JP5210968B2 - タイヤ接地力検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両におけるタイヤの接地力を検知するタイヤ接地力検知装置に関するものである。

車両におけるタイヤの接地力を検知するタイヤ接地力検知装置として、従来、ホイールと保持体との間に、それらの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タイヤ作用力検知装置がある（たとえば、特許文献１参照）。このタイヤ作用力検知装置は、検出器がホイールと保持体との間に設けられていることにより、ホイールによる制約も保持体による制約も受けずに、タイヤ作用力を検出することができる。したがって、タイヤ作用力を高い精度で検出することができるというものである。

特開２００３−１４５６３号公報

しかし、上記特許文献１に開示されたタイヤ作用力検知装置では、複数の制限機構やねじ機構、さらにはギヤ機構などが設けられており、その構造が複雑となるという問題があった。そのため、たとえばタイヤ作用力検知装置の製造や修理のために工具を用いようとしても、複雑な構造であるために、工具を用い難くなるという問題があった。また、工具を用い易くするために簡素な構成とすると、センサを保持する構造の強度が小さくならざるを得ず、そのため、精度のよい計測を行うことが困難となるという問題があった。

そこで、本発明の課題は、簡素な構成でありながら工具を用いやすくすることができるとともに、精度のよい計測を行うことができるタイヤ接地力検知装置を提供することにある。

上記課題を解決した本発明に係るタイヤ接地力検知装置は、ホイールとホイールを保持する保持部材との間に介在され、ホイールに取り付けられたタイヤにおける接地力を検知するタイヤ接地力検知装置であって、ホイール側に配置されたホイール側センサプレートと保持部材側に配置された保持部材側センサプレートを備えるとともに、ホイール側センサプレートと保持部材側センサプレートとの間に、ホイールの軸方向に沿った梁部材が掛け渡され、梁部材にタイヤの接地力を検出する接地力センサが取り付けられており、ホイール側センサプレートにおけるホイール側の接触面と、保持部材側センサプレートにおける保持部材側の接触面とが、ホイールの軸方向に見てずれた位置に配置されていることを特徴とする。

本発明に係るタイヤ接地力検知装置においては、センサプレートにおけるホイール側の接触面と、センサプレートにおける保持部材側の接触面とが、ホイールの軸方向に見てずれた位置に配置されている。このため、ホイール側センサプレートにおけるホイール側の接触面と、保持部材側センサプレートにおける保持部材側の接触面にオーバーハングの部分が発生しないため、工具をホイールの軸方向から当てることができるようになり、工具を用いやすくすることができる。さらには、梁部材の位置や形状に制約が生じることがないので、梁部材の強度を高く維持することができ、精度のよい計測を行うことができる。

ここで、梁部材の一端側がホイール側センサプレートまたは保持部材側センサプレートに支持されるとともに、梁部材の他端側が支持部材によって支持されており、梁部材の一端側を支持するホイール側センサプレートまたは保持部材側センサプレートの剛性が、梁部材の他端側を支持する支持部材の剛性よりも高くされている態様とすることができる。

このように、梁部材の一端側を支持するホイール側センサプレートまたは保持部材側センサプレートの剛性が、梁部材の他端側を支持する支持部材の剛性よりも高くされていることにより、梁部材の強度をさらに確実に高く維持することができる。

また、上記課題を解決した本発明に係るタイヤ接地力検知装置は、ホイールとホイールを保持する保持部材との間に介在され、ホイールに取り付けられたタイヤにおける接地力を検知するタイヤ接地力検知装置であって、ホイール側に配置されたホイール側センサプレートと保持部材側に配置された保持部材側センサプレートを備えるとともに、ホイール側センサプレートと保持部材側センサプレートとの間に、ホイールの軸方向に沿った梁部材が掛け渡され、梁部材にタイヤの接地力を検出する接地力センサが取り付けられており、梁部材の一端側がホイール側センサプレートまたは保持部材側センサプレートに支持されるとともに、梁部材の他端側が支持部材によって支持されており、梁部材の一端側を支持するホイール側センサプレートまたは保持部材側センサプレートの剛性が、梁部材の他端側を支持する支持部材の剛性よりも高くされていることを特徴とする。

本発明に係るタイヤ接地力検知装置によれば、簡素な構成でありながら工具を用いやすくすることができるとともに、精度のよい計測を行うことができる。

本発明のタイヤ接地力検知装置が設けられたタイヤの側面図である。 図１のII−II線断面図である。 センサプレートの側面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 センサプレートの底面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、図示の便宜上、図面の寸法比率は説明のものと必ずしも一致しない。

図１は、本発明のタイヤ接地力検知装置が設けられたタイヤの側面図、図２は、図１のII−II線断面図である。また、図３は、センサプレートの側面図、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線断面図、図５は、センサプレートの底面図である。

図１および図２に示すように、本実施形態に係るタイヤ接地力検知装置（以下「検知装置」という）１は、ホイール２と、ブレーキロータ３との間に配置されている。また、検知装置１およびブレーキロータ３は、保持部材であるハブ４によって保持されている。さらに、ホイール２およびブレーキロータ３の中央部には、ホイール２の軸方向にホイール２およびブレーキロータ３それぞれ貫通する貫通孔２Ａ，３Ａが形成されている。ハブ４は、突起部４Ａを備えており、突起部４Ａがブレーキロータ３の中央部に形成された貫通孔３Ａに嵌め込まれている。また、ホイール２の外側には、ブレーキキャリパ５が設けられている。

検知装置１は、センサプレート１０を備えている。このセンサプレート１０は、自動車の走行に耐えうる強度を備えている。また、センサプレート１０は、ホイール側の接触面を備えるホイール側プレート１０Ａと、ハブ側の接触面を備えるハブ側プレート１０Ｂとを備えている。センサプレート１０では、ホイール側プレート１０Ａとハブ側プレート１０Ｂとは、それぞれ４枚ずつ設けられている。

ホイール側プレート１０Ａは、ホイール側ボルト１０Ｃおよびホイール側ナット１０Ｄによってホイール２に締結されている。また、ハブ側プレート１０Ｂは、ハブ側ボルト１０Ｅおよびハブ側ナット１０Ｆによってブレーキロータ３に締結されている。こうして、ホイール側プレート１０Ａの接触面は、ホイール２に接触させられている。また、ハブ側プレート１０Ｂの接触面は、ブレーキロータ３に接触させられている。

さらに、ホイール側プレート１０Ａおよびハブ側プレート１０Ｂは、図１および図３に示すように、ホイール２の軸方向に見てずれた位置に配置されている。より具体的にいうと、ホイール側プレート１０Ａおよびハブ側プレート１０Ｂは、いずれもホイール２の軸方向に見て、中心角が４５度程度の略扇形をなしており、４５度の位相差をもって交互に配置されている。こうして、ホイール側プレート１０Ａおよびハブ側プレート１０Ｂの幅の増加を抑制している。

したがって、ホイール２の軸方向に見た場合、ホイール側プレート１０Ａにおけるホイール２との接触面が存在する位置では、ハブ側プレート１０Ｂにおけるブレーキロータ３との接触面が不存在とされている。逆に、ハブ側プレート１０Ｂにおけるブレーキロータ３との接触面が存在する位置では、ホイール側プレート１０Ａにおけるホイール２との接触面が不存在とされている。

また、ホイール側プレート１０Ａにおける内側先端部には、ホイール２に形成された貫通孔２Ａに嵌め込まれるホイール同軸突起１０Ｇが設けられている。一方、ハブ側プレート１０Ｂにおける内側先端部には、ブレーキロータ３に形成された貫通孔３Ａに嵌め込まれる図示しないハブ同軸突起が設けられている。

さらに、ホイール側プレート１０Ａとハブ側プレート１０Ｂとの間には、ホイール２の軸方向に平行に配設された梁部材１１が設けられている。梁部材１１は、ホイール２の軸方向に見て隣接するホイール側プレート１０Ａおよびハブ側プレート１０Ｂとの間に配設されている。こうして、センサプレート１０では、８本の梁部材１１が設けられている。また、梁部材１１の数は特に限定されず、搭載スペースなどの要因に応じて適宜調整することができる。

梁部材１１の一方は、ホイール側プレート１０Ａまたはハブ側プレート１０Ｂの一方に支持されている。また、梁部材１１の他の一方は、図示しない支持部材によって支持されている。ここで、支持部材の剛性は、ホイール側プレート１０Ａまたはハブ側プレート１０Ｂの剛性よりも低くされている。

さらに、梁部材１１には、歪ゲージ１２が設けられている。歪ゲージ１２は、梁部材１１の歪を計測しており、タイヤ接地力に応じて出力が変化する。本実施形態において、歪ゲージ１２は、８本の梁部材１１に対して２つずつの合計１６個が設けられているが、その精度や搭載スペースなどの要因を考慮して、その数を増減した他の数とすることもできる。

また、梁部材１１は、断面略矩形とされているが、その他、断面円形、断面楕円形、断面多角形などの形状とすることができる。さらに、梁部材１１は、中実とされているが、中空とする態様とすることもできる。この梁部材１１は、センサプレート１０における半径方向外側に配置されている。梁部材１１は、センサプレート１０における半径方向外側に配置されることにより、モーメントの入力に対する強度が確保されている。

さらに、ホイール側プレート１０Ａおよびハブ側プレート１０Ｂの外周部には、回転側ホルダ１３が設けられている。回転側ホルダ１３は、樹脂製であり、信号の送受信に影響を与えないようにされている。ホイール側プレート１０Ａおよびハブ側プレート１０Ｂは、いずれも回転側ホルダ１３に取り付けられている。また、回転側ホルダ１３には、送信回路１４が設けられており、送信回路１４には、配線１５を介して歪ゲージ１２が電気的に接続されている。さらに、回転側ホルダ１３には、信号送信アンテナ１６が設けられている。送信回路１４は歪ゲージ１２で計測した梁部材１１の歪量を信号送信アンテナ１６に送出している。これらの送信回路１４、配線１５、さらに信号送信アンテナ１６等は、インサートや接着剤モールド等の防水処理が施された状態で回転側ホルダ１３に内蔵されている。

また、ブレーキキャリパ５には、固定側ホルダ１７が取り付けられており、固定側ホルダ１７には、図２に示すように、信号受信アンテナ１８が設けられている。回転側ホルダ１３に設けられた信号送信アンテナ１６は、歪ゲージ１２で計測され、送信回路１４から送出された梁部材１１の歪量を信号受信アンテナ１８に向けて送信する。信号受信アンテナ１８では、信号送信アンテナ１６から送信された梁部材１１の歪量を受信する。これらの信号受信アンテナ１８や配線等についても、インサートや接着剤モールド等の防水処理が施された状態で固定側ホルダ１７に内蔵されている。

さらに、回転側ホルダ１３には、電源受信コイル１９が設けられており、固定側ホルダ１７には、電源送信コイル２０が設けられている。電源送信コイル２０には、電気供給配線が接続されて、図示しないバッテリからの電力が電源送信コイル２０に供給される。電源送信コイル２０からは、電源受信コイル１９に対して電気が供給される。電源受信コイル１９に供給された電気によって、歪ゲージ１２や送信回路１４作動する。

また、信号受信アンテナ１８には、配線１５を介して受信回路２１が電気的に接続されている。受信回路２１には、配線１５を介して車両制御ＥＣＵ６が電気的に接続されている。受信回路２１は、信号受信アンテナ１８で受信した梁部材１１の歪量を車両制御ＥＣＵ６に送信する。車両制御ＥＣＵ６では、歪ゲージ１２で計測された梁部材１１の歪に基づいて、タイヤ接地力を検知する。

以上の構成を有する本実施形態に係る検知装置１においては、歪ゲージ１２によって梁部材１１の歪量を検出している。梁部材１１の歪量は、タイヤの接地力に応じて変化する。したがって、梁部材１１の歪量を検出することにより、タイヤ接地力を検知することができる。

また、本実施形態に係る検知装置１におけるセンサプレーと１０は、ホイール側プレート１０Ａとハブ側プレート１０Ｂとを備えており、ホイール側プレート１０Ａにおけるホイール２との接触面およびハブ側プレート１０Ｂにおけるブレーキロータ３との接触面は、それぞれ限定されている。このため、タイヤからホイール２、ホイール側プレート１０Ａ、および梁部材１１を通じて歪ゲージ１２に伝わるまでの荷重伝達経路を安定化させることができる。

ここで、ホイール側プレート１０Ａとハブ側プレート１０Ｂとが、ホイール２の軸方向に見て互いに重なる形状であると、オーバーハングの部分が発生する。このため、センサプレート１０の製造や修理などにおける加工の際に、工具をホイール側プレート１０Ａとハブ側プレート１０Ｂとの隙間からホイール２の半径方向に挿入する必要が生じる。ここで、センサプレート１０では、ホイール側プレート１０Ａとハブ側プレート１０Ｂとの隙間に対してセンサプレート１０の半径が大きいため、工具が届く範囲に制約が生じたり、複数の梁部材１１を加工するための干渉により加工できない梁部材１１の位置や形状が生じたりすることとなる。

この点、本実施形態に係るセンサプレート１０では、ホイール側プレート１０Ａとハブ側プレート１０Ｂとがホイール２の軸方向に見てずれた位置に配置され、ホイール側プレート１０Ａとハブ側プレート１０Ｂとが互いに重ならない位置に配置されている。このため、センサプレート１０の加工を行う際に、工具をホイール２の軸方向に挿入することができるようになり、工具の届く範囲における制約が小さくなる。その結果、工具を用いやすくすることができ、センサプレート１０の加工を容易なものとすることができる。さらに、梁部材１１の位置や形状に対して、大きな制約が生じることがないので、梁部材１１の強度を十分に高いものとすることができる。その結果、計測精度の低下を招かないようにすることができ、精度のよい計測を行うことができる。

さらに、本実施形態に係るセンサプレート１０では、梁部材１１の一方がホイール側プレート１０Ａとハブ側プレート１０Ｂに支持され、他方が図示しない支持部材に支持されている。ここで、支持部材におけるホイール２の軸方向に対する剛性は、ホイール側プレート１０Ａまたはハブ側プレート１０Ｂにおけるホイール２の軸方向に対する剛性よりも低くされている。このため、タイヤ接地力の変化に対して、ホイール側プレート１０Ａまたはハブ側プレート１０Ｂにおけるホイール２またはブレーキロータ３との接触面の面圧変動が抑制される。したがって、梁部材１１の強度をさらに高く維持することができるので、その計測精度を高くすることができる。

また、本実施形態に係るセンサプレート１０において、ホイール側プレート１０Ａは、ホイール側ボルト１０Ｃおよびホイール側ナット１０Ｄによってホイール２に締結されている。また、ハブ側プレート１０Ｂは、ハブ側ボルト１０Ｅおよびハブ側ナット１０Ｆによってブレーキロータ３に締結されている。このため、ホイール側ナット１０Ｄおよびハブ側ナット１０Ｆを取り外すだけでセンサプレート１０を取り外すことができる。したがって、ボルトの数とピッチが一致するタイヤについて、互換性を持たせることができる。しかも、その取り付けや取り外しを容易なものとすることができる。

さらに、センサプレート１０におけるホイール同軸突起１０Ｇがホイール２に形成された貫通孔２Ａに嵌め込まれている。このため、センサプレート１０とホイール２との同軸を確保することができるとともに、ホイール側ボルト１０Ｃに対する負荷集中を抑制することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態では、ホイール側プレート１０Ａおよびハブ側プレート１０Ｂを４５度の位相差を持って配置したが、その角度は適宜調整することができる。

また、ホイール側プレート１０Ａおよびハブ側プレート１０Ｂは、中心角が４５度程度の略扇形をなしているが、その他の形状とすることもできる。その他の形状としては、円形、三角形、四角形、台形などとすることができる。また、接触面の数は、平面を規定するために必要な３箇所以上であれば、特に限定されない。

さらに、上記実施形態では、接地力センサとして歪ゲージ１２を用いているが、その他のセンサ、たとえば圧電素子などを用いることもできる。また、上記実施形態では、ハブ側プレート１０Ｂの接触面はブレーキロータ３に接触しているが、その他の部材、たとえばハブ４に接触する態様とすることもできる。さらには、ホイール側プレート１０Ａについても、ホイール２との間に介在物を介した状態でその介在物に接触面が接触する態様とすることもできる。

１…タイヤ接地力検知装置、２…ホイール、２Ａ…貫通孔、３…ブレーキロータ、３Ａ…貫通孔、４…ハブ、４Ａ…突起部、５…ブレーキキャリパ、６…車両制御ＥＣＵ、１０…センサプレート、１０Ａ…ホイール側プレート、１０Ｂ…ハブ側プレート、１０Ｃ…ホイール側ボルト、１０Ｄ…ホイール側ナット、１０Ｅ…ハブ側ボルト、１０Ｆ…ハブ側ナット、１０Ｇ…ホイール同軸突起、１１…梁部材、１２…歪ゲージ、１３…回転側ホルダ、１４…送信回路、１５…配線、１６…信号送信アンテナ、１７…固定側ホルダ、１８…信号受信アンテナ、１９…電源受信コイル、２０…電源送信コイル、２１…受信回路。

Claims (3)

1. ホイールと前記ホイールを保持する保持部材との間に介在され、前記ホイールに取り付けられたタイヤにおける接地力を検知するタイヤ接地力検知装置であって、
   前記ホイール側に配置されたホイール側センサプレートと前記保持部材側に配置された保持部材側センサプレートを備えるとともに、前記ホイール側センサプレートと前記保持部材側センサプレートとの間に、前記ホイールの軸方向に沿った梁部材が掛け渡され、前記梁部材にタイヤの接地力を検出する接地力センサが取り付けられており、
   前記ホイール側センサプレートにおける前記ホイール側の接触面と、前記保持部材側センサプレートにおける前記保持部材側の接触面とが、前記ホイールの軸方向に見てずれた位置に配置されていることを特徴とするタイヤ接地力検知装置。
2. 前記梁部材の一端側が前記ホイール側センサプレートまたは前記保持部材側センサプレートに支持されるとともに、前記梁部材の他端側が支持部材によって支持されており、
   前記梁部材の一端側を支持する前記ホイール側センサプレートまたは前記保持部材側センサプレートの剛性が、前記梁部材の他端側を支持する支持部材の剛性よりも高くされている請求項１に記載のタイヤ接地力検知装置。
3. ホイールと前記ホイールを保持する保持部材との間に介在され、前記ホイールに取り付けられたタイヤにおける接地力を検知するタイヤ接地力検知装置であって、
   前記ホイール側に配置されたホイール側センサプレートと前記保持部材側に配置された保持部材側センサプレートを備えるとともに、前記ホイール側センサプレートと前記保持部材側センサプレートとの間に、前記ホイールの軸方向に沿った梁部材が掛け渡され、前記梁部材にタイヤの接地力を検出する接地力センサが取り付けられており、
   前記梁部材の一端側が前記ホイール側センサプレートまたは前記保持部材側センサプレートに支持されるとともに、前記梁部材の他端側が支持部材によって支持されており、
   前記梁部材の一端側を支持する前記ホイール側センサプレートまたは前記保持部材側センサプレートの剛性が、前記梁部材の他端側を支持する支持部材の剛性よりも高くされていることを特徴とするタイヤ接地力検知装置。

Images