JP2010112419A - センサ付車輪用軸受 - Google Patents

Abstract

【課題】 外部環境の影響によるセンサの故障を防止して、車輪用軸受やタイヤ接地面に作用する荷重を長期にわたり正確に検出でき、ケーブルの配線処理やセンサの組付けも容易な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１と内方部材２の対向し合う複列の転走面３，４間に転動体５を介在させてなる。複数のセンサユニット２０と、そのセンサ出力信号を処理する信号処理用ＩＣ２５と、処理された出力信号を軸受外部へ取り出す信号ケーブル２６とを含む電子部品を、円環状の保護カバー２７の内側に配置して円環状のセンサ組立品２８とする。センサ組立品２８は固定側部材の周面に固定側部材と同心に取付ける。
【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、車輪用軸受の固定輪である外輪のフランジ部外径面に歪みセンサを設け、荷重を検出するようにした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、図１３のように、車輪用軸受の外輪５０に歪みゲージ５１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、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である外方部材の内径面に取付け、前記歪み発生部材は、前記外方部材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が提案されている（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

しかし、車輪用軸受の外輪フランジ部の外径面に歪みセンサを設けた特許文献１に開示の技術や、図１３のように車輪用軸受の外輪５０に歪みゲージ５１を貼り付けた特許文献２に開示の技術では、センサが外部環境から保護されていない。そのため、車両走行中に跳ねた小石などがセンサにぶつかってセンサが破損したり、泥水を被ってセンサが腐食する恐れがある。

また、特許文献３に開示の技術では、車輪用軸受の外輪の内径面にセンサユニットを取付けているので、センサを外部環境から守ることができるが、軸受内部から軸受外部へ信号ケーブルを引き出す処理や、センサユニットの組付けが困難である。

この発明の目的は、外部環境の影響によるセンサの故障を防止して、車輪用軸受やタイヤ接地面に作用する荷重を長期にわたり正確に検出でき、信号ケーブルの配線処理やセンサの組付けも容易な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の周面に接触して固定される歪み発生部材、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複数のセンサユニットと、前記センサの出力信号を処理する信号処理用ＩＣと、処理された前記出力信号を軸受外部へ取り出す信号ケーブルとを含む電子部品を、円環状の保護カバーの内側に配置して円環状のセンサ組立品とし、このセンサ組立品を前記固定側部材の周面に固定側部材と同心に取付けたことを特徴とする。前記固定側部材は、例えば前記外方部材である。

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（例えば外方部材）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、荷重を精度良く推定できる。
とくに、複数のセンサユニットと、センサユニットのセンサの出力信号を処理する信号処理用ＩＣと、処理された前記出力信号を軸受外部に取り出す信号ケーブルとを含む電子部品を、円環状の保護カバーの内側に配置して円環状のセンサ組立品とし、このセンサ組立品を前記固定側部材の周面に固定側部材と同心に取付けているので、前記電子部品を保護カバーで被覆できて、外部環境の影響によるセンサの故障を防止して、車輪用軸受やタイヤ接地面に作用する荷重を長期にわたり正確に検出できる。例えば、外部からの飛び石や泥水，塩水等から、センサ，信号処理用ＩＣ，信号ケーブル等の電子部品を確実に保護することができる。また、信号ケーブルの配線処理やセンサの組付けも容易となる。

この発明において、前記円環状のセンサ組立品は、円周方向に２つの分割体に２分割可能としても良い。例えば、中央で２分割可能とするのが望ましい。
センサ組立品を、例えば前記固定側部材の外径面に取付ける場合、センサ組立品を２分割構造とすることにより、固定側部材へのセンサ組立品の取付けを容易に行うことができる。

この発明において、前記センサユニットは前記固定側部材にボルト固定されるものとしても良い。すなわち、センサユニットをボルト固定することで、保護カバーとセンサユニットとを同時に軸受へ固定できる構造とする。この固定は、モールド材等の介在部材を介さない固定構造となるため、センサユニットを強固に固定でき、荷重負荷時にも固定部に滑りが生じず、検出精度が向上する。

この発明において、前記固定側部材に取付けられた前記センサ組立品における前記電子部品の前記保護カバーからの露出部分をモールド材で密封するのが望ましい。例えば、センサ組立品は、上記のように２分割構造としたり、ボルト固定等により軸受に固定した後に、モールド材を充填して２次モールドすることで密封する。なお、モールド材の代わりに、接着剤やシール剤を充填してから、センサ組立品の外径面に円筒状の保護カバーを接着しても良い。
この構成の場合、センサユニット、信号処理用ＩＣ、信号ケーブルなどの電子部品を、保護カバーとモールド材とで完全に被覆でき、外部環境の影響でこれらの電子部品が故障するのを確実に防止できる。

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。
この構成の場合、固定側部材の歪みが歪み発生部材に拡大して伝達されやすく、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、荷重を精度良く推定できる。また、歪み発生部材の形状も簡単なものとなり、コンパクトで低コストなものとできる。

この発明において、前記複数のセンサユニットを、それらの各センサが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るのが望ましい。
この構成の場合、センサユニットが固定側部材において、同一軸方向位置に並ぶことになるので、全てのセンサユニットを保護カバーで覆うことが容易となり、保護カバーをコンパクトに構成できる。

この発明において、前記固定側部材の周面に全周にわたる円筒研削面を設け、この円筒研削面のうち前記歪み発生部材が接触する部分を平面研削面部とするのが望ましい。特に前記固定側部材が前記外方部材である場合に、このように外周全周を円筒研削面とすることが好ましい。この構成の場合、固定側部材へのセンサ組立品の取付けが容易となり、かつ固定側部材の周面への歪み発生材の接触が確実なものとなる。

この発明において、前記センサ組立品を前記固定側部材の外径面に取付けても良い。この構成の場合、固定側部材へのセンサ組立品の取付けが容易で、保護カバーによるセンサユニット、信号処理用ＩＣ、信号ケーブルなどの電子部品の保護が行い易い。

この発明において、前記複数のセンサユニットを、タイヤ接地面に対して上下位置および左右位置となる前記固定側部材の外径面の上面部、下面部、右面部、および左面部に配置しても良い。この構成の場合、どのような荷重条件においても、荷重を精度良く推定することができる。すなわち，ある方向への荷重が大きくなると、転動体と転走面が接触している部分と接触していない部分が１８０度位相差で現れるため、その方向に合わせてセンサユニットを１８０度位相差で設置すれば、どちかのセンサユニットには必ず転動体を介して固定側部材に印加される荷重が伝達され、その荷重をセンサにより検出可能となる。

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の周面に接触して固定される歪み発生部材、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複数のセンサユニットと、前記センサの出力信号を処理する信号処理用ＩＣと、処理された前記出力信号を軸受外部へ取り出す信号ケーブルとを含む電子部品を、円環状の保護カバーの内側に配置して円環状のセンサ組立品とし、このセンサ組立品を前記固定側部材の周面に固定側部材と同心に取付けたため、外部環境の影響によるセンサの故障を防止して、車輪用軸受やタイヤ接地面に作用する荷重を長期にわたり正確に検出でき、信号ケーブルの配線処理やセンサの組付けも容易となる。例えば、外部からの飛び石や泥水，塩水等から、センサ，信号処理用ＩＣ，信号ケーブル等の電子部品を確実に保護することができる。

この発明の一実施形態を図１ないし図１２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、車体の懸架装置におけるナックル（図示せず）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。車体取付用フランジ１ａには周方向複数箇所にナックル取付用のねじ孔１４が設けられ、インボード側よりナックルのボルト挿通孔に挿通したナックルボルト（図示せず）を前記ねじ孔１４に螺合することにより、フランジ１ａがナックルに取付けられる。
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１５の圧入孔１６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。

固定側部材である外方部材１の外径面には、４個のセンサユニット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８に示すように、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の歪みを検出する歪みセンサ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２ｍｍ以下の薄板材からなり、平面概形が全長にわたり均一幅の帯状で中央の両側辺部に切欠き部２１ａを有する。また、歪みセンサ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２１ａで挟まれる中央部位が選ばれており、歪みセンサ２２は切欠き部２１ａ周辺の周方向の歪みを検出する。歪み発生部材２１の前記歪みセンサ２２を挟んで長手方向に離れた２箇所には、センサユニット２０を前記外方部材１の外径面に固定するボルト２３（図２）の挿通孔２４が設けられている。
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。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４個のセンサユニット２０は、これらの歪みセンサ２２の出力信号を処理する信号処理用ＩＣ２５、各センサユニット２０と信号処理用ＩＣを接続して処理された前記出力信号を軸受外部へ取り出す信号ケーブル２６（図８）などの電子部品と共に、図６（Ａ），（Ｂ）に正面図および側面図で示す円環状の保護カバー２７の内側に配置して、図９（Ａ），（Ｂ）に正面図および側面図で示す円環状のセンサ組立品２８が構成される。図８は、保護カバー２７の内側に配置される前記電子部品の展開図を示す。各センサユニット２０間に信号ケーブル２６が、保護カバー２７の溝部２９に沿って配線され、その信号ケーブル２６の途中に信号処理用ＩＣ２５が配置されている。信号ケーブル２６は、溝部２９の底面に巻き付けるように取付ける。信号ケーブル２６の車体側への引き出し部２６ａは、保護カバー２７の一箇所から保護カバー２７の外側に引き出される。保護カバー２７の材質は、プラスチックやゴムであっても良く、また金属製であっても良い。

保護カバー２７は、図６（Ａ），（Ｂ）のVIIa−VIIa矢視断面図およびVIIb−VIIb矢視断面図を示す図７（Ａ），（Ｂ）のように、その内径面における周方向の前記各センサユニット２０の配置部となる４箇所が、前記幅に渡り平面状のフラット部２７ａとされている。この保護カバー２７の外径面には、周方向に沿って延びる溝部２９が設けられ、前記各フラット部２７ａが設けられた箇所に、溝部２９から内径面へ径方向に貫通する矩形の開口部３０がそれぞれ設けられている。これら開口部３０の内径側における周方向に沿う両側縁には、センサユニット２０の歪み発生部材２１が係合する係合段部３０ａが設けられている。各係合段部３０ａは、前記フラット部２７ａに設けられている。これにより、図９（Ａ），（Ｂ）のＸａ−Ｘａ矢視断面図およびＸｂ−Ｘｂ矢視断面図を示す図１０（Ａ），（Ｂ）のように、保護カバー２７の開口部３０に、各センサユニット２０がその歪み発生部材２１を内径側に露出させて、各フラット部２７ａに取付けられる。このように各センサユニット２０は、保護カバー２７の内径面に歪み発生部材２１を露出させて取付けてあるため、歪み発生部材２１を固定側部材である外方部材１の外径面に密着させ、外方部材１の弾性変形を歪み発生部材２１に効果的に伝えることができる。なお、開口部３０は、保護カバー２７の外周側からセンサユニット２０の配線とボルト固定を行えようにようにした開口部である。

前記円環状のセンサ組立品２８は、図１１（Ａ），（Ｂ）のように中央で２分割可能とされている。具体的には、円環状の保護カバー２７が、２つの分割体２７Ａ，２７Ｂの各一端をヒンジ３１で開閉可能に連結してなり、そのヒンジ３１を介してセンサ組立品２８の２つの半円弧部が開閉可能とされている。このセンサ組立品２８の開放状態での開口寸法Ｗの最大値は、外方部材１の外径寸法Ｄ（図４）よりも大きくなるようにされている。これにより、前記センサ組立品２８を、その開口寸法Ｗが最大となる状態に開いて外方部材１の外径面に取付けることができる。

図４は、アウトボード側から見た外方部材１の部分破断正面図を示す。外方部材１の車体取付用フランジ１ａは、各ねじ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。外方部材１の外径面の前記センサ組立品２８が取付けられる軸方向位置には、全周にわたる円筒研削面１ｂが設けられる。また、前記円筒研削面１ｂのうち、前記センサユニット２０の歪み発生部材２１が接触する４箇所、つまり上面部、下面部、右面部および左面部は、図５に示すように平面研削面部１ｃとされている。これにより各センサユニット２０の歪み発生部材２１を平面研削面部１ｃに確実に接触させることができる。また、前記各平面研削面部１ｃには、前記歪み発生部材２１のボルト挿通孔２４に整合するねじ孔３２が設けられている。これにより、前記円筒研削面１ｂにセンサ組立品２８を組み付けた後で、歪み発生部材２１のボルト挿通孔２４に挿通したボルト２３を前記ねじ孔３２に螺合させることで、センサユニット２０が外方部材１の外径面に固定され、同時にセンサ組立品２８の全体も固定される。前記平面研削面部１ｃにおける２つのねじ孔３２で挟まれる中間部には軸方向に延びて溝１ｄが設けられる。これにより、歪み発生部材２１における切欠き部２１ａが位置する中間部位が平面研削面部１ｃから離されるので、切欠き部２１ａの周辺の歪み変形が容易となる。４個のセンサユニット２０は、それらの各歪みセンサ２２が外方部材１の軸方向に対して同寸法となる位置に設けられる。

図１における外方部材１のセンサ組立品２８の取付部を拡大して図３に示す。同図のように、外方部材１の外径面にセンサ組立品２８を取付けた後で、センサ組立品２８における電子部品（センサユニット２０、信号処理用ＩＣ２５、信号ケーブル２６）の保護カバー２７からの露出部分がモールド材３３で密封される。すなわち、モールド材３３により２次モールドする。具体的には、保護カバー２７の溝部２９に全周にわたってモールド材３３が充填されて、前記電子部品の露出部分が密封される。

なお、前記電子部品の露出部分を密封するのに、前記モールド材３３を用いる代わりに、保護カバー２７の溝部２９に接着剤やシール剤を充填してから、センサ組立品２８の外径面に、図１２（Ａ），（Ｂ）に示すような２つの半円形の分割体３４Ａ，３４Ｂからなるリング状外側カバー３４を、図３に仮想線で示すように接着固定しても良い。すなわちセンサ組立品２８を軸受に取付けた後、このリング状外側カバー３４をセンサ組立品２８の外径面に取付けても良い。

歪みセンサ２２としては、種々のものを使用することができる。例えば、歪みセンサ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、歪みセンサ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の歪みセンサ２２は前記信号処理用ＩＣ２５に接続される。信号処理用ＩＣ２５は、歪みセンサ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 ，駆動力または制動力となる荷重Ｆx ，軸方向荷重Ｆy ）を推定する推定手段となるものであって、信号処理回路や補正回路などが含まれる。この信号処理用ＩＣ２５は、前記作用力と歪みセンサ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が外方部材１の周面に接触して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、その歪みが歪みセンサ２２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、荷重を精度良く推定できる。とくに、複数のセンサユニット２０と、歪みセンサ２２の出力信号を処理する信号処理用ＩＣ２５と、各センサユニット２０と信号処理用ＩＣを接続して処理された前記出力信号を軸受外部へ取り出す信号ケーブル２６とを含む電子部品を、円環状の保護カバー２７の内側に配置して円環状のセンサ組立品２８とし、このセンサ組立品２８を外方部材１の周面に外方部材１と同心に取付けているので、外部環境によりセンサユニット２０を含む電子部品が故障する（飛び石による破損や、泥水・塩水などによる腐食）のを防止でき、長期にわたって荷重を正確に検出することができる。また、信号ケーブル２６の配線処理や歪みセンサ２２の組付けも容易となる。

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）を検出するものでも良い。
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。

また、この実施形態では、センサ組立品２８を、中央で２分割可能としているので、固定側部材である外方部材１の周面への取付けが容易となり、組立性が向上する。

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を固定側部材である外方部材１の周面にボルト２３で直接固定するようにしており、モールド材等を介在させない固定となるため、センサユニット２０を強固に固定することができる。また、荷重負荷時でも、センサユニット２０と固定側部材である外方部材１との間で滑りが発生することが防止され、それだけ検出精度を向上させることができる。また、センサユニット２０をボルト２３で外方部材１に固定することで、同時にセンサ組立品２８を外方部材１に取付けることができるので、組立性がさらに向上する。なお、保護カバー２７に貫通孔３０を設けているため、センサ組立品２８を外方部材１に取付けた後に、センサ組立品２８の歪み発生部材２１とボルト２３が直接に接触した状態で外方部材１に固定することができる。

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の軸方向位置の寸法が異なると、外方部材１の外径面から歪み発生部材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を、それらの各歪みセンサ２２が外方部材１の軸方向に対して同寸法となる位置に設けているので、その軸方向位置を周回する保護カバー２７で複数のセンサユニット２０を含む電子部品を保護することができ、保護カバー２７をコンパクトに構成できる。

また、この実施形態では、固定側部材である外方部材１の外径面にセンサ組立品２８を取付けるものとし、その外方部材１の外径面に全周にわたる円筒研削面１ｂを設け、この円筒研削面１ｂのうちセンサユニット２０の歪み発生部材２１が接触する部分を平面研削面部１ｃとしているので、外方部材１へのセンサ組立品２８の取付けが容易となり、かつ外方部材１の外径面の歪み発生材２１の接触が確実なものとなる。

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、図８のように平面概形が帯状で側辺部に切欠き部２１ａ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、その歪みが歪みセンサ２２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、コンパクトで低コストなものとできる。歪み発生部材２１を、平面概形が均一幅の帯状とした場合でも同様である。

また、この実施形態では、固定側部材である外方部材１の外径面の上面部と下面部、および右面部と左面部にセンサユニット２０を設けているので、どのような荷重条件においても、荷重を精度良く推定することができる。すなわち，ある方向への荷重が大きくなると、転動体５と転走面３が接触している部分と接触していない部分が１８０度位相差で現れるため、その方向に合わせてセンサユニット２０を１８０度位相差で設置すれば、どちかのセンサユニット２０には必ず転動体５を介して外方部材１に印加される荷重が伝達され、その荷重を歪みセンサ２２により検出可能となる。
この場合、外方部材１の外径面におけるセンサユニット２０が設けられる上面部および下面部は、図４のように車体取付用フランジ１ａにおける左右に隣り合う突片１ａａ間の間隔Ｂの中間位置とするのが望ましい。また、外方部材１の外径面におけるセンサユニット２０が設けられる右面部および左面部も、図４のように車体取付用フランジ１ａにおける上下に隣り合う突片１ａａ間の間隔Ａの中間位置とするのが望ましい。このように、センサユニット２０の固定位置を設定すると、ヒステリシスの原因となるナックルボルトを中心とした横滑りの影響を小さくでき、それだけ歪みセンサ２２の出力信号に生じるヒステリシスが小さくなり、荷重をより精度良く推定できる。

上記各実施形態では、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、センサ組立品２８は内方部材の内周となる周面に設ける。

また、この実施形態では第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、外方部材が回転側部材となる車輪用軸受に適用することもできる。その場合、内方部材の外周にセンサ組立品を設ける。

この発明の一実施形態にかかるセンサ付車輪用軸受の断面図である。 図１におけるII−II矢視断面図である。 図１の外方部材におけるセンサ組立品設置部の拡大断面図である。 外方部材をアウトボード側から見た一部を破断して示す正面図である。 同外方部材の側面図である。 （Ａ）は円環状の保護カバーの正面図、（Ｂ）は同側面図である。 （Ａ）は図６（Ｂ）におけるVIIｂ−VIIｂ矢視断面図、（Ｂ）は図６（Ａ）におけるVIIａ−VIIａ矢視断面図である。 センサ組立品に設置される電子部品の展開図である。 （Ａ）はセンサ組立品の正面図、（Ｂ）は同センサ組立品の側面図である。 （Ａ）は図９（Ｂ）におけるＸｂ−Ｘｂ矢視断面図、（Ｂ）は図９（Ａ）におけるＸａ−Ｘａ矢視断面図である。 （Ａ）はセンサ組立品の閉じ状態を示す正面図、（Ｂ）は同センサ組立品の開放状態を示す正面図である。 （Ａ）はリング状外側カバーの分割体の側面図、（Ｂ）は同リング状外側カバーの正面図である。 従来例の斜視図である。

符号の説明

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…切欠き部
２２…歪みセンサ
２３…ボルト
２５…信号処理用ＩＣ
２６…信号ケーブル
２７…保護カバー
２８…センサ組立品
３３…モールド材

Claims (10)

1. 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の周面に接触して固定される歪み発生部材、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複数のセンサユニットと、前記センサの出力信号を処理する信号処理用ＩＣと、処理された前記出力信号を軸受外部へ取り出す信号ケーブルとを含む電子部品を、円環状の保護カバーの内側に配置して円環状のセンサ組立品とし、このセンサ組立品を前記固定側部材の周面に固定側部材と同心に取付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、前記固定側部材は前記外方部材であ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、前記円環状のセンサ組立品は、円周方向に２つの分割体に２分割可能であるセンサ付車輪用軸受。
4. 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は前記固定側部材にボルト固定されるセンサ付車輪用軸受。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、前記固定側部材に取付けられた前記センサ組立品における前記電子部品の前記保護カバーからの露出部分をモールド材で密封したセンサ付車輪用軸受。
6. 請求項１ないし請求項５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。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、前記複数のセンサユニットを、それらの各センサが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。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれか１項において、前記固定側部材の周面に全周にわたる円筒研削面を設け、この円筒研削面のうち前記歪み発生部材が接触する部分を平面研削面部としたセンサ付車輪用軸受。
9. 請求項１ないし請求項８のいずれか１項において、前記センサ組立品を前記固定側部材の外径面に取付けたセンサ付車輪用軸受。
10. 請求項９において、前記複数のセンサユニットを、タイヤ接地面に対して上下位置および左右位置となる前記固定側部材の外径面の上面部、下面部、右面部、および左面部に配置したセンサ付車輪用軸受。

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