CN104142200B - 车轮反作用力检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车轮反作用力检测装置，其在轴承的刚性下降的情况下等，也能够防止车轮反作用力的检测精度下降。车轮反作用力检测装置具有：安装部，其固定在悬架装置上；轮毂，其固定车轮，并且，相对于安装部可围绕车轮的车轴旋转地被支撑；感受体，其配置在轮毂的内侧，并且，具有与车轴大致同轴配置的圆筒部，该圆筒部的一端部与安装部进行固定，圆筒部的另一端部经由轮毂轴承与轮毂连接；以及分力检测单元，其设置在感受体的圆筒部上，检测对车轮作用的分力。在与感应部嵌合的轮毂轴承的内圈和与轮毂嵌合的外圈中，外圈设置为相对于内圈在车轴的轴向上可自由调整位置。

Description

车轮反作用力检测装置
技术领域
本发明涉及一种车轮反作用力检测装置，其能够检测对固定在轮毂上的车轮作用的反作用力，该轮毂经由轮毂轴承可自由旋转地被支撑。
背景技术
近几年，在汽车中，为了进行其控制而需要各种信息，因此，提出了在轮毂上设置传感器装置的方案，该轮毂固定车轮，经由轮毂轴承可旋转地被支撑(参照专利文献1)。在该专利文献1中记载的传感器装置，在固定在车体侧的车体侧轨道部件的凸缘部上设置的轴向通孔内，设置检测对车轮作用的反作用力的载荷传感器，在载荷传感器和轴向通孔的内表面之间设置垫片部件，在载荷传感器和轴向通孔的外表面之间设置传感器按压部件，通过变更垫片部件的厚度，能够调整载荷传感器的预压。
该现有的设置有传感器的轮毂，在车体侧轨道部件的内侧，经由滚珠(转动体)可自由旋转地设置内圈，在内圈的内侧插入内轴。在内轴的另一端部设置凸缘部，在凸缘部上固定车轮。
专利文献1：日本特开2006-226683号公报
该现有的设置有传感器的轮毂的内圈，通过在内轴的前端部螺合的螺母进行固定，但如果螺母松弛，则夹在车体侧轨道部件和内圈之间的滚珠(转动体)的游隙增大。因此，有可能导致利用载荷传感器进行的车轮反作用力的检测精度下降。另外，在由于时效老化而由内圈、滚珠、车体侧轨道部件构成的轴承的刚性下降的情况下，也有可能导致利用载荷传感器进行的车轮反作用力的检测精度下降。
发明内容
本发明就是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种车轮反作用力检测装置，其在设置于轮毂的轴承的滚珠的游隙增大、或者轴承的刚性下降的情况下，也能够防止车轮反作用力的检测精度下降。
为了实现上述目的，本发明的车轮反作用力检测装置，其特征在于，具有：安装部，其固定在悬架装置上；轮毂，其固定车轮，并且相对于安装部可围绕车轮的车轴旋转地被支撑；感受体，其配置在轮毂的内侧，并且具有与车轴大致同轴配置的筒状部，该筒状部的一端部固定在安装部上，筒状部的另一端部经由轮毂轴承与轮毂连接；以及分力检测单元，其设置在感受体的筒状部上，检测对车轮作用的分力，在轮毂轴承的与感受体侧接触的内圈、和与轮毂侧接触的外圈中，外圈设置为相对于内圈在车轴的轴向上可自由调整位置。
另外，本发明的特征在于，轮毂轴承的外圈设置在轮毂的内侧，并且可移动地嵌合在安装凹部中，该安装凹部与车轴大致同轴地设置，轮毂在与车轮相反侧的端部，设置有轴承按压部件，该轴承按压部件与该端部的外周螺合，相对于嵌合在安装凹部中的轮毂轴承可接近且可远离，在轴承按压部件上，设置有按压突起部，其超过轮毂的端部而向安装凹部侧延伸，并向轮毂轴承的外圈侧凸出。
发明的效果
如上述说明，根据本发明涉及的车轮反作用力检测装置，由于具有上述特征，因此，能够提供下述的车轮反作用力检测装置，即，在设置于轮毂的轴承的滚珠的游隙增大、或者轴承的刚性下降的情况下，也能够防止车轮反作用力的检测精度下降。
附图说明
图1示出本发明的一个实施方式涉及的车轮反作用力检测装置的剖视图。
图2示出轮毂，图(a)是轮毂的侧视图，图(b)示出相当于图(a)的Ⅱ－Ⅱ箭头方向的部分的局部剖视图。
图3示出图2(b)的局部剖面的放大图。
标号的说明
1 车轮反作用力检测装置
3 车轮
5 车轴
10 轮毂
13d 安装凹部
14 轴承按压部件
14c 按压凸起部
50 分力检测装置(分力检测单元)
51 感受体
51a 圆筒部(筒状部)
60 安装部
70 悬架装置
具体实施方式
下面，基于图1～图3，对使用本发明的车轮反作用力检测装置进行说明。在本实施例中，说明将本发明应用至轮毂的车轮反作用力检测装置。此外，在汽车等车辆中，轮毂固定在立柱(壳体)上，并且，可自由旋转地支撑由轮胎及轮辋构成的车轮，该立柱(壳体)被支撑在相对于车体摆动的悬架臂的前端部。
如图1(剖视图)所示，车轮反作用力检测装置1构成为，具有：轮毂10；轮毂轴承30，其设置在轮毂10内；感应部40，其配置在轮毂轴承30的内侧；以及分力检测装置50，其检测对车轮3作用的分力。首先，说明轮毂10。
轮毂10构成为，具有：圆盘部11，其形成为圆形状；圆筒状的中心部12，其从圆盘部11的一侧的面凸出而形成；外筒部13，其从圆盘部11的周缘部向另一侧凸出而形成为环状；以及轴承按压部件14，其设定为相对于外筒部13在车宽方向上可自由移动。
如图1、图2(a)、图2(b)所示，作为圆盘部11，在中央部具有孔部11a，与车轴5大致同轴地配置。在圆盘部11的车宽方向外侧侧面的径向外侧端部，在周方向上隔着规定的间隔设置有多个可插入轮毂螺栓(未图示)的孔部11b。车轮3经由轮毂螺栓与该圆盘部11紧固。中心部12插入至在车轮3的轮辋上设置的凹部中，在车轮组装时进行引导，使车轮3和轮毂10能够同轴地组装。
如图3(放大图)所示，在外筒部13的车宽方向内侧的径向外侧端部，设置有向内侧切开的环状的台阶部13a。在该台阶部13a的表面上，设置沿车宽方向延伸的外螺纹部13b，在外螺纹部13b的车宽方向外侧端部，设置有倾斜面部13c，该倾斜面部13c随着向外侧方向而向径向外侧倾斜。外螺纹部13b与轴承按压部件14螺合。如图1及图3所示，在外筒部13的内表面上，形成有可嵌合轮毂轴承30的外圈31的安装凹部13d。安装凹部13d的内径尺寸为，使所嵌合的外圈31可在安装凹部13d内滑动。安装凹部13d的中心轴与圆盘部11的中心轴线大致同轴地设置。
轴承按压部件14是与外筒部12的外螺纹部13b螺合而相对于外筒部13在车宽方向上可自由移动的环状部件。轴承按压部件14设置有：按压主体部14a，其与外螺纹部13b螺合；腕部14b，其从按压主体部14a的车宽方向内侧端部，超过外筒部13的端部而向安装凹部13d侧延伸；以及按压凸起部14c，其在腕部14b的安装凹部13d侧的端部处向轮毂轴承30的外圈33侧凸出。如果以使轴承按压部件14相对于外筒部13向车宽方向外侧移动的方式，使轴承按压部件14转动，则能够使按压凸起部14c与轮毂轴承30的外圈31的侧面抵接，相对于轮毂轴承30的内圈35，使外圈31向车宽方向外侧移动。
与外筒部13嵌合的轮毂轴承30，可围绕车轴旋转地支撑轮毂10，例如是深沟球轴承。轮毂轴承30构成为，具有：外圈31，其在内侧形成有轨道面；内圈35，其配置在外圈31的内侧，且在外侧形成有轨道面；以及钢球33，其夹在外圈31及内圈35之间，起到作为转动体的功能。外圈31相对于内圈35在周方向上可自由旋转，并且，相对于内圈35可沿宽度方向移动。因此，如果利用上述的轴承按压部件14，向外圈宽度方向按压外圈31，则能够使外圈31相对于内圈35移动，能够提高轮毂轴承30的刚性。
在轮毂轴承30的内圈35的内侧配置有感应部40。感应部40与内圈35接触而将内圈35固定。感应部40构成为，具有：圆盘部40a，其形成为环状；外筒部40b，其形成在圆盘部40a的径向外侧端部；以及内圈固定环42，其安装在外筒部40b上。
圆盘部40a是以使轴心与轮毂10的轴心大致同轴的方式形成的板状部件。在圆盘部40a的中央部设置有孔部40c。在圆盘部40a的内周缘部形成有插入凹部40d，该插入凹部40d用于与分力检测装置50的一部分即感受体51的一端部紧固。
外筒部40b以从圆盘部40a的外周缘部向车宽方向内侧延伸的方式形成为圆筒状。外筒部40b形成为，其中心轴线与轮毂10的中心轴线大致同轴。在外筒部40b的外周面形成有台阶部40e，内圈35的车宽方向外侧端部与台阶部40e的台阶状部分接触，进行内圈35的车宽方向外侧的定位。在台阶部40e的外周面的车宽方向的内侧端部，设置有外螺纹部40f，该外螺纹部40f与内圈固定环42螺合。
内圈固定环42形成为圆环状，在内表面形成有能够与形成在台阶部40e上的外螺纹部40f螺合的内螺纹部。因此，内圈固定环42与台阶部40e螺合而相对于外筒部40b在车宽方向上可自由移动。因此，与外筒部40b的台阶部40e的外周面嵌合的内圈35的内侧侧面，与内圈固定环42抵接，由此能够进行内圈35的车宽方向内侧的定位，能够与台阶部40e的台阶状部分相互作用，将内圈35固定在感应部40上。
在感应部40的车宽方向内侧配置安装部60。安装部60是与悬架装置70连接的环状部件。在安装部60的车宽方向外侧形成有插入凹部60a，该插入凹部60a用于紧固作为分力检测装置50的一部分的感受体51的另一端部。在安装部60的中央部设置有通孔60b。
分力检测装置50构成为，具有；感受体51，其形成为圆筒状；以及多个应变计53，它们设置在感受体51的周面上。感受体51构成为，具有：圆筒部51a，其形成为圆筒状；以及环状的凸缘部51b，其在轴向两端部向径向外侧延伸。多个应变计53被分类为：Fx检测系统，其检测相对于圆筒部51a沿径向(以下，记为“X轴方向”)作用的力；Fy检测系统，其检测相对于圆筒部51a沿与X轴方向正交的上下的径向(以下，记为“Y轴方向”)的力；Fz检测系统，其检测相对于圆筒部51a沿轴向(以下，记为“Z轴方向”)的力；Mx检测系统，其检测相对于圆筒部51a围绕X轴的转矩Mx；My检测系统，其检测相对于圆筒部51a围绕Y轴的转矩Mx；以及Mz检测系统，其检测相对于圆筒部51a围绕Z轴的转矩Mx。即，通过多个应变计53，利用上述至少某一个检测系统，检测对车辆3作用的力。
下面，参照图1，说明车轮反作用力检测装置1的作用。如图1所示，如果对车辆3作用反作用力，则该反作用力经由车轴5传递至轮毂10。传递至轮毂10的反作用力经由轮毂轴承30、感应部40，向感受体51传递，使感受体51变形。感受体51的变形量通过设置在感受体51上的多个应变计53而变换为电压值，检测出向轮毂10传递的反作用力。
在这里，如果轮毂轴承30由于时效老化等而刚性下降，则有时从轮毂10经由轮毂轴承30传递的反作用力的大小变化。如果反作用力的大小变化，则不能进行正确的反作用力的检测。然而，本发明的车轮反作用力检测装置1，能够利用轴承按压部件14使轮毂轴承30的外圈31相对于内圈35移动。因此，在轮毂轴承30的刚性下降的情况下，也能够防止轮胎反作用力的检测精度的下降。

Claims (2)

1.一种车轮反作用力检测装置，其特征在于，具有：
安装部，其固定在悬架装置上；
轮毂，其固定车轮，并且相对于所述安装部可围绕所述车轮的车轴旋转地被支撑；
感受体，其配置在所述轮毂的车宽方向的内侧，并且具有与所述车轴大致同轴配置的筒状部，该筒状部的一端部固定在所述安装部上，所述筒状部的另一端部经由轮毂轴承与所述轮毂连接；以及
分力检测单元，其设置在所述感受体的所述筒状部上，检测对所述车轮作用的分力，
所述轮毂轴承具有：外圈，其在内侧形成有轨道面；内圈，其配置在所述外圈的内侧，且在外侧形成有轨道面；以及转动体，其夹在所述外圈及所述内圈之间，
在所述轮毂轴承的与所述感受体侧接触的所述内圈、和与所述轮毂侧接触的所述外圈中，所述外圈设置为相对于所述内圈在所述车轴的轴向上可自由调整位置。
2.根据权利要求1所述的车轮反作用力检测装置，其特征在于，
所述轮毂轴承的所述外圈设置在所述轮毂的车宽方向的内侧，并且可移动地嵌合在安装凹部中，该安装凹部与所述车轴大致同轴地设置，
所述轮毂在与所述车轮相反侧的端部，设置有轴承按压部件，该轴承按压部件与该端部的外周螺合，相对于嵌合在所述安装凹部中的所述轮毂轴承可接近且可远离，
在所述轴承按压部件上，设置有按压突起部，其超过所述轮毂的所述端部而向所述安装凹部侧延伸，并向所述轮毂轴承的所述外圈侧凸出。
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