JP2003294560A

JP2003294560A - 車輪用回転検出装置

Info

Publication number: JP2003294560A
Application number: JP2002100895A
Authority: JP
Inventors: Hiroo Ishikawa; 寛朗石川; Mamoru Aoki; 護青木
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2002-04-03
Filing date: 2002-04-03
Publication date: 2003-10-15
Anticipated expiration: 2022-04-03
Also published as: JP3979151B2

Abstract

(57)【要約】【課題】センサの組み付け作業を面倒にする事なく、
車輪の回転速度と共に、この車輪を構成するタイヤ内の
空気圧の状態を検出できる構造を実現する。【解決手段】センサユニット３２を構成するホルダ３
６内に、回転検出センサと振動センサとを設ける。そし
て、この振動センサにより上記車輪の振動周波数、延い
てはこの車輪の共振周波数を求める事により、この車輪
を構成するタイヤ内の空気圧を検知する。この結果、上
記回転検出センサ並びに振動センサの配線作業を容易に
すると共に、これら各センサの組み付けスペースが嵩ん
だり、組み付け工程数が増大したりする事を防止でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明に係る車輪用回転検
出装置は、懸架装置に支持した自動車の車輪の回転（回
転速度或は回転数）を検出すると共に、この自動車の車
輪を構成するタイヤ内の空気圧を検知する為に利用す
る。

【０００２】

【従来の技術】アンチロックブレーキシステム（ＡＢ
Ｓ）やトラクションコントロールシステム（ＴＣＳ）を
制御すべく車輪の回転速度を知る為に従来から、懸架装
置に対し車輪を支持する為の転がり軸受ユニットに回転
速度検出装置を組み込んだ、回転速度検出装置付車輪支
持用転がり軸受ユニットが、各種知られている。図５
は、この様な目的で使用される回転速度検出装置付車輪
支持用転がり軸受ユニットの１例を示している。

【０００３】請求項に記載した静止輪に相当する外輪１
は、懸架装置を構成するナックル２に形成した円形の支
持孔３部分に、複数本のボルト４により固定された状態
で、使用時にも回転しない。一方、この様な外輪１の内
径側に配置した、請求項に記載した回転輪に相当するハ
ブ５には、車輪を構成するホイール６並びに制動装置を
構成するロータ７を、複数本のスタッド８とナット９と
により結合固定している。又、上記外輪１の内周面に
は、それぞれが請求項に記載した静止側軌道に相当する
複列の外輪軌道１０ａ、１０ｂを、外周面には結合フラ
ンジ１１を、それぞれ形成している。そして、この結合
フランジ１１を上記ナックル２に、上記各ボルト４で結
合する事により、このナックル２に対し固定している。

【０００４】これに対して、上記ハブ５は、ハブ本体１
２と内輪１３とを組み合わせて成る。このうちのハブ本
体１２の外周面の一部で、上記外輪１の外（軸方向に関
して外とは、自動車への組み付け状態で幅方向外側を言
い、図１、４、５の左側。反対に、自動車への組み付け
状態で幅方向中央側となる、図１、４、５の右側を、軸
方向に関して内と言う。本明細書全体で同じ。）端開口
から突出した部分には、取付フランジ１４を形成してい
る。上記ホイール６及びロータ７はこの取付フランジ１
４の外側面に、上記各スタッド８とナット９とにより、
結合固定している。

【０００５】又、前記ハブ本体１２の中間部外周面で、
上記外輪１の内周面に形成した複列の外輪軌道１０ａ、
１０ｂのうちの外側の外輪軌道１０ａに対向する部分に
は、、請求項に記載した回転側軌道に相当する内輪軌道
１５ａを直接形成している。更に、上記ハブ本体１２の
内端部に形成した小径段部１６に、このハブ本体１２と
共に上記ハブ５を構成する上記内輪１３を外嵌固定して
いる。そして、この内輪１３の外周面に形成した、同じ
く請求項に記載した回転側軌道に相当する内輪軌道１５
ｂを、上記複列の外輪軌道１０ａ、１０ｂのうちの内側
の外輪軌道１０ｂに対向させている。これら各外輪軌道
１０ａ、１０ｂと各内輪軌道１５ａ、１５ｂとの間に
は、それぞれが請求項に記載した転動体に相当する玉１
７、１７を複数個ずつ、それぞれ保持器１８、１８によ
り保持した状態で転動自在に設けている。

【０００６】尚、図示の例では、上記ハブ本体１２の内
端部で上記内輪１３の内端面よりも内方に突出した部分
を径方向外方に塑性変形させる事で形成したかしめ部１
９により、上記内輪１３の内端面を抑え付け、この内輪
１３と上記ハブ本体１２との分離防止を図っている。こ
の構成により、背面組み合わせである複列アンギュラ型
の玉軸受を構成し、上記外輪１の内径側に上記ハブ５
を、回転自在に、且つ、ラジアル荷重及びスラスト荷重
を支承自在に支持している。

【０００７】又、上記外輪１の両端部内周面と、上記ハ
ブ５の中間部外周面及び内端部外周面との間には、それ
ぞれシールリング２０ａ、２０ｂを設けて、上記各玉１
７、１７を設けた空間と外部空間とを遮断している。更
に、上記ハブ５に結合固定した車輪を回転駆動する為、
上記ハブ本体１２の中心部に、スプライン孔２１を形成
している。そして、このスプライン孔２１に、等速ジョ
イント２２のスプライン軸２３を挿入している。

【０００８】又、上記等速ジョイント２２を構成する等
速ジョイント用外輪２４の外端寄り部分に、エンコーダ
２５を外嵌固定している。このエンコーダ２５は、軟鋼
等の磁性金属材を円環状に形成すると共に、外周面に歯
車状の凹凸を形成した、所謂パルサギヤと呼ばれるもの
で、この外周面の磁気特性を円周方向に関して交互に且
つ等間隔で変化させている。一方、前記ナックル２の中
間部に設けた取付部２６に回転検出センサ２７を挿通
し、この回転検出センサ２７の先端面（図５の下端面）
に設けた検出部を、上記エンコーダ２５の外周面に近接
対向させている。

【０００９】上述の様に構成する回転速度検出装置付車
輪支持用転がり軸受ユニットを懸架装置と車輪との間に
組み付けた状態での使用時に、この車輪が回転すると、
上記回転検出センサ２７の検出面を上記エンコーダ２５
の外周面に存在する凹部と凸部とが交互に通過する。こ
の結果、上記回転検出センサ２７内を流れる磁束の密度
が変化し、この回転検出センサ２７の出力が変化する。
この出力が変化する周波数は、上記車輪の回転速度に比
例するので、この出力信号を図示しない制御器に送れ
ば、ＡＢＳやＴＣＳを適正に制御できる。又、変化の回
数から、回転数も知る事ができる。この為、上記回転検
出センサ２７の出力信号を、ＡＢＳやＴＣＳの他、カー
ナビゲーションシステムやＩＴＳ（Intelligent Transp
ort System）を制御する為の信号として利用する事も、
近年行なわれる様になっている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述の様な従来の回転
速度検出装置付車輪支持用転がり軸受ユニットの場合、
車輪の回転速度や回転数を検出できても、この車輪支持
用転がり軸受ユニットから他の情報は得られない。これ
に対して、近年に於ける自動車技術の高度化により、車
輪支持用軸受ユニット部分からより多くの情報を得る事
が求められる様になっている。特に、車輪を構成するタ
イヤ内の空気圧の状態を検知できれば、この空気圧の低
下に伴う乗り心地や走行安定性の低下、更にはタイヤの
バースト等を未然に防止できる。

【００１１】即ち、車輪を構成するタイヤ内の空気圧が
低い状態のまま走行すると、上述の様な乗り心地低下や
走行安定性の低下の原因となる。更には、著しいスタン
ディングウェーブが生じて、このタイヤが異常に発熱
し、この発熱に基づくタイヤの急激な温度上昇により、
このタイヤが破断（バースト）する可能性がある。この
様な不都合を未然に防止する為には、走行前にタイヤ内
の空気圧が規定の値になっているか否かを点検する必要
がある。しかしながら、この様な点検作業は不慣れな者
には面倒で、しかも点検し忘れる可能性もある。一方、
走行前の点検作業の際にタイヤ内の空気圧が規定の値で
あっても、パンクやバルブ不良等により、走行中にタイ
ヤ内の空気圧が徐々に低下する場合は、上述の様な点検
を行なっていても、タイヤのバースト等を未然に防止で
きない可能性がある。

【００１２】この様なタイヤ内の空気圧低下に伴う不都
合を未然に防止する為に、例えば特開平５−１３３８３
１号公報には、タイヤ内の空気圧と相関関係を有する車
輪の共振周波数を検出する事により、このタイヤ内の空
気圧の状態を検知する発明が記載されている。即ち、車
輪の回転速度を検出する回転検出センサの出力信号か
ら、演算処理によりこの車輪の振動周波数を求める。次
いで、この車輪の振動周波数をＦＦＴ（高速フーリエ変
換）等の周波数解析処理を行なう事により、この車輪の
共振周波数を求める。そして、この車輪の共振周波数か
ら、この車輪を構成するタイヤ内の空気圧の状態を検知
する。又、懸架装置を構成するロアアームに加速度セン
サを配置する事により、この加速度センサの出力信号か
ら車輪の振動周波数を求める事も記載されている。この
場合には、この加速度センサにより求まる車輪の振動周
波数から、上述の周波数解析処理により共振周波数を求
め、この車輪を構成するタイヤ内の空気圧の状態を検知
する。

【００１３】ところが、この様な上記公報に記載された
発明のうち、回転検出センサの信号から空気圧を求める
場合、車輪の回転速度を表す信号から車輪の振動周波数
を求める際に、複雑な演算処理を行なう必要がある。
又、車輪の回転速度を検出する回転検出センサからの出
力信号が、ノイズ等の外乱の影響を受けると、この出力
信号から求められる車輪の振動周波数、延いてはこの振
動周波数から得られるこの車輪の共振周波数が、大きな
誤差を含み易くなる。又、回転速度検出の信頼性を低速
時にも確保すべく、回転検出センサとしてアクチィブ型
のものを使用した場合には、回転検出センサの信号から
振動の周波数等も求める事ができない為、低速時の回転
速度検出の信頼性確保と空気圧検出とを両立できない。
更に、懸架装置を構成するロアアームに加速度センサを
配置する場合には、このロアアームと制御器等との間に
配線を行なう必要があり、配線が複雑になると共に配線
作業が面倒になる。本発明の車輪用回転検出装置は、こ
の様な事情に鑑みて発明したものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の車輪用回転検出
装置は、前述した回転速度検出装置付車輪支持用転がり
軸受ユニットの如き、従来から知られている車輪用回転
検出装置と同様に、静止輪と、回転輪と、複数個の転動
体と、エンコーダと、回転検出センサとを備える。この
うちの静止輪は、懸架装置に支持された状態で使用時に
も回転しない。又、上記回転輪は、車輪を支持した状態
でこの車輪と共に回転する。又、上記各転動体は、上記
静止輪の周面に形成された静止側軌道と回転輪の周面に
形成された回転側軌道との間に転動自在に設けられてい
る。又、上記エンコーダは、上記回転輪の回転を検出す
る為のもので、この回転輪若しくは回転輪に対し取り付
けられた部分に支持されている。又、上記回転検出セン
サは、検出部を上記エンコーダに対向させた状態で、上
記静止輪自体、若しくは、カバー或は懸架装置の一部
等、この静止輪に対し固定された部分に支持されてい
る。

【００１５】特に、本発明の車輪用回転検出装置に於い
ては、上記回転検出センサにより上記車輪の回転速度を
検出すると共に、この回転検出センサを保持したホルダ
内にこの回転検出センサとは別に設けた加速度センサ若
しくは振動センサにより、上記車輪を構成するタイヤ内
の空気圧を検知自在としている。又、より好ましくは、
上記タイヤ内の空気圧を検出する為の上記加速度センサ
若しくは振動センサを、自動車の組み付け状態で、上記
車輪の接地部分のうちのこの車輪の前進方向先端縁と回
転輪の中心軸とを通過する仮想平面の近傍、又は、キャ
スター角と一致する仮想平面の近傍に位置させる。

【００１６】尚、上記回転検出センサは、例えば、磁束
の方向、或は通過磁束量等に応じて特性を変化させる磁
気検出素子の出力を出力信号とする、所謂アクティブ型
のものとする事が好ましい。即ち、上記回転検出センサ
を、例えば磁性材製の芯材にコイルを巻回し、このコイ
ルに惹起される誘導電圧を出力信号とする、所謂パッシ
ブ型のものとすると、低速回転時に出力信号の電圧が低
くなり、この低速回転時に回転速度を正確に検出しにく
くなる可能性がある。特に、ＡＢＳやＴＣＳ、その他車
両の姿勢安定化を行なう為の制御装置の場合、車輪の回
転速度を正確に検出する事が必要不可欠である。この
為、低速域でもより正確な車輪の回転速度の検出を行な
うべく、回転検出センサとして、回転速度に関係なく一
定の出力電圧を得られる、アクティブ型のものとする事
が好ましい。本発明の場合、回転検出センサの出力信号
を、空気圧検出に利用する事はないので、上述の様にア
クチィブ型の回転検出センサの使用が可能になる。

【００１７】

【作用】上述の様に構成する本発明の車輪用回転検出装
置によれば、前述した従来装置の場合と同様に、懸架装
置に対し車輪を回転自在に支持すると共に、回転検出セ
ンサにより、走行時に於けるこの車輪の回転速度（回転
数を含む）を検出できる。更には、上記車輪を構成する
タイヤ内の空気圧の状態を、上記回転検出センサを保持
したホルダ内に設けた加速度センサ若しくは振動センサ
により検知できる。この為、これら加速度センサ若しく
は振動センサ及び上記回転検出センサの出力信号を送信
する為のハーネスを１本のケーブルにまとめる事ができ
て、このケーブルの配線作業が容易になる他、上記出力
信号を無線により送信する場合には、発信機（出力アン
テナ等）を１つにできる。しかも、上記回転検出センサ
及び上記加速度センサ若しくは振動センサの組み付けス
ペースが嵩んだり、組み付け工程数が増大して自動車の
製造コストが徒に増大したりする事も防止できる。又、
パッシブ型の回転速度センサが検出する、車輪の回転速
度を表す信号からこの車輪の振動周波数、延いては共振
周波数を求める場合に比べ、この車輪の共振周波数をよ
り正確に求める事ができる。この為、この車輪を構成す
るタイヤ内の空気圧の状態をより正確に検知できる。

【００１８】又、上記タイヤ内の空気圧の状態を検知す
る為の上記加速度センサ若しくは振動センサを、上記車
輪の接地部分のうちのこの車輪の前進方向先端縁と回転
輪の中心軸とを通過する仮想平面の近傍（例えばこの仮
想平面を中心とする±１０度の範囲内）、又は、キャス
ター角と一致する仮想平面の近傍（例えばこの仮想平面
を中心とする±１０度の範囲内）に位置させれば、上記
車輪から伝わるこの車輪の加速度若しくは振動を検出し
易くできる。即ち、車輪から伝わるこの車輪の加速度若
しくは振動が顕著に現れる部分に、上記加速度センサ若
しくは振動センサを位置させる事により、これら加速度
センサ若しくは振動センサの出力増大を図れる。この
為、これら加速度センサ若しくは振動センサの出力信号
から得られる、上記車輪の振動周波数、延いてはこの車
輪の共振周波数を、より正確に求める事ができる。この
結果、この車輪を構成するタイヤ内の空気圧をより正確
に検知できる。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１〜３は、本発明の実施の形態
の第１例を示している。中空円筒状に形成したハブ５ａ
の外端部外周面に形成した取付フランジ１４には、前述
した図５に示す様に、複数本のスタッド８により、車輪
を構成するホイール６と制動装置を構成するロータ７と
を固定する。この様なハブ５ａを構成するハブ本体１２
ａの中間部外周面に、外側の内輪軌道１５ａを直接形成
している。そして、このハブ本体１２ａの内端部に形成
した小径段部１６ａに、外周面に内側の内輪軌道１５ｂ
を有する内輪１３を外嵌固定して、上記ハブ５ａを構成
している。この様なハブ５ａを構成する上記ハブ本体１
２ａの中心部に形成したスプライン孔２１には、自動車
への組み付け状態で、前述の図５に示す様に、等速ジョ
イント２２に付属したスプライン軸２３を挿入する。そ
して、この様にスプライン孔２１にスプライン軸２３を
挿入した状態で、上記等速ジョイント２２を構成する等
速ジョイント用外輪２４（図５参照）の外端面と上記内
輪１３の内端面とが当接し、この内輪１３が上記小径段
部１６ａに外嵌した状態で軸方向に変位するのを阻止さ
れる。

【００２０】一方、上記ハブ５ａの周囲には、内周面に
複列の外輪軌道１０ａ、１０ｂを、外周面に結合フラン
ジ１１を、それぞれ形成した外輪１を、上記ハブ５ａと
同心に配置している。このうちの結合フランジ１１は、
懸架装置を構成するナックル２（図５参照）に対し上記
外輪１を支持固定する為に使用する。又、上記各外輪軌
道１０ａ、１０ｂと上記各内輪軌道１５ａ、１５ｂとの
間に、それぞれが転動体である玉１７、１７を複数個ず
つ設けて、上記ナックル２に固定する外輪１の内径側
に、ホイール６を含む車輪を固定する上記ハブ５ａを、
回転自在に支持している。尚、重量の嵩む自動車用の転
がり軸受ユニットの場合には、上記各転動体として、図
示の様な玉１７、１７に代えて、円すいころを使用する
場合もある。又、外側の内輪軌道１５ａを、上記ハブ本
体１２ａの外周面に直接形成するのに代えて、別体の内
輪の外周面に形成する場合もある。

【００２１】又、上記外輪１の両端部内周面と、上記ハ
ブ本体１２ａの中間部外周面及び上記内輪１３の内端部
外周面との間には、ぞれぞれシールリング２０ａ、２０
ｂを装着して、上記複数の玉１７、１７を設けた空間の
両端開口部を塞いでいる。そして、この空間内に封入し
たグリースが外部に漏洩したり、外部に浮遊する異物が
この空間内に侵入したりする事を防止している。

【００２２】又、上記ハブ本体１２ａの中間部外周面
で、上記外側の内輪軌道１５ａと前記小径段部１６ａと
の間部分に円筒面部２８を、上記ハブ本体１２ａと同心
に形成している。そして、この円筒面部２８にエンコー
ダ２５ａを、締り嵌めにより外嵌固定している。このエ
ンコーダ２５ａは、円筒状の芯金の外周面に、フェライ
ト粉末や希土類磁石粉末等を混入したゴム磁石であるエ
ンコーダ本体を、全周に亙って添着して成る。このうち
のエンコーダ本体は、プラスチック磁石や接着剤磁石
（ボンド磁石）でも良い。又、上記芯金として好ましく
は、軟鋼板等の磁性金属板を使用する。そして、上記エ
ンコーダ本体の外周面から出る磁束の強度を大きくし、
このエンコーダ本体の外周面と後述する回転検出センサ
２９の検出部との間の微小隙間３０を広くしても回転検
出の信頼性確保を図れる様にする。

【００２３】上記エンコーダ本体は直径方向に着磁され
ており、着磁方向は円周方向に関して交互に且つ等間隔
に変化させている。従って、上記エンコーダ２５ａの外
周面にはＳ極とＮ極とが、円周方向に関して交互に且つ
等間隔で配置されている。尚、上記エンコーダ本体の着
磁パターンは、Ｓ極とＮ極とを交互に且つ等間隔に配置
する事が一般的ではあるが、必ずしもそうする必要はな
い。例えば、特開２０００−３４６６７３号公報に記載
されている様に、Ｓ極とＮ極と無着磁領域とを交互に繰
り返す様な着磁パターンを採用すれば、回転速度だけで
なく回転方向の検出も可能になる。要は、必要とする機
能に合わせて所望の着磁パターンを採用する。

【００２４】一方、上記外輪１の軸方向中間部で上記エ
ンコーダ２５ａの外周面に対向する部分には取付孔３１
を、上記外輪１の外周面から内周面にまで貫通する状態
で形成している。そして、この取付孔３１にセンサユニ
ット３２を、外径側開口から挿入し、このセンサユニッ
ト３２の先端面（図１〜２の下端面）を、上記エンコー
ダ２５ａの外周面に近接対向させている。この様に上記
取付孔３１に上記センサユニット３２を挿通自在とすべ
く、前記結合フランジ１１は、この取付孔３１の外径側
開口の周囲部分で不連続とし、代わりに取付座３３を、
上記外輪１の外周面に形成している。上記センサユニッ
ト３２は、基端部（図１〜２の上端部）に設けたフラン
ジ３４を上記取付座３３にねじ止めする事により、上記
外輪１に対し固定している。又、上記取付孔３１の内周
面と上記センサユニット３２の外周面との間は、Ｏリン
グ３５によりシールしている。

【００２５】上記センサユニット３２は、図２に示す様
に、合成樹脂製のホルダ（ケース）３６内に、回転検出
センサ２９と振動センサ３７とを設置（包埋支持）して
いる。このうちの回転検出センサ２９は、ホール素子、
ＭＲ素子等の、磁束の方向、或は通過磁束量に応じて特
性を変化させる磁気検出素子３８と、この磁気検出素子
３８の特性変化に伴う信号の波形を整える（矩形波にす
る）波形整形回路３９とから成る。そして、このうちの
磁気検出素子３８を、上記エンコーダ２５ａの軸方向中
間部外周面に、微小隙間３０を介して近接対向させてい
る。尚、本例の場合は、上記エンコーダ２５ａを構成す
るエンコーダ本体が、上記磁気検出素子を通過する磁束
の発生源となる為、回転検出センサ側２９に永久磁石を
設ける必要はない。

【００２６】又、上記振動センサ３７は、例えば圧電素
子を用いた小型の加速度センサと信号処理回路とを、基
板４０に実装した状態で、上記ホルダ３６内にモールド
して成る。この様な振動センサ３７は、上記センサユニ
ット３２全体を小型化する為に、上記ホルダ３６の軸方
向（図２の上下方向）に関して、上記磁気検出素子３８
と直列に、これら両部材よりも基端側（図２の上側）に
設置する事が好ましい。この様なセンサユニット３２を
固定した前記外輪１には、車輪の振動が前記ハブ５ａ並
びに各玉１７、１７を介して伝達される（外輪１が車輪
と同様に振動する）。従って、上記振動センサ３７から
出力される信号を、ハーネス５１を通じて（或はセンサ
ユニット３２に設けた発信機を介して無線により）図示
しない制御器に入力し、上記車輪の振動周波数、延いて
はこの車輪の共振周波数を求めれば、この車輪を構成す
るタイヤ内の空気圧の状態を検知する事ができる。

【００２７】即ち、上記車輪の共振周波数とタイヤ内の
空気圧とは相関関係を有する（空気圧が低下すると共振
周波数が低くなる）為、予め求めた適正状態（規定の空
気圧の状態）での車輪の共振周波数と、上記振動センサ
３７の出力信号から得られる車輪の共振周波数とを比較
すれば、タイヤ内の空気圧の状態を検知できる。更に、
予め実験により求めた実験式により、この空気圧の値を
知る事もできる。そして、上記振動センサ３７の出力信
号から得られる共振周波数と適正状態での共振周波数と
が所定の値以上異なる場合に、警報音を発したり警報信
号を表示したりする事により、運転者にタイヤ内の空気
圧が異常である旨の注意を促す。尚、上記適正状態での
車輪の共振周波数は、車輪及びタイヤの大きさや形状等
から計算により、或は実験により、予め求めておく。
又、タイヤ内の空気圧の変化に対して感度の良い共振周
波数帯域を予め求めておけば、このタイヤ内の空気圧の
状態をより正確に検知し易くできる。

【００２８】尚、上述の様な振動センサ３７並びに回転
検出センサ２９を組み込んだセンサユニット３２は、図
３に示す様に、自動車の組み付け状態で、車輪４１の
（設計上の標準状態での）接地部分のうちのこの車輪４
１の前進方向先端縁と上記ハブ５ａの中心軸とを通過す
る仮想平面α上、又は、図示は省略するがこの中心軸を
通過してキャスター角と一致する仮想平面上に位置させ
る。又、上記振動センサ３７を一般的な圧電素子により
構成する場合には、この振動センサ３７により検出する
振動の方向も、上記車輪４１の前進方向先端縁と上記ハ
ブ５ａの中心軸とを通過する仮想平面α、又は、この中
心軸を通過してキャスター角と一致する仮想平面と同方
向にする事が好ましい。この様に振動センサ３７の検出
方向を、上記外輪１が振動し易い方向、即ち、上記車輪
４１の振動が上記外輪１で顕著に現れる方向と一致させ
れば、この外輪１の振動を効果的に検出できる。

【００２９】又、上記センサユニット３２を構成する前
記回転検出センサ２９は、次の様にして、車輪４１の回
転速度を検出する。即ち、この車輪４１の回転に伴って
上記ハブ５ａに外嵌固定したエンコーダ２５ａが回転す
ると、上記磁気検出素子３８の近傍部分を、前記エンコ
ーダ本体を構成する永久磁石のＮ極とＳ極とが交互に通
過する。この結果、上記磁気検出素子３８内を流れる磁
束の方向が変化し、上記回転検出センサ２９の出力が変
化する。この出力が変化する周波数は、上記車輪４１の
回転速度に比例する為、出力信号をハーネス５１を通じ
て図示しない制御器に入力すれば、上記車輪４１の回転
速度を求め、ＡＢＳやＴＣＳを適切に制御できる。又、
上記出力が変化する回数で車輪４１の回転数も求められ
るので、この回転数から走行距離を求め、カーナビゲー
ションシステムの制御に利用する事もできる。

【００３０】尚、本例の場合、上記回転検出センサ２９
を、磁束の方向、或は通過磁束量等に応じて特性を変化
させる磁気検出素子３８の出力を出力信号とする、所謂
アクティブ型のものとしている。この為、例えば磁性材
製の芯材にコイルを巻回し、このコイルに惹起される誘
導電圧を出力信号とする、所謂パッシブ型の回転検出セ
ンサとした場合に比べ、低速回転時の回転速度検出を正
確に行なえる。

【００３１】上述の様に構成する本例の車輪用回転検出
装置は、上記車輪４１を構成するタイヤ５２内の空気圧
の状態を、上記回転検出センサ２９を保持したホルダ３
６内に設けた振動センサ３７により検知する。この為、
この振動センサ３７及び上記回転検出センサ３９の出力
信号を送信する為のハーネス５１を１本にまとめる事が
できて、このハーネス５１の配線作業が容易になる他、
上記出力信号を無線により送信する場合には、発信機
（出力アンテナ等）を１つにできる。しかも、上記回転
検出センサ２９及び上記振動センサ３７の組み付けスペ
ースが嵩んだり、組み付け工程数が増大して自動車の製
造コストが徒に増大したりする事も防止できる。又、パ
ッシブ型の回転検出センサが検出した、車輪４１の回転
速度を表す信号からこの車輪４１の振動周波数、延いて
は共振周波数を求める場合に比べ、この車輪４１の共振
周波数をより正確に求める事ができる。この為、この車
輪４１を構成するタイヤ５２内の空気圧の状態をより正
確に検知できる。

【００３２】又、上記タイヤ５２内の空気圧の状態を検
知する為の上記振動センサ３７を、上記車輪４１の接地
部分のうちのこの車輪４１の前進方向先端縁とハブ５ａ
の中心軸とを通過する仮想平面の近傍（例えばこの仮想
平面を中心とする±１０度の範囲内）、又は、キャスタ
ー角と一致する仮想平面の近傍（例えばこの仮想平面を
中心とする±１０度の範囲内）に位置させている為、上
記車輪４１から伝わるこの車輪４１の振動を検出し易く
できる。即ち、この車輪４１から伝わるこの車輪４１の
振動が顕著に現れる部分に、上記振動センサ３７を位置
させる事により、この振動センサ３７の出力増大を図れ
る。この為、この振動センサ３７の出力信号から得られ
る、上記車輪４１の振動周波数、延いてはこの車輪４１
の共振周波数を、より正確に求める事ができる。この結
果、この車輪４１を構成するタイヤ５２内の空気圧の状
態をより正確に検知できる。尚、上記振動センサ３７に
代えて、車輪４１の加速度を加速度センサにより出力
し、この加速度からこの車輪４１の振動周波数を求める
と共に、この車輪４１の共振周波数を求める場合、即
ち、加速度センサの出力信号から上記車輪４１の共振周
波数を求める場合も、同様である。

【００３３】尚、前記エンコーダ２５ａとして、鋼板等
の磁性金属板により全体を円筒状に形成すると共に、軸
方向中間部に、除肉部として機能する多数の透孔或は切
り欠きを、円周方向に亙って等間隔に形成したものでも
良い。又、前述の図５に示した従来構造の様な、磁性金
属材を円環状に形成すると共に、外周面に周方向に亙り
凹凸を交互に形成した歯車状のものでも良い。但し、こ
の様な磁性金属製のエンコーダを使用する場合には、回
転検出センサ側に永久磁石を設ける必要がある。即ち、
この永久磁石がこの回転検出センサに設けた磁気検出素
子を通過する磁束の発生源となる。又、上記振動センサ
３７も、前述した様な圧電型に限定されるものではな
い。例えば、静電容量型やストレインゲージ式、マイク
ロマシン技術を応用したものでも良い。

【００３４】次に、図４は、本発明の実施の形態の第２
例を示している。前述の実施の形態の第１例が駆動輪用
の回転速度検出装置転付車輪支持用転がり軸受ユニット
に本発明を適用した場合に就いて示したのに対して、本
例の場合は、従動輪用の回転速度検出装置転付車輪支持
用転がり軸受ユニットに本発明を適用した場合に就いて
示している。又、本例の場合、ハブ本体１２ｂの内端部
に外嵌した内輪１３を軸方向に抑え付ける為のナット４
２を螺合した雄ねじ部４３の先端（図４の右端）部に、
エンコーダ２５ｂを外嵌固定している。このエンコーダ
２５ｂは、ＳＰＣＣの如き鋼板等の磁性金属板に塑性加
工を施す事により、断面Ｌ字形で全体を円環状に形成し
たもので、円筒部４４と円輪部４５とを備え、このうち
の円筒部４４を上記雄ねじ部４３の先端部に締り嵌めで
外嵌する事により、ハブ５ｂの内端部に固定している。
又、上記円輪部４５には、除肉部として機能する多数の
透孔４６、４６を、放射状に、円周方向に関して等間隔
で形成している。これら各透孔４６、４６は、それぞれ
が直径方向に長いスリット状である。又、円周方向に隣
り合うこれら各透孔４６、４６同士の間部分は、充実部
として機能する柱部としている。この構成により、上記
エンコーダ２５ｂを構成する円輪部４５の円周方向中間
部の磁気特性を、円周方向に亙って交互に且つ等間隔で
変化させている。

【００３５】一方、外輪１の内端開口部にカバー４７
を、上記エンコーダ２５ｂの円輪部４５の内側面に対向
する状態で嵌合固定して、上記カバー４７により上記外
輪１の内端開口部を塞いでいる。金属板を塑性加工して
成る、このカバー４７は、上記外輪１の内端開口部に内
嵌固定自在な嵌合筒部４８と、この内端開口部を塞ぐ塞
ぎ板部４９とを有する。又、この塞ぎ板部４９の外周寄
り部分にセンサユニット３２ａを支持する為の支持筒部
５０を形成し、この支持筒部５０にセンサユニット３２
ａの検知部を、収納自在としている。そして、この支持
筒部５０にセンサユニット３２ａを固定した状態で、上
記検知部の先端（図４の左端）面を、上記エンコーダ２
５ｂを構成する円輪部４５の内側面に、微小隙間を介し
て対向させている。

【００３６】上記センサユニット３２ａを構成する合成
樹脂製のケース（ホルダ）３６ａ内には、回転検出セン
サ２９ａと振動センサ３７ａとを設置している。このう
ちの回転検出センサ２９ａは、ホール素子、ＭＲ素子等
の通過磁束量に応じて特性を変化させる磁気検出素子
と、この磁気検出素子を通過する磁束の発生源となる、
図４の左右方向に着磁した永久磁石と、この磁気検出素
子の特性変化に伴う信号の波形を整える（矩形波にす
る）波形整形回路とから成る。そして、この様な回転検
出センサ２９ａと上記振動センサ３７ａとの検出信号
は、上記センサユニット３２ａに接続されるハーネスを
通じて制御器に送られる。尚、本例の場合は、このセン
サユニット３２ａの軸方向寸法を小さくすべく、上記振
動センサ３７ａと上記回転検出センサ２９ａとを、径方
向に重畳させている。又、この振動センサ３７ａを、図
示しない車輪の接地部分のうちのこの車輪の前進方向先
端縁と前記ハブ５ｂの中心軸とを通過する仮想平面上、
又は、キャスター角と一致する仮想平面上に位置させる
事により、この車輪の振動を検出し易くしている。

【００３７】上述の様なセンサユニット３２ａを構成す
る上記回転検出センサ２９ａは、次の様にして、車輪の
回転速度を検出する。即ち、この車輪の回転に伴って上
記ハブ５ｂの内端部に外嵌固定したエンコーダ２５ｂが
回転すると、上記磁気検出素子の近傍部分を、このエン
コーダ２５ｂの円輪部４５の径方向中間部に形成した除
肉部である透孔４６、４６と、円周方向に隣り合うこれ
ら各透孔４６、４６同士の間に存在する柱部とが交互に
通過する。この結果、上記磁気検出素子内を流れる磁束
量が変化し、上記回転検出センサ２９ａの出力が変化す
る。この出力が変化する周波数は、車輪の回転速度に比
例する為、出力信号を上記ハーネスを通じて制御器に入
力すれば、上記車輪の回転速度を求め、ＡＢＳやＴＣＳ
を適切に制御できる。又、上記出力が変化する回数で車
輪の回転数を求め、更にこの回転数から走行距離を求め
られるので、カーナビゲーションシステムの制御に利用
できる。

【００３８】一方、上記振動センサ３７ａは、上記車輪
の振動が、上記ハブ５ｂ、各玉１７、１７、外輪１、カ
バー４７を介して伝達される（振動センサ３７ａが車輪
と同様に振動する）。従って、上記振動センサ３７ａか
ら出力される信号を、上記ハーネスを通じて（或はセン
サユニット３２ａに設けた発信機を介して無線により）
上記制御器に入力し、上記車輪の振動周波数、延いては
この車輪の共振周波数を求めれば、この車輪を構成する
タイヤ内の空気圧の状態を検知する事ができる。その他
の構成及び作用は、前述した第１例と同様であるので、
重複する説明は省略する。

【００３９】

【発明の効果】本発明の車輪用回転検出装置は、以上に
述べた通り構成され作用するので、センサの組み付け作
業が面倒になる事なく、車輪の回転速度と共に、この車
輪を構成するタイヤ内の空気圧の状態を正確に検知でき
る。この為、タイヤ内の空気圧の低下に伴う乗り心地や
走行安定性の低下やタイヤのバースト等を未然に防止で
きて、車両の安全走行に対する信頼性の向上に寄与でき
る。

【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】第１例に組み込むセンサユニットの断面図。

【図３】センサの組み付け位置を示す模式図。

【図４】本発明の実施の形態の第２例を示す断面図。

【図５】従来構造の１例を示す断面図。

【符号の説明】

１外輪２ナックル３支持孔４ボルト５、５ａ、５ｂハブ６ホイール７ロータ８スタッド９ナット１０ａ、１０ｂ外輪軌道１１結合フランジ１２、１２ａ、１２ｂハブ本体１３内輪１４取付フランジ１５ａ、１５ｂ内輪軌道１６、１６ａ小径段部１７玉１８保持器１９かしめ部２０ａ、２０ｂシールリング２１スプライン孔２２等速ジョイント２３スプライン軸２４等速ジョイント用外輪２５、２５ａ、２５ｂエンコーダ２６取付部２７回転検出センサ２８円筒面部２９、２９ａ回転検出センサ３０微小隙間３１取付孔３２、３２ａセンサユニット３３取付座３４フランジ３５０リング３６、３６ａホルダ３７、３７ａ振動センサ３８磁気検出素子３９波形整形回路４０基板４１車輪４２ナット４３雄ねじ部４４円筒部４５円輪部４６透孔４７カバー４８嵌合筒部４９塞ぎ板部５０支持筒部５１ハーネス５２タイヤ

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使用時にも
回転しない静止輪と、車輪を支持した状態でこの車輪と
共に回転する回転輪と、これら静止輪の周面に形成され
た静止側軌道と回転輪の周面に形成された回転側軌道と
の間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、上記回
転輪若しくは回転輪に対し取り付けられた部分に支持さ
れた、この回転輪の回転を検出する為のエンコーダと、
このエンコーダに対向させた状態で、上記静止輪若しく
は静止輪に対し取り付けられた部分に支持された回転検
出センサとを備えた車輪用回転検出装置に於いて、この
回転検出センサにより上記車輪の回転速度を検出すると
共に、この回転検出センサを保持したホルダ内にこの回
転検出センサとは別に設けた加速度センサ若しくは振動
センサにより、上記車輪を構成するタイヤ内の空気圧を
検知自在とした事を特徴とする車輪用回転検出装置。
【請求項２】車輪を構成するタイヤ内の空気圧の状態
を検出する加速度センサ若しくは振動センサを、自動車
の組み付け状態で、上記車輪の接地部分のうちのこの車
輪の前進方向先端縁と回転輪の中心軸とを通過する仮想
平面の近傍に位置させた、請求項１に記載した車輪用回
転検出装置。
【請求項３】車輪を構成するタイヤ内の空気圧の状態
を検出する加速度センサ若しくは振動センサを、自動車
の組み付け状態で、キャスター角と一致する仮想平面の
近傍に位置させた、請求項１に記載した車輪用回転検出
装置。