(57)【要約】【課題】タイヤ作用力検出装置において、小型軽量化を図ると共に高精度な検出を可能とする。【解決手段】車軸周りに回転自在に支持されるハブ１３にホイール１８を装着し、このホイール１８にタイヤ１９を装着して構成し、ハブ１３側にホイール１８を着脱可能に締結する締結部２４を設け、この締結部２４の変形を検出する検出部としての歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄを設けると共に、各歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄが検出した締結部２４の変形に基づいてタイヤ作用力を演算する受信演算部３３とを設ける。【選択図】        図１
2010151676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車軸周りに回転自在に支持されるハブにホイールが装着され、該ホイールにタイヤが装着され、該タイヤへ作用するタイヤ作用力を検出するタイヤ作用力検出装置において、
前記ハブ側に設けられて前記ホイールを着脱可能に締結する締結部と、
前記締結部の変形を検出する検出部と、
該検出部が検出した前記締結部の変形に基づいてタイヤ作用力を演算する演算部と、
を具え、
前記締結部は、前記ホイールが締結されるホイール締結部と、前記ハブと前記ホイール締結部とを連結する連結部とを有し、
前記連結部は、前記車軸方向に沿った４つ以上の梁を有し、この各梁の外周面に前記検出部が周方向に沿って複数装着されることを特徴とするタイヤ作用力検出装置。
【請求項２】
車軸周りに回転自在に支持されるハブにホイールが装着され、該ホイールにタイヤが装着され、該タイヤへ作用するタイヤ作用力を検出するタイヤ作用力検出装置において、
前記ハブ側に設けられて前記ホイールを着脱可能に締結する締結部と、
前記締結部の変形を検出する検出部と、
該検出部が検出した前記締結部の変形に基づいてタイヤ作用力を演算する演算部と、
を具え、
前記締結部は、前記ホイールが締結されるホイール締結部と、前記ハブと前記ホイール締結部とを連結する連結部とを有し、
前記連結部は、前記車軸方向に沿って円筒形状をなし、外周面または内周面に前記検出部が周方向に沿って複数装着されることを特徴とするタイヤ作用力検出装置。
【請求項３】
車軸周りに回転自在に支持されるハブにホイールが装着され、該ホイールにタイヤが装着され、該タイヤへ作用するタイヤ作用力を検出するタイヤ作用力検出装置において、
前記ハブ側に設けられて前記ホイールを着脱可能に締結する締結部と、
前記締結部の変形を検出する検出部と、
該検出部が検出した前記締結部の変形に基づいてタイヤ作用力を演算する演算部と、
を具え、
前記締結部は、前記ホイールが締結されるホイール締結部と、前記ハブと前記ホイール締結部とを連結する連結部とを有し、
前記連結部は、前記車軸方向に交差する径方向に沿った４つ以上の梁を有し、この各梁の外周面に前記検出部が周方向に沿って複数装着されることを特徴とするタイヤ作用力検出装置。
【請求項４】
前記検出部は、歪ゲージであり、圧縮応力及び引張応力を検出することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のタイヤ作用力検出装置。
【請求項５】
前記検出部は、圧電素子であり、圧縮応力及び引張応力を検出することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のタイヤ作用力検出装置。
【請求項６】
前記演算部は、車両前後方向の荷重、車両左右方向の荷重、車両上下方向の荷重と、車両ロール方向のモーメント、車両ピッチ方向のモーメント、車両ヨー方向のモーメントを演算可能であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のタイヤ作用力検出装置。
【請求項７】
前記検出部と前記演算部との間で検出結果の送受信を行う送受信部が設けられることを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載のタイヤ作用力検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に装着された車輪（タイヤ）に作用する力を検出するタイヤ作用力検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両の挙動を制御する場合、この車両に作用する各方向の荷重並びにモーメントを計測する必要がある。この場合、車輪（タイヤ）に各種のセンサを設け、この各センサによりタイヤに作用する力を検出し、検出した力に基づいて各方向の荷重並びにモーメントを求めるようにしている。
【０００３】
タイヤ作用力検出装置としては、下記特許文献１〜３に記載されてものがある。特許文献１に記載されたタイヤ作用力検出装置は、ホイールの外周にタイヤが装着されてなる車輪と、ホイールが同軸に装着されることによって車輪を一体的に回転可能に保持するハブを有し、ホイールとハブとの間にそれら間における力の伝達を行う状態で、タイヤ作用力を検出する検出器を設けたものである。特許文献２に記載されたタイヤ作用力検出装置は、回転体に車軸側連結部と車輪側連結部を周方向に交互に配置し、その間を弾性変形可能な部材で構成した領域とし、この領域の中間位置にセラミック製荷重センサを設け、この荷重センサ群からの検出値によりタイヤ作用力を検出するものである。特許文献３に記載されたタイヤ作用力検出装置は、車輪とハブ間にて荷重伝達方向に所定量相対変位可能なホイール側回転体と保持体側回転体との間に、伝達荷重を電気信号に変換して出力する２つの検出素子を設け、各検出素子の出力によりタイヤ作用力を検出するものである。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−０１４５６３号公報
【特許文献２】特開２００５−２４１４７０号公報
【特許文献３】特開２００５−２４９５１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１のタイヤ作用力検出装置では、検出器が２つの分割ハウジングから構成され、一方がホイールに締結されて他方がハブに締結されており、検出器自体の構造が複雑になると共に大型化してしまい、車輪への搭載が困難となる。特許文献２のタイヤ作用力検出装置では、車軸とハブとの間に回転体を介装し、この回転体における弾性変形可能な領域に荷重センサを設けており、ハブの位置が外側に配置しなければならず、搭載性が低下してしまう。また、荷重センサにより圧縮応力を計測しており、入力荷重が過大となった場合には、故障や破損などを招いてしまうおそれがある。特許文献３のタイヤ作用力検出装置では、ホイールにホイール側回転体を固定し、ハブ側に保持体側回転体を固定し、その間に検出素子を設けていることから、特許文献１と同様に、検出器自体の構造の複雑化、大型化を招き、車輪への搭載が困難となる。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためのものであって、小型軽量化を図ると共に高精度な検出が可能なタイヤ作用力検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のタイヤ作用力検出装置は、車軸周りに回転自在に支持されるハブにホイールが装着され、該ホイールにタイヤが装着され、該タイヤへ作用するタイヤ作用力を検出するタイヤ作用力検出装置において、前記ハブ側に設けられて前記ホイールを着脱可能に締結する締結部と、前記締結部の変形を検出する検出部と、該検出部が検出した前記締結部の変形に基づいてタイヤ作用力を演算する演算部と、を具え、前記締結部は、前記ホイールが締結されるホイール締結部と、前記ハブと前記ホイール締結部とを連結する連結部とを有し、前記連結部は、前記車軸方向に沿った４つ以上の梁を有し、この各梁の外周面に前記検出部が周方向に沿って複数装着されることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明のタイヤ作用力検出装置は、車軸周りに回転自在に支持されるハブにホイールが装着され、該ホイールにタイヤが装着され、該タイヤへ作用するタイヤ作用力を検出するタイヤ作用力検出装置において、前記ハブ側に設けられて前記ホイールを着脱可能に締結する締結部と、前記締結部の変形を検出する検出部と、該検出部が検出した前記締結部の変形に基づいてタイヤ作用力を演算する演算部と、を具え、前記締結部は、前記ホイールが締結されるホイール締結部と、前記ハブと前記ホイール締結部とを連結する連結部とを有し、前記連結部は、前記車軸方向に沿って円筒形状をなし、外周面または内周面に前記検出部が周方向に沿って複数装着されることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明のタイヤ作用力検出装置は、車軸周りに回転自在に支持されるハブにホイールが装着され、該ホイールにタイヤが装着され、該タイヤへ作用するタイヤ作用力を検出するタイヤ作用力検出装置において、前記ハブ側に設けられて前記ホイールを着脱可能に締結する締結部と、前記締結部の変形を検出する検出部と、該検出部が検出した前記締結部の変形に基づいてタイヤ作用力を演算する演算部と、を具え、前記締結部は、前記ホイールが締結されるホイール締結部と、前記ハブと前記ホイール締結部とを連結する連結部とを有し、前記連結部は、前記車軸方向に交差する径方向に沿った４つ以上の梁を有し、この各梁の外周面に前記検出部が周方向に沿って複数装着されることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明のタイヤ作用力検出装置では、前記検出部は、歪ゲージであり、圧縮応力及び引張応力を検出することを特徴としている。
【００１１】
本発明のタイヤ作用力検出装置では、前記検出部は、圧電素子であり、圧縮応力及び引張応力を検出することを特徴としている。
【００１２】
本発明のタイヤ作用力検出装置では、前記演算部は、車両前後方向の荷重、車両左右方向の荷重、車両上下方向の荷重と、車両ロール方向のモーメント、車両ピッチ方向のモーメント、車両ヨー方向のモーメントを演算可能であることを特徴としている。
【００１３】
本発明のタイヤ作用力検出装置では、前記検出部と前記演算部との間で検出結果の送受信を行う送受信部が設けられることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のタイヤ作用力検出装置によれば、ハブ側にホイールを着脱可能に締結する締結部を設け、この締結部の変形を検出する検出部を設けると共に、検出部が検出した締結部の変形に基づいてタイヤ作用力を演算する演算部を設け、締結部として、ホイールが締結されるホイール締結部と、ハブとホイール締結部とを連結する連結部とを設け、連結部を車軸方向に沿った４つ以上の梁、円筒形状、車軸方向に交差する径方向に沿った４つ以上の梁により構成し、それに検出部を周方向に沿って複数装着している。従って、ハブ側にホイール着脱用の締結部を設けるだけでよく、小型軽量化を図ることができると共に、ホイールの着脱作業も容易なり、また、検出部が締結部の変形を検出することから、破損等のおそれもなく、高精度な検出を可能とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明に係るタイヤ作用力検出装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１６】
図１は、本発明の実施例１に係るタイヤ作用力検出装置を表す車輪の縦断面図、図２は、実施例１のタイヤ作用力検出装置におけるセンサの装着位置を表す図１のII−II断面図、図３は、実施例１のタイヤ作用力検出装置における連結部へのセンサの装着状態を表す斜視図、図４は、センサによる計測位置に対するセンサ出力を表すグラフである。
【００１７】
実施例１のタイヤ作用力検出装置において、図１乃至図３に示すように、車輪支持部としてのアップライト１１には、ハブベアリング１２によりハブ１３の軸部１３ａが回転自在に支持されることで、このハブ１３は、図示しない車軸周りに回転自在に支持されることとなる。また、ハブ１３は、軸部１３ａに対して車両外側に円盤形状をなす取付部１３ｂが一体に形成されており、この取付部１３ｂには、ブレーキロータ１４が４つのロータボルト１５により締結されている。
【００１８】
また、ハブ１３の取付部１３ｂには、車軸方向に沿って円柱形状をなす４つの梁１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄの基端部が固定されており、各梁１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄは、ハブ１３の周方向に沿って均等間隔で並設されている。そして、各梁１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄの先端部には、円盤形状をなすホイール締結部１７が固定されている。この場合、各梁１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄにおける軸方向端部と、ハブ１３の取付部１３ｂとの連結部並びにホイール締結部１７との連結部との角部には、湾曲部（Ｒ部）が形成されており、応力集中による強度の低下が防止されている。
【００１９】
ブレーキロータ１４には、４つの梁１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄに対応して、この梁１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄの外径より所定量大きい内径を有する貫通孔１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄが形成されており、各梁１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄが貫通孔１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを貫通し、両者の間には隙間が設けられている。
【００２０】
ホイール１８は、一方の端面が閉塞した円筒形状をなし、外周部のタイヤ装着部１８ａにタイヤ１９が装着されている。そして、ハブ１３のホイール締結部１７には、車軸中心に位置決め用突起部２０が一体に固定される一方、ホイール１８は、円盤形状をなす平面部１８ｂの中心に位置決め用孔１８ｃが形成されている。そのため、ホイール１８は、位置決め用孔１８ｃが位置決め用突起部２０に嵌合することで所定の位置に位置決めされる。また、ハブ１３のホイール締結部１７には、複数のハブボルト（スタッドボルト）２１が固定される一方、ホイール１８の平面部１８ｂには、複数の取付穴１８ｄが形成されており、各ハブボルト２１がホイール１８の取付穴１８ｄに挿通した状態で、このハブボルト２１にホイールナット２２が螺合することで、ホイール１８がハブ１３に固定されることとなる。
【００２１】
この場合、４つの梁１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄにより、ハブ１３に対してホイール１８を着脱可能に締結する連結部２３が構成され、また、ホイール締結部１７と連結部２３（梁１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ）により、締結部２４が構成される。
【００２２】
また、連結部２３を構成する各梁１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄには、締結部２４、つまり、連結部２３の変形を検出する検出部として、歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄが装着されている。この場合、各歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄは、各梁１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄにおける軸方向の中間位置に、周方向に沿って等間隔で外周面に露出するように装着されている。例えば、各梁１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄの外周面に凹部を形成し、この凹部内に歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄを埋設すればよい。
【００２３】
従って、各梁１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄの外周面には、それぞれ４つの歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄが周方向に等間隔で装着されることから、梁１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄが変形し、軸方向に対して径方向に撓んだとき、この変形を圧縮応力及び引張応力として検出することができる。
【００２４】
なお、検出部としては、歪ゲージに代えて圧電素子を適用してもよく、この場合であっても、梁１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄが変形し、軸方向に対して径方向に撓んだとき、この変形を圧縮応力及び引張応力として検出することができる。
【００２５】
アップライト１１側には、受信アンテナ２９が装着される一方、ハブ１３側にも送信部３０が装着されており、この受信アンテナ２９と送信部３０との間でデータ及び電力の通信（送受信）が可能となっている。即ち、アップライト１１側の受信アンテナ２９には、データ受信回路と電源送信部が設けられる一方、ハブ１３側の送信部３０には、計測回路とデータ送信回路と電源受信部が設けられている。なお、歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄと、ハブ１３側の送信部３０とは、配線３１により接続されている。
【００２６】
また、車両には、電子制御ユニット３２が搭載されており、この電子制御ユニット３２には、各歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄが検出した連結部２３の変形に基づいてタイヤ作用力を演算する受信演算部３３が接続されている。そして、受信演算部３３は、アップライト１１側の受信アンテナ２９からの検出データを受信可能となっている。また、ホイール１８には、その回転角度位置を検出する位置センサ３４が設けられており、その検出結果が受信演算部３３に入力可能となっている。
【００２７】
従って、受信演算部３３は、各歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄが検出した各梁１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄの圧縮応力及び引張応力に基づいて、タイヤ作用力として、車両前後方向の荷重、車両左右方向の荷重、車両上下方向の荷重と、車両ロール方向のモーメント、車両ピッチ方向のモーメント、車両ヨー方向のモーメントを演算することができる。
【００２８】
ここで、各歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄが検出した各梁１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄの圧縮応力及び引張応力に基づいて、受信演算部３３がタイヤ作用力を演算する手法について簡単に説明する。
【００２９】
図１及び図２に示すように、タイヤ１９に対して下方から荷重が入力すると、例えば、梁１６ａでは、この梁１６ａが上方に撓んで変形することから、上部の歪ゲージ２５ａに対して圧縮応力が作用する一方、下部の歪ゲージ２５ｃに対して引張応力が作用する。また、左右の歪ゲージ２５ｂ，２５ｄに対しては大きな応力は作用しない。受信演算部３３は、位置センサ３４が検出したタイヤ１９の回転角度位置と、歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄが検出したセンサ出力に基づいて、図４に示すグラフを設定する。
【００３０】
続いて、受信演算部３３は、既知の荷重入力に対するセンサ出力を下記数式を用いて較正する。ここで、Ｐは、センサ出力、Ａは、較正値行列、Ｆ０は、較正荷重（較正モーメント）である。
Ｐ＝ＡＦ０
【００３１】
そして、下記数式のように、較正値行列Ａを作成する。
Ａ＝（（Ｆ０Ｆ０ｔ）−１Ｆ０ｔＰｔ）ｔ
【００３２】
従って、較正値行列とリアルタイムに計測したセンサ出力に基づいて、下記数式により実際の荷重Ｆ、つまり、タイヤ作用力を算出する。
Ｆ＝（ＡｔＡｔ）−１ＡｔＰ
【００３３】
このように実施例１のタイヤ作用力検出装置にあっては、車軸周りに回転自在に支持されるハブ１３にホイール１８を装着し、このホイール１８にタイヤ１９を装着して構成し、ハブ１３側にホイール１８を着脱可能に締結する締結部２４を設け、この締結部２４の変形を検出する検出部としての歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄを設けると共に、各歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄが検出した締結部２４の変形に基づいてタイヤ作用力を演算する受信演算部３３とを設けている。
【００３４】
従って、ハブ１３側にホイール１８の着脱用の締結部２４を設けるだけでよく、小型軽量化を図ることができると共に、ホイール１８を容易に着脱可能として交換作業性を向上することができ、また、歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄが締結部２４の変形を検出することから、歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄの破損等のおそれもなく、高精度な検出を可能とすることができる。
【００３５】
また、実施例１のタイヤ作用力検出装置では、締結部２４として、ハブ１３に、ホイール１８が締結されるホイール締結部１７と、ハブ１３とホイール締結部１７とを連結する連結部２３を設け、この連結部２３に歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄを装着している。従って、ハブ１３に連結部２３を介してホイール締結部１７を連結し、このホイール締結部１７にホイール１８を着脱可能とすると共に、連結部２３に歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄを装着することで、ホイール１８側を変更することなく、タイヤ作用力検出装置を構成することができ、搭載性を向上することができる。
【００３６】
また、実施例１のタイヤ作用力検出装置では、連結部２３として、車軸方向に沿った４つの梁１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄを設け、この各梁１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄの外周面に歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄを周方向に沿って複数装着している。従って、簡単な構成でタイヤ１９に作用する応力を検出することができ、装置の小型軽量化並びに低コスト化を可能とすることができる。
【００３７】
なお、締結部２４の変形を検出する検出部として、歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄを設けている。従って、各梁１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄの外周面に複数の歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄを装着することで、安価なセンサを用いると共に、このセンサを装着するための加工が容易なものとなり、コストの増大を抑制することができる。
【００３８】
また、実施例１のタイヤ作用力検出装置では、受信演算部３３は、車両前後方向の荷重、車両左右方向の荷重、車両上下方向の荷重と、車両ロール方向のモーメント、車両ピッチ方向のモーメント、車両ヨー方向のモーメントを演算可能としている。従って、簡単な構成でタイヤ１９に作用する多種の応力を高精度に検出することができる。
【実施例２】
【００３９】
図５は、本発明の実施例２に係るタイヤ作用力検出装置を表す車輪の縦断面図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００４０】
実施例２のタイヤ作用力検出装置において、図５に示すように、アップライト１１にはハブベアリング１２によりハブ１３の軸部１３ａが回転自在に支持されており、このハブ１３には取付部１３ｂが一体に形成され、この取付部１３ｂにブレーキロータ１４がロータボルト１５により締結されている。
【００４１】
このブレーキロータ１４には、車軸方向に沿って円柱形状をなす４つの梁４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄの基端部が固定されており、各梁４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄは、ブレーキロータ１４の周方向に沿って均等間隔で並設されている。そして、各梁４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄの先端部には、円盤形状をなすホイール締結部４２が固定されている。この場合、各梁４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄにおける軸方向端部と、ブレーキロータ１４との連結部並びにホイール締結部４２との連結部との角部には、湾曲部（Ｒ部）が形成されており、応力集中による強度の低下が防止されている。
【００４２】
ホイール１８は、外周部にタイヤ１９が装着されている。そして、ブレーキロータ１４のホイール締結部４２には、車軸中心に位置決め用突起部２０が一体に固定される一方、ホイール１８には、位置決め用孔１８ｃが形成されており、位置決め用孔１８ｃが位置決め用突起部２０に嵌合することで、ホイール１８が所定の位置に位置決めされる。また、ブレーキロータ１４のホイール締結部４２には、複数のハブボルト（スタッドボルト）２１が固定される一方、ホイール１８の平面部１８ｂには、複数の取付穴１８ｄが形成されており、各ハブボルト２１がホイール１８の取付穴１８ｄに挿通した状態で、このハブボルト２１にホイールナット２２が螺合することで、ホイール１８がブレーキロータ１４を介してハブ１３に固定されることとなる。
【００４３】
この場合、４つの梁４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄにより、ハブ１３に対してホイール１８を着脱可能に締結する連結部４３が構成され、また、ホイール締結部４２と連結部４３（梁４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ）により、締結部４４が構成される。
【００４４】
また、連結部４３を構成する各梁４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄには、締結部４４、つまり、連結部４３の変形を検出する検出部として、歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄ（図２参照）が装着されている。この場合、各歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄは、各梁４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄにおける軸方向の中間位置に、周方向に沿って等間隔で外周面に露出するように装着されている。
【００４５】
従って、各梁４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄの外周面には、それぞれ４つの歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄが周方向に等間隔で装着されることから、梁４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄが変形し、軸方向に対して径方向に撓んだとき、この変形を圧縮応力及び引張応力として検出することができる。
【００４６】
アップライト１１側には、受信アンテナ２９が装着される一方、ハブ１３側にも送信部３０が装着されており、受信アンテナと送信部３０との間でデータ及び電力の通信（送受信）が可能となっている。車両の電子制御ユニット３２には、各歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄが検出した連結部４３の変形に基づいてタイヤ作用力を演算する受信演算部３３が接続されている。そして、受信演算部３３は、アップライト１１側の受信アンテナ２９からの検出データを受信可能となっている。また、ホイール１８には、その回転角度位置を検出する位置センサ３４が設けられており、その検出結果が受信演算部３３に入力可能となっている。
【００４７】
従って、タイヤ１９に対して下方から荷重が入力すると、各梁４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄが撓んで変形することから、各歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄは、圧縮応力及び引張応力を検出する。受信演算部３３は、位置センサ３４が検出したタイヤ１９の回転角度位置と、歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄが検出したセンサ出力に基づいて、タイヤ作用力を演算する。
【００４８】
なお、各歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄが検出した各梁４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄの圧縮応力及び引張応力に基づいてタイヤ作用力を演算する手法については、前述の実施例１と同様であるため、説明は省略する。
【００４９】
このように実施例２のタイヤ作用力検出装置にあっては、ハブ１３に固定したブレーキロータ１４にホイール１８を着脱可能に締結する締結部４４を設け、この締結部４４の変形を検出する検出部としての歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄを設けると共に、各歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄが検出した締結部４４の変形に基づいてタイヤ作用力を演算する受信演算部３３とを設けている。
【００５０】
従って、ブレーキロータ１４にホイール１８の着脱用の締結部４４を設けるだけでよく、小型軽量化を図ることができると共に、ホイール１８を容易に着脱可能として交換作業性を向上することができ、また、歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄが締結部２４の変形を検出することから、歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄの破損等のおそれもなく、高精度な検出を可能とすることができる。
【００５１】
また、実施例２のタイヤ作用力検出装置では、締結部４４として、ブレーキロータ１４に、ホイール１８が締結されるホイール締結部４２と、ブレーキロータ１４とホイール締結部４２とを連結する連結部４３を設け、この連結部４３に歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄを装着している。従って、ブレーキロータ１４に連結部４３を介してホイール締結部４２を連結し、このホイール締結部４２にホイール１８を着脱可能とすると共に、連結部４３に歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄを装着することで、ホイール１８側を変更することなく、タイヤ作用力検出装置を構成することができ、搭載性を向上することができる。
【００５２】
また、実施例２のタイヤ作用力検出装置では、連結部４３として、車軸方向に沿った４つの梁４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄを設け、この各梁４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄの外周面に歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄを周方向に沿って複数装着している。従って、簡単な構成でタイヤ１９に作用する応力を検出することができ、装置の小型軽量化並びに低コスト化を可能とすることができる。
【実施例３】
【００５３】
図６は、本発明の実施例３に係るタイヤ作用力検出装置を表す車輪の縦断面図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００５４】
実施例３のタイヤ作用力検出装置において、図６に示すように、アップライト１１にはハブベアリング１２によりハブ１３の軸部１３ａが回転自在に支持されており、このハブ１３には取付部１３ｂが一体に形成され、この取付部１３ｂにブレーキロータ１４がロータボルト１５により締結されている。
【００５５】
また、ハブ１３の取付部１３ｂには、ブレーキロータ１４に接触するようにセンサプレート５１が配置され、プレートボルト５２により締結されている。このセンサプレート５１は、円盤形状をなしてブレーキロータ１４に接触する取付部５１ａを有し、この取付部５１ａには、車軸方向に沿って円柱形状をなす４つの梁５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄの基端部が固定されており、各梁５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄは、センサプレート５１の周方向に沿って均等間隔で並設されている。そして、各梁５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄの先端部には、円盤形状をなすホイール締結部５４が固定されている。この場合、各梁５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄにおける軸方向端部と、センサプレート５１の取付部５１ａとの連結部並びにホイール締結部５４との連結部との角部には、湾曲部（Ｒ部）が形成されており、応力集中による強度の低下が防止されている。
【００５６】
ホイール１８は、外周部にタイヤ１９が装着されている。そして、センサプレート５１のホイール締結部５４には、車軸中心に位置決め用突起部２０が一体に固定される一方、ホイール１８には、位置決め用孔１８ｃが形成されており、位置決め用孔１８ｃが位置決め用突起部２０に嵌合することで、ホイール１８が所定の位置に位置決めされる。また、センサプレート５１のホイール締結部５４には、複数のハブボルト（スタッドボルト）２１が固定される一方、ホイール１８の平面部１８ｂには、複数の取付穴１８ｄが形成されており、各ハブボルト２１がホイール１８の取付穴１８ｄに挿通した状態で、このハブボルト２１にホイールナット２２が螺合することで、ホイール１８がセンサプレート５１を介してハブ１３に固定されることとなる。
【００５７】
この場合、４つの梁５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄにより、ハブ１３に対してホイール１８を着脱可能に締結する連結部５５が構成され、また、ホイール締結部５４と連結部５５（梁５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ）により、締結部５６が構成される。
【００５８】
また、連結部５５を構成する各梁５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄには、締結部５６、つまり、連結部５５の変形を検出する検出部として、歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄ（図２参照）が装着されている。この場合、各歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄは、各梁５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄにおける軸方向の中間位置に、周方向に沿って等間隔で外周面に露出するように装着されている。
【００５９】
従って、各梁５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄの外周面には、それぞれ４つの歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄが周方向に等間隔で装着されることから、梁５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄが変形し、軸方向に対して径方向に撓んだとき、この変形を圧縮応力及び引張応力として検出することができる。
【００６０】
アップライト１１側には、受信アンテナ２９が装着される一方、ハブ１３側にも送信部３０が装着されており、受信アンテナ２９と送信部３０との間でデータ及び電力の通信（送受信）が可能となっている。車両の電子制御ユニット３２には、各歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄが検出した連結部５５の変形に基づいてタイヤ作用力を演算する受信演算部３３が接続されている。そして、受信演算部３３は、アップライト１１側の受信アンテナ２９からの検出データを受信可能となっている。また、ホイール１８には、その回転角度位置を検出する位置センサ３４が設けられており、その検出結果が受信演算部３３に入力可能となっている。
【００６１】
従って、タイヤ１９に対して下方から荷重が入力すると、各梁５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄが撓んで変形することから、各歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄは、圧縮応力及び引張応力を検出する。受信演算部３３は、位置センサ３４が検出したタイヤ１９の回転角度位置と、歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄが検出したセンサ出力に基づいて、タイヤ作用力を演算する。
【００６２】
なお、各歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄが検出した各梁５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄの圧縮応力及び引張応力に基づいてタイヤ作用力を演算する手法については、前述の実施例１と同様であるため、説明は省略する。
【００６３】
このように実施例３のタイヤ作用力検出装置にあっては、ハブ１３にブレーキロータ１４を介してセンサプレート５１を固定し、このセンサプレート５１にホイール１８を着脱可能に締結する締結部５６を設け、この締結部５６の変形を検出する検出部としての歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄを設けると共に、各歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄが検出した締結部５６の変形に基づいてタイヤ作用力を演算する受信演算部３３とを設けている。
【００６４】
従って、ハブ１３にホイール１８の着脱用の締結部５６を有するセンサプレート５１を設けるだけでよく、小型軽量化を図ることができると共に、ホイール１８を容易に着脱可能として交換作業性を向上することができ、また、歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄが締結部５６の変形を検出することから、歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄの破損等のおそれもなく、高精度な検出を可能とすることができる。
【００６５】
また、実施例３のタイヤ作用力検出装置では、締結部５６として、センサプレート５１に、ホイール１８が締結されるホイール締結部５４と、センサプレート５１の取付部５１ａとホイール締結部５４とを連結する連結部５５を設け、この連結部５５に歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄを装着している。従って、ハブ１３にセンサプレート５１を固定し、連結部５５を介してホイール締結部５４を連結し、このホイール締結部５４にホイール１８を着脱可能とすると共に、連結部５５に歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄを装着することで、ホイール１８側を変更することなく、タイヤ作用力検出装置を構成することができ、搭載性を向上することができる。
【００６６】
また、実施例３のタイヤ作用力検出装置では、連結部５５として、車軸方向に沿った４つの梁５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄを設け、この各梁５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄの外周面に歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄを周方向に沿って複数装着している。従って、簡単な構成でタイヤ１９に作用する応力を検出することができ、装置の小型軽量化並びに低コスト化を可能とすることができる。
【実施例４】
【００６７】
図７は、本発明の実施例４に係るタイヤ作用力検出装置を表す車輪の縦断面図、図８は、図７のVIII−VIII断面図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００６８】
実施例４のタイヤ作用力検出装置において、図７及び図８に示すように、アップライト１１にはハブベアリング１２によりハブ１３の軸部１３ａが回転自在に支持されており、このハブ１３には取付部１３ｂが一体に形成され、この取付部１３ｂにブレーキロータ１４がロータボルト１５により締結されている。
【００６９】
また、ハブ１３の取付部１３ｂには、ブレーキロータ１４に接触するようにセンサプレート６１が配置され、プレートボルト６２により締結されている。このセンサプレート６１は、円盤形状をなしてブレーキロータ１４に接触する取付部６１ａを有し、この取付部６１ａには、車軸方向に沿って円筒形状をなす連結筒６３の基端部が固定されており、この連結筒６３の先端部には、円盤形状をなすホイール締結部６４が固定されている。この場合、連結筒６３における軸方向端部と、センサプレート６１の取付部６１ａとの連結部並びにホイール締結部６４との連結部との角部には、湾曲部（Ｒ部）が形成されており、応力集中による強度の低下が防止されている。
【００７０】
ホイール１８は、外周部にタイヤ１９が装着されている。そして、センサプレート６１のホイール締結部６４には、車軸中心に位置決め用突起部２０が一体に固定される一方、ホイール１８には、位置決め用孔１８ｃが形成されており、位置決め用孔１８ｃが位置決め用突起部２０に嵌合することで、ホイール１８が所定の位置に位置決めされる。また、センサプレート６１のホイール締結部６４には、複数のハブボルト（スタッドボルト）２１が固定される一方、ホイール１８の平面部１８ｂには、複数の取付穴１８ｄが形成されており、各ハブボルト２１がホイール１８の取付穴１８ｄに挿通した状態で、このハブボルト２１にホイールナット２２が螺合することで、ホイール１８がセンサプレート６１を介してハブ１３に固定されることとなる。
【００７１】
この場合、連結筒６３が、ハブ１３に対してホイール１８を着脱可能に締結する連結部として機能し、また、連結筒６３とホイール締結部６４により締結部６５が構成される。
【００７２】
また、連結筒６３には、締結部６５、つまり、連結筒６３の変形を検出する検出部として、歪ゲージ６６ａ〜６６ｈが装着されている。この場合、各歪ゲージ６６ａ〜６６ｈは、連結筒６３における軸方向の中間位置に、周方向に沿って等間隔で外周面に露出するように装着されている。なお、この場合、各歪ゲージ６６ａ〜６６ｈを、連結筒６３における軸方向の中間位置に、周方向に沿って等間隔で内周面に露出するように装着してもよい。
【００７３】
従って、連結筒６３の外周面には、８つの歪ゲージ６６ａ〜６６ｈが周方向に等間隔で装着されることから、連結筒６３が変形し、軸方向に対して径方向に撓んだとき、この変形を圧縮応力及び引張応力として検出することができる。
【００７４】
アップライト１１側には、受信アンテナ２９が装着される一方、ハブ１３側にも送信部３０が装着されており、受信アンテナ２９と送信部３０との間でデータ及び電力の通信（送受信）が可能となっている。車両の電子制御ユニット３２には、各歪ゲージ６６ａ〜６６ｈが検出した連結筒６３の変形に基づいてタイヤ作用力を演算する受信演算部３３が接続されている。そして、受信演算部３３は、アップライト１１側の受信アンテナ２９からの検出データを受信可能となっている。また、ホイール１８には、その回転角度位置を検出する位置センサ３４が設けられており、その検出結果が受信演算部３３に入力可能となっている。
【００７５】
従って、タイヤ１９に対して下方から荷重が入力すると、連結筒６３が撓んで変形することから、各歪ゲージ６６ａ〜６６ｈは、圧縮応力及び引張応力を検出する。受信演算部３３は、位置センサ３４が検出したタイヤ１９の回転角度位置と、歪ゲージ６６ａ〜６６ｈが検出したセンサ出力に基づいて、タイヤ作用力を演算する。
【００７６】
なお、各歪ゲージ６６ａ〜６６ｈが検出した連結筒６３の圧縮応力及び引張応力に基づいてタイヤ作用力を演算する手法については、前述の実施例１と同様であるため、説明は省略する。
【００７７】
このように実施例４のタイヤ作用力検出装置にあっては、ハブ１３にブレーキロータ１４を介してセンサプレート６１を固定し、このセンサプレート６１にホイール１８を着脱可能に締結する締結部６５を設け、この締結部６５の変形を検出する検出部としての歪ゲージ６６ａ〜６６ｈを設けると共に、各歪ゲージ６ａ〜６６ｈが検出した締結部６５の変形に基づいてタイヤ作用力を演算する受信演算部３３とを設けている。
【００７８】
従って、ハブ１３にホイール１８の着脱用の締結部６５を有するセンサプレート６１を設けるだけでよく、小型軽量化を図ることができると共に、ホイール１８を容易に着脱可能として交換作業性を向上することができ、また、歪ゲージ６６ａ〜６６ｈが締結部６５の変形を検出することから、歪ゲージ６６ａ〜６６ｈの破損等のおそれもなく、高精度な検出を可能とすることができる。
【００７９】
また、実施例４のタイヤ作用力検出装置では、締結部６５として、センサプレート６１に、ホイール１８が締結されるホイール締結部６４と、センサプレート６１の取付部６１ａとホイール締結部６４とを連結する連結筒６３を設け、この連結筒６３に歪ゲージ６６ａ〜６６ｈを装着している。従って、ハブ１３にセンサプレート６１を固定し、連結筒６３を介してホイール締結部６４を連結し、このホイール締結部６４にホイール１８を着脱可能とすると共に、連結筒６３に歪ゲージ６６ａ〜６６ｈを装着することで、ホイール１８側を変更することなく、タイヤ作用力検出装置を構成することができ、搭載性を向上することができる。
【００８０】
また、実施例４のタイヤ作用力検出装置では、センサプレート６１に、車軸方向に沿った連結筒６３を設け、この連結筒６３の外周面に歪ゲージ６６ａ〜６６ｈを周方向に沿って複数装着している。従って、簡単な構成でタイヤ１９に作用する応力を検出することができ、装置の小型軽量化並びに低コスト化を可能とすることができ、また、センサプレート６１の取付部６１ａとホイール締結部６４とを円筒形状をなす連結筒６３により連結することで、センサプレート６１の強度を向上することができる。
【実施例５】
【００８１】
図９は、本発明の実施例５に係るタイヤ作用力検出装置を表す車輪の縦断面図、図１０は、図９のＸ−Ｘ断面図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００８２】
実施例５のタイヤ作用力検出装置において、図９及び図１０に示すように、アップライト１１にはハブベアリング１２によりハブ１３の軸部１３ａが回転自在に支持されており、このハブ１３には取付部１３ｂが一体に形成され、この取付部１３ｂにブレーキロータ１４がロータボルト１５により締結されている。
【００８３】
また、ハブ１３の取付部１３ｂには、ブレーキロータ１４に接触するようにセンサプレート６１が配置され、プレートボルト６２により締結されている。このセンサプレート６１は、円盤形状をなしてブレーキロータ１４に接触する取付部６１ａを有し、この取付部６１ａには、車軸方向に沿って円筒形状をなす連結筒６３の基端部が固定されており、この連結筒６３の先端部には、円盤形状をなすホイール締結部６４が固定されている。
【００８４】
ホイール１８は、外周部にタイヤ１９が装着されている。そして、センサプレート６１のホイール締結部６４には、車軸中心に位置決め用突起部２０が一体に固定される一方、ホイール１８には、位置決め用孔１８ｃが形成されており、位置決め用孔１８ｃが位置決め用突起部２０に嵌合することで、ホイール１８が所定の位置に位置決めされる。また、センサプレート６１のホイール締結部６４には、複数のハブボルト（スタッドボルト）２１が固定される一方、ホイール１８の平面部１８ｂには、複数の取付穴１８ｄが形成されており、各ハブボルト２１がホイール１８の取付穴１８ｄに挿通した状態で、このハブボルト２１にホイールナット２２が螺合することで、ホイール１８がセンサプレート６１を介してハブ１３に固定されることとなる。
【００８５】
また、連結筒６３には、その変形を検出する歪ゲージ６６ａ〜６６ｈが装着されている。この場合、各歪ゲージ６６ａ〜６６ｈは、連結筒６３における軸方向の中間位置に、周方向に沿って等間隔で外周面に露出するように装着されている。従って、連結筒６３の外周面には、８つの歪ゲージ６６ａ〜６６ｈが周方向に等間隔で装着されることから、連結筒６３が変形し、軸方向に対して径方向に撓んだとき、この変形を圧縮応力及び引張応力として検出することができる。
【００８６】
ハブ１３側には送信部３０が装着され、車両の電子制御ユニット３２には、各歪ゲージ６６ａ〜６６ｈが検出した連結筒６３の変形に基づいてタイヤ作用力を演算する受信演算部３３が設けられており、送信部３０と受信演算部３３との間でデータ及び電力の通信（送受信）が可能となっている。この場合、送信部３０は、センサプレート６１の内部、つまり、取付部６１ａと連結筒６３とホイール締結部６４とにより囲繞された空間部に収容されている。また、ホイール１８には、その回転角度位置を検出する位置センサ３４が設けられており、その検出結果が受信演算部３３に入力可能となっている。
【００８７】
従って、タイヤ１９に対して下方から荷重が入力すると、連結筒６３が撓んで変形することから、各歪ゲージ６６ａ〜６６ｈは、圧縮応力及び引張応力を検出する。受信演算部３３は、位置センサ３４が検出したタイヤ１９の回転角度位置と、歪ゲージ６６ａ〜６６ｈが検出したセンサ出力に基づいて、タイヤ作用力を演算する。
【００８８】
なお、各歪ゲージ６６ａ〜６６ｈが検出した連結筒６３の圧縮応力及び引張応力に基づいてタイヤ作用力を演算する手法については、前述の実施例１と同様であるため、説明は省略する。
【００８９】
このように実施例５のタイヤ作用力検出装置にあっては、ハブ１３にブレーキロータ１４を介してセンサプレート６１を固定し、このセンサプレート６１にホイール１８を着脱可能に締結する締結部６５を設け、この締結部６５の変形を検出する検出部としての歪ゲージ６６ａ〜６６ｈを設けると共に、各歪ゲージ６６ａ〜６６ｈが検出した締結部６５の変形に基づいてタイヤ作用力を演算する受信演算部３３とを設けている。
【００９０】
従って、ハブ１３にホイール１８の着脱用の締結部６５を有するセンサプレート６１を設けるだけでよく、小型軽量化を図ることができると共に、ホイール１８を容易に着脱可能として交換作業性を向上することができ、また、歪ゲージ６６ａ〜６６ｈが締結部６５の変形を検出することから、歪ゲージ６６ａ〜６６ｈの破損等のおそれもなく、高精度な検出を可能とすることができる。
【００９１】
また、実施例５のタイヤ作用力検出装置では、締結部６５として、センサプレート６１の取付部６１ａに連結筒６３とホイール締結部６４を設け、この連結筒６３に歪ゲージ６６ａ〜６６ｈを装着すると共に、センサプレート６１の内部に送信部３０を収容している。従って、ハブ１３にセンサプレート６１を固定し、連結筒６３を介してホイール締結部６４を連結し、このホイール締結部６４にホイール１８を着脱可能とすると共に、連結筒６３に歪ゲージ６６ａ〜６６ｈを装着することで、ホイール１８側を変更することなく、タイヤ作用力検出装置を構成することができ、搭載性を向上することができ、また、センサプレート６１の内部に送信部３０を収容することで、送信部３０の破損を防止することができ、安全性及び信頼性を向上することができる。
【実施例６】
【００９２】
図１１は、本発明の実施例６に係るタイヤ作用力検出装置を表す車輪の縦断面図、図１２は、図１１のXII−XII断面図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００９３】
実施例６のタイヤ作用力検出装置において、図１１及び図１２に示すように、アップライト１１にはハブベアリング１２によりハブ１３の軸部１３ａが回転自在に支持されにおり、このハブ１３には取付部１３ｂが一体に形成され、この取付部１３ｂにブレーキロータ１４がロータボルト１５により締結されている。
【００９４】
また、ハブ１３の取付部１３ｂには、ブレーキロータ１４に接触するようにセンサプレート７１が配置され、プレートボルト７２により締結されている。このセンサプレート７１は、円盤形状をなしてブレーキロータ１４に接触する取付部７１ａを有し、この取付部７１ａには、センサプレート７１の中心に位置して支持部７１ｂが設けられ、この支持部７１ｂに、車軸方向に交差する径方向に沿って板形状をなす４つの梁７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄの基端部が固定されており、各梁７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄは、センサプレート７１の周方向に沿って均等間隔で並設されている。そして、各梁７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄの先端部には、円盤形状をなすホイール締結部７４が固定されている。
【００９５】
ホイール１８は、外周部にタイヤ１９が装着されている。そして、センサプレート７１のホイール締結部７４には、車軸中心に位置決め用突起部２０が一体に固定される一方、ホイール１８には、位置決め用孔１８ｃが形成されており、位置決め用孔１８ｃが位置決め用突起部２０に嵌合することで、ホイール１８が所定の位置に位置決めされる。また、センサプレート７１のホイール締結部７４には、複数のハブボルト（スタッドボルト）２１が固定される一方、ホイール１８の平面部１８ｂには、複数の取付穴１８ｄが形成されており、各ハブボルト２１がホイール１８の取付穴１８ｄに挿通した状態で、このハブボルト２１にホイールナット２２が螺合することで、ホイール１８がセンサプレート７１を介してハブ１３に固定されることとなる。
【００９６】
この場合、４つの梁７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄにより、ハブ１３に対してホイール１８を着脱可能に締結する連結部７５が構成され、また、ホイール締結部７４と連結部７５（梁７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄ）により、締結部７６が構成される。
【００９７】
また、連結部７５を構成する各梁７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄには、締結部７６、つまり、連結部７５の変形を検出する検出部として、歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄが装着されている。この場合、各歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄは、各梁７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄにおける径方向の中間位置に、周方向に沿って所定間隔で外周面に露出するように装着されている。
【００９８】
従って、各梁７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄの外周面には、それぞれ４つの歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄが周方向に所定間隔で装着されることから、梁７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄが変形し、軸方向に対して径方向に撓んだとき、この変形を圧縮応力及び引張応力として検出することができる。
【００９９】
アップライト１１側には、受信アンテナ２９が装着される一方、ハブ１３側にも送信部３０が装着されており、受信アンテナ２９と送信部３０との間でデータ及び電力の通信（送受信）が可能となっている。車両の電子制御ユニット３２には、各歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄが検出した連結部７５の変形に基づいてタイヤ作用力を演算する受信演算部３３が接続されている。そして、受信演算部３３は、アップライト１１側の受信アンテナ２９からの検出データを受信可能となっている。また、ホイール１８には、その回転角度位置を検出する位置センサ３４が設けられており、その検出結果が受信演算部３３に入力可能となっている。
【０１００】
従って、タイヤ１９に対して下方から荷重が入力すると、各梁７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄが撓んで変形することから、各歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄは、圧縮応力及び引張応力を検出する。受信演算部３３は、位置センサ３４が検出したタイヤ１９の回転角度位置と、歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄが検出したセンサ出力に基づいて、タイヤ作用力を演算する。
【０１０１】
なお、各歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄが検出した各梁７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄの圧縮応力及び引張応力に基づいてタイヤ作用力を演算する手法については、前述の実施例１と同様であるため、説明は省略する。
【０１０２】
このように実施例６のタイヤ作用力検出装置にあっては、ハブ１３にブレーキロータ１４を介してセンサプレート７１を固定し、このセンサプレート７１にホイール１８を着脱可能に締結する締結部７６を設け、この締結部７６の変形を検出する検出部としての歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄを設けると共に、各歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄが検出した締結部７６の変形に基づいてタイヤ作用力を演算する受信演算部３３とを設けている。
【０１０３】
従って、ハブ１３にホイール１８の着脱用の締結部７６を有するセンサプレート７１を設けるだけでよく、小型軽量化を図ることができると共に、ホイール１８を容易に着脱可能として交換作業性を向上することができ、また、歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄが締結部７６の変形を検出することから、歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄの破損等のおそれもなく、高精度な検出を可能とすることができる。
【０１０４】
また、実施例６のタイヤ作用力検出装置では、締結部７６として、センサプレート７１に、ホイール１８が締結されるホイール締結部７４と、センサプレート７１の取付部７１ａとホイール締結部７４とを連結する連結部７５を設け、この連結部７５に歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄを装着している。従って、ハブ１３にセンサプレート７１を固定し、連結部７５を介してホイール締結部７４を連結し、このホイール締結部７４にホイール１８を着脱可能とすると共に、連結部７５に歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄを装着することで、ホイール１８側を変更することなく、タイヤ作用力検出装置を構成することができ、搭載性を向上することができる。
【０１０５】
また、実施例６のタイヤ作用力検出装置では、連結部７５として、径方向に沿った４つの梁７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄを設け、この各梁７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄの外周面に歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄを周方向に沿って複数装着している。従って、簡単な構成でタイヤ１９に作用する応力を検出することができ、装置の小型軽量化並びに低コスト化を可能とすることができ、また、各梁７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄの長さを長くすることができることから、変形量を十分に確保することで、センサ感度を上げて検出軽度を向上することができる。
【０１０６】
なお、上述した各実施例では、検出部を構成するセンサとして、１６個の歪ゲージ２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄまたは８個の６６ａ〜６６ｈを設けたが、検出するタイヤ作用力の種類、精度、搭載性に応じてその数は適宜設定すればよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
以上のように、本発明に係るタイヤ作用力検出装置は、ハブ側に検出部を設けることで、小型軽量化を図ると共に高精度な検出を可能とするものであり、いずれの種類の車両に用いても好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の実施例１に係るタイヤ作用力検出装置を表す車輪の縦断面図である。
【図２】実施例１のタイヤ作用力検出装置におけるセンサの装着位置を表す図１のII−II断面図である。
【図３】実施例１のタイヤ作用力検出装置における連結部へのセンサの装着状態を表す斜視図である。
【図４】センサによる計測位置に対するセンサ出力を表すグラフである。
【図５】本発明の実施例２に係るタイヤ作用力検出装置を表す車輪の縦断面図である。
【図６】本発明の実施例３に係るタイヤ作用力検出装置を表す車輪の縦断面図である。
【図７】本発明の実施例４に係るタイヤ作用力検出装置を表す車輪の縦断面図である。
【図８】図７のVIII−VIII断面図である。
【図９】本発明の実施例５に係るタイヤ作用力検出装置を表す車輪の縦断面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ断面図である。
【図１１】本発明の実施例６に係るタイヤ作用力検出装置を表す車輪の縦断面図である。
【図１２】図１１のXII−XII断面図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１１  アップライト
１３  ハブ
１４  ブレーキロータ
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ，４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，５３ａ，５３ｂ，５３ｃ，５３ｄ，７３ａ，７３ｂ，７３ｃ，７３ｄ  梁
１７，４２，５４，６４，７４  ホイール締結部
１８  ホイール
１９  タイヤ
２３，４３，５５，７５  連結部
２４，４４，５６，６５，７６  締結部
２５ａ〜２５ｄ，２６ａ〜２６ｄ，２７ａ〜２７ｄ，２８ａ〜２８ｄ，６６ａ〜６６ｈ  歪ゲージ（検出部）
２９  受信アンテナ
３０  送信部
３２  電子制御ユニット
３３  受信演算部
３４  位置センサ
５１，６１，７１  センサプレート
６３  連結筒（連結部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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