて芯金４１の側縁に圧入等で嵌合させる場合に、嵌合作業が容易に行える。
前記シール部材４０は、円環状のセンサ組立品２８に先立ち、軸受の外方部材１の外径面に圧入固定される。
【００３２】
また、図３に示す円環状のセンサ組立品２８の保護カバー２７の内径面の両側部には、図１１のように前記シール部材４０の円環状の弾性体４２と密着する内径側溝部２９Ｂが形成されている。円環状のセンサ組立品２８は、図１５（Ａ），（Ｂ）のように中央で２分割可能とされている。具体的には、円環状の保護カバー２７が、２つの分割体２７Ａ，２７Ｂの各一端をヒンジ３１で開閉可能に連結してなり、そのヒンジ３１を介してセンサ組立品２８の２つの半円弧部が開閉可能とされている。このセンサ組立品２８の開放状態での開口寸法Ｗの最大値は、外方部材１の外径寸法（より具体的には、シール部材４０を圧入嵌合させた状態での外径寸法）よりも大きくなるようにされている。これにより、外方部材１の外径面にシール部材４０を圧入嵌合させた後に、前記センサ組立品２８を、その開口寸法Ｗが最大となる状態に開くことで、前記シール部材４０に重ねて取付けることができる。
【００３３】
図１において、外方部材１の外径面の前記センサ組立品２８が取付けられる軸方向位置には、図８のように全周にわたる円筒研削面１ｂが設けられる。また、前記円筒研削面１ｂのうち、前記センサユニット２０の歪み発生部材２１が接触する４箇所、つまり上面部、下面部、右面部および左面部は平面研削面部１ｃとされている。これにより各センサユニット２０の歪み発生部材２１を平面研削面部１ｃに確実に接触させることができる。また、前記各平面研削面部１ｃには、前記歪み発生部材２１のボルト挿通孔２４に整合するねじ孔３２が設けられている。これにより、前記円筒研削面１ｂにシール部材４０を介してセンサ組立品２８を組み付けた後で、図２のように歪み発生部材２１のボルト挿通孔２４に挿通したボルト２３を前記ねじ孔３２に螺合させることで、センサユニット２０が外方部材１の外径面に直接固定され、同時にセンサ組立品２８の全体も固定される。前記平面研削面部１ｃにおける２つのねじ孔３２で挟まれる中間部には軸方向に延びて溝１ｄが設けられる。これにより、歪み発生部材２１における切欠き部２１ａが位置する中間部位が平面研削面部１ｃから離されるので、切欠き部２１ａの周辺の歪み変形が容易となる。４個のセンサユニット２０は、それらの各歪みセンサ２２が外方部材１の軸方向に対して同寸法となる位置に設けられる。
【００３４】
図１における外方部材１のセンサ組立品２８の取付部を、図３および図４に拡大して示す。同図のように、外方部材１の外径面にシール部材４０を介してセンサ組立品２８を取付けた後で、センサ組立品２８における電子部品（センサユニット２０、信号処理用ＩＣ２５、信号ケーブル２６）の保護カバー２７からの露出部分がモールド材３３で密封される。具体的には、保護カバー２７の外径側溝部２９Ａに全周にわたってモールド材３３が充填されて、前記電子部品の露出部分が密封される。なお、図３は周方向におけるセンサユニット２０の配置部の拡大断面図を示し、図４はセンサユニット２０の配置されない部分の拡大断面図を示す。
【００３５】
前記電子部品の露出部分を密封するのに、前記モールド材３３を用いる代わりに、保護カバー２７の外径側溝部２９Ａに接着剤やシール剤を充填してから、センサ組立品２８の外径面に、図１６（Ａ），（Ｂ）に示すような２つの分割体３４Ａ，３４Ｂからなる円環状の外側カバー３４を、図３および図４に仮想線で示すように接着固定しても良い。
【００３６】
歪みセンサ２２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。
【００３７】
センサユニット２０の歪みセンサ２２は前記信号処理用ＩＣ２５に接続される。信号処理用ＩＣ２５は、歪みセンサ２２の出力信号により、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 ，駆動力となる荷重Ｆx ，軸方向荷重Ｆy ）を推定する推定手段となるものであって、信号処理回路や補正回路などが含まれる。この信号処理用ＩＣ２５は、前記作用力と歪みセンサ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、入力された出力信号から前記関係設定手段を用いて作用力の値を出力する。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。
【００３８】
上記構成の作用を説明する。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における歪み発生部材２１が外方部材１の周面に接触して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２２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り、荷重を精度良く推定できる。また、複数のセンサユニット２０と、歪みセンサ２２の出力信号を処理する信号処理用ＩＣ２５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２６とを含む電子部品を、円環状の保護カバー２７の内側に配置して円環状のセンサ組立品２８とし、このセンサ組立品２８をシール部材４０を介して外方部材１の周面に外方部材１と同心に取付けているので、外部環境によりセンサユニット２０を含む電子部品が故障する（飛び石による破損や、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る。また、信号ケーブル２６の配線処理や歪みセンサ２２の組付けも容易となる。
とくに、センサ組立品２８をシール部材４０を介して外方部材１の周面に取付けていることから、外方部材１の変形に保護カバー２７が追従できない条件下であっても外部環境の影響による歪みセンサ２２などの電子部品の故障を確実に防止できる。
【００３９】
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）を検出するものても良い。
このセンサ付車輪用軸受から得られた検出荷重を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。
【００４０】
この実施形態では、シール部材４０を、前記保護カバー２７の内径面に沿う円環状の芯金４１と、この芯金４１の両側縁全周にその内径面から外径面にわたって接合した一対の円環状の弾性体４２とでなるものとしているので、シール部材４０の両側縁の弾性体４２が外方部材１の外径面と保護カバー２７の内径面との間に挟まれて、保護カバー２７の内部と外部とを弾性体４２で完全に遮断でき、シール部材４０のシール効果を上げることができる。
【００４１】
また、この実施形態では、シール部材４０の芯金４１が耐食性鋼材のプレス成形品からなるので、荷重負荷に対する十分な耐強度をシール部材４０に持たせることができ、外部からの泥水や塩水などによるシール部材４０の腐食も防止でき、外部環境の影響によるセンサユニット２０などの電子部品の故障をより確実に防止できる。
【００４２】
また、この実施形態では、センサ組立品２８における保護カバー２７の内径面に、シール部材４０の弾性体と密着する内径側溝部２９Ｂを設けているので、その内径側溝部２９Ｂにシール部材４０の弾性体４２が密着して、シール部材４０によるシール効果をより向上させることができる。
【００４３】
また、この実施形態では、センサ組立品２８を、中央で２分割可能としているので、固定側部材である外方部材１の周面への取付けが容易となり、組立性が向上する。
【００４４】
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を固定側部材である外方部材１の周面にボルト２３で直接固定するようにしているので、センサユニット２０を強固に固定でき、荷重負荷時でも固定部に滑りが生じることがなく、それだけ検出精度を向上させることができる。また、センサユニット２０をボルト２３で外方部材１に固定することで、同時にセンサ組立品２８を外方部材１に取付けることができるので、組立性がさらに向上する。
【００４５】
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の軸方向位置が異なると、外方部材１の外径面から歪み発生部材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を、それらの各歪みセンサ２２が外方部材１の軸方向に対して同寸法となる位置に設けているので、その軸方向位置を周回する保護カバー２７で複数のセンサユニット２０を含む電子部品を保護することができ、保護カバー２７をコンパクトに構成できる。
【００４６】
また、この実施形態では、固定側部材である外方部材１の外径面にセンサ組立品２８を取付けるものとし、その外方部材１の外径面に全周にわたる円筒研削面１ｂを設け、この円筒研削面１ｂのうちセンサユニット２０の歪み発生部材２１が接触する部分を平面研削面部１ｃとしているので、外方部材１へのセンサ組立品２８の取付けが容易となり、かつ外方部材１の外径面の歪み発生材２１の接触が確実なものとなる。
【００４７】
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を、図１２のように平面概形が帯状で側辺部に切欠き部２１ａ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やすく、その歪みが歪みセンサ２２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。歪み発生部材２１を、平面概形が均一幅の帯状とした場合でも同様である。
【００４８】
また、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２２により検出可能となる。
【００４９】
図１７および図１８は、この発明の他の実施形態を示す。このセンサ付車輪用軸受は、図１〜図１６に示した実施形態において、前記円環状のセンサ組立品２８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３５が形成されている。この例では、前記表面処理層３５が、外方部材１の車体取付用フランジ１ａの外周面およびアウトボード側の側面から、外方部材１の車体取付用フランジ１ａよりもアウトボード側の部分、およびアウトボード側の端面までの範囲に形成されている。外方部材１のの外周面における車体取付用フランジ１ａよりもインボード側部分、および車体取付用フランジ１ａのインボード側の側面は、ナックル接触面となる部分であり、表面処理層３５が施されていない。なお、前記表面処理層３５は、図１９のように外方部材１の外径面の全面に形成しても良い。このように表面処理層３５を形成した外方部材１の外径面に、図１８のように前記シール部材４０を介して前記センサ組立品２８が取付けられる。その他の構成は、図１〜図１６の実施形態の場合と同様である。
【００５０】
耐食性または防食性を有する表面処理層３５としては、例えば金属メッキ処理によるメッキ層や、塗装処理による塗膜層、コーティング処理によるコーティング層等が挙げられる。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、クロムミメッキ、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、フッ素系電着塗装等の電着塗装が適用できる。コーティング処理としては、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。
【００５１】
このように、この実施形態では、センサ組立品２８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３５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組立品２８の取付部が盛り上がったり、センサ組立品２８におけるセンサユニット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、荷重検出をさらに長期にわたり正確に行うことができる。
【００５２】
また、図１７，図１８の実施形態では、前記表面処理層３５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からアウトボード側端までの範囲のみに形成しているので、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。
【００５３】
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、センサ組立品２８は内方部材の内周となる周面に設ける。
【００５４】
また、この実施形態では第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組立品を設ける。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】この発明の一実施形態にかかるセンサ付車輪用軸受の断面図である。
【図２】図１におけるII−II矢視断面図である。
【図３】外方部材のセンサ組立品が設置される軸方向位置におけるセンサユニットが配置される周方向位置の拡大断面図である。
【図４】外方部材のセンサ組立品が設置される軸方向位置におけるセンサユニットが配置されない周方向位置の拡大断面図である。
【図５】（Ａ）はシール部材の正面図、（Ｂ）は同側面図である。
【図６】（Ａ）は図５（Ｂ）におけるVIa − V1a矢視断面図、（Ｂ）は図５（Ａ）におけるVIb − V1b矢視断面図である。
【図７】（Ａ）はシール部材の一例の部分拡大断面図、（Ｂ）は他の例の部分拡大断面図、（Ｃ）はさらに他の例の部分拡大断面図である。
【図８】外方部材の側面図である。
【図９】（Ａ）は円環状の保護カバーの正面図、（Ｂ）は同側面図である。
【図１０】（Ａ）は図９（Ａ）におけるＸａ−Ｘａ矢視断面図、（Ｂ）は図９（Ｂ）におけるＸｂ−Ｘｂ矢視断面図である。
【図１１】保護カバーの部分拡大断面図である。
【図１２】センサ組立品に設置される電子部品の展開図である。
【図１３】（Ａ）はセンサ組立品の正面図、（Ｂ）は同センサ組立品の側面図である。
【図１４】（Ａ）は図１３（Ａ）におけるXIVa−XIVa矢視断面図、（Ｂ）は図１３（Ｂ）におけるXIVb−XIVb矢視断面図である。
【図１５】（Ａ）はセンサ組立品の閉じ状態を示す正面図、（Ｂ）は同センサ組立品の開放状態を示す正面図である。
【図１６】（Ａ）は円環状の外側カバーの分割体の側面図、（Ｂ）は同円環状の外側カバーの正面図である。
【図１７】この発明の他の実施形態における軸受の断面図である。
【図１８】同軸受にセンサ組立品を取付けたセンサ付車輪用軸受の断面図である。
【図１９】同軸受への表面処理層の他の形成例を示す断面図である。
【図２０】従来例の斜視図である。
【符号の説明】
【００５６】
１…外方部材
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
２２…歪みセンサ
２５…信号処理用ＩＣ
２６…信号ケーブル
２７…保護カバー
２８…センサ組立品
２９Ｂ…保護カバーの内径側溝部
３５…表面処理層
４０…シール部材
４１…円環状の芯金
４１ａ…拡径曲げ部
４１ｂ，４２ｃ…面取り部
４２…円環状の弾性体
４３…センサユニット露出用開口
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車輪の軸受部にかかる荷重を検出する荷重センサを内蔵したセンサ付車輪用軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の各車輪にかかる荷重を検出する技術として、車輪用軸受の固定輪である外輪のフランジ部外径面に歪みセンサを設け、荷重を検出するようにし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）。また、図２０のように、車輪用軸受の外輪５０に歪みゲージ５１を貼り付け、歪みを検出するようにした車輪用軸受も提案されている（例えば特許文献２）。
【０００３】
さらに、歪み発生部材およびこの歪み発生部材に取付けた歪みセンサからなるセンサユニットを軸受の固定輪である外方部材の内径面に取付け、前記歪み発生部材は、前記外方部材に対して少なくとも２箇所の接触固定部を有し、隣り合う接触固定部の間で少なくとも１箇所に切欠き部を有し、この切欠き部に前記歪みセンサを配置し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３）。
【０００４】
特許文献３に開示のセンサ付車輪用軸受によると、車両走行に伴い回転輪に荷重が加わったとき、転動体を介して固定輪が変形するので、その変形がセンサユニットに歪みをもたらす。センサユニットに設けられた歪みセンサは、センサユニットの歪みを検出する。歪みと荷重の関係を予め実験やシミュレーションで求めておけば、歪みセンサの出力から車輪にかかる荷重等を検出することができる。
【特許文献１】特開２００２−０９８１３８号公報
【特許文献２】特表２００３−５３０５６５号公報
【特許文献３】特開２００７−５７２９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、車輪用軸受の外輪フランジ部の外径面に歪みセンサを設けた特許文献１に開示の技術や、図２０のように車輪用軸受の外輪５０に歪みゲージ５１を貼り付けた特許文献２に開示の技術では、センサが外部環境から保護されていない。そのため、車両走行中に跳ねた小石などがセンサにぶつかってセンサが破損したり、泥水を被ってセンサが腐食する恐れがある。
【０００６】
また、特許文献３に開示の技術では、車輪用軸受の外輪の内径面にセンサユニットを取付けているので、センサを外部環境から守ることができるが、軸受内部から軸受外部へ信号ケーブルを引き出す処理や、センサユニットの組付けが困難である。
【０００７】
そこで、特許文献３に開示の複数のセンサユニットと、そのセンサの出力信号を処理する信号処理用ＩＣと、処理された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、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、車輪用軸受の固定側部材である外輪の周面に外輪と同心に取付けることを試みた。
【０００８】
この構成によると、電子部品を保護カバーで被覆でき、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。また、信号ケーブルの配線処理やセンサの組付けも容易となる。
【０００９】
しかし、このような構成とした場合でも、固定側部材である外輪が荷重負荷により変形し、その変形に保護カバーが追従できなくなると、外輪と保護カバーの間から泥水等が浸入する可能性があり、外部環境の影響によるセンサの故障を防止できない場合がある。
【００１０】
この発明の目的は、外部環境の影響によるセンサの故障を確実に防止して、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、信号ケーブルの配線処理やセンサの組付けも容易なセンサ付車輪用軸受を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明のセンサ付車輪用軸受は、複列の転走面が内周に形成された外方部材と、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において、上記外方部材および内方部材のうちの固定側部材の周面に接触して固定される歪み発生部材、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からなる複数のセンサユニットと、前記センサ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、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前記固定側部材の周面に固定側部材と同心に取付けたことを特徴とする。前記固定側部材は、例えば前記外方部材である。
【００１２】
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る。センサユニットにおける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、その出力信号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。
とくに、複数のセンサユニットと、センサユニットのセンサ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に取り出す信号ケーブルとを含む電子部品を、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前記固定側部材の周面に固定側部材と同心に取付けているので、前記電子部品を保護カバーで被覆できて、固定側部材の変形に保護カバーが追従できない条件下であっても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，信号処理用ＩＣ，信号ケーブル等の電子部品を確実に保護することができる。また、信号ケーブルの配線処理やセンサの組付けも容易となる。
【００１３】
この発明において、前記シール部材は、前記保護カバーの周面に沿う円環状の芯金と、この芯金の両側縁全周にその内径面から外径面にわたって接合した一対の円環状の弾性体とでなるものとしても良い。換言すれば、弾性体を、芯金の内径面と外径面に渡って回り込ませる。
このように芯金の両側縁に、その内径面から外径面にわたって接合される弾性体を設けた場合、シール部材の両側縁の弾性体が前記固定側部材の周面と保護カバーの周面との間に挟まれることになる。そのため、保護カバーの内部と外部とを前記弾性体で完全に遮断でき、シール部材のシール効果を上げることができる。
【００１４】
シール部材が上記構成の円環状の芯金と弾性体とでなる場合に、前記シール部材の前記円環状の芯金がプレス成形品であり、この芯金の前記円環状の弾性体が接合される両側縁が、外径側へ拡径する拡径曲げ部とされていても良い。
芯金の両側縁が拡径曲げ部とされていると、この拡径曲げ部と一般部との間で生じる段差等により、弾性体の位置が規制される。そのため、接着剤などを用いることなく、芯金の両側縁へ弾性体を圧入などにより簡単かつ確実に接合できる。
【００１５】
この発明において、前記シール部材の芯金の前記円環状の弾性体が接合される両側縁は、内径面が幅方向内側に向けて縮径変化する面取り部を有し、または内径面が幅方向内側に向けて縮径変化する面取り部、および外径面が幅方向内側に向けて拡径変化する面取り部を有する断面形状とされていても良い。
このように面取り部を設けた場合、弾性体を芯金の内径側と外径側とに回り込ませた構造でありながら、弾性体が厚くなり過ぎることが回避できる。また、面取り部により芯金の側縁の先端が狭くなっているため、弾性体に円周溝等を設けて芯金の側縁に圧入等で嵌合させる場合に、嵌合作業が容易に行える。
【００１６】
この発明において、前記シール部材は、前記センサ組立品における前記センサユニットの配置部と対面する位置に、径方向に貫通するセンサユニット露出用開口を有するものとしても良い。
この構成の場合、固定側部材の周面にシール部材を圧入固定した後からでも、センサ組立品におけるセンサユニットを固定側部材の周面に直接密着して取付けることができる。
【００１７】
この発明において、前記シール部材の芯金が耐食性鋼材のプレス成形品からなるものとしても良い。この構成の場合、荷重負荷に対する十分な耐強度をシール部材に持たせることができ、外部からの泥水や塩水などによるシール部材の腐食も防止できるので、外部環境の影響によるセンサの故障をより確実に防止できる。
【００１８】
この発明において、前記センサ組立品を前記固定側部材の外径面に取付けても良い。この場合、前記シール部材を前記固定側部材の外径面へ圧入固定しても良い。前記シール部材が、前記保護カバーの内径面に沿う円環状の芯金と、この芯金の両側縁全周にその内径面から外径面にわたって接合した一対の円環状の弾性体とでなる場合、このシール部材を前記固定側部材の外径面へ、前記芯金および弾性体の両方に締代を持たせて圧入固定しても良い。このように圧入固定することにより、荷重負荷された状態となっても、固定側部材とシール部材との締め付けによる固定力が維持できるため、軸方向および周方向のずれの発生がなく、また弾性体が密着して泥水等の浸入も防止できる。
【００１９】
前記センサ組立品を前記固定側部材の外径面に取付けた場合に、前記シール部材は、前記保護カバーの内径面に沿う円環状の芯金と、この芯金の両側縁全周にその内径面から外径面にわたって接合した一対の円環状の弾性体とでなるものとし、前記保護カバーの内径面に、前記シール部材の弾性体と密着する溝部を設けても良い。なお、この溝部の内径は、保持カバーをシール部材の外径面に取付けた状態で、締代を持つ寸法に設定することが好ましい。これにより、保護カバーの内径面の溝部にシール部材の弾性体が密着するので、シール部材によるシール効果をより向上させることができる。
【００２０】
この発明において、前記円環状のセンサ組立品が取付けられる前記固定側部材の周面における少なくとも前記センサ組立品との接触部分に、耐食性また防食性を有する表面処理を施しても良い。表面処理は、例えば金属メッキ、または塗装、またはコーティング処理である。
このように、固定側部材の周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、固定側部材の周面の錆によりセンサ組立品の取付部が盛り上がったり、センサ組立品における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、荷重検出をさらに長期にわたり正確に行うことができる。
【発明の効果】
【００２１】
この発明のセンサ付車輪用軸受は、複列の転走面が内周に形成された外方部材と、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において、上記外方部材および内方部材のうちの固定側部材の周面に接触して固定される歪み発生部材、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からなる複数のセンサユニットと、前記センサ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、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前記固定側部材の周面に固定側部材と同心に取付けたため、外部環境の影響によるセンサの故障を確実に防止して、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、信号ケーブルの配線処理やセンサの組付けも容易となる。例えば、外部からの飛び石や泥水，塩水等から、センサ，信号処理用ＩＣ，信号ケーブル等の電子部品を確実に保護することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
この発明の一実施形態を図１ないし図１６と共に説明する。この実施形態は、第３世代型の内輪回転タイプで、駆動輪支持用の車輪用軸受に適用したものである。なお、この明細書において、車両に取付けた状態で車両の車幅方向の外側寄りとなる側をアウトボード側と呼び、車両の中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。
【００２３】
このセンサ付車輪用軸受における軸受は、図１に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。
【００２４】
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。車体取付用フランジ１ａには周方向複数箇所にナックル取付用のねじ孔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に挿通したナックルボルト（図示せず）を前記ねじ孔１４に螺合することにより、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。
【００２５】
固定側部材である外方部材１の外径面には、４個のセンサユニット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。
【００２６】
これらのセンサユニット２０は、図１２に示すように、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、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中央の両側辺部に切欠き部２１ａを有する。また、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、歪み発生部材２１の外面側で両側辺部の切欠き部２１ａで挟まれる中央部位が選ばれており、歪みセンサ２２は切欠き部２１ａ周辺の周方向の歪みを検出する。歪み発生部材２１の前記歪みセンサ２２を挟んで長手方向に離れた２箇所には、センサユニット２０を前記外方部材１の外径面に固定するボルト２３（図２）の挿通孔２４が設けられている。
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。
【００２７】
前記４個のセンサユニット２０は、これらの歪みセンサ２２の出力信号を処理する信号処理用ＩＣ２５、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２６（図１２）などの電子部品と共に、図９（Ａ），（Ｂ）に正面図および側面図で示す円環状の保護カバー２７の内側に配置して、図１３（Ａ），（Ｂ）に正面図および側面図で示す円環状のセンサ組立品２８が構成される。図１２は、保護カバー２７の内側に配置される前記電子部品の展開図を示す。各センサユニット２０間に信号ケーブル２６が保護カバー２７の外径側溝部２９Ａに沿って配線され、その信号ケーブル２６の途中に信号処理用ＩＣ２５が配置されている。信号ケーブル２６の車体側への引き出し部２６ａは、保護カバー２７の一箇所から保護カバー２７の外側に引き出される。保護カバー２７の材質は、プラスチックやゴムであっても良く、また金属製であっても良い。
【００２８】
保護カバー２７は、図９（Ａ），（Ｂ）のＸａ−Ｘａ矢視断面図およびＸｂ−Ｘｂ矢視断面図を示す図１０（Ａ），（Ｂ）のように、その内径面における周方向の前記各センサユニット２０の配置部となる４箇所が、全幅にわたり平面状のフラット部２７ａとされている。この保護カバー２７の外径面には、周方向に沿って延びる溝部２９が設けられ、前記各フラット部２７ａが設けられた箇所に、溝部２９から内径面へ径方向に貫通する矩形の開口部３０がそれぞれ設けられている。これら開口部３０の内径側における周方向に沿う両側縁には、センサユニット２０の歪み発生部材２１が係合する係合段部３０ａが設けられている。各係合段部３０ａは、前記フラット部２７ａに設けられている。これにより、図１３（Ａ），（Ｂ）のXIVa−XIVa矢視断面図およびXIVb−XIVb矢視断面図を示す図１４（Ａ），（Ｂ）のように、保護カバー２７の開口部３０に、各センサユニット２０がその歪み発生部材２１を内径側に露出させて設置される。このように各センサユニット２０は、保護カバー２７の内径面に歪み発生部材２１を露出させて取付けてあるため、歪み発生部材２１を固定側部材である外方部材１の外径面に密着させ、外方部材１の弾性変形を歪み発生部材２１に効果的に伝えることができる。なお、開口部３０は、保護カバー２７の外周側からセンサユニット２０の配線とボルト固定を行えるようにした開口部である。
【００２９】
前記円環状のセンサ組立品２８は、シール部材４０を介して軸受の固定側部材である外方部材１の外径面に外方部材１と同心に取付けられる。図５（Ａ），（Ｂ）は、シール部材４０の正面図および側面図を示す。シール部材４０は、図５（Ａ），（Ｂ）のVIa −VIa 矢視断面図およびVIb −VIb 矢視断面図を示す図６（Ａ），（Ｂ）のように、前記保護カバー２７の内径面に沿う円環状の芯金４１と、この芯金４１の両側縁全周にその内径面から外径面にわたって接合した一対の円環状の弾性体４２とでなる。このシール部材４０の前記センサ組立品２８におけるセンサユニット２０の配置部と対面する周方向の各位置には、径方向に貫通する矩形のセンサユニット露出用開口４３がそれぞれ設けられる。これにより、シール部材４０を介してセンサ組立品２８を外方部材１の外径面に取付けた状態で、センサユニット２０をシール部材４０のセンサユニット露出用開口４３から外方部材１の外径面に接触させることができる。
【００３０】
シール部材４０の芯金４１は耐食性鋼材のプレス成形品からなり、その円環状の弾性体４２が接合される両側縁は、図６（Ｂ）のＣ部を拡大して示す図７（Ａ）のように、外径側へ拡径する拡径曲げ部４１ａとされている。拡径曲げ部４１ａは、具体的には、外径側へ延びる立ち片部分と、この立ち片部分の先端から幅方向の外側へ延びる円筒部とでなる。円環状の弾性体４２は、内向きの側面に周方向に沿う溝部４２ａを有する断面コ字状とされ、その溝部４２ａを芯金４１の前記拡径曲げ部４１ａに圧入することにより、芯金４１の両側縁に円環状の弾性体４２が接合されている。このような接合構造とすることにより、接着剤などを用いることなく、芯金４１の両側縁へ円環状の弾性体４２を簡単かつ確実に接合できる。また、弾性体４２が、拡径曲げ部４１ａの立ち片部分に当接して位置決めされる。
【００３１】
このほか、芯金４１の弾性体接合部となる両側縁は、図７（Ｂ）のように内径面が幅方向内側に向けて縮径変化する面取り部４１ｂを設けた先薄の断面形状部分としても良い。また、図７（Ｃ）のように内径面が幅方向内側に向けて縮径変化する面取り部４１ｂと、外径面が幅方向内側に向けて拡径変化する面取り部４１ｃとを設けた先薄の断面形状部分としても良い。芯金４１の両側縁をこのような形状とした場合にも、円環状の弾性体４２の溝部４２ａを芯金４１の前記面取り部４１ｂ（４１ｃ）に圧入させることで、接着剤などを用いることなく、芯金４１の両側縁へ円環状の弾性体４２を簡単かつ確実に接合できる。また、このように面取り部４１ｂ、または面取り部４１ｂ，４１ｃを設けた場合、弾性体４２を芯金４１の内径側と外径側とに回り込ませた構造でありながら、弾性体４２が厚くなり過ぎることが回避できる。また、面取り部４１ｂ、または面取り部４１ｂ，４１ｃにより芯金４１の側縁の先端が狭くなっているため、弾性体４２に溝部４２ａ等を設けて芯金４１の側縁に圧入等で嵌合させる場合に、嵌合作業が容易に行える。
前記シール部材４０は、円環状のセンサ組立品２８に先立ち、軸受の外方部材１の外径面に圧入固定される。
【００３２】
また、図３に示す円環状のセンサ組立品２８の保護カバー２７の内径面の両側部には、図１１のように前記シール部材４０の円環状の弾性体４２と密着する内径側溝部２９Ｂが形成されている。円環状のセンサ組立品２８は、図１５（Ａ），（Ｂ）のように中央で２分割可能とされている。具体的には、円環状の保護カバー２７が、２つの分割体２７Ａ，２７Ｂの各一端をヒンジ３１で開閉可能に連結してなり、そのヒンジ３１を介してセンサ組立品２８の２つの半円弧部が開閉可能とされている。このセンサ組立品２８の開放状態での開口寸法Ｗの最大値は、外方部材１の外径寸法（より具体的には、シール部材４０を圧入嵌合させた状態での外径寸法）よりも大きくなるようにされている。これにより、外方部材１の外径面にシール部材４０を圧入嵌合させた後に、前記センサ組立品２８を、その開口寸法Ｗが最大となる状態に開くことで、前記シール部材４０に重ねて取付けることができる。
【００３３】
図１において、外方部材１の外径面の前記センサ組立品２８が取付けられる軸方向位置には、図８のように全周にわたる円筒研削面１ｂが設けられる。また、前記円筒研削面１ｂのうち、前記センサユニット２０の歪み発生部材２１が接触する４箇所、つまり上面部、下面部、右面部および左面部は平面研削面部１ｃとされている。これにより各センサユニット２０の歪み発生部材２１を平面研削面部１ｃに確実に接触させることができる。また、前記各平面研削面部１ｃには、前記歪み発生部材２１のボルト挿通孔２４に整合するねじ孔３２が設けられている。これにより、前記円筒研削面１ｂにシール部材４０を介してセンサ組立品２８を組み付けた後で、図２のように歪み発生部材２１のボルト挿通孔２４に挿通したボルト２３を前記ねじ孔３２に螺合させることで、センサユニット２０が外方部材１の外径面に直接固定され、同時にセンサ組立品２８の全体も固定される。前記平面研削面部１ｃにおける２つのねじ孔３２で挟まれる中間部には軸方向に延びて溝１ｄが設けられる。これにより、歪み発生部材２１における切欠き部２１ａが位置する中間部位が平面研削面部１ｃから離されるので、切欠き部２１ａの周辺の歪み変形が容易となる。４個のセンサユニット２０は、それらの各歪みセンサ２２が外方部材１の軸方向に対して同寸法となる位置に設けられる。
【００３４】
図１における外方部材１のセンサ組立品２８の取付部を、図３および図４に拡大して示す。同図のように、外方部材１の外径面にシール部材４０を介してセンサ組立品２８を取付けた後で、センサ組立品２８における電子部品（センサユニット２０、信号処理用ＩＣ２５、信号ケーブル２６）の保護カバー２７からの露出部分がモールド材３３で密封される。具体的には、保護カバー２７の外径側溝部２９Ａに全周にわたってモールド材３３が充填されて、前記電子部品の露出部分が密封される。なお、図３は周方向におけるセンサユニット２０の配置部の拡大断面図を示し、図４はセンサユニット２０の配置されない部分の拡大断面図を示す。
【００３５】
前記電子部品の露出部分を密封するのに、前記モールド材３３を用いる代わりに、保護カバー２７の外径側溝部２９Ａに接着剤やシール剤を充填してから、センサ組立品２８の外径面に、図１６（Ａ），（Ｂ）に示すような２つの分割体３４Ａ，３４Ｂからなる円環状の外側カバー３４を、図３および図４に仮想線で示すように接着固定しても良い。
【００３６】
歪みセンサ２２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。
【００３７】
センサユニット２０の歪みセンサ２２は前記信号処理用ＩＣ２５に接続される。信号処理用ＩＣ２５は、歪みセンサ２２の出力信号により、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 ，駆動力となる荷重Ｆx ，軸方向荷重Ｆy ）を推定する推定手段となるものであって、信号処理回路や補正回路などが含まれる。この信号処理用ＩＣ２５は、前記作用力と歪みセンサ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、入力された出力信号から前記関係設定手段を用いて作用力の値を出力する。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。
【００３８】
上記構成の作用を説明する。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における歪み発生部材２１が外方部材１の周面に接触して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２２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り、荷重を精度良く推定できる。また、複数のセンサユニット２０と、歪みセンサ２２の出力信号を処理する信号処理用ＩＣ２５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２６とを含む電子部品を、円環状の保護カバー２７の内側に配置して円環状のセンサ組立品２８とし、このセンサ組立品２８をシール部材４０を介して外方部材１の周面に外方部材１と同心に取付けているので、外部環境によりセンサユニット２０を含む電子部品が故障する（飛び石による破損や、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る。また、信号ケーブル２６の配線処理や歪みセンサ２２の組付けも容易となる。
とくに、センサ組立品２８をシール部材４０を介して外方部材１の周面に取付けていることから、外方部材１の変形に保護カバー２７が追従できない条件下であっても外部環境の影響による歪みセンサ２２などの電子部品の故障を確実に防止できる。
【００３９】
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）を検出するものても良い。
このセンサ付車輪用軸受から得られた検出荷重を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。
【００４０】
この実施形態では、シール部材４０を、前記保護カバー２７の内径面に沿う円環状の芯金４１と、この芯金４１の両側縁全周にその内径面から外径面にわたって接合した一対の円環状の弾性体４２とでなるものとしているので、シール部材４０の両側縁の弾性体４２が外方部材１の外径面と保護カバー２７の内径面との間に挟まれて、保護カバー２７の内部と外部とを弾性体４２で完全に遮断でき、シール部材４０のシール効果を上げることができる。
【００４１】
また、この実施形態では、シール部材４０の芯金４１が耐食性鋼材のプレス成形品からなるので、荷重負荷に対する十分な耐強度をシール部材４０に持たせることができ、外部からの泥水や塩水などによるシール部材４０の腐食も防止でき、外部環境の影響によるセンサユニット２０などの電子部品の故障をより確実に防止できる。
【００４２】
また、この実施形態では、センサ組立品２８における保護カバー２７の内径面に、シール部材４０の弾性体と密着する内径側溝部２９Ｂを設けているので、その内径側溝部２９Ｂにシール部材４０の弾性体４２が密着して、シール部材４０によるシール効果をより向上させることができる。
【００４３】
また、この実施形態では、センサ組立品２８を、中央で２分割可能としているので、固定側部材である外方部材１の周面への取付けが容易となり、組立性が向上する。
【００４４】
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を固定側部材である外方部材１の周面にボルト２３で直接固定するようにしているので、センサユニット２０を強固に固定でき、荷重負荷時でも固定部に滑りが生じることがなく、それだけ検出精度を向上させることができる。また、センサユニット２０をボルト２３で外方部材１に固定することで、同時にセンサ組立品２８を外方部材１に取付けることができるので、組立性がさらに向上する。
【００４５】
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の軸方向位置が異なると、外方部材１の外径面から歪み発生部材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を、それらの各歪みセンサ２２が外方部材１の軸方向に対して同寸法となる位置に設けているので、その軸方向位置を周回する保護カバー２７で複数のセンサユニット２０を含む電子部品を保護することができ、保護カバー２７をコンパクトに構成できる。
【００４６】
また、この実施形態では、固定側部材である外方部材１の外径面にセンサ組立品２８を取付けるものとし、その外方部材１の外径面に全周にわたる円筒研削面１ｂを設け、この円筒研削面１ｂのうちセンサユニット２０の歪み発生部材２１が接触する部分を平面研削面部１ｃとしているので、外方部材１へのセンサ組立品２８の取付けが容易となり、かつ外方部材１の外径面の歪み発生材２１の接触が確実なものとなる。
【００４７】
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を、図１２のように平面概形が帯状で側辺部に切欠き部２１ａ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やすく、その歪みが歪みセンサ２２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。歪み発生部材２１を、平面概形が均一幅の帯状とした場合でも同様である。
【００４８】
また、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２２により検出可能となる。
【００４９】
図１７および図１８は、この発明の他の実施形態を示す。このセンサ付車輪用軸受は、図１〜図１６に示した実施形態において、前記円環状のセンサ組立品２８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３５が形成されている。この例では、前記表面処理層３５が、外方部材１の車体取付用フランジ１ａの外周面およびアウトボード側の側面から、外方部材１の車体取付用フランジ１ａよりもアウトボード側の部分、およびアウトボード側の端面までの範囲に形成されている。外方部材１のの外周面における車体取付用フランジ１ａよりもインボード側部分、および車体取付用フランジ１ａのインボード側の側面は、ナックル接触面となる部分であり、表面処理層３５が施されていない。なお、前記表面処理層３５は、図１９のように外方部材１の外径面の全面に形成しても良い。このように表面処理層３５を形成した外方部材１の外径面に、図１８のように前記シール部材４０を介して前記センサ組立品２８が取付けられる。その他の構成は、図１〜図１６の実施形態の場合と同様である。
【００５０】
耐食性または防食性を有する表面処理層３５としては、例えば金属メッキ処理によるメッキ層や、塗装処理による塗膜層、コーティング処理によるコーティング層等が挙げられる。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、クロムミメッキ、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、フッ素系電着塗装等の電着塗装が適用できる。コーティング処理としては、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。
【００５１】
このように、この実施形態では、センサ組立品２８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３５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組立品２８の取付部が盛り上がったり、センサ組立品２８におけるセンサユニット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、荷重検出をさらに長期にわたり正確に行うことができる。
【００５２】
また、図１７，図１８の実施形態では、前記表面処理層３５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からアウトボード側端までの範囲のみに形成しているので、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。
【００５３】
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、センサ組立品２８は内方部材の内周となる周面に設ける。
【００５４】
また、この実施形態では第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組立品を設ける。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】この発明の一実施形態にかかるセンサ付車輪用軸受の断面図である。
【図２】図１におけるII−II矢視断面図である。
【図３】外方部材のセンサ組立品が設置される軸方向位置におけるセンサユニットが配置される周方向位置の拡大断面図である。
【図４】外方部材のセンサ組立品が設置される軸方向位置におけるセンサユニットが配置されない周方向位置の拡大断面図である。
【図５】（Ａ）はシール部材の正面図、（Ｂ）は同側面図である。
【図６】（Ａ）は図５（Ｂ）におけるVIa − V1a矢視断面図、（Ｂ）は図５（Ａ）におけるVIb − V1b矢視断面図である。
【図７】（Ａ）はシール部材の一例の部分拡大断面図、（Ｂ）は他の例の部分拡大断面図、（Ｃ）はさらに他の例の部分拡大断面図である。
【図８】外方部材の側面図である。
【図９】（Ａ）は円環状の保護カバーの正面図、（Ｂ）は同側面図である。
【図１０】（Ａ）は図９（Ａ）におけるＸａ−Ｘａ矢視断面図、（Ｂ）は図９（Ｂ）におけるＸｂ−Ｘｂ矢視断面図である。
【図１１】保護カバーの部分拡大断面図である。
【図１２】センサ組立品に設置される電子部品の展開図である。
【図１３】（Ａ）はセンサ組立品の正面図、（Ｂ）は同センサ組立品の側面図である。
【図１４】（Ａ）は図１３（Ａ）におけるXIVa−XIVa矢視断面図、（Ｂ）は図１３（Ｂ）におけるXIVb−XIVb矢視断面図である。
【図１５】（Ａ）はセンサ組立品の閉じ状態を示す正面図、（Ｂ）は同センサ組立品の開放状態を示す正面図である。
【図１６】（Ａ）は円環状の外側カバーの分割体の側面図、（Ｂ）は同円環状の外側カバーの正面図である。
【図１７】この発明の他の実施形態における軸受の断面図である。
【図１８】同軸受にセンサ組立品を取付けたセンサ付車輪用軸受の断面図である。
【図１９】同軸受への表面処理層の他の形成例を示す断面図である。
【図２０】従来例の斜視図である。
【符号の説明】
【００５６】
１…外方部材
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
２２…歪みセンサ
２５…信号処理用ＩＣ
２６…信号ケーブル
２７…保護カバー
２８…センサ組立品
２９Ｂ…保護カバーの内径側溝部
３５…表面処理層
４０…シール部材
４１…円環状の芯金
４１ａ…拡径曲げ部
４１ｂ，４２ｃ…面取り部
４２…円環状の弾性体
４３…センサユニット露出用開口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複列の転走面が内周に形成された外方部材と、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において、
上記外方部材および内方部材のうちの固定側部材の周面に接触して固定される歪み発生部材、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からなる複数のセンサユニットと、前記センサ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、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前記固定側部材の周面に固定側部材と同心に取付けたことを特徴とするセンサ付車輪用軸受。
【請求項２】
請求項１において、前記固定側部材は前記外方部材であるセンサ付車輪用軸受。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記シール部材は、前記保護カバーの周面に沿う円環状の芯金と、この芯金の両側縁全周にその内径面から外径面にわたって接合した一対の円環状の弾性体とでなるセンサ付車輪用軸受。
【請求項４】
請求項３において、前記シール部材の前記円環状の芯金がプレス成形品であり、この芯金の前記円環状の弾性体が接合される両側縁が、外径側へ拡径する拡径曲げ部とされているセンサ付車輪用軸受。
【請求項５】
請求項３において、前記シール部材の芯金の前記円環状の弾性体が接合される両側縁は、内径面が幅方向内側に向けて縮径変化する面取り部を有し、または内径面が幅方向内側に向けて縮径変化する面取り部、および外径面が幅方向内側に向けて拡径変化する面取り部を有する断面形状とされているセンサ付車輪用軸受。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記シール部材は、前記センサ組立品における前記センサユニットの配置部と対面する位置に、径方向に貫通するセンサユニット露出用開口を有するセンサ付車輪用軸受。
【請求項７】
請求項２ないし請求項６のいずれか１項において、前記シール部材の芯金が耐食性鋼材のプレス成形品からなるセンサ付車輪用軸受。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項において、前記センサ組立品を前記固定側部材の外径面に取付けたセンサ付車輪用軸受。
【請求項９】
請求項８において、前記シール部材は、前記保護カバーの周面に沿う円環状の芯金と、この芯金の両側縁全周にその内径面から外径面にわたって接合した一対の円環状の弾性体とでなり、このシール部材を前記固定側部材の外径面へ、前記芯金および弾性体の両方に締代を持たせて圧入固定したセンサ付車輪用軸受。
【請求項１０】
請求項８において、前記シール部材は、前記保護カバーの内径面に沿う円環状の芯金と、この芯金の両側縁全周にその内径面から外径面にわたって接合した一対の円環状の弾性体とでなり、前記保護カバーの内径面に、前記シール部材の弾性体と密着する溝部を設けたセンサ付車輪用軸受。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のいずれか１項において、前記円環状のセンサ組立品が取付けられる前記固定側部材の周面における少なくとも前記センサ組立品との接触部分に、耐食性また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１２】
請求項１１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】
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において、
上記外方部材および内方部材のうちの固定側部材の周面に接触して固定される歪み発生部材、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からなる複数のセンサユニットと、前記センサ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、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前記固定側部材の周面に固定側部材と同心に取付けたことを特徴とするセンサ付車輪用軸受。
【請求項２】
請求項１において、前記固定側部材は前記外方部材であるセンサ付車輪用軸受。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記シール部材は、前記保護カバーの周面に沿う円環状の芯金と、この芯金の両側縁全周にその内径面から外径面にわたって接合した一対の円環状の弾性体とでなるセンサ付車輪用軸受。
【請求項４】
請求項３において、前記シール部材の前記円環状の芯金がプレス成形品であり、この芯金の前記円環状の弾性体が接合される両側縁が、外径側へ拡径する拡径曲げ部とされているセンサ付車輪用軸受。
【請求項５】
請求項３において、前記シール部材の芯金の前記円環状の弾性体が接合される両側縁は、内径面が幅方向内側に向けて縮径変化する面取り部を有し、または内径面が幅方向内側に向けて縮径変化する面取り部、および外径面が幅方向内側に向けて拡径変化する面取り部を有する断面形状とされているセンサ付車輪用軸受。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、前記シール部材は、前記センサ組立品における前記センサユニットの配置部と対面する位置に、径方向に貫通するセンサユニット露出用開口を有するセンサ付車輪用軸受。
【請求項７】
請求項２ないし請求項６のいずれか１項において、前記シール部材の芯金が耐食性鋼材のプレス成形品からなるセンサ付車輪用軸受。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれか１項において、前記センサ組立品を前記固定側部材の外径面に取付けたセンサ付車輪用軸受。
【請求項９】
請求項８において、前記シール部材は、前記保護カバーの周面に沿う円環状の芯金と、この芯金の両側縁全周にその内径面から外径面にわたって接合した一対の円環状の弾性体とでなり、このシール部材を前記固定側部材の外径面へ、前記芯金および弾性体の両方に締代を持たせて圧入固定したセンサ付車輪用軸受。
【請求項１０】
請求項８において、前記シール部材は、前記保護カバーの内径面に沿う円環状の芯金と、この芯金の両側縁全周にその内径面から外径面にわたって接合した一対の円環状の弾性体とでなり、前記保護カバーの内径面に、前記シール部材の弾性体と密着する溝部を設けたセンサ付車輪用軸受。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のいずれか１項において、前記円環状のセンサ組立品が取付けられる前記固定側部材の周面における少なくとも前記センサ組立品との接触部分に、耐食性また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１２】
請求項１１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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１０−１３８９５８（Ｐ２０１０−１３８９５８Ａ）
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１４１６４（Ｐ２００８−３１４１６４）
【出願日】平成２０年１２月１０日（２００８．１２．１０）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月２４日（２０１０．６．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１０日（２００８．１２．１０）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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