JP4877829B2 - センサ付車輪用軸受 - Google Patents
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このような構成とした車輪用軸受では、車両走行に伴い回転側部材であるハブ輪に荷重が加わると、転動体を介して外輪が変形し、その変形が歪みセンサの歪み発生部材に伝えられ、歪み発生部材に取付けられたセンサ素子がその歪みを測定する。歪み発生部材の第1の接触固定部は外輪の車体取付用フランジ面に対して固定され、第2の接触固定部は外輪外周に対して固定されるため、第1および第2の接触固定部の径方向位置が異なり、外輪の歪みが歪み発生部材に拡大して現れやすくなる。この拡大された歪みをセンサ素子で測定するため、外輪の歪みを感度良く検出できる。
このように信号選択手段を設け、2つのセンサの出力信号から、設定条件に応じた出力信号を選択して、その選択した出力信号に基づき推定手段で車輪用軸受に作用する荷重を推定するようにしたので、上記設定条件を適切に設定することにより、2つのセンサの出力信号のうち、より線型特性を示す部分のみを選択し、荷重を推定することができる。そのため、出力信号の非線形性等の影響をできるだけ排除して、車輪にかかる荷重を正確に検出することができる。すなわち、センサ出力のうち、車輪用軸受の固定状態等の影響を受け易い非線型領域の特性部分を使わず、安定した線型領域の信号だけを選択して荷重推定に使うことができて、車輪にかかる荷重を正確に検出することができる。
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。
第1の接触固定部材40は、歪み発生部材22の接面部22aに接面する接面部40aと、外方部材1のフランジ1aの車体取付用のボルト孔14の近傍、つまりフランジ突片1aaの側面に接面する接面部40bとを有している。また、第2の接触固定部材41は、歪み発生部材22の接面部22bに接面する接面部41aと、外方部材1の外周面に接面する接面部41bとを有している。
信号選択手段31は、このようにスイッチ回路で構成する場合のほか、例えばマイクロコンピュータ等のコンピュータ(図示せず)と、これに実行させる制御プログラムとで構成しても良い。
このように、このセンサ付車輪用軸受では、2つのセンサ23A,23Bの出力信号から、信号選択手段31で線形特性を持った出力信号を選択して、この選択した出力信号に基づき推定手段32で車幅方向の荷重(コーナリング荷重)Fy を推定するようにしているので、出力信号の非線形性に影響されることなく、正確な車幅方向の荷重(コーナリング荷重)Fy を検出することができる。
図8に示すように、センサユニット21は、歪み発生部材22のボルト挿通孔70および第1の接触固定部材40のボルト挿通孔72にアウトボード側からボルト76を挿通し、そのボルト76の雄ねじ部76aを外方部材1のボルト孔74に螺着させ、また歪み発生部材22のボルト挿通孔71および第2の接触固定部材41のボルト挿通孔73に外周側からボルト76を挿通し,そのボルト76の雄ねじ部76aを外方部材1のボルト孔75に螺着させることにより、外方部材1に固定される。
特性のものでなく、例えば車輪用軸受に作用する荷重の反映度合いが異なる場合にも、前記信号選択手段31により所定の設定条件(例えば出力値)に従って、荷重の反映度合いが高い出力信号を選択することで、同様に車輪用軸受に作用する荷重を正確に検出することができる。
また、前記各実施形態では第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。
1a…車体取付用フランジ
2…内方部材
3,4…転走面
5…転動体
20…センサユニット対
21…センサユニット
22…歪み発生部材
23A,23B…センサ
31…信号選択手段
32…推定手段
40,41…接触固定部材
Claims (10)
- 複列の転走面が内周に形成された外方部材と、上記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、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外周に、その固定側部材の円周方向における略対向する位置に配置された2つのセンサユニットからなるセンサユニット対を設け、前記各センサユニットは、前記固定側部材の外周に設けられた車体取付用のフランジの側面のナックル取付部相当位置に接触して固定される第1の接触固定部と、前記固定側部材の外径面に接触して固定される第2の接触固定部と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を有し、これら2つのセンサユニットの各センサの出力信号のうち、いずれか1つの出力信号を設定条件に従って選択する信号選択手段と、この信号選択手段で選択された出力信号により、車輪用軸受に作用する荷重を推定する推定手段とを設け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、前記信号選択手段は、前記各センサの出力信号のうち、線形特性となるいずれか1つの出力信号を選択するものであるセンサ付車輪用軸受。
- 請求項1または請求項2において、前記信号選択手段は、前記各センサの出力信号の値に応じて、いずれか1つの出力信号を選択するものであるセンサ付車輪用軸受。
- 請求項1または請求項2において、前記信号選択手段は、前記各センサの出力信号のうち、値が負となるいずれか1つの出力信号を選択するものであるセンサ付車輪用軸受。
- 請求項1ないし請求項4のいずいれか1項において、前記2つのセンサユニットは、タイヤ接地面に対して上下位置となる前記固定側部材の外周の上面部と下面部とに配置し、前記推定手段は車輪用軸受に作用する車両車幅方向の荷重を推定するものとし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2つのセンサユニットは、前記固定側部材の外周における車両前後方向の前側部と後ろ側部とに配置し、前記推定手段は車輪用軸受に作用する車両前後方向の荷重を推定するものとしたセンサ付車輪用軸受。
- 請求項1ないし請求項6のいずれか1項において、前記信号選択手段がスイッチ回路で構成されるセンサ付車輪用軸受。
- 請求項1ないし請求項6のいずれか1項において、前記信号選択手段が、制御プログラムおよびこの制御プログラムを実行するコンピュータからなるセンサ付車輪用軸受。
- 請求項1ないし請求項8のいずれか1項において、前記歪み発生部材は断面概形がL字状の板材であり、前記センサは前記歪み発生部材の表面に固定される歪み抵抗素子であるセンサ付車輪用軸受。
- 請求項9において、前記歪み抵抗素子が抵抗体を印刷して形成したものであるセンサ付車輪用軸受。
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