JP2003246201A - Rolling bearing unit for supporting wheel - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enable torque applied to driving wheels in the case of braking and acceleration to be measured accurately without being affected by a disturbance. <P>SOLUTION: Through holes 26 are formed at the plurality of spots in the circumferential direction of an attachment flange 15a forming a hub 8 to which the torque applied to the driving wheels in the case of braking and acceleration is directly transmitted. Thus, the rigidity of the attachment flange 15a is lowered to such a degree that it does not cause any trouble and the amount of strain of the attachment flange 15a is increased when the torque is applied. A strain gauge 25 is attached on the inner diameter surface of each of the through holes 26, and the torque is measured based on the detected value of the distortion gauge 25. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】この発明は、自動車の懸架装
置に対して車輪を回転自在に支持する為の車輪支持用転
がり軸受ユニットの改良に関する。特に本発明は、駆動
輪（ＦＦ車の前輪、ＦＲ車及びＲＲ車の後輪、４ＷＤ車
の全輪）を支持する為の車輪支持用転がり軸受ユニット
を改良して、滑り易い路面（低μ路面）での制動を安定
して行なう為の信号を得られる構造を実現するものであ
る。 【０００２】 【従来の技術】自動車の車輪を構成するホイール１、及
び、制動用回転部材であって制動装置であるディスクブ
レーキを構成するロータ２は、例えば図７に示す様な構
造により、懸架装置を構成するナックル３に回転自在に
支承している。即ち、このナックル３に形成した円形の
支持孔４部分に、転がり軸受ユニット５を構成する外輪
６を、複数本のボルト７により固定している。一方、こ
の転がり軸受ユニット５を構成するハブ８に上記ホイー
ル１及びロータ２を、複数本のスタッド９とナット１０
とにより結合固定している。又、上記外輪６の内周面に
は複列の外輪軌道１１ａ、１１ｂを、外周面には結合フ
ランジ１２を、それぞれ形成している。この様な外輪６
は、この結合フランジ１２を上記ナックル３に、上記各
ボルト７で結合する事により、このナックル３に対し固
定している。 【０００３】これに対して、上記ハブ８は、ハブ本体１
３と内輪１４とを組み合わせて成る。このうちのハブ本
体１３の外周面の一部で、上記外輪６の外端開口（軸方
向に関して外とは、自動車への組み付け状態で幅方向外
側となる部分を言い、図１、４、７の左側。反対に、自
動車への組み付け状態で幅方向中央側となる、図１、
４、７の右側を内と言う。本明細書全体で同じ。）から
突出した部分には、取付フランジ１５を形成している。
上記ホイール１及びロータ２はこの取付フランジ１５の
外側面に、上記各スタッド９とナット１０とにより、結
合固定している。 【０００４】又、前記ハブ本体１３の中間部外周面で、
上記外輪６の内周面に形成した複列の外輪軌道１１ａ、
１１ｂのうちの外側の外輪軌道１１ａに対向する部分に
は、内輪軌道１６ａを形成している。更に、上記本体１
３の内端部に形成した小径段部１７に、このハブ本体１
３と共に上記ハブ８を構成する上記内輪１４を外嵌固定
している。そして、この内輪１４の外周面に形成した内
輪軌道１６ｂを、上記複列の外輪軌道１１ａ、１１ｂの
うちの内側の外輪軌道１１ｂに対向させている。これら
各外輪軌道１１ａ、１１ｂと各内輪軌道１６ａ、１６ｂ
との間には、それぞれが転動体である玉１８、１８を複
数個ずつ、それぞれ保持器１９、１９により保持した状
態で転動自在に設けている。尚、図示の例では、上記ハ
ブ本体１３の内端部で上記内輪１４の内端面よりも内方
に突出した部分を径方向外方に塑性変形させる事で形成
したかしめ部２０により、上記内輪１４の内端面を抑え
付け、この内輪１４と上記ハブ本体１３との分離防止を
図っている。この構成により、背面組み合わせである複
列アンギュラ型の玉軸受を構成し、上記外輪６の内径側
に上記ハブ８を、回転自在に、且つ、ラジアル荷重及び
スラスト荷重を支承自在に支持している。 【０００５】尚、上記外輪６の両端部内周面と、上記ハ
ブ８の中間部外周面及び内端部外周面との間には、それ
ぞれシールリング２１ａ、２１ｂを設けて、上記各玉１
８、１８を設けた空間と外部空間とを遮断している。更
に、上記ハブ８に結合固定した車輪を回転駆動する為、
上記ハブ本体１３の中心部に、スプライン孔２２を形成
している。そして、このスプライン孔２２に、等速ジョ
イント２３のスプライン軸２４を挿入している。 【０００６】上述の様な転がり軸受ユニット５の使用時
には、図７に示す様に、上記外輪６をナックル３に固定
すると共に、上記ハブ８の取付フランジ１５に、図示し
ないタイヤを組み合わせたホイール１及びロータ２を固
定する。又、このうちのロータ２と、上記ナックル３に
固定した、図示しないサポート及びキャリパとを組み合
わせて、制動用のディスクブレーキを構成する。制動時
には、上記ロータ２を挟んで設けた１対のパッドのライ
ニングを、上記キャリパ内の油圧シリンダ内に嵌装した
油圧ピストンの働きにより、上記ロータ２の両側面に押
し付ける。 【０００７】この様にして行なう制動時に於ける車両の
安定性を確保する為には、車両が走行している限り、車
輪が回転し続ける（ロックしない）事が重要である。こ
の為に従来から、車輪の回転速度と車両の減速度とを比
較して制動時にこの車輪がロックする事を防止する、ア
ンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）が、広く使用さ
れている。そして、この様なＡＢＳを構成する為に従来
から、車輪支持用の転がり軸受ユニットのうちの回転輪
にエンコーダを、静止輪若しくはナックル等の懸架装置
側に速度センサを、それぞれ設けて、上記車輪の回転速
度を検出自在としている。又、車体の一部に加速度セン
サを設けて、制動時にこの車体の減速度を検出自在とし
ている。制動時には、この加速度センサの検出信号と上
記速度センサの検出信号とを比較して、上記油圧シリン
ダ内に導入する油圧を調節し、上記車輪のロックを防止
する。 【０００８】この様なＡＢＳの作動状態をより一層向上
させ、制動距離の短縮及び制動時の姿勢安定の為の制御
をより高精度に行なう事を目的として、制動時に車輪に
加わるトルクを測定する事が、特開平９−３１５２８２
号公報、同１１−３４８４６号公報に記載されて、従来
から知られている。このうちの特開平９−３１５２８２
号公報に記載された従来技術の場合には、駆動輪に加わ
るトルクを測定する事を意図したもので、この駆動輪を
回転駆動する為の駆動軸にトルクセンサを設置するとし
ている。一方、特開平１１−３４８４６号公報の場合に
は、懸架装置に加わるブレーキトルクを測定するもの
で、制動時に加わるトルクの測定対象は、駆動輪、従動
輪を問わないものである。 【０００９】 【発明が解決しようとする課題】制動時に車輪に加わる
トルクを測定する従来構造は何れも、トルクセンサを懸
架装置や駆動軸等、車輪支持用転がり軸受ユニットとは
別の部分に組み付けている。この為、必ずしも制動時に
車輪に加わるトルクを正確に測定できない可能性があ
る。即ち、制動時に車輪に加わるトルクは、車輪支持用
転がり軸受ユニットを構成するハブに直接伝達される。
これに対し、例えば上記特開平９−３１５２８２号公報
に記載された従来技術の場合には、トルクセンサを、ハ
ブとデファレンシャルギヤの出力部とを結ぶ駆動軸の途
中に設けている。この為、上記トルクセンサの測定値に
外乱が入り込んで、測定すべきトルクを正確に測定でき
ない可能性がある。 【００１０】これに対し、制動時に車輪に加わるトルク
が直接伝達される部材である、上記ハブの表面に歪みゲ
ージを添着し、この歪みゲージの検出値に基づいて上記
トルクを算出すれば、外乱の影響を受ける事なく、測定
すべきトルクを正確に測定できると考えられる。ところ
が、上記ハブは、剛性が高い為、トルクが加わった際の
歪み量が小さい。従って、このハブの表面に単に歪みゲ
ージを添着するだけでは、この歪みゲージによる測定値
を十分に大きくできず、上記トルクを正確に測定できな
い可能性がある。本発明の車輪支持用転がり軸受ユニッ
トは、この様な事情に鑑みて、上記ハブの構造とこのハ
ブに対する歪みゲージの添着位置とを工夫する事によ
り、制動時に駆動輪に加わるトルクを正確に測定自在な
構造を実現すべく発明したものである。 【００１１】 【課題を解決するための手段】本発明の車輪支持用転が
り軸受ユニットは、外輪と、ハブと、複数個の転動体と
を備える。このうちの外輪は、内周面に複列の外輪軌道
を有し、使用時に懸架装置に支持固定された状態で回転
しない。又、上記ハブは、外周面の外端部に車輪及び制
動用回転体を支持する為の取付フランジを、同じく中間
部乃至内端部に複列の内輪軌道を、中心部に駆動用のス
プライン軸を係合させる為のスプライン孔を、それぞれ
有し、使用時に車輪と共に回転する。又、上記各転動体
は、上記各外輪軌道と上記各内輪軌道との間に、それぞ
れ複数個ずつ転動自在に設けられている。 【００１２】特に、本発明の車輪支持用転がり軸受ユニ
ットに於いては、上記取付フランジの一部で、上記車輪
及び制動用回転体を取り付ける為のスタッド若しくはボ
ルトを支持すべくこの取付フランジに形成した支持孔
（スタッドの基端部を嵌合させる為の円孔若しくはボル
トの先端部を螺合させる為のねじ孔）から外れた部分
に、この取付フランジの両側面を貫通する透孔を形成し
ている。これと共に、この取付フランジの表面に歪みゲ
ージを添着している。そして、この歪みゲージの検出値
に基づいて上記取付フランジに加わるトルクを測定自在
としている。 【００１３】尚、本発明の場合、上記透孔は、上記取付
フランジの剛性を低下させ、トルクの負荷時にこの取付
フランジの表面の歪み量を大きくする為に形成する。こ
の透孔の形状及び大きさ、個数等は、何れも特に限定し
ないが、上記取付フランジに必要な剛性（耐久性）を確
保できる程度に規制する。又、上記取付フランジの表面
に対する上記歪みゲージの添着位置としては、例えば、
上記透孔の内周面や、上記取付フランジの側面のうち上
記透孔の近傍部分（例えば、円周方向に隣り合う透孔の
間部分）等を採用できる。又、上記歪みゲージの検出信
号は、例えば電波を利用した無線やスリップリングを用
いた有線等により車体側の制御装置へ送り込み、この制
御装置により当該検出信号から上記トルクを算出する。 【００１４】 【作用】上述の様に構成する本発明の車輪支持用転がり
軸受ユニットの場合には、ＡＢＳの制御が必要となる様
な急制動時或は滑り易い路面での制動時、又は、トラク
ションコントロールシステム（ＴＣＳ）の制御が必要と
なる様な急加速時或は滑り易い路面での加速時に、駆動
輪に作用するトルクを正確に測定できる。先ず、制動時
には、ディスクブレーキ或はドラムブレーキ等の制動装
置の作動に基づく制動トルクにより回転速度が低下する
上記駆動輪と、エンジンのクランクシャフトと共に回転
する駆動軸との間で、回転速度がずれる傾向になる。そ
して、この回転速度がずれる傾向に応じて上記ハブに、
所定方向のトルクが加わる。又、加速時には、上記エン
ジンからの駆動力が加わる駆動軸と、路面との接触部に
働く摩擦抵抗により回転上昇が遅れる傾向にある駆動輪
との間で、回転速度がずれる傾向になる。そして、この
回転速度がずれる傾向に応じて上記ハブに、上記所定方
向とは逆方向のトルクが加わる。 【００１５】本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットの
場合には、制動時及び加速時に駆動輪に加わるトルクが
直接伝達される部位である、上記ハブを構成する取付フ
ランジの表面に歪みゲージを添着している。この為、こ
の歪みゲージにより、上記トルクに比例した上記取付フ
ランジの表面の歪み量を、外乱の影響を受ける事なく検
出できる。又、上記取付フランジの一部に透孔を形成し
ている為、この取付フランジの剛性が低下し、この取付
フランジの表面の歪み量が大きくなる。従って、上記歪
みゲージの検出値を大きくできる。この結果、本発明の
場合には、制動時及び加速時に駆動輪に加わるトルク
を、上記歪みゲージの検出値に基づいて正確に測定でき
る。 【００１６】 【発明の実施の形態】図１〜２は、本発明の実施の形態
の第１例を示している。尚、本例の特徴は、制動時にＡ
ＢＳを制御する為、或は加速時にＴＣＳを制御する為、
駆動輪を支持する為の転がり軸受ユニット５ａのうちで
制動時及び加速時に直接トルクが加わる部分に歪みゲー
ジ２５を添着した点、並びに、この添着した部位の構造
を工夫した点にある。上記転がり軸受ユニット５ａ、並
びにこの転がり軸受ユニット５ａと組み合わされる等速
ジョイント２３の基本構造及び作用に就いては、前述の
図７に示した従来構造と同様であるから、同等部分には
同一符号を付して重複する説明は省略若しくは簡略に
し、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。 【００１７】本例の転がり軸受ユニット５ａの場合に
は、制動時及び加速時に駆動輪に加わるトルクが直接伝
達される部材である、ハブ本体１３の外端部外周面に設
けた取付フランジ１５ａの内周寄り部分に、この取付フ
ランジ１５ａの両側面を貫通する複数の透孔２６、２６
を、円周方向に関して等間隔に形成している。図示の例
では、これら各透孔２６、２６を、円周方向寸法が長く
且つ径方向寸法が短い扇形としている。又、これら各透
孔２６、２６の円周方向の位相と、スタッド９、９の基
端部を挿通支持すべく上記取付フランジ１５ａの外周寄
り部分に形成した各支持孔２７、２７の円周方向の位相
とを、互いに一致させている。そして、この様な複数の
透孔２６、２６を形成する事により、上記取付フランジ
１５ａの剛性を低くし、トルクの負荷時にこの取付フラ
ンジ１５ａの歪み量が大きくなる様にしている。但し、
本例の場合、上記取付フランジ１５ａに必要な剛性（耐
久性）を確保できる程度に、上記各透孔２６、２６の形
状及び寸法等を規制している。 【００１８】又、上記各透孔２６、２６の内周面のう
ち、上記取付フランジ１５ａの外径側に位置する周面の
円周方向中央部に、それぞれ歪みゲージ２５、２５を添
着している。そして、これら各歪みゲージ２５、２５に
より、上記取付フランジ１５ａの径方向中央部分の歪み
量を検出自在としている。これら各歪みゲージ２５、２
５により検出する歪み量は、制動時及び加速時に駆動輪
と上記取付フランジ１５ａとの間で伝達されるトルクに
比例する。そこで、本例の場合、上記各歪みゲージ２
５、２５の検出信号を、電波を利用した無線やスリップ
リングを用いた有線等により車体側の制御装置へ送り込
み、この制御装置により当該検出信号から上記トルクを
算出する。そして、算出したトルクをＡＢＳやＴＣＳの
制御に利用する。尚、外乱により上記各歪みゲージ２
５、２５の検出信号に雑音が混入するのを防止する為、
上記各歪みゲージ２５、２５やこれら各歪みゲージ２
５、２５の検出信号を取り出す為のリード線は、コーテ
ィング等により保護する事が好ましい。 【００１９】上述した様な本例の転がり軸受ユニット５
ａの場合には、上記各歪みゲージ２５、２５を、制動時
及び加速時に駆動輪に加わるトルクが直接伝達される部
位である、取付フランジ１５ａの表面（上記各透孔２
６、２６の内周面）に添着している。この為、これら各
歪みゲージ２５、２５により、上記トルクに比例した上
記取付フランジ１５ａの表面の歪み量を、外乱の影響を
受ける事なく検出できる。又、上記取付フランジ１５ａ
の内周寄り部分に透孔２６、２６を形成している為、こ
の取付フランジ１５ａの剛性が低下し、この取付フラン
ジ１５ａの表面の歪み量が大きくなる。従って、上記各
歪みゲージ２５、２５による歪み量の検出値を大きくで
きる。この結果、本例の場合には、制動時及び加速時に
駆動輪に加わるトルクを、上記各歪みゲージ２５、２５
の検出値に基づいて正確に測定できる。 【００２０】次に、図３は、本発明の実施の形態の第２
例を示している。本例の場合、取付フランジ１５ｂの径
方向中間部に複数の透孔２６ａ、２６ａを、円周方向に
関して等間隔に形成している。本例の場合には、これら
各透孔２６ａ、２６ａを、円周方向寸法が短く且つ径方
向寸法が長い扇形としている。又、これら各透孔２６
ａ、２６ａの外径側半部を、それぞれ円周方向に隣り合
う各スタッド９、９用の支持孔２７、２７同士の間部分
に配置している。そして、上記各透孔２６ａ、２６ａの
内周面のうち、円周方向片側（図３の反時計方向前方
側）の側面に、それぞれ歪みゲージ２５、２５を添着し
ている。その他の構成及び作用は、上述の図１〜２に示
した第１例の場合と同様である。 【００２１】次に、図４〜５は、本発明の実施の形態の
第３例を示している。本例の場合、取付フランジ１５ｃ
に形成する各透孔２６、２６の形状及び大きさ、並びに
形成位置は、前述の図１〜２に示した第１例の場合と同
様である。特に、本例の場合、複数の歪みゲージ２５、
２５を、上記取付フランジ１５ｃの外側面で、それぞれ
円周方向に隣り合う透孔２６、２６同士の間部分に添着
している。又、本例の場合、スタッド９、９とナット１
０とを螺合し更に緊締する事により、上記取付フランジ
１５ｃの外側面とロータ２の内側面とを互いに当接させ
た状態で、上記各歪みゲージ２５、２５が上記ロータ２
の内側面に接触しない様にしている。この為に、本例の
場合には、上記取付フランジ１５ｃの外側面内周寄り部
分で上記各歪みゲージ２５、２５を装着する部分に、こ
れら歪みゲージ２５、２５の厚さよりも大きな深さを有
する環状凹部２８を形成している。その他の構成及び作
用は、前述の図１〜２に示した第１例の場合と同様であ
る。 【００２２】次に、図６は、本発明の実施の形態の第４
例を示している。本例の場合、取付フランジ１５ｄに形
成する各透孔２６ａ、２６ａの形状及び大きさ、並びに
形成位置は、前述の図３に示した第２例の場合と同様で
ある。特に、本例の場合、複数の歪みゲージ２５、２５
を、上記取付フランジ１５ｃの外側面で、それぞれ円周
方向に隣り合う透孔２６ａ、２６ａ同士の間部分（より
具体的には、径方向に関してこの間部分の中央部）に添
着している。又、本例の場合も、スタッド９、９とナッ
ト１０（図１、４参照）とを螺合し更に緊締する事によ
り、上記取付フランジ１５ｄの外側面とロータ２（図
１、４参照）の内側面とを互いに当接させた状態で、上
記各歪みゲージ２５、２５が上記ロータ２の内側面に接
触しない様にしている。この為に、本例の場合には、上
記取付フランジ１５ｄの外側面のうち、上記各歪みゲー
ジ２５、２５を添着する部分に、これら歪みゲージ２
５、２５の厚さよりも大きな深さを有する矩形の凹部２
９、２９を形成している。その他の構成及び作用は、前
述の図３に示した第２例の場合と同様である。 【００２３】 【発明の効果】本発明の車輪支持用転がり軸受ユニット
は、以上に述べた通り構成され作用するので、ＡＢＳや
ＴＣＳ等の車両の姿勢安定の為の各種装置の制御に利用
する為の信号を正確に得る事ができる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a wheel supporting rolling bearing unit for rotatably supporting a wheel with respect to a suspension system of an automobile. In particular, the present invention improves a wheel supporting rolling bearing unit for supporting drive wheels (front wheels of FF vehicles, rear wheels of FR and RR vehicles, and all wheels of 4WD vehicles) to improve slippery road surfaces (low μ). This realizes a structure capable of obtaining a signal for performing stable braking on a road surface). 2. Description of the Related Art A wheel 1 constituting a wheel of an automobile and a rotor 2 constituting a rotating member for braking and a disk brake which is a braking device are suspended by, for example, a structure as shown in FIG. It is rotatably supported on a knuckle 3 constituting the device. That is, the outer ring 6 constituting the rolling bearing unit 5 is fixed to the circular support hole 4 formed in the knuckle 3 by a plurality of bolts 7. On the other hand, the wheel 1 and the rotor 2 are mounted on a hub 8 constituting the rolling bearing unit 5 by a plurality of studs 9 and nuts 10.
And are fixedly connected. Double rows of outer raceways 11a and 11b are formed on the inner peripheral surface of the outer race 6, and a coupling flange 12 is formed on the outer peripheral surface. Outer ring 6 like this
Is fixed to the knuckle 3 by connecting the connecting flange 12 to the knuckle 3 with the bolts 7. On the other hand, the hub 8 is a hub body 1.
3 and the inner ring 14. Of these, a part of the outer peripheral surface of the hub body 13 is an outer end opening of the outer ring 6 (the term "outside in the axial direction" means a part that is outward in the width direction when assembled to an automobile; FIGS. 1, 4, and 7). The left side of FIG.
The right side of 4, 7 is called inside. Same throughout this specification. A mounting flange 15 is formed in a portion protruding from the portion (1).
The wheel 1 and the rotor 2 are connected and fixed to the outer surface of the mounting flange 15 by the studs 9 and the nuts 10. On the outer peripheral surface of the intermediate portion of the hub body 13,
A double-row outer raceway 11a formed on the inner peripheral surface of the outer race 6;
An inner raceway 16a is formed in a portion of the outer raceway 11a that faces the outer raceway 11a. Further, the main body 1
The hub body 1 has a small diameter step 17 formed at the inner end of the hub body 1.
The inner ring 14 constituting the hub 8 is fitted and fixed together with the outer ring 3. The inner raceway 16b formed on the outer peripheral surface of the inner race 14 is opposed to the inner outer raceway 11b of the double row outer raceways 11a and 11b. These outer raceways 11a, 11b and inner raceways 16a, 16b
And a plurality of balls 18, each of which is a rolling element, are provided to be rotatable while being held by holders 19, 19 respectively. In the illustrated example, the inner ring of the hub body 13 is formed by plastically deforming a portion protruding inward from the inner end surface of the inner ring 14 outward in the radial direction. The inner end surface of the hub 14 is pressed down to prevent the inner ring 14 from separating from the hub body 13. With this configuration, a double-row angular contact type ball bearing as a rear combination is formed, and the hub 8 is supported on the inner diameter side of the outer ring 6 so as to be rotatable and capable of supporting a radial load and a thrust load. . [0005] Seal rings 21a and 21b are provided between inner peripheral surfaces of both ends of the outer race 6 and outer peripheral surfaces of an intermediate portion and an inner end of the hub 8, respectively.
The space provided with 8, 18 is shielded from the external space. Furthermore, in order to rotationally drive the wheels fixedly connected to the hub 8,
A spline hole 22 is formed in the center of the hub body 13. The spline shaft 24 of the constant velocity joint 23 is inserted into the spline hole 22. When the above-described rolling bearing unit 5 is used, as shown in FIG. 7, the outer ring 6 is fixed to the knuckle 3 and the mounting flange 15 of the hub 8 is combined with a tire (not shown). And the rotor 2 is fixed. The rotor 2 is combined with a support and a caliper (not shown) fixed to the knuckle 3 to form a disc brake for braking. During braking, the lining of a pair of pads provided across the rotor 2 is pressed against both side surfaces of the rotor 2 by the action of a hydraulic piston fitted in a hydraulic cylinder in the caliper. In order to secure the stability of the vehicle during braking performed in this manner, it is important that the wheels continue to rotate (do not lock) as long as the vehicle is running. For this reason, an anti-lock brake system (ABS), which compares the rotational speed of a wheel with the deceleration of a vehicle to prevent the wheel from locking during braking, has been widely used. Conventionally, in order to constitute such an ABS, an encoder is provided on a rotating wheel of a rolling bearing unit for supporting a wheel, and a speed sensor is provided on a side of a suspension device such as a stationary wheel or a knuckle. Rotation speed can be detected freely. Further, an acceleration sensor is provided in a part of the vehicle body so that the deceleration of the vehicle body can be detected during braking. During braking, the detection signal of the acceleration sensor and the detection signal of the speed sensor are compared to adjust the hydraulic pressure introduced into the hydraulic cylinder, thereby preventing the wheels from locking. The torque applied to the wheels at the time of braking is measured for the purpose of further improving the operation state of the ABS and performing the control for shortening the braking distance and stabilizing the posture during braking with higher accuracy. The thing is Japanese Patent Laid-Open No. 9-315282.
And JP-A-11-34846, which are conventionally known. Among them, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-315282
In the case of the prior art described in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H11-216, the purpose is to measure the torque applied to the drive wheels, and a torque sensor is installed on a drive shaft for rotating the drive wheels. On the other hand, in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-34846, the brake torque applied to the suspension device is measured, and the measurement target of the torque applied at the time of braking is not limited to drive wheels and driven wheels. [0009] In any of the conventional structures for measuring the torque applied to the wheels during braking, a torque sensor is mounted on a portion other than the wheel supporting rolling bearing unit, such as a suspension device or a drive shaft. ing. For this reason, it may not always be possible to accurately measure the torque applied to the wheels during braking. That is, the torque applied to the wheels at the time of braking is directly transmitted to the hub constituting the wheel supporting rolling bearing unit.
On the other hand, in the case of the prior art described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-315282, the torque sensor is provided in the middle of the drive shaft connecting the hub and the output portion of the differential gear. For this reason, disturbance may enter the measurement value of the torque sensor, and the torque to be measured may not be accurately measured. On the other hand, if a strain gauge is attached to the surface of the hub, which is a member to which the torque applied to the wheels at the time of braking is directly transmitted, and the torque is calculated based on the detected value of the strain gauge, disturbance It is considered that the torque to be measured can be accurately measured without being affected by the above. However, since the hub has high rigidity, the amount of distortion when a torque is applied is small. Therefore, simply attaching a strain gauge to the surface of the hub may not sufficiently increase the value measured by the strain gauge, and may not be able to accurately measure the torque. In view of such circumstances, the wheel supporting rolling bearing unit of the present invention accurately measures the torque applied to the drive wheels during braking by devising the structure of the hub and the position of the strain gauge attached to the hub. It has been invented to realize a flexible structure. [0011] A wheel supporting rolling bearing unit according to the present invention includes an outer ring, a hub, and a plurality of rolling elements. Of these, the outer ring has a double-row outer ring track on the inner peripheral surface, and does not rotate while being supported and fixed to the suspension device during use. Further, the hub has a mounting flange for supporting wheels and a rotating body for braking at an outer end portion of an outer peripheral surface, a double row inner raceway at an intermediate portion to an inner end portion, and a driving spline at a center portion. Each has a spline hole for engaging the shaft, and rotates with the wheel when used. Further, a plurality of rolling elements are provided between the outer raceways and the inner raceways so as to be freely rolled. In particular, in the rolling bearing unit for supporting wheels of the present invention, a part of the mounting flange is formed on the mounting flange to support studs or bolts for mounting the wheel and the rotating body for braking. A through-hole penetrating both sides of this mounting flange is formed in a portion deviating from the support hole (a circular hole for fitting the base end of the stud or a screw hole for screwing the tip of the bolt). are doing. At the same time, a strain gauge is attached to the surface of the mounting flange. The torque applied to the mounting flange can be freely measured based on the detected value of the strain gauge. In the present invention, the through holes are formed to reduce the rigidity of the mounting flange and increase the amount of distortion on the surface of the mounting flange when a torque is applied. The shape, size, number, and the like of the through holes are not particularly limited, but are regulated to such an extent that rigidity (durability) required for the mounting flange can be secured. Further, as the position where the strain gauge is attached to the surface of the mounting flange, for example,
An inner peripheral surface of the through hole, a portion of the side surface of the mounting flange near the through hole (for example, a portion between circumferentially adjacent through holes), or the like can be employed. The detection signal of the strain gauge is sent to a control device on the vehicle body side, for example, by radio using radio waves or wired using a slip ring, and the control device calculates the torque from the detection signal. In the case of the rolling bearing unit for supporting a wheel according to the present invention having the above-described structure, it is used at the time of sudden braking which requires the control of the ABS or at the time of braking on a slippery road surface, or The torque acting on the drive wheels can be accurately measured at the time of rapid acceleration that requires control of a traction control system (TCS) or at the time of acceleration on a slippery road surface. First, at the time of braking, the rotational speed is shifted between the drive wheel whose rotational speed is reduced by the braking torque based on the operation of the braking device such as a disc brake or a drum brake, and the drive shaft that rotates together with the engine crankshaft. Become a trend. Then, according to the tendency of the rotation speed to shift, the hub
A torque in a predetermined direction is applied. In addition, during acceleration, the rotational speed tends to shift between the drive shaft to which the driving force from the engine is applied and the drive wheels whose rotational increase tends to be delayed due to the frictional resistance acting on the contact portion with the road surface. Then, a torque in a direction opposite to the predetermined direction is applied to the hub according to the tendency of the rotational speed to shift. In the case of the rolling bearing unit for supporting a wheel according to the present invention, a strain gauge is attached to the surface of the mounting flange constituting the hub, which is a portion to which torque applied to the driving wheel is directly transmitted during braking and acceleration. are doing. Therefore, the strain gauge can detect the amount of strain on the surface of the mounting flange in proportion to the torque without being affected by disturbance. Further, since a through hole is formed in a part of the mounting flange, the rigidity of the mounting flange is reduced, and the amount of distortion of the surface of the mounting flange is increased. Therefore, the detected value of the strain gauge can be increased. As a result, in the case of the present invention, the torque applied to the drive wheels during braking and acceleration can be accurately measured based on the detected value of the strain gauge. 1 and 2 show a first embodiment of the present invention. The feature of this example is that A
To control the BS or TCS during acceleration,
The difference lies in that the strain gauge 25 is attached to a portion of the rolling bearing unit 5a for supporting the drive wheels to which torque is directly applied at the time of braking and acceleration, and that the structure of the attached portion is devised. The basic structure and operation of the rolling bearing unit 5a and the constant velocity joint 23 combined with the rolling bearing unit 5a are the same as those of the conventional structure shown in FIG. The overlapping description is omitted or simplified, and the following description focuses on the features of the present example. In the case of the rolling bearing unit 5a of the present embodiment, the mounting flange 15a provided on the outer peripheral surface of the outer end portion of the hub body 13, which is a member to which the torque applied to the drive wheels during braking and acceleration is directly transmitted. A plurality of through holes 26, 26 penetrating both sides of the mounting flange
Are formed at regular intervals in the circumferential direction. In the illustrated example, each of the through holes 26 has a fan shape having a long circumferential dimension and a short radial dimension. The circumferential phase of each of the through holes 26, 26 and the circumference of each of the support holes 27, 27 formed near the outer periphery of the mounting flange 15a for inserting and supporting the base ends of the studs 9, 9 are supported. The phases of the directions are matched with each other. By forming such a plurality of through holes 26, 26, the rigidity of the mounting flange 15a is reduced, and the amount of distortion of the mounting flange 15a is increased when a torque is applied. However,
In the case of this example, the shapes and dimensions of the through holes 26 are restricted to the extent that the required rigidity (durability) of the mounting flange 15a can be secured. In addition, strain gauges 25, 25 are attached to the inner circumferential surfaces of the through holes 26, 26, respectively, at the circumferentially central portions of the circumferential surfaces located on the outer diameter side of the mounting flange 15a. I have. The strain gauges 25 enable the amount of strain at the radial center of the mounting flange 15a to be detected. These strain gauges 25, 2
5 is proportional to the torque transmitted between the driving wheel and the mounting flange 15a during braking and acceleration. Therefore, in the case of this example, each of the strain gauges 2
The detection signals 5 and 25 are sent to a control device on the vehicle body side by radio using radio waves or by wire using a slip ring, and the control device calculates the torque from the detection signals. Then, the calculated torque is used for controlling the ABS and the TCS. In addition, the above-mentioned each strain gauge 2
In order to prevent noise from being mixed into the detection signals of 5, 25,
Each of the above-described strain gauges 25 and 25 and each of these strain gauges 2
The lead wires for extracting the detection signals 5 and 25 are preferably protected by coating or the like. The rolling bearing unit 5 of the present embodiment as described above
In the case of (a), the strain gauges 25, 25 are connected to the surface of the mounting flange 15a (the above-described through-holes 2), which is a portion to which the torque applied to the drive wheels during braking and acceleration is directly transmitted.
6, 26). Therefore, the strain gauges 25 can detect the amount of strain on the surface of the mounting flange 15a in proportion to the torque without being affected by disturbance. Also, the mounting flange 15a
Since the through holes 26, 26 are formed near the inner periphery of the mounting flange 15a, the rigidity of the mounting flange 15a decreases, and the amount of distortion of the surface of the mounting flange 15a increases. Therefore, the detected value of the amount of strain by each of the strain gauges 25 can be increased. As a result, in the case of this example, the torque applied to the drive wheels during braking and acceleration is reduced by the respective strain gauges 25, 25.
Can be accurately measured based on the detected value of. FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention.
An example is shown. In the case of this example, a plurality of through holes 26a, 26a are formed at equal intervals in the circumferential direction at a radially intermediate portion of the mounting flange 15b. In the case of this example, each of the through holes 26a, 26a has a sector shape with a short circumferential dimension and a long radial dimension. Also, each of these through holes 26
The outer-diameter-side halves of a and 26a are arranged between the support holes 27 for the studs 9 adjacent to each other in the circumferential direction. Strain gauges 25 are attached to the inner peripheral surfaces of the through holes 26a, 26a, respectively, on one side in the circumferential direction (the front side in the counterclockwise direction in FIG. 3). Other configurations and operations are the same as those of the first example shown in FIGS. FIGS. 4 and 5 show a third embodiment of the present invention. In the case of this example, the mounting flange 15c
The shape and size of each of the through holes 26, 26, and the formation positions are the same as those in the first example shown in FIGS. In particular, in the case of this example, a plurality of strain gauges 25,
Reference numeral 25 is attached to a portion of the outer surface of the mounting flange 15c between the through holes 26 adjacent to each other in the circumferential direction. In the case of this example, the studs 9 and 9 and the nut 1
0 and further tightened, the strain gauges 25, 25 are connected to the rotor 2 with the outer surface of the mounting flange 15c and the inner surface of the rotor 2 in contact with each other.
So that it does not touch the inner surface of the For this reason, in the case of the present example, a depth larger than the thickness of the strain gauges 25, 25 is provided in a portion where the respective strain gauges 25, 25 are mounted in a portion near the inner periphery of the outer surface of the mounting flange 15c. An annular recess 28 having the same is formed. Other configurations and operations are the same as those of the first example shown in FIGS. FIG. 6 shows a fourth embodiment of the present invention.
An example is shown. In the case of this example, the shape and size of each through-hole 26a formed in the mounting flange 15d and the formation position are the same as in the case of the above-described second example shown in FIG. In particular, in the case of this example, the plurality of strain gauges 25, 25
Is attached on the outer surface of the mounting flange 15c to a portion between the circumferentially adjacent through holes 26a (more specifically, a central portion of the portion in the radial direction). Also in the case of this example, the studs 9 and 9 and the nut 10 (see FIGS. 1 and 4) are screwed together and further tightened, so that the outer surface of the mounting flange 15d and the rotor 2 (see FIGS. 1 and 4). The strain gauges 25 are prevented from contacting the inner surface of the rotor 2 while the inner surfaces of the rotor 2 are in contact with each other. For this reason, in the case of this example, these strain gauges 2 are attached to portions of the outer surface of the mounting flange 15d where the strain gauges 25 are attached.
Rectangular recess 2 having a depth greater than the thickness of 5, 25
9, 29 are formed. Other configurations and operations are the same as those of the above-described second example shown in FIG. The rolling bearing unit for supporting wheels according to the present invention is constructed and operates as described above, and is used for controlling various devices for stabilizing the posture of a vehicle such as ABS and TCS. Signal can be obtained accurately.

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す半部断面
図。 【図２】ロータ、ホイール、ナットを省略して図１の左
方から見た図。 【図３】本発明の実施の形態の第２例を示す、図２と同
様の図。 【図４】本発明の実施の形態の第３例を示す半部断面
図。 【図５】ロータ、ホイール、ナットを省略して図４の左
方から見た図。 【図６】本発明の実施の形態の第４例を示す、図２と同
様の図。 【図７】本発明の対象となる車輪支持用転がり軸受ユニ
ットを組み付けた懸架装置部分の断面図。 【符号の説明】 １ ホイール ２ ロータ ３ ナックル ４ 支持孔 ５ 転がり軸受ユニット ６ 外輪 ７ ボルト ８ ハブ ９ スタッド １０ ナット １１ａ、１１ｂ 外輪軌道 １２ 結合フランジ １３ ハブ本体 １４ 内輪 １５、１５ａ〜１５ｄ 取付フランジ １６ａ、１６ｂ 内輪軌道 １７ 小径段部 １８ 玉 １９ 保持器 ２０ かしめ部 ２１ａ、２１ｂ シールリング ２２ スプライン孔 ２３ 等速ジョイント ２４ スプライン軸 ２５ 歪みゲージ ２６、２６ａ 透孔 ２７ 支持孔 ２８ 環状凹部 ２９ 凹部BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a half sectional view showing a first example of an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a view seen from the left side of FIG. 1 with a rotor, a wheel, and a nut omitted; FIG. 3 is a view similar to FIG. 2, showing a second example of the embodiment of the present invention; FIG. 4 is a half sectional view showing a third example of the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a view seen from the left side of FIG. 4 with the rotor, wheel, and nut omitted. FIG. 6 is a view similar to FIG. 2, showing a fourth example of the embodiment of the present invention; FIG. 7 is a sectional view of a suspension unit to which a rolling bearing unit for supporting a wheel according to the present invention is assembled. [Description of Signs] 1 Wheel 2 Rotor 3 Knuckle 4 Support hole 5 Rolling bearing unit 6 Outer ring 7 Bolt 8 Hub 9 Stud 10 Nut 11a, 11b Outer ring track 12 Coupling flange 13 Hub body 14 Inner ring 15, 15a to 15d Mounting flange 16a, 16b Inner ring raceway 17 Small diameter step 18 Ball 19 Cage 20 Caulking 21a, 21b Seal ring 22 Spline hole 23 Constant velocity joint 24 Spline shaft 25 Strain gauge 26, 26a Through hole 27 Support hole 28 Annular recess 29 Recess

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D046 BB28 HH52 3J101 AA02 AA32 AA43 AA54 AA62 BA77 FA60 GA03    ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    F term (reference) 3D046 BB28 HH52                 3J101 AA02 AA32 AA43 AA54 AA62                       BA77 FA60 GA03

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項１】 内周面に複列の外輪軌道を有し、使用時
に懸架装置に支持固定された状態で回転しない外輪と、
外周面の外端部に車輪及び制動用回転体を支持する為の
取付フランジを、同じく中間部乃至内端部に複列の内輪
軌道を、中心部に駆動用のスプライン軸を係合させる為
のスプライン孔を、それぞれ有し、使用時に車輪と共に
回転するハブと、上記各外輪軌道と上記各内輪軌道との
間にそれぞれ複数個ずつ転動自在に設けられた転動体と
を備えた車輪支持用転がり軸受ユニットに於いて、上記
取付フランジの一部で、上記車輪及び制動用回転体を取
り付ける為のスタッド若しくはボルトを支持すべくこの
取付フランジに形成した支持孔から外れた部分に、この
取付フランジの両側面を貫通する透孔を形成すると共
に、この取付フランジの表面に歪みゲージを添着し、こ
の歪みゲージの検出値に基づいて上記取付フランジに加
わるトルクを測定自在とした事を特徴とする車輪支持用
転がり軸受ユニット。Claims: 1. An outer ring having a double-row outer ring raceway on an inner peripheral surface and not rotating while being supported and fixed to a suspension device during use;
At the outer end of the outer peripheral surface, a mounting flange for supporting the wheel and the rotating body for braking is used. Similarly, a middle row or inner end is engaged with a double-row inner raceway, and the central portion is engaged with a driving spline shaft. Wheel support, each having a spline hole, and a hub that rotates together with the wheel when in use, and a rolling element that is provided so as to freely roll by a plurality of rolling elements between the outer raceway and the inner raceway, respectively. In the rolling bearing unit for use, a part of the mounting flange, which is outside a support hole formed in the mounting flange to support a stud or a bolt for mounting the wheel and the rotating body for braking, A through hole is formed through both sides of the flange, a strain gauge is attached to the surface of the mounting flange, and the torque applied to the mounting flange is measured based on the detected value of the strain gauge. Wheel support rolling bearing unit, characterized in that was.