(57)【要約】【課題】ディスクホイールの締結面の圧力を検出することができる圧力検出装置を提供する。【解決手段】圧力検出装置１０は、ディスクホイールとハブとの間に挟持され、ディスクホイールとハブとを締結した状態における締結面にかかる圧力を検出する圧力検出部２０と、圧力から締結面の情報を判別する制御部４０と、判別された締結面の情報を報知する報知部３０と、を備える。これにより、ディスクホイールとハブとの締結面にかかる圧力を検出し、検出した圧力に基づいた締結面情報、例えば、ハブへのディスクホイールの締め付けトルクが適正でないとの情報や積載量による車両からの入力が過大との情報を乗員等に報知することができる。【選択図】図１
2007127586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクホイールとハブとの間に挟持され、ディスクホイールとハブとを締結した状態における締結面にかかる圧力を検出する手段を備える圧力検出装置。
【請求項２】
ディスクホイールとハブとの間に挟持され、ディスクホイールとハブとを締結した状態における締結面にかかる圧力を検出する圧力検出部と、
前記圧力から締結面の情報を判別する制御部と、
判別された締結面の情報を報知する報知部と、
を備えることを特徴とする圧力検出装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記圧力と対応関係を有する信号値と比較するための所定値を記憶した記憶部と、
前記信号値と前記所定値とを比較することで前記報知部にて報知する情報を判別する演算部と、
を有することを特徴とする請求項２に記載の圧力検出装置。
【請求項４】
車両状態を検出する車両状態検出部を更に備え、
前記制御部は、
前記圧力と対応関係を有する信号値と比較するための所定値を、検出される車両状態に応じて複数記憶した記憶部と、
前記信号値と車両状態に応じた前記所定値とを比較することで前記報知部にて報知する情報を判別する演算部と、
を有することを特徴とする請求項２に記載の圧力検出装置。
【請求項５】
前記圧力検出部は、
圧力により抵抗が変化する抵抗体と、
前記抵抗体を挟持する導通部と、
を有し、
前記抵抗体の表面が圧力により変形することにより前記抵抗体と前記導通部との接触面積が変化することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の圧力検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスクホイールとハブとの締結面の圧力を検出する圧力検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、取付機器を設置面に取り付ける際の、全体の締め付け圧力を目視で確認するために、特許文献１には、圧力により変色する感圧シートを取付機器と設置面の間に挿入し、感圧シートの変色により締め付け圧力を検出する締め付け圧力検出方法が開示されている。
【０００３】
また、タイヤを自動車等の車軸に設けられたハブに固定しているハブナットの締め付け状態を検出するために、特許文献２には、導電性を有するブラケットとハブナットとの接触状態を電気的に検出するタイヤの異常検出装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００２−２０２２１３号公報
【特許文献２】実開平６−６３４０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されている締め付け圧力検出方法は、単に取付機器を設置面に取り付ける際の締め付け圧力を検出するにすぎない。また、特許文献２に開示されているタイヤの異常検出装置は、ブラケットとハブナットとの非接触および接触不良による異常しか検出できない。
【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ディスクホイールの締結面の圧力を検出することができる圧力検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の圧力検出装置は、ディスクホイールとハブとの間に挟持され、ディスクホイールとハブとを締結した状態における締結面にかかる圧力を検出する手段を備える。
【０００７】
この態様によると、ディスクホイールとハブとの締結面にかかる圧力を検出することができ、ディスクホイールとハブとの締結状態を知ることができる。そのため、例えば、ハブへのディスクホイールの締め付けトルクが適正でない場合や、積載量が過大な場合に乗員、ディスクホイール交換や生産現場の作業者（以下、乗員等という）に知らせることができる。
【０００８】
本発明の別の態様もまた、圧力検出装置である。この圧力検出装置は、ディスクホイールとハブとの間に挟持され、ディスクホイールとハブとを締結した状態における締結面にかかる圧力を検出する圧力検出部と、前記圧力から締結面の情報を判別する制御部と、判別された締結面の情報を報知する報知部と、を備える。
【０００９】
この態様によると、ディスクホイールとハブとの締結面にかかる圧力を検出し、検出した圧力に基づいた締結面情報、例えば、ハブへのディスクホイールの締め付けトルクが適正でないとの情報や積載量による車両からの入力が過大との情報を乗員等に報知することができる。
【００１０】
前記制御部は、前記圧力と対応関係を有する信号値と比較するための所定値を記憶した記憶部と、前記信号値と前記所定値とを比較することで前記報知部にて報知する情報を判別する演算部と、を有してもよい。
【００１１】
この態様によると、記憶部に記憶されている所定値と圧力と対応関係を有する信号値とを演算部にて比較することで、報知部にて報知する情報、例えば、ハブへのディスクホイールの締め付けトルクが適正でないとの情報や積載量による車両からの入力が過大との情報を判別することができる。
【００１２】
また、上述の圧力検出装置は、車両状態を検出する車両状態検出部を更に備え、前記制御部は、前記圧力と対応関係を有する信号値と比較するための所定値を、検出される車両状態に応じて複数記憶した記憶部と、前記信号値と車両状態に応じた前記所定値とを比較することで前記報知部にて報知する情報を判別する演算部と、を有するとよい。ここで、車両状態検出部としては、例えば、車速センサーや加速度センサーを好適に用いることができる。
【００１３】
この態様によると、車両状態が異なる状況に応じて信号値と比較する所定値を複数記憶しており、信号値と車両状態に応じた所定値とを比較することで、車両状態を考慮した締結面の状態をより適切に報知することができる。
【００１４】
前記圧力検出部は、圧力により抵抗が変化する抵抗体と、前記抵抗体を挟持する導通部と、を有し、前記抵抗体の表面が圧力により変形することにより前記抵抗体と前記導通部との接触面積が変化するよう構成するとよい。
【００１５】
この態様によると、圧力により抵抗が変化する抵抗体を簡易な構成で達成することができ、コストの低減を図ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ディスクホイールの締結面の圧力を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００１８】
（第１の実施形態）
本実施形態に係る圧力検出装置は、ディスクホイールとハブとの間に挟持され、ディスクホイールとハブとを締結した際に締結面にかかる圧力を検出することができる。図１は、本実施形態に係る圧力検出装置の構成を示すブロック図である。図２は、圧力検出装置が備える圧力検出部がディスクホイールとハブとの間に挟持された状態における車輪の要部断面図である。
【００１９】
（圧力検出装置）
圧力検出装置１０は、図１に示すように、圧力検出部２０と、報知部３０と、制御部４０とを備える。圧力検出部２０は、図２に示すように、ディスクホイール１２とハブ１４との間に挟持され、ディスクホイール１２とハブ１４とを締結した際に締結面にかかる圧力を検出する。本実施形態では、ハブ１４に設けられた複数のボルト１６にディスクホイール１２に設けられた複数の穴１２ａを通しナット１８により固定することでディスクホイール１２とハブ１４とを締結している。また、圧力検出部２０は、図２に示すように、ディスクホイール１２の外部に設けられているＥＣＵ等の制御部４０に可撓性の導線２１で接続されている。
【００２０】
報知部３０は、圧力に基づいた締結面情報を報知する。報知部３０として、例えば、ランプを点灯・点滅するランプや、音声を発するスピーカ、また文字や図柄を表示する液晶等の表示装置を用いることで乗員等に報知することができる。ここで、締結面情報とは、ディスクホイールの締め付けトルクが所定の値より低い、または所定の値より高いとの情報や、車軸にかかる車重等の入力が過大であるとの情報である。このような締結面情報を乗員等に報知することにより、ディスクホイールの締め付けトルクの再点検や整備、適正な積載量への変更を促すことができ、車両をより安全に運行することができる。
【００２１】
制御部４０は、報知部３０にて報知する情報を圧力検出部２０が検出した圧力から判別し報知部３０を制御する。制御部４０は、圧力と対応関係を有する信号値Ｓと比較するための所定値Ｃを記憶する記憶部４２と、信号値Ｓと所定値Ｃとを比較することで報知部３０にて報知する情報を判別する演算部４４と、を有する。
【００２２】
（圧力検出部）
次に圧力検出部２０について詳述する。図３は、圧力検出部の分解斜視図である。図４は、圧力検出部の一部を構成する抵抗体の上面図である。
【００２３】
圧力検出部２０は、制御部４０に接続するための導線２１が接続された２枚の環状の導通板２２の間に、導通板２２とほぼ同形状の抵抗体２４を挟んだものである。導通板２２および抵抗体２４は、ハブ１４に設けられたボルト１６が通る貫通穴２２ａ、２４ａが、ボルト１６の数だけ設けられている。本実施形態では、貫通穴２２ａ、２４ａは、導通板２２および抵抗体２４ごとに５個ずつ設けられている。また、隣接する貫通穴２２ａ，２４ａの間には絶縁部２２ｃ，２４ｃが５カ所設けられている。
【００２４】
導通板２２は、金属等の導体であり、ハブ１４にディスクホイール１２を締結する際に影響がない程度の厚さであればよく、１ｍｍ〜数ｍｍ程度が好ましい。また、抵抗体２４は、導通板２２より抵抗が高い材質であり、２枚の導通板２２を介してハブ１４にディスクホイール１２を締結する際にかかる圧力により抵抗が変化する材質、形状であればよい。
【００２５】
本実施形態では、抵抗体２４の導通板２２の平面２２ｂと対向する対向面２４ｂには、ディンプルが設けられており、圧力により平面２２ｂが対向面２４ｂに押しつけられることで、平面２２ｂと対向面２４ｂとの接触面積が大きくなる。その結果、２枚の導通板２２間の抵抗が下がり電流が流れやすくなる。そこで、２枚の導通板２２間に一定の電圧を印加しそのとき流れる電流を検出すれば、抵抗体２４の抵抗を算出することができる。そして、圧力とその際の抵抗との関係を求めておくことで、圧力と対応関係を有する、つまり、圧力により変動する電流や電圧等の信号値Ｓからハブ１４にディスクホイール１２を締結したときに締結面に発生する圧力を求めることができる。
【００２６】
本実施形態では、複数の絶縁部２２ｃ，２４ｃが設けられているため、絶縁部２２ｃ，２４ｃで隔てられた５つの領域２４ｄごとに抵抗体２４の抵抗を算出することができる。そのため、ハブ１４にディスクホイール１２を締結したときに締結面に発生する圧力の偏りについても検出することができる。
【００２７】
また、所定の締結面の状態とその際に締結面に発生する圧力との関係を求めておくことで、種々の締結面の状態を判別しその情報を報知部３０により報知することができる。図５（ａ）は、締め付けトルクと締結面で発生する圧力との関係を模式的に示した図である。図５（ｂ）は、車両からの入力と締結面で発生する圧力との関係を模式的に示した図である。
【００２８】
図５（ａ）に示すように、締め付けトルクを大きくすると締結面で発生する圧力は上昇する。通常、締め付けトルクには適正な範囲があり、適正範囲の下限値Ｔ１より小さいと締め付けが緩くディスクホイールの亀裂やタイヤの偏心を招きやすい。また、適正範囲の上限値Ｔ２より大きいと締め付け過ぎによるボルトやナットの損耗を招きやすい。そこで、締め付けトルクの適正範囲に対応する圧力Ｐ１〜Ｐ２の範囲でディスクホイール１２とハブ１４が締結しているかを判別し、その結果を乗員等に報知することで、ディスクホイール１２の締め付けトルクの再点検や整備を促すことができる。
【００２９】
また、図５（ｂ）に示すように、車両からの入力の違いにより、例えば、車重や積載量、路面状況の違いによっても締結面で発生する圧力は変化する。通常、車重や積載量が増加すると、締結面に発生する圧力も増加する。そこで、車両からの入力の上限値Ｘを定めておき、ディスクホイール１２とハブ１４との締結面において入力の上限値Ｘに対応する圧力Ｐ３を超えているか否かを判別し、その結果を乗員等に報知することで、適正な積載量への変更を促すことができ、車両をより安全に運行することができる。
【００３０】
（圧力検出方法）
次に、上述の締め付けトルクおよび車両からの入力の状態を、ディスクホイール１２とハブ１４との締結面における圧力を検出することで乗員等に報知する方法を説明する。図６は、本実施形態に係る圧力検出装置においてディスクホイールとハブとの締結面の状態を報知する際のフローチャートである。
【００３１】
図６に示すように、圧力検出装置１０は、圧力検出部２０にて圧力と対応関係を有する信号値Ｓを検出する（Ｓ１１）。信号値Ｓは、所望のタイミングで検出することができる。そして、図５（ａ）において説明した、締め付けトルクの下限値Ｔ１の際に発生する圧力Ｐ１と対応関係を有する所定値Ｃ１が記憶部４２に記憶されており、演算部４４にて信号値Ｓと所定値Ｃ１とを比較する（Ｓ１２）。
【００３２】
ここで、Ｓ＜Ｃ１の場合（Ｓ１２のＮｏ）、演算部４４は、締結面における圧力が適正範囲の下限圧力Ｐ１以下であると判別し、制御部４０は、締め付けトルクが緩いことを、乗員等に報知するよう報知部３０を制御する（Ｓ１３）。一方、Ｓ≧Ｃ１の場合（Ｓ１２のＹｅｓ）、ディスクホイール１２とハブ１４との締結状態が、締め付けトルクの上限値Ｔ２を超えているかを判別する次のステップに進む。
【００３３】
そして、図５（ａ）において説明した、締め付けトルクの上限値Ｔ２の際に発生する圧力Ｐ２と対応関係を有する所定値Ｃ２が記憶部４２に記憶されており、演算部４４にて信号値Ｓと所定値Ｃ２とを比較する（Ｓ１４）。
【００３４】
ここで、Ｓ＜Ｃ２の場合（Ｓ１４のＮｏ）、演算部４４は、締結面における圧力が適正範囲であると判断し、制御部４０は、締め付けトルクが適正範囲なため、報知部３０が特段の報知を行わず検出動作を終了するように制御する。一方、Ｓ≧Ｃ２の場合（Ｓ１４のＹｅｓ）、演算部４４は、締結面における圧力が適正範囲の上限圧力Ｐ２以上であると判断し、制御部４０は、締め付けトルクが締めすぎであることを乗員等に報知するよう報知部３０を制御する（Ｓ１５）。
【００３５】
更に、ディスクホイール１２とハブ１４との締結面において車両からの入力の上限値Ｘを超えているか判別するために次のステップに進む。
【００３６】
ここで、図５（ｂ）において説明した、車両からの入力の上限値Ｘの際に発生する圧力Ｐ３と対応関係を有する所定値Ｃ３が記憶部４２に記憶されており、演算部４４にて信号値Ｓと所定値Ｃ３とを比較する（Ｓ１６）。
【００３７】
ここで、Ｓ＜Ｃ３の場合（Ｓ１６のＮｏ）、演算部４４は、車両からの入力の上限値Ｘの際に発生する圧力Ｐ３未満であると判断し、検出動作を終了する。
【００３８】
一方、Ｓ≧Ｃ３の場合（Ｓ１６のＹｅｓ）、演算部４４は、締結面における圧力が、車両からの入力の許容値の上限値Ｘに対応する圧力Ｐ３以上であると判断し、制御部４０は、車両の入力が過大であること、例えば、積載量が過大な場合や乗員オーバーの場合のように規定重量オーバーであることを、乗員等に報知するよう報知部３０を制御する（Ｓ１７）。
【００３９】
このように、圧力検出装置１０によれば、ディスクホイール１２とハブ１４との締結面にかかる圧力を所望のタイミングで検出することができ、ディスクホイール１２とハブ１４との締結状態を知ることができる。そのため、例えば、ハブ１４へのディスクホイール１２の締め付けトルクが適正でない場合や、積載量が過大な場合に乗員等に知らせることができる。
【００４０】
（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態に係る圧力検出装置の構成を示すブロック図である。第１の実施形態と異なる主な点は、圧力検出装置１１０は、車両状態を検出する車両状態検出部５０を更に備える点である。図８は、第２の実施形態に係る圧力検出装置においてディスクホイールとハブとの締結面の状態を報知する際のフローチャートである。以下、第１の実施形態と説明が重複する部分については適宜省略して説明する。
【００４１】
車両状態検出部５０は、車速センサーや加速度センサー等の車両状態を検出することができるものを好適に用いることができる。これにより、締結面の状態が車両状態により変化する場合であっても、車両状態を考慮した締結面の状態をより適切に報知することができ、車両のより安全な運行を可能とすることができる。以下では、車両状態検出部５０が車速センサーであって、車速により車両状態を検出する場合について説明する。
【００４２】
制御部１４０は、圧力と対応関係を有する信号値Ｓと比較するための所定値（本実施形態では、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の３つの値）を、車両状態に応じて複数記憶した記憶部１４２と、信号値Ｓと所定値Ｃとを比較することで報知部３０にて報知する情報を判別する演算部１４４と、を有する。
【００４３】
図８に示すように、圧力検出装置１１０は、圧力検出部２０にて圧力と対応関係を有する信号値Ｓを検出する（Ｓ２１）。また、車両状態検出部５０は、車両の速度Ｖを検出する。
【００４４】
次に、車速Ｖを、車両状態を区別する閾値としての基準速度Ｖ０と比較し、車速Ｖが基準値Ｖ０以上の場合（Ｓ２２のＹｅｓ）、車両状態が走行状態と判別する。この場合、ディスクホイール１２とハブ１４との締結面において車両からの入力の上限値Ｘを超えているか判別するために、信号値Ｓと比較する所定値として、車両からの入力の上限値Ｘの際に発生する圧力Ｐ３と対応関係を有する所定値Ｃ３が選択され比較される（Ｓ２３）。
【００４５】
ここで、Ｓ＜Ｃ３の場合（Ｓ２３のＮｏ）、演算部１４４は、車両からの入力の上限値Ｘの際に発生する圧力Ｐ３未満であると判断し、検出動作を終了する。
【００４６】
一方、Ｓ≧Ｃ３の場合（Ｓ２３のＹｅｓ）、演算部１４４は、締結面における圧力が、車両からの入力の許容値の上限値Ｘに対応する圧力Ｐ３以上であると判断し、制御部１４０は、車両の入力が過大であること、例えば、積載量が過大な場合や乗員オーバーの場合のように規定重量オーバーであることを、乗員等に報知するよう報知部３０を制御する（Ｓ２４）。
【００４７】
また、車速Ｖが基準速度Ｖ０未満の場合（Ｓ２２のＮｏ）、車両が低速もしくは停止していると判別する。Ｖ０の値としてはゼロに限らず時速数ｋｍの低速であっても判別できるような値を設定してもよい。この場合、ディスクホイール１２とハブ１４との締結面における締め付けトルクが適正範囲であるかを判別するために、信号値Ｓと比較する所定値として、締め付けトルクの下限値Ｔ１の際に発生する圧力Ｐ１と対応関係を有する所定値Ｃ１および締め付けトルクの上限値Ｔ２の際に発生する圧力Ｐ２と対応関係を有する所定値Ｃ２が選択され、それぞれ比較される（Ｓ２５，Ｓ２７）。
【００４８】
ここで、Ｓ＜Ｃ１の場合（Ｓ２５のＮｏ）、演算部１４４は、締結面における圧力が適正範囲の下限圧力Ｐ１以下であると判別し、制御部１４０は、締め付けトルクが緩いことを、乗員等に報知するよう報知部３０を制御する（Ｓ２６）。一方、Ｓ≧Ｃ１の場合（Ｓ２５のＹｅｓ）、ディスクホイール１２とハブ１４との締結状態が、締め付けトルクの上限値Ｔ２を超えているかを判別する次のステップに進む。
【００４９】
ここで、Ｓ＜Ｃ２の場合（Ｓ２７のＮｏ）、演算部１４４は、締結面における圧力が適正範囲であると判断し、制御部４０は、締め付けトルクが適正範囲なため、報知部３０が特段の報知を行わず検出動作を終了するように制御する。一方、Ｓ≧Ｃ２の場合（Ｓ２７のＹｅｓ）、演算部１４４は、締結面における圧力が適正範囲の上限圧力Ｐ２以上であると判断し、制御部１４０は、締め付けトルクが締めすぎであることを、乗員等に報知するよう報知部３０を制御する（Ｓ２８）。
【００５０】
このように、圧力検出装置１１０によれば、ディスクホイール１２とハブ１４との締結面にかかる圧力を所望のタイミングで検出することができ、また、ディスクホイール１２とハブ１４との締結状態を知ることができる。また、車両状態が異なる状況に応じて信号値と比較する所定値を複数記憶しており、信号値と車両状態に応じた所定値とを比較することで、車両状態を考慮した締結面の状態をより適切に報知することができる。そのため、例えば、ハブ１４へのディスクホイール１２の締め付けトルクが適正でない場合や、積載量が過大な場合に、より適切に締結面の状態を乗員等に報知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】第１の実施形態に係る圧力検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】圧力検出装置が備える圧力検出部がディスクホイールとハブとの間に挟持された状態における車輪の要部断面図である。
【図３】圧力検出部の分解斜視図である。
【図４】圧力検出部の一部を構成する抵抗体の上面図である。
【図５】図５（ａ）は、締め付けトルクと締結面で発生する圧力との関係を模式的に示した図である。図５（ｂ）は、車両からの入力と締結面で発生する圧力との関係を模式的に示した図である。
【図６】第１の実施形態に係る圧力検出装置においてディスクホイールとハブとの締結面の状態を報知する際のフローチャートである。
【図７】第２の実施形態に係る圧力検出装置の構成を示すブロック図である。
【図８】第２の実施形態に係る圧力検出装置においてディスクホイールとハブとの締結面の状態を報知する際のフローチャートである。
【符号の説明】
【００５２】
１０  圧力検出装置、  １２  ディスクホイール、  １４  ハブ、  １６  ボルト、  １８  ナット、  ２０  圧力検出部、  ２２  導通板、  ２２ａ  貫通穴、  ２２ｃ  絶縁部、  ２４  抵抗体、  ３０  報知部、  ４０  制御部、  ４２  記憶部、  ４４  演算部、  ５０  車両状態検出部、  １１０  圧力検出装置、  １４０  制御部、  １４２  記憶部、  １４４  演算部。
【図１】
2007127586.tif 000003
【図２】
2007127586.tif 000004
【図３】
2007127586.tif 000005
【図４】
2007127586.tif 000006
【図５】
2007127586.tif 000007
【図６】
2007127586.tif 000008
【図７】
2007127586.tif 000009
【図８】
2007127586.tif 000010