(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
懸架装置に支持された状態で使用時にも回転しない静止輪と、車輪を支持した状態でこの車輪と共に回転する回転輪と、これら静止輪の周面に形成された静止側軌道と回転輪の周面に形成された回転側軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、上記回転輪若しくは回転輪に対し取り付けられた部分に支持された、この回転輪の回転を検出する為のエンコーダと、このエンコーダに対向させた状態で、上記静止輪若しくは静止輪に対し取り付けられた部分に支持された回転検出センサとを備えた車輪用回転検出装置に於いて、この回転検出センサにより上記車輪の回転速度を検出すると共に、この回転検出センサを保持したホルダ内にこの回転検出センサとは別に、自動車への組み付け状態で、上記車輪の接地部分のうちのこの車輪の前進方向先端縁と上記回転輪の中心軸とを通過する仮想平面を中心とする±１０度の範囲内である、この仮想平面の近傍に位置させ、且つ、検出方向を、この仮想平面の方向に一致させた状態で設けた加速度センサ若しくは振動センサにより、上記車輪を構成するタイヤ内の空気圧を検知自在とした事を特徴とする車輪用回転検出装置。
【請求項２】
懸架装置に支持された状態で使用時にも回転しない静止輪と、車輪を支持した状態でこの車輪と共に回転する回転輪と、これら静止輪の周面に形成された静止側軌道と回転輪の周面に形成された回転側軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体と、上記回転輪若しくは回転輪に対し取り付けられた部分に支持された、この回転輪の回転を検出する為のエンコーダと、このエンコーダに対向させた状態で、上記静止輪若しくは静止輪に対し取り付けられた部分に支持された回転検出センサとを備えた車輪用回転検出装置に於いて、この回転検出センサにより上記車輪の回転速度を検出すると共に、この回転検出センサを保持したホルダ内にこの回転検出センサとは別に、自動車への組み付け状態で、キャスター角と一致する仮想平面を中心とする±１０度の範囲内である、この仮想平面の近傍に位置させ、且つ、検出方向を、この仮想平面の方向に一致させた状態で設けた加速度センサ若しくは振動センサにより、上記車輪を構成するタイヤ内の空気圧を検知自在とした事を特徴とする車輪用回転検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明に係る車輪用回転検出装置は、懸架装置に支持した自動車の車輪の回転（回転速度或は回転数）を検出すると共に、この自動車の車輪を構成するタイヤ内の空気圧を検知する為に利用する。
【０００２】
【従来の技術】
アンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）やトラクションコントロールシステム（ＴＣＳ）を制御すべく車輪の回転速度を知る為に従来から、懸架装置に対し車輪を支持する為の転がり軸受ユニットに回転速度検出装置を組み込んだ、回転速度検出装置付車輪支持用転がり軸受ユニットが、各種知られている。図５は、この様な目的で使用される回転速度検出装置付車輪支持用転がり軸受ユニットの１例を示している。
【０００３】
請求項に記載した静止輪に相当する外輪１は、懸架装置を構成するナックル２に形成した円形の支持孔３部分に、複数本のボルト４により固定された状態で、使用時にも回転しない。一方、この様な外輪１の内径側に配置した、請求項に記載した回転輪に相当するハブ５には、車輪を構成するホイール６並びに制動装置を構成するロータ７を、複数本のスタッド８とナット９とにより結合固定している。又、上記外輪１の内周面には、それぞれが請求項に記載した静止側軌道に相当する複列の外輪軌道１０ａ、１０ｂを、外周面には結合フランジ１１を、それぞれ形成している。そして、この結合フランジ１１を上記ナックル２に、上記各ボルト４で結合する事により、このナックル２に対し固定している。
【０００４】
これに対して、上記ハブ５は、ハブ本体１２と内輪１３とを組み合わせて成る。このうちのハブ本体１２の外周面の一部で、上記外輪１の外（軸方向に関して外とは、自動車への組み付け状態で幅方向外側を言い、図１、４、５の左側。反対に、自動車への組み付け状態で幅方向中央側となる、図１、４、５の右側を、軸方向に関して内と言う。本明細書全体で同じ。）端開口から突出した部分には、取付フランジ１４を形成している。上記ホイール６及びロータ７はこの取付フランジ１４の外側面に、上記各スタッド８とナット９とにより、結合固定している。
【０００５】
又、前記ハブ本体１２の中間部外周面で、上記外輪１の内周面に形成した複列の外輪軌道１０ａ、１０ｂのうちの外側の外輪軌道１０ａに対向する部分には、請求項に記載した回転側軌道に相当する内輪軌道１５ａを直接形成している。更に、上記ハブ本体１２の内端部に形成した小径段部１６に、このハブ本体１２と共に上記ハブ５を構成する上記内輪１３を外嵌固定している。そして、この内輪１３の外周面に形成した、同じく請求項に記載した回転側軌道に相当する内輪軌道１５ｂを、上記複列の外輪軌道１０ａ、１０ｂのうちの内側の外輪軌道１０ｂに対向させている。これら各外輪軌道１０ａ、１０ｂと各内輪軌道１５ａ、１５ｂとの間には、それぞれが請求項に記載した転動体に相当する玉１７、１７を複数個ずつ、それぞれ保持器１８、１８により保持した状態で転動自在に設けている。
【０００６】
尚、図示の例では、上記ハブ本体１２の内端部で上記内輪１３の内端面よりも内方に突出した部分を径方向外方に塑性変形させる事で形成したかしめ部１９により、上記内輪１３の内端面を抑え付け、この内輪１３と上記ハブ本体１２との分離防止を図っている。この構成により、背面組み合わせである複列アンギュラ型の玉軸受を構成し、上記外輪１の内径側に上記ハブ５を、回転自在に、且つ、ラジアル荷重及びスラスト荷重を支承自在に支持している。
【０００７】
又、上記外輪１の両端部内周面と、上記ハブ５の中間部外周面及び内端部外周面との間には、それぞれシールリング２０ａ、２０ｂを設けて、上記各玉１７、１７を設けた空間と外部空間とを遮断している。更に、上記ハブ５に結合固定した車輪を回転駆動する為、上記ハブ本体１２の中心部に、スプライン孔２１を形成している。そして、このスプライン孔２１に、等速ジョイント２２のスプライン軸２３を挿入している。
【０００８】
又、上記等速ジョイント２２を構成する等速ジョイント用外輪２４の外端寄り部分に、エンコーダ２５を外嵌固定している。このエンコーダ２５は、軟鋼等の磁性金属材を円環状に形成すると共に、外周面に歯車状の凹凸を形成した、所謂パルサギヤと呼ばれるもので、この外周面の磁気特性を円周方向に関して交互に且つ等間隔で変化させている。一方、前記ナックル２の中間部に設けた取付部２６に回転検出センサ２７を挿通し、この回転検出センサ２７の先端面（図５の下端面）に設けた検出部を、上記エンコーダ２５の外周面に近接対向させている。
【０００９】
上述の様に構成する回転速度検出装置付車輪支持用転がり軸受ユニットを懸架装置と車輪との間に組み付けた状態での使用時に、この車輪が回転すると、上記回転検出センサ２７の検出面を上記エンコーダ２５の外周面に存在する凹部と凸部とが交互に通過する。この結果、上記回転検出センサ２７内を流れる磁束の密度が変化し、この回転検出センサ２７の出力が変化する。この出力が変化する周波数は、上記車輪の回転速度に比例するので、この出力信号を図示しない制御器に送れば、ＡＢＳやＴＣＳを適正に制御できる。又、変化の回数から、回転数も知る事ができる。この為、上記回転検出センサ２７の出力信号を、ＡＢＳやＴＣＳの他、カーナビゲーションシステムやＩＴＳ（Intelligent Transport System）を制御する為の信号として利用する事も、近年行なわれる様になっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述の様な従来の回転速度検出装置付車輪支持用転がり軸受ユニットの場合、車輪の回転速度や回転数を検出できても、この車輪支持用転がり軸受ユニットから他の情報は得られない。これに対して、近年に於ける自動車技術の高度化により、車輪支持用軸受ユニット部分からより多くの情報を得る事が求められる様になっている。特に、車輪を構成するタイヤ内の空気圧の状態を検知できれば、この空気圧の低下に伴う乗り心地や走行安定性の低下、更にはタイヤのバースト等を未然に防止できる。
【００１１】
即ち、車輪を構成するタイヤ内の空気圧が低い状態のまま走行すると、上述の様な乗り心地低下や走行安定性の低下の原因となる。更には、著しいスタンディングウェーブが生じて、このタイヤが異常に発熱し、この発熱に基づくタイヤの急激な温度上昇により、このタイヤが破断（バースト）する可能性がある。この様な不都合を未然に防止する為には、走行前にタイヤ内の空気圧が規定の値になっているか否かを点検する必要がある。しかしながら、この様な点検作業は不慣れな者には面倒で、しかも点検し忘れる可能性もある。一方、走行前の点検作業の際にタイヤ内の空気圧が規定の値であっても、パンクやバルブ不良等により、走行中にタイヤ内の空気圧が徐々に低下する場合は、上述の様な点検を行なっていても、タイヤのバースト等を未然に防止できない可能性がある。
【００１２】
この様なタイヤ内の空気圧低下に伴う不都合を未然に防止する為に、例えば特開平５−１３３８３１号公報には、タイヤ内の空気圧と相関関係を有する車輪の共振周波数を検出する事により、このタイヤ内の空気圧の状態を検知する発明が記載されている。即ち、車輪の回転速度を検出する回転検出センサの出力信号から、演算処理によりこの車輪の振動周波数を求める。次いで、この車輪の振動周波数をＦＦＴ（高速フーリエ変換）等の周波数解析処理を行なう事により、この車輪の共振周波数を求める。そして、この車輪の共振周波数から、この車輪を構成するタイヤ内の空気圧の状態を検知する。又、懸架装置を構成するロアアームに加速度センサを配置する事により、この加速度センサの出力信号から車輪の振動周波数を求める事も記載されている。この場合には、この加速度センサにより求まる車輪の振動周波数から、上述の周波数解析処理により共振周波数を求め、この車輪を構成するタイヤ内の空気圧の状態を検知する。
【００１３】
ところが、この様な上記公報に記載された発明のうち、回転検出センサの信号から空気圧を求める場合、車輪の回転速度を表す信号から車輪の振動周波数を求める際に、複雑な演算処理を行なう必要がある。又、車輪の回転速度を検出する回転検出センサからの出力信号が、ノイズ等の外乱の影響を受けると、この出力信号から求められる車輪の振動周波数、延いてはこの振動周波数から得られるこの車輪の共振周波数が、大きな誤差を含み易くなる。又、回転速度検出の信頼性を低速時にも確保すべく、回転検出センサとしてアクチィブ型のものを使用した場合には、回転検出センサの信号から振動の周波数等も求める事ができない為、低速時の回転速度検出の信頼性確保と空気圧検出とを両立できない。更に、懸架装置を構成するロアアームに加速度センサを配置する場合には、このロアアームと制御器等との間に配線を行なう必要があり、配線が複雑になると共に配線作業が面倒になる。
本発明の車輪用回転検出装置は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の車輪用回転検出装置は、何れも、前述した回転速度検出装置付車輪支持用転がり軸受ユニットの如き、従来から知られている車輪用回転検出装置と同様に、静止輪と、回転輪と、複数個の転動体と、エンコーダと、回転検出センサとを備える。
このうちの静止輪は、懸架装置に支持された状態で使用時にも回転しない。
又、上記回転輪は、車輪を支持した状態でこの車輪と共に回転する。
又、上記各転動体は、上記静止輪の周面に形成された静止側軌道と回転輪の周面に形成された回転側軌道との間に転動自在に設けられている。
又、上記エンコーダは、上記回転輪の回転を検出する為のもので、この回転輪若しくは回転輪に対し取り付けられた部分に支持されている。
又、上記回転検出センサは、検出部を上記エンコーダに対向させた状態で、上記静止輪自体、若しくは、カバー或は懸架装置の一部等、この静止輪に対し固定された部分に支持されている。
【００１５】
特に、本発明の車輪用回転検出装置に於いては、何れも、上記回転検出センサにより上記車輪の回転速度を検出すると共に、この回転検出センサを保持したホルダ内にこの回転検出センサとは別に設けた加速度センサ若しくは振動センサにより、上記車輪を構成するタイヤ内の空気圧を検知自在としている。
更に、本発明の車輪用回転検出装置の場合には、上記タイヤ内の空気圧を検出する為の上記加速度センサ若しくは振動センサを、自動車への組み付け状態で、上記車輪の接地部分のうちのこの車輪の前進方向先端縁と上記回転輪の中心軸とを通過する仮想平面を中心とする±１０度の範囲内である、この仮想平面の近傍（請求項１に記載した発明の場合）、又は、キャスター角と一致する仮想平面を中心とする±１０度の範囲内である、この仮想平面の近傍（請求項２に記載した発明の場合）に位置させる。且つ、上記加速度センサ若しくは振動センサの検出方向を、上記何れかの仮想平面の方向に一致させる。
【００１６】
尚、上記回転検出センサは、例えば、磁束の方向、或は通過磁束量等に応じて特性を変化させる磁気検出素子の出力を出力信号とする、所謂アクティブ型のものとする事が好ましい。即ち、上記回転検出センサを、例えば磁性材製の芯材にコイルを巻回し、このコイルに惹起される誘導電圧を出力信号とする、所謂パッシブ型のものとすると、低速回転時に出力信号の電圧が低くなり、この低速回転時に回転速度を正確に検出しにくくなる可能性がある。特に、ＡＢＳやＴＣＳ、その他車両の姿勢安定化を行なう為の制御装置の場合、車輪の回転速度を正確に検出する事が必要不可欠である。この為、低速域でもより正確な車輪の回転速度の検出を行なうべく、回転検出センサとして、回転速度に関係なく一定の出力電圧を得られる、アクティブ型のものとする事が好ましい。本発明の場合、回転検出センサの出力信号を、空気圧検出に利用する事はないので、上述の様にアクティブ型の回転検出センサの使用が可能になる。
【００１７】
【作用】
上述の様に構成する本発明の車輪用回転検出装置によれば、前述した従来装置の場合と同様に、懸架装置に対し車輪を回転自在に支持すると共に、回転検出センサにより、走行時に於けるこの車輪の回転速度（回転数を含む）を検出できる。更には、上記車輪を構成するタイヤ内の空気圧の状態を、上記回転検出センサを保持したホルダ内に設けた加速度センサ若しくは振動センサにより検知できる。この為、これら加速度センサ若しくは振動センサ及び上記回転検出センサの出力信号を送信する為のハーネスを１本のケーブルにまとめる事ができて、このケーブルの配線作業が容易になる他、上記出力信号を無線により送信する場合には、発信機（出力アンテナ等）を１つにできる。しかも、上記回転検出センサ及び上記加速度センサ若しくは振動センサの組み付けスペースが嵩んだり、組み付け工程数が増大して自動車の製造コストが徒に増大したりする事も防止できる。又、パッシブ型の回転速度センサが検出する、車輪の回転速度を表す信号からこの車輪の振動周波数、延いては共振周波数を求める場合に比べ、この車輪の共振周波数をより正確に求める事ができる。この為、この車輪を構成するタイヤ内の空気圧の状態をより正確に検知できる。
【００１８】
又、上記タイヤ内の空気圧の状態を検知する為の上記加速度センサ若しくは振動センサを、上記車輪の接地部分のうちのこの車輪の前進方向先端縁と回転輪の中心軸とを通過する仮想平面の近傍（この仮想平面を中心とする±１０度の範囲内）、又は、キャスター角と一致する仮想平面の近傍（この仮想平面を中心とする±１０度の範囲内）に位置させると共に、検出方向を、この仮想平面の方向に一致させた状態で設けているので、上記車輪から伝わるこの車輪の加速度若しくは振動を検出し易くできる。即ち、車輪から伝わるこの車輪の加速度若しくは振動が顕著に現れる部分に、上記加速度センサ若しくは振動センサを位置させると共に、検出方向を上記仮想平面の方向に一致させる事により、これら加速度センサ若しくは振動センサの出力増大を図れる。この為、これら加速度センサ若しくは振動センサの出力信号から得られる、上記車輪の振動周波数、延いてはこの車輪の共振周波数を、より正確に求める事ができる。この結果、この車輪を構成するタイヤ内の空気圧をより正確に検知できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１〜３は、本発明の実施の形態の第１例を示している。中空円筒状に形成したハブ５ａの外端部外周面に形成した取付フランジ１４には、前述した図５に示す様に、複数本のスタッド８により、車輪を構成するホイール６と制動装置を構成するロータ７とを固定する。この様なハブ５ａを構成するハブ本体１２ａの中間部外周面に、外側の内輪軌道１５ａを直接形成している。そして、このハブ本体１２ａの内端部に形成した小径段部１６ａに、外周面に内側の内輪軌道１５ｂを有する内輪１３を外嵌固定して、上記ハブ５ａを構成している。この様なハブ５ａを構成する上記ハブ本体１２ａの中心部に形成したスプライン孔２１には、自動車への組み付け状態で、前述の図５に示す様に、等速ジョイント２２に付属したスプライン軸２３を挿入する。そして、この様にスプライン孔２１にスプライン軸２３を挿入した状態で、上記等速ジョイント２２を構成する等速ジョイント用外輪２４（図５参照）の外端面と上記内輪１３の内端面とが当接し、この内輪１３が上記小径段部１６ａに外嵌した状態で軸方向に変位するのを阻止される。
【００２０】
一方、上記ハブ５ａの周囲には、内周面に複列の外輪軌道１０ａ、１０ｂを、外周面に結合フランジ１１を、それぞれ形成した外輪１を、上記ハブ５ａと同心に配置している。このうちの結合フランジ１１は、懸架装置を構成するナックル２（図５参照）に対し上記外輪１を支持固定する為に使用する。又、上記各外輪軌道１０ａ、１０ｂと上記各内輪軌道１５ａ、１５ｂとの間に、それぞれが転動体である玉１７、１７を複数個ずつ設けて、上記ナックル２に固定する外輪１の内径側に、ホイール６を含む車輪を固定する上記ハブ５ａを、回転自在に支持している。尚、重量の嵩む自動車用の転がり軸受ユニットの場合には、上記各転動体として、図示の様な玉１７、１７に代えて、円すいころを使用する場合もある。又、外側の内輪軌道１５ａを、上記ハブ本体１２ａの外周面に直接形成するのに代えて、別体の内輪の外周面に形成する場合もある。
【００２１】
又、上記外輪１の両端部内周面と、上記ハブ本体１２ａの中間部外周面及び上記内輪１３の内端部外周面との間には、ぞれぞれシールリング２０ａ、２０ｂを装着して、上記複数の玉１７、１７を設けた空間の両端開口部を塞いでいる。そして、この空間内に封入したグリースが外部に漏洩したり、外部に浮遊する異物がこの空間内に侵入したりする事を防止している。
【００２２】
又、上記ハブ本体１２ａの中間部外周面で、上記外側の内輪軌道１５ａと前記小径段部１６ａとの間部分に円筒面部２８を、上記ハブ本体１２ａと同心に形成している。そして、この円筒面部２８にエンコーダ２５ａを、締り嵌めにより外嵌固定している。このエンコーダ２５ａは、円筒状の芯金の外周面に、フェライト粉末や希土類磁石粉末等を混入したゴム磁石であるエンコーダ本体を、全周に亙って添着して成る。このうちのエンコーダ本体は、プラスチック磁石や接着剤磁石（ボンド磁石）でも良い。又、上記芯金として好ましくは、軟鋼板等の磁性金属板を使用する。そして、上記エンコーダ本体の外周面から出る磁束の強度を大きくし、このエンコーダ本体の外周面と後述する回転検出センサ２９の検出部との間の微小隙間３０を広くしても回転検出の信頼性確保を図れる様にする。
【００２３】
上記エンコーダ本体は直径方向に着磁されており、着磁方向は円周方向に関して交互に且つ等間隔に変化させている。従って、上記エンコーダ２５ａの外周面にはＳ極とＮ極とが、円周方向に関して交互に且つ等間隔で配置されている。尚、上記エンコーダ本体の着磁パターンは、Ｓ極とＮ極とを交互に且つ等間隔に配置する事が一般的ではあるが、必ずしもそうする必要はない。例えば、特開２０００−３４６６７３号公報に記載されている様に、Ｓ極とＮ極と無着磁領域とを交互に繰り返す様な着磁パターンを採用すれば、回転速度だけでなく回転方向の検出も可能になる。要は、必要とする機能に合わせて所望の着磁パターンを採用する。
【００２４】
一方、上記外輪１の軸方向中間部で上記エンコーダ２５ａの外周面に対向する部分には取付孔３１を、上記外輪１の外周面から内周面にまで貫通する状態で形成している。そして、この取付孔３１にセンサユニット３２を、外径側開口から挿入し、このセンサユニット３２の先端面（図１〜２の下端面）を、上記エンコーダ２５ａの外周面に近接対向させている。この様に上記取付孔３１に上記センサユニット３２を挿通自在とすべく、前記結合フランジ１１は、この取付孔３１の外径側開口の周囲部分で不連続とし、代わりに取付座３３を、上記外輪１の外周面に形成している。上記センサユニット３２は、基端部（図１〜２の上端部）に設けたフランジ３４を上記取付座３３にねじ止めする事により、上記外輪１に対し固定している。又、上記取付孔３１の内周面と上記センサユニット３２の外周面との間は、Ｏリング３５によりシールしている。
【００２５】
上記センサユニット３２は、図２に示す様に、合成樹脂製のホルダ（ケース）３６内に、回転検出センサ２９と振動センサ３７とを設置（包埋支持）している。このうちの回転検出センサ２９は、ホール素子、ＭＲ素子等の、磁束の方向、或は通過磁束量に応じて特性を変化させる磁気検出素子３８と、この磁気検出素子３８の特性変化に伴う信号の波形を整える（矩形波にする）波形整形回路３９とから成る。そして、このうちの磁気検出素子３８を、上記エンコーダ２５ａの軸方向中間部外周面に、微小隙間３０を介して近接対向させている。尚、本例の場合は、上記エンコーダ２５ａを構成するエンコーダ本体が、上記磁気検出素子を通過する磁束の発生源となる為、回転検出センサ側２９に永久磁石を設ける必要はない。
【００２６】
又、上記振動センサ３７は、例えば圧電素子を用いた小型の加速度センサと信号処理回路とを、基板４０に実装した状態で、上記ホルダ３６内にモールドして成る。この様な振動センサ３７は、上記センサユニット３２全体を小型化する為に、上記ホルダ３６の軸方向（図２の上下方向）に関して、上記磁気検出素子３８と直列に、これら両部材よりも基端側（図２の上側）に設置する事が好ましい。この様なセンサユニット３２を固定した前記外輪１には、車輪の振動が前記ハブ５ａ並びに各玉１７、１７を介して伝達される（外輪１が車輪と同様に振動する）。従って、上記振動センサ３７から出力される信号を、ハーネス５１を通じて（或はセンサユニット３２に設けた発信機を介して無線により）図示しない制御器に入力し、上記車輪の振動周波数、延いてはこの車輪の共振周波数を求めれば、この車輪を構成するタイヤ内の空気圧の状態を検知する事ができる。
【００２７】
即ち、上記車輪の共振周波数とタイヤ内の空気圧とは相関関係を有する（空気圧が低下すると共振周波数が低くなる）為、予め求めた適正状態（規定の空気圧の状態）での車輪の共振周波数と、上記振動センサ３７の出力信号から得られる車輪の共振周波数とを比較すれば、タイヤ内の空気圧の状態を検知できる。更に、予め実験により求めた実験式により、この空気圧の値を知る事もできる。そして、上記振動センサ３７の出力信号から得られる共振周波数と適正状態での共振周波数とが所定の値以上異なる場合に、警報音を発したり警報信号を表示したりする事により、運転者にタイヤ内の空気圧が異常である旨の注意を促す。尚、上記適正状態での車輪の共振周波数は、車輪及びタイヤの大きさや形状等から計算により、或は実験により、予め求めておく。又、タイヤ内の空気圧の変化に対して感度の良い共振周波数帯域を予め求めておけば、このタイヤ内の空気圧の状態をより正確に検知し易くできる。
【００２８】
尚、上述の様な振動センサ３７並びに回転検出センサ２９を組み込んだセンサユニット３２は、図３に示す様に、自動車への組み付け状態で、車輪４１の（設計上の標準状態での）接地部分のうちのこの車輪４１の前進方向先端縁と上記ハブ５ａの中心軸とを通過する仮想平面α上、又は、図示は省略するがこの中心軸を通過してキャスター角と一致する仮想平面上に位置させる。又、上記振動センサ３７により検出する振動の方向も、上記車輪４１の前進方向先端縁と上記ハブ５ａの中心軸とを通過する仮想平面α、又は、この中心軸を通過してキャスター角と一致する仮想平面と同方向にする。この様に振動センサ３７の検出方向を、上記外輪１が振動し易い方向、即ち、上記車輪４１の振動が上記外輪１で顕著に現れる方向と一致させているので、この外輪１の振動を効果的に検出できる。
【００２９】
又、上記センサユニット３２を構成する前記回転検出センサ２９は、次の様にして、車輪４１の回転速度を検出する。即ち、この車輪４１の回転に伴って上記ハブ５ａに外嵌固定したエンコーダ２５ａが回転すると、上記磁気検出素子３８の近傍部分を、前記エンコーダ本体を構成する永久磁石のＮ極とＳ極とが交互に通過する。この結果、上記磁気検出素子３８内を流れる磁束の方向が変化し、上記回転検出センサ２９の出力が変化する。この出力が変化する周波数は、上記車輪４１の回転速度に比例する為、出力信号をハーネス５１を通じて図示しない制御器に入力すれば、上記車輪４１の回転速度を求め、ＡＢＳやＴＣＳを適切に制御できる。又、上記出力が変化する回数で車輪４１の回転数も求められるので、この回転数から走行距離を求め、カーナビゲーションシステムの制御に利用する事もできる。
【００３０】
尚、本例の場合、上記回転検出センサ２９を、磁束の方向、或は通過磁束量等に応じて特性を変化させる磁気検出素子３８の出力を出力信号とする、所謂アクティブ型のものとしている。この為、例えば磁性材製の芯材にコイルを巻回し、このコイルに惹起される誘導電圧を出力信号とする、所謂パッシブ型の回転検出センサとした場合に比べ、低速回転時の回転速度検出を正確に行なえる。
【００３１】
上述の様に構成する本例の車輪用回転検出装置は、上記車輪４１を構成するタイヤ５２内の空気圧の状態を、上記回転検出センサ２９を保持したホルダ３６内に設けた振動センサ３７により検知する。この為、この振動センサ３７及び上記回転検出センサ２９の出力信号を送信する為のハーネス５１を１本にまとめる事ができて、このハーネス５１の配線作業が容易になる他、上記出力信号を無線により送信する場合には、発信機（出力アンテナ等）を１つにできる。しかも、上記回転検出センサ２９及び上記振動センサ３７の組み付けスペースが嵩んだり、組み付け工程数が増大して自動車の製造コストが徒に増大したりする事も防止できる。又、パッシブ型の回転検出センサが検出した、車輪４１の回転速度を表す信号からこの車輪４１の振動周波数、延いては共振周波数を求める場合に比べ、この車輪４１の共振周波数をより正確に求める事ができる。この為、この車輪４１を構成するタイヤ５２内の空気圧の状態をより正確に検知できる。
【００３２】
又、上記タイヤ５２内の空気圧の状態を検知する為の上記振動センサ３７を、上記車輪４１の接地部分のうちのこの車輪４１の前進方向先端縁とハブ５ａの中心軸とを通過する仮想平面の近傍（この仮想平面を中心とする±１０度の範囲内）、又は、キャスター角と一致する仮想平面の近傍（この仮想平面を中心とする±１０度の範囲内）に位置させると共に、検出方向を、この仮想平面の方向に一致させた状態で設けているので、上記車輪４１から伝わるこの車輪４１の振動を検出し易くできる。即ち、この車輪４１から伝わるこの車輪４１の振動が顕著に現れる部分に、上記振動センサ３７を位置させると共に、検出方向を上記仮想平面の方向に一致させる事により、この振動センサ３７の出力増大を図れる。この為、この振動センサ３７の出力信号から得られる、上記車輪４１の振動周波数、延いてはこの車輪４１の共振周波数を、より正確に求める事ができる。この結果、この車輪４１を構成するタイヤ５２内の空気圧の状態をより正確に検知できる。
尚、上記振動センサ３７に代えて、車輪４１の加速度を加速度センサにより出力し、この加速度からこの車輪４１の振動周波数を求めると共に、この車輪４１の共振周波数を求める場合、即ち、加速度センサの出力信号から上記車輪４１の共振周波数を求める場合も、同様である。
【００３３】
尚、前記エンコーダ２５ａとして、鋼板等の磁性金属板により全体を円筒状に形成すると共に、軸方向中間部に、除肉部として機能する多数の透孔或は切り欠きを、円周方向に亙って等間隔に形成したものでも良い。又、前述の図５に示した従来構造の様な、磁性金属材を円環状に形成すると共に、外周面に周方向に亙り凹凸を交互に形成した歯車状のものでも良い。但し、この様な磁性金属製のエンコーダを使用する場合には、回転検出センサ側に永久磁石を設ける必要がある。即ち、この永久磁石がこの回転検出センサに設けた磁気検出素子を通過する磁束の発生源となる。又、上記振動センサ３７も、前述した様な圧電型に限定されるものではない。例えば、静電容量型やストレインゲージ式、マイクロマシン技術を応用したものでも良い。
【００３４】
次に、図４は、本発明の実施の形態の第２例を示している。前述の実施の形態の第１例が駆動輪用の回転速度検出装置転付車輪支持用転がり軸受ユニットに本発明を適用した場合に就いて示したのに対して、本例の場合は、従動輪用の回転速度検出装置転付車輪支持用転がり軸受ユニットに本発明を適用した場合に就いて示している。又、本例の場合、ハブ本体１２ｂの内端部に外嵌した内輪１３を軸方向に抑え付ける為のナット４２を螺合した雄ねじ部４３の先端（図４の右端）部に、エンコーダ２５ｂを外嵌固定している。このエンコーダ２５ｂは、ＳＰＣＣの如き鋼板等の磁性金属板に塑性加工を施す事により、断面Ｌ字形で全体を円環状に形成したもので、円筒部４４と円輪部４５とを備え、このうちの円筒部４４を上記雄ねじ部４３の先端部に締り嵌めで外嵌する事により、ハブ５ｂの内端部に固定している。又、上記円輪部４５には、除肉部として機能する多数の透孔４６、４６を、放射状に、円周方向に関して等間隔で形成している。これら各透孔４６、４６は、それぞれが直径方向に長いスリット状である。又、円周方向に隣り合うこれら各透孔４６、４６同士の間部分は、充実部として機能する柱部としている。この構成により、上記エンコーダ２５ｂを構成する円輪部４５の円周方向中間部の磁気特性を、円周方向に亙って交互に且つ等間隔で変化させている。
【００３５】
一方、外輪１の内端開口部にカバー４７を、上記エンコーダ２５ｂの円輪部４５の内側面に対向する状態で嵌合固定して、上記カバー４７により上記外輪１の内端開口部を塞いでいる。金属板を塑性加工して成る、このカバー４７は、上記外輪１の内端開口部に内嵌固定自在な嵌合筒部４８と、この内端開口部を塞ぐ塞ぎ板部４９とを有する。又、この塞ぎ板部４９の外周寄り部分にセンサユニット３２ａを支持する為の支持筒部５０を形成し、この支持筒部５０にセンサユニット３２ａの検知部を、収納自在としている。そして、この支持筒部５０にセンサユニット３２ａを固定した状態で、上記検知部の先端（図４の左端）面を、上記エンコーダ２５ｂを構成する円輪部４５の内側面に、微小隙間を介して対向させている。
【００３６】
上記センサユニット３２ａを構成する合成樹脂製のケース（ホルダ）３６ａ内には、回転検出センサ２９ａと振動センサ３７ａとを設置している。このうちの回転検出センサ２９ａは、ホール素子、ＭＲ素子等の通過磁束量に応じて特性を変化させる磁気検出素子と、この磁気検出素子を通過する磁束の発生源となる、図４の左右方向に着磁した永久磁石と、この磁気検出素子の特性変化に伴う信号の波形を整える（矩形波にする）波形整形回路とから成る。そして、この様な回転検出センサ２９ａと上記振動センサ３７ａとの検出信号は、上記センサユニット３２ａに接続されるハーネスを通じて制御器に送られる。尚、本例の場合は、このセンサユニット３２ａの軸方向寸法を小さくすべく、上記振動センサ３７ａと上記回転検出センサ２９ａとを、径方向に重畳させている。又、この振動センサ３７ａを、図示しない車輪の接地部分のうちのこの車輪の前進方向先端縁と前記ハブ５ｂの中心軸とを通過する仮想平面上、又は、キャスター角と一致する仮想平面上に位置させる事により、この車輪の振動を検出し易くしている。
【００３７】
上述の様なセンサユニット３２ａを構成する上記回転検出センサ２９ａは、次の様にして、車輪の回転速度を検出する。即ち、この車輪の回転に伴って上記ハブ５ｂの内端部に外嵌固定したエンコーダ２５ｂが回転すると、上記磁気検出素子の近傍部分を、このエンコーダ２５ｂの円輪部４５の径方向中間部に形成した除肉部である透孔４６、４６と、円周方向に隣り合うこれら各透孔４６、４６同士の間に存在する柱部とが交互に通過する。この結果、上記磁気検出素子内を流れる磁束量が変化し、上記回転検出センサ２９ａの出力が変化する。この出力が変化する周波数は、車輪の回転速度に比例する為、出力信号を上記ハーネスを通じて制御器に入力すれば、上記車輪の回転速度を求め、ＡＢＳやＴＣＳを適切に制御できる。又、上記出力が変化する回数で車輪の回転数を求め、更にこの回転数から走行距離を求められるので、カーナビゲーションシステムの制御に利用できる。
【００３８】
一方、上記振動センサ３７ａは、上記車輪の振動が、上記ハブ５ｂ、各玉１７、１７、外輪１、カバー４７を介して伝達される（振動センサ３７ａが車輪と同様に振動する）。従って、上記振動センサ３７ａから出力される信号を、上記ハーネスを通じて（或はセンサユニット３２ａに設けた発信機を介して無線により）上記制御器に入力し、上記車輪の振動周波数、延いてはこの車輪の共振周波数を求めれば、この車輪を構成するタイヤ内の空気圧の状態を検知する事ができる。その他の構成及び作用は、前述した第１例と同様であるので、重複する説明は省略する。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の車輪用回転検出装置は、以上に述べた通り構成され作用するので、センサの組み付け作業が面倒になる事なく、車輪の回転速度と共に、この車輪を構成するタイヤ内の空気圧の状態を正確に検知できる。この為、タイヤ内の空気圧の低下に伴う乗り心地や走行安定性の低下やタイヤのバースト等を未然に防止できて、車両の安全走行に対する信頼性の向上に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す断面図。
【図２】第１例に組み込むセンサユニットの断面図。
【図３】センサの組み付け位置を示す模式図。
【図４】本発明の実施の形態の第２例を示す断面図。
【図５】従来構造の１例を示す断面図。
【符号の説明】
１    外輪
２    ナックル
３    支持孔
４    ボルト
５、５ａ、５ｂ  ハブ
６    ホイール
７    ロータ
８    スタッド
９    ナット
１０ａ、１０ｂ  外輪軌道
１１    結合フランジ
１２、１２ａ、１２ｂ  ハブ本体
１３    内輪
１４    取付フランジ
１５ａ、１５ｂ  内輪軌道
１６、１６ａ  小径段部
１７    玉
１８    保持器
１９    かしめ部
２０ａ、２０ｂ  シールリング
２１    スプライン孔
２２    等速ジョイント
２３    スプライン軸
２４    等速ジョイント用外輪
２５、２５ａ、２５ｂ  エンコーダ
２６    取付部
２７    回転検出センサ
２８    円筒面部
２９、２９ａ  回転検出センサ
３０    微小隙間
３１    取付孔
３２、３２ａ  センサユニット
３３    取付座
３４    フランジ
３５    ０リング
３６、３６ａ  ホルダ
３７、３７ａ  振動センサ
３８    磁気検出素子
３９    波形整形回路
４０    基板
４１    車輪
４２    ナット
４３    雄ねじ部
４４    円筒部
４５    円輪部
４６    透孔
４７    カバー
４８    嵌合筒部
４９    塞ぎ板部
５０    支持筒部
５１    ハーネス
５２    タイヤ
【図１】
0003979151.tif 000002
【図２】
0003979151.tif 000003
【図３】
0003979151.tif 000004
【図４】
0003979151.tif 000005
【図５】
0003979151.tif 000006