WO2017051881A1 - 車輪支持用転がり軸受ユニット - Google Patents

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WO2017051881A1
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wheel
battery
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bearing unit
rotor
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PCT/JP2016/078039
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松田 靖之
真史 疋田
竹原 徹
弘志 河原
竜峰 森田
慎 山本
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日本精工株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an improvement of a rolling bearing unit for supporting a wheel used for rotatably supporting a wheel of an automobile with respect to a suspension device.
  • Patent Documents 2 and 3 disclose a technique in which a power generation device is provided in a tire and power generated by the power generation device is supplied to an electronic device such as a sensor.
  • a power generation device for a tire and a wheel
  • the tire (and the wheel) rotate all the components and do not have a non-rotating part. It is necessary to provide a separate mechanism for relative displacement using motion. For this reason, the structure of the power generation device is likely to be complicated, resulting in increased costs. Further, since the tire needs to be periodically replaced, it is necessary to reattach the sensor, the power generation device, and the like to the tire after the replacement, and the cost is likely to increase.
  • Patent Document 4 discloses a technique for obtaining a frictional force acting on a tire by installing a load sensor in a rolling bearing unit for rotatably supporting a wheel with respect to a suspension device. According to such a technique, the problem of regular replacement of the tire as described above does not occur, but the following problem may occur. First, when the brake (braking force) is applied, the load detected by the load sensor installed in the rolling bearing unit and the force actually acting on the tire do not match, and the friction force is accurately May not be required.
  • a structure capable of accurately detecting the state quantity of a tire regardless of the operating state of a brake is realized at low cost.
  • a rolling bearing unit for supporting a wheel is for rotatably supporting a wheel (tire and wheel) with respect to a suspension device, and includes a bearing portion, a generator, a battery, and a radio. And a communication device.
  • the bearing portion includes an outer diameter side race ring member, an inner diameter side race ring member, and a plurality of rolling elements.
  • the outer diameter side race ring member is configured in, for example, a substantially annular shape (cylindrical shape), and has one to a plurality of (eg, double row) outer ring raceways on the inner peripheral surface.
  • the inner diameter side race ring member is configured in, for example, a substantially annular shape (cylindrical shape), and is disposed on the radially inner side of the outer diameter side race ring member, and has one or more (for example, double row) inner rings on the outer peripheral surface. Has an orbit.
  • Each of the rolling elements can be, for example, a ball or a roller (including a tapered roller, a cylindrical roller, a needle, and a spherical roller), and is provided between the outer ring raceway and the inner ring raceway so as to be freely rollable.
  • either one of the outer diameter side bearing ring member and the inner diameter side bearing ring member is a stationary side bearing ring member that is supported and fixed to the suspension device and does not rotate in the use state
  • the bearing ring member is a rotation-side bearing ring member that is coupled and fixed to the wheel and rotates together with the wheel.
  • the generator has a stator and a rotor arranged concentrically (coaxially) with each other, and a sensor (a state of the wheel) installed on the wheel based on the relative rotation between the stator and the rotor.
  • a sensor for measuring the quantity for example, generating electric power supplied to a strain sensor, an acceleration sensor, a pneumatic sensor, a wear sensor, a temperature sensor, etc.
  • the battery stores power generated by the generator and supplies power to the sensor when the power generation amount of the generator decreases.
  • the wireless communicator communicates with an electronic device arranged on the vehicle body side including a signal including the output signal of the sensor (for example, a signal transmitted from the vehicle body side, indicating a vehicle running state, an engine operating state, etc. Are included as necessary).
  • the stator is supported and fixed directly or indirectly to the stationary side ring member, and the rotor, the battery, and the wireless communicator are directly connected to the rotation side ring member. Or indirectly supported and fixed. From the aspect of reducing the cost of tire replacement, only sensors that measure state quantities that cannot be measured unless installed on the tire, such as wear sensors, tire strain sensors, and temperature sensors, are installed on the tire. For sensors that measure a state quantity that can be measured without being installed on a tire, such as an air pressure sensor, a wheel strain sensor, and an acceleration sensor, it is preferable to install the sensor on a wheel.
  • a sensor connector used for connection to the sensor is disposed in a portion inserted inside the central hole of the wheel in a state where the wheel constituting the wheel is coupled and fixed to the rotating side race ring member. May be.
  • these sensors and the sensor connector can be connected by wired wiring (cable).
  • the sensor connector is electrically connected to the battery and the wireless communication device.
  • the axially inner end opening of the stationary bearing ring member may be closed with a cover.
  • the portion of the cover that faces the antenna constituting the wireless communication device is made of, for example, ABS resin (acrylonitrile, butadiene, styrene copolymer synthetic resin) or AS resin (acrylonitrile, styrene copolymer (copolymerization compound)). It is good also as a product made from radio wave permeable resin (a fiber reinforced resin is also included).
  • the generator may include one stator and one rotor each having a substantially annular shape.
  • the stator and the rotor may be arranged so as to face each other through an axial air gap (axial gap), and the generator may be an axial gap type generator.
  • the stator may be a plurality of permanent magnets arranged in the circumferential direction
  • the rotor may be arranged a plurality of coils in the circumferential direction.
  • a plurality of coils constituting the rotor may be hollow inside (no iron core and core are disposed), and the generator may have a coreless structure.
  • the generator may be a single-phase generator by matching the number of coils constituting the rotor and the number of poles of the permanent magnet constituting the stator.
  • the generator may be a radial gap generator by arranging a stator and a rotor via a radial air gap (radial gap).
  • a charger may be provided for charging the battery by supplying the power generated by the generator to the battery.
  • the charger includes a rectifier circuit for converting an AC voltage generated by the generator into a DC voltage.
  • a charger (circuit) may be installed in the same space as the wireless communication device, or may be installed separately from the wireless communication device.
  • a through hole may be formed in the central portion of the inner diameter side race ring member (the entire inner diameter side race ring member is configured in a hollow cylindrical shape). Then, at least one member of the generator, the battery, and the wireless communication device may be disposed in the through hole.
  • the stator may be fixed directly or indirectly to the inner end portion in the axial direction of the stationary bearing ring member.
  • a mounting member that is fixed to the rotation-side track member is disposed inside the stator in the radial direction with the wireless communication device housed therein, and the rotor is fixed around the mounting member. May be.
  • the generator may have a function as a rotation speed detection sensor.
  • the inner diameter side bearing ring member is a rotation side bearing ring member
  • the outer diameter side bearing ring member is a stationary side bearing ring member.
  • an inner ring rotating type structure may be adopted, and conversely, an outer ring rotating type structure in which the inner diameter side bearing ring member is a stationary side bearing ring member and the outer diameter side bearing ring member is a rotation side bearing ring member.
  • a structure may be adopted.
  • the bearing unit can adopt either a structure for a driven wheel or a drive wheel, but the structure for a driven wheel may be employed from the viewpoint of securing a storage space for the battery or the like. preferable.
  • the driving shaft when adopting the structure for the driving wheel in the inner ring rotating type, it is necessary to insert the driving shaft into the engagement hole (through hole) formed in the central portion of the inner diameter side race ring member.
  • the battery can be installed in a space axially outward from the axial outer end (tip) of the drive shaft, and the generator can be installed around the drive shaft.
  • a ring-shaped axial positioning portion for positioning the battery in the axial direction and a cylindrical surface for positioning the battery in the radial direction are provided on the rotating side race ring member.
  • Each of the shape radial positioning portions may be provided. And you may support and fix the said battery in the state which aimed at the axial direction and radial direction positioning with respect to the said rotation side bearing ring member.
  • the said structure WHEREIN You may provide an inward flange part in the state which protrudes to radial inner direction on the internal peripheral surface of the said rotation side bearing ring member comprised by the hollow cylinder shape.
  • the axial side surface may function as the axial positioning portion
  • the inner peripheral surface may function as the radial positioning portion. More specifically, for example, in a state where the battery is housed in a hollow cylindrical battery case, a part of the battery case is inserted (passed) in the axial direction inside the inward flange portion. Accordingly, the battery case is positioned in the radial direction by the inner peripheral surface of the inward flange portion which is the radial positioning portion.
  • a retaining member such as a nut or a retaining ring is fixed to a portion of the battery case that is inserted in the axial direction inside the inward flange portion. Then, the retaining member is brought into axial contact with the inner surface in the axial direction of the inward flange portion serving as the axial positioning portion, and a part of the battery case is brought into contact with the inner surface of the rotating raceway member. It is made to contact
  • a female serration portion (groove), a female spline portion (groove), a key groove, etc. for preventing relative rotation with the battery (battery case) are provided on the inner peripheral surface of the inward flange portion.
  • An anti-rotation part may be provided.
  • the state quantity of the tire can be accurately detected regardless of the operating state of the brake at a low cost. That is, in the case of the above configuration, as in the structure described in Patent Document 4, a sensor is installed not on the bearing unit side but on the wheel (tire, wheel) side, so that, for example, the force acting on the tire is detected. In this case, it is possible to accurately detect regardless of the operating state of the brake.
  • a generator that generates electric power to be supplied to the sensor, and a wireless communication device that wirelessly transmits an output signal of the sensor to an electronic device installed on the vehicle body side.
  • the bearing unit when attaching the bearing unit to the vehicle body (suspension device), it is not necessary to carry out a harness handling operation, and the assembly workability can be improved.
  • the generator, battery, and wireless communicator provided in the bearing unit can be used as they are even when replacing the tire (it is sufficient to replace only the sensor installed on the tire). Cost can be kept low. Further, in the case of the above configuration, even when tire rotation (change of tire position) is performed to prevent uneven wear, the mounting position of the bearing unit itself having a wireless communication function is not changed, so that the vehicle body side It can also be prevented that the signal received by the electronic device (receiver) cannot be determined as to which tire signal.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1.
  • the B section enlarged view of FIG. 4 similarly.
  • the perspective view which shows the state which took out the bearing unit similarly and was seen from the axial direction outer side.
  • the perspective view which shows the state which took out the bearing unit similarly and was seen from the axial direction inner side.
  • FIG. 8 which shows the 2nd example of embodiment of this invention.
  • FIG. 12 is a sectional view taken along the line CC of FIG. The figure equivalent to FIG. 12 which shows the 4th example of embodiment of this invention.
  • FIG. 9 is also a view corresponding to FIG. 8 with some members omitted.
  • a wheel-supporting rolling bearing unit (hereinafter referred to as a bearing unit) 1 in this example is for a driven wheel, and includes a tire 2 and a wheel 3 that constitute a wheel of an automobile, and a rotor that constitutes a disc brake device 4 that is a braking device. 5 is rotatably supported with respect to the knuckle 6 which comprises a suspension apparatus. Further, in the case of the illustrated structure, the knuckle 6 is supported by the upper arm 8 and the lower arm 9 that are supported so as to be able to swing and displace with respect to the vehicle body 7.
  • the bearing unit 1 includes a bearing portion 11 having a bearing function, a generator 12 having a power generation function, a wireless communication device 13 having a wireless communication function, a battery 14 having a storage function, and a charger 15 having a charging function. It has.
  • the bearing portion 11 is a portion that rotatably supports the tire 2 and the wheel 3 with respect to the knuckle 6, and includes an outer ring 16 that is an outer diameter side race ring member, a hub 17 that is an inner diameter side race ring member, and a plurality of Balls 18 and 18 are provided.
  • the outer ring 16 is configured in a substantially annular shape as a whole, and has double-row outer ring raceways 19a and 19b on the inner peripheral surface, and a stationary flange 20 on a portion near the inner end in the axial direction intermediate portion of the outer peripheral surface.
  • the stationary flange 20 is provided with a plurality of mounting holes (screw holes or through holes) 21 and 21 penetrating in the axial direction.
  • “inside” with respect to the axial direction means the right side of FIGS. 4 and 5, which is the center side in the width direction of the vehicle when assembled to the vehicle.
  • the left side of FIGS. 4 and 5, which is the outside in the width direction of the vehicle is referred to as “outside” in the axial direction.
  • the hub 17 is formed by combining a hub body 22 and an inner ring 23.
  • the hub 17 has double-row inner ring raceways 24 a and 24 b on the outer peripheral surface, and is supported concentrically with the outer ring 16 on the inner diameter side of the outer ring 16.
  • the inner ring raceway 24a in the axially outer row is directly formed in the axially intermediate portion of the outer peripheral surface of the hub body 22, and the small-diameter step portion 25 that is also formed near the inner end in the axial direction is formed on the outer peripheral surface.
  • the inner ring 23 that forms the inner ring raceway 24b in the inner row in the axial direction is externally fitted and fixed.
  • the axial inner end surface of the inner ring 23 is held down by a caulking portion 26 formed by plastically deforming the axial inner end portion of the hub body 22 radially outward.
  • a rotation-side flange 27 for supporting the wheel is provided at a portion of the hub body 22 that protrudes outward in the axial direction from the axially outer end opening of the outer ring 16 at the axially outer end. Further, the rotation side flange 27 is provided with coupling holes (screw holes or through holes) 28, 28 penetrating in the axial direction.
  • a male screw portion is formed in a portion of the hub body that protrudes inward in the axial direction from the portion where the inner ring is fitted and fixed, and a nut is screwed into the male screw portion. Further, it is possible to adopt a configuration in which the inner ring is supported and fixed to the hub body by tightening.
  • the hub body 22 is formed in a hollow cylindrical shape, and a through hole (center hole) 29 penetrating in the axial direction is provided at the center of the hub body 22.
  • the through-hole 29 is provided at the outer end side large diameter portion 30 provided at the axial outer end or intermediate portion, the small diameter portion 31 provided near the inner end of the axial intermediate portion, and the axial inner end portion.
  • the inner end side large diameter portion 32 is formed.
  • a ring-shaped inward flange portion 33 that protrudes radially inward from the portion adjacent to the axially opposite sides on the inner peripheral surface of the hub body 22 near the inner end of the axially intermediate portion is arranged on the entire circumference.
  • the center hole 29 is divided into an outer end side large diameter portion 30, a small diameter portion 31, and an inner end side large diameter portion 32.
  • the outer end side large-diameter portion 30 is formed in a substantially trapezoidal cross section in which the inner diameter dimension gradually increases toward the outer side in the axial direction
  • the inner end-side large diameter portion 32 is It has a substantially trapezoidal cross section with the inner diameter dimension gradually increasing toward the inner side in the axial direction.
  • the outer end side large diameter portion 30 and the inner end side large diameter portion 32 of the through hole 29 are formed when the hub body 22 is manufactured by forging which is plastic processing.
  • the small diameter portion 31 constituted by the inner peripheral surface of the inward flange portion 33 is formed by cutting (drilling). Thereby, the coaxiality between the central axis of the small-diameter cylindrical portion 31 corresponding to the radial positioning portion described in the claims and the central axis of the hub main body 22 is increased.
  • a plurality of balls 18 and 18 are in contact with each other on the back side in a state where a plurality of balls 18 and 18 are held by cages 34 and 34 between both outer ring raceways 19a and 19b and both inner ring raceways 24a and 24b. It is provided so that it can roll freely with a preload applied together with the corners.
  • the diameter, the pitch circle diameter, and the contact angle are set to be the same between the balls 18 of both rows. However, when carrying out the present invention, the diameters of the balls in both rows need not necessarily be the same.
  • the diameter of the balls constituting the inner (axially inner) ball array is made larger than the diameter of the balls constituting the outer (axially outer) ball array, and the pitch circle of the outer ball array
  • the diameter of the balls constituting the inner side ball array is made larger than the diameter of the balls constituting the outer (axially outer) ball array, and the pitch circle of the outer ball array
  • a portion (knuckle side pilot portion) provided on the inner side in the axial direction of the stationary side flange 20 of the outer ring 16 is a circular shape formed on the knuckle 6. While being inserted into the support hole 35, the inner surface in the axial direction of the stationary flange 20 is brought into contact with the outer end surface in the axial direction of the knuckle 6. In this state, the coupling holes 21 and 21 provided at positions aligned with each other and a plurality of knuckle side mounting holes (through holes or screw holes) 36 and 36 provided in the knuckle 6 are respectively coupled.
  • the members (bolts) 37 and 37 are screwed or inserted, and further tightened. Thereby, the outer ring 16 is supported and fixed to the knuckle 6. Therefore, in the case of this example, the outer ring 16 corresponds to the stationary-side ring member described in the claims.
  • the wheel 3 and the rotor 5 constituting the wheel are coupled and fixed to the rotation side flange 27.
  • a pilot provided at the axially outer end of the hub main body 22 in a rotor central hole 38 provided in the central portion of the rotor 5 and a wheel central hole 39 provided in the central portion of the wheel 3.
  • Positioning cylinder portions 40 called portions are sequentially inserted (internally fitted).
  • the coupling holes 28, 28 provided at positions aligned with each other, and the wheel coupling holes 41, 41 formed in the wheel 3,
  • the coupling members 43 and 43 are respectively screwed or inserted into the rotor coupling holes 42 formed in the rotor 5 and further tightened.
  • the wheel 3 and the rotor 5 are coupled and fixed to the outer side surface of the rotation side flange 27 in the axial direction. Therefore, in the case of this example, the hub 17 is equivalent to the rotation side bearing ring member described in the claims.
  • the wheel 3 is made of an aluminum alloy in the illustrated example, and has a disk portion 44 that is coupled and fixed to the outer surface in the axial direction of the rotation-side flange 27, and a cylindrical rim portion provided on the outer peripheral edge of the disk portion 44. 45.
  • the tire 2 is supported and fixed around the rim portion 45.
  • the rotor 5 has a crank shape in cross section, and is configured in an annular plate shape as a whole.
  • the rotor 5 is provided on the inner diameter side portion, and is provided on the outer diameter side portion with a hat portion 46 that is coupled and fixed to the outer surface in the axial direction of the rotation side flange 27.
  • a sliding portion 48 sandwiched between a pair of pads supported by a caliper 47 that constitutes the same.
  • a seal ring 49 is installed between the axially outer end opening of the outer ring 16 and the axially outer peripheral surface of the hub main body 22, and the shaft of the outer ring 16 is arranged.
  • a bottomed cylindrical cover 50 is attached to the direction inner end opening. This prevents the grease sealed in the internal space 51 where the balls 18 and 18 are installed from leaking into the external space, or foreign matter existing in the external space from entering the internal space 51. ing.
  • the cover 50 is composed of a cylindrical cylindrical portion 52 and a disk-shaped bottom portion 53, and the axial outer end portion of the cylindrical portion 52 is formed on the inner peripheral surface of the outer ring 16 in the axial inner end portion.
  • the inner fitting is fixed.
  • an outward flange (bent portion) 54 provided near the outer end of the cylindrical portion 52 in the axial direction against the inner end surface of the outer ring 16 in the axial direction, the cover 50 is positioned in the axial direction.
  • the bottom 53 is an outer diameter side circular ring portion 55 provided in a state of being bent at a right angle inward in the radial direction from the axial inner end of the cylindrical portion 52, and the outer diameter side circle at the center of the bottom portion 53.
  • FIG. 1 In the case of this example, the cylindrical portion 52 and the outer diameter side annular portion 55 are integrally formed by pressing a metal plate such as a stainless steel plate, whereas the central disc portion 56 is formed by ABS. It is made of a resin excellent in radio wave transmission such as resin or AS resin. Further, in the case of the structure shown in the drawing, the outer diameter of the central disc 56 is made substantially U-shaped in cross section and the outer peripheral edge thereof is coupled and fixed to the inner peripheral edge of the outer diameter side annular ring portion 55. It is configured to protrude inward in the axial direction from the side annular portion 55.
  • the bearing unit 1 is configured by assembling the generator 12, the wireless communication device 13, the battery 14, and the charger 15 to the bearing portion 11 having the above-described configuration.
  • the generator 12 is a magnet-type AC generator that generates three-phase alternating current, and generates electric power to be supplied to sensors (tire side and wheel side sensors 87 and 88) installed on the wheel side, which will be described later. And a stator 57 and a rotor 58 arranged concentrically with each other. In the case of carrying out the present invention, an alternator that generates single-phase alternating current can also be used.
  • the stator 57 includes a support ring 59 formed in a cylindrical shape by a magnetic metal plate, and a permanent magnet 60 supported and fixed on the inner peripheral surface of the support ring 59.
  • the permanent magnet 60 is formed in a cylindrical shape, and is magnetized in the radial direction, and the magnetization direction is changed alternately and at equal intervals in the circumferential direction. For this reason, on the inner peripheral surface of the permanent magnet 60, the S poles and the N poles are alternately arranged at equal intervals. In the case of this example, a total of three combinations (six poles) of S poles and N poles are provided on the inner peripheral surface of the permanent magnet 60.
  • the support ring 59 is coupled and fixed to the inner peripheral surface of the inner end portion in the axial direction of the cylindrical portion 52 constituting the cover 50.
  • the rotor 58 includes a stator core 61 formed by laminating a plurality of electromagnetic steel plates and coils 62 and 62.
  • Each of the coils 62 and 62 is wound around a plurality of (six in the illustrated example) teeth (saliency poles) 63 and 63 that are radially arranged to constitute the stator core 61.
  • each coil 62, 62 is configured as a three-phase winding in which an enameled wire that is a conducting wire is wound around each of the teeth 63, 63.
  • the stator core 61 constituting the rotor 58 is supported and fixed to the inner end portion in the axial direction of the hub 17 by using a mount member 64 having a crank shape in cross section and a generally annular shape. is doing. More specifically, the mount member 64 includes a disc portion 65, a large-diameter cylindrical portion 66 provided in a state of being bent outward from the outer diameter side end portion of the disc portion 65, and the disc portion. The small-diameter cylindrical portion 67 is provided so as to be bent inward in the axial direction from the inner diameter side end portion of 65.
  • the stator core 61 is externally fitted to the small-diameter cylindrical portion 67 in a state where the large-diameter cylindrical portion 66 is externally fitted and fixed to the inner end portion (shoulder portion) in the axial direction of the inner ring 23 constituting the hub 17. It is fixed. Furthermore, a substantially C-shaped retaining ring 68 is engaged with a portion of the small-diameter cylindrical portion 67 that protrudes inward in the axial direction from the portion where the stator core 61 is externally fitted, and the rotor 58 is pivoted from the mount member 64. Prevents falling off in the direction.
  • the stator 57 is coupled and fixed to the inner peripheral surface of the cylindrical portion 52 constituting the cover 50, and the rotor 58 is supported and fixed to the inner ring 23 via the mount member 64.
  • 57 and the rotor 58 are arranged concentrically (coaxially), and the outer peripheral surface of the rotor 58 (the teeth 63 and 63) forms a minute gap with respect to the inner peripheral surface of the permanent magnet 60 constituting the stator 57.
  • the generator 12 is a radial gap generator.
  • the wireless communication device 13 is a device that performs wireless communication with the arithmetic unit 69 that is an electronic device installed on the vehicle body 7 side (in this example, transmission and reception are possible), and a wireless communication circuit (board) ) 70 and an antenna 71. Further, the wireless communication device 13 is arranged inside the small diameter cylindrical portion 67 constituting the mount member 64 in a state of being fixed in the case 72 by a resin mold.
  • the case 72 is configured in a stepped cylindrical shape, and the small diameter portion 73 provided in the axially intermediate portion or the inner end portion is compared with the small diameter cylindrical portion 67 constituting the mount member 64.
  • the inner fitting is fixed from the outside in the axial direction.
  • the wireless communication device 13 is also supported and fixed to the hub 17 (inner ring 23) using the mount member 64.
  • the opening in the axial direction outer end of the case 72 is closed by a disc-shaped relay board 75 that is separate from the case 72.
  • the relay board 75 is provided with wiring and a plurality of terminals (not shown), and the wireless communication circuit 70 housed in the case 72 is electrically connected.
  • the wiring formed on the outer surface in the axial direction of the relay substrate 75 is connected to both ends of the coils 62 and 62 constituting the generator 12 through the large diameter portion 74 constituting the case 72 in the axial direction. Yes.
  • an antenna 71 electrically connected to the wireless communication circuit 70 is disposed at the axially inner end of the case 72.
  • the antenna 71 is made to be close to and opposed in the axial direction to the resin-made central disk portion 56 constituting the cover 50. Therefore, the radio signal entering and exiting the antenna 71 is effectively prevented from being blocked by the cover 50, so that wireless communication can be efficiently performed between the wireless communication device 13 and the computing unit 69.
  • the battery 14 stores power generated by the generator 12, and is configured by connecting a plurality of storage batteries (for example, nickel hydride batteries) in series.
  • the charger 15 supplies power generated by the generator 12 to the battery 14 and charges the battery 14, and a rectifier circuit for converting the AC voltage generated by the generator 12 into a DC voltage.
  • the charging / discharging control circuit that controls charging / discharging according to the remaining amount of the battery 14 and the voltage control circuit for outputting a constant voltage regardless of the change in the rotational speed of the rotor 58 are provided.
  • the battery 14 and the charger 15 having such a configuration are accommodated in a battery case 76 having an opening on the outer end side in the axial direction while being electrically connected.
  • annular seal ring 110 is elastically sandwiched between the opening on the outer end side in the axial direction of the battery case 76 and the cap 77, so that water, dust, etc. are contained in the battery case 76. This prevents foreign objects from entering.
  • the battery case 76 is made of a metal shaft-like connecting portion 78 provided at the inner end portion in the axial direction, and has a larger diameter and insulation than the connecting portion 78 provided at the axial intermediate portion or outer end portion.
  • a hollow cylindrical storage portion 79 made of an excellent synthetic resin, and a metal and annular connector portion 80 provided so as to cover the outer periphery in the axial direction of the storage portion 79 over the entire circumference. ing.
  • the connecting portion 78 is inserted into the through hole 29 from the outside in the axial direction.
  • the connecting portion 78 is inserted (passed) through the inside of the inward flange portion 33 from the outside in the axial direction to the inside.
  • the connecting portion 78 is disposed inside the small diameter portion 31 and the inner end side large diameter portion 32, and the storage portion 79 and the connector portion 80 are disposed inside the outer end side large diameter portion 30.
  • the connector portion 80 is fitted and fixed by press-fitting (inner fitting with no radial play) or gap fitting inside the positioning cylinder portion 40 constituting the hub body 22.
  • the connecting portion 78 (the intermediate portion or the base end portion thereof) is fitted into the inward flange portion 33 (small diameter portion 31), and the connector portion 80 is positioned with the positioning cylinder.
  • the battery case 76 is positioned in the radial direction by being fitted into the portion 40.
  • the inner peripheral surface of the cylindrical cylindrical positioning tube portion 40 that functions as the radial positioning portion described in the claims is also provided.
  • annular nut 81 is screwed into a portion of the connecting portion 78 that passes through the inside of the inward flange portion 33 and protrudes into the inner end side large diameter portion 32.
  • a male threaded portion 111 is formed on the outer peripheral surface of the distal end portion (axially inner end portion) of the connecting portion 78.
  • the axially outer surface of the nut 81 is brought into axial contact with the axially inner surface of the inward flange portion 33, and the radially outer end of the connector portion 80 is The axially inner end surface of the portion is brought into contact with the step surface 109 provided adjacent to the inner circumferential surface of the positioning cylinder portion 40 in the axial direction in the axial direction.
  • a part of the hub body 22 is sandwiched between the nut 81 and a part of the connector part 80 from both sides in the axial direction, thereby positioning the battery case 76 in the axial direction.
  • the annular step surface 109 functioning as the axial positioning portion described in the claims is also cut or ground. Processing is performed to increase parallelism with respect to a virtual plane orthogonal to the central axis of the hub body 22.
  • the battery case 76 is supported and fixed to the hub main body 22 in the state where the axial direction and the radial direction are positioned by the configuration as described above.
  • the nut 81 corresponds to the retaining member described in the claims.
  • connection portion 78 in the battery case 76 can be brought into contact with the axially outer surface of the inward flange portion 33.
  • cutting and grinding are performed on both side surfaces in the axial direction of the inward flange portion 33 that functions as an axial positioning portion (seat surface).
  • the plurality of terminals 83 and 83 provided at the distal end portion (the inner end portion in the axial direction) of the connection portion 78 are elastic with respect to the relay substrate 75. It is electrically connected in such a way that it is pressed against. More specifically, a spring (not shown) provided at the base end portion of each of the terminals 83 and 83 is elastically deformed while the terminals 83 and 83 are in contact with the relay board 75. Thereby, even when the axial position of the relay board 75 (or the battery case 76) is slightly shifted, the terminals 83 and 83 can be reliably connected to the relay board 75.
  • Terminals 83, 83 provided in the connection part 78 are for receiving an AC voltage generated by the generator 12 from the relay board 75 side, and for sending a voltage stored in the battery 14 to the relay board 75 side.
  • Terminals and terminals for sending output signals of sensors (tire sensors and wheel sensors 87 and 88) connected to the connector 80 to the relay board 75 side are provided. Therefore, a plurality of signal lines and power lines (not shown) are disposed in the connecting portion 78 in a molded and insulated state, and among these, the power lines are connected to the charger 15 (battery 14), The line is connected to the connector portion 80.
  • the charger 15 is arranged on the back side (axially inner side) of the storage unit 79, and the battery 14 is arranged on the opening side (axially outer side).
  • the battery 14 is placed in the storage portion 79 and the cap 77 is attached (fixed with screws), and the charger 15 is electrically connected to the electrodes provided at both ends in the axial direction of the battery 14.
  • a pair of connected terminals 84 are connected.
  • one of the terminals 84 is provided on the inner surface (the inner surface in the axial direction) of the cap 77.
  • the electric power generated by the generator 11 is rectified by the full-wave rectifier circuit that constitutes the charger 15, supplies electric power to the sensor and the like, and is supplied to the battery 14 via the charger 15.
  • the power generation amount of the generator when the power generation amount of the generator is insufficient to operate the sensor or the like, power is supplied from the battery 14 to the sensor or the like. Further, when the power generation amount of the generator is sufficient to operate the sensor or the like, the battery 14 can be charged according to the request of the charger 15.
  • the connector portion 80 is for connecting wiring (89a, 89c) for connecting to one or a plurality of sensors (tire side and wheel side sensors 87, 88) installed on the wheel.
  • the wheel 3 is located on the inner side (outer peripheral edge portion) of the wheel center hole 39 in a state where the wheel 3 is coupled and fixed. That is, in the bearing unit 1 of this example, it is provided in the part located in the outermost axial direction. Further, the outer peripheral surface of the connector portion 80 can be covered with an elastic material such as rubber or a synthetic resin in order to enhance the sealing performance (seal performance) between the inner peripheral surface of the positioning cylinder portion 40.
  • the connector portion 80 protrudes (exposes) in the axial direction from the outer end surface of the battery case 76 in the axial direction, and each includes a plurality of (three in the illustrated example) sensor connectors (male in the illustrated example).
  • Connectors) 86, 86 The types (functions and applications) of both pins 85a and 85b can be appropriately determined according to analog signals, digital signals, and the like.
  • one pin 85a is a power supply pin.
  • the other pin 85b can be used as a signal pin.
  • one of the pins 85a is electrically connected to the battery 14, and the other pin 85b is connected to the wireless communication device 13 via the relay board 75 as described above.
  • the wheel-side sensor 88 and any one of the sensor connectors 86 are arranged along the axial inner side surface of the disk portion 44 constituting the wheel 3, and the end of the wire 89a. Are connected by a female connector 108.
  • the tire side sensor 87 is connected via a relay connector 90 attached to the wheel 3 (rim portion 45).
  • the tire-side sensor 87 and the relay connector 90 are connected by a wiring 89b
  • the relay connector 90 and another sensor connector 86 are connected by a wiring 89c and a female connector 108.
  • the remaining one sensor connector 86 is not connected to a sensor, but can be connected if necessary.
  • the number of sensor connectors can also be increased according to battery capacity, and the number of sensors which can be connected can be increased.
  • the hub 17 that is the rotation-side bearing ring member of the bearing portion 11 is used. Rotates. Then, the rotor 58 supported and fixed to the inner end portion in the axial direction of the hub 17 rotates relative to the stator 57 supported and fixed to the outer ring 16 that is a stationary side race ring member. As a result, the generator 12 composed of the stator 57 and the rotor 58 generates power. The AC voltage generated by the generator 12 is sent to the charger 15 in the battery case 76 through a cable or the like (not shown).
  • the battery 14 After being converted to a DC voltage by the charger 15, power is supplied to the battery 14.
  • the electric power stored in the battery 14 is transmitted to the tire side sensor 87 installed in the tire 2 and the wheel side sensor installed in the wheel 3 through the sensor connector 86, the female connector 108, and the wirings 89a to 89c constituting the connector unit 80. 88. Accordingly, the tire-side and wheel-side sensors 87 and 88 detect the state quantities of the tire 2 and the wheel 3 (for example, tire air pressure, strain, vertical force, acceleration, temperature, etc.).
  • the electric power stored in the battery 14 is also supplied to the wireless communication device 14.
  • the output signals of the tire-side and wheel-side sensors 87 and 88 are sent to the sensor connector 86 through the wirings 89a to 89c, and then sent to the wireless communication device 13 through the connection portion 78, the relay board 75, and the like.
  • the output signals of the tire-side and wheel-side sensors 87 and 88 are sent to the computing unit 69 disposed on the vehicle body 7 side through the central disk portion 56 of the cover 50 by the antenna 71 constituting the wireless communication device 13. It transmits wirelessly.
  • the computing unit 69 receives the state quantities of the tire 2 and the wheel 3 which are output signals of the tire-side and wheel-side sensors 87 and 88 and uses them for, for example, an active safety technique of the vehicle.
  • a signal relating to the traveling speed of the vehicle is received from the computing unit 69 by the wireless communication device 13 (antenna 71). Only when the traveling speed is equal to or higher than a predetermined value that can be determined to be in the traveling state, power is supplied to the tire-side and wheel-side sensors 87 and 88, and it can be determined that the vehicle is substantially stopped. When it is less than the predetermined value, the supply of power is stopped. By performing such power supply control, wasteful power consumption of the battery 14 is prevented.
  • the bearing unit 1 of the present example having the above-described configuration, it is possible to accurately detect the state quantity of the tire 2 at a low cost regardless of the operating state of the brake. That is, in the case of this example, as in the structure described in Patent Document 4, the tire side and wheel side sensors 87 and 88 are not provided on the wheel unit (tire 2 and wheel 3) side but on the bearing unit 1 side. For example, when the force acting on the tire 2 is detected, it can be accurately detected regardless of the operating state of the disc brake device 4 (the operating state of the brake).
  • the electric power generated by the generator 12 provided in the bearing unit 1 and stored in the battery 14 can be supplied to the tire-side and wheel-side sensors 87 and 88. Further, the output signals of the tire side and wheel side sensors 87 and 88 can be wirelessly transmitted from the wireless communication device 13 provided in the bearing unit 1 to the computing unit 69 installed on the vehicle body 7 side. For this reason, when attaching the bearing unit 1 with respect to the knuckle 6, it is not necessary to carry out the harness handling work, and the assembly workability can be improved.
  • the generator 12, the wireless communication device 13, the battery 14, and the charger 15 provided in the bearing unit 1 can be used as they are (the tire side installed in the tire 2). It is sufficient to replace only the sensor 87). For this reason, compared with the case where a power generator or the like is installed in the tire, the cost for exchanging the tire can be kept low.
  • a specific support structure capable of positioning the battery 14 in the axial direction and the radial direction with respect to the hub body 22 constituting the bearing unit 1 can be realized. That is, in the case of this example, the battery 14 is housed in the battery case 76, and the base end portion to the intermediate portion of the connection portion 78 and the battery portion 80 of the battery case 76 are respectively positioned in the radial direction. Nuts 81 fitted into the inner peripheral surface of the inward flange portion 33 and the inner peripheral surface of the positioning cylinder portion 40, which are parts, and screwed into a part of the battery portion 80 and the distal end portion of the connection portion 78, respectively.
  • the inner peripheral surface (small diameter portion 31) of the inward flange portion 33 and the inner peripheral surface of the positioning cylinder portion 40 are subjected to cutting or grinding, and the hub main body 22 of the surface is subjected to cutting or grinding.
  • the degree of coaxiality with respect to the central axis is increased, and the stepped surface 109 and the inner side surface in the axial direction of the inward flange portion 33 are subjected to cutting and grinding to improve parallelism of the surface with respect to the virtual plane.
  • the outer peripheral surface of the connecting portion 78a constituting the battery case 76a is axially arranged on the base end side portion (axially outer end portion to intermediate portion) with respect to the portion where the male screw portion 111 is formed.
  • a male serration portion (male serration groove) 113 formed by alternately arranging a plurality of long concave portions and convex portions in the circumferential direction is formed.
  • the inner peripheral surface of the inward flange portion 33a (small diameter portion 31a) provided in the hub main body 22a which is a radial positioning portion, a plurality of axially long concave portions and convex portions are alternately arranged in the circumferential direction.
  • a female serration portion (female serration groove) 114 is formed.
  • the male serration portion 113 provided on the battery case 76a and the female serration portion 114 provided on the hub main body 22a are serrated to prevent relative rotation between the hub main body 22a and the battery case 76a.
  • the female serration portion 114 corresponds to the rotation preventing portion described in the claims.
  • the work of supporting and fixing the battery case 76a to the hub body 22a can be facilitated. That is, as in the case of the first example of the embodiment, when the rotation prevention mechanism is not provided between the battery case and the hub body, the battery is secured when the nut is fastened to the battery case. Although it is necessary to hold the case so that it does not rotate, in this example, since the relative rotation between the battery case 76a and the hub body 22a is prevented, the hub body 22a is prevented from rotating. As a result, the nut 81 can be easily fastened to the battery case 76a.
  • the nut 81 can also be fastened with such a large torque that the serration engaging portion (rotation preventing mechanism) between the male serration portion 113 and the female serration portion 114 can withstand.
  • a detent mechanism by spline engagement or key engagement can be employed instead of the detent mechanism by serration engagement.
  • a third example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the first example and the second example of the embodiment described above are intended for the inner ring rotation type structure, but in this example, the outer ring rotation type structure is the target.
  • the bearing unit 1b of the present example is also for a driven wheel and is not shown in the drawing, but as in the first and second examples of the embodiment, the tire 2 and the wheel 3 that constitute the wheel, and the rotor 5 is rotatably supported with respect to the knuckle 6 which comprises a suspension apparatus.
  • the bearing unit 1b includes a bearing portion 11b having a bearing function, a generator 12 having a power generation function, a wireless communication device 13 having a wireless communication function, a battery 14 having a storage function, and a charger 15 having a charging function. It has.
  • the bearing portion 11b is a portion that rotatably supports the tire 2 and the wheel 3 with respect to the knuckle 6, and is a hub (outer ring) 91 that is an outer diameter side race ring member and a rotation side race ring member, and an inner diameter side race ring.
  • An inner ring assembly 92 which is a member and a stationary side race ring member, and a plurality of balls 18 and 18 are provided.
  • the hub 91 is configured in a substantially annular shape as a whole, and has double-row outer ring raceways 19c and 19d on the inner peripheral surface, and a rotation-side flange 93 at an axially intermediate portion of the outer peripheral surface.
  • the rotation-side flange 93 is provided with a plurality of coupling holes (screw holes or through holes) 94, 94 penetrating in the axial direction.
  • the inner ring assembly 92 is formed by combining an assembly main body 95 and an inner ring element 96, and has a substantially annular shape as a whole.
  • the inner ring assembly 92 has double-row inner ring raceways 24c and 24d on the outer peripheral surface. It is supported concentrically with the hub 91 on the inner diameter side.
  • the inner ring raceway 24d in the axially inner row is directly formed at the axially intermediate portion of the outer peripheral surface of the assembly main body 95, and the outer peripheral surface is formed on the small-diameter step portion 97 that is also formed near the outer end in the axial direction.
  • An inner ring element 96 having an inner ring raceway 24c in the outer row in the axial direction is externally fitted and fixed.
  • the axial outer end surface of the inner ring element 96 is held down by a caulking portion 98 formed by plastically deforming the axial outer end portion of the assembly body 95 radially outward.
  • a stationary flange 99 for fixing to the knuckle 6 is provided at a portion of the assembly body 95 that is closer to the inner end in the axial direction and protrudes inward in the axial direction than the opening at the inner end in the axial direction of the hub 91. ing.
  • the stationary flange 99 is provided with a coupling hole (screw hole or through hole) (not shown) penetrating in the axial direction.
  • a through hole (center hole) 29b penetrating in the axial direction is provided at the center of the assembly body 95.
  • the through hole 29b includes a small diameter portion 100 provided in the outer half portion in the axial direction and a large diameter portion 101 provided in the inner half portion in the axial direction.
  • the small-diameter portion 100 has a constant inner diameter in the axial direction
  • the large-diameter portion 101 has a substantially trapezoidal cross section in which the inner diameter gradually increases inward in the axial direction.
  • the battery 14, the charger 15, and a part of the wireless communication device 13 are arranged in the through hole 29 b.
  • the tire 2 and the wheel 3 are coupled and fixed to the rotation side flange 93 constituting the hub 91. Then, in the assembled state to the vehicle, the axially inner end portion of the assembly body 95 constituting the inner ring assembly 92 is inserted into the support hole 35 (see FIGS. 2 and 3) constituting the knuckle 6, and the stationary side flange is inserted. 99 is fixedly coupled to the knuckle 6.
  • a seal ring 102 is installed between the axially inner end opening of the hub 91 and the axially outer peripheral surface of the assembly body 95, and the hub 91 Among them, the battery case 76b is mounted on the inner peripheral surface (cylindrical surface) in the axial outer end portion that protrudes outward in the axial direction from the inner ring assembly 92. Furthermore, a bottomed cylindrical cover 50 b is attached to the axially inner end opening of the assembly body 95. This prevents the grease enclosed in the internal space 51b where the balls 18 and 18 are installed from leaking into the external space, or foreign matter existing in the external space from entering the internal space 51b. ing.
  • the cover 50b is composed of a cylindrical cylindrical portion 52b and a disk-shaped bottom portion 53b, and the axially outer end portion of the cylindrical portion 52b is used as the shaft of the hub 91. It is fitted and fixed to the inner peripheral surface of the direction inner end. Further, the cover 50b is positioned in the axial direction by abutting an outward flange (bent portion) 54b provided at the intermediate portion in the axial direction of the cylindrical portion 52b against the inner end surface in the axial direction of the inner ring assembly 92. Yes.
  • the bottom 53b is an outer diameter side circular ring portion 55b provided in a state of being bent at a right angle inward in the radial direction from the inner end in the axial direction of the cylindrical portion 52b, and the outer diameter side circle at the center of the bottom 53b. It is comprised from the center disc part 56b provided in the radial inside of the ring part 55b.
  • the cylindrical portion 52b and the outer diameter side annular portion 55b are integrally formed by pressing a metal plate such as a stainless steel plate, whereas the central disc portion 56b Made of resin with excellent permeability.
  • the generator unit 12, the wireless communicator 13, the battery 14, and the charger 15 are assembled to the bearing portion 11b having the above-described configuration to constitute the bearing unit 1b.
  • wireless communication device 13, the battery 14, and the charger 15 the overlapping description Omitted or simplified, the description will focus on parts that are different from the first example of the embodiment.
  • the generator 12 is a magnet type AC generator that generates three-phase alternating current, and includes a stator 57b and a rotor 58b arranged concentrically with each other.
  • the stator 57b is coupled and fixed to the inner peripheral surface of the outer end portion in the axial direction of the cylindrical portion 52b constituting the cover 50b.
  • the rotor 57b is supported and fixed to the axially outer end portion of the hub 91 by using a mounting member 64b having a crank-shaped cross section and a substantially annular shape as a whole and a battery case 76b.
  • the mount member 64b includes a disc portion 65b, a large-diameter cylindrical portion 66b provided in a state of being bent inward in the axial direction from an outer diameter side end portion of the disc portion 65b, and the disc portion.
  • the small-diameter cylindrical portion 67b is provided so as to be bent outward in the axial direction from the inner diameter side end portion of 65b.
  • the small diameter cylindrical portion 67b is spline-engaged with the inner end portion (connecting portion 78b) in the axial direction of the battery case 76b so as not to rotate relative to the large diameter cylindrical portion 66b. It is fitted and fixed.
  • the mount member 64b having such a configuration is disposed inside the large diameter portion 101 that forms the through hole 29b.
  • stator 57b is coupled and fixed to the inner peripheral surface of the cylindrical portion 52b constituting the cover 50b, and the rotor 58b is supported and fixed to the hub 91 via the mount member 64b and the battery case 76b.
  • stator 57b and the rotor 58b are arranged concentrically, and the outer peripheral surface of the rotor 58b is opposed to the inner peripheral surface of the stator 57b (permanent magnet) in the radial direction via a minute gap.
  • the wireless communication device 13 performs wireless communication with the computing unit 69 (see FIG. 4), and includes a wireless communication circuit (substrate) 70 and an antenna 71.
  • the wireless communication device 13 is disposed (stored) in a state of being mold-fixed with resin on the radially inner side of the large-diameter cylindrical portion 66b constituting the mount member 64b. More specifically, in the wireless communication device 13, the wireless communication device 70 is fixed in the axially outer side and the antenna 71 is fixed in the axially inner side. Also in this example, by arranging the antenna 71 in this way, the antenna 71 is made close to and opposed in the axial direction to the resin center disc portion 56b constituting the cover 50b. As described above, the wireless communication device 13 is also supported and fixed to the hub 91 using the mount member 64b and the battery case 76b.
  • the battery 14 stores the power generated by the generator 12, and is configured by connecting a plurality of storage batteries in series.
  • the charger 15 supplies electric power generated by the generator 12 to the battery 14 and charges the battery 14, and includes a rectifier circuit, a charge / discharge control circuit, and a voltage control circuit.
  • the battery 14 and the charger 15 having such a configuration are housed in a battery case 76b that is open on both sides in the axial direction in an electrically connected state, and from the outside in the axial direction by the cap 77b. It has a lid.
  • the battery case 76b is entirely made of synthetic resin, and has a small-diameter cylindrical connecting portion 78b provided at the axially inner end portion and a large-diameter cylindrical storage portion 79b provided at the axially intermediate portion or outer end portion. And an annular mounting flange portion 103 provided on the outer peripheral surface of the outer end portion in the axial direction of the storage portion 79b.
  • the housing portion 79b and the connection portion 78b are disposed on the radially inner side of the assembly body 95, and the portion projecting in the axial direction from the axially outer end side opening of the assembly body 95.
  • the provided mounting flange portion 103 is fitted and fixed in a state where it is sealed to the inner peripheral surface of the outer end portion in the axial direction of the hub 91.
  • the mounting flange portion 103 is configured by abutting the small diameter portion 115 in the inner half portion in the axial direction and the large diameter portion 116 in the outer half portion in the axial direction by the stepped surface 117.
  • the small diameter portion 115 is press-fitted into the inner peripheral surface of the axially outer end portion of the hub 91 corresponding to the radial positioning portion described in the claims (or fixed with a gap fit) and abutted.
  • the step surface 117 is abutted in the axial direction against the axially outer end surface of the hub 91 corresponding to the axial positioning portion described in the claims.
  • a radial needle bearing 104 is disposed between the outer peripheral surface of the storage portion 79b and the small diameter portion 100 constituting the through hole 29b to prevent the battery case 76b rotating together with the hub 91 from swinging around. The concentricity between the case 76b and the inner ring assembly 92 is ensured.
  • a step surface 105 directed inward in the axial direction is formed at the axially intermediate portion of the outer peripheral surface of the storage portion 79b.
  • the retaining ring 106 is locked to an inner portion in the axial direction of the outer peripheral surface of the storage portion 79b with respect to the surface constituting the inner ring raceway of the radial needle bearing 103.
  • the battery case 76b of this example having such a configuration is also inserted into the through hole 29b of the assembly main body 95 from the outer side in the axial direction to the inner side, and the connecting portion 78b provided at the inner end in the axial direction is mounted.
  • the mounting flange portion 103 is supported and fixed to the hub 91 in a state of being spline-engaged with the member 64b.
  • the battery case 76b is supported and fixed with respect to the hub 91 in a state in which the battery case 76b is positioned in the axial direction and the radial direction.
  • the charger 15 provided inside the connection portion 78b is pulled out from the generator 12 to the inside of the large-diameter cylindrical portion 66b of the mount member 64b. Connected to. Further, the signal line connected to the wireless communication device 13 disposed in the large diameter cylindrical portion 66b is electrically connected to the cap 77b through the inside of the connection portion 78b and the storage portion 79b.
  • wiring (89a, 89c) is connected to one or more sensors (tire sensors 87, 88 on the tire side and wheel side) installed on the wheel at the outer end in the axial direction of the cap 77b. ) Is connected to the sensor connector 107.
  • a connector 107 is provided in the most axially outermost part of the bearing unit 1b.
  • the wheel 3 is coupled and fixed in the wheel center hole 39 as shown in FIG. Located inside (center).
  • the wheel side sensor 88 and the connector 107 are connected to each other by a wire 89a arranged along the inner surface in the axial direction of the disk portion 44 constituting the wheel 3 and a connector provided at an end of the wire 89a. is doing.
  • the tire side sensor 87 is connected via a relay connector 90 attached to the wheel 3 (rim portion 45).
  • the hub 91 that is the rotation-side bearing ring member of the bearing portion 11b. Rotates. Then, the rotor 58b supported and fixed to the outer end portion in the axial direction of the hub 91 via the battery case 76b and the mount member 64b is supported and fixed to the inner ring assembly 92 which is a stationary side race ring member. It rotates relative to the child 57b. Thereby, the generator 12 comprised from these stator 57b and rotor 58b generates electric power.
  • the AC voltage generated by the generator 12 is sent to the charger 15 in the battery case 76b through a cable or the like (not shown). Then, after being converted to a DC voltage by the charger 15, power is supplied to the battery 14. The electric power stored in the battery 14 is supplied to the tire side sensor 87 installed in the tire 2 and the wheel side sensor 88 installed in the wheel 3 through the connector 107 and wirings 89a to 89c. Accordingly, the tire side and wheel side sensors 87 and 88 detect the state quantities of the tire 2 and the wheel 3.
  • output signals from the tire-side and wheel-side sensors 87 and 88 are sent to the connector 107 through the wirings 89a to 89c, and then sent to the wireless communication device 13 through a signal line (not shown).
  • the output signals of the tire-side and wheel-side sensors 87 and 88 are sent to the computing unit 69 arranged on the vehicle body 7 side through the central disk portion 56b of the cover 50b by the antenna 71 constituting the wireless communication device 13. It transmits wirelessly.
  • the computing unit 69 receives the state quantity of the tire 2 that is an output signal of the tire-side and wheel-side sensors 87 and 88 and uses it for, for example, an active safety technology of the vehicle. About another structure and an effect, it is the same as that of the case of the 1st example of embodiment.
  • FIGS. 1c of this example A fourth example of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the feature of the bearing unit 1c of this example is that an axial gap type coreless structure single-phase generator is used as the generator 12c. Since the configuration of the other parts is basically the same as the structure of the first example of the above-described embodiment, a duplicate description will be omitted, and the description will focus on the characteristic part of this example.
  • the generator 12c used in this example is arranged inside a bottomed cylindrical cover 50c that closes the axially inner end opening of the outer ring 16, and each of the generators 12c is arranged concentrically (coaxially).
  • a stator 120 and one rotor 121 are provided.
  • the stator 120 and the rotor 121 are each configured in a substantially annular shape, and are arranged in a state adjacent to each other in the axial direction.
  • An air gap (axial gap) is provided between the stator 120 and the rotor 121. That is, the stator 120 and the rotor 121 are arranged so as to face each other via an axial air gap.
  • the stator 120 is made of an iron-based material and includes a substantially annular plate-like back yoke 122 and a plurality of permanent magnets 123 and 123.
  • Each of the permanent magnets 123 and 123 is formed in a fan shape, and is supported at equal intervals in the circumferential direction on one axial side surface (outer surface) of the back yoke 122 that faces the rotor 121 in the axial direction.
  • the permanent magnets 123 and 123 are magnetized in the axial direction, and the directions of magnetization are different between the permanent magnets 123 and 123 adjacent in the circumferential direction.
  • the S poles and the N poles are alternately arranged at equal intervals on one side surface of the back yoke 122 in the axial direction.
  • the outer peripheral surface of the stator 120 (back yoke 122) having such a configuration is fitted and fixed (press-fitted) to the inner peripheral surface of the cylindrical portion 52 constituting the cover 50.
  • the cover 50 is supported and fixed.
  • the rotor 121 is configured by arranging the same number of coils 126, 126 as the permanent magnets 123, 123 provided in the stator 120 at equal intervals in the circumferential direction.
  • each of the coils 126 and 126 is supported on an annular support plate 127 made of a non-magnetic material (for example, embedded support or adhesive support).
  • Each of the coils 126 and 126 is configured in a substantially fan shape (hollow fan shape), and the center axis of each of the coils 126 and 126 is arranged in parallel with the center axis of the hub 17.
  • each coil 126, 127 is hollow (no iron core or core is disposed), and the generator 12c has a coreless structure.
  • the rotor 121 having such a configuration is used by using a crank-shaped mounting member 64 and a retaining ring 124 which are externally fitted and fixed to the inner end of the inner ring 23 in the axial direction. It is supported and fixed to the inner end of the hub 17 in the axial direction.
  • the mount member 64 includes a disc portion 65, a large-diameter cylindrical portion 66 provided in a state of being bent outward from the outer diameter side end portion of the disc portion 65, and the disc portion.
  • the small-diameter cylindrical portion 67 is provided so as to be bent inward in the axial direction from the inner diameter side end portion of 65. Then, the rotor 121 is attached to the small diameter cylindrical portion 67 in a state in which the large diameter cylindrical portion 66 is fitted and fixed to the axial inner end portion (shoulder portion) of the inner ring 23 constituting the hub 17 by an interference fit. It is fitted and fixed.
  • a method for fixing the mount member 64 to the hub 17 for example, caulking or adhesive fixing can be employed.
  • a substantially C-shaped retaining ring 124 is engaged with a portion of the small-diameter cylindrical portion 67 that protrudes inward in the axial direction from a portion where the rotor 121 is externally fitted, and the rotor 121 is attached to the mount member 64. Prevents falling off in the axial direction.
  • a claw portion (engagement convex portion) 125 provided on the inner peripheral surface of the rotor 121 is formed in the small diameter cylindrical portion 67. Locked. In this state, air gaps are provided between the coils 126 and 126 and the permanent magnets 123 and 123 constituting the stator 120, respectively.
  • the radial gap generator as used in the first example of the embodiment is configured such that the opposing areas of the permanent magnets 123 and 123 and the coils 126 and 126 are used. Compared to the case of 12 (see FIG. 4 etc.), it can be easily increased when the installation space is the same. For this reason, a large change rate of the magnetic flux passing through the coils 126 and 126 can be secured, and the induced electromotive force can be increased. Therefore, the generator 12c used in this example can be reduced in size and weight compared to the radial gap generator 12 used in the first example of the embodiment.
  • the generator 12c used in this example has a coreless structure in which each of the coils 126 and 126 is not provided with an iron core (core) on the inside thereof, generation of cogging torque can be prevented. For this reason, according to the bearing unit 1c of this example, the vibration and noise at the time of rotation of the hub 17 can be reduced. Furthermore, the generator 12c is a single-phase generator in which the number (number of poles) of the permanent magnets 123 and 123 constituting the stator 120 and the number of coils 126 and 126 constituting the rotor 121 are matched. The rectifier circuit can be simplified compared to the case of using the three-phase generator 12 as used in the first example of the embodiment.
  • a structure in which a plurality of stators having the configuration as used in this example are provided and the rotor is sandwiched from both sides in the axial direction can be adopted. More specifically, in a state where a pair of stators are arranged so as to sandwich the rotor from both sides in the axial direction, the outer cylindrical portion provided on either one of these stators is connected to the other It is fitted and fixed to the inner cylinder part provided in the stator. And these both stators are combined in the state which gave the air gap (radial gap) with respect to the rotor, respectively.
  • the N pole (or S pole) of the permanent magnet constituting the stator on the axially inner side (cover side) and the axially outer side (hub side)
  • the S pole (or N pole) of the permanent magnet constituting the stator is opposed in the axial direction.
  • the balls constituting the ball row on the inner side (in the axial direction) Is made larger than the diameter of the balls constituting the outer side (axially outer side) ball row
  • the pitch circle diameter of the outer side ball row is made larger than the pitch circle diameter of the inner side ball row.
  • the electric power generated by the generator is rectified by a full-wave rectifier circuit that constitutes the charger, supplies power to the sensor and the like, and is supplied to the battery via the charger.
  • a full-wave rectifier circuit that constitutes the charger, supplies power to the sensor and the like, and is supplied to the battery via the charger.
  • the power generation amount of the generator is insufficient to operate the sensor or the like, electric power is supplied from the battery to the sensor or the like.
  • the battery can be charged according to the request of the charger.
  • the present invention is not limited to a driven wheel but can be applied to a bearing unit for a drive wheel.
  • the structures of the examples of the above-described embodiments can be implemented in appropriate combination.

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Abstract

外径側軌道輪部材と、内径側軌道輪部材と、これらの間に転動自在に設けられた複数個の転動体とを有し、前記外径側軌道輪部材と前記内径側軌道輪部材とのうちの何れか一方が、使用状態で回転しない静止側軌道輪部材であり、他方が、車輪と共に回転する回転側軌道輪部材である軸受部と、固定子と回転子とを有し、これら固定子と回転子との相対回転に基づき、前記車輪に設置したセンサに対し供給する電力を発電する発電機と、該発電機が発電した電力を蓄えるバッテリと、車体側に配置された電子機器との間で、前記センサの出力信号を含む信号を、無線により通信する無線通信器と、を備え、前記固定子が、前記静止側軌道輪部材に対し支持固定されていると共に、前記回転子と前記バッテリと前記無線通信器とが、前記回転側軌道輪部材に対し支持固定されている車輪支持用転がり軸受ユニットを提供する。

Description

車輪支持用転がり軸受ユニット
 本発明は、自動車の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する為に使用する車輪支持用転がり軸受ユニットの改良に関する。
 自動車の運動性能や安全性能に影響を与える因子は数多くあるが、最終的に自動車の走る・曲がる・止まるといった挙動を決定しているのは、車輪を構成するタイヤと路面との摩擦力(グリップ力、タイヤ力)である。この為、近年、タイヤに作用する摩擦力に代表されるタイヤの状態量を検出して、アクティブセーフティ技術に利用する事などが考えられている。例えば、タイヤ内の空気圧を測定したり、タイヤに作用する荷重を直接或いはタイヤの歪みを検出する事で間接的に求めたりする技術などが考えられている(特許文献1参照)。
 又、タイヤに空気圧センサや歪センサ等の各種センサを設置する場合には、これら各種センサに電力を供給する必要がある。この様な事情に鑑み、例えば特許文献2、3には、タイヤ内に発電装置を設け、該発電装置で発電した電力を、センサ等の電子機器に供給する技術が開示されている。ところが、タイヤ(及びホイール)に対し発電装置を設置する場合、タイヤ(及びホイール)は、構成部品全体が回転し、回転しない部分を備えない為、発電装置を構成する為には、車輪の回転運動を利用して相対変位する機構を別途設ける必要がある。この為、発電装置の構造が複雑になり易く、コストが嵩む原因になる。又、タイヤは、定期的に交換する必要がある為、交換後のタイヤに対し、センサや発電装置等を取り付け直す必要があり、やはりコストが嵩み易くなる。
 一方、例えば特許文献4には、車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する為の転がり軸受ユニットに荷重センサを設置する事で、タイヤに作用する摩擦力を求める技術が開示されている。この様な技術によれば、前述した様なタイヤの定期交換の問題は生じないが、次の様な問題を生じる可能性がある。
 第一に、ブレーキ(制動力)が作用している状態では、転がり軸受ユニットに設置された荷重センサが検出する荷重と実際にタイヤに作用している力とが一致しなくなり、摩擦力を正確に求められなくなる可能性がある。この理由は、ブレーキが作用している状態では、タイヤに作用している力が車体に伝達されるまでの経路が、「タイヤ→転がり軸受ユニット→車体」の経路と、「タイヤ→ブレーキ装置→車体」の経路との2経路になり、転がり軸受ユニットに設置した荷重センサによっては、前者の経路を伝達する力しか検出できない為である。
 第二に、前記特許文献4に記載された構造の場合には、前記荷重センサから引き出されたハーネスを、車体側に設置された演算器に接続する必要がある為、転がり軸受ユニットの車体への組み付け作業時のハーネスの取り回し作業が面倒になり、組立工数が増加し、組立コストが嵩む原因になる。
日本国特開2013-107460号公報 日本国特許第4627108号公報 日本国特許第5508124号公報 日本国特開2005-43336号公報
 上述の様な事情に鑑みて、本発明の一態様によればブレーキの作用状態に拘らず、タイヤの状態量を正確に検出できる構造を、低コストで実現する。
 本発明の一実施形態に係る車輪支持用転がり軸受ユニットは、懸架装置に対して車輪(タイヤ及びホイール)を回転自在に支持する為のもので、軸受部と、発電機と、バッテリと、無線通信器とを備える。
 前記軸受部は、外径側軌道輪部材と、内径側軌道輪部材と、複数個の転動体とを有する。
 前記外径側軌道輪部材は、例えば略円環状(円筒状)に構成されており、内周面に1乃至複数(例えば複列)の外輪軌道を有する。
 前記内径側軌道輪部材は、例えば略円環状(円筒状)に構成されており、前記外径側軌道輪部材の径方向内側に配置され、外周面に1乃至複数(例えば複列)の内輪軌道を有する。
 前記各転動体は、例えば玉やころ(円すいころ、円筒ころ、ニードル、球面ころを含む)を使用する事ができ、前記外輪軌道と前記内輪軌道との間に、転動自在に設けられる。
 そして、前記外径側軌道輪部材と前記内径側軌道輪部材とのうち何れか一方の軌道輪部材を、使用状態で、前記懸架装置に支持固定されて回転しない静止側軌道輪部材とし、他方の軌道輪部材を、前記車輪を結合固定して、該車輪と共に回転する回転側軌道輪部材としている。
 又、前記発電機は、互いに同心(同軸上)に配置された固定子と回転子とを有し、これら固定子と回転子との相対回転に基づき、前記車輪に設置したセンサ(車輪の状態量を測定するセンサであり、例えば歪センサ、加速度センサ、空気圧センサ、摩耗センサ、温度センサ等)に対し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と共に、前記発電機の発電量が低下した場合には、前記センサに電力を供給するものである。
 又、前記無線通信器は、車体側に配置された電子機器との間で、前記センサの出力信号を含む信号(例えば車体側から送信される車両の走行状態、エンジンの運転状態等を表す信号を必要に応じて含む)を、無線により通信するものである。
 さらに、前記固定子を、前記静止側軌道輪部材に対して直接又は間接的に支持固定すると共に、前記回転子と前記バッテリと前記無線通信器とを、前記回転側軌道輪部材に対して直接又は間接的に支持固定している。
 尚、タイヤ交換時のコストを抑える面からは、前記各センサのうち、摩耗センサ、タイヤ歪みセンサ、温度センサなど、タイヤに設置しなければ測定できない状態量を測定するセンサのみを、タイヤに設置し、空気圧センサ、ホイール歪みセンサ、加速度センサなど、タイヤに設置しなくても測定可能な状態量を測定するセンサに就いては、ホイールに設置する事が好ましい。
 上記構成において、前記回転側軌道輪部材に対し前記車輪を構成するホイールを結合固定した状態で、該ホイールの中心孔の内側に挿入される部分に、前記センサとの接続に用いるセンサコネクタを配置してもよい。この場合には、これらセンサとセンサコネクタとを、有線の配線(ケーブル)により接続する事ができる。尚、前記センサコネクタは、前記バッテリ及び前記無線通信器に対し電気的に接続されている。
 更に、上記構成において、前記静止側軌道輪部材の軸方向内端開口部を、カバーにより塞いてもよい。該カバーのうち、前記無線通信器を構成するアンテナと対向する部分を、例えばABS樹脂(アクリロニトリル、ブタジエン、スチレン共重合合成樹脂)やAS樹脂(アクリロニトリル、スチレンのコポリマー(共重合化合物))等の電波透過性樹脂(繊維強化樹脂も含む)製としてもよい。
 又、上記構成において、前記発電機を、それぞれが略円輪状の1つの固定子と1つの回転子とを備えたものとしてもよい。そして、これら固定子と回転子とを、軸方向のエアギャップ(アキシアルギャップ)を介して対向する状態で配置し、前記発電機を、アキシアルギャップ型の発電機としてもよい。
 又、上記構成において、例えば、前記固定子を、円周方向に複数の永久磁石を配置したものとし、前記回転子を、円周方向に複数のコイルを配置してもよい。
 又、例えば、前記回転子を構成する複数のコイルの内側を中空として(鉄芯、コアを配置せず)、前記発電機をコアレス構造としてもよい。
 更に、例えば、前記回転子を構成するコイル数と、前記固定子を構成する永久磁石の極数とを一致させて、前記発電機を単相発電機としてもよい。
 或いは、前記発電機を、固定子と回転子とを径方向のエアギャップ(ラジアルギャップ)を介して配置する事で、ラジアルギャップ型の発電機としてもよい。
 又、上記構成において、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該バッテリを充電する充電器を設けてもよい。
 この充電器は、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る。又、この様な充電器(回路)は、前記無線通信器と同じスペース内に設置しても良いし、該無線通信器とは別に設置しても良い。
 又、上記構成において、前記内径側軌道輪部材の中央部に貫通孔を形成してもよい(内径側軌道輪部材全体を中空筒状に構成する)。そして、該貫通孔内に、前記発電機と前記バッテリと前記無線通信器とのうちの少なくとも何れかの部材を配置してもよい。
 又、上記構成において、例えば前記静止側軌道輪部材の軸方向内端部に直接又は間接的に前記固定子を固定してもよい。そして、該固定子の径方向内側に、前記無線通信器をその内部に収納した状態で、前記回転側軌道部材に固定されるマウント部材を配置し、該マウント部材の周囲に前記回転子を固定してもよい。
 又、上記構成において、前記発電機に、回転速度検出センサとしての機能を併せ持たせてもよい。
 又、上記構成において、前記外径側軌道輪部材と前記内径側軌道輪部材とのうち、内径側軌道輪部材を回転側軌道輪部材とし、外径側軌道輪部材を静止側軌道輪部材とした、内輪回転型の構造を採用してもよいし、反対に、内径側軌道輪部材を静止側軌道輪部材とし、外径側軌道輪部材を回転側軌道輪部材とした、外輪回転型の構造を採用してもよい。
 又、上記軸受ユニットは、従動輪用と駆動輪用との何れの構造を採用する事もできるが、前記バッテリ等の収納スペースを確保する面からは、従動輪用の構造を採用する事が好ましい。尚、内輪回転型で駆動輪用の構造を採用する場合には、内径側軌道輪部材の中央部に形成した係合孔(貫通孔)に駆動軸を挿入する必要がある為、例えば、該駆動軸の軸方向外端部(先端部)よりも軸方向外方の空間に例えば前記バッテリを設置し、該駆動軸の周囲に前記発電機を設置する事ができる。
 又、上記構成において、前記回転側軌道輪部材に、前記バッテリの軸方向の位置決めを図る為の例えば円輪状の軸方向位置決め部、及び、前記バッテリの径方向の位置決めを図る為の例えば円筒面状の径方向位置決め部をそれぞれ設けてもよい。そして、前記バッテリを、前記回転側軌道輪部材に対し軸方向及び径方向の位置決めを図った状態で支持固定してもよい。
 上記構成において、中空筒状に構成された前記回転側軌道輪部材の内周面に径方向内方に突出する状態で内向フランジ部を設けてもよい。そして、該内向フランジ部のうち、軸方向側面を前記軸方向位置決め部として機能させ、内周面を前記径方向位置決め部として機能させてもよい。
 より具体的には、例えば、前記バッテリを中空筒状のバッテリーケース内に収納した状態で、該バッテリーケースの一部を、前記内向フランジ部の内側に軸方向に挿通(通過)させる。これにより、前記径方向位置決め部である前記内向フランジ部の内周面により、前記バッテリーケースの径方向の位置決めを図る。又、前記バッテリーケースのうち、前記内向フランジ部の内側に軸方向に挿通した部分に、例えばナットや止め輪等の抜け止め部材を固定する。そして、該抜け止め部材を、前記軸方向位置決め部である前記内向フランジ部の軸方向内側面に軸方向に当接させると共に、前記バッテリーケースの一部を、前記回転側軌道輪部材の内面に設けられた別の軸方向位置決め部に対し軸方向に当接させる。これにより、前記バッテリーケースの一部と前記抜け止め部材との間で、前記回転側軌道輪部材を軸方向両側から挟持し、前記バッテリーケースの軸方向の位置決めを図る。この結果、前記バッテリーケースを前記回転側軌道輪部材に対し軸方向及び径方向の位置決めを図った状態で支持固定する事ができる。
 更に、上記構成において、前記内向フランジ部の内周面に、前記バッテリ(バッテリーケース)との相対回転を阻止する為の、雌セレーション部(溝)、雌スプライン部(溝)、キー溝等の回り止め部を設けてもよい。
 上述の様に構成する、車輪支持用転がり軸受ユニットによれば、低コストで、ブレーキの作用状態に拘らず、タイヤの状態量を正確に検出する事が可能になる。
 即ち、上記構成の場合には、前記特許文献4に記載された構造の様に、軸受ユニット側ではなく、車輪(タイヤ、ホイール)側にセンサを設置する為、例えばタイヤに作用する力を検出する場合にも、ブレーキの作用状態に拘らず、正確に検出する事が可能になる。
 又、上記構成の軸受ユニットの場合には、前記センサに供給する為の電力を発電する発電機、及び、該センサの出力信号を車体側に設置した電子機器に対し無線送信する無線通信器を備えている為、前記軸受ユニットを前記車体(懸架装置)に対し取り付ける際に、ハーネスの取り回し作業を行う必要がなく、組立作業性を良好にできる。
 又、タイヤの交換時にも、軸受ユニットに設けられた発電機、バッテリ、及び無線通信器は、そのまま継続して使用できる(タイヤに設置されたセンサのみ交換すれば足りる)為、タイヤ交換時のコストを低く抑えられる。
 更に、上記構成の場合には、偏摩耗防止の為にタイヤローテーション(タイヤの位置変更)を実施した場合にも、無線通信機能を有する軸受ユニット自体の取付位置には変更がない為、車体側の電子機器(受信器)で受信した信号が、どのタイヤの信号か判別がつかなくなる事も防止できる。
本発明の実施の形態の第1例の車輪支持用転がり軸受ユニットにより車輪を懸架装置に対して支持した車輪支持構造を示す正面図。 同じく軸方向外側から見た斜視図。 同じく軸方向内側から見た斜視図。 同じく図1のA-A断面図。 同じく図4のB部拡大図。 同じく軸受ユニットを取り出し、軸方向外側から見た状態を示す斜視図。 同じく軸受ユニットを取り出し、軸方向内側から見た状態を示す斜視図。 同じく分解斜視図。 本発明の実施の形態の第2例を示す図8に相当する図。 同じく軸受部とバッテリーケースのみを取り出して示す斜視図。 本発明の実施の形態の第3例の車輪支持用転がり軸受ユニットを軸方向外側から見た状態を示す正面図。 同じく図11のC-C断面図。 本発明の実施の形態の第4例を示す、図12に相当する図。 同じく一部の部材を省略して示す図8に相当する図。
[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1~8を参照しつつ説明する。
本例の車輪支持用転がり軸受ユニット(以下、軸受ユニット)1は、従動輪用であり、自動車の車輪を構成するタイヤ2及びホイール3、並びに、制動装置であるディスクブレーキ装置4を構成するロータ5を、懸架装置を構成するナックル6に対し回転自在に支持している。又、図示の構造の場合には、車体7に対して揺動変位を可能に支持されたアッパアーム8とロアアーム9とにより、ナックル6を支持している。
 軸受ユニット1は、軸受機能を有する軸受部11と、発電機能を有する発電機12と、無線通信機能を有する無線通信器13と、蓄電機能を有するバッテリ14と、充電機能を有する充電器15とを備えている。
 軸受部11は、タイヤ2及びホイール3をナックル6に対し回転自在に支持する部分であり、外径側軌道輪部材である外輪16と、内径側軌道輪部材であるハブ17と、複数個の玉18、18とを備えている。
 外輪16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19a、19bを、外周面の軸方向中間部内端寄り部分に静止側フランジ20をそれぞれ有する。又、該静止側フランジ20には、軸方向に貫通する取付孔(ねじ孔又は通孔)21、21が複数設けられている。
 尚、本明細書及び特許請求の範囲に於いて、軸方向に関して「内」とは、車両への組み付け状態で車両の幅方向中央側となる、図4、5の右側を言う。反対に、車両の幅方向外側となる、図4、5の左側を、軸方向に関して「外」と言う。
 ハブ17は、ハブ本体22と内輪23とを組み合わせて成るもので、外周面に複列の内輪軌道24a、24bを有し、外輪16の内径側にこの外輪16と同心に支持されている。具体的には、ハブ本体22の外周面の軸方向中間部に軸方向外側列の内輪軌道24aを直接形成すると共に、同じく軸方向内端寄り部分に形成した小径段部25に、外周面に軸方向内側列の内輪軌道24bを形成した内輪23を外嵌固定している。そして、ハブ本体22の軸方向内端部を径方向外方に塑性変形させて形成したかしめ部26により、内輪23の軸方向内端面を抑え付けている。又、ハブ本体22の軸方向外端部で、外輪16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、車輪を支持する為の回転側フランジ27を設けている。又、この回転側フランジ27には、軸方向に貫通する結合孔(ねじ孔又は通孔)28、28が設けられている。
 尚、本発明を実施する場合には、ハブ本体のうち、内輪が外嵌固定された部分よりも軸方向内方に突出した部分に雄ねじ部を形成し、該雄ねじ部にナットを螺合し更に締め付ける事で、内輪をハブ本体に支持固定する構成を採用する事もできる。
 特に本例の場合、ハブ本体22を、中空筒状に構成しており、該ハブ本体22の中心部には、軸方向に貫通した貫通孔(中心孔)29を設けている。該貫通孔29は、軸方向外端部乃至中間部に設けられた外端側大径部30と、軸方向中間部内端寄り部分に設けられた小径部31と、軸方向内端部に設けられた内端側大径部32とから構成されている。本例の場合には、ハブ本体22の軸方向中間部内端寄り部分の内周面に、軸方向両側に隣接する部分よりも径方向内方に突出した円輪状の内向フランジ部33を全周に亙り形成する事で、中心孔29を、外端側大径部30と小径部31と内端側大径部32とに区分けしている。又、このうちの外端側大径部30は、軸方向外方に向かう程内径寸法が次第に大きくなった断面略台形状に構成されているのに対し、内端側大径部32は、軸方向内方に向かう程内径寸法が次第に大きくなった断面略台形状に構成されている。
 又、本例の場合、貫通孔29のうち、外端側大径部30及び内端側大径部32に関しては、塑性加工である鍛造加工によりハブ本体22を製造する際に形成しているのに対し、内向フランジ部33の内周面により構成される小径部31に関しては、切削加工(穴あけ加工)により形成している。これにより、特許請求の範囲に記載した径方向位置決め部に相当する円筒面状の小径部31の中心軸と、ハブ本体22の中心軸との同軸度を高めている。又、特許請求の範囲に記載した軸方向位置決め部(座面)に相当する円輪状の内向フランジ部33の軸方向内側面(必要に応じて軸方向両側面)に関しては、切削加工や研削加工(座面加工)を施して、ハブ本体22の中心軸に直交する仮想平面に対する平行度を高めている。更に、本例の場合には、後述する様に、貫通孔29内に、前述したバッテリ14及び充電器15と無線通信器13の一部(軸方向外端部)とを配置している。
 各玉18、18は、両外輪軌道19a、19bと両内輪軌道24a、24bとの間に、両列毎に複数個ずつ、それぞれ保持器34、34により保持した状態で、背面組み合わせ型の接触角と共に予圧を付与した状態で転動自在に設けている。又、図示の例の場合、両列の玉18、18同士の間で、直径、ピッチ円直径、及び、接触角の大きさを、互いに同じに設定している。但し、本発明を実施する場合には、両列の玉の直径は必ずしも同じである必要はない。例えば、インナ側(軸方向内側)の玉列を構成する玉の直径を、アウタ側(軸方向外側)の玉列を構成する玉の直径よりも大きくすると共に、アウタ側の玉列のピッチ円直径を、インナ側の玉列のピッチ円直径よりも大きくする事で、外端側大径部の空間の容積をより大きく確保する(内部に収納するバッテリの容量を増大させる)事もできる。
 又、外輪16をナックル6に支持固定する為に、該外輪16のうち、静止側フランジ20よりも軸方向内側に設けられた部分(ナックル側パイロット部)を、ナックル6に形成された円形の支持孔35に挿入すると共に、静止側フランジ20の軸方向内側面をナックル6の軸方向外端面に当接させる。そして、この状態で、互いに整合する位置に設けられた、各取付孔21、21と、ナックル6に設けられた複数のナックル側取付孔(通孔又はねじ孔)36、36とに、それぞれ結合部材(ボルト)37、37を螺合又は挿通し、更に締め付ける。これにより、外輪16をナックル6に支持固定する。従って、本例の場合には、外輪16が、特許請求の範囲に記載した静止側軌道輪部材に相当する。
 これに対し、回転側フランジ27には、車輪を構成するホイール3及びロータ5を結合固定する。この為に、該ロータ5の中央部に設けられたロータ中心孔38、及び、ホイール3の中央部に設けられたホイール中心孔39に、ハブ本体22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40を順次挿入(内嵌)する。これにより、ホイール3及びロータ5の径方向の位置決めを図った状態で、互いに整合する位置に設けられた、各結合孔28、28と、ホイール3に形成されたホイール結合孔41、41と、ロータ5に形成されたロータ結合孔42とに、それぞれ結合部材43、43を螺合又は挿通し、更に締め付ける。これにより、回転側フランジ27の軸方向外側面に、ホイール3及びロータ5を結合固定している。従って、本例の場合には、ハブ17が、特許請求の範囲に記載した回転側軌道輪部材に相当する。
 ホイール3は、図示の例ではアルミニウム合金製であり、回転側フランジ27の軸方向外側面に結合固定されるディスク部44と、該ディスク部44の外周縁部に設けられた円筒状のリム部45とから構成されている。そして、該リム部45の周囲に、タイヤ2を支持固定している。一方、ロータ5は、断面クランク形で、全体を円輪板状に構成されている。又、該ロータ5は、内径側部分に設けられ、回転側フランジ27の軸方向外側面に結合固定されるハット部46と、外径側部分に設けられ、ブレーキ作動時に、ディスクブレーキ装置4を構成するキャリパ47に支持された1対のパッドにより挟持される摺動部48とを備えている。
 又、本例の軸受ユニット1の場合には、外輪16の軸方向外端開口部とハブ本体22の軸方向中間部外周面との間に、シールリング49を設置すると共に、外輪16の軸方向内端開口部に、有底円筒状のカバー50を装着している。これにより、各玉18、18を設置した内部空間51内に封入したグリースが外部空間に漏洩したり、又は外部空間に存在する異物が、この内部空間51内に侵入したりする事を防止している。
 カバー50は、円筒状の円筒部52と、円板状の底部53とから構成されており、このうちの円筒部52の軸方向外端部を、外輪16の軸方向内端部内周面に内嵌固定している。又、この円筒部52の軸方向外端寄り部分に設けられた外向鍔部(屈曲部)54を、外輪16の軸方向内端面に突き当てる事で、カバー50の軸方向に関する位置決めを図っている。又、底部53は、円筒部52の軸方向内端部から径方向内方に直角に折れ曲がる状態で設けられた外径側円輪部55と、底部53の中央部で、該外径側円輪部55の径方向内側に設けられた中央円板部56とから構成されている。本例の場合、円筒部52及び外径側円輪部55を、ステンレス鋼板等の金属板にプレス加工を施す事により一体的に構成しているのに対し、中央円板部56を、ABS樹脂やAS樹脂等の電波透過性に優れた樹脂から構成している。又、図示の構造の場合には、該中央円板部56を、断面略コ字形として、その外周縁部を外径側円輪部55の内周縁部に結合固定した状態で、該外径側円輪部55よりも軸方向内側に突出した構成としている。
 本例の場合、上述の様な構成を有する軸受部11に対して、発電機12と、無線通信器13と、バッテリ14と、充電器15とを組み付け、軸受ユニット1を構成している。
 発電機12は、三相の交流を発電する磁石式交流発電機で、後述する車輪側に設置されたセンサ(タイヤ側、ホイール側各センサ87、88)に対し供給する電力を発電するものであり、互いに同心に配置された固定子57と回転子58とを備えている。尚、本発明を実施する場合には、単相の交流を発電する交流発電機を使用する事もできる。
 このうちの固定子57は、磁性金属板により円筒状に構成された支持環59と、該支持環59の内周面に支持固定された永久磁石60とを備えている。該永久磁石60は、円筒状に構成されており、径方向に着磁すると共に、着磁の向きを円周方向に関して交互に且つ等間隔で変化させている。この為、永久磁石60の内周面には、S極とN極とが交互に且つ等間隔で配置されている。本例の場合には、永久磁石60の内周面に、S極とN極との組み合わせを合計3組(6極)設けている。又、支持環59を、カバー50を構成する円筒部52の軸方向内端部内周面に結合固定している。
 これに対し、回転子58は、複数枚の電磁鋼板を積層する事により形成したステータコア61と、コイル62、62とから構成されている。これら各コイル62、62は、ステータコア61を構成する放射状に配置された複数本(図示の例では6本)のティース(突極)63、63の周囲に巻装されている。より具体的には、各コイル62、62は、各ティース63、63に導線であるエナメル線を巻回した三相巻線として構成されている。
 そして、本例の場合には、回転子58を構成するステータコア61を、断面クランク形で全体を略円環状に構成したマウント部材64を利用して、ハブ17の軸方向内端部に支持固定している。より具体的には、マウント部材64を、円板部65と、該円板部65の外径側端部から軸方向外側に折れ曲がる状態で設けられた大径筒部66と、該円板部65の内径側端部から軸方向内側に折れ曲がる状態で設けられた小径筒部67とから構成している。そして、このうちの大径筒部66を、ハブ17を構成する内輪23の軸方向内端部(肩部)に締り嵌めにより外嵌固定した状態で、小径筒部67にステータコア61を外嵌固定している。更に、小径筒部67のうちで、ステータコア61を外嵌した部分よりも軸方向内側に突出した部分に、略C字形の止め輪68を係止し、回転子58が、マウント部材64から軸方向に脱落する事を防止している。
 本例の場合、固定子57を、カバー50を構成する円筒部52の内周面に結合固定すると共に、回転子58を、マウント部材64を介して内輪23に支持固定した状態で、固定子57と回転子58とが同心(同軸上)に配置され、該回転子58(ティース63、63)の外周面が、固定子57を構成する永久磁石60の内周面に対し、微小隙間を介して径方向に対向する。即ち、本例の場合には、発電機12を、ラジアルギャップ型の発電機としている。この様な構成を採用する事で、回転子58がハブ17と共に回転した際に、各コイル62、62の電磁誘導作用により起電力が発生する様にしている。つまり、車輪と共にハブ17を回転させる事により、発電機12が発電する様にしている。
 無線通信器13は、車体7側に設置された電子機器である演算器69との間で、無線による通信を行うもの(本例の場合には送受信が可能)であり、ワイヤレス通信回路(基板)70と、アンテナ71とを備えている。又、無線通信器13は、ケース72内に樹脂モールドにより固定された状態で、マウント部材64を構成する小径筒部67の径方向内側に配置されている。本例の場合には、ケース72を段付円筒状に構成しており、軸方向中間部乃至内端部に設けられた小径部73を、マウント部材64を構成する小径筒部67に対し、軸方向外側から内嵌固定している。この際に、ケース72の軸方向外端部に設けられた大径部74の軸方向内側面を、マウント部材64を構成する円板部65の軸方向外側面に突き当てている。この様に、本例の場合には、無線通信器13に関しても、マウント部材64を利用して、ハブ17(内輪23)に支持固定している。
 ケース72の軸方向外端開口は、該ケース72とは別体の円板状の中継基板75により塞いでいる。該中継基板75には、図示しない配線及び複数の端子が設けられており、ケース72内に収納されたワイヤレス通信回路70が電気的に接続されている。又、中継基板75の軸方向外側面に形成した配線には、ケース72を構成する大径部74を軸方向に挿通した、発電機12を構成するコイル62、62の両端部が接続されている。これに対し、ケース72の軸方向内端部には、ワイヤレス通信回路70に電気的に接続されたアンテナ71が配置されている。本例の場合には、この様にアンテナ71を配置する事で、該アンテナ71を、カバー50を構成する樹脂製の中央円板部56に対し軸方向に近接対向させている。従って、該アンテナ71に出入りする無線信号が、カバー50により遮られる事を有効に防止して、無線通信器13と演算器69との間で、無線による通信が効率良く行える様にしている。
 バッテリ14は、発電機12が発電した電力を蓄えるものであり、複数本の蓄電池(例えばニッケル水素電池)を直列に接続する事により構成している。又、充電器15は、発電機12により発電した電力をバッテリ14に供給し、該バッテリ14を充電するものであり、発電機12が発電した交流電圧を直流電圧に変換する為の整流回路と、バッテリ14の残量に応じて充放電を制御する充放電制御回路と、回転子58の回転数変化に拘らず定電圧出力を行う為の電圧制御回路とを備えている。本例の場合には、この様な構成を有するバッテリ14及び充電器15を、電気的に接続した状態で、軸方向外端側に開口部を有するバッテリーケース76内に収納し、キャップ77により軸方向外側から蓋をしている(密閉している)。又、バッテリーケース76の軸方向外端側の開口部とキャップ77との間で、円環状のシールリング(例えばOリング)110を弾性的に挟持して、バッテリーケース76内に水や埃等の異物が侵入する事を防止している。
 バッテリーケース76は、軸方向内端部に設けられた金属製で軸状の接続部78と、軸方向中間部乃至外端部に設けられた、接続部78よりも大径で、絶縁性に優れた合成樹脂製である、中空筒状の収納部79と、該収納部79の軸方向外端部を全周に亙り覆う様に設けられた金属製で円環状のコネクタ部80とを備えている。そして、この様な構成を有するバッテリーケース76を、ハブ本体22の貫通孔29内に配置する為に、接続部78を先頭に軸方向外側から貫通孔29に挿入していく。そして、接続部78を、内向フランジ部33の内側を軸方向外側から内側に向けて挿通する(通過させる)。これにより、接続部78を、小径部31及び内端側大径部32の内側に配置し、収納部79及びコネクタ部80を、外端側大径部30の内側に配置する。又、この状態で、該コネクタ部80を、ハブ本体22を構成する位置決め筒部40の内側に圧入(径方向のがたつきなく内嵌)若しくは隙間嵌で内嵌固定する。この様に本例の場合には、バッテリーケース76のうち、接続部78(の中間部乃至基端部)を内向フランジ部33(小径部31)に内嵌すると共に、コネクタ部80を位置決め筒部40に内嵌する事により、バッテリーケース76の径方向の位置決めを図っている。この為、本例の場合には、内向フランジ部33の内周面と同様に、特許請求の範囲に記載した径方向位置決め部として機能する円筒面状の位置決め筒部40の内周面に関しても、切削加工や研削加工を施している。これにより、位置決め筒部40の内周面の中心軸とハブ本体22の中心軸との同軸度を高めている。
 更に、接続部78のうちで、内向フランジ部33の内側を通過し、内端側大径部32内に突出した部分に、環状のナット81を螺合している。この為に、接続部78の先端部(軸方向内端部)外周面には、雄ねじ部111を形成している。そして、雄ねじ部111にナット81を螺合した状態で、該ナット81の軸方向外側面を内向フランジ部33の軸方向内側面に軸方向に当接させると共に、コネクタ部80の径方向外端部の軸方向内端面を、位置決め筒部40の内周面の軸方向内側に隣接して設けられた段差面109に軸方向に当接させている。これにより、該ナット81とコネクタ部80の一部との間で、ハブ本体22の一部を軸方向両側から挟持し、バッテリーケース76の軸方向の位置決めを図っている。この為、本例の場合には、内向フランジ部33の軸方向内側面と同様に、特許請求の範囲に記載した軸方向位置決め部として機能する円輪状の段差面109に関しても、切削加工や研削加工を施し、ハブ本体22の中心軸に直交する仮想平面に対する平行度を高めている。本例の場合には、以上の様な構成により、バッテリーケース76を、ハブ本体22に対し、軸方向及び径方向の位置決めを図った状態で支持固定している。又、本例の場合、ナット81が、特許請求の範囲に記載した抜け止め部材に相当する。
 上述した様に、本例の場合には、コネクタ部80の一部を段差面109に当接させた場合に就いて説明したが、別の例として、バッテリーケース76のうちで、接続部78と収納部79との間部分に設けられた段差面112を、内向フランジ部33の軸方向外側面に当接させる事もできる。この様な構成を採用する場合には、軸方向位置決め部(座面)として機能する内向フランジ部33の軸方向両側面に切削加工や研削加工を施す。
 上述の様にバッテリーケース76をハブ本体22に対し支持固定した状態で、接続部78の先端部(軸方向内端部)に設けた複数の端子83、83を、中継基板75に対し弾性的に押し付ける様にして電気的に接続している。より具体的には、各端子83、83を中継基板75に当接させた状態で、これら各端子83、83の基端部に設けた図示しないバネを弾性変形させている。これにより、中継基板75(又はバッテリーケース76)の軸方向位置が多少ずれた場合にも、各端子83、83を中継基板75に対し確実に接続できる様にしている。接続部78に設けられた端子83、83には、発電機12により発電した交流電圧を中継基板75側から受け取る為の端子と、バッテリ14に蓄えられた電圧を中継基板75側に送る為の端子と、コネクタ部80に接続されるセンサ(タイヤ側、ホイール側各センサ87、88)の出力信号を中継基板75側に送る為の端子とをそれぞれ備えている。従って、接続部78内には、図示しない複数の信号線及び電源線が、モールドされ絶縁された状態で配置されており、このうちの電源線は充電器15(バッテリ14)に接続され、信号線はコネクタ部80に接続される。
 又、収納部79のうち、奥側(軸方向内側)に充電器15を配置し、開口部側(軸方向外側)にバッテリ14を配置している。この様にバッテリ14を収納部79内に配置し、キャップ77を取り付けた(ねじ止め固定した)状態で、該バッテリ14の軸方向両端部に設けられた電極に対して、充電器15に電気的に接続された1対の端子84が接続される。本例の場合には、このうちの一方の端子84を、キャップ77の内面(軸方向内側面)に設けている。この様な構成により、発電機11により発電した電力は、充電器15を構成する全波整流回路にて整流され、センサ等に電力を供給するとともに、充電器15を介してバッテリ14に給電される。この場合、発電機の発電量がセンサ等を動作させるのに不足する場合に、バッテリ14からセンサ等に電力を供給する。また、発電機の発電量がセンサ等を動作させるのに十分な場合は、充電器15の要求に応じてバッテリ14を充電することができる。
 コネクタ部80は、車輪に設置する1乃至複数のセンサ(タイヤ側、ホイール側各センサ87、88)に接続する為の配線(89a、89c)を接続する為のもので、軸受ユニット1に対しホイール3を結合固定した状態で、ホイール中心孔39の内側(外周縁部分)に位置している。つまり、本例の軸受ユニット1のうちで、最も軸方向外側に位置する部分に設けられている。又、コネクタ部80の外周面は、位置決め筒部40の内周面との間の密封性能(シール性能)を高める為に、ゴム等の弾性材や合成樹脂により覆う事もできる。又、コネクタ部80は、バッテリーケース76の軸方向外端面から軸方向に突出(露出)した、それぞれが1対のピン85a、85bから成る複数(図示の例では3つ)のセンサコネクタ(オスコネクタ)86、86を有している。尚、これら両ピン85a、85bの種類(機能及び用途)に就いては、アナログ信号用やデジタル信号用等に応じて適宜決定する事ができ、例えば、一方のピン85aを電力供給用のピンとし、他方のピン85bを信号用のピンとする事ができる。この場合には、このうちの一方のピン85aは、バッテリ14に電気的に接続され、他方のピン85bは、前述した様に、中継基板75を介して無線通信器13に接続される。
 本例の場合には、タイヤ交換時のコストを抑える面から、図4に示す様に、タイヤ2の状態量を測定する為のセンサのうち、摩耗センサ、タイヤ歪みセンサ、温度センサなどの、該タイヤ2に直接設置しなければ測定できない状態量を測定するタイヤ側センサ87を、タイヤ2内に直接設置している。これに対し、空気圧センサ、ホイール歪みセンサ、加速度センサなどの、タイヤ2に設置しなくても測定可能な状態量を測定するホイール側センサ88に就いては、ホイール3(図示の例ではリム部45)に設置している。そして、このうちのホイール側センサ88と、何れか1つのセンサコネクタ86とを、ホイール3を構成するディスク部44の軸方向内側面に沿って配置した配線89a、及び、該配線89aの端部に設けたメスコネクタ108により接続している。これに対し、タイヤ側センサ87に就いては、ホイール3(リム部45)に取り付けた中継コネクタ90を介して接続している。具体的には、タイヤ側センサ87と中継コネクタ90との間を配線89bにより接続し、該中継コネクタ90と別のセンサコネクタ86との間を、配線89c及びメスコネクタ108により接続している。この様に、タイヤ側とホイール側とで配線89b、89cを分ける事で、タイヤ交換時の作業を容易に行える様にしている。尚、残り1個のセンサコネクタ86に就いては、センサを接続していないが、必要に応じてセンサを接続する事ができる。又、本発明を実施する場合には、バッテリ容量に応じて、センサコネクタの数を増やす事もでき、接続できるセンサ数を増やす事ができる。
 以上の様な構成を有する本例の軸受ユニット1の場合には、車両の走行に伴い車輪(タイヤ2及びホイール3)が回転すると、軸受部11のうち、回転側軌道輪部材であるハブ17が回転する。すると、該ハブ17の軸方向内端部に支持固定された回転子58が、静止側軌道輪部材である外輪16に支持固定された固定子57に対して相対回転する。これにより、これら固定子57及び回転子58から構成される発電機12が発電する。そして、該発電機12により発電された交流電圧は、図示しないケーブル等を通じてバッテリーケース76内の充電器15に送られる。そして、該充電器15にて直流電圧に変換された後、バッテリ14に給電される。該バッテリ14に蓄えられた電力は、コネクタ部80を構成するセンサコネクタ86、メスコネクタ108及び配線89a~89cを通じて、タイヤ2に設置されたタイヤ側センサ87及びホイール3に設置されたホイール側センサ88に供給される。これにより、これらタイヤ側、ホイール側各センサ87、88は、タイヤ2及びホイール3の状態量(例えばタイヤ空気圧、歪み、上下力、加速度、温度など)を検出する。又、バッテリ14に蓄えられた電力は、無線通信器14にも供給される。
 その後、タイヤ側、ホイール側各センサ87、88の出力信号は、配線89a~89cを通じてセンサコネクタ86に送られた後、接続部78及び中継基板75等を介して、無線通信器13に送られる。そして、該無線通信器13を構成するアンテナ71により、タイヤ側、ホイール側各センサ87、88の出力信号を、カバー50の中央円板部56を通じて、車体7側に配置された演算器69に対し無線送信する。この結果、該演算器69は、タイヤ側、ホイール側各センサ87、88の出力信号であるタイヤ2及びホイール3の状態量を受け取り、例えば車両のアクティブセーフティ技術に利用する。
 又、本例の軸受ユニット1の場合には、演算器69から、車両の走行速度に関する信号を、無線通信器13(アンテナ71)により受信する。そして、走行速度が走行状態にあると判定できる所定値以上である場合にのみ、タイヤ側、ホイール側各センサ87、88に対し電力の供給を実行し、実質的に停止していると判定できる所定値未満である場合には、電力の供給を停止する様にしている。この様な電力供給制御を行う事で、バッテリ14の無駄な電力の消費を防止している。
 以上の様な構成を有する本例の軸受ユニット1によれば、低コストで、ブレーキの作用状態に拘らず、タイヤ2の状態量を正確に検出する事が可能になる。
 即ち、本例の場合には、特許文献4に記載された構造の様に、軸受ユニット1側ではなく、車輪(タイヤ2及びホイール3)側に、タイヤ側、ホイール側各センサ87、88を設置している為、例えばタイヤ2に作用する力を検出する場合にも、ディスクブレーキ装置4の作動状態(ブレーキの作用状態)に拘らず、正確に検出する事が可能になる。
 又、本例の場合には、タイヤ側、ホイール側各センサ87、88に対し、軸受ユニット1に設けられた発電機12によって発電され、バッテリ14に蓄えられた電力を供給する事ができる。又、タイヤ側、ホイール側各センサ87、88の出力信号を、軸受ユニット1に設けられた無線通信器13から車体7側に設置された演算器69に対し、無線送信する事ができる。この為、軸受ユニット1をナックル6に対して取り付ける際に、ハーネスの取り回し作業を行う必要がなく、組立作業性を良好にできる。
 又、タイヤ2の交換時にも、軸受ユニット1に設けられた発電機12、無線通信器13、バッテリ14、及び、充電器15は、そのまま継続して使用できる(タイヤ2に設置されたタイヤ側センサ87のみ交換すれば足りる)。この為、発電装置等をタイヤ内に設置する場合に比べて、タイヤ交換時のコストを低く抑えられる。
 又、本例の場合には、偏摩耗防止の為にタイヤローテーション(タイヤの位置変更)を実施した場合にも、無線通信機能を有する軸受ユニット1自体の取付位置には変更がない為、車体7側の演算器69で受信した信号が、どのタイヤの信号か判別がつかなくなる事も防止できる。
 更に、本例の場合には、軸受ユニット1を構成するハブ本体22に対するバッテリ14の軸方向及び径方向の位置決めを図れる具体的な支持構造を実現できる。
 即ち、本例の場合には、バッテリ14をバッテリーケース76内に収納した状態で、該バッテリーケース76のうち、接続部78の基端部乃至中間部及びバッテリ部80を、それぞれが径方向位置決め部である内向フランジ部33の内周面及び位置決め筒部40の内周面に内嵌すると共に、バッテリ部80の一部及び接続部78の先端部に螺合したナット81を、それぞれが軸方向位置決め部である内向フランジ部33の軸方向内側面及び段差面109に対し軸方向に当接させている(コネクタ部80の一部とナット81とにより、段差面109と内向フランジ部33の軸方向内側面とを軸方向両側から挟持している)。従って、本例の場合には、ハブ本体22に対し、バッテリーケース76を、軸方向及び径方向の位置決めを図った状態で支持固定する事ができる。しかも、本例の場合には、内向フランジ部33の内周面(小径部31)及び位置決め筒部40の内周面に対し、切削加工や研削加工を施して、当該面のハブ本体22の中心軸に対する同軸度を高めていると共に、段差面109及び内向フランジ部33の軸方向内側面に対し、切削加工や研削加工を施して、当該面の仮想平面に対する平行度を向上させている。この為、バッテリーケース76をハブ本体22に支持固定した状態で、ハブ本体22に対するバッテリーケース76の径方向のがたつきを有効に防止できると共に、バッテリーケース76の中心軸とハブ本体22の中心軸とを一致させる事ができる。又、ハブ本体22に対するバッテリーケース76の軸方向のがたつきを有効に防止できる。以上の様に、本例の場合には、ハブ本体22に対するバッテリ14(バッテリーケース76)の軸方向及び径方向の位置決めを図れる実用性の高い支持構造を実現できる。
 [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9~10を参照しつつ説明する。本例の軸受ユニット1aの特徴は、バッテリーケース76aとハブ本体22aとの間に、これらバッテリーケース76aとハブ本体22aとの相対回転を阻止する為の回り止め機構を設けた点にある。その他の構成に就いては、前述した実施の形態の第1例の場合と同じであるから、重複する説明は省略し、以下、本例の特徴部分を中心に説明する。
 本例の場合には、バッテリーケース76aを構成する接続部78aの外周面のうち、雄ねじ部111が形成された部分よりも基端側部分(軸方向外端部乃至中間部)に、軸方向に長い複数の凹部と凸部とを円周方向に交互に配置して成る雄セレーション部(雄セレーション溝)113を形成している。これに対し、径方向位置決め部である、ハブ本体22aに設けた内向フランジ部33a(小径部31a)の内周面に、軸方向に長い複数の凹部と凸部とを円周方向に交互に配置して成る雌セレーション部(雌セレーション溝)114を形成している。そして、バッテリーケース76aに設けた雄セレーション部113と、ハブ本体22aに設けた雌セレーション部114とをセレーション係合させて、ハブ本体22aとバッテリーケース76aとの相対回転を阻止している。尚、本例の場合には、雌セレーション部114が、特許請求の範囲に記載した回り止め部に相当する。
 以上の様な構成を有する本例の場合には、ハブ本体22aに対しバッテリーケース76aを支持固定する作業を容易にする事ができる。即ち、実施の形態の第1例の場合の様に、バッテリーケースとハブ本体との間に回り止め機構を設けていない場合には、該バッテリーケースに対してナットを締結する際に、該バッテリーケースが回転しない様に把持しておく必要があるが、本例の場合には、バッテリーケース76aとハブ本体22aとの相対回転が阻止されている為、ハブ本体22aを回転しない様にしておくだけで、バッテリーケース76aに対してナット81を容易に締結する事ができる。又、本例の場合には、雄セレーション部113と雌セレーション部114とのセレーション係合部(回り止め機構)が耐え得る程度の大きなトルクで、ナット81を締結する事もできる。尚、本発明を実施する場合には、セレーション係合による回り止め機構に代えて、スプライン係合やキー係合による回り止め機構を採用する事ができる。
 その他の構成及び作用効果に就いては、実施の形態の第1例の場合と同様である。
 [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11~12を参照しつつ説明する。前述した実施の形態の第1例及び第2例が、内輪回転型の構造を対象としていたのに対し、本例では、外輪回転型の構造を対象としている。
 本例の軸受ユニット1bも、従動輪用であり、図示は省略するが、実施の形態の第1例及び第2例の場合と同様に、車輪を構成するタイヤ2及びホイール3、並びに、ロータ5を、懸架装置を構成するナックル6に対し回転自在に支持している。
 軸受ユニット1bは、軸受機能を有する軸受部11bと、発電機能を有する発電機12と、無線通信機能を有する無線通信器13と、蓄電機能を有するバッテリ14と、充電機能を有する充電器15とを備えている。
 軸受部11bは、タイヤ2及びホイール3をナックル6に対し回転自在に支持する部分であり、外径側軌道輪部材であり回転側軌道輪部材であるハブ(外輪)91と、内径側軌道輪部材であり静止側軌道輪部材である内輪組立体92と、複数個の玉18、18とを備えている。
 ハブ91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19c、19dを、外周面の軸方向中間部に回転側フランジ93をそれぞれ有する。又、該回転側フランジ93には、軸方向に貫通する結合孔(ねじ孔又は通孔)94、94が複数設けられている。
 内輪組立体92は、組立体本体95と内輪素子96とを組み合わせて成るもので、全体を略円環状に構成しており、外周面に複列の内輪軌道24c、24dを有し、ハブ91の内径側にこのハブ91と同心に支持されている。具体的には、組立体本体95の外周面の軸方向中間部に軸方向内側列の内輪軌道24dを直接形成すると共に、同じく軸方向外端寄り部分に形成した小径段部97に、外周面に軸方向外側列の内輪軌道24cを形成した内輪素子96を外嵌固定している。そして、組立体本体95の軸方向外端部を径方向外方に塑性変形させて形成したかしめ部98により、内輪素子96の軸方向外端面を抑え付けている。又、組立体本体95の軸方向内端寄り部分で、ハブ91の軸方向内端開口部よりも軸方向内方に突出した部分には、ナックル6に固定する為の静止側フランジ99を設けている。又、該静止側フランジ99には、軸方向に貫通する図示しない結合孔(ねじ孔又は通孔)が設けられている。
 特に本例の場合、組立体本体95の中心部には、軸方向に貫通した貫通孔(中心孔)29bが設けられている。該貫通孔29bは、軸方向外半部に設けられた小径部100と、軸方向内半部に設けられた大径部101とから構成されている。又、このうちの小径部100は、軸方向に亙り内径寸法が一定であるのに対し、大径部101は、軸方向内方に向かう程内径寸法が次第に大きくなった断面略台形状に構成されている。又、本例の場合にも、貫通孔29b内に、前述したバッテリ14及び充電器15と無線通信器13の一部(軸方向外端部)を配置している。
 本例の軸受ユニット1bの場合、ハブ91を構成する回転側フランジ93に対して、タイヤ2及びホイール3を結合固定する。そして、車両への組み付け状態で、内輪組立体92を構成する組立体本体95の軸方向内端部を、ナックル6を構成する支持孔35(図2、3参照)に挿入し、静止側フランジ99を該ナックル6に対して結合固定する。
 又、本例の軸受ユニット1bの場合には、ハブ91の軸方向内端開口部と組立体本体95の軸方向中間部外周面との間に、シールリング102を設置すると共に、ハブ91のうちで、内輪組立体92よりも軸方向外方に突出した軸方向外端部内周面(円筒面)に、バッテリーケース76bを装着している。更に、組立体本体95の軸方向内端開口部に、有底円筒状のカバー50bを装着している。これにより、各玉18、18を設置した内部空間51b内に封入したグリースが外部空間に漏洩したり、又は外部空間に存在する異物が、この内部空間51b内に侵入したりする事を防止している。
 本例の場合にも、カバー50bは、円筒状の円筒部52bと、円板状の底部53bとから構成されており、このうちの円筒部52bの軸方向外端部を、ハブ91の軸方向内端部内周面に内嵌固定している。又、この円筒部52bの軸方向中間部に設けられた外向鍔部(屈曲部)54bを、内輪組立体92の軸方向内端面に突き当てる事で、カバー50bの軸方向に関する位置決めを図っている。又、底部53bは、円筒部52bの軸方向内端部から径方向内方に直角に折れ曲がる状態で設けられた外径側円輪部55bと、底部53bの中央部で、該外径側円輪部55bの径方向内側に設けられた中央円板部56bとから構成されている。本例の場合、円筒部52b及び外径側円輪部55bを、ステンレス鋼板等の金属板にプレス加工を施す事により一体的に構成しているのに対し、中央円板部56bを、電波透過性に優れた樹脂製としている。
 本例の場合、上述の様な構成を有する軸受部11bに対して、発電機12と、無線通信器13と、バッテリ14と、充電器15とを組み付け、軸受ユニット1bを構成している。尚、発電機12と、無線通信器13と、バッテリ14と、充電器15との基本的な機能に就いては、実施の形態の第1例の場合と同様である為、重複する説明は省略若しくは簡略にし、実施の形態の第1例とは相違する部分を中心に説明する。
 発電機12は、三相の交流を発電する磁石式交流発電機で、互いに同心に配置された固定子57bと回転子58bとを備えている。このうちの固定子57bは、カバー50bを構成する円筒部52bの軸方向外端部内周面に結合固定している。これに対し、回転子57bは、断面クランク形で全体を略円環状に構成したマウント部材64b、及び、バッテリーケース76bを利用して、ハブ91の軸方向外端部に支持固定している。
 より具体的には、マウント部材64bを、円板部65bと、該円板部65bの外径側端部から軸方向内側に折れ曲がる状態で設けられた大径筒部66bと、該円板部65bの内径側端部から軸方向外側に折れ曲がる状態で設けられた小径筒部67bとから構成している。そして、このうちの小径筒部67bを、バッテリーケース76bの軸方向内端部(接続部78b)に対し相対回転不能にスプライン係合させた状態で、大径筒部66bに回転子58bを外嵌固定している。尚、この様な構成を有するマウント部材64bは、貫通孔29bを構成する大径部101の内側に配置される。
 本例の場合、固定子57bを、カバー50bを構成する円筒部52bの内周面に結合固定すると共に、回転子58bを、マウント部材64b及びバッテリーケース76bを介してハブ91に支持固定した状態で、固定子57bと回転子58bとが同心に配置され、該回転子58bの外周面が、固定子57b(永久磁石)の内周面に対し、微小隙間を介して径方向に対向する。この様な構成を採用する事で、回転子58bがハブ91と共に回転した際に、該回転子58bを構成するコイルの電磁誘導作用により起電力を発生させる様にしている。
 無線通信器13は、演算器69(図4参照)との間で、無線による通信を行うものであり、ワイヤレス通信回路(基板)70と、アンテナ71とを備えている。又、無線通信器13は、マウント部材64bを構成する大径筒部66bの径方向内側に、樹脂によりモールド固定した状態で配置(収納)されている。より具体的には、無線通信器13のうち、ワイヤレス通信機70を軸方向外側に、アンテナ71を軸方向内側に配置した状態で固定している。本例の場合にも、この様にアンテナ71を配置する事で、該アンテナ71を、カバー50bを構成する樹脂製の中央円板部56bに対し軸方向に近接対向させている。この様に、無線通信器13に関しても、マウント部材64b及びバッテリーケース76bを利用して、ハブ91に支持固定している。
 バッテリ14は、発電機12が発電した電力を蓄えるものであり、複数本の蓄電池を直列に接続する事により構成している。又、充電器15は、発電機12により発電した電力をバッテリ14に供給し、該バッテリ14を充電するものであり、整流回路と、充放電制御回路と、電圧制御回路とを備えている。本例の場合にも、この様な構成を有するバッテリ14及び充電器15を、電気的に接続した状態で、軸方向両側が開口したバッテリーケース76b内に収納し、キャップ77bにより軸方向外側から蓋をしている。
 バッテリーケース76bは、全体が合成樹脂製で、軸方向内端部に設けられた小径筒状の接続部78bと、軸方向中間部乃至外端部に設けられた大径筒状の収納部79bと、該収納部79bの軸方向外端部外周面に設けられた円輪状の取付フランジ部103とを備えている。そして、バッテリーケース76bのうち、収納部79b及び接続部78bを、組立体本体95の径方向内側に配置した状態で、組立体本体95の軸方向外端側開口から軸方向に突出した部分に設けられた取付フランジ部103を、ハブ91の軸方向外端部内周面にシールした状態で内嵌固定している。特に本例の場合には、取付フランジ部103を、軸方向内半部の小径部115と軸方向外半部の大径部116とを突き当て段差面117により連続する事により構成している。そして、このうちの小径部115を、特許請求の範囲に記載した径方向位置決め部に相当するハブ91の軸方向外端部内周面に圧入(若しくは隙間嵌で内嵌固定)すると共に、突き当て段差面117を、特許請求の範囲に記載した軸方向位置決め部に相当するハブ91の軸方向外端面に対し軸方向に当接させている。又、収納部79bの外周面と貫通孔29bを構成する小径部100との間部分に、ラジアルニードル軸受104を配置し、ハブ91と共に回転するバッテリーケース76bが振れ回る事を防止し、該バッテリーケース76bと内輪組立体92との同心性を確保している。又、本例の場合には、ラジアルニードル軸受104の軸方向への変位を防止する為に、収納部79bの外周面の軸方向中間部に、軸方向内方に向いた段差面105を形成すると共に、収納部79bの外周面のうち、ラジアルニードル軸受103の内輪軌道を構成する面よりも軸方向内側部分に止め輪106を係止している。この様な構成を有する本例のバッテリーケース76bに関しても、組立体本体95の貫通孔29b内に軸方向外側から内側に向けて挿入し、軸方向内端部に設けられた接続部78bをマウント部材64bにスプライン係合させた状態で、取付フランジ部103をハブ91に支持固定する。これにより、バッテリーケース76bをハブ91に対し軸方向及び径方向の位置決めを図った状態で支持固定する。
 上述の様にバッテリーケース76bを支持固定した状態で、接続部78bの内側に設けられた充電器15を、発電機12からマウント部材64bの大径筒部66bの内側に引き出された図示しないケーブルに接続している。又、大径筒部66b内に配置された無線通信器13に接続された信号線を、接続部78b及び収納部79bの内側を通し、キャップ77bに電気的に接続している。
 又、本例の場合には、キャップ77bの軸方向外端部に、車輪に設置する1乃至複数のセンサ(タイヤ側、ホイール側各センサ87、88)に接続する為の配線(89a、89c)を接続する為のセンサコネクタ107を設置している。この様なコネクタ107は、軸受ユニット1bのうちで、最も軸方向外側に位置する部分に設けられており、図4に示した様に、ホイール3を結合固定した状態で、ホイール中心孔39の内側(中央部)に位置する。
 本例の場合にも、タイヤ交換時のコストを抑える面から、図4に示す様に、タイヤ2の状態量を測定する為のセンサのうち、摩耗センサ、タイヤ歪みセンサ、温度センサなどの、該タイヤ2に直接設置しなければ測定できない状態量を測定するタイヤ側センサ87を、タイヤ2内に直接設置している。これに対し、空気圧センサ、ホイール歪みセンサ、加速度センサなどの、タイヤ2に設置しなくても測定可能な状態量を測定するホイール側センサ88に就いては、ホイール3(図示の例ではリム部45)に設置している。そして、このうちのホイール側センサ88とコネクタ107とを、ホイール3を構成するディスク部44の軸方向内側面に沿って配置した配線89a、及び、該配線89aの端部に設けたコネクタにより接続している。これに対し、タイヤ側センサ87に就いては、ホイール3(リム部45)に取り付けた中継コネクタ90を介して接続している。
 以上の様な構成を有する本例の軸受ユニット1bの場合には、車両の走行に伴い車輪(タイヤ2及びホイール3)が回転すると、軸受部11bのうち、回転側軌道輪部材であるハブ91が回転する。すると、該ハブ91の軸方向外端部に対し、バッテリーケース76b及びマウント部材64bを介して支持固定された回転子58bが、静止側軌道輪部材である内輪組立体92に支持固定された固定子57bに対して相対回転する。これにより、これら固定子57b及び回転子58bから構成される発電機12が発電する。そして、該発電機12により発電された交流電圧は、図示しないケーブル等を通じてバッテリーケース76b内の充電器15に送られる。そして、該充電器15にて直流電圧に変換された後、バッテリ14に給電される。該バッテリ14に蓄えられた電力は、コネクタ107及び配線89a~89cを通じて、タイヤ2に設置されたタイヤ側センサ87及びホイール3に設置されたホイール側センサ88に供給される。これにより、これらタイヤ側、ホイール側各センサ87、88は、タイヤ2及びホイール3の状態量を検出する。
 その後、タイヤ側、ホイール側各センサ87、88の出力信号は、配線89a~89cを通じてコネクタ107に送られた後、図示しない信号線を通じて、無線通信器13に送られる。そして、該無線通信器13を構成するアンテナ71により、タイヤ側、ホイール側各センサ87、88の出力信号を、カバー50bの中央円板部56bを通じて、車体7側に配置された演算器69に対し無線送信する。この結果、該演算器69は、タイヤ側、ホイール側各センサ87、88の出力信号であるタイヤ2の状態量を受け取り、例えば車両のアクティブセーフティ技術に利用する。
 その他の構成及び作用効果に就いては、実施の形態の第1例の場合と同様である。
 [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13~14を参照しつつ説明する。本例の軸受ユニット1cの特徴は、発電機12cとして、アキシアルギャップ型でコアレス構造の単相発電機を使用した点にある。その他の部分の構成に就いては、基本的には、前述した実施の形態の第1例の構造と同じである為、重複する説明は省略し、本例の特徴部分を中心に説明する。
 本例に使用する発電機12cは、外輪16の軸方向内端開口部を塞いだ有底円筒状のカバー50cの内側に配置されており、それぞれが同心(同軸上)に配置された1つの固定子120と1つの回転子121とを備えている。本例の場合、これら固定子120及び回転子121を、それぞれ略円輪状に構成しており、軸方向に隣接する状態で配置している。又、固定子120と回転子121との間には、それぞれエアギャップ(アキシアルギャップ)を設けている。つまり、これら固定子120と回転子121とを、軸方向のエアギャップを介して対向する状態で配置している。
 又、固定子120は、鉄系材料製で略円輪板状のバックヨーク122と、複数個の永久磁石123、123とから構成されている。これら各永久磁石123、123は、それぞれ扇状に形成されており、バックヨーク122のうち、回転子121と軸方向に対向する軸方向片側面(外側面)に、円周方向に等間隔に支持されている。又、本例の場合には、各永久磁石123、123を、軸方向に着磁すると共に、円周方向に隣り合う永久磁石123、123同士の間で着磁の向きを異ならせている。この為、バックヨーク122の軸方向片側面には、S極とN極とが交互に且つ等間隔で配置されている。又、本例の場合には、この様な構成を有する固定子120(バックヨーク122)の外周面を、カバー50を構成する円筒部52の内周面に内嵌固定(圧入)する事で、該カバー50に対し支持固定している。
 又、回転子121は、固定子120が備える永久磁石123、123と同数のコイル126、126を、円周方向に等間隔に配置する事により構成されている。本例の場合、各コイル126、126を、非磁性材製で円輪状の支持板127に支持(例えば包埋支持や接着支持等)している。又、各コイル126、126は、略扇状(中空扇状)に構成されており、それぞれの中心軸はハブ17の中心軸と平行に配置されている。又、本例の場合には、各コイル126、127の内側を中空として(鉄芯、コアを配置せず)、発電機12cをコアレス構造としている。又、本例の場合には、この様な構成を有する回転子121を、内輪23の軸方向内端部に外嵌固定された断面クランク形のマウント部材64と止め輪124を利用して、ハブ17の軸方向内端部に支持固定している。より具体的には、マウント部材64を、円板部65と、該円板部65の外径側端部から軸方向外側に折れ曲がる状態で設けられた大径筒部66と、該円板部65の内径側端部から軸方向内側に折れ曲がる状態で設けられた小径筒部67とから構成している。そして、このうちの大径筒部66を、ハブ17を構成する内輪23の軸方向内端部(肩部)に締り嵌めにより外嵌固定した状態で、小径筒部67に回転子121を外嵌固定している。尚、マウント部材64のハブ17に対する固定方法としては、例えばかしめ固定や接着固定を採用する事もできる。更に、小径筒部67のうちで、回転子121を外嵌した部分よりも軸方向内側に突出した部分に、略C字形の止め輪124を係止し、回転子121が、マウント部材64から軸方向に脱落する事を防止している。又、本例の場合、回転子121の周方向(回転方向)に関する位置決めを図る為に、該回転子121の内周面に設けた爪部(係合凸部)125を小径筒部67に係止している。そして、この状態で、各コイル126、126と、固定子120を構成する永久磁石123、123との間に、それぞれエアギャップを設けている。
 以上の様な構成を有する本例の場合には、各永久磁石123、123と各コイル126、126との対向面積を、実施の形態の第1例で使用した様なラジアルギャップ型の発電機12(図4等参照)の場合に比べて、設置空間を同じとした場合に大きくし易くできる。この為、各コイル126、126を通過する磁束の変化率を大きく確保する事ができて、誘導起電力を大きくできる。従って、本例で使用する発電機12cは、実施の形態の第1例で使用した様なラジアルギャップ型の発電機12に比べて小型化及び軽量化を図れる。
 又、本例で使用する発電機12cは、各コイル126、126を、その内側に鉄芯(コア)を備えないコアレス構造としている為、コギングトルクの発生を防止できる。この為、本例の軸受ユニット1cによれば、ハブ17の回転時の振動及び騒音を低減する事ができる。更に、発電機12cは、固定子120を構成する永久磁石123、123の数(極数)と回転子121を構成するコイル126、126の数とを一致させた単相発電機である為、実施の形態の第1例で使用した様な三相用の発電機12を使用する場合に比べて、整流回路を単純化する事ができる。従って、軸受ユニット1cの製品コストを抑える面からも有利になる。
 尚、本発明を実施する場合には、例えば、本例で使用した様な構成を有する固定子を複数設けて、回転子を軸方向両側から挟み込む様な構造を採用する事もできる。より具体的には、回転子を軸方向両側から挟む様に1対の固定子を配置した状態で、これら両固定子のうちの何れか一方の固定子に設けた外側筒部を、他方の固定子に設けた内側筒部に対して外嵌固定する。そして、これら両固定子を、回転子に対してそれぞれエアギャップ(ラジアルギャップ)を持たせた状態で組み合わせる。又、この様に、1対の固定子を組み合わせた状態で、軸方向内側(カバー側)の固定子を構成する永久磁石のN極(又はS極)と、軸方向外側(ハブ側)の固定子を構成する永久磁石のS極(又はN極)とを、軸方向に対向させる。この様な構成を採用する事で、固定子を1つだけ用いた場合に比べて、磁束密度を増加させる事ができ、この結果、発電量を増加させる事が可能になる。
 その他の構成及び作用効果に就いては、実施の形態の第1例の場合と同様である。
 上述した実施の形態の各例では、両列の玉の直径及びピッチ円直径を、互いに同じとした場合に就いて説明したが、例えば、インナ側(軸方向内側)の玉列を構成する玉の直径を、アウタ側(軸方向外側)の玉列を構成する玉の直径よりも大きくすると共に、アウタ側の玉列のピッチ円直径を、インナ側の玉列のピッチ円直径よりも大きくする事を採用する事もできる。この様な構成を採用すれば、外端側大径部の空間の容積をより大きく確保する(内部に収納するバッテリの容量を増大させる)事もできる。なお、発電機により発電した電力は、充電器を構成する全波整流回路にて整流され、センサ等に電力を供給するとともに、充電器を介してバッテリに給電される。発電機の発電量がセンサ等を動作させるのに不足する場合に、バッテリからセンサ等に電力を供給する。また、発電機の発電量がセンサ等を動作させるのに十分な場合は、充電器の要求に応じてバッテリを充電することができる。又、本発明は、従動輪用に限らず、駆動輪用の軸受ユニットに適用する事もできる。更に、上述した実施の形態の各例の構造は、適宜組み合わせて実施する事ができる。
本出願は、2015年9月24日出願の日本特許出願・出願番号2015-186307、2016年1月12日出願の日本特許出願・出願番号2016-003297および2016年1月22日出願の日本特許出願・出願番号2016-010636に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
  1、1a、1b、1c 車輪支持用転がり軸受ユニット
  2  タイヤ
  3  ホイール
  4  ディスクブレーキ装置
  5  ロータ
  6  ナックル
  7  車体
  8  アッパアーム
  9  ロアアーム
 11、11b 軸受部
 12、12c 発電機
 13 無線通信器
 14 バッテリ
 15  充電器
 16  外輪
 17  ハブ
 18  玉
 19a~19d 外輪軌道
 20  静止側フランジ
 21  取付孔
 22、22a  ハブ本体
 23  内輪
 24a~24d 内輪軌道
 25  小径段部
 26  かしめ部
 27  回転側フランジ
 28  結合孔
 29、29b  貫通孔(中心孔)
 30  外端側大径部
 31  小径部
 32  内端側大径部
 33  内向フランジ部
 34  保持器
 35  支持孔
 36  ナックル側取付孔
 37  結合部材
 38  ロータ中心孔
 39  ホイール中心孔
 40  位置決め筒部
 41  ホイール結合孔
 42  ロータ結合孔
 43  結合部材
 44  ディスク部
 45  リム部
 46  ハット部
 47  キャリパ
 48  摺動部
 49  シールリング
 50、50b、50c カバー
 51、51b 内部空間
 52、52b 円筒部
 53、53b 底部
 54、54b 外向鍔部
 55、55b 外径側円輪部
 56、56b 中央円板部
 57、57b 固定子
 58、58b 回転子
 59  支持環
 60  永久磁石
 61  ステータコア
 62  コイル
 63  ティース
 64、64b マウント部材
 65、65b 円板部
 66、66b 大径筒部
 67、67b 小径筒部
 68  止め輪
 69  演算器
 70  ワイヤレス通信回路
 71  アンテナ
 72  ケース
 73  小径部
 74  大径部
 75  中継基板
 76、76a、76b バッテリーケース
 77、77b キャップ
 78、78a、78b 接続部
 79、79b 収納部
 80  コネクタ部
 81  ナット
 82  ストッパ部
 83  端子
 84  端子
 85a、85b ピン
 86  センサコネクタ
 87  タイヤ側センサ
 88  ホイール側センサ
 89a~89c 配線
 90  中継コネクタ
 91  ハブ
 92  内輪組立体
 93  回転側フランジ
 94  結合孔
 95  組立体本体
 96  内輪素子
 97  小径段部
 98  かしめ部
 99  静止側フランジ
 100 小径部
 101 大径部
 102 シールリング
 103 取付フランジ部
 104 ラジアルニードル軸受
 105 段差面
 106 止め輪
 107 センサコネクタ
 108 メスコネクタ
 109  段差面
 110  シールリング
 111  雄ねじ部
 112  段差面
 113  雄セレーション部
 114  雌セレーション部
 115  小径部
 116  大径部
 117  突き当て段差面
 120  固定子
 121  回転子
 122  バックヨーク
 123  永久磁石
 124  止め輪
 125  爪部
 126  コイル
 127  支持板

Claims (9)

  1.  内周面に外輪軌道を有する外径側軌道輪部材と、外周面に内輪軌道を有する内径側軌道輪部材と、これら外輪軌道と内輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体とを有し、前記外径側軌道輪部材と前記内径側軌道輪部材とのうちの何れか一方の軌道輪部材が、使用状態で懸架装置に支持固定されて回転しない静止側軌道輪部材であり、他方の軌道輪部材が、車輪を結合固定して該車輪と共に回転する回転側軌道輪部材である軸受部と、
     互いに同心に配置された固定子と回転子とを有し、これら固定子と回転子との相対回転に基づき、前記車輪に設置したセンサに対し供給する電力を発電する発電機と、
     該発電機が発電した電力を蓄えるバッテリと、
     車体側に配置された電子機器との間で、前記センサの出力信号を含む信号を、無線により通信する無線通信器と、を備え、
     前記固定子が、前記静止側軌道輪部材に対し支持固定されていると共に、前記回転子と前記バッテリと前記無線通信器とが、前記回転側軌道輪部材に対し支持固定されている
     車輪支持用転がり軸受ユニット。
  2.  前記回転側軌道輪部材に対し前記車輪を構成するホイールを結合固定した状態で、該ホイールの中心孔の内側に挿入される部分に、前記センサとの通電に用いるセンサコネクタが配置されている、請求項1に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。
  3.  前記静止側軌道輪部材の軸方向内端開口部がカバーにより塞がれており、該カバーのうち、前記無線通信器を構成するアンテナと対向する部分が、電波透過性樹脂製である、請求項1~2のうちの何れか1項に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。
  4.  前記発電機が、それぞれが略円輪状の1つの固定子と1つの回転子とを備えており、これら固定子と回転子とが軸方向のエアギャップを介して配置されている、請求項1~3のうちの何れか1項に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。
  5.  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、前記バッテリを充電する充電器を更に備える、請求項1~4のうち何れか1項に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。
  6.  前記内径側軌道輪部材の中央部に貫通孔が形成され、
    前記貫通孔に、前記発電機と、前記バッテリと、前記無線通信器の少なくともいずれかが配置される、請求項1~5のうち何れか1項に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。 
  7. 前記回転側軌道輪部材に、前記バッテリの軸方向の位置決めを図る為の軸方向位置決め部及び前記バッテリの径方向の位置決めを図る為の径方向位置決め部がそれぞれ設けられており、前記バッテリが前記回転側軌道輪部材に対し軸方向及び径方向の位置決めが図られた状態で支持固定されている、請求項1~6のうち何れか1項に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。
  8. 前記回転側軌道輪部材の内周面に径方向内方に突出する状態で内向フランジ部が設けられており、前記内向フランジ部のうち、軸方向側面が前記軸方向位置決め部として機能し、内周面が前記径方向位置決め部として機能する、請求項7に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。
  9. 前記内向フランジ部の内周面に、前記バッテリとの相対回転を阻止する為の回り止め部が設けられている、請求項8に記載した車輪支持用転がり軸受ユニット。
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