(57)【要約】      （修正有）【課題】少ないセンサで内側回転体の外側回転体に対する相対回転角を算出する回転角演算装置を提供する。【解決手段】内側回転軸と外側回転軸が同心に配置され、内側回転軸に直交する面内及び内側回転軸に平行な方向に相対変位可能に負荷に応じて変形する弾性部材によって連結された内側回転体及び外側回転体を有する回転体と、内側回転体または外側回転体と一体的に回転し、該一体的に回転する回転体の回転軸の中心から等しい距離にある周方向の４箇所に設けられた第１及び第２被測定部と、他方の内側回転体又は外側回転体と一体的に回転し、該他方の回転体の回転軸の中心から等しい距離にある周方向の４箇所以上に配置され、周方向と直交する方向に対向する被測定部材の被測定部位までの距離を検出する変位センサと、変位センサにより検出された複数の距離に基づいて、内側回転体と外側回転体との間の相対回転角を算出する演算手段とを具備する。【選択図】図５
2008216014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無負荷で内側回転軸と外側回転軸が同心に配置され、前記内側回転軸に直交する面内及び前記内側回転軸に平行な方向に相対変位可能に負荷に応じて変形する弾性部材によって連結された内側回転体及び外側回転体を有する回転体と、
前記内側回転体及び前記外側回転体のいずれか一方と一体的に回転し、該一体的に回転する回転体の周方向の異なる４個以上の箇所に設けられた第１及び第２被測定部と、
他方の前記内側回転体又は前記外側回転体と一体的に回転し、該他方の回転体の周方向の異なる複数の箇所に配置され、前記周方向と直交する方向に対向する前記第１及び第２被測定部の被測定部位までの距離を検出する４個以上の変位センサと、
前記複数の変位センサにより検出された複数の前記距離に基づいて、前記内側回転体と前記外側回転体との間の相対回転角を算出する演算手段とを具備し、
前記第２被測定部は２個以上であり、前記第２被測定部の前記変位センサにより測定される被測定部位が前記内側回転体の回転軸に平行な方向において、該方向に対して所定角β（β≠０）傾斜しており、
前記演算手段は前記複数の変位センサにより検出された複数の前記距離及び前記所定角βに基づいて前記弾性部材の前記内側回転体の回転軸に平行な方向の変位量を算出することを特徴とする変位量算出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外側回転体の内側回転体に対する相対回転角又は相対変位量を算出する回転角度算出装置又は変位量算出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車輪に用いられるホイールなどの回転体では、その回転体に働く力、例えば、路面の摩擦力による路面に平行なｘ軸方向の力，車両の荷重による路面からの垂直反力による鉛直方向（ｚ軸方向）の力、ｘ及びｚ軸に垂直なｙ軸回りのトルクＭｙ等に基づいて、車両のアンチロックブレーキシステム（ＡＢＳ）やトラクションコントロールシステム（ＴＣＳ）などの車両の旋回挙動を安定化させるビークルスタビリティアシストシステム（ＶＳＡ）などにおいて、車両の制動制御が行われている。
【０００３】
回転体のｘ，ｙ，ｚ軸方向に加わる力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ及びこれらの軸回りに働くトルクＭｘ，Ｍｙ，Ｍｚの推定に係る先行技術としては、以下の特許文献があった。
【０００４】
特許文献１には、リムとホイールディスクの境界部分に接線方向変位センサと垂直方向変位センサをそれぞれ周上に点対称に４箇所設け、４個の接線方向変位センサの出力に基づいて、リムのホイールディスクに対する接線方向の相対変位量αを算出し、４個の垂直方向変位センサの出力に基づいて、リムの軸心のホイールディスクの軸心に対する垂直方向の偏心量Ｄを算出することが記載されている。
【０００５】
特許文献２には、ホイールのリム取り付け枠とハブ取り付け枠との間で十文字状に配置された４本のＴ字型アームのそれぞれを構成する第１及び第２受感ビームのそれぞれに設けられた８個の歪みゲージの出力に基づいて、力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ及びこれらの軸回りに働くトルクＭｘ，Ｍｙ，Ｍｚを推定することが記載されている。
【特許文献１】ＷＯ２００３／００８２４６号公報
【特許文献２】特開２００５−２４９７７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、８個のセンサを用いて、リムのディスクに対する接線方向の相対変位量α及び垂直方向Ｄの偏心量を算出し、これらから、力の接線方向成分及び垂直方向成分を推定していることから、多くのセンサにコストがかかるという問題点があった。また、特許文献１では、リムの軸心がディスクの中心に対してｚ軸方向に変位するがｘ軸方向には変位しないことを前提として、リムのディスクに対する接線方向の相対変位量α及び垂直方向Ｄの偏心量を算出しているが、リムとディスクとの境界に設けられた弾性体がｘ軸方向に変位すると、誤差が生じるという問題点がある。更に、リムとディスクの狭い境界部分に接線方向変位センサと垂直方向変位センサを設けていることから、変位量の検出精度に問題がある。
【０００７】
特許文献２では、少なくとも３本のＴ字型アームのそれぞれを構成する第１及び第２受感ビームのそれぞれに設けられた８個の歪みゲージ、合計、少なくとも４８（３×８×２）個の出力に基づいて、力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ及びこれらの軸回りに働くトルクＭｘ，Ｍｙ，Ｍｚを推定することから、多くのセンサにコストがかかるという問題点があった。更に、Ｆｚ，Ｍｚ以外のＦｘ，Ｆｙ及びＭｘ，Ｍｚについては、角度検出部が検出したホイールの回転角に基づいて補正する必要があり、処理が複雑になるという問題点があった。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、回転補正が不要、且つより少ないセンサで内側回転体の外側回転体に対する相対回転角および相対変位量を算出し、相対回転角及び相対変位量に基づき、力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ，Ｍｙを推定する回転角度及び変位量算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】
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、無負荷で内側回転軸と外側回転軸が同心に配置され、前記内側回転軸に直交する面内及び前記内側回転軸に平行な方向に相対変位可能に負荷に応じて変形する弾性部材によって連結された内側回転体及び外側回転体を有する回転体と、
前記内側回転体及び前記外側回転体のいずれか一方と一体的に回転し、該一体的に回転する回転体の周方向の異なる４個以上の箇所に設けられた第１及び第２被測定部と、他方の前記内側回転体又は前記外側回転体と一体的に回転し、該他方の回転体の周方向の異なる複数の箇所に配置され、前記周方向と直交する方向に対向する前記第１及び第２被測定部の被測定部位までの距離を検出する４個以上の変位センサと、前記複数の変位センサにより検出された複数の前記距離に基づいて、前記内側回転体と前記外側回転体との間の相対回転角を算出する演算手段とを具備し、前記第２被測定部は２個以上であり、前記第２被測定部の前記変位センサにより測定される被測定部位が前記内側回転体の回転軸に平行な方向において、該方向に対して所定角β（β≠０）傾斜しており、前記演算手段は前記複数の変位センサにより検出された複数の前記距離及び前記所定角βに基づいて前記弾性部材の前記内側回転体の回転軸に平行な方向の変位量を算出することを特徴とする変位量算出装置が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載の発明によると、回転体が回転軸回りのトルクや回転体の回転軸に平行な方向に力を受けたときに、該トルクや該力が外側回転体を介して弾性部材に伝達され、弾性部材がトルクや力に応じて変形し、外側回転体が内側回転体に対して相対回転するとともに回転軸に平行な方向に変位する。４個以上の第１及び第２被測定部を一体的に回転する回転体の周方向の異なる箇所に設け、回転体の周方向の異なる複数の箇所に周方向と直交する方向に対向する第１及び第２被測定部の被測定部位までの距離を検出する４個以上の変位センサを設けたので、演算手段は、複数の変位センサが検出した距離に基づいて、相対回転角及び相対変位量を算出することができる。また、第２被測定部の被測定部位が内側回転軸の回転軸に平行な方向において、該回転軸に対して所定角β（β≠０）傾斜しているので、演算手段は、複数の変位センサが検出した距離に基づいて、回転体の回転軸に平行な方向の弾性部材の変位量を算出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
第１実施形態
図１は、本発明の第１実施形態による荷重算出装置１を含むブロック図である。図１に示すように、荷重算出装置１は、変位検出装置２＃ＦＬ，２＃ＦＲ，２＃ＲＬ，２＃ＲＲ及び変位−荷重変換演算手段４を含む。変位検出装置２＃ＦＬは、左前輪について変位を検出する。変位検出装置２＃ＦＲは、右前輪について変位を検出する。変位検出装置２＃ＲＬは、左後輪について変位を検出する。変位検出装置２＃ＲＲは、右後輪について変位を検出する。尚、変位検出手段２は、左前輪、右前輪、左後輪、右後輪の少なくとも１つの車輪について設けられていれば良い。
【００１２】
図２は、図１中の変位検出装置２＃ＦＬ，２＃ＦＲ，２＃ＲＬ，２＃ＲＲのブロック図である。変位検出装置２＃ＦＬ，２＃ＦＲ，２＃ＲＬ，２＃ＲＲは、実質的に同一であることから、変位検出装置を符号２で表わしている。図２に示すように、変位検出装置２は、変位検出手段１０＃１，１０＃２，１１＃１、１１＃２、フィルタ１２＃１，１２＃２，１２＃３，１２＃４及びデータ送信部１４を有する。
【００１３】
図３は車輪側面図である。図４はホイール３２を車軸ハブ３４に取り付けた状態における図３のＡ−Ａ線断面図である。図５はホイール３２を車軸ハブ３４に取り付けた状態における図３のＢ−Ｂ線断面図である。図３乃至図５に示すように、ホイール３２は、ホイールディスク２０、弾性部材２２、リム２４、並びに変位検出装置１０＃１，１０＃２，１１＃１，１１＃２を構成する変位センサ２６＃１，２６＃２，２７＃１，２７＃２及び被測定部（被測定部材）２８＃１，２８＃２，２９＃１，２９＃２を有する。
【００１４】
ホイールディスク（内側回転体）２０は、ホイール３２の中心に配置され、車軸ハブ３４、ブレーキディスク４０及びホイールディスク２０のそれぞれに設けられた貫通穴にスタッドボルト３８を貫通し、ホイールナット３６で締結することより、ホイールディスク２０及びブレーキディスク４０が車軸４２と一体回転する車軸ハブ３４に取り付けられる。
【００１５】
ホイールディスク２０は、車軸ハブ３４の中心軸を回転軸（内側回転軸）として回転可能であるが、車軸ハブ３４に固定されていることから、路面に平行なｘ軸、車軸４２の回転軸（ｙ軸）、ｘ軸及びｙ軸に垂直なｚ軸方向への移動が規制されている。ホイールディスク２０は、例えば、アルミニウム合金を素材とする鋳造成形品である。
【００１６】
リム（外側回転体）２４は、ホイールディスク２０の外周側に配置され、タイヤ３０が装着されて、該タイヤ３０を支承するものであり、無負荷状態では、その回転軸（外側回転軸）がホイールディスク２０の回転軸と同心にある。その形状はリング状である。リム２４は、例えば、アルミニウム合金を素材とする鋳造成形品である。
【００１７】
弾性部材２２は、ホイールディスク２０とリム２４との間に配置され、ホイールディスク２０とリム２４とを連結し、タイヤ３０よりリム２４を通して伝達される、ｘ軸，ｙ軸，ｚ軸方向の力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ及びｙ軸回りのトルクＭｙの大きさ及び力の方向に応じて変形するものである。
【００１８】
力Ｆｘは、ブレーキ力などに起因する路面からのタイヤ３０への路面に水平な方向の摩擦力によるものであり、タイヤ３０からリム２４を通して弾性部材２２に伝達される。力（荷重）Ｆｚは、車体からの荷重の路面からの反作用によるものであり、路面からタイヤ３０及びリム２４を通して弾性部材２２に伝達される。力Ｆｙは、右折や左折等の車体の非直線運動によるｙ軸方向に働く力であり、タイヤ３０からリム２４を通して弾性部材２２に伝達される。トルクＭｙは、力Ｆｘによるリム２４の中心Ｐ２回りのモーメントがタイヤ３０及びリム２４を通して弾性部材２２に伝達される。
【００１９】
即ち、弾性部材２２は、力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚに応じて、ｘ軸方向，ｙ軸方向，ｚ軸方向に伸長／収縮（変形）し、また、ｙ軸に平行な軸回りのトルクＭｙにより、リム２４の回転とともに、弾性部材２２の各点とリム２４の回転中心Ｐ２とを結ぶ直線に直角方向（周方向）に伸長するものであり、例えば、リングゴムやリング状にホイールディスク２０の半径方向に重ねて形成された板ばねなどからなる。力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚの伝達経路は、タイヤ３０→リム２４→弾性部材２２→ホイールディスク２０→スタッドボルト４４→車軸ハブ３４→車軸４２となる。
【００２０】
弾性部材２２は、ホイールディスク２０及びリム２４に、弾性ゴムの場合は加硫接着等により、板ばねの場合は溶接等により固定されている。弾性部材２２は、力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ及びトルクＭｙに応じてホイールディスク２０に対して相対変位することにより、その相対変位量により、力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ及びトルクＭｙを推定するためのものである。形状は、リング形状である。尚、弾性部材２２は、ホイールディスク２０及びリム２４を両者が接触しない程度の弾性を有しつつ両者を連結していればよく、その具体的形状は任意に定めてよい。
【００２１】
リム２４は、弾性部材２２が力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚに応じてｘ軸、ｙ軸、ｚ軸方向に変位及びトルクＭｙに応じてリム２４の中心Ｐ２を中心とする円の円周方向に変位することにより、ホイールディスク２０に対してｘ軸，ｙ軸，ｚ軸方向に相対移動するとともに、ホイールディスク２０に対して相対回転する。
【００２２】
変位センサ２６＃１，２６＃２，２７＃１，２７＃２は、被測定部材２８＃１，２８＃２，２９＃１，２９＃２までの距離Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４を測定し、その距離に応じた電気信号を出力するものであり、例えば、渦電流式、静電容量式、レーザ式などの非接触式の変位センサや、リニアポテンショメータなどの接触式の変位センサである。
【００２３】
図６は、車輪に負荷がかかっていない（無負荷）状態における車軸４２に垂直なｘ軸及びｚ軸を含む平面上に位置する変位センサ２６＃１，２６＃２，２７＃１，２７＃２並びに被測定部材２８＃１，２８＃２，２９＃１，２９＃２の配置を示す図である。本実施形態では、変位センサ２６＃１，２６＃２，２７＃１，２７＃２は、同一平面上にある例を示しているが、必ずしも、同一平面上にある必要はない。
【００２４】
変位センサ２６＃１，２６＃２は、ホイールディスク２０の回転軸中心から一定距離ｒ離間し、例えば、中心Ｐ１から距離ｒ離間した周上（例えば、ホイールディスク２０の外周上）の中心Ｐ１について１８０°軸対称に、距離測定方向がホイールディスク２０の中心Ｐ１からリム２４側に向かう半径方向となるように配置されている。
【００２５】
変位センサ２７＃１，２７＃２は、ホイールディスク２０の回転軸中心から一定距離ｒ離間し、例えば、中心Ｐ１から距離ｒ離間した周上（例えば、ホイールディスク２０の外周上）の中心Ｐ１について１８０°軸対称に、距離測定方向がホイールディスク２０の中心Ｐ１からリム２４側に向かう方向となるように配置されている。ｘ軸，ｚ軸は静止座標系である。図６では、被測定部材２８＃１，２８＃２，２９＃１，２９＃２は、被測定面２８ａ＃１，２８ａ＃２，２９ａ＃１，２９ａ＃２のみが記載されている。尚、本実施形態では、変位センサ２６＃１，２６＃２，２７＃１，２７＃２はホイールディスク２０の回転軸中心Ｐ１から等距離ｒ離間した位置に配置した例を示したがこれに限定されない。
【００２６】
尚、変位センサ２６＃１，２６＃２，２７＃１，２７＃２は、リム２４の回転軸から一定距離Ｒ離間、例えば、中心Ｐ２から距離Ｒの周上（例えば、リム２４の内周上）に、距離測定方向が無負荷状態で回転軸、例えば、中心Ｐ１を向かう方向に配置しても良い。
【００２７】
被測定部材２８＃１，２８＃２，２９＃１，２９＃２は、リム２４に取り付けられ、変位センサ２６＃１，２６＃２，２７＃１，２７＃２の測定方向の対向面が被測定面２８ａ＃１，２８ａ＃２，２９ａ＃１，２９ａ＃２であり、リム２４と一体的に変位する。被測定部材２８＃１，２８＃２，２９＃１，２９＃２の材質は、変位センサ２６＃１，２６＃２，２７＃１，２７＃２が距離Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４を検出できるものであれば良い。
【００２８】
被測定部材２８＃１，２８＃２，２９＃１，２９＃２には、リム２４やホイールディスク２０の一部を加工して形成したものも含まれる。形状は、被測定面２８ａ＃１，２８ａ＃２，２９ａ＃１，２９ａ＃２が以下のものであれば、それ以外については、問わない。
【００２９】
被測定部材２８＃１，２８＃２，２９＃１，２９＃２は、無負荷状態でホイールディスク２０の中心Ｐ１と変位センサ２６＃１，２６＃２，２７＃１，２７＃２により測定される被測定面２８ａ＃１，２８ａ＃２，２９ａ＃１，２９ａ＃２上の測定点Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４とを結ぶ直線Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４がホイールディスク２０の中心Ｐ１から被測定面２８ａ＃１，２８ａ＃２，２９ａ＃１，２９ａ＃２への垂線の足Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４への垂線Ｌ１’，Ｌ２’，Ｌ３’，Ｌ４’に対して所定角度α（α＞０）だけ一定方向にずれている。更に、被測定面２９ａ＃１，２９ａ＃２は、車軸４２（ｙ軸）に平行な方向において、ｙ軸に対して、所定角度β（β≠０）だけ一定方向にずれている。
【００３０】
被測定面２８ａ＃１，２８ａ＃２，２９ａ＃１，２９ａ＃２は、例えば、単一平面である。図７（ａ）は被測定部材（第１被測定部材）２８＃１，２８＃２の一例を示す図である。被測定部材２８＃１，２８＃２は、例えば、取り付けや製作が容易であることの観点から、対角線と底辺のなす角度がαである直方体を２本の対角線を通る平面で２分割し、その斜面が被測定面２８ａ＃１，２８ａ＃２となり、点Ｓ１，Ｓ２が無負荷状態で変位センサ２６＃１，２６＃２の観測点となり、底面２８ｂ＃１，２８ｂ＃２の各辺が半径方向に垂直となるように、例えば、底面２８ｂ＃１，２８ｂ＃２をリム２４に取り付ける。
【００３１】
図７（ｂ）は被測定部材（第２被測定部材）２９＃１，２９＃２の一例を示す図である。被測定部材２９＃１，２９＃２は、図７（ｂ）に示すように、被測定部材２８＃１，２８＃２と同一形状の部材を形成する被測定面２８ａ＃１，２８ａ＃２に対応する斜面上に対角線と底辺のなす角度がβである直方体の２本の対角線を含む平面で２分割された立体の底面が位置し、且つ角度αの傾斜面と角度βの傾斜面の傾斜方向が直交する部材である。角度βの傾斜面が被測定面２９ａ＃１，２９ａ＃２となり、点Ｓ３，Ｓ４が無負荷状態での変位センサ２９＃１，２９＃２の観測点となり、底面２９ｂ＃１，２９ｂ＃２の各辺が半径方向に垂直となるように、例えば、底面２９ｂ＃１，２９ｂ＃２をリム２４に取り付ける。
【００３２】
尚、変位センサ２６＃１，２６＃２，２７＃１，２７＃２をリム２４に設ける場合は、被測定部材２８＃１，２８＃２，２９＃１，２９＃２をホイールディスク２０の回転軸の中心から距離ｒ離間し、距離測定方向がリム２４の回転軸方向となるように配置する。また、被測定面２８ａ＃１，２８ａ＃２，２９ａ＃１，２９ａ＃２は、変位センサ２６＃１，２６＃２，２７＃１，２７＃２の距離測定方向が中心Ｐ２から被測定面２８ａ＃１，２８ａ＃２，２９ａ＃１，２９＃２への法線に対して所定角度α（α＞０）だけ一定方向にずれるように配置する。更に、被測定面２９ａ＃１，２９ａ＃２がｙ軸に平行な方向において、ｙ軸に対して角度β（β≠０）傾いているものとする。
【００３３】
図８（ａ）は、図７に示す被測定部材２８＃１，２８＃２，２９＃１，２９＃２を用いたときの、無負荷状態でのｘ軸及びｚ軸を含む平面上に位置する変位センサ２６＃１，２６＃２，２７＃１，２７＃２並びに被測定部材２８＃１，２８＃２，２９＃１，２９＃２の配置例を示す図である。図８（ｂ）はＣ−Ｃ線断面図であり、縦方向がホイールディスク２０の半径方向、横軸がｙ軸に平行な方向である。このように、図７に示す被測定部材２８＃１，２８＃２，２９＃１，２９＃２をリム２４に対して底面２８ｂ＃１，２８ｂ＃２，２９ｂ＃１，２９ｂ＃１を上述のように取り付けることにより、上記傾斜角α，βを容易に構成できる。
【００３４】
図２中のフィルタ１２＃１，１２＃２，１２＃３，１２＃４は、変位検出手段１０＃１，１０＃２，１１＃１，１１＃２の各変位センサ２６＃１，２６＃２，２７＃１，２７＃２から出力される距離Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４を示す電気信号から高周波成分を削除し、ノイズをカットする。データ送信部１４は、フィルタ１２＃１，１２＃２，１２＃３，１２＃４から出力される電気信号を無線などにより変位−荷重変換演算手段４に送信する。
【００３５】
図１中の変位−荷重変換演算手段４は、各変位検出装置２＃ＦＬ，２＃ＦＲ，２＃ＲＬ，２＃ＲＲより送信された距離Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４から後で詳述するように、リム２４のホイールディスク２０に対する相対回転角θ及びｙ軸方向のリム２４の変位量ｃを算出（演算手段）し、相対回転角θから力Ｆｘ，Ｆｚ，トルクＭｙ、変位量ｃから力Ｆｙを算出して、ＶＳＡシステム６に出力する。変位−荷重変換演算手段４は、例えば、ＣＰＵやメモリなどを有するＥＣＵ（エレクトリック  コントロール  ユニット）上を動作するプログラムにより構成する。
【００３６】
ＶＳＡシステム６は、変位−荷重変換演算手段４より出力された車輪ＷＦＬ，ＷＦＲ，ＷＲＬ，ＷＲＲについての、力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ及びトルクＭｙ、並びに図示しない横加速度センサ、前後加速度センサ、ヨーレートセンサ及びピッチレートセンサなどの出力に基づいて、ＡＢＳ制御及びＴＣＳ制御などのＶＳＡ制御を行う。
【００３７】
図９乃至図１３は変位−荷重変換演算手段４の動作説明図であり、ホイール３２が車軸ハブ３４に取り付けられて、矢印Ａの方向に回転しながら路面を運動している状態を示している。図９乃至図１３中のｘ軸，ｚ軸は図６と同様である。ここでは、例えば、運転者がブレーキペダルを踏み込むことにより、路面からタイヤ３０を通してリム２４に力Ｆｘが加えられたものとする。
【００３８】
ブレーキペダルが踏み込まれると、ブレーキペダルからの液圧に基づき車軸ハブ３４と一体回転するブレーキディスク４０にブレーキ力が作用し、タイヤ３０と路面との間の摩擦力により、タイヤ３０を通してリム２４に力Ｆｘが加えられる。力Ｆｘがリム２４から弾性部材２２に伝達されて、弾性部材２２がｘ軸方向に伸縮する。その結果、リム２４の中心Ｐ２はｘ軸方向に変位量ａだけホイールディスク２０の中心Ｐ１に対して変位するともに、力Ｆｘにより回転体としてのリム２４に作用するトルクＭｙにより、リム２４が回転角θだけホイールディスク２０に対して相対回転する。
【００３９】
一方、車両からの荷重よる路面からのタイヤ３０への垂直反力Ｆｚにより、リム２４がｚ軸方向に力Ｆｚを受け、弾性部材２２がｚ軸方向に伸縮し、リム２４がｚ軸方向に変位量ｂだけ変位する。これにより、リム２４の中心Ｐ２の座標は（ａ，ｂ）となる。
【００４０】
また、ブレーキペダルを踏み込みながらの左折や右折の車体の非直線運動により、タイヤ３０に横力が加えられることにより車軸４２に平行な方向に力Ｆｙがかかり、リム２４がｙ軸方向に力Ｆｙを受け、弾性部材２２がｙ軸方向に伸縮し、リム２４がｙ軸方向に変位量ｃだけ変位する。
【００４１】
変位センサ２６＃１，２６＃２，２７＃１，２７＃２は、点Ｐ１を中心として、ホイールディスク２０と一体回転することから、観測時点において、変位センサ２６＃１は、ｘ軸からφ反時計回りに回転しているものとする。ｘ軸，ｚ軸を（ａ，ｂ）平行移動した軸をｘ’軸，ｚ’軸とする。リム２４の中心Ｐ２（ａ，ｂ）から被測定面２８ａ＃１への被測定面２８ａ＃１に対する垂線の足をＱ１とする。
【００４２】
点Ｐ２と点Ｑ１の距離はＲである。点Ｐ２を中心に点Ｐ２と点Ｑ１を結ぶ直線（以下、直線Ｐ２Ｑ１）を角度α回転した直線と被測定面２８ａ＃１との交点をＳ１、点Ｐ２を中心に直線Ｐ２Ｑ１を角度（θ＋α）回転した直線と被測定面２８ａ＃１との交点をＴ１とする。また、変位センサ２６＃１による被測定面２８ａ＃１の観測点をＵ１とする。変位センサ２６＃１の距離測定方向は、ホイールディスク２０の中心Ｐ１からの被測定面２８ａへの法線に対して、αずれて配置されていること、リム２４がホイールディスク２０に対してθだけ相対回転していることから、直線Ｐ２Ｔ１は、直線Ｐ１Ｕ１と平行になる。
【００４３】
図１１中のＢ部拡大図である図１２に示すように、点Ｐ２から直線Ｐ１Ｕ１への垂線の足をＶ１とする。直線Ｔ１Ｕ１を点Ｔ１が点Ｐ２に一致するように平行移動した直線と直線Ｐ１Ｕ１との交点をＷ１とする。点Ｐ２と点Ｖ１の距離は、（ｂｃｏｓφ−ａｓｉｎφ）となる。角Ｗ１Ｐ２Ｖ１が（θ＋α）、Ｐ２とＶ１の距離が（ｂｃｏｓφ−ａｓｉｎφ）であることから、Ｖ１とＷ１の距離は（（ｂｃｏｓφ−ａｓｉｎφ）ｔａｎ（θ＋α））となる。
【００４４】
座標（ａ，０）からの直線Ｐ１Ｖ１への垂線の足と点Ｐ１の距離が（ａｃｏｓφ）であり、座標（ａ，０）から直線Ｐ２Ｖ１の距離が（ｂｓｉｎφ）であることから、Ｐ１とＶ１の距離は（ａｃｏｓφ＋ｂｓｉｎφ）となる。
【００４５】
Ｐ１とＷ１の距離は、（Ｐ１とＶ１の距離）＋（Ｖ１とＷ１の距離）であることから、（ａｃｏｓφ＋ｂｓｉｎφ＋（ｂｃｏｓφ−ａｓｉｎφ）ｔａｎ（θ＋α））となる。
【００４６】
一方、点Ｐ２から被測定面２８ａ＃１までの距離はＲであること、角度Ｔ１Ｐ２Ｑ１は（θ＋α）であることから、Ｐ２とＴ１の距離はＲ／ｃｏｓ（θ＋α）となる。四角形Ｐ２Ｗ１Ｕ１Ｔ１は平行四辺形であることから、Ｗ１とＵ１の距離＝Ｐ２とＴ１の距離＝Ｒ／ｃｏｓ（θ＋α）となる。
【００４７】
Ｐ１とＵ１の距離＝Ｐ１とＷ１の距離＋Ｗ１とＵ１の距離＝（ａｃｏｓφ＋ｂｓｉｎφ）＋（ｂｃｏｓφ−ａｓｉｎφ）ｔａｎ（θ＋α）＋Ｒ／ｃｏｓ（θ＋α）となる。一方、変位センサ２６＃１の観測点は点Ｐ１から半径ｒの位置に取り付けられていることから、Ｐ１とＵ１の距離＝Ｄ１＋ｒとなる。
【００４８】
よって、次式（１）が成り立つ。
【００４９】
Ｄ１＝Ｒ／ｃｏｓ（θ＋α）−ｒ＋（ａｃｏｓφ＋ｂｓｉｎφ）＋（ｂｃｏｓφ−ａｓｉｎφ）ｔａｎ（θ＋α）                                        ・・・  （１）
Ｄ２については、式（１）において、変位センサ２６＃２が変位センサ２６＃１に対してπずれて配置されていることから、φに（φ＋π）を代入すると、式（２）が成り立つ。
【００５０】
Ｄ２＝Ｒ／ｃｏｓ（θ＋α）−ｒ＋{（ａｃｏｓ（φ＋π）＋ｂｓｉｎ（φ＋π））＋（ｂｃｏｓ（φ＋π）−ａｓｉｎ（φ＋π））ｔａｎ（θ＋α）}
＝Ｒ／ｃｏｓ（θ＋α）−ｒ−{（ａｃｏｓφ＋ｂｓｉｎφ）＋（ｂｃｏｓφ−ａｓｉｎφ）ｔａｎ（θ＋α）}
・・・  （２）
尚、被測定面２８ａ＃１，２８ａ＃２は、ｙ軸に平行であるので、距離Ｄ１，Ｄ２は、リム２４の回転角θによって決まり、リム２４がｙ軸方向に移動しても変化しない。
【００５１】
一方、図１３（ａ）に示すように、力Ｆｙ＝０である場合は、リム２４がｙ軸方向に移動することがないので、距離Ｄ３，Ｄ４は、変位センサ２７＃１，２７＃２が変位センサ２６＃１に対してπ／２，３π／２ずれて配置されていることから、式（１）のφに（φ＋π／２），（φ＋３π／２）をそれぞれ代入すると、式（３），（４）が成り立つ。
【００５２】
Ｄ３＝Ｒ／ｃｏｓ（θ＋α）−ｒ＋{（ａｃｏｓ（φ＋π／２）＋ｂｓｉｎ（φ＋π／２））＋（ｂｃｏｓ（φ＋π／２）−ａｓｉｎ（φ＋π／２））ｔａｎ（θ＋α）}
＝Ｒ／ｃｏｓ（θ＋α）−ｒ＋{（ｂｃｏｓφ−ａｓｉｎφ）−（ａｃｏｓφ＋ｂｓｉｎφ）ｔａｎ（θ＋α）}
・・・  （３）
Ｄ４＝Ｒ／ｃｏｓ（θ＋α）−ｒ＋{（ａｃｏｓ（φ＋３π／２）＋ｂｓｉｎ（φ＋３π／２））＋（ｂｃｏｓ（φ＋３π／２）−ａｓｉｎ（φ＋３π／２））ｔａｎ（θ＋α）}
＝Ｒ／ｃｏｓ（θ＋α）−ｒ−{（ｂｃｏｓφ−ａｓｉｎφ）−（ａｃｏｓφ＋ｂｓｉｎφ）ｔａｎ（θ＋α）}
・・・  （４）
また、力Ｆｙ≠０であるとき、弾性部材２２が車軸４２に平行に力Ｆｙに応じて変位することにより、リム２４は車軸４２に平行にｃ移動する。例えば、図１３（ｂ）に示すように、車軸４２の内側からタイヤ３０の外側に力Ｆｙがタイヤ３０を通してリム２４に加えられることにより、被測定面２９ａ＃１，２９ａ＃２が車軸４２と平行な方向にｃ移動する。ここで、被測定面２９ａ＃１，２９ａ＃２の車体の外側方向への移動を正、内側方向への移動を負とする。
【００５３】
被測定面２９ａ＃１，２９ａ＃２が車軸４２に平行な方向に対して、角度β傾いていることから、図１３（ｃ）に示すように、図１３（ａ）に示すＦｙ＝０の場合に比べて、距離Ｄ３，Ｄ４はｃｔａｎβだけ増加する。よって、距離Ｄ３，Ｄ４は、式（３），（４）にｃｔａｎβを加えると良いことから、式（５），（６）が成り立つ。
【００５４】
Ｄ３＝Ｒ／ｃｏｓ（θ＋α）−ｒ＋{（ｂｃｏｓφ−ａｓｉｎφ）−（ａｃｏｓφ＋ｂｓｉｎφ）ｔａｎ（θ＋α）}＋ｃｔａｎβ
・・・  （５）
Ｄ４＝Ｒ／ｃｏｓ（θ＋α）−ｒ−{（ｂｃｏｓφ−ａｓｉｎφ）−（ａｃｏｓφ＋ｂｓｉｎφ）ｔａｎ（θ＋α）}＋ｃｔａｎβ
・・・  （６）
式（１），（２）を加えると、式（７）が成り立つ。
【００５５】
Ｄ１＋Ｄ２＝２{Ｒ／ｃｏｓ（θ＋α）−ｒ}                      ・・・  （７）
式（７）から式（８）が成り立つ。
【００５６】
ｃｏｓ（θ＋α）＝２Ｒ／{２ｒ＋（Ｄ１＋Ｄ２）}                ・・・  （８）
ここで、α，Ｒ，ｒは既知であることから、式（８）より、α，Ｒ，ｒ及び測定値Ｄ１，Ｄ２より、ホイール３２の回転角φに依存することなく回転角θを算出できる。
【００５７】
式（１），（２）のように、ａとｂはホイール３２の回転角度φに依存していることから、このままだと、ホイール回転角φを検出する角度検知センサが必要となる。しかし、Ｆｘ＝Ｋa×ａ（Ｋaは弾性部材２２のｘ軸方向の伸びと力Ｆｘにより決まる定数）、Ｍｙ＝Ｋθ×θ（Ｋθは弾性部材２２のリム２４の中心Ｐ２を中心とする円周方向の伸びとトルクＭｙにより決まる定数）という関係と、Ｍｙ＝Ｆｘ×Ｒ0（Ｒ0：回転体の動半径）という関係があるため、回転体の動半径が既知Ｒ0であれば、
ａ＝Ｆｘ／Ｋa＝Ｍｙ／（Ｋa×Ｒ0）＝Ｋθ×θ／（Ｋa×Ｒ0）    ・・・  （９）
より、ａを求めることができる。
【００５８】
また、式（１），（２），（５），（６）より、次式（１０）が成り立つ。
【００５９】
ｃ＝{Ｄ３＋Ｄ４−（Ｄ１＋Ｄ２）}／２ｔａｎβ                ・・・  (10)
よって、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，βより、ｃが算出される。
【００６０】
Ｘxi＝Ｄｉ＋ｒ−Ｒ／ｃｏｓ（θ＋α）（ｉ＝１，２）、Ｘyi＝Ｄｉ＋ｒ−Ｒ／ｃｏｓ（θ＋α）−ｃｔａｎβ（ｉ＝３，４）とおくと、次式（１１），（１２），（１３），（１４）が成り立つ。
【００６１】
Ｘx1＝（ａ2＋ｂ2）1/2ｓｉｎ（Ａ＋φ＋θ＋α）／ｃｏｓ（θ＋α）  ・・・  (11)
Ｘx2＝−（ａ2＋ｂ2）1/2ｓｉｎ（Ａ＋φ＋θ＋α）／ｃｏｓ（θ＋α）・・・  (12)
Ｘy3＝（ａ2＋ｂ2）1/2ｃｏｓ（Ａ＋φ＋θ＋α）／ｃｏｓ（θ＋α）  ・・・  (13)
Ｘy4＝−（ａ2＋ｂ2）1/2ｃｏｓ（Ａ＋φ＋θ＋α）／ｃｏｓ（θ＋α）・・・（14）
但し、ｔａｎＡ＝ａ／ｂである。
【００６２】
式（１１）〜（１４）より、式（１５）が成り立つ。
【００６３】
−（Ｘx12＋Ｘy32）＝Ｘx1Ｘx2＋Ｘy3Ｘy4＝−（ａ2＋ｂ2）／ｃｏｓ2（θ＋α）
・・・  （15）
式（１５）より、式（１６）が得られる。
【００６４】
ａ2＋ｂ2＝−（Ｘx1Ｘx2＋Ｘy3Ｘy4）ｃｏｓ2（θ＋α）            ・・・  (16)
式（８）より、ｃｏｓ（θ＋α）が得られており、式（９）よりａが得られていることから、式（１６）より、式（１７）に示すｂが求められる。
【００６５】
ｂ＝{−（Ｘx1Ｘx2＋Ｘy3Ｘy4）ｃｏｓ2（θ＋α）−ａ2}1/2         ・・・  (17）
ａ，θ，α，Ｘx1，Ｘx2，Ｘy3，Ｘy4を式（１７）に代入して、ｂを算出する。
【００６６】
演算に使用する動半径Ｒ0は一定値を用いても良いし、ホイールディスク２０の回転速度や荷重Ｆｚによって補正された値を用いても良い。
【００６７】
変位−荷重変換演算手段４は、車輪ＷＦＬ，ＷＦＲ，ＷＲＬ，ＷＲＲについての変位量ａ，ｂ，ｃ，相対回転角度θ及び次式（１８），（１９），（２０），（２１）より、車輪ＷＦＬ，ＷＦＲ，ＷＲＬ，ＷＲＲについてのＦｘ，Ｆｚ，Ｆｙ，Ｍｙを算出する。
【００６８】
Ｆｘ＝Ｋa×ａ                                              ・・・  (18)
Ｆｚ＝Ｋb×ｂ                                              ・・・  (19)
Ｆｙ＝Ｋc×ｃ                                              ・・・  (20)
Ｍｙ＝Ｋθ×θ                                              ・・・  (21)
但し、Ｋbは弾性部材２２のｚ軸方向の弾性力に基づく値であり、Ｋcは弾性部材２２のｙ軸方向の弾性力に基づく値である。
【００６９】
以上説明したように、本実施形態によれば、１８０°軸対称に２箇所に配置された変位センサ２６＃１，２６＃２により、車軸４２に平行な被測定面２８ａ＃１，２８ａ＃２までの距離Ｄ１，Ｄ２を測定することにより、リム２４のホイールディスク２０に対する相対回転角θを算出することができる。相対回転角θよりａを算出することができる。
【００７０】
１８０°軸対称に２箇所に配置された変位センサ２７＃１，２７＃２により、ｙ軸に平行な方向に対して、角度β傾斜する被測定面２９ａ＃１，２９＃２までの距離Ｄ３，Ｄ４を測定し、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，βからリム２４のｙ軸方向のずれｃを算出することができる。
【００７１】
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，ｒ，Ｒ，θ，α，ｃ，βよりｂを算出することができる。ａ，ｂ，ｃ，θより、Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚ，Ｍｙを求めることができる。
【００７２】
ａとθと間には、回転体の動半径Ｒ0を介して相関があるため、ホイールディスク２０の回転角φを検出しなくても、力Ｆｘ，Ｆｚを算出することができる。尚、力Ｆｘの推定精度を向上させるために、ホイールディスク２０の回転角φを検出するホイール回転角度検知センサを設けて、回転角φを式（１），（２）に代入して、ａ，ｂを算出することにより、力Ｆｘ，Ｆｚを算出しても良い。
【００７３】
第２実施形態
図１４は本発明の第２実施形態による変位センサ及び被測定部材の配置例を示す図である。変位センサ２６＃ｉ（ｉ＝１，２）は、ホイールディスク２０の半径方向に対向して配置される被測定面が第１実施形態と同様に角度α傾斜、β＝０である被測定面までの距離Ｄ１，Ｄ２を計測するものである。変位センサ２７＃ｉ（ｉ＝１，２）は、ホイールディスク２０の半径方向に対向して配置される被測定面が第１実施形態と同様に角度α傾斜、β（≠０）である被測定面までの距離Ｄ３，Ｄ４を計測するものである。
【００７４】
以下、α傾斜，β＝０である被測定部材をα斜板と呼ぶ。α傾斜，β（≠０）である被測定部材をα−β斜板と呼ぶ。図１４（ａ）は第１実施形態と同様にα斜板の距離を計測する変位センサ２６＃１，２６＃２及びα−β斜板の距離を計測する変位センサ２７＃１，２７＃２をそれぞれ１８０°軸対称に２箇所配置し、且つ変位センサ２７＃１を変位センサ２６＃１に対して９０°ずらして配置したものである。
【００７５】
一方、図１４（ｂ）はα−β斜板とα斜板との位置関係に制限を設けていない変位センサ２６＃１，２６＃２，２７＃１，２７＃２の配置を示す図である。即ち、変位センサ２６＃１，２６＃２及び２７＃１，２７＃２はそれぞれ１８０°軸対称に配置されているが、変位センサ２７＃１，２７＃２の位置は変位センサ２６＃１，２６＃２により制限されておらず、変位センサ２７＃１とホイールディスク２０の中心Ｐ１を結ぶ直線と変位センサ２６＃１とホイールディスク２０の中心Ｐ１を結ぶ直線のなす角度ξ（０＜ξ＜π）は任意である。但し、ξが０°付近になるような配置は望ましくない。
【００７６】
距離Ｄ１，Ｄ２については、式（１），（２）が成り立つことから、式（８）より回転角度θが求まる。回転角度θからａが算出される。一方、距離Ｄ３，Ｄ４については、変位センサ２７＃１，２７＃２が変位センサ２６＃１に対して、ξ，ξ＋πずれて配置されていることから、φに（φ＋ξ），（φ＋ξ＋π）を代入すると、次式（２２），（２３）が成り立つ。
【００７７】
Ｄ３＝Ｒ／ｃｏｓ（θ＋α）−ｒ＋{（ａｃｏｓ（φ＋ξ）＋ｂｓｉｎ（φ＋ξ））＋（ｂｃｏｓ（φ＋ξ）−ａｓｉｎ（φ＋ξ））ｔａｎ（θ＋α）}＋ｃｔａｎβ
・・・  （22）
Ｄ４＝Ｒ／ｃｏｓ（θ＋α）−ｒ＋{（ａｃｏｓ（φ＋ξ＋π）＋ｂｓｉｎ（φ＋ξ＋π））＋（ｂｃｏｓ（φ＋ξ＋π）−ａｓｉｎ（φ＋ξ＋π））ｔａｎ（θ＋α）}＋ｃｔａｎβ
＝Ｒ／ｃｏｓ（θ＋α）−ｒ−{（ａｃｏｓ（φ＋ξ）＋ｂｓｉｎ（φ＋ξ））＋（ｂｃｏｓ（φ＋ξ）−ａｓｉｎ（φ＋ξ））ｔａｎ（θ＋α）}＋ｃｔａｎβ
・・・  （23）
Ｄ１〜Ｄ４より、式（２４）が成り立つ。
【００７８】
ｃ＝{Ｄ３＋Ｄ４−（Ｄ１＋Ｄ２）}／２ｔａｎβ                  ・・・  (24)
よって、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，βより、ｃが算出される。
【００７９】
Ｘxi＝Ｄｉ＋ｒ−Ｒ／ｃｏｓ（θ＋α）（ｉ＝１，２）、Ｘyi＝Ｄｉ＋ｒ−Ｒ／ｃｏｓ（θ＋α）−ｃｔａｎβ（ｉ＝３，４）とおくと、次式（２５），（２６），（２７），（２８）が成り立つ。
【００８０】
Ｘx1＝（ａ2＋ｂ2）1/2ｓｉｎ（Ａ＋φ＋θ＋α）／ｃｏｓ（θ＋α）  ・・・  (25)
Ｘx2＝−（ａ2＋ｂ2）1/2ｓｉｎ（Ａ＋φ＋θ＋α）／ｃｏｓ（θ＋α）・・・  (26)
Ｘy3＝（ａ2＋ｂ2）1/2ｓｉｎ（Ａ＋φ＋θ＋α＋ξ）／ｃｏｓ（θ＋α）
・・・  (27)
Ｘy4＝−（ａ2＋ｂ2）1/2ｓｉｎ（Ａ＋φ＋θ＋α＋ξ）／ｃｏｓ（θ＋α）
・・・  （28）
但し、ｔａｎＡ＝ａ／ｂである。
【００８１】
式（２５），（２７）より、式（２９）が成り立つ。
【００８２】
ａ2＋ｂ2＝（Ｘx12−２Ｘx1Ｘy3ｃｏｓξ＋Ｘy32）ｃｏｓ2（θ＋α）／ｓｉｎξ
・・・  (29)
θ、α及びξは既知であるため、式（２９）より、ａ2＋ｂ2が算出され、ａが算出されていることから、ｂが算出される。
【００８３】
以上説明した本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果がある。
【００８４】
第３実施形態
図１５は本発明の第３実施形態による変位センサ及び被測定部材の配置例を示す図である。変位センサ２６＃ｉ（ｉ＝１〜３）は、ホイールディスク２０の半径方向に対向して配置される被測定面が第１実施形態と同様にα傾斜板の被測定面までの距離Ｄｉ（ｉ＝１〜３）を計測するものである。変位センサ２７＃ｉ（ｉ＝１，２）は、ホイールディスク２０の半径方向に対向して配置される被測定面がα−β傾斜板の被測定面までの距離Ｄ４，Ｄ５を計測するものである。変位センサ２６＃ｉ（ｉ＝１〜３）はホイールディスク２０の中心Ｐ１から等距離ｒにあり、周方向に等角度間隔に３箇所以上、例えば、１２０°間隔に３個設けられている。変位センサ２７＃１，２７＃２は、１８０°軸対称に２箇所配置されている。
【００８５】
変位センサ２６＃ｉ（ｉ＝１〜３）が１２０°間隔に配置されていることから、距離Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３について、式（３０）〜（３２）が成り立つ。
【００８６】
Ｄ１＝Ｒ／ｃｏｓ（θ＋α）−ｒ＋（ａｃｏｓφ＋ｂｓｉｎφ）＋（ｂｃｏｓφ−ａｓｉｎφ）ｔａｎ（θ＋α）                                          ・・・  (30)
Ｄ２＝Ｒ／ｃｏｓ（θ＋α）−ｒ＋{（ａｃｏｓ（φ＋２π／３）＋ｂｓｉｎ（φ＋２π／３））＋（ｂｃｏｓ（φ＋２π／３）−ａｓｉｎ（φ＋２π／３））ｔａｎ（θ＋α）}  
・・・  (31)
Ｄ３＝Ｒ／ｃｏｓ（θ＋α）−ｒ＋{（ａｃｏｓ（φ＋４π／３）＋ｂｓｉｎ（φ＋４π／３））＋（ｂｃｏｓ（φ＋４π／３）−ａｓｉｎ（φ＋４π／３））ｔａｎ（θ＋α）}
・・・  (32)
式（３０，（３１），（３２）を加えると、式（３３）が成り立つ。
【００８７】
Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３＝３{Ｒ／ｃｏｓ（θ＋α）−ｒ}              ・・・   (33)
式（３３）から式（３４）が成り立つ。
【００８８】
ｃｏｓ（θ＋α）＝３Ｒ／{３ｒ＋（Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３）}        ・・・  （34）
式（３４）より、回転角度θを算出する。回転角度θよりａを算出する。
【００８９】
一方、Ｄ４，Ｄ５については、式（５），（６）と同様の式が成り立つ。
【００９０】
Ｄ１〜Ｄ５より、式（３５）が成り立つ。
【００９１】
ｃ＝{−（Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３）×２／３＋（Ｄ４＋Ｄ５）}／２ｔａｎβ  ・・・ (35)
Ｘｉ＝Ｄｉ＋ｒ−Ｒ／ｃｏｓ（θ＋α）（ｉ＝１〜３）とおくと、次式（３６）が成り立つ。
【００９２】
ａ2＋ｂ2＝{４（Ｘ１2−Ｘ２Ｘ３）ｃｏｓ2（θ＋α）}／３        ・・・  （36）
式（３６）より、式（３７）に示すｂが求められる。
【００９３】
ｂ＝{４（Ｘ１2−Ｘ２Ｘ３）ｃｏｓ2（θ＋α）／３−ａ2}1/2      ・・・  （37）
ａ，θ，α，Ｘ1，Ｘ２，Ｘ３を式（３７）に代入して、ｂを算出する。
【００９４】
以上説明した本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果がある。
【００９５】
第４実施形態
図１６は本発明の第４実施形態による変位センサ及び被測定部材の配置例を示す図である。変位センサ２６＃ｉ（ｉ＝１〜３）は、ホイールディスク２０の半径方向に対向して配置される被測定面が第１実施形態と同様にα傾斜板の被測定面までの距離Ｄｉ（ｉ＝１〜３）を計測するものである。変位センサ２７＃ｉ（ｉ＝１〜３）は、ホイールディスク２０の半径方向に対向して配置される被測定面がα−β傾斜板の被測定面までの距離Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６を計測するものである。変位センサ２６＃ｉ（ｉ＝１〜３）はホイールディスク２０の中心Ｐ１から等距離ｒにあり、周方向に等角度間隔に３箇所以上、例えば、１２０°間隔に３個設けられている。変位センサ２７＃ｉ（ｉ＝１〜３）は、ホイールディスク２０の中心Ｐ１から等距離ｒにあり、周方向に等角度間隔に３箇所以上、例えば、１２０°間隔に３個設けられている。
【００９６】
変位センサ２６＃ｉ（ｉ＝１〜３）が１２０°間隔に３個設けられていることから、第４実施形態と同様に、式（３２）より、回転角度θを算出する。回転角度θよりａを算出する。一方、Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６については、変位センサ２７＃ｉ（ｉ＝１〜３）が１２０°間隔に３個設けられていることから、式（３８）が成り立つ。
【００９７】
Ｄ４＋Ｄ５＋Ｄ６＝３{Ｒ／ｃｏｓ（θ＋α）−ｒ}＋３ｃｔａｎβ    ・・・（38）
式（３２）及び式（３８）より、式（３９）が成り立つ。
【００９８】
ｃ＝{Ｄ４＋Ｄ５＋Ｄ６−（Ｄ１＋Ｄ２＋Ｄ３）}／３ｔａｎβ
・・・（39）
また、第３実施形態と同様に、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，ａ，θ，αより、ｂを算出する。
【００９９】
以上説明した本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果がある。
【０１００】
第５実施形態
図１７は本発明の第５実施形態による変位センサ及び被測定部材の配置例を示す図である。変位センサ２６＃ｉ（ｉ＝１〜２）は、ホイールディスク２０の半径方向に対向して配置される被測定面が第１実施形態と同様にα傾斜板の被測定面までの距離Ｄｉ（ｉ＝１〜２）を計測するものである。変位センサ２７＃ｉ（ｉ＝１〜４）は、ホイールディスク２０の半径方向に対向して配置される被測定面がα−β傾斜板の被測定面までの距離Ｄ３〜Ｄ６を計測するものである。変位センサ２６＃ｉ（ｉ＝１，２）はホイールディスク２０の中心Ｐ１から等距離ｒにあり、１８０°軸対称に２箇所配置されている。変位センサ２７＃ｉ（ｉ＝１〜４）は、ホイールディスク２０の中心Ｐ１から等距離ｒにあり、周方向に等角度間隔に３箇所以上、例えば、９０°間隔に４個設けられている。
【０１０１】
変位センサ２６＃ｉ（ｉ＝１〜２）が１８０°軸対称に配置されていることから、距離Ｄ１，Ｄ２について、式（１），（２）が成り立つことから、式（８）より、回転角度θを算出する。回転角度θよりａを算出する。
【０１０２】
一方、変位センサ２７＃ｉ（ｉ＝１〜４）は、９０°間隔に４個設けられていることから、式（４０）〜（４３）が成り立つ。
【０１０３】
Ｄ３＝Ｒ／ｃｏｓ（θ＋α）−ｒ＋{（ａｃｏｓφ＋ｂｓｉｎφ）＋（ｂｃｏｓφ−ａｓｉｎφ）ｔａｎ（θ＋α）}＋ｃｔａｎβ
・・・  （40）
Ｄ４＝Ｒ／ｃｏｓ（θ＋α）−ｒ＋{（ａｃｏｓ（φ＋π／２）＋ｂｓｉｎ（φ＋π／２））＋（ｂｃｏｓ（φ＋π／２）−ａｓｉｎ（φ＋π／２））ｔａｎ（θ＋α）}  
・・・    (41）
Ｄ５＝Ｒ／ｃｏｓ（θ＋α）−ｒ＋{（ａｃｏｓ（φ＋π）＋ｂｓｉｎ（φ＋π））＋（ｂｃｏｓ（φ＋π）−ａｓｉｎ（φ＋π））ｔａｎ（θ＋α）}＋ｃｔａｎβ
・・・  （42）
Ｄ６＝Ｒ／ｃｏｓ（θ＋α）−ｒ＋{（ａｃｏｓ（φ＋３π／２）＋ｂｓｉｎ（φ＋３π／２））＋（ｂｃｏｓ（φ＋３π／２）−ａｓｉｎ（φ＋３π／２））ｔａｎ（θ＋α）}＋ｃｔａｎβ
・・・    (43）
但し、φは変位センサ２６＃１の相対回転角度ではなく、変位センサ２７＃１の相対回転角度である。
【０１０４】
ｃｏｓφ＋ｃｏｓ（φ＋π）＝０，ｓｉｎφ＋ｓｉｎ（φ＋π）＝０，ｃｏｓ（φ＋π／２）＋ｃｏｓ（φ＋３π／２）＝０，ｓｉｎ（φ＋π／２）＋ｓｉｎ（φ＋３π／２π）＝０より、式（４０），（４１），（４２），（４３）を加算すると、式（４４）が成り立つ。
【０１０５】
ｃ＝｛（Ｄ３＋Ｄ４＋Ｄ５＋Ｄ６）−２（Ｄ１＋Ｄ２）｝／４ｔａｎβ
・・・  (44)
Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６，Ｒ，ｒ，θ，α，β及び式（４４）よりｃを算出する。
【０１０６】
ここで、Ｘｉ＝Ｄｉ＋ｒ−Ｒ／ｃｏｓ（θ＋α）−ｔａｎβ（ｉ＝３，４，５，６）とおくと、式（４５）が成り立つ。
【０１０７】
ａ2＋ｂ2＝−（Ｘ3Ｘ5＋Ｘ4Ｘ6）ｃｏｓ2（θ＋α）              ・・・  （45）
ａ，Ｘｉ（ｉ＝３〜６），θ，α，ｒ，Ｒを式（４５）に代入して、ｂを算出する。
【０１０８】
以上説明した本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明の第１実施形態による荷重算出装置のブロック図である。
【図２】図１中の変位検出装置のブロック図である。
【図３】車輪の側面図である。
【図４】図３中のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図３中のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】無負荷状態におけるホイールを示す図である。
【図７】被測定部材の一例を示す図である。
【図８】図７に示す被測定部材を用いたときの、無負荷状態でのｘ軸及びｚ軸を含む平面上に位置する変位センサ並びに被測定部材の配置例を示す図である。
【図９】変位−荷重変換演算手段の動作説明図である。
【図１０】変位−荷重変換演算手段の動作説明図である。
【図１１】変位−荷重変換演算手段の動作説明図である。
【図１２】変位−荷重変換演算手段の動作説明図である。
【図１３】変位−荷重変換演算手段の動作説明図である。
【図１４】本発明の第２実施形態による変位センサ及び被測定部材の配置例を示す図である。
【図１５】本発明の第３実施形態による変位センサ及び被測定部材の配置例を示す図である。
【図１６】本発明の第４実施形態による変位センサ及び被測定部材の配置例を示す図である。
【図１７】本発明の第５実施形態による変位センサ及び被測定部材の配置例を示す図である。
【符号の説明】
【０１１０】
２＃ＦＬ，２＃ＦＲ，２＃ＲＬ，２＃ＲＲ  変位検出装置
４  変位−荷重変換演算手段
２０  ホイールディスク
２２  弾性部材
２４  リム
２６＃１，２６＃２，２７＃１，２７＃２  変位センサ
２８＃１，２８＃２，２９＃１，２９＃２  被測定部材
２８ａ＃１，２８ａ＃２，２９ａ＃１，２９ａ＃２  被測定面
３０  タイヤ
３４  車軸ハブ
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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