專利名稱：內(nèi)置有內(nèi)圈型電動機(jī)的帶有傳感器的車輪用軸承裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)置有內(nèi)圈型電動機(jī)的帶有傳感器的車輪用軸承裝置，其中，在由車輪用軸承、減速器和電動機(jī)組合的內(nèi)置內(nèi)圈型電動機(jī)的車輪用軸承裝置中，設(shè)置有傳感器，該傳感器檢測作用于驅(qū)動輪和路面的觸地點(diǎn)的力。
背景技術(shù)：
在采用將車輪用軸承、減速器、電動機(jī)和制動器組合的內(nèi)置內(nèi)圈型電動機(jī)的車輪用軸承裝置的電動汽車中，作為其行駛穩(wěn)定性的控制技術(shù)，人們提出有下述方案設(shè)置一種傳感器，其根據(jù)從車輪用軸承、電動機(jī)、減速器、制動器中的至少一個(gè)組成部件的狀態(tài)，測定在驅(qū)動圈和路面的觸地點(diǎn)位置作用于驅(qū)動輪上的、相垂直的3軸方向的力(專利文獻(xiàn)I)。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開2008-74135號公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2009-128264號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題在專利文獻(xiàn)I中公開的內(nèi)置內(nèi)圈型電動機(jī)的車輪用軸承裝置中，雖然給出了通過設(shè)置于車輪用軸承的靜止側(cè)軌道圈上的荷載傳感器來檢測上述3軸方向的力的機(jī)構(gòu)，但在這里所采用的傳感器無法以良好靈敏度來檢測3軸方向的荷載。特別是，在車輪用軸承經(jīng)由減速器而與電動機(jī)連接的內(nèi)置內(nèi)圈型電動機(jī)的車輪用軸承裝置中，由于車輪用軸承受到電動機(jī)、減速器的發(fā)熱的影響，因而存在荷載傳感器的輸出信號發(fā)生漂移，檢測誤差變大，無法進(jìn)行精度良好的荷載檢測的問題。另外，作為設(shè)置于車輪用軸承上的荷載傳感器，人們提出有下述方案，其中，形變傳感器安裝于薄板狀的形變發(fā)生部件上，形成傳感組件(專利文獻(xiàn)2)，但是沒有將這樣的傳感組件用于內(nèi)置內(nèi)圈型電動機(jī)的車輪用軸承裝置的例子。本發(fā)明的目的在于提供一種內(nèi)置有內(nèi)圈型電動機(jī)的帶有傳感器的車輪用軸承裝置，該裝置能夠以良好的精度檢測作用于驅(qū)動圈和路面的觸地點(diǎn)上的3軸方向的力，對于以良好的精度控制電動機(jī)、車輛的方面是有效的。用于解決課題的技術(shù)方案本發(fā)明的內(nèi)置有內(nèi)圈型電動機(jī)的帶有傳感器的車輪用軸承裝置為內(nèi)置內(nèi)圈型電動機(jī)的車輪用軸承裝置，其包括車輪用軸承，其以可旋轉(zhuǎn)的方式支承驅(qū)動輪的輪轂；電動機(jī)，其構(gòu)成上述驅(qū)動輪的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源；減速器，其介于上述電動機(jī)和上述車輪用軸承之間，傳感組件設(shè)置于作為上述車輪用軸承的靜止側(cè)軌道圈的外圈上，該傳感組件由形變發(fā)生部件和安裝于該形變發(fā)生部件上的一個(gè)以上的測定用的傳感器構(gòu)成，該形變發(fā)生部件由薄板件構(gòu)成，該薄板件具有接觸固定于上述外圈的外徑面上的兩個(gè)以上的接觸固定部。按照該方案，由于由形變發(fā)生部件和安裝于該形變發(fā)生部件上的一個(gè)以上的測定用的傳感器構(gòu)成的傳感組件設(shè)置于作為上述車輪用軸承的靜止側(cè)軌道圈的外圈上，該形變發(fā)生部件由薄板件構(gòu)成，該薄板件具有接觸固定于上述外圈的外徑面上的兩個(gè)以上的接觸固定部，故可通過上述傳感組件，以良好的精度檢測通過作用于驅(qū)動輪和路面的觸地點(diǎn)的力而產(chǎn)生形變的車輪用軸承的外圈的形變。由此，可采用通過傳感組件獲得的多個(gè)傳感器輸出，對荷載進(jìn)行運(yùn)算、推算，這樣，能以良好的精度而推算作用于驅(qū)動輪和路面的觸地點(diǎn)的3軸方向的荷載，對于以良好的精度控制電動機(jī)、車輛的方面是有效的。在本發(fā)明中，也可將上述傳感組件設(shè)置于相對于輪胎觸地面為上下位置和左右位置的、上述外圈的外徑面的頂面部、底面部、右面部、以及左面部上?？赏ㄟ^像這樣設(shè)置四個(gè)傳感組件，以更高的精度推算3軸方向的荷載，即，作用于驅(qū)動輪和路面的觸地點(diǎn)上的垂直方向荷載Fz，構(gòu)成驅(qū)動力、制動力的荷載Fx和軸向荷載Fy。在本發(fā)明中，上述傳感組件還可以具有兩個(gè)接觸固定部和一個(gè)傳感器。在本發(fā)明中，上述傳感組件還可以具有三個(gè)接觸固定部和兩個(gè)傳感器。在本發(fā)明中，還可以對傳感組件的設(shè)置部周邊進(jìn)行樹脂模制等的加工，進(jìn)行防水處理。在本發(fā)明中，還可以設(shè)置外罩，該外罩保護(hù)設(shè)置有傳感組件的上述車輪用軸承的外圈的外側(cè)外徑面。在本發(fā)明中，還可以設(shè)置具有荷載推算機(jī)構(gòu)的信號處理組件，該荷載推算機(jī)構(gòu)根據(jù)上述傳感組件的傳感器輸出信號推算作用于驅(qū)動圈上的荷載，該信號處理組件設(shè)置于上述車輪用軸承的外圈，或上述減速器或上述電動機(jī)的外殼上。在該方案的場合，由于傳感組件的傳感器輸出信號通過設(shè)置于車輪用軸承裝置上的信號處理組件而進(jìn)行信號處理，形成荷載數(shù)據(jù)并輸出到外部，故不必將微小的傳感器輸出信號原樣地傳送到外部，可通過簡單的結(jié)構(gòu)，便實(shí)現(xiàn)所采用的纜線的電磁屏蔽。在該方案的場合，也可將信號處理組件設(shè)置于上述車輪用軸承的非外圈的靜止側(cè)部位，在用于將軸承外圈安裝于減速器的外殼上的法蘭上，開設(shè)用于取出傳感器纜線的孔，通過該孔將傳感組件的輸出信號布線到信號處理組件處。在上述法蘭上開設(shè)用于取出傳感器纜線的孔的場合，也可以在上述減速器的外殼上開設(shè)使上述傳感器纜線通過的槽。在此場合，從法蘭的孔取出的傳感器纜線經(jīng)由減速器的外殼的槽，與信號處理組件連接。從上述孔伸出的傳感器纜線以防水密封部件進(jìn)行覆蓋，但是，由于按照傳感器纜線經(jīng)由外殼的槽的量，可使防水密封部件沿槽較長地形成，故與沿徑向取出傳感器纜線的場合相比較，將按照較長的距離進(jìn)行密封。由此，可進(jìn)一步提高纜線表面和防水密封部件的密封性。另外，與沿徑向取出傳感器纜線的場合相比較，可增加傳感器纜線的彎曲半徑。由此，即使在覆蓋部較厚的傳感器纜線的情況下，仍容易布線，傳感器纜線向徑向的露出也抑制在較小程度。在本發(fā)明中，上述信號處理組件還可以至少具有對上述傳感器輸出信號進(jìn)行放大的信號放大功能；從上述傳感器輸出信號中去除噪音成分的濾波功能；對上述傳感器輸出信號進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換的AD轉(zhuǎn)換功能。在該方案的場合，由于將傳感組件的傳感器輸出信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，用于荷載推算，荷載數(shù)據(jù)還作為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)而運(yùn)算輸出，因此還可以使必要的電線的根數(shù)達(dá)到最小，降低所采用的纜線的成本。同時(shí)，還能夠降低斷線等的發(fā)生危險(xiǎn)，可靠性也提高。在本發(fā)明中，上述信號處理組件還可以包括運(yùn)算處理功能，該運(yùn)算處理功能具有對上述傳感器輸出信號進(jìn)行補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償功能；求出上述傳感器輸出信號的平均值的平均 值提取功能；求出上述傳感器輸出信號的振幅值的振幅值提取功能；存儲功能，其存儲上述補(bǔ)償所采用的補(bǔ)償參數(shù)、上述平均值提取和振幅值提取所采用的計(jì)算參數(shù)、以及運(yùn)算式的計(jì)算參數(shù)，該運(yùn)算式將上述平均值和振幅值作為變量在上述荷載推算機(jī)構(gòu)中采用。在該方案的場合，由于根據(jù)傳感器輸出信號的平均值和振幅值對荷載進(jìn)行運(yùn)算，故特別可通過振幅值降低溫度的影響，可抑制由電動機(jī)、減速器的發(fā)熱所造成的荷載運(yùn)算誤差的增加，由此，可提高荷載推算的精度。另外，由于信號處理組件包括這樣的運(yùn)算處理功能，因此可以簡單地進(jìn)行針對每個(gè)車輪用軸承裝置而不同的補(bǔ)償參數(shù)、計(jì)算參數(shù)的調(diào)整。在本發(fā)明中，還可以將實(shí)現(xiàn)上述信號處理組件的一部分的功能的機(jī)構(gòu)，組裝于控制上述電動機(jī)的電動機(jī)控制組件中。在該方案的場合，比如，可將對于電動機(jī)的整體的控制所必需的參數(shù)，與用于信號處理組件的各種參數(shù)一起，通過相同的存儲機(jī)構(gòu)而存儲，可集中管理對于車輪用軸承裝置來說必要的信息。


根據(jù)參照附圖的下面的優(yōu)選的實(shí)施形式的說明，可以更清楚地理解本發(fā)明。但是，實(shí)施形式和附圖用于單純的圖示和說明，不應(yīng)用于確定本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書確定。在附圖中，多個(gè)附圖中的同一標(biāo)號表示同一或相當(dāng)?shù)牟糠?。圖I為本發(fā)明的第I實(shí)施方式的內(nèi)置有內(nèi)圈型電動機(jī)的帶有傳感器的車輪用軸承裝置的示意圖；圖2為該車輪用軸承裝置的車輪用軸承和減速器的剖視圖；圖3為沿圖2中的III-III線的剖視圖；圖4為以放大方式表示圖3的主要部分的剖視圖；圖5為該車輪用軸承的制動器的剖視圖；圖6為從外側(cè)觀看該車輪用軸承裝置的車輪用軸承中的外方部件的主視圖；圖7為該車輪用軸承裝置中的傳感組件的放大俯視圖；圖8為沿圖7中的VIII-VIII線的剖視圖；圖9為表不傳感組件的還一設(shè)置例子的剖視圖；圖10為傳感組件的又一設(shè)置例子的放大剖視圖；圖11為傳感組件的再一設(shè)置例子的放大俯視圖；圖12為對該傳感組件的傳感器輸出信號進(jìn)行處理的信號處理組件的方框圖13為該傳感組件的傳感器輸出信號的波形圖；圖14為信號處理組件的信號處理的基本說明圖；圖15為該車輪用軸承裝置的控制系統(tǒng)的方框圖；圖16為從外側(cè)觀看本發(fā)明的第2實(shí)施方式的內(nèi)置有內(nèi)圈型電動機(jī)的帶有傳感器的車輪用軸承裝置中的外方部件的示意圖；圖17為該車輪用軸承裝置中的傳感組件的放大俯視圖；
圖18為沿圖17中的XVIII-XVIII線的剖視圖；圖19為表示傳感組件的還一設(shè)置例子的剖視圖；圖20為滾動體位置對傳感組件的輸出信號的影響的說明圖；圖21 (A)為從外側(cè)觀看本發(fā)明的第3實(shí)施方式的車輪用軸承裝置的減速器的外殼的主視圖，圖21 (B)為圖21 (A)的主要部分的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式圖I 圖15表示本發(fā)明的第I實(shí)施方式。首先，結(jié)合圖I對本實(shí)施方式的概要進(jìn)行說明。在該內(nèi)置有內(nèi)圈型電動機(jī)的帶有傳感器的車輪用軸承裝置中，在驅(qū)動輪70的中心軸0上設(shè)置有以可旋轉(zhuǎn)的方式支承驅(qū)動輪70的輪轂的車輪用軸承A ;作為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源的電動機(jī)B ;將該電動機(jī)B的旋轉(zhuǎn)的速度降低，將該旋轉(zhuǎn)傳遞給輪轂的減速器C ;對輪轂施加制動力的制動器D。在這里所說的“在中心軸0上設(shè)置”不是指各組成部件必定位于在中心軸0上，而是指各組成部件從功能上作用于中心軸0上。另外，在本說明書中，將在安裝于車輛上的狀態(tài)，靠近車輛的車寬方向的外側(cè)的一側(cè)稱為外側(cè)，將靠近車輛的中間的一側(cè)稱為內(nèi)側(cè)。像圖2所示的那樣，車輪用軸承A由外圈I、內(nèi)方部件2和多排滾動體5構(gòu)成，在外圈I的內(nèi)周上形成多排的滾動面3，在內(nèi)方部件2的外周上形成與各滾動面3面對的滾動面4，該多排滾動體5介設(shè)于該外圈I和內(nèi)方部件2的滾動面3、4之間。該車輪用軸承A為多排的角接觸球軸承型，滾動體5由滾珠形成，針對每排而通過保持器6保持。上述滾動 面3、4的截面呈圓弧狀，各滾動面3、4按照滾珠接觸角在背面對準(zhǔn)的方式形成。外圈I和內(nèi)方部件2之間的軸承空間的外側(cè)端和內(nèi)側(cè)端通過一對密封件7、8而分別密封。外圈I構(gòu)成靜止側(cè)軌道圈，在其外周具有安裝于減速器C的外殼33上的法蘭la，其整體為一體的部件。在法蘭Ia上，在周向的多個(gè)部位開設(shè)有螺紋孔14。外圈I通過穿過上述外殼33的螺栓插孔33a的安裝螺栓15與上述螺紋孔14螺合，安裝于上述外殼33上。內(nèi)方部件2為旋轉(zhuǎn)側(cè)軌道圈，其由輪轂圈9和內(nèi)圈10構(gòu)成，該輪轂圈9具有圖I的驅(qū)動輪70和制動輪46的安裝用的輪轂法蘭9a，該內(nèi)圈10嵌合于該輪轂圈9的軸部9b的內(nèi)側(cè)端的外周。在該輪轂圈9和內(nèi)圈10上形成上述各排的滾動面4。該輪轂圈9相當(dāng)于權(quán)利要求中所述的“輪轂”。在輪轂圈9的內(nèi)側(cè)端的外周上，設(shè)置具有高差而直徑變小的內(nèi)圈嵌合面12，該內(nèi)圈10嵌合于該內(nèi)圈嵌合面12上。在輪轂圈9的中心開設(shè)通孔11。在該輪轂法蘭9a中的周向多個(gè)部位上，開設(shè)有輪轂螺栓16的壓配合孔17。在輪轂圈9的輪轂法蘭9a的根部附近，對圖I的驅(qū)動輪70和制動輪46進(jìn)行導(dǎo)向的圓筒狀的導(dǎo)向部13向外側(cè)突出。在導(dǎo)向部13的內(nèi)周上，安裝有將上述通孔11的外側(cè)端封閉的外罩18。
電動機(jī)B像圖I所示的那樣，為徑向間隙型，其中，在固定于筒狀的外殼22上的定子23和安裝于輸出軸24上的轉(zhuǎn)子25之間，設(shè)置徑向間隙。輸出軸24通過兩個(gè)軸承26支承于外殼22上。電動機(jī)B通過由包含逆變器(inverter)等的控制電路構(gòu)成的電動機(jī)控制組件137而控制。像圖2和圖3所示的那樣，減速器C由擺線減速器構(gòu)成。即，在該減速器C中，由外形為平緩的波狀的次擺線形成的兩個(gè)曲線板34a、34b分別經(jīng)由軸承35安裝于輸入軸32的各偏心部32a、32b上，通過跨接于外殼33的內(nèi)側(cè)壁和外側(cè)壁之間的多個(gè)外銷36，在外周側(cè)對各曲線板34a、34b的偏心運(yùn)動進(jìn)行導(dǎo)向，并且將多個(gè)內(nèi)銷38以嵌插方式插入開設(shè)于各曲線板34a、34b的內(nèi)部的多個(gè)通孔39中，該多個(gè)內(nèi)銷38安裝于通過花鍵而嵌合于輪轂圈9的通孔11中、與其進(jìn)行一體旋轉(zhuǎn)的輸出軸37上。輸入軸32通過花鍵而與電動機(jī)B的輸出軸24連接，與其進(jìn)行一體旋轉(zhuǎn)。此外，輸入軸32通過兩個(gè)軸承40而在兩端支承于外殼33和輸出軸37的內(nèi)徑面上。此外，構(gòu)成曲線板34a、34b的外形的次擺線最好為擺線，但是，也可為其它的次擺線。上述的“擺線減速器”包含作為像上述那樣，外形為次擺線的減速器的次擺線減速器。
如果圖I所示的電動機(jī)B的輸出軸24旋轉(zhuǎn)，則安裝于與其一體旋轉(zhuǎn)的輸入軸32上的各曲線板34a、34b進(jìn)行偏心運(yùn)動。該各曲線板34a、34b的偏心運(yùn)動通過內(nèi)銷38和通孔39的卡合，作為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動而傳遞給車輪的輪轂的內(nèi)方部件2。相對輸出軸24的旋轉(zhuǎn)，內(nèi)方部件2的旋轉(zhuǎn)的速度降低。比如，可通過I級的擺線減速器獲得大于1/10的減速比。上述兩個(gè)曲線板34a、34b按照相位相差180°，以便相互抵消偏心運(yùn)動的方式安裝于輸入軸32的各偏心部32a、32b上，在各偏心部32a、32b上的兩側(cè)，按照抵消各曲線板34a,34b的偏心運(yùn)動造成的振動的方式，安裝朝向與各偏心部32a、32b的偏心方向相反的方向而偏心的平衡重塊41。像圖4所示的那樣，在上述各外銷36和內(nèi)銷38上安裝有軸承42、43，這些軸承42、43的外圈42a、43a分別與各曲線板34a、34b的外周和各通孔39的內(nèi)周滾動接觸。于是，可降低外銷36和各曲線板34a、34b的外周的接觸阻力，與內(nèi)銷38和各通孔39的內(nèi)周的接觸阻力，可順利地將各曲線板34a、34b的偏心運(yùn)動作為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動而傳遞給內(nèi)方部件2。像圖5所示的那樣，制動器D為電動制動器，其包括動作部48，該動作部48具有與驅(qū)動輪70 —起安裝于輪轂法蘭9a上的制動輪46和制動墊47，該制動墊47可與該制動輪46接觸摩擦；驅(qū)動部49，該驅(qū)動部49使制動墊47動作，該驅(qū)動部49的驅(qū)動源采用制動用電動機(jī)50。制動輪46由制動盤構(gòu)成。制動墊47成一對地按照夾持制動圈46的方式設(shè)置。其中一個(gè)制動墊47固定于制動架51上，另一制動墊47安裝于進(jìn)退部件52上，該進(jìn)退部件52按照可呈直線狀進(jìn)退的方式設(shè)置于制動架51上。進(jìn)退部件52的可進(jìn)退方向?yàn)榕c制動圈46面對的方向。進(jìn)退部件52相對制動架51而停止旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動部49包括上述制動用電動機(jī)50與滾珠絲杠53，該絲杠53將上述電動機(jī)50的旋轉(zhuǎn)輸出轉(zhuǎn)換為往復(fù)直線運(yùn)動，將其作為制動力而傳遞給制動墊47，電動機(jī)50的輸出經(jīng)由減速傳遞機(jī)構(gòu)58傳遞給滾珠絲杠53。滾珠絲杠53的絲杠軸54經(jīng)由軸承57，以可僅僅旋轉(zhuǎn)的方式支承于制動架51上，螺母55固定于上述進(jìn)退部件52上。進(jìn)退部件52和螺母55也可相互為一體的部件。滾珠絲杠53包括絲杠軸54、螺母55和多個(gè)滾珠56，該多個(gè)滾珠56介設(shè)于與該絲杠軸54的外周面和螺母55的內(nèi)周面面對而形成的螺紋槽之間。在螺母55上具有循環(huán)機(jī)構(gòu)(在圖中未示出)，其使介設(shè)于螺桿54和螺母55之間的滾珠56在循環(huán)的通路中循環(huán)。循環(huán)機(jī)構(gòu)既可為采用返回管、導(dǎo)向板的外部循環(huán)機(jī)構(gòu)，也可為采用端蓋、擋塊的內(nèi)部循環(huán)機(jī)構(gòu)。另外，由于該滾珠絲杠53在較短的距離而進(jìn)行往復(fù)動作，故也可為不具有上述循環(huán)機(jī)構(gòu)的類型，比如，通過保持器(在圖中未示出)而保持絲杠軸54和螺母55之間的多個(gè)滾珠56的保持器類型。減速傳遞機(jī)構(gòu)58為將制動用電動機(jī)50的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行減速而傳遞給滾珠絲杠53的絲杠軸54的機(jī)構(gòu)，由齒輪排構(gòu)成。減速傳遞機(jī)構(gòu)58在本例子中，由設(shè)置于電動機(jī)50的輸出軸上的齒輪59與設(shè)置于絲杠軸54上的與上述齒輪59嚙合的齒輪60構(gòu)成。此外，減速傳遞機(jī)構(gòu)58也可為由比如蝸桿和蝸輪(在圖中未示出)構(gòu)成。該制動器D包括按照制動踏板等的操作部件61的操作，對上述電動機(jī)50進(jìn)行控制的操作部62。在該操作部62上，設(shè)置有防抱死控制機(jī)構(gòu)65。操作部62由上述操作部件61、傳感器64和控制裝置63構(gòu)成，該傳感器64可檢測該操作部件61的動作量和動作方向，該控制裝置63對該傳感器64的檢測信號作出反應(yīng)，控制電動機(jī)50，在該控制裝置63中設(shè)置上述防抱死控制機(jī)構(gòu)65。該控制裝置63包括形成電動機(jī)控制信號的機(jī)構(gòu)和可通過該電動機(jī)控制信號而控制電動機(jī)電流的電動機(jī)驅(qū)動電路(均未在圖中示出)。圖5所示的防抱死控制機(jī)構(gòu)65為在操作部件61的操作的控制時(shí)，通過對應(yīng)于圖I的驅(qū)動輪70的旋轉(zhuǎn)，調(diào)整電動機(jī)50的制動力的方式，防止驅(qū)動輪70的旋轉(zhuǎn)抱死的機(jī)構(gòu)。防抱死控制機(jī)構(gòu)65在上述制動時(shí)，檢測圖I的驅(qū)動輪70的旋轉(zhuǎn)速度，如果根據(jù)檢測速度檢測到圖I的驅(qū)動輪70的旋轉(zhuǎn)抱死或其征兆，則降低電動機(jī)50的驅(qū)動電流，或暫時(shí)產(chǎn)生逆旋轉(zhuǎn)輸出等的情況，進(jìn)行調(diào)整制動力，即制動墊47的緊固力的處理。驅(qū)動輪70的旋轉(zhuǎn)速度的檢測采用設(shè)置于電動機(jī)B上的轉(zhuǎn)數(shù)傳感器87的輸出。像圖I所示的那樣，驅(qū)動輪70與上述制動輪46 —起地安裝于車輪用軸承A的輪轂法蘭9a上。在驅(qū)動輪70中，在輪71的周圍設(shè)置輪胎72。在于輪轂法蘭9a和輪71之間夾有制動輪46的狀態(tài)，將壓配合于輪轂法蘭9a的壓配合孔17中的輪轂螺栓16螺接于輪71上，由此，將驅(qū)動輪70和制動輪46固定于輪轂法蘭9a上。在作為靜止側(cè)軌道圈的外圈I的外徑面上，設(shè)置四個(gè)傳感組件120。圖6表示從外側(cè)觀看外圈I的主視圖。在這里，這些傳感組件120設(shè)置于相對于輪胎觸地面為上下位置和左右位置的、上述外圈I的頂面部、底面部、右面部和左面部。這些傳感組件120像圖7和圖8的放大主視圖和放大剖視圖所示的那樣，由形變發(fā)生部件121與形變傳感器122構(gòu)成，該形變傳感器122安裝于該形變發(fā)生部件121上，檢測該形變發(fā)生部件121的形變。形變發(fā)生部件121采用鋼材等的可彈性變形的金屬而制成，由厚度小于3mm的薄板件形成，平面的大致形狀呈在全長的范圍內(nèi)具有一定寬度的帶狀，在中間的兩側(cè)邊部具有缺口部121b。另外，形變發(fā)生部件121的兩端部具有經(jīng)由間隔件123而接觸固定于外圈I的外徑面上的兩個(gè)接觸固定部121a(圖8)。該形變傳感器122貼于相對形變發(fā)生部件121中的各方向的荷載，形變大的部位。在這里，作為該部位，選擇在形變發(fā)生部件121的外面?zhèn)?，由兩?cè)邊部的缺口部121b夾持的中間部位，形變傳感器122 檢測缺口部121b的周邊的周向的形變。另外，最好，形變發(fā)生部件121為下述的類型，其中，作用于作為靜止側(cè)軌道圈的外圈I上的外力，或作用于輪胎和路面之間上的作用力，即使施加為假定的最大的力的狀態(tài)的情況下，該部件仍不產(chǎn)生塑性變形。其原因在于如果產(chǎn)生塑性變形，則外圈I的變形不傳遞給傳感組件120，不對形變的測定造成影響?！凹俣ǖ淖畲蟮牧Α敝讣词乖谟谲囕v用軸承A上作用異常的值的力的情況下，如果去除該力，則可恢復(fù)作為除了傳感器系統(tǒng)以外的車輪用軸承的正常的功能的范圍的最大的力。上述傳感組件120中，該形變發(fā)生部件121中的兩個(gè)接觸固定部121a按照下述方式配置，即，在外圈I的軸向同尺寸的位置，并且各接觸固定部121a按照要到達(dá)相互沿圓周方向離開的位置的方式設(shè)置，這些接觸固定部121a分別經(jīng)由間隔件123，由螺栓124固定于外圈I的外徑面上。上述各螺栓124分別從螺栓插孔125穿過間隔件123的螺栓插孔126，該螺栓插孔125開設(shè)于接觸固定部121a上，沿徑向進(jìn)行貫通，該各螺栓124與開設(shè)于外圈I的外周部上的螺紋孔127螺合。像這樣，通過經(jīng)由間隔件123，將接觸固定部121a固定于外圈I的外徑面上，處于薄板狀的形變發(fā)生部件121中的具有缺口部121b的中間部位與外圈I的外徑面離開的狀態(tài)，缺口部121b的周邊的形變變形容易。對于設(shè)置接觸固定部121a的軸向位置，在這里選擇構(gòu)成外圈I的外側(cè)排的滾動面3的周邊的軸向位置。在這里所說的外側(cè)排的滾動面3的 周邊位于像圖2所示的那樣，從內(nèi)側(cè)排和外側(cè)排的滾動面3的中間部位，到外側(cè)排的滾動面3的形成部的范圍。在外圈I的外徑面中的接觸固定上述間隔件123的部位形成平坦部lb。此外，也可像圖9中的剖視圖所示的那樣，在外圈I的外徑面中的固定上述形變發(fā)生部件121的兩個(gè)接觸固定部121a的兩個(gè)部位的各中間部，開設(shè)有槽lc，由此，省略上述間隔件123，使形變發(fā)生部件121中的缺口部121b所在的兩個(gè)接觸固定部121a的中間部位離開外圈I的外徑面。還有，形變發(fā)生部件121像圖10所示的那樣，也可為平面大致形狀呈單純的帶狀，而不形成圖7的例子那樣的缺口部121b。形變傳感器122可采用各種類型。比如，可通過金屬箔應(yīng)變儀構(gòu)成形變傳感器122。在此場合，通常，與形變發(fā)生部件121進(jìn)行粘接而固定。另外，也可通過厚膜電阻體，在形變發(fā)生部件121上形成形變傳感器122。圖11表示此場合的傳感組件120的結(jié)構(gòu)。該傳感組件120為下述的結(jié)構(gòu)，其中，在形變發(fā)生部件121的傳感器安裝面121A上形成絕緣層150，在該絕緣層150的表面的兩側(cè)形成成對的電極151、151，在這些電極151、151之間，在上述絕緣層150上形成構(gòu)成形變傳感器的形變測定用電阻152，另外，在電極151、151和形變測定用電阻152上形成保護(hù)膜153。安裝于外圈I的外周面上的上述傳感組件120像圖2那樣，通過保護(hù)外罩90而覆蓋。另外，在圖6中，按照省略上述保護(hù)外罩90的方式表不。保護(hù)外罩90呈朝向內(nèi)側(cè)而內(nèi)徑擴(kuò)大的筒狀。具體來說，保護(hù)外罩90呈內(nèi)側(cè)為大直徑部，而外側(cè)半部為在內(nèi)徑側(cè)縮小的小直徑部的圓筒狀。該保護(hù)外罩90的內(nèi)側(cè)端通過密封圈91，安裝于外圈I的法蘭Ia的外徑面上，保護(hù)外罩90的外側(cè)端嵌合于外圈I的外徑面上。保護(hù)外罩90的材料采用不銹鋼等的金屬材料、PA66+GF等的樹脂材料。在外圈I的法蘭Ia的外徑面上，設(shè)置沿周向延伸的密封圈嵌接用的槽ld，通過將密封圈91嵌接于該槽Id中，密封圈91沿軸向定位，并且將保護(hù)外罩90的內(nèi)側(cè)端和外圈I的法蘭Ia的外徑面之間確實(shí)密封。另外,對傳感組件120的設(shè)置部周邊，進(jìn)行樹脂模制等的加工，進(jìn)行防水處理。像這樣，由于傳感組件120固定于保護(hù)外罩90內(nèi)的外圈I的外徑面上，故可防止這些固定部因外部環(huán)境而腐蝕，固定不穩(wěn)定的情況，可在形成在車輪的嚴(yán)酷的環(huán)境下使用的車輪用軸承裝置的同時(shí)，進(jìn)行傳感組件120的正常的動作。各傳感組件120經(jīng)由信號纜線(傳感器纜線)129而與信號處理組件130連接。信號處理組件130為具有根據(jù)各傳感組件120的傳感器輸出信號推算作用于驅(qū)動輪70上的荷載的荷載推算機(jī)構(gòu)133 (圖12)的信號處理器，在這里，其設(shè)置于減速器C的外殼33的外側(cè)端的外徑面上。信號處理組件130既可與傳感組件120 —起地設(shè)置于外圈I的外徑面上，也可設(shè)置于電動機(jī)B的外殼22的外徑面上。像圖2所示的那樣，在外圈I的法蘭Ia上，使各傳感組件120的信號纜線129伸出的纜線插孔92沿軸向貫通而設(shè)置，在使信號纜線129伸出后，將模制樹脂等的彈性填充材料93填充于纜線插孔92中。另外，從上述纜線插孔92伸出的信號纜線129經(jīng)由形成于減速器C的外殼33的外側(cè)端的纜線導(dǎo)向用的缺口部33b，伸出到傳感組件130，通過防水密封部件94，對信號纜線129的周圍進(jìn)行防水處理。缺口部33b也可為開口于外徑面上的貫通 的孔。由此，可防止泥水、鹽水等從外部經(jīng)由纜線插孔92浸入保護(hù)外罩90的內(nèi)部的情況。此外，從傳感組件120到信號處理組件130的布線也可按照通過減速器C的外殼33的內(nèi)部的方式構(gòu)成，信號纜線129按照不伸出到外部，而與傳感組件130連接的方式構(gòu)成。在此場合，由于信號纜線129不向外部露出，還可將泥水等的浸入通路抑制在最小限度，故防水性能可提高，可提高可靠性。圖12通過方框圖而表示信號處理組件130的外觀結(jié)構(gòu)。該信號處理組件130包括前處理機(jī)構(gòu)131 ;平均-振幅提取機(jī)構(gòu)132 ;荷載推算機(jī)構(gòu)133 ;參數(shù)存儲機(jī)構(gòu)134 ;通信機(jī)構(gòu)135，其具有I/F功能。前處理機(jī)構(gòu)131具有將來自各傳感組件120的傳感器輸出信號進(jìn)行放大的功能；將噪音成分從這些傳感器輸出信號中去除的濾波功能；對經(jīng)放大、濾波處理的傳感器輸出信號進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換的AD轉(zhuǎn)換功能。由此，來自傳感組件120的微弱的傳感器輸出信號通過設(shè)置于附近的信號處理組件130而轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，這樣，難以受到噪音的影響，可提高檢測精度。平均-振幅提取機(jī)構(gòu)132具有從經(jīng)由前處理機(jī)構(gòu)131的傳感器輸出信號中提取后述的平均值和振幅值的功能，與對已提取的平均值等進(jìn)行補(bǔ)償處理的功能。荷載推算機(jī)構(gòu)133具有采用通過平均 振幅提取機(jī)構(gòu)132提取的平均值和振幅值，推算作用于驅(qū)動輪70上的荷載的功能。像這樣，通過信號處理組件130，全部地對傳感組件120的傳感器輸出信號進(jìn)行運(yùn)算，由此，使用方便性良好，另外，外部布線的根數(shù)也為最少，可罪性提聞。由于傳感組件120設(shè)置于構(gòu)成外圈I的外側(cè)排的滾動面3的周邊的軸向位置，故形變傳感器122的輸出信號受到通過傳感組件120的設(shè)置部的附近的滾動體5的影響。即，在滾動體5通過傳感組件120中的最接近形變傳感器122的位置時(shí)，傳感器輸出信號的振幅為最大值，該振幅伴隨滾動體5相對該位置的遠(yuǎn)離而降低。由此，在軸承旋轉(zhuǎn)時(shí)，傳感器輸出信號的振幅為接近以滾動體5的排列間距為周期而變化的圖13那樣的正弦波的波形。于是，在上述平均-振幅提取機(jī)構(gòu)132中，對作為求出荷載的數(shù)據(jù)的傳感器輸出信號的振幅值(交流成分)和振幅的平均值(直流成分)進(jìn)行運(yùn)算，將其提取。在通過平均-振幅提取機(jī)構(gòu)132運(yùn)算的平均值中，存在形變傳感器122本身的溫度特性、外圈I的溫度形變、其它的原因造成的漂移量。于是，在平均-振幅提取機(jī)構(gòu)132中，對傳感器輸出信號的漂移進(jìn)行補(bǔ)償處理。該補(bǔ)償用的參數(shù)存儲于上述參數(shù)存儲機(jī)構(gòu)134中，從該參數(shù)存儲機(jī)構(gòu)134中讀取，用于上述漂移的補(bǔ)償。參數(shù)存儲機(jī)構(gòu)134由比如，非易失性存儲器構(gòu)成。另外，為了對溫度的漂移進(jìn)行補(bǔ)償，也可比如，像由圖7所示的假想線表示的那樣，在至少一個(gè)傳感組件120的形變發(fā)生部件121中，設(shè)置溫度傳感器128，將該溫度傳感器128的輸出信號與傳感組件120的傳感器輸出信號一起,經(jīng)由上述前處理機(jī)構(gòu)131輸入到平均-振幅提取機(jī)構(gòu)132中，將其用于漂移補(bǔ)償。在此場合，對于溫度傳感器128來說必需的信息也可存儲于上述參數(shù)存儲機(jī)構(gòu)134中。平均-振幅提取機(jī)構(gòu)132所采用的運(yùn)算式、補(bǔ)償參數(shù)預(yù)先通過試驗(yàn)、模擬而求出，進(jìn)行設(shè)定。在荷載推算機(jī)構(gòu)133中，根據(jù)以通過平均-振幅提取機(jī)構(gòu)132運(yùn)算、提取的平均值和振幅值為變量，分別將規(guī)定的補(bǔ)償系數(shù)與這些變量相乘而得到的一次式，推算作用于驅(qū)動輪70上的荷載(垂直方向荷載Fz，構(gòu)成驅(qū)動力、制動力的荷載Fx，軸向荷載Fy)。上述一次式的補(bǔ)償系數(shù)也存儲于上述參數(shù)存儲機(jī)構(gòu)134中，從該參數(shù)存儲機(jī)構(gòu)134讀取而使用。此場合的補(bǔ)償系數(shù)也預(yù)先通過試驗(yàn)、模擬而求出，進(jìn)行設(shè)定。通過荷載推算機(jī)構(gòu)133獲得的荷載數(shù)據(jù)經(jīng)過通信機(jī)構(gòu)135，借助與設(shè)置于車體側(cè)的上位的電控制組件(ECU)85(圖15)的 通信(比如，通過CAN總線等)，輸出給電控制組件85。也可根據(jù)需要，通過模擬電壓而輸出荷載數(shù)據(jù)。存儲于上述參數(shù)存儲機(jī)構(gòu)134中的各種參數(shù)也可通過通信機(jī)構(gòu)135從外部而寫入。圖14表示根據(jù)傳感組件120的傳感器輸出信號，各荷載Fx、Fy、Fz通過荷載推算機(jī)構(gòu)133推算前的處理的大致的流程。如果荷載作用于驅(qū)動輪70和路面之間，則還在作為車輪用軸承A的靜止側(cè)軌道圈的外圈I上施加荷載，產(chǎn)生變形。在這里，由于傳感組件120中的由薄板件構(gòu)成的形變發(fā)生部件121的兩個(gè)接觸固定部121a接觸固定于外圈I的外徑面上，故外圈I的形變?nèi)菀追糯蠖鴤鬟f給形變發(fā)生部件121，通過形變傳感器122，以良好的靈敏度檢測該形變。此外，在本實(shí)施方式中，設(shè)置四個(gè)上述傳感組件120，在位于輪胎觸地面為上下位置和左右位置的、外圈I的外徑面的頂面部、底面部、右面部和左面部，按照圓周方向90度的相位差，均等設(shè)置每個(gè)傳感組件120，由此，可以良好的精度而推算作用于車輪用軸承A上的垂直方向荷載Fz、構(gòu)成驅(qū)動力及制動力的荷載Fx、軸向荷載Fy。像圖15那樣，在輸入有上述荷載數(shù)據(jù)的電控制組件85中設(shè)置異常判斷機(jī)構(gòu)84，該異常判斷機(jī)構(gòu)84根據(jù)該荷載數(shù)據(jù)而判定路面的狀態(tài)、驅(qū)動輪70與路面的觸地狀態(tài)異常。另外，在電氣控制組件85的輸出側(cè)連接有電動機(jī)B、制動器D的電動機(jī)50以及懸架73的衰減機(jī)構(gòu)74，電控制組件85根據(jù)從信號處理組件130送來的荷載數(shù)據(jù)，將涉及路面狀態(tài)、驅(qū)動輪70與路面的觸地狀態(tài)的信息輸出給電動機(jī)B、制動器D的電動機(jī)50以及懸架73的衰減機(jī)構(gòu)74。由于像這樣，在電控制組件85中，根據(jù)從信號處理組件130送來的荷載數(shù)據(jù)輸出涉及路面狀態(tài)、驅(qū)動輪70與路面的觸地狀態(tài)的信息，故可更加正確地推測路面的狀態(tài)、觸地狀態(tài)?？赏ㄟ^將像這樣獲得的各種信息用于電動機(jī)B的控制、車輛的姿勢控制，提高安全 性、經(jīng)濟(jì)性。比如，按照車輛的轉(zhuǎn)彎順利地進(jìn)行的方式，將上述信息輸出給電動機(jī)B，控制左右的驅(qū)動輪70的旋轉(zhuǎn)速度。按照在制動時(shí)，驅(qū)動輪70不抱死的方式，將上述信息輸出給制動器D的電動機(jī)50，對制動進(jìn)行控制。為了防止在轉(zhuǎn)彎時(shí)車體在左右以較大程度傾斜，或在加速時(shí)、制動時(shí)車體在前后以較大程度傾斜的情況，將上述信息輸出給懸架73的衰減機(jī)構(gòu)74以進(jìn)行懸架控制。另外，異常判斷機(jī)構(gòu)84在判定上述3軸方向的力超過異常值的場合，輸出異常信號。該異常信號也可用于汽車的車輛控制。另外，如果實(shí)時(shí)地輸出驅(qū)動輪70和路面之間的作用力，則可進(jìn)行更加精細(xì)的姿勢控制。像這樣，在內(nèi)置有內(nèi)圈型電動機(jī)的帶有傳感器的車輪用軸承裝置中，由于由形變發(fā)生部件121和安裝于形變發(fā)生部件121上的一個(gè)形變傳感器122構(gòu)成的傳感組件120安裝于作為車輪用軸承A的靜止側(cè)軌道圈的外圈I的外徑面上，形變發(fā)生部件121由薄板件構(gòu)成，該薄板件具有接觸固定于外圈I的外徑面上的兩個(gè)接觸固定部121a，故可通過傳感組件120，以良好的精度檢測因作用于驅(qū)動圈70和路面的觸地點(diǎn)的力，產(chǎn)生形變的車輪用軸承A的外圈I的形變。由此，采用通過傳感組件120獲得的多個(gè)傳感器輸出信號對荷載進(jìn)行運(yùn)算、推算，由此，可以良好的精度推算作用于驅(qū)動輪70和路面的觸地點(diǎn)上的3軸方向的荷載Fx、Fy、Fz，對于可以良好的精度控制電動機(jī)B、車輛進(jìn)行控制的方面是有效的。此外，在本實(shí)施方式中，設(shè)置信號處理組件130，該信號處理組件130具有荷載推算機(jī)構(gòu)133，該荷載推算機(jī)構(gòu)133根據(jù)傳感組件120的傳感器輸出信號推算作用于驅(qū)動圈70上的荷載，由此該信號處理組件130設(shè)置位于不是外圈I的靜止側(cè)部位的減速器C的外殼33上，故傳感組件120的傳感器輸出信號通過信號處理組件130進(jìn)行信號處理，形成荷 載數(shù)據(jù)，輸出到外部。由此，不必將微小傳感器輸出信號照原樣地傳送到外部，可通過簡單的結(jié)構(gòu)，便實(shí)現(xiàn)所采用的信號纜線129的電磁屏蔽。還有,在本實(shí)施方式中，由于信號處理組件130具有將傳感器輸出信號放大的信號放大功能；從傳感器輸出信號中去除噪音成分的濾波功能；對傳感器輸出信號進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換的AD轉(zhuǎn)換功能，故將傳感組件120的傳感器輸出信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，用于荷載推算，荷載數(shù)據(jù)也作為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)而運(yùn)算輸出。由此，可使必要的電線的根數(shù)為最小，可降低使所采用的信號纜線129的成本。同時(shí)，還降低斷線等的發(fā)生危險(xiǎn)，可靠性也提高。再有，信號處理組件130還包括運(yùn)算處理功能，該運(yùn)算處理功能具有對傳感器輸出信號進(jìn)行補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償功能；求出傳感器輸出信號的平均值的平均值提取功能；求出傳感器輸出信號的振幅值的振幅值提取功能；存儲功能，該存儲功能存儲用于補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償參數(shù)、用于平均值提取和振幅值提取的計(jì)算參數(shù)、以及運(yùn)算式的計(jì)算參數(shù)，該運(yùn)算式將平均值和振幅值作為變量，用于荷載推算機(jī)構(gòu)133，由此，特別是可減輕對振幅值的溫度的影響，可抑制電動機(jī)B、減速器C的發(fā)熱造成的荷載運(yùn)算誤差的增加，由此，可提高荷載推算的精度。另外，由于信號處理組件130具有這樣的運(yùn)算處理功能，由此，可簡單地進(jìn)行針對車輪用軸承裝置而不同的補(bǔ)償參數(shù)、計(jì)算參數(shù)的調(diào)整。另外，在本實(shí)施方式中，實(shí)現(xiàn)信號處理組件130的一部分的功能的機(jī)構(gòu)也可組裝于控制電動機(jī)B的電動機(jī)控制組件137中。實(shí)現(xiàn)上述信號處理組件130的一部分的功能的機(jī)構(gòu)比如，為結(jié)合圖12而描述的各機(jī)構(gòu)131、132、133、134、135中的任意一個(gè)或多個(gè)。特別是，最好，將參數(shù)存儲機(jī)構(gòu)134等組裝于上述電動機(jī)控制組件137中。在像這樣構(gòu)成的場合，
如，可在相同參數(shù)存儲機(jī)構(gòu)134中事先同時(shí)存儲對于電動機(jī)B的整體的控制來說必需的參數(shù)、用于信號處理組件130的各種參數(shù)，容易集中管理對于車輪用軸承裝置來說必要的信息。在本實(shí)施方式中，涉及內(nèi)方部件構(gòu)成輪轂的一部分的第3代的車輪用軸承A，但是，也可為內(nèi)方部件和車輪的輪轂相互獨(dú)立的第I或第2代的車輪用軸承。此外，還可為作為各代的錐輥型的車輪用軸承。
在該車輪用軸承裝置中，像圖5所示的那樣，由于制動器D為通過電動機(jī)50使制動墊47移動的電動制動器，故可避免因液壓式的制動器而產(chǎn)生的漏油造成的環(huán)境污染。另夕卜，由于為電動制動器，故可快速地調(diào)整制動墊47的移動量，使轉(zhuǎn)彎時(shí)的左右的驅(qū)動輪70的旋轉(zhuǎn)速度控制的反應(yīng)性能提高。另外，在該車輪用軸承裝置中，由于通過電動方式使懸架73的衰減機(jī)構(gòu)74動作，故可提高懸架控制的反應(yīng)性，使車輛姿勢穩(wěn)定。在以上的說明中，由于根據(jù)推算作用于驅(qū)動輪70和路面上的3軸方向的力的信號處理組件130的輸出，控制電動機(jī)B的驅(qū)動、制動器D的動作、懸架73的動作，但是，如果進(jìn)行還包括來自操縱裝置的信號的上述各種控制，則在進(jìn)行符合實(shí)際的行駛的控制的方面，是特別希望的。另外，本發(fā)明的車輪用軸承裝置既可設(shè)置于汽車的全部車輪上，也可僅僅設(shè)置于一部分的車輪上。圖16 圖20(A) (C)表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式。在該實(shí)施方式中，在圖I 圖15所示的第I實(shí)施方式的內(nèi)置有內(nèi)圈型電動機(jī)的帶有傳感器的車輪用軸承裝置中，各傳感組件120像下述那樣構(gòu)成。在此場合,傳感組件120像圖17和圖18的放大俯視圖和放大剖視圖所示的那樣，由形變發(fā)生部件121和兩個(gè)形變傳感器122構(gòu)成，該兩個(gè)形變傳感器122安裝于該形變發(fā)生部件121上，檢測該形變發(fā)生部件121的形變。形變發(fā)生部件121具有經(jīng)由間隔件123而接觸固定于外圈I的外徑面上的三個(gè)接觸固定部121a。三個(gè)接觸固定部121a朝向形變發(fā)生部件121的縱向而按照以I排并列的方式設(shè)置。兩個(gè)形變傳感器122中的Iv形變傳感器122A在圖18中，設(shè)直于左端的接觸固定部121a和中間的接觸固定部121a之間，另一形變傳感器122B設(shè)置于中間的接觸固定部121a和右端的接觸固定部121a之間。像圖17那樣，分別在形變發(fā)生部件121的兩側(cè)邊部中的與上述各形變傳感器122A、122B的設(shè)置部相對應(yīng)的兩個(gè)部位形成缺口部121b。傳感組件120中，該形變發(fā)生部件121的三個(gè)接觸固定部121a按照下述方式配置，即，在外圈I的軸向同尺寸的位置，并且各接觸固定部121a按照要到達(dá)相互沿圓周方向離開的位置的方式設(shè)置，這些接觸固定部121a分別經(jīng)由間隔件123，通過螺栓124而固定于外圈I的外徑面上。此外，像圖19的剖視圖所示的那樣，在外圈I的外徑面中的固定上述形變發(fā)生部件121的三個(gè)接觸固定部121a的三個(gè)部位的各中間部開設(shè)有槽lc，由此，也可省略上述間隔件123，將形變發(fā)生部件121中的缺口部121b所在的各部位與外圈I的外徑面離開。傳感組件120中的其它的結(jié)構(gòu)、傳感組件120的設(shè)置等與圖I 圖15所示的第I實(shí)施方式的場合相同。在本實(shí)施方式的場合，在圖I 圖15所示的第I實(shí)施方式的信號處理組件130的平均-振幅提取機(jī)構(gòu)132中，對各傳感組件120的兩個(gè)形變傳感器122AU22B的輸出信號的和進(jìn)行運(yùn)算，將該和作為平均值而取出。另外，對兩個(gè)形變傳感器122AU22B的輸出信號的差值進(jìn)行運(yùn)算，將該差值作為振幅值而取出。同樣在這里，傳感組件120設(shè)置于構(gòu)成外圈I的外側(cè)排的滾動面3的周邊的軸向位置，由此，形變傳感器122八、1228的輸出信號&、13像圖20(4) 圖20(C)那樣，受到通過 傳感組件120的設(shè)置部的附近的滾動體5的影響。另外，同樣在軸承的停止時(shí)，形變傳感器122AU22B的輸出信號a、b受到滾動體5的位置的影響。即，在滾動體5通過最接近傳感組件120中的形變傳感器122AU22B的位置時(shí)(或在滾動體5位于該位置時(shí))，形變傳感器122AU22B的輸出信號a、b為最大值，像圖20 (A)、圖20(B)那樣，伴隨滾動體5相對該位置的遠(yuǎn)離(或，滾動體5位于與該位置離開的位置時(shí))，該值降低。在軸承旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于滾動體5按照規(guī)定的排列間距P而依次通過傳感組件120的設(shè)置部的附近，故形變傳感器122AU22B的輸出信號a、b為接近正弦波的波形，該正弦波以滾動體5的排列間距P為周期，像圖20(C)中的實(shí)線所示的那樣周期性地改變。另外，形變傳感器122A、122B的輸出信號a、b受到溫度的影響等的干擾。在本實(shí)施方式中，將上述兩個(gè)形變傳感器122A、122B的輸出信號a、b的和作為上述的平均值，根據(jù)振幅的差檢測上述的振幅值。由此，平均值為消除了滾動體5的通過造成的變化成分的值。另外，振幅值為抵消了在兩個(gè)形變傳感器122AU22B的各輸出信號a、b中呈現(xiàn)的溫度的影響等的干擾的值。于是，通過采用該平均值和振幅值，可更加正確地推算作用于車輪用軸承A、輪胎觸地面上的荷載。在圖20(A) 圖20(C)中，在作為靜止側(cè)軌道圈的外圈I的外徑面的圓周方向并列的三個(gè)接觸固定部121a中，位于該排列的兩端的兩個(gè)接觸固定部121a的間隔按照與該滾動體5的排列間距P相同的程度設(shè)定。在該場合，分別設(shè)置于鄰接的接觸固定部121a的中間部位的兩個(gè)形變傳感器122AU22B之間的上述圓周方向的間隔為滾動體5的排列間距P的基本1/2。其結(jié)果是，兩個(gè)形變傳感器122AU22B的輸出信號a、b具有基本180度的相位差，作為其和而計(jì)算的平均值為消除了滾動體5的通過造成的變化成分的值。另外，作為其差值而計(jì)算的振幅值為抵消了溫度的影響等的干擾的值。此外，在圖20(A) 圖20(C)中，接觸固定部121a的間隔按照與該滾動體5的排列間距P相同的程度設(shè)定，在鄰接的接觸固定部121a的中間位置分別設(shè)置各一個(gè)形變傳感器122AU22B，由此，兩個(gè)形變傳感器122AU22B之間的上述圓周方向的間距為滾動體5的 排列間距P的基本1/2。與此不同，也可直接將兩個(gè)形變傳感器122AU22B之間的上述圓周方向的間距設(shè)定為滾動體5的排列間距P的1/2。在此場合，兩個(gè)形變傳感器122AU22B的上述圓周方向的間距也可為滾動體5的排列間距P的{l/2+n(n :整數(shù))}倍，或?yàn)榻咏谶@些值的值。同樣在該場合，作為兩個(gè)形變傳感器122AU22B的輸出信號a、b的和而求出的平均值為消除了滾動體5的通過造成的變化成分的值，作為差值而求出的振幅值為抵消溫度的影響等的干擾的值。圖21 (A)涉及本發(fā)明的第3實(shí)施方式，其為從外側(cè)觀看減速器C的外殼33的主視圖，圖21⑶為圖21(A)的主要部的側(cè)視圖(沿A-A線的端視圖)。像該圖21(A)所示的那樣，形成于減速器C的外殼33的外側(cè)端的纜線導(dǎo)向用的缺口部33b為沿周向延伸的槽形狀，即，周向的槽，從外圈I的法蘭Ia的纜線插孔92伸出的信號纜線129經(jīng)由該槽狀的缺口部33b，與信號處理組件130連接。外殼33中的缺口部33b設(shè)置于相對信號處理組件130而相位錯(cuò)開的位置，在本例子中，設(shè)置于相位錯(cuò)開90度左右的位置。缺口部33b的槽的一側(cè)面33ba在外殼33中，按照與下述方向平行的方式形成缺口，該方向從與外殼插孔92面對的圓周方向的位置P1，沿該外殼33的切線方向延伸。缺口部33b的槽的另一側(cè)面33bb在位置Pl附近，在外殼33的徑向而形成缺口。另外，缺口部33b的槽底面33bc像圖21(B)所示的那樣，按照形成與軸承軸向相垂直的平面的方式形成缺口。
從纜線插孔92伸出的信號纜線129由防水密封部件94覆蓋。該防水密封部件94按照填埋外殼33的缺口部33b的槽整體的方式設(shè)置。按照信號纜線129經(jīng)由外殼33的槽狀的缺口部33b的量，像圖2所示的那樣，按照比在徑向取出信號纜線129的場合長的距離被密封，可進(jìn)一步提高信號纜線129的纜線表面與防水密封部件94之間的密封性。另外，與在徑向取出信號纜線的場合相比較，可增加信號纜線129的彎曲半徑。由此，覆蓋部較厚的信號纜線129的布線容易，徑向的信號纜線129的露出部也抑制在較小程度。于是，可謀求傳感組件整體的緊湊化。如上所述，參照附圖，對優(yōu)選的實(shí)施形式進(jìn)行了說明，但是，如果是本領(lǐng)域的技術(shù)人員，觀看本申請說明書，會在顯然的范圍內(nèi)，容易想到各種變更和修改方式。于是，對于這樣的變更和修改方式，應(yīng)被解釋為在根據(jù)權(quán)利要求書而確定的發(fā)明的范圍內(nèi)的方式。標(biāo)號的說明標(biāo)號I表不外圈；
標(biāo)號22表不電動機(jī)的外殼；標(biāo)號33表不減速器的外殼；標(biāo)號33b表不缺口部(槽)；標(biāo)號70表示驅(qū)動輪；標(biāo)號120表示傳感組件；標(biāo)號121表示形變發(fā)生部件；標(biāo)號121a表示接觸固定部；標(biāo)號122、122A、122B表示形變傳感器；標(biāo)號130表不信號處理組件；標(biāo)號133表示荷載推算機(jī)構(gòu)；標(biāo)號137表示電動機(jī)控制組件。
權(quán)利要求
1.一種內(nèi)置有內(nèi)圈型電動機(jī)的帶有傳感器的車輪用軸承裝置，其中，在內(nèi)置有內(nèi)圈型電動機(jī)的車輪用軸承裝置中包括車輪用軸承，其以能旋轉(zhuǎn)的方式支承驅(qū)動輪的輪轂；電動機(jī)，其構(gòu)成上述驅(qū)動輪的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動源；減速器，其介于上述電動機(jī)和上述車輪用軸承之間， 傳感組件設(shè)置于作為上述車輪用軸承的靜止側(cè)軌道圈的外圈上，該傳感組件由形變發(fā)生部件和安裝于該形變發(fā)生部件上的一個(gè)以上的測定用的傳感器構(gòu)成，該形變發(fā)生部件由薄板件構(gòu)成，該薄板件具有接觸固定于上述外圈的外徑面上的兩個(gè)以上的接觸固定部。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)置有內(nèi)圈型電動機(jī)的帶有傳感器的車輪用軸承裝置，其中，上述傳感組件設(shè)置于相對于輪胎觸地面為上下位置和左右位置的、上述外圈的外徑面的頂面部、底面部、右面部、以及左面部上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)置有內(nèi)圈型電動機(jī)的帶有傳感器的車輪用軸承裝置，其中，上述傳感組件具有兩個(gè)接觸固定部和一個(gè)傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)置有內(nèi)圈型電動機(jī)的帶有傳感器的車輪用軸承裝置，其中，上述傳感組件具有三個(gè)接觸固定部和兩個(gè)傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)置有內(nèi)圈型電動機(jī)的帶有傳感器的車輪用軸承裝置，其中，對傳感組件的設(shè)置部周邊進(jìn)行樹脂模制加工，進(jìn)行防水處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)置有內(nèi)圈型電動機(jī)的帶有傳感器的車輪用軸承裝置，其中，設(shè)置外罩，該外罩保護(hù)設(shè)置有傳感組件的上述車輪用軸承的外圈的外側(cè)外徑面。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)置有內(nèi)圈型電動機(jī)的帶有傳感器的車輪用軸承裝置，其中，設(shè)置具有荷載推算機(jī)構(gòu)的信號處理組件，該荷載推算機(jī)構(gòu)根據(jù)上述傳感組件的傳感器輸出信號，推算作用于驅(qū)動圈上的荷載，該信號處理組件設(shè)置于上述車輪用軸承的外圈，或上述減速器或者上述電動機(jī)的外殼上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)置有內(nèi)圈型電動機(jī)的帶有傳感器的車輪用軸承裝置，其中，信號處理組件設(shè)置于上述車輪用軸承的非外圈的靜止側(cè)部位，在用于將軸承外圈安裝于減速器的外殼上的法蘭上，開設(shè)用于取出傳感器纜線的孔，通過該孔將傳感組件的輸出信號布線到信號處理組件處。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的內(nèi)置有內(nèi)圈型電動機(jī)的帶有傳感器的車輪用軸承裝置，其中，在上述減速器的外殼上開設(shè)使上述傳感器纜線通過的槽。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)置有內(nèi)圈型電動機(jī)的帶有傳感器的車輪用軸承裝置，其中，上述信號處理組件至少具有對上述傳感器輸出信號進(jìn)行放大的信號放大功能；從上述傳感器輸出信號中去除噪音成分的濾波功能；對上述傳感器輸出信號進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換的AD轉(zhuǎn)換功能。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的內(nèi)置有內(nèi)圈型電動機(jī)的帶有傳感器的車輪用軸承裝置，其中，上述信號處理組件還包括運(yùn)算處理功能，該運(yùn)算處理功能具有對上述傳感器輸出信號進(jìn)行補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償功能；求出上述傳感器輸出信號的平均值的平均值提取功能；求出上述傳感器輸出信號的振幅值的振幅值提取功能；存儲功能，其存儲上述補(bǔ)償所采用的補(bǔ)償參數(shù)、上述平均值提取和振幅值提取所采用的計(jì)算參數(shù)、以及運(yùn)算式的計(jì)算參數(shù)，該運(yùn)算式將上述平均值和振幅值作為變量在上述荷載推算機(jī)構(gòu)中采用。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的內(nèi)置有內(nèi)圈型電動機(jī)的帶有傳感器的車輪用軸承裝置，其中，將實(shí)現(xiàn) 上述信號處理組件的一部分的功能的機(jī)構(gòu)，組裝于控制上述電動機(jī)的電動機(jī)控制組件中。
全文摘要
本發(fā)明的課題在于提供一種內(nèi)置有內(nèi)圈型電動機(jī)的帶有傳感器的車輪用軸承裝置，其能以良好的精度檢測作用于驅(qū)動輪和路面的觸地點(diǎn)的力，對于以良好的精度對電動機(jī)、車輛進(jìn)行控制的方面是有效的。在內(nèi)置有內(nèi)圈型電動機(jī)的車輪用軸承裝置中，包括以可旋轉(zhuǎn)的方式支承驅(qū)動輪(70)的輪轂的車輪用軸承(A)；電動機(jī)(B)；介于該電動機(jī)(B)和車輪用軸承(A)之間的減速器(C)，其中，傳感組件(120)設(shè)置于車輪用軸承(A)的外圈(1)上。傳感組件(120)由形變發(fā)生部件(121)和安裝于該形變發(fā)生部件(121)上的一個(gè)以上的測定用的傳感器構(gòu)成。形變發(fā)生部件(121)由薄板件構(gòu)成，該薄板件具有接觸固定于外圈(1)的外徑面上的兩個(gè)以上的接觸固定部(121a)。
文檔編號F16C41/00GK102686435SQ20108005323
公開日2012年9月19日 申請日期2010年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月27日
發(fā)明者柴田清武, 高橋亨 申請人:Ntn株式會社