JP2005076700A - Hub unit with sensor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hub unit with a sensor capable of properly adjusting a sensor mounting position by specifying a part where the reverse magnetostrictive effect or the displacement in the hub unit is increased in mounting the sensor, to determine the tire grounding load with high accuracy by using the sensor, and further to take and determine only the tire grounding load in the lateral direction. <P>SOLUTION: This hub unit with the sensor comprises a hub unit 1 having a car body-side track member 3, a wheel-side track member 4 and two-row rolling elements 5, and a sensor device 2. The sensor device 2 has a magnetostrictive sensor 8 detecting the reverse magnetostrictive effect, and the magnetostrictive sensor 8 is mounted on the car body-side track member 3 to measure the tensile distortion at an uppermost part of an inner ring 17 of the wheel-side track member 4. The lateral tire grounding load can be detected on the basis of the output of the magnetostrictive sensor 8. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、自動車を構成するハブユニットと自動車の各種情報を検出するセンサ装置とが一体化されたセンサ付きハブユニットに関する。   The present invention relates to a sensor-equipped hub unit in which a hub unit constituting an automobile and a sensor device for detecting various information of the automobile are integrated.

自動車においては、その制御を行うために種々の情報が必要であることから、車体側に固定される車体側軌道部材、車輪が取り付けられる車輪側軌道部材、および両部材の間に配置された二列の転動体を有するハブユニットに、センサ装置を設けることが提案されている。例えば、特許文献1には、車体側軌道部材の内端面に環状の支持部材を取り付け、この環状支持部材に歪みセンサを貼り付けたセンサ付きハブユニットが開示されている。   In automobiles, various information is necessary to perform the control. Therefore, a vehicle body side track member fixed to the vehicle body side, a wheel side track member to which a wheel is attached, and two members disposed between both members. It has been proposed to provide a sensor device in a hub unit having a row of rolling elements. For example, Patent Document 1 discloses a sensor-equipped hub unit in which an annular support member is attached to an inner end surface of a vehicle body side track member, and a strain sensor is attached to the annular support member.

近年、自動車の制御手段として、ABS制御(アンチロックブレーキシステム)に加えて、発進時や加速時に駆動輪をスピンさせない駆動力制御やコーナリング時の横滑りを抑制するブレーキ力制御などが実施されているが、より精度のよい制御を行うために、これらの制御に有効に使用できるデータの検出が重要となっている。このような実情に鑑み、本発明者らは、タイヤ(車輪)にかかる接地荷重を精度よく測定して、車両制御の向上を図るという課題を創出した。   In recent years, in addition to ABS control (anti-lock brake system), driving force control that does not spin the driving wheel when starting or accelerating, and braking force control that suppresses side slip during cornering have been implemented as a vehicle control means. However, in order to perform more accurate control, it is important to detect data that can be used effectively for these controls. In view of such circumstances, the present inventors have created a problem of measuring the ground load applied to the tire (wheel) with high accuracy to improve vehicle control.

これに対し、特許文献1のセンサ付きハブユニットでは、環状支持部材の歪みを測定するものであるので、この歪みからタイヤ接地荷重を求める場合に、誤差が大きくなり、歪みセンサの測定値から精度よくタイヤ接地荷重を得ることができないという問題があった。そこで、本発明者は、磁歪センサを利用してタイヤ接地荷重を精度よく求めることを提案した(特許文献2)。
特開平3−209016号公報 特願2002−142417
On the other hand, the sensor-equipped hub unit of Patent Document 1 measures the strain of the annular support member. Therefore, when obtaining the tire ground contact load from this strain, an error increases, and the accuracy is determined from the measured value of the strain sensor. There was a problem that the tire contact load could not be obtained well. Therefore, the present inventor has proposed that the tire ground contact load is accurately obtained using a magnetostrictive sensor (Patent Document 2).
Japanese Patent Laid-Open No. 3-209016 Japanese Patent Application No. 2002-142417

上記特許文献2のセンサ付きハブユニットによると、磁歪センサを取り付ける箇所が適切である場合には、期待通りの効果が得られるが、磁歪センサを取り付ける箇所が不適切であると、検知される逆磁歪効果が小さくなり、その結果、得られるタイヤ接地荷重の誤差が大きくなることがあった。また、車両制御に好適なデータとして、タイヤ接地荷重のうち左右方向成分だけを取り出すことが要望されているが、磁歪センサを取り付ける箇所が不適切であると、この左右方向タイヤ接地荷重を精度よく求めることができないという問題もあった。   According to the hub unit with a sensor of the above-mentioned patent document 2, when the location where the magnetostrictive sensor is attached is appropriate, the expected effect can be obtained, but when the location where the magnetostrictive sensor is attached is inappropriate, the detection is reversed. The magnetostrictive effect is reduced, and as a result, an error in the obtained tire ground contact load may be increased. Moreover, as data suitable for vehicle control, it is desired to extract only the left and right direction component of the tire ground contact load. However, if the location where the magnetostrictive sensor is attached is inappropriate, the right and left tire contact load is accurately calculated. There was also a problem that it could not be requested.

この発明の目的は、センサ(磁歪センサだけでなく、変位センサを含む)を取り付けるに際し、ハブユニットにおける逆磁歪効果または変位量が大きくなる箇所を特定することにより、センサの取付け位置を適正化し、これにより、センサを使用してタイヤ接地荷重を精度よく求めることができるようにするとともに、左右方向タイヤ接地荷重だけを取り出して求めることも可能としたセンサ付きハブユニットを提供することにある。   The object of the present invention is to optimize the mounting position of the sensor by identifying the location where the inverse magnetostriction effect or displacement amount in the hub unit is large when mounting the sensor (including not only the magnetostrictive sensor but also the displacement sensor), Accordingly, it is an object of the present invention to provide a sensor-equipped hub unit that allows a tire ground contact load to be obtained with high accuracy using a sensor and that allows only the right and left tire contact load to be obtained and obtained.

第1の発明によるセンサ付きハブユニットは、車体側に固定される車体側軌道部材、車輪取付け用のフランジを有する内軸および内軸に嵌められた内輪を有し車輪が取り付けられる車輪側軌道部材、ならびに両軌道部材の間に配置された二列の転動体を有するハブユニットと、センサ装置とを備えているセンサ付きハブユニットにおいて、センサ装置は、逆磁歪効果を検知する磁歪センサを有し、磁歪センサは、内輪の最上部における引張り歪みおよび車体側軌道部材の最下部における圧縮歪みのいずれか一方を測定可能なように、車体側軌道部材に取り付けられ、磁歪センサの出力から左右方向タイヤ接地荷重が検出されることを特徴とするものである。   A hub unit with a sensor according to a first invention includes a vehicle body side track member fixed to the vehicle body side, an inner shaft having a wheel mounting flange, and a wheel side track member to which a wheel is mounted having an inner ring fitted on the inner shaft. In addition, a sensor-equipped hub unit including a hub unit having two rows of rolling elements disposed between both raceway members and a sensor device, the sensor device includes a magnetostrictive sensor that detects an inverse magnetostrictive effect. The magnetostrictive sensor is attached to the vehicle body side track member so as to be able to measure either the tensile strain at the uppermost part of the inner ring or the compressive strain at the lowermost part of the vehicle body side track member. The ground load is detected.

磁歪センサは、逆磁歪効果(物質が歪むあるいは変形すると磁力が現れる現象)を計測するセンサであり、磁歪センサとしては、例えば、透磁率の高い磁性線に高周波電流を印加したときの磁性線両端間のインピーダンスが外部磁場によって変化する電磁気現象を利用して外部磁場を計測する磁気インピーダンスセンサ(MIセンサ)、インピーダンスが応力により変化することを利用した応力インピーダンスセンサ(SIセンサ)などが挙げられる。   A magnetostrictive sensor is a sensor that measures the inverse magnetostrictive effect (a phenomenon in which a magnetic force appears when a material is distorted or deformed). For example, the magnetostrictive sensor can be configured such that both ends of a magnetic wire when a high-frequency current is applied to a magnetic wire with high permeability Examples thereof include a magnetic impedance sensor (MI sensor) that measures an external magnetic field using an electromagnetic phenomenon in which the impedance changes depending on the external magnetic field, and a stress impedance sensor (SI sensor) that uses a change in impedance due to stress.

走行する車両の速度変化や姿勢変化に伴って、各タイヤに掛かる接地荷重が変動するが、この際、転動体が車輪側軌道部材および車体側軌道部材に及ぼす力がタイヤ接地荷重に応じて変化する。この力の変化は、転動体近傍の車輪側軌道部材および車体側軌道部材の歪み変動量として現れ、歪みの変動量を磁歪センサで検知して逆算することにより、タイヤ接地荷重の変動量を求めることができる。   The ground load applied to each tire fluctuates with changes in the speed and posture of the traveling vehicle. At this time, the force that the rolling element exerts on the wheel side track member and the vehicle body side track member changes according to the tire ground load. To do. This change in force appears as a strain fluctuation amount of the wheel side raceway member and the vehicle body side raceway member in the vicinity of the rolling elements, and the fluctuation amount of the tire ground contact load is obtained by detecting the strain fluctuation amount by a magnetostrictive sensor and calculating back. be able to.

タイヤに接地荷重が作用すると、ハブユニット各部には圧縮または引張りの歪みが生じる。通常、ハブユニットの二列の転動体間の中央を通る鉛直線は、タイヤの中心を通る鉛直線よりも軸方向外側にあり、内軸および内輪からなる車輪側軌道部材を有しているハブユニットでは、車体側に近い内輪に相対的に大きな歪みが生じる。この内輪の歪みは、接地中心の反対側である最上部において最大となる引張り方向の歪みとなる。したがって、この内輪の引張り歪みを検知するように磁歪センサを配置することにより、より大きな逆磁歪効果を検知することができる。しかも、この引張り方向の歪みを検知して得られる磁歪センサの出力は、左右方向タイヤ接地荷重との相関が極めて高く、したがって、センサ出力と左右方向タイヤ接地荷重との関係式を予め求めておくことにより、内輪の引張り方向の歪みから左右方向タイヤ接地荷重を求めることができる。   When a ground load acts on the tire, compression or tension distortion occurs in each part of the hub unit. Usually, the vertical line passing through the center between the two rows of rolling elements of the hub unit is axially outer than the vertical line passing through the center of the tire, and has a wheel-side track member including an inner shaft and an inner ring. In the unit, a relatively large distortion occurs in the inner ring near the vehicle body. The distortion of the inner ring is the strain in the pulling direction that becomes the maximum at the uppermost portion on the opposite side of the ground contact center. Therefore, a larger inverse magnetostriction effect can be detected by arranging the magnetostrictive sensor so as to detect the tensile strain of the inner ring. Moreover, the output of the magnetostrictive sensor obtained by detecting the strain in the tensile direction has a very high correlation with the left and right tire contact load, and therefore, a relational expression between the sensor output and the left and right tire contact load is obtained in advance. Thus, the left and right tire contact load can be obtained from the strain in the pulling direction of the inner ring.

同様に、ハブユニットの車体側軌道部材では、転動体間の中央を通る鉛直線の近傍で相対的に大きな歪みが生じ、この車体側軌道部材の歪みは、接地中心に近い側である最下部において最大となる圧縮方向の歪みとなる。したがって、この車体側軌道部材の圧縮歪みを検知するように磁歪センサを配置することにより、より大きな逆磁歪効果を検知することができる。しかも、この圧縮方向の歪みを検知して得られる磁歪センサの出力は、左右方向タイヤ接地荷重との相関が極めて高く、したがって、センサ出力と左右方向タイヤ接地荷重との関係式を予め求めておくことにより、車体側軌道部材の圧縮方向の歪みから左右方向タイヤ接地荷重を求めることができる。   Similarly, in the vehicle body side track member of the hub unit, a relatively large strain is generated in the vicinity of the vertical line passing through the center between the rolling elements, and the strain on the vehicle body side track member is the lowermost portion on the side close to the ground contact center. The distortion in the compression direction is the largest at. Therefore, a larger inverse magnetostrictive effect can be detected by arranging the magnetostrictive sensor so as to detect the compressive strain of the vehicle body side track member. Moreover, the output of the magnetostrictive sensor obtained by detecting the strain in the compression direction has a very high correlation with the left and right tire contact load, and therefore, a relational expression between the sensor output and the left and right tire contact load is obtained in advance. Thus, the left and right tire contact load can be obtained from the distortion in the compression direction of the vehicle body side track member.

磁歪センサは、内輪の軸方向の引張り歪みを測定可能なように、内輪の肩部端面に臨まされていることがあり、また、磁歪センサは、内輪の径方向の引張り歪みを測定可能なように、内輪の肩部外周面に臨まされていることがある。いずれの場合でも、引張り歪みの方向に対してこれと同じ方向から逆磁歪効果を測定することができ、磁歪センサの最大感度での測定が可能となる。   The magnetostrictive sensor may face the shoulder end face of the inner ring so that the axial strain of the inner ring can be measured, and the magnetostrictive sensor can measure the tensile strain in the radial direction of the inner ring. Furthermore, it may face the outer peripheral surface of the shoulder portion of the inner ring. In either case, the inverse magnetostriction effect can be measured from the same direction as the tensile strain direction, and measurement with the maximum sensitivity of the magnetostrictive sensor becomes possible.

車体側軌道部材の圧縮歪みを測定する磁歪センサは、車体側軌道部材に径方向外方から臨まされていることが好ましい。圧縮歪みの方向(軸方向)に対して径方向すなわち圧縮歪みと直交する方向から逆磁歪効果を測定することにより、磁歪センサの最大感度での測定が可能となる。   The magnetostrictive sensor for measuring the compressive strain of the vehicle body side track member is preferably exposed to the vehicle body side track member from the outside in the radial direction. By measuring the inverse magnetostriction effect from the radial direction, that is, the direction orthogonal to the compression strain, with respect to the direction (axial direction) of the compressive strain, measurement with the maximum sensitivity of the magnetostrictive sensor becomes possible.

第2の発明によるセンサ付きハブユニットは、車体側に固定される車体側軌道部材、車輪取付け用のフランジを有する内軸および内軸に嵌められた内輪を有し車輪が取り付けられる車輪側軌道部材、ならびに両軌道部材の間に配置された二列の転動体を有するハブユニットと、センサ装置とを備えているセンサ付きハブユニットにおいて、センサ装置は、変位センサを有し、変位センサは、内輪および車体側軌道部材のいずれか一方の最上部または最下部における変位を測定可能なように、車体側軌道部材に取り付けられ、変位センサの出力から左右方向タイヤ接地荷重が検出されることを特徴とするものである。   A hub unit with a sensor according to a second invention includes a vehicle body side track member fixed to the vehicle body side, an inner shaft having a wheel mounting flange, and a wheel side track member to which a wheel is mounted having an inner ring fitted to the inner shaft. , As well as a hub unit with a sensor comprising a hub unit having two rows of rolling elements arranged between both raceway members, and a sensor device, the sensor device has a displacement sensor, and the displacement sensor has an inner ring It is attached to the vehicle body side track member so that the displacement at the uppermost part or the lowermost part of either the vehicle body side track member or the vehicle body side track member can be measured, and the right and left tire contact load is detected from the output of the displacement sensor. To do.

変位センサとしては、渦電流式のもの、レーザー式のもの、PSDを使用した光学式のもの、超音波式のもの、磁気式のもの、磁歪式のものなどのいずれであってもよく、また、非接触式でなく接触式であってもよい。   The displacement sensor may be any of eddy current type, laser type, optical type using PSD, ultrasonic type, magnetic type, magnetostrictive type, etc. The contact type may be used instead of the non-contact type.

走行する車両の速度変化や姿勢変化に伴って、各タイヤに掛かる接地荷重が変動するが、この際、車輪側軌道部材(特に内輪)および車体側軌道部材の変位がタイヤ接地荷重に応じて変化する。この変位の変化を変位センサで検知して逆算することにより、タイヤ接地荷重の変動量を求めることができる。   The ground load applied to each tire varies with changes in the speed and posture of the traveling vehicle. At this time, the displacement of the wheel side track member (especially the inner ring) and the vehicle body side track member changes according to the tire ground load. To do. By detecting this change in displacement with a displacement sensor and calculating backward, the amount of variation in the tire ground contact load can be obtained.

タイヤに接地荷重が作用すると、ハブユニット各部には圧縮または引張りの歪みが生じる。通常、ハブユニットの二列の転動体間の中央を通る鉛直線は、タイヤの中心を通る鉛直線よりも軸方向外側にあり、内軸および内輪からなる車輪側軌道部材を有しているハブユニットでは、車体側に近い内輪に相対的に大きな歪み(変位)が生じる。この内輪の変位は、接地中心の反対側である最上部および接地中心側の最下部において最大となる。したがって、この内輪の最上部または最下部における変位を検知するように変位センサを配置することにより、より大きな変位を検知することができる。しかも、この変位を検知して得られる変位センサの出力は、左右方向タイヤ接地荷重との相関が極めて高く、したがって、センサ出力と左右方向タイヤ接地荷重との関係式を予め求めておくことにより、内輪の変位から左右方向タイヤ接地荷重を求めることができる。   When a ground load acts on the tire, compression or tension distortion occurs in each part of the hub unit. Usually, the vertical line passing through the center between the two rows of rolling elements of the hub unit is axially outer than the vertical line passing through the center of the tire, and has a wheel-side track member including an inner shaft and an inner ring. In the unit, a relatively large distortion (displacement) occurs in the inner ring near the vehicle body. The displacement of the inner ring is maximum at the uppermost part on the opposite side of the grounding center and the lowermost part on the grounding center side. Therefore, a larger displacement can be detected by arranging the displacement sensor so as to detect the displacement at the uppermost part or the lowermost part of the inner ring. In addition, the output of the displacement sensor obtained by detecting this displacement has a very high correlation with the left-right tire contact load, and therefore, by obtaining in advance a relational expression between the sensor output and the left-right tire contact load, The left and right tire contact load can be obtained from the displacement of the inner ring.

同様に、ハブユニットの車体側軌道部材では、転動体間の中央を通る鉛直線の近傍で相対的に大きな歪みが生じ、この車体側軌道部材の歪みは、接地中心に近い側である最下部において圧縮方向の最大歪みとなり、接地中心に遠い側である最上部において引張り方向の最大歪みとなる。したがって、車体側軌道部材の転動体間近傍の径方向の変位を検知するように変位センサを配置することにより、より大きな変位を検知することができる。また、車体側軌道部材のフランジでは、最下部および最上部において軸方向の変位が最大となる。したがって、車体側軌道部材の最下部および最上部におけるフランジの軸方向の変位を検知するように変位センサを配置することにより、より大きな変位を検知することができる。   Similarly, in the vehicle body side track member of the hub unit, a relatively large strain is generated in the vicinity of the vertical line passing through the center between the rolling elements, and the strain on the vehicle body side track member is the lowermost portion on the side close to the ground contact center. The maximum strain in the compression direction, and the maximum strain in the tension direction at the uppermost portion on the side far from the ground center. Therefore, a larger displacement can be detected by arranging the displacement sensor so as to detect a radial displacement in the vicinity of the rolling elements of the vehicle body side track member. Further, in the flange of the vehicle body side track member, the axial displacement is maximum at the lowermost part and the uppermost part. Therefore, a larger displacement can be detected by disposing the displacement sensor so as to detect the axial displacement of the flange at the lowermost part and the uppermost part of the vehicle body side track member.

しかも、車体側軌道部材の上記各変位を検知して得られる変位センサの出力は、左右方向タイヤ接地荷重との相関が極めて高く、したがって、センサ出力と左右方向タイヤ接地荷重との関係式を予め求めておくことにより、変位から左右方向タイヤ接地荷重を求めることができる。   In addition, the output of the displacement sensor obtained by detecting each displacement of the vehicle body side track member has a very high correlation with the left and right tire contact load. Therefore, the relational expression between the sensor output and the left and right tire contact load is calculated in advance. By obtaining this, the left and right tire contact load can be obtained from the displacement.

第2の発明によるセンサ付きハブユニットにおいて、変位センサは、内輪の径方向の変位を測定可能なように、内輪の肩部端面に臨まされていることがあり、変位センサは、車体側軌道部材に径方向外方から臨まされていることがあり、変位センサは、車体側軌道部材のフランジに軸方向内方から臨まされていることがある。いずれの場合でも、変位センサは、大きな変位を検知することができる。   In the hub unit with a sensor according to the second invention, the displacement sensor may face the shoulder end face of the inner ring so as to be able to measure the displacement in the radial direction of the inner ring. The displacement sensor may face the flange of the vehicle body side raceway member from the axially inner side. In any case, the displacement sensor can detect a large displacement.

第1の発明のセンサ付きハブユニットによると、磁歪センサが転動体近傍の内輪の最上部での引張り歪みまたは車体側軌道部材の最下部での圧縮歪みに伴う逆磁歪効果を検出するので、逆磁歪効果が大きい箇所での測定となり、したがって、タイヤ接地荷重を精度よく検出することができる。こうして得られたタイヤ接地荷重は、ABS制御におけるスリップ率の代替えデータとして使用されるほか、駆動力制御やブレーキ力制御などにおいて使用され、車両制御の精度向上に資することができる。しかも、内輪の引張り歪みおよび車体側軌道部材の圧縮歪みのいずれを検知する場合でも、磁歪センサの出力は、左右方向タイヤ接地荷重との相関が極めて高く、したがって、圧縮方向の歪みから左右方向タイヤ接地荷重を求めることができる。こうして、得られた左右方向タイヤ接地荷重は、車両旋回時等の制御に重要なデータとなり、車輪がスリップを起こす前の制御が可能となる。   According to the hub unit with a sensor of the first invention, the magnetostrictive sensor detects the reverse magnetostrictive effect accompanying the tensile strain at the uppermost part of the inner ring near the rolling element or the compressive strain at the lowermost part of the vehicle body side track member. Measurement is performed at a location where the magnetostrictive effect is large, and therefore the tire ground contact load can be detected with high accuracy. The tire ground contact load thus obtained is used as substitute data for the slip ratio in the ABS control, and is used in driving force control, braking force control, and the like, and can contribute to improvement in accuracy of vehicle control. Moreover, the output of the magnetostrictive sensor has a very high correlation with the left and right tire contact load regardless of whether the inner ring tensile strain or the vehicle body side track member compressive strain is detected. The ground load can be obtained. Thus, the obtained lateral tire contact load in the left-right direction becomes important data for control during turning of the vehicle and the like, and control before the wheel slips becomes possible.

第2の発明のセンサ付きハブユニットによると、変位センサが内輪または車体側軌道部材の最大変位量部分の変位を検出するので、変位が大きい箇所での測定となり、したがって、タイヤ接地荷重を精度よく検出することができる。こうして得られたタイヤ接地荷重は、ABS制御におけるスリップ率の代替えデータとして使用されるほか、駆動力制御やブレーキ力制御などにおいて使用され、車両制御の精度向上に資することができる。しかも、内輪および車体側軌道部材の変位のいずれを検知する場合でも、変位センサの出力は、左右方向タイヤ接地荷重との相関が極めて高く、したがって、変位から左右方向タイヤ接地荷重を求めることができる。こうして、得られた左右方向タイヤ接地荷重は、車両旋回時等の制御に重要なデータとなり、車輪がスリップを起こす前の制御が可能となる。   According to the hub unit with a sensor of the second invention, since the displacement sensor detects the displacement of the maximum displacement portion of the inner ring or the vehicle body side race member, the measurement is performed at a location where the displacement is large, and therefore the tire ground contact load is accurately measured. Can be detected. The tire ground contact load thus obtained is used as substitute data for the slip ratio in the ABS control, and is used in driving force control, braking force control, and the like, and can contribute to improvement in accuracy of vehicle control. In addition, when detecting any displacement of the inner ring and the vehicle body side track member, the output of the displacement sensor has an extremely high correlation with the left and right tire contact load, and therefore the left and right tire contact load can be obtained from the displacement. . Thus, the obtained lateral tire contact load in the left-right direction becomes important data for control during turning of the vehicle and the like, and control before the wheel slips becomes possible.

この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、第1の発明のセンサ付きハブユニットの第1実施形態を示している。以下の説明において、左右は図1の左右をいうものとする。なお、左が車両の内側に、右が車両の外側となっている。   FIG. 1 shows a first embodiment of a hub unit with a sensor according to a first invention. In the following description, the left and right refer to the left and right in FIG. Note that the left is inside the vehicle and the right is outside the vehicle.

このセンサ付きハブユニットは、ハブユニット(1)と、その回転およびタイヤ接地荷重を検出するセンサ装置(2)とを備えている。   This sensor-equipped hub unit includes a hub unit (1) and a sensor device (2) for detecting the rotation and tire ground contact load.

ハブユニット(1)は、車体側に固定される車体側軌道部材(3)、車輪が取り付けられる車輪側軌道部材(4)、両部材(3)(4)の間に2列に配置された複数の転動体である玉(5)、および各列の玉(5)をそれぞれ保持する保持器(6)を備えている。   The hub unit (1) is arranged in two rows between the vehicle body side track member (3) fixed to the vehicle body side, the wheel side track member (4) to which the wheel is attached, and both members (3) and (4). A ball (5), which is a plurality of rolling elements, and a cage (6) for holding each row of balls (5) are provided.

車体側軌道部材(3)は、軸受の外輪(固定輪)機能を有しているもので、内周面に2列の外輪軌道が形成されている円筒部(12)と、円筒部(12)の左端部近くに設けられて懸架装置(車体)にボルトで取り付けられるフランジ部(13)とを有している。   The vehicle body side raceway member (3) has a function of an outer ring (fixed ring) of the bearing. A cylindrical part (12) in which two rows of outer ring raceways are formed on the inner peripheral surface, and a cylindrical part (12 ) And a flange portion (13) attached to the suspension device (vehicle body) with a bolt.

車輪側軌道部材(4)は、第1の軌道溝(15a)を有する大径部(15)および第1の軌道溝(15a)の径よりも小さい外径を有する小径部(16)を有している内軸(14)と、内軸(14)の小径部(16)外径に嵌め止められて右面が内軸(14)の大径部(15)左面に密接させられている内輪(17)とからなる。内軸(14)の右端近くには、車輪を取り付けるための複数のボルト(19)が固定されたフランジ部(18)が設けられている。内輪(17)の右部には、内軸(14)の軌道溝(15a)と並列するように、軌道溝(17a)が形成されており、内輪(17)の左部に肩部(17b)が形成されている。車体側軌道部材(3)の右端部と内軸(14)との間には、シール装置(20)が設けられている。内軸(14)の小径部(16)の左端部には、おねじ部が設けられており、このおねじ部にねじ合わされたナット(21)によって、内輪(17)が内軸(14)に固定されている。車体側軌道部材(3)の左端部には、カバー(22)が被せ止められている。   The wheel side raceway member (4) has a large diameter portion (15) having a first raceway groove (15a) and a small diameter portion (16) having an outer diameter smaller than the diameter of the first raceway groove (15a). The inner ring (14), and the inner ring (14), the inner ring (14), which has a small diameter part (16) and is fitted to the outer diameter, and the right side is in close contact with the left side of the large diameter part (15) of the inner axis (14) (17) Near the right end of the inner shaft (14), a flange portion (18) to which a plurality of bolts (19) for attaching a wheel is fixed is provided. A raceway groove (17a) is formed in the right part of the inner ring (17) so as to be parallel to the raceway groove (15a) of the inner shaft (14), and a shoulder part (17b ) Is formed. A seal device (20) is provided between the right end of the vehicle body side raceway member (3) and the inner shaft (14). A male screw is provided at the left end of the small diameter portion (16) of the inner shaft (14), and the inner ring (17) is connected to the inner shaft (14) by a nut (21) screwed to the male screw. It is fixed to. A cover (22) is covered with the left end portion of the vehicle body side track member (3).

センサ装置(2)は、車体側軌道部材(3)に取り付けられた支持部材(7)と、支持部材(7)に取り付けられた磁歪センサ(8)と、磁歪センサ(8)の出力を処理する処理手段(図示略)とを備えている。そして、磁歪センサ(8)は、磁気インピーダンスセンサとされており、そのセンシング面は、車輪側軌道部材(4)の内輪(17)の最上部の左端面における引張り歪みを測定するように、内輪(17)の最上部左端面に径方向外方から臨まされている。   The sensor device (2) processes the output of the support member (7) attached to the vehicle body side track member (3), the magnetostrictive sensor (8) attached to the support member (7), and the magnetostrictive sensor (8). Processing means (not shown). The magnetostrictive sensor (8) is a magneto-impedance sensor, and the sensing surface of the inner ring so as to measure the tensile strain at the uppermost left end surface of the inner ring (17) of the wheel side raceway member (4) is measured. It faces the uppermost left end surface of (17) from the outside in the radial direction.

タイヤに接地荷重(ラジアル荷重およびアキシアル荷重)が作用すると、ハブユニット(1)各部には圧縮または引張りの歪みが生じる。通常、ハブユニット(1)の二列の玉(5)間の中央を通る鉛直線(C)は、タイヤの中心(O)を通る鉛直線よりも軸方向外側にあり、内軸(14)および内輪(17)からなる車輪側軌道部材(4)を有している上記のハブユニット(1)では、車体側に近い内輪(17)に相対的に大きな歪みが生じる。この内輪(17)の歪みは、接地中心の反対側である最上部において最大となる引張り方向の歪みとなる。磁歪センサ(8)は、圧縮歪みに対しては、これに直交する方向から、また、引張り歪みに対しては、これと同じ方向から臨まされたときに最大の感度を示す。したがって、図1に示すように、この内輪(17)の左端面の引張り歪みを検知するように、磁歪センサ(8)を内輪肩部(17b)の最上部のすぐ外方に配置することにより、大きな逆磁歪効果が検知される。   When contact load (radial load and axial load) acts on the tire, compression or tension distortion occurs in each part of the hub unit (1). Usually, the vertical line (C) passing through the center between the two rows of balls (5) of the hub unit (1) is axially outside the vertical line passing through the center (O) of the tire, and the inner shaft (14) In the hub unit (1) having the wheel side raceway member (4) including the inner ring (17), a relatively large distortion is generated in the inner ring (17) close to the vehicle body side. The strain of the inner ring (17) is the strain in the pulling direction that is maximized at the uppermost portion on the opposite side of the center of contact. The magnetostrictive sensor (8) exhibits maximum sensitivity when it is exposed from a direction orthogonal to the compressive strain and from the same direction as the tensile strain. Therefore, as shown in FIG. 1, the magnetostrictive sensor (8) is arranged just outside the uppermost portion of the inner ring shoulder (17b) so as to detect the tensile strain on the left end surface of the inner ring (17). A large inverse magnetostrictive effect is detected.

図3は、上記の引張り方向の歪みを検知して得られる磁歪センサの出力と左右方向タイヤ接地荷重との関係を調査した結果を示す。同図に示すように、歪み(MI出力電圧変化量)と横G(左右方向タイヤ接地荷重)とは、直線関係にあり、したがって、センサ出力と左右方向タイヤ接地荷重との関係式(y=ax+bにおけるaとb)を予め求めておくことにより、内輪(17)の径方向引張り歪みから左右方向タイヤ接地荷重を求めることができる。   FIG. 3 shows the result of investigating the relationship between the output of the magnetostrictive sensor obtained by detecting the strain in the tension direction and the tire contact load in the left-right direction. As shown in the figure, the distortion (MI output voltage change amount) and the lateral G (lateral tire contact load) have a linear relationship, and therefore, the relational expression (y = By obtaining a and b) in ax + b in advance, the left and right tire contact load can be obtained from the radial tensile strain of the inner ring (17).

図2は、第1の発明のセンサ付きハブユニットの第2実施形態を示している。この第2実施形態のセンサ付きハブユニットは、センサ装置の構成が第1実施形態のものと異なっており、以下の説明においては、同じ構成には同じ符号を付しその説明を省略する。   FIG. 2 shows a second embodiment of the sensor-equipped hub unit according to the first invention. The sensor-equipped hub unit of the second embodiment is different from that of the first embodiment in the configuration of the sensor device. In the following description, the same components are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

第2実施形態のセンサ付きハブユニットのセンサ装置(2)は、車体側軌道部材(3)に取り付けられた支持部材(7)と、支持部材(7)に取り付けられた磁歪センサ(9)と、磁歪センサ(9)の出力を処理する処理手段(図示略)とを備えている。そして、磁歪センサ(9)は、磁気インピーダンスセンサとされており、そのセンシング面は、車輪側軌道部材(4)の内輪(17)の最上部の外周面における引張り歪みを測定するように、車輪側軌道部材(4)の内輪肩部(17b)の最上部の左端面に軸方向左方から臨まされている。こうして、内輪(17)の軸方向引張り歪みを検知するように、磁歪センサ(9)を内輪肩部(17b)の最上部のすぐ左方に配置することにより、大きな逆磁歪効果が検知される。   The sensor device (2) of the hub unit with sensor of the second embodiment includes a support member (7) attached to the vehicle body side track member (3), and a magnetostrictive sensor (9) attached to the support member (7). And a processing means (not shown) for processing the output of the magnetostrictive sensor (9). And the magnetostrictive sensor (9) is a magneto-impedance sensor, and its sensing surface is a wheel so as to measure the tensile strain at the outermost surface of the uppermost part of the inner ring (17) of the wheel side raceway member (4). The left end surface of the uppermost portion of the inner ring shoulder (17b) of the side raceway member (4) faces from the left in the axial direction. Thus, a large inverse magnetostrictive effect is detected by arranging the magnetostrictive sensor (9) immediately to the left of the top of the inner ring shoulder (17b) so as to detect the axial tensile strain of the inner ring (17). .

上記の引張り方向の歪みを検知して得られる磁歪センサの出力と左右方向タイヤ接地荷重との関係は、図3と同様で、歪み(MI出力電圧変化量)と横G(左右方向タイヤ接地荷重)とは、直線関係にあり、したがって、センサ出力と左右方向タイヤ接地荷重との関係式(y=ax+bにおけるaとb)を予め求めておくことにより、内輪(17)の軸方向引張り歪みから左右方向タイヤ接地荷重を求めることができる。   The relationship between the output of the magnetostrictive sensor obtained by detecting the strain in the pulling direction and the left and right tire contact load is the same as in FIG. 3, and the strain (MI output voltage change amount) and the lateral G (left and right tire contact load) are the same. ) Is in a linear relationship, and therefore, by obtaining in advance a relational expression (y and a and b in y = ax + b) between the sensor output and the left and right tire contact load, it can be obtained from the axial tensile strain of the inner ring (17). The left and right tire contact load can be obtained.

図4は、第1の発明のセンサ付きハブユニットの第3実施形態を示している。この第3実施形態のセンサ付きハブユニットは、センサ装置の構成が第1実施形態のものと異なっており、以下の説明においては、第1実施形態と同じ構成には同じ符号を付しその説明を省略する。   FIG. 4 shows a third embodiment of the sensor-equipped hub unit of the first invention. The sensor-equipped hub unit according to the third embodiment is different from that of the first embodiment in the configuration of the sensor device. In the following description, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. Is omitted.

センサ装置(2)は、車体側軌道部材(3)に取り付けられた支持部材(7)と、支持部材(7)に取り付けられた磁歪センサ(10)と、磁歪センサ(10)の出力を処理する処理手段(図示略)とを備えている。そして、磁歪センサ(10)は、磁気インピーダンスセンサとされており、そのセンシング面は、車体側軌道部材(3)の最下部の外周面に径方向外方から臨まされている。   The sensor device (2) processes the output of the support member (7) attached to the vehicle body side track member (3), the magnetostrictive sensor (10) attached to the support member (7), and the magnetostrictive sensor (10). Processing means (not shown). The magnetostrictive sensor (10) is a magneto-impedance sensor, and its sensing surface faces the outer peripheral surface of the lowermost part of the vehicle body side track member (3) from the outside in the radial direction.

タイヤに接地荷重(ラジアル荷重およびアキシアル荷重)が作用すると、ハブユニット(1)各部には圧縮または引張りの歪みが生じる。通常、ハブユニット(1)の二列の玉(5)間の中央を通る鉛直線(C)は、タイヤの中心(O)を通る鉛直線よりも軸方向外側にあり、ハブユニット(1)の車体側軌道部材(3)では、2列の玉(5)間の中央を通る鉛直線の近傍で相対的に大きな歪みが生じる。この車体側軌道部材(3)の歪みは、接地中心側である最下部において最大となる圧縮方向の歪みとなり、また、接地中心の反対側である最上部においは、引張り方向で最大の歪みとなる。磁歪センサ(10)は、圧縮歪みに対しては、これに直交する方向から、また、引張り歪みに対しては、これと同じ方向から臨まされたときに最大の感度を示す。したがって、図4に示すように、この車体側軌道部材(3)の軸方向圧縮歪みを検知するように、磁歪センサ(10)を車体側軌道部材(3)の玉近傍部の外周面のすぐ外方に配置することにより、大きな逆磁歪効果が検知される。   When contact load (radial load and axial load) acts on the tire, compression or tension distortion occurs in each part of the hub unit (1). Usually, the vertical line (C) passing through the center between the two rows of balls (5) of the hub unit (1) is axially outside the vertical line passing through the center (O) of the tire, and the hub unit (1) In the vehicle body side raceway member (3), a relatively large distortion occurs in the vicinity of a vertical line passing through the center between the two rows of balls (5). The distortion of the vehicle body side raceway member (3) is the maximum strain in the compression direction at the bottom of the ground contact side, and the maximum strain in the tension direction at the uppermost part opposite to the ground contact center. Become. The magnetostrictive sensor (10) exhibits the maximum sensitivity when facing from the direction orthogonal to the compressive strain and from the same direction as the tensile strain. Therefore, as shown in FIG. 4, in order to detect the axial compressive strain of the vehicle body side track member (3), the magnetostrictive sensor (10) is placed immediately on the outer peripheral surface of the vicinity of the ball of the vehicle body side track member (3). A large inverse magnetostriction effect is detected by disposing outward.

図5は、上記の圧縮方向の歪みを検知して得られる磁歪センサの出力と左右方向タイヤ接地荷重との関係を調査した結果を示す。同図に示すように、歪み(MI出力電圧変化量)と横G(左右方向タイヤ接地荷重)とは、直線関係にあり、したがって、センサ出力と左右方向タイヤ接地荷重との関係式(y=ax+bにおけるaとb)を予め求めておくことにより、車体側軌道部材(3)の圧縮方向歪みから左右方向タイヤ接地荷重を求めることができる。   FIG. 5 shows the results of investigating the relationship between the output of the magnetostrictive sensor obtained by detecting the strain in the compression direction and the tire ground contact load in the left-right direction. As shown in the figure, the distortion (MI output voltage change amount) and the lateral G (lateral tire contact load) have a linear relationship, and therefore, the relational expression (y = By obtaining a and b) in ax + b in advance, the left and right tire contact load can be obtained from the distortion in the compression direction of the vehicle body side raceway member (3).

なお、第3実施形態において、磁歪センサ(10)は、左列の玉(5)の近傍に臨まされているが、この位置と二列の玉(5)間の中央を通る鉛直線(C)を介して対称位置となる右列の玉(5)の近傍位置に磁歪センサ(10)を設けても上記と同様の効果を得ることができる。   In the third embodiment, the magnetostrictive sensor (10) is faced in the vicinity of the left row of balls (5), but the vertical line passing through the center between this position and the two rows of balls (5) (C If the magnetostrictive sensor (10) is provided in the vicinity of the ball (5) in the right row, which is a symmetric position via), the same effect as described above can be obtained.

また、各実施形態において磁歪センサ(8)(9)(10)を支持する支持部材(7)については、取付け位置およびその形状は特に限定されるものではない。   In each embodiment, the attachment position and the shape of the support member (7) for supporting the magnetostrictive sensors (8), (9), and (10) are not particularly limited.

上記第1から第3までの各実施形態において、車体側軌道部材(3)および車輪側軌道部材(4)は、鉄系磁性体である機械構造用炭素鋼(S55C)製、転動部材(5)は、高炭素クロム軸受鋼(SUJ2)またはセラミックス製、保持器(6)は、樹脂製(ポリアミド66)とされている。ここで、転動部材(5)をセラミックス製とする場合、車体側軌道部材(3)および車輪側軌道部材(4)が磁性を有しているのに対し、転動部材(5)および保持器(6)が非磁性材料によって形成されていることから、内輪(17)および内軸(14)の回転に伴ってこれらが磁歪センサ(8)(9)(10)に対し近づいたり遠ざかったりしても、内輪(17)の肩部(17b)近傍および車体側軌道部材(3)の玉近傍部の磁場には影響を及ぼさないため、玉(5)および保持器(6)の回転に起因する誤差(ノイズ)が生じず、高感度の磁歪センサ(8)(9)(10)が検知するデータに含まれる誤差を非常に小さくすることができる。こうして、このセンサ付きハブユニットによると、磁歪センサ(8)(9)(10)によって、ハブユニット(1)の回転(回転数、回転速度、回転角度など)が求められるとともに、ハブユニット(1)にかかる力が精度よく検出される。   In each of the first to third embodiments, the vehicle body side race member (3) and the wheel side race member (4) are made of carbon steel for machine structure (S55C), which is an iron-based magnetic body, and rolling members ( 5) is made of high carbon chromium bearing steel (SUJ2) or ceramics, and the cage (6) is made of resin (polyamide 66). Here, when the rolling member (5) is made of ceramics, the vehicle body side race member (3) and the wheel side race member (4) have magnetism, whereas the rolling member (5) and the holding member Since the vessel (6) is made of a nonmagnetic material, the inner ring (17) and the inner shaft (14) move closer to and away from the magnetostrictive sensors (8), (9), and (10). However, it does not affect the magnetic field in the vicinity of the shoulder (17b) of the inner ring (17) and in the vicinity of the ball of the vehicle body side raceway member (3), so that the rotation of the ball (5) and the cage (6) The resulting error (noise) does not occur, and the error contained in the data detected by the highly sensitive magnetostrictive sensors (8), (9), and (10) can be made very small. Thus, according to this sensor-equipped hub unit, the rotation (number of rotations, rotation speed, rotation angle, etc.) of the hub unit (1) is determined by the magnetostrictive sensors (8), (9), and (10), and the hub unit (1 ) Is accurately detected.

次いで、第2の発明によるセンサ付きハブユニットについて説明する。   Next, a sensor-equipped hub unit according to the second invention will be described.

第2の発明のセンサ付きハブユニットの第1実施形態を図6に示す。この実施形態では、図1ではセンサが磁歪センサ(8)とされているのに対し、磁歪センサに代えて変位センサ(11)が使用されている。そして、この変位センサ(11)により、内輪(17)肩部(17b)の外周面の径方向変位が検知されるようになされている。なお、図6において、センサ(11)以外は、図1に示したものと同じであり、同じ構成には同じ符号を付してその説明を省略する。   A first embodiment of the sensor-equipped hub unit according to the second invention is shown in FIG. In this embodiment, the sensor is a magnetostrictive sensor (8) in FIG. 1, but a displacement sensor (11) is used instead of the magnetostrictive sensor. The displacement sensor (11) detects the radial displacement of the outer peripheral surface of the inner ring (17) and the shoulder (17b). In FIG. 6, except for the sensor (11), it is the same as that shown in FIG. 1, and the same components are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

図7は、上記の径方向の変位を検知して得られる変位センサ(11)の出力と左右方向タイヤ接地荷重との関係を調査した結果を示す。同図に示すように、変位と横G(左右方向タイヤ接地荷重)とは、直線関係にあり、したがって、センサ出力と左右方向タイヤ接地荷重との関係式(y=ax+bにおけるaとb)を予め求めておくことにより、内輪肩部の径方向の変位から左右方向タイヤ接地荷重を求めることができる。   FIG. 7 shows the result of investigating the relationship between the output of the displacement sensor (11) obtained by detecting the radial displacement and the left and right tire ground contact load. As shown in the figure, the displacement and the lateral G (left and right tire contact load) are in a linear relationship. Therefore, the relational expression (a and b in y = ax + b) between the sensor output and the left and right tire contact load is expressed as follows. By obtaining in advance, the left and right tire contact load can be obtained from the radial displacement of the shoulder portion of the inner ring.

なお、第2の発明のセンサ付きハブユニットの第1実施形態においては、変位センサ(11)を図6に示した位置から180°ずらし、最下部における内輪(17)肩部(17b)の外周面の変位を測定するようにしてもよく、この場合でも上記と同様の効果を得ることができる。   In the first embodiment of the sensor-equipped hub unit according to the second aspect of the invention, the displacement sensor (11) is shifted by 180 ° from the position shown in FIG. 6, and the outer circumference of the inner ring (17) shoulder (17b) in the lowermost part. The displacement of the surface may be measured, and even in this case, the same effect as described above can be obtained.

第2の発明のセンサ付きハブユニットの第2実施形態は、図4における磁歪センサ(10)を変位センサに置き換え、この変位センサにより、車体側軌道部材(3)の外周面の径方向変位を検知するようになされたものである。センサの内部構造は異なるが、この実施形態の図は、図4と同じであるので、その図示は省略する。   In the second embodiment of the sensor-equipped hub unit according to the second aspect of the present invention, the magnetostrictive sensor (10) in FIG. 4 is replaced with a displacement sensor, and the displacement sensor allows the radial displacement of the outer peripheral surface of the vehicle body side track member (3). It was made to detect. Although the internal structure of the sensor is different, the illustration of this embodiment is the same as FIG.

図9は、上記の車体側軌道部材(3)の径方向の変位を検知して得られる変位センサの出力と左右方向タイヤ接地荷重との関係を調査した結果を示す。同図に示すように、変位と横G(左右方向タイヤ接地荷重)とは、直線関係にあり、したがって、センサ出力と左右方向タイヤ接地荷重との関係式(y=ax+bにおけるaとb)を予め求めておくことにより、車体側軌道部材の径方向の変位から左右方向タイヤ接地荷重を求めることができる。   FIG. 9 shows the results of investigating the relationship between the displacement sensor output obtained by detecting the radial displacement of the vehicle body side track member (3) and the tire contact load in the left-right direction. As shown in the figure, the displacement and the lateral G (left and right tire contact load) are in a linear relationship. Therefore, the relational expression (a and b in y = ax + b) between the sensor output and the left and right tire contact load is expressed as follows. By obtaining in advance, the left and right tire contact load can be obtained from the radial displacement of the vehicle body side track member.

図8は、第2の発明のセンサ付きハブユニットの第3実施形態を示す。この第3実施形態のセンサ付きハブユニットは、変位センサ(11)により、車体側軌道部材(3)のフランジ(18)の軸方向変位を検知するようになされたものである。図8において、図6に示した第1実施形態と同じ構成には同じ符号を付しその説明を省略する。   FIG. 8 shows a third embodiment of the sensor-equipped hub unit of the second invention. The sensor-equipped hub unit according to the third embodiment is configured to detect the axial displacement of the flange (18) of the vehicle body side raceway member (3) by the displacement sensor (11). In FIG. 8, the same components as those of the first embodiment shown in FIG.

センサ装置(2)は、車体側軌道部材(3)に取り付けられた支持部材(7)と、支持部材(7)に取り付けられた変位センサ(11)と、変位センサ(11)の出力を処理する処理手段(図示略)とを備えている。そして、変位センサ(11)は、車体側軌道部材(3)のフランジ(18)の左側面に軸方向内方(左方)から臨まされている。   The sensor device (2) processes the outputs of the support member (7) attached to the vehicle body side track member (3), the displacement sensor (11) attached to the support member (7), and the displacement sensor (11). Processing means (not shown). The displacement sensor (11) faces the left side surface of the flange (18) of the vehicle body side raceway member (3) from the axially inner side (left side).

第3実施形態における変位センサ(11)の出力と左右方向タイヤ接地荷重との関係は、図9と同様であり、したがって、センサ出力と左右方向タイヤ接地荷重との関係式(y=ax+bにおけるaとb)を予め求めておくことにより、車体側軌道部材(3)のフランジ(18)の軸方向変位から左右方向タイヤ接地荷重を求めることができる。   The relationship between the output of the displacement sensor (11) and the left and right tire ground contact load in the third embodiment is the same as in FIG. 9, and therefore, the relational expression between the sensor output and the left and right tire contact load (a in y = ax + b) And b) can be obtained in advance from the axial displacement of the flange (18) of the vehicle body side track member (3).

なお、第2の発明のセンサ付きハブユニットの第2および第3実施形態においては、変位センサ(11)を図示した位置から180°ずらして、最上部における車体側軌道部材(3)の外径またはフランジ(18)の変位を測定してもよく、この場合でも上記と同様の効果を得ることができる。   In the second and third embodiments of the sensor-equipped hub unit of the second invention, the outer diameter of the vehicle body side track member (3) at the uppermost position is shifted by 180 ° from the position shown in the figure. Alternatively, the displacement of the flange (18) may be measured, and in this case, the same effect as described above can be obtained.

また、各実施形態において変位センサ(11)を支持する支持部材(7)については、取付け位置およびその形状は特に限定されるものではないが、支持部材(7)の基部は、車体側軌道部材(3)の車体に固定される部分近傍に固定されることが好ましい。   Further, in each embodiment, the support member (7) that supports the displacement sensor (11) is not particularly limited in the mounting position and the shape thereof, but the base of the support member (7) is a vehicle body side track member. It is preferable to fix in the vicinity of the part fixed to the vehicle body of (3).

第1の発明によるセンサ付きハブユニットの第1実施形態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows 1st Embodiment of the hub unit with a sensor by 1st invention. 第1の発明によるセンサ付きハブユニットの第2実施形態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows 2nd Embodiment of the hub unit with a sensor by 1st invention. 第1の発明の第1および第2実施形態における磁歪センサの出力と横Gとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the output of the magnetostriction sensor in 1st and 2nd Embodiment of 1st invention, and lateral G. FIG. 第1の発明によるセンサ付きハブユニットの第3実施形態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows 3rd Embodiment of the hub unit with a sensor by 1st invention. 第1の発明の第3実施形態における磁歪センサの出力と横Gとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the output of the magnetostriction sensor in 3rd Embodiment of 1st invention, and lateral G. FIG. 第2の発明によるセンサ付きハブユニットの第1実施形態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows 1st Embodiment of the hub unit with a sensor by 2nd invention. 第2の発明の第1実施形態における変位センサの出力と横Gとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the output of the displacement sensor and horizontal G in 1st Embodiment of 2nd invention. 第2の発明によるセンサ付きハブユニットの第3実施形態を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows 3rd Embodiment of the hub unit with a sensor by 2nd invention. 第2の発明の第2および第3実施形態における変位センサの出力と横Gとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the output of the displacement sensor and the horizontal G in 2nd and 3rd embodiment of 2nd invention.

符号の説明Explanation of symbols

(1) ハブユニット
(2) センサ装置
(3) 車体側軌道部材
(4) 車輪側軌道部材
(5) 玉(転動体)
(8) 径方向引張り歪み測定用磁歪センサ
(9) 軸方向引張り歪み測定用磁歪センサ
(10) 軸方向圧縮歪み測定用磁歪センサ
(11) 変位センサ
(17) 内輪
(17b) 内輪肩部
(1) Hub unit
(2) Sensor device
(3) Car body side track member
(4) Wheel-side track member
(5) Ball (rolling element)
(8) Magnetostrictive sensor for measuring radial tensile strain
(9) Magnetostrictive sensor for measuring axial tensile strain
(10) Magnetostrictive sensor for measuring axial compressive strain
(11) Displacement sensor
(17) Inner ring
(17b) Inner ring shoulder

Claims (8)

車体側に固定される車体側軌道部材、車輪取付け用のフランジを有する内軸および内軸に嵌められた内輪を有し車輪が取り付けられる車輪側軌道部材、ならびに両軌道部材の間に配置された二列の転動体を有するハブユニットと、センサ装置とを備えているセンサ付きハブユニットにおいて、
センサ装置は、逆磁歪効果を検知する磁歪センサを有し、磁歪センサは、内輪の最上部における引張り歪みおよび車体側軌道部材の最下部における圧縮歪みのいずれか一方を測定可能なように、車体側軌道部材に取り付けられ、磁歪センサの出力から左右方向タイヤ接地荷重が検出されることを特徴とするセンサ付きハブユニット。
A vehicle body side track member fixed to the vehicle body side, an inner shaft having a wheel mounting flange, a wheel side track member having an inner ring fitted to the inner shaft and to which a wheel is mounted, and disposed between both track members. In a hub unit with a sensor comprising a hub unit having two rows of rolling elements and a sensor device,
The sensor device includes a magnetostrictive sensor that detects an inverse magnetostrictive effect, and the magnetostrictive sensor is capable of measuring either tensile strain at the uppermost portion of the inner ring and compressive strain at the lowermost portion of the vehicle body side track member. A hub unit with a sensor, which is attached to a side raceway member and detects a left-right tire ground load from an output of a magnetostrictive sensor.
磁歪センサは、内輪の軸方向の引張り歪みを測定可能なように、内輪の肩部端面に臨まされている請求項1のセンサ付きハブユニット。 2. The sensor-equipped hub unit according to claim 1, wherein the magnetostrictive sensor faces the shoulder end face of the inner ring so that an axial tensile strain of the inner ring can be measured. 磁歪センサは、内輪の径方向の引張り歪みを測定可能なように、内輪の肩部外周面に臨まされている請求項1のセンサ付きハブユニット。 2. The sensor-equipped hub unit according to claim 1, wherein the magnetostrictive sensor faces the outer peripheral surface of the shoulder portion of the inner ring so that the tensile strain in the radial direction of the inner ring can be measured. 磁歪センサは、車体側軌道部材に径方向外方から臨まされている請求項1のセンサ付きハブユニット。 The hub unit with a sensor according to claim 1, wherein the magnetostrictive sensor faces the vehicle body side track member from the outside in the radial direction. 車体側に固定される車体側軌道部材、車輪取付け用のフランジを有する内軸および内軸に嵌められた内輪を有し車輪が取り付けられる車輪側軌道部材、ならびに両軌道部材の間に配置された二列の転動体を有するハブユニットと、センサ装置とを備えているセンサ付きハブユニットにおいて、
センサ装置は、変位センサを有し、変位センサは、内輪および車体側軌道部材のいずれか一方の最上部または最下部における変位を測定可能なように、車体側軌道部材に取り付けられ、変位センサの出力から左右方向タイヤ接地荷重が検出されることを特徴とするセンサ付きハブユニット。
A vehicle body side track member fixed to the vehicle body side, an inner shaft having a wheel mounting flange, a wheel side track member having an inner ring fitted to the inner shaft and to which a wheel is mounted, and disposed between both track members. In a hub unit with a sensor comprising a hub unit having two rows of rolling elements and a sensor device,
The sensor device includes a displacement sensor, and the displacement sensor is attached to the vehicle body side track member so as to be able to measure the displacement at the uppermost part or the lowermost part of either the inner ring or the vehicle body side track member. A sensor-equipped hub unit that detects a tire ground load in a left-right direction from an output.
変位センサは、内輪の径方向の変位を測定可能なように、内輪の肩部端面に臨まされている請求項5のセンサ付きハブユニット。 The hub unit with a sensor according to claim 5, wherein the displacement sensor faces the end surface of the shoulder portion of the inner ring so that the displacement in the radial direction of the inner ring can be measured. 変位センサは、車体側軌道部材に径方向外方から臨まされている請求項5のセンサ付きハブユニット。 6. The sensor-equipped hub unit according to claim 5, wherein the displacement sensor faces the vehicle body side track member from the outside in the radial direction. 変位センサは、車体側軌道部材のフランジに軸方向内方から臨まされている請求項5のセンサ付きハブユニット。 6. The sensor-equipped hub unit according to claim 5, wherein the displacement sensor faces the flange of the vehicle body side track member from the inside in the axial direction.
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