(57)【要約】      （修正有）【課題】回転する物体上の二領域間のずれ量を回転速度に依存しない方法で測定する装置、タイヤ周方向の力を回転速度に依存せずに測定するタイヤ周方向力測定センサの提供。【解決手段】ずれ量測定装置は、両端間で磁界を形成する磁気エレメントと、この磁界を測定する磁気センサとを具え、磁気エレメントは、領域の一方に固定された櫛形磁石と、他方の領域に固定された一対の高透磁率の棒状磁性体とからなり、櫛形磁石は前記所定方向に等間隔に並んだ三つの磁極を有し、これらの三つの磁極は前記所定方向に直交する方向に向き、両端の磁極は中央の磁極と逆極性となり、前記一対の棒状磁性体は磁極と平行に延在するとともに前記ずれ量がゼロの状態下で櫛形磁石の三つの磁極の互いに隣接する二極間に形成される磁力線を横切ってこれら両極の中央にそれぞれ配置され、それぞれの棒状磁性体の櫛形磁石から遠い側の端を磁気エレメントの両端としてなるものとする。【選択図】  図１
2004177282.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つの領域間の所定方向へのずれ量を測定するずれ量測定装置であって、
両端間で磁界を形成する磁気エレメントと、この磁界を測定する磁気センサとを具え、
前記磁気エレメントは、前記領域の一方に固定された櫛形磁石と、他方の領域に固定された一対の高透磁率の棒状磁性体とからなり、櫛形磁石は前記所定方向に等間隔に並んだ三つの磁極を有し、これらの三つの磁極は前記所定方向に直交する方向に向き、両端の磁極は中央の磁極と逆極性となり、前記一対の棒状磁性体は磁極と平行に延在するとともに前記ずれ量がゼロの状態下で櫛形磁石の三つの磁極の互いに隣接する二極間に形成される磁力線を横切ってこれら両極の中央にそれぞれ配置され、
それぞれの棒状磁性体の櫛形磁石から遠い側の端を磁気エレメントの両端としてなるずれ量測定装置。
【請求項２】
タイヤの接地面に作用する周方向の力を測定するタイヤ周方向力測定センサにおいて、
両端間で磁界を形成する磁気エレメントと、この磁界を測定する磁気センサとを具え、
前記磁気エレメントは、タイヤの第一の部分に固定された櫛形磁石と、周方向力の作用下で前記第一の部分に対して周方向に相対変位するタイヤの第二の部分に固定された一対の高透磁率の棒状磁性体とからなり、櫛形磁石はタイヤ周方向に等間隔に並んだ三つの磁極を有し、これらの三つの磁極はタイヤ子午線方向に向き、両端の磁極は中央の磁極と逆極性となり、前記一対の棒状磁性体はタイヤ子午線方向に延在するとともに前記相対変位がゼロの状態下で櫛形磁石の三つの磁極の互いに隣接する二極間に形成される磁力線を横切ってこれら両極の中央にそれぞれ配置され、
それぞれの棒状磁性体の櫛形磁石から遠い側の端を磁気エレメントの両端としてなるタイヤ周方向力測定センサ。
【請求項３】
前記櫛形磁石の、棒状磁性体に近い側の部分と、棒状磁性体の、櫛形磁石に近い側の部分との少なくとも一方を、タイヤ表面に対して相対変位可能に設けてなる請求項２に記載のタイヤ周方向力測定センサ。
【請求項４】
前記磁気エレメントの両端をタイヤのビード部近傍に配置し、磁気センサを、そのタイヤを装着する車輪の非回転部分に設けてなる請求項２もしくは３のいずれかに記載のタイヤ周方向力測定センサ。
【請求項５】
櫛形磁石を形成する磁性材料として、希土類磁性材料を用いてなる請求項２〜４のいずれかに記載のタイヤ周方向力測定センサ。
【請求項６】
櫛形磁石を、磁性粉をゴムに混合分散して形成してなる請求項２〜５のいずれかに記載のタイヤ周方向力測定センサ。
【請求項７】
棒状磁性体を、波状に折り曲げられた高透磁率の線状磁性体を棒状磁性体の長さ方向に延在させこの線状磁性体をゴムで被覆して形成してなる請求項２〜６のいずれかに記載のタイヤ周方向力測定センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二領域間のずれ量の測定装置、特には、タイヤの所定部分の歪みの測定装置、および、車両のアンチスキッドブレーキシステム（以下「ＡＢＳ」という）の高精度化のため、この歪み測定測定の結果から導かれるタイヤ周方向に作用する力を測定するタイヤ周方向力測定センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両に用いられるＡＢＳの性能を高めるためは、できるだけ大きい路面摩擦係数の状態で、ロック、アンロックの制御を行うことが効果的であり、この路面摩擦係数は、一定の路面状態では、車輪のスリップ率に依存するため、ＡＢＳは、最大の路面摩擦係数を与えるスリップ率の近傍でロック、アンロックを制御するように設計される。
【０００３】
このことから、従来のＡＢＳでは、スリップ率を、測定した車両の速度および車輪の回転速度から計算して求め、このスリップ率が所定の範囲に入るよう制動を自動制御する方式が一般的である。
【０００４】
しかしながら、スリップ率を制御して最適の路面摩擦係数を得ようとするこの方法は一定の路面では有効であるが、実際の走行においては、路面材質、天候等によりスリップ率と路面摩擦係数との関係が大きく左右され、スリップ率を所定範囲内に制御しても最適路面摩擦係数が得られないという問題があった。このため、路面がタイヤに作用する周方向および垂直方向の力を測定して、この測定した力から直接摩擦係数を求め、求めた摩擦係数が最適なものとなるよう制動を制御するることが望ましい。このタイヤに作用する力を求める方法として、以下のような方法が提案されている（例えば、特許文献１。）。
【０００５】
この従来の力の測定方法は、タイヤの一方のサイドウォール部の、同一半径上で半径方向位置の異なる二つの基準点のそれぞれに磁石を配置した磁石対を、複数対、タイヤの中心軸の周りに互いに離隔して配設するとともに、それぞれの基準点に対応する半径方向位置に、磁気センサを車両に固定して設けておき、タイヤの回転に従い相対変位するそれぞれの基準点とこれらに対応する磁気センサとが真正面に対向して位置するタイミングを、磁気センサで検出される磁束密度のピークが現れるタイミングとして捉え、このタイミングの各基準点に対する相互の時間ずれから、磁石対内の基準点の相対位置のずれ量、および、磁石対間の基準点の相対位置のずれ量を算出し、次いでこれらの相対位置のずれ量をもとにタイヤの周方向および垂直方向のひずみを計算し、計算されたひずみと既知のタイヤ剛性とから周方向および垂直方向に作用する力を求めるものである。
【０００６】
しかしながら、この方法は、時間のずれから、基準点間の相対ずれ量を計算するにあたり、常に変化する車輪の回転速度のデータを取りこんで計算する必要があり、制御が複雑になるとともに、車輪の回転速度の精度に影響されて、計算の精度が悪化するという問題があった。さらに、この方法は装置が重くなる等の問題もあった。
【０００７】
ここで、周方向の力および垂直方向の力のうち、垂直方向の力は輪荷重であるので種々の測定方法が提案されているが、周方向力の測定に関しては、高精度でタイヤ回転速度に依存しない測定方法が未だ提案されていない。
【０００８】
【特許文献１】
特表平１０−５０６３４６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、回転する物体上の二領域間のずれ量、特には回転するタイヤ上の二点間のずれ量を、高精度にしかもこの物体の回転速度に依存しない方法で測定するずれ量測定装置、および、このずれ量の測定装置を応用した、路面摩擦係数の高精度な測定に必要な、タイヤの接地面に作用するタイヤ周方向の力を高精度でかつタイヤ回転速度に依存せずに測定することのできるタイヤ周方向力測定センサを提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明はなされたものであり、その要旨構成を以下に示す。
【００１１】
請求項１に記載のずれ量測定装置は、二つの領域間の所定方向へのずれ量を測定するずれ量測定装置であって、
両端間で磁界を形成する磁気エレメントと、この磁界を測定する磁気センサとを具え、
前記磁気エレメントは、前記領域の一方に固定された櫛形磁石と、他方の領域に固定された一対の高透磁率の棒状磁性体とからなり、櫛形磁石は前記所定方向に等間隔に並んだ三つの磁極を有し、これらの三つの磁極は前記所定方向に直交する方向に向き、両端の磁極は中央の磁極と逆極性となり、前記一対の棒状磁性体は磁極と平行に延在するとともに前記ずれ量がゼロの状態下で櫛形磁石の三つの磁極の互いに隣接する二極間に形成される磁力線を横切ってこれら両極の中央にそれぞれ配置され、
それぞれの棒状磁性体の櫛形磁石から遠い側の端を磁気エレメントの両端としてなるものである。
【００１２】
この発明のずれ量測定装置の測定原理を、図１および図２を参照して説明する。図１は、二つの領域Ｒ１とＲ２との間で所定方向Ｘへのずれが発生していない状態下の櫛形磁石２、棒状磁性体３Ａ、３Ｂ、および、磁気センサ４の相対配置を示す配置図であり、図２は、ずれが発生した状態におけるこれらの配置図である。この発明に係るずれ量測定装置８は、一方の領域Ｒ１に固定された櫛形磁石２と、他方の領域Ｒ２に固定された一対の棒状磁性体３Ａ、３Ｂとよりなる磁気エレメント１および磁気センサ４を具え、櫛形磁石２は、所定方向Ｘに等間隔に並んだ三つの磁極５Ａ、５Ｂ、５Ｃを有し、これらの磁極５Ａ、５Ｂ、５Ｃは互いに平行で所定方向Ｘに直交する方向Ｙに向いていて、両端の磁極５Ａ、５Ｃは中央の磁極５Ｂとは逆極性となっている。図１においては、磁極５Ａ、５ＣがＳ極、磁極５ＢがＮ極として例示され、また、磁力線の向きは、Ｎ極からＳ極に向かう向きに矢印が付されている。
【００１３】
図１に示すように、一対の棒状磁性体３Ａ、３Ｂは、領域Ｒ１とＲ２との間のずれ量がゼロの状態において、隣接する二対の磁極間、すなわち、５Ａと５Ｂとの間、ならびに、５Ｂと５Ｃとの間に形成される磁力線を横切ってそれぞれ対応する両極の中央に配置され、また、これらの棒状磁性体３Ａ、３Ｂは、磁極の向きと平行な方向Ｙに延在し、棒状磁性体３Ａ、３Ｂのそれぞれの櫛形磁石２から遠い側の端６Ａと６Ｂとは、磁気エレメント１の両端を構成している。
【００１４】
磁気センサ４は、領域Ｒ２に固定されるとともに棒状磁性体３Ａ、３Ｂのそれぞれの端６Ａと６Ｂとの間に形成される磁力線を検出するよう配置されている。しかしながら、図１に示す状態においては、ずれ量測定装置８は、中央の磁極５Ｂの中央を通り方向Ｙに平行な直線Ｙ１に関し対称であるので、端６Ａ、６Ｂの間には磁界が形成されず磁気センサ４で検出される磁界はゼロとなる。
【００１５】
図２（ａ）に示すように、領域Ｒ１が領域Ｒ２に対して右側にずれ量α１だけ相対変位をした時、櫛形磁石２と一対の棒状磁性体３Ａ、３Ｂとは、それぞれ、領域Ｒ１とＲ２とに固定されているので、櫛形磁石２も棒状磁性体３Ａ、３Ｂに対して右側の方向にα１だけ相対変位して、棒状磁性体３Ａが磁極５Ａに接近するとともに棒状磁性体３Ｂも磁極５Ｂに接近し、その結果磁気センサ４には左向きの磁界が検出され、検出される磁界の大きさはずれ量α１に比例する。
【００１６】
また、領域Ｒ１が領域Ｒ２に対して左側にずれ量α２だけ相対変位をした時は、同様にして、図２（ｂ）に示すように、磁気センサ４には、右向きの、ずれ量α２に比例した大きさの磁界が検出される。
【００１７】
上記のような構成をしてなるこのずれ量測定装置８によれば、ずれ量と磁気センサ４で検出される磁界の大きさとの関係式を予め準備しておくことにより、検出された磁界の大きさからずれ量の向きと大きさとを逆算して求めることができる。そして、このずれ量測定装置８は磁気的にずれ量を求めるので、電気的あるいは光学的な方法ではノイズが大きく高精度なずれ量の検出が難しい状況下でも、高い精度でこれを測定することができる。
【００１８】
請求項２に記載のタイヤ周方向力測定センサは、タイヤの接地面に作用する周方向の力を測定するタイヤ周方向力測定センサにおいて、
両端間で磁界を形成する磁気エレメントと、この磁界を測定する磁気センサとを具え、
前記磁気エレメントは、タイヤの第一の部分に固定された櫛形磁石と、周方向力の作用下で前記第一の部分に対して周方向に相対変位するタイヤの第二の部分に固定された一対の高透磁率の棒状磁性体とからなり、櫛形磁石はタイヤ周方向に等間隔に並んだ三つの磁極を有し、これらの三つの磁極はタイヤ子午線方向に向き、両端の磁極は中央の磁極と逆極性となり、前記一対の棒状磁性体はタイヤ子午線方向に延在するとともに前記相対変位がゼロの状態下で櫛形磁石の三つの磁極の互いに隣接する二極間に形成される磁力線を横切ってこれら両極の中央にそれぞれ配置され、
それぞれの棒状磁性体の櫛形磁石から遠い側の端を磁気エレメントの両端としてなるものである。
【００１９】
本発明のタイヤ周方向力測定センサは、上述のような構成をしているので、前述のずれ量測定装置の測定原理を用いて、櫛形磁石が固定されているタイヤの第一の部分と一対の棒状磁性体が固定されているタイヤの第二の部分との周方向のずれ量を求めることができ、タイヤに作用する周方向力と、このずれ量との関係を予め準備しておくことにより、この関係式にずれ量を代入して周方向力を逆算して求めることができる。そして、この周方向力測定センサによれば、磁気センサの検知する磁界の強さだけから周方向力を求めることができるのでタイヤの回転速度と無関係に力の測定をすることができる。
【００２０】
請求項３に記載のタイヤ周方向力測定センサは、請求項２に記載するところにおいて、前記櫛形磁石の、棒状磁性体に近い側の部分と、棒状磁性体の、櫛形磁石に近い側の部分との少なくとも一方を、タイヤ表面に対して相対変位可能に設けてなるものである。
【００２１】
前述の説明より明らかなように、このタイヤ周方向力測定センサは、櫛形磁石および棒状磁性体のそれぞれのタイヤに固定された部分のうち互いにもっとも接近した部分同士の周方向の相対変位を測定して力を求めるものであり、この互いにもっとも接近した部分の離隔距離が大きければ大きいほど、同じ周方向力であっても相対変位は大きくなる。このタイヤ周方向力測定センサによれば、前記櫛形磁石の、棒状磁性体に近い側の部分と、棒状磁性体の、櫛形磁石に近い側の部分との少なくとも一方がタイヤ表面に固定されていないため、前記離隔距離を大きくすることができ、しかも、櫛形磁石の磁極と棒状磁性体とは相変わらず近接させて、検出する磁力を高いまま保持することができるので、同じ力の変化量に対して高い磁力の変化量を得ることができ、高感度に力を測定することができる。
【００２２】
請求項４に記載のタイヤ周方向力測定センサは、請求項２もしくは３に記載するところにおいて、前記磁気エレメントの両端をタイヤのビード部近傍に配置し、磁気センサを、そのタイヤを装着する車輪の非回転部分に設けてなるものである。
【００２３】
車輪の回転する部分に磁気センサを設けた場合、車体側から電力を供給することがむつかしく、そのためセンサに電池を内蔵させて対処することとなるがこの場合電池の早期消耗という問題がある。このタイヤ温度センサによれば、磁気エレメントが電源を必要としないことに加え、電源の必要な磁気センサを車輪の非回転部分に設けたので、磁気センサの電力は車両の主電源装置から供給することができ、電源供給の問題を解消することができる。
【００２４】
そして、車輪の非回転部分、すなわち、リムの半径方向内側に設けられた磁気センサは、磁界を形成する磁気エレメントの両端に近接して配置されることが感度の点で望ましく、本発明のタイヤ周方向力測定センサは、磁気エレメントの両端をタイヤのビード部近傍に配置したので、この点で好ましい。
【００２５】
請求項５に記載のタイヤ周方向力測定センサは、請求項２〜４のいずれかに記載するところにおいて、櫛形磁石を形成する磁性材料として、希土類磁性材料を用いてなるものである。
【００２６】
このタイヤ周方向力測定センサによれば、前述の作用の他、永久磁石として希土類磁性材料を用いるので、櫛形磁石より放射される磁力線を強いものとすることができ、その結果、磁気エレメントの両端に形成される磁界の大きさも大きくすることができ、高感度に力を検出することができる。
【００２７】
請求項６に記載のタイヤ周方向力測定センサは、請求項２〜５のいずれかに記載するところにおいて、櫛形磁石を、磁性粉をゴムに混合分散して形成してなるものである。
【００２８】
このタイヤ周方向力測定センサによれば、櫛形磁石を、磁性粉をゴムに混合分散して形成してので、この櫛形磁石はタイヤの大きな変形に対して追従することができ、よって、これがタイヤからはがれたり、タイヤの正常な変形を阻害したり、あるいは、この櫛形磁石が壊れたりするのを防止することができる。
【００２９】
請求項７に記載のタイヤ周方向力測定センサは、請求項２〜６のいずれかに記載するところにおいて、棒状磁性体を、波状に折り曲げられた高透磁率の線状磁性体を棒状磁性体の長さ方向に延在させこの線状磁性体をゴムで被覆して形成してなるものである。
【００３０】
このタイヤ周方向力測定センサによれば、波状に折り曲げられた線状磁性体を棒状磁性体の長さ方向に延在させこの線状磁性体をゴムで被覆して棒状磁性体を形成したので、タイヤに貼り付けられた棒状磁性体はタイヤの動きに追従して変形することができ、これがタイヤからはがれたり、タイヤの正常な変形を阻害したり、あるいは、この櫛形磁石が壊れたりするのを防止することができる。
【００３１】
しかも、この棒状磁性体の透磁率はその長さ方向に延在する線状磁性体の総長さに依存するが、棒状磁性体がタイヤの変形に追従して伸縮しても、波形に折り曲げられている線状磁性体の総長さは変化せずその結果棒状磁性体の透磁率も一定に保持されるので、棒状磁性体が貼付けられたタイヤ部分の変形に依存することのない、純粋に櫛形磁石と棒状磁性体との相対変位だけに依存する高精度なタイヤ周方向力測定センサを提供することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図３ないし図８に基づいて説明する。図３はこの実施形態のタイヤ周方向力測定センサ１０が取り付けられている車両の車軸部分を示す断面図、図４は磁気エレメント１１の配置を示すタイヤの斜視図、そして、図５は、磁気エレメント１１をタイヤ内側からみた時の展開図である。図５において、Ｔはタイヤ周方向を表わす矢印である。タイヤ１９のサイドウォール部１７のトレッド部１８寄りの部分の内側表面に、櫛形磁石１２が貼り付けれ、櫛形磁石１２に近接した位置からビード部１６までのタイヤ内側表面に、タイヤ子午線方向に延在する二本の棒状磁性体１３Ａ、１３Ｂが貼り付けられていて、櫛形磁石１２と二本の棒状磁性体１３Ａ、１３Ｂとで磁気エレメント１１を構成する。
【００３３】
櫛形磁石１２は、周方向に等間隔に並んだ三つの磁極２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃを有し、両端の磁極２１Ａ、２１Ｃは同極性、中央の磁極２１Ｂは両端の磁極２１Ａ、２１Ｃと異極性に構成され、例えば、磁極２１Ａ、２１ＣはＳ極、磁極２１ＢはＮ極とされている。これらの磁極はタイヤ半径方向内側に向いて配置されている。
【００３４】
一対の棒状磁性体１３Ａ、１３Ｂは半径方向内外に延在し、それらの半径方向外側端２２Ａ、２２Ｂを櫛形磁石の磁極に対向させ、磁気エレメント１１の両端をそれぞれ構成する棒状磁性体１３Ａ、１３Ｂの半径方向内側の端２３Ａ、２３Ｂをタイヤのビード部に位置させている。そして、半径方向外側端２２Ａ、２２Ｂの周方向位置は、周方向力が作用しない状態において、それぞれ隣接する二つの磁極の中央に配置され、すなわち、棒状磁性体１３Ａの端２２Ａは、磁極２１Ａと２１Ｂとの中央に、棒状磁性体１３Ｂの端２２Ｂは、磁極２１Ｂと２１Ｃとの中央に位置している。
【００３５】
そして、櫛形磁石１２および一対の棒状磁性体１３Ａ、１３Ｂは、ともにタイヤの内周面に貼付けられて固定されているが、櫛形磁石１２の、棒状磁性体１３Ａ、１３Ｂに近い側の部分と、棒状磁性体１３Ａ、１３Ｂの、櫛形磁石１２に近い側の部分、すなわち、図５において帯域Ａで示した部分は、タイヤに貼付けられておらずタイヤに対して相対変位可能に設けられている。
【００３６】
一方、車軸２５の非回転部分を構成するアクスルケース２８には、ハブ２７が軸支され、タイヤ１９を装着するリム２６はハブ２７に固定されていて、磁気センサ１４が、アクスルケース２８の軸心の直下部分の、タイヤ１９のビード部１６に近い幅方向位置に取り付けられている。
【００３７】
そして、タイヤ周方向力測定センサ１０は、櫛形磁石１２および棒状磁性体１３Ａ、１３Ｂよりなる磁気エレメント１１と、この磁気センサ１４とで構成される。なおここで、もしリム２６が磁性材料よりなるものとした場合、磁気エレメント１１の両端間で形成される磁界はリム２６により磁気シールドされ磁気センサ１４によって検知されなくなるので、リム２６はアルミニウム等の非磁性の材料より形成する必要がある。
【００３８】
ここで、櫛形磁石１２は、磁石材料よりなる磁性粉を配合ゴムに分散混合してできた材料をシート状にして形成され、また、それぞれの磁極は、この材料を磁極配置に対応する磁場中で射出成型、圧縮成型もしくは押出成型して形成されるか、成形されたシート状磁性体を後から着磁して形成される。このようにして形成された櫛形磁石１２は高い可撓性を有するので、タイヤ１９の大きな変形にも追従して変形することができる。
【００３９】
櫛形磁石１２を構成するボンド磁性体の磁性粉は、安価なフェライトを用いることもできるが、ネオジウム鉄ボロン、サマリウムコバルトあるいはサマリウム鉄窒素などの希土類磁石や、アルニコ磁石などを用いることにより、強い磁界を放射することができ有利である。
【００４０】
図６は、棒状磁性体１３Ａ、１３Ｂの構成を示す斜視図である。棒状磁性体１３Ａ、１３Ｂは、ゴム等の可撓性材料中に波形あるいはかぎ型等に癖付けされて連続する高透磁率の線状磁性体２４を多数、長さ方向に配列されてなっている。そして、これらの線状磁性体２４は、棒状磁性体１３Ａ、１３Ｂの半径方向外側端２２Ａ、２２Ｂに生じた磁界変化をタイヤ１９のビード部１６の近傍の半径方向内側端２３Ａ、２３Ｂまで伝達する磁路として機能するとともに、各線状磁性体２４は癖付けされていることにより、タイヤの走行に際しても、無理な応力を発生させることなく追従して変形することができ、しかもこの変形によって各線状磁性体２４の長さや太さが変化することがないのでその透磁率を一定にすることができ、半径方向外側端２２Ａ、２２Ｂの磁界変化をそのままビード部１６近傍に伝達することができる。
【００４１】
次に、このタイヤ周方向力測定センサの作動について以下に説明する。図１および図２を参照して前述したように、周方向力がゼロで、櫛形磁石１２と一対の棒状磁性体１３Ａ、１３Ｂとの相対変位がゼロのときは、棒状磁性体１３Ａ、１３Ｂの半径方向内側端２３Ａ、２３Ｂの間には磁界が形成されないが、相対変位が発生すると、そのずれ量の大きさ、方向に応じた磁界が、半径方向内側端２３Ａ、２３Ｂの間に形成される。そして、この周方向のずれ量は、タイヤのこの部分の剛性を比例定数として周方向力に比例するので、半径方向内側端２３Ａ、２３Ｂの間に形成される磁界の大きさを測定することにより、周方向力を逆算して求めることができる。このとき、櫛形磁石１２の固定部分と棒状磁性体１３Ａ、１３Ｂの固定部分との離隔距離Ａを大きくすることにより、同じ周方向力変化に対して周方向のずれ量を大きくすることができ、その分、磁力変化の感度を上げることができる。
【００４２】
図７は、磁気エレメント１１の両端となる、棒状磁性体１３Ａ、１３Ｂの半径方向内側端２３Ａ、２３Ｂの間に形成される磁界による磁力線とこれを検出する磁気センサ１４との配置を図３のＶＩＩ−ＶＩＩ矢視に対応させて示す配置図である。図７において、磁気エレメント１１は、周方向に９０度ずつ離隔して配置され、そのうち、接地部分に到達したタイヤ部分には接地面からの周方向力が作用するので接地部分の回転位置にある磁気エレメント１１が形成する磁界は大きく、一方、他の回転位置にある磁気エレメント１１にはタイヤに作用する周方向力がほとんどないので、磁気エレメント１１が形成する磁界は小さい。磁気エレメント１１が、磁気センサ１４にもっとも接近する回転位置、すなわち、軸直下を通過するとき磁気センサが検知する磁界はもっとも強くなり、磁気センサが検知する磁束密度のピークが検出される。
【００４３】
図８は、タイヤ１９を回転させたとき磁気センサ１４が検出する磁束密度の時間変化を、縦軸に磁束密度の大きさ、横軸に経過時間Ｔをとって示すグラフである。タイヤ１９が回転して、磁気エレメント１１が軸直下に位置したとき、磁気センサ１４が検出する磁束密度はピークＰＡ１〜ＰＡ４を現す。ピークＰＡ１〜ＰＡ８の磁束密度のピーク値φ１〜φ８は、それぞれの磁気エレメント１１がタイヤ軸直下を通過する瞬間の周方向力に対応して変化するので、測定されたピーク値φ１〜φ８から、既知のピーク値と周方向力との関係式を用いて、周方向力を逆算ことができる。さらに、図８において、ピークＰＡ１〜ＰＡ３はＮ向きの磁束密度、ピークＰＡ４〜ＰＡ８はＳ向きの磁束密度であり、この図から明らかなように、タイヤに作用する周方向力の正負に応じて磁束密度も正負に変化し、このことにより、磁束密度の時間変化から、タイヤに働く周方向の力の値だけでなく、この力が加速力か制動力かも判定することができる。
【００４４】
この実施形態においては、磁気センサ１４を車輪の固定部分に設けたが、これを車輪の回転部分、例えば、タイヤ内圧を保持するリムの半径方向外側部分に取り付けることもできる。この場合、磁気エレメント一個に対して磁気センサを一個を対応させて設けることとなる。
【００４５】
【発明の効果】
以上述べたところから明らかなように、この発明にタイヤ周方向力測定センサによれば、タイヤの接地面に作用するタイヤ周方向の力を高精度でかつタイヤ回転速度に依存せずに測定することができ、また、このセンサを汎用化して、高精度でかつ回転速度によらない、二領域間のずれ量測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のずれ量測定装置の測定原理を説明する、ずれ量がゼロの状態における櫛形磁石、棒状磁性体および磁気センサの配置図である。
【図２】ずれ量が生じた状態における図１に対応する配置図である。
【図３】本発明の実施形態の周方向力測定センサが取り付けられている車両の車軸部分を示す断面図である。
【図４】磁気エレメントの配置を示す斜視図である。
【図５】磁気エレメントを示す展開図である。
【図６】棒状磁性体の構成を示す斜視図である。
【図７】磁力線と磁気センサとの配置を示す、図１の断面ＶＩＩ−ＶＩＩ断面における配置図である。
【図８】磁気センサが検出する磁束密度の時間変化のグラフである。
【符号の説明】
１  磁気エレメント
２  櫛形磁石
３Ａ、３Ｂ  棒状磁性体
４  磁気センサ
５Ａ、５Ｂ、５Ｃ  磁極
６  リム
６Ａ、６Ｂ  棒状磁性体の端
８  ずれ量測定装置
１０  タイヤ周方向力測定センサ
１１  磁気エレメント
１２  櫛形磁石
１３Ａ、１３Ｂ  棒状磁性体
１４  磁気センサ
１６  ビード部
１７  サイドウォール部
１８  トレッド部
１９  タイヤ
２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ  磁極
２２Ａ、２２Ｂ  棒状磁性体の半径方向外側端
２３Ａ、２３Ｂ  棒状磁性体の半径方向内側端
２４  線状磁性体
２５  車軸
２６  リム
２７  ハブ
２８  アクスルケース
Ｒ１、Ｒ２  領域
【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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