带有传感器的车轮用轴承制造技术

本发明专利技术的课题在于提供不受到滚动体的影响，可正确地检测作用于车轮上的载荷的带有传感器的车轮用轴承。在车轮用轴承中，介于外方部件（１）和内方部件（２）之间设有滚动体（５），在外方部件（１）和内方部件（２）中的固定侧部件上，设置一个以上的传感器组件（２０）。传感器组件（２０）由形变发生部件（２１）和两个以上的传感器（２２Ａ，２２Ｂ）构成，形变发生部件（２１）具有接触而固定于固定侧部件上的两个以上的接触固定部（２１ａ），传感器安装于该形变发生部件（２１）上，检测形变发生部件的形变。两个以上的接触固定部（２１ａ）按照位于固定侧部件的外径面的同一轴向位置，并且沿圆周方向离开的位置的方式设置。设置推算机构（３０），该机构根据两个以上的传感器（２２Ａ，２２Ｂ）的输出信号（Ａ，Ｂ）之和，推算作用于车轮用轴承上的载荷。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术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。
技术介绍
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
技术实现思路
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。本专利技术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。本专利技术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)。本专利技术中，上述两个以上的接触固定部中，位于上述固定侧部件外径面的圆周方 向排列的两端的两个接触固定部的间距也可与滚动体的排列间距相同。在该方案的场合， 在上述两端的两个接触固定部的中间位置，比如通过设置两个传感器，该两个传感器之间 的上述圆周方向的间距可约为滚动体的排列间距的1/2。其结果是，两个传感器的输出信号 具有约180度的相位差，其平均值为充分地抵消了滚动体的位置影响的值。由此，通过推算 机构推算的作用于车轮用轴承或车轮与路面之间的力为更加确切地排除滚动体的位置影 响的正确的值。本专利技术中，上述两个以上的传感器中的邻接的传感器之间的上述固定侧部件的外 径面的圆周方向的间距也可为滚动体的排列间距的l/2+n(n 整数)或与这些值近似的值。如果两个传感器之间的上述圆周方向的间距为滚动体的排列间距P的1/2，则这 些传感器的输出信号具有180度的相位差，其平均值为完全地抵消了滚动体的位置影响的 值。由此，通过推算机构推算的作用于车轮用轴承或车轮与路面之间的力为更加确切地排 除了滚动体的位置的影响的正确的值。本专利技术中，上述传感器组件包括3个接触固定部和两个传感器，也可在邻接的第1 和第2接触固定部之间，以及邻接的第2和第3接触固定部之间分别安装各传感器。在该方案的场合，如果位于两端的两个接触固定部(第1接触固定部和第3接触 固定部)之间的圆周方向的间距与滚动体的排列间距相同，则邻接的两个传感器之间的上述圆周方向的间距为滚动体的排列间距的1/2。由此，通过推算机构推算的作用于车轮用轴 承或车轮与路面之间的力为排除了滚动体的位置影响的正确的值。本专利技术中，邻接的接触固定部或邻接的传感器的上述固定侧部件的外径面的圆周 方向的间距为滚动体的排列间距的1/2+η(η:整数)或与这些值近似的值。同样在该方案 的场合，通过各传感器的输出信号之和，可排除滚动体的位置的影响。本专利技术中，上述形变发生部件由薄板件构成，其中，平面大致形状呈宽度均勻的带 状，或平面大致形状呈带状，在侧边部具有缺口部。在像这样，通过平面的大致形状为宽度均勻的带状薄板件，构成形变发生部件的 场合，可使形变发生部件紧凑、成本低。本专利技术中，上述传感器组件也可设置于位于轮胎触地面的上下位置和左右位置的 上述固定侧部件外径面的顶面部、底面部、右面部和左面部。在该方案的场合，可推算多个 方向的载荷。即，可根据设置于固定侧部件的外径面的顶面部和底面部的两个传感器组件 的输出信号，推算垂直方向载荷Fz和轴向载荷Fy，可根据设置于固定侧部件的外径面的右 面部和左面部的两个传感器组件的输出信号，推算来自驱动力和制动力的载荷Fx。本专利技术中，上述传感器组件具有3个接触固定部和两个传感器，邻接的上述接触 固定部或邻接的上述传感器的上述固定侧部件的外径面的圆周方向的间距为滚动体的排 列间距的l/2+n(n 整数)或与这些值近似的值。按照该方案，由于根据两个传感器的输出信号之和，将滚动体的位置的影响抵消， 故可不受滚动体的影响，另外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带有传感器的车轮用轴承，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，其介于两个部件的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，设置一个以上的检测载荷用的传感器组件，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设置，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。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥亨，矶部浩，西川健太郎，
申请(专利权)人：NTN株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]