JP2004360782A - Bearing for automotive wheel - Google Patents

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Toshiharu Mikami
俊春 三上
Kiyotaka Kinoshita
清隆 木下
Hiroyuki Masushige
浩之 増茂
Mitsuru Asai
満 浅井
Hiroaki Makino
浩明 牧野
Toshimichi Takahashi
俊道 高橋
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Toyota Motor Corp
Toyoda Koki KK
Toyota Central R&D Labs Inc
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Toyota Motor Corp
Toyoda Koki KK
Toyota Central R&D Labs Inc
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    • F16C19/522—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions related to load on the bearing, e.g. bearings with load sensors or means to protect the bearing against overload
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16C19/186—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for both radial and axial load with two or more rows of balls with angular contact with two rows at opposite angles in O-arrangement with three raceways provided integrally on parts other than race rings, e.g. third generation hubs

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bearing for an automotive wheel incorporating a load sensor. <P>SOLUTION: This bearing 1 comprises an inner race 20 having a flange part 26 to be engaged with a hub bolt 265, and an outer race 10 to be engaged with the inner race 20 through two bearing ball lines 30. The outer race 10 comprises an inner circumferential part 11 to get in contact with each bearing ball line 30, and an outer circumferential part 12 disposed on the outer circumferential side of the inner circumferential part 11 to elastically hold the inner circumferential part 11. Between the outer circumferential part 12 and the inner circumferential part 11, the load sensor 4 is disposed to measure a load applied from the inner circumferential part 11 to the outer circumferential part 12. The load sensor 4 is disposed on a plane at a roughly equal distance from each rolling surface where a rolling ball 31 composing the bearing ball line 30 rolls. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は，荷重センサを内蔵した自動車ホイール用の軸受に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来，自動車等の車輪に作用する荷重を計測して，タイヤに作用する摩擦力或いは摩擦係数を計測する装置が知られている。例えば，車輪を懸架するサスペンション機構に取り付けた荷重センサにより，車輪に作用する荷重を計測するものがある（例えば，特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開昭６２−１１０５５４号公報（第２頁−第３頁，第２図）
【０００４】
【解決しようとする課題】
しかしながら，上記従来の装置には，次のような問題がある。すなわち，従来の装置は，上記のごとく，車輪に作用する荷重を上記サスペンション機構等を介して計測するため，必ずしも精度の高い計測ができない。
一方，車輪に作用する荷重を精度良く計測できれば，これを自動車の制御に用いる制御情報として広く活用することができる。
そのため，従来より，自動車ホイール用の軸受そのものに荷重を計測する手段を設けることが検討されてきたが，未だ，荷重センサを内蔵し，高精度の荷重計測が可能な軸受が実用化されていない。
【０００５】
本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，荷重センサを内蔵し，高精度に荷重計測を行うことができる自動車ホイール用の軸受を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題の解決手段】
本発明は，ハブボルトを係合するフランジ部を有するインナーレースと，該インナーレースの軸芯方向に配列された２列のベアリングボール列を介して上記インナーレースに外挿されるアウターレースとを有する自動車ホイール用の軸受において，
上記アウターレースは，上記各ベアリングボール列に接触する内周部と，
該内周部の外周側に配置されると共に，該内周部を弾性的に保持する外周部とを有しており，
上記外周部と上記内周部との間には，上記内周部から上記外周部に作用する荷重を計測するための荷重センサを配置してあり，
上記荷重センサは，上記各ベアリングボール列を構成する転動ボールが転動する各転動面から略等距離にある平面内に配置してあることを特徴とする自動車ホイール用の軸受にある（請求項１）。
【０００７】
本発明の自動車ホイール用の軸受では，上記インナーレースを軸支する上記内周部と，該内周部を弾性的に保持する上記外周部との間隙に上記荷重センサを配置してある。
そのため，上記荷重センサによれば，上記内周部と上記外周部との間に作用する荷重を計測することにより，上記インナーレースのフランジ部に作用する車輪の荷重を間接的に計測することができる。
【０００８】
一方，軸芯方向に直交する荷重が上記フランジ部に作用すると，インナーレース全体を回動させようとするモーメントであって，上記各転動面から略等距離にある平面と上記インナーレースの軸芯との交点を作用中心点としたモーメントが生じる。
【０００９】
そこで，上記自動車ホイール用の軸受では，上記モーメントの影響を抑制するため，上記荷重センサは，上記モーメントの作用中心点が配置される平面，すなわち，上記各ベアリングボール列を構成する転動ボールが転動する各転動面から略等距離にある平面内に配置してある。
【００１０】
そのため，上記自動車ホイール用の軸受では，上記モーメントによる応力は，上記荷重センサによる計測荷重の作用方向に略直交して作用することになる。
それ故，上記のごとく配置した荷重センサでは，計測荷重のなかに上記モーメントによる応力が包含されるおそれを抑制して，上記フランジ部に作用する荷重を精度高く計測することができる。
【００１１】
以上のごとく，本発明の自動車ホイール用の軸受によれば，上記内周部と上記外周部との間隙における軸方向の１箇所に配設した上記荷重センサにより，車輪に作用する荷重を，効率的に，かつ，高精度に計測することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明においては，上記内周部は，上記荷重センサを配置した上記平面と一方の上記転動面との間の弾性率と，上記荷重センサを配置した上記平面と他方の上記転動面との間の弾性率とが略一致するように構成するのが良い。
この場合には，上記ベアリングボール列から作用する荷重に対して，上記内周部を剛体的に取り扱うことができず，無視し得ない弾性変形を生じる場合であっても，上記モーメントによる応力の影響を適切に抑制することができる。
【００１３】
なお，上記のごとく内周部を構成するには，例えば，有限要素法等の設計手法を利用できる。有限要素法による設計手法によれば，上記荷重センサを配置した上記平面の軸方向の両側における弾性率が略一致するように，上記内周部の形状等を設計できる。
【００１４】
また，上記荷重センサは，自動車ホイール用の軸受を取り付けた自動車における鉛直方向の上下いずれか一方と，該自動車における水平方向の前後いずれか一方とに対応する上記内周部の外周面上の２箇所に，それぞれ配置してあることが好ましい（請求項２）。
【００１５】
この場合には，上記鉛直方向及び上記水平方向の各１箇所に配置した上記荷重センサによって，車輪に作用する鉛直方向及び水平方向の荷重を，効率良く計測することができる。
なお，上記荷重センサには，予荷重を作用させておくことが好ましい。この場合には，小荷重の範囲まで計測精度を良好にできる。また，予荷重を付与してゼロ点をシフトすれば，荷重センサから内周部を引き離す方向に作用する荷重，いわば伸び側荷重の計測も可能となる。
【００１６】
また，上記荷重センサは，自動車ホイール用の軸受を取り付けた自動車における鉛直方向の上方側及び下方側と，該自動車における水平方向の前進方向側及び後退方向側とに対応する上記内周部の外周面上の４箇所に，それぞれ配置してあることが好ましい（請求項３）。
この場合には，上記鉛直方向に配置した１組の上記荷重センサ及び，上記水平方向に配置した１組の上記荷重センサにより，上記鉛直上下方向及び上記水平前後方向に上記内周部に作用する荷重を，さらに精度良く計測することができる。
【００１７】
また，上記アウターレースでは，上記外周部と上記内周部とを一体的に一部品として形成してあり，
かつ，上記外周部と上記内周部との間には，軸芯方向に貫通する貫通孔を複数，独立して穿孔してあり，
該貫通孔には，上記荷重センサをそれぞれ配置してあることが好ましい（請求項４）。
【００１８】
この場合には，上記貫通孔に面する上記内周部の剛性を適度に抑制して，該内周部から作用する荷重のセンシングに適した弾性変形を，該内周部において生じ易くすることができる。
そして，上記内周部と上記外周部との間に配置した上記荷重センサによれば，上記インナーレースから上記内周部に作用した荷重を，精度良く計測することができる。
【００１９】
また，上記貫通孔の貫通方向に直交する断面形状は，軸芯を中心とした略円弧状を呈するように形成してあることが好ましい（請求項５）。
この場合には，上記アウターレースに貫通する貫通孔の断面積を抑制しながら，上記貫通孔に面する上記内周部の周方向長さを長くすることができる。
すなわち，上記アウターレースにおける軸芯方向に略直交する断面積を確保することにより該アウターレース全体の剛性を確保しながら，上記貫通孔に面する内周部における弾性変形の生じ易さを向上することができる。
【００２０】
また，上記アウターレースの上記外周部には，車体側から延設された構造部材を接続するための車体側フランジ部を配設してあることが好ましい（請求項６）。
ここで，上記構造部材としては，車両のサスペンション機構等から延設されたナックル等の部材がある。
そして，上記外周部に上記車体側フランジ部を配設した場合には，上記自動車ホイール用の軸受全体の体格を小型化することができる。
【００２１】
また，上記荷重センサは，セラミックセンサであることが好ましい（請求項７）。
この場合には，高剛性であって，かつ，荷重に対する変形量が小さいという特徴を有する上記セラミックセンサを用いて，上記外周部に対して上記内周部を剛性高く支持しながら，両者間に作用する荷重を精度良く計測できる。
高剛性な上記セラミックセンサによれば，上記内周部を剛性高く支持することにより，上記アウターレース全体の剛性を高く維持することができる。
【００２２】
なお，上記セラミックセンサとしては，セラミック材料を主体とし，高荷重に耐えうるものであれば様々なものを採用することができる。その中でも特に，次のような特徴を有する力学量センサ材料から作製したセンサを適用するのが好ましい。
好適な力学量センサ材料としては，例えば，電気絶縁性セラミック材料よりなるマトリックスに圧力抵抗効果材料を電気的に連続につながるように分散させた材料がある。この力学量センサ材料では，セラミック材料という強度的に優れた材料に対し圧力抵抗効果を発揮させるための材料を分散させている。
【００２３】
上記マトリックスとなりうるセラミック材料としては，例えばＺｒＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＭｇＡｌ２Ｏ４，ＳｉＯ２，３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２，Ｙ２Ｏ３，ＣｅＯ２，Ｌａ２Ｏ３，Ｓｉ３Ｎ４及びこれらの固溶体より選択される１種以上よりなる物質等がある。
【００２４】
また，圧力抵抗効果材料としては，ペロブスカイト構造の（Ｌｎ１−ｘＭａｘ）１−ｙＭｂＯ３−ｚ（ここに０＜ｘ≦０．５，０≦ｙ≦０．２，０≦ｚ≦０．６，Ｌｎ；ランタノイド元素，Ｍａ；１種類またはそれ以上のアルカリ土類元素，Ｍｂ；１種類またはそれ以上の遷移金属元素），層状ペロブスカイト構造の（Ｌｎ２−ｕＭａｕ）１−ｖＭｂ２Ｏ７−ｗ（ここに０＜ｕ≦１．０，０≦ｖ≦０．２，０≦ｗ≦１．０，Ｌｎ；希土類元素，Ｍａ；１種類またはそれ以上のアルカリ土類元素，Ｍｂ；１種類またはそれ以上の遷移金属元素），Ｓｉ及びこれらに微量の添加元素を加えた物質のいずれか１種以上よりなる物質等が挙げられる。
また，この圧力抵抗効果材料は，球状，楕円状，繊維状等の様々な粒子形態とすることができる。
【００２５】
上記の力学量センサ材料から作製したセラミックセンサでは，高荷重や高圧力等に対する抵抗力は上記のセラミック材料が担うため，高強度なセンサとなる。
また，この力学量センサ材料では，セラミック材料の内部で，上記の圧力抵抗効果材料が連続してつながるように存在するため，各圧力抵抗効果材料は電気的に連続状態にある。
そして，この力学量センサ材料では，圧力抵抗効果材料のみで構成された通常のセンサ材料と同様に，圧力や荷重を加えることで電気抵抗値が変化するという特性を発揮し得る。
【００２６】
従って，この力学量センサ材料から作製したセラミックセンサを適用した場合には，高応力や高圧力に耐えて，圧縮荷重等の力学量の測定を行なうことができる。
そして，このようなセラミックセンサによれば，荷重計測用のセンサとして利用できるほか，機械部品等の構造部材の一部として活用できる。すなわち，上記外周部に対して上記内周部を剛性高く支持することで，上記アウターレース全体の剛性を向上することができる。
【００２７】
【実施例】
（実施例１）
本例では，荷重センサ４を内蔵した自動車ホイール用の軸受について，図１〜図９を用いて説明する。
本例の自動車ホイール用の軸受１は，図１に示すごとく，ハブボルト２６５を係合するフランジ部２６を有するインナーレース２０と，２列のベアリングボール列３０を介してインナーレース２０に外挿されるアウターレース１０とを有する。
【００２８】
このアウターレース１０は，図２に示すごとく，各ベアリングボール列３０に接触する内周部１１と，該内周部１１の外周側に配置されると共に，該内周部１１を弾性的に保持する外周部１２とを有している。
そして，図１に示すごとく，外周部１２と内周部１１との間には，内周部１１から外周部１２に作用する荷重を計測するための荷重センサ４（本例ではセラミックセンサを適用。以下，適宜セラミックセンサ４と記載する。）を配置してある。
また，この荷重センサ４は，各ベアリングボール列３０を構成する転動ボール３１が転動する各転動面から略等距離にある平面上に配設してある。
以下に，この内容について詳しく説明する。
【００２９】
本例の自動車ホイール用の軸受１は，図１に示すごとく，アウターレース１０とインナーレース２０との間に配置した２列のベアリングボール列３０を介して，アウターレース１０に内挿したインナーレース２０を回転自在に支持する軸受である。
【００３０】
ここで，図１に示すごとく，各列のベアリングボール列３０では，図示しない保持器により複数の転動ボール３１が，円周方向等距離に保持されるよう構成してあり，各転動ボール３１は，複列の外側軌道面１１１と内側軌道面２１１，２１２との間に介在して，それぞれの軌道面上を転動するよう構成してある。
なお，本例では，ベアリングボール列３０として球体としての転動ボール３１を使用する場合を例示してあるが，転動ボール３１に代えて，円錐ころを使用することもできる。
【００３１】
上記アウターレース１０には，図２に示すごとく，同軸２重構造を呈するように配置された内周部１１と外周部１２とを一体的に形成してある。
そして，内周部１１と外周部１２との間には，周方向の略等距離４箇所に，軸芯方向に貫通する貫通孔１００を設けてある。また，周方向に隣り合う貫通孔１００の間隙には，内周部１１と外周部１２とを連結するブリッジ部１０１を形成してある。
【００３２】
なお，本例の貫通孔１００は，周方向における中央部にあって，セラミックセンサ４を収容する断面略矩形状の収容部１０８と，軸芯中心の円弧方向に沿って傾いた状態で，収容部１０８の両側に隣接する断面長穴状の弾性変形部１０９とから形成してある。
そして，この貫通孔１００は，全体として略円弧状の断面形状を呈するように形成してある。
【００３３】
図２に示すごとく，内周部１１と外周部１２とは，隣り合う貫通孔１００間のブリッジ部１０１により連結されている。
そして，略円弧状の貫通孔１００に面する内周部１１は，薄肉の円弧状に形成され，弾性変形を生じ易いように構成されている。
すなわち，本例のアウターレース１０では，上記インナーレース２０から伝達された荷重により上記薄肉円弧状の内周部１１が弾性的に変形し，外周部１２に対して内周部１１が微小に相対移動し得るように構成されている。
【００３４】
また，本例のアウターレース１０の貫通孔１００には，同図に示すごとく，薄肉円弧状を呈する内周部１１の外周面に荷重計測面を当接させた状態で，セラミックセンサ４を配置してある。
そして，内周部１１の外周面に当接させたセラミックセンサ４によれば，内周部１１から外周部１２に作用した荷重を，直接的に計測することができる。
ここで，本例では，図１に示すごとく，セラミックセンサ４は，上記のごとく，各ベアリングボール列３０を構成する転動ボール３１が転動する各転動面から略等距離にある平面上に配設してある。
【００３５】
そして，本例のアウターレース１０では，図１に示すごとく，外周部１２の内周面から貫通孔１００に向けて突出させた位置決めピン（図示略）を，セラミックセンサ４を含むセンサユニット４２に係合させて，貫通孔１００内の所定位置にセラミックセンサ４を固定してある。
【００３６】
なお，このセンサユニット４２を貫通孔１００に収容するに当たっては，ジャッキ等を用いて貫通孔１００の開口部を径方向に強制的に拡げておき，該開口部側から貫通孔１００内へセンサユニット４２を挿入した。
ここで，本例では，貫通孔１００内に収容したセラミックセンサ４に対しては，それぞれ５０ＭＰａの予荷重が印加されるように，貫通孔１００，センサユニット４２やセラミックセンサ４等，各部の寸法等を設計してある。さらに，各セラミックセンサ４で計測した予荷重の値に基づいて，予め，各セラミックセンサ４のゼロ点補正を実施し，寸法誤差等が予荷重に与える影響を抑制してある。
【００３７】
このように予荷重を付与した各セラミックセンサ４によれば，小荷重の範囲まで精度良く計測することができる。さらに，予荷重を下回る荷重，いわば伸び側荷重の計測も可能である。また，実測した予荷重値によって，予め，ゼロ点補正したセラミックセンサ４によれば，さらに高精度な荷重計測が可能である。
【００３８】
ここで，本例で適用したセラミックセンサ４は，図７に示すごとく，後述する力学量センサ材料５１（図８）から作製したセンサである。
そして，図７に示すごとく，縦３ｍｍ，横３ｍｍの荷重計測面を有する厚さ１．５ｍｍのセラミック製のブロックの両端面に，リード線４１８を接続する電極４１９を形成してセラミックセンサ４としてある。
なお，本例では，１００ＭＰａの荷重に対して，約１μｍの変位を生じるようにセラミックセンサ４を構成してある。
【００３９】
本例のアウターレース１０では，図２に示すごとく，自動車の鉛直上下方向及び，水平前後方向に対応する内周部１１の外周面上の４箇所に，それぞれ上記セラミックセンサ４を配置してある。
そのため，本例のアウターレース１０によれば，セラミックセンサ４で計測した荷重に基づいて，車輪の鉛直上下方向及び水平前後方向に作用する荷重を，精度良く計測することができる。
【００４０】
また，内周部１１の軸芯方向の２箇所の内周面には，図１に示すごとく，複列の外側軌道面１１１を形成してある。各外部軌道面１１１は，内周部１１の軸方向の内方に向かって凹む曲面である。そして，この外部軌道面１１１に沿ってベアリングボール列３０の転動ボール３１を転動させるように構成してある。
【００４１】
外側軌道面１１１に挟まれた中間部分の内径は，図１に示すごとく，両端部よりも小径に形成してある。すなわち，本例のアウターレース１０では，その軸方向の両端側から各ベアリングボール列３０の転動ボール３１を挿入，配置するように構成してある。
また，図２に示すごとく，上記外周部１２における上記インナーレース２０のフランジ部２６の反対側にある端面には，車体側の取付け部材，例えば懸架装置から延設されたナックルアームを取り付けるための車体側フランジ部１２５を形成してある。さらに，該車体側フランジ部１２５には，ナックルアームを固定するためのボルト孔１２６を穿設してある。
【００４２】
次に，本例で用いた力学量センサ材料５１について説明する。この力学量センサ材料５１は，図８に示すごとく，電気絶縁性セラミック材料５１１よりなるマトリックスに圧力抵抗効果材料５１２を電気的に連続につながるように分散させた材料である。
なお，同図に示すごとく，一部の圧力抵抗効果材料５１３は電気的に連続することなく，孤立してセラミック５１１材料中に存在するものもある。
本例では，電気絶縁性セラミック材料としては，１２ｍｏｌ％のＣｅＯ２を添加したＺｒＯ２を用い，圧力抵抗効果材料としては，Ｌａ０．８Ｓｒ０．２ＭｎＯ３を用いた。
【００４３】
次に，上記インナーレース２０は，図１に示すごとく，上記アウターレース１０に挿入される挿入部２８と，ハブボルト２６５を係合するフランジ部２６とを有している。
該フランジ部２６におけるハブボルト２６５が突出する側の端面は，図示しないブレーキディスクを取付けるための取付け面である。そしてさらに，フランジ部２６には，該フランジ部２６に係合するハブボルト２６５により，上記ブレーキディスクを介して図示しない車輪を取り付けるように構成してある。
【００４４】
インナーレース２０の挿入部２８は，図１に示すごとく，内側軌道面２１２を形成したメインシャフト部２８１と，該メインシャフト部２８１に外挿するリング状の加圧リング２８３と，メインシャフト部２８１の先端のネジ部２８８に螺合して上記加圧リング２８３を軸芯方向に押圧する軸ナット２８５とからなる３分割構造を呈している。
【００４５】
メインシャフト部２８１の内側軌道面２１２は，同図に示すごとく，フランジ部２６に向かって凹む曲面である。そして，内側軌道面２１２は，上記内周部１１に形成した外側軌道面１１１との間に，ベアリングボール列３０の転動ボール３１を転動自在に保持するように構成してある。
【００４６】
また，加圧リング２８３には，図１に示すごとく，曲面状に凹む内側軌道面２１１を形成してある。そして，この加圧リング２８３をネジ部２８８側からインナーレース２０に外挿した際，上記内側軌道面２１１が，メインシャフト部２８１の上記内側軌道面２１２に対向配置されるように構成してある。
そして，内側軌道面２１１は，上記内周部１１に形成した外側軌道面１１１との間に，ベアリングボール列３０の転動ボール３１を転動自在に保持するように構成してある。
【００４７】
さらに，図１に示すごとく，上記軸ナット２８５を，メインシャフト部２８１の先端のネジ部２８８に螺入していくことにより，軸ナット２８５の軸芯方向の端面で加圧リング２８３を押圧できるように構成してある。そして，この軸ナット２８５の締め込み量の調整によって，ベアリングボール列３０に所定の予荷重を付与できるように構成してある。
【００４８】
また，上記アウターレース１０と上記インナーレース２０とを組み付けた軸受１では，各ベアリングボール列３０への水分や埃等の侵入を防止するため，インナーレース２０とアウターレース１０との間には，図示しないシール材を配置してある。
【００４９】
ここで，本例の軸受１では，例えば，次に示す計算によって，車輪からインナーレース２０に作用する荷重Ｆと，各セラミックセンサ４で計測する荷重との関係を表す関係式を導くことができる。
そして，この関係式によれば，各セラミックセンサ４で計測した荷重Ｓ１（同図中の上方側，すなわち，荷重Ｆの作用方向下流側に配置したセラミックセンサ４に作用する荷重），Ｓ２（同図中の下方側，すなわち，荷重Ｆの作用方向上流側に配置したセラミックセンサ４に作用する荷重）に基づいて，車輪からインナーレース２０に作用した荷重Ｆを算出することができる。
【００５０】
図３に示すごとく，インナーレース２０のフランジ部２６端面に沿って，鉛直方向の荷重Ｆが作用したとする。このとき，荷重Ｆの作用方向である鉛直上下に配置したセラミックセンサ４で計測される荷重Ｆｓを表す式を導出する。
なお，水平方向の荷重を表す関係式については，鉛直方向と同様に考えることができるので，ここでは，鉛直方向に作用する荷重を例にして説明する。
【００５１】
上記のごとくフランジ部２６の端面に沿って鉛直方向の荷重Ｆが作用すると，インナーレース２０を回動させるモーメントが発生する。そして，その回動中心は，図３に示すごとく，上記各ベアリングボール列３０を構成する転動ボール３１が転動する各転動面から略等距離にある平面を，インナーレース２０の軸芯が貫く点Ｃとなる。
【００５２】
図３に示すごとく，フランジ部２６の端面から点Ｃまでの距離をＬ，点Ｃから各ベアリングボール列３０の転動中心までの距離をλとし，各ベアリングボール列３０と内周部１１との間に生じる応力をｆ１，ｆ２とすると，力の釣り合い式及びモーメントの釣り合い式として次の２式が成り立つ。
Ｆ＝２ｆ１・ｓｉｎθ−２ｆ２・ｓｉｎθ ・・・式１
ＦＬ＝２（ｆ１・λ）＋２（ｆ２・λ） ・・・式２
【００５３】
式１及び２によれば，ｆ１とＦとの関係式及び，ｆ２とＦとの関係式として次の２式を得ることができる。
ｆ１・ｓｉｎθ＝ Ｆ／４ ＋（ＦＬ・ｓｉｎθ）／４λ・・・式３
ｆ２・ｓｉｎθ＝（−Ｆ／４）＋（ＦＬ・ｓｉｎθ）／４λ・・・式４
【００５４】
さらに，式３及び式４によれば，次式を得ることができる。
ｆ１・ｓｉｎθ／ｆ２・ｓｉｎθ＝（Ｌ／λ・ｓｉｎθ＋１）／（Ｌ／λ・ｓｉｎθ−１）・・・式５
ここで，θ，Ｌ，λは定数であるから，式５の右辺を定数αとして表して次式を得る。
ｆ１・ｓｉｎθ＝α・ｆ２・ｓｉｎθ ・・・式６
【００５５】
ここで，応力ｆ１，ｆ２が作用する内周部１１について生じ得る弾性変形は，図４のごとく，各ベアリングボール列３０の転動ボールの中心点Ａ及びＣを通る梁であって，Ａ点，Ａ点とＣ点の中点Ｂ及び，Ｃ点にそれぞれ接続したばね１１８，４００，１１９により支持した梁１１０のモデルとして近似することができる。
【００５６】
この近似モデルにおいて，ばね１１８及び１１９は，内周部１１の有する弾性を表し，ばね４００は，セラミックセンサ４００の有する弾性を表している。
なお，本例では，セラミックセンサ４を配置する平面（各ベアリングボール列３０の転動面から等距離にある平面）を中心として，内周部１１の軸方向の両側部分の弾性率を略一致させてある。
それ故，ばね１１８とばね１１９は，略同一のばね定数（定数Ｋとする。）を呈することになる。
【００５７】
上記の梁１１０の両端のＡ点及びＣ点に対して，それぞれ，ｆ１・ｓｉｎθ（式３），ｆ２・ｓｉｎθ（式４）が作用すると，図５に示すごとく，梁１１０に傾きを生じる。Ａ点における変位をδ１，Ｃ点における変位をδ２とすると，上記の定数αを用いて次式を得る。
δ２＝δ１／α ・・・式７
【００５８】
また，ばね１１８，４００，１１９には，それぞれ弾性力Ｆ１，Ｆｓ，Ｆ２が蓄えられ，梁１１０に対して反力を作用することになる。
そうすると，梁１１０のＡ点及びＣ点に作用する応力ｆ１・ｓｉｎθ及びｆ２・ｓｉｎθとの間で次式に示す力の釣り合い式を得る。
なおここでは，上記ばね４００の弾性力Ｆｓは，Ｆｓ１とＦｓ２とに分力されて，それぞれＡ点，Ｃ点に作用するものとしてある。
ｆ１・ｓｉｎθ＝Ｆ１＋Ｆｓ１ ・・・式８
ｆ２・ｓｉｎθ＝Ｆ２＋Ｆｓ２ ・・・式９
【００５９】
この式８，式９及び上記の式６から，さらに次式を得る。
ｆ２・ｓｉｎθ＝Ｆ２＋Ｆｓ２＝（１／α）・（Ｆ１＋Ｆｓ１）・・・式１０
この式１０において，Ｆ１，Ｆ２（Ｆｓ１，Ｆｓ２）のばね定数が等しいことから，次式が得られる。
Ｆ２＝Ｆ１／α ・・・式１１
【００６０】
また，梁１１０に作用する応力の総和をＳ１とすると，式３及び式４から次式を得る。
Ｓ１＝ｆ１・ｓｉｎθ−ｆ２・ｓｉｎθ＝（Ｆ１＋Ｆｓ１）−（Ｆ２＋Ｆｓ２）＝Ｆ／２ ・・・式１２
【００６１】
そして，セラミックセンサ４に作用する応力Ｆｓは，式１１及び式１２を基にして，次式のように表すことができる。

Figure 2004360782
【００６２】
式１３におけるＫδ１（１−１／α）は，ばね１１８，１１９に蓄えられる弾性力を表しており，内周部１１に蓄えられる弾性力と等価である。そして，本例のセラミックセンサ４によれば，車輪からインナーレース２０に作用する荷重Ｆの半分から，内周部１１に蓄えられる弾性力であるＫδ１（１−１／α）を減じた荷重を計測することができる。
なお，本例のセラミックセンサ４では，図６に示すごとく，車輪からインナーレース２０に作用する荷重Ｆの１／２０の大きさの荷重が計測された。
同図では，横軸に荷重Ｆを，縦軸にセラミックセンサ４による計測荷重Ｆｓを示してある。
【００６３】
なお，式１３は，内周部１１の周方向４箇所に配設した各セラミックセンサ４について，それぞれ成立する式である。
そのため，本例の軸受１では，図９に示すごとく，水平方向の前後いずれか一方，及び鉛直方向の上下いずれか一方にのみセラミックセンサ４を設置すれば，鉛直方向及び水平方向に作用する荷重を，それぞれ算出することが可能である。
一方，本例のごとく，鉛直上下方向にそれぞれセラミックセンサを配置した場合には，荷重Ｆの算出精度をさらに向上することができる。
【００６４】
このように本例の自動車ホイール用の軸受１では，外周部１２と内周部１１との間隙にある貫通孔１００にセラミックセンサ４を配置してある。すなわち，上記２列のベアリングボール列３０に接触する内周部１１の外周側にセラミックセンサ１００を配置してある。
【００６５】
そのため，内周部１１の外周側に配置したセラミックセンサ４によれば，２列のベアリングボール列３０それぞれを介して内周部１１に作用する荷重を，軸芯方向における１箇所に配置したセラミックセンサ４によって，効率良く計測することができる。
【００６６】
一方，図３に示すごとく，車輪からフランジ部２６を介してインナーレース２０に荷重Ｆが作用すると，該インナーレース２０自体を回動させるモーメントが生じる。そして，このモーメントの作用中心点は，各ベアリングボール列３０を構成する転動ボール３１が転動する各転動面から略等距離にある平面を，インナーレース２０の軸芯が貫く点Ｃ（図３参照。）となる。
【００６７】
すなわち，本例の軸受１では，各ベアリングボール列３０を構成する転動ボール３１が転動する各転動面から略等距離にある平面であって，上記のモーメントの作用中心点Ｃを含む平面上に，各セラミックセンサ４を配設してある。
そして，この軸受１では，セラミックセンサ４で計測する荷重の作用線上に，上記モーメントの作用中心点Ｃが配置されている。
【００６８】
そのため，本例の軸受１では，セラミックセンサ４による計測する荷重方向と略直交する方向に，上記のモーメントを生じさせることができる。それ故，各セラミックセンサ４に対して，上記モーメントによる応力が作用するおそれが少ない。
従って，本例の軸受１では，上記モーメントによる影響を抑制して，内周部１１から外周部１２に向けて軸芯方向に略直交する方向に作用する荷重を，精度良く計測することができる。
【００６９】
さらに，本例の軸受１では，自動車の鉛直上下方向と水平前後方向とに対応する内周部１１の外周面上の位置に，軸芯を介して対面する２組のセラミックセンサ４を配置してある。
そのため，この２組のセラミックセンサ４によれば，車輪及びインナーレース２０に作用する鉛直上下方向及び水平前後方向の荷重を直接的に，精度良く計測することができる。
【００７０】
さらにまた，本例のセラミックセンサ４は，上記の力学量センサ材料５１よりなるものである。
力学量センサ５１よりなるセラミックセンサ４は，高剛性を呈するセンサであり，荷重のセンシングに利用できるほか，機械部品等の構造部材の一部としても活用できる。
すなわち，上記薄肉円弧状の内周部１１を剛性高く支持することで，アウターレース１０全体の剛性を向上することができる。
【００７１】
（実施例２）
本例は，実施例１の自動車ホイール用の軸受を基にして，セラミックセンサ４の取り付け方法を変更した例である。本例の自動車ホイール用の軸受１について，図１０及び図１１を用いて説明する。
本例のアウターレース１０では，図１０に示すごとく，実施例１の上記センサユニットに代えて，スタッドボルト４１とホルダ４３との組み合わせによりセラミックセンサ４を固定してある。
【００７２】
本例のアウターレース１０では，図１０に示すごとく，外周部１２の外周面から貫通孔１００に向けて穿孔され，該貫通孔１００に開口するネジ孔１２０を設けてある。
そして，各ネジ孔１２０には，軸方向全範囲に渡って雄ねじを形成したボルトであるスタッドボルト４１を螺入するように構成してある。
【００７３】
そして，同図に示すごとく，スタッドボルト４１におけるアウターレース１０から突出する部分に，ナット４１５を螺合させることにより，スタットボルト４１が確実に回転止めされるように構成してある。
また，このスタッドボルト４１は，その外周部１２の外周側に位置する端面に穿設した６角穴に，例えば６角レンチ等の工具を係合させて回転できるように構成してある。
【００７４】
そして，図１０に示すごとく，ネジ孔１２０に螺入したスタッドボルト４１における内周側の先端に，ホルダ４３を介設してセラミックセンサ４を配置してある。
そして，スタッドボルト４１とホルダ４３とは，図１１に示すごとく，球面摺動構造としてのピボット部４５を介して摺動自在に当接させてある。
【００７５】
ここで，このピボット部４５は，同図に示すごとく，スタッドボルト４１の先端に穿設された略球面状を呈する凹部４１１と，ホルダ４３の端面に形成された略球面状を呈する凸部４３１とを組み合わせてなる当接構造である。
そして，ピボット部４５を介して，スタッドボルト４１に摺動自在に当接するホルダ４３では，内周部１１の軸芯方向の微小な変動に対応して，内周部１１に対面する端面の方向を自在に変更できるように構成してある。
【００７６】
このように本例の軸受１では，ピボット部４５を介してスタッドボルト４１とホルダ４３とを当接させてある。
そのため，本例の軸受１では，ピボット部４５の上記の作用により，セラミックセンサ４の荷重計測面の向きを柔軟に変更することができ，セラミックセンサ４に斜め方向に生じるおそれのある応力の影響を抑制することができる。
そして，斜め方向に作用する応力を抑制したセラミックセンサ４によれば，鉛直方向に作用する荷重の計測精度をさらに向上することができる。
【００７７】
さらに，スタッドボルト４１の先端側にセラミックセンサ４を配置する構造によれば，スタッドボルト４１の締め込み量の調整により，セラミックセンサ４に作用させる予荷重の調整が容易である。
そして，予荷重を作用させたセラミックセンサ４によれば，高精度に計測できる範囲と，実際に軸受１に生じ得る荷重範囲とを合致させて，小荷重から大荷重まで，さらに精度高く荷重を計測することができる。
また，予荷重を付与してゼロ点をシフトすれば，マイナス側に生じる荷重を計測することも可能である。
なお，その他の構成及び作用効果については実施例１と同様である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１における，軸受の構造を示す断面図。
【図２】実施例１における，図１に示す軸受の断面構造を示すＡ−Ａ線矢視断面図。
【図３】実施例１における，軸受に作用する力を図示した説明図。
【図４】実施例１における，内周部の弾性変形を表すモデルを示す説明図。
【図５】実施例１における，内周部の弾性変形を生じた状態を表す説明図。
【図６】実施例１における，インナーレースに作用する荷重と，荷重センサによる計測荷重との関係を示すグラフ。
【図７】実施例１における，セラミックセンサの電気的結線の様子を示す説明図。
【図８】実施例１における，力学量センサ材料の組織を示す説明図。
【図９】実施例１における，セラミックセンサの他の配置組み合わせを示す断面図。
【図１０】実施例２における，軸受の断面構造を示す断面図。
【図１１】実施例２における，ピボット部の断面構造を示す拡大断面図。
【符号の説明】
１．．．軸受，
１０．．．アウターレース，
１００．．．貫通孔，
１０１．．．ブリッジ部，
１１．．．内周部，
１１１．．．外側軌道面，
１２．．．外周部，
２０．．．インナーレース，
２１１，２１２．．．内側軌道面，
３０．．．ベアリング，
４．．．セラミックセンサ，
４１．．．スタッドボルト，
４２．．．センサユニット，
４３．．．ホルダ，
４５．．．ピボット部，
５１．．．力学量センサ材料，[0001]
【Technical field】
The present invention relates to a bearing for a vehicle wheel incorporating a load sensor.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an apparatus that measures a load acting on a wheel of an automobile or the like and measures a friction force or a friction coefficient acting on a tire. For example, there is one that measures a load acting on a wheel using a load sensor attached to a suspension mechanism that suspends the wheel (for example, see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-62-110554 (page 2 to page 3, FIG. 2)
[0004]
[Problem to be solved]
However, the above-mentioned conventional apparatus has the following problems. That is, as described above, the conventional device measures the load acting on the wheels via the suspension mechanism or the like, and therefore cannot always perform highly accurate measurement.
On the other hand, if the load acting on the wheels can be accurately measured, this can be widely used as control information used for controlling a vehicle.
Therefore, it has been considered to provide a means to measure the load on the bearing itself for automobile wheels. However, a bearing with a built-in load sensor and capable of high-precision load measurement has not yet been put into practical use. .
[0005]
The present invention has been made in view of such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a bearing for an automobile wheel that incorporates a load sensor and can perform load measurement with high accuracy.
[0006]
[Means for solving the problem]
The present invention provides an automobile having an inner race having a flange portion for engaging a hub bolt, and an outer race externally inserted into the inner race through two rows of bearing balls arranged in the axial direction of the inner race. In bearings for wheels,
The outer race has an inner peripheral portion that contacts each of the bearing ball rows,
An outer peripheral portion arranged on the outer peripheral side of the inner peripheral portion and elastically holding the inner peripheral portion;
A load sensor for measuring a load acting on the outer peripheral portion from the inner peripheral portion is disposed between the outer peripheral portion and the inner peripheral portion,
The load sensor is provided in a bearing for an automobile wheel, wherein the load sensor is disposed in a plane which is substantially equidistant from each rolling surface on which the rolling balls constituting each bearing ball row roll ( Claim 1).
[0007]
In the bearing for an automobile wheel according to the present invention, the load sensor is disposed in a gap between the inner peripheral portion that supports the inner race and the outer peripheral portion that elastically holds the inner peripheral portion.
Therefore, according to the load sensor, by measuring the load acting between the inner peripheral portion and the outer peripheral portion, it is possible to indirectly measure the wheel load acting on the flange portion of the inner race. it can.
[0008]
On the other hand, when a load perpendicular to the axial direction acts on the flange portion, it is a moment for rotating the entire inner race, and is a plane substantially equidistant from each of the rolling surfaces and the axis of the inner race. A moment is generated with the point of intersection at the center of action at the intersection with the core.
[0009]
Therefore, in the above-described bearing for an automobile wheel, in order to suppress the influence of the moment, the load sensor uses a plane on which the center point of action of the moment is arranged, that is, a rolling ball that forms each of the bearing ball rows. It is arranged in a plane that is substantially equidistant from each rolling surface that rolls.
[0010]
Therefore, in the bearing for an automobile wheel, the stress due to the moment acts substantially orthogonally to the direction in which the load measured by the load sensor acts.
Therefore, with the load sensor arranged as described above, the possibility that the stress due to the moment is included in the measured load can be suppressed, and the load acting on the flange portion can be measured with high accuracy.
[0011]
As described above, according to the vehicle wheel bearing of the present invention, the load acting on the wheel is efficiently reduced by the load sensor disposed at one position in the axial direction in the gap between the inner peripheral portion and the outer peripheral portion. Measurement can be performed efficiently and with high accuracy.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In the present invention, the inner peripheral portion includes an elastic modulus between the plane on which the load sensor is arranged and one of the rolling surfaces, and an elastic modulus between the plane on which the load sensor is arranged and the other rolling surface. It is good to constitute so that the elastic modulus between may substantially match.
In this case, even if the inner peripheral part cannot be rigidly handled against the load applied from the bearing ball row, and the elastic deformation that cannot be ignored occurs, The influence can be appropriately suppressed.
[0013]
In order to configure the inner peripheral portion as described above, for example, a design method such as a finite element method can be used. According to the design method using the finite element method, the shape and the like of the inner peripheral portion can be designed so that the elastic modulus on both sides in the axial direction of the plane on which the load sensor is arranged substantially matches.
[0014]
In addition, the load sensor is provided on the outer peripheral surface of the inner peripheral portion corresponding to one of the upper and lower sides in the vertical direction of the vehicle to which the bearing for the vehicle wheel is attached and the one of the front and rear in the horizontal direction of the vehicle. It is preferable that they are arranged at respective locations (claim 2).
[0015]
In this case, the vertical and horizontal loads acting on the wheels can be efficiently measured by the load sensors arranged at one position each in the vertical direction and the horizontal direction.
It is preferable that a preload is applied to the load sensor. In this case, the measurement accuracy can be improved up to a small load range. If the preload is applied and the zero point is shifted, it is possible to measure the load acting in the direction in which the inner peripheral portion is separated from the load sensor, that is, the load on the extension side.
[0016]
In addition, the load sensor includes an outer peripheral portion of the inner peripheral portion corresponding to an upper side and a lower side in a vertical direction of an automobile equipped with an automobile wheel bearing, and a forward side and a backward side in a horizontal direction of the automobile. It is preferable to arrange them at four positions on the surface, respectively.
In this case, the set of load sensors arranged in the vertical direction and the set of load sensors arranged in the horizontal direction act on the inner peripheral portion in the vertical up-down direction and the horizontal front-rear direction. The load can be measured with higher accuracy.
[0017]
Further, in the outer race, the outer peripheral portion and the inner peripheral portion are integrally formed as one component,
And, between the outer peripheral portion and the inner peripheral portion, a plurality of through holes penetrating in the axial direction are independently formed.
It is preferable that the load sensors are arranged in the through holes, respectively.
[0018]
In this case, the rigidity of the inner peripheral portion facing the through hole is appropriately suppressed, so that elastic deformation suitable for sensing a load applied from the inner peripheral portion is easily generated in the inner peripheral portion. Can be.
According to the load sensor disposed between the inner peripheral portion and the outer peripheral portion, the load acting on the inner peripheral portion from the inner race can be accurately measured.
[0019]
Further, it is preferable that the cross-sectional shape of the through-hole perpendicular to the penetrating direction is formed so as to exhibit a substantially arc shape centered on the axis.
In this case, it is possible to increase the circumferential length of the inner peripheral portion facing the through hole while suppressing the cross-sectional area of the through hole penetrating the outer race.
That is, by securing a cross-sectional area of the outer race that is substantially perpendicular to the axial direction, the rigidity of the entire outer race is ensured, and the likelihood of elastic deformation at the inner peripheral portion facing the through hole is improved. be able to.
[0020]
Further, it is preferable that a vehicle body side flange portion for connecting a structural member extending from the vehicle body side is provided on the outer peripheral portion of the outer race (claim 6).
Here, as the structural member, there is a member such as a knuckle extended from a vehicle suspension mechanism or the like.
When the vehicle body-side flange portion is provided on the outer peripheral portion, the size of the entire bearing for the vehicle wheel can be reduced.
[0021]
Preferably, the load sensor is a ceramic sensor.
In this case, using the ceramic sensor having high rigidity and a small amount of deformation with respect to a load, the inner peripheral portion is supported with high rigidity with respect to the outer peripheral portion, and the ceramic sensor is provided between the two. The applied load can be measured accurately.
According to the ceramic sensor having high rigidity, the rigidity of the entire outer race can be maintained high by supporting the inner peripheral portion with high rigidity.
[0022]
As the ceramic sensor, various sensors can be used as long as they are mainly made of a ceramic material and can withstand a high load. Among them, it is particularly preferable to apply a sensor manufactured from a physical quantity sensor material having the following characteristics.
As a preferable physical quantity sensor material, for example, there is a material in which a pressure resistance effect material is dispersed in a matrix made of an electrically insulating ceramic material so as to be electrically continuous. In this mechanical quantity sensor material, a material for exhibiting a pressure resistance effect is dispersed in a material excellent in strength, such as a ceramic material.
[0023]
As a ceramic material that can be the matrix, for example, ZrO 2 , Al 2 O 3 , MgAl 2 O 4 , SiO 2 , 3Al 2 O 3 ・ 2SiO 2 , Y 2 O 3 , CeO 2 , La 2 O 3 , Si 3 N 4 And one or more substances selected from these solid solutions.
[0024]
Further, as the pressure resistance effect material, (Ln) having a perovskite structure is used. 1-x Ma x ) 1-y MbO 3-z (Where 0 <x ≦ 0.5, 0 ≦ y ≦ 0.2, 0 ≦ z ≦ 0.6, Ln; lanthanoid element, Ma; one or more alkaline earth elements, Mb; one or Transition metal element), a layered perovskite structure (Ln 2-u Ma u ) 1-v Mb 2 O 7-w (Where 0 <u ≦ 1.0, 0 ≦ v ≦ 0.2, 0 ≦ w ≦ 1.0, Ln; rare earth element, Ma; one or more alkaline earth elements, Mb; one or And a substance comprising at least one of Si and a substance obtained by adding a trace amount of an additive element to these elements.
Further, the pressure resistance effect material can be in various particle forms such as a sphere, an ellipse, and a fiber.
[0025]
In a ceramic sensor manufactured from the above-described physical quantity sensor material, a resistance to a high load, a high pressure, or the like is provided by the ceramic material, and therefore, the sensor is a high-strength sensor.
Further, in the physical quantity sensor material, since the above-described pressure resistance effect material exists continuously inside the ceramic material, each pressure resistance effect material is in an electrically continuous state.
In addition, this physical quantity sensor material can exhibit a characteristic that the electric resistance value changes when a pressure or a load is applied, similarly to a normal sensor material composed of only the pressure resistance effect material.
[0026]
Therefore, when a ceramic sensor made from this physical quantity sensor material is applied, it is possible to measure a physical quantity such as a compressive load while enduring high stress and high pressure.
According to such a ceramic sensor, it can be used not only as a sensor for load measurement but also as a part of a structural member such as a mechanical part. That is, the rigidity of the entire outer race can be improved by supporting the inner peripheral portion with high rigidity with respect to the outer peripheral portion.
[0027]
【Example】
(Example 1)
In this example, a bearing for a vehicle wheel incorporating a load sensor 4 will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the vehicle wheel bearing 1 of this embodiment is externally inserted into the inner race 20 via an inner race 20 having a flange portion 26 for engaging a hub bolt 265 and two rows of bearing balls 30. And an outer race 10.
[0028]
As shown in FIG. 2, the outer race 10 is disposed on the inner peripheral portion 11 which comes into contact with each bearing ball row 30 and on the outer peripheral side of the inner peripheral portion 11, and elastically holds the inner peripheral portion 11. And an outer peripheral portion 12.
As shown in FIG. 1, between the outer peripheral portion 12 and the inner peripheral portion 11, a load sensor 4 for measuring a load acting on the outer peripheral portion 12 from the inner peripheral portion 11 (a ceramic sensor is applied in this example). Hereinafter, the ceramic sensor 4 will be referred to as appropriate).
Further, the load sensor 4 is disposed on a plane which is substantially equidistant from each rolling surface on which the rolling balls 31 constituting each bearing ball row 30 roll.
The details will be described below.
[0029]
As shown in FIG. 1, the bearing 1 for an automobile wheel of the present embodiment includes an inner race 10 inserted into the outer race 10 through two rows of bearing balls 30 arranged between the outer race 10 and the inner race 20. 20 is a bearing that rotatably supports 20.
[0030]
Here, as shown in FIG. 1, in each row of the bearing balls 30, a plurality of rolling balls 31 are configured to be held at equal distances in a circumferential direction by a retainer (not shown). Numeral 31 is arranged between the outer raceway surfaces 111 and the inner raceway surfaces 211 and 212 in a double row to roll on the respective raceway surfaces.
In this example, the case where the rolling ball 31 as a sphere is used as the bearing ball row 30 is exemplified. However, instead of the rolling ball 31, a tapered roller may be used.
[0031]
As shown in FIG. 2, the outer race 10 is formed integrally with an inner peripheral portion 11 and an outer peripheral portion 12 which are arranged to have a coaxial double structure.
Further, between the inner peripheral portion 11 and the outer peripheral portion 12, through holes 100 penetrating in the axial direction are provided at four locations at substantially equal distances in the circumferential direction. Further, a bridge portion 101 for connecting the inner peripheral portion 11 and the outer peripheral portion 12 is formed in a gap between the through holes 100 adjacent in the circumferential direction.
[0032]
The through-hole 100 of this example is located at the center in the circumferential direction, and accommodates the housing 108 having a substantially rectangular cross section for housing the ceramic sensor 4 in a state where the through-hole 100 is inclined along an arc centered on the axis. It is formed from an elastically deforming portion 109 having an elongated cross section adjacent to both sides of the portion 108.
The through hole 100 is formed so as to have a substantially arc-shaped cross section as a whole.
[0033]
As shown in FIG. 2, the inner peripheral portion 11 and the outer peripheral portion 12 are connected by a bridge portion 101 between adjacent through holes 100.
The inner peripheral portion 11 facing the substantially arc-shaped through hole 100 is formed in a thin arc shape, and is configured to easily generate elastic deformation.
That is, in the outer race 10 of the present embodiment, the thin circular arc-shaped inner peripheral portion 11 is elastically deformed by the load transmitted from the inner race 20, and the inner peripheral portion 11 is slightly moved relative to the outer peripheral portion 12. It is configured to be mobile.
[0034]
In addition, as shown in the figure, the ceramic sensor 4 is disposed in the through hole 100 of the outer race 10 in a state where the load measurement surface is in contact with the outer peripheral surface of the inner peripheral portion 11 having a thin circular arc shape. I have.
According to the ceramic sensor 4 abutting on the outer peripheral surface of the inner peripheral portion 11, the load applied from the inner peripheral portion 11 to the outer peripheral portion 12 can be directly measured.
Here, in this example, as shown in FIG. 1, the ceramic sensor 4 is located on a plane substantially equidistant from each rolling surface on which the rolling balls 31 forming each bearing ball row 30 roll, as described above. It is arranged in.
[0035]
In the outer race 10 of the present embodiment, as shown in FIG. 1, a positioning pin (not shown) protruding from the inner peripheral surface of the outer peripheral portion 12 toward the through hole 100 is attached to the sensor unit 42 including the ceramic sensor 4. The ceramic sensor 4 is fixed at a predetermined position in the through hole 100 by being engaged.
[0036]
When the sensor unit 42 is accommodated in the through-hole 100, the opening of the through-hole 100 is forcibly expanded in the radial direction using a jack or the like, and the sensor unit is inserted into the through-hole 100 from the opening. 42 was inserted.
Here, in this example, the dimensions of each part such as the through hole 100, the sensor unit 42, the ceramic sensor 4, etc. are set so that a preload of 50 MPa is applied to each of the ceramic sensors 4 housed in the through hole 100. Etc. are designed. Further, based on the value of the preload measured by each ceramic sensor 4, the zero point correction of each ceramic sensor 4 is performed in advance to suppress the influence of dimensional errors and the like on the preload.
[0037]
According to each of the ceramic sensors 4 to which the preload is applied as described above, it is possible to accurately measure a small load range. In addition, it is possible to measure the load below the preload, that is, the load on the extension side. Further, according to the ceramic sensor 4 whose zero point has been corrected in advance by the actually measured preload value, it is possible to measure the load with higher accuracy.
[0038]
Here, as shown in FIG. 7, the ceramic sensor 4 applied in this example is a sensor manufactured from a physical quantity sensor material 51 (FIG. 8) described later.
As shown in FIG. 7, electrodes 419 for connecting lead wires 418 are formed on both end surfaces of a 1.5 mm thick ceramic block having a load measuring surface of 3 mm in length and 3 mm in width to form a ceramic sensor 4. is there.
In this example, the ceramic sensor 4 is configured to generate a displacement of about 1 μm with respect to a load of 100 MPa.
[0039]
In the outer race 10 of the present embodiment, as shown in FIG. 2, the ceramic sensors 4 are arranged at four positions on the outer peripheral surface of the inner peripheral portion 11 corresponding to the vertical and vertical directions of the automobile and the horizontal longitudinal direction. .
Therefore, according to the outer race 10 of the present embodiment, based on the load measured by the ceramic sensor 4, it is possible to accurately measure the loads acting on the wheels in the vertical and vertical directions and the horizontal front and rear directions.
[0040]
As shown in FIG. 1, double rows of outer raceway surfaces 111 are formed on two inner circumferential surfaces of the inner circumferential portion 11 in the axial direction. Each outer raceway surface 111 is a curved surface that is recessed inward in the axial direction of the inner peripheral portion 11. Then, the rolling balls 31 of the bearing ball row 30 are configured to roll along the outer raceway surface 111.
[0041]
As shown in FIG. 1, the inner diameter of the intermediate portion sandwiched between the outer raceway surfaces 111 is formed smaller than both ends. That is, in the outer race 10 of the present embodiment, the rolling balls 31 of each bearing ball row 30 are inserted and arranged from both ends in the axial direction.
As shown in FIG. 2, a mounting member on the vehicle body side, for example, a knuckle arm extending from a suspension device is mounted on an end surface of the outer peripheral portion 12 opposite to the flange portion 26 of the inner race 20. A vehicle body side flange portion 125 is formed. Further, a bolt hole 126 for fixing a knuckle arm is formed in the vehicle body side flange portion 125.
[0042]
Next, the physical quantity sensor material 51 used in this example will be described. As shown in FIG. 8, the mechanical quantity sensor material 51 is a material in which a pressure resistance effect material 512 is dispersed in a matrix made of an electrically insulating ceramic material 511 so as to be electrically continuous.
As shown in the figure, some of the pressure resistance effect materials 513 exist in the ceramic 511 material in isolation without being electrically continuous.
In this example, 12 mol% of CeO is used as the electrically insulating ceramic material. 2 With ZrO 2 And La is used as the pressure resistance effect material. 0.8 Sr 0.2 MnO 3 Was used.
[0043]
Next, as shown in FIG. 1, the inner race 20 has an insertion portion 28 to be inserted into the outer race 10 and a flange portion 26 to which a hub bolt 265 is engaged.
An end surface of the flange portion 26 on the side where the hub bolt 265 protrudes is a mounting surface for mounting a brake disk (not shown). Further, a wheel (not shown) is attached to the flange portion 26 via the brake disk by a hub bolt 265 engaging with the flange portion 26.
[0044]
As shown in FIG. 1, the insertion portion 28 of the inner race 20 includes a main shaft portion 281 having an inner raceway surface 212, a ring-shaped pressure ring 283 externally inserted into the main shaft portion 281, and a main shaft portion 281. And a shaft nut 285 that is screwed into the screw portion 288 at the tip of the shaft and presses the pressure ring 283 in the axial direction.
[0045]
The inner raceway surface 212 of the main shaft portion 281 is a curved surface that is depressed toward the flange portion 26 as shown in FIG. The inner raceway surface 212 is configured to rotatably hold the rolling balls 31 of the bearing ball row 30 between the inner raceway surface 212 and the outer raceway surface 111 formed on the inner peripheral portion 11.
[0046]
As shown in FIG. 1, the pressure ring 283 has an inner raceway surface 211 that is concavely curved. When the pressure ring 283 is externally inserted into the inner race 20 from the screw portion 288 side, the inner raceway surface 211 is arranged to face the inner raceway surface 212 of the main shaft portion 281. .
The inner raceway surface 211 is configured to rotatably hold the rolling balls 31 of the bearing ball row 30 between the inner raceway surface 211 and the outer raceway surface 111 formed on the inner peripheral portion 11.
[0047]
Further, as shown in FIG. 1, by screwing the shaft nut 285 into the screw portion 288 at the tip of the main shaft portion 281, the pressing ring 283 can be pressed by the axial end surface of the shaft nut 285. It is configured as follows. By adjusting the tightening amount of the shaft nut 285, a predetermined preload can be applied to the bearing ball row 30.
[0048]
Further, in the bearing 1 in which the outer race 10 and the inner race 20 are assembled, in order to prevent moisture, dust, and the like from entering each bearing ball row 30, a gap is provided between the inner race 20 and the outer race 10. A sealing material (not shown) is provided.
[0049]
Here, in the bearing 1 of the present embodiment, for example, a relational expression representing the relationship between the load F acting on the inner race 20 from the wheel and the load measured by each ceramic sensor 4 can be derived by the following calculation. .
According to this relational expression, the loads S1 (the loads acting on the ceramic sensors 4 arranged on the upper side in the figure, that is, on the downstream side in the acting direction of the load F), S2 (the same) measured by the ceramic sensors 4 are shown. The load F acting on the inner race 20 from the wheels can be calculated based on the lower side in the figure, that is, the load acting on the ceramic sensor 4 disposed on the upstream side in the acting direction of the load F.
[0050]
As shown in FIG. 3, it is assumed that a vertical load F acts along the end surface of the flange portion 26 of the inner race 20. At this time, an expression representing the load Fs measured by the ceramic sensors 4 arranged vertically above and below the acting direction of the load F is derived.
Note that the relational expression representing the load in the horizontal direction can be considered in the same manner as in the vertical direction. Therefore, here, the load acting in the vertical direction will be described as an example.
[0051]
When the load F in the vertical direction acts along the end face of the flange portion 26 as described above, a moment for rotating the inner race 20 is generated. As shown in FIG. 3, the center of the rotation is defined by a plane substantially equidistant from each rolling surface on which the rolling balls 31 constituting each of the bearing ball rows 30 rolls. Is the point C through which.
[0052]
As shown in FIG. 3, the distance from the end face of the flange portion 26 to the point C is L, and the distance from the point C to the rolling center of each bearing ball row 30 is λ. Assuming that the stresses generated between the two are f1 and f2, the following two equations are established as the force balancing equation and the moment balancing equation.
F = 2f1 · sin θ−2f2 · sin θ Expression 1
FL = 2 (f1 · λ) +2 (f2 · λ) Equation 2
[0053]
According to Expressions 1 and 2, the following two expressions can be obtained as a relational expression between f1 and F and a relational expression between f2 and F.
f1 · sin θ = F / 4 + (FL · sin θ) / 4λ Equation 3
f2 · sin θ = (− F / 4) + (FL · sin θ) / 4λ Equation 4
[0054]
Further, according to Equations 3 and 4, the following equation can be obtained.
f1 · sin θ / f2 · sin θ = (L / λ · sin θ + 1) / (L / λ · sin θ−1) Equation 5
Here, since θ, L, and λ are constants, the following expression is obtained by expressing the right side of Expression 5 as a constant α.
f1 · sin θ = α · f2 · sin θ Expression 6
[0055]
Here, the elastic deformation that can occur in the inner peripheral portion 11 on which the stresses f1 and f2 act is a beam passing through the center points A and C of the rolling balls of each bearing ball row 30 as shown in FIG. , A and C can be approximated as a model of the beam 110 supported by the springs 118, 400, and 119 connected to the midpoints B and C, respectively.
[0056]
In this approximation model, springs 118 and 119 represent the elasticity of the inner peripheral portion 11, and spring 400 represents the elasticity of the ceramic sensor 400.
In this example, the elastic modulus of the both sides in the axial direction of the inner peripheral portion 11 substantially coincides with the plane on which the ceramic sensor 4 is arranged (the plane equidistant from the rolling surface of each bearing ball row 30). Let me do it.
Therefore, the spring 118 and the spring 119 exhibit substantially the same spring constant (constant K).
[0057]
When f1 · sin θ (Equation 3) and f2 · sin θ (Equation 4) act on points A and C at both ends of the beam 110, respectively, the beam 110 is inclined as shown in FIG. Assuming that the displacement at point A is δ1 and the displacement at point C is δ2, the following equation is obtained using the above constant α.
δ2 = δ1 / α Equation 7
[0058]
Further, elastic forces F1, Fs, F2 are stored in the springs 118, 400, 119, respectively, so that a reaction force acts on the beam 110.
Then, a force balance equation expressed by the following equation is obtained between the stresses f1 · sin θ and f2 · sin θ acting on the points A and C of the beam 110.
Here, the elastic force Fs of the spring 400 is divided into Fs1 and Fs2, and acts on points A and C, respectively.
f1 · sin θ = F1 + Fs1 Equation 8
f2 · sin θ = F2 + Fs2 Equation 9
[0059]
From Expressions 8, 9 and Expression 6, the following expression is further obtained.
f2 · sin θ = F2 + Fs2 = (1 / α) · (F1 + Fs1) Equation 10
In Expression 10, since the spring constants of F1 and F2 (Fs1, Fs2) are equal, the following expression is obtained.
F2 = F1 / α Expression 11
[0060]
Assuming that the total stress acting on the beam 110 is S1, the following expression is obtained from Expressions 3 and 4.
S1 = f1 · sin θ−f2 · sin θ = (F1 + Fs1) − (F2 + Fs2) = F / 2 Equation 12
[0061]
The stress Fs acting on the ceramic sensor 4 can be expressed by the following equation based on Equations 11 and 12.
Figure 2004360782
[0062]
Kδ1 (1-1 / α) in Expression 13 represents the elastic force stored in the springs 118 and 119, and is equivalent to the elastic force stored in the inner peripheral portion 11. According to the ceramic sensor 4 of the present embodiment, a load obtained by subtracting Kδ1 (1-1 / α), which is the elastic force stored in the inner peripheral portion 11, from half of the load F acting on the inner race 20 from the wheel. Can be measured.
In the ceramic sensor 4 of this example, as shown in FIG. 6, a load having a magnitude 1/20 of the load F acting on the inner race 20 from the wheel was measured.
In the figure, the horizontal axis represents the load F, and the vertical axis represents the load Fs measured by the ceramic sensor 4.
[0063]
Equation 13 is an equation that holds for each of the ceramic sensors 4 arranged at four locations in the circumferential direction of the inner peripheral portion 11.
Therefore, in the bearing 1 of this example, as shown in FIG. 9, if the ceramic sensor 4 is installed only in one of the front and rear directions in the horizontal direction and only in the upper and lower directions in the vertical direction, the load acting in the vertical direction and the horizontal direction is obtained. Can be calculated respectively.
On the other hand, when the ceramic sensors are arranged vertically in the vertical direction as in this example, the calculation accuracy of the load F can be further improved.
[0064]
As described above, in the vehicle wheel bearing 1 of the present embodiment, the ceramic sensor 4 is disposed in the through hole 100 in the gap between the outer peripheral portion 12 and the inner peripheral portion 11. That is, the ceramic sensor 100 is disposed on the outer peripheral side of the inner peripheral portion 11 which comes into contact with the two rows of bearing balls 30.
[0065]
Therefore, according to the ceramic sensor 4 disposed on the outer peripheral side of the inner peripheral portion 11, the load acting on the inner peripheral portion 11 via each of the two rows of bearing balls 30 is applied to the ceramic sensor disposed at one position in the axial direction. The measurement can be efficiently performed by the sensor 4.
[0066]
On the other hand, as shown in FIG. 3, when a load F acts on the inner race 20 from the wheel via the flange portion 26, a moment is generated to rotate the inner race 20 itself. The center of action of this moment is defined as a point C (where the axis of the inner race 20 passes through a plane substantially equidistant from each rolling surface on which the rolling balls 31 forming each bearing ball row 30 roll). See FIG. 3).
[0067]
That is, in the bearing 1 of the present embodiment, the bearing ball row 30 is a plane which is substantially equidistant from each rolling surface on which the rolling balls 31 roll, and includes the action center point C of the above moment. Each ceramic sensor 4 is disposed on a plane.
In the bearing 1, the acting center point C of the moment is arranged on the acting line of the load measured by the ceramic sensor 4.
[0068]
Therefore, in the bearing 1 of the present embodiment, the above-described moment can be generated in a direction substantially orthogonal to the load direction measured by the ceramic sensor 4. Therefore, there is little possibility that the stress due to the moment acts on each ceramic sensor 4.
Therefore, in the bearing 1 of the present embodiment, the load acting in the direction substantially perpendicular to the axial direction from the inner peripheral portion 11 to the outer peripheral portion 12 can be accurately measured while suppressing the influence of the above-mentioned moment. .
[0069]
Further, in the bearing 1 of the present embodiment, two sets of ceramic sensors 4 facing each other via an axis are disposed at positions on the outer peripheral surface of the inner peripheral portion 11 corresponding to the vertical up and down direction and the horizontal longitudinal direction of the vehicle. It is.
Therefore, according to the two sets of ceramic sensors 4, it is possible to directly and accurately measure the loads acting on the wheels and the inner race 20 in the vertical up-down direction and the horizontal front-rear direction.
[0070]
Furthermore, the ceramic sensor 4 of the present example is made of the above-described physical quantity sensor material 51.
The ceramic sensor 4 including the mechanical quantity sensor 51 is a sensor exhibiting high rigidity, and can be used for sensing a load and also as a part of a structural member such as a mechanical part.
That is, the rigidity of the entire outer race 10 can be improved by supporting the thin circular arc-shaped inner peripheral portion 11 with high rigidity.
[0071]
(Example 2)
The present embodiment is an example in which the mounting method of the ceramic sensor 4 is changed based on the vehicle wheel bearing of the first embodiment. The vehicle wheel bearing 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
In the outer race 10 of the present embodiment, as shown in FIG. 10, the ceramic sensor 4 is fixed by a combination of a stud bolt 41 and a holder 43 instead of the sensor unit of the first embodiment.
[0072]
As shown in FIG. 10, the outer race 10 of the present embodiment is provided with a screw hole 120 that is bored from the outer peripheral surface of the outer peripheral portion 12 toward the through hole 100 and opens to the through hole 100.
In each screw hole 120, a stud bolt 41, which is a bolt having a male screw formed over the entire range in the axial direction, is screwed.
[0073]
As shown in the figure, a nut 415 is screwed into a portion of the stud bolt 41 protruding from the outer race 10, so that the stud bolt 41 is securely stopped from rotating.
The stud bolt 41 is configured to be rotatable by engaging a tool such as a hexagon wrench with a hexagonal hole formed in an end face located on the outer peripheral side of the outer peripheral portion 12.
[0074]
As shown in FIG. 10, the ceramic sensor 4 is disposed at the tip on the inner peripheral side of the stud bolt 41 screwed into the screw hole 120 with the holder 43 interposed therebetween.
As shown in FIG. 11, the stud bolt 41 and the holder 43 are slidably contacted via a pivot 45 as a spherical sliding structure.
[0075]
Here, as shown in the drawing, the pivot portion 45 has a substantially spherical concave portion 411 formed at the tip of the stud bolt 41 and a substantially spherical convex portion 431 formed on the end surface of the holder 43. And a contact structure formed by combining
Then, the holder 43 slidably abutting on the stud bolt 41 via the pivot portion 45 responds to a slight change in the axial direction of the inner peripheral portion 11 in the direction of the end face facing the inner peripheral portion 11. Is configured to be freely changeable.
[0076]
As described above, in the bearing 1 of this embodiment, the stud bolt 41 and the holder 43 are brought into contact with each other via the pivot portion 45.
Therefore, in the bearing 1 of the present embodiment, the orientation of the load measuring surface of the ceramic sensor 4 can be flexibly changed by the above-described operation of the pivot portion 45, and the influence of stress that may be generated in the ceramic sensor 4 in an oblique direction. Can be suppressed.
According to the ceramic sensor 4 in which the stress acting in the oblique direction is suppressed, the measurement accuracy of the load acting in the vertical direction can be further improved.
[0077]
Further, according to the structure in which the ceramic sensor 4 is arranged on the tip end side of the stud bolt 41, the adjustment of the preload applied to the ceramic sensor 4 is easy by adjusting the tightening amount of the stud bolt 41.
According to the ceramic sensor 4 to which the preload is applied, the range that can be measured with high accuracy matches the range of the load that can actually occur on the bearing 1, and the load from small to large load can be further accurately adjusted. Can be measured.
Also, if a preload is applied and the zero point is shifted, it is possible to measure the load generated on the minus side.
The other configuration and operation and effect are the same as in the first embodiment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a structure of a bearing according to a first embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the bearing shown in FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a force acting on a bearing in the first embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a model representing elastic deformation of an inner peripheral portion in the first embodiment.
FIG. 5 is an explanatory view showing a state in which an inner peripheral portion has undergone elastic deformation in the first embodiment.
FIG. 6 is a graph showing a relationship between a load acting on an inner race and a load measured by a load sensor according to the first embodiment.
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a state of electrical connection of the ceramic sensor in the first embodiment.
FIG. 8 is an explanatory view showing the structure of a physical quantity sensor material in Example 1.
FIG. 9 is a sectional view showing another arrangement combination of the ceramic sensor in the first embodiment.
FIG. 10 is a sectional view showing a sectional structure of a bearing according to the second embodiment.
FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view showing a cross-sectional structure of a pivot portion in the second embodiment.
[Explanation of symbols]
1. . . bearing,
10. . . Outer race,
100. . . Through hole,
101. . . Bridge,
11. . . Inner circumference,
111. . . Outer raceway,
12. . . The outer periphery,
20. . . Inner race,
211, 212. . . Inner raceway,
30. . . bearing,
4. . . Ceramic sensor,
41. . . Stud,
42. . . Sensor unit,
43. . . holder,
45. . . Pivot part,
51. . . Physical quantity sensor material,

Claims (7)

ハブボルトを係合するフランジ部を有するインナーレースと，該インナーレースの軸芯方向に配列された２列のベアリングボール列を介して上記インナーレースに外挿されるアウターレースとを有する自動車ホイール用の軸受において，
上記アウターレースは，上記各ベアリングボール列に接触する内周部と，
該内周部の外周側に配置されると共に，該内周部を弾性的に保持する外周部とを有しており，
上記外周部と上記内周部との間には，上記内周部から上記外周部に作用する荷重を計測するための荷重センサを配置してあり，
上記荷重センサは，上記各ベアリングボール列を構成する転動ボールが転動する各転動面から略等距離にある平面内に配置してあることを特徴とする自動車ホイール用の軸受。A bearing for an automobile wheel, comprising: an inner race having a flange for engaging a hub bolt; and an outer race externally inserted into the inner race through two rows of bearing balls arranged in the axial direction of the inner race. At
The outer race has an inner peripheral portion that contacts each of the bearing ball rows,
An outer peripheral portion arranged on the outer peripheral side of the inner peripheral portion and elastically holding the inner peripheral portion;
A load sensor for measuring a load acting on the outer peripheral portion from the inner peripheral portion is disposed between the outer peripheral portion and the inner peripheral portion,
A bearing for an automobile wheel, wherein the load sensor is disposed in a plane substantially equidistant from each rolling surface on which rolling balls forming each of the bearing ball rows roll. 請求項１において，上記荷重センサは，自動車ホイール用の軸受を取り付けた自動車における鉛直方向の上下いずれか一方と，該自動車における水平方向の前後いずれか一方とに対応する上記内周部の外周面上の２箇所に，それぞれ配置してあることを特徴とする自動車ホイール用の軸受。2. The outer peripheral surface of the inner peripheral portion according to claim 1, wherein the load sensor corresponds to one of upper and lower portions in a vertical direction of the vehicle equipped with a bearing for a vehicle wheel and one of front and rear portions in a horizontal direction of the vehicle. A bearing for an automobile wheel, wherein the bearing is disposed at each of the above two locations. 請求項１において，上記荷重センサは，自動車ホイール用の軸受を取り付けた自動車における鉛直方向の上方側及び下方側と，該自動車における水平方向の前進方向側及び後退方向側とに対応する上記内周部の外周面上の４箇所に，それぞれ配置してあることを特徴とする自動車ホイール用の軸受。2. The inner peripheral part according to claim 1, wherein the load sensors correspond to an upper side and a lower side in a vertical direction of an automobile equipped with a bearing for an automobile wheel, and a forward side and a backward side in a horizontal direction of the automobile. A bearing for an automobile wheel, wherein the bearing is arranged at each of four positions on an outer peripheral surface of a portion. 請求項１〜３のいずれか１項において，上記アウターレースでは，上記外周部と上記内周部とを一体的に一部品として形成してあり，
かつ，上記外周部と上記内周部との間には，軸芯方向に貫通する貫通孔を複数，独立して穿孔してあり，
該貫通孔には，上記荷重センサをそれぞれ配置してあることを特徴とする自動車ホイール用の軸受。In any one of claims 1 to 3, in the outer race, the outer peripheral portion and the inner peripheral portion are integrally formed as one component,
And, between the outer peripheral portion and the inner peripheral portion, a plurality of through holes penetrating in the axial direction are independently formed.
A bearing for an automobile wheel, wherein the load sensor is disposed in each of the through holes. 請求項４のいずれか１項において，上記貫通孔の貫通方向に直交する断面形状は，軸芯を中心とした略円弧状を呈するように形成してあることを特徴とする自動車ホイール用の軸受。5. The bearing for an automobile wheel according to claim 4, wherein a cross-sectional shape of the through-hole orthogonal to a through direction of the through-hole is formed to have a substantially arc shape centered on an axis. . 請求項１〜５のいずれか１項において，上記アウターレースの上記外周部には，車体側から延設された構造部材を接続するための車体側フランジ部を配設してあることを特徴とする自動車ホイール用の軸受。A vehicle body side flange portion for connecting a structural member extending from the vehicle body side is provided on the outer peripheral portion of the outer race according to any one of claims 1 to 5, For automotive wheels. 請求項１〜６のいずれか１項において，上記荷重センサは，セラミックセンサであることを特徴とする自動車ホイール用の軸受。7. The bearing for an automobile wheel according to claim 1, wherein the load sensor is a ceramic sensor.
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