JP2009236525A - センサ付車輪用軸受 - Google Patents
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Abstract
【課題】 滑りに起因して荷重検出信号に生じるヒステリシスを低減して、車輪用軸受やタイヤ接地面に作用する荷重を正確に検出できるセンサ付車輪用軸受を提供する。
【解決手段】 車輪用軸受は、外方部材と内方部材の対向し合う複列の転走面間に転動体を介在させたものである。外方部材と内方部材のうち固定側部材に1つ以上のセンサユニット20を設ける。センサユニット20は、固定側部材に接触して固定される2つ以上の接触固定部を有する歪み発生部材21と、この歪み発生部材21に取付けられてこの歪み発生部材の歪みを検出するセンサ22とからなる。歪み発生部材21の前記接触固定部21aは接着剤28で前記固定側部材1の外径面に固定する。
【選択図】 図4
【解決手段】 車輪用軸受は、外方部材と内方部材の対向し合う複列の転走面間に転動体を介在させたものである。外方部材と内方部材のうち固定側部材に1つ以上のセンサユニット20を設ける。センサユニット20は、固定側部材に接触して固定される2つ以上の接触固定部を有する歪み発生部材21と、この歪み発生部材21に取付けられてこの歪み発生部材の歪みを検出するセンサ22とからなる。歪み発生部材21の前記接触固定部21aは接着剤28で前記固定側部材1の外径面に固定する。
【選択図】 図4
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、車輪用軸受の固定輪である外輪のフランジ部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、車輪用軸受の外輪に歪みゲージを貼り付け、歪みを検出するようにした車輪用軸受も提案されている(例えば特許文献2)。
さらに、本発明者等は、歪み発生部材およびこの歪み発生部材に取付けた歪みセンサからなるセンサユニットを軸受の固定輪に取付け、前記歪み発生部材は、前記固定輪に対して少なくとも2箇所の接触固定部を有し、隣り合う接触固定部の間で少なくとも1箇所に切欠き部を有し、この切欠き部に前記歪みセンサを配置したセンサ付車輪用軸受を提案している(例えば特許文献3)。
特許文献3に開示のセンサ付車輪用軸受によると、車両走行に伴い回転輪に荷重が加わったとき、転動体を介して固定輪が変形するので、その変形がセンサユニットに歪みをもたらす。センサユニットに設けられた歪みセンサは、センサユニットの歪みを検出する。歪みと荷重の関係を予め実験やシミュレーションで求めておけば、歪みセンサの出力から車輪にかかる荷重等を検出することができる。
特開2002−098138号公報
特表2003−530565号公報
特開2007−57299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、静止摩擦力を超える力が作用し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9のようなヒステリシスが生じる。ヒステリシスが生じると、検出分解能が低下する。
また、特許文献2のように外輪に歪みゲージを貼り付けるのでは、組立性に問題がある。特許文献3に開示のセンサ付車輪用軸受でも、センサユニットの接触固定部と軸受の固定輪の間に滑りがあると、歪みセンサの出力信号に歪みが生じ、やはり荷重を正確に検出できない。
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9のようなヒステリシスが生じる。ヒステリシスが生じると、検出分解能が低下する。
また、特許文献2のように外輪に歪みゲージを貼り付けるのでは、組立性に問題がある。特許文献3に開示のセンサ付車輪用軸受でも、センサユニットの接触固定部と軸受の固定輪の間に滑りがあると、歪みセンサの出力信号に歪みが生じ、やはり荷重を正確に検出できない。
この発明の目的は、滑りに起因して荷重検出信号に生じるヒステリシスを低減して、車輪用軸受やタイヤ接地面に作用する荷重を正確に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、前記転走面と対向する転走面が外周に形成された内方部材と、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、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、上記外方部材および内方部材のうちの固定側部材に接触して固定される2つ以上の接触固定部を有する歪み発生部材、およびこの歪み発生部材に取付けられてこの歪み発生部材の歪みを検出するセンサからなる1つ以上のセンサユニットを設け、このセンサユニットの前記接触固定部を接着剤とボルトで前記固定側部材に固定したことを特徴とする。
車輪用軸受や、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にも荷重が印加されて変形が生じる。センサユニットにおける歪み発生部材の接触固定部が固定側部材に接触固定されているので、固定側部材の歪みが歪み発生部材に拡大して伝達され、その歪みがセンサで検出され、その出力信号から荷重を推定できる。とくに、歪み発生部材の接触固定部が、接着剤により固定側部材に接着固定されているので、接触固定部と固定側部材との間での摩擦係数が大きくなり、それだけ滑りが減少する。さらに、接着剤による固定に加えてボルトにより固定したため、接触固定部と固定側部材の外径面との間に軸力が与えられ、そのため、これらの間での滑りをさらに低減できる。その結果、前記歪み発生部材の接触固定部と固定側部材との間での滑りに起因してセンサの出力信号に生じるヒステリシスを低減して、車輪用軸受やタイヤ接地面に作用する荷重を正確に検出できる。
車輪用軸受や、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にも荷重が印加されて変形が生じる。センサユニットにおける歪み発生部材の接触固定部が固定側部材に接触固定されているので、固定側部材の歪みが歪み発生部材に拡大して伝達され、その歪みがセンサで検出され、その出力信号から荷重を推定できる。とくに、歪み発生部材の接触固定部が、接着剤により固定側部材に接着固定されているので、接触固定部と固定側部材との間での摩擦係数が大きくなり、それだけ滑りが減少する。さらに、接着剤による固定に加えてボルトにより固定したため、接触固定部と固定側部材の外径面との間に軸力が与えられ、そのため、これらの間での滑りをさらに低減できる。その結果、前記歪み発生部材の接触固定部と固定側部材との間での滑りに起因してセンサの出力信号に生じるヒステリシスを低減して、車輪用軸受やタイヤ接地面に作用する荷重を正確に検出できる。
この発明において、前記接触固定部の接着面を前記固定側部材の外径面に接着固定しても良い。この構成の場合、接触固定部と固定側部材の外径面との間にスペーサを介在させないので、部品点数を削減でき組立性が向上する。
この発明において、前記接触固定部と前記固定側部材の外径面の間にスペーサを介在させ、前記接触固定部の接着面を前記スペーサの上面に接着固定し、前記スペーサの下面を前記固定側部材の外径面に接着固定しても良い。この構成の場合、固定側部材の外径面に溝を形成することなく、歪み発生部材のセンサ取付部を固定側部材の外径面から離すことができ、歪み発生部材におけるセンサ取付部の変形が容易となる。
この発明において、前記センサユニットの2つ以上の接触固定部を、前記固定側部材の軸方向に対して同寸法となる位置に設けても良い。
固定側部材に固定されるセンサユニットの各接触固定部の軸方向寸法が異なると、固定側部材から接触固定部を介して歪み発生部材に伝達される歪みも異なる。センサユニットの各接触固定部を、このように軸方向に同寸法となるように設けると、歪み発生部材に歪みが集中しやすくなり、それだけ検出感度が向上する。
固定側部材に固定されるセンサユニットの各接触固定部の軸方向寸法が異なると、固定側部材から接触固定部を介して歪み発生部材に伝達される歪みも異なる。センサユニットの各接触固定部を、このように軸方向に同寸法となるように設けると、歪み発生部材に歪みが集中しやすくなり、それだけ検出感度が向上する。
この発明において、前記歪み発生部材は、平面概形が均一幅の帯状、または平面概形が帯状で側辺部に切欠き部を有する薄板材からなるものとしても良い。
歪み発生部材が薄板材であると、固定側部材の歪みが歪み発生部材に拡大して伝達され易く、その歪みがセンサで感度良く検出され、その出力信号に生じるヒステリシスも小さくなり、荷重を精度良く検出できる。また、歪み発生部材の形状が簡単なものとなり、量産性に優れたものとなる。その歪み発生部材を、平面概形が均一幅の帯状とした場合、さらに形状が簡単なものとなり、量産性が向上する。また、その歪み発生部材を、平面概形が帯状で側辺部に切欠き部を有するものとすると、固定側部材の歪みがさらに拡大されて歪み発生部材に伝達されるので、さらに精度良く荷重を検出できる。
歪み発生部材が薄板材であると、固定側部材の歪みが歪み発生部材に拡大して伝達され易く、その歪みがセンサで感度良く検出され、その出力信号に生じるヒステリシスも小さくなり、荷重を精度良く検出できる。また、歪み発生部材の形状が簡単なものとなり、量産性に優れたものとなる。その歪み発生部材を、平面概形が均一幅の帯状とした場合、さらに形状が簡単なものとなり、量産性が向上する。また、その歪み発生部材を、平面概形が帯状で側辺部に切欠き部を有するものとすると、固定側部材の歪みがさらに拡大されて歪み発生部材に伝達されるので、さらに精度良く荷重を検出できる。
この発明において、前記センサユニットの歪み発生部材は、前記固定側部材に作用する外力、またはタイヤと路面間に作用する作用力として、想定される最大の力が印加された状態においても塑性変形しないものとしても良い。想定される最大の力は、例えば、車輪用軸受が軸受として損傷を生じない範囲の最大力である。想定される最大の力が印加された状態になるまでに塑性変形が生じると、固定側部材の変形がセンサユニットに正確に伝わらず、歪みの測定に影響を及ぼすので、想定される最大の力が印加された状態においても、塑性変形しないものとするのが望ましい。
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、前記転走面と対向する転走面が外周に形成された内方部材と、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、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、上記外方部材および内方部材のうちの固定側部材に接触して固定される2つ以上の接触固定部を有する歪み発生部材、およびこの歪み発生部材に取付けられてこの歪み発生部材の歪みを検出するセンサからなる1つ以上のセンサユニットを設け、このセンサユニットの前記接触固定部を接着剤とボルトで前記固定側部材に固定したため、滑りに起因して荷重検出信号に生じるヒステリシスを低減して、車輪用軸受やタイヤ接地面に作用する荷重を正確に検出できる。
この発明の一実施形態を図1ないし図5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を外周に形成した内方部材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ナックル取付用のボルト孔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。
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−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。
固定側部材である外方部材1の外径面には、4つのセンサユニット20が設けられている。ここでは、これらのセンサユニット20が、タイヤ接地面に対して上下位置および前後位置となる外方部材1の外径面における上面部、下面部、右面部、および左面部に設けられている。
これらのセンサユニット20は、図3および図4に拡大平面図および拡大断面図で示すように、歪み発生部材21と、この歪み発生部材21に取付けられて歪み発生部材21の歪みを検出するセンサ22とでなる。歪み発生部材21は、鋼材等の弾性変形可能な金属製で3mm以下の薄板材からなり、平面概形が全長にわたり一定幅の帯状で中央の両側辺部に切欠き部21bを有する。切欠き部21bの隅部は断面円弧状とされている。なお、歪み発生部材21の平面概形は、前記切欠き部21bの無い単調な帯状としても良い。また、歪み発生部材21は、外方部材1の外径面にスペーサ23を介して接触固定される2つの接触固定部21aを両端部に有する。なお、歪み発生部材21の形状によっては、接触固定部21aを2つ以上有するものとしても良い。センサ22は、歪み発生部材21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貼り付けられる。ここでは、その箇所として、歪み発生部材21の外面側で両側辺部の切欠き部21bで挟まれる中央部位が選ばれており、センサ22は切欠き部21b周辺の周方向の歪みを検出する。なお、歪み発生部材21は、固定側部材である外方部材1に作用する外力、またはタイヤと路面間に作用する作用力として、想定される最大の力が印加された状態においても、塑性変形しないものとするのが望ましい。想定される最大の力は、例えば、車輪用軸受が軸受として損傷を生じない範囲の最大の力である。塑性変形が生じると、外方部材1の変形がセンサユニット20に伝わらず、歪みの測定に影響を及ぼすからである。
前記センサユニット20は、その歪み発生部材21の2つの接触固定部21aが、外方部材1の軸方向に同寸法の位置で、かつ両接触固定部21aが互いに円周方向に離れた位置に来るように配置される。これら接触固定部21aは、図4のようにそれぞれスペーサ23を介して接着剤28とボルト24により外方部材1の外径面に固定される。この場合、2つの接触固定部21aは歪み発生部材21の両端面部であり、その裏面が接着面として接着剤28によりスペーサ23の上面に接着固定され、さらにスペーサ23の下面が接着剤28により外方部材1の外径面に接着固定される。前記各ボルト24は、それぞれ接触固定部21aに設けられた径方向に貫通するボルト挿通孔25からスペーサ23のボルト挿通孔26に挿通し、外方部材1の外周部に設けられたボルト孔27に螺合させる。このように、スペーサ23を介して外方部材1の外径面に接触固定部21aを固定することにより、薄板状である歪み発生部材21における切欠き部21bを有する中央部位が外方部材1の外径面から離れた状態となり、切欠き部21bの周辺の歪み変形が容易となる。接触固定部21aが配置される軸方向位置として、ここでは外方部材1のアウトボード側列の転走面3の周辺となる軸方向位置が選ばれる。ここでいうアウトボード側列の転走面3の周辺とは、インボード側列およびアウトボード側列の転走面3の中間位置からアウトボード側列の転走面3の形成部までの範囲である。外方部材1の外径面へセンサユニット20を安定良く固定する上で、外方部材1の外径面における前記スペーサ23が接触固定される箇所には平坦部1bが形成される。
このほか、図5に断面図で示すように、外方部材1の外径面における前記歪み発生部材21の2つの接触固定部21aが固定される2箇所の中間部に溝1cを設けることで、前記スペーサ23を省略し、歪み発生部材21における切欠き部21bが位置する2つの接触固定部21aの中間部位を外方部材1の外径面から離すようにしても良い。この場合、歪み発生部材21の2つの接触固定部21aの裏面の接着面が接着剤28で外方部材1の外径面(平坦部1b)に接着固定される。
センサ22としては、種々のものを使用することができる。例えば、センサ22を金属箔ストレインゲージで構成することができる。その場合、通常、歪み発生部材21に対しては接着による固定が行なわれる。また、センサ22を歪み発生部材21上に厚膜抵抗体にて形成することもできる。
センサユニット20のセンサ22は推定手段30に接続される。推定手段30は、センサ22の出力信号により、車輪用軸受や車輪と路面間(タイヤ接地面)に作用する力(垂直方向荷重Fz ,駆動力や制動力となる荷重Fx ,軸方向荷重Fy )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。この推定手段30は、前記作用力とセンサ22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、入力されたセンサ22の出力信号から前記関係設定手段を用いて作用力の値を出力する。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。センサユニット20における歪み発生部材21の2つの接触固定部21aが外方部材1に接触固定されているので、外方部材1の歪みが歪み発生部材21に拡大して伝達され、その歪みがセンサ22で検出され、その出力信号から荷重を推定できる。とくに、歪み発生部材21の接触固定部21aが、接着剤28により固定側部材である外方部材1の外径面に接着固定されているので、接触固定部21aと外方部材1の外径面の間での摩擦係数が大きくなり、それだけ滑りが減少する。その結果、センサ22の出力信号に前記滑りに起因して生じるヒステリシスが小さくなり、荷重を正確に推定できる。
上記説明では車輪のタイヤと路面間の作用力を検出する場合を示したが、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。
このセンサ付車輪用軸受から得られた検出荷重を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。
歪み発生部材21の接触固定部21aの外方部材1の外径面への接触固定において、図3および図4に示すように、スペーサ23を介在させた場合には、図5の取付例のように、外方部材1の外径面に溝1cを形成することなく、歪み発生部材21のセンサ22の取付部である中央部位を外方部材1の外径面から離すことができ、センサ22の取付部の変形が容易となる。
また、図5のように、スペーサ23を省略して、歪み発生部材21の接触固定部21aを、外方部材1の外径面に直接接触固定した場合には、スペーサ23を省略した分だけ、部品点数を削減でき組立性が向上する。
また、図3〜図5のように、歪み発生部材21の接触固定部21aの外方部材1の外径面への接触固定に、接着剤28による接着固定とボルト24による締結を併用した場合には、接触固定部21aと外方部材1の外径面との間に接着力のほかに軸力が与えられるため、これらの間での滑りをさらに低減できる。
固定側部材である外方部材1の外径面に固定されるセンサユニット20の各接触固定部21aの軸方向寸法が異なると、外方部材1の外径面から接触固定部21aを介して歪み発生部材21に伝達される歪みも異なる。この実施形態では、センサユニット20の各接触固定部21aを、外方部材1の外径面に対して軸方向に同寸法となるように設けているので、歪み発生部材21に歪みが集中しやすくなり、それだけ検出感度が向上する。
また、この実施形態では、センサユニット20の歪み発生部材21が、平面概形が均一幅の帯状、あるいは図3のように平面概形が帯状で側辺部に切欠き部21bを有する薄板材からなるものとしているので、外方部材1の歪みが歪み発生部材21に拡大して伝達されやすく、その歪みがセンサ22で感度良く検出される。その結果、出力信号に生じるヒステリシスも小さくなり、荷重を精度良く推定できる。また、歪み発生部材21の形状も簡単なものとなり、量産性に優れたものとなる。
また、この実施形態では、センサユニット20を、外方部材1における複列の転走面3のうちのアウトボード側の転走面3の周辺となる軸方向位置、つまり比較的設置スペースが広く、タイヤ作用力が転動体5を介して外方部材1に伝達されて比較的変形量の大きい部位に配置しているので、検出感度が向上し、荷重をより精度良く推定できる。
図6ないし図8は、この発明の他の実施形態を示す。このセンサ付車輪用軸受では、図1〜図5に示す実施形態において、センサユニット20を以下のように構成している。なお、この実施形態では、図7のように、2つのセンサユニット20が、タイヤ接地面に対して上下位置となる外方部材1の外径面における上面部および下面部に設けられている。この場合も、センサユニット20は、図8に拡大断面図で示すように、歪み発生部材21と、この歪み発生部材21に取付けられて歪み発生部材21の歪みを検出するセンサ22とでなる。歪み発生部材21は、外方部材1の外径面に対向する内面側に張り出した2つの接触固定部21aを両端部に有し、これら接触固定部21aで外方部材1の外径面に接触して固定される。その接触固定は、接着剤28とボルト47とで行なわれる。2つの接触固定部21aのうち、1つの接触固定部21aは、外方部材1のアウトボード側列の転走面3の周辺となる軸方向位置に配置され、この位置よりもアウトボード側の位置にもう1つの接触固定部21aが配置され、かつこれら両接触固定部21aは互いに外方部材1の円周方向における同位相の位置に配置される。つまり、センサユニット20は、その歪み発生部材21の2つの接触固定部21aが、固定側部材である外方部材1の同一周方向位置でかつ軸方向に互いに離れた位置となるように、外方部材1の外径面に配置される。ここでいうアウトボード側列の転走面3の周辺とは、インボード側列およびアウトボード側列の転走面3の中間位置からアウトボード側列の転走面3の形成部までの範囲である。この場合も、外方部材1の外径面へセンサユニット20を安定良く固定する上で、外方部材1の外径面における前記歪み発生部材21の接触固定部21aが接触固定される箇所に平坦部を形成するのが望ましい。
また、歪み発生部材21の中央部には内面側に開口する1つの切欠き部21bが形成されている。センサ22は、歪み発生部材21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貼り付けられる。ここでは、その箇所として、前記切欠き部21bの周辺、具体的には歪み発生部材21の外面側で切欠き部21bの背面側となる位置が選ばれており、センサ22は切欠き部21b周辺の歪みを検出する。
また、歪み発生部材21の中央部には内面側に開口する1つの切欠き部21bが形成されている。センサ22は、歪み発生部材21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貼り付けられる。ここでは、その箇所として、前記切欠き部21bの周辺、具体的には歪み発生部材21の外面側で切欠き部21bの背面側となる位置が選ばれており、センサ22は切欠き部21b周辺の歪みを検出する。
歪み発生部材21の2つの接触固定部21aを外方部材1の外径面へ締結する各ボルト47は、それぞれ接触固定部21aに設けられた径方向に貫通するボルト挿通孔48に挿通し、外方部材1の外周部に設けられたボルト孔49に螺合させる。歪み発生部材21の接触固定部21a以外の箇所では、外方部材1の外径面との間に隙間が生じている。その他の構成は、図1〜図5に示した実施形態の場合と同様である。なお、図6は、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図7におけるVI−VI矢視断面図である。
この実施形態では、2つのセンサユニット20が、タイヤ接地面に対して上下位置となる外方部材1の外径面における上面部および下面部に設けられているので、車輪用軸受や車輪と路面間(タイヤ接地面)に作用する垂直方向荷重Fz と軸方向荷重Fy を検出することができる。
なお、上記した各実施形態では、外方部材1が固定側部材である場合につき説明したが、この発明は、内方部材が固定側部材である車輪用軸受にも適用することができ、その場合、センサユニット20は内方部材の内周となる周面に設ける。
また、これらの実施形態では第3世代型の車輪用軸受に適用した場合につき説明したが、この発明は、軸受部分とハブとが互いに独立した部品となる第1または第2世代型の車輪用軸受や、内方部材の一部が等速ジョイントの外輪で構成される第4世代型の車輪用軸受にも適用することができる。また、このセンサ付車輪用軸受は、従動輪用の車輪用軸受にも適用でき、さらに各世代形式のテーパころタイプの車輪用軸受にも適用することができる。
また、これらの実施形態では第3世代型の車輪用軸受に適用した場合につき説明したが、この発明は、軸受部分とハブとが互いに独立した部品となる第1または第2世代型の車輪用軸受や、内方部材の一部が等速ジョイントの外輪で構成される第4世代型の車輪用軸受にも適用することができる。また、このセンサ付車輪用軸受は、従動輪用の車輪用軸受にも適用でき、さらに各世代形式のテーパころタイプの車輪用軸受にも適用することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されることなく、あくまで例示であって、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内の全て変更を含む。
1…外方部材
2…内方部材
3,4…転走面
5…転動体
20…センサユニット
21…歪み発生部材
21a…接触固定部
21b…切欠き部
22…センサ
23…スペーサ
24、47…ボルト
28…接着剤
30…推定手段
2…内方部材
3,4…転走面
5…転動体
20…センサユニット
21…歪み発生部材
21a…接触固定部
21b…切欠き部
22…センサ
23…スペーサ
24、47…ボルト
28…接着剤
30…推定手段
Claims (6)
- 複列の転走面が内周に形成された外方部材と、前記転走面と対向する転走面が外周に形成された内方部材と、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、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、
上記外方部材および内方部材のうちの固定側部材に接触して固定される2つ以上の接触固定部を有する歪み発生部材、およびこの歪み発生部材に取付けられてこの歪み発生部材の歪みを検出するセンサからなる1つ以上のセンサユニットを設け、このセンサユニットの前記接触固定部を接着剤とボルトで前記固定側部材に固定したことを特徴とするセンサ付車輪用軸受。 - 請求項1において、前記接触固定部の接着面を前記固定側部材の外径面に接着固定したセンサ付車輪用軸受。
- 請求項1において、前記接触固定部と前記固定側部材の外径面の間にスペーサを介在させ、前記接触固定部の接着面を前記スペーサの上面に接着固定し、前記スペーサの下面を前記固定側部材の外径面に接着固定したセンサ付車輪用軸受。
- 請求項1ないし請求項3のいずれか1項において、前記センサユニットの2つ以上の接触固定部を、前記固定側部材の軸方向に対して同寸法となる位置に設けたセンサ付車輪用軸受。
- 請求項1ないし請求項4のいずれか1項において、前記歪み発生部材は、平面概形が均一幅の帯状、または平面概形が帯状で側辺部に切欠き部を有する薄板材からなるセンサ付車輪用軸受。
- 請求項1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歪み発生部材は、前記固定側部材に作用する外力、またはタイヤと路面間に作用する作用力として、想定される最大の力が印加された状態においても塑性変形しないものとしたセンサ付車輪用軸受。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008079828A JP2009236525A (ja) | 2008-03-26 | 2008-03-26 | センサ付車輪用軸受 |
PCT/JP2009/001290 WO2009119068A1 (ja) | 2008-03-26 | 2009-03-24 | センサ付車輪用軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2008079828A JP2009236525A (ja) | 2008-03-26 | 2008-03-26 | センサ付車輪用軸受 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2009236525A true JP2009236525A (ja) | 2009-10-15 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2008079828A Pending JP2009236525A (ja) | 2008-03-26 | 2008-03-26 | センサ付車輪用軸受 |
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JP (1) | JP2009236525A (ja) |
-
2008
- 2008-03-26 JP JP2008079828A patent/JP2009236525A/ja active Pending
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