JP2006009866A - Wheel bearing with built-in load sensor - Google Patents
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Abstract
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に関する。 The present invention relates to a wheel bearing having a built-in load sensor for detecting a load applied to a bearing portion of the wheel.
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、回転速度の他に、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)。
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。 Conventional measures to ensure driving safety of general automobiles are performed by detecting the rotational speed of the wheels of each part, but the rotational speed of the wheels is not sufficient, and it is further safer by using other sensor signals. It is required to be able to control the surface. Therefore, it is conceivable to control the posture from the load acting on each wheel during vehicle travel. For example, a large load is applied to the outer wheel in cornering, and the load applied to each wheel is not uniform. In addition, even when the load is uneven, the load applied to each wheel is uneven. For this reason, if the load applied to the wheel can be detected at any time, based on the detection result, the suspension and the like are controlled in advance, thereby controlling the posture during vehicle travel (preventing rolling during cornering, preventing the front wheel from sinking during braking, It is possible to prevent subsidence due to uneven load capacity. However, there is no appropriate installation location of a sensor that detects a load acting on the wheel, and it is difficult to realize posture control by load detection.
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。 In addition, when steer-by-wire is introduced in the future, and the system is such that the axle and the steering are not mechanically coupled, it is required to detect the axle direction load and transmit the road surface information to the handle held by the driver.
特許文献1に示した荷重センサを内蔵した車輪用軸受では、車体取付フランジに固定支持された変位センサで外方部材の表面との隙間を測定して荷重を得ているが、検出部が外部に露出しており耐久性に課題を残している。また、外方部材の変形量はわずかであり、検出精度にも限界がある。
In the wheel bearing incorporating the load sensor shown in
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。
この発明の他の目的は、センサの取付けが確実で、信頼性に優れ、かつ種々異なるサイズの軸受部への対応が容易で、低コストに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。
An object of the present invention is to provide a load sensor built-in wheel bearing capable of eliminating such a problem and installing a load sensor compactly in a vehicle and stably detecting a load applied to the wheel.
Another object of the present invention is to provide a load sensor built-in wheel bearing capable of mounting the sensor reliably, having excellent reliability, easily adapting to various sizes of bearings, and reducing the cost. .
この発明の荷重センサ内蔵車輪用軸受は、複列の転走面を内周面に有する外方部材と、車輪取付用のフランジが形成されたハブ輪を有しかつ前記外方部材の転走面と対向する複列の転走面を有する内方部材と、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の両端を密封する密封手段とを備え、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受において、前記ハブ輪のフランジと転動体との間に位置し、車輪用軸受に作用する荷重を検出する手段として、外方部材と内方部材との隙間を測定する変位センサを周方向に1個または複数個配置したことを特徴とする。 A wheel sensor built-in wheel bearing according to the present invention includes an outer member having a double-row rolling surface on an inner peripheral surface, a hub wheel formed with a wheel mounting flange, and the outer member rolling. An inner member having a double-row rolling surface facing the surface, a double-row rolling element interposed between both rolling surfaces, and a sealing means for sealing both ends of the outer member and the inner member, In a wheel bearing for rotatably supporting a wheel with respect to a vehicle body, an outer member and an inner member are positioned between the flange of the hub wheel and a rolling element as means for detecting a load acting on the wheel bearing. One or a plurality of displacement sensors for measuring the gap with the member are arranged in the circumferential direction.
車輪用軸受装置において、ハブ輪のフランジと転動体との間は、比較的に空間的な余裕が得易い箇所となる。特に、車輪用軸受装置がアンギュラ玉軸受形式であると、接触角のために、外方部材のアウトボード側端となる部分は、構造強度上からは不要であり、この部分を切除することも可能である。このような空間的に余裕のあるハブ輪のフランジと転動体との間に位置して、外方部材と内方部材との隙間を測定する変位センサを配置することにより、車両にコンパクトに荷重センサを設置することができる。変位センサは周方向に1個あれば良いが、ここでは複数個配置するため、ハブ輪の偏心による出力変動の吸収や、センサ出力の平均化による偏心誤差の低減など、安定した荷重の検出が行え、また感度の向上、あるいは方向の異なる荷重の検出を行うことができる。このように、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。 In the wheel bearing device, the space between the flange of the hub wheel and the rolling element is a relatively easy space. In particular, when the wheel bearing device is an angular ball bearing type, the portion that becomes the outboard side end of the outer member is unnecessary from the viewpoint of structural strength because of the contact angle, and this portion may be cut off. Is possible. By placing a displacement sensor that measures the gap between the outer member and the inner member between the flange of the hub wheel with sufficient space and the rolling element, a compact load is applied to the vehicle. Sensors can be installed. A single displacement sensor is sufficient in the circumferential direction. However, since a plurality of displacement sensors are arranged here, stable load detection such as absorption of output fluctuations due to eccentricity of the hub wheel and reduction of eccentricity errors due to averaging of sensor outputs is possible. It is possible to improve the sensitivity or to detect a load having a different direction. Thus, a load sensor can be installed compactly in the vehicle, and the load applied to the wheels can be detected stably.
前記変位センサは、180度対向した位置に設けた2つの変位センサの出力差を取るものとしても良い。
180度対向した位置の2つの変位センサの出力差を取ることで、ハブ輪の偏芯による出力変動をキャンセルし、かつ、感度を2倍に向上できる。
The displacement sensor may take an output difference between two displacement sensors provided at positions that face each other by 180 degrees.
By taking the output difference between the two displacement sensors at the positions facing each other by 180 degrees, it is possible to cancel the output fluctuation due to the eccentricity of the hub wheel and to double the sensitivity.
前記変位センサは磁性体のヨークにコイルを巻回したリラクタンス型であっても良い。リラクタンス型のセンサであると、簡易な構成で精度良く安定して変位検出が行える。 The displacement sensor may be a reluctance type in which a coil is wound around a magnetic yoke. A reluctance type sensor can detect displacement with high accuracy and stability with a simple configuration.
この発明において、磁性体からなるリング板の内径側に、複数の突出したヨークを形成し、各ヨークにコイル巻線を施し、このコイル巻線が施されたリング板を外方部材に固着しても良い。
この構成の場合、複数のヨークを磁性体からなる同じリング板に突出させ、これを外方部材に取付けることができるため、部品点数、組立工数の削減が図れる。
In this invention, a plurality of protruding yokes are formed on the inner diameter side of a ring plate made of a magnetic material, coil windings are applied to each yoke, and the ring plate provided with the coil windings is fixed to an outer member. May be.
In the case of this configuration, a plurality of yokes can be protruded from the same ring plate made of a magnetic material and attached to the outer member, so that the number of parts and the number of assembly steps can be reduced.
この発明において、機械角で90度以下の範囲にある複数個の突出したヨークに巻かれたコイル巻線を接続して1つのセンサコイル巻線としても良い。
このように90度以下の範囲にヨークを設けてヨーク個数を増やし、複数のヨークのコイル巻線を接続して1つのセンサコイル巻線として扱うようにした場合は、センサ出力を平均化して偏芯誤差の低減を図れ、ハブ輪の回転振れに伴うセンサ出力の変動が抑制される。
In the present invention, coil windings wound around a plurality of protruding yokes having a mechanical angle of 90 degrees or less may be connected to form one sensor coil winding.
In this way, when the number of yokes is increased by providing yokes in the range of 90 degrees or less and the coil windings of a plurality of yokes are connected and handled as one sensor coil winding, the sensor outputs are averaged and biased. The center error can be reduced, and the fluctuation of the sensor output due to the rotational vibration of the hub wheel is suppressed.
この発明において、1つのヨーク周方向幅を90度以下で、かつ巻線が介在可能な範囲で略90度に近い周方向幅としても良い。例えば、70度以上の周方向幅とする。
この構成の場合は、ヨークの先端の周方向角度を広く取ることで、センサ出力を平均化して偏芯誤差の低減が図れ、ハブ輪の回転振れに伴うセンサ出力の変動が抑制される。
In the present invention, one yoke circumferential width may be 90 degrees or less, and may be a circumferential width close to approximately 90 degrees within a range in which a winding can be interposed. For example, the circumferential width is 70 degrees or more.
In this configuration, by widening the circumferential angle at the tip of the yoke, the sensor output can be averaged to reduce the eccentric error, and the fluctuation of the sensor output due to the rotational vibration of the hub wheel can be suppressed.
この発明において、非磁性のリング部材の半径方向に軸心が沿う穴を複数個設け、中央に凸部を有する断面E形状の磁性体からなるヨークの前記凸部にコイル巻線を施した変位センサを、前記リング部材の穴に固着し、各ヨークの凸部を内方部材に対向させても良い。
この構成の場合、コイル巻線を個々のヨークに巻いておき、このコイルの巻かれたヨークをリング部材の穴に組付けることができる。そのため、巻線作業が簡単となり、またヨークの外方部材への取付け作業が簡易となる。
In this invention, a displacement is obtained by providing a plurality of holes along the radial center of the non-magnetic ring member in the radial direction and applying coil windings to the convex part of the yoke made of a magnetic material having an E-shaped cross section having a convex part at the center. The sensor may be fixed to the hole of the ring member, and the convex portion of each yoke may be opposed to the inner member.
In the case of this configuration, coil windings can be wound around individual yokes, and the yoke around which the coils are wound can be assembled in the hole of the ring member. Therefore, the winding work is simplified, and the attaching work of the yoke to the outer member is simplified.
この発明において、前記変位センサは、ハブ輪のフランジ面と転走面との間に形成されるハブ輪外径面に対向して、その隙間を測定した結果を元に荷重を検出するものとしても良い。
車輪用軸受にかかる車重の変化、あるいはコーナリング時に車輪取付フランジに上下方向のモーメント荷重等が加わると、車輪用軸受の転動体と転走面との接触面が移動してハブ輪は軸心が傾斜する。これにより、荷重センサの各ヨークと被検出部との隙間が変化する。このように変化するそれぞれの隙間の測定値から、車輪用軸受にかかる荷重を推測することができる。
In the present invention, the displacement sensor detects the load based on the result of measuring the gap facing the outer diameter surface of the hub wheel formed between the flange surface of the hub wheel and the rolling surface. Also good.
When the weight of the wheel bearing changes or when a vertical moment load is applied to the wheel mounting flange during cornering, the contact surface between the rolling element and the rolling surface of the wheel bearing moves, and the hub wheel is centered Tilts. Thereby, the clearance gap between each yoke of a load sensor and a to-be-detected part changes. The load applied to the wheel bearing can be estimated from the measured values of the gaps that change in this way.
この発明において、前記変位センサは、ハブ輪のフランジ側面と外方部材との隙間を測定した結果を元に荷重を検出するものとしても良い。
この構成の場合、ハブ輪のフランジに加わるモーメント荷重によって変化する変位が検出され、この変位から荷重が算出できる。
In the present invention, the displacement sensor may detect a load based on a result of measuring a gap between the flange side surface of the hub wheel and the outer member.
In the case of this configuration, a displacement that changes due to a moment load applied to the flange of the hub wheel is detected, and the load can be calculated from this displacement.
この発明において、前記内方部材が内径穴を有し、この内径穴に等速ジョイントのステム部を挿入して内方部材と等速ジョイントとを結合したものである場合に、前記等速ジョイントのステム部を、ハブ輪の前記内径穴の軸長よりも短いものとしても良い。
等速ジョイントのステム部がハブ輪内径穴長よりも短いものであると、一部が荷重センサの被検出部となるハブ輪の剛性を、強度に影響しない範囲で低減させることができる。これにより、ハブ輪2Aの軸心が傾斜しやすくなって、荷重センサの感度向上を図ることができる。
In this invention, when the inner member has an inner diameter hole, and the stem portion of the constant velocity joint is inserted into the inner diameter hole and the inner member and the constant velocity joint are combined, the constant velocity joint The stem portion may be shorter than the axial length of the inner diameter hole of the hub wheel.
If the stem portion of the constant velocity joint is shorter than the inner diameter hole length of the hub wheel, the rigidity of the hub wheel, a part of which becomes the detected portion of the load sensor, can be reduced within a range that does not affect the strength. Thereby, the axis of the
この発明において、前記変位センサは、前記密封手段の軸受内側に組込んでも良い。密封手段の内側に変位センサを組み込むと、環境的にも変位センサの経年変化が無いため、長年の使用にも耐えうる。 In this invention, the displacement sensor may be incorporated inside the bearing of the sealing means. If a displacement sensor is incorporated inside the sealing means, the displacement sensor will not change over time from the environment, and can withstand long-term use.
この発明の他の荷重センサ内蔵車輪用軸受は、複列の転走面を内周面に有する外方部材と、この外方部材の転走面と対向する複列の転走面を有する内方部材と、両転走面間に介在した複列の転動体とを備え、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受において、前記内方部材の端部に取付けられるエンコーダ、およびこのエンコーダに対向して前記外方部材の端部に取付けられる検出部を有する回転センサと、前記内方部材にスプライン嵌合する継手に対向して取り付けられる検出部を有する変位センサとを設けても良い。この場合に、前記外方部材の外径面に嵌合する嵌合筒部、および前記外方部材の端面に接して軸方向に位置決めされる側板部を有するセンサ取付部材を設け、このセンサ取付部材の前記側板部に、互いに対面する内側および外側の対向板部を設け、これら内,外の対向板部の間に前記回転センサおよび変位センサを挟み込み状態に取付けても良い。 Another load sensor built-in wheel bearing according to the present invention includes an outer member having a double row rolling surface on an inner peripheral surface, and an inner member having a double row rolling surface facing the rolling surface of the outer member. A wheel bearing comprising a side member and a double row rolling element interposed between both rolling surfaces and rotatably supporting the wheel with respect to the vehicle body, and an encoder attached to an end of the inner member; A rotation sensor having a detection portion attached to the end portion of the outer member facing the encoder and a displacement sensor having a detection portion attached facing the joint that is spline-fitted to the inner member are provided. Also good. In this case, a sensor mounting member having a fitting tube portion that fits on the outer diameter surface of the outer member and a side plate portion that is in axial contact with the end surface of the outer member is provided. The side plate portion of the member may be provided with inner and outer facing plate portions facing each other, and the rotation sensor and the displacement sensor may be sandwiched between the inner and outer facing plate portions.
この構成の場合、センサ取付部材に設けられた内外の対向板部の間に回転センサと変位センサを挟み込み状態に取付けたため、センサが外れる恐れがなく、取付けが確実で、信頼性の高いものとできる。センサ取付部材は、嵌合筒部で外方部材の外径面に嵌合し、側板部で外方部材の端面に接して軸方向に位置決めされるため、位置決めが簡単に精度良く行え、センサの位置決め精度が優れたものとできる。上記センサは、例えば、センサ素子を樹脂製等のセンサホルダ内に埋込んだものとされるが、このセンサホルダは、センサ取付部材とは別体に製作されてセンサ取付部材に取付けられる。そのため、種々異なるサイズの軸受部に取付ける場合に、センサ取付部材を軸受部のサイズに合わせたものとすることで対処できて、センサホルダ付きのセンサは同一のものを用いて種々異なるサイズの軸受部に対応できる。しがって、センサおよびセンサ取付部材からなるセンサユニットを低コストで製作できる。 In this configuration, the rotation sensor and the displacement sensor are sandwiched between the inner and outer opposing plate parts provided on the sensor mounting member, so there is no risk of the sensor coming off, and the mounting is reliable and reliable. it can. The sensor mounting member is fitted to the outer diameter surface of the outer member at the fitting tube portion, and is positioned in the axial direction by contacting the end surface of the outer member at the side plate portion. The positioning accuracy is excellent. The sensor is, for example, a sensor element embedded in a sensor holder made of resin or the like. The sensor holder is manufactured separately from the sensor mounting member and is attached to the sensor mounting member. Therefore, when mounting on bearing parts of different sizes, it can be dealt with by adjusting the sensor mounting member to the size of the bearing section. It can correspond to the part. Therefore, a sensor unit including the sensor and the sensor mounting member can be manufactured at low cost.
この発明において、前記内,外の対向板部の間に挟み込み状態に取付ける回転センサおよび変位センサを、いずれも軸受中心に対する鉛直方向の上下の位置、および水平方向の両側の位置に配置しても良い。
鉛直方向の上下、および水平方向の両側に変位センサを設けることで、車輪にかかる上下方向の荷重、および前後方向の荷重を共に検出することができる。
In the present invention, both the rotation sensor and the displacement sensor attached in a sandwiched state between the inner and outer opposing plate portions may be arranged at positions above and below in the vertical direction with respect to the bearing center and on both sides in the horizontal direction. good.
By providing displacement sensors on both the vertical and horizontal sides, it is possible to detect both the vertical load and the longitudinal load on the wheel.
この発明において、変位センサを複数個設け、これら複数個の変位センサのうち少なくとも一個を、回転センサとを一緒に樹脂モールドしても良い。
変位センサと回転センサとを一緒に樹脂モールドすることで、部品点数,組立工数の増大を回避しながら、変位センサと回転センサの両方を設けることができる。
In the present invention, a plurality of displacement sensors may be provided, and at least one of the plurality of displacement sensors may be resin-molded together with the rotation sensor.
By resin-molding the displacement sensor and the rotation sensor together, both the displacement sensor and the rotation sensor can be provided while avoiding an increase in the number of parts and the number of assembly steps.
この発明の荷重センサ内蔵車輪用軸受は、複列の転走面を内周面に有する外方部材と、車輪取付用のフランジが形成されたハブ輪を有しかつ前記外方部材の転走面と対向する複列の転走面を有する内方部材と、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の両端を密封する密封手段とを備え、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受において、前記ハブ輪のフランジと転動体との間に位置して、外方部材と内方部材との隙間を測定する変位センサを周方向に複数個配置したため、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できる。 A wheel sensor built-in wheel bearing according to the present invention includes an outer member having a double-row rolling surface on an inner peripheral surface, a hub wheel formed with a wheel mounting flange, and the outer member rolling. An inner member having a double-row rolling surface facing the surface, a double-row rolling element interposed between both rolling surfaces, and a sealing means for sealing both ends of the outer member and the inner member, In a wheel bearing for rotatably supporting a wheel with respect to a vehicle body, a displacement sensor that is positioned between the flange of the hub wheel and a rolling element and measures a gap between an outer member and an inner member is arranged in a circumferential direction. Therefore, a load sensor can be installed on the vehicle in a compact manner, and the load applied to the wheels can be detected stably.
この発明の他の荷重センサ内蔵車輪用軸受は、複列の転走面を内周面に有する外方部材と、この外方部材の転走面と対向する複列の転走面を有する内方部材と、両転走面間に介在した複列の転動体とを備え、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受において、前記内方部材の端部に取付けられるエンコーダ、およびこのエンコーダに対向して前記外方部材の端部に取付けられる検出部を有する回転センサと、前記内方部材にスプライン嵌合する継手に対向して取り付けられる検出部を有する変位センサとを設け、前記外方部材の外径面に嵌合する嵌合筒部、および前記外方部材の端面に接して軸方向に位置決めされる側板部を有するセンサ取付部材を設け、このセンサ取付部材の前記側板部に、互いに対面する内側および外側の対向板部を設け、これら内,外の対向板部の間に前記回転センサおよび変位センサを挟み込み状態に取付けたため、回転と荷重との両方が測定でき、かつセンサが外れる恐れがなく、取付けが確実で、信頼性の高いものとできる。 Another load sensor built-in wheel bearing according to the present invention includes an outer member having a double row rolling surface on an inner peripheral surface, and an inner member having a double row rolling surface facing the rolling surface of the outer member. A wheel bearing comprising a side member and a double row rolling element interposed between both rolling surfaces and rotatably supporting the wheel with respect to the vehicle body, and an encoder attached to an end of the inner member; A rotation sensor having a detection portion attached to the end of the outer member facing the encoder, and a displacement sensor having a detection portion attached facing the joint that is spline-fitted to the inner member, A sensor mounting member having a fitting tube portion that fits to the outer diameter surface of the outer member and a side plate portion that is positioned in the axial direction in contact with the end surface of the outer member is provided, and the side plate of the sensor mounting member The inner and outer pairs facing each other Since the plate part is provided and the rotation sensor and displacement sensor are sandwiched between the inner and outer opposing plate parts, both rotation and load can be measured, and there is no risk of the sensor coming off, so installation is reliable. Therefore, it can be made highly reliable.
この発明の第1の実施形態を図1ないし図4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18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18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。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The load sensor built-in wheel bearing of this embodiment is a third generation type inner ring rotating type and is an example applied to a wheel bearing for driving wheel support. In this specification, the side closer to the outer side in the vehicle width direction of the vehicle when attached to the vehicle is referred to as the outboard side, and the side closer to the center of the vehicle is referred to as the inboard side. In FIG. 1A, the left side is the outboard side and the right side is the inboard side.
In FIG. 1 (A), this wheel bearing 18 has an
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。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て、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。
The
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の内径穴29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部14が挿通され、ワッシャ15を介してボルト16を前記ステム部14の中央に設けられたねじ孔14aに螺合させることで、等速ジョイント外輪13aがハブ輪2Aに連結される。前記ワッシャ15は、ハブ輪2Aの内径穴29におけるアウトボード側に形成された段差面2eに当接するように配置され、このワッシャ15に挿通されるボルト16を前記ステム部14のねじ孔14aに螺合させることで、等速ジョイント外輪13aがハブ輪2Aに対してアウトボード側に押し付けられて連結される。なお、ワッシャ15は図示しないボルトによりハブ輪2Aに固定して回転できないようにしても良い。
The
ハブ輪2Aの内径穴29のうち、車輪取付フランジ2aに対応する位置よりインボード側にはスプライン溝2bが形成されており、このスプライン溝2bにステム部14の外周面に形成されたスプライン溝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、アウトボード側のシール7のリップ部7aは、車輪取付フランジ2aの側面2cに摺接することでシール性が確保される。また、等速ジョイント外輪13aにおけるハブ輪2Aとの軸方向係合面13aaと、この軸方向係合面13aaに対向する前記内輪2Bの幅面との間にはOリング17が介装され、これによりスプライン溝2b,14bの結合部に水分や異物が入ることを防止している。
A
車輪用軸受18の車輪取付フランジ2aとアウトボード側の転走面4,5とで挟まれる空間体に、荷重センサ9が配置されている。荷重センサ9は、検出部である変位センサ10と、ハブ輪2Aの前記変位センサ10で検出される被検出部11とからなり、ハブ輪2Aが荷重によって傾斜することを検出して荷重を推定処理するものとされている。変位センサ10は、複数のヨーク10aとコイル巻線10bとからなり、外方部材1の内径面に圧入等で固着されている。また、変位センサ10のヨーク10aの先端が対向するハブ輪2Aの円周部全体を被検出部11として用い、被検出部11の表面は研削等が施され回転振れが少なくなるように同軸度等を管理して製作される。荷重センサ9はシール7の軸受内側に組込まれている。これにより、荷重センサ9は水分やゴミ等の付着が無く、環境的に良い状態に保たれるため、長年の使用にも耐え得る。
The
図2は、荷重センサ9の断面を模式的に表したものである。荷重センサ9の変位センサ10は、ヨーク10aにコイル10bを巻回したリラクタンス型のものであり、周方向に複数個(ここでは10A〜10Dの4個)配置されている。各変位センサ10A〜10Dのヨーク10a1〜10a4は、磁性体からなるリング板10cの上下左右の4箇所に、内径側に向けて突出して一体形成されており、互いに機械角で90度だけ隔てた位置となっている。これらのヨーク10a1〜10a4に、各コイル10b1〜10b4がそれぞれ巻回されている。コイル10b1〜10b4の巻線処理は、隣り合うヨークの極性が互いに異なるようになされる。コイル巻線10bはヨーク10aに直接巻いても良いが、図示しない樹脂ボビンを介在させても良い。
FIG. 2 schematically shows a cross section of the
車輪用軸受18に荷重が印加されていない状態において、各ヨーク10a1〜10a4の先端は、被検出部11との隙間がほぼ同じとなるように設定される。なお、前記リング板10cおよびヨーク10aを構成する磁性体部品は、ケイ素鋼鈑を積層したものであっても構わない。あるいはS10C,SS400パーマロイ,フェライト等の透磁率の高い磁性体でも構わない。
In a state where no load is applied to the wheel bearing 18, the tips of the
図1(A)に示すように、荷重センサ9の変位センサ10からはケーブル19が引き出される。このとき、図1(B)に平面図で示すように、外方部材1のアウト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を合わせてから変位センサ10を圧入することで、ケーブル19に邪魔されることなく変位センサ10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(例えばゴム材)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、さらに接着剤や熱溶着等の熱固着を用いても良い。この処理の後で、シール7の金属環7b(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7b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。また、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した場合には、防水効果をより一層高めることができる。さらに他の防水対策として、シール7の金属環7b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。なお、ケーブル19の引き出し方法やシール処理はこれに限定されるものではない。
As shown in FIG. 1A, the
前記等速ジョイント外輪13aのステム部14は、ハブ輪2Aの内径穴29の長さよりも短いものとし、ハブ輪2Aの内径穴29におけるステム部14のスプライン結合部よりもアウトボード側の部分2dは、スプライン溝2bの形成部内径よりも大径としてある。これにより、一部が荷重センサ9の被検出部11となるハブ輪2Aの剛性を、強度に影響しない範囲で低減させている。この構造により、ハブ輪2Aの軸心が傾斜しやすくなって、荷重センサ9の感度向上を図ることができる。
The
図3に、上記荷重センサ9の検出回路例を示す。ここでは、車輪用軸受18に上下方向の荷重が加わった場合の荷重検出を例として説明する。この検出回路は、コイル10b1と抵抗とからなる第1の直列回路22と、コイル10b3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る。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10b1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10b3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。この出力はハブ輪2Aにかかる荷重またはモーメント荷重を検出したものとなる。
なお、直列回路22,23の代わりに、図4に示すようにコンデンサ28とコイル10b1(10b3)との共振回路を用いても良い。この例では整流器25の部分をダイオードで、ローパスフィルタ26の部分を平滑用コンデンサでそれぞれ代用している。このように共振回路を用いた方が、変位検出の感度を高くすることが可能である。
FIG. 3 shows a detection circuit example of the
Instead of the
次に、上記構成の車輪用軸受18における荷重検出動作を説明する。車輪用軸受18にかかる車重の変化、あるいはコーナリング時に車輪取付フランジ2aに上下方向のモーメント荷重等が加わると、車輪用軸受18の転動体3と転走面4,5との接触面が移動してハブ輪2Aは軸心が傾斜する。このとき、荷重センサ9におけるヨーク10a1,10a3を車体上下方向に合わせて外方部材1に固着しておけば、ヨーク10a1と被検出部11との隙間が大きくなったときに、これと180度対向した位置に設けられるヨーク10a3と被検出部11との隙間は減少する。それぞれの隙間変化を、対応するコイル10b1、10b3を用いて図3または図4に示す回路で処理すれば、ハブ輪2Aの傾斜角から車輪用軸受18にかかる荷重を推測できる。
Next, the load detection operation in the wheel bearing 18 having the above configuration will be described. When the vehicle load on the wheel bearing 18 changes or when a moment load in the vertical direction is applied to the
また、これとは90度回転した方向、つまり、タイヤの設置面と平行な方向のモーメントが車輪取付フランジ2aに加わった場合にも、コイル10b2、10b4を用いて同様の処理を行えば、水平方向の荷重あるいはモーメント荷重を測定できる。
また、このように180度対向した位置の2つの変位センサ10A,10C(10B,10D)の出力差を取ることで、ハブ輪2Aの偏心による出力変動をキャンセルし、かつ感度を2倍に向上できる。
In addition, even when a moment in a direction rotated 90 degrees, that is, in a direction parallel to the tire installation surface is applied to the
Further, by taking the output difference between the two
このように、この実施形態の荷重センサ内蔵車輪用軸受では、内方部材2のハブ輪2Aの車輪取付フランジ2aと転動体3との間に位置して、外方部材1と内方部材2との隙間を測定する変位センサ10を周方向に複数個配置したため、車両にコンパクトに荷重センサ9を設置できて、車輪にかかる荷重を安定して検出できる。また、シール7の軸受内側に変位センサ10を組み込むことができるので、環境的にも変位センサ10の経年変化が無く、長年の使用にも耐えうる。
Thus, in the wheel sensor built-in wheel bearing of this embodiment, the
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(電気制御ユニット)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。ここで得られる荷重出力は情報としてECUに取込まれ、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も応用が可能となる。
The electrical processing by the detection circuit may be performed on a circuit board (not shown) provided on the
図5および図6は、図2における荷重センサ9の他の構成例を示したものであり、荷重の検出方法は図2の例と同じである。図5では、磁性体のリング板10cに、機械角で90度以下の間隔(ここでは30度)で周方向に並ぶ複数個のヨーク10a11〜10a13、10a21〜10a23、10a31〜10a33、10a41〜10a43を内径側に突出させて一体形成している。これらのヨークに、コイル10b11〜10b13、10b21〜10b23、10b31〜10b33、10b41〜10b43を、それぞれ巻回している。1組のヨーク10a11〜10a13と、これらのヨークに巻回されるコイル10b11〜10b13とで1つの変位センサ10Aが構成され、コイル10b11〜10b13の巻線は接続して1つのコイルとして処理される。これと同様に、他の1組のヨーク10a21〜10a23と、これらのヨークに巻回されるコイル10b21〜10b23とで他の1つの変位センサ10Bが構成され、コイル10b21〜10b23の巻線は接続して1つのコイルとして処理される。また、他の1組のヨーク10a31〜10a33と、これらヨークに巻回されるコイル10b31〜10b33とで他の1つの変位センサ10Cが構成され、コイル10b31〜10b33の巻線は接続して1つのコイルとして処理される。また、他の1組のヨーク10a31〜10a33と、これらヨークに巻回されるコイル10b31〜10b33とで他の1つの変位センサ10Cが構成され、コイル10b31〜10b33の巻線は接続して1つのコイルとして処理される。他の1組のヨーク10a41〜10a43と、これらヨークに巻回されるコイル10b41〜10b43とで他の1つの変位センサ10Dが構成され、コイル10b41〜10b43の巻線は接続して1つのコイルとして処理される。
5 and 6 show another configuration example of the
このように、この荷重センサ9では、1つの変位センサ10が被検出部11と対向する周方向範囲を増やすことで、ハブ輪2Aの回転振れに伴うセンサ出力の変動を抑制している。
As described above, in this
図6では、図2に示す荷重センサ9の構成において、各1つのヨーク10a1〜10a4の被検出部11と対向する周方向幅を広く取ったものであり、図5の場合と目的は同じである。この場合、各ヨーク10a1〜10a4の周方向幅は、90度以下で、かつ隣合うヨーク間に巻線が可能な範囲で略90度に近い周方向幅、例えば70度程度以上とされる。
このようにヨーク10a1〜10a4の先端の周方向角度を広く取ることで、センサ出力を平均化して偏心誤差の低減を図れる。
In FIG. 6, in the configuration of the
In this way, by widening the circumferential angle of the tips of the yokes 10a1 to 10a4, it is possible to average the sensor output and reduce the eccentric error.
図7および図8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は、図1〜図6に示した第1の実施形態において、荷重センサ9の変位センサ10を、これに代えて図8に示す変位センサ30(ここでは30A〜30Dの4個)としたものである。
この例では、非磁性のリング部材31の機械角で90度だけ隔てた位置となる上下左右の4箇所に、径方向に貫通する複数個の貫通孔31aが設けてある。前記各変位センサ30(30A〜30D)は、これらの貫通孔31aにそれぞれ挿入固定した磁性体からなる円筒状ヨーク30a(30a1〜30a4)と、各ヨーク30aに巻回したコイル30b(30b1〜30b4)とでそれぞれ構成される。
7 and 8 show another embodiment of the present invention. The load sensor built-in wheel bearing of this embodiment is different from the first embodiment shown in FIGS. 1 to 6 in that the
In this example, a plurality of through
円筒状ヨーク30aは、貫通孔31aの軸心と同軸でハブ輪2Aの外径面の被検出部11に対向する軸心部を有する断面E形状の磁性体からなり、この軸心部にコイル30bが巻回される。この荷重センサ9Aによる荷重の検出方法は、第1の実施形態の場合と同じである。また、この場合も、図5の荷重センサ9と同様に、周方向に並ぶ変位センサ30の数を増やして複数組に分け、各組の複数のコイル30bの巻き線を接続して1つのセンサコイルとして処理しても良い。
The
図9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は、図1〜図6に示した第1の実施形態におけるラジアル型とした荷重センサ9に代えて、アキシアル型の荷重センサ9Bを用いたものである。この例の荷重センサ9Bは、外方部材1のアウトボード側端部に設けた検出部である変位センサ40と、この変位センサ40が軸方向に対向する車輪取付ブランジ2aのインボード側に向く側面2c上の被検出部41とで構成され、外方部材1と被検出部41との隙間変化を測定する構成としている。変位センサ40は、磁性体からなるリング板40cの周方向の複数箇所(例えば機械角で90度隔てた4か所)に、前記被検出部41と一定の間隔を保って対向するように軸方向に突出させて一体形成した複数のヨーク40aと、これらのヨーク40aにそれぞれ巻回された複数のコイル40bとからなる。この荷重センサ9Bによる荷重の検出方法は第1の実施形態における荷重センサ9の場合と同じであり、車輪取付フランジ2aに加わるモーメント荷重によって生じる変位を検出することで荷重を算出する。
FIG. 9 shows still another embodiment of the present invention. The load sensor built-in wheel bearing of this embodiment uses an axial
図10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は、図9に示した実施形態において、等速ジョイント13と車輪用軸受18との結合構成を変えたものである。この実施形態では、等速ジョイント外輪13aのステム部14の先端に設けた雄ねじ部14cにナット42を螺合させることで、等速ジョイント外輪13aがハブ輪2Aに締結固定されている。ハブ輪2Aの内径穴29のスプライン溝2bは、インボード側端からアウトボード側の車輪取付フランジ2aの相当位置まで形成されている。このスプライン溝2bにステム部14の外周面に形成されたスプライン溝14bがスプライン嵌合する。なお、センサ感度の観点からは、車輪取付フランジ2aの径方向中心部にステム部14が無い第1の実施形態の場合の構造の方が、モーメント荷重による変形量が大きくなって好ましい。また、この実施形態では、図9に示した実施形態での荷重センサ9Bが用いられているが、図1〜図6に示した第1の実施形態での荷重センサ9を用いても、図7および図8に示した他の荷重センサ9Aを用いても良い。
FIG. 10 shows still another embodiment of the present invention. The load sensor built-in wheel bearing of this embodiment is obtained by changing the coupling configuration of the constant velocity joint 13 and the wheel bearing 18 in the embodiment shown in FIG. In this embodiment, the constant velocity joint
図11および図12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は、図10に示した実施形態において、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の接合面13aaと、等速ジョイント外輪13aのステム部14の雄ねじ部14cに螺合するナット42とで内輪2Bを軸方向に締め付け固定するようにしている。等速ジョイント外輪13aの上記接合面13aaは、図10の実施形態においてハブ輪2Aの加締部2Aaに当接していた部分であり、前記ナット42の締め付けで前記接合面13aa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。
11 and 12 show still another embodiment of the present invention. The load sensor built-in wheel bearing according to this embodiment is different from the embodiment shown in FIG. 10 in that the
また、この実施形態では、図10の実施形態における荷重センサ9Bに代えて、車輪用軸受18のインボード側端部に回転センサ43および荷重センサ9が設けられる。回転センサ43は、エンコーダ44と検出部45とでなる。荷重センサ9は、等速ジョイント外輪13aの前記接合面13aaに隣接するインボード側の外径面からなる被検出部11Aと、この被検出部11Aに対して径方向に対向する変位センサ10とからなる。変位センサ10の構成は、例えば図1〜図6に示す第1の実施形態における荷重センサ9の変位センサ10と同じである。
Moreover, in this embodiment, it replaces with the
回転センサ43のエンコーダ44は、内方部材2のインボード側端部外周に取付けられる。エンコーダ44は磁気エンコーダからなり、断面L字状の環状芯金44aの側板部に多極磁石44bを設けたものとされている。エンコーダ44は、芯金44aの円筒部を内輪2Bの外周に圧入することにより、内方部材2に取付けられている。多極磁石44bは円周方向に交互に磁極N,Sを形成した部材であり、ゴム磁石、プラスチック磁石、または焼結磁石などからなる。エンコーダ44は、この実施形態では、インボード側のシール8の構成部品を兼ねており、前記多極磁石44bに外方部材1の内径面に摺接するリップ部が一体に形成されている。
The
回転センサ43の検出部45は、エンコーダ44に対して軸方向に対向配置されてエンコーダ44の磁界を検出する磁気センサであり、センサ取付部材46を介して外方部材1に取付けられる。検出部45は、荷重センサ9の変位センサ10と共に樹脂製等のセンサホルダ47内に埋め込まれる。センサホルダ47は、本体部47aから後方に延びるコードカバー部47bを有し、このコードカバー部47bの先端から、コード48が延びている。
The
センサ取付部材46は、外方部材1の外径面に嵌合する嵌合筒部46a、および外方部材1の端面に接して軸方向に位置決めされる側板部46bを有する。この側板部46bに、互いに対面する内側および外側の対向板部51,52が設けられ、これら内外の対向板部51,52の間に上記センサホルダ47が挟み込み状態に取付けられている。センサホルダ47は、センサ取付部材46とは別体に製作されて、センサ取付部材46に取付けられる。センサ取付部材46は、互いに内外に重なった2枚の金属板製の内板49および外板50からなる。前記側板部46bの内外の対向板部51,52は、内板49および外板50の全周に構成され、これら対向板部51,52とその外周縁間を繋ぐ外板50の円筒状部分とによって、側板部46bは、半径方向に沿う断面形状がコ字状の中空二重板に形成されている。なお、側板部46bの周方向の一部のみに対向板部51,52を設けても良い。内板49および外板50は、いずれも板金のプレス加工品からなる。
The
センサ取付部材46の外方部材1への取付けは、嵌合筒部46aを外方部材1の外径面に圧入することで行われる。嵌合筒部46aの内径面には、ゴム等からなるシート状の弾性体53が固着され、この弾性体53の内径面の係止部が、外方部材1の外径面の係合溝に係合することで、センサ取付部材46の抜け止めが図られている。
The
センサ取付部材46の内外の対向板部51,52は、センサホルダ本体部47aを内外に貫通させるセンサ取付開口51a,52aを有し、回転センサ43の検出部45は、内側の対向板部51のセンサ取付開口51aを挟んで前記エンコーダ44と軸方向に対向する位置に配置される。荷重センサ9の変位センサ10はセンサ取付部材46の側板部46bの内周縁側に配置される。センサ取付部材46の内板49と外板50との間にはゴム材等からなる弾性体54が挟み込まれている。この弾性体54はシート状とされ、側板部46bにおいては、センサホルダ47と外側の対向板部52との間に介在する。弾性体54の内周縁部は外側の対向板部52の外面を覆うように設けられ、この弾性体内周縁部に、等速ジョイント外輪13aの軸方向に向く段差面13abに摺接するリップ54aが設けられている。前記段差面13abは、内方部材2の内輪2Bの端面を押し付ける接合面13aaより外径側に位置している。これら接合面13aaおよび段差面13abにより、等速ジョイント外輪13aの外周面が階段状に形成されている。
The opposing
回転センサ43の検出部45、および荷重センサ9の変位センサ10(ここでは10A〜10Dの4個)は、上記センサホルダ47において、図11におけるA−A矢視断面図を示す図12のように配置される。すなわち、回転センサ43の検出部45は周方向の上部に配置され、荷重センサ9の変位センサ10A〜10Dは、上下左右の各位置(機械角で90度隔てた位置)に配置される。回転センサ43の検出部45は、軸受中心に対する鉛直方向において、変位センサ10Aよりも上位置に配置される。また、センサホルダ47内における検出部45および各変位センサ10A〜10Dの設置部相互間にはシール用弾性体55が充填され、その外周側に検出部45や各変位センサ10A〜10Dのリード線を配線するリード線配線路56が確保されている。
The
なお、この実施形態では、荷重センサ9の4個の変位センサ10A〜10Dを、回転センサ43の検出部45と共にセンサホルダ47内に埋め込んだ場合を示したが、変位センサ10A〜10Dの一部、例えば回転センサ43の検出部45と同位置に配置される変位センサ10Aだけを回転センサ43の検出部45と共にセンサホルダ47内に埋め込むようにしても良い。
In this embodiment, the four
この構成の荷重センサ内蔵車輪用軸受では、荷重センサ9の変位センサ10が、変位センサ10の先端と、被検出部11Aである等速ジョイント外輪13aの外径面との隙間変化を、車輪用軸受に加わる荷重として検出する。また、回転センサ43の検出部45が、エンコーダ44の磁極変化を、車輪の回転として検出する。
In the wheel bearing with built-in load sensor of this configuration, the
この構成の場合、センサ取付部材46に設けられた内外の対向板部51,52の間に、回転センサ43の検出部45と、荷重センサ9の変位センサ10とが挟み込み状態に取付けられるため、検出部45や変位センサ10が外れる恐れがなく、取付けが確実で、信頼性の高いものとできる。センサ取付部材46は、嵌合筒部46aで外方部材1の外径面に嵌合し、側板部46bで外方部材1の端面に接して軸方向に位置決めされるため、位置決めが簡単に精度良く行え、検出部45や変位センサ10の位置決め精度が優れたものとできる。回転センサ43の検出部45、および荷重センサ9の変位センサ10は、センサ素子を樹脂製等のセンサホルダ47内に埋込んだものとされるが、このセンサホルダ47は、センサ取付部材46とは別体に製作されてセンサ取付部材46に取付けられる。そのため種々異なるサイズの軸受部に取付ける場合に、センサ取付部材46を軸受部のサイズに合わせたものとすることで対処できて、センサホルダ47付きのセンサは同一のものを用いて種々異なるサイズの軸受部に対応できる。しがって、センサ(検出部45,変位センサ10)およびセンサ取付部材46からなるセンサユニットを低コストで製作できる。
In the case of this configuration, the
また、センサ取付部材46は、互いに内外に重なった2枚の金属板の内板49および外板50からなるものであるため、センサホルダ47をセンサ取付部材46に挟み込む作業が簡単に行える。
センサ取付部材46の側板部46bの内側面にはセンサ取付開口51aが設けられているため、この側板部46bを介することなく回転センサ43の検出部45をエンコーダ44に直接に対向させることができる。またセンサ取付部材46の側板部46bの外側面にセンサ取付開口52aが設けられているため、外側へ配線を引き出すことが容易である。これらセンサ取付開口51a,52aが設けられていると、このセンサ取付開口51a,52aにセンサホルダ47の回転センサ43の外周を嵌合させることなどで、軸受部の径方向や円周方向に対する回転センサ43の位置決めを行うことも可能である。
In addition, the
Since the
なお、センサ取付部材46の外面側の対向板部52とセンサホルダ47との間には弾性体53を介在させているが、内面側の対向板部51とセンサホルダ47との間に弾性体(図示せず)を介在させても良い。これらのように弾性体を介在させることで、センサ取付部材46にセンサホルダ47をがたつきなく、また無理な挟み付け力を生じさせることなく、安定して取付けることができる。
Although an
前記弾性体53は、内方部材2とセンサ取付部材46との間を密封するシールを兼ねるものとしても良い。例えば、前記弾性体53の内周縁が内方部材2の外周面に摺接するように弾性体53を構成する。この場合、弾性体53をセンサの安定取付とシール手段とに兼用できて、部品点数を増やすことなく、シール性を高めることができる。また、このように弾性体53で内方部材2とセンサ取付部材46との間を密封することで、エンコーダ44とその検出部45との間に異物を噛み込むことがなく、路面からの石跳ねによってエンコーダ44とその検出部45との間に挟み込むことが防止される。なお、これららの作用効果は、外側の対向板部52側に設けた弾性体53に限らず、内側の対向板部51に弾性体(図示せず)を設ける場合にも、上記弾性体53と同様の各作用効果が得られる。
The
図13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は、図11および図12に示す実施形態において、等速ジョイント外輪13aにおけるステム部14のインボード側端の外周に、ハブ輪2Aにおける内径穴29のインボード側端のスプライン溝2bの非形成内径面2fに嵌合するガイド面13acが形成されている。
FIG. 13 shows still another embodiment of the present invention. In the embodiment shown in FIG. 11 and FIG. 12, the bearing for a wheel with a built-in load sensor of this embodiment is provided with an
このように、ハブ輪内径穴29のスプライン溝非形成内径面2fと等速ジョイント外輪ステム部14のガイド面13acとを嵌合させることにより、荷重センサ9の被検出部11Aとされる等速ジョイント外輪13aがスプライン嵌合のがたにより偏心するのを防止でき、より精度の高い荷重検出が可能となる。
In this way, by fitting the spline groove non-formed inner diameter surface 2f of the hub wheel
1…外方部材
2…内方部材
2A…ハブ輪
2a…車輪取付フランジ
3…転動体
4,5…転走面
7,8…シール
9,9A,9B…荷重センサ
10…変位センサ
10a…ヨーク
10b…コイル
10c…リング板
11,11A…被検出部
13a…等速ジョイント外輪
14…ステム部
29…ハブ輪の内径穴
30…変位センサ
30a…円筒状ヨーク
30b…コイル
31…リング部材
31a…貫通孔
43…回転センサ
44…エンコーダ
45…検出部
46…センサ取付部材
46a…嵌合筒部
46b…側板部
51,52…対向板部
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記ハブ輪のフランジと転動体との間に位置し、車輪用軸受に作用する荷重を検出する手段として、外方部材と内方部材との隙間を測定する変位センサを周方向に1個または複数個配置したことを特徴とする荷重センサ内蔵車輪用軸受。 An outer member having a double row rolling surface on the inner peripheral surface, and a double row rolling surface having a hub wheel formed with a wheel mounting flange and facing the rolling surface of the outer member. An inner member, a double row rolling element interposed between both rolling surfaces, and a sealing means for sealing both ends of the outer member and the inner member, and rotatably supporting the wheel with respect to the vehicle body. In wheel bearings,
As a means for detecting a load acting between the flange of the hub wheel and the rolling element and acting on the wheel bearing, one displacement sensor for measuring a gap between the outer member and the inner member is provided in the circumferential direction. A load bearing built-in wheel bearing, wherein a plurality of wheels are arranged.
前記内方部材の端部に取付けられるエンコーダ、およびこのエンコーダに対向して前記外方部材の端部に取付けられる検出部を有する回転センサと、
前記内方部材にスプライン嵌合する継手に対向して取り付けられる検出部を有する変位センサとを設け、
前記外方部材の外径面に嵌合する嵌合筒部、および前記外方部材の端面に接して軸方向に位置決めされる側板部を有するセンサ取付部材を設け、このセンサ取付部材の前記側板部に、互いに対面する内側および外側の対向板部を設け、これら内,外の対向板部の間に前記回転センサおよび変位センサを挟み込み状態に取付けた荷重センサ内蔵車輪用軸受。 An outer member having a double row rolling surface on the inner peripheral surface, an inner member having a double row rolling surface facing the rolling surface of the outer member, and a compound interposed between the rolling surfaces. In a wheel bearing comprising a row of rolling elements and rotatably supporting the wheel with respect to the vehicle body,
An encoder attached to the end of the inner member, and a rotation sensor having a detection portion attached to the end of the outer member opposite to the encoder;
A displacement sensor having a detection unit attached to a joint that is spline-fitted to the inner member;
A sensor mounting member having a fitting tube portion that fits to the outer diameter surface of the outer member and a side plate portion that is positioned in the axial direction in contact with the end surface of the outer member is provided, and the side plate of the sensor mounting member The load sensor-equipped wheel bearing is provided with inner and outer facing plate portions facing each other, and the rotation sensor and the displacement sensor are sandwiched between the inner and outer facing plate portions.
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