JP2003006779A

JP2003006779A - 信号伝達機能を有する車輪用回転支持装置

Info

Publication number: JP2003006779A
Application number: JP2001189362A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Endo; 茂遠藤; Ikunori Sakatani; 郁紀坂谷
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2001-06-22
Filing date: 2001-06-22
Publication date: 2003-01-10

Abstract

(57)【要約】【課題】ホイール１１に装着したタイヤの空気圧を連
続して、しかも安定して検知自在とする。【解決手段】回転輪４に設けた回転側フランジ９に、
圧力センサ２３と、整流回路及び変調回路を組み込んだ
基板２６を設置する。上記回転側フランジ９側に設けた
回転側コイル２４と、外輪１側に設けた静止側コイル２
５とを互いに対向させる。これら両コイル２４、２５同
士の間で、上記圧力センサ２３及び基板２６への電力供
給と、車体側への信号取り出しとを行なわせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明に係る信号伝達機能
を有する車輪用回転支持装置は、自動車の車輪を懸架装
置に回転自在に支持すると共に、この車輪を構成するタ
イヤの空気圧を連続的に検知する為に利用する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の走行時にタイヤの空気圧を検出
する事は、過度に低い空気圧のまま走行する事に伴うタ
イヤのバーストを防止したり、夏期等にタイヤの温度上
昇に伴って空気圧が上昇した場合に於けるダンパの減衰
力調節等の為に要求される。この為に従来から、空気圧
によってタイヤの有効半径（車輪の回転中心から路面ま
での距離）が変化する事に伴う各車輪の回転速度の相違
から特定のタイヤの空気圧低下を知る方法、或は横Ｇが
加わった場合に於けるタイヤの捩れ特性の変化を検出し
て、間接的にタイヤの空気圧を検知する方法が考えられ
ていた。又、タイヤと共に車輪を構成するホイールに、
このタイヤの空気圧を測定する圧力センサと、この圧力
センサの検出値を電波信号として発信する送信器とを組
み込み、この送信器から車体側に設けた受信器にこの電
波信号を送る事により、直接的にタイヤの空気圧を検知
する方法も考えられていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した様な従来から
知られている方法のうち、前者の方法、即ち、間接的に
タイヤの空気圧を測定する方法では、検出精度が低く、
この空気圧が大きく変化しない限り、この空気圧を検出
できない。しかも、総てのタイヤの空気圧が同時に変化
（低下）した場合にはこれを検出できない等の問題があ
る。

【０００４】これに対して、後者の方法、即ち、直接的
にタイヤの空気圧を検知する方法では、個々のタイヤの
空気圧を正確に検出できる半面、車輪側に設置した圧力
センサ及び周辺回路に電力を供給する為、この車輪側に
電池を設置する必要が生じる。これに伴い、電池の寿命
を延ばし、数年程度の長期間に亙って上記圧力センサ及
び周辺回路を動作させ続ける為に、上記空気圧の検出を
連続的に行なう事が難しくなる。即ち、上記電池の消耗
を抑える為に、この空気圧検出を、数分置きに数秒ずつ
行なうと言った、間欠測定を行なう必要がある。この
為、パンク等により走行中に発生した突発的なタイヤの
空気圧低下を検知できない可能性が高い。

【０００５】しかも、圧力センサが検出したタイヤの空
気圧を表す信号を、送信器から受信器に電波で送信する
為、この受信器のアンテナを、タイヤハウスの内壁のう
ちでタイヤと干渉しない部位に設ける必要がある為、数
１０cm程度の、或る程度広い空間を介して電波を送信し
なければならない。この為、他の車輪又は他の自動車か
ら出た電波との間の混信や、ノイズによる誤動作を生じ
る可能性がある。この様な混信に基づく誤動作を避ける
為には、各自動車毎、更には各車輪毎に、使用する電波
の周波数を変えたり、ノイズの少ない周波数を使う等の
対策が必要になる。多くの自動車を販売する事を考えた
場合、限られた周波数帯域でこれらの条件を満たす周波
数を割り振る事は困難である。本発明の信号伝達機能を
有する車輪用回転支持装置は、これらの問題を何れも解
消すべく発明したものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の信号伝達機能を
有する車輪用回転支持装置は、静止輪と、回転輪と、複
数の転動体と、静止側コイルと、回転側コイルとを備え
る。このうちの静止輪は、懸架装置に支持された状態で
回転しない。又、上記回転輪は、ホイール及びタイヤか
ら成る車輪を固定した状態で、この車輪と共に回転す
る。又、上記各転動体は、上記静止輪と回転輪との互い
に対向する周面にそれぞれ形成された静止側軌道と回転
側軌道との間に、転動自在に設けられている。又、上記
静止側コイルは、上記静止輪の一部で上記回転輪の一部
に対向する部分に、この回転輪の回転中心をその中心と
して配置されている。更に、上記回転側コイルは、上記
回転輪の一部で上記静止側コイルと対向する部分に、こ
の静止側コイルと同心に配置されている。そして、これ
ら静止側コイルと回転側コイルとの間で信号の伝達及び
電力の供給を行なわせるものである。

【０００７】

【作用】上述の様に構成する本発明の信号伝達機能を有
する車輪用回転支持装置の場合には、静止側コイルと回
転側コイルとの間で電力の供給を行なう為、回転輪側に
設けた、圧力センサ及びその周辺回路等の電気部品を動
作させる為の電源として電池を使用する必要がなくな
る。即ち、車体側に設けた、大容量且つ絶えず充電され
ているバッテリーから上記電気部品に、電力を安定して
供給し続ける事ができる。この為、この電気部品が上記
圧力センサ及びその周辺回路である場合には、タイヤの
空気圧を連続して検知し続ける事が可能となり、パンク
等に基づく、走行中の急なタイヤの空気圧低下も直ちに
検知できる。或は、タイヤの空気圧の変動の周波数成分
や振幅を連続的に検知し、その値を基にショックアブソ
ーバの減衰特性を制御し、懸架装置の機能を変化させ
て、乗り心地や走行安定性等、自動車の走行性能の向上
を図る事も可能になる。

【０００８】又、圧力センサによって検出されたタイヤ
の空気圧を表す信号等、回転輪側で検出した信号を固定
輪側に送る際には、互いに対向する状態で近接して設置
された、回転側コイルから静止側コイルに信号を送れば
良い。この際に信号は、これら回転側コイルと静止側コ
イルとの間に存在する、極く狭い空間を、電磁結合或は
電波として伝播すれば良い。この為、車輪毎に使用する
電波の周波数を変える様な事をしなくても、他の車輪や
他の自動車との間で信号が混信したり、ノイズによる誤
動作が発生する事を防止できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１〜５は、本発明の実施の形態
の第１例を示している。静止輪である外輪１は、外周面
に固定側フランジ２を設け、内周面の両端部近傍に複列
の外輪軌道３、３を形成している。使用状態では、上記
固定側フランジ２を図示しない懸架装置に結合固定す
る。上記外輪１の内径側には回転輪４を、この外輪１と
同心に配置している。本例の場合、この回転輪４は、ハ
ブ５の内端部（軸方向に関して内とは、懸架装置への組
み付け状態で、車体の幅方向中央寄りとなる側を言い、
図１、２、３、５、８、９の右側。反対に、懸架装置へ
の組み付け状態で車体の幅方向外寄りとなる、図１、
２、３、５、８、９の左側を、軸方向に関する外と言
う。）に内輪６を嵌合固定して成る。このうちのハブ５
の中間部外周面と内輪６の外周面とで、それぞれ上記各
外輪軌道３、３に対向する部分に内輪軌道７、７を形成
し、これら各外輪軌道３、３と各内輪軌道７、７との間
に、転動体である玉８、８を複数個ずつ、転動自在に設
けて、上記外輪１の内径側に上記回転輪４を回転自在に
支持している。尚、重量の嵩む自動車に組み込む車輪用
回転支持装置の場合には、転動体として、上記玉８、８
に代えて円すいころを使用する場合もある。

【００１０】又、上記ハブ５の外周面の外寄り部分に、
回転側フランジ９を設けている。使用時にはこの回転側
フランジ９の外側面に、制動装置を構成するロータ１０
と車輪を構成するホイール１１とを、円周方向複数個所
（一般的には４〜６個所）位置に設けた複数組のスタッ
ド１２とナット１３（後述する図８参照）とにより結合
固定する。

【００１１】これに対して上記回転側フランジ９の内側
面にはセンサケース１４を、複数本のねじ１５により結
合固定している。このセンサケース１４は、全体を略円
輪状としたもので、上記回転側フランジ９の内側面と当
接する外側面を、単一の平坦面としている。これに対し
て上記センサケース１４の内側面は、外径側に向かう程
軸方向内方に向かう、段付形状としている。この為に上
記センサケース１４は、径方向に関して内端部が薄肉部
１６、中間部が中肉部１７、外端部が厚肉部１８となっ
ている。そして、このうちの薄肉部１６の内側面が前記
外輪１の外端面と微小隙間を介して近接対向し、上記厚
肉部１８の内周面がこの外輪１の外端部外周面と対向す
る。これら厚肉部１８の内周面と外輪１の外端部外周面
との間には外端側軸受シール１９を、この外輪１の内端
部内周面と前記内輪６の内端部外周面との間には内端側
軸受シール２０を、それぞれ設けて、前記各玉８、８を
設置した内部空間２１の両端開口部を塞いでいる。この
構成により、この内部空間２１内のグリースが外部空間
に漏洩したり、外部空間に存在する異物がこの内部空間
２１内に進入する事を防止している。尚、図示の例は、
駆動輪（ＦＲ車及びＲＲ車の後輪、ＦＦ車の前輪、４Ｗ
Ｄ車の全輪）用の構造を示している為、前記ハブ５の中
心部にスプライン孔２２を設けている。非駆動輪（ＦＲ
車及びＲＲ車の前輪、ＦＦ車の後輪）用の場合にこの様
なスプライン孔２２が不要である事は勿論である。

【００１２】又、上記厚肉部１８には、前記ホイール１
１に支持したタイヤ（図示省略）内の空気圧を測定する
為の圧力センサ２３と、基板２６とを装着している。こ
の基板２６には、この圧力センサ２３の検出値を表す信
号を後述する回転側コイル２４から静止側コイル２５に
伝達可能な信号に変換する為の回路等を、組み込んでい
る。この為に上記厚肉部１８の内側面の径方向中間部に
凹部２７を、全周に亙って、或は周方向の一部に設けて
いる。上記圧力センサ２３に設けた円管状の圧力導入部
２８は、上記凹部２７内に設置された本体部２９から軸
方向外方に突出する状態で設けられると共に、前記回転
側フランジ９の一部に形成した円孔４５内に内嵌固定し
た接続スリーブ３９の中心部に形成した挿入孔４０内に
挿入されている。この状態でこの接続スリーブ３９の先
端（図１〜３の左端）は、前記ロータ１０の外側面より
も外方に突出する事はない。この理由は、上記回転側フ
ランジ９に、空気圧検出の為の構造部分を持たない、テ
ンパータイヤ用等の緊急用のホイールや一般のホイール
を組み付けられる様にする為である。

【００１３】上述の様な圧力センサ２３により、上記タ
イヤ内の空気圧を測定自在とする為に、上記ホイール１
１の内径寄り部分にエアコネクタ３１を、このホイール
１１の内側面から内方に突出する状態で設けると共に、
これらエアコネクタ３１とホイール１の外周面とを、連
通孔３２により通じさせている。このエアコネクタ３１
は、スリーブ３３の内径側にスプール３４を、軸方向の
変位自在に設置する事により、上記回転側フランジ９に
上記ホイール１１を組み付けた場合にのみ流路を開き、
上記タイヤ内の空気圧を、上記連通孔３２を通じて、上
記圧力センサ２３の圧力導入部２８に導入する様にして
いる。この様にタイヤ内の空気圧を圧力導入部２８に導
入する部分の構造に就いて、図２〜４により詳しく説明
する。

【００１４】上記スリーブ３３は円筒状に形成したもの
で、上記ホイール１１の内側面内径寄り部分に形成した
保持孔３５に内嵌固定している。上記連通孔３２の一端
部は、この保持孔３５の奥端部に開口している。又、Ｏ
リング等のシールリングにより、この保持孔３５の内周
面と上記スリーブ３３の外周面との間の気密保持を図っ
ている。又、このスリーブ３３の開口端部（図１〜３の
右端部）は、中間部乃至奥端部に比べて小径の開口鍔部
３６としている。一方、上記スプール３４は、基半部
｛図１〜３及び図４（Ｂ）の左半部｝を上記スリーブ３
３の中間部乃至奥端部に摺動自在に嵌合するピストン部
３７とし、先半部｛図１〜３及び図４（Ｂ）の右半部｝
を上記開口鍔部３３の内径側に進入自在なプランジャ部
３８としている。又、上記保持孔３５の奥端面と上記ピ
ストン部３７との間に圧縮ばね４４を設けて、上記スプ
ール３４に、軸方向内方に向く弾力を付与している。図
３に示す様に、上記ホイール１１を前記回転側フランジ
９に取り付ける以前の状態では、上記スプール３４は上
記圧縮ばね４４の弾力及び上記連通孔３２を通じて上記
保持孔３５の奥部に導入された空気圧により、上記ピス
トン部３７と上記開口鍔部３６とが衝合するまで内方に
押され、上記プランジャ部３８がこの開口鍔部３６の内
径側に進入した状態となる。これに対して、図１〜２に
示す様に、上記ホイール１１を上記回転側フランジ９に
取り付けた状態では、前記接続スリーブ３９の先端面が
上記スプール３４の先端面に突き当たる事により、この
スプール３４が上記保持孔３５の奥部に退避すると共
に、上記接続スリーブ３９の先端部が上記開口鍔部３６
の内径側に進入した状態となる。

【００１５】上記接続スリーブ３９の中心部には挿入孔
４０を、この接続スリーブ３９の基端面（図１〜３の右
端面）に開口する状態で形成し、この挿入孔４０内に、
前記圧力センサ２３の圧力導入部２８を挿入している。
そして、この状態で、Ｏリング等のシールリングによ
り、上記挿入孔４０の内周面と圧力導入部２８の外周面
との間の気密保持を図る様にしている。又、図１〜２に
示す様に、上記ホイール１１を上記回転側フランジ９に
結合固定した状態で、上記挿入孔４０の奥端面と、上記
接続スリーブ３９の先端面と上記スプール３４の先端面
との突き合わせ部の外周面との間に、圧力導入路４１を
設けている。この為に図示の例では、上記挿入孔４０の
奥端面と上記接続スリーブ３９の先端面とを連通させる
通孔７４を設けると共に、上記スプール３４の先端面
に、この先端面の中央部から外周縁に至る径方向溝７
５、７５を１乃至複数本形成する事により、このスプー
ル３４の先端面と上記接続スリーブ３９の先端面との間
に、上記通孔７４の先端開口と上記突き合わせ部の周囲
空間とを連通させる連通路を設けている。又、それぞれ
が上記圧力導入路４１の端部開口を挟む位置である、上
記プランジャ部３８の外周面と上記接続スリーブ３９の
先端部外周面とに、それぞれＯリング等のシールリング
４２ａ、４２ｂを係止している。又、上記ピストン部３
７には、このピストン部３７の外周面に形成した１乃至
複数本の圧力導入溝４３、４３等により、このピストン
部３７の両端面同士を連通させる連通路を設け、前記連
通孔３２を通じて前記保持孔３５の奥部に導入した空気
圧を、上記プランジャ部３８の周囲空間に導入自在とし
ている。

【００１６】一方、前記ロータ１０の一部で、組み付け
状態で上記保持孔３５と整合する部分には、前記ホイー
ル１１の内側面から突出した前記スリーブ３３の内端部
を挿入自在な円孔４６を、回転側フランジ９とロータ１
０とホイール１１との結合時に上記保持孔３５と同心に
なる様に形成している。

【００１７】上述の様なスリーブ３３とスプール３４と
から成るエアコネクタ３１は、図３に示す様に、上記ホ
イール１１を上記回転側フランジ９から取り外した状態
では空気流路を閉じる。即ち、この状態では、上記スプ
ール３４は上記圧縮ばね４４の弾力及び前記タイヤ内の
空気圧により、上記ピストン部３７と前記開口鍔部３６
とが衝合するまで内方に押される。この状態では、前記
プランジャ部３８が上記開口鍔部３６の内径側に進入す
ると共に、このプランジャ部３８の外周面に設けたＯリ
ング等のシールリング４２ａが、上記開口鍔部３６の中
央部内周面に全周に亙って当接する。この結果、上記プ
ランジャ部３８の中間部外周面と上記開口鍔部３６の中
央部内周面との間の気密保持が図られて、上記タイヤ内
の空気が抜ける事がなくなる。

【００１８】これに対して、図１〜２に示す様に、上記
ホイール１１を上記回転側フランジ９に取り付けた状態
では、上記スプール３４の先端面が前記接続スリーブ３
９の先端面に突き当たる事で、このスプール３４が外方
に押される。この結果、図１〜２に示す様に、このスプ
ール３４と上記接続スリーブ３９との突き当て部の外周
縁部に存在する、圧力導入路４１の端部開口が上記開口
鍔部３６の中央部よりも外方に移動すると共に、上記接
続スリーブ３９の先端部外周面に設けたＯリング等のシ
ールリング４２ｂが、上記開口鍔部３６の中央部内周面
に全周に亙って当接する。この結果、前記連通孔３２を
通じて上記スリーブ３３の内径側に導入された空気圧
が、上記圧力導入路４１を通じて、上記接続スリーブ３
９の中心部に設けた挿入孔４０内に導入される。この状
態でこの挿入孔４０内には、前記圧力センサ２３の圧力
導入部２８が気密に挿入されているので、この圧力セン
サ２３による上記タイヤ内の空気圧検出が可能な状態と
なる。

【００１９】この様にして上記圧力センサ２３が検出し
た空気圧は、前記基板２６により処理してから、次述す
る信号伝達装置４７により、静止輪である前記外輪１側
に伝達する。この信号伝達装置４７は、この外輪１側に
設置した静止側コイル２５と、前記回転輪４側に設置し
た回転側コイル２４とから成る。本例の場合には上記静
止側コイル２５を、上記外輪１の外端面に全周に亙って
形成した保持凹溝内に保持している。これに対して上記
回転側コイル２４は、前記センサケース１４の薄肉部１
６の内側面に全周に亙って形成した保持凹溝内に保持し
ている。上記静止側、回転側両コイル２５、２４は、互
いに同径で、それぞれ上記回転輪４の回転中心軸上の点
をその中心とする単一円弧上に配置されている。従って
上記静止側、回転側両コイル２５、２４は、全周に亙り
微小なアキシアル隙間を介して互いに対向している。そ
して、これら静止側、回転側両コイル２５、２４によ
り、車輪と共に回転する上記回転輪４と懸架装置に支持
されたまま回転しない上記外輪１との間で信号の伝達及
び電力の供給を行なう為の、上記信号伝達装置４７を構
成している。尚、上記各コイル２５、２４を上記各保持
凹溝内に固定する方法は、接着、モールド材による埋め
込み等、適宜の方法を採用できる。

【００２０】上記静止側、回転側両コイル２５、２４の
うち、静止側コイル２５には、制御器４８或は電源回路
４９（後述する図６〜７参照）に通じるハーネス５０の
端部を接続している。この為に図示の例では、上記外輪
１の一部に、この外輪１の外周面に開口する取付孔５１
を形成すると共に、この取付孔５１とこの外輪１の外端
面に形成した保持凹溝の底部とを連通孔５２により互い
に連通させている。そして、この連通孔５２内に配設し
た上記ハーネス５０を、上記取付孔５１から上記制御器
４８及び電源回路４９に向け導出している。これに対し
て上記回転側コイル２４は、上記センサケース１４の内
部に、前記凹部２７の奥面とを連通する連通孔５３内に
配設したハーネス５４により、この凹部２７内に設置し
た前記基板２６に接続している。

【００２１】上述する様に構成する本発明の信号伝達機
能を有する車輪用回転支持装置により、タイヤ内の空気
圧を連続的に測定する際の作用に就いて、図１〜５に図
６を加えて説明する。先ず、前記圧力センサ２３及び基
板２６内に組み込んだ回路を動作させる為の電力を車体
側から連続的に供給する部分の構成及び作用に就いて説
明する。車体側に設けた電源回路４９により上記静止側
コイル２５に印加された交流電圧に基づき、上記回転側
コイル２４に交流電圧が惹起される。この様に回転側コ
イル２４に惹起された交流電圧は、上記基板２６内に組
み込まれた整流回路５５により直流に変換されてから、
この基板２６内に組み込まれた変調回路５６及び上記圧
力センサ２３に通電される。

【００２２】次に、この圧力センサ２３が検出した上記
空気圧を表す信号を、車体側に設けた前記制御器４８に
連続的に送る部分の構成及び作用に就いて説明する。上
記変調回路５６は、上記圧力センサ２３から送り出され
た、上記空気圧を表す電圧信号を、周波数信号（変調信
号）に変換するＶ／Ｆ変換器５７と、このＶ／Ｆ変換器
５７から送り出される変調信号と搬送波とを合成して被
変調波とする為の変調器５８とから成る。この様な変調
回路５６から上記回転側コイル２４に送り出された被変
調波は、上記静止側コイル２５に伝播し、前記ハーネス
５０を通じて制御器４８に送られる。

【００２３】この制御器４８内に送られた上記被変調波
は、復調回路５９により、上記空気圧を表す電圧信号に
変化する。この復調回路５９は、上記被変調波から上記
周波数信号（変調信号）を取り出す復調器６０と、この
復調器６０から送り出される変調信号を電圧信号に変換
するＦ／Ｖ変換器６１とから成る。この様な復調回路５
９から送り出された、前記タイヤの空気圧を表す電圧信
号は、ローパスフィルタ６２を通過させて空気圧検知に
とって不要な部分を取り除いてから、空気圧表示器６３
に送る。即ち、上記電圧信号には、路面の凹凸やコーナ
リング時の車体ロールによる変動成分を含んでいる為、
上記ローパスフィルタ６２を通過させる事で、この変動
成分を除いた電圧信号を、上記空気圧表示器６３に送
る。そしてこの空気圧表示器６３は、この電圧信号に基
づき、上記空気圧を表す表示（例えばダッシュボードに
設けたパネル部分へのアナログ或はディジタル表示）を
行なう。更に、上記空気圧表示器６３により表示する空
気圧が過度に低くなった場合には、警告灯或はブザー等
の警報器６４により、運転者に注意を促す為の警報を発
する。尚、図６に示した回路では、個々のタイヤの空気
圧を空気圧表示器６３や警報器６４で運転者に知らせる
様にしているが、複数乃至は総てのタイヤの空気圧を一
括して処理する空気圧表示器や警報器を設置する事もで
きる。

【００２４】本発明の信号伝達機能を有する車輪用回転
支持装置によれば、前述した様に、上記静止側コイル２
５と上記回転側コイル２４とを通じて回転輪４側に設け
た圧力センサ２３及び基板２６に、車体側から電力を供
給する為、これら圧力センサ２３及び基板２６を動作さ
せる為の電源として電池を使用する必要がなくなる。即
ち、車体側に設けた、大容量且つ絶えず充電されている
バッテリーから上記圧力センサ２３及び基板２６に、電
力を安定して供給し続ける事ができる。この為、これら
圧力センサ２３及び基板２６により、タイヤの空気圧を
連続して検知し続ける事が可能となり、パンク等に基づ
く、走行中の急なタイヤの空気圧低下も直ちに検知でき
る。

【００２５】又、本発明の信号伝達機能を有する車輪用
回転支持装置によれば、上記圧力センサ２３によって検
出されたタイヤの空気圧を表す信号を車体側に送る際に
は、互いに対向する状態で近接して設置された、上記回
転側コイル２４から上記静止側コイル２５に信号を送れ
ば良い。この際に信号は、これら回転側コイル２４と静
止側コイル２５との間に存在する、極く狭い空間を、電
磁結合或は電波として伝播すれば良い。この為、車輪毎
に使用する電波の周波数を変える様な事をしなくても、
他の車輪や他の自動車との間で信号が混信したり、ノイ
ズによる誤動作が発生する事を防止できる。

【００２６】更には、タイヤの空気圧を連続して検知し
続けられる事を利用して、タイヤの空気圧の変動の周波
数成分や振幅を連続的に検知し、その値を基にショック
アブソーバの減衰特性を制御し、懸架装置の機能を変化
させて、乗り心地や走行安定性等、自動車の走行性能の
向上を図る事も可能になる。この場合の制御回路に就い
て、図７により説明する。尚、この図７に示した制御回
路で、圧力センサ２３及び基板２６に車体側から電力を
供給し、この圧力センサ２３の検出信号を車体側に取り
出す部分の構造及び作用は、上述の図６に示した制御回
路と同様である為、同等部分には同一符号を付して重複
する説明を省略し、以下、上記ショックアブソーバの減
衰特性を制御する部分の構造及び作用に就いて説明す
る。

【００２７】復調回路５９から送り出される、上記空気
圧を表す電圧信号は、ハイパスフィルタ６５を通過する
事で、上記減衰特性の制御にとって不要な部分を除いて
から、ショックアブソーバ６６の減衰特性を調節する為
の制御器６７に入力する。この制御器６７は、上記電圧
信号に基づき、路面の凹凸やコーナリング時の車体ロー
ルによる変動成分の周波数や振幅を解析し、その解析結
果を基に、上記ショックアブソーバ６６を制御する。こ
の様にして懸架装置の状態を変化させる事により、乗り
心地や、コーナリング時のロール抑制等、自動車の走行
性能の向上を図れる。更には、この自動車に設けた複数
乃至は総ての車輪のタイヤの空気圧の変動成分を統括し
て解析し、各車輪に付属のショックアブソーバ６６の減
衰特性を調節する制御装置を設ければ、更に高度な制御
が可能となる。

【００２８】次に、図８〜９は、本発明の実施の形態の
第２例を示している。本例の場合には、タイヤの空気圧
を測定する為の圧力センサ２３及びこの圧力センサ２３
の検出信号を処理する為の基板２６を、ホイール１１ａ
の外周面でこのホイール１１ａに装着したタイヤにより
覆われる部分に設置している。そして、このホイール１
１ａと回転輪４との間で、上記圧力センサ２３及び基板
２６に供給する電力、並びにこの圧力センサ２３が検出
した空気圧を表す電気信号を、コネクタユニット６８に
より伝達自在としている。

【００２９】このコネクタユニット６８は、上記ホイー
ル１１ａ側に設置した第一のコネクタ素子６９と、上記
回転輪４の回転側フランジ９側に設置した第二のコネク
タ素子７０とが、上記ホイール１１ａをこの回転側フラ
ンジ９に結合するのに伴って互いに導通する様にしてい
る。このうちの第一のコネクタ素子６９と上記基板２６
とは、上記ホイール１１ａに形成した連通孔３２内に配
設したハーネス７１により接続している。この連通孔３
２の端部（中間部でも可）はシール材７２による塞い
で、この連通孔３２を通じてタイヤ内の空気が漏れ出す
事を防止している。又、上記回転側フランジ９の外側面
からの上記第二のコネクタ素子７０の突出量は、ロータ
１０の厚さ寸法以下として、上記回転側フランジ９に、
緊急用タイヤのホイールや一般のホイールを組み付け自
在としている。一方、上記第二のコネクタ素子７０は、
ハーネス７３により、上記回転側フランジ９の内側面内
径寄り部分に形成した保持凹溝内に設置した回転側コイ
ル２４に接続している。上記圧力センサ２３及び基板２
６の設置位置を上記ホイール１１ａの外周面に変更した
事に伴い、ホイール１１ａと回転側フランジ９との接続
構造がエアコネクタ３１（図１〜３）からコネクタユニ
ット６８に変更され、それに伴って空気流路やハーネス
の配線状態が変更になった以外の部分の構成及び作用
は、前述した第１例の場合と同様であるから、同等部分
には同一符号を付して、重複する説明は省略する。

【００３０】尚、本発明を実施する場合に、以上に述べ
た構成以外に、適宜の構成を採用する事もできる。例え
ば、図示の各例の場合には、互いに同径である静止側コ
イル２５と回転側コイル２４とを軸方向に対向させてい
るが、径の異なる静止側コイルと回転側コイルとを同心
に配置し、これら両コイルの周面同士を径方向に対向さ
せても良い。又、図１〜５に示した第１例の構造では、
上記静止側コイル２５と回転側コイル２４とを外端側軸
受シール１９内に配置しているが、図８〜９に示した第
２例の構造の様に、これら両コイル２５、２４を軸受シ
ール外に配置しても良い。この場合には、これら両コイ
ル２５、２４同士の間の微小隙間への異物の噛み込みを
防ぐ為に、これら両コイル２５、２４と外部空間との間
に、軸受シールとは別の、ラビリンスシール或はゴムシ
ール等のシールを設ける事が好ましい。図８〜９は、ラ
ビリンスシール３０を設けた場合を示している。又、図
１〜５に示した第１例の構造を実施する場合に、センサ
ケース１４を回転輪４に支持固定する方法としては、図
示の様なねじ止めの他、接着、ねじ止めと接着との併
用、圧入、焼き嵌め、冷やし嵌め等の方法を採用でき
る。

【００３１】又、図示の例は何れも、静止側コイル２５
と回転側コイル２４とをそれぞれ１個ずつ設け、車体側
からホイール１１、１１ａ側への電力供給と、ホイール
１１、１１ａ側から車体側への信号伝送とを同じ静止側
コイル２５と回転側コイル２４との組み合わせにより行
なう様にしている。これに対して、電力供給と信号伝送
とで互いに異なる静止側コイルと回転側コイルとを使用
する等、コイルを機能別に異ならせる（機能分だけコイ
ルの組を設置する）事もできる。そして、信号伝送に電
波を用いる場合は、一般的に言うアンテナを使用しても
良い。その際、静止側アンテナと固定側アンテナとのう
ちの少なくとも一方を、１周以上巻線されたループアン
テナとすれば、外輪１に対して回転側フランジ９が如何
なる角度で設けられていても、均一に電波を受信できる
為、尚良い。本明細書では、この様に近接配置する、ル
ープアンテナ及びこれに対向するアンテナ等のアンテナ
もコイルと称する。

【００３２】又、図１〜５に示した第１例の構造を実施
する場合に、基板２６は扇形に形成し、これに前述の図
６〜７に示した整流回路５５及び変調回路５６の他圧力
センサ２３を実装しているが、この圧力センサ２３は、
基板２６とは別途設置して、この基板２６とハーネスに
より接続しても良い。又、上記整流回路５５及び変調回
路５６に使用する電子部品は、破損や基板からの脱落を
防止する為に、はんだ付けに伴う接着だけでなく、基板
に樹脂モールドして固定したり、電子部品が実装された
基板をセンサケース１４に固定後、このセンサケース１
４の凹部２７内にモールド材を充填して固定する事が好
ましい。このセンサケース１４と回転輪４とは、必ずし
も図示の様に別部品とする必要はなく、ホイール１１を
結合固定する為のスタッド１２（図８参照）や外端側軸
受シール１９との干渉を防止できるのであれば、一体と
する事もできる。

【００３３】又、上述した実施の形態では、圧力センサ
２３が検出した空気圧を表す信号を車体側に搬送する変
調回路５６と復調回路５９とをアナログ通信方式で構成
した例を示した。但し、Ｖ／Ｆ変換器５７の代わりにＡ
／Ｄ変換器（アナログ／ディジタル変換器）とシリアル
変換回路とを設置し、変調器５８と復調器６０とをそれ
ぞれ、ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying：振幅偏移変
調）やＦＳＫ（Frequency Shift Keying：周波数偏移変
調）、ＰＳＫ（Phase Shift Keying：位相偏移変調）と
言った方式のディジタル変調器とディジタル復調器とす
る事により、空気圧を表す信号をシリアルデータに変換
し、そのシリアルデータをディジタル変調して搬送する
と言った、単方向ディジタル通信方式を採用しても良
い。その際、上記ディジタル変調器と上記ディジタル復
調器とを、それぞれ双方向通信可能なトランシーバに置
き換えて双方向ディジタル通信方式とすると、圧力セン
サ２３が検出した空気圧を表す信号を搬送するだけでな
く、車体側から回転側に動作命令を与えて回路の故障確
認を行なったり、ディジタル通信のエラー補正を行なう
事でデータ転送速度の向上が図れる為、尚良い。

【００３４】又、上述した実施の形態では、制御器４８
の出力は、アナログ値である電圧信号で出力する方式で
構成した例を示したが、運転者にタイヤの空気圧を知ら
せる空気圧表示器６３や警報器６４、ショックアブソー
バの制御に用いる制御回路６７が、ＥＣＵ（車載用制御
装置）などのディジタル機器によって構成されている場
合は、制御器４８のインターフェイスとして、シリアル
インターフェイスやパラレルインターフェイス、車載Ｌ
ＡＮ等の、ディジタル信号のインターフェイスを用いる
と、上記ディジタル機器との接続が容易になる。

【００３５】又、何れの例でも、ホイール１１、１１ａ
に、圧力導入用、或はハーネス７１配設用の連通孔３２
を形成している。この様な連通孔３２は、上記ホイール
１１、１１ａのスポーク部に設けるが、スポーク部の形
状等により上記連通孔３２を設ける事が困難な場合や、
板金製ホイールに本発明を適用する際は、金属やゴム等
により造ったパイプをホイールの一部に設置して、上記
連通孔３２の代わりとする事もできる。又、何れの例で
も、構成部材の一部を、ＡＢＳ制御用の回転速度センサ
の構成部品と併用する事もできる。

【００３６】

【発明の効果】上述の様に本発明の信号伝達機能を有す
る車輪用回転支持装置によれば、タイヤの空気圧を連続
してしかも安定して検知できる。この為、空気の抜けた
タイヤのまま走行する事によるバースト事故を未然に防
止できる等、自動車の安全運行に果たす役割は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す断面図。

【図２】図１のＡ部拡大図。

【図３】ホイールを回転側フランジに取り付ける以前の
状態で示す、図２と同様の図。

【図４】スプールの端面図及び断面図。

【図５】図１のＢ部拡大図。

【図６】本発明を空気圧検知のみに適用した場合の回路
図。

【図７】同じく空気圧検知に加えてショックアブソーバ
の減衰力制御にも適用した場合の回路図。

【図８】本発明の実施の形態の第２例を示す断面図。

【図９】図８のＣ部拡大図。

【符号の説明】

１外輪２固定側フランジ３外輪軌道４回転輪５ハブ６内輪７内輪軌道８玉９回転側フランジ１０ロータ１１、１１ａホイール１２スタッド１３ナット１４センサケース１５ねじ１６薄肉部１７中肉部１８厚肉部１９外端側軸受シール２０内端側軸受シール２１内部空間２２スプライン孔２３圧力センサ２４回転側コイル２５静止側コイル２６基板２７凹部２８圧力導入部２９本体部３０ラビリンスシール３１エアコネクタ３２連通孔３３スリーブ３４スプール３５保持孔３６開口鍔部３７ピストン部３８プランジャ部３９接続スリーブ４０挿入孔４１圧力導入路４２ａ、４２ｂシールリング４３圧力導入溝４４圧縮ばね４５円孔４６円孔４７信号伝達装置４８制御器４９電源回路５０ハーネス５１取付孔５２連通孔５３連通孔５４ハーネス５５整流回路５６変調回路５７Ｖ／Ｆ変換器５８変調器５９復調回路６０復調器６１Ｆ／Ｖ変換器６２ローパスフィルタ６３空気圧表示器６４警報器６５ハイパスフィルタ６６ショックアブソーバ６７制御回路６８コネクタユニット６９第一のコネクタ素子７０第二のコネクタ素子７１ハーネス７２シール材７３ハーネス７４通孔７５径方向溝

フロントページの続きＦターム(参考） 2F055 AA12 BB19 CC60 DD20 EE40 FF34 GG31 2F073 AA03 AA36 AB11 BB02 BC01 CC02 CC03 CD04 CD27 DD01 EE12 FF02 FF03 FF14 FG01 FG04 FG05 FG14 GG01 GG04 3J101 AA02 AA43 AA54 AA62 FA26 GA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】懸架装置に支持された状態で回転しない
静止輪と、車輪を固定した状態でこの車輪と共に回転す
る回転輪と、これら静止輪と回転輪との互いに対向する
周面にそれぞれ形成された静止側軌道と回転側軌道との
間に転動自在に設けられた複数の転動体と、上記静止輪
の一部で上記回転輪の一部に対向する部分に、この回転
輪の回転中心をその中心として配置された静止側コイル
と、この回転輪の一部でこの静止側コイルと対向する部
分にこの静止側コイルと同心に配置された回転側コイル
とを備え、これら静止側コイルと回転側コイルとの間で
信号の伝達及び電力の供給を行なわせる、信号伝達機能
を有する車輪用回転支持装置。
【請求項２】静止側コイルと回転側コイルとの間で伝
達する信号が、車輪を構成するタイヤ内の空気圧を表す
信号であり、この空気圧を表す信号を発する圧力センサ
は、上記車輪を構成するホイールの外周面又はこのホイ
ール若しくは回転輪の一部で上記空気圧を導入される部
分に設置されている、請求項１に記載した信号伝達機能
を有する車輪用回転支持装置。
【請求項３】回転輪若しくはこの回転輪と共に回転す
る部分に設けられた、圧力センサで検出した信号を変調
してから回転側コイルに印加する変調回路と、静止輪若
しくはこの静止輪を支持した部分に設けられた、上記回
転側コイルから静止側コイルに送られた信号を復調する
復調回路とを備えた、請求項１〜２の何れかに記載した
信号伝達機能を有する車輪用回転支持装置。
【請求項４】静止輪若しくはこの静止輪を支持した部
分に設けられて、静止側コイルに交流を印加する電源回
路を備え、この電源回路から静止側コイルを通じて回転
側コイルに起電力を発生させる事により、回転輪側に設
置した電気部品に電力を供給自在とした、請求項１〜３
の何れかに記載した信号伝達機能を有する車輪用回転支
持装置。