(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に揺動可能に設けた車体側部材に対し、車輪を回転自在に支持する車輪用軸受と、
前記車輪用軸受と同軸上に配置され、前記車輪用軸受の軸ブレ非発生時には、前記車輪と一体回転する車輪側部材に所定の間隙をあけて対向し、前記車輪用軸受の軸ブレ発生時には、前記車輪側部材に接触して一体的に回転する軸ブレ検出部材と、
前記軸ブレ検出部材の回転を検出する回転センサと、
前記回転センサにより前記軸ブレ検出部材の回転が検出されたら、前記車輪用軸受の軸ブレが発生したと判断する制御部と、
を備えたことを特徴とする車輪用軸受装置。
【請求項２】
請求項１に記載された車輪用軸受装置において、
前記軸ブレ検出部材は、前記車輪用軸受よりも車両内側に配置されたことを特徴とする車輪用軸受装置。
【請求項３】
請求項１に記載された車輪用軸受装置において、
前記車輪用軸受は、前記車体側部材に固定された外方部材と、前記外方部材に転動体を介して相対回動可能に対向した内方部材と、を有し、
前記軸ブレ検出部材は、前記外方部材に設けられ、
前記車輪側部材は、前記内方部材とすることを特徴とする車輪用軸受装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載された車輪用軸受装置において、
前記軸ブレ検出部材は、前記車体側部材に対し、前記車輪側部材を回転可能とする軸受構造を有することを特徴とする車輪用軸受装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載された車輪用軸受装置において、
ハンドル位置を検出する舵角センサを有し、
前記制御部は、前記ハンドル位置がほぼ中立位置にあるとき、前記回転センサにより前記軸ブレ検出部材の回転が検出されたら、前記車輪用軸受の軸ブレが発生したと判断することを特徴とする車輪用軸受装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載された車輪用軸受装置において、
車両の揺れを検出する３次元加速度センサを有し、
前記制御部は、前記３次元加速度センサの検出値が所定値未満のとき、前記回転センサにより前記軸ブレ検出部材の回転が検出されたら、前記車輪用軸受の軸ブレが発生したと判断することを特徴とする車輪用軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車体に揺動可能に設けた車体側部材に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータケース内において、電動モータと減速機との間に設けられた軸支持壁を廃止し、モータ回転軸と、車輪と一体回転する減速機の出力軸とを同軸に突き合わせて対向配置した軸支承構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2008-37355号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、一般的に、出力軸を回転自在に支持する車輪用軸受には、想定外の入力荷重が作用して損傷が生じることがある。これに対し、従来の軸支承構造では、車体に対して揺動可能に設けたモータケースと出力軸の間に車輪用軸受を介在させ、車輪と一体に回転する出力軸を回転自在に支持している。このため、車輪用軸受の損傷により発生した軸ブレを放置してしまうと、異音や振動等が悪化するという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、車輪用軸受の軸ブレを早期に検出し、異音や振動等の不具合の悪化を防止することができる車輪用軸受装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の車輪用軸受装置では、車輪用軸受と、軸ブレ検出部材と、回転センサと、制御部と、を備えている。
前記車輪用軸受は、車体に揺動可能に設けた車体側部材に対し、車輪を回転自在に支持する。
前記軸ブレ検出部材は、前記車輪用軸受と同軸上に配置され、前記車輪用軸受の軸ブレ非発生時には、前記車輪と一体回転する車輪側部材に所定の間隙をあけて対向し、前記車輪用軸受の軸ブレ発生時には、前記車輪側部材に接触して一体的に回転する。
前記回転センサは、前記軸ブレ検出部材の回転を検出する。
前記制御部は、前記回転センサにより前記軸ブレ検出部材の回転が検出されたら、前記車輪用軸受の軸ブレが発生したと判断する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の車輪用軸受装置にあっては、車輪を回転自在に支持する車輪用軸受と同軸上に配置された軸ブレ検出部材が、車輪用軸受の軸ブレ非発生時、車輪側部材に所定の間隙をあけて対向し、車輪用軸受の軸ブレ発生時、車輪側部材に接触して一体的に回転する。そして、この軸ブレ検出部材が回転すれば、回転センサによりその回転が検出され、制御部により車輪用軸受の軸ブレが発生したと判断される。
すなわち、車輪側部材の不規則な動きにより、この車輪側部材と一体的に回転する軸ブレ検出部材の回転を検出することで、車輪用軸受のがたつきや軸ブレが発生していることを検知する。
これにより、車輪用軸受に軸ブレが生じていることを早期に検出することができ、走行を停止する等の対策をすぐに講じることができて、異音や振動等の不具合の悪化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１の車輪用軸受装置が適用された車両を模式的に示す全体構造図である。
【図２】実施例１の車輪用軸受装置が適用されたインホイールモータユニットを示す縦断面図である。
【図３】図２に示すインホイールモータユニットの要部を示す拡大図である。
【図４】図３におけるＡ部拡大図である。
【図５】実施例１の車輪用軸受装置における基本制御の流れを示すフローチャートである。
【図６】実施例２の車輪用軸受装置が適用されたインホイールモータユニットの要部を示す拡大図である。
【図７】図６におけるＢ部拡大図である。
【図８】実施例３の車輪用軸受装置における舵角センサ方式制御の流れを示すフローチャートである。
【図９】実施例４の車輪用軸受装置における３次元加速度センサ方式制御の流れを示すフローチャートである。
【図１０】実施例２の車輪用軸受装置が適用されたインホイールモータの他の例を示す要部縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の車輪用軸受装置を実施するための形態を、図面に示す実施例１〜実施例４に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
まず、実施例１の車輪用軸受装置における構成を、「車輪用軸受装置の適用例の構成」、「車輪用軸受装置の構成」に分けて説明する。
【００１１】
［車輪用軸受装置の適用例の構成］
図１は、実施例１の車輪用軸受装置が適用された車両を模式的に示す全体構造図である。
【００１２】
図１に示す車両１は、電動モータを走行駆動源とする電気自動車である。この車両１は、ハンドル２により舵取り装置３を介して転舵操作される左右前輪４Ｌ,４Ｒと、インホイールモータユニットMUがそれぞれ直結された左右後輪５Ｌ,５Ｒと、を有している。
【００１３】
ここで、この車両１は、舵角センサ６と、３次元加速度センサ７と、を有している。前記舵角センサ６は、ハンドル２と舵取り装置３とを連結するハンドル軸２ａに取り付けられ、ハンドル２の操作角度を検出する。前記３次元加速度センサ７は、車両１のほぼ中央位置に設けられ、この車両１に上下左右前後の各方向から作用する外力を検出する。
【００１４】
図２は、実施例１の車輪用軸受装置が適用されたインホイールモータユニットを示す縦断面図である。図３は、図２に示すインホイールモータユニットの要部を示す拡大図である。
【００１５】
図２に示すインホイールモータユニットMUは、左後輪５Ｌ又は右後輪５Ｒである車輪４０を個別に駆動・制動する電動モータ２０を、この車輪４０を支持するホイール４１の内側に配置したものであり、モータケース１０と、電動モータ２０と、減速機３０と、を有している。
【００１６】
前記モータケース１０は、図１の左側におけるモータ側ケース部分１１と、中央における減速機側ケース部分１２と、図１の右側における出力軸側ケース部分（車体側部材）１３とを相互に合体させて構成する。このモータケース１０内には、回転駆動源となる電動モータ２０と、この電動モータ２０の回転を減速して出力する減速機３０とが同軸に配置収納される。また、このモータケース１０は、図示しないサスペンション機構を介して、サイドメンバ等の車体に対して揺動可能に保持されている。
【００１７】
前記電動モータ２０は、モータ側ケース部分１１の内側に位置し、環状のステータ２１と、このステータ２１内に同心に配置したロータ２２と、を有している。
【００１８】
前記ステータ２１は、コイル２１ａを巻線して具え、モータ側ケース部分１１の内周に、外周面を焼き嵌めする等の方法で固定される。
【００１９】
前記ロータ２２は、ロータ回転軸２２ａと、フランジ部２２ｂと、積層鋼板２２ｃと、不図示の永久磁石と、を有している。
前記ロータ回転軸２２ａは、モータ側ケース部分１１に貫通させて形成した開口１１ａの内側に嵌着された第１ロータ軸受２３Ａに回転自在に支持され、他端が減速機３０の後述するキャリア３４の内側端に嵌着された第２ロータ軸受２３Ｂに回転自在に支持される。そして、このロータ回転軸２２ａから径方向に突出したフランジ部２２ｂの外周に積層鋼板２２ｃが固設され、この積層鋼板２２ｃの外周に図示しない永久磁石が埋設される。
なお、このロータ２２は、積層鋼板２２ｃの外周に埋設した永久磁石がステータ２１の内周面と正対する軸線方向位置に配置され、この位置を保ってロータ回転軸２２ａが支持される。
【００２０】
前記減速機３０は、前記フランジ部２２ｂと前記減速機側ケース部分１２との間に設けられる。この減速機３０は、図３に明示するごとく、ロータ回転軸２２ａ上に形成したサンギヤ３１と、減速機側ケース部分１２内に突起爪等で多少の揺動のみ可能に固定したリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合する大径ピニオン部分３３ａ及びリングギヤ３２に噛合する小径ピニオン部分３３ｂの一体成形になる３個（ここでは１個のみ図示）の段付きピニオン３３と、これら段付きピニオン３３を回転自在に支持したキャリア３４と、を有する遊星歯車組で構成する。
【００２１】
前記キャリア３４は、減速機３０の出力メンバであり、ロータ回転軸２２ａと出力軸３５の間で、この両軸２２ａ,３５と同軸位置に配置される。また、このキャリア３４は、３個の段付きピニオン３３を円周方向等間隔に配置して回転自在に支持する。
【００２２】
前記出力軸３５は、車輪４０と一体回転する車軸であり、一端がキャリア３４と一体化され、他端が出力軸側ケース部分１３の開口１３ａを貫通している。この出力軸３５の出力軸側ケース部分１３から突出した部分には、ホイールハブ（車輪側部材）３６が嵌合され、ローディングナット３６Ａにより抜け止めされている。また、この出力軸３５は、ホイールハブ３６と出力軸側ケース部分１３との間に配置した車輪用軸受装置５０を介して、出力軸側ケース部分１３に対して回転自在に支持されている。なお、ローディングナット３６Ａによりホイールハブ３６が減速機３０側に押圧されるため、車輪用軸受装置５０のハブベアリング（車輪用軸受）５１における転動体５４には、常に与圧が与えられることとなる。
【００２３】
さらに、出力軸３５には、車輪４０を支持するホイール４１が固定されている。ここで、出力軸３５にホイール４１を固定するには、まず、ホイールハブ３６に、ブレーキドラム３７を同心に重ね合わせ、これらホイールハブ３６及びブレーキドラム３７を貫通して軸線方向に突出するよう複数個のホイールボルト３８を植設する。そして、ホイール４１のホイールディスク４２に穿ったボルト孔（図示せず）にホイールボルト３８が貫通するようブレーキドラム３７の側面にホイールディスク４２を密接させ、この状態でホイールボルト３８にホイールナット３９を緊締螺合させる。これにより、出力軸３５に対してホイール４１の取り付けを行う。
【００２４】
［車輪用軸受装置の構成］
図４は、図３におけるＡ部拡大図である。
【００２５】
前記車輪用軸受装置５０は、図４に示すように、ハブベアリング（車輪用軸受）５１と、軸ブレ検出部材５５と、回転センサ６０と、制御部６２と、を備えている。
【００２６】
前記ハブベアリング５１は、図示しないサイドメンバ等の車体構造体に対して、図示しないサスペンション機構等を介して揺動可能に設けた車体側部材であるモータケース１０の出力軸側ケース部分１３と、車輪４０と一体回転可能に設けた車輪側部材であるホイールハブ３６との間に設けられ、ホイールハブ３６を出力軸側ケース部分１３に対して回転自在に支持する。
【００２７】
前記ハブベアリング５１は、図４に示すように、外方部材５２と、内方部材５３と、転動体５４と、を有している。
【００２８】
前記外方部材５２は、出力軸側ケース部分１３に形成された出力軸３５が貫通する開口１３ａの内周面に形成され、ここでは出力軸側ケース部分１３と一体になっている。この外方部材５２は、内方部材５３に対向する外側面に、転動体５４と接触する外側転走面を有している。
【００２９】
前記内方部材５３は、ホイールハブ３６の外周面、及び、このホイールハブ３６に固定される内方部材片５３ａにより形成されている。この内方部材５３は、外方部材５２に対向する外側面に、転動体５４と接触する内側転走面を有している。
【００３０】
前記転動体５４は、外方部材５２と内方部材５３の間で回転する金属球体であり、外側転走面と内側転走面の間に回転可能に挟持されている。なお、この転動体５４は、ここでは軸方向に並説されている。また、転動体５４の軸方向両側には、それぞれシール部材５４ａ,５４ａが設けられている。このシール部材５４ａは、いわゆるグリースシールである。
【００３１】
前記軸ブレ検出部材５５は、オイルシール保持壁５６に保持されて、ハブベアリング５１と同軸上に配置された環状ベアリングであり、モータケース１０に対して出力軸３５を回転可能とする軸受構造を有している。そして、この軸ブレ検出部材５５は、オイルシール保持壁５６に固定された外方部材５７と、転動体５８を介して外方部材５７に相対回動可能に保持された内方部材５９と、を備えている。さらに、この内方部材５９の軸方向端部には、軸方向に沿って突出した被検出片５９ａが設けられている。
【００３２】
ここで、「オイルシール保持壁５６」とは、電動モータ２０の冷却や減速機３０の潤滑のためにモータケース１０内に収納された潤滑油の漏出を防止するために、出力軸３５の周面に設けられたオイルシール５６ａを保持する円環状の壁面である。このオイルシール保持壁５６は、減速機側ケース部分１２に周縁部が固定され、減速機３０とハブベアリング５１との間において、モータケース１０の内側に向かって立設する。すなわち、このオイルシール保持壁５６は、モータケース１０と一体にされている。
【００３３】
そして、前記軸ブレ検出部材５５の内方部材５９の回転内側面５９ｂは、車輪４０と一体回転する出力軸３５の外周面３５ａに対して所定の間隙Ｋをあけて対向する。この所定の間隙Ｋの寸法は、出力軸３５の軸方向がロータ回転軸２２ａの軸方向に対して偏心又は傾斜すると、外周面３５ａが回転内側面５９ｂに干渉する寸法であり、例えば数十μｍである。これにより、軸ブレ検出部材５５の内方部材５９は、ハブベアリング５１の軸ブレ非発生時には、出力軸３５に所定の間隙Ｋをあけて対向し、ハブベアリング５１の軸ブレ発生時には、出力軸３５に接触して、この出力軸３５と一体的に回転する。
【００３４】
前記回転センサ６０は、軸ブレ検出部材５５の内方部材５９の回転を検出するセンサであり、内方部材５９の被検出片５９ａに対向する検出部６１を有している。この回転センサ６０は、出力軸側ケース部分１３に固定されている。また、この回転センサ６０からの検出信号は、制御部６２に入力される。
【００３５】
前記制御部６２は、回転センサ６０から入力された検出信号を判断し、軸ブレ検出部材５５の内方部材５９が回転していると判断すれば、図示しない報知手段を介して運転者にハブベアリング５１の軸ブレ発生を報知する。
【００３６】
図５は、制御部により実行される実施例１の車輪用軸受装置における基本制御の流れを示すフローチャートである。以下、図５に基づいて、車輪用軸受装置５０の基本制御を説明する。
【００３７】
ステップＳ１では、回転センサ６０からの検出信号を読み込み、ステップＳ２へと進む。
【００３８】
ステップＳ２では、ステップＳ１で読み込んだ検出信号に基づいて、軸ブレ検出部材５５の内方部材５９が回転しているか否かを判断し、YES（回転している）の場合はステップＳ３へ進み、NO（回転していない）場合にはエンドへ進んで基本制御を終了する。
【００３９】
ステップＳ３では、ステップＳ２での内方部材５９が回転しているとの判断に続き、ハブベアリング５１に軸ブレが発生しているとして、ハブベアリング５１の交換を促すコーションを図示しない報知手段へと出力し、エンドへ進んで基本制御を終了する。
【００４０】
なお、ステップＳ２において内方部材５９が回転しないと判断した場合には、ハブベアリング５１の交換を促すコーションは出力しない。
【００４１】
次に、実施例１の車輪用軸受装置における作用を、「軸ブレ非発生時不報知作用」、「軸ブレ発生時報知作用」に分けて説明する。
【００４２】
[軸ブレ非発生時不報知作用]
実施例１のインホイールモータユニットMUにおいて、電動モータ２０のロータ２２が回転すると、この回転は、ロータ回転軸２２ａから減速機３０のサンギヤ３１を介してキャリア３４へと伝達される。このキャリア３４には出力軸３５が一体形成されているので、キャリア３４が回転することで出力軸３５が回転し、この出力軸３５に固定された車輪４０が回転して、車両１が走行する。
【００４３】
このとき、出力軸３５は、外周に嵌着されて一体となって回転するホイールハブ３６と、出力軸側ケース部分１３との間に配置されたハブベアリング５１によって回転自在に支持されている。
【００４４】
そして、このハブベアリング５１において軸ブレが生じておらず、ロータ回転軸２２ａの軸方向と出力軸３５の軸方向とが一致した状態で回転しているときには、出力軸３５の外周面３５ａに対して、軸ブレ検出部材５５の内方部材５９が所定の間隙Ｋをあけて対向する。そのため、出力軸３５が回転しても軸ブレ検出部材５５の内方部材５９に干渉することはないため、この内方部材５９が回転することはない。
【００４５】
すなわち、図５に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→エンドへと進み、制御部６２によるハブベアリング５１の交換を促すコーションを報知することはない。
【００４６】
[軸ブレ発生時報知作用]
次に、ハブベアリング５１において軸ブレが発生した場合を考える。なお、この「軸ブレ」とは、ハブベアリング５１の内方部材５３が外方部材５２に対してがたつき、振れ回ってしまう現象である。ここで、通常ハブベアリング５１は、転動体５４に与圧が与えられており、内方部材５３が振れ回る軸ブレ現象は発生しない。
【００４７】
しかしながら、例えば過大な外力が車輪４０を介してハブベアリング５１に入力した場合には、転動体５４に接触している外側転走面や内側転走面に圧痕が発生し、転動体５４に与えられている与圧が抜けてしまい、内方部材５３が振れ回ることが想定される。またハブベアリング５１の内部、つまり外方部材５２と内方部材５３の間に泥水等が浸入した場合には、転動体５４に接触している外側転走面や内側転走面に異常摩耗が発生し、その結果、転動体５４に与えられている与圧が抜けて、内方部材５３が振れ回ることが想定される。
【００４８】
そして、何らかの原因によりハブベアリング５１の内方部材５３が振れ回る軸ブレが発生すると、このハブベアリング５１によって回転自在に支持されている出力軸３５にがたつきが発生する。このため、ロータ回転軸２２ａの軸方向に対して、出力軸３５の軸方向が偏心又は傾斜した状態で回転してしまう。
【００４９】
これにより、出力軸３５の外周面３５ａと軸ブレ検出部材５５の内方部材５９の回転内側面５９ｂとが干渉し、内方部材５９が出力軸３５によって回転させられる。
【００５０】
このとき、内方部材５９の回転は回転センサ６０によって検出され、図５に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２→ステップＳ３へと進み、軸ブレ悪化前に、制御部６２によりハブベアリング５１の交換を促すコーションが報知される。そして、このコーションを受けて、車両１を停止したり、ハブベアリング５１を交換する等の適切な処理をすぐに施すことで、異音や振動等の悪化を防止することができる。また、減速機３０におけるギヤノイズの悪化も防止することができる。
【００５１】
また、実施例１の車輪用軸受装置５０では、軸ブレ検出部材５５が、オイルシール保持壁５６に固定された外方部材５７に対して、内方部材５９が相対回動可能に保持されている。そのため、この軸ブレ検出部材５５は、モータケース１０に固定されて一体となったオイルシール保持壁５６に対して、出力軸３５を回転可能とする軸受構造を有することとなる。
【００５２】
これにより、出力軸３５が軸ブレ検出部材５５の内方部材５９に干渉したことで、内方部材５９が回転したときには、この軸ブレ検出部材５５によって荷重を負担することが可能となる。そのため、ハブベアリング５１に作用する外力の一部を、軸ブレ検出部材５５によって支持することができ、ハブベアリング５１の転動体５４等の摩耗の進行を遅延させることができる。
【００５３】
さらに、実施例１の車輪用軸受装置５０では、減速機３０とハブベアリング５１との間に軸ブレ検出部材５５が配置されている。すなわち、軸ブレ検出部材５５は、ハブベアリング５１よりも車両内側に設けられることとなる。
【００５４】
このため、ハブベアリング５１において並設した転動体５４の間隔寸法よりも、この転動体５４から軸ブレ検出部材５５までの寸法を大きく確保することができる。これにより、転動体５４の摩耗が僅かであって、並設した転動体５４間での軸ブレ角度が小さくても、軸ブレ検出部材５５ではハブベアリング５１における軸ブレ角度が拡大されるために検出することができ、検出感度を向上できる。この結果、軸ブレ発生の早期にハブベアリング５１の異常を検出することができる。
【００５５】
次に、効果を説明する。
実施例１の車輪用軸受装置にあっては、下記に挙げる効果を得ることができる。
【００５６】
(1) 車体に揺動可能に設けた車体側部材（出力軸側ケース部分）１３に対し、車輪４０を回転自在に支持する車輪用軸受（ハブベアリング）５１と、
前記車輪用軸受５１と同軸上に配置され、前記車輪用軸受５１の軸ブレ非発生時には、前記車輪４０と一体回転する車輪側部材（出力軸）３５に所定の間隙Ｋをあけて対向し、前記車輪用軸受５１の軸ブレ発生時には、前記車輪側部材３５に接触して一体的に回転する軸ブレ検出部材５５と、
前記軸ブレ検出部材５５の回転を検出する回転センサ６０と、
前記回転センサ６０により前記軸ブレ検出部材５５の回転が検出されたら、前記車輪用軸受５１の軸ブレが発生したと判断する制御部６２と、
を備えた構成とした。
このため、車輪用軸受５１の軸ブレを早期に検出し、異音や振動等の悪化を防止することができる。
【００５７】
(2) 前記軸ブレ検出部材５５は、前記車輪用軸受（ハブベアリング）５１よりも車両内側に配置された構成とした。
このため、車輪用軸受５１と軸ブレ検出部材５５との距離を確保することができ、検出感度を向上して、軸ブレ角度が小さくても異常を検出することができる。
【００５８】
(3) 前記軸ブレ検出部材５５は、前記車体側部材（出力軸側ケース部分）１３に対し、前記車輪側部材（出力軸）３５を回転可能とする軸受構造を有する構成とした。
このため、車輪用軸受５１に作用する外力の一部を、軸ブレ検出部材５５によって支持することができ、車輪用軸受５１の転動体５４等の摩耗の進行を遅延させることができる。
【実施例２】
【００５９】
実施例２は、インホイールモータユニットに適用した車輪用軸受装置において、軸ブレ検出部材を車輪用軸受に内蔵させた例である。
【００６０】
まず、構成を説明する。なお、この実施例２を適用したインホイールモータユニットの構成は実施例１と同等であるため、ここでは説明を省略する。
図６は、実施例２の車輪用軸受装置が適用されたインホイールモータユニットの要部を示す拡大図である。図７は、図６におけるＢ部拡大図である。
【００６１】
実施例２の車輪用軸受装置７０は、図６及び図７に示すように、ハブベアリング（車輪用軸受）７１と、軸ブレ検出部材７５と、回転センサ８０と、制御部８２と、を備えている。
【００６２】
前記ハブベアリング７１の構成は、図７に示すように、外方部材７２と、内方部材７３と、転動体７４と、を有しており、構成は実施例１と同様であるので、詳細な説明を省略する。
【００６３】
前記軸ブレ検出部材７５は、ハブベアリング７１の外方部材７２を構成する出力軸側ケース部分１３に保持されている。そして、この軸ブレ検出部材７５は、出力軸側ケース部分１３に固定された外方部材７７と、転動体７８を介して外方部材７７に相対回動可能に保持された内方部材７９と、を備えている。さらに、この内方部材７９の軸方向端部には、軸方向沿って突出した被検出片７９ａが設けられている。
【００６４】
そして、前記軸ブレ検出部材７５の内方部材７９の回転内側面７９ｂは、車輪４０と一体回転するハブベアリング７１の内方部材７３の外側面７３ａに対して、所定の間隙Ｋをあけて対向する。この所定の間隙Ｋの寸法は、内方部材７３の軸方向がロータ回転軸２２ａの軸方向に対して偏心又は傾斜すると、外側面７３ａが回転内側面７９ｂに干渉する寸法であり、例えば数十μｍ程度である。なお、この外側面７３ａとは、外方部材７２側に臨む面である。
【００６５】
これにより、ハブベアリング７１の内方部材７３が、ハブベアリング５１の軸ブレ非発生時に、軸ブレ検出部材７５が対向し、ハブベアリング５１の軸ブレ発生時に、軸ブレ検出部材７５が接触して一体的に回転する車輪側部材となっている。
【００６６】
前記回転センサ８０は、内方部材７９の被検出片７９ａに検出部８１が対向する状態で、出力軸側ケース部分１３に固定されている。
【００６７】
次に、作用を説明する。
【００６８】
実施例２の車輪用軸受装置７０は、軸ブレを検出するハブベアリング７１そのものに軸ブレ検出部材７５を設けている。すなわち、ハブベアリング７１の外方部材７２に、軸ブレ検出部材７５の外方部材７７が固定されている。
【００６９】
そのため、軸ブレ検出部材７５の内方部材７９とハブベアリング７１の内方部材７３との間の寸法管理、すなわち軸ブレ検出部材７５の取り付け精度の管理を容易に行うことができる。さらに、軸ブレ検出部材７５の取り付け精度の管理が容易になることで、上記回転内側面７９ｂと外側面７３ａとの間の所定の間隙Ｋの寸法を小さい値に設定することができる。そして、この間隙Ｋの寸法を小さい値に設定することで、軸ブレ角度が僅かであっても軸ブレ検出部材７５が内方部材７３に干渉して回転することとなり、軸ブレ検出精度を向上することができる。
【００７０】
次に、効果を説明する。
実施例２の車輪用軸受装置にあっては、下記に挙げる効果を得ることができる。
【００７１】
(4) 前記車輪用軸受（ハブベアリング）５１は、前記車体側部材（出力軸側ケース部分）１３に固定された外方部材７２と、前記外方部材７２に転動体７４を介して相対回動可能に対向した内方部材７３と、を有し、
前記軸ブレ検出部材７５は、前記外方部材７２に設けられ、
前記車輪側部材は、前記内方部材７３とする構成とした。
このため、軸ブレ検出部材７５と車輪側部材である内方部材７３との間の寸法管理、すなわち軸ブレ検出部材７５の取り付け精度の管理を容易に行うことができ、軸ブレ検出精度を向上することができる。
【実施例３】
【００７２】
実施例３は、ハンドルの状態を加味した上で、車輪用軸受における軸ブレを検出する例である。
【００７３】
図８は、実施例３の車輪用軸受装置における舵角センサ方式制御の流れを示すフローチャートである。以下、図８の各ステップについて説明する。なお、この実施例３の車輪用軸受装置の構成については、実施例１と同様であるので、説明を省略する。
【００７４】
ステップＳ１０では、回転センサ６０からの検出信号を読み込み、ステップＳ１１へと進む。
【００７５】
ステップＳ１１では、ステップＳ１０で読み込んだ検出信号に基づいて、軸ブレ検出部材５５の内方部材５９が回転しているか否かを判断し、YES（回転している）の場合はステップＳ１２へ進み、NO（回転していない）場合にはステップＳ１０へ戻る。
【００７６】
ステップＳ１２では、ステップＳ１１での内方部材５９が回転しているとの判断に続き、車両１に設けた舵角センサ６からの検出信号を読み込み、ステップＳ１３へと進む。
【００７７】
ステップＳ１３では、ステップＳ１２で読み込んだ検出信号に基づいて、ハンドル２の操作角度が所定角度以上回っているか否か、すなわち、ハンドル２の操作状態がほぼ中立位置にあり、車両１がほぼ直進状態となっているか否かを判断する。YES（操作角度が所定角度未満）の場合はステップＳ１４へ進み、NO（操作角度が所定角度以上）の場合はステップＳ１０へ戻る。
【００７８】
ステップＳ１４では、ステップＳ１３でのハンドル２の操作角度が所定角度未満との判断に続き、コーナリングによる横力が作用していないとして、ハブベアリング５１に軸ブレが発生していると判断し、ハブベアリング５１の交換を促すコーションを図示しない報知手段へと出力し、エンドへ進んで制御を終了する。
【００７９】
このように、実施例３の車輪用軸受装置では、車両１に設けた舵角センサ６を用いてハンドル２の操作角度を判断した上で、ハブベアリング５１に軸ブレが発生していると判断する。ハンドル２の操作角度を加味することで、車輪４０に入力する車両１のコーナリングヨー力の影響を排除することができ、より正確な軸ブレの有無の判断を行うことができる。すなわち、ハンドル２がほぼ中立位置にあり、車両１がほぼ直進状態であれば、コーナリング等の外力が作用していないと考えられ、このとき軸ブレ検出部材５５が回転していればハブベアリング５１の異常（軸ブレ）を示すことになる。
【００８０】
このような実施例３の車輪用軸受装置にあっては、下記に挙げる効果を得ることができる。
【００８１】
(5) ハンドル２の位置を検出する舵角センサ６を有し、
前記制御部６２は、前記ハンドル２の位置がほぼ中立位置にあるとき、前記回転センサ６０により前記軸ブレ検出部材５５の回転が検出されたら、前記車輪用軸受（ハブベアリング）５１の軸ブレが発生したと判断する構成とした。
このため、車輪４０に入力する外力の影響を排除することができ、軸ブレ検出精度の向上を図ることができる。
【実施例４】
【００８２】
実施例４は、車両に作用する加速度の状態を加味した上で、車輪用軸受における軸ブレを検出する例である。
【００８３】
図９は、実施例４の車輪用軸受装置における３次元加速度センサ方式制御の流れを示すフローチャートである。以下、図９の各ステップについて説明する。なお、この実施例４の車輪用軸受装置の構成については、実施例１と同様であるので、説明を省略する。
【００８４】
ステップＳ２０では、回転センサ６０からの検出信号を読み込み、ステップＳ２１へと進む。
【００８５】
ステップＳ２１では、ステップＳ２０で読み込んだ検出信号に基づいて、軸ブレ検出部材５５の内方部材５９が回転しているか否かを判断し、YES（回転している）の場合はステップＳ２２へ進み、NO（回転していない）場合にはステップＳ２０へ戻る。
【００８６】
ステップＳ２２では、ステップＳ２１での内方部材５９が回転しているとの判断に続き、車両１に設けた３次元加速度センサ７からの検出信号を読み込み、ステップＳ２３へと進む。
【００８７】
ステップＳ２３では、ステップＳ２２で読み込んだ検出信号に基づいて、車両１の左右方向に作用する加速度が所定値未満であるか否かを判断する。YES（左右方向Ｇ所定値未満）の場合はステップＳ２４へ進み、NO（左右方向Ｇ所定値以上）の場合はステップＳ２０へ戻る。
【００８８】
ステップＳ２４では、ステップＳ２３での左右方向の加速度が所定値未満との判断に続き、車両１の上下方向に作用する加速度が所定値未満であるか否かを判断する。YES（上下方向Ｇ所定値未満）の場合はステップＳ２５へ進み、NO（上下方向Ｇ所定値以上）の場合はステップＳ２０へ戻る。
【００８９】
ステップＳ２５では、ステップＳ２４での上下方向の加速度が所定値未満との判断に続き、車両１に過大な外力が作用していないとして、ハブベアリング５１に軸ブレが発生していると判断し、ハブベアリング５１の交換を促すコーションを図示しない報知手段へと出力し、エンドへ進んで制御を終了する。
【００９０】
このように、実施例４の車輪用軸受装置では、車両１に設けた３次元加速度センサ７を用いて車両１の左右方向及び上下方向に沿った外力が作用していない状態を確認した上で、ハブベアリング５１に軸ブレが発生していると判断する。すなわち、車両１の揺れが小さいときに、ハブベアリング５１の軸ブレを判断する。
これにより、コーナリング力だけでなく悪路走行等による外力の影響を排除することができ、さらに正確な軸ブレの有無の判断を行うことができる。
【００９１】
なお、図９のフローチャートでは車両１の前後方向に作用する加速度については判断していないが、車両１の前後方向に作用する加速度の大きさについての判断を追加することで、ブレーキ操作等による外力の影響も排除することができる。
【００９２】
このような実施例４の車輪用軸受装置にあっては、下記に挙げる効果を得ることができる。
【００９３】
(6) 車両の揺れを検出する３次元加速度センサ７を有し、
前記制御部は、前記３次元加速度センサの検出値が所定値未満のとき、前記回転センサにより前記軸ブレ検出部材の回転が検出されたら、前記車輪用軸受の軸ブレが発生したと判断する構成とした。
このため、車輪４０に入力する外力の影響を排除することができ、軸ブレ検出精度の向上を図ることができる。
【００９４】
以上、本発明の車輪用軸受装置を実施例１から実施例４に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００９５】
上記各実施例では、車輪用軸受装置をインホイールモータユニットMUに適用した例を示したが、これに限らない。車体側部材に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受を有する車両であれば、エンジン自動車やハイブリッド自動車、１つの駆動用モータによって走行する電気自動車等の車両一般に適用することができる。
【００９６】
また、車体側部材は出力軸側ケース部分１３に限らず、車体から搖動可能に伸びたトレーリングアーム等であってもよい。また、車輪側部材は出力軸３５やホイールハブ３６に限らない。車輪４０と一体回転する部材であればよい。
【００９７】
そして、実施例１及び実施例２に示す減速機３０では、段付きピニオン３３がキャリア３４のみに支持されているが、例えば、減速機側ケース部分１２の内側に、キャリア３４のキャリアプレート３４ａ,３４ａを回転自在に支持するキャリア軸受３４Ｂ,３４Ｃを設けてもよい（図１０参照）。この場合には、キャリア３４がキャリア軸受３４Ｂ,３４Ｃによって支持されるため、段付きピニオン３３も安定支持されることとなる。さらに、ハブベアリング５１に作用する荷重もこのキャリア軸受３４Ｂ,３４Ｃによって分担支持することができるため、ハブベアリング５１の軸ブレ発生を抑制することもできる。
【符号の説明】
【００９８】
１  車両
２  ハンドル
６  舵角センサ
７  ３次元加速度センサ
１０  モータケース
１３  出力軸側ケース部分（車体側部材）
２０  電動モータ
２１  ステータ
２２  ロータ
２２ａ  ロータ回転軸
３０  減速機
３４  キャリア
３５  出力軸（車輪側部材）
３５ａ  外周面
３６  ホイールハブ
４０  車輪
４１  ホイール
５０  車輪用軸受装置
５１  ハブベアリング（車輪用軸受）
５２  外方部材
５３  内方部材
５４  転動体
５５  軸ブレ検出部材
５７  外方部材
５８  転動体
５９  内方部材
５９ａ  被検出片
５９ｂ  回転内側面
６０  回転センサ
６２  制御部
【図１】
0005862180.tif 000002
【図２】
0005862180.tif 000003
【図３】
0005862180.tif 000004
【図４】
0005862180.tif 000005
【図５】
0005862180.tif 000006
【図６】
0005862180.tif 000007
【図７】
0005862180.tif 000008
【図８】
0005862180.tif 000009
【図９】
0005862180.tif 000010
【図１０】
0005862180.tif 000011