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Title:
BEARING FOR WHEEL WITH COMMUNICATION FUNCTION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/129787
Kind Code:
A1
Abstract:
A bearing for wheel with communication function which can perform bidirectional communication between the rotary side and the fixed side while reducing the number of components and enhancing the degree of freedom in design, and can perform communication regardless of whether the bearing is rotating or stopping while facilitating the wiring without causing increase in friction for communication. A plurality of rows of rolling elements (5) are interposed between an outer member (1), i.e. a fixed ring, and an inner member (2), i.e. a rotary ring, and a means (21) performing noncontact communication between the outer member (1) and the inner member (2) is provided. The communication means (21) is connected with connectors (31, 32).

Inventors:
TAKAHASHI TORU (JP)
ISOBE HIROSHI (JP)
Application Number:
PCT/JP2008/000587
Publication Date:
October 30, 2008
Filing Date:
March 14, 2008
Export Citation:
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Assignee:
NTN TOYO BEARING CO LTD (JP)
TAKAHASHI TORU (JP)
ISOBE HIROSHI (JP)
International Classes:
F16C41/00; B60B35/18; B60C23/02; B60R16/023; F16C19/18; F16C33/58; H01P1/06; H01P5/02; H02J17/00
Foreign References:
JP2002055113A2002-02-20
JP2002130262A2002-05-09
JP2003157485A2003-05-30
JP2000162072A2000-06-16
JP2004205388A2004-07-22
JP2006170626A2006-06-29
JPH11118622A1999-04-30
Attorney, Agent or Firm:
SUGIMOTO, Shuji et al. (10-2 Edobori 1-chome, Nishi-ku, Osaka-sh, Osaka 02, JP)
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Claims:
 複列の転走面が形成された固定輪と、この固定輪の転走面と対向する転走面を形成した回転輪と、対向する転走面間に介在した複列の転動体とを備え、車体に対して車輪を回転自在に支持する車輪用軸受であって、
 前記固定輪と前記回転輪の間で、非接触で通信する通信手段を設け、前記固定輪および前記回転輪の少なくとも一方に、前記通信手段に接続されたコネクタを有する通信機能付車輪用軸受。
 請求項1において、前記通信手段は、前記固定輪に設けられるコアに巻回された1次コイルと、前記回転輪に設けられるコアに巻回された2次コイルとでなり、前記1次コイルと前記2次コイルとで磁気回路を構成する通信機能付車輪用軸受。
 請求項1において、前記通信手段が電力を伝達する電力伝送装置である通信機能付車輪用軸受。
 請求項1において、前記通信手段が双方向の通信を可能とする双方向通信手段である通信機能付車輪用軸受。
 請求項4において、さらに、前記回転輪に装着されたホイールのタイヤの空気圧を検出するタイヤ空気圧センサを設け、このタイヤ空気圧センサに対して前記双方向通信手段を介して電源の供給およびセンサ出力の送信を行う双方向通信補助手段を前記回転輪に設けた通信機能付車輪用軸受。
 請求項4において、さらに、前記回転輪に装着されたホイールのタイヤの異常を検出するタイヤ異常検出センサを設け、このタイヤ異常検出センサに対して前記双方向通信手段を介して電源の供給およびセンサ出力の送信を行う双方向通信補助手段を前記回転輪に設けた通信機能付車輪用軸受。
 請求項4において、さらに、前記回転輪に取付けられるホイールに作用する接地荷重を検出する荷重センサを、前記回転輪またはこの回転輪に取付けられる部材に設け、この荷重センサに対して前記双方向通信手段を介して電源の供給およびセンサ出力の送信を行う双方向通信補助手段を前記回転輪に設けた通信機能付車輪用軸受。
 請求項4において、さらに、固定輪に対する回転輪の相対回転の回転位置を検出する回転センサを、前記回転輪または固定輪に設けた通信機能付車輪用軸受。
 請求項2において、前記通信手段が双方向通信手段であり、前記双方向通信手段は、データの通信と電力の伝達とを互いに異なる周波数で行うものである通信機能付車輪用軸受。
 請求項1において、前記コネクタを、前記回転輪または前記固定輪に固定した通信機能付車輪用軸受。
Description:
通信機能付車輪用軸受 関連出願

 本願は、2007年3月30日出願の特願2007-092148 よび特願2007-090298、2007年4月13日出願の特願2 007-105584および特願2007-105585ならびに2007年4月1 7日出願の特願2007-107794および特願2007-107971の 先権を主張するものであり、その全体を参 により本願の一部をなすものとして引用す 。

 この発明は、回転輪と固定輪との間で非 触で通信する通信機能を備えた通信機能付 輪用軸受に関する。

 近年、自動車の安定性向上のために、タ ヤに異常が発生した時にその異常を検出し 必要に応じてドライバに警報を発するタイ 異常検出装置の開発が盛んに行われている 例えば、タイヤの空気圧を監視するタイヤ 気圧監視装置(特許文献1)や、タイヤの温度 摩耗量に基づいてタイヤの異常を検出する イヤ異常検出装置などが挙げられる。また タイヤ接地力を検出する手段においても、 転側に荷重センサを設ける構造が提案され いる。このように、回転側へセンサを設置 る場合には、センサや送信機を駆動するた の電力を回転側へ供給する必要がある。

 このような要望に応えるものとして、タイ 内部に空気圧変動により形状変形を生じて 電を行う発電板を有するものが提案されて る(例えば、特許文献1)。また、タイヤの回 側に電磁コイル、非回転側に磁界発生手段 設けたタイヤ電源供給装置が提案されてい (例えば、特許文献2)。さらに、車輪用軸受 発電装置を組み込んだ車輪用軸受装置が提 されている(特許文献3)。さらに、軸受に非 触信号伝達機構を設けた非接触信号伝達機 付き軸受が提案されている(例えば、特許文 献4)。その他、スリップリングや無線給電な の方法で回転側へ電力を供給する手段が挙 られる。

特開2006-329772号

特開2006-232195号

特開2002-055113号

特開2002-130262号

 しかし、特許文献1のタイヤの空気圧変動で 形状変形する発電板により発電を行うもので は、発電量が少なく、発電量を増やすには複 数の発電板を設ける必要がある。特許文献2 構成では、軸受の外側に発電装置を設けて り、全体が大きくなる。また、特許文献3で 車輪用軸受に発電装置を組み込んでいるが 回転側への電力供給として利用されていな 。さらに、特許文献1から3の構成は、いず も回転中しか電力を供給することができな 。これに対して、無線給電では、送信側と 信側の位置関係が重要となり、設計の自由 が狭くなるという問題がある。
 一方、特許文献4の構成ではコネクタを搭載 していないため、回転側での配線が困難であ る。さらに、スリップリングを利用した場合 、摩擦や配線の取り回しが問題となる。

 この発明の目的は、回転側と固定側間で 回転中または回転停止時を問わず通信が行 、車両にコンパクトに通信手段を設置でき 配線も容易で、通信のための摩擦の増大の 題のない通信機能付車輪用軸受を提供する とである。

 この発明の通信機能付車輪用軸受は、複列 転走面が形成された固定輪と、この固定輪 転走面と対向する転走面を形成した回転輪 、対向する転走面間に介在した複列の転動 とを備え、車体に対して車輪を回転自在に 持する車輪用軸受であって、
 前記固定輪と前記回転輪の間で、非接触で 信する通信手段を設け、前記固定輪および 記回転輪の少なくとも一方に、前記通信手 に接続されたコネクタを有する。すなわち 前記通信手段によって、固定輪と回転輪が 触することなく、固定輪側と回転輪側とで 信することができる。前記固定輪または回 輪に設けるコネクタは、例えば差し込み接 型のものであって、互いに差し込み接続さ る一対のコネクタ対における一方のもので り、プラグ型およびソケット型のうちのい れであっても良い。上記コネクタ対におけ 他方のコネクタは、上記一方のコネクタに して接続する配線側に設ける。すなわち、 記通信手段は、このコネクタ対を介して配 に導かれている。

 この構成によると、固定輪と回転輪の間で 信を行う通信手段を設けたため、固定側と 転側との通信を容易に行うことができる。 た、固定輪または回転輪の少なくとも一方 コネクタを設けたため、車輪用軸受と車体 の配線または車輪用軸受とタイヤやホイー 側への配線が容易となる。車輪用軸受を車 やホイールに組み込んだ後でも配線できる め、組立てが容易になる。通信手段は非接 で通信を行うものであるため、摩擦の増大 問題も生じない。
 このように、回転側と固定側間で、回転中, 回転停止時を問わず通信が行え、配線も容易 で、通信のための摩擦の増大の問題も生じな い。

 この発明において、前記通信手段は、前 固定輪に設けられるコアに巻回された1次コ イルと、前記回転輪に設けられるコアに巻回 された2次コイルとでなり、前記1次コイルと 記2次コイルとで磁気回路を構成するもので あっても良い。いわゆるロータリトランスと する。これにより、回転体である回転側輪を 有する車輪用軸受に適した構造となる。

 この発明において、前記通信手段が電力 伝達する電力伝送装置であってもよい。こ 構成によると、固定輪と回転輪の間で電力 伝達する電力伝送装置を設けたため、固定 から回転側への電力供給が容易に行うこと できる。電力伝送装置は、発電機と異なり 回転しなくても電力の供給が可能となる。 のため、タイヤなどに取り付けたセンサに 要な無線給電機能、電池、単体での発電機 、などを不要にできる。

 この発明において、前記通信手段が双方向 通信を可能とする双方向通信手段である。 の構成によると、固定輪と回転輪の間で双 向の通信を行う双方向通信手段を設けたた 、例えばタイヤ等の回転側に取付けたセン の信号を、双方向通信手段を介して固定側 伝達することで、センサの信号を無線で送 する手段を設けることが不要となる。多数 センサがあっても、中継機でまとめてバス データを流すことも可能であるため、必要 数だけのセンサを少ない配線で接続するこ ができる。その場合、例えば通信データをC AN(Controller Area Network)バスなどのシリアル通 プロトコルに基づくインタフェース等を使 することで、やり取りすれば良い。また、 方向通信手段を利用することで、固定側か 回転側への電力供給を容易に行うことがで る。このように、回転側と固定側間の双方 に通信が行えて、部品点数の削減、設計の 由度向上を図ることができる。
 なお、前記コネクタを前記固定輪および前 回転輪のいずれか一方または両方に有して よい。

 好ましい実施形態によれば、さらに、前 回転輪に装着されたホイールのタイヤの空 圧を検出するタイヤ空気圧センサを設け、 のタイヤ空気圧センサに対して前記双方向 信手段を介して電源の供給およびセンサ出 の送信を行う双方向通信補助手段を前記回 輪に設ける。このように、電源の供給およ センサ出力の送信を行う回転側の双方向通 補助手段を、タイヤ本体内に設けることな 回転輪に設けることで、配線の取り回しが 易になるうえ、例えば、汎用タイヤを適用 ることができ、コスト低減を図ることがで る。

 別の好ましい実施形態によれば、さらに 前記回転輪に装着されたホイールのタイヤ 異常を検出するタイヤ異常検出センサを設 、このタイヤ異常検出センサに対して前記 方向通信手段を介して電源の供給およびセ サ出力の送信を行う双方向通信補助手段を 記回転輪に設ける。

 さらに別の好ましい実施形態によれば、 らに、前記回転輪に取付けられるホイール 作用する接地荷重を検出する荷重センサを 前記回転輪またはこの回転輪に取付けられ 部材に設け、この荷重センサに対して前記 方向通信手段を介して電源の供給およびセ サ出力の送信を行う双方向通信補助手段を 記回転輪に設ける。

 さらに別の好ましい実施形態によれば、 らに、固定輪に対する回転輪の相対回転の 転位置を検出する回転センサを、前記回転 または固定輪に設ける。これによれば、次 各作用が得られる。すなわち、回転側に荷 やその他の状態検出用のセンサが取付けら た場合に、回転中の位置を知りたい場合が るが、その回転位置を、固定輪もしくは回 輪に設けられた回転センサから与えること できる。これにより、状態検出用のセンサ 単独で回転位置を検出する機能を備える必 がなくなり、システムの無駄を省くことが きる。状態検出用のセンサの情報と回転位 情報を組み合わせた場合、例えば、ホイー のアンバランス検出や、特定の箇所で発生 る異音の位置の検出等が行え、また回転位 や回転速度によって特性が異なるセンサ類 場合に補正処理を行うことが可能となる。 た、前記回転センサを回転輪側に設けた場 は、回転側に設けた状態検出センサ等と組 合わせて検出信号の処理を行う場合に、信 の処理が容易で、また誤差が生じ難い。

 1次コイルおよび2次コイルを用い、かつ 前記通信手段が双方向通信手段である場合 前記双方向通信手段は、データの通信と電 の伝達とを互いに異なる周波数で行うもの しても良い。例えば、電力の伝送を低周波 で行い、データの伝送を高周波側で行う。 れにより、共通の1次コイルおよび2次コイル を用いて、データと電力の通信が行える。

 前記コネクタは、前記回転輪または前記 定輪に固定しても良い。コネクタを回転輪 たは固定輪に固定すれば、ホイールなどの 立時に配線が邪魔にならず、タイヤ側や車 側への配線も容易に行える。

 この発明は、添付の図面を参考にした以 の好適な実施例の説明から、より明瞭に理 されるであろう。しかしながら、実施例お び図面は単なる図示および説明のためのも であり、この発明の範囲を定めるために利 されるべきものではない。この発明の範囲 添付の請求の範囲によって定まる。添付図 において、複数の図面における同一の部品 号は、同一部分を示す。

この発明の第1実施形態にかかる通信機 能付車輪用軸受の断面図である。 図1の通信機能付車輪用軸受をインボー ド側から見た側面図である。 コネクタの一例を示す概略図である。 この発明の第2実施形態にかかる通信機 能付車輪用軸受の断面図である。 この発明の第3実施形態にかかる通信機 能付車輪用軸受の断面図である。 この発明の第4実施形態にかかる通信機 能付車輪用軸受の断面図である。 (A)はこの発明の第5実施形態にかかる通 信機能付車輪用軸受の断面図であり、(B)は(A) のホイールの内径部を示す正面図である。 この発明の第6実施形態にかかる通信機 能付車輪用軸受の断面図である。 この発明の第7実施形態にかかる通信機 能付車輪用軸受の断面図である。 この発明の第8実施形態にかかる通信 能付車輪用軸受の断面図である。 この発明の第9実施形態にかかる通信 能付車輪用軸受の断面図である。 この発明の第10実施形態にかかる通信 能付車輪用軸受の断面図である。 この発明の第11実施形態にかかる通信 能付車輪用軸受をナックルに取り付け、ホ ールを組付けた状態を示す組立図である。 図13の通信機能付車輪用軸受の断面図 ある。 この発明の第12実施形態にかかる通信 能付車輪用軸受をナックルに取り付け、ホ ールを組付けた状態を示す組立図である。 図15の通信機能付車輪用軸受の断面図 ある。 この発明の第13実施形態にかかる通信 能付車輪用軸受のホイール組付け状態の断 図である。 図17の通信機能付車輪用軸受の軸受部 を示す一部を変形した例の拡大断面図であ 。 この発明の第14実施形態にかかる通信 能付車輪用軸受の断面図である。 この発明の第15実施形態にかかる通信 能付車輪用軸受の断面図である。 図20の通信機能付車輪用軸受の部分拡 断面図である。 この発明の第16実施形態にかかる通信 能付車輪用軸受の断面図である。 この発明の第17実施形態にかかる通信 能付車輪用軸受の断面図である。 (A)および(B)は、回転検出器の一例を示 す各部の部分側面図である。 (A)および(B)は、回転検出器の他の一例 を示す各部の部分側面図である。 この発明の第18実施形態にかかる通信 能付車輪用軸受の断面図である。

 この発明の第1実施形態を図1ないし図3と共 説明する。図1は図2のI-O-I″線に沿う断面図 である。この実施形態は、第3世代型の内輪 転タイプで、駆動輪支持用の車輪用軸受に 用したものである。なお、この明細書にお て、車両に取付けた状態で車両の車幅方向 外側寄りとなる側をアウトボード側と呼び 車両の中央寄りとなる側をインボード側と ぶ。
 この通信機能付車輪用軸受における軸受は 図1に断面図で示すように、内周に複列の転 走面3を形成した外方部材1と、これら各転走 3に対向する転走面4を形成した内方部材2と これら外方部材1および内方部材2の転走面3, 4間に介在した複列の転動体5とで構成される この車輪用軸受は、複列のアンギュラ玉軸 型とされていて、転動体5はボールからなり 、各列毎に保持器6で保持されている。上記 走面3,4は断面円弧状であり、各転走面3,4は 触角が背面合わせとなるように形成されて る。外方部材1と内方部材2との間の軸受空間 の両端は、密封装置となるシール7,8によって それぞれ密封されている。

 外方部材1は固定輪であり、車体の懸架装置 (図示せず)におけるナックルに取付ける車体 付用のフランジ1aを外周に有し、全体が一 の部品とされている。フランジ1aには、周方 向の複数箇所に車体取付用のボルト孔14が設 られている。
 内方部材2は回転輪であって、車輪取付用の ハブフランジ9aを有するハブ輪9と、このハブ 輪9の軸部9bのインボード側端の外周に嵌合し た内輪10とでなる。これらハブ輪9および内輪 10に、前記各列の転走面4が形成されている。 ハブ輪9のインボード側端の外周には段差を って小径となる内輪嵌合面12が設けられ、こ の内輪嵌合面12に内輪10が嵌合している。ハ 輪9の中心には貫通孔11が設けられている。 ブフランジ9aには、周方向複数箇所にハブボ ルトの圧入孔16が設けられている。ハブ輪9の ハブフランジ9aの根元部付近には、車輪およ ブレーキロータのような制動部品(図示せず )を案内する円筒状のパイロット部13がアウト ボード側に突出している。

 この車輪用軸受に、固定輪である外方部 1と回転輪である内方部材2の間で非接触で 信する通信手段21が設けられている。この第 1実施形態においては、この通信手段21は電力 伝送装置であり、外方部材1と内方部材2の間 非接触で電力を伝達する。この通信手段21 、複列の転走面3,3(4,4)間に配置されている。

 通信手段21は、1次コイル22、ステータコ 23、2次コイル24、ロータコア25、および配線2 6,27から構成される。1次コイル22および2次コ ル24は互いに一つの磁気回路を構成するよ に設けられる。ステータコア23は、内径面に 溝があるリング状部材からなり、その溝部内 に1次コイル22が巻かれている。ロータコア25 外径面に溝があるリング状部材からなり、 の溝部内に2次コイル24が巻かれている。ス ータコア23およびロータコア25の一部には、 配線を通すための配線孔(図示せず)が設けら ている。ステータコア23および1次コイル22 、固定輪である外方部材1の内径面に、また ータコア25および2次コイル24は、回転輪で る内方部材2の外径面に、お互いがラジアル 向に対向するように設置されている。ステ タコア23およびロータコア25は、外方部材1 よび内方部材2に対して圧入または接着など 方法で固定される。なお、ステータコア23 よびロータコア25のアキシャル方向の位置決 めをするために、外方部材1の内径面や内方 材2の外径面に、段差や突起(図示せず)など 設けてもよい。

 固定輪である外方部材1には、1次コイル22 に接続された配線26を通す配線孔28が、内径 から外径面に貫通して設けられている。回 輪である内方部材2のハブ輪9には、2次コイ 24に接続された配線27を通す配線孔29が外径 から内径面に貫通して設けられ、内径面の 周方向の一部に、上記配線27を軸方向に沿っ て内部に這わす配線溝30が設けられている。1 次コイル22およびステータコア23を組立てる 合、配線26を予め配線孔28に通した状態で、 方向から外方部材1の内径面に嵌合すれば良 い。

 各配線26,27の先端には、車体側およびタ ヤやホイール側に配線26,27を接続するための コネクタ31,32を設けている。タイヤやホイー 側へ連結するコネクタ32は、内方部材2にお るハブ輪9の、パイロット部13よりも内径部 アウトボード側端面に固定されている。車 側へ連結するためのコネクタ31は、外方部 1の外径面に固定されない状態で設けられて る。

 コネクタ31,32は、上記配線26,27として、固 定側から回転側へ電力を供給する場合は電源 線を接続している。

 コネクタ31,32は、いずれも、一対のコネク を互いに差し込み接続する差し込み接続型 コネクタ対における片方のものであり、プ グ型およびソケット型のうちのいずれであ ても良い。コネクタ31,32は、いずれも、多極 のものであっても、同軸のものであっても良 い。
 図3は、ハブ輪9に固定したコネクタ32と、こ のコネクタ32に接続されるタイヤ側(ハブフラ ンジ9a側)の配線34のコネクタ33の一例を、概 図で示す。

 上記のように電力伝送装置である通信手段2 1を内蔵した構成にすれば、例えば、固定輪 ある外方部材1側から回転輪である内方部材2 側に電力を供給する場合、1次コイル22に交流 電圧を加えると、コア23,25に発生した磁束に り、誘導電力として2次コイル24に伝達され 。そのため、非接触で回転側に設けられた ンサなどに電力の供給を行うことができる この場合に、通信手段21は、発電機と異な 、回転しなくても電力の供給が可能となる そのため、タイヤなどに取り付けたセンサ 必要な無線給電機能、電池、単体での発電 能、などを不要にできる。
 また、上記のように、コネクタ32を介して イヤやホイールと連結することにより、車 用軸受をホイールへ設置する際に配線が邪 にならず、車輪用軸受を設置する前でもタ ヤ内での配線を行うことが可能になる。コ クタ31,32は、嵌合状態となる差し込み接続状 態で防水性を有するものを使用すると良い。 そうすることで、自動車の足回りのような環 境が悪い条件でも使用できる。また、ハブ輪 9側の配線27は、配線溝30に固定しておくと良 。そうすれば、等速ジョイントを組み込む にも、配線27が邪魔にならず、断線するこ なく組み込むことが可能となる。また、配 孔28,29や配線溝30の一部をモールド樹脂(図示 せず)等でモールドしておけば、軸受内部へ などが浸入することを防止できる。また、1 コイル22および2次コイル24には、保護用の 壁となる樹脂等のカバー(図示せず)で覆って も良く、これによりコイル22,24を保護するこ が出来る。

 なお、この第1実施形態では、通信手段21 して1次コイル22と2次コイル24からなるロー リトランス構造を示しているが、通信手段2 1は、非接触で電力の供給が可能なものであ ば良く、この他に、赤外線、光、電波、超 波、容量カップリング、磁気結合、などを 用して電力を伝送するものであっても良い ただし、車輪用軸受のような回転体の場合 、この実施形態のようなロータリトランス 造が適していると考えられる。

 図4は、この発明の第2実施形態を示す。こ 実施形態は、通信手段21における1次コイル22 および2次コイル24を、互いがアキシャル方向 に対向するように設置したものである。ステ ータコア23Aおよびロータコア25Aは、L字形断 となるリング状部材とし、その内部に1次コ ル22および2次コイル24が巻かれている。
 1次コイル22または2次コイル24に交流電圧を えた場合の磁路つまり磁気回路は、回転輪 構成するハブ輪9の一部を含んでいる。この ように磁気回路がハブ輪9の一部を含むよう 構成すれば、磁気回路を構成し易く、ロー コア25Aやステータコア23Aの形状を簡素化で る。その他の構成,効果については、第1実施 形態と同様である。

 図5は、この発明の第3実施形態を示す。 の実施形態は、従動輪用の車輪用軸受に適 した例である。回転輪となる内方部材2を構 するハブ輪9は、中心部に貫通孔を有しない 形状とされている。この車輪用軸受において 、アウトボード側の転走面3,4とアウトボード 側のシール7Aとの間に通信手段21を配置して る。この実施形態では、タイヤやホイール に配線27を連結するためのコネクタ32を、回 輪となるハブ輪9の先端に固定していないが 、固定しても構わない。通信手段21の組み立 を可能にするために、アウトボード側のシ ル7Aは回転輪であるハブ輪9に設置している なお、図5では、圧入孔16にハブボルト15が 入されている状態を示す。それ以外の構成 、第1実施形態と同様である。

 図6は、この発明の第4実施形態を示す。 の実施形態では、通信手段21は、回転輪を構 成するハブ輪9のハブフランジ9aの基端と、固 定輪となる外方部材1のアウトボード側端の 径面との間に配置されている。1次コイル22 2次コイル24は、アキシャル方向に対向する うに配置されている。ハブ輪9のハブフラン 9aと外方部材1のアウトボード側の端面との には密封装置7Bを設けている。ハブフラン 9aの円周方向の一部には、2次コイルの配線27 を這わす配線溝36が設けられており、ハブフ ンジ9aの外径面から配線27に連結されたコネ クタ32を外に出している。この配線27のハブ ランジ9aから外に出された部分は、ブレーキ ロータ40の一部に配線孔41を設けて外径側へ き出すと良い。それ以外の構成は、図4と共 前述した第2実施形態と同じである。

 図7(A)および(B)は、この発明の第5実施形 を示す。図7(B)はアウトボード側から見たホ ール50の内径部の図を示す。この実施形態 は、通信手段21におけるロータコア25Aの形状 が図6の例と異なり、1次コイル22または2次コ ル24に交流電圧を加えた場合の磁路は、回 輪を構成するハブ輪9と固定輪である外方部 1の一部を含む。また、ハブ輪9のハブフラ ジ9aの一部に配線孔42を設け、ハブフランジ9 aのアウトボード側の側面にコネクタ32を固定 している。この場合、ホイール50およびブレ キロータ40の内径面に、互いに整合する切 き51を設け、この切欠き51内にコネクタ32が るように配置する。これにより、ブレーキ ータ40やホイール50の設置後でも容易に配線 ることができる。それ以外の構成は、図6の 第4実施形態と同じである。

 図8は、この発明の第6実施形態を示す。 の実施形態では、通信手段21の1次コイル22お よび2次コイル24を、固定輪である外方部材1 外周に位置させている。ステータコア23Aは 方部材1の外径面に固定し、ロータコア25Aは ブフランジ9aの側面に固定している。それ 外の構成は、図7(A)および(B)の第5実施形態と 同じである。

 図9は、この発明の第7実施形態を示す。 の実施形態では、回転輪を構成する内方部 2のハブ輪9と、固定輪である外方部材1に、 れぞれ制御回路53,54を設置している。制御回 路53,54は、回路基板に回路素子を実装したも 、または回路チップからなる。制御回路53 ハブ輪9のハブフランジ9aの側面に固定され 制御回路54は外方部材1の外径面に固定され いる。これら制御回路53,54は、伝達する電力 の安定化を行うものであり、整流回路、レギ ュレータ、インバータなどを含む。例えば、 固定輪である外方部材1に固定した制御回路54 にインバータ、回転輪を構成するハブ輪9に 定した制御回路53に整流回路およびレギュレ ータを設ける。これにより、車体側からの直 流電圧を交流電圧に変換し、1次コイル22に交 流電圧を加える。1次コイル22に交流電圧を加 えると、誘導電力として2次コイル24に伝達さ れるため、2次コイル24で発生した交流電圧を 整流回路で直流電圧に変換し、レギュレータ で平滑、定電圧化して出力すれば、タイヤや ホイールに設置したセンサへ安定した電力を 供給できる。ハブフランジ9aに設ける配線27 案内用の溝36は、ハブフランジの内径部から 、制御回路53の取付位置までとされている。 の実施形態におけるその他の構成は、図6に 示した第4実施形態と同様である。

 次に、図10に、この発明の第8実施形態を す。この実施形態における構成のうち、図1 から図3に示した第1実施形態と共通する構成 は、図において同一の符号を付してその説 を省略する。

 図10は、第1実施形態に関連して説明した 2のI-O-I″線に沿う断面図である。この実施 態において、通信手段21は双方向通信手段 ある。この双方向通信手段は、一方向にデ タの通信し、他方向に電力を伝達する。ま 、第1実施形態と同様に、通信手段21は、非 触でデータの通信が可能なものである。

 この実施形態においては、固定側のコネ タ31および回転側のコネクタ32は、これら各 コネクタ31,32に差し込み接続されたコネクタ3 5,33およびその配線37,34を介して、固定側の双 方向通信補助手段38および回転側の双方向通 補助手段39に接続される。コネクタ31,32は、 さらに、これら双方向通信補助手段38,39を介 て、電源やセンサ等に接続される。

 コネクタ31,32は、上記配線26,27として、固 定側から回転側へ電力を供給する場合は電源 線、回転側から固定側へセンサ等の出力信号 を送信する場合は信号線を接続している。電 源線および信号線の両方を接続しても良い。

 双方向通信補助手段38,39は、通信手段21を機 能させて双方向通信を行うための電気回路な どであり、例えば電力を伝達するための交流 電圧を発生する手段や、データを送信するた めの搬送波の発生および搬送波への信号の重 畳等の処理を行う。
 例えば、固定側から回転側へ電力を送信し 回転側からセンサのデータを送信する場合 例を説明する。この場合、固定側の双方向 信補助手段38は、電源(図示せず)の直流電流 を、通信手段21を介して伝達するための周波 の交流電流に変換する交流電流発生機能部 、受信した電流から信号成分を抽出する復 手段等を備えるものとされる。回転側の双 向通信補助手段39は、受信した交流電流を ンサ(図示せず)の電源として利用するために 直流電流に変換する整流手段と、センサ(図 せず)の出力信号を搬送波に重畳させる変調 段とを有するものとされる。
 双方向通信補助手段38,39は、いずれも、こ 例では、データの通信と電力の伝達とを互 に異なる周波数で行うものとされる。この 合に、電力を低周波側で、データを高周波 で行うようにする。

 また、回転側に同種類または異種類のセン を多数設ける場合は、回転側の双方向通信 助手段39に中継機を設け、この中継機に、 数のセンサ出力等の通信データをシリアル 信で受信するためのインタフェースを設け 。このインタフェースとしては、例えば、CA Nなどのシリアル通信プロトコルを用いるも とされる。固定側の双方向通信補助手段38に は、シリアル通信で送信された信号を個々の センサの出力として抽出する手段を設ける。
 なお、固定側の双方向通信補助手段38は、 立して設けられたものであっても、また自 車の電気制御ユニット(ECU)等に組み込まれた ものであっても良い。また、回転側の双方向 通信補助手段39は、独立して設けられたもの あっても、センサと一体の部品として組ま たものであっても良い。

 また、前記通信手段21による通信が正常 確立されているか否かを確認する確認手段49 を設けても良い。確認手段49は、例えば、固 側の双方向通信補助手段38に設けても良く また固定側のコネクタ31や、このコネクタ31 1次コイル22との間等に設けても良い。

 通信手段21により、例えばタイヤ等の回 側に取付けたセンサ(図示せず)の信号を、通 信手段21を介して固定側に伝達することで、 ンサの信号を無線で送信する手段を設ける とが不要となる。同種類または異種類の多 のセンサがあっても、上記のように中継機 まとめてバスにデータを流すことも可能で るため、必要な数だけのセンサを少ない配 で接続することができる。その場合、上記 ように通信データをCANバスなどのシリアル 信プロトコルに基づくインタフェース等を 用することで、やり取りすれば良い。

 なお、回転側の双方向通信補助手段39お び固定側の双方向通信補助手段38を、図9に した第7実施形態に適用した場合、図9の制御 回路53,54が、双方向通信補助手段39および固 側の双方向通信補助手段38の機能を備えるも のであっても良い。この場合、制御回路53,54 双方向通信補助手段38,39とを独立して設け 構成に比べて、組立工数を低減し、製造コ トの低減を図ることが可能となる。

 図11は、この発明の第9実施形態を示す。こ 実施形態においても通信手段21は、第8実施 態と同様に双方向通信手段であり、この通 機能付車輪用軸受は、通信手段21が、ステ タコア23に設けられた送信用1次コイル22aお び受信用1次コイル22bと、ロータコア25に設 られた受信用2次コイル24aおよび送信用2次コ イル24bとでなる。
 ステータコア23は、内周に2本の溝があるリ グ状部材であり、各溝内に送信用1次コイル 22aおよび受信用1次コイル22bが収容されてい 。したがって、ステータコア23は、これら送 信用および受信用の1次コイル22a,22bに共通の のとされている。ロータコア25は、外周に2 の溝があるリング状部材であり、各溝内に 信用2次コイル24aおよび送信用2次コイル24b 収容されている。したがって、ロータコア25 は、これら受信用および送信用の1次コイル24 a,24bに共通のものとされている。

 ステータコア23は、固定輪である外方部 1の内周面に取付けられ、ロータコア25は回 輪を構成するハブ輪9の外周面に取付けられ いる。ステータコア23の送信用1次コイル22a ロータコア25の受信用2次コイル24aとが互い 対向して磁気回路を構成し、またステータ ア23の受信用1次コイル22bとロータコア25の 信用2次コイル24bとが互いに対向して磁気回 を構成する。

 固定側の配線26は電力配線およびデータ 線を有し、電力配線が送信用1次コイル22aに 続され、データ配線が受信用1次コイル22bに 接続されている。回転側の配線27は、電源線 よび信号線を有し、電源線が受信用2次コイ ル24aに接続され、信号線が送信用2次コイ24b 接続されている。

 この実施形態の場合、電力が1次コイル22a ,2次コイル24a間で伝達され、データが1次コイ ル22b,2次コイル24b間で伝送される。この実施 態におけるその他の構成は、第8実施形態と 同様である。

 図12は、この発明の第10実施形態を示す。こ の実施形態においても通信手段21は、第8実施 形態と同様に双方向通信手段であり、通信手 段21として、第1および第2の通信手段部21 1 ,21 2 を備える。第1の通信手段部21 1 は、図11に共に前述した通信手段21と同じで る。
 第2の通信手段部21 2 は、1次コイル22Bおよび2次コイル24Bを、固定 である外方部材1の外周に位置させ、互いに 軸方向に対向させている。ステータコア23Bは 外方部材1の外径面に固定し、ロータコア25B ハブフランジ9aの側面に固定している。ステ ータコア23Bおよびロータコア25Bは、側面に溝 を有するリング状とされ、それぞれ溝内に1 コイル22Bおよび2次コイル24Bを収容している 1次コイル22Bは、そのステータコア23Bに取付 けられたコネクタ31″に配線(図示せず)で接 されている。2次コイル24Bは、配線27″を介 てコネクタ32″に接続されている。配線27″ 、ハブフランジ9aに設けられた配線孔42内に 挿通され、コネクタ32″は、ハブフランジ9a 側面に固定されている。なお、ハブフラン 9aに重ねて取付けられるホイールおよびブレ ーキロータには、コネクタ32″が内部に入る がし溝(図示せず)を成形する。コネクタ32″ には、センサ(図示せず)等が、コネクタを介 て接続される。

 このように、双方向通信手段21として、2系 の通信手段部21 1 ,21 2 を設けた場合、ホイール等の回転側に設けら れるセンサの種類に応じて、両通信手段部21 1 ,21 2 を使い分けるようにしても良い。また、いず れか片方、例えば第2の通信手段21 2 を、電力の伝達用に用い、もう片方となる第 1の通信手段21 1 を、データの送信および受信に用いても良い 。また、この図12の実施形態において、第1の 通信手段部21 1 は、同図の構成のものに代えて、図10の第8の 実施形態等に示される1つの1次コイル22およ 1つの2次コイル24を有するものとしても良い このように、通信手段21のコアを、2系統の 信手段部21 1 ,21 2 を設けて電力伝達用およびデータ通信用に振 り分ける場合、または1系統内で、電力伝達 の低周波用とデータ通信のための高周波用 に分割する場合、もしくは電力伝達用の高 波用とデータ通信のための低周波用とに分 する場合とに分割する場合は、効率の良い 達を行うことができる。
 なお、通信手段21として、図12の実施形態に おいて、第2の双方向通信手段部21 2 のみを設けても良い。

 次に、図13および図14に、この発明の第11 施形態を示す。この実施形態における構成 うち、図1から図3に示した第1実施形態、ま は図10に示した第8実施形態と共通する構成 は、図において同一の符号を付してその説 を省略する。

 図13は、この発明の第11実施形態にかかる 通信機能付車輪用軸受をナックルに固定した 組立図を示す。図14は、第1実施形態に関連し て説明した図2のI-O-I″線に沿う断面図である 。図13に示す車輪用軸受装置は、内方部材2の 内輪10をハブ輪9の端部の加締部9cで加締固定 ているが、図14に示すような非加締タイプ しても良い。その他の構成は、図13と図14で 同一である。

 この通信機能付車輪用軸受は、その固定 である外方部材1をナックル60にボルト61で 結している。回転輪である内方部材2には、 速ジョイント62の外輪63のステム部63aを挿通 し、ステム部63aの基端周辺の段面と先端のナ ット64との間で内方部材2を挟み込むことで、 車輪用軸受と等速ジョイント62とを連結して る。前記内方部材2には、ハブ輪9のハブフ ンジ9aにブレーキロータ40とホイール50とを ね、ハブボルト15で固定している。ホイール 50にはタイヤ50aが取付けられている。

 この実施形態において通信手段21は、第8 施形態と同様に双方向通信手段である。こ 実施形態は、また、第8実施形態において一 般的に説明したセンサを、特にタイヤ空気圧 センサS1として、説明するものである。タイ 空気圧センサS1は、タイヤ50aやホイール50な どに取り付けられている。なお、タイヤ空気 圧センサS1とともに、種々のセンサが回転輪 設けられてもよい。

 回転側からタイヤ空気圧センサS1のデー を送信する場合において、回転側の双方向 信補助手段39は、図13に示すように、内方部 2のハブ輪9の一部に設けられている。この 方向通信補助手段39は、受信した交流電流を タイヤ空気圧センサS1の電源として利用する めに直流電流に変換する整流手段と、タイ 空気圧センサS1の出力信号を搬送波に重畳 せる変調手段とを有するものとされる。

 また、回転側にタイヤ空気圧センサS1とは なる種類のセンサを含む多数のセンサを設 る場合は、第8実施形態と同様に、回転側の 方向通信補助手段39に中継機39aを設け、こ 中継機39aに、複数のセンサ出力等の通信デ タをシリアル通信で受信するためのインタ ェースI/Fを設ける。
 回転側の双方向通信補助手段39は、また、 立して設けられたものであっても、タイヤ 気圧センサS1と一体の部品として組まれたも のであっても良い。

 上記構成の通信機能付車輪用軸受による 、第1実施形態および第8実施形態と同様に タイヤ50aやホイール50などに取り付けたタイ ヤ空気圧センサS1に必要な無線給電機能、電 、単体での発電機能、などを不要にできる

 また、タイヤ空気圧センサS1とは異なる 類のセンサを含む多数のセンサがあっても 上記のように中継機39aでまとめてバスにデ タを流すことも可能であるため、必要な数 けのセンサを少ない配線で接続することが きる。本実施形態のように、このようなイ タフェースI/Fを内方部材2に設けた場合、例 ば、汎用タイヤを適用することができ、コ ト低減を図ることができる。

 次に、この発明の第12実施形態を図15および 図16と共に説明する。
 図15は、この発明の第12実施形態にかかる通 信機能付車輪用軸受をナックルに固定した組 立図である。

 この第12実施形態は、図12に関連して説明し た第10実施形態と同様に、通信手段21として 第1および第2の通信手段部21 1 ,21 2 を備える。
 この実施形態では、第2の通信手段部21 2 における回転側のコネクタ32″には、タイヤ 気圧センサS1等が、コネクタ33″を介して接 続されている。

 通信手段21として、2系統の通信手段部21 1 ,21 2 を設けているため、ホイール50等の回転側に けられるタイヤ空気圧センサS1と、タイヤ 気圧センサ以外の種類のセンサとに、両通 手段部21 1 ,21 2 を使い分けるようにしても良い。

 以上説明した第12実施形態によると、2系統 双方向通信手段部21 1 ,21 2 を設けることにより、固定側から回転側への 電力供給を容易に行うことができる。これら 通信手段部21 1 ,21 2 は、発電機と異なり、回転しなくても電力の 供給が可能となる。そのため、タイヤ50aなど に取り付けたタイヤ空気圧センサS1に必要な 線給電機能、電池、単体での発電機能、な を不要にできる。また、内方部材2に双方向 通信補助手段39を設け、この双方向通信補助 段39に中継機39aを設け、この中継機39aに、 数のセンサ出力等の通信データをシリアル 信等で受信するためのインタフェースI/Fを けた。このようなインタフェースI/Fをタイ 本体内に設けることなく内方部材2に設けた 合、配線の取り回しが容易になるうえ、例 ば、汎用タイヤを適用することができ、コ ト低減を図ることができる。この実施形態 おけるその他の構成は、図13および図14に示 した第11実施形態と同様である。

 このように、第11および第12実施形態では 、図13および15にそれぞれ示したように、タ ヤ空気圧センサS1がタイヤ50aやホイール50な に取り付けられ、このタイヤ空気圧センサS 1のデータを通信手段21によって通信する場合 を説明したが、タイヤ空気圧センサに代えて 、タイヤ異常検出センサをタイヤ50aやホイー ル50などに取り付けてもよい。この場合、通 手段21(図13~図16)はタイヤ異常検出センサの ータを通信する。

 ここで、タイヤ異常検出センサS1(図13ま は図15)は、タイヤ50aのトレッド部の感圧セ サ、タイヤ50aの温度を検出する温度センサ および、タイヤ50aまたはホイール50の振動を 検出する振動センサの少なくともいずれか一 つである。

 前記タイヤ異常検出センサS1のうち温度セ サは、温度を検出し電圧信号に変換する機 によって実現され、接触測定型、非接触測 型のいずれの機器であっても良い。
 前記タイヤ異常検出センサS1のうち振動セ サは、例えば、入力加速度に比例する電圧 力を発生する加速度検出器によって実現さ 、圧電型、ひずみゲージセンサ型等のいず の機器であっても良い。
 このタイヤ異常検出センサS1は、異常判定 段(図示せず)と組み合わせて用いられる。こ の異常判定手段は、前記温度センサまたは前 記振動センサまたは前記感圧センサに基づく 電圧値もしくは電流値を常に監視し、所定の 閾値を越えたか否かを判断する。具体的には 、車両側に設けられるECUに上記異常判定手段 が設けられ、前記所定の閾値を越えたと異常 判定手段が判断すると、ECUは、例えば、運転 者等に警報を発したり注意を喚起するための 信号を出力する。ただし、このような機能に 限定されるものではない。前記閾値は、車両 側ECUの図示外のメモリに格納しておいても良 いし、車輪用軸受側の図示外のメモリに格納 しておいても良い。この閾値を必要に応じて 書換えるようにしてもよい。
 また、車両側のECUに異常判定手段を設ける わりに、車輪用軸受における前記回転輪ま は固定輪に、前記異常判定手段を、電子回 やマイクロコンピュータに格納して設けて よい。

  次に、図17および図18に、この発明の第1 3実施形態を示す。この実施形態における構 のうち、図1から図3に示した第1実施形態、 たは図10に示した第8実施形態と共通する構 は、図において同一の符号を付してその説 を省略する。

 図17は、この発明の第13実施形態にかかる 通信機能付車輪用軸受をナックル60に固定し 組立図を示す。図18は、第1実施形態に関連 て説明した図2のI-O-I″線に沿う断面図であ 。

 外方部材1は固定輪であり、車体の懸架装置 (図示せず)におけるナックル60(図17)に取付け 車体取付用のフランジ1aを外周に有し、全 が一体の部品とされている。フランジ1aには 、周方向の複数箇所に車体取付用のボルト孔 14が設けられ、このボルト孔14に螺合するボ ト61(図17)でフランジ1aがナックル60に連結さ る。
 内方部材2は回転輪であって、車輪取付用の ハブフランジ9aを有するハブ輪9と、このハブ 輪9の軸部のインボード側端の外周に嵌合し 内輪10とでなる。これらハブ輪9および内輪10 に、前記各列の転走面4が形成されている。 ブ輪9のインボード側端の外周には段差を持 て小径となる内輪嵌合面12が設けられ、こ 内輪嵌合面12に内輪10が嵌合している。図17 は、ハブ輪9のインボード側端が、内輪10を 締固定する加締部9cとされているが、図18の うに加締めによらず内輪10を内輪嵌合面12に 固定しても良い。ハブ輪9の中心には貫通孔11 が設けられている。この貫通孔11に、図17の うに、等速ジョイント62の外輪63のステム部6 3aを挿通し、ステム部63aの基端周辺の段面と 端のナット64との間で内方部材2を挟み込む とで、車輪用軸受と等速ジョイント62とを 結している。ハブフランジ9aには、周方向複 数箇所にハブボルト15の圧入孔16が設けられ いる。ハブ輪9のハブフランジ9aの根元部付 には、ブレーキロータ40とホイール50(図17)を 案内する円筒状のパイロット部13がアウトボ ド側に突出している。このパイロット部13 案内により、前記ハブフランジ9aにブレーキ ロータ40とホイール50とを重ね、ハブボルト15 (図17)で固定する。ホイール50にはタイヤ50aが 取付けられている。

 この実施形態においても通信手段21は、 8実施形態と同様に双方向通信手段である。 の実施形態は、また、第8実施形態において 一般的に説明したセンサを、特に車輪用軸受 に作用する荷重を検出する荷重センサ18とし 、説明するものである。荷重センサ18は、 転輪である内方部材2のハブフランジ9aに設 られている。なお、荷重センサ18とともに、 種々のセンサが回転輪に設けられてもよい。

 図18において、各配線26,27の先端に設けら れたコネクタ31,32のうち、コネクタ32は、回 輪2のハブフランジ9aに配線27を接続して、ハ ブフランジ9aに設けられる荷重センサ18に連 させるためのものである。一方、コネクタ31 は、図1および図17のように固定されない状態 で設けられてもよいが、図17に示すように、 方部材1に固定されていてもよい。

 上記回転側のコネクタ32は、双方向通信補 手段39を介して、荷重センサ18に接続される 双方向通信補助手段39から荷重センサ18に至 る配線70は、図17に示すように、ホイール50の 内径部およびハブフランジ9aの根元部を軸方 に貫通して、ハブフランジ9aのインボード を向く側面の根元部に配置される荷重セン 18に接続される。
 荷重センサ18は、ホイール50のタイヤ50aに作 用する接地荷重を検出するセンサであれば良 く、直接に検出する検出対象は特に問わない 。この実施形態では、荷重センサ18は、車輪 軸受のハブフランジ9aの歪みを検出する歪 ゲージ等の歪みセンサとされている。荷重 ンサ18は、この他にハブフランジ9aまたは他 部材の変位等を検出する超音波センサや変 センサであっても良い。また、図示の例で 、荷重センサ18をハブフランジ9aに設置して いるが、荷重センサ18の設置場所や、個数は 自由に設計すれば良い。

 双方向通信補助手段38,39は、荷重センサ18に 対して通信手段21を介して電源の供給および ンサ出力の送信を行うための電気回路であ 。
 固定側から回転側の荷重センサ18へ電力を 信し、回転側から荷重センサ18のデータを外 部に送信する場合において、回転側の双方向 通信補助手段39は、受信した交流電流を荷重 ンサ18の電源として利用するために直流電 に変換する整流手段と、荷重センサ18の出力 信号を搬送波に重畳させる変調手段とを有す るものとされる。

 また、回転側に複数の荷重センサ18や荷 センサ以外のセンサを設ける場合は、回転 の双方向通信補助手段39に中継機を設け、こ の中継機に、複数のセンサ出力等の通信デー タをシリアル通信で受信するためのインタフ ェースを設ける。回転側の双方向通信補助手 段39は、独立して設けられたものであっても 荷重センサ18と一体の部品として組まれた のであっても良い。

 図19は、この発明の第14実施形態を示す。 この実施形態では、荷重センサ18をホイール5 0のアウトボード側を向く表面に配置してい 。双方向通信補助手段39と配線70は、ホイー 50の荷重センサ配置面に配置される。荷重 ンサ18は、車輪用軸受に作用する荷重による ホイールの歪みを検出する歪みゲージからな る。ホイール50における荷重センサ18の設置 所や設置個数は、任意に設計すれば良い。

 この実施形態では、通信手段21がコネク 32を介してホイール50に配置される荷重セン 18と連結されるので、車輪用軸受をホイー 50へ設置する際に配線が邪魔にならず、車輪 用軸受を設置する前でもホイール50での配線 行うことが可能になる。それ以外の構成は 第13実施形態と同様である。

 図20および図21は、この発明の第15実施形態 示す。この実施形態では、荷重センサ18は ホイール50のタイヤ50aの内部に配置されてい る。具体的には、タイヤ50aのトレッド部50aa 内部に設置されている。この場合の荷重セ サ18には、タイヤ50aの歪みを検出する歪みセ ンサ、またはタイヤ50aの圧力を検出する感圧 センサ、またはタイヤ50a内の空気圧を検出す る空気圧センサであっても良い。感圧センサ とする場合、作用圧力によって抵抗値が変化 する感圧導電ゴム体等の感圧導電体が用いら れる。なお、荷重センサ18は、タイヤ50a内に め込んでも良い。
 また、この実施形態では、双方向通信手段2 1として、第1および第2の通信手段部21 1 ,21 2 を備える。また、第1の通信手段部21 1 は、図18と共に前述した双方向通信手段21と じである。
 図21に一部を拡大して示すように、第2の通 手段21 2 は、1次コイル22Bおよび2次コイル24Bを、固定 である外方部材1の外周と回転輪である内方 部材2の外周とに位置させ、互いに軸方向に 向させている。ステータコア23Bは外方部材1 外径面に固定し、ロータコア25Bはハブフラ ジ9aの側面に固定している。ステータコア23 Bおよびロータコア25Bは、側面に溝を有する ング状とされ、それぞれ溝内に1次コイル22B よび2次コイル24Bを収容している。1次コイ 22Bは、そのステータコア23Bに取付けられた ネクタ31″に配線(図示せず)で接続されてい 。2次コイル24Bは、配線27″を介してコネク 32″に接続されている。配線27″は、ハブフ ランジ9aに設けられた配線孔42内に挿通され コネクタ32″は、ハブフランジ9aの側面に固 されている。なお、ハブフランジ9aに重ね 取付けられるホイール50およびブレーキロー タ40には、コネクタ32″が内部に入る逃がし (図示せず)を成形する。コネクタ32″には、 ネクタ33’、配線70’を介してタイヤ50a内の 荷重センサ18に接続される。配線70’はホイ ル50のアウトボード側を向く表面から、ホイ ール50に開けられた孔80を貫通してタイヤ50a の荷重センサ18に接続される。孔80にはシー コネクタ(図示せず)等を設け、シール性を たせる。

 このように、荷重センサ18がタイヤ50aの レッド部50aaに設置されたものである場合、 地荷重が直接に検出できる。それ以外の構 は、第13または14実施形態と同様である。

 図22は、この発明の第16実施形態を示す。こ の実施形態は、荷重センサ18は、ブレーキロ タ40に配置され、制動時のブレーキトルク 検出するものとしている。荷重センサ18には 歪みゲージ等が用いられる。荷重センサ18の 置場所は、ブレーキトルクを検出できる場 であれば良く、図示の箇所に限らない。荷 センサ18の個数についても、適宜設計すれ 良い。
 通信手段には、図20および図21に示す実施形 態における第2の通信手段部と同様な構成の 方向通信手段部21 2 を設けている。この通信手段部21 2 を、コネクタ32’,33’、配線34’、双方向通 補助手段39、配線70’を介して、荷重センサ1 8に接続している。図20および図21の実施形態 おける第1の通信手段部21 1 は省略されている。この実施形態の場合、1 の双方向通信手段部21 2 で、電力の伝達とセンサ出力の送信が行われ る。その他の構成は図20および図21に示す実 形態の場合と同様である。それ以外の構成 、第13から第15実施形態と同様である。

 次に、図23に、この発明の第17実施形態を 示す。この実施形態における構成のうち、図 1から図3に示した第1実施形態、または図10に した第8実施形態と共通する構成には、図に おいて同一の符号を付してその説明を省略す る。

 この実施形態においても通信手段21は、 8実施形態と同様に双方向通信手段である。 の実施形態における車輪用軸受には、固定 である外方部材1と回転輪である内方部材2 の相対回転の回転位置を検出する回転検出 80が設けられている。回転検出器80は、上記 受空間内で、アウトボード側列の転走面3,4 アウトボード側のシール7との間に設けられ ている。

 回転検出器80は、固定輪である外方部材1の 周面に取付けられた被検出体81と、回転輪 ある内方部材2の外周面に取付けられて前記 検出体81を検出する回転センサ82とでなる。 回転検出器80は、外方部材1に対する内方部材 2の相対回転の回転位置を検出できるもので れば良く、磁気式や光学式等、任意の形式 もので良いが、封入グリースや外部から侵 した泥水や埃等の影響を考慮すると、磁気 のものが好ましい。
 また、回転検出器80は、回転によって単に ルス列を出力するものであっても良く、こ 他に、回転輪の1回転で1回の零相信号を出力 する機能を有するものや、絶対角度信号を出 力するものが使用される。
 回転検出器80については、後に図24(A),(B)お び図25(A),(B)と共に各具体例を説明する。

 この実施形態では、回転検出器80を設け いるため、タイヤ,ホイール側のコネクタ32 は、配線27の他に、回転検出器80の回転セン 82の配線27Aが接続されている。配線27Aは、 転センサ82の電源供給および信号出力を行う 配線である。この配線27Aは、回転センサ82の 付箇所で内方部材2に軸方向に貫通して設け られた配線孔29Aに挿通されている。この配線 孔29Aは内径側端が上記配線溝30に開口してい 。

 上記回転側のコネクタ32に接続される状 検出センサ90は、例えば、第11~16実施形態に いて示した、タイヤ空気圧センサ、タイヤ 常検出センサ、荷重センサ等である。この 態検出センサ90は、例えば、回転センサ82に より検出される回転位置を用いて、ホイール 回転位置に応じた検出結果や、出力補正をす る機能を持つものとされる。

 なお、図23において、上記状態検出センサ90 として複数設ける具体例としては、例えば、 タイヤ接地力の検知手段となるトレッドセン サとして、感圧導電ゴム体等の感圧センサを 、タイヤのトレッド部に、タイヤ幅方向およ び円周方向に並べて複数埋設するものが挙げ られる。また、タイヤ異常の検出のために、 タイヤ内に複数の温度センサを設ける例があ る。この他に、歪みゲージをタイヤやホイー ルの複数箇所に設ける例や、振動センサ等を タイヤの各部に設ける例などが挙げられる。
 また、コネクタ32には、センサ類の他に、 イヤやホイール等に埋め込まれたICタグを接 続しても良い。

 回転検出器80の具体例を説明する。図24(A),(B )は、零相信号出力付きの回転検出器80の一例 を示す。この例では、被検出体81として、図2 4(A)に示すリング状の第1の被検出体81aと、図2 4(B)に示すリング状の第2の被検出体81bとが、 方向に並べて設けられる。第1の被検出体81a は、円周方向に交互に磁極N,Sが設けられた多 極磁石からなる。第2の被検出体81bは、円周 向の1箇所に磁極が設けられたものである。 転センサ82としては、第1の被検出体81aの内 側に対向する第1,第2の磁気センサ82a,82bと、 第2の被検出体81bに対向する零相検出用の磁 センサ82cとが設けられている。第1,第2の磁 センサ82a,82bは、互いに第1の被検出体81aの磁 極ピッチに対して90°位相がずれて配置され いる。これら各磁気センサ82a~82cは、リング のセンサ取付部材82dに取付けられ、このセ サ取付部材82dを介して内方部材2の外周面に 取付けられる。
 同図の構成の回転検出器80は、第1,第2の磁 センサ82a,82bが回転輪と共に回転することで 第1の被検出体81aの磁極を検出し、回転パル スを発生する。第1,第2の磁気センサ82a,82bは 互いに90°位相の異なる回転パルスを発生す ため、両磁気センサ82a,82bの出力を用いるこ とで、回転方向も検出される。また、零相検 出用の磁気センサ82cが回転輪と共に回転する ことで、回転輪の1回転で1回の零相信号がパ ス等で出力される。この零相信号と上記回 パルスを用いることで、回転輪の回転位置 絶対位置で検出することができる。

 図25(A),(B)は、絶対角度信号を出力する回転 出器80Aの一例を示す。この回転検出器80Aは 図23の回転検出器80の代わりに上記と同様に 設けられる。この例では、被検出体81Aとして 、図25(A),(B)に示すリング状の第1,第2の被検出 体81Aa,81Abが軸方向に並べて設けられている。 これら第1,第2の被検出体81Aa,81Abは互いに異な る磁極ピッチで、円周方向に交互に磁極N,Sが 等配されている。各被検出体81Aa,81Abに対して 、回転センサ82Aを構成する2つの磁気センサ82 A1,82A2が設けられている。
 この構成の回転検出器80Aの場合、2つの磁気 センサ82A1,82A2が回転輪と共に回転すると、第 1,第2の被検出体81Aa,81Abを検出することで、互 いにピッチの異なる回転パルスを出力する。 これら両回転パルスを処理することで、絶対 角度が検出される。

 上記構成の通信機能付車輪用軸受によると 次の各作用が得られる。回転側に上記のよ にタイヤ空気圧,タイヤ異常,作用荷重など 検出用等の状態検出センサ90が取付けられた 場合に、回転中の位置を知りたい場合がある 。この場合に、その回転位置を、回転輪を構 成するハブ輪9に設けられた回転センサ82から 与えることができる。これにより、状態検出 センサ90が単独で回転位置を検出する機能を える必要がなくなり、システムの無駄を省 ことができる。この場合、状態検出センサ9 0またはこれに組み合わせて使用される配線 板等に、状態検出センサ90の検出情報と回転 センサ82とを用いて処理する信号処理回路を けておく。この信号処理回路は上記双方向 信手段39に設けても良い。
 状態検出センサ90のセンサの情報と回転位 情報を組み合わせた場合、例えば、ホイー のアンバランスを検出することができ、ま 特定の箇所で発生する異音の位置を検出可 である。この他に、上記のように、状態検 センサ90として荷重センサやトレッドセンサ を設ける場合に、回転センサ82から得られる 転位置の基準角度を使って処理することが きる。状態検出センサ90において、回転速 によって特性が異なるような場合は、補正 理によって回転速度による特性差を補正す ことができる。
 タイヤやホイールにICタグを埋め込んだ場 は、タイヤやホイール等の製品の情報をICタ グに記録しておいて、コネクタ32および双方 通信手段21を介して検出することにより、 レーサビリティを向上させることができる

 図26は、この発明のさらに第18実施形態を 示す。この通信機能付車輪用軸受も、第11実 形態と同様に、通信手段21が、ステータコ 23に設けられた送信用1次コイル22aおよび受 用1次コイル22bと、ロータコア25に設けられ 受信用2次コイル24aおよび送信用2次コイル24b とでなる。

 また、この実施形態では、回転検出器80が 双方向通信手段21の隣で、外方部材1と内方 材2の間に設置されている。この回転検出器8 0は、回転輪である内方部材2の外周に設けら た被検出体81と、固定輪である外方部材1の 周に取付けられた回転センサ82とでなる。 転センサ82の配線26aは、双方向通信手段21の1 次コイル22a(または22b)に接続されている。配 26aは、外方部材1に設けられた配線孔28A内に 挿通させる。この回転検出器80としては、例 ば、図24,図25に示した回転検出器80,80Aにつ 、被検出体81と回転センサ82とを、内外逆の 置関係としたものが用いられる。
 なお、この実施形態においても、第17の実 形態と同様に、回転輪である内方部材2側に 転センサ82を設けても良い。

 上記各実施形態では、通信手段を介して 転側に電力供給する場合について示したが 回転側に電池等を設置して回転側への電力 給を行わずに、通信手段が、回転側のセン 出力等を固定側へ通信する機能のみに利用 れてもよい。

 なお、上記各実施形態では、通信手段21を 列の転走面3,3間か、または車輪用軸受装置 アウトボード側端に配置したが、車輪用軸 装置のインボード側部に通信手段21を設け、 等速ジョイント62(図13)に設置したセンサに対 して電力供給および出力信号伝達のいずれか 一方または両方をするようにしても良い。そ の場合、固定輪となる外方部材1のインボー 側端面に1次コイル22を設置し、内輪10に2次 イル24を設けても良い。
 また、上記各実施形態は、外方部材1が固定 側輪としたが、この発明は内方部材が固定輪 で外方部材が回転輪となる車輪用軸受装置に も適用することができる。

 なお、上記各実施形態において、構成の 部のみを説明している場合、構成の他の部 は、先行して説明している形態と同様とす 。実施の各形態で具体的に説明している部 の組合せばかりではなく、特に組合せに支 が生じなければ、実施の形態同士を部分的 組合せることも可能である。

 以上説明したこの発明の各実施形態の基 構成となる通信機能付車輪用軸受は、複列 転走面が形成された固定輪と、この固定輪 転走面と対向する転走面を形成した回転輪 、対向する転走面間に介在した複列の転動 とを備え、車体に対して車輪を回転自在に 持する車輪用軸受であって、前記固定輪と 記回転輪の間で、非接触で通信する通信手 を設け、前記固定輪および前記回転輪の少 くとも一方に、前記通信手段に接続された ネクタを有する。

 この発明の各実施形態の基本構成となる 信機能付車輪用軸受において、前記通信手 は、前記固定輪に設けられるコアに巻回さ た1次コイルと、前記回転輪に設けられるコ アに巻回された2次コイルとでなり、前記1次 イルと前記2次コイルとで磁気回路を構成し てもよい。

 上記基本構成を前提としない応用例の態 として、次のものがある。

[態様1]
 この発明の応用例の態様1にかかる通信機能 付車輪用軸受装置は、前記基本構成となる車 輪用軸受装置において、1次コイルと2次コイ が磁気回路を構成する場合、前記1次コイル および前記2次コイルのいずれか一方または 方が、コイルを保護するための隔壁を有す ものとしても良い。このように隔壁を設け ことで、コイルを保護することができる。 た、通信手段の周辺にグリースがある状況 は、グリースによるコイルの絶縁被覆の劣 を防ぐことができる。

[態様2]
 この発明の応用例の態様2にかかる通信機能 付車輪用軸受装置は、前記基本構成となる車 輪用軸受装置において、1次コイルと2次コイ が磁気回路を構成する場合、前記磁気回路 、前記固定輪の一部および前記回転輪の一 のどちらか一方または両方を含むものとし も良い。磁気回路が固定輪の一部または回 輪の一部を含むように構成すれば、磁気回 を構成し易く、ロータコアやステータコア 形状を簡素化できる。

[態様3]
 この発明の応用例の態様3にかかる通信機能 付車輪用軸受装置は、前記基本構成となる車 輪用軸受装置において、前記コネクタは、こ のコネクタに対して接続されるコネクタとの 差し込み接続状態で防水性を有するものとし ても良い。このように防水性を持たせれば、 塩泥水を浴びるような環境が悪い条件でも使 用可能となる。

[態様4]
 この発明の応用例の態様4にかかる通信機能 付車輪用軸受装置は、前記基本構成となる車 輪用軸受装置において、タイヤやホイール側 へ配線を連結するコネクタを、回転輪の内径 部、または回転輪に設けられたフランジに、 設けても良い。これによりタイヤやホイール への給電または通信が容易となる。また、コ ネクタが回転輪の内径部またはフランジに配 置されることで、コネクタが周辺部品の邪魔 とならず、配線も行い易い。

[態様5]
 この発明の応用例の態様5にかかる通信機能 付車輪用軸受装置は、前記基本構成となる車 輪用軸受装置において、前記固定輪および前 記回転輪のいずれか一方または両方に、これ ら固定輪と回転輪の対向する周面から軸受外 部に配線を出すための配線孔または配線溝を 設けても良い。このような配線孔または配線 溝を設けると、配線を外部に引き出すことが 容易となり、また車輪用軸受に等速ジョイン トを組み付けるときなどに、配線を断線する ことが防止される。

 前記配線孔または前記配線溝の一部をモ ルドしても良い。配線孔や配線溝の一部を ールドすることで、内部へ水等の異物が侵 することが防止できる。

[態様6]
 この発明の応用例の態様6にかかる通信機能 付車輪用軸受装置は、前記基本構成となる車 輪用軸受装置において、前記通信手段が電力 を伝達する機能を有する場合に、前記固定輪 および前記回転輪のいずれか一方または両方 に、伝達する電力の安定化を行う制御回路を 設けても良い。この制御回路は、例えば、整 流回路、レギュレータ、インバータ等を含む 回路とされる。このような制御回路を設ける ことで安定した電力を供給することができる 。

[態様7]
 この発明の応用例の態様7にかかる通信機能 付車輪用軸受装置は、前記基本構成となる車 輪用軸受装置において、1次コイルと2次コイ が磁気回路を構成する場合、データの通信 電力の伝達とを互いに異なる周波数で行う のであれば、前記1次コイルおよび2次コイ のコアを、低周波側のコアと高周波側のコ とに分割して設けても良い。このようにコ を周波数に応じて分割することで、伝達の 率を上げることができる。

[態様8]
 この発明の応用例の態様8にかかる通信機能 付車輪用軸受装置は、前記基本構成となる車 輪用軸受装置において、前記通信手段が双方 向通信手段である場合に、前記双方向通信手 段による通信が正常に確立さているか否かを 確認する確認手段を設けても良い。通信が正 常に確立しているか否かを認識する機能を備 えると、装置としての信頼性が向上する。

[態様9]
 この発明の応用例の態様9にかかる通信機能 付車輪用軸受装置は、前記基本構成となる車 輪用軸受装置において、前記通信手段が双方 向通信手段である場合に、前記双方向通信手 段に固定輪側から回転輪側へ電力を伝達する ための交流電圧を発生する手段を有する固定 側の双方向通信補助手段、および前記双方向 通信手段に回転輪側から固定輪側へデータを 送信するための搬送波の発生および搬送波へ の信号の重畳の処理を行う手段を有する回転 側の双方向通信補助手段を設けても良い。こ のような双方向通信補助手段を設けることで 、上記1次コイルおよび2次コイルで構成され 双方向通信手段を用いた双方向通信が実現 れる。

 [態様10]
 この発明の応用例の態様10にかかる通信機 付車輪用軸受装置は、前記基本構成となる 輪用軸受装置において、タイヤ異常検出セ サを設けた場合に、タイヤ異常検出センサ 、タイヤのトレッド部に設けられ、このト ッド部の路面部が路面に接地した際に変形 る感圧導体ゴム体の抵抗変化により電流値 変化する検知信号を出力するセンサ(以後、 圧センサと略す)、タイヤの温度を検出する 温度センサ、タイヤまたはホイールの振動を 検出する振動センサであっても良い。

 [態様11]
 この発明の応用例の態様11にかかる通信機 付車輪用軸受装置は、前記基本構成となる 輪用軸受装置において、荷重センサを設け 場合に、荷重センサは、結果として、前記 転輪に取付けられるホイールに作用する荷 を検出できるセンサを言い、その直接の検 対象は、圧力、歪み、トルクなど、特に問 ない。
 例えば、前記荷重センサは、タイヤのトレ ド部に設けられて作用圧力によって抵抗値 変化する感圧導電体であっても良い。感圧 電体には感圧導電ゴム体等が使用でき、タ ヤに埋め込み状態に設置しても良い。また この感圧導電体からなる荷重センサは、タ ヤのトレッド部における円周方向および幅 向の複数箇所に設けても良い。複数の荷重 ンサを設ける場合、この発明の利点がより 層効果的に発揮される。

 前記荷重センサは、前記回転輪に取付け れたホイールのタイヤの空気圧を検出する 力センサであっても良い。タイヤ空気圧の 化によっても、ホイールに作用する荷重が 出できる。

 また、前記荷重センサは、前記回転輪、 の回転輪に取付けられたホイール、および 記回転輪に取付けられたブレーキロータの ちのいずれかの歪みを検出する歪みセンサ あっても良い。これらの部材の歪みの検出 よっても、ホイールに作用する荷重が検出 きる。

 さらに、前記荷重センサは、前記回転輪 ブレーキロータが取付けられたブレーキの ルクを検出するものであっても良い。ブレ キのトルクを検出することで、車両進行方 の荷重が検出できる。

 [態様12]
 この発明の応用例の態様12にかかる通信機 付車輪用軸受装置は、前記基本構成となる 輪用軸受装置において、回転センサを設け 場合に、回転センサは、一定回転角度毎に 生する回転パルス、および回転輪の1回転で1 回の零相信号を出力する機能を有するもので あっても良い。また、前記回転センサは、絶 対角度信号を出力するものであっても良い。
 絶対角度信号が得られると、初期化処理を うことなく絶対角度が正確に検出されるた 、タイヤやホイールにセンサ類を設けた場 に、円周方向部位を特定した各種検出が行 る。

 この発明の応用例の態様12において、前記 転輪がコネクタを有し、このコネクタが、 記通信手段および回転センサに接続された のであっても良い。なお、このコネクタは 回転輪に固定されている必要はなく、配線 介して引き出されていても良い。
 回転輪に設けたコネクタに通信手段および 転センサが接続されていると、配線や組立 より一層容易に行える。