JP6707866B2 - 車輪支持用転がり軸受ユニット - Google Patents
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Description
このうちの軸受部は、外径側軌道輪部材と、内径側軌道輪部材と、複数個の転動体とを有する。
前記外径側軌道輪部材は、例えば略円環状(円筒状)に構成されており、内周面に1乃至複数(例えば複列)の外輪軌道を有する。
前記内径側軌道輪部材は、例えば略円環状(円筒状)に構成されており、前記外径側軌道輪部材の径方向内側に配置され、外周面に1乃至複数(例えば複列)の内輪軌道を有する。
前記各転動体は、例えば玉やころ(円すいころ、円筒ころ、ニードル、球面ころを含む)を使用する事ができ、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に、転動自在に設けられる。
そして、前記外径側軌道輪部材と前記内径側軌道輪部材とのうち何れか一方の軌道輪部材を、使用状態で、前記懸架装置に支持固定されて回転しない静止側軌道輪部材とし、他方の軌道輪部材を、前記車輪を結合固定して、該車輪と共に回転する回転側軌道輪部材としている。
又、前記無線通信器は、車体側に配置された電子機器との間で、例えば前記車輪に取り付けたセンサの出力信号を含む信号(例えば車体側から送信される車両の走行状態、エンジンの運転状態等を表す信号を必要に応じて含む)を、無線により通信するものである。
又、前記発電機は、前記静止側軌道輪部材に対し直接又は間接的に支持される固定子と、前記回転側軌道輪部材に対し直接又は間接的に支持される回転子とを有し、これら固定子と回転子との相対回転に基づき、前記センサ(車輪の状態量を測定するセンサであり、例えば歪センサ、加速度センサ、空気圧センサ、摩耗センサ、温度センサ等)及び前記無線通信器に対し供給する電力を発電するものである。
又、前記バッテリは、前記発電機により発電した電力を蓄えるものである。
そして、本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットは、前記発電機による発電量が、前記センサ及び前記無線通信器を動作させるのに不足する場合にのみ、これらセンサ及び無線通信器に対し前記バッテリから電力を供給し、前記発電機による発電量が、前記センサ及び前記無線通信器を動作させるのに十分である(足りている)場合には、これらセンサ及び無線通信器に対し前記発電機のみから電力を供給する。
特に、本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットの場合には、前記無線通信器が、前記電子機器との間で無線通信を行う(センサ情報を該電子機器に送信する)頻度である無線通信頻度(時間間隔)を、前記回転側軌道輪部材の回転速度又は車両の走行速度に応じて変化させる(可変とする)。更に、前記回転側軌道輪部材の回転速度又は前記車両の走行速度が、前記発電機による発電量のみで前記センサ及び前記無線通信器を動作させられる速度以上となった場合には、前記回転側軌道輪部材の回転速度又は前記車両の走行速度にかかわらず、前記無線通信頻度を一定とする。
尚、無線通信頻度とは、例えば単位時間当たりに実施する無線通信の回数により表す事が可能である。
即ち、本発明の場合には、前記バッテリの供給電力により、センサ及び無線通信器を作動させる低速走行時に、このうちの無線通信器が車体側に配置された電子機器との間で行う無線通信の頻度(無線通信頻度)を、回転側軌道輪部材(ハブ)の回転速度又は車両の走行速度に応じて変化させる。この為、前記無線通信器が使用する前記バッテリの消費電力を効果的に低減する事ができる。これにより、前記バッテリの蓄電容量を低減する事が可能になる為、体積を小さくする事によるバッテリの小型化を図れると共に、コスト低減を図る事もできる。又、前記無線通信頻度を車両速度に応じて変化させる為、無線通信の頻度が減り、センサ情報の更新間隔が長くなる場合にも、車両運動制御に関する性能が低下する事を抑制できる。
本発明の実施の形態の第1例に就いて、図1〜8を参照しつつ説明する。本例の車輪支持用転がり軸受ユニット1は、従動輪用であり、自動車の車輪を構成するタイヤ2及びホイール3、並びに、制動装置であるディスクブレーキ装置4を構成するロータ5を、懸架装置を構成するナックル6に対し回転自在に支持している。又、図示の構造の場合には、車体7に対して揺動変位を可能に支持されたアッパアーム9とロアアーム10とにより、前記ナックル6を支持している。
尚、本明細書及び特許請求の範囲に於いて、軸方向に関して「内」とは、車両への組み付け状態で車両の幅方向中央側となる、図1、2の右側を言う。反対に、車両の幅方向外側となる、図1、2の左側を、軸方向に関して「外」と言う。
尚、本発明を実施する場合には、ハブ本体のうち、内輪が外嵌固定された部分よりも軸方向内方の突出した部分に雄ねじ部を形成し、該雄ねじ部にナットを螺合し更に締め付ける事で、内輪をハブ本体に支持固定する構成を採用する事もできる。
尚、前記充電器15は、上述した様に、前記ハブ17の回転速度を利用して、無線通信頻度を定める事もできるし、前記発電機12の出力電圧又は前記ハブ17の回転速度から車両の走行速度を算出し、この走行速度を利用して、無線通信頻度を定める事もできる。更に、前記発電機12の出力電圧から直接、無線通信頻度を定める事もできる。
前記バッテリーケース76は、軸方向内端部に設けられた金属製で軸状の接続部78と、軸方向中間部乃至外端部に設けられた合成樹脂製で中空筒状の収納部79と、該収納部79の軸方向外端部を全周に亙り覆う様に設けられた金属製で円輪状のコネクタ部80とを備えている。そして、前記バッテリーケース76を、前記ハブ本体22の貫通孔29内に配置した状態で、前記接続部78を、前記小径部31及び前記内端側大径部32の内側に配置し、前記収納部79及び前記コネクタ部80を、前記外端側大径部30の内側に配置している。又、この状態で、該コネクタ部80を前記ハブ本体22を構成する位置決め筒部40の内側に径方向のがたつきなく内嵌すると共に、前記コネクタ部80の径方向外端部の軸方向内端面を、前記位置決め筒部40の内周面の軸方向内側に隣接して設けられた段差面92に当接させている。更に、前記接続部78のうちで前記内端側大径部32内に突出した部分に環状のナット81を螺合している。これにより、該ナット81と前記コネクタ部80の径方向外端部の軸方向内端面との間で、前記ハブ本体22の一部を軸方向両側から挟持し、前記バッテリーケース76を該ハブ本体22の内側に支持固定している。
即ち、本例の場合には、前記バッテリ14の供給電力により、前記センサ及び前記無線通信器13を動作させる低速走行時に、このうちの無線通信器13が前記車体側に配置された演算器69との間で行う無線通信の頻度(無線通信頻度)を、前記ハブ17の回転速度(車両の走行速度)に応じて変化させる。より具体的には、車両の走行速度が速い場合(発電機12の発電量が増え、バッテリ14への供給電力が多い場合)には、前記無線通信頻度を多く(無線通信同士の時間間隔を短くし)、車両の走行速度が遅い場合(発電機12の発電量が減り、バッテリ14への供給電力が少ない場合)には、前記無線通信頻度を少なく(無線通信同士の時間間隔を長く)する。この為、本例の場合には、前記無線通信器13を使用する事による前記バッテリ14の消費電力を効果的に低減する事ができる。これにより、前記バッテリ14の蓄電容量を低減する事が可能になる為、体積を小さくする事によるバッテリ14の小型化を図れると共に、コスト低減を図る事もできる。又、前記無線通信頻度を、前記ハブ17の回転速度(車両の走行速度)に応じて変化させる為、無線通信の頻度が減り、センサ情報の更新間隔が長くなる場合にも、車両運動制御に関する性能が低下する事を抑制できる。つまり、車両が一定距離だけ走行するのに要する時間は、車両速度が遅くなるほど長くなる為、前記無線通信頻度を車両速度に応じて変化させる事により、車両が一定距離走行する間に実施する無線通信回数をほぼ一定に保つ事が可能になり、車両運動制御に関する性能が低下する事を抑制できる。
上述した実施の形態の第1例の場合には、無線通信器13が車体側の演算器69との間で無線通信を行う(センサ情報を送信する)頻度である無線通信頻度を、車輪支持用転がり軸受ユニット1内部に配置した充電器15により決定していた。これに対し、本例の場合には、図6を参照しつつ説明すると、車体側に設けた演算器69を構成する制御部93が有する車両の走行速度に関する情報に基づき、この演算器69側で無線通信頻度を定める。尚、前記演算器69(制御部93)による無線通信頻度の決定方法に関しては、前記実施の形態の第1例で説明した様な、充電器15による無線通信頻度の決定方法と同じである。そして、決定した無線通信頻度に関する情報を、前記演算器69の無線通信回路94から、無線通信器13に対し無線送信し、当該無線通信頻度にて無線通信を実施させる。尚、この様な構成を有する本例の場合には、前記充電器15に、発電機12による出力電圧を検出する機能は不要となる。
その他の構成及び作用効果に就いては、前記実施の形態の第1例の場合と同様である。
2 タイヤ
3 ホイール
4 ディスクブレーキ装置
5 ロータ
6 ナックル
7 車体
9 アッパアーム
10 ロアアーム
11、11a 軸受部
12 発電機
13 無線通信器
14 バッテリ
15 充電器
16 外輪
17 ハブ
18 玉
19a〜19d 外輪軌道
20 静止側フランジ
21 取付孔
22 ハブ本体
23 内輪
24a〜24d 内輪軌道
25 小径段部
26 かしめ部
27 回転側フランジ
28 結合孔
29 貫通孔
30 外端側大径部
31 小径部
32 内端側大径部
33 内向フランジ部
34 保持器
35 支持孔
38 ロータ中心孔
39 ホイール中心孔
40 位置決め筒部
41 ホイール結合孔
42 ロータ結合孔
43 結合部材
44 ディスク部
45 リム部
46 ハット部
48 摺動部
49 シールリング
50、50a カバー
51、51a 内部空間
52、52a 円筒部
53、53a 底部
54、54a 外向鍔部
55、55a 外径側円輪部
56、56a 中央円板部
57、57a 固定子
58、58a 回転子
59 支持環
60 永久磁石
61 ステータコア
62 コイル
63 ティース
64、64a マウント部材
65、65a 円板部
66、66a 大径筒部
67、67a 小径筒部
68 止め輪
69 演算器
70 無線通信回路
71 アンテナ
72 ケース
73 小径部
74 大径部
75 中継基板
76、76a バッテリーケース
77、77a キャップ
78、78a 接続部
79、79a 収納部
80 コネクタ部
81 ナット
82 ストッパ部
83 端子
84 端子
85a、85b ピン
86 センサコネクタ
87 タイヤ側センサ
88 ホイール側センサ
89a〜89c 配線
90 中継コネクタ
91 メスコネクタ
92 段差面
93 制御部
94 無線通信回路
Claims (6)
- 内周面に外輪軌道を有する外径側軌道輪部材と、外周面に内輪軌道を有する内径側軌道輪部材と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体とを有し、前記外径側軌道輪部材と前記内径側軌道輪部材とのうちの何れか一方の軌道輪部材が、使用状態で懸架装置に支持固定されて回転しない静止側軌道輪部材であり、他方の軌道輪部材が、車輪を結合固定して該車輪と共に回転する回転側軌道輪部材である軸受部と、
車体側に配置された電子機器との間で、センサの出力信号を含む信号を無線通信する無線通信器と、
前記静止側軌道輪部材に支持された固定子と、前記回転側軌道輪部材に支持された回転子とを有し、これら固定子と回転子との相対回転に基づき、電力を発電する発電機と、
前記発電機が発電した電力を蓄えるバッテリと、を備え、
前記発電機による発電量が、前記センサ及び前記無線通信器を動作させるのに不足する場合にのみ、これらセンサ及び無線通信器に対し前記バッテリから電力を供給する
車輪支持用転がり軸受ユニットであって、
前記無線通信器が無線通信を行う頻度である無線通信頻度を、前記回転側軌道輪部材の回転速度又は車両の走行速度に応じて変化させると共に、前記回転側軌道輪部材の回転速度又は前記車両の走行速度が、前記発電機による発電量のみで前記センサ及び前記無線通信器を動作させられる速度以上となった場合には、前記回転側軌道輪部材の回転速度又は前記車両の走行速度にかかわらず、前記無線通信頻度を一定とする、
事を特徴とする車輪支持用転がり軸受ユニット。 - 前記発電機の出力電圧を利用して、前記回転側軌道輪部材の回転速度を求める、請求項1に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。
- 前記回転側軌道輪部材の回転速度又は前記車両の走行速度が、前記発電機による発電量のみで前記センサ及び前記無線通信器を動作させられる速度よりも遅い場合において、前記回転側軌道輪部材の回転速度又は前記車両の走行速度が、所定の速度以上である場合における前記無線通信頻度を、前記回転側軌道輪部材の回転速度又は前記車両の走行速度が前記所定の速度よりも遅い場合における前記無線通信頻度よりも多くする、請求項1〜2のうちのいずれか1項に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。
- 前記無線通信頻度と前記回転側軌道輪部材の回転速度又は前記車両の走行速度とを比例関係として、無線通信の時間間隔における車両の走行距離をほぼ一定とする、請求項3に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。
- 前記無線通信頻度と前記回転側軌道輪部材の回転速度又は前記車両の走行速度とを比例関係とはせずに、前記回転側軌道輪部材の回転速度又は前記車両の走行速度の値に応じて複数の閾値を設定し、段階的に前記無線通信頻度を設定する、請求項3に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。
- 前記バッテリの蓄電量が、前記バッテリの充電を制御する充電器を動作させられる蓄電量である最低動作蓄電量よりも大きいが所定の基準値以下となり、かつ、前記発電機の発電量のみでは前記センサ及び前記無線通信器を動作させられず、前記バッテリから前記センサ及び前記無線通信器に電力を供給する必要がある場合には、前記無線通信器は、前記回転側軌道輪部材の回転速度又は前記車両の走行速度に基づいて定めた無線通信頻度ではなく、予め定めておいた別の無線通信頻度で無線通信を行う、請求項1〜5のうちのいずれか1項に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。
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