JP5063270B2 - センサ付車輪用軸受 - Google Patents

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の摩擦（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１０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、同様の問題が生じる。
また、車輪用軸受に作用する上下方向の荷重Ｆz を検出する場合、荷重Ｆz に対する固定輪変形量が小さいため歪み量も小さく、上記した技術では検出感度が低く、荷重Ｆz を精度良く検出できない。

この発明の目的は、ヒステリシスの影響を受けることなく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、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、前記固定側部材の外径面に接触して固定される２つ以上の接触固定部と１つ以上の切欠き部を有する歪み発生部材、およびこの歪み発生部材の前記切欠き部の周辺の歪みを検出するセンサを有するセンサユニットを、前記固定側部材の外径面に対して２つ以上の接触固定部が軸方向に同寸法の位置に来るように設け、前記２つ以上の接触固定部の位置は、固定側部材の軸心回りに互いに開く角度を持ち、前記センサユニットの両端に設けられた接触固定部間の角度が、前記固定側部材の隣り合う前記突片の間の角度の半分以下となるように設置し、かつ前記２つ以上の接触固定部間の角度を、転動体の配列ピッチの半分としたことを特徴とする。
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（例えば外方部材）にも荷重が印加されて変形が生じる。ここでは、前記固定側部材の外径面に接触して固定される２つ以上の接触固定部と１つ以上の切欠き部を有する歪み発生部材、およびこの歪み発生部材の前記切欠き部の周辺の歪みを検出するセンサを有するセンサユニットを、前記固定側部材の外径面に対して２つ以上の接触固定部が軸方向に同寸法の位置に来るように設け、前記２つ以上の接触固定部は固定側部材の軸心回りに互いに開く角度を持ち、前記センサユニットの両端に設けられた接触固定部間の角度が、前記固定側部材の隣り合う前記突片の間の角度の半分以下となるように設置しているので、センサユニットが突片における滑り摩擦の影響を受け難くなる。その結果、出力信号のヒステリシスが小さくなる。
また、前記固定側部材の外径面では、その周方向の位置によって変形量が異なるので、上記したように２つ以上の接触固定部が周方向に離間して配置されることにより、各接触固定部での変形量の違いが歪み発生部材の切欠き部の周辺に歪みを発生させ、その歪み量がセンサで検出される。これにより、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感度良く検出することができる。上記したように、センサユニットは、ヒステリシスの主な原因となる固定側部材の車体取付用のフランジの突片に固定していないので、センサの出力信号に生じるヒステリシスが小さくなり、荷重を正確に検出することができる。これにより、ヒステリシスの影響を受けることなく車輪にかかる荷重を精度良く検出できる。
また、前記２つ以上の接触固定部間の角度を、転動体の配列ピッチの半分としたため、転動体の位置によりセンサユニットの変形モードが変わるため、転動体がセンサユニットの近傍を通過する周期に伴い、センサの出力信号が変動し易くなる。その結果、温度ドリフトの影響を受け難い出力信号の振幅から、荷重を検出できるようになる。

この発明において、前記２つ以上の接触固定部は、前記固定側部材の軸方向について、この固定側部材におけるインボード側列の転走面とアウトボード側列の転走面との間の中間位置からアウトボード側列の転走面の形成部までの、前記アウトボード側列の転走面の形成部を含む範囲内に設けても良い。
タイヤと路面間に作用した力は転動体を介して固定側部材の外径面に伝達されるので、センサユニットにおける歪み発生部材の２つ以上の接触固定部を、上記の範囲内に設けた場合、固定側部材における比較的に変形量の大きい部位にセンサユニットを設置していることとなり、さらに精度良く荷重を検出できる。

この発明において、前記固定側部材に作用する外力、または前記回転側部材に取付けられるホイールのタイヤと路面との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、前記センサユニットは塑性変形しないものとしても良い。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。

この発明において、前記接触固定部は前記固定側部材の前記突片の間の中央部に設けても良い。この構成の場合、ヒステリシスの原因となる突片から離れた位置に接触固定部を設けることとなり、センサの出力信号のヒステリシスがさらに小さくなり、荷重をさらに精度良く検出することができる。

この発明において、１つの前記センサユニットは、前記回転側部材に取付けられるホイールのタイヤの設置面に対して、固定側部材の外径面の上下面部に設けても良い。固定側部材の外径面において、上下方向の荷重Ｆz や前後方向の荷重Ｆy が印加された場合でも常に転動体の荷重が印加される位置、つまりタイヤ接地面に対して上下面部となる位置に１つのセンサユニットを設けると、どのような場合でも荷重を精度良く検出することができる。

この発明において、出力信号の絶対値、または出力信号の平均値、または出力信号の振幅の少なくてもいずれか１つより、この車輪用軸受に作用する作用力を推定する推定手段を設けても良い。
センサの出力信号により、タイヤと路面間の作用力を推定手段で推定すると、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感度良く検出することができる。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）を推定手段で推定することもできる。
しかし、車輪用軸受の回転中には、転走面におけるセンサユニットの近傍部位を通過する転動体の有無によって、センサユニットのセンサの出力信号の振幅に周期的な変化が生じる場合がある。そこで、検出信号における振幅の周期を推定手段で測定することにより、転動体の通過速度つまり車輪の回転数を検出することができる。このように、出力信号に変動が見られる場合は、出力信号の平均値や振幅により作用力を算出することができる。変動が見られない場合は、絶対値より作用力を算出することができる。

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、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、前記固定側部材の外径面に接触して固定される２つ以上の接触固定部と１つ以上の切欠き部を有する歪み発生部材、およびこの歪み発生部材の前記切欠き部の周辺の歪みを検出するセンサを有するセンサユニットを、前記固定側部材の外径面に対して２つ以上の接触固定部が軸方向に同寸法の位置に来るように設け、前記２つ以上の接触固定部は、固定側部材の軸心回りに互いに開く角度を持ち、前記センサユニットの両端に設けられた接触固定部間の角度が、前記固定側部材の隣り合う前記突片の間の角度の半分以下となるように設置したため、ヒステリシスの影響を受けることなく車輪にかかる荷重を精度良く検出できる。また、前記２つ以上の接触固定部間の角度は、転動体の配列ピッチの半分としたため、転動体の位置によりセンサユニットの変形モードが変わるため、転動体がセンサユニットの近傍を通過する周期に伴い、センサの出力信号が変動し易くなり、その結果、温度ドリフトの影響を受け難い出力信号の振幅から、荷重を検出できるようになる。

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−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の外径面にはセンサユニット１９が設けられている。ここでは、２つのセンサユニット１９を、タイヤ接地面に対して上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の２箇所に設けることで、車輪用軸受に作用する上下方向の荷重Ｆz を検出するようにしている。具体的には、図２のように、外方部材１の外径面における上面部の、隣り合う２つの突片１ａａの間の中央部に１つのセンサユニット１９が配置され、外方部材１の外径面における下面部の、隣り合う２つの突片１ａａの間の中央部に他の１つのセンサユニット１９が配置されている。

これらのセンサユニット１９は、図３に拡大正面図で示すように、歪み発生部材２０と、この歪み発生部材２０に取付けられて歪み発生部材２０の歪みを検出するセンサ２１とでなる。歪み発生部材２０は略円弧状で、鋼材等の金属製の部材であって、外方部材１の外径面に接触して固定される２つ以上の接触固定部２０ａと、１つ以上の切欠き部２０ｂを有する。ここでは、歪み発生部材２０は、その両端部に位置する２つの接触固定部２０ａと、これら２つの接触固定部２０ａで挟まれる中央部に位置する１つの切欠き部２０ｂを有する。なお、各図の符号ａは、接触固定部２０ａの幅を示す。切欠き部２０ｂは、歪み発生部材２０の内面側から外面側に向けて切り欠いた形状とされている。センサ２１は、歪み発生部材２０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２０ｂの周辺、具体的には歪み発生部材２０の外面側で切欠き部２０ｂの背面側となる位置が選ばれており、センサ２１は切欠き部２０ｂ周辺の歪みを検出する。なお、歪み発生部材２０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、軸受として負荷を許容できる最大の力である。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１９に正確に伝わらず、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１９は、その歪み発生部材２０の２つの接触固定部２０ａが、軸方向に同寸法の位置に来るように外方部材１の外径面に配置され、これら接触固定部２０ａがそれぞれスペーサ２２を介してボルト２３により外方部材１の外径面に固定される。具体的には、前記２つの接触固定部２０ａは、外方部材１の外径面におけるアウトボード側列の転走面３の周辺に固定される。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。
このように、スペーサ２２を介して外方部材１の外径面に接触固定部２０ａを固定することにより、歪み発生部材２０における切欠き部２０ｂが位置する２つの接触固定部２０ａの中間部位が外方部材１の外径面から離れた状態となり、切欠き部２０ｂの周辺の歪み変形が容易となる。

歪み発生部材２０の接触固定部２０ａをスペーサ２２を介して外方部材１の外径面に固定する以外に、例えば図４に示すように、接触固定部２０ａを歪み発生部材２０の内面側に突出する形状とすることで、スペーサ２２を省略しても良い。この場合も、歪み発生部材２０における切欠き部２０ｂが位置する２つの接触固定部２０ａの中間部位が外方部材１の外径面から離れた状態となり、切欠き部２０ｂの周辺の歪み変形が容易となる。
このほか、外方部材１の外径面における前記歪み発生部材２０の２つの接触固定部２０ａが接触固定される２箇所の中間部に溝を設けることで、歪み発生部材２０における切欠き部２０ｂが位置する２つの接触固定部２０ａ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。
なお、外方部材１の外径面へセンサユニット１９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２０の接触固定部２０ａ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、前記２つの接触固定部２０ａは、外方部材１の軸心回りに互いに開く角度θを持つように設置される。例えば、外方部材１の外径面の上面部に配置されるセンサユニット１９においては、このセンサユニット１９を挟む位置にある外方部材１の２つの突片１ａａの間の角度φｕの半分以下となるように、前記角度θが設定される。同様に、外方部材１の外径面の下面部に配置されるセンサユニット１９においても、このセンサユニット１９を挟む位置にある外方部材１の２つの突片１ａａの間の角度φｄの半分以下となるように、前記角度θが設定される。

センサユニット１９のセンサ２１は推定手段２５に接続される。推定手段２５は、ここではセンサ２１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２５は、車輪のタイヤと路面間の作用力とセンサ２１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。前記センサユニット１９を例えば外方部材フランジ１ａの突片１ａａに設置して、フランジ１ａの変形から荷重を推定しようとすると、従来例の説明におけるように出力信号にヒステリシスが生じる。
ここでは、外方部材１の外径面に接触して固定される２つの接触固定部２０ａと１つの切欠き部２０ｂを有する歪み発生部材２０、およびこの歪み発生部材２０の前記切欠き部２０ｂの周辺の歪みを検出するセンサ２１を有するセンサユニット１９を、外方部材１の外径面に対して２つの接触固定部２０ａが軸方向に同寸法の位置に来るように設け、２つの接触固定部２０ａは外方部材１の軸心回りに互いに開く角度θを持ち、その角度θが外方部材１の隣り合う突片１ａａの間の角度φｕ（あるいはφｄ）の半分以下となるように設置しているので、センサユニット１９が突片１ａａにおける滑り摩擦の影響を受け難くなる。その結果、出力信号のヒステリシスが小さくなる。
また、外方部材１の外径面では、その周方向の位置によって変形量が異なるので、上記したように２つの接触固定部２０ａが周方向に離間して配置されることにより、各接触固定部２０ａでの変形量の違いが歪み発生部材２０の切欠き部２０ｂの周辺に歪みを発生させ、その歪み量がセンサ２１で検出される。推定手段２５は、前記センサ２１の出力信号から車輪用軸受に作用する荷重を推定する。これにより、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感度良く検出することができる。上記したように、センサユニット１９は、ヒステリシスの主な原因となる外方部材フランジ１ａの突片１ａａに固定していないので、センサ２１の出力信号に生じるヒステリシスが小さくなり、荷重を精度良く推定することができる。

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。

また、車輪用軸受の回転中には、転走面３におけるセンサユニット１９の近傍部位を通過する転動体５の有無によって、センサユニット１９のセンサ２１の出力信号の振幅に、図５に示す波形図のように周期的な変化が生じる場合がある。その理由は、転動体５の通過時とそうでない場合とで変形量が異なり、転動体５の通過周期ごとにセンサ２１の出力信号の振幅がピーク値を持つためである。そこで、検出信号におけるこのピーク値の周期を、例えば推定手段２５で測定することにより、転動体５の通過速度つまり車輪の回転数を検出することも可能となる。このように、出力信号に変動が見られる場合は、出力信号の平均値や振幅により荷重を算出することができる。変動が見られない場合は、絶対値より荷重を算出することができる。

タイヤと路面間に作用した力は転動体５を介して外方部材１の外径面に伝達されるが、この実施形態では、センサユニット１９における歪み発生部材２０の２つの接触固定部２０ａを、外方部材１の外径面のアウトボード側列の転走面３の周辺に設けているので、外方部材１における比較的に変形量の大きい部位にセンサユニット１９を設置していることとなり、さらに精度良く荷重を推定することができる。

また、この実施形態では、センサユニット１９における歪み発生部材２０の接触固定部２０ａを、外方部材１の外径面において、フランジ１ａの隣り合う２つの突片１ａａの間の中央部に配置しているので、ヒステリシスの原因となる突片１ａａから周方向に離れた位置に歪み発生部材２０を設置することとなる。その結果、センサ２１の出力信号に生じるヒステリシスがさらに小さくなり、さらに精度良く荷重を推定することができる。

また、この実施形態では、外方部材１の外径面において、上下方向の荷重Ｆz や前後方向の荷重Ｆy が印加された場合でも常に転動体５の荷重が印加されて変化量の大きい位置、つまりタイヤ接地面に対して上下面部となる位置に１つのセンサユニット１９が設けられているので、どのような場合でも荷重を精度良く推定することができる。また、センサユニット１９は、微小な歪みでも拡大して検出するものであるため、外方部材１の変形量が小さい上下方向の荷重Ｆz でも感度良く検出することができる。

なお、この実施形態において、以下の構成については特に限定しない。
・ センサユニット１９の設置個数、設置場所や、接触固定部２０ａ，センサ２１，切 欠き部２０ｂの数
・ センサユニット１９の形状、固定方法（接着、溶接など）

図６ないし図８は、この発明の他の実施形態を示す。なお、図７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し、図６は、図７におけるVI−VI矢視断面図を示す。この実施形態は、図１〜図５に示す実施形態のセンサ付車輪用軸受におけるセンサユニット１９に代えて、図８に拡大正面図で示すようなセンサユニット１９Ａを用いている。このセンサユニット１９Ａは、３つの接触固定部２０ａと２つの切欠き部２０ｂを有する歪み発生部材２０と、２つのセンサ２１とでなる。具体的には、歪み発生部材２０の両端部と中央部が接触固定部２０ａとされ、各接触固定部２０ａは、スペーサ２２を介してそれぞれボルト２３により外方部材１の外径面に固定される。各接触固定部２０ａが軸方向に同寸法の位置に来るように配置されることは、先の実施形態の場合と同様である。３つの接触固定部２０ａは、外方部材１の軸心回りに互いに開く角度θを持ち、センサユニット１９Ａの両端に設けられた接触固定部２０ａ間の角度２θが、外方部材１の隣り合う突片１ａａの間の角度φｕ（またはφｄ）の半分以下となるように設定される。推定手段２５は、センサユニット１９Ａにおける２つのセンサ２１の出力信号から荷重を推定する。その他の構成は先の実施形態の場合と同様である。

図９は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態では、図６〜図８に示す実施形態のセンサ付車輪用軸受におけるセンサユニット１９Ａの３つの接触固定部２０ａを、それらが持つ外方部材１の軸心回りに互いに開く角度θが、転動体５のピッチＰの半分となるように設置している。その他の構成は図６〜図８に示す実施形態の場合と同様である。

このように接触固定部２０ａを設置した場合、転動体５の位置によりセンサユニット１９Ａの変形モードが変わるため、図５で示したように、転動体５がセンサユニット１９Ａの近傍を通過する周期に伴い、センサ２１の出力信号が変動し易くなる。その結果、温度ドリフトの影響を受け難い出力信号の振幅から、荷重を推定できるようになる。

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。 同センサ付車輪用軸受における外方部材の正面図である。 同センサ付車輪用軸受におけるセンサユニットの拡大正面図である。 同センサユニットの他の構成例を示す拡大正面図である。 同センサ付車輪用軸受におけるセンサの出力信号の波形図である。 この発明の他の実施形態にかか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における外方部材の正面図である。 同センサ付車輪用軸受におけるセンサユニットの拡大正面図である。 この発明のさらに他の実施形態にかかるセンサ付車輪用軸受の要部拡大断面図である。 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
２…内方部材
３，４…転走面
５…転動体
１４…車体取付用のボルト孔
１６…ナックル
１９，１９Ａ…センサユニット
２０…歪み発生部材
２０ａ…接触固定部
２０ｂ…切欠き部
２１…センサ
２５…推定手段

Claims (6)

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、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、
   前記固定側部材の外径面に接触して固定される２つ以上の接触固定部と１つ以上の切欠き部を有する歪み発生部材、およびこの歪み発生部材の前記切欠き部の周辺の歪みを検出するセンサを有するセンサユニットを、前記固定側部材の外径面に対して２つ以上の接触固定部が軸方向に同寸法の位置に来るように設け、前記２つ以上の接触固定部の位置は、固定側部材の軸心回りに互いに開く角度を持ち、前記センサユニットの両端に設けられた接触固定部間の角度が、前記固定側部材の隣り合う前記突片の間の角度の半分以下となるように設置し、かつ前記２つ以上の接触固定部間の角度を、転動体の配列ピッチの半分とし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２つ以上の接触固定部は、前記固定側部材の軸方向について、この固定側部材におけるインボード側列の転走面とアウトボード側列の転走面との間の中間位置からアウトボード側列の転走面の形成部までの、前記アウトボード側列の転走面の形成部を含む範囲内に設け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、前記固定側部材に作用する外力、または前記回転側部材に取付けられるホイールのタイヤと路面との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、前記センサユニットは塑性変形しないものとしたことを特徴とす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、前記接触固定部は前記固定側部材の前記突片の間の中央部に設けたことを特徴とす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、１つの前記センサユニットは、前記回転側部材に取付けられるホイールのタイヤの設置面に対して、固定側部材の外径面の上下面部に設けたことを特徴とする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、出力信号の絶対値、または出力信号の平均値、または出力信号の振幅の少なくてもいずれか１つより、この車輪用軸受に作用する作用力を推定する推定手段を設けたことを特徴とするセンサ付車輪用軸受。

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