(57)【要約】【課題】 タイヤに作用する左右荷重に伴うモーメント荷重を正確に求めることが可能なセンサ付き転がり軸受装置を提供する。【解決手段】  センサ装置2は、転がり軸受装置としてのハブユニット1の頂部に配置されてフランジ16頂部の軸方向変位量を検出する頂部変位センサ7と、ハブユニット1の底部に配置されてフランジ16底部の軸方向変位量を検出する底部変位センサ8と、各センサ7,8の出力およびフランジ16の傾きとモーメント荷重との関係からモーメント荷重を求める処理手段とを備えている。【選択図】    図１
2006284468.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体側に固定される車体側軌道部材、車輪取付け用のフランジを有する車輪側軌道部材および両軌道部材の間に配置された転動体を有する転がり軸受装置と、転がり軸受装置に作用する荷重を求めるためのセンサ装置とを備えているセンサ付き転がり軸受装置において、
センサ装置は、転がり軸受装置の頂部に配置されて車輪取付け用フランジ頂部の軸方向変位量を検出する頂部変位センサと、転がり軸受装置の底部に配置されて車輪取付け用フランジ底部の軸方向変位量を検出する底部変位センサと、各センサの出力および車輪取付け用フランジの傾きとモーメント荷重との関係からモーメント荷重を求める処理手段とを備えていることを特徴とするセンサ付き転がり軸受装置。
【請求項２】
車輪取付け用フランジの傾きは、頂部変位センサと底部変位センサとの距離をＬ、頂部変位センサによって検出されるフランジ頂部の軸方向変位量をＡ、底部変位センサによって検出されるフランジ底部の軸方向変位量をＢとして、ｔａｎ−１（Ａ−Ｂ）／Ｌで求められていることを特徴とする請求項１のセンサ付き転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車を構成する転がり軸受装置と自動車の各種情報を検出するセンサ装置とが一体化されたセンサ付き転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の制御手段として、ＡＢＳ制御（アンチロックブレーキシステム）に加えて、発進時や加速時に駆動輪をスピンさせない駆動力制御やコーナリング時の横滑りを抑制するブレーキ力制御などが実施されているが、より精度のよい制御を行うために、これらの制御に有効に使用できるデータの検出が重要となっている。そこで、特許文献１には、車体側に固定される車体側軌道部材、車輪が取り付けられる車輪側軌道部材、および両部材の間に配置された二列の転動体を有するハブユニット（転がり軸受装置）に、変位センサを設け、タイヤ（車輪）にかかる接地荷重を求め、車両制御の向上を図ることが提案されている。
【特許文献１】特開２００３−３３６６５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１のセンサ付き転がり軸受装置では、垂直荷重、前後荷重および左右荷重の間に、他の分力の影響による誤差が生じるために、変位センサで検出された変位量からタイヤに作用する左右荷重に伴うモーメント荷重を正確に求めることが困難という問題があった。
【０００４】
この発明の目的は、タイヤに作用する左右荷重に伴うモーメント荷重を正確に求めることが可能なセンサ付き転がり軸受装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明によるセンサ付き転がり軸受装置は、車体側に固定される車体側軌道部材、車輪取付け用のフランジを有する車輪側軌道部材および両軌道部材の間に配置された転動体を有する転がり軸受装置と、転がり軸受装置に作用する荷重を求めるためのセンサ装置とを備えているセンサ付き転がり軸受装置において、センサ装置は、転がり軸受装置の頂部に配置されて車輪取付け用フランジ頂部の軸方向変位量を検出する頂部変位センサと、転がり軸受装置の底部に配置されて車輪取付け用フランジ底部の軸方向変位量を検出する底部変位センサと、各センサの出力および車輪取付け用フランジの傾きとモーメント荷重との関係からモーメント荷重を求める処理手段とを備えていることを特徴とするものである。
【０００６】
変位センサとしては、渦電流式、レーザ式の変位センサが適している。
【０００７】
センサは、車体側軌道部材に取り付けられて、若干の間隙をおいて、軸方向内側からフランジに臨まされる。
【０００８】
走行する車両の速度変化や姿勢変化に伴って、タイヤに掛かる接地荷重が変動し、このタイヤ接地荷重変動に応じて、転がり軸受装置に作用する力が変化する。転がり軸受装置に左右荷重が作用した場合には、この左右荷重に伴うモーメント荷重によって、車輪取付け用のフランジが傾く。このフランジ傾きとモーメント荷重との間には、直線関係（比例関係）があり、これを利用することでモーメント荷重が求められる。
【０００９】
具体的には、車輪取付け用フランジの傾きは、頂部変位センサと底部変位センサとの距離をＬ、頂部変位センサによって検出されるフランジ頂部の軸方向変位量をＡ、底部変位センサによって検出されるフランジ底部の軸方向変位量をＢとして、ｔａｎ−１（Ａ−Ｂ）／Ｌで求められる。モーメント荷重Ｍは、例えば、Ｍ＝Ｃ×ｔａｎ−１（Ａ−Ｂ）／Ｌ、Ｃ：定数として求められる。
【発明の効果】
【００１０】
この発明のセンサ付き転がり軸受装置によると、従来知られていなかった車輪取付け用フランジの傾きとモーメント荷重との間の直線関係を利用することで、左右荷重に対応するモーメント荷重が精度良く求められ、これにより、旋回時の車両制御の精度向上に資することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、この発明のセンサ付き転がり軸受装置の１実施形態を示している。以下の説明において、左右は図１の左右をいうものとする。なお、左が車両の外側に、右が車両の内側となっている。
【００１３】
このセンサ付き転がり軸受装置は、転がり軸受装置としてのハブユニット(1)と、その回転およびタイヤ接地荷重などを検出するセンサ装置(2)とを備えている。
【００１４】
ハブユニット(1)は、車体側に固定される車体側軌道部材(3)、車輪が取り付けられる車輪側軌道部材(4)、および両部材(3)(4)の間に内外２列に配置された複数の転動体である玉(5)(6)を備えている。
【００１５】
車体側軌道部材(3)は、軸受の外輪（固定輪）機能を有しているもので、内周面に２列の外輪軌道が形成されている円筒部(12)と、円筒部(12)の左端部近くに設けられて懸架装置（車体側部分）にボルトで取り付けられる車体取付け用フランジ(13)とを有している。
【００１６】
車輪側軌道部材(4)は、内軸(14)と、内軸(14)の左端部近くの外径に嵌め止められた内輪(15)とからなる。内軸(14)の左端部（軸方向外側端部）近くには、車輪（タイヤ）を取り付けるための複数のボルトが固定される車輪取付け用フランジ(16)が設けられている。
【００１７】
センサ装置(2)は、ハブユニット(1)の頂部に配置されて車輪取付け用フランジ(16)頂部の軸方向変位量を検出する頂部変位センサ(7)と、ハブユニット(1)の底部に配置されて車輪取付け用フランジ(16)底部の軸方向変位量を検出する底部変位センサ(8)と、各センサ(7)(8)の出力および車輪取付け用フランジ(16)の傾きとモーメント荷重との関係からモーメント荷重を求める処理手段（図示略）とを備えている。
【００１８】
各センサ(7)(8)は、車体側軌道部材(4)の外径に取り付けられて、若干の間隙をおいて、軸方向内側から車輪取付け用フランジ(16)に臨まされており、車輪取付け用フランジ(16)の変位量（絶対値）を検出することができる。
【００１９】
走行する車両の速度変化や姿勢変化に伴って、タイヤに掛かる接地荷重が変動し、このタイヤ接地荷重変動に応じて、ハブユニット(1)に作用する力が変化する。ハブユニット(1)に左右荷重が作用した場合には、この左右荷重に伴うモーメント荷重によって、図１に実線で示した状態から二点鎖線で示した状態に、車輪取付け用フランジ(16)が傾く。この車輪取付け用フランジ(16)の傾きＫは、図１に示すように、頂部変位センサ(7)と底部変位センサ(8)との距離（センサ中心間距離）をＬ、頂部変位センサ(7)によって検出されるフランジ(16)頂部の軸方向変位量をＡ、底部変位センサ(8)によって検出されるフランジ(16)底部の軸方向変位量をＢとして、Ｋ＝ｔａｎ−１（Ａ−Ｂ）／Ｌで求めることができる。
【００２０】
図２は、車輪取付け用フランジ(16)の傾きとモーメント荷重との関係を示している。同図から分かるように、フランジ傾きとモーメント荷重との間には、比例関係がある。したがって、処理手段に上記のフランジ傾きを求める式を蓄えておき、頂部変位センサ(7)と底部変位センサ(8)との距離Ｌ、頂部変位センサ(7)の出力Ａおよび底部変位センサ(8)の出力Ｂをこの式に代入することで、フランジ傾きが設けられ、図２の関係式の比例定数をＣとして、Ｍ＝Ｃ×ｔａｎ−１（Ａ−Ｂ）／Ｌとして、左右荷重に伴うモーメント荷重が求められる。こうして求められたモーメント荷重は、車両の旋回時の状態を表すことができ、車両制御の精度向上に資することができる。
【００２１】
なお、上記実施形態において、変位センサ(7)(8)は、前部および後部を含めた計４カ所に設けて、前後荷重に対応するモーメントも求めるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明によるセンサ付き転がり軸受装置の１実施形態を示す縦断面図である。
【図２】フランジの傾きとモーメント荷重との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２３】
(1)             ハブユニット（転がり軸受装置）
(2)             センサ装置
(3)             車体側軌道部材
(4)             車輪側軌道部材
(5)(6)          玉（転動体）
(7)(8)          変位センサ
(16)            車輪取付け用フランジ
【図１】
2006284468.tif 000003
【図２】
2006284468.tif 000004