WO2005078292A1 - 車輪用軸受装置 - Google Patents

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Kenichi Iwamoto
Takayoshi Ozaki
Takashi Koike
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Definitions

  • the present invention relates to a bearing device for a wheel used in an automobile and to which a preload is applied.
  • a wheel bearing device is a double-row rolling bearing in the form of an angular ball bearing or a tapered roller bearing, and is given a preload.
  • a method of managing the application of preload in a general double-row rolling bearing used for a spindle motor, a disk drive device of an information device, and the like there is a method of managing by a rotating torque (for example, JP-A-2003-74548).
  • the preloading method is a method of continuously applying a constant rotational torque to the bearing and stopping the preloading when the rotation speed of the bearing reaches the target rotation speed.
  • the preload management equipment is very important.
  • the bearing seal must be assembled after the preload is applied, which complicates the assembly work.
  • dirt may enter the bearing due to the lack of a bearing seal.
  • An object of the present invention is to facilitate preload management, to apply a preload amount that does not vary even when a bearing seal is attached, to stabilize the bearing stiffness and rotational torque of individual bearings, and to stabilize quality. It is an object of the present invention to provide a wheel bearing device which can be manufactured.
  • the wheel bearing device of the present invention provides an outer member having a double-row rolling surface formed on an inner peripheral surface, and an inner member having a rolling surface opposed to the rolling surface of the outer member.
  • a bearing device for a wheel comprising a member and a double row of rolling elements interposed between opposing rolling surfaces, the bearing device for a wheel rotatably supporting a wheel with respect to a vehicle body, wherein the outer member and the inner member
  • a sensor for detecting the amount of preload of the bearing is provided in either one of the above.
  • the preload can be applied to the bearing while monitoring the signal of the sensor. Therefore, even if the preload is applied while the seal member is mounted, the variation in the preload amount is small. As a result, the bearing stiffness and rotational torque of each bearing become constant, and the quality is stabilized. Further, since the preload can be applied with the seal member incorporated, the assembly of the bearing is easy, and no dust is mixed into the bearing during the preload application.
  • a sensor for detecting the preload amount of the bearing may use any one of a piezoelectric element, a strain gauge, and a magnetostrictive element. These piezoelectric elements, strain gauges, or magnetostrictive elements can be mounted on bearings at low cost. Therefore, it can be used only for preload control when preload is applied, and can be disposable.
  • the senor for detecting the preload amount of the bearing may be configured by a thin film directly printed on one of the outer member and the inner member. .
  • the senor is made of a thin film formed directly on the outer member or the inner member by a printing method, the mounting work of the sensor is not required, the assembly of the bearing becomes easier, and the sensor is provided at low cost. be able to.
  • the inner member includes a hub wheel and an inner ring fitted to the outer periphery of the hub wheel, and the inner ring is a caulking portion that caulks an inboard end of the hub wheel.
  • the bearing may be fixed to a knob wheel, and the preload of the bearing may be applied by caulking of the caulking portion.
  • the operation of caulking the caulking portion also serves as the preload applying operation.
  • the preload amount of the bearing can be accurately set.
  • the wheel bearing device is assembled so that a predetermined preload is obtained by using a signal of the sensor.
  • FIG. 1 is a sectional view of a wheel bearing device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an output voltage waveform diagram of an electrostrictive element provided as a sensor in the wheel bearing device.
  • FIG. 3 is an output voltage waveform diagram of a strain gauge provided as a sensor in the wheel bearing device.
  • FIG. 4 is a sectional view of a wheel bearing device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a sectional view of a wheel bearing device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a wheel bearing device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a sectional view of a wheel bearing device according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a sectional view of a wheel bearing device according to a sixth embodiment of the present invention.
  • This embodiment is an inner ring rotating type of the third generation and is an example applied to a bearing for supporting a driven wheel.
  • this wheel bearing device includes an outer member 1 having a double row of rolling surfaces 6 and 7 on the inner periphery, and rolling surfaces 8 and 7 facing these rolling surfaces 6 and 7, respectively.
  • An inner member 2 having 9 and a plurality of rows of rolling elements 3 interposed between the rolling surfaces 6 and 8 and between the rolling surfaces 7 and 9 are provided.
  • the outer member 1 is attached to a knuckle (not shown) or the like of the vehicle body at one end via a vehicle body mounting flange la.
  • the inner member 2 has a wheel mounting flange 2a, and a wheel (not shown) is mounted on the wheel mounting flange 2a with bolts 14.
  • the bearing device for a wheel is a double-row angular contact ball bearing.
  • Each of the rolling surfaces 6-9 has an arc-shaped cross section, and the contact angle of each rolling surface 6-9 is adjusted so as to be back-to-back. Is formed.
  • the rolling elements 3 are made of balls, and are held by a holder 10 for each row. Outside the rolling element 3 on the outboard side, an annular space between the outer member 1 and the inner member 2 is sealed by a seal member 11.
  • the term “board side” refers to a side that is the outer side in the vehicle width direction when the wheel bearing device is mounted on a vehicle
  • the side “inboard” refers to a side that is the center side in the vehicle width direction.
  • the outer member 1 is a member on the fixed side, and includes an outer member main body 1A having the vehicle body mounting flange la and an inner periphery of an inboard side end of the outer member main body 1A. Outside mated
  • the outer surface of the outer member 1A and the outer race IB are formed with the rolling surfaces 6 and 7 of each of the multiple rows of rolling surfaces 6 and 7.
  • a ring-shaped sensor 4 is provided between the outer member main body 1A and the outer ring 1B to detect the amount of preload of the bearing applied in the axial direction.
  • the sensor 4 is composed of a piezoelectric element, and leads 5a and 5b are connected to its electrode terminals. The lead wires 5a and 5b pass through the outer member main body 1A and are drawn to the outside.
  • a voltage is generated in the sensor 4 composed of the piezoelectric element, and a voltage corresponding to the load is obtained between the lead wires 5a and 5b as a preload amount detection signal.
  • a strain gauge may be used in addition to the piezoelectric element.
  • the inner member 2 is composed of a hub wheel 2A integrally having a wheel mounting flange 2a and another inner ring 2B. By caulking a caulked portion 2b at the inboard end of the hub wheel 2A, It is said that both are combined together.
  • One of the rolling surfaces 8, 9 in the double row is formed on the hub wheel 2A, and the other is formed on the inner wheel 2B. Since the hub wheel 2A is for a driven wheel, it has a shape without an inner diameter hole.
  • FIG. 2 shows a voltage waveform generated in the sensor 4 that also generates a piezoelectric element force at this time.
  • the left side with respect to the peak of the waveform shows the plus portion of the change in the preload
  • the right side shows the discharge of the charge stored in the sensor 4 which also has the piezoelectric element force. Therefore, the value obtained by integrating the shaded portion on the left side of the peak of the voltage waveform corresponds to the preload of the bearing.
  • the initial preload amount can be given with high accuracy without variation. Further, even if the preload amount is detected in a state where the seal member 11 is assembled in advance, since the seal member 11 does not affect the detection accuracy, the assembling operation is simplified, and the inside of the bearing during the preload applying operation is reduced. There is no contamination of waste.
  • FIG. 3 shows a voltage waveform when a load is applied to the strain gauge when a strain gauge is used as the sensor 4. From this figure, it can be seen that the voltage generated at the sensor 4 changes in a stepwise manner due to the increase in the load applied to the sensor 4 that also generates the strain gauge force. From this, in this case, by managing the potential difference of the step-like voltage generated from the sensor 4, In addition, the preload amount of the bearing can be set with high accuracy.
  • FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention.
  • the outer member 1 is a single member and the sensor 4 is provided on the inner member 2 in the first embodiment shown in FIG.
  • the inner member 2 is composed of a hub wheel 2A and an inner ring 2B, as in the case of the first embodiment.
  • the ring-shaped sensor 4 having a piezoelectric element and the like is installed between the caulked portion 2b formed at the inboard end of the hub wheel 2A and the width surface of the inner ring 2B opposed to the caulked portion 2b. .
  • the inner ring 2B and the sensor 4 are positioned in the axial direction while the sensor 4 is sandwiched between the inner ring 2B and the caulking portion 2b, and fixed to the hub wheel 2A.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • the output voltage of the sensor 4 composed of a piezoelectric element changes due to the crimping operation for applying a preload to the bearing.
  • the preload amount of the bearing can be accurately determined. Can be set.
  • the work of caulking the caulked portion 2b also serves as a preload applying operation, it is possible to simplify the work that does not require any special work for applying the preload other than the assembling operation of the bearing. Even when a strain gauge is used for the sensor 4, the amount of preload can be set with high accuracy as described above.
  • FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention.
  • This embodiment differs from the second embodiment shown in FIG. 4 in that a spacer 12 is interposed between the sensor 4 and the caulked portion 2b of the hub wheel 2A. That is, the inner ring 2B is also arranged such that the inner ring 2B, the sensor 4, the spacer 12, and the crimping section 2b are arranged in this order toward the crimping section 2b.
  • Other configurations are the same as those of the second embodiment in FIG.
  • a uniform load can be applied to the sensor 4 made of a piezoelectric element at the time of applying a preload, and more accurate preload management can be performed.
  • FIG. 6 and FIG. 7 show fourth and fifth embodiments of the present invention, respectively.
  • the sensor 4 is printed on the outer ring 1B or the outer member main body 1A in place of the configuration in which the sensor 4 is provided separately from the outer member 1 in the first embodiment of FIG.
  • a thin film is printed directly on the substrate.
  • This thin film is, for example, a strain gauge having printed wiring.
  • the sensor 4 is directly printed on the inner ring 2B or the spacer 12 by a printing method instead of the configuration in which the separate sensor 4 is provided in the third embodiment of FIG. This is an example in which a thin film is formed.
  • the senor 4 When the sensor 4 is made of a thin film directly formed on the outer member 1 or the inner member 2 by a printing method as in these embodiments, the mounting work of the sensor 4 is not required, and the assembly of the bearing is performed. And the sensor can be provided at low cost.
  • a piezoelectric element or a strain gauge was used as the sensor 4 for detecting the preload amount.
  • a child may be used.
  • a magnetostrictive element may be used as the sensor 4.
  • FIG. 1 the sensor 4 is composed of a ring-shaped magnetostrictive member 4a and a ring-shaped detecting portion 4b composed of a yoke 4ba and a coil 4bb, and the magnetostrictive member 4a is provided between the inner ring 2B and the caulking portion 2b. It is interposed.
  • the detector 4b is attached to the end of the inner ring 2B.
  • the preload can be managed by detecting the magnetostrictive material 4a, whose magnetic permeability changes due to the preload, with the detection unit 4b having the coil 4bb.
  • the shape of the sensor 4 is not limited to a plate shape or a thin film shape, but may be a pipe shape or the like. Further, the sensor 4 is not limited to a ring shape, and may be, for example, a sensor locally provided at a plurality of positions in a circumferential direction.
  • a second-generation wheel bearing device in which a double-row inner ring (not shown) is provided for the hub wheel 2A may be used.

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Abstract

　予圧管理が容易で、軸受シール装着状態でもばらつきのない予圧量を付与することができる車輪用軸受装置を提供する。この車輪用軸受装置は、車体に対して車輪を回転自在に支持するものであり、外方部材１および内方部材２と、これら両部材の間に介在する転動体３とを備える。外方部材１は外周に車体取付フランジ１ａを有し、内周面に複列の転走面６，７が形成されている。内方部材２には、外方部材１の転走面６，７と対向する転走面８、９が形成されている。これら両部材１，２の転走面間に複列の転動体３が介在する。これら外方部材１および内方部材２のうちのいずれか一方には、軸受の予圧量を検出するセンサ４が設けられている。

Description

明 細 書
車輪用軸受装置
技術分野
[0001] この発明は、自動車に用いられ予圧が与えられる車輪用軸受装置に関する。
背景技術
[0002] 車輪用軸受装置は、アンギユラ玉軸受または円すいころ軸受形式の複列の転がり 軸受とされ、予圧が与えられる。スピンドルモータや情報機器のディスクドライブ装置 等に使用される一般的な複列転がり軸受における予圧付与の管理方法としては、回 転トルクで管理する方法がある（例えば特開 2003— 74548号公報)。
[0003] しかし、上記予圧付与方法は、一定回転トルクを軸受に与え続け、軸受の回転数が 目標回転数になった時に、予圧付与を停止する方法であるため、車輪用軸受装置の ように比較的大きな軸受に適用した場合、予圧管理の設備が大が力りになる。また、 トルク管理への軸受シールの影響を除くために、予圧付与後に軸受シールを組み立 てねばならず、組立作業が煩雑となる。さらに、予圧付与作業中に、軸受シールがな いために、軸受部にごみが混入する恐れがある。
発明の開示
[0004] この発明の目的は、予圧管理が容易で、軸受シール装着状態でもばらつきのない 予圧量を付与することができ、個々の軸受の軸受剛性や回転トルクが一定にでき、品 質の安定化が図れる車輪用軸受装置を提供することである。
[0005] この発明の車輪用軸受装置は、複列の転走面が内周面に形成された外方部材と、 この外方部材の転走面と対向する転走面を形成した内方部材と、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 軸受装置であって、前記外方部材および内方部材のうちのいずれか一方に、軸受の 予圧量を検出するセンサを設けて 、る。
この構成によると、軸受の予圧量を検出するセンサを外方部材または内方部材に 設けたため、このセンサの信号を監視しながら、軸受に予圧を与えることができる。そ のため、シール部材の装着状態で予圧付与を行っても、予圧量のばらつきが少なく なり、個々の軸受の軸受剛性や回転トルクが一定となり、品質が安定する。また、シ 一ル部材を組み込んだままで予圧付与ができるので、軸受の組立が容易で、予圧付 与中に軸受内にごみが混入することがな 、。
[0006] 軸受の予圧量を検出するセンサは、圧電素子、歪みゲージ、および磁歪素子の 、 ずれかを用いても良い。これら圧電素子、歪みゲージ、または磁歪素子であると、低 価格で軸受に装着可能なものとできる。そのため、予圧付与時の予圧管理のみに用 い、使い捨てとすることができる。
[0007] この発明において、軸受の予圧量を検出するセンサが、前記外方部材および内方 部材のうちのいずれか一方の部材に直接にプリントされた薄膜により構成されたもの であってもよい。
前記センサが外方部材または内方部材に直接に印刷法で作成された薄膜からなる ものであると、センサの取付作業が要らず、軸受の組立がより容易になり、低価格で センサを設けることができる。
[0008] この発明において、前記内方部材が、ハブ輪と、このハブ輪の外周に嵌合した内輪 とを有し、この内輪はハブ輪のインボード側端を加締た加締部でノヽブ輪に固定され たものとし、前記軸受の予圧が、前記加締部の加締によって付与されたものであって も良い。
この構成の場合、加締部を加締める作業が予圧付与作業を兼ねることになる。この ときにセンサに加わる荷重に応答してセンサが出力する検出信号を管理することによ り、軸受の予圧量を精度良く設定できる。
[0009] この発明にお 、て、車輪用軸受装置は前記センサの信号を用いて所定の予圧とな るように組み立てられたものである。
図面の簡単な説明
[0010] この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施例の説明から、より明瞭に 理解されるであろう。しかしながら、実施例および図面は単なる図示および説明のた めのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。この発 明の範囲は添付のクレーム (請求の範囲）によって定まる。添付図面において、複数 の図面における同一の部品番号は、同一部分を示す。 [図 1]この発明の第 1実施形態に力かる車輪用軸受装置の断面図である。
[図 2]同車輪用軸受装置にセンサとして設けられる電歪素子の出力電圧波形図であ る。
[図 3]同車輪用軸受装置にセンサとして設けられる歪ゲージの出力電圧波形図であ る。
[図 4]この発明の第 2実施形態に力かる車輪用軸受装置の断面図である。
[図 5]この発明の第 3実施形態に力かる車輪用軸受装置の断面図である。
[図 6]この発明の第 4実施形態に力かる車輪用軸受装置の断面図である。
[図 7]この発明の第 5実施形態に力かる車輪用軸受装置の断面図である。
[図 8]この発明の第 6実施形態に力かる車輪用軸受装置の断面図である。
発明を実施するための最良の形態
[0011] この発明の第 1実施形態を図 1ないし図 3と共に説明する。この実施形態は第 3世 代の内輪回転タイプであって、従動輪支持用の軸受に適用した例である。
図 1に示すように、この車輪用軸受装置は、内周に複列の転走面 6, 7を有する外 方部材 1と、これら転走面 6, 7にそれぞれ対面する転走面 8, 9を有する内方部材 2と 、転走面 6, 8間および転走面 7, 9間に介在する複列の転動体 3とを備える。外方部 材 1は、一端に車体取付フランジ laを介して車体のナックル（図示せず)等に取付け られる。
[0012] 内方部材 2は、車輪取付フランジ 2aを有し、この車輪取付フランジ 2aに車輪（図示 せず）がボルト 14で取付けられる。この車輪用軸受装置は、複列のアンギユラ玉軸受 とされていて、上記各転走面 6— 9は断面円弧状であり、背面合わせとなるように各転 走面 6— 9の接触角が形成されている。転動体 3はボールからなり、各列毎に保持器 10で保持されている。前記のアウトボード側の転動体 3の外側において、外方部材 1 と内方部材 2との間の環状空間がシール部材 11によりシールされている。なお、ァゥ トボード側とはこの車輪用軸受装置を車両に取付けた状態で、車両幅方向の外側と なる側を言 、、インボード側は車両幅方向の中央側となる側を言う。
[0013] 外方部材 1は固定側の部材となるものであって、上記車体取付フランジ laを有する 外方部材本体 1 Aと、この外方部材本体 1 Aのインボード側端の内周に嵌合される外 輪 IBとからなり、これら外方部材本体 1Aおよび外輪 IBに、上記複列の転走面 6, 7 のうちの各列の転走面 6, 7が形成されている。上記外方部材本体 1Aと外輪 1Bとの 間に、軸方向に加わる軸受の予圧量を検出するリング状のセンサ 4が設けられている 。上記センサ 4は、圧電素子からなり、その電極端子に引出し線 5a, 5bが接続されて いる。引出し線 5a, 5bは、外方部材本体 1Aを貫通して外部に引き出されている。圧 電素子力ゝらなるセンサ 4は、外部より荷重が印加されると電圧が発生し、予圧量検出 信号として引出し線 5a, 5b間に荷重に応じた電圧が得られる。なお、上記センサ 4と しては、圧電素子の他に歪みゲージを用いても良い。
[0014] 内方部材 2は、車輪取付フランジ 2aを一体に有するハブ輪 2Aと、他の内輪 2Bとで なり、ハブ輪 2Aのインボード側端部の加締部 2bを加締めることにより、両者を一体に 組合わせたものとされる。上記複列の転走面 8, 9のうちの一方の転走面 8がハブ輪 2 Aに、他方の転送面 9が内輪 2Bにそれぞれ形成されている。ハブ輪 2Aは従動輪用 であるため内径孔を有しな 、形状とされて 、る。
[0015] 上記構成の作用を説明する。外方部材本体 1Aと外輪 1Bとの間に圧電素子からな るセンサ 4が挟み込まれていて、外輪 1Bに軸方向の荷重が加わるのに伴い、センサ 4にも荷重が加わる。このときに圧電素子力もなるセンサ 4に発生する電圧波形を図 2 に示す。同図において、波形のピークを中心として左側は予圧荷重変化のプラス分 を示し、右側は圧電素子力もなるセンサ 4に蓄えられた電荷の放電を示している。し たがって、上記電圧波形のピークより左側の斜線を施して示す部分を積分した値が 軸受の予圧量に対応することになる。したがって、その積分量を管理することによつ て、初期の予圧量をばらつきなく精度良く与えることができる。また、予めシール部材 11を組み付けた状態で予圧量を検出しても、シール部材 11が検出精度に影響を与 えることが無いので、組立作業が簡単になると共に、予圧付与作業中に軸受内にご みが混入することもない。
[0016] 図 3は、センサ 4として歪ゲージを用いた場合に、その歪ゲージに荷重が加わったと きの電圧波形を示す。この図より、歪ゲージ力もなるセンサ 4に加わる荷重の増加に より、センサ 4に発生する電圧はステップ状に変化することが分かる。このことから、こ の場合には、センサ 4から発生するステップ状電圧の電位差を管理することによって 、軸受の予圧量を精度良く設定することができる。
[0017] 図 4は、この発明の第 2実施形態を示す。この実施形態は、図 1に示した第 1の実施 形態において、外方部材 1が単独の部材とされ、センサ 4は内方部材 2に設けられて いる。内方部材 2は、第 1の実施形態の場合と同様に、ハブ輪 2Aと内輪 2Bとで構成 される。圧電素子等力もなるリング状のセンサ 4は、ハブ輪 2Aのインボード側端部に 形成された加締部 2bと、この加締部 2bに対向する内輪 2Bの幅面との間に設置され る。加締部 2bを加締めることで、内輪 2Bと加締部 2bとでセンサ 4を挟んだ状態で、内 輪 2Bおよびセンサ 4が軸方向に位置決めされ、ハブ輪 2Aに固定される。その他の 構成は第 1の実施形態の場合と同じである。
[0018] この構成の場合、軸受に予圧を付与する上記加締作業により、圧電素子からなるセ ンサ 4の出力電圧が変化するので、この出力電圧を管理することで軸受の予圧量を 精度良く設定することができる。また、加締部 2bを加締める作業が予圧付与作業を 兼ねるので、軸受の組立作業以外に、予圧付与のための特別な作業を行う必要がな ぐ作業を簡略化できる。センサ 4に歪ゲージを用いた場合も、上記同様に予圧量を 精度良く設定することができる。
[0019] 図 5は、この発明の第 3実施形態を示す。この実施形態は、図 4に示した第 2実施形 態において、センサ 4とハブ輪 2Aの加締部 2bとの間にスぺーサ 12を介在させたもの である。すなわち、内輪 2B力も加締部 2bに向けて、内輪 2B,センサ 4,スぺーサ 12 および加締部 2bがこれらの順で並ぶように配列されて 、る。その他の構成は図 4の 第 2実施形態の場合と同じである。
このように、スぺーサ 12を介在させることにより、予圧付与時に、圧電素子からなる センサ 4に均一な荷重を加えることができ、より一層正確な予圧管理が可能となる。
[0020] 図 6,図 7は、それぞれこの発明の第 4および第 5実施形態を示す。図 6の第 4実施 形態は、図 1の第 1実施形態において、センサ 4を外方部材 1と別体に設けた構成に 代えて、センサ 4を外輪 1Bまたは外方部材本体 1Aに印刷法で直接にプリントされた 薄膜からなるものとした例である。この薄膜は例えば、印刷された配線を持つ歪ゲー ジである。図 7の第 5実施形態は、図 5の第 3実施形態において、別体のセンサ 4を設 けた構成に代えて、センサ 4を内輪 2Bまたはスぺーサ 12に印刷法で直接にプリント された薄膜からなるものとした例である。
センサ 4が、これらの実施形態のように外方部材 1または内方部材 2に直接に印刷 法で作成された薄膜からなるものであると、センサ 4の取付作業が要らず、軸受の組 立がより容易になり、低価格でセンサを設けることができる。
[0021] 上記の各実施形態では、予圧量を検出するセンサ 4として、圧電素子または歪ゲー ジを用いた例を挙げて説明したが、荷重を検出できるものであれば、これらの他の素 子を用いても良い。例えば、センサ 4として磁歪素子を用いても良い。その例を図 8の 第 6実施形態に示す。この例では、センサ 4を、リング状の磁歪材 4aと、ヨーク 4baお よびコイル 4bbからなるリング状の検出部 4bとで構成し、磁歪材 4aを内輪 2Bと加締 部 2bとの間に介在させている。検出部 4bは内輪 2Bの端部に取付けている。加締時 に、予圧によって透磁率が変わる磁歪材 4aをターゲットとして、前記コイル 4bbを有 する検出部 4bで検出すれば、予圧が管理できる。
[0022] また、上記各実施形態において、センサ 4の形状も、板状や薄膜状のものに限らず 、例えばパイプ状等であっても良い。また、センサ 4はリング状に限らず、例えば円周 方向の複数箇所に局部的に設けたものであっても良い。
また、上記各実施形態は、第 3世代型の車輪用軸受装置に適用した場合につき説 明したが、この発明は世代形式を問わず適用することができる。例えば、図 1の実施 形態において、ハブ輪 2Aに対して複列の内輪 (図示せず)を設けた第 2世代型の車 輪用軸受装置としても良い。

Claims

請求の範囲
[1] 複列の転走面が内周面に形成された外方部材と、この外方部材の転走面と対向す る転走面を形成した内方部材と、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装置にぉ 、て、
前記外方部材および内方部材のうちのいずれか一方に、軸受の予圧量を検出する センサを設けたことを特徴とする車輪用軸受装置。
[2] 請求項 1において、軸受の予圧量を検出するセンサが圧電素子である車輪用軸受 装置。
[3] 請求項 1において、軸受の予圧量を検出するセンサが歪みゲージである車輪用軸 受装置。
[4] 請求項 1において、軸受の予圧量を検出するセンサが磁歪素子である車輪用軸受 装置。
[5] 請求項 1において、軸受の予圧量を検出するセンサが、前記外方部材および内方 部材のうちのいずれか一方の部材に、直接にプリントされた薄膜により構成されたも のである車輪用軸受装置。
[6] 請求項 1において、前記内方部材が、ハブ輪と、このハブ輪の外周に嵌合した内輪 とを有し、この内輪はハブ輪のインボード側端を加締めた加締部でノヽブ輪に固定さ れたものとし、前記軸受の予圧が、前記加締部の加締によって付与されたものである 車輪用軸受装置。
[7] 請求項 1において、前記センサの信号を用いて所定の予圧となるように組み立てら れたものである車輪用軸受装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007071267A (ja) * 2005-09-06 2007-03-22 Ntn Corp センサ付車輪用軸受
WO2007109818A1 (de) * 2006-03-28 2007-10-04 Steyr-Daimler-Puch Spezialfahrzeug Gmbh Drehdurchführung innerhalb einer radlagereinheit
FR2899293A1 (fr) * 2006-04-03 2007-10-05 Snr Roulements Sa Bague exterieure de roulement de roue

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI119033B (fi) * 2006-05-09 2008-06-30 Metso Paper Inc Sovitelma, järjestelmä ja menetelmä rainanmuodostus- tai jälkikäsittelykoneella pyörivän kappaleen toimintaolosuhteiden mittaamiseksi
US8469597B2 (en) 2008-04-16 2013-06-25 Honeywell International Inc. Active preload control for rolling element bearings
DE102010047928A1 (de) * 2010-10-08 2012-04-12 Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg Wälzlager zum rotativen Lagern eines Maschinenelementes
CN107202659A (zh) * 2017-05-26 2017-09-26 浙江万向精工有限公司 一种非驱动轮毂轴承单元旋铆压力测量系统及其测量方法
CN107219029A (zh) * 2017-05-26 2017-09-29 浙江万向精工有限公司 一种轮毂轴承单元旋铆压力测量系统及其测量方法
CN107228725A (zh) * 2017-05-26 2017-10-03 浙江万向精工有限公司 一种驱动轮毂轴承单元旋铆压力测量系统及其测量方法
DE102018111841A1 (de) * 2018-05-15 2019-11-21 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Radnabe zur Lagerung eines Fahrzeugrades

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07332360A (ja) * 1994-02-16 1995-12-22 Timken Co:The 圧縮力センサーを用いた軸受け及びその調整方法
JPH0825106A (ja) * 1994-07-18 1996-01-30 Honda Motor Co Ltd 軸受の予圧調整装置
JP2001200841A (ja) * 2000-01-19 2001-07-27 Ntn Corp 軸受装置における軸受の異常検知装置
JP2002213438A (ja) 2001-01-17 2002-07-31 Koyo Seiko Co Ltd 複列アンギュラ軸受
JP2002292503A (ja) 2001-03-29 2002-10-08 Toshiba Mach Co Ltd 工作機械の主軸装置
JP2003004593A (ja) * 2001-06-20 2003-01-08 Koyo Seiko Co Ltd 軸受装置の予圧測定方法ならびに予圧測定装置
JP2004045370A (ja) 2002-05-17 2004-02-12 Koyo Seiko Co Ltd センサ付き転がり軸受ユニットおよびセンサ付きハブユニット

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4657412A (en) * 1985-03-25 1987-04-14 The Torrington Company Variable preload bearing assembly
US6394657B1 (en) * 1993-02-22 2002-05-28 Nsk Ltd. Preloading method for preload-adjustable rolling bearing and manufacture of the same
US5509198A (en) * 1992-02-24 1996-04-23 Nsk Ltd. Preloading method for preload-adjustable rolling bearing and manufacture of the same
JPH07217649A (ja) * 1994-02-04 1995-08-15 Nippon Seiko Kk 複列転がり軸受の予圧隙間を測定する方法と装置
JP3648919B2 (ja) * 1996-05-27 2005-05-18 日本精工株式会社 軸受の予圧測定方法および測定装置
JP4009801B2 (ja) * 1998-11-09 2007-11-21 日本精工株式会社 転がり軸受の予圧量測定装置
US6279395B1 (en) * 1999-02-05 2001-08-28 Kistler Instrument Corporation Annual shear element with radial preload
US6464399B1 (en) * 1999-12-27 2002-10-15 The Timken Company Hub assembly for automotive vehicles
IT1315864B1 (it) * 2000-03-15 2003-03-26 Umbra Cuscinetti Spa Dispositivo per la misurazione e la regolazione del precarico sucuscinetto.
NL1016756C2 (nl) * 2000-11-30 2002-05-31 Skf Eng & Res Centre Bv Meetelement voor het meten van radiale en/of axiale krachten op een lager.
US6532666B1 (en) * 2001-11-29 2003-03-18 The Timken Company Process for capturing a bearing race on a spindle
EP1550813B1 (en) * 2002-05-17 2009-10-21 JTEKT Corporation Rolling element bearing unit with sensor and hub unit with sensor

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07332360A (ja) * 1994-02-16 1995-12-22 Timken Co:The 圧縮力センサーを用いた軸受け及びその調整方法
JPH0825106A (ja) * 1994-07-18 1996-01-30 Honda Motor Co Ltd 軸受の予圧調整装置
JP2001200841A (ja) * 2000-01-19 2001-07-27 Ntn Corp 軸受装置における軸受の異常検知装置
JP2002213438A (ja) 2001-01-17 2002-07-31 Koyo Seiko Co Ltd 複列アンギュラ軸受
JP2002292503A (ja) 2001-03-29 2002-10-08 Toshiba Mach Co Ltd 工作機械の主軸装置
JP2003004593A (ja) * 2001-06-20 2003-01-08 Koyo Seiko Co Ltd 軸受装置の予圧測定方法ならびに予圧測定装置
JP2004045370A (ja) 2002-05-17 2004-02-12 Koyo Seiko Co Ltd センサ付き転がり軸受ユニットおよびセンサ付きハブユニット

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP1717467A4

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007071267A (ja) * 2005-09-06 2007-03-22 Ntn Corp センサ付車輪用軸受
JP4493569B2 (ja) * 2005-09-06 2010-06-30 Ｎｔｎ株式会社 センサ付車輪用軸受
WO2007109818A1 (de) * 2006-03-28 2007-10-04 Steyr-Daimler-Puch Spezialfahrzeug Gmbh Drehdurchführung innerhalb einer radlagereinheit
FR2899293A1 (fr) * 2006-04-03 2007-10-05 Snr Roulements Sa Bague exterieure de roulement de roue

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