JP2003207402A - ねじりトルクの検出方法およびその検出装置並びにそれを用いた車両用転がり軸受装置 - Google Patents
ねじりトルクの検出方法およびその検出装置並びにそれを用いた車両用転がり軸受装置Info
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2326/00—Articles relating to transporting
- F16C2326/01—Parts of vehicles in general
- F16C2326/02—Wheel hubs or castors
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ねじりトルクの検出装置の誤動作の発生を防
止し、回転軸の材質に関わらず非接触でねじりトルクを
検出する手段を実現する。 【解決手段】 回転軸と連動する内輪と、内輪に対向し
非回転部に固定される外輪と、内輪の転動軌道と外輪の
転動軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体
より成る転がり軸受の間の回転軸に圧電素子を取付け、
この回転軸に巻き付けられたコイルを圧電素子の両極に
接続し、回転軸のねじりによる変位によって圧電素子が
発生する電位差に伴ってコイルに発生する磁界を、コイ
ルに近接して外輪に取付けられた磁束密度を検出するセ
ンサによって検出する。
止し、回転軸の材質に関わらず非接触でねじりトルクを
検出する手段を実現する。 【解決手段】 回転軸と連動する内輪と、内輪に対向し
非回転部に固定される外輪と、内輪の転動軌道と外輪の
転動軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体
より成る転がり軸受の間の回転軸に圧電素子を取付け、
この回転軸に巻き付けられたコイルを圧電素子の両極に
接続し、回転軸のねじりによる変位によって圧電素子が
発生する電位差に伴ってコイルに発生する磁界を、コイ
ルに近接して外輪に取付けられた磁束密度を検出するセ
ンサによって検出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転軸のねじりト
ルクを非接触で検出するねじりトルクの検出方法および
その検出装置並びにそれを用いた車両用転がり軸受装置
に関する。
ルクを非接触で検出するねじりトルクの検出方法および
その検出装置並びにそれを用いた車両用転がり軸受装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、トラクションコントロールシス
テム（以下、ＴＣＳという。）においては、各車輪の回
転速度から求めた車体速度（以下、車輪速度という。）
と車輪速度の単位時間あたりの変化量（以下、車輪加速
度という。）および主に従動輪の回転速度から求めた車
体速度の推定値（以下、推定車体速度という。）等を用
いて車輪のロック傾向を検出し、これに応じて制動液圧
を調整して車輪のスリップ率を車輪と路面との摩擦係数
が最大となる領域近傍に維持し、車体の安定性や操縦安
定性等の向上を図っている。
テム（以下、ＴＣＳという。）においては、各車輪の回
転速度から求めた車体速度（以下、車輪速度という。）
と車輪速度の単位時間あたりの変化量（以下、車輪加速
度という。）および主に従動輪の回転速度から求めた車
体速度の推定値（以下、推定車体速度という。）等を用
いて車輪のロック傾向を検出し、これに応じて制動液圧
を調整して車輪のスリップ率を車輪と路面との摩擦係数
が最大となる領域近傍に維持し、車体の安定性や操縦安
定性等の向上を図っている。
【０００３】また、アンチロックブレーキシステム（以
下、ＡＢＳという。）においては、車輪速度と推定車体
速度の差であるスリップ量や車輪加速度等が所定の閾値
に達した場合に、車輪がロック傾向にあると判定して制
動液圧を減少するよう調節され、車両の制動距離の短縮
を図っている。上記のようなＴＳＣやＡＢＳにおいて
は、回転駆動軸のねじりトルクを測定して制動液圧の調
節に補正を加える制御によって常に良好な制御特性を得
るため、車両走行中に回転軸のねじりトルクを検出する
手段が必要である。
下、ＡＢＳという。）においては、車輪速度と推定車体
速度の差であるスリップ量や車輪加速度等が所定の閾値
に達した場合に、車輪がロック傾向にあると判定して制
動液圧を減少するよう調節され、車両の制動距離の短縮
を図っている。上記のようなＴＳＣやＡＢＳにおいて
は、回転駆動軸のねじりトルクを測定して制動液圧の調
節に補正を加える制御によって常に良好な制御特性を得
るため、車両走行中に回転軸のねじりトルクを検出する
手段が必要である。
【０００４】従来のねじりトルクの検出方法としては、
歪ゲージによってブリッジ回路を構成し、これを回転軸
に取付け、回転軸のねじりによって発生した変位をブリ
ッジ両端の電圧で検出し、スリップリングを介して回転
軸から取出す方法が用いられている。
歪ゲージによってブリッジ回路を構成し、これを回転軸
に取付け、回転軸のねじりによって発生した変位をブリ
ッジ両端の電圧で検出し、スリップリングを介して回転
軸から取出す方法が用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の方法においては、歪ゲージからの出力を接触部
位を有するスリップリングを介して取出すため、摺動部
の磨耗等により耐久性が不足するという問題がある。ま
た、他の検出方法として、軸の両端に光学式のエンコー
ダを取付け、これらの位相差からトルクを推定するもの
や磁歪式のものがあるが、前者は塵芥や油脂分等の汚れ
の付着により誤動作が生じ、後者は対象となる軸の材質
が限定されるという問題がある。
た従来の方法においては、歪ゲージからの出力を接触部
位を有するスリップリングを介して取出すため、摺動部
の磨耗等により耐久性が不足するという問題がある。ま
た、他の検出方法として、軸の両端に光学式のエンコー
ダを取付け、これらの位相差からトルクを推定するもの
や磁歪式のものがあるが、前者は塵芥や油脂分等の汚れ
の付着により誤動作が生じ、後者は対象となる軸の材質
が限定されるという問題がある。
【０００６】そこで、本発明は、誤動作の発生を防止
し、回転軸の材質に関わらず非接触でねじりトルクを検
出する手段を実現することを目的とする。
し、回転軸の材質に関わらず非接触でねじりトルクを検
出する手段を実現することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、圧電素子を回転軸に取付け、この回転軸
に巻き付けられたコイルを圧電素子の両極に接続し、回
転軸のねじりによる変位によって圧電素子が発生する電
位差に伴ってコイルに発生する磁界を、コイルに近接し
て非回転部に取付けられた磁束密度を検出するセンサに
よって検出することを特徴とする。
決するために、圧電素子を回転軸に取付け、この回転軸
に巻き付けられたコイルを圧電素子の両極に接続し、回
転軸のねじりによる変位によって圧電素子が発生する電
位差に伴ってコイルに発生する磁界を、コイルに近接し
て非回転部に取付けられた磁束密度を検出するセンサに
よって検出することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明に
よるねじりトルクの検出装置を車両用転がり軸受装置に
適用した実施の形態について説明する。 第１実施の形態例 図１は本発明の第１実施の形態を示す断面図である。
よるねじりトルクの検出装置を車両用転がり軸受装置に
適用した実施の形態について説明する。 第１実施の形態例 図１は本発明の第１実施の形態を示す断面図である。
【０００９】１は駆動輪に用いられる車両用転がり軸受
装置であり、グリース等により潤滑されるアンギュラ玉
軸受２ａ、２ｂを背面合わせにして構成されている。３
はアンギュラ玉軸受２ａの内輪および回転軸としてのハ
ブであり、その外周面にアンギュラ玉軸受２ａの転動軌
道を有している。４はアンギュラ玉軸受２ｂの内輪であ
り、その外周面にアンギュラ玉軸受２ａの転動軌道を有
しており、内周面をハブ３と嵌合し連動して回転する。
装置であり、グリース等により潤滑されるアンギュラ玉
軸受２ａ、２ｂを背面合わせにして構成されている。３
はアンギュラ玉軸受２ａの内輪および回転軸としてのハ
ブであり、その外周面にアンギュラ玉軸受２ａの転動軌
道を有している。４はアンギュラ玉軸受２ｂの内輪であ
り、その外周面にアンギュラ玉軸受２ａの転動軌道を有
しており、内周面をハブ３と嵌合し連動して回転する。
【００１０】５は外輪であり、その内周面にアンギュラ
玉軸受２ａおよびアンギュラ玉軸受２ｂの両方の転動軌
道を有している。６ａはアンギュラ玉軸受２ａの転動体
としての玉であり、互いの接触を防止する保持器７ａに
係止されて所定のピッチで複数個設けられ、ハブ３に設
けられた転動軌道とこれに対向する外輪５に設けられた
転動軌道との間に転動自在に設けられている。
玉軸受２ａおよびアンギュラ玉軸受２ｂの両方の転動軌
道を有している。６ａはアンギュラ玉軸受２ａの転動体
としての玉であり、互いの接触を防止する保持器７ａに
係止されて所定のピッチで複数個設けられ、ハブ３に設
けられた転動軌道とこれに対向する外輪５に設けられた
転動軌道との間に転動自在に設けられている。
【００１１】６ｂはアンギュラ玉軸受２ｂの転動体とし
ての玉であり、互いの接触を防止する保持器７ｂに係止
されて所定のピッチで複数個設けられ、内輪４に設けら
れた転動軌道とこれに対向する外輪５に設けられた転動
軌道との間に転動自在に設けられ、アンギュラ玉軸受２
ａと共同して回転軸としてのハブ３を回転自在に支持す
る。
ての玉であり、互いの接触を防止する保持器７ｂに係止
されて所定のピッチで複数個設けられ、内輪４に設けら
れた転動軌道とこれに対向する外輪５に設けられた転動
軌道との間に転動自在に設けられ、アンギュラ玉軸受２
ａと共同して回転軸としてのハブ３を回転自在に支持す
る。
【００１２】８ａはリップシール等のシール部材であ
り、外輪５の内周面に嵌合して固定されハブ３の外周面
に摺接し、外部からの塵芥や泥水の浸入を防止すると共
にグリース等の潤滑材から僅かに溶けだす油脂分の外部
への放出を防止する。８ｂはシールリングとスリンガの
組合せ等によるシール部材であり、外輪５の内周面と内
輪４の外周面の間に設けられ、外部からの塵芥や泥水の
浸入を防止すると共にグリース等の潤滑材から僅かに溶
けだす油脂分の外部への放出を防止する。
り、外輪５の内周面に嵌合して固定されハブ３の外周面
に摺接し、外部からの塵芥や泥水の浸入を防止すると共
にグリース等の潤滑材から僅かに溶けだす油脂分の外部
への放出を防止する。８ｂはシールリングとスリンガの
組合せ等によるシール部材であり、外輪５の内周面と内
輪４の外周面の間に設けられ、外部からの塵芥や泥水の
浸入を防止すると共にグリース等の潤滑材から僅かに溶
けだす油脂分の外部への放出を防止する。
【００１３】１１は回転フランジであり、ハブ３の一端
に設けられ複数個の孔１２を有しており、これに設けら
れたに図示しないスタッドによって、車両のブレーキ装
置の回転部や車輪と結合される。１３はスプライン孔で
あり、図示しない等速ジョイントの回転駆動軸に設けら
れたスプライン部と嵌合し、エンジンからの駆動力を駆
動輪に伝達する。
に設けられ複数個の孔１２を有しており、これに設けら
れたに図示しないスタッドによって、車両のブレーキ装
置の回転部や車輪と結合される。１３はスプライン孔で
あり、図示しない等速ジョイントの回転駆動軸に設けら
れたスプライン部と嵌合し、エンジンからの駆動力を駆
動輪に伝達する。
【００１４】１４は固定フランジであり、回転フランジ
１１の反対側で外輪５の一端に設けられ、外側に突出す
る複数の取付部１５を有しており、これに設けられたネ
ジ孔１６によって車両の懸架装置に設けられた図示しな
いナックルの取付部にボルト等の締結手段を用いて固定
される。２１は圧電素子であり、ポリフッ化ビニリデン
等の材料を膜状にした圧電フィルムを矩形に成形したも
のであり、その変形量に応じて発生する電位差を検出す
るための陽極と陰極が設けられている。
１１の反対側で外輪５の一端に設けられ、外側に突出す
る複数の取付部１５を有しており、これに設けられたネ
ジ孔１６によって車両の懸架装置に設けられた図示しな
いナックルの取付部にボルト等の締結手段を用いて固定
される。２１は圧電素子であり、ポリフッ化ビニリデン
等の材料を膜状にした圧電フィルムを矩形に成形したも
のであり、その変形量に応じて発生する電位差を検出す
るための陽極と陰極が設けられている。
【００１５】また、圧電素子２１はエポキシ樹脂等の接
着剤でアンギュラ玉軸受２ａ、２ｂの間のハブ３の外周
面に密着して貼着される。２２はコイルであり、圧電素
子２１の近傍にエナメル等の絶縁被膜を有する銅線等を
ハブ３に巻き付けて設置され、銅線等の両端は圧電素子
２１の両極に接続される。
着剤でアンギュラ玉軸受２ａ、２ｂの間のハブ３の外周
面に密着して貼着される。２２はコイルであり、圧電素
子２１の近傍にエナメル等の絶縁被膜を有する銅線等を
ハブ３に巻き付けて設置され、銅線等の両端は圧電素子
２１の両極に接続される。
【００１６】２３はセンサであり、磁束密度に感応する
検出部を有しており、取付フランジ２４が設けられてい
る。２５はセンサ２３の取付座であり、固定フランジ１
４の取付部１５の間で外輪５の外周部に配置され、外輪
５を貫通するセンサ挿入孔２６およびセンサ２３の固定
用の図示しないネジ穴が設けられている。
検出部を有しており、取付フランジ２４が設けられてい
る。２５はセンサ２３の取付座であり、固定フランジ１
４の取付部１５の間で外輪５の外周部に配置され、外輪
５を貫通するセンサ挿入孔２６およびセンサ２３の固定
用の図示しないネジ穴が設けられている。
【００１７】センサ２３は、センサ挿入孔２６に挿入さ
れ、外輪５に設けられた取付座２５に固定ボルト２７に
よって固定され、その先端がコイル２３に近接した位置
に配置される。２８はハーネスであり、センサ２３の出
力を図示しないコントローラへ導く。２９はＯリングで
あり、センサ２３に設けられたＯリング溝３０に装填さ
れており、外輪５のセンサ挿入孔２６とセンサ２３の間
の隙間を封止し、外部からの塵芥や泥水の浸入を防止す
る。
れ、外輪５に設けられた取付座２５に固定ボルト２７に
よって固定され、その先端がコイル２３に近接した位置
に配置される。２８はハーネスであり、センサ２３の出
力を図示しないコントローラへ導く。２９はＯリングで
あり、センサ２３に設けられたＯリング溝３０に装填さ
れており、外輪５のセンサ挿入孔２６とセンサ２３の間
の隙間を封止し、外部からの塵芥や泥水の浸入を防止す
る。
【００１８】上述した構成の作用について説明する。本
実施の形態のねじりトルクの検出装置を用いた車両用転
がり軸受装置１の車両への取付は、固定フランジ１４と
車両の懸架装置に設けられた図示しないナックルを嵌合
して組立て、取付部１５に設けられたネジ孔１６とナッ
クルの取付部を複数のボルトによって締結し固定する。
実施の形態のねじりトルクの検出装置を用いた車両用転
がり軸受装置１の車両への取付は、固定フランジ１４と
車両の懸架装置に設けられた図示しないナックルを嵌合
して組立て、取付部１５に設けられたネジ孔１６とナッ
クルの取付部を複数のボルトによって締結し固定する。
【００１９】これによって、固定フランジ１４と一体に
成形されている外輪５は車体に結合され非回転部とな
る。回転フランジ１１には、車両のブレーキ装置の回転
部や車輪が、回転フランジ１１に設けられた図示しない
スタッドによって締結されて結合される。これによっ
て、回転フランジ１１と一体に成形されているハブ３に
結合された車輪等の回転部が、玉６ａ、６ｂを介して車
体と結合する外輪５に係止され、回転自在に組立てられ
る。
成形されている外輪５は車体に結合され非回転部とな
る。回転フランジ１１には、車両のブレーキ装置の回転
部や車輪が、回転フランジ１１に設けられた図示しない
スタッドによって締結されて結合される。これによっ
て、回転フランジ１１と一体に成形されているハブ３に
結合された車輪等の回転部が、玉６ａ、６ｂを介して車
体と結合する外輪５に係止され、回転自在に組立てられ
る。
【００２０】ハブ３に設けられたスプライン孔１３に
は、図示しない等速ジョイントの回転駆動軸に設けられ
たスプライン部が挿入されて嵌合する。これによって、
エンジンからの駆動力がハブ３伝えられ、これに結合し
ている車輪が駆動輪となる。このようにしてエンジンの
駆動力が駆動輪に伝達され、車輪と路面の摩擦力によっ
て車両が走行する。
は、図示しない等速ジョイントの回転駆動軸に設けられ
たスプライン部が挿入されて嵌合する。これによって、
エンジンからの駆動力がハブ３伝えられ、これに結合し
ている車輪が駆動輪となる。このようにしてエンジンの
駆動力が駆動輪に伝達され、車輪と路面の摩擦力によっ
て車両が走行する。
【００２１】車両走行時に車輪と結合して回転するハブ
３には、主に車輪と路面の摩擦力に伴う車輪トルクと、
エンジンの駆動トルク、ブレーキ装置が発生する制動ト
ルクが作用し、回転駆動軸であるハブ３にねじりトルク
が発生する。このねじりトルクが作用してハブ３がねじ
られることによって、その外周面にはねじりによる変位
（以下、ねじり変位という。）が発生し、このねじり変
位を検出することでねじりトルクが測定できる。
３には、主に車輪と路面の摩擦力に伴う車輪トルクと、
エンジンの駆動トルク、ブレーキ装置が発生する制動ト
ルクが作用し、回転駆動軸であるハブ３にねじりトルク
が発生する。このねじりトルクが作用してハブ３がねじ
られることによって、その外周面にはねじりによる変位
（以下、ねじり変位という。）が発生し、このねじり変
位を検出することでねじりトルクが測定できる。
【００２２】すなわち、ハブ３の外周面に密着して貼着
された圧電素子２１が、ハブ３のねじり変位によって変
形し、圧電素子２１の両極にその変形に応じた電位差が
発生する。これによって圧電素子２１の両極に接続する
コイル２２にそのコイル抵抗に反比例した電流が流れ、
コイル２２の周りに電流の強さに比例した磁界を発生さ
せる。
された圧電素子２１が、ハブ３のねじり変位によって変
形し、圧電素子２１の両極にその変形に応じた電位差が
発生する。これによって圧電素子２１の両極に接続する
コイル２２にそのコイル抵抗に反比例した電流が流れ、
コイル２２の周りに電流の強さに比例した磁界を発生さ
せる。
【００２３】この磁界の発生によって近接した位置に設
置したセンサ２３が磁束密度を検知し、この出力がハー
ネス２８を経由して図示しないコントローラに伝達され
る。以上によって、非接触の状態でハブ３に作用するね
じりトルクを検出することができ、これをＡＢＳやＴＣ
Ｓ等の車両制御の制御要素として用いることができる。
置したセンサ２３が磁束密度を検知し、この出力がハー
ネス２８を経由して図示しないコントローラに伝達され
る。以上によって、非接触の状態でハブ３に作用するね
じりトルクを検出することができ、これをＡＢＳやＴＣ
Ｓ等の車両制御の制御要素として用いることができる。
【００２４】また、磁束密度を用いてねじりトルクを検
出することによって、油脂分等の汚れの付着による検出
値への影響を排除することができ誤作動の発生を防止で
きると同時に、転がり軸受の外側にシール部材を配置し
てねじりトルクの検出部位を密封環境とすることによっ
て、車両の走行に伴う石はねによる損傷および泥水や塵
芥等の侵入が防止でき、常に安定した検出値を得ること
ができる。
出することによって、油脂分等の汚れの付着による検出
値への影響を排除することができ誤作動の発生を防止で
きると同時に、転がり軸受の外側にシール部材を配置し
てねじりトルクの検出部位を密封環境とすることによっ
て、車両の走行に伴う石はねによる損傷および泥水や塵
芥等の侵入が防止でき、常に安定した検出値を得ること
ができる。
【００２５】なお、圧電素子２１を貼着する場合は、軸
のねじりにおける引張り、圧縮方向であるハブ３の回転
軸線に対して４５度の方向に圧電素子２１の最大歪感度
の軸線を一致させて貼着するとよいが、貼着部位や検知
特性等も勘案して方向を決定することが望ましい。ま
た、ブレーキ装置の発熱や環境温度の変化によってハブ
３や圧電素子２１の温度が変化することによる検出値の
変化が無視できない場合は、ハブ３等の温度を直接的ま
たは間接的に測定することによる検出値の補正や、クラ
ッチ等の動力断続手段の切断時にはねじりトルクがほぼ
「０」となることを利用して、変速装置の変速時の動力
断続手段切断時に検出した直近の検出値によるゼロ点の
補正等により温度補正を行う。
のねじりにおける引張り、圧縮方向であるハブ３の回転
軸線に対して４５度の方向に圧電素子２１の最大歪感度
の軸線を一致させて貼着するとよいが、貼着部位や検知
特性等も勘案して方向を決定することが望ましい。ま
た、ブレーキ装置の発熱や環境温度の変化によってハブ
３や圧電素子２１の温度が変化することによる検出値の
変化が無視できない場合は、ハブ３等の温度を直接的ま
たは間接的に測定することによる検出値の補正や、クラ
ッチ等の動力断続手段の切断時にはねじりトルクがほぼ
「０」となることを利用して、変速装置の変速時の動力
断続手段切断時に検出した直近の検出値によるゼロ点の
補正等により温度補正を行う。
【００２６】更に、圧電素子２１の形状はフィルム状の
矩形を例として説明したが、上記の例に限るものではな
く、短冊状、ひも状、円板状、円環状等の形状であって
もよい。 第２実施の形態例 図２は本発明の第２実施の形態を示す断面図である。
矩形を例として説明したが、上記の例に限るものではな
く、短冊状、ひも状、円板状、円環状等の形状であって
もよい。 第２実施の形態例 図２は本発明の第２実施の形態を示す断面図である。
【００２７】なお、上記第１実施の形態と同様の部分
は、同一の符号を付してその説明を省略する。４１は発
信機であり、その入力端子が圧電素子２１の両極と導線
等によって接続されている。４２はアンテナであり、発
信機４１で発生させた電磁波を図示しないコントローラ
の受信機に向けて発信する。
は、同一の符号を付してその説明を省略する。４１は発
信機であり、その入力端子が圧電素子２１の両極と導線
等によって接続されている。４２はアンテナであり、発
信機４１で発生させた電磁波を図示しないコントローラ
の受信機に向けて発信する。
【００２８】上述した構成の作用について説明する。な
お、車両用転がり軸受装置１の車両への取付および圧電
素子２１によるねじり変位に応じた電位差の発生につい
ては、第１実施の形態と同様であるので説明を省略す
る。圧電素子２１にねじり変位により発生した電位差
は、その両極に接続する発信機４１の入力端子に導かれ
る。
お、車両用転がり軸受装置１の車両への取付および圧電
素子２１によるねじり変位に応じた電位差の発生につい
ては、第１実施の形態と同様であるので説明を省略す
る。圧電素子２１にねじり変位により発生した電位差
は、その両極に接続する発信機４１の入力端子に導かれ
る。
【００２９】発信機４１においては、検知した電位差を
これに基づいた電磁波に変換し、アンテナ４２を介して
図示しないコントローラの受信機に向け送信する。これ
を受信したコントローラは、このデータをＡＢＳやＴＣ
Ｓ等の車両制御の制御要素として使用する。これによっ
て、第１実施の形態の効果に加えて、発信機により圧電
素子の出力を直接コントローラに伝えてコイルやセン
サ、ハーネスが省略できるため、装置を簡素化できると
同時に、車両の軽量化に寄与することができる。
これに基づいた電磁波に変換し、アンテナ４２を介して
図示しないコントローラの受信機に向け送信する。これ
を受信したコントローラは、このデータをＡＢＳやＴＣ
Ｓ等の車両制御の制御要素として使用する。これによっ
て、第１実施の形態の効果に加えて、発信機により圧電
素子の出力を直接コントローラに伝えてコイルやセン
サ、ハーネスが省略できるため、装置を簡素化できると
同時に、車両の軽量化に寄与することができる。
【００３０】上述は、圧電素子を圧電フィルムとした例
を用いて説明したが、水晶や圧電セラミック等の材料に
よって圧電素子を形成し、これを圧電フィルムと同様に
貼着して用いてもよく、ハブに設けた窪みに埋設して用
いるようにしてもよい。また、ねじりトルクの検出装置
の設置部位を駆動輪として説明したが、従動輪に設置す
る場合にも同様にして設置し、作動させることができ
る。
を用いて説明したが、水晶や圧電セラミック等の材料に
よって圧電素子を形成し、これを圧電フィルムと同様に
貼着して用いてもよく、ハブに設けた窪みに埋設して用
いるようにしてもよい。また、ねじりトルクの検出装置
の設置部位を駆動輪として説明したが、従動輪に設置す
る場合にも同様にして設置し、作動させることができ
る。
【００３１】なお、車両用転がり軸受装置が重荷重を受
ける場合等に、アンギュラ玉軸受の一部または全部をテ
ーパころ軸受に変更して使用しても本発明の効果を損な
うものではない。また、転がり軸受は、通常の内輪、外
輪および転動体等からなる単体の転がり軸受とし、外輪
をナックルに固定したハウジングに嵌合して固定し、内
輪を内輪４と同様にして回転軸に嵌合して連動させる構
造としてもよい。
ける場合等に、アンギュラ玉軸受の一部または全部をテ
ーパころ軸受に変更して使用しても本発明の効果を損な
うものではない。また、転がり軸受は、通常の内輪、外
輪および転動体等からなる単体の転がり軸受とし、外輪
をナックルに固定したハウジングに嵌合して固定し、内
輪を内輪４と同様にして回転軸に嵌合して連動させる構
造としてもよい。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、非接触
として摺動部を排し、磁束密度を計測して汚れの影響を
排除し、圧電素子を貼着することで回転軸の材質に関わ
らずねじりトルクの検出を可能としたため、耐久性、適
用性に優れると共に、安定したねじりトルクの検出を行
うことができるという効果が得られる。
として摺動部を排し、磁束密度を計測して汚れの影響を
排除し、圧電素子を貼着することで回転軸の材質に関わ
らずねじりトルクの検出を可能としたため、耐久性、適
用性に優れると共に、安定したねじりトルクの検出を行
うことができるという効果が得られる。
【図１】本発明の第１実施の形態を示す断面図
【図２】本発明の第２実施の形態を示す断面図
【符号の説明】
１ 車両用転がり軸受装置
２ａ、２ｂ アンギュラ玉軸受
３ ハブ
４ 内輪
５ 外輪
６ａ、６ｂ 玉
７ａ、７ｂ 保持器
８ａ、８ｂ シール部材
１１ 回転フランジ
１３ スプライン孔
１４ 固定フランジ
１５ 取付部
２１ 圧電素子
２２ コイル
２３ センサ
２４ 取付フランジ
２５ 取付座
２６ センサ挿入孔
２７ 固定ボルト
２８ ハーネス
２９ Ｏリング
３０ Ｏリング溝
４１ 発信機
４２ アンテナ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 3D046 BB16 BB28 BB29 HH52
3J101 AA02 AA32 AA43 AA54 AA62
BA77 FA51 GA03
Claims (7)
- 【請求項１】 圧電素子を回転軸に取付け、該回転軸に
巻き付けられたコイルを前記圧電素子の両極に接続し、
前記回転軸のねじりによる変位によって圧電素子が発生
する電位差に伴って前記コイルに発生する磁界を、前記
コイルに近接して非回転部に取付けられた磁束密度を検
出するセンサによって検出することを特徴とするねじり
トルクの検出方法。 - 【請求項２】 圧電素子を回転軸に取付け、該回転軸に
取付けられた発信機に前記圧電素子の両極を接続し、前
記回転軸のねじりによる変位によって圧電素子が発生す
る電位差を、前記発信機から発信し、これを受信して検
出することを特徴とするねじりトルクの検出方法。 - 【請求項３】 回転軸に取付けられた圧電素子と、該圧
電素子の両極に接続し前記回転軸に巻き付けられたコイ
ルと、該コイルに近接して非回転部に取付けられ、磁束
密度を検出するセンサとを有し、 前記回転軸のねじりによる変位によって前記コイルに発
生する磁界を、前記センサによって検出することを特徴
とするねじりトルクの検出装置。 - 【請求項４】 請求項３において、 前記圧電素子を、前記回転軸に貼着したことを特徴とす
るねじりトルクの検出装置。 - 【請求項５】 回転軸に取付けられた圧電素子と、該圧
電素子の両極に接続し前記回転軸に取付けられた発信機
とを有し、 前記回転軸のねじりによる変位によって前記圧電素子が
発生する電位差を、前記発信機から発信し、これを受信
して検出することを特徴とするねじりトルクの検出装
置。 - 【請求項６】 回転軸と連動する内輪と、該内輪に対向
し非回転部に固定される外輪と、前記内輪の転動軌道と
前記外輪の転動軌道との間に転動自在に設けられた複数
個の転動体よりなる転がり軸受を少なくとも２個有する
車両用転がり軸受装置において、 前記回転軸に配置された前記転がり軸受の間の回転軸に
圧電素子を取付け、前記回転軸に巻き付けられたコイル
を前記圧電素子の両極に接続し、前記転がり軸受の外輪
に前記コイルに近接して磁束密度を検出するセンサを取
付けることにより、 前記回転軸のねじりによる変位によって前記コイルに発
生する磁界を、前記センサによって検出することを特徴
とする車両用転がり軸受装置。 - 【請求項７】 回転軸と連動する内輪と、該内輪に対向
し非回転部に固定される外輪と、前記内輪の転動軌道と
前記外輪の転動軌道との間に転動自在に設けられた複数
個の転動体よりなる転がり軸受を少なくとも２個有する
車両用転がり軸受装置において、 前記回転軸に配置された前記転がり軸受の間の回転軸に
圧電素子を取付け、前記回転軸に取付けられた発信機に
前記圧電素子の両極を接続することにより、 前記回転軸のねじりによる変位によって前記圧電素子が
発生する電位差を、前記発信機から発信し、これを受信
して検出することを特徴とする車両用転がり軸受装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002002547A JP2003207402A (ja) | 2002-01-09 | 2002-01-09 | ねじりトルクの検出方法およびその検出装置並びにそれを用いた車両用転がり軸受装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002002547A JP2003207402A (ja) | 2002-01-09 | 2002-01-09 | ねじりトルクの検出方法およびその検出装置並びにそれを用いた車両用転がり軸受装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003207402A true JP2003207402A (ja) | 2003-07-25 |
Family
ID=27642374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002002547A Pending JP2003207402A (ja) | 2002-01-09 | 2002-01-09 | ねじりトルクの検出方法およびその検出装置並びにそれを用いた車両用転がり軸受装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003207402A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR200485653Y1 (ko) * | 2016-08-02 | 2018-02-07 | 이승환 | 스타일러스 펜 |
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| CN112504524A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-03-16 | 大连理工大学 | 一种集成式压电扭矩测力仪 |
| EP3850241B1 (de) | 2018-09-10 | 2022-10-12 | KNORR-BREMSE Systeme für Nutzfahrzeuge GmbH | Scheibenbremse für ein kraftfahrzeug und verfahren zum erfassen eines bremsmoments einer scheibenbremse |
-
2002
- 2002-01-09 JP JP2002002547A patent/JP2003207402A/ja active Pending
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| CN112504524B (zh) * | 2020-11-20 | 2021-08-06 | 大连理工大学 | 一种集成式压电扭矩测力仪 |
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