(57)【要約】遠隔測定アッセンブリ（１８、２００、２２０）は、スピンドル（１４）にこのスピンドルとともに回転するように連結された無線伝送器（４９、１４６、２０６、２２６、２２８）、及びこれらの伝送器（４９、１４６、２０６、２２６、２２８）に無線で連結された受信アンテナ（５１、１４８、２０８、２２６、２２８）を含む。中央穴（２１、２０１、２２１）を有し、無線伝送器（４９、１４６、２０６、２２６、２２８）及び受信アンテナ（５１、１４８、２０８、２２６、２２８）に連結された案内システム（１７２、１５０）が、受信アンテナ（５１、１４８、２０８、２２６、２２８）に対する無線伝送器（４９、１４６、２０６、２２６、２２８）の回転を案内する。所望であれば、遠隔測定アッセンブリ（１８、２００、２２０）は、ハブアダプタ（２２）を含む遠隔測定システム（１０）で使用でき、ハブアダプタ（２２）に取り付けることができる。更に、角度位置決め装置（５８、６４、１５６）及び無線電力カップリング（５４）を設けることができる。
2004532446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベアリング上で回転するハブを持ち、回転部材に連結されたスピンドルと、このスピンドルに連結された遠隔測定アッセンブリとの組み合わせにおいて、前記遠隔測定アッセンブリは、
前記ハブにこのハブとともに回転するように連結された無線伝送器、
前記伝送器に無線で組合わされた受信アンテナ、及び
前記受信アンテナに対する前記無線伝送器の回転を案内するため、前記無線伝送器及び前記受信アンテナに連結されており、前記スピンドル及び前記回転部材のうちの少なくとも一方が通る中央穴を持つ案内システムを含む、組み合わせ。
【請求項２】
請求項１に記載の組み合わせにおいて、前記受信アンテナは、前記スピンドルのスピンドル軸線を中心として配置された円弧状アッセンブリを含む、組み合わせ。
【請求項３】
請求項１に記載の組み合わせにおいて、前記伝送器は、前記受信アンテナと近接して配置されており、並進及び前記スピンドル軸線を中心とした回転以外の回転のうちの少なくとも一方について前記伝送器に対して静止状に保持された前記受信アンテナと同様の円形経路を移動する、組み合わせ。
【請求項４】
請求項３に記載の組み合わせにおいて、前記ハブにこのハブとともに回転するように連結された、前記伝送器を支持するロータハウジング、
前記受信アンテナを支持するステータハウジング、及び
前記ステータハウジングの回転を阻止するため、前記ステータハウジング及び前記スピンドルの非回転エレメントに連結された連結アッセンブリを更に含む、組み合わせ。
【請求項５】
請求項４に記載の組み合わせにおいて、
前記非回転エレメントに固定された細長い部材、
前記遠隔測定アッセンブリに固定された、キャビティを持つボール受け入れ器、及び
前記ボール受け入れ器の前記キャビティ内に配置された、前記細長い部材に連結されたボールを含む、組み合わせ。
【請求項６】
請求項４に記載の組み合わせにおいて、前記連結アッセンブリはストラップを含む、組み合わせ。
【請求項７】
請求項４に記載の組み合わせにおいて、前記ステータハウジングは前記連結アッセンブリと前記ロータハウジングとの間に配置されている、組み合わせ。
【請求項８】
請求項１に記載の組み合わせにおいて、前記ステータハウジングに取り付けられた第１構成要素及び前記ロータハウジングに取り付けられた第２構成要素を含む無線電力カップリングを更に有する、組み合わせ。
【請求項９】
請求項１に記載の組み合わせにおいて、前記ロータハウジング及び前記ステータハウジングに作動的に連結された角度検出装置を更に含む、組み合わせ。
【請求項１０】
請求項１に記載の組み合わせにおいて、前記スピンドルはリムを含み、前記遠隔測定アッセンブリは前記リムから間隔が隔てられている、組み合わせ。
【請求項１１】
請求項１に記載の組み合わせにおいて、前記スピンドルはスピンドルベアリング−ホイールアッセンブリを含み、前記遠隔測定アッセンブリは前記スピンドルベアリングと同心をなして間隔が隔てられている、組み合わせ。
【請求項１２】
請求項１に記載の組み合わせにおいて、前記ハブにこのハブとともに回転するように取り付けられたトランスジューサーを更に有し、前記遠隔測定アッセンブリは前記ハブと前記トランスジューサーとの間に配置されている、組み合わせ。
【請求項１３】
請求項１に記載の組み合わせにおいて、前記回転部材は、前記ハブにこのハブとともに回転するように取り付けられたハブアダプタである、組み合わせ。
【請求項１４】
回転部材に連結されたスピンドルで使用するためのスピンドル取り付け式遠隔測定アッセンブリにおいて、
無線伝送器、
前記伝送器とともに作動できる受信アンテナ、
前記受信アンテナを支持する第１ハウジング、
軸線を中心として前記第１ハウジングに対して回転できる、前記無線伝送器を支持する第２ハウジング、及び
前記第２ハウジングの前記第１ハウジングに対する位置を維持し且つ回転を案内するため、前記第１ハウジング及び前記第２ハウジングに連結された案内システムであって、この案内システム及びハウジングには、前記スピンドル及び前記回転部材のうちの少なくとも一方を通すことができる穴が設けられている、遠隔測定アッセンブリ。
【請求項１５】
請求項１４に記載の遠隔測定アッセンブリにおいて、前記案内システムは、ベアリングパッドと案内溝を持つベアリング軌道とを含み、前記ベアリングパッドは、前記第２ハウジングの位置を前記第１ハウジングに対して維持し且つ前記第２ハウジングが前記第１ハウジングに対して回転できるように、前記案内溝内に配置されている、遠隔測定アッセンブリ。
【請求項１６】
請求項１５に記載の遠隔測定アッセンブリにおいて、前記案内溝に配置された複数のベアリングパッドを更に含む、遠隔測定アッセンブリ。
【請求項１７】
請求項１４に記載の遠隔測定アッセンブリにおいて、前記案内システムは、前記第１及び第２のハウジングに連結されたボールベアリングを含む、遠隔測定アッセンブリ。
【請求項１８】
請求項１４に記載の遠隔測定アッセンブリにおいて、前記第１及び第２のハウジングは環状リングを含む、遠隔測定アッセンブリ。
【請求項１９】
請求項１８に記載の遠隔測定アッセンブリにおいて、前記第１ハウジングに固定されており、前記スピンドルの非回転エレメントに取り付けることができる連結アッセンブリを更に含む、遠隔測定アッセンブリ。
【請求項２０】
請求項１９に記載の遠隔測定アッセンブリにおいて、前記第１ハウジングは前記連結アッセンブリと前記第２ハウジングとの間に配置されている、遠隔測定アッセンブリ。
【請求項２１】
請求項１８に記載の遠隔測定アッセンブリにおいて、前記リングは同心である、遠隔測定アッセンブリ。
【請求項２２】
請求項１４に記載の遠隔測定アッセンブリにおいて、前記案内システムの周囲に配置されたシールを更に含む、遠隔測定アッセンブリ。
【請求項２３】
請求項２２に記載の遠隔測定アッセンブリにおいて、前記シールは合成材料でできている、遠隔測定アッセンブリ。
【請求項２４】
請求項２２に記載の遠隔測定アッセンブリにおいて、前記シールはポリプロピレン材料でできている、遠隔測定アッセンブリ。
【請求項２５】
請求項２２に記載の遠隔測定アッセンブリにおいて、前記シールはアラミド材料でできている、遠隔測定アッセンブリ。
【請求項２６】
請求項１４に記載の遠隔測定アッセンブリにおいて、前記第１及び第２のハウジングに作動的に連結された角度検出装置を更に含む、遠隔測定アッセンブリ。
【請求項２７】
請求項２６に記載の遠隔測定アッセンブリにおいて、前記角度検出装置は、前記第１ハウジングに対する前記第２ハウジングの位置を検出し、前記第２ハウジングの回転の角度位置及び方向を示す矩形フィードバックを提供する、遠隔測定アッセンブリ。
【請求項２８】
請求項２６に記載の遠隔測定アッセンブリにおいて、前記角度検出装置は、インジケータ及びこのインジケータの存在を検出するための光学的検出装置を有する、遠隔測定アッセンブリ。
【請求項２９】
請求項１４に記載の遠隔測定アッセンブリにおいて、前記第１ハウジングに連結された第１コイル、及び前記第２ハウジングに連結された第２コイルを含む無線電力カップリングを更に備えている、遠隔測定アッセンブリ。
【請求項３０】
請求項１４に記載の遠隔測定アッセンブリにおいて、前記無線伝送器とともに回転でき且つこの伝送器に電力を提供する電力セルを更に含む、遠隔測定アッセンブリ。
【請求項３１】
請求項１４に記載の遠隔測定アッセンブリにおいて、前記案内システムはフェノール樹脂を含む、遠隔測定アッセンブリ。
【請求項３２】
請求項１４に記載の遠隔測定アッセンブリにおいて、前記案内システムは、ポリアリルエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を含む、遠隔測定アッセンブリ。
【請求項３３】
請求項１４に記載の遠隔測定アッセンブリにおいて、前記案内システムは、ポリイミド樹脂を含む、遠隔測定アッセンブリ。
【請求項３４】
請求項１４に記載の遠隔測定アッセンブリにおいて、前記案内システムは、ステンレス鋼を含む、遠隔測定アッセンブリ。
【請求項３５】
請求項１４に記載の遠隔測定アッセンブリにおいて、前記案内システムは、合成樹脂を含む、遠隔測定アッセンブリ。
【請求項３６】
請求項１４に記載の遠隔測定アッセンブリにおいて、前記案内システムは、グラファイトを充填した樹脂を含む、遠隔測定アッセンブリ。
【請求項３７】
請求項１４に記載の遠隔測定アッセンブリにおいて、前記案内システムは、硬質のコーティングを施した材料を含む、遠隔測定アッセンブリ。
【請求項３８】
スピンドル用遠隔測定システムにおいて、
前記スピンドルに取り付けることができるハブアダプタ、
前記ハブアダプタに取り付けることができるトランスジューサー、
前記ハブアダプタに面する前記トランスジューサーの側部に取り付けることができる遠隔測定アッセンブリであって、受信アンテナを支持するステータ部分、前記トランスジューサー及び前記ハブアダプタのうちの少なくとも一方に固定された、軸線を中心として前記ステータ部分に対して回転自在のロータ部分、及び前記ステータ部分に対する前記ロータ部分の回転を案内するため、前記ステータ部分及び前記ロータ部分に連結された案内システムを含む、遠隔測定アッセンブリ、及び
前記ステータ部分に組合わされた無線伝送器であって、前記トランスジューサーから信号を受け取り、前記受信アンテナとともに作動する伝送アンテナを有する無線伝送器を含む、遠隔測定システム。
【請求項３９】
請求項３８に記載の遠隔測定システムにおいて、前記ロータ部分及び前記ステータ部分に作動的に連結された角度検出装置を更に含む、遠隔測定システム。
【請求項４０】
請求項３８に記載の遠隔測定システムにおいて、前記ロータ部分は、前記ステータ部分と前記トランスジューサーとの間に配置されている、遠隔測定システム。
【請求項４１】
請求項３８に記載の遠隔測定システムにおいて、前記ロータ部分は前記ステータ部分に面しており、実質的に前記ステータ部分と同様の円形の経路内を回転できる、遠隔測定システム。
【請求項４２】
請求項４１に記載の遠隔測定システムにおいて、前記案内システムは、前記スピンドル及びこのスピンドルに連結された回転部材のうちの少なくとも一方を通すようになった中央穴を含む、遠隔測定システム。
【請求項４３】
請求項３８に記載の遠隔測定システムにおいて、前記無線伝送器に電力を提供する無線電力カップリングを更に含み、この無線電力カップリングは、前記ステータ部分に取り付けられた第１コイル及び前記ロータ部分に取り付けられた第２コイルを含む、遠隔測定システム。
【請求項４４】
ベアリング上で回転するハブを有し、回転部材に連結されたスピンドルと、このスピンドルに連結された遠隔測定アッセンブリとの組み合わせにおいて、前記遠隔測定アッセンブリは、
データ受信機を持つ第１ハウジング、
前記データ受信機に組合わされたデータ伝送器を持つ第２ハウジング、
前記第２ハウジングを前記第１ハウジングに対して案内するための手段、及び
前記第１ハウジングを前記スピンドルの非回転エレメントに連結するための手段を含む、遠隔測定システム。
【請求項４５】
請求項４４に記載の遠隔測定システムにおいて、
前記第１ハウジングに対する前記第２ハウジングの角度位置を検出するための手段を更に含む、遠隔測定システム。
【請求項４６】
請求項４４に記載の遠隔測定システムにおいて、
前記第１ハウジングが前記第２ハウジングに対して並進移動しないようにするための手段、及び
前記第１ハウジングが前記第２ハウジングに対し、前記案内手段によって許容された回転軸線以外の全ての軸線を中心として回転移動しないようにするための手段を含む、遠隔測定システム。
【請求項４７】
請求項４４に記載の遠隔測定システムにおいて、
前記データ受信機と前記データ伝送器との間の隙間を維持するための手段を更に有する、遠隔測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スピンドルに取り付けられたトランスジューサーに関する。更に詳細には、本発明は、信号を回転トランスジューサーから定置の本体に伝送する遠隔測定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
信号を回転トランスジューサーから定置の部材に伝送するための一般的なシステムは、接触スリップリングを使用することである。車輛スピンドルに取り付ける用途では、スリップリング並びに随意の角度エンコーダを、車輛の非スピン部分に回転しないように連結することを必要とする。多くのスリップリングは、更に、スリップリングアッセンブリでのブラシの表面速度を低下する目的のため、回転軸線を中心とした小半径上にスリップリング軌道及びブラシを配置することを必要とする。代表的には、これは、スリップリングアッセンブリを回転軸線上の車輛ホイールアッセンブリの外部に配置することを必要とする。抗回転連結部分は、ホイールアッセンブリの外側を取り囲んでおり、ホイールの内側にサスペンションのところで取り付けるられている。そのため、抗回転装置は、車輛取り付け位置とスピンドルのところにあるスリップリング取り付け部分との間で相対的な移動が起こらないように、ホイールの操向及び跳ね返りに追従する車輛の非回転部分に取り付けられる。従って、スリップリングアッセンブリは、かくして、ホイールから外方に突出している。これは、突出部が障害物と接触することがあるため、望ましくない。多くの管轄区では、このような突出部を持つ車輛が公共の道路上を走行することを地方の交通法が禁じている。
【０００３】
スリップリングに対する変形例として、遠隔測定により信号を回転体から定置の本体へ無線で伝送できる。遠隔測定には、信号を伝送する上でブラシの接触に頼らないというスリップリングを上回る幾つかの利点がある。遠隔測定が他の車輛スピンドルの用途に組み込まれてきたが、このようなシステムは、車輛スピンドルの回転部分及び非回転部分に位置決めされた多くの別体の構成要素を有する。これらの他のアッセンブリでは、これらの構成要素を互いに対して回転自在に位置決めするための手段をスピンドルベアリングが提供する。この設計は、電子的構成要素を注文制作のリムに埋封することを必要とする。注文制作のリムは高価であり、設置中に定置のピックアップ装置と整合させる必要がある。更に、リム及び／又はスピンドルベアリングの心振れ、及び／又は荷重の作用によるリムの変形により、回転リム構成要素及び定置のサスペンション又は車輛突出部構成要素の間に、定置本体と回転本体との間の隙間の変化により問題点及び干渉が生じる。
【０００４】
別の遠隔測定システムでは、遠隔測定アッセンブリは、ベアリング及び／又はシールを低速に維持するため、回転軸線上に配置しなければならないロータ及びステータ部分を含み、標準的な規格品のエンコーダ製品を使用する。回転軸線のところで空間を占有する現存の車輛スピンドル形状のため、遠隔測定アッセンブリを回転軸線上で本体の外側に配置しなければならない。抗回転装置は、この場合も、ホイールをホイール後側の取り付け点まで取り囲まなければならず、これによって、スリップリングアッセンブリに関して上文中に論じた欠点を持つ。更に、これらのシステムは、他のホイール又は環境に容易に適合できない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、車輛スピンドルやヘリコプターのスピンドルブレードの用途等の回転の用途で遠隔測定システムを改良することが必要とされている。これらの問題点のうちの一つ又はそれ以上に対処する遠隔測定システムは、当該技術における現状に対する価値ある設計改良である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、スピンドル用遠隔測定アッセンブリに関する。遠隔測定アッセンブリは、スピンドルにこのスピンドルとともに回転するように連結された無線伝送器、及びこの伝送器に無線で連結された受信アンテナを含む。受信アンテナに対する無線伝送器の回転を案内するため、案内システムが無線伝送器及び受信アンテナに連結されている。
【０００７】
一実施例では、スピンドルに取り付けることができるハブアダプタ及びこのハブアダプタに取り付けることができるトランスジューサーを含む遠隔測定システムで遠隔測定アッセンブリを使用できる。無線伝送器及び受信アンテナを支持するため、ハウジングが取り付けられているのがよい。ハウジングは環状設計であってもよく、遠隔測定アッセンブリを現存のスピンドルベアリングと同心に配置でき、かくして遠隔測定システムをホイールアッセンブリに内側に維持できるように中央穴を含み、スピンドル又はスピンドルの非回転部材のうちの少なくとも一方が中央穴を通って延び、及びかくして抗回転取り付けを簡単にし、スピンドルの面からの突出を最小にする。
【０００８】
遠隔測定アッセンブリは、様々な種類のスピンドルに容易に取り付けることができる。遠隔測定アッセンブリのステータハウジングは、スピンドルの非回転エレメントに対して取り付けられる。抗回転連結アッセンブリがステータハウジングを非回転エレメントに固定する。ステータハウジングは、連結アッセンブリとロータハウジングとの間に配置できる。
【０００９】
案内システムにより、ロータの位置及び回転をステータに対して独立して制御でき、かくしてスピンドルベアリングの精度及び／又は電子装置埋封リム及び定置の受信機等の他の別体の遠隔測定構成要素の手動整合に対する依存性をなくし、遠隔測定システムのロータ部分及びステータ部分の相対位置を維持する。案内システムには、スピンドル又はスピンドルに連結された回転部材を通すことができる中央穴が設けられている。
【００１０】
ハウジングは、様々な種類のスピンドルに容易に取り付けることができるコンパクトでモジュール式の自動案内アッセンブリを提供する。詳細には、ハウジングは、様々な種類の自動車を含む様々な車輛に取り付ける上で特に有用である。所望であれば、角度位置装置及び無線電力カップリングを遠隔測定システムとともに使用でき又は遠隔測定システムに組み込むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１を参照すると、遠隔測定システム１０は、スピンドル１４（本明細書中では、例えば車輛スピンドル）のハブ１２に取り付けることができる遠隔測定アッセンブリ１８及びトランスジューサー２０を含む。スピンドル１４はスピンドル軸線１５を有し、この軸線を中心として回転エレメントが非回転エレメントに対して回転する。ハブ１２は、概略に示す車輛スピンドルベアリング１７内で回転するシャフト１６に連結されている。一般的には、遠隔測定システム１０は、遠隔測定アッセンブリ１８及び随意の（オプションとして用いられる）ハブ電子装置１９を含む。遠隔測定アッセンブリ１８は、車輛スピンドル１４に作用する力及び荷重を計測するトランスジューサー２０（本明細書中では力トランスジューサー）に接続できるが、更に、車輛スピンドル１４に取り付けられた変位トランスジューサー、加速度トランスジューサー、温度トランスジューサー、及び圧力トランスジューサー等の他の形態のトランスジューサーを使用できる。遠隔測定アッセンブリ１８は、車輛スピンドルからの突出が最小のコンパクトなシステムを形成するため、ハブ１２に面するトランスジューサー２０の側部２０Ａに配置できる。
【００１２】
図２を更に参照すると、トランスジューサー２０は、車輛スピンドル１４のハブ１２に連結される。図示の実施例では、ハブアダプタ２２がハブ１２に固定されており、トランスジューサー２０はハブアダプタ２２に固定される。用途によっては、ハブアダプタ２２が必要とされない。ハブアダプタ２２により、トランスジューサー２０を多くの種類のハブ１２で容易に使用できる。ファスナ２３がハブ１２をハブアダプタ２２に固定し、ファスナ２４がトランスジューサー２０をハブアダプタ２２に固定する。図示の実施例では、トランスジューサーは、力−モーメントトランスジューサーを含み、トランスジューサー２０の外リム２６が、タイヤ（図示せず）を支持するホイールリム２８に固定される。この種のトランスジューサーは、米国特許第５，９６９，２６８号に記載されており、同特許に触れたことにより、この特許に開示された内容は本明細書中に含まれたものとする。他の形態のトランスジューサーも、本明細書中に説明した遠隔測定システム１０又は遠隔測定アッセンブリ１８の利点を享受できる。
【００１３】
一般的には、トランスジューサー２０はハブ１２に面する第１側部２０Ａ及び反対方向にハブ１２から遠ざかる方向に向いた第２側部２０Ｂを有する。遠隔測定システム１０は、トランスジューサー２０にこのトランスジューサーとともに回転するように連結されたハブ電子装置１９を含む。このハブ電子装置１９は、ハブ１２から遠ざかる方向に向いたトランスジューサーの第２側部２０Ｂに配置された回路（デジタル化回路、遠隔測定変換回路、信号調整回路及び／又は増幅回路等）を含む。遠隔測定システム１０が環状に設計されているため、遠隔測定アッセンブリ１８は、軸線１５を中心としてスピンドルベアリング１７と同軸に位置決めでき、ハブ１２に面するトランスジューサー２０の第１側部２０Ａ（ハブアダプタ２２にファスナ２９で連結されている）上に位置決めできる。一つ又はそれ以上のコネクタ３０が遠隔測定アッセンブリ１８をハブ電子装置１９及び／又はトランスジューサー２０の回路に接続する。遠隔測定アッセンブリ１８は、かくして、トランスジューサー２０とブレーキキャリパ３２等のスピンドル１４のエレメントとの間に配置できる。遠隔測定アッセンブリ１８をトランスジューサー２０とスピンドル１４の構成要素との間に配置することにより、コンパクトなアッセンブリが形成され、スピンドル１４の取り扱い質量を最小にするという利点が得られる。ハブ電子装置１９をトランスジューサー２０の他方の側に配置することにより、ハブ電子装置１９を形成する構成要素が被る熱を最小にする。熱は、実質的に、車輛を停止するためのブレーキの作動により発生する。ところで、コンパクトなアッセンブリを形成するため、遠隔測定システム１０の敏感でない構成要素、データ伝送構成要素、及び電力伝達構成要素は、トランスジューサー２０の内側に配置されている。
【００１４】
遠隔測定アッセンブリ１８は、中央穴２１及び互いに対して回転する二つの部分３４及び３６を含む。一般的には、第１部分３４（即ちステータ部分）は、スピンドルの非回転部分又はその近くにあるエレメントに関して実質的に定置に保持されている。図示のように、ステータ部分３４及びロータ部分３６は、以下に詳細に論じる案内システム７２によって互いに対して回転するリングである。遠隔測定アッセンブリ１８を回転軸線を中心としてリングとしてトランスジューサー２０の側部２０Ａに配置することによって、タイヤ−ホイールアッセンブリを中心として配置される大きな扱い難い抗回転装置もまた必要とされない。中央穴２１により、スピンドル１４の部分又はスピンドル１４に連結された回転部材をこの穴に通すことができる。互いに面したリング即ちプレート部材として例示したけれども、同心のリング又は円筒体及び他の設計をステータ部分３４及びロータ部分３６について使用できるということは当業者には理解されよう。例示の実施例では、ロータ部分３６はハブアダプタ２２にファスナ３０でこのアダプタとともに回転するように連結される。しかしながら、所望であれば、ロータ部分３６は、力トランスジューサー２０又は任意の他の回転エレメントに連結することもできる。
【００１５】
図１に示す実施例では、抗回転連結アッセンブリ３８がステータ部分３４を、スピンドルエレメント４０等のスピンドルの非回転部分に関して実質的に定置に（即ち少なくともロータ部分３６とともに回転しないように）保持する。連結アッセンブリ３８は、車輛スピンドル１４のエレメント、又はハブ１２に関して並進移動し、スピン回転（ｓｐｉｎｎｉｎｇ  ｒｏｔａｔｉｏｎ）軸線以外の軸線を中心として回転するブレーキキャリパ３２（図２参照）等の他の非回転スピンドルエレメントに取り付けることができ、遠隔測定アッセンブリ１８をリム２８から離間できる。連結アッセンブリ３８は、スピンドルエレメント４０（これは回転しない）に固定された細長い部材３９を含む。図示のように、連結アッセンブリ３８は、キャビティ４３を持つボール受け入れ器４２内に配置されたボール４１を含む。キャビティ４３は、抗回転アッセンブリ３８の遠隔測定アッセンブリ１８に対する様々な整合位置に応じてボール４１がこのキャビティ４３に対して移動できるのに十分な隙間を備えている。
【００１６】
一般的には、連結アッセンブリ３８は、ステータ部分３４がスピンドル軸線１５を中心として移動しないようにすると同時に、スピンドル軸線１５と一致する軸線を持つ直交座標系の残りの軸線に関する線型変位及び回転変位における限定された移動を可能にする。所望であれば、細長い部材３９をステータ部分３４に取り付けボール受け入れ器４２をスピンドルエレメント４０に取り付けることができる。例示の実施例は、一つの連結アッセンブリ３８を含み、選択的位置決めを可能にするため、二つのボール受け入れ器４２が図４に示してある。別の態様では、一つ又はそれ以上の連結アッセンブリ３８を使用してもよい。更に、例えば一つ又はそれ以上のストラップ２７等の他の連結アッセンブリを使用してもよい。スピンドル１４の一部又はこれに連結されたエレメントを通す中央穴２１が遠隔測定アッセンブリ１８に設けられているため、連結アッセンブリ３８は、トランスジューサー２０の側部２０Ａの機内側に取り付けることができ、又は軸線１５からスピンドル１４の回転エレメント、例えばトランスジューサー２０又はリム２８の最大半径方向距離以下の所定の半径方向位置に取り付けることができる。従って、スピンドル１４に連結されたエレメントが連結アッセンブリ３８の回りで回転できる。
【００１７】
図２を参照すると、トランスジューサー２０が検出した力を示す信号を遠隔測定アッセンブリ１８に送出し、ロータ部分３６からステータ部分３４まで無線で伝達する。これらの信号は、次いで、データ収集のためコネクタ４５及びケーブル４６を介してトランスジューサーインターフェース４４に伝達される。ホイールアッセンブリのロータが発生する熱からコネクタ４５及びケーブル４６を保護するため、シールドが設けられていてもよい。別の実施例では、電力がトランスジューサーインターフェース４４又は他の別体の電源からステータ部分３４にケーブル及びコネクタ４５を介して誘導により伝達される。電力は、次いで、ロータ部分３６に伝達でき、ハブ電子装置１９及び／又はトランスジューサー２０の回路に電力を提供する。別の態様では、所望であれば、これらの構成要素の幾つか又は全てに電力を提供するため、バッテリーや太陽電池等の他の電力セル（ｐｏｗｅｒ  ｃｅｌｌ）５３をトランスジューサー２０及びホイールアッセンブリとともに回転するように取り付けることができる。
【００１８】
図３は、遠隔測定システム１０のブロックダイヤグラムを示す。例示の実施例では、センサ４７が力を検出し、これらの力を増幅器４８が増幅する。信号は、増幅器４８から、ロータ部分３６に連結されたデータ伝送器（又は無線伝送器）４９に送られる。データ伝送器４９は、データを、データカップリング５０を介して、ステータ部分３４に連結されたデータ受信機（即ち受信アンテナ）５１に無線で伝送する。データ受信機５１は、スピンドル軸線１５を中心としたリング又は円弧状アッセンブリである。データ伝送器４９及びデータ受信機５１は、互いから間隔が隔てられている。データ伝送器４９は、全体として、データ受信機５１から間隔が隔てられており且つこれと向き合った円形経路内を移動する。伝送される信号は、アナログ信号、デジタル信号、又はこれらの任意の組み合わせであってもよい。例示の一実施例では、各チャンネルを毎秒２００００個の速度でサンプリングし、伝送のため８つのデータチャンネルで多重通信を行う。デジタル信号は、データ受信機５１によって受け取られた後に記録でき、又はデジタル制御装置にデジタルデータとして送出でき、又はこれらをアナログ信号に変換でき、レコーダー又はデータ獲得システムにトランスジューサーインターフェース４４を通して提供する。一実施例では、トランスジューサーインターフェース４４は、各スピンドルについて別々の基板（ドーター基板）を有する。別々の基板は、マザー基板に接続されている。
【００１９】
トランスジューサーインターフェース４４又は他の電源は、更に、電力を電力駆動装置５２に提供できる。電力駆動装置５２は、電力を電力カップリング５４を介して電力調整器５６に伝送できる。一実施例では、電力カップリング５４は誘導カップリングであり、電力駆動装置５２及び電力調整器５６は互いから離間されており、電力を伝達するために互いに連結できる。別の実施例では、電力駆動装置５２及び電力調整器５６はコイルであり、これらのコイルの各々がスピンドル軸線１５を中心として環状リングを形成する。
【００２０】
代表的には、トランスジューサーがハブ１２とともに回転するため、トランスジューサー２０の角度位置を知る必要がある。所望であれば、遠隔測定アッセンブリ１８は、ステータ部分３４に対するロータ部分３６の角度位置を検出するため、ステータ部分３４及びロータ部分３６に作動的に連結されたセンサ５８を含むことができる。一般的には、センサ５８は、相対的又は絶対レゾルバ又はエンコーダであってもよい。これは、光学的、磁気的、抵抗的、容量的、ホール効果、又は他の技術で作動する。
【００２１】
図４、図５、及び図６は、遠隔測定アッセンブリ１８の構成要素の様々な図を示す。図４は、遠隔測定アッセンブリ１８の内側から見たステータ３４の図を示す。図示のように、ステータ部分３４は、図１に示す連結アッセンブリ３８等の抗回転連結アッセンブリに連結するボール受け入れ器４２を含む環状リングであるステータハウジング６０を含む。詳細には、これらのボール受け入れ器４２は、ボールを受け入れるためのキャビティ４３を含む（図１参照）。キャビティ４３の幅は、ステータ部分３６が回転しないようにするため、ボール４１の直径と対応し、この際、半径方向長さ（軸線１５からの）及び深さ（図１参照）により、ボール４１は各キャビティ４３内で移動できる。
【００２２】
例示の実施例では、データ受信機５１は、ステータハウジング６０に位置決めされた円弧状アッセンブリである。電力駆動装置５２は環状リングであり、これもまたステータハウジング６０に位置決めされる。更に、センサ５８が示してあり、このセンサは一つ又はそれ以上の光学式検出装置６２及びエンコーダ回路６４を含む。光学式検出装置６２は、ロータ部分３６の位置を検出し、この位置を示す出力信号を提供する。一つ又はそれ以上の光学式検出装置６２は、おそらくは矩形フィードバック信号によってロータ上の基準位置を検出し、当該技術分野で周知のように割り送りする。矩形出力信号を使用することにより、ロータ部分３６の回転方向を決定できる。一実施例では、光学式検出装置６２のうちの二つの装置が、方向を示す実質的に矩形の方形波信号（９０°の位相ずれによって画成される）を定期的に提供する。エンコーダ６４は、光学式検出装置６２が提供する回転位置データを翻訳し、対応する信号をトランスジューサーインターフェース４４に送出する。
【００２３】
更に、図６を参照すると、一つの可能な光学式検出装置６２の側面図が示してある。一つ又はそれ以上の光学式検出装置６２は、ロータ部分３６にファスナ６６でこのロータとともに回転するように連結されたディスク６５に設けられた表示の存在を検出するように形成されている。
【００２４】
図５は、遠隔測定アッセンブリ１８の内側から見たロータ部分３６の図を示す。図示のように、ロータ部分３６はロータハウジング６８を含む。データ伝送器４９及び電力受け取り器５６は両方とも環状リングであり、ロータハウジング６８に位置決めされる。
【００２５】
図６乃至図９を更に参照すると、これらの図には案内システム７２が示してある。一般的には、案内システム７２は、ステータ部分３４及びロータ部分３６の相対回転中にこれらの部分を整合状態に維持する。詳細には、案内システム７２は、データ伝送器４９とデータ受信機５１との間に実質的に一定の隙間を維持する。電力駆動装置５２と電力調整器５６との間も実質的に一定の隙間に維持される。エンコーダ構成要素の位置もまた維持される。隙間により、データ及び電力をデータカップリング５０及び電力カップリング５４を通して適正に伝送でき、角度を検出できる。このような環状自己案内アッセンブリは、様々な用途について所望の上文中に説明した機能の一つ又はこれらの機能の組み合わせを含む。
【００２６】
図７に示す実施例によれば、案内システム７２は、ベアリングパッドハウジング７３、ベアリングパッド７４、及びベアリングパッドに連結される案内溝を含む円筒形ベアリング軌道７６を含む。ベアリングパッド７４は、スピンドル軸線１５を中心として等間隔に間隔が隔てられており、ベアリングパッド７４は、ベアリングパッドハウジング７３にファスナ７７で固定されている。ベアリングパッドハウジングは、ステータ部分３４にファスナ７８で固定されている。複数のベアリングパッド７４として示してあるけれども、単一のベアリングパッド又はリングを使用してもよい。ベアリング軌道７６はロータ部分３６にファスナ７９で固定されている。同様に、ベアリングパッド７４の位置を回転側に移動でき、溝を遠隔測定アッセンブリ１２の非回転側に、パッドハウジング７３と同様の位置に移動できる。ベアリングパッド７４及びベアリング軌道７６に適した材料には、アルミニウム、硬質のコーティングを施した材料、ステンレス鋼、及び様々な他の種類の金属、非金属、金属間合金、セラミック、複合材料、金属を充填した又は金属で裏打ちしたプラスチック、潤滑剤を充填した自動潤滑材料、熱硬化性プラスチック、熱可塑性プラスチック、又は他の同様の材料、又はこれらの組み合わせが含まれる。硬質のコーティングを施した材料の例には、硬質のコーティングを施したアルミニウム、硬質アルマイト材料、ニッケルめっきした材料、及びクロムめっきした材料が含まれる。更に、パッド７４及び軌道７６用の材料には、ベアリング等級のポリマー、エンジニアリングプラスチック、合成樹脂材料、ポリイミド樹脂、ポリマーエタン（ｐｏｌｙｍｅｒｅｔｈａｎｅ）、ＰＥＥＫ（ポリアリルエーテルエーテルケトン）、フェノール樹脂、及びこれらとグラファイトやテフロン（テフロン（Ｔｅｆｌｏｎ）は登録商標である）等の充填材との様々な複合材料、例えばデュラトロン（デュラトロン（Ｄｕｒａｔｒｏｎ）は登録商標である）やヴェスペル（ヴェスペル（Ｖｅｓｐｅｌ）は登録商標である）等のグラファイト充填ポリイミドが含まれる。適切なベアリングを提供するため、これらの材料の様々な組み合わせを適用できる。例えば、パッド７４はステンレス鋼製であってもよく、この際、軌道７６の溝はＰＥＥＫ製である。別の態様では、ＰＥＥＫパッドをステンレス鋼製の溝に配置してもよい。上文中に説明した案内システムは、熱及び腐食性環境を取り扱うその性能のため、特に有利であるけれども、案内システム７２は、ボールベアリング、空気ベアリング、磁気浮揚、等を含む任意の回転案内システムとすることができる。
【００２７】
シール８０は、汚染物がベアリングパッド７４とベアリング軌道７６との間に進入しないようにする。シール８０の一方をベアリングパッド７４から離間するため、スペーサ８２が設けられている。シール８０は、皮革、プラスチック、テフロン（テフロン（Ｔｅｆｌｏｎ）は登録商標である）、ゴム、羊毛、フェルト、ポリプロピレンフェルト、合成材料、又は例えばコネックス（コネックス（Ｃｏｎｅｘ）は登録商標である）フェルト、ノメックス（ノメックス（Ｎｏｍｅｘ）は登録商標である）フェルト及び他の材料等のアラミドから形成された材料、及び／又はこれらの組み合わせであってもよい。ベアリング軌道７６にファスナ８６で連結されたフランジ８４は、ラビリンスを形成することによって汚染物が案内システム７２に進入しないように更にシールドし、案内システム７２の近くでのステータハウジング６０とロータハウジング６８との間の隙間を小さくする。
【００２８】
ステータハウジング６０とロータハウジング６８は互いに面し、キャビティ８８を形成する。データ伝送器４９、データ受信機５１、電力駆動装置５２、電力調整器５６、センサ５８、光学式検出装置６２、エンコーダ６４、及び他のエレメントをキャビティ８８内に配置できる。所望であれば、塵埃やオイル及び他の汚染物がステータハウジング６０とロータハウジング６８の間からキャビティ８８に入り込まないようにするため、追加のシールを使用できる。
【００２９】
図７は、コネクタ４５と電力カップリング５２との間のワイヤカップリング９０を示す断面図である。更に、図８は、コネクタ４５とデータ受信機５１との間の有線接続９２を示す。図９は、コネクタ３０とロータ部分３６との間の、即ちデータ伝送器４９と電力受信機５６との間の有線接続９４を示す。コネクタ３０は、ロータ部分３６をハブ電子装置１９及びトランスジューサー２０に接続するのに使用される。一つ又はそれ以上のコネクタ４５とエンコーダセンサ６４との間の有線接続９６もまた周知である。
【００３０】
図１０を参照すると、この図には、ロータハウジング（即ちプレート）１４２及びステータハウジング（即ちプレート）１４４を含むハウジング１４０の一部の変形例が示してある。上文中に説明した実施例と同様に、ロータハウジング１４２は回転軸線を中心としてステータハウジング１４４に対して回転自在である。ロータハウジング１４２は、トランスジューサー２０に回転自在に連結されている。ロータハウジング１４２は、トランスジューサー２０又はハブアダプタ２２に固定できる。ロータハウジング１４２とステータハウジング１４４との間に無線接続が設けられる。無線接続により、伝送器１４６からの信号を受信アンテナ１４８が受け取ることができ、次いで、車輛に設けられた機内データ収集回路に伝送する。更に、ロータハウジング１４２とステータハウジング１４４との間に電力カップリングが設けられている。電力カップリングは、トランスジューサー２０、伝送器１４６、及び／又はハブ電子装置１９の回路に電力を提供する。
【００３１】
ハウジング１４０は自立しており、本明細書中で複式アンギュラコンタクトボールベアリングと呼ぶベアリングアッセンブリ又は案内システム１５０を含み、ロータハウジング１４２をステータハウジング１４４に対して支持し、これが回転できるようにする。別の実施例では、一対のラジアルコンタクトベアリング又は４点接触ベアリングを使用してもよい。電力カップリングは、誘導カップリングであり、電力を伝達するために互いに接続できる間隔が隔てられたコイル１９４と１９６との間に形成される。これらのコイル１９４及び１９６の各々は、上文中に説明した実施例と同様に、回転軸線を中心とした環状リングを形成し、水、塵埃、及び他の汚染物から保護されるように夫々のハウジングに各々埋封される。
【００３２】
リングハウジング１４０は、ロータハウジング１４２及びステータハウジング１４４に作動的に連結されたエンコーダ１５６又は他の同様の角度位置検出装置を含む。例示の実施例では、エンコーダ１５６は、突出した歯を備えた（割り送り歯を含む）リングギヤ１６０、ホール効果センサ１６２、及び磁石を含む増分ホール効果装置を有する。例示の実施例では、リングギヤ１６０はロータハウジング１４２に一緒に回転するように連結されており、磁石１６４及びホール効果センサ１６２はステータハウジング１４４に連結されている。
【００３３】
別の実施例では、求積法（ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）を行うことができるようにするため、互いから１／２歯だけ離して角度的に位置決めされた二つのリングギヤが設けられており、これによりエンコーダの解像度の効果を向上する。光学式エンコーダ等の他の形態のエンコーダを使用することもできる。
【００３４】
受信アンテナ１４８は、回転軸線を中心として設けられたリング状又は円弧状のアッセンブリを含む。伝送アンテナ１４６は、受信アンテナ１４８から間隔が隔てられており、全体が受信アンテナ１４８と等価の円形の経路内を移動する。伝送された信号は、アナログであってもよいしデジタルであってもよく、これらの組み合わせであってもよい。伝送アンテナ１４６、受信アンテナ１４８、及びエンコーダ１５６が設けられた内キャビティ１５６をシールし、外部環境及びベアリングアッセンブリ１５０からのベアリンググリスから保護するため、環状シールが設けられている。図示の実施例では、第１環状シール１８２が、ステータハウジング１４４とエンコーダ１５６のリングギヤ１６０の外周との間に設けられている。第２環状シール１８４が、ステータハウジング１４４とロータハウジング１４２のベアリング支持フランジ１８６との間に設けられている。第３環状シール１８８が、ロータハウジング１４４と別のベアリング支持フランジ１９０との間に設けられている。図示の実施例では、シール１８２、１８４、及び１８８はばね負荷されており、テフロンでできており、ニッケル、クロム、又は他の材料で同様にめっきが施された表面と接触する。他のシーリング装置即ち排除装置を使用でき、非ばね負荷シール、ポリマーシール、高気圧シール、及び／又はラビリンスシールを使用できる。
【００３５】
当業者には理解されるように、他の遠隔測定アッセンブリ設計を使用できる。図１１及び図１２は、本発明による遠隔測定アッセンブリの変形例を示す。図１１には、遠隔測定アッセンブリ２００が示してある。この遠隔測定アッセンブリ２００は、中央穴２０１、第１部分２０２、及び第２部分２０４を含む。第２部分２０４は第１部分２０２に対して回転する。上文中に説明した実施例と同様に、第１部分２０２及び第２部分２０４は互いに面してその間にキャビティ２０５を形成する。データは、データ伝送器２０６からデータ受信機２０８に無線で伝送される。データ伝送器２０６及びデータ受信機２０８は同心に配置されている。同様に、電力駆動装置２１０及び電力調整器２１２は同心に配置されており、電力を第１部分２０２から第２部分２０４へ伝送する。
【００３６】
図１２は、中央穴２２１、第１部分２２２、及び第１部分２２２に対して円筒形をなして回転する第２部分２２４を含む遠隔測定アッセンブリ２２０の一実施例を示す。第１部分２２２の直径は第２部分２２４よりも小さく、その間にキャビティ２２５を形成する。換言すると、第２部分２２４が第１部分２２２の周囲に同心に配置されている。この実施例では、データカップリングエレメント２２６と２２８との間のキャビティ内でデータを伝達できる。同様に、電力カップリングエレメント２３０と２３２との間で電力を伝達できる。別の態様では、第１部分２２２を第２部分２２４に対して回転できる。データ及び電力は、データカップリングユニット２２６と２２８との間で、及び電力カップリングユニット２３０と２３２との間で夫々伝達できる。
【００３７】
一般的には、データカップリング及び電力カップリングを形成するエレメントは、回転軸線から様々な半径方向距離のところに（図１１及び図１２に示すように）配置でき、又は回転軸線に対して垂直な面の両側に（図６に示すように）配置でき、又はこれらの組み合わせのところに配置できる。同様に、ハウジングは、その間にキャビティを形成して円筒形に配置でき、又は回転軸線に対して垂直な面の両側に向き合ったディスクとして配置できる。上文中に説明した実施例の各々において、データカップリング及び電力カップリングの各々について整合状態及び間隔を維持し、かくしてコンパクトなモジュール式の遠隔測定アッセンブリを維持するため、例示したのと同様の案内システムが設けられる。
【００３８】
本発明を好ましい実施例を参照して説明したが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、形態及び詳細を変更できるということは当業者には理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】車輛スピンドルのホイールアッセンブリの断面図である。
【図２】遠隔測定−ホイールアッセンブリの分解斜視図である。
【図３】遠隔測定システムの概略ブロックダイヤグラムである。
【図４】遠隔測定アッセンブリの内側から見た第１部分の平面図である。
【図５】遠隔測定アッセンブリの内側から見た第２部分の平面図である。
【図６】図５の６−６線に沿った遠隔測定アッセンブリの断面図である。
【図７】図４の７−７線に沿った遠隔測定アッセンブリの断面図である。
【図８】図４の８−８線に沿った遠隔測定アッセンブリの断面図である。
【図９】図４の９−９線に沿った遠隔測定アッセンブリの断面図である。
【図１０】変形例の遠隔測定アッセンブリの部分断面図である。
【図１１】変形例の遠隔測定アッセンブリの概略図である。
【図１２】変形例の遠隔測定アッセンブリの概略図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０  遠隔測定システム
１２  ハブ
１４  車輛スピンドル
１５  スピンドル軸線
１６  シャフト
１７  車輛スピンドルベアリング
１８  遠隔測定アッセンブリ
１９  ハブ電子装置
２０  トランスジューサー
２１  中央穴
２２  ハブアダプタ
２３、２４  ファスナ
２６  外リム
２８  ホイールリム
２９  ファスナ
３０  コネクタ
３２  ブレーキキャリパ
３４  ステータ部分
３６  ロータ部分
７２  案内システム
【図３】
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【図１１】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004532446.tif 000051
2004532446.tif 000052
【国際調査報告】
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