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JP6724751B2 - Wheel with sensing device - Google Patents
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JP6724751B2 JP2016235517A JP2016235517A JP6724751B2 JP 6724751 B2 JP6724751 B2 JP 6724751B2 JP 2016235517 A JP2016235517 A JP 2016235517A JP 2016235517 A JP2016235517 A JP 2016235517A JP 6724751 B2 JP6724751 B2 JP 6724751B2
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Description

本発明は、車輪に作用する荷重等を測定する為に利用可能なセンシング装置付ホイールに関する。 The present invention relates to a wheel with a sensing device that can be used to measure a load acting on a wheel.

近年、自動車の走行安定性や走行安全性を確保する為に、ABS(アンチロックブレーキシステム)、TCS(トラクションコントロールシステム)、VSC(ビークルスタビリティコントロール)等の種々の車両制御システムが開発されている。そして、この様な車両制御システムを制御する為に、走行中の車輪の状況(例えば回転速度や荷重、温度等)を正確に検知する事が求められている。 In recent years, various vehicle control systems such as ABS (anti-lock brake system), TCS (traction control system), and VSC (vehicle stability control) have been developed in order to ensure driving stability and driving safety of automobiles. There is. Then, in order to control such a vehicle control system, it is required to accurately detect the conditions (for example, rotation speed, load, temperature, etc.) of the running wheels.

この様な事情に鑑みて、特許文献1には、車輪を構成するタイヤ及びホイールのうち、タイヤの変形量を測定する事に基づいて、車輪に作用する荷重(接地荷重等)を求める技術が開示されている。この様な技術によれば、走行中の車輪に作用する荷重を求める事ができて、自動車の姿勢制御等に利用する事ができる。
しかしながら、この様な技術の場合、タイヤには経年劣化や空気圧変化が生じ易く、これに伴って、荷重の測定精度が低下し易いと言った問題がある。
In view of such circumstances, Patent Literature 1 discloses a technique for determining a load (ground contact load or the like) acting on a wheel based on measuring the amount of deformation of the tire among the tires forming the wheel and the wheel. It is disclosed. According to such a technique, it is possible to obtain the load acting on the running wheel, and it is possible to use it for posture control of the automobile.
However, in the case of such a technique, there is a problem in that aged deterioration and a change in air pressure are likely to occur in the tire, and the accuracy of load measurement is likely to be deteriorated accordingly.

一方、特許文献2には、車輪を構成するタイヤ及びホイールのうち、ホイールの変形量を歪センサにより測定する事に基づいて、車輪に作用する荷重を求める技術が開示されている。この様な技術の場合、ホイールには(タイヤに比べて)経年劣化が生じにくい為、この経年劣化に伴って荷重の測定精度が低下し易くなると言った問題が生じる事はない。
しかしながら、この様な技術の場合、ホイールは(タイヤに比べて)剛性が非常に高い為、荷重が作用した場合の変形量が少なく、歪センサによる測定では、精度や感度を中心とする測定の信頼性を十分に確保する事が難しいと言う問題がある。
On the other hand, Patent Literature 2 discloses a technique for determining the load acting on the wheel based on the measurement of the deformation amount of the wheel among the tires forming the wheel and the wheel using a strain sensor. In the case of such a technique, aged deterioration is less likely to occur in the wheel (compared to tires), so that there is no problem that the accuracy of load measurement is likely to be deteriorated due to the aged deterioration.
However, in the case of such a technique, since the wheel has a very high rigidity (compared to the tire), the amount of deformation when a load is applied is small, and in the measurement by the strain sensor, the accuracy and sensitivity are mainly measured. There is a problem that it is difficult to secure sufficient reliability.

特開2011−93426号公報JP, 2011-93426, A 特開2002−39744号公報JP, 2002-39744, A

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、車輪に作用する荷重等の測定の信頼性を確保し易い構造を実現すべく発明したものである。 In view of the circumstances as described above, the present invention has been devised to realize a structure in which it is easy to ensure the reliability of measurement of a load acting on a wheel.

本発明のセンシング装置付ホイールは、車輪を構成するホイールと、センシング装置とを備える。
このうちのホイールは、外径側にタイヤを装着可能な円筒状のリム部と、径方向外端部が前記リム部に結合されているディスク部とを有する。
又、前記センシング装置は、変位取出し部材と、センサユニットとを有する。
このうちの変位取出し部材は、径方向一端部が前記ホイールの径方向一端側部分(一端部乃至一端寄り部分を含む)に(片持ち式に)支持され、径方向他端部が自由端となっている。
又、前記センサユニットは、センサケースと、被検出部を有する被検出体と、この被検出部との位置関係が変化する事に伴って出力が変化する検出素子を有する検出体とを有する。
この様なセンサユニットのうち、前記検出体と前記被検出体とのうちの何れか一方の部品は、前記センサケースとの相対変位を阻止された状態で、このセンサケースの内部に配置されている。
又、前記検出体と前記被検出体とのうちの他方の部品は、前記センサケースとの相対変位を可能とされた状態で、このセンサケースの内部で前記被検出部と前記検出素子とを対向させると共に、自身の一部を前記センサケースの外部に位置させている。
又、前記センサケースは、前記ホイールの径方向他端側部分(他端部乃至他端寄り部分を含む)と前記変位取出し部材の径方向他端部とのうちの何れか一方の部位に対して固定されている。
又、前記他方の部品のうち前記センサケースの外部に位置する部分は、前記ホイールの径方向他端側部分と前記変位取出し部材の径方向他端部とのうちの他方の部位に対して固定されている。
尚、前記検出体としては、渦電流式、静電容量式、レーザ式、磁気検出式等、各種検出方式の変位センサを、前記被検出体の性状(種類)に合わせて採用する事ができる。
A wheel with a sensing device of the present invention includes a wheel that constitutes a wheel and a sensing device.
Each of the wheels has a cylindrical rim portion on the outer diameter side on which a tire can be mounted, and a disc portion whose radial outer end portion is connected to the rim portion.
Further, the sensing device has a displacement extracting member and a sensor unit.
Of these displacement take-out members, one end in the radial direction is supported (cantilevered) on a part of the wheel in the one end side in the radial direction (including one end or a portion near the one end), and the other end in the radial direction is a free end. Has become.
Further, the sensor unit includes a sensor case, a detected body having a detected portion, and a detection body having a detection element whose output changes as the positional relationship with the detected portion changes.
In such a sensor unit, any one of the detecting body and the detected body is disposed inside the sensor case in a state in which relative displacement with the sensor case is blocked. There is.
Further, the other part of the detection body and the detection body, in a state in which relative displacement with the sensor case is enabled, the detection part and the detection element inside the sensor case. While facing each other, part of itself is located outside the sensor case.
Further, the sensor case is provided with respect to one of the radial other end portion of the wheel (including the other end portion or a portion near the other end) and the radial other end portion of the displacement extracting member. It is fixed.
Further, a portion of the other component located outside the sensor case is fixed to the other portion of the radial other end portion of the wheel and the radial other end portion of the displacement extracting member. Has been done.
As the detection body, a displacement sensor of various detection methods such as an eddy current type, an electrostatic capacitance type, a laser type, and a magnetic detection type can be adopted according to the property (type) of the detected body. ..

本発明のセンシング装置付ホイールを実施する場合には、例えば、前記検出体が前記一方の部品であると共に、前記被検出体が前記他方の部品である構成を採用する事ができる。そして、この場合に、前記検出体は、それぞれが前記検出素子である複数の平面コイルと、これら複数の平面コイルを実装した1乃至複数の(平面コイルの数以下の)基板とを有していると共に、前記複数の平面コイルのうちの何れか1つの平面コイルは、前記被検出部との位置関係が、少なくとも所定方向に変化した場合に出力を変化させるものであり、前記複数の平面コイルのうちの残りの平面コイルは、前記被検出部との位置関係が、少なくとも他の平面コイルとは異なる自身に特有の方向に変化した場合に出力を変化させるものである、と言った構成を採用する事ができる。 When the wheel with a sensing device of the present invention is implemented, for example, it is possible to adopt a configuration in which the detection body is the one component and the detection target is the other component. Further, in this case, the detection body has a plurality of planar coils each of which is the detection element, and one to a plurality of substrates (equal to or less than the number of planar coils) on which the plurality of planar coils are mounted. In addition, any one of the plurality of plane coils changes its output when the positional relationship with the detected portion changes at least in a predetermined direction. The remaining planar coil among them changes the output when the positional relationship with the detected part changes in a direction peculiar to itself, which is different from at least other planar coils. Can be adopted.

又、この様な構成を採用する場合には、例えば、前記何れか1つの平面コイルは、前記被検出部に対して前記所定方向に対向していると共に、前記被検出部との位置関係が前記所定方向とは異なる方向に変化した場合でも、前記所定方向に関する前記被検出部との対向面積が変化しないものであり、前記残りの平面コイルは、前記被検出部に対して前記所定方向に対向していると共に、前記被検出部との位置関係が前記自身に特有の方向に変化する事に伴って、前記所定方向に関する前記被検出部との対向面積が変化するものである、と言った構成を採用する事ができる。 Further, when adopting such a configuration, for example, any one of the planar coils faces the detection target portion in the predetermined direction and has a positional relationship with the detection target portion. Even when changing in a direction different from the predetermined direction, the facing area of the detected portion in the predetermined direction does not change, the remaining planar coil is in the predetermined direction with respect to the detected portion. It is said that the facing area with respect to the detected portion in the predetermined direction changes as the positional relationship with the detected portion changes in a direction peculiar to itself while facing each other. Different configurations can be adopted.

本発明のセンシング装置付ホイールを実施する場合には、例えば、前記センサユニットに、前記センサケースと前記他方の部品との間に設けられ、前記センサケースの内部と外部とを連通する隙間をシールするセンサシールを付加する事ができる。 When the wheel with a sensing device of the present invention is implemented, for example, the sensor unit is provided between the sensor case and the other component, and seals a gap that communicates the inside and the outside of the sensor case. A sensor seal can be added.

又、本発明のセンシング装置付ホイールを実施する場合には、例えば、前記センシング装置が、前記センサユニットを複数有すると共に、これら複数のセンサユニットが、前記ホイールの円周方向に離隔して配置されている構成を採用する事ができる。 When the wheel with a sensing device of the present invention is implemented, for example, the sensing device has a plurality of the sensor units, and the plurality of sensor units are arranged so as to be separated from each other in the circumferential direction of the wheel. It is possible to adopt the structure which has.

上述の様に構成する本発明のセンシング装置付ホイールによれば、車輪(タイヤ及びホイール)に作用する荷重等の測定の信頼性を確保し易くできる。
即ち、本発明の場合、例えば車輪に荷重が作用すると、この荷重に応じた分だけ、ホイールが弾性変形する。この結果、センサユニットを構成する被検出体の被検出部と検出体の検出素子との位置関係が変化し、これに伴って、この検出体の検出素子の出力が変化する。従って、この検出体の検出素子の出力を利用して、前記荷重を求める事ができる。特に、本発明の場合には、前記ホイールの径方向一端側部分に変位取出し部材の径方向一端部が支持されていると共に、前記ホイールの径方向他端側部分と前記変位取出し部材の径方向他端部(自由端)とのうちの何れか一方の部位に対してセンサケース(一方の部品)が固定されており、同じく他方の部位に対して他方の部品のうちセンサケースの外部に位置する部分が固定されている。この為、前記車輪に作用する荷重が変化した場合に生じる、前記被検出体の被検出部と前記検出体の検出素子との位置関係の変化量は、前記ホイールの径方向一端側部分と径方向他端側部分との位置関係の変化量と同様に大きくなり、前記検出体の検出素子の出力の変化量も大きくなる。又、前記被検出体と前記検出体とは、前記変位取出し部材の存在に基づいて、互いに近接配置されている。この為、前記検出体の検出素子の出力を大きくする事ができる。従って、前記荷重の測定の信頼性を確保し易くできる。
According to the wheel with a sensing device of the present invention configured as described above, it is possible to easily ensure the reliability of measurement of the load acting on the wheel (tire and wheel).
That is, in the case of the present invention, for example, when a load is applied to the wheel, the wheel is elastically deformed by an amount corresponding to the load. As a result, the positional relationship between the detection target part of the detection target and the detection element of the detection target forming the sensor unit changes, and the output of the detection element of the detection target changes accordingly. Therefore, the load can be obtained by using the output of the detection element of this detection body. Particularly, in the case of the present invention, the radial one end of the displacement take-out member is supported by the radial one end side portion of the wheel, and the radial other end side of the wheel and the radial direction of the displacement take-out member are The sensor case (one part) is fixed to either part of the other end (free end), and the other part is also positioned outside the sensor case of the other part. The part to be fixed is fixed. Therefore, the amount of change in the positional relationship between the detected portion of the detected body and the detection element of the detected body, which occurs when the load acting on the wheel is changed, is the same as the radial direction one end side portion of the wheel. The amount of change in the positional relationship with the portion on the other end side in the direction also increases, and the amount of change in the output of the detection element of the detection body also increases. Further, the detected body and the detected body are arranged close to each other based on the existence of the displacement extracting member. Therefore, the output of the detection element of the detection body can be increased. Therefore, the reliability of the load measurement can be easily ensured.

本発明の実施の形態の第1例のセンシング装置付ホイールに関する、軸方向外側から見た斜視図。The perspective view which looked at the wheel with a sensing device of the 1st example of an embodiment of the invention from the direction outside of an axis. 同じく軸方向内側から見た斜視図。Similarly, the perspective view seen from the axial inside. 同じく軸方向外側から見た平面図(a)、及び、(a)のA−A断面図(b)。Similarly, the top view (a) seen from the axial direction outer side, and the AA sectional view (b) of (a). 同じく軸方向内側から見た平面図。Similarly, the plan view seen from the inner side in the axial direction. 図2のB部拡大図。The B section enlarged view of FIG. 図5のC−C断面図。CC sectional drawing of FIG. 図6の右方から見た図。The figure seen from the right side of FIG. 本発明の実施の形態の第1例を構成するセンサユニットに関する、軸方向内側から見た斜視図(a)、及び、軸方向外側から見た斜視図(b)。The perspective view (a) seen from the axial inner side and the perspective view (b) seen from the axial outer side regarding the sensor unit which comprises the 1st example of embodiment of this invention. 同じく、一部を切断して軸方向外側から見た斜視図。Similarly, the perspective view which saw a part and was seen from the axial direction outer side. 同じく、軸方向内側から見た平面図(a)、及び、(a)のD−D断面図(b)。Similarly, the top view (a) seen from the axial inside, and the DD sectional view (b) of (a). 同じく、センサケースを省略して軸方向内側から見た平面図(a)、及び、(a)の下方から見た図(b)。Similarly, a plan view (a) viewed from the inside in the axial direction with the sensor case omitted, and a view (b) viewed from below (a). 車輪が一定の荷重を受けながら回転している状態での複数個のセンサユニットのアキシアル方向変位に関する出力信号の理論値を示す線図。FIG. 6 is a diagram showing theoretical values of output signals regarding axial displacements of a plurality of sensor units in a state where wheels are rotating while receiving a constant load. 本発明の実施の形態の第1例のセンシング装置付ホイールを、タイヤ及び車輪支持用転がり軸受ユニットと組み合わせた状態で示す断面図。Sectional drawing which shows the wheel with a sensing device of the 1st example of embodiment of this invention in the state combined with the tire and the rolling bearing unit for wheel support. 本発明の実施の形態の第2例を構成するセンサユニットに関する、センサケースを省略して軸方向内側から見た平面図(a)、及び、(a)の下方から見た図(b)。FIG. 3A is a plan view of the sensor unit constituting the second example of the embodiment of the present invention as seen from the inside in the axial direction with the sensor case omitted, and FIG. 本発明の実施の形態の第3例を構成するセンサユニットに関する、一部を切断して軸方向外側から見た斜視図。FIG. 6 is a perspective view of a sensor unit constituting a third example of an embodiment of the present invention, with a part cut away and viewed from the outside in the axial direction. 同じく、図15の上方から見た平面図。Similarly, FIG. 16 is a plan view seen from above. 同じく、図15の手前側から見た側面図。Similarly, the side view seen from the front side of FIG. 本発明の実施の形態の第4例を構成するセンサユニットに関する、図16と同様の図。The same figure as FIG. 16 regarding the sensor unit which comprises the 4th example of embodiment of this invention. 同じく、図17と同様の図。Similarly, the same figure as FIG.

[実施の形態の第1例]
本発明の実施の形態の第1例に就いて、図1〜13により説明する。
本例のセンシング装置付ホイールは、ホイール1と、センシング装置2とを備える。
尚、本明細書に於いて、特に断る場合を除き、軸方向に関して「外」とは、自動車への組み付け状態で車体の幅方向外側となる、図3(b)、図6、図13の左側を言い、反対に、車体の幅方向中央側となる、図3(b)、図6、図13の右側を、軸方向に関して「内」と言う。
[First Example of Embodiment]
A first example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The wheel with a sensing device of this example includes a wheel 1 and a sensing device 2.
In this specification, unless otherwise specified, the term “outer” in the axial direction refers to the outer side in the width direction of the vehicle body when assembled in the vehicle. The left side, on the contrary, the right side in FIGS. 3B, 6 and 13, which is the center side in the width direction of the vehicle body, is referred to as “inside” in the axial direction.

前記ホイール1は、ゴム製のタイヤ3と共に車輪4(図13参照)を構成するもので、鉄合金、アルミニウム合金等の弾性を有する金属製である。本例の場合、このホイール1は、ダイカスト等の鋳造によって全体が一体に造られた、1ピース構造となっている。この様なホイール1は、外径側に前記タイヤ3を装着可能な円筒状のリム部5と、径方向外端部がこのリム部5に結合されたディスク部6とを有する。 The wheel 1 constitutes a wheel 4 (see FIG. 13) together with a rubber tire 3 and is made of an elastic metal such as an iron alloy or an aluminum alloy. In the case of this example, the wheel 1 has a one-piece structure in which the whole is integrally made by casting such as die casting. Such a wheel 1 has a cylindrical rim portion 5 on the outer diameter side on which the tire 3 can be mounted, and a disc portion 6 having a radially outer end portion coupled to the rim portion 5.

前記ディスク部6は、径方向内端部を構成する円環状の取付部7と、径方向中間部及び外端部を構成する複数本のスポーク8、8とを有する。 The disk portion 6 has an annular mounting portion 7 that constitutes an inner end portion in the radial direction and a plurality of spokes 8 and 8 that constitute an intermediate portion and an outer end portion in the radial direction.

このうちの取付部7は、例えば図13に示す様な車輪支持用転がり軸受ユニット45を構成するハブ47に結合固定される部位である。この取付部7の軸方向内側面は、自身の中心軸に対して直交する平面状(円輪面状)の取付面9となっている。又、前記取付部7は、円周方向等間隔となる複数箇所(本例の場合には5箇所)に、それぞれ軸方向に貫通する取付孔10、10を有する。これら各取付孔10、10の軸方向内端部は、前記取付面9の径方向中間部に開口している。 Of these, the mounting portion 7 is a portion that is coupled and fixed to the hub 47 that constitutes the wheel supporting rolling bearing unit 45 as shown in FIG. 13, for example. The inner surface of the mounting portion 7 in the axial direction is a planar (annular surface) mounting surface 9 that is orthogonal to the central axis of the mounting portion 7. The mounting portion 7 has mounting holes 10 and 10 penetrating in the axial direction at a plurality of positions (five in the present example) at equal intervals in the circumferential direction. The axial inner ends of the mounting holes 10 and 10 are open to the radial middle portion of the mounting surface 9.

又、前記取付面9のうち、前記各取付孔10、10から外れた円周方向等間隔となる複数箇所(本例の場合には、前記取付孔10、10と同数である5箇所)には、軸方向に凹入する内径側保持凹部11、11が、それぞれ径方向の全長に亙り設けられている。即ち、これら各内径側保持凹部11、11は、それぞれ前記取付面9と前記取付部7の内外両周面との3方に開口する状態で設けられている。又、本例の場合、前記各取付孔10、10と前記各内径側保持凹部11、11とは、円周方向に関して1つずつ交互に且つ等ピッチで配置されている。 In addition, in the mounting surface 9, at a plurality of positions (in the present example, the same number as the mounting holes 10 and 10) at equal intervals in the circumferential direction, which are separated from the mounting holes 10 and 10. Are provided with inner diameter side holding recesses 11, 11 which are recessed in the axial direction, respectively, over the entire length in the radial direction. That is, the inner diameter side holding recesses 11 and 11 are provided so as to open in three directions, that is, the mounting surface 9 and both the inner and outer peripheral surfaces of the mounting portion 7. Further, in the case of this example, the mounting holes 10 and 10 and the inner diameter side holding recesses 11 and 11 are alternately arranged at equal pitches in the circumferential direction.

又、前記取付部7の内周面のうち、軸方向内端部には、軸方向外側に隣接する部分よりも内径寸法が大きくなった大径段部12が全周に亙って設けられている。この大径段部12と前記各内径側保持凹部11、11とは径方向に重畳しており、これら各内径側保持凹部11、11の径方向内端部は、前記大径段部12にそれぞれ開口している。 Further, a large-diameter step portion 12 having an inner diameter larger than that of a portion adjacent to the axially outer side is provided at the axially inner end portion of the inner peripheral surface of the mounting portion 7 over the entire circumference. ing. The large-diameter step portion 12 and the inner-diameter side holding concave portions 11 and 11 are overlapped in the radial direction, and the radial inner ends of the respective inner-diameter side holding concave portions 11 and 11 are formed in the large-diameter step portion 12. Each is open.

前記各スポーク8、8は、円周方向に離隔して放射状に配置されると共に、径方向内端部を前記取付部7の外周面の軸方向外端部に、径方向外端部を前記リム部5の内周面の軸方向外端寄り部分に、それぞれ一体に結合されている。 The spokes 8, 8 are radially arranged with being spaced apart from each other in the circumferential direction, and the radial inner end is the axial outer end of the outer peripheral surface of the mounting portion 7, and the radial outer end is the radial outer end. The inner peripheral surface of the rim portion 5 is integrally coupled to a portion of the inner peripheral surface near the outer end in the axial direction.

前記センシング装置2は、変位取出し部材13と、複数個のセンサユニット14、14とを有する。 The sensing device 2 includes a displacement takeout member 13 and a plurality of sensor units 14, 14.

前記変位取出し部材13は、前記リム部5の径方向内側で、且つ、前記ディスク部6の軸方向内側に配置された状態で、径方向外端部が前記ホイール1の径方向外端部である前記リム部5に片持ち式に支持され、径方向内端部が自由端となっている。本例の場合、この様な変位取出し部材13は、前記ホイール1と同種の金属によって、このホイール1と一体に造られており、円周方向に離隔して放射状に配置された複数本(本例の場合には、前記各スポーク8、8と同数本)の疑似スポーク15、15と、これら各疑似スポーク15、15の径方向内端部同士を連結する円環状の環状連結部16とを有する。 The displacement take-out member 13 is arranged radially inside the rim portion 5 and axially inside the disc portion 6, and has a radially outer end portion that is a radially outer end portion of the wheel 1. The rim portion 5 is supported in a cantilever manner, and the radially inner end portion is a free end. In the case of this example, such a displacement take-out member 13 is made integrally with the wheel 1 by the same kind of metal as that of the wheel 1, and a plurality of pieces (book In the case of the example, the pseudo spokes 15 and 15 of the same number as the spokes 8 and 8 and the annular ring-shaped connecting portion 16 that connects the radial inner ends of the pseudo spokes 15 and 15 to each other. Have.

前記各疑似スポーク15、15の径方向外端部は、前記リム部5の内周面の軸方向外端寄り部分に、それぞれ一体に結合されている。本例の場合、前記リム部5の内周面に対する前記各疑似スポーク15、15の径方向外端部の結合位置は、同じく前記各スポーク8、8の径方向外端部の結合位置に対して、軸方向内側に外れた位置で且つ円周方向に外れた位置となっている。但し、本発明を実施する場合には、前記各疑似スポーク15、15を、前記各スポーク8、8に対して、軸方向内側に重なる様に(軸方向外側から見た場合にこれら各スポーク8、8の後側に隠れる様に、言い換えれば軸方向に重畳して、更に言い換えれば円周方向に関して同相に)配置する構成を採用する事もできる。 The radial outer ends of the pseudo spokes 15 and 15 are integrally coupled to the axially outer end portions of the inner peripheral surface of the rim portion 5, respectively. In the case of this example, the connecting position of the radial outer ends of the pseudo spokes 15 and 15 with respect to the inner peripheral surface of the rim portion 5 is the same as the connecting position of the radial outer ends of the spokes 8 and 8. In addition, it is a position displaced inward in the axial direction and a position displaced in the circumferential direction. However, in the case of carrying out the present invention, the pseudo spokes 15 and 15 are arranged so as to overlap with the spokes 8 and 8 inward in the axial direction (when viewed from the outside in the axial direction, the spokes 8 and 15). , 8 can be concealed behind, that is, they can be superposed in the axial direction, in other words, can be arranged in the same phase in the circumferential direction).

一方、前記環状連結部16は、前記取付部7の軸方向内端部の径方向外側に、この取付部7と同軸(同心)に配置されている。又、この状態で、前記環状連結部16の軸方向内側面は、前記取付面9よりも少しだけ軸方向外側に寄った位置に配置されている。又、前記環状連結部16の軸方向内側面のうち、円周方向に関して前記各内径側保持凹部11、11と整合する複数箇所(本例の場合には、5箇所)には、軸方向に凹入する外径側保持凹部17、17が、それぞれ前記環状連結部16の軸方向内側面と内周面との2方に開口する状態で設けられている。 On the other hand, the annular connecting portion 16 is arranged coaxially (concentrically) with the mounting portion 7 on the radially outer side of the axially inner end portion of the mounting portion 7. Further, in this state, the inner surface of the annular connecting portion 16 in the axial direction is arranged at a position slightly outward of the mounting surface 9 in the axial direction. Further, on the inner surface in the axial direction of the annular connecting portion 16, a plurality of locations (five in this example) aligned with the inner diameter side holding recesses 11, 11 in the circumferential direction are arranged in the axial direction. The outer diameter side holding recesses 17, 17 to be recessed are provided so as to open in two directions, respectively, an axial inner surface and an inner peripheral surface of the annular connecting portion 16.

前記複数個のセンサユニット14、14は、前記ホイール1及び前記変位取出し部材13に対し、それぞれ前記内径側保持凹部11、11と前記外径側保持凹部17、17との間に掛け渡す様に取り付けられた状態で、前記ホイール1の円周方向に離隔した複数箇所に配置されている。これら各センサユニット14、14はそれぞれ、センサケース18と、検出体19と、被検出体20と、特許請求の範囲に記載したセンサシールに相当するOリング21とを有する。 The plurality of sensor units 14, 14 are arranged so as to bridge the wheel 1 and the displacement take-out member 13 between the inner diameter side holding recesses 11, 11 and the outer diameter side holding recesses 17, 17, respectively. In the mounted state, the wheels 1 are arranged at a plurality of locations spaced apart in the circumferential direction of the wheel 1. Each of these sensor units 14, 14 has a sensor case 18, a detection body 19, a detected body 20, and an O-ring 21 corresponding to the sensor seal described in the claims.

前記センサケース18は、例えば合成樹脂製又は非導電性金属材製で、底の浅い矩形の器状の第一ケース部品22と、この第一ケース部品22の底板部と反対側の開口部を塞ぐ矩形板状の第二ケース部品23とを組み合わせる事により、中空の略直方体状に構成されている。 The sensor case 18 is made of, for example, a synthetic resin or a non-conductive metal material, and has a shallow rectangular container-shaped first case component 22 and an opening portion of the first case component 22 on the side opposite to the bottom plate portion. By combining with the second case part 23 having a rectangular plate shape to be closed, it is formed into a hollow, substantially rectangular parallelepiped shape.

図2〜7に示す様に、前記ホイール1及び前記変位取出し部材13に対して前記センサユニット14を取り付けた状態で、前記センサケース18は、厚さ方向(図8〜10のα方向)を前記ホイール1の軸方向に、長手方向(図8〜10のβ方向)を前記ホイール1の径方向(放射方向)に、短手方向(図8〜10のγ方向)を前記ホイール1の円周方向に、それぞれ一致させている。 As shown in FIGS. 2 to 7, in the state where the sensor unit 14 is attached to the wheel 1 and the displacement extracting member 13, the sensor case 18 has a thickness direction (α direction in FIGS. 8 to 10). In the axial direction of the wheel 1, the longitudinal direction (β direction in FIGS. 8 to 10) is the radial direction (radial direction) of the wheel 1, and the lateral direction (γ direction in FIGS. 8 to 10) is the circle of the wheel 1. Matched in the circumferential direction.

この様なセンサケース18は、中空直方体状の本体部24と、この本体部24の長手方向片端面(前記ホイール1の径方向に関する外端面)の短手方向中央部から、この長手方向に突出する状態で設けられた円筒状部25とを有する。そして、この円筒状部25の径方向内側を通じて、前記センサケース18の内外が連通されている。 Such a sensor case 18 projects in the longitudinal direction from a hollow rectangular parallelepiped main body portion 24 and a longitudinal center portion of one longitudinal end surface (outer end surface in the radial direction of the wheel 1) of the main body portion 24. And the cylindrical portion 25 provided in the state of being. The inside and outside of the sensor case 18 are communicated with each other through the inside of the cylindrical portion 25 in the radial direction.

又、前記円筒状部25の中心軸は、前記本体部24の厚さ方向中央部よりも、この厚さ方向の片側(前記ホイール1の軸方向に関する外側)にオフセットしている。そして、前記本体部24を構成する厚さ方向片側の側板部の短手方向中央部に、前記円筒状部25から長手方向に連続する半円筒状部26が、厚さ方向片側に膨出する状態で設けられている。 Further, the central axis of the cylindrical portion 25 is offset to one side in the thickness direction (outer side in the axial direction of the wheel 1) of the central portion of the main body portion 24 in the thickness direction. Then, a semi-cylindrical portion 26 continuous in the longitudinal direction from the cylindrical portion 25 bulges to one side in the thickness direction at the lateral center portion of the side plate portion on one side in the thickness direction which constitutes the main body portion 24. It is provided in the state.

又、前記本体部24を構成する長手方向他端側(前記ホイール1の径方向に関する内端側)の端板部の短手方向中央部には、この中央部を長手方向に密に貫通する状態で円筒状のスリーブ27が設けられている。 Further, the central portion of the end plate portion on the other end side in the longitudinal direction (the inner end side in the radial direction of the wheel 1) that constitutes the main body portion 24 penetrates the central portion densely in the longitudinal direction. In the state, a cylindrical sleeve 27 is provided.

又、前記本体部24の短手方向両端面のうち、これら短手方向両端面同士で長手方向反対側となる端部には、それぞれ固定用フランジ28、28が突設されている。これら両固定用フランジ28、28には、それぞれ通孔29、29が設けられている。 In addition, fixing flanges 28 and 28 are provided at the end portions of the both end surfaces of the main body portion 24 in the lateral direction opposite to each other in the longitudinal direction, respectively. The both fixing flanges 28, 28 are provided with through holes 29, 29, respectively.

前記検出体19は、矩形の基板30と、この基板30の厚さ方向片側面のうち、長手方向に離隔した2箇所位置に実装(プリント)された第一平面コイル(第一検出素子)31及び第二平面コイル(第二検出素子)32とを有する(図9及び図11参照)。これら第一平面コイル31及び第二平面コイル32は、それぞれ前記基板30の厚さ方向片側面に実装された図示しない回路に接続されている。 The detection body 19 includes a rectangular substrate 30 and a first plane coil (first detection element) 31 mounted (printed) at two positions separated from each other in the longitudinal direction on one side surface in the thickness direction of the substrate 30. And a second plane coil (second detection element) 32 (see FIGS. 9 and 11). The first plane coil 31 and the second plane coil 32 are each connected to a circuit (not shown) mounted on one side surface in the thickness direction of the substrate 30.

この様な検出体19は、前記センサケース18との相対変位を阻止された状態で、このセンサケース18の内部に配置(保持固定)されている。この為に、図示の例では、前記第一ケース部品22の内面に設けられた突起33a、33aと、前記第二ケース部品23の内面に設けられた突起33b、33bとにより、前記基板30を挟み込んでいる。但し、本発明を実施する場合、前記センサケース18の内部に前記検出体19を保持固定する方法は、特に限定されず、例えば、ねじ、留め具等を用いた固定方法を採用する事もできる。 Such a detection body 19 is arranged (held and fixed) inside the sensor case 18 in a state in which relative displacement with the sensor case 18 is blocked. Therefore, in the illustrated example, the substrate 30 is formed by the protrusions 33a and 33a provided on the inner surface of the first case component 22 and the protrusions 33b and 33b provided on the inner surface of the second case component 23. It is sandwiched. However, when carrying out the present invention, the method of holding and fixing the detection body 19 inside the sensor case 18 is not particularly limited, and for example, a fixing method using screws, fasteners or the like can be adopted. ..

前記検出体19には、電力供給用及び信号送信用の配線(ハーネス)34(図13にのみ図示。他の図面には図示省略。)の一端部が電気的に接続されており、この配線34は、前記スリーブ27の径方向内側を密に挿通する状態で、前記センサケース18の外部(前記ホイール1の径方向内側)に引き出されている。 One end of a wiring (harness) 34 for supplying power and transmitting a signal (illustrated only in FIG. 13, but not shown in other drawings) is electrically connected to the detection body 19. 34 is pulled out to the outside of the sensor case 18 (inward of the wheel 1 in the radial direction) in a state where the sleeve 34 is tightly inserted inside the radial direction of the sleeve 27.

前記被検出体20は、例えば鉄合金や銅合金等の導電材製で、ロッド部35と、このロッド部35の長手方向片端部(前記ホイール1の径方向に関する外端部)に固定された固定部36とを有する。この固定部36には、1対の通孔37、37が設けられている。 The detected body 20 is made of a conductive material such as an iron alloy or a copper alloy, and is fixed to the rod portion 35 and one longitudinal end portion (outer end portion in the radial direction of the wheel 1) of the rod portion 35. And a fixing portion 36. The fixing portion 36 is provided with a pair of through holes 37, 37.

前記ロッド部35は、長手方向片端側の円柱状部38と、長手方向他端側(前記ホイール1の径方向に関する内端側)の半円柱状部39とを有する。 The rod portion 35 has a columnar portion 38 on one end side in the longitudinal direction and a semi-columnar portion 39 on the other end side in the longitudinal direction (inner end side in the radial direction of the wheel 1).

このうちの円柱状部38の外径寸法は、前記センサケース18の円筒状部25の内径寸法よりも小さくなっている。又、前記円柱状部38の外周面の長手方向中間部には、係止溝40が全周に亙り設けられている。そして、この係止溝40に前記Oリング21が係止されている。 The outer diameter of the cylindrical portion 38 is smaller than the inner diameter of the cylindrical portion 25 of the sensor case 18. Further, a locking groove 40 is provided over the entire circumference at an intermediate portion in the longitudinal direction of the outer peripheral surface of the cylindrical portion 38. The O-ring 21 is locked in the locking groove 40.

前記半円柱状部39の径方向片側面(前記ホイール1の軸方向に関する外側面)は、前記円柱状部38の外周面と滑らかに連続する半円筒面となっている。これに対し、前記半円柱状部39の径方向他側面(前記ホイール1の軸方向に関する内側面)は、前記センサケース18の厚さ方向に対して直交する平面状の被検出部41となっている。 One side surface in the radial direction of the semi-cylindrical portion 39 (an outer surface in the axial direction of the wheel 1) is a semi-cylindrical surface that is smoothly continuous with the outer peripheral surface of the semi-cylindrical portion 38. On the other hand, the other radial side surface of the semi-cylindrical portion 39 (the inner side surface in the axial direction of the wheel 1) serves as a flat detected portion 41 that is orthogonal to the thickness direction of the sensor case 18. ing.

この様な被検出体20は、前記センサケース18との相対変位を可能とされた状態で、前記ロッド部35を前記円筒状部25の径方向内側を通じて、前記センサケース18の内部に挿入されている。 In such a detected body 20, the rod portion 35 is inserted into the inside of the sensor case 18 through the inside of the cylindrical portion 25 in the radial direction in a state where the relative displacement with the sensor case 18 is enabled. ing.

この状態で、前記Oリング21は、前記係止溝40の底面と前記円筒状部25の内周面との間で弾性的に圧縮されている。これにより、前記Oリング21は、前記センサケース18に対する前記ロッド部35の挿入箇所をシールすると共に、前記センサケース18に対して前記被検出体20を、このセンサケース18の長手方向(前記ホイール1の径方向)及び厚さ方向(前記ホイール1の軸方向)に関する相対変位を可能に弾性的に支持している。 In this state, the O-ring 21 is elastically compressed between the bottom surface of the locking groove 40 and the inner peripheral surface of the cylindrical portion 25. As a result, the O-ring 21 seals the insertion portion of the rod portion 35 with respect to the sensor case 18, and the detected body 20 is attached to the sensor case 18 in the longitudinal direction of the sensor case 18 (the wheel). 1 is elastically supported so as to be capable of relative displacement in a radial direction) and a thickness direction (axial direction of the wheel 1).

更に、この状態で、前記ロッド部35の半円柱状部39は、前記センサケース18の半円筒状部26の内径側に配置されると共に、前記被検出部41は、前記第一、第二両平面コイル31、32に対し近接対向している。より具体的には、図9及び図11に示す様に、前記被検出部41の長手方向の他端部が、前記第一平面コイル31のうちの、少なくとも長手方向片側の一部分に対して近接対向している。又、前記被検出部41の長手方向の中間部が、前記第二平面コイル32の全体に対して近接対向している。 Further, in this state, the semi-cylindrical portion 39 of the rod portion 35 is arranged on the inner diameter side of the semi-cylindrical portion 26 of the sensor case 18, and the detected portion 41 has the first and second portions. The flat coils 31 and 32 are closely opposed to each other. More specifically, as shown in FIGS. 9 and 11, the other end portion in the longitudinal direction of the detected portion 41 is close to at least a part of the first planar coil 31 on one side in the longitudinal direction. Facing each other. Further, an intermediate portion in the longitudinal direction of the detected portion 41 closely faces and opposes the entire second planar coil 32.

この様な位置関係に於いて、前記被検出体20と前記センサケース18(前記検出体19)とが、このセンサケース18の長手方向に関して相対変位すると、前記被検出部41と前記第二平面コイル32の対向面積は変化しないが、前記被検出部41と前記第一平面コイル31との対向面積は変化する為、前記第二平面コイル32の出力は一定のまま、前記第一平面コイル31の出力のみが変化する。 In such a positional relationship, when the detected body 20 and the sensor case 18 (the detected body 19) are displaced relative to each other in the longitudinal direction of the sensor case 18, the detected portion 41 and the second plane surface. Although the facing area of the coil 32 does not change, the facing area of the detected part 41 and the first flat coil 31 changes, so that the output of the second flat coil 32 remains constant and the first flat coil 31 does not change. Only the output of changes.

一方、前記被検出体20と前記センサケース18(前記検出体19)とが、このセンサケース18の厚さ方向に関して相対変位すると、前記被検出部41と前記第一、第二両平面コイル31、32との対向距離が変化する為、これら第一、第二両平面コイル31、32の出力が共に変化する。 On the other hand, when the detected body 20 and the sensor case 18 (the detected body 19) are relatively displaced in the thickness direction of the sensor case 18, the detected portion 41 and the first and second planar coils 31. , 32, the output distances of the first and second planar coils 31, 32 both change.

又、本例の場合には、前記被検出体20と前記センサケース18(前記検出体19)とが、このセンサケース18の短手方向に関して相対変位した場合でも、前記被検出部41と前記第一、第二両平面コイル31、32との対向面積が変化しない(これら第一、第二両平面コイル31、32の出力が変化しない)様に、各部の寸法を規制している。 Further, in the case of this example, even if the detected body 20 and the sensor case 18 (the detected body 19) are relatively displaced in the lateral direction of the sensor case 18, the detected portion 41 and the detected portion 41 are The dimensions of each part are regulated so that the facing areas of the first and second planar coils 31 and 32 do not change (the outputs of the first and second planar coils 31 and 32 do not change).

つまり、前記第一平面コイル31は、長手方向(図8〜10のβ方向、前記ホイール1の径方向であるラジアル方向)及び厚さ方向(図8〜10のα方向、前記ホイール1の軸方向であるアキシアル方向)の感度を持った変位センサとして機能し、前記第二平面コイル32は、厚さ方向(図8〜10のα方向、前記ホイール1の軸方向であるアキシアル方向)の感度のみを持った変位センサとして機能する。 That is, the first planar coil 31 has a longitudinal direction (β direction in FIGS. 8 to 10 and a radial direction that is a radial direction of the wheel 1) and a thickness direction (α direction in FIGS. 8 to 10 and an axis of the wheel 1). Function as a displacement sensor having a sensitivity in the axial direction), and the second planar coil 32 has a sensitivity in the thickness direction (the α direction in FIGS. 8 to 10 and the axial direction that is the axial direction of the wheel 1). It functions as a displacement sensor with a chisel.

上述の2方向(厚さ方向、長手方向)の相対変位が同時に生じる場合、前記被検出体20と前記検出体19との厚さ方向(前記ホイール1の軸方向)に関する相対変位量は、前記第二平面コイル32の出力によって求められ、同じく長手方向(前記ホイール1の径方向)に関する相対変位量は、前記第一平面コイル31の出力を、前記第二平面コイル32の出力を用いて補正する事により求められる。 When the relative displacements in the two directions (thickness direction, longitudinal direction) described above occur at the same time, the relative displacement amount in the thickness direction (axial direction of the wheel 1) between the detected body 20 and the detected body 19 is Similarly, the relative displacement amount in the longitudinal direction (radial direction of the wheel 1) is obtained by the output of the second plane coil 32, and the output of the first plane coil 31 is corrected using the output of the second plane coil 32. Required by doing.

尚、本例の場合には、前記第二平面コイル32が、特許請求の範囲に記載した「複数の平面コイルのうちの何れか1つの平面コイル」に相当し、前記第一平面コイル31が、特許請求の範囲に記載した「複数の平面コイルのうちの残りの平面コイル」に相当する。 In the case of this example, the second planar coil 32 corresponds to “any one planar coil of the plurality of planar coils” described in the claims, and the first planar coil 31 is Corresponds to the "remaining planar coil among the plurality of planar coils" described in the claims.

上述の様な各センサユニット14、14はそれぞれ、前記センサケース18を前記内径側保持凹部11の内側に配置した状態で、前記センサケース18の固定用フランジ28、28に設けられた通孔29、29を挿通したねじ42、42を、前記内径側保持凹部11、11の底面のうちでこれら各通孔29、29と整合する部分に開口する状態で設けられたねじ孔に螺合し、更に締め付けている。これにより、前記センサケース18(検出体19)を、前記ホイール1の取付部7に対して固定している。又、本例の場合には、この状態で、前記センサケース18(及び前記各ねじ42、42)の全体を、前記取付部7の取付面9よりも軸方向外側に位置させている。 Each of the sensor units 14 and 14 as described above has a through hole 29 formed in the fixing flanges 28 and 28 of the sensor case 18 in a state where the sensor case 18 is arranged inside the inner diameter side holding recess 11. , 29 are inserted into screw holes provided in a state in which the screws 42, 42 inserted into the inner diameter side holding recesses 11, 11 are opened in the portions of the bottom surfaces of the inner diameter side holding recesses 11, 11 aligned with the through holes 29, 29, respectively. Further tightening. Thereby, the sensor case 18 (detector 19) is fixed to the mounting portion 7 of the wheel 1. Further, in the case of the present example, in this state, the entire sensor case 18 (and each of the screws 42, 42) is positioned axially outside the mounting surface 9 of the mounting portion 7.

又、前記各センサユニット14、14はそれぞれ、前記被検出体20の固定部36を前記外径側保持凹部17の内側に配置した状態で、前記固定部36に設けられた通孔37、37を挿通したねじ43、43を、前記外径側保持凹部17の底面のうちでこれら各通孔37、37と整合する部分に開口する状態で設けられたねじ孔に螺合し、更に締め付けている。これにより、前記被検出体20を、前記変位取出し部材13の環状連結部16に対して固定している。又、本例の場合には、この状態で、前記固定部36(及び前記各ねじ43、43)の全体を、前記環状連結部16の軸方向内側面よりも軸方向外側に位置させている。 Further, in each of the sensor units 14 and 14, with the fixing portion 36 of the detected body 20 arranged inside the outer diameter side holding concave portion 17, through holes 37 and 37 provided in the fixing portion 36, respectively. Screw the screws 43, 43 into the screw holes provided in the state of opening in the bottom surface of the outer diameter side holding concave portion 17 aligned with these through holes 37, 37, and further tighten. There is. Thereby, the detected body 20 is fixed to the annular connecting portion 16 of the displacement extracting member 13. Further, in the case of the present example, in this state, the entire fixing portion 36 (and each of the screws 43, 43) is positioned outside the axial inner surface of the annular connecting portion 16 in the axial direction. ..

又、本例の場合、前記ホイール1に荷重が作用していない自由状態で、前記検出体19の第一、第二両平面コイル31、32と、前記被検出体20の被検出部41との位置関係は、前記各センサユニット14、14同士で互いに等しくなっている。 Further, in the case of this example, in the free state in which no load is applied to the wheel 1, the first and second planar coils 31 and 32 of the detection body 19 and the detected portion 41 of the detection body 20 are The sensor units 14, 14 have the same positional relationship with each other.

上述の様な構成を有する本例のセンシング装置付ホイールは、例えば図13に示す様に、前記リム部5の外径側にタイヤ3を装着する事により車輪4を構成した状態で、制動用回転部材であるブレーキロータ44と共に、図示しない懸架装置に対して、車輪支持用転がり軸受ユニット45により回転自在に支持される。 The wheel with a sensing device of the present example having the above-described configuration is used for braking with the wheel 4 configured by mounting the tire 3 on the outer diameter side of the rim portion 5 as shown in FIG. 13, for example. Along with the brake rotor 44, which is a rotating member, a wheel supporting rolling bearing unit 45 rotatably supports a suspension device (not shown).

図示の例の場合、前記車輪支持用転がり軸受ユニット45は、前記車輪4を従動輪として支持する、従動輪用のものであり、静止側軌道輪である外輪46の内径側に、回転側軌道輪であるハブ47を、それぞれが転動体である複数個の玉48、48を介して、回転自在に支持している。 In the case of the illustrated example, the wheel supporting rolling bearing unit 45 is for a driven wheel that supports the wheel 4 as a driven wheel, and is provided on the inner diameter side of the outer ring 46, which is a stationary side race ring, on the rotating side raceway. A hub 47, which is a wheel, is rotatably supported via a plurality of balls 48, which are rolling elements.

前記外輪46は、全体を略円環状に構成されており、内周面に複列の外輪軌道49a、49bを、外周面に静止側フランジ50をそれぞれ有する。 The outer ring 46 is configured in a generally annular shape as a whole, and has outer row raceways 49a and 49b in multiple rows on the inner peripheral surface and a stationary side flange 50 on the outer peripheral surface.

前記ハブ47は、略円環状のハブ本体51と、内輪52とを組み合わせて成るもので、外周面に複列の内輪軌道53a、53bを有し、前記外輪46の内径側にこの外輪46と同軸に支持されている。具体的には、前記ハブ本体51の外周面の軸方向中間部に、軸方向外側列の内輪軌道53aを直接形成すると共に、同じく軸方向内端寄り部分に、外周面に軸方向内側列の内輪軌道53bを形成した前記内輪52を外嵌固定している。又、前記ハブ本体51の軸方向外端部で、前記外輪46の軸方向外端開口部よりも軸方向外方に突出した部分には、前記車輪4及びブレーキロータ44を支持する為の回転側フランジ54を設けている。又、この回転側フランジ54には、軸方向に貫通する取付孔(ねじ孔又は通孔)55が設けられている。 The hub 47 is formed by combining a substantially annular hub body 51 and an inner ring 52, has double rows of inner ring raceways 53a and 53b on the outer peripheral surface, and the outer ring 46 on the inner diameter side of the outer ring 46. It is supported coaxially. Specifically, the inner ring raceway 53a of the axially outer row is directly formed at the axially intermediate portion of the outer peripheral surface of the hub body 51, and the axially inner row of the outer circumferential surface is also formed at the portion closer to the axially inner end. The inner ring 52 having the inner ring raceway 53b is externally fitted and fixed. Further, a rotation for supporting the wheel 4 and the brake rotor 44 is provided at a portion of the axially outer end portion of the hub body 51 that projects axially outwardly beyond the axially outer end opening of the outer ring 46. A side flange 54 is provided. Further, the rotation side flange 54 is provided with a mounting hole (screw hole or through hole) 55 penetrating in the axial direction.

前記各玉48、48は、前記両外輪軌道49a、49bと前記両内輪軌道53a、53bとの間に、両列毎に複数個ずつ、それぞれ保持器により保持された状態で転動自在に設けられている。又、この状態で、両列の玉48、48には、背面組み合わせ型の接触角と共に予圧が付与されている。 Each of the balls 48, 48 is provided between the outer ring raceways 49a, 49b and the inner ring raceways 53a, 53b such that a plurality of balls for each row are held by a cage and are rollable. Has been. Further, in this state, a preload is applied to the balls 48 on both rows together with the contact angle of the back combination type.

又、前記外輪46の軸方向外端開口部と前記ハブ本体51の軸方向中間部外周面との間に、シールリング56を設置して、前記各玉48、48を設置した空間の軸方向外端開口を塞いでいる。又、前記外輪46の軸方向内端部に、有底円筒状のキャップ(カバー)57を固定して、この外輪46の軸方向内端開口部を塞いでいる。本例の場合、このキャップ57のうち、少なくとも底板部は、非磁性金属、合成樹脂等の非磁性材製である。 Further, a seal ring 56 is installed between the axially outer end opening of the outer ring 46 and the outer peripheral surface of the hub body 51 in the axial direction so that the balls 48, 48 are installed in the axial direction of the space. The outer end opening is blocked. Further, a bottomed cylindrical cap (cover) 57 is fixed to the axially inner end of the outer ring 46 to close the axially inner end opening of the outer ring 46. In the case of this example, at least the bottom plate portion of the cap 57 is made of a non-magnetic material such as non-magnetic metal or synthetic resin.

上述の様な車輪支持用転がり軸受ユニット45により、前記懸架装置に対して、前記車輪4及び前記ブレーキロータ44を回転自在に支持する場合には、前記外輪46の静止側フランジ50を、前記懸架装置を構成するナックルに対し、複数のボルト等の結合部材により結合固定する。 When the wheel 4 and the brake rotor 44 are rotatably supported by the suspension device by the wheel supporting rolling bearing unit 45 as described above, the stationary side flange 50 of the outer ring 46 is fixed to the suspension device. The knuckle that constitutes the device is connected and fixed by a plurality of connecting members such as bolts.

又、前記ハブ47(ハブ本体51)の回転側フランジ54に、前記車輪4及び前記ブレーキロータ44を結合固定する。この為に、具体的には、このブレーキロータ44の径方向中央部に設けられたブレーキロータ中心孔、及び、前記ホイール1の径方向中央部(前記取付部7の径方向内側)に設けられたホイール中心孔に、前記ハブ本体51の軸方向外端部に設けられたパイロット部と呼ばれる位置決め筒部58を順次挿入(内嵌)する事により、前記ホイール1及び前記ブレーキロータ44の径方向の位置決めを図る。これと共に、前記回転側フランジ54の軸方向外側面に前記ブレーキロータ44の径方向内半部の軸方向内側面を当接させると共に、このブレーキロータ44の径方向内半部の軸方向外側面に前記ホイール1の取付面9を当接させる。そして、この状態で、軸方向に関して互いに整合する位置に配置された、前記回転側フランジ54の取付孔55、前記ブレーキロータ44の取付孔59、及び、前記ホイール1の取付部7の取付孔10に挿通又は螺合した、図示しない複数のボルト等の結合部材を利用して、前記ホイール1(取付部7)及びブレーキロータ44を、前記ハブ本体51(回転側フランジ54)に対して結合固定する。 Further, the wheel 4 and the brake rotor 44 are fixedly coupled to the rotary side flange 54 of the hub 47 (hub body 51). For this reason, specifically, the brake rotor 44 is provided in the center portion of the brake rotor 44 in the radial direction, and in the center portion of the wheel 1 in the radial direction (inside the mounting portion 7 in the radial direction). By sequentially inserting (inner-fitting) a positioning tubular portion 58, which is called a pilot portion, provided at the axially outer end portion of the hub body 51 into the wheel center hole, the wheel 1 and the brake rotor 44 are radial direction. The positioning of. Along with this, the axially inner surface of the radially inner half of the brake rotor 44 is brought into contact with the axially outer surface of the rotary side flange 54, and the axially outer surface of the radially inner half of the brake rotor 44 is brought into contact. The mounting surface 9 of the wheel 1 is brought into contact with. Then, in this state, the mounting holes 55 of the rotation-side flange 54, the mounting holes 59 of the brake rotor 44, and the mounting holes 10 of the mounting portion 7 of the wheel 1 which are arranged at positions axially aligned with each other. The wheel 1 (mounting portion 7) and the brake rotor 44 are coupled and fixed to the hub body 51 (rotation side flange 54) by using a plurality of coupling members such as bolts (not shown) that are inserted or screwed into To do.

又、本例の場合、前記車輪支持用転がり軸受ユニット45は、図示しない電力供給手段と、図示しない信号通信手段と、図示しない回転角度検出手段とを備えている。特に、本例の場合、これら電力供給手段、信号通信手段、回転角度検出手段は、前記ハブ47の径方向内側の空間及び前記キャップ57の内部空間に設置されている。 Further, in the case of the present example, the wheel supporting rolling bearing unit 45 includes a power supply means (not shown), a signal communication means (not shown), and a rotation angle detection means (not shown). Particularly, in the case of this example, the power supply means, the signal communication means, and the rotation angle detection means are installed in the space radially inside the hub 47 and the internal space of the cap 57.

前記電力供給手段は、発電機と、バッテリと、充電器とを備える。このうちの発電機は、前記外輪46に対して直接又は前記キャップ57等を介して間接的に支持固定された固定子と、前記ハブ47に対して直接又は間接的に支持固定された回転子とを有し、これら固定子と回転子との相対回転に基づき、前記各センサユニット14、14に供給する電力を発電するものである。又、前記バッテリは、前記発電機により発電した電力を蓄えるものである。又、前記充電器は、前記発電機により発電した電力を前記バッテリに供給してこのバッテリを充電する為のもので、前記発電機により発電した交流電圧を直流電圧に変換する為の整流回路を備えている。 The power supply unit includes a generator, a battery, and a charger. The generator includes a stator that is directly or indirectly supported and fixed to the outer ring 46, or a rotor that is directly or indirectly supported and fixed to the hub 47. Based on the relative rotation between the stator and the rotor, the electric power supplied to the sensor units 14, 14 is generated. The battery stores the electric power generated by the generator. The charger is for charging the battery by supplying electric power generated by the generator to the battery, and includes a rectifier circuit for converting an AC voltage generated by the generator into a DC voltage. I have it.

又、前記信号通信手段は、車体側に配置された演算器等の電子機器との間で、前記各変位センサの出力信号を、無線により通信する、無線通信器を備えている。 Further, the signal communication means includes a wireless communication device that wirelessly communicates the output signal of each displacement sensor with an electronic device such as a computing unit arranged on the vehicle body side.

又、前記回転角度検出手段は、従来から広く知られている光学式、磁気式等のアブソリュート型のエンコーダであり、前記外輪46に対して直接又は前記キャップ57等を介して間接的に支持固定された検出用ステータと、前記ハブ47に対して直接又は間接的に支持固定された検出用ロータとを有し、これら検出用ステータと検出用ロータとが相対回転する事に伴って変化する出力信号に基づいて、前記ハブ47が前記外輪46の原点位置(初期設定値)から、何度(何ラジアン)回転した位置にあるのかを測定可能とするものである。 Further, the rotation angle detecting means is an absolute type encoder such as an optical type or a magnetic type which has been widely known from the past, and is supported and fixed directly to the outer ring 46 or indirectly via the cap 57 or the like. And a detection rotor that is directly or indirectly supported and fixed to the hub 47, and an output that changes as the detection stator and the detection rotor rotate relative to each other. Based on the signal, it is possible to measure how many (radians) the hub 47 is rotated from the origin position (initial setting value) of the outer ring 46.

又、図13に示した車輪支持用転がり軸受ユニット45への組付け状態で、前記各センサユニット14と、前記充電器及び前記無線通信器とは、それぞれ電力供給用及び信号送信用の配線34により、図示しないコネクタを介して電気的に接続されている。これら各配線34は、前記各センサユニット14から前記大径段部12の内周面と前記位置決め筒部58の外周面との間に存在する空間に引き出され、更に、前記位置決め筒部58の軸方向外側の空間を経由して、この位置決め筒部58の軸方向外端開口から前記ハブ47の径方向内側の空間に引き込まれている。 Further, in the assembled state to the wheel supporting rolling bearing unit 45 shown in FIG. 13, the respective sensor units 14, the charger and the wireless communication device are provided with wiring 34 for power supply and signal transmission, respectively. Are electrically connected via a connector (not shown). Each of these wires 34 is drawn out from each of the sensor units 14 into a space existing between the inner peripheral surface of the large-diameter step portion 12 and the outer peripheral surface of the positioning cylindrical portion 58, and further, of the positioning cylindrical portion 58. It is drawn from the axially outer end opening of the positioning tubular portion 58 into the radially inner space of the hub 47 via the axially outer space.

本例の場合、自動車の走行に伴い、前記車輪4と共に前記ハブ47が回転すると、このハブ47に支持固定された前記回転子が、前記外輪46に支持固定された前記固定子に対して相対回転する事により、前記発電機が発電する。そして、この発電機により発電された交流電圧は、前記充電器により直流電圧に変換された後、前記バッテリに充電される。 In the case of the present example, when the hub 47 rotates together with the wheels 4 as the vehicle travels, the rotor supported and fixed to the hub 47 is opposed to the stator supported and fixed to the outer ring 46. By rotating, the generator generates electricity. Then, the AC voltage generated by the generator is converted into a DC voltage by the charger, and then the battery is charged.

このバッテリに充電された電力は、前記各配線34を通じて、前記各センサユニット14、14に供給されると共に、図示しない配線を通じて前記無線通信器及び前記エンコーダにも供給される。そして、前記各センサユニット14、14が、前記車輪4に作用する荷重に応じた出力信号を発生すると共に、前記エンコーダが、前記外輪46に対する前記ハブ47の回転角度を表す出力信号を発生する。これら各センサユニット14、14の出力信号は前記各配線34を通じて、前記エンコーダの出力信号は図示しない配線を通じて、それぞれ前記無線通信器に送られる。そして、この無線通信器を構成するアンテナにより、前記各センサユニット14、14及びエンコーダの出力信号を、前記キャップ57を構成する非磁性材製の底板部を通じて、車体側に配置された前記演算器に対し無線送信される。この結果、この演算器は、後述する様に、前記各センサユニット14、14及びエンコーダの出力信号から前記車輪4に作用する荷重を算出して、車両のアクティブセーフティ技術に利用する。 The electric power charged in the battery is supplied to the sensor units 14 and 14 through the wires 34, and is also supplied to the wireless communication device and the encoder through wires (not shown). Then, each of the sensor units 14 and 14 generates an output signal corresponding to the load acting on the wheel 4, and the encoder generates an output signal indicating the rotation angle of the hub 47 with respect to the outer wheel 46. Output signals of the sensor units 14 and 14 are sent to the wireless communication device through the wires 34, and output signals of the encoder are sent through a wire (not shown). The output signal of each of the sensor units 14 and 14 and the encoder is output by the antenna forming the wireless communication device through the bottom plate made of a non-magnetic material forming the cap 57, and the computing unit is arranged on the vehicle body side. Is wirelessly transmitted to. As a result, as will be described later, this computing unit calculates the load acting on the wheel 4 from the output signals of the sensor units 14, 14 and the encoder, and uses it for the active safety technology of the vehicle.

次に、前記各センサユニット14、14の出力信号等により、前記車輪4(タイヤ3及びホイール1)に作用する荷重を求める算出方法に就いて説明する。
本例の場合、前記車輪4に荷重(接地荷重、加速や制動に伴う前後方向荷重等が合成されたもの)が作用すると、この荷重に応じた分だけ、前記ホイール1が弾性変形する。この結果、前記各センサユニット14、14を構成する検出体19と被検出体20との位置関係が変化し、これに伴って、これら各センサユニット14、14の出力信号(前記第一平面コイル31の出力信号、及び、前記第二平面コイル32の出力信号)が変化する。
Next, a calculation method for obtaining the load acting on the wheel 4 (tire 3 and wheel 1) based on the output signals of the sensor units 14 and 14 will be described.
In the case of this example, when a load (combined with a ground load, a front-rear load associated with acceleration or braking, etc.) acts on the wheel 4, the wheel 1 elastically deforms by an amount corresponding to this load. As a result, the positional relationship between the detection body 19 and the detected body 20 constituting each of the sensor units 14, 14 changes, and along with this, the output signals of the sensor units 14, 14 (the first planar coil). The output signal of 31 and the output signal of the second plane coil 32) change.

図12は、前記車輪4が一定のラジアル荷重を受けながら回転している状態での、前記各センサユニット14、14を構成する第一平面コイル31の出力信号(S1〜S5)を(理論値で)示している。この様な各第一平面コイル31の出力信号(S1〜S5)の振幅は、前記ラジアル荷重の大きさに応じて変化し、同じく位相は、前記ラジアル荷重の向きに応じて変化する。従って、前記ラジアル荷重の大きさと前記振幅との関係を予め調べておけば、前記演算器により、前記振幅から前記ラジアル荷重の大きさを求める事ができる。 FIG. 12 shows the output signals (S 1 to S 5 ) of the first plane coil 31 constituting each of the sensor units 14 and 14 when the wheel 4 is rotating while receiving a constant radial load ((S 1 to S 5 )). The theoretical value is shown. The amplitude of the output signal (S 1 to S 5 ) of each of the first planar coils 31 changes according to the magnitude of the radial load, and the phase also changes according to the direction of the radial load. Therefore, if the relationship between the magnitude of the radial load and the amplitude is investigated in advance, the magnitude of the radial load can be obtained from the amplitude by the calculator.

これに対し、前記車輪4がラジアル荷重に加えて、アキシアル荷重を受けながら回転している状態では、前記各センサユニット14、14を構成する第一平面コイル31の出力信号に、前記アキシアル荷重に基づく変化が生じる。
この場合には、前述した様に、前記第一平面コイル31の出力を、前記第二平面コイル32の出力を用いて補正する事により、前記ラジアル荷重の大きさを求める事ができる。
On the other hand, in the state where the wheel 4 is rotating while receiving an axial load in addition to the radial load, the output signal of the first plane coil 31 forming each of the sensor units 14 and 14 is added to the axial load. Based changes occur.
In this case, as described above, the magnitude of the radial load can be obtained by correcting the output of the first plane coil 31 using the output of the second plane coil 32.

又、前記車輪4がアキシアル荷重を受けながら回転している場合には、このアキシアル荷重の向き及び大きさに応じて、前記各センサユニット14、14を構成する第二平面コイル32の出力信号が変化する。従って、前記アキシアル荷重の向き及び大きさと前記各第二平面コイル32の出力信号との関係を予め調べておけば、前記演算器により、これら各第二平面コイル32の出力信号から前記アキシアル荷重の向き及び大きさを求める事ができる。 Further, when the wheel 4 is rotating while receiving an axial load, the output signal of the second plane coil 32 constituting each of the sensor units 14 and 14 is changed in accordance with the direction and the magnitude of the axial load. Change. Therefore, if the relationship between the direction and magnitude of the axial load and the output signal of each of the second planar coils 32 is checked in advance, the arithmetic unit calculates the axial load from the output signal of each of the second planar coils 32. The direction and size can be calculated.

又、本例の場合、前記演算器は、前記エンコーダの出力信号に基づいて求められる、前記外輪46に対する前記ハブ47の回転角度(静止系に対する回転系の回転角度)と、前記各第一平面コイル31(及び前記各第二平面コイル32)の出力信号(S1〜S5)の位相とを関連付ける事により、前記ラジアル荷重の向き(静止系に於ける向き)を求める事ができる。更には、このラジアル荷重の鉛直方向成分である、接地荷重を求める事もできる。
尚、本発明を実施する場合には、前記回転角度検出手段として、上述の様なアブソリュート型のエンコーダの代わりに、ABSセンサ(磁気エンコーダ+磁気センサ)を採用(利用)する事もできる。
Further, in the case of the present example, the arithmetic unit determines the rotation angle of the hub 47 with respect to the outer ring 46 (the rotation angle of the rotation system with respect to the stationary system) and the first plane, which are obtained based on the output signal of the encoder. The direction of the radial load (direction in the stationary system) can be obtained by associating with the phase of the output signals (S 1 to S 5 ) of the coil 31 (and each of the second planar coils 32). Furthermore, the ground contact load, which is the vertical component of this radial load, can also be obtained.
When the present invention is implemented, an ABS sensor (magnetic encoder+magnetic sensor) may be adopted (used) as the rotation angle detecting means instead of the absolute encoder as described above.

又、本例の場合には、前記ホイール1の径方向外端部(リム部5)に前記変位取出し部材13の径方向外端部が片持ち式に支持されていると共に、この変位取出し部材13の径方向内端部(前記環状連結部16)に前記各センサユニット14、14を構成する被検出体20が支持されており、前記ホイール1の径方向内端部(取付部7)に前記各センサユニット14、14を構成するセンサケース18(検出体19)が支持されている。この為、前記車輪4に作用する荷重が変化した場合に生じる、前記各センサユニット14、14を構成する被検出体20と検出体19との位置関係の変化量は、前記ホイール1の径方向外端部と径方向内端部との位置関係の変化量と同様に大きくなり、前記各センサユニット14、14の出力(前記第一平面コイル31の出力、及び、前記第二平面コイル32の出力)の変化量も大きくなる。又、本例の場合、前記各センサユニット14、14を構成する被検出体20と検出体19とは、前記変位取出し部材13の存在に基づいて、互いに近接配置されている。この為、前記各センサユニット14、14の出力(前記第一平面コイル31の出力、及び、前記第二平面コイル32の出力)を大きくする事ができる。従って、本例の場合には、前記荷重の測定の信頼性を確保し易くできる。 Further, in the case of this example, the radial outer end portion of the displacement take-out member 13 is supported in a cantilever manner on the radial outer end portion (rim portion 5) of the wheel 1, and the displacement take-out member is also provided. The detected body 20 constituting each of the sensor units 14, 14 is supported on the radially inner end of 13 (the annular connecting portion 16), and the radially inner end of the wheel 1 (mounting portion 7) is supported. A sensor case 18 (detector 19) forming each of the sensor units 14, 14 is supported. Therefore, when the load acting on the wheel 4 changes, the amount of change in the positional relationship between the detected body 20 and the detected body 19 forming each of the sensor units 14, 14 is the radial direction of the wheel 1. The amount of change in the positional relationship between the outer end portion and the radially inner end portion becomes large, and the output of each of the sensor units 14 and 14 (the output of the first planar coil 31 and the output of the second planar coil 32). The amount of change in (output) also increases. Further, in the case of the present example, the detected body 20 and the detected body 19 constituting each of the sensor units 14, 14 are arranged close to each other based on the existence of the displacement extracting member 13. Therefore, the outputs of the sensor units 14, 14 (the output of the first plane coil 31 and the output of the second plane coil 32) can be increased. Therefore, in the case of this example, the reliability of the measurement of the load can be easily ensured.

又、本例の場合、前記各センサユニット14、14は、前記センサケース18と前記被検出体20との間に設けられたOリング21により、前記センサケース18の内部と外部とを連通する隙間をシールしている。より具体的に言えば、前記センサケース18に対する前記被検出体20(ロッド部35)の挿入箇所をOリング21によりシールしている。この為、この挿入箇所を通じて、前記センサケース18の内部に異物が侵入する事を防止できる。従って、前記検出体19と前記被検出体20との間に当該異物が入り込む事を防止でき、この点でも測定の信頼性を確保し易くできる。 Further, in the case of the present example, each of the sensor units 14 and 14 communicates the inside and the outside of the sensor case 18 with an O-ring 21 provided between the sensor case 18 and the detected body 20. The gap is sealed. More specifically, the insertion position of the detected body 20 (rod portion 35) with respect to the sensor case 18 is sealed by an O-ring 21. Therefore, it is possible to prevent foreign matter from entering the inside of the sensor case 18 through the insertion portion. Therefore, it is possible to prevent the foreign matter from entering between the detection body 19 and the detected body 20, and also in this respect, it is possible to easily ensure the reliability of the measurement.

又、本例の場合には、前記センサケース18に対する前記被検出体20の挿入箇所の構造を、それぞれが円筒面である、前記円筒状部25の内周面と前記円柱状部38の外周面との緩い嵌合構造としている。この為、前記挿入箇所をシールするセンサシールとして、簡素な形状を有するOリング21を採用する事ができる。 Further, in the case of the present example, the structure of the insertion position of the detected body 20 with respect to the sensor case 18 is such that the inner peripheral surface of the cylindrical portion 25 and the outer peripheral surface of the cylindrical portion 38 are cylindrical surfaces. It has a loose fitting structure with the surface. Therefore, the O-ring 21 having a simple shape can be used as a sensor seal that seals the insertion portion.

又、本例の場合には、前記各センサユニット14、14が、個々にOリング21によるシール構造を有している。この為、前記各センサユニット14、14を一括してシールする大掛かりなシール構造を採用する場合に比べて、前記各センサユニット14、14のシール面積を最小限に抑えられる。従って、前記各センサユニット14、14のシール性能の信頼性を十分に確保できると共に、センシング装置付ホイール全体の組立性を良好にできる。 Further, in the case of this example, each of the sensor units 14 and 14 has a seal structure by the O-ring 21 individually. Therefore, the sealing area of each sensor unit 14, 14 can be minimized as compared with the case where a large-scale sealing structure for collectively sealing each sensor unit 14, 14 is adopted. Therefore, the reliability of the sealing performance of each of the sensor units 14, 14 can be sufficiently ensured, and the assembling property of the entire wheel with the sensing device can be improved.

又、本例のセンシング装置付ホイールの場合には、図13に示す様に、前記ホイール1に取り付けられた前記各センサユニット14に対し、車輪支持用転がり軸受ユニット45を通じて電力供給用及び信号送信用の配線34を接続する場合に、前記車輪支持用転がり軸受ユニット45から前記各センサユニット14までの配線34の長さを短くできる。即ち、本例の場合には、前記ホイール1及び前記変位取出し部材13の径方向内端部に前記各センサユニット14を支持する構成(前記ホイール1の取付部7に前記各センサユニット14の検出体19を支持する構成)を採用している。この為、前記ホイール1の取付部7を、前記車輪支持用転がり軸受ユニット45を構成するハブ47に結合固定した状態で、この車輪支持用転がり軸受ユニット45から前記各センサユニット14までの距離を短くする事ができる。従って、前記車輪支持用転がり軸受ユニット45から前記各センサユニット14までの配線34の長さを短くできる。この結果、これら各配線34の敷設が容易となると共に、これら各配線34を通じて送信される信号にノイズが混入しにくくなる。 Further, in the case of the wheel with the sensing device of the present example, as shown in FIG. 13, power supply and signal transmission are performed through the wheel supporting rolling bearing unit 45 to each of the sensor units 14 mounted on the wheel 1. When connecting the reliable wiring 34, the length of the wiring 34 from the wheel supporting rolling bearing unit 45 to each of the sensor units 14 can be shortened. That is, in the case of this example, a configuration in which the sensor units 14 are supported at the radially inner ends of the wheel 1 and the displacement take-out member 13 (detection of each sensor unit 14 at the mounting portion 7 of the wheel 1) The structure that supports the body 19) is adopted. Therefore, in a state where the mounting portion 7 of the wheel 1 is fixedly coupled to the hub 47 which constitutes the wheel supporting rolling bearing unit 45, the distance from the wheel supporting rolling bearing unit 45 to each of the sensor units 14 is set. Can be shortened. Therefore, the length of the wiring 34 from the wheel supporting rolling bearing unit 45 to each of the sensor units 14 can be shortened. As a result, the wirings 34 can be easily laid, and noise is less likely to be mixed in the signal transmitted through the wirings 34.

又、本例の場合には、前記ホイール1及び前記変位取出し部材13のうち、回転中心に近い径方向内端部に前記各センサユニット14を支持している(前記環状連結部16に前記被検出体20を支持している)為、回転中心から遠い径方向外端部に前記各センサユニット14を支持する場合に比べて、遠心力によるセンサ精度への悪影響を小さく抑えられる。 Further, in the case of the present example, each of the sensor units 14 is supported at the radial inner end of the wheel 1 and the displacement take-out member 13 close to the center of rotation (the annular coupling portion 16 is provided with the above-mentioned member). Since the detection body 20 is supported), the adverse effect of centrifugal force on the sensor accuracy can be suppressed as compared with the case where each of the sensor units 14 is supported at the radially outer end portion far from the center of rotation.

又、本例の場合には、前記各センサユニット14を構成するセンサケース18(及び前記各ねじ42、42)を、前記ホイール1の取付面9に設けた内径側保持凹部11の内側に配置している。この為、前記ホイール1の取付部7を前記ハブ47に結合固定した状態、即ち、前記取付面9を前記ブレーキロータ44の径方向内半部の軸方向外側面に当接させた状態で、前記各センサケース18(及び前記各ねじ42、42)がこのブレーキロータ44の径方向内半部の軸方向外側面と接触する事を防止できる。従って、制動時に発生する摩擦熱が前記ブレーキロータ44から前記各センサユニット14、14に伝わりにくくする事ができる。又、前記ホイール1の取付部7を前記ハブ47に結合固定した状態では、前記各内径側保持凹部11の内面と前記ブレーキロータ44の径方向内半部の軸方向外側面とにより周囲を囲まれた空間内に前記各センサユニット14を構成するセンサケース18が配置される。この為、例えば自動車の走行中に路面から跳ね上がった飛び石が、前記センサケース18にぶつかる事を有効に防止できる。 Further, in the case of this example, the sensor case 18 (and the screws 42, 42) constituting each of the sensor units 14 are arranged inside the inner diameter side holding concave portion 11 provided on the mounting surface 9 of the wheel 1. doing. Therefore, in a state where the mounting portion 7 of the wheel 1 is coupled and fixed to the hub 47, that is, in a state where the mounting surface 9 is in contact with the axially outer surface of the radial inner half of the brake rotor 44, It is possible to prevent the sensor cases 18 (and the screws 42, 42) from coming into contact with the axially outer side surface of the radial inner half of the brake rotor 44. Therefore, it is possible to make it difficult for frictional heat generated during braking to be transmitted from the brake rotor 44 to the sensor units 14, 14. Further, in a state where the mounting portion 7 of the wheel 1 is fixedly coupled to the hub 47, the periphery is surrounded by the inner surface of each of the inner diameter side holding recesses 11 and the axial outer surface of the radially inner half of the brake rotor 44. The sensor case 18 that constitutes each of the sensor units 14 is arranged in the enclosed space. Therefore, for example, it is possible to effectively prevent the stepping stones that have jumped up from the road surface while the vehicle is traveling, hitting the sensor case 18.

[実施の形態の第2例]
本発明の実施の形態の第2例に就いて、図14により説明する。
本例の場合には、センサユニット14aを構成する検出体19a及び被検出体20の組み合わせの構造のみが、上述した実施の形態の第1例の場合と異なる。尚、図14では、センサユニット14aを構成するセンサケースの図示を省略している。
[Second Example of Embodiment]
A second example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the case of the present example, only the structure of the combination of the detection body 19a and the detection target body 20 constituting the sensor unit 14a differs from the case of the first example of the above-described embodiment. Incidentally, in FIG. 14, the illustration of the sensor case forming the sensor unit 14a is omitted.

本例の場合、前記被検出体20の構造は、上述した実施の形態の第1例の場合と同様であるが、この被検出体20を構成するロッド部35のうち、長手方向他端面{ホイール1(図3及び図13参照)の径方向に関する内端面である、図14の右端面}を、この長手方向に対して直交する平面状の第一被検出部60としている。これと共に、前記ロッド部35の半円柱状部39の径方向他側面{前記ホイール1の軸方向に関する内側面である、図14の(b)の下側面}を、平面状の第二被検出部61としている。 In the case of the present example, the structure of the detected body 20 is the same as that of the first example of the above-described embodiment, but the other end surface in the longitudinal direction of the rod portion 35 constituting the detected body 20 { The right end surface in FIG. 14, which is the inner end surface in the radial direction of the wheel 1 (see FIGS. 3 and 13), is a flat first detected portion 60 orthogonal to the longitudinal direction. Along with this, the second radial direction side surface of the semi-cylindrical portion 39 of the rod portion 35 (the lower side surface of FIG. 14B which is the inner side surface in the axial direction of the wheel 1) is detected as a flat second detection target. Part 61.

一方、前記検出体19aは、図示しないセンサケースの内部にL字形に配置された状態で保持固定された、第一基板62及び第二基板63を有する。このうちの第一基板62は、厚さ方向片側面(前記ホイール1の径方向に関する外側面である、図14の左側面)に実装された第一平面コイル31を、前記被検出体20の第一被検出部60に対して近接対向させている。又、前記第二基板63は、厚さ方向片側面{前記ホイール1の軸方向に関する外側面である、図14の(b)の上側面}に実装された第二平面コイル32を、前記被検出体20の第二被検出部61に対して近接対向させている。 On the other hand, the detection body 19a has a first substrate 62 and a second substrate 63 which are held and fixed in an L-shaped state inside a sensor case (not shown). Of these, the first substrate 62 has the first flat coil 31 mounted on one side surface in the thickness direction (the outer side surface in the radial direction of the wheel 1, the left side surface in FIG. 14) of the detected body 20. The first detected portion 60 is closely opposed to the first detected portion 60. In addition, the second substrate 63 has the second flat coil 32 mounted on one side in the thickness direction {the upper side of FIG. The second detected part 61 of the detection body 20 is closely opposed.

本例の場合、前記ホイール1にラジアル荷重が作用する事により、前記被検出体20と前記センサケース(前記検出体19a)とが、このセンサケースの長手方向(図14のβ方向)に関して相対変位すると、前記第二被検出部61と前記第二平面コイル32との対向距離は変化しないが、前記第一被検出部60と前記第一平面コイル31との対向距離は変化する為、前記第二平面コイル32の出力は一定のまま、前記第一平面コイル31の出力のみが変化する。 In the case of the present example, a radial load acts on the wheel 1, so that the detected body 20 and the sensor case (the detected body 19a) are relatively positioned with respect to the longitudinal direction of the sensor case (β direction in FIG. 14). When displaced, the facing distance between the second detected portion 61 and the second planar coil 32 does not change, but the facing distance between the first detected portion 60 and the first planar coil 31 changes. While the output of the second plane coil 32 remains constant, only the output of the first plane coil 31 changes.

又、前記ホイール1にアキシアル荷重が作用する事により、前記被検出体20と前記センサケース(前記検出体19a)とが、このセンサケースの厚さ方向(図14のα方向)に関して相対変位すると、前記第一被検出部60と前記第一平面コイル31との対向距離は変化しないが、前記第二被検出部61と前記第二平面コイル32との対向距離は変化する為、前記第一平面コイル31の出力は一定のまま、前記第二平面コイル32の出力のみが変化する。 Further, when an axial load acts on the wheel 1, the detected body 20 and the sensor case (the detection body 19a) are displaced relative to each other in the thickness direction of the sensor case (direction α in FIG. 14). The facing distance between the first detected portion 60 and the first planar coil 31 does not change, but the facing distance between the second detected portion 61 and the second planar coil 32 changes, so the first While the output of the plane coil 31 remains constant, only the output of the second plane coil 32 changes.

又、本例の場合には、前記被検出体20と前記センサケース(前記検出体19a)とが、このセンサケースの短手方向(図14のγ方向)に関して相対変位した場合でも、前記第一被検出部60と前記第一平面コイル31との対向面積は変化せず(この第一平面コイル31の出力は変化せず)、又、前記第二被検出部61と前記第二平面コイル32との対向面積も変化しない(この第二平面コイル32の出力も変化しない)様に、各部の寸法を規制している。 Further, in the case of the present example, even when the detected body 20 and the sensor case (the detection body 19a) are relatively displaced in the lateral direction (γ direction in FIG. 14) of the sensor case, The facing area between the one detected part 60 and the first planar coil 31 does not change (the output of the first planar coil 31 does not change), and the second detected part 61 and the second planar coil 31 do not change. The dimensions of each part are regulated so that the area facing 32 is not changed (the output of the second planar coil 32 is not changed).

つまり、本例の場合、前記第一平面コイル31は、ラジアル方向(図14のβ方向)の感度のみを持った変位センサとして機能し、前記第二平面コイル32は、アキシアル方向(図14のα方向)の感度のみを持った変位センサとして機能する。従って、本例の場合、前記被検出体20と前記検出体19aとの厚さ方向の相対変位量は、前記第二平面コイル32の出力によって求められ、同じく長手方向に関する相対変位量は、前記第一平面コイル31の出力によって求められる。
その他の構成及び作用は、上述した実施の形態の第1例の場合と同様である。
That is, in the case of the present example, the first plane coil 31 functions as a displacement sensor having sensitivity only in the radial direction (β direction in FIG. 14), and the second plane coil 32 is in the axial direction (see FIG. 14). It functions as a displacement sensor with sensitivity only in the α direction. Therefore, in the case of this example, the relative displacement amount in the thickness direction between the detected body 20 and the detection body 19a is obtained by the output of the second planar coil 32, and the relative displacement amount in the longitudinal direction is the same as the above. It is obtained by the output of the first plane coil 31.
Other configurations and operations are the same as in the case of the first example of the above-described embodiment.

[実施の形態の第3例]
本発明の実施の形態の第3例に就いて、図15〜17により説明する。
本例の場合には、センサユニット14bを構成する検出体19b及び被検出体20aの構造が、上述した実施の形態の第1例の場合と若干異なる。
[Third Example of Embodiment]
A third example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the case of this example, the structures of the detection body 19b and the detected body 20a that form the sensor unit 14b are slightly different from those of the first example of the above-described embodiment.

即ち、本例の場合、前記検出体19bは、基板30の厚さ方向(図15〜17のα方向)片側面(図15、17の上側面)のうち、第二平面コイル32を挟んで、第一平面コイル31と長手方向(図15〜17のβ方向)反対側に位置する部分に、第三平面コイル64を実装している。即ち、これら第一〜第三平面コイル31、32、64は、長手方向に関して所定の間隔をあけて直列に配置されている。尚、前記第三平面コイル64も、前記第一、第二両平面コイル31、32と同様、前記基板30の厚さ方向片側面に実装された図示しない回路に接続されている。 That is, in the case of the present example, the detection body 19b sandwiches the second planar coil 32 on one side surface (upper side surface of FIGS. 15 and 17) of the substrate 30 in the thickness direction (α direction of FIGS. 15 to 17). A third plane coil 64 is mounted on a portion located on the opposite side to the first plane coil 31 in the longitudinal direction (β direction in FIGS. 15 to 17). That is, these first to third plane coils 31, 32, 64 are arranged in series at a predetermined interval in the longitudinal direction. The third plane coil 64 is also connected to a circuit (not shown) mounted on one side surface in the thickness direction of the substrate 30, like the first and second plane coils 31 and 32.

又、本例の場合、被検出体20aを構成するロッド部35の半円柱状部39aのうち、長手方向片端(図15〜16の左端)寄り部分の短手方向(図15〜17のγ方向)片半部(図15、17の紙面手前側半部、図16の下半部)に、切り欠き65を設けている。そして、前記半円柱状部39aの径方向他側面(図15、17の下側面)である被検出部41のうちで、前記切り欠き65と短手方向に隣接する部分を、前記第三平面コイル64のうち少なくとも短手方向他側(図15、17の紙面奥側、図16の上側)の一部分に対して近接対向させている。 Further, in the case of the present example, of the semi-cylindrical portion 39a of the rod portion 35 that constitutes the detected body 20a, the short side direction (γ in FIGS. 15 to 17) of the portion closer to one end (the left end in FIGS. Direction) A notch 65 is provided in one half (the front half of the paper in FIGS. 15 and 17, the lower half in FIG. 16). Then, in the detected portion 41 which is the other radial side surface (lower side surface of FIGS. 15 and 17) of the semi-cylindrical portion 39a, a portion adjacent to the cutout 65 in the lateral direction is defined by the third plane. At least a part of the coil 64 on the other side in the lateral direction (the back side of the paper in FIGS. 15 and 17 and the upper side in FIG. 16) is made to closely face.

上述の様な構成を有する本例の場合、ホイール1(図3及び図13参照)にラジアル荷重が作用する事により、前記被検出体20aとセンサケース18(前記検出体19b)とが、このセンサケース18の長手方向(β方向)に関して相対変位すると、前記被検出部41と前記第二平面コイル32との対向面積、及び、前記被検出部41と前記第三平面コイル64との対向面積は、それぞれ変化しないが、前記被検出部41と前記第一平面コイル31との対向面積は変化する。この為、前記第二、第三両平面コイル32、64の出力は一定のまま、前記第一平面コイル31の出力のみが変化する。 In the case of the present example having the above-described configuration, the load 1 to be detected (see FIG. 3 and FIG. 13) causes a radial load to act, so that the detected body 20a and the sensor case 18 (the detection body 19b) are When the sensor case 18 is relatively displaced in the longitudinal direction (β direction), the facing area between the detected part 41 and the second planar coil 32 and the facing area between the detected part 41 and the third planar coil 64. Does not change, respectively, but the facing area between the detected part 41 and the first planar coil 31 changes. Therefore, only the output of the first plane coil 31 changes while the outputs of the second and third plane coils 32 and 64 remain constant.

又、ホイール1(図3及び図13参照)にアキシアル荷重が作用する事により、前記被検出体20aと前記センサケース18(前記検出体19b)とが、このセンサケース18の厚さ方向(α方向)に関して相対変位すると、前記被検出部41と前記第一〜第三各平面コイル31、32、64との対向距離が変化する為、これら第一〜第三各平面コイル31、32、64の出力がそれぞれ変化する。 Further, when the axial load acts on the wheel 1 (see FIGS. 3 and 13), the detected body 20a and the sensor case 18 (the detected body 19b) are separated from each other in the thickness direction (α Direction), the facing distance between the detected portion 41 and each of the first to third planar coils 31, 32, 64 changes, so that the first to third planar coils 31, 32, 64 are changed. Output changes.

又、本例の場合、前記ホイール1(例えば図2参照)にトルクが作用すると、このトルクに応じた分だけ、前記ホイール1に回転方向の弾性的な捩れが生じる。そして、この弾性的な捩れに伴って、取付部7と、リム部5に結合された変位取出し部材13を構成する環状連結部16との間に、回転方向の相対変位が生じる。この結果、前記取付部7に支持された前記センサケース18(前記検出体19b)と、前記環状連結部16に支持された前記被検出体20aとが、前記センサケース18の短手方向(γ方向)に関して相対変位すると、前記被検出部41と前記第一平面コイル31との対向面積、及び、前記被検出部41と前記第二平面コイル32との対向面積は、それぞれ変化しないが、前記被検出部41と前記第三平面コイル64との対向面積は変化する。この為、前記第一、第二両平面コイル31、32の出力は一定のまま、前記第三平面コイル64の出力のみが変化する。この様に前記トルクが作用する事によって生じた第三平面コイル64の出力の変化の方向及び大きさは、このトルクの方向及び大きさに応じたものとなる。 Further, in the case of this example, when a torque acts on the wheel 1 (see, for example, FIG. 2), the wheel 1 is elastically twisted in the rotational direction by an amount corresponding to the torque. Along with this elastic twist, a relative displacement in the rotational direction occurs between the mounting portion 7 and the annular coupling portion 16 that constitutes the displacement extracting member 13 that is coupled to the rim portion 5. As a result, the sensor case 18 (the detection body 19b) supported by the mounting portion 7 and the detected body 20a supported by the annular coupling portion 16 are moved in the lateral direction (γ Direction), the facing area between the detected part 41 and the first planar coil 31 and the facing area between the detected part 41 and the second planar coil 32 do not change, respectively. The facing area between the detected part 41 and the third planar coil 64 changes. Therefore, only the output of the third plane coil 64 changes while the outputs of the first and second plane coils 31 and 32 remain constant. The direction and the magnitude of the change in the output of the third planar coil 64 caused by the action of the torque in this manner depend on the direction and the magnitude of the torque.

つまり、本例の場合、前記第一平面コイル31は、ラジアル方向(β方向)及びアキシアル方向(α方向)の感度を持った変位センサとして機能し、前記第二平面コイル32は、アキシアル方向(α方向)の感度のみを持った変位センサとして機能し、前記第三平面コイル64は、円周方向(短手方向である、γ方向)及びアキシアル方向(α方向)の感度を持った変位センサとして機能する。 That is, in the case of the present example, the first plane coil 31 functions as a displacement sensor having sensitivity in the radial direction (β direction) and the axial direction (α direction), and the second plane coil 32 functions as the axial direction ( The third flat coil 64 functions as a displacement sensor having only sensitivity in the α direction, and the third planar coil 64 has a displacement sensor having sensitivity in the circumferential direction (γ direction, which is the lateral direction) and the axial direction (α direction). Function as.

上述の3方向(ラジアル方向、アキシアル方向、円周方向)の相対変位が同時に生じる場合、アキシアル方向(α方向)に関する相対変位量は、前記第二平面コイル32の出力によって求められる。又、同じくラジアル方向(β方向)に関する相対変位量は、前記第一平面コイル31の出力を、前記第二平面コイル32の出力を用いて補正する事により求められる。又、同じく円周方向(γ方向)に関する相対変位量は、前記第三平面コイル64の出力を、前記第二平面コイル32の出力を用いて補正する事により求められる。 When the relative displacements in the above three directions (radial direction, axial direction, circumferential direction) occur at the same time, the relative displacement amount in the axial direction (α direction) is obtained from the output of the second planar coil 32. Similarly, the relative displacement amount in the radial direction (β direction) is obtained by correcting the output of the first plane coil 31 using the output of the second plane coil 32. Similarly, the amount of relative displacement in the circumferential direction (γ direction) is obtained by correcting the output of the third plane coil 64 using the output of the second plane coil 32.

尚、本例の場合には、前記第二平面コイル32が、特許請求の範囲に記載した「複数の平面コイルのうちの何れか1つの平面コイル」に相当し、前記第一平面コイル31と前記第三平面コイル64とが、特許請求の範囲に記載した「複数の平面コイルのうちの残りの平面コイル」に相当する。 In the case of this example, the second planar coil 32 corresponds to “any one planar coil of the plurality of planar coils” described in the claims, and the first planar coil 31 and The third planar coil 64 corresponds to the "remaining planar coil of the plurality of planar coils" recited in the claims.

尚、本例の構造の場合には、前記ホイール1にラジアル荷重が作用する事によって、前記取付部7と前記環状連結部16との間に、このラジアル荷重の作用方向に関する相対変位が生じた場合にも、前記センサケース18(前記検出体19b)と前記被検出体20aとが、前記センサケース18の短手方向(γ方向)に関して相対変位する場合がある。
但し、この様なラジアル荷重による短手方向(γ方向)の相対変位と、上述したトルクによる短手方向(γ方向)の相対変位とは、前記ホイール1の回転角度情報を利用して、分離する事ができる。
即ち、上述したラジアル荷重による短手方向(γ方向)の相対変位は、前記ホイール1の回転角度に応じて変化する。一方、トルクによる短手方向(γ方向)の相対変位は、前記ホイール1の回転角度に依存しない為、複数のセンサユニット14bの出力信号と前記ホイール1の回転角度情報とを組み合わせる事で、ラジアル荷重による相対変位とトルクによる相対変位を分離する事ができる。
その他の構成及び作用は、上述した実施の形態の第1例の場合と同様である。
In the structure of this example, a radial load acts on the wheel 1 to cause a relative displacement between the mounting portion 7 and the annular connecting portion 16 in the acting direction of the radial load. Also in this case, the sensor case 18 (the detection body 19b) and the detected body 20a may be relatively displaced in the lateral direction (γ direction) of the sensor case 18.
However, the relative displacement in the lateral direction (γ direction) due to such a radial load and the relative displacement in the lateral direction (γ direction) due to the torque described above are separated by using the rotation angle information of the wheel 1. You can do it.
That is, the relative displacement in the lateral direction (γ direction) due to the radial load described above changes according to the rotation angle of the wheel 1. On the other hand, since the relative displacement in the lateral direction (γ direction) due to the torque does not depend on the rotation angle of the wheel 1, by combining the output signals of the plurality of sensor units 14b and the rotation angle information of the wheel 1, the radial displacement can be improved. Relative displacement due to load and relative displacement due to torque can be separated.
Other configurations and operations are the same as in the case of the first example of the above-described embodiment.

[実施の形態の第4例]
本発明の実施の形態の第4例に就いて、図18〜19により説明する。
本例の場合には、センサユニット14cに関して、次の点が、上述した実施の形態の第3例の場合と異なる。
[Fourth Example of Embodiment]
A fourth example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the case of this example, the following points regarding the sensor unit 14c differ from the case of the third example of the above-described embodiment.

即ち、本例の場合、前記センサユニット14cに関して、検出体19cを構成する基板30の厚さ方向(図19のα方向)片側面に実装した第一〜第三平面コイル31、32、64のうち、第一、第二両平面コイル31、32を、長手方向(図18、19のβ方向)に離隔した2箇所位置で、短手方向(図18のγ方向)に関して同じ位置に配置すると共に、第三平面コイル64を、長手方向に関して前記第一、第二両平面コイル31、32同士の間部分で、短手方向に関してこれら第一、第二両平面コイル31、32よりも片側(図18の下側)にずれた位置に配置している。 That is, in the case of the present example, with respect to the sensor unit 14c, the first to third planar coils 31, 32, 64 mounted on one side surface in the thickness direction (the α direction in FIG. 19) of the substrate 30 forming the detection body 19c. Of these, the first and second planar coils 31 and 32 are arranged at the same position in the lateral direction (γ direction in FIG. 18) at two positions separated in the longitudinal direction (β direction in FIGS. 18 and 19). At the same time, the third planar coil 64 is disposed between the first and second planar coils 31 and 32 in the longitudinal direction, and on one side of the first and second planar coils 31 and 32 in the lateral direction ( It is arranged at a position deviated to the lower side of FIG. 18.

又、本例の場合、前記センサユニット14cに関して、被検出体20は、上述した実施の形態の第1例の場合と同様のものを使用している。そして、この被検出体20を構成するロッド部35の半円柱状部39のうち、長手方向中間部の短手方向片側部分を、前記第三平面コイル64のうち少なくとも短手方向他側(図18の上側)の一部分に対して近接対向させている。 Further, in the case of this example, as for the sensor unit 14c, the same detected object 20 as that in the case of the first example of the above-described embodiment is used. Then, in the semi-cylindrical portion 39 of the rod portion 35 that constitutes the detection target 20, one side portion in the short-side direction of the intermediate portion in the longitudinal direction is at least the other side in the short-side direction of the third plane coil 64 (Fig. The upper part of 18) is made to face a part of it closely.

上述の様に、本例の場合には、第一〜第三平面コイル31、32、64のうち、長手方向(β方向)に関して第一、第二両平面コイル31、32同士の間部分に配置した第三平面コイル64を、短手方向(γ方向)に関して第一、第二両平面コイル31、32よりも片側にずれた位置に配置している。この様な構成を有する本例の場合には、上述した実施の形態の第3例の様に第一〜第三平面コイル31、32、64を長手方向(β方向)に直列に配置した構成に比べて、隣り合う平面コイル同士の間隔を所定長さに定めた場合に、第一〜第三平面コイル31、32、64が存在する長手方向範囲を短くする事ができる。従って、その分、前記センサユニット14cの長手方向の寸法を短くする事が可能となる。
その他の構成及び作用は、上述した実施の形態の第1例及び第3例の場合と同様である。
As described above, in the case of the present example, among the first to third planar coils 31, 32, 64, in the portion between the first and second planar coils 31, 32 with respect to the longitudinal direction (β direction). The arranged third plane coil 64 is arranged at a position displaced to one side with respect to the first and second both plane coils 31 and 32 in the lateral direction (γ direction). In the case of this example having such a configuration, the first to third planar coils 31, 32, 64 are arranged in series in the longitudinal direction (β direction) as in the third example of the above-described embodiment. Compared with the above, when the interval between the adjacent planar coils is set to a predetermined length, the longitudinal range in which the first to third planar coils 31, 32, 64 are present can be shortened. Therefore, the dimension of the sensor unit 14c in the longitudinal direction can be shortened accordingly.
Other configurations and actions are similar to those of the first and third examples of the above-described embodiment.

本発明のセンシング装置付ホイールは、従動輪用の車輪支持用転がり軸受ユニットに限らず、駆動輪用の車輪支持用転がり軸受ユニットに組み付けて使用する事もできる。
本発明を実施する場合、ホイールは、鋳造により全体を一体に形成された1ピース構造に限らず、複数の部品同士を溶接やねじ止め等により互いに結合して成る複数ピース構造とする事もできる。
本発明を実施する場合には、変位取出し部材の径方向内端部をホイールの径方向内端側部分に支持すると共に、この変位取出し部材の径方向外端部を自由端とする事もできる。
The wheel with a sensing device of the present invention is not limited to the wheel supporting rolling bearing unit for the driven wheel, but can be used by being assembled to the wheel supporting rolling bearing unit for the driving wheel.
When carrying out the present invention, the wheel is not limited to the one-piece structure integrally formed by casting as a whole, but may have a multi-piece structure in which a plurality of parts are joined together by welding, screwing, or the like. ..
When the present invention is carried out, the radial inner end of the displacement take-out member may be supported on the radially inner end side of the wheel, and the radial outer end of the displacement take-out member may be a free end. ..

本発明を実施する場合、センサユニットに関しては、検出体と被検出体とのうち、被検出体を、センサケースとの相対変位を阻止された状態で、このセンサケースの内部に配置される一方の部品とし、検出体を、センサケースとの相対変位を可能とされた状態で、自身の一部分を、このセンサケースの外部に位置させた他方の部品とする事もできる。
本発明を実施する場合には、センサケースを変位取出し部材に対して固定すると共に、他方の部品をホイールに対して固定する構成を採用する事もできる。
本発明を実施する場合、検出素子である平面コイルの形態(形状、パターン等)は、適宜の形態を採用する事ができる。
When the present invention is carried out, with respect to the sensor unit, of the detection body and the detection body, the detection body is arranged inside the sensor case while being prevented from relative displacement with the sensor case. It is also possible to use the above-mentioned component as a component, and the detection body in a state where the relative displacement with respect to the sensor case is possible, and a part of itself is the other component positioned outside the sensor case.
When carrying out the present invention, it is also possible to adopt a configuration in which the sensor case is fixed to the displacement extracting member and the other component is fixed to the wheel.
When the present invention is implemented, the form (shape, pattern, etc.) of the planar coil that is the detection element can be appropriately adopted.

本発明のセンシング装置付ホイールを組み付ける車輪支持用転がり軸受ユニットに、センサに電力を供給する為の電力供給手段や、センサの出力信号を車体側に送信する信号送信手段を組み込む場合、これらの手段は、上述の各実施の形態で採用したものに限らず、各種のもの(電磁誘導方式や共鳴方式のワイヤレス給電装置、接触式の通信給電手段等)を採用する事ができる。
又、本発明のセンシング装置付ホイールを組み付ける車輪支持用転がり軸受ユニットは、電力供給手段や信号通信手段を備えていない、従来から知られた車輪支持用転がり軸受ユニットとする事もできる。この場合、センサユニットへの電力は、例えばホイールに支持したバッテリ(電池)から供給する事ができ、又、センサユニットの出力信号は、例えばホイールに支持した無線アンテナにより車体側の演算器に送信する事ができる。
又、本発明のセンシング装置付ホイールは、ホイールに作用する荷重に限らず、ホイールに変形を生じさせるその他の入力(加速度、温度等)に就いても、荷重と同様にして測定する事ができる。又、本発明のセンシング装置付ホイールは、単に、ホイールの径方向一端側部分と径方向他端側部分との相対変位を測定する為に利用する事もできる。
In the case where a wheel support rolling bearing unit to which the wheel with the sensing device of the present invention is assembled is provided with power supply means for supplying power to the sensor and signal transmission means for transmitting the output signal of the sensor to the vehicle body side, these means Are not limited to those used in the above-described respective embodiments, and various types (such as an electromagnetic induction type or resonance type wireless power supply device and a contact type communication power supply means) can be used.
Further, the wheel supporting rolling bearing unit to which the wheel with the sensing device of the present invention is assembled may be a conventionally known wheel supporting rolling bearing unit which is not provided with a power supply means or a signal communication means. In this case, the electric power to the sensor unit can be supplied from, for example, a battery (battery) supported by the wheel, and the output signal of the sensor unit is transmitted to an arithmetic unit on the vehicle body side by, for example, a wireless antenna supported by the wheel. You can do it.
Further, the wheel with the sensing device of the present invention is not limited to the load acting on the wheel, and other inputs (acceleration, temperature, etc.) that cause deformation of the wheel can be measured in the same manner as the load. .. Further, the wheel with a sensing device of the present invention can be used simply for measuring the relative displacement between the radial one end side portion and the radial other end side portion of the wheel.

1 ホイール
2 センシング装置
3 タイヤ
4 車輪
5 リム部
6 ディスク部
7 取付部
8 スポーク
9 取付面
10 取付孔
11 内径側保持凹部
12 大径段部
13 変位取出し部材
14、14a〜14c センサユニット
15 疑似スポーク
16 環状連結部
17 外径側保持凹部
18 センサケース
19、19a〜19c 検出体
20、20a 被検出体
21 Oリング
22 第一ケース部品
23 第二ケース部品
24 本体部
25 円筒状部
26 半円筒状部
27 スリーブ
28 固定用フランジ
29 通孔
30 基板
31 第一平面コイル
32 第二平面コイル
33a、33b 突起
34 配線
35 ロッド部
36 固定部
37 通孔
38 円柱状部
39、39a 半円柱状部
40 係止溝
41 被検出部
42 ねじ
43 ねじ
44 ブレーキロータ
45 車輪支持用転がり軸受ユニット
46 外輪
47 ハブ
48 玉
49a、49b 外輪軌道
50 静止側フランジ
51 ハブ本体
52 内輪
53a、53b 内輪軌道
54 回転側フランジ
55 取付孔
56 シールリング
57 キャップ
58 位置決め筒部
59 取付孔
60 第一被検出部
61 第二被検出部
62 第一基板
63 第二基板
64 第三平面コイル
65 切り欠き
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wheel 2 Sensing device 3 Tire 4 Wheel 5 Rim part 6 Disc part 7 Mounting part 8 Spoke 9 Mounting surface 10 Mounting hole 11 Inner diameter side holding recessed part 12 Large diameter step part 13 Displacement extraction member 14, 14a-14c Sensor unit 15 Pseudo spoke 16 annular connection part 17 outer diameter side holding concave part 18 sensor case 19, 19a-19c detection body 20, 20a detected body 21 O-ring 22 first case part 23 second case part 24 main body part 25 cylindrical part 26 semi-cylindrical shape Part 27 Sleeve 28 Fixing flange 29 Through hole 30 Substrate 31 First planar coil 32 Second planar coil 33a, 33b Protrusion 34 Wiring 35 Rod part 36 Fixing part 37 Through hole 38 Cylindrical part 39, 39a Semi-cylindrical part 40 Engagement Groove 41 Detected part 42 Screw 43 Screw 44 Brake rotor 45 Wheel support rolling bearing unit 46 Outer ring 47 Hub 48 Balls 49a, 49b Outer ring track 50 Stationary side flange 51 Hub body 52 Inner ring 53a, 53b Inner ring track 54 Rotation side flange 55 Mounting hole 56 Seal ring 57 Cap 58 Positioning cylinder portion 59 Mounting hole 60 First detected portion 61 Second detected portion 62 First substrate 63 Second substrate 64 Third planar coil 65 Notch

Claims (5)

車輪を構成するホイールと、センシング装置とを備え、
前記センシング装置は、変位取出し部材と、センサユニットとを有しており、
前記変位取出し部材は、径方向一端部が前記ホイールの径方向一端側部分に支持され、径方向他端部が自由端となっており、
前記センサユニットは、センサケースと、被検出部を有する被検出体と、この被検出部との位置関係が変化する事に伴って出力が変化する検出素子を有する検出体とを有するものであり、
前記検出体と前記被検出体とのうちの何れか一方の部品は、前記センサケースとの相対変位を阻止された状態で、このセンサケースの内部に配置されており、
前記検出体と前記被検出体とのうちの他方の部品は、前記センサケースとの相対変位を可能とされた状態で、このセンサケースの内部で前記被検出部と前記検出素子とを対向させると共に、自身の一部を前記センサケースの外部に位置させており、
前記センサケースは、前記ホイールの径方向他端側部分と前記変位取出し部材の径方向他端部とのうちの何れか一方の部位に対して固定されており、
前記他方の部品のうち前記センサケースの外部に位置する部分は、前記ホイールの径方向他端側部分と前記変位取出し部材の径方向他端部とのうちの他方の部位に対して固定されている
センシング装置付ホイール。
A wheel that constitutes a wheel and a sensing device are provided,
The sensing device has a displacement extraction member and a sensor unit,
The displacement take-out member has one end in the radial direction supported by a part on the one end in the radial direction of the wheel, and the other end in the radial direction is a free end,
The sensor unit has a sensor case, a detected body having a detected portion, and a detected body having a detection element whose output changes in accordance with a change in the positional relationship with the detected portion. ,
Either one of the detection body and the detected body is disposed inside the sensor case in a state in which relative displacement with the sensor case is blocked.
The other part of the detection body and the detection body faces the detection part and the detection element inside the sensor case in a state where relative displacement with the sensor case is possible. Together with that, a part of itself is located outside the sensor case,
The sensor case is fixed to either one of the radial other end portion of the wheel and the radial other end portion of the displacement extracting member,
A portion of the other component located outside the sensor case is fixed to the other portion of the radial other end portion of the wheel and the radial other end portion of the displacement extracting member. Wheel with a sensing device.
前記検出体が前記一方の部品であると共に、前記被検出体が前記他方の部品であり、
前記被検出部は導電材製であり、
前記検出体は、それぞれが前記検出素子である複数の平面コイルと、これら複数の平面コイルを実装した1乃至複数の基板とを有していると共に、前記複数の平面コイルのうちの何れか1つの平面コイルは、前記被検出部との位置関係が、少なくとも所定方向に変化した場合に出力を変化させるものであり、前記複数の平面コイルのうちの残りの平面コイルは、前記被検出部との位置関係が、少なくとも他の平面コイルとは異なる自身に特有の方向に変化した場合に出力を変化させるものである
請求項1に記載したセンシング装置付ホイール。
While the detection body is the one component, the detected body is the other component,
The detected portion is made of a conductive material,
The detection body has a plurality of planar coils, each of which is the detection element, and one to a plurality of substrates on which the plurality of planar coils are mounted, and any one of the plurality of planar coils. The two planar coils change the output when the positional relationship with the detected part changes at least in a predetermined direction, and the remaining planar coils of the plurality of planar coils are the same as the detected part. The wheel with a sensing device according to claim 1, wherein the output changes when at least the positional relationship of the two changes in a direction peculiar to itself different from other planar coils.
前記何れか1つの平面コイルは、前記被検出部に対して前記所定方向に対向していると共に、前記被検出部との位置関係が前記所定方向とは異なる方向に変化した場合でも、前記所定方向に関する前記被検出部との対向面積が変化しないものであり、
前記残りの平面コイルは、前記被検出部に対して前記所定方向に対向していると共に、前記被検出部との位置関係が前記自身に特有の方向に変化する事に伴って、前記所定方向に関する前記被検出部との対向面積が変化するものである
請求項2に記載したセンシング装置付ホイール。
Any one of the planar coils faces the detected part in the predetermined direction, and even when the positional relationship with the detected part changes in a direction different from the predetermined direction, the predetermined coil is used. The facing area with respect to the detected part in the direction does not change,
The remaining planar coil faces the detected portion in the predetermined direction, and the predetermined direction is changed as the positional relationship with the detected portion changes in a direction peculiar to itself. The sensing device-equipped wheel according to claim 2, wherein a facing area of the sensing device with respect to the detected portion changes.
前記センサユニットは、前記センサケースと前記他方の部品との間に設けられ、前記センサケースの内部と外部とを連通する隙間をシールする、センサシールを有している
請求項1〜3のうちの何れか1項に記載したセンシング装置付ホイール。
The sensor unit has a sensor seal that is provided between the sensor case and the other component and seals a gap that communicates the inside and the outside of the sensor case. A wheel with a sensing device described in any one of 1.
前記センシング装置が、前記センサユニットを複数有しており、
これら複数のセンサユニットが、前記ホイールの円周方向に離隔して配置されている
請求項1〜4のうちの何れか1項に記載したセンシング装置付ホイール。
The sensing device has a plurality of the sensor units,
The wheel with a sensing device according to any one of claims 1 to 4, wherein the plurality of sensor units are arranged apart from each other in a circumferential direction of the wheel.
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