(57)【要約】【課題】 タイヤ接地荷重を求めるためのセンサを余分な加工を施すことなく取り付けることが可能なセンサ付きハブユニットを提供する。【解決手段】  センサ装置2は、固定側軌道部材3の軸方向内側端部に嵌め合わされた環状の芯金7と、芯金7に一体成形されたセンサ固定用樹脂8と、１つの車輪速検出センサ9と、少なくとも１つの変位センサ11とを有している。センサ固定用樹脂8は、芯金7の外径にほぼ等しい外径を有する円板部8a、円板部8aの外周縁部に設けられている環状突出部8b、および円板部8aの中央部に設けられている円柱状突出部8cからなる。センサ固定用樹脂8の環状突出部8bに車輪速検出センサ9が固定され、同円柱状突出部8cに各変位センサ11が固定されている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体側に固定される固定側軌道部材、車輪取付け用のフランジ部を有する回転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ハブユニットと、センサ装置とを備えているセンサ付きハブユニットにおいて、
センサ装置は、固定側軌道部材の軸方向内側端部に嵌め合わされた環状の芯金と、芯金に一体成形されたセンサ固定用樹脂と、１つの車輪速検出センサと、少なくとも１つの変位センサとを有しており、センサ固定用樹脂は、芯金の外径にほぼ等しい外径を有する円板部、円板部の外周縁部に設けられている環状突出部、および円板部の中央部に設けられている円柱状突出部からなり、環状突出部に車輪速検出センサが固定されているとともに、円柱状突出部に各変位センサが固定されていることを特徴とするセンサ付きハブユニット。
【請求項２】
回転側軌道部材は、軌道溝を有する大径部および軌道溝の径よりも小さい外径を有する小径部を有している内軸と、内軸の小径部外径に嵌められている内輪とからなり、内軸の小径部の軸方向内側端面に設けられた環状の内輪固定用かしめ部が径方向外方にかしめられることにより内輪が内軸に固定されており、センサ固定用樹脂の円柱状突出部の先端部が内輪固定用かしめ部の内部に位置させられることで、各変位センサが小径部の軸方向内側端面または内輪固定用かしめ部の内周面に臨まされている請求項１のセンサ付きハブユニット。
【請求項３】
変位センサは、計８カ所に配置されており、内輪固定用かしめ部の内周面の頂部および底部に臨まされて車の浮き・沈み状態を検知する浮き・沈み検知センサと、内輪固定用かしめ部の内周面の前部および後部に臨まされて車の制動・加速状態を検知する制動・加速検知センサと、小径部の軸方向内側端面の頂部および底部に臨まされて旋回状態を検知する旋回検知センサと、小径部の軸方向内側端面の前部および後部に臨まされて転舵状態を検知する転舵検知センサとからなる請求項２のセンサ付きハブユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車を構成するハブユニット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ハブユニットに関する。
【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固定側軌道部材、車輪が取り付けられる回転側軌道部材、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のセンサ付きハブユニットでは、変位センサを取り付けるための加工およびセンサを支持するための部材の追加が必要であり、コスト増となるという問題があった。
【０００４】
この発明の目的は、タイヤ接地荷重を求めるためのセンサを余分な加工を施すことなく取り付けることが可能なセンサ付きハブユニット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ハブユニットは、車体側に固定される固定側軌道部材、車輪取付け用のフランジ部を有する回転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ハブユニットと、センサ装置とを備えているセンサ付きハブユニットにおいて、センサ装置は、固定側軌道部材の軸方向内側端部に嵌め合わされた環状の芯金と、芯金に一体成形されたセンサ固定用樹脂と、１つの車輪速検出センサと、少なくとも１つの変位センサとを有しており、センサ固定用樹脂は、芯金の外径にほぼ等しい外径を有する円板部、円板部の外周縁部に設けられている環状突出部、および円板部の中央部に設けられている円柱状突出部からなり、環状突出部に車輪速検出センサが固定されているとともに、円柱状突出部に各変位センサが固定されていることを特徴とするものである。
【０００６】
車輪速検出センサは、ホール素子センサ、磁気抵抗素子センサ、電磁誘導型センサなどとされ、回転側軌道部材には、所定間隔でスリットが設けられたパルサリングまたはＳ極とＮ極とが交互に設けられたパルサリングがセンサに対向するように取り付けられる。
【０００７】
変位センサは、例えば、磁気インピーダンスセンサとされる。変位センサの設置箇所は、１カ所としてもよいが、タイヤ接地荷重の３方向分力を求めることを可能とするために、変位センサの数を少なくとも３つとすることが好ましい。
【０００８】
センサ固定用樹脂は、車輪速検出センサを固定するだけであれば、芯金の外径にほぼ等しい外径を有する環状に形成され、その軸方向外側部分に車輪速検出センサが固定されるが、このセンサ固定用樹脂を、芯金の外径にほぼ等しい外径を有する円板部、円板部の外周縁部に設けられている環状突出部、および円板部の中央部に設けられている円柱状突出部からなるものとするとともに、環状突出部に車輪速検出センサ、円柱状突出部に各変位センサをそれぞれ固定することにより、車輪速検出センサが固定されているセンサ固定用樹脂にさらに変位センサが固定されたセンサ装置が得られる。
【０００９】
回転側軌道部材は、軌道溝を有する大径部および軌道溝の径よりも小さい外径を有する小径部を有している内軸と、内軸の小径部外径に嵌められている内輪とからなり、内軸の小径部の軸方向内側端面に設けられた環状の内輪固定用かしめ部が径方向外方にかしめられることにより内輪が内軸に固定されており、センサ固定用樹脂の円柱状突出部の先端部が内輪固定用かしめ部の内部に位置させられることで、各変位センサが小径部の軸方向内側端面または内輪固定用かしめ部の内周面に臨まされていることが好ましい。このようにすると、内輪を内軸に固定するためのかしめを行うことによって、変位センサに必要な被検出面が形成され、このかしめ以外の加工は必要ないので、より一層のコスト低減が可能となる。
【００１０】
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、固定側軌道部材に対する回転側軌道部材の位置が変化する。この位置の変化を、例えば、頂部、底部、前部および後部の計４カ所に変位センサを設置することにより検知し、各センサの出力からタイヤに作用する荷重を求めることができる。
【００１１】
変位センサは、例えば、計８カ所に配置されており、これらは、内輪固定用かしめ部の内周面の頂部および底部に臨まされて車の浮き・沈み状態を検知する浮き・沈み検知センサと、内輪固定用かしめ部の内周面の前部および後部に臨まされて車の制動・加速状態を検知する制動・加速検知センサと、小径部の軸方向内側端面の頂部および底部に臨まされて旋回状態を検知する旋回検知センサと、小径部の軸方向内側端面の前部および後部に臨まされて転舵状態を検知する転舵検知センサとからなるものとされることがある。このようにすると、車両制御に必要な種々のデータを１つのセンサ装置から得ることができる。なお、浮き・沈み検知センサ、制動・加速検知センサ、旋回検知センサおよび転舵検知センサに優先順位を付け、例えば、転舵状態の検知が重要でない場合には、転舵検知センサを省略してもよいことはもちろんである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明のセンサ付きハブユニットによると、芯金に一体成形されかつ車輪速検出センサが固定されているセンサ固定用樹脂にさらに変位センサが固定されているので、車輪速検出センサと離れた位置に別個に変位センサを配置するものに比べて、変位センサを取り付けるためのハブユニットへの加工および変位センサを支持するための別部材が不要となり、コストの低減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
この発明の実施の形態を、以下図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、この発明のセンサ付きハブユニットの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、左が車両の内側に、右が車両の外側となっている。
【００１５】
このセンサ付きハブユニットは、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。
【００１６】
ハブユニット(1)は、車体側に固定される固定側軌道部材(3)、車輪が取り付けられる回転側軌道部材(4)、両部材(3)(4)の間に２列に配置された複数の転動体である玉(5)、および各列の玉(5)をそれぞれ保持する保持器(6)を備えている。
【００１７】
固定側軌道部材(3)は、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）にボルトで取り付けられるフランジ部(13)とを有している。
【００１８】
回転側軌道部材(4)は、第１の軌道溝(15a)を有する大径部(15)および第１の軌道溝(15a)の径よりも小さい外径を有する小径部(16)を有している内軸(14)と、内軸(14)の小径部(16)外径に嵌め止められて右面が内軸(14)の大径部(15)左面に密接させられている内輪(17)とからなる。内軸(14)の右端近くには、車輪を取り付けるための複数のボルト(19)が固定されたフランジ部(18)が設けられている。内輪(17)の右部には、内軸(14)の軌道溝(15a)と並列するように、軌道溝(17a)が形成されている。固定側軌道部材(3)の右端部と内軸(14)との間には、シール装置(20)が設けられている。
【００１９】
内軸(14)の小径部(16)の左端面（軸方向内側端面）(16a)には、環状の内輪固定用かしめ部(21)が設けられており、この内輪固定用かしめ部(21)の左端部が径方向外方にかしめられて内輪(17)を右方（軸方向外方）に押圧することにより、内輪(17)が内軸(14)に固定されている。
【００２０】
センサ装置(2)は、固定側軌道部材(3)の左端部（軸方向内側端部）内径に嵌め合わされた環状の芯金(7)と、芯金(7)に一体成形されたセンサ固定用樹脂(8)と、１つの車輪速検出センサ(9)と、車輪速検出センサ(9)に対向するように回転側軌道部材(4)の内輪(17)に固定されたパルサリング(10)と、計８つの変位センサ(11)と、各センサ(9)(11)の出力を処理する処理手段（図示略）とを有している。
【００２１】
センサ固定用樹脂(8)は、芯金(7)の外径にほぼ等しい外径を有する円板部(8a)、円板部(8a)の外周縁部に右方突出状に設けられている環状突出部(8b)、および円板部(8a)の中央部に右方突出状に設けられている円柱状突出部(8c)からなる。環状突出部(8b)は、その外周面がパルサリング(10)の径方向内方に若干の間隙をおいて位置するように形成され、円柱状突出部(8c)は、その先端部が内輪固定用かしめ部(21)の内部に位置するように形成されている。そして、環状突出部(8b)に車輪速検出センサ(9)が固定されており、円柱状突出部(8c)に各変位センサ(11)が固定されている。この実施形態では、変位センサ(11)は、小径部(16)の左端面(16a)に臨まされる位置と内輪固定用かしめ部(21)の内周面に臨まされる位置との両方にそれぞれ設けられている。円板部(8a)の底部には、車体側に設けられた処理手段とセンサ装置(2)とを結ぶハーネスを取り付けるためのコネクタ部(22)が左方突出状に一体に成形されている。コネクタ部(22)には信号用のコネクタピン(23)が設けられており、車輪速検出センサ(9)とコネクタピン(23)とが、リード線（図示略）を介して接続されている。円板部(8a)には、さらに、変位センサ(11)の出力を外部に取り出すためのコネクタ部(24)が左方突出状に一体に成形されている。
【００２２】
車輪速検出センサ(9)は、環状永久磁石(9a)と環状コイル(9b)とを組み合わせたもので、この構成は公知のものであり、パルサリング(10)の回転に伴う磁束密度の変化を検出することで、内輪(17)の回転速度したがって車輪速などの回転情報を検出することができる。
【００２３】
固定側軌道部材(3)および回転側軌道部材(4)は、軸受鋼（磁性体）で形成されており、したがって、両部材(3)(4)間の距離（変位）は、磁束密度の変化によって変位を求める磁気インピーダンスセンサ等の変位センサ(11)で検出することができる。
【００２４】
次いで、図２を参照して、この発明のセンサ付きハブユニットの要部である各変位センサ(11a)(11b)(11c)(11d)(11e)(11f)(11g)(11h)（図１では、符号(11)で総称したが、以下では、個々の変位センサに異なる符号を付けて説明する。）の配置箇所について説明する。
【００２５】
同図に示すように、センサ固定用樹脂(8)の円柱状突出部(8c)は、その先端部外周面が内輪固定用かしめ部(21)の径方向内方に若干の間隙をおいて位置しかつその先端面が小径部(16)の左端面（軸方向内側端面）(16a)に若干の間隙をおいて位置するように形成されている。そして、変位センサ(11a)(11b)(11c)(11d)(11e)(11f)(11g)(11h)は、計８カ所に配置されており、これらは、内輪固定用かしめ部(21)の内周面の頂部および底部に臨まされて車の浮き・沈み状態を検知する浮き・沈み検知センサ(11a)(11b)と、内輪固定用かしめ部(21)の内周面の前部および後部に臨まされて車の制動・加速状態を検知する制動・加速検知センサ(11c)(11d)と、小径部(16)の左端面(16a)の頂部および底部に臨まされて旋回状態を検知する旋回検知センサ(11e)(11f)と、小径部(16)の左端面(16a)の前部および後部に臨まされて転舵状態を検知する転舵検知センサ(11g)(11h)とされている。
【００２６】
これらの変位センサ(11a)(11b)(11c)(11d)(11e)(11f)(11g)(11h)によると、内輪固定用かしめ部(21)の内周面の頂部に臨まされた浮き・沈み検知センサ(11a)による変位から底部に臨まされた浮き・沈み検知センサ(11b)による変位を引いたものが正の時には、車が沈み状態（垂直荷重が増加した状態）であることが分かり、これが逆に負の時は、車が浮いている状態（垂直荷重が減少した状態）であることが分かり、内輪固定用かしめ部(21)の内周面の前部に臨まされた制動・加速検知センサ(11c)による変位から後部に臨まされた制動・加速検知センサ(11d)による変位を引いたものが正の時には、制動状態（後向きの荷重が増加した状態）であることが分かり、これが逆に負の時は、加速状態（前向きの荷重が増加した状態）であることが分かる。また、小径部(16)の左端面(16a)の頂部に臨まされた旋回検知センサ(11e)による変位から底部に臨まされた旋回検知センサ(11f)による変位を引いたものが横荷重の増減を（旋回）を表し、小径部(16)の左端面(16a)の前部に臨まされた転舵検知センサ(11g)による変位から後部に臨まされた転舵検知センサ(11h)を引いたものが転舵による荷重の増減を表すことができる。したがって、各変位センサ(11a)(11b)(11c)(11d)(11e)(11f)(11g)(11h)の出力と荷重との関係を予め求めておくことにより、車両走行時に変化する荷重を変位センサ(11a)(11b)(11c)(11d)(11e)(11f)(11g)(11h)の出力から得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明によるセンサ付きハブユニットの１実施形態を示す縦断面図である。
【図２】この発明によるセンサ付きハブユニットの要部の拡大図で、（ａ）は縦断面、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿う断面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
(1)             ハブユニット
(2)             センサ装置
(3)             固定側軌道部材
(4)             回転側軌道部材
(5)             玉（転動体）
(7)             芯金
(8)             センサ固定用樹脂
(8a)            円板部
(8b)            環状突出部
(8c)            円柱状突出部
(9)             車輪速検出センサ
(11)            変位センサ
(11a)(11b)      浮き・沈み検知センサ
(11c)(11d)      制動・加速検知センサ
(11e)(11f)      旋回検知センサ
(11g)(11h)      転舵検知センサ
(14)            内軸
(15)            大径部
(15a)           第１の軌道溝
(16)            小径部
(16a)           左端面（軸方向内側端面）
(21)            内輪固定要かしめ部
【図１】
2006177479.tif 000003
【図２】
2006177479.tif 000004