JP2008303892A - センサ付車輪用軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】 外方部材の車体取付用フランジとナックルとの接触面間に生じる滑りを防止でき、車輪にかかる荷重を精度良く検出できるセンサ付車輪用軸受を提供する。
【解決手段】 この車輪用軸受は、外方部材１と内方部材２の間に複列の転動体５が介在し、前記外方部材および内方部材のうちの固定側部材の外周に車体取付用フランジ１ａを有する。この車体取付用フランジ１ａの円周方向の複数箇所にボルト孔１４が設けられ、このボルト孔１４に挿通されたナックルボルト１８により、前記車体取付用フランジ１ａがナックル１６に取付けられる。前記車体取付用フランジ１ａは、各ボルト孔１４が設けられた円周方向分部が他の部分よりも外径側へ突出した突片１ａａとされる。少なくても隣り合う２つの前記突片１ａａ間は架橋部材２１で連結される。前記外方部材１の歪みを検出して、その検出値により車輪用軸受の予圧量、またはタイヤと路面間の作用力を推定する荷重検出手段１９が設けられる。
【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センサ付車輪用軸受に関する。

自動車の各車輪にかかる荷重を検出する技術として、車輪用軸受の外輪フランジの外径面の歪みを検出することにより荷重を検出するセンサ付車輪用軸受が提案されている（例えば特許文献１）。また、固定輪のフランジ部と外径部にわたってＬ字型部材からなる歪み拡大機構を取付け、その歪み拡大機構の一部に歪みゲージを貼り付けた車輪用軸受が提案されている（例えば特許文献２）。
特開２００２−０９８１３８号公報 特開２００６−０７７８０７号公報

特許文献１に開示の技術では、固定輪のフランジ部の変形により発生する歪みを検出している。しかし、固定輪のフランジ部の変形には、フランジ面とナックル面の間に、静止摩擦力を超えた場合に滑りが伴うため、繰返し荷重を印加すると、出力信号にヒステリシスが発生するといった問題がある。
例えば、車輪用軸受に対してある方向の荷重が大きくなる場合、固定輪フランジ面とナックル面の間は、最初は荷重よりも静止摩擦力の方が大きいため滑らないが、ある大きさを超えると静止摩擦力に打ち勝って滑るようになる。その状態で荷重を小さくしていくと、やはり最初は静止摩擦力により滑らないが、ある大きさになると滑るようになる。その結果、この変形が生じる部分で荷重を推定しようとすると、出力信号に図１２のようなヒステリシスが生じる。
また、特許文献２に開示の技術においても、Ｌ字型部材からなる歪み拡大機構のフランジ面に固定されている部位が、フランジ面とナックル面の摩擦（滑り）の影響を受けるため、上記と同様の問題が生じる。

この発明の目的は、外方部材の車体取付用フランジとナックルとの接触面間の滑りを防止でき、車輪にかかる荷重を精度良く検出できるセンサ付車輪用軸受を提供することである。

この発明のセンサ付車輪用軸受は、複列の転走面が内周に形成された外方部材と、この転走面と対向する転走面を外周に形成した内方部材と、両部材の対向する転走面間に介在した複列の転動体とを備え、前記外方部材および内方部材のうちの固定側部材の外周に、ナックルへ取付ける車体取付用のフランジを有し、このフランジの円周方向の複数箇所にボルト孔が設けられ、上記フランジは、各ボルト孔が設けられた円周方向部分が他の部分よりも外径側へ突出した突片とされた車輪用軸受において、少なくても隣り合う２つの前記突片を連結する架橋部材と、前記外方部材の歪みを検出してその検出値により車輪用軸受の予圧量またはタイヤと路面間の作用力を推定する荷重推定手段を設けたことを特徴とする。
この構成によると、車体取付用のフランジの隣り合う２つの突片を架橋部材で連結したので、突片における剛性が高くなる。そのため、上記フランジとナックルとの間の滑り、特に接触面に沿う方向の滑りが抑制される。この相対滑りの減少により、荷重検出手段の出力信号のヒステリシスを小さくすることができ、これにより、荷重推定手段により、車輪用軸受の予圧量やタイヤと路面間の作用力を精度良く検出することができる。なお、荷重推定手段に上記ヒステリシスを補正する補正手段を設けておけば、より一層正確に、上記予圧量や作用力を正確に検出することができる。

この発明において、前記架橋部材をリング状部材とし、前記突片のうちの２つ以上の突片に固定しても良い。
架橋部材をリング状部材とすることにより、１つの架橋部材で、車体取付用フランジのすべての車体取付用ボルト孔の周辺での滑りを減少させることができる。その結果、フランジにおける様々な場所に歪みセンサを設けても、これらの歪みセンサからヒステリシスの小さい出力信号を得ることができ、車輪用軸受に印加される様々な方向の荷重を正確に推定することができる。

この発明において、前記荷重推定手段は、前記外方部材に対して直接にまたは間接的に接触固定される接触固定部を２つ以上有する歪み発生部材、およびこの歪み発生部材の歪みを検出するセンサからなるセンサユニットを有するものとしても良い。
前記歪み発生部材を設けると、外方部材の小さい歪みが歪み発生部材で拡大され、この歪み発生部材の歪みがセンサで検出される。そのため、外方部材のわずかな歪みも感度良く検出できる。また、センサユニットを車輪用軸受とは別に製作できるため、組立性も良い。

前記センサユニットを設ける場合に、このセンサユニットは、少なくても１つの接触固定部を前記架橋部材に固定し、別の接触固定部を前記外方部材に固定しても良い。
この構成の場合、センサユニットを、変形量が小さい部分となる架橋部材と、大きい部分となる外方部材とに跨がって固定することになるので、センサユニットの歪み発生部材に歪みが発生し易くなり、荷重をさらに感度良く検出することができる。

この構成の場合に、前記センサユニットは、第１の接触固定部と第２の接触固定部を有し、第１の接触固定部は前記架橋部材に対して、前記架橋部材を固定する突片間の中央部に固定し、第２の接触固定部は第１の接触固定部と径方向に同位相となるように外方部材に固定しても良い。
上記のように、架橋部材と外方部材とにセンサユニットを固定することで、歪み発生部材に歪みが発生し易くなる。この場合に、フランジの突片のナックル接触面とナックルのフランジ接触面の間に、静止摩擦力を超えて滑りが発生しても、センサユニットの第１の接触固定部を架橋部材の中央部に固定しているので、お互いの滑りがキャンセルされ、荷重をさらに感度良く正確に検出することができる。

この発明において、前記センサユニットの前記歪み発生部材は切欠部を有するものとしても良い。このように切欠部を設けた場合、歪み発生部材の切欠部の周辺に歪みが集中し易くなり、歪みをさらに感度良く正確に推定することができる。

この発明において、前記荷重推定手段は歪みを検出するセンサを有し、このセンサは、カバー等のセンサ保護手段を有するものとしても良い。センサに前記カバー等のセンサ保護手段を設けると、センサを外部環境から保護することができる。そのため、車輪用軸受の配置環境となる、路面上の塩泥水や埃を被り易い悪環境にあっても、センサを正常に作動させることができる。

この発明のセンサ付車輪用軸受は、複列の転走面が内周に形成された外方部材と、この転走面と対向する転走面を外周に形成した内方部材と、両部材の対向する転走面間に介在した複列の転動体とを備え、前記外方部材および内方部材のうちの固定側部材の外周に、ナックルへ取付ける車体取付用のフランジを有し、このフランジの円周方向の複数箇所にボルト孔が設けられ、上記フランジは、各ボルト孔が設けられた円周方向部分が他の部分よりも外径側へ突出した突片とされた車輪用軸受において、少なくても隣り合う２つの前記突片を連結する架橋部材と、前記外方部材の歪みを検出してその検出値により車輪用軸受の予圧量またはタイヤと路面間の作用力を推定する荷重推定手段を設けたため、外方部材の車体取付用フランジとナックルとの接触面間の静止摩擦力を超えた場合の滑りを防止でき、予圧量またはタイヤと路面間の作用力を精度良く検出することができる。

この発明の一実施形態を図１および図２と共に説明する。この実施形態は、第３世代型の内輪回転タイプで、駆動輪支持用の車輪用軸受に適用したものである。なお、この明細書において、車両に取り付けた状態で車両の車幅方向の外側寄りとなる側をアウトボード側と呼び、車両の中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。

このセンサ付車輪用軸受における軸受は、図１に断面図で示すように、内周に複列の転走面３を形成した外方部材１と、これら各転走面３に対向する転走面４を形成した内方部材２と、これら外方部材１および内方部材２の転走面３，４間に介在した複列の転動体５とで構成される。この車輪用軸受は、複列のアンギュラ玉軸受型とされていて、転動体５はボールからなり、各列毎に保持器６で保持されている。上記転走面３，４は断面円弧状であり、ボール接触角が背面合わせとなるように形成されている。外方部材１と内方部材２との間の軸受空間の両端は、一対のシール７，８によってそれぞれ密封されている。

外方部材１は固定側部材となるものであって、車体の懸架装置（図示せず）におけるナックル１６に取付ける車体取付用フランジ１ａを外周に有し、全体が一体の部品とされている。フランジ１ａには円周方向の複数箇所に車体取付用のボルト孔１４が設けられ、インボード側よりナックル１６のボルト挿通孔１７に挿通したナックルボルト１８を前記ボルト孔１４に螺合することにより、車体取付用フランジ１ａがナックル１６に取付けられる。
内方部材２は回転側部材となるものであって、車輪取付用のハブフランジ９ａを有するハブ輪９と、このハブ輪９の軸部９ｂのインボード側端の外周に嵌合した内輪１０とでなる。これらハブ輪９および内輪１０に、前記各列の転走面４が形成されている。ハブ輪９のインボード側端の外周には段差を持って小径となる内輪嵌合面１２が設けられ、この内輪嵌合面１２に内輪１０が嵌合している。ハブ輪９の中心には貫通孔１１が設けられている。ハブフランジ９ａには、周方向複数箇所にハブボルト（図示せず）の圧入孔１５が設けられている。ハブ輪９のハブフランジ９ａの根元部付近には、車輪および制動部品（図示せず）を案内する円筒状のパイロット部１３がアウトボード側に突出している。

図２は、この車輪用軸受の外方部材１をアウトボード側から見た正面図を示す。なお、図１は、図２におけるＩ−Ｏ−Ｉ矢視断面図を示す。前記車体取付用フランジ１ａは、図２のように、各ボルト孔１４が設けられた円周方向部分が他の部分よりも外径側へ突出した突片１ａａとされている。これら各突片１ａａの基端における円周方向の両側の端面部分１ａａ１は、車体取付用フランジ１ａにおける突片１ａａの非成形部１ａｂの外径面に対して円弧状の正面形状となって続く円弧面部とされている。この円弧面部１ａａ１の外径面に、荷重検出手段として、１つ以上（ここでは、上位置にある隣り合う２つの突片１ａａにおける各円弧面部１ａａ１の外径面に各１個で合計４個）の歪みセンサ１９が貼り付けられている。これらの歪みセンサ１９として、例えば抵抗線歪みゲージや半導体歪みゲージなどの歪みゲージが用いられ、外方部材１の周方向の歪みを検出する方向に貼り付けられている。歪みセンサ１９には、保護用のカバー等を設けるのが好ましい。歪みセンサ１９に保護用のカバー等を設けると、歪みセンサ１９を外部環境から保護でき、悪環境に晒される車輪用軸受であっても歪みセンサ１９を正常に作動させることができる。

前記外方部材１における上位置の隣り合う２つの突片１ａａは、それら突片１ａａのアウトボード側に向く面に配置される架橋部材２１で連結されている。具体的には、架橋部材２１は、車輪用軸受と同心の円弧状部材であり、その両端部が各突片１ａａにボルト２２で固定される。この架橋部材２１は、車体取付用フランジ１ａにおけるボルト孔１４の周辺におけるナックル１６との接触面方向の自由度を抑制し、フランジ１ａとナックル１６の間の相対滑りを抑制する手段とされる。

前記歪みセンサ１９は推定手段２０に接続される。推定手段２０は、歪みセンサ１９の出力信号により、車輪のタイヤと路面間の作用力を推定する手段であり、信号処理回路や補正回路などが含まれる。推定手段２０は、車輪のタイヤと路面間の作用力と歪みセンサ１９の出力信号との関係を演算式またはテーブル等により設定した関係設定手段（図示せず）を有し、入力された出力信号から前記関係設定手段を用いて作用力を出力する。前記関係設定手段の設定内容は、予め試験やシミュレーションで求めておいて設定する。

車輪のタイヤと路面間に荷重が作用すると、車輪用軸受の固定側部材である外方部材１にも荷重が印加されて変形が生じる。このとき、外方部材１のフランジ１ａに設けられたボルト孔１４と同位相の位置は、ナックルボルト１８により車体の懸架装置におけるナックル１６に固定されているのでほとんど変形せず、車体取付用フランジ１ａにおける突片１ａａの非成形部１ａｂの外径面が外方向へ変形する。これにより、前記円弧面部１ａａ１に歪みが集中し、荷重により歪み量が大きく変化する。このため、円弧面部１ａａ１の外径面に貼り付けられた歪みセンサ１９は、荷重の印加に伴う外方部材１の歪みを感度良く検出することができる。この歪みセンサ１９の出力信号から、車輪のタイヤと路面間の作用力を推定手段２０で推定するようにしているので、静止時や低速時を問わず車輪のタイヤと路面間の作用力を正確に検出することができる。

とくに、車体取付用フランジ１ａにおける歪みセンサ１９が貼り付けられる上位置の隣り合う２つの突片１ａａが架橋部材２１で連結されているので、フランジ１ａおよびナックル１６は接触面方向への自由度が抑制され、相対滑りが減少する。一方、荷重検出手段となる歪みセンサ１９は、上記したように車体取付用フランジ１ａの突片１ａａの円弧面部１ａａ１の相対変位により発生する歪みを検出しているので、フランジ１ａの突片１ａａのボルト孔１４の周辺部の滑りを前記架橋部材２１で減少させることにより、歪みセンサ１９の出力信号のヒステリシスを小さくすることができる。これにより、車輪のタイヤと路面間の作用力を精度良く検出することができる。

また、荷重検出手段である歪みセンサ１９の取付けや架橋部材２１の取付けにおいては、車輪用軸受への追加工を殆ど必要としないので、軸受剛性を低下させることもない。
また、車輪のタイヤと路面間の作用力だけでなく、車輪用軸受に作用する力（例えば予圧量）を検出するものとしても良い。
このセンサ付車輪用軸受から得られた検出荷重を自動車の車両制御に使用することにより、自動車の安定走行に寄与できる。また、このセンサ付車輪用軸受を用いると、車両にコンパクトに荷重センサを設置でき、量産性に優れたものとでき、コスト低減を図ることができる。

なお、この実施形態では、荷重検出手段として、車体取付用フランジ１ａの外径面に複数個の歪みセンサ１９を貼り付けた例を示したが、歪みセンサ１９を他の部位に取付けても良く、その個数も限定しない。また、荷重検出手段として、変位センサや超音波センサなど他の種類のセンサを用いても良い。例えば、変位センサや超音波センサを車体取付用フランジ１ａの突片１ａａに固定し、突片１ａａとその他の部分の相対変位を測定する場合、センサの出力信号はフランジ１ａのボルト孔１４の周辺の滑りの影響を受けてヒステリシスが生じる。この場合にも、架橋部材２１の作用で、出力信号のヒステリシスを小さくすることができる。
また、この実施形態では、車体取付用フランジ１ａにおける上位置の隣り合う２つの
突片１ａａを架橋部材２１で連結しているが、どの位置の突片１ａａを連結するか、どれだけの数の突片１ａａを連結するかなどについては特に限定しない。また、架橋部材２１をボルト２２で突片１ａａに固定しているが、接着や溶接などの他の固定手段で固定しても良い。また、ピンなどの位置決め部材を介して、架橋部材２１を突片１ａａに固定しても良く、この場合には架橋部材２１と突片１ａａの間の滑りを減少させることができる。また、架橋部材２１は外方部材１とは別体の部材としているが、外方部材１と一体構造、つまり外方部材１自体を、隣り合う突片１ａａ間が連結されるような形状としても良い。

図３および図４は、この発明の他の実施形態を示す。この実施形態のセンサ付車輪用軸受では、図１および図２に示す実施形態において、荷重検出手段である歪みセンサ１９を、図４のように車体取付用フランジ１ａにおける上下４つのすべての突片１ａａの両円弧面部１ａａ１の外径面に貼り付けている。また、架橋部材２１を車輪用軸受と同心のリング状部材とし、この架橋部材２１をすべての突片１ａａにボルト２２で固定している。その他の構成は、図１および図２に示す実施形態の場合と同様である。なお、図３は、図４におけるIII −Ｏ−III矢視断面図を示す。

このように、架橋部材２１をリング状の部材とすることにより、１つの架橋部材２１で、車体取付用フランジ１ａのすべての車体取付用ボルト孔１４の周辺での滑りを減少させることができる。その結果、図４のようにすべての突片１ａａに歪みセンサ１９を設けても、これらの歪みセンサ１９からヒステリシスの小さい出力信号を得ることができ、車輪用軸受に印加される様々な方向の荷重（軸方向荷重Ｆｙ ，上下方向荷重Ｆｚ など）を正確に推定することができる。

図５は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態のセンサ付車輪用軸受では、図１および図２に示す実施形態において、車体取付用フランジ１ａにおける突片１ａａの外径面に設ける荷重検出手段として、図５（Ｂ）に拡大した正面図で示すように、前記円弧面部１ａａ１に沿う周方向に長い略円弧状とされた歪み発生部材２４と、この歪み発生部材２４の歪みを検出する歪みセンサ２５からなるセンサユニット２３が用いられる。なお、ここでは、上位置の隣り合う２つの突片１ａａの互いに対向する２か所の円弧面部１ａａ１に、それぞれセンサユニット２３が配置される。センサユニット２３の歪み発生部材２４には、その円弧の外周側に張り出した複数の接触固定部（ここでは歪み発生部材２４の両端部に形成される２つの接触固定部）２４ａ，２４ａが形成され、これらの接触固定部２４ａが前記突片１ａａの外径面に対して直接に接触固定される。また、歪み発生部材２４の中央部には円弧の外周側に開口する１つの切欠部２４ｂが形成されている。歪みセンサ２５は、歪み発生部材２４における各方向の荷重に対して歪みが大きくなる箇所に設けられる。ここでは、その箇所として、歪み発生部材２４の内周側の前記切欠部２４ｂの背面側となる位置が選ばれている。

前記歪み発生部材２４の前記フランジ１ａの外径面への取付けにおいては、切欠部２４ｂが前記突片１ａａの円弧面部１ａａ１に位置し、かつ一対の接触固定部２４ａ，２４ａが突片１ａａの先端側と突片１ａａの非形成部１ａｂ側とに離れるように、各接触固定部２４ａでフランジ１ａａに固定される。これら接触固定部２４ａのフランジ１ａへの固定は、接触固定部２４ａに設けられた径方向に貫通するボルト挿通孔から挿通したボルト２６を、フランジ１ａに設けられたボルト孔（いずれも図示せず）に螺合させて締結することで行なわれるが、接着剤などにより固定しても良い。歪み発生部材２４の接触固定部２４ａ以外の箇所では、フランジ１ａとの間に隙間が生じている。

歪み発生部材２４は、車輪のタイヤと路面間の作用力の予想される最大値において、塑性変形しないものであることが好ましい。歪み発生部材２４の材質としては、鋼材の他、銅、黄銅、アルミニウム等の金属材料を用いることができる。車体取付用フランジ１ａにおける隣り合う突片１ａａの間を架橋部材２１で連結すること、荷重検出手段の出力信号（ここでは歪みセンサ２５の出力信号）からタイヤと路面間の作用力を推定する推定手段２０を設けることなど、他の構成は図１および図２に示す実施形態の場合と同様である。

この実施形態の場合、外方部材１のフランジ突片１ａａにおける歪みが集中する前記円弧面部１ａａ１の変形が歪み発生部材２４に伝わり、この歪み発生部材２４の歪みを歪みセンサ２５が測定する。
この際、歪み発生部材２４は、その固定箇所である外方部材１の車体取付用フランジ１ａのラジアル方向の変形に従って変形するが、歪み発生部材２４はラジアル方向に最も大きく変形する箇所である円弧面部１ａａ１に取付けられているので、歪み発生部材２４の歪みが大きくなり、固定側部材である外方部材１のわずかな歪みも歪みセンサ２５で感度良く検出できる。
さらに、歪み発生部材２４には切欠部２４ｂが設けられ、この切欠部２４ｂの箇所の剛性が低下しているので、外方部材１の歪みが大きく拡大されて歪み発生部材２４の切欠部２４ｂの近傍に集中し易くなり、外方部材１のわずかな歪みを歪みセンサ２５でより一層感度良く検出することができる。

この実施形態では、荷重検出手段として上記構成のセンサユニット２３を用いているので、車輪用軸受の剛性を低下させることなく、外方部材１の歪みを拡大して歪みセンサ２５に伝えることができ、検出感度を向上させることができる。また、センサユニット２３を車輪用軸受とは別に製作できるため、組立性も良い。
なお、この実施形態では、前記フランジ突片１ａａの外径面への歪み発生部材２４の固定においては、フランジ突片１ａａの外径面に平坦部や溝などを設ければ、その固定を容易に行うことができる。また、センサユニット２３は車体取付用フランジ１ａの外径面に２つ設置しているが、その設置箇所や個数については特に限定しない。

図６ないし図８は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態では、荷重検出手段であるセンサユニット２３Ａとして、図８に拡大断面図で示すように板材をＬ字状に折り曲げて歪み発生部材２４としたものが用いられる。このセンサユニット２３Ａも、歪み発生部材２４に、この歪み発生部材２４の歪みを測定する歪みセンサ２５を取付けたものである。車体取付用フランジ１ａの隣り合う突片１ａａの間を連結する架橋部材２１の構成は、図１および図２に示す実施形態の場合と同様である。

センサユニット２３Ａの前記歪み発生部材２４は、前記架橋部材２１のアウトボード側に向く前面に沿って径方向に延びる径方向片２４Ａと、外方部材１の外周面に沿って軸方向に延びる軸方向片２４Ｂとを有し、径方向片２４Ａおよび軸方向片２４Ｂのそれぞれにボルト挿通孔３１，３２が形成されている。歪みセンサ２５は軸方向片２４Ｂの片面に固定される。歪みセンサ２５は各方向の荷重に対して歪みが大きくなる箇所に設置すれば良く、例えば歪み発生部材２４に切欠部などを形成し、その切欠部の周辺に歪みセンサ２５を設置するようにしても良い。歪み発生部材２４の径方向片２４Ａは、これを第１の接触固定部として、架橋部材２１の前面の中央位置つまり隣り合う２つのフランジ突片１ａａ，１ａａ間の中央位置に、ボルト３７で直接締結される。また、歪み発生部材２４の軸方向片２４Ｂは、これを第２の接触固定部として、接触固定部材３３を介して外方部材１の外周部で、前記径方向片２４Ａの固定位置と周方向に同相となる位置にボルト３８で締結される。すなわち、径方向片２４Ａのボルト挿通孔３１に挿通させたボルト３７を、架橋部材２１の前面に設けられたボルト孔３４に螺合させ、また軸方向片２４Ｂのボルト挿通孔３２から接触固定部材３３のボルト挿通孔３５に挿通させたボルト３８を、外方部材１の外周面に設けられたボルト孔３６に螺合させることで、歪み発生部材２４が外方部材１と架橋部材２１にまたがって締結される。センサユニット２３Ａの設置箇所や個数については特に限定しない。

この実施形態では、センサユニット２３Ａの歪み発生部材２４の第１の接触固定部である径方向片２４Ａを、架橋部材２１に対して、架橋部材２１を固定する隣り合う２つのフランジ突片１ａａ，１ａａ間の中央位置に固定し、歪み発生部材２４の第２の接触固定部である軸方向片２４Ｂを、前記径方向片２４Ａの固定位置と周方向に同位相となるように外方部材１の外周面に固定しているので、センサユニット２３Ａを変形量が小さい部分（架橋部材２１）と大きい部分（外方部材１）とに跨がって固定することになり、センサユニット２３Ａに歪みが発生し易くなる。また、フランジ突片１ａａのナックル接触面とナックル１６のフランジ接触面の間に滑りが発生しても、センサユニット２３Ａの第１の接触固定部（径方向片２４Ａ）を架橋部材２１の中央部に固定しているため、お互いの滑りがキャンセルされ、荷重をさらに感度良く正確に検出できる。

図９ないし図１１は、この発明のさらに他の実施形態を示す。このセンサ付車輪用軸受は、図６ないし図８に示す実施形態におけるセンサユニット２３Ａを、図１１に拡大断面図で示すセンサユニット２３Ｂに置き換えたものであり、架橋部材２１の構成などは図６ないし図８の実施形態の場合と同様である。この場合のセンサユニット２３Ｂでは、断面逆Ｌ字状の部材を歪み発生部材２４としており、その軸方向片２４Ｂが架橋部材２１の前面に接触固定される第１の接触固定部を兼ね、その径方向片２４Ａが外方部材１の外周面に接触固定される第２の接触固定部を兼ねる。すなわち、架橋部材２１のインボード側に向く背面側から架橋部材２１に設けられたボルト挿通孔４１に挿通させたボルト３７を、軸方向片２４Ｂに設けられたボルト孔４２に螺合させ、径方向片２４Ａに設けられたボルト挿通孔４３に挿通させたボルト３８を、外方部材１の外周面に設けられたボルト孔４４に螺合させることで、歪み発生部材２４が外方部材１と架橋部材２１にまたがって締結される。歪み発生部材２４Ａの内面側の前記径方向片２４Ａと軸方向片２４Ｂの交差部には切欠部２４ｂが設けられ、外面側の前記切欠部２４ｂの近傍に歪みセンサ２５が設けられる。センサユニット２３Ａの設置箇所や個数については特に限定しない。

この実施形態でも、センサユニット２３Ｂを変形量が小さい部分である架橋部材２１と大きい部分である外方部材１とに跨がって固定しているので、センサユニット２３Ｂに歪みが発生し易くなる。また、センサユニット２３Ｂの歪み発生部材２４には切欠部２４ｂが設けられているので、外方部材１の歪みが大きく拡大されて歪み発生部材２４の切欠部２４ｂ近傍に集中し易くなり、外方部材１のわずかな歪みを歪みセンサ２５でより一層感度良く検出することができる。

この発明の一実施形態に係るセンサ付車輪用軸受の断面図である。 同センサ付車輪用軸受の外方部材の正面図である。 この発明の他の実施形態に係るセンサ付車輪用軸受の断面図である。 同センサ付車輪用軸受の外方部材の正面図である。 （Ａ）はこの発明のさらに他の実施形態に係るセンサ付車輪用軸受における外方部材の正面図、（Ｂ）はセンサユニットの拡大図である。 この発明のさらに他の実施形態に係るセンサ付車輪用軸受の断面図である。 同センサ付車輪用軸受の外方部材の正面図である。 図６におけるセンサユニットの拡大断面図である。 この発明のさらに他の実施形態に係るセンサ付車輪用軸受の断面図である。 同センサ付車輪用軸受の外方部材の正面図である。 図９におけるセンサユニットの拡大断面図である。 従来例での出力信号におけるヒステリシスの説明図である。

符号の説明

１…外方部材
１ａ…車体取付用フランジ
１ａａ…突片
３，４…転走面
５…転動体
１４…車体取付用ボルト孔
１６…ナックル
１９…歪みセンサ（荷重検出手段）
２１…架橋部材
２３，２３Ａ，２３Ｂ…センサユニット
２４…歪み発生部材
２４Ａ…径方向片
２４Ｂ…軸方向片
２４ａ…接触固定部
２４ｂ…切欠部
２５…歪みセンサ
３３…接触固定部材

Claims (7)

1. 複列の転走面が内周に形成された外方部材と、この転走面と対向する転走面を外周に形成した内方部材と、両部材の対向する転走面間に介在した複列の転動体とを備え、前記外方部材および内方部材のうちの固定側部材の外周に、ナックルへ取付ける車体取付用のフランジを有し、このフランジの円周方向の複数箇所にボルト孔が設けられ、上記フランジは、各ボルト孔が設けられた円周方向部分が他の部分よりも外径側へ突出した突片とされた車輪用軸受において、
   少なくても隣り合う２つの前記突片を連結する架橋部材と、前記外方部材の歪みを検出してその検出値により車輪用軸受の予圧量またはタイヤと路面間の作用力を推定する荷重検出手段を設けたことを特徴とするセンサ付車輪用軸受。
2. 請求項１において、前記架橋部材をリング状部材とし、前記突片のうちの２つ以上の突片に固定したことを特徴とするセンサ付車輪用軸受。
3. 請求項１または請求項２において、前記荷重検出手段は、前記外方部材に対して直接にまたは間接的に接触固定される接触固定部を２つ以上有する歪み発生部材、およびこの歪み発生部材の歪みを検出するセンサからなるセンサユニットを有することを特徴とするセンサ付車輪用軸受。
4. 請求項３において、前記センサユニットは、少なくても１つの前記接触固定部を、前記架橋部材に固定し、別の接触固定部を前記外方部材に固定したことを特徴とするセンサ付車輪用軸受。
5. 請求項４において、前記センサユニットは、第１の接触固定部と第２の接触固定部を有し、第１の接触固定部は前記架橋部材に対して、前記架橋部材を固定する突片間の中央部に固定し、第２の接触固定部は第１の接触固定部と径方向に同位相となるように外方部材に固定したことを特徴とするセンサ付車輪用軸受。
6. 請求項３ないし請求項５のいずれか１項において、前記センサユニットの前記歪み発生部材は切欠部を有することを特徴とするセンサ付車輪用軸受。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、前記荷重推定手段は歪みを検出するセンサを有し、このセンサは、カバー等のセンサ保護手段を有することを特徴とするセンサ付車輪用軸受。

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