JP2005321291A - 荷重センサ内蔵車輪用軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車両にコンパクトに荷重センサを設置できて、車輪にかかる荷重を安定して検出できる荷重センサ内蔵車輪用軸受を提供する。
【解決手段】 複列の転走面４が内周面に形成された外方部材１と、この外方部材１の転走面４と対向する転走面５を形成した内方部材２とを設ける。対向する転走面４，５間に複列の転動体３を介在させて、車体に対して車輪を回転自在に支持する。内方部材２に結合された等速ジョイント１３の外輪１３ａに被検出部１０を配置する。この被検出部１０に対向して、被検出部１０の変化を検出することで車輪用軸受に作用する荷重を検出する検出部１１を外方部材１に配置し、荷重センサ９とする。
【選択図】 図１

Description

この発明は、車輪の軸受部にかかる荷重を検出する荷重センサを内蔵した車輪用軸受装置に関する。

従来、自動車の安全走行のために、各車輪の回転速度を検出するセンサを車輪用軸受に設けたものがある。このような車輪用軸受において、温度センサ，振動センサ等のセンサを設置し、回転速度のほかに、自動車の運行に役立つ他の状態を検出できるようにしたものも提案されている（例えば特許文献１，２）。特許文献１に開示された車輪用軸受では、回転側である内方部材の外周面の２列の転走面間に回転センサの被検出部が設けられると共に、この被検出部に対向してその回転を検出する回転センサの検出部が固定側である外方部材に設けられている。

また、特許文献２に開示された車輪用軸受では、回転側である内方部材の外周面の２列の転走面間にトルクセンサの被検出部を構成するコイルと圧電素子が設けられると共に、内輪のねじりによる変位によって圧電素子が発生する電位差に伴ってコイルに発生する磁界を検出するトルクセンサの検出部が固定側である外方部材に設けられている。
特開２００２−３４０９２２号公報 特開２００３−２０７４０２号公報

従来の一般的な自動車の走行安全性確保対策は、各部の車輪の回転速度を検出することで行われているが、車輪の回転速度だけでは十分でなく、その他のセンサ信号を用いてさらに安全面での制御を可能とすることが求められている。そこで、車両走行時に各車輪に作用する荷重から姿勢制御を図ることも考えられる。例えばコーナリングにおいては外側車輪に大きな荷重がかかり、また左右傾斜面走行では片側車輪に、ブレーキングにおいては前輪にそれぞれ荷重が偏るなど、各車輪にかかる荷重は均等ではない。また、積載荷重不均等の場合にも、各車輪にかかる荷重は不均等になる。

このため、車輪にかかる荷重を随時検出できれば、その検出結果に基づき、事前にサスペンション等を制御することで、車両走行時の姿勢制御（コーナリング時のローリング防止、ブレーキング時の前輪沈み込み防止、積載荷重不均等による沈み込み防止等）を行うことが可能となる。しかし、車輪に作用する荷重を検出するセンサの適切な設置場所がなく、荷重検出による姿勢制御の実現が難しい。

また、今後ステアバイワイヤが導入されて、車軸とステアリングが機械的に結合しないシステムになってくると、車軸方向荷重を検出して運転手が握るハンドルに路面情報を伝達することが求められる。

また、特許文献２に示したトルクセンサを内蔵した車輪用軸受では、等速ジョイントとの結合に用いられるスプライン結合の影響には触れられていない。特許文献２では、内方部材の外周面の２列の転走面の列間にトルクを検出するセンサが配置されており、そのセンサ位置に対応する内方部材内周面にスプラインを設けた構造になっている。エンジンからの駆動力は等速ジョイントによって車輪用軸受に伝達されるが、等速ジョイントと車輪用軸受との結合にはスプライン結合が一般的に用いられている。スプライン結合にガタがあるとトルク出力のヒステリシスが増加する。また、このガタを詰めるために等速ジョイント側のスプラインには数度の角度が付けれ、車輪用軸受に設けられたスプラインに嵌合する際にはこの捩れによりガタを減らすことが可能となる。しかし、スプラインの捩れる方向と一致したトルク伝達の場合にはセンサ部にトルクに比例した歪が生じるが、逆方向のトルク伝達の場合にはこの捩れが緩む方向に働き、センサ部にトルクが正確に伝わらず感度が低下したり直線性が崩れたりする。また、スプライン結合は接触部が不定であり、場合によってはトルクセンサを通り越してトルクが伝達される場合もありうる。

この発明の目的は、このような課題を解消し、車両にコンパクトに荷重センサを設置できて、車輪にかかる荷重を安定して検出できる荷重センサ内蔵車輪用軸受を提供することである。

この発明の荷重センサ内蔵車輪用軸受は、複列の転走面が内周面に形成された外方部材と、この外方部材の転走面と対向する転走面を形成した内方部材と、両転走面間に介在した複列の転動体と、外方部材と内方部材間の両端を密封する密封装置とを備え、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置において、前記内方部材に結合された等速ジョイントの外輪に配置された被検出部と、この被検出部に対向して前記外方部材に配置され前記被検出部の変化を検出することで車輪用軸受に作用する荷重を検出する検出部とでなる荷重センサを設けたことを特徴とする。
この構成によると、等速ジョイント外輪に荷重センサの被検出部を配置したことで、車両にコンパクトに荷重センサを設置できると共に、内方部材と等速ジョイント外輪とが例えばスプライン結合により結合される結合部の影響を抑えて、エンジンから車輪に伝達される荷重を安定して正確に検出できる。また、複列の転動体位置よりもアウトボード側に被検出部を設けた荷重センサに比べて、被検出部の外径を小径にできるため、被検出部に加わる応力が増してセンサ感度も向上する。

この発明において、前記荷重センサが磁歪式センサであって、等速ジョイントの外輪に配置された磁歪材からなる被検出部と、外方部材に配置されたコイル巻線からなる検出部とでなるものとしても良い。
磁歪材とコイルを用いた磁歪式センサであると、車輪用軸受に作用する荷重を、感度良く安定して検出することができる。また、被検出部が磁歪材であると、等速ジョイントの外輪への配置が容易に行える。

この発明において、前記磁歪材がＦｅ−Ａｌ合金であってその表面に略４５度方向に複数の溝が形成されたものであり、前記荷重センサがトルク値として荷重を検出する磁歪式トルクセンサであっても良い。
略４５度方向の溝が設けられていると、被検出部の表面に略４５度方向のせん断力が働き、溝に沿った方向に引張または圧縮の異なる応力が作用する。このように作用する応力変化を検出できれば、トルク検出が可能になる。また、磁歪材がＦｅ−Ａｌ合金であると、優れた磁歪特性が得られる。

この発明において、前記磁歪材がＦｅ−Ａｌ合金であって、その表面に複数の軸方向溝が形成された部分と前記軸方向溝が形成されない部分とがあり、前記検出部が、前記磁歪材からなる被検出部の前記軸方向溝が形成された部分と形成されない部分の磁気抵抗値をぞれぞれ検出する２つの検出コイルを有し、前記荷重センサは、前記２つの検出コイルで検出される磁気抵抗差を取って軸方向荷重を検出するものであっても良い。
前記軸方向溝が形成されていると、車輪にかかる軸方向荷重を間接的に測定できる。

この構成の場合に、Ｆｅ−Ａｌ合金がクラッド鋼からなり、クラッド鋼のＦｅ−Ａｌ合金層と等速ジョイント外輪とを溶接接合しても良い。また、Ｆｅ−Ａｌ合金が、等速ジョイント外輪の表層にＡｌを拡散して形成したもの、またはＦｅにＡｌを拡散したリングを固着したものであっても良い。

この発明において、等速ジョイントの外輪の前記被検出部が設けられた軸方向範囲付近における回転中心部に除肉部を設けても良い。除肉部を設けると、作用する応力が増し、その結果、検出感度が向上する。なお、除肉部を設ける場合、強度上で支障のない範囲で設けることが必要である。

この発明において、荷重検出用の検出部内に、回転速度を検出する回転検出手段を設けても良い。この構成の場合、回転検出手段を荷重センサの検出部に含めた構造とできるので、配線の本数を削減できると共に、回転検出手段の密閉構造内への組込みが可能となって、回転検出手段の防水対策ともなる。

この発明の荷重センサ内蔵車輪用軸受は、複列の転走面が内周面に形成された外方部材と、この外方部材の転走面と対向する転走面を形成した内方部材と、両転走面間に介在した複列の転動体と、外方部材と内方部材間の両端を密封する密封装置とを備え、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置において、前記内方部材に結合された等速ジョイントの外輪に配置された被検出部と、この被検出部に対向して前記外方部材に配置され前記被検出部の変化を検出することで車輪用軸受に作用する荷重を検出する検出部とでなる荷重センサを設けたため、車両にコンパクトに荷重センサを設置できて、車輪にかかる荷重を安定して検出することができる。

この発明の第１の実施形態を図１ないし図３と共に説明する。この実施形態の荷重センサ内蔵車輪用軸受装置は、第３世代型の内輪回転タイプで、かつ駆動輪支持用の車輪用軸受に適用した例である。なお、この明細書において、車両に取付けた状態で車両の車幅方向外側寄りとなる側をアウトボード側と言い、車両の中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。図１（Ａ）では、左側がアウトボード側、右側がインボード側となる。
図１（Ａ）において、この車輪用軸受は、内周に複列の転走面４を有する外方部材１と、これら転走面４にそれぞれ対向する転走面５を外周に有する内方部材２と、これら複列の転走面４，５間に介在させた複列の転動体３とを備える。この車輪用軸受は、複列のアンギュラ玉軸受とされていて、上記各転走面４，５は断面円弧状であり、各転走面４，５は接触角が背面合わせとなるように形成されている。転動体３はボールからなり、各列毎に保持器６で保持されている。

外方部材１は固定側の部材となるものであって、図１（Ａ）のようにナックル（図示せず）に固定するための車体取付フランジ１ａを外周に有し、全体が一体の部材とされている。前記車体取付フランジ１ａは、車体（図示せず）に設置されたナックルに周方向複数箇所のボルト（図示せず）で締結される。車体取付フランジ１ａのボルト挿入孔１２はねじ加工されており、上記ボルトはナックルに設けられた貫通孔を貫通して、ボルト挿入孔１２に先端の雄ねじ部分が螺合する。なお、ボルト挿入孔１２をねじ孔とする代わりに、単にボルトが挿通される孔とし、ナット（図示せず）でボルトを締め付けるようにしても良い。

内方部材２は回転側の部材となるものであって、車輪取付フランジ２ａを外周に有するハブ輪２Ａと、このハブ輪２Ａのインボード側の端部外径面に嵌合した別体の内輪２Ｂとからなり、ハブ輪２Ａには等速ジョイント１３の外輪１３ａが連結されている。ハブ輪２Ａおよび内輪２Ｂに、各列の転走面５がそれぞれ形成される。ハブ輪２Ａ内には、等速ジョイント１３の外輪１３ａに一体に形成されたステム１４が挿通され、ステム１４の先端に設けた雄ねじ部１５にナット１６をねじ込むことで、等速ジョイント外輪１３ａがハブ輪２Ａに連結される。ハブ輪２Ａの内径面にはスプライン溝２ｂが形成されており、このスプライン溝２ｂにステム１４のスプライン溝１４ｂがスプライン嵌合する。内輪２Ｂは、ハブ輪２Ａのインボード側端部に設けられた加締部２Ａａにより、ハブ輪２Ａに対して軸方向に締め付け固定される。

内外の部材２，１間に形成される環状空間のアウトボード側およびインボード側の各開口端部は、それぞれ密封装置である接触式のシール７，８で密封されている。特にインボード側のシール８のリップ部８ａを、等速ジョイント外輪１３ａの外周に設けた段差面１３ｂに摺接させることにより、インボード側のシール性が確保されている。

等速ジョイント外輪１３ａの外径面において、ハブ輪２Ａのインボード側端面（この例では加締部２Ａａ）との接触部からインボード側に隣接する部分には、磁歪材からなる被検出部１０が設けられる。また、外方部材１の内周の前記被検出部１０に対して径方向に対向する位置には、コイル巻線１１ａ，１１ｂを有する検出部１１が台座１７を介して設けられ、前記被検出部１０と検出部１１とで荷重センサ９が構成される。前記被検出部１０としては、磁歪材であるＦｅ−Ａｌ合金からなるリング状部材が用いられ、等速ジョイント外輪１３ａの外径面に溶接あるいは拡散接合される。被検出部１０としてＦｅ−Ａｌ合金を固着した等速ジョイント外輪１３ａは、焼入れ処理を施した後で、Ｆｅ−Ａｌ合金の表面を研削してから表面をショットピーニングすることにより、残留応力を高めるようにしても良い。

被検出部１０の表層には、図２に示すように軸方向に対して±４５度の傾斜角度をなす複数条の傾斜溝１０ａが円周方向に並べて２列に形成されている。その傾斜溝１０ａの溝深さは０．１ｍｍから０．５ｍｍ程度にすることが好ましい。

検出部１１は、コイル巻線１１ａ，１１ｂとヨーク１１ｃからなり、各列の傾斜溝１０ａにコイル巻線１１ａ，１１ｂの１つがそれぞれ対向している。各コイル巻線１１ａ，１１ｂは、樹脂からなるボビン１１ｄに巻いた状態でヨーク１１ｃ内に組み込まれている。検出部１１からはケーブル１９が引き出されるが、図１（Ｂ）に平面図で示すように、外方部材１のインボード側端に設けたＵ字状切り欠き２０の位置にケーブル１９を合わせてから検出部１１を圧入することで、ケーブル１９に邪魔されることなく検出部１１を外方部材１に容易に取付けることができる。なお、Ｕ字状切り欠き２０を封止するために、Ｕ字状切り欠き２０の形状に合わせた弾性部材２１（たとえばゴム材）にケーブル１９を挿貫させた後、この弾性部材２１がＵ字状切り欠き２０に差し込まれる。Ｕ字状切り欠き２０の部分の密封性をより高めるために、さらに接着剤や熱固着剤を用いても良い。この処理の後で、シール８の金属環８ｂ（図１（Ｂ））が外方部材１の外周に圧入固着される。これにより、Ｕ字状切り欠き２０の上にシール金属環８ｂの一部が重なることになり、Ｕ字状切り欠き２０の防水性を高めることができる。

なお、弾性部材２１を、その表面が外方部材１の外径面からはみ出す厚みとすることにより、防水効果をより一層高めることができる。他の防水対策として、シール８の金属環８ｂと外方部材１との接触部にゴム等の弾性部材を全周に渡って介在させても良い。

荷重センサ９はトルクセンサとして機能する。ハブ輪２Ａに成形されたスプライン２ｂと等速ジョイント１３のステム１４に形成されたスプライン１４ｂとの嵌合部と、等速ジョイント１３の外輪１３ａとの間に生じる捩れトルクにより、磁歪材からなる被検出部１０の表面には４５度方向のせん断応力が働き、２列の傾斜溝１０ａに沿った方向には引張、圧縮の異なる応力がかかる。その応力変化を対向する検出部１１のコイル巻線１１ａ，１１ｂで磁気抵抗変化として捉えることによりトルクが検出可能である。

図３に、その検出部１１の検出回路例を示す。この検出回路は、コイル巻線１１ａと抵抗とからなる第１の直列回路２２と、コイル巻線１１ｂと抵抗とからなる第２の直列回路部２３とを並列に接続したものからなり、第１の直列回路部２２とこれに並列に接続される第２の直列回路部２３とに、発信器２４から数十ｋＨｚの交流電圧が印加される。第１のコイル巻線１１ａにかかる分割電圧は、整流器２５およびローパスフィルタ２６で直流電圧に変換されて差動増幅器２７の第１入力端子に入力される。また、第２のコイル巻線１１ｂにかかる分割電圧も、別の整流器２５およびローパスフィルタ２６で直流電圧に変換されて、差動増幅器２７の第２入力端子に入力される。差動増幅器２７はこれら２入力の差分を増幅して出力する。この出力は等速ジョイント１３の外輪１３ａにかかるトルクを検出したものとなり、結果的にハブ輪２Ａにかかるトルクを測定したことになる。トルクの値とタイヤ半径が分かれば、タイヤにかかる進行方向荷重を容易に算出できる。

上記検出回路による電気的な処理は、外方部材１に設けた回路基板（図示なし）上で処理するか、ナックル（図示なし）に回路基板を固定して処理をしても良い。さらには、この回路基板を、自動車のＥＣＵ側に内蔵することも可能である。このようにして検出回路で処理されたトルク情報は、図示しない送信手段によって車体側の受信手段にワイヤレスで送信することも可能である。この場合、検出回路を実装した回路基板への電力供給もワイヤレスで行うことも可能である。

この実施形態の荷重センサ内蔵車輪用軸受装置によると、このように、等速ジョイント１３の外輪１３ａに磁歪材からなる被検出部１０を固着したため、車両にコンパクトに荷重センサを設置できると共に、スプライン結合のガタや、スプライン結合の隙間を詰めるためにスプラインに数度の角度を付けたことによる影響がトルク出力に出るのを抑えることができる。その結果、スプライン結合部の捩れる方向と逆向きのトルクを伝達する場合であっても、検出部１１で得られるセンサ出力の直線性が確保され、車輪にかかる荷重を安定して検出できる。また、複列の転動体３の位置よりもアウトボード側に被検出部１０を設けた場合に比べて、被検出部１０の外径を小径にできるため、被検出部１０に加わる応力が増してセンサ感度も向上する。なお、等速ジョイント１３の外輪１３ａに固着した被検出部１０の回転中心部を、強度的に持つ範囲で除肉（図１の２点鎖線部３１）しても良く、この場合には荷重センサ９の感度向上が可能となる。

図４は、この発明の他の実施形態を示す。この実施形態の荷重センサ内蔵車輪用軸受装置は、図１〜図３に示した第１の実施形態において、荷重センサ９で軸方向荷重を検出するようにしたものである。すなわち、この実施形態では、図２に示した磁歪材からなる被検出部１０の表層に形成した４５度傾斜した２列の傾斜溝１０ａに代えて、被検出部１０の一側部の表層に軸方向に向けた複数条の軸方向溝１０ｂを円周方向に並べて１列に形成したものである。被検出部１０の他側部の表層は溝の形成されていない磁歪表面部２８とされている。軸方向溝１０ｂの溝深さは０．１ｍｍから０．５ｍｍ程度にすることが好ましい。上記被検出部１０の軸方向溝１１ｂと磁歪表面部２８とに、検出部１１のコイル巻線１１ａ，１１ｂの１つがそれぞれ対向している。その他の構成は第１の実施形態の場合と同じである。

この実施形態の荷重センサ内蔵車輪用軸受装置では、等速ジョイント１３とハブ輪２Ａとの間で軸方向に圧縮または引張する荷重が加わると、被検出部１０に引張力または圧縮力が働く。この時、コイル巻線１１ａ，１１ｂの磁気抵抗は、引張、圧縮の力の大きさにより変化するが、軸方向溝１０ｂに対向するコイル巻線１１ａの方が感度は良く、磁歪表面部２８に対向するコイル巻線１１ｂは温度補償用として機能する。各コイル巻線１１ａ，１１ｂで検出される信号は、図３に示した検出回路で第１の実施形態の場合と同じ処理が行われ、これにより軸方向荷重の検出が可能となる。ここで得られる荷重センサ９の軸方向荷重の出力を情報として取込むことにより、自動車の走行安定性制御やステアバイワイヤシステムでの路面情報伝達に応用が可能となる。

この実施形態の場合も、被検出部１０となる磁歪材として、たとえばバルク材やクラッド鋼などのＦｅ−Ａｌ合金を用いることが可能である。これ以外にも、等速ジョイント外輪１３ａの表層にＡｌを拡散してＦｅ−Ａｌ合金とすることで、被検出部１０を設けても良い。Ａｌを金属表層に拡散させる方法として、等速ジョイント外輪１３ａとＡｌ粉末を入れた密閉容器を９００℃前後に加熱することが行われる。この場合のＡｌ拡散深さは、処理方法・時間によって変えることもできるが、数十μｍから１００μｍ程度の範囲で処理される。

上記Ａｌ拡散処理は、等速ジョイント外輪１３ａの母材である構造用鋼に次第に濃度が濃くなるように傾斜的にＡｌを拡散分布させて行う。これにより、等速ジョイント外輪１３ａの機械的強度を低下させることなく、磁歪特性の高い磁歪拡散層のＦｅ−Ａｌ合金を得ることができる。Ａｌを傾斜的な濃度となるように表面から分布させるために、Ａｌは高温雰囲気下で表面から拡散させる。これにより、等速ジョイント外輪１３ａの母材である鋼材に、表面から中心方向へ緩やかなカーブの濃度曲線を描きながら、次第にＡｌの濃度が薄くなる層を形成することが可能である。この傾斜的濃度の拡散層は、肉盛溶射の場合のようなポアのない均一な合金層に形成され、疲労による早期亀裂の発生が大幅に抑制される。また、熱処理時の割れも発生しない。

また、Ｆｅ−Ａｌ合金のバルク材から作成された磁歪材であれば、脆いために加工性が低下するが、上記の拡散処理によると、ハブ輪２Ａの機械加工終了後にＡｌの拡散処理を行うことから、通常の鋼材と同じ加工性を有し、生産性が著しく向上する。そのため低コストにできる。等速ジョイント外輪１３ａ全体をＡｌ拡散処理する代わりに、リング状の鋼材にＡｌ拡散処理を施してから、等速ジョイント外輪１３ａに固着するようにしても良い。Ｆｅ−Ａｌクラッド鋼を使用する場合には、母材となる炭素鋼部を削除したＦｅ−Ａｌ合金層のみを被検出部１０として等速ジョイント外輪１３ａに固着しても良い。この場合、Ｆｅ−Ａｌ合金と炭素鋼からなる等速ジョイント外輪１３ａとの溶接性が良いので、かえって好都合である。

図５は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態の荷重センサ内蔵車輪用軸受装置は、図１ないし図３に示す第１の実施形態において、荷重センサ９のほかに、車輪の回転を検出する回転センサ２９を設けたものである。この回転センサ２９はアクティブ方式のものであって、磁気エンコーダ３０と磁気センサ３１とで構成される。磁気エンコーダ３０は、Ｎ極，Ｓ極を円周方向に交互に着磁させた磁石３０ａを、断面Ｌ字状のリング状芯金３０ｂの立板部一側面に固定してなるアキシアル型のものであり、その芯金３０ｂの円筒部を内輪２Ｂの外径面に圧入固着することにより、磁気エンコーダ３０が内方部材２に取付けられる。磁気センサ３１は、荷重センサ９の検出部１１に組み込まれる。すなわち、検出部１１の台座１７の内部空間に、前記磁気エンコーダ３０の磁石３０ａに対して軸方向に対向するように磁気センサ３１を内蔵した樹脂からなるセンサケース３２が固着される。磁気センサ３１としては、ホールＩＣやＭＲ素子を用いることができる。台座１７は荷重センサ検出部１１のヨーク１１ｃと一体とした構成でも良い。

この実施形態の荷重センサ内蔵車輪用軸受装置では、車輪の軸受部にかかる荷重だけでなく、車輪の回転も検出することができる。また、この実施形態では、荷重センサ検出部１１を磁気センサ３１を含めた一体構造にすることで、配線の本数の削減と、回転センサ２９の密閉構造内への組込みとが可能となり、結果的に回転センサ２９の防水対策にもなる。

図６は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態の荷重センサ内蔵車輪用軸受装置は、図５に示す実施形態において、ハブ輪２Ａの加締部２Ａａで内輪２Ｂを軸方向に締め付け固定していたのに代えて、等速ジョイント外輪１３ａの外径面の段差面１３ｃと、等速ジョイント外輪１３ａのステム１４の雄ねじ部１５に螺合するナット１６とで内輪２Ｂを軸方向に締め付け固定するようにしたものである。等速ジョイント外輪１３ａの上記段差面１３ｃは、荷重センサ被検出部１０の固着部からステム１４へと外径が縮径変化する部分の側面であり、前記ナット１６の締め付けで前記段差面１３ｃが内輪２Ｂのインボード側幅面に押し当てられることにより、内輪２Ｂがハブ輪２Ａに対して軸方向に締め付け固定される。その他の構成は図５の実施形態と同じである。

（Ａ）はこの発明の第１の実施形態にかかる荷重センサ内蔵車輪用軸受装置の断面図、（Ｂ）は同軸受装置の一部平面図である。 同軸受装置の一部破断側面図である。 同軸受装置における荷重センサの検出回路の概略構成図である。 この発明の他の実施形態にかかる荷重センサ内蔵車輪用軸受装置の一部破断側面図である。 この発明のさらに他の実施形態にかかる荷重センサ内蔵車輪用軸受装置の一部破断側面図である。 この発明のさらに他の実施形態にかかる荷重センサ内蔵車輪用軸受装置の一部破断側面図である。

符号の説明

１…外方部材
２…内方部材
３…転動体
４，５…転走面
７，８…シール（密封装置）
９…荷重センサ
１０…被検出部
１０ａ…傾斜溝
１０ｂ…軸方向溝
１１…検出部
１１ａ，１１ｂ…コイル巻線
１３…等速ジョイント
１３ａ…外輪
２８…磁歪表面部
２９…回転センサ（回転検出手段）
３０…磁気エンコーダ
３１…磁気センサ
３３…除肉部

Claims (8)

1. 複列の転走面が内周面に形成された外方部材と、この外方部材の転走面と対向する転走面を形成した内方部材と、両転走面間に介在した複列の転動体と、外方部材と内方部材間の両端を密封する密封装置とを備え、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置において、
   前記内方部材に結合された等速ジョイントの外輪に配置された被検出部と、この被検出部に対向して前記外方部材に配置され前記被検出部の変化を検出することで車輪用軸受に作用する荷重を検出する検出部とでなる荷重センサを設けたことを特徴とする荷重センサ内蔵車輪用軸受装置。
2. 請求項１において、前記荷重センサが磁歪式センサであって、等速ジョイントの外輪に配置された磁歪材からなる被検出部と、外方部材に配置されたコイル巻線からなる検出部とでなる荷重センサ内蔵車輪用軸受装置。
3. 請求項２において、前記磁歪材がＦｅ−Ａｌ合金であってその表面に略４５度方向に複数の溝が形成されたものであり、前記荷重センサがトルク値として荷重を検出する磁歪式トルクセンサである荷重センサ内蔵車輪用軸受装置。
4. 請求項２において、前記磁歪材がＦｅ−Ａｌ合金であって、その表面に複数の軸方向溝が形成された部分と前記軸方向溝が形成されない部分とがあり、前記検出部が、前記磁歪材からなる被検出部の前記軸方向溝が形成された部分と形成されない部分の磁気抵抗値をぞれぞれ検出する２つの検出コイルを有し、前記荷重センサは、前記２つの検出コイルで検出される磁気抵抗差を取って軸方向荷重を検出するものである荷重センサ内蔵車輪用軸受装置。
5. 請求項４において、Ｆｅ−Ａｌ合金がクラッド鋼からなり、クラッド鋼のＦｅ−Ａｌ合金層と等速ジョイント外輪とを溶接接合した荷重センサ内蔵車輪用軸受装置。
6. 請求項４において、Ｆｅ−Ａｌ合金が、等速ジョイント外輪の表層にＡｌを拡散して形成したもの、またはＦｅにＡｌを拡散したリングを固着したものである荷重センサ内蔵車輪用軸受装置。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、等速ジョイントの外輪の前記被検出部が設けられた軸方向範囲付近における回転中心部に除肉部を設けた荷重センサ内蔵車輪用軸受装置。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれか１項において、荷重検出用の検出部内に、回転速度を検出する回転検出手段を設けた荷重センサ内蔵車輪用軸受装置。
   

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