[发明专利]带有传感器的车轮用轴承

说明书

相关申请

本申请要求申请日为2008年2月15日，申请号为日本特愿2008-033996的申请的优先权，参照其整体作为构成本申请的一部分进行援引。

技术领域

本发明涉及内置有载荷传感器的带有传感器的车轮用轴承，用来检测作用于车轮的轴承部的载荷。

背景技术

作为检测作用于汽车各车轮上载荷的技术，人们提出有通过检测作为车轮用轴承的固定圈的外圈的法兰部外径面的形变，检测载荷的带有传感器的车轮用轴承(如专利文献1)。另外，人们还提出有在车轮用轴承的外圈上贴有形变仪，检测形变的车轮用轴承(如专利文献2)。

另外，人们也提出有下述的带有传感器的车轮用轴承，在轴承的固定圈上安装传感器组件，该传感器组件由形变发生部件和安装于该形变发生部件上的形变传感器构成，上述形变发生部件相对上述固定圈具有至少两个部位的接触固定部，在邻接的接触固定部之间，在至少一个部位具有缺口部，在该缺口部设置上述形变传感器(如专利文献3)。

按照专利文献3中公开的带有传感器的车轮用轴承，伴随车辆行驶时，载荷作用于旋转圈上时，经由滚动体，固定圈变形，由此，该变形导致传感器组件产生形变。设置于传感器组件上的形变传感器检测传感器组件的形变。如果预先通过实验，模拟而求出形变和载荷之间的关系，则可根据形变传感器的输出，检测作用于车轮上的载荷等。

专利文献1：日本特开2002-098138号公报

专利文献2：日本特表2003-530565号公报

专利文献3：日本特开2007-057299号公报

发明内容

在专利文献1公开的技术中，检测伴随固定圈的法兰部的变形而产生的形变。但是，在固定圈的法兰部的变形中，在法兰面和转向节面之间，在作用力超过静止摩擦力时，伴随有滑动，由此，如果反复外加载荷，则具有输出信号产生迟滞的问题。

比如，在相对车轮用轴承，某方向的载荷变大时，在固定圈法兰面和转向节面之间，由于最开始静止摩擦力大于载荷，所以不产生滑动，但如果超过某值，则克服静止摩擦力而产生滑动。如果在该状态减小载荷，则仍因最开始的静止摩擦力而不滑动，但是如果达到某值，则会滑动。其结果是，如果要在发生该变形的部分推算载荷，则输出信号产生迟滞。如果产生迟滞，则检测分辨率降低。

像专利文献2那样，将形变仪贴于外圈上，会有装配性的问题。在专利文献3中公开的带有传感器的车轮用轴承中，每当车轮用轴承的滚动体通过传感器组件的设置部的附近时，传感器组件的输出信号的振幅就会变大。即，形成周期性的波形，该波形为传感器组件的输出信号受到滚动体的影响的波形，无法以良好的精度检测载荷。

本发明的目的在于提供一种带有传感器的车轮用轴承，其不受到滚动体的影响，可正确地检测作用于车轮用轴承、轮胎触地面上的载荷。

本发明的带有传感器的车轮用轴承为下述的轴承，其以可自由旋转的方式将车轮支承于车体上，该车轮用轴承包括外方部件，在其内周形成多排的滚动面；内方部件，在其外周形成与上述滚动面相对的滚动面；多排的滚动体，其介于两个部件相对的滚动面之间设置；在上述外方部件和内方部件中的固定侧部件上，设置一个以上的载荷检测用传感器组件，该组件由形变发生部件和两个以上的传感器构成，该形变发生部件具有接触而固定于该固定侧部件上的两个以上的接触固定部，该两个以上的传感器安装于该形变发生部件上，检测该形变发生部件的形变，上述两个以上的接触固定部按照位于上述固定侧部件的外径面的同一轴向位置，并且沿圆周方向相互离开的位置的方式配置，设置推算机构，该机构根据上述两个以上的传感器的输出信号之和，推算作用于车轮用轴承上的载荷。

如果载荷作用于车轮用轴承、车轮的轮胎与路面之间，则载荷还作用于车轮用轴承的固定侧部件(如外方部件)上，产生变形，根据该变形，传感器组件检测载荷。传感器组件的两个以上的传感器的输出信号在此状态，受到滚动体通过的影响，但推算机构根据这些传感器的输出信号之和，推算作用于车轮用轴承、车轮与路面之间(轮胎触地面)的力(垂直方向载荷Fz，构成驱动力和制动力的载荷Fx，轴向载荷Fy)，由此，可抵消两个以上的传感器各自的输出信号中呈现的滚动体的位置的影响。另外，由于不需要低通滤波器是，故反应速度提高。由此，不受到滚动体的影响，另外即使在停止时，仍可以良好的精度检测作用于车轮用轴承、车轮的轮胎与路面之间的载荷(垂直方向载荷Fz，构成驱动力或制动力的载荷Fx，轴向载荷Fy)。