JP2003214965A - タイヤに作用する力の測定方法および測定装置並びにそのためのタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 タイヤに作用する路面摩擦力や垂直力を、タ
イヤの回転速度の情報を必要せずに、簡易にかつ高精度
に測定する方法ならびに装置を提供する。 【解決手段】 タイヤのサイドウォール部の周方向の少
なくとも一箇所に、ほぼ半径方向に延在する磁性体を配
設するとともに、車軸を通る平面内に延在し、前記サイ
ドウォール部と交差する環状磁路を、少なくとも一つ車
体側に固定して形成しておき、前記磁性体が、環状磁路
の前記平面内に含まれたときの、環状磁路の磁束密度と
相関する量を測定し、測定したこの量を基に、タイヤの
周方向に作用する力によって生じる、磁性体の傾斜角度
の変化を計算し、この傾斜角度から周方向の作用力を求
める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両のアンチロッ
クブレーキシステム（以下「ＡＢＳ」という）、もしく
は、トラクションコントロールシステムの制御に必要な
路面摩擦係数を精度よく推定するための、タイヤに作用
する周方向および垂直方向の力の測定方法に関する。

【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、車両の速度と、車輪の回転数を測定して、これ
らの測定値に基づいて計算し、このスリップ率がある一
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、このスリップ率から路面摩
擦係数を推定する方法では、スリップ率と路面摩擦係数
の関係が、路面状況によって大きく変化し、最適な路面
摩擦係数に対応するスリップ率が、路面の状況によって
異なってしまい、スリップ率だけでは最適路面摩擦係数
が得られないという問題があった。このため、路面かが
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ることが望
ましく、このタイヤに作用する力を求める方法として、
特表平１０−５０６３４６号公報に記載のものが公知で
ある。

【０００５】この従来の力の測定方法は、タイヤのサイ
ドウォール部上の、半径方向の位置の異なる二つの基準
点間の周方向の相対ずれ量が、周方向力に比例すること
を利用して、このずれ量を測定することにより周方向力
を逆算して求めるものであり、その具体的方法として
は、前記基準点の位置に磁石を埋めこんでおき、それぞ
れの磁石に対応する半径方向位置に、車両から固定して
取り付けられた磁気センサを配置し、タイヤの回転に従
い、両基準点とこれらに対応するそれぞれの磁気センサ
とが合致したとき、それぞれの磁気センサに発生する磁
化のピークの現れるタイミングの相互の時間ずれから基
準点の相対ずれを計算するものである。

【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。

【０００７】

【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、路面摩擦係数の高
精度な推定に必要な、タイヤに作用する路面摩擦力や垂
直力を、簡易にかつ高精度に測定する方法を提供するこ
とを目的とするものである。

【０００８】

【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、その要旨構成ならび
に作用を以下に示す。

【０００９】請求項１に記載のタイヤに作用する力の測
定方法は、タイヤの周方向に作用する力を測定する方法
であって、タイヤの回転に伴い、タイヤのサイドウォー
ル部の周方向の少なくとも一箇所に、ほぼ半径方向に延
在する磁性体が、車体側に固定して形成され、前記サイ
ドウォール部と略タイヤ半径上の二点で交差する環状磁
路を横断したときの、環状磁路の磁束密度と相関する量
の変化を測定し、この測定値をもとに、タイヤの周方向
に作用する力によって生じる、磁性体の傾斜角度の変化
を計算し、この傾斜角度から周方向の作用力を求めるも
のである。

【００１０】本発明に係るタイヤに作用する力の測定方
法は、タイヤの回転に伴って、タイヤに配設した磁性体
がこの環状磁路内にはいって磁路の磁束密度が最大とな
ったときの、この磁束密度と相関する物理量の変化を測
定し、この物理量の大小から、磁性体の半径方向に対す
る傾きを算出し、そして、算出された磁性体の傾きから
周方向の力を求めるものである。

【００１１】すなわち、この環状磁路は、サイドウォー
ル部外表面を境にしてタイヤ内部分とタイヤ外部分に分
かれるが、タイヤ内の部分に磁性体がないときは、この
磁路はほぼ開放状態に近いので磁束密度は極めて小さい
が、この磁路内に磁性体が入ると、急激に磁束密度が上
昇する。そして、このピークの磁束密度は、磁性体のタ
イヤ赤道面への投影線が完全に半径方向と一致したとき
最大となり、半径方向に対して傾斜角度が大きいほどピ
ーク磁束密度は小さくなる。したがって、磁束密度と相
関する物理量のピーク値と磁性体の傾斜角度の関係式を
実験等により予め準備しておくことにより、この物理量
のピーク値を測定することにより、傾斜角度を知ること
ができる。

【００１２】そして、この磁性体の傾斜角度は、タイヤ
の周方向の力にほぼ比例するから、傾斜角度と周方向の
力の関係式についても、これを予め実験等で求めてお
き、磁性体の傾斜角度が分かれば、この関係式に照らし
合わせて、周方向の力を計算して測定することができ
る。

【００１３】請求項２に記載のタイヤに作用する力の測
定方法は、請求項１に記載するところにおいて、前記環
状磁路の磁束密度と相関する量を、この磁路の回りに螺
旋状に巻いたコイルに誘導される起電力の積分値とする
ものである。

【００１４】このタイヤに作用する力の測定方法は、前
記環状磁路の磁束密度と相関する量を、この磁路の回り
に螺旋状に巻いたコイルに誘導される起電力の積分値と
したので、ピーク位置での起電力積分値と磁性体の傾斜
角度との関係を表す関係式を予め準備しておくことによ
り、磁性体の傾斜角度を簡易に計算し、よって、タイヤ
に作用する周方向の力を測定することができる。

【００１５】しかも、起電力は、磁束密度の時間微分で
表わされるので、前記環状磁路の周方向磁束密度分布が
同じでも、起電力そのものは、タイヤが早く回転するほ
ど、そのピーク値は大きくなるが、起電力を時間積分し
たものは、元の周方向磁束密度分布を表し、そのピーク
値は、回転数に依存することがない。このことにより、
ピーク位置での起電力積分値と磁性体の傾斜角度とを一
義に関係つけることができ、前述の従来の測定方法に対
比して、タイヤの回転速度に関するデータを用いること
なく、タイヤに作用する周方向の力を測定することがで
きるので、測定システムを簡易にし、かつ、精度の高い
ものにすることができる。

【００１６】請求項３に記載のタイヤに作用する力の測
定方法は、請求項１に記載するところにおいて、前記環
状磁路の磁束密度と相関する量を、この磁路の回りに螺
旋状に巻いたコイルに印加する所定の交流電流に対する
インダクタンスとするものである。

【００１７】このタイヤに作用する力の測定方法は、前
記環状磁路の磁束密度と相関する量を、この磁路の回り
に螺旋状に巻いたコイルに印加する所定の交流電流に対
するインダクタンスとしたので、ピーク位置でのインダ
クタンスと磁性体の傾斜角度との関係を表す関係式を予
め準備しておくことにより、磁性体の傾斜角度を簡易に
計算し、よって、タイヤに作用する周方向の力を測定す
ることができる。

【００１８】しかも、ここで測定されたインダクタンス
は、回転数に依存することがなく、したがって、ピーク
位置でのインダクタンスと磁性体の傾斜角度とを一義に
関係付けることができ、前述の従来の測定方法に対比し
て、タイヤの回転速度に関するデータを用いることな
く、タイヤに作用する周方向の力を測定することができ
るので、測定システムを簡易にし、かつ、精度の高いも
のにすることができる。

【００１９】請求項４に記載のタイヤに作用する力の測
定方法は、請求項１〜３のいずれかに記載するところに
おいて、前記環状磁路を、長さおよびタイヤ半径方向に
対する配置角度の一方もしくは両方が異なり、互いに近
接して配設された二個の環状磁路とし、前記、環状磁路
の磁束密度と相関する量の変化の測定値をもとに、タイ
ヤの半径方向に作用する力によって生じる、磁性体のタ
イヤ幅方向の移動量を計算し、この移動量から半径方向
の作用力を求めるものである。

【００２０】磁路の磁束密度は、磁性体の傾斜角度によ
って変化することは前述の通りであるが、この磁性体の
傾斜角度のほか、磁性体がタイヤ回転軸と平行に移動し
ても磁路の磁束密度は変化する。磁束密度の変化を、磁
性体の傾斜に起因する変化分と、磁性体のタイヤ幅方向
の移動に起因する変化分とに分離することができれば、
磁性体の傾斜角度を正確に求めることができ、したがっ
て、高い精度で周方向の力を測定できる。さらに、磁性
体のタイヤ幅方向移動量と、タイヤに作用する垂直荷重
すなわち半径方向の力との関係を予め実験等で求め準備
しておくことにより、磁性体の幅方向移動量を算出して
半径方向の力を求めることができる。

【００２１】このタイヤに作用する力の測定方法によれ
ば、二つの環状磁路は、長さもしくはタイヤ半径方向に
対する角度、あるいは、これらの両方が互いに異なるの
で、これら二つの環状磁路の磁束密度のピーク値をそれ
ぞれ求めることにより、磁性体の傾斜角度の変化とタイ
ヤ幅方向の移動量を逆算して求めることができる。

【００２２】このことを、解析的に示すと次のようにな
る。二つの環状磁路のうち、一方の磁束密度のピーク値
をφＡ、他方の環状磁路の磁束密度のピーク値をφＢ、
磁性体の傾斜角度の変化をθ、磁性体のタイヤ幅方向の
移動量をｄとすると、φＡとφＢとはそれぞれ、θとｄ
とに依存するので、φＡ、φＢは、それぞれ、式
（１）、式（２）の通り表すことができ、φＡ、φＢが
それぞれ求まると、式（１）と式（２）との連立方程式
から、両方の式を満足するθとｄとを一義的に求められ
ることがわかる。 φＡ＝φＡ（θ、ｄ） （１） φＢ＝φＢ（θ、ｄ） （２）

【００２３】請求項５に記載のタイヤに作用する力の測
定装置は、請求項２もしくは請求項４のいずれかに記載
のタイヤに作用する力の測定方法に用いる装置であっ
て、車軸もしくはサスペンションを含む車体側に取り付
けられ、タイヤの半径方向に延在してタイヤのサイドウ
ォール部表面に対向する両端面を有し、磁石を含む部材
よりなるヨーク部と、このヨーク部の回りに螺旋状に巻
いた誘導起電力測定用のコイルとを具えてなるものであ
る。

【００２４】本発明に係るタイヤに作用する力の測定装
置は、前記磁石を含む部材よりなるヨーク部により、請
求項２もしくは請求項４に記載の環状磁路を形成するこ
とができ、また、ヨーク部の回りに螺旋状に巻いたコイ
ルには、タイヤのサイドウォール部に設けた磁性体が、
環状磁路を横切って通過する際の環状磁路の磁束密度の
変化によって起電力が生起されるので、このコイル両端
間の電圧を測定することにより、前述の通り、タイヤの
周方向、もしくは、これに加えて半径方向の力を測定す
ることができる。しかも、この測定において、タイヤの
回転速度に依存するファクタを別途測定する必要がない
ので、測定するシステムを簡易に構成することができる
とともに、タイヤに作用する力を精度よく測定すること
ができる。

【００２５】請求項６に記載のタイヤに作用する力の測
定装置は、請求項３〜４のいずれかに記載のタイヤに作
用する力の測定方法に用いる装置であって、車軸もしく
はサスペンションを含む車体側に取り付けられ、タイヤ
の半径方向に延在してタイヤのサイドウォール部表面に
対向する両端面を有し、コイルを外周に螺旋状に巻きつ
けたヨーク部と、このコイルに所定の交流電流を印加す
る電源と、この交流電流に対するインダクタンスの大き
さを測定するインダクタンス測定手段とを具えてなるも
のである。

【００２６】本発明に係るタイヤに作用する力の測定装
置は、コイルを外周に螺旋状に巻きつけたヨーク部によ
り、請求項３もしくは請求項４に記載の環状磁路を形成
することができ、また、タイヤのサイドウォール部に設
けた磁性体が、環状磁路を横切って通過する際の環状磁
路の磁束密度の変化によりインダクタンスが変化するの
で、インダクタンス測定手段によりこれを測定すること
により、前述の通り、タイヤの周方向、もしくは、これ
に加えて半径方向の力を測定することができる。しか
も、この測定において、タイヤの回転速度に依存するフ
ァクタを別途測定する必要がないので、測定するシステ
ムを簡易に構成することができるとともに、タイヤに作
用する力を精度よく測定することができる。

【００２７】請求項７に記載のタイヤは、請求項１〜６
のいずれかに記載のタイヤに作用する力の測定方法に用
いるタイヤであって、サイドウォール部の周方向の少な
くとも一箇所に、ほぼ半径方向に延在する磁性体を配設
してなるものである。

【００２８】本発明に係るタイヤは、サイドウォール部
の周方向の少なくとも一箇所に、ほぼ半径方向に延在す
る磁性体を配設しているので、前述の通り、タイヤの周
方向、もしくは、これに加えて半径方向の力を測定する
ことができる。しかも、この測定において、タイヤの回
転速度に依存するファクタを別途測定する必要がないの
で、測定するシステムを簡易に構成することができると
ともに、タイヤに作用する力を精度よく測定することが
できる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るタイヤに作用
する力の測定装置の第一の実施形態について図1ないし
図８に基づいて説明する。図１は、この力の測定装置１
０を示す略線部分断面図であり、図中、ＩＮは、車両に
装着されたタイヤ１の、車両の中心側を示し、ＯＵＴは
車両の外側を示し、図２は、頭のII−II矢視から見たタ
イヤを、周方向の力が作用していない状態で示す正面図
である。タイヤ１の車両の中心側のサイドウォール部２
の、周方向の一箇所に、タイヤの半径方向に延在する磁
性体３が設けられている。

【００３０】力の測定装置１０は、二個の起電力測定ユ
ニット１９Ａ、１９Ｂを具え、一方の起電力測定ユニッ
ト１９Ａは、鉄心と、この周囲に螺旋状に巻かれ電磁石
をなす励磁用コイル１２Aとで構成されたヨーク部１１
A、誘起された起電力測定用コイル１３A、励磁用コイル
１２Aに直流電流を流す電池１４A、および、誘起された
起電力を測定する電圧計１５Aを具え、他方の起電力測
定ユニット１９Ｂも同様の構成をしている。一方の起電
力測定ユニット１９Ａのヨーク部１１Ａと、他方の起電
力ユニット１９Ｂのヨーク部１１Ｂとは、タイヤ半径方
向に対して逆向きに配置されている。

【００３１】一方の起電力測定ユニット１９Ａのヨーク
部１１Aは環状をなす磁路Ｆを形成し、また、ヨーク部
１１Ａおよび起電力測定用コイル１３Aは、タイヤの車
両中心側サイドウォール部２に近接して、車軸もしくは
サスペンションなど車体の回転しない部分に取り付けら
れるが、電池１４Aおよび電圧計１５Aは、ともに車体側
のどこに設けてもよい。他方の起電力測定ユニット１９
Ｂについても同様である。

【００３２】図３は、タイヤのサイドウォール部に設け
た磁性体３が、一方の起電力測定ユニット１９Ａに近接
していない状態で示す、起電力測定ユニット１９Ａの略
線部分断面図である。この状態においては、環状磁路Ｆ
は、空気やゴム等、磁性体以外の部分で多く含んで構成
されるため、その磁束密度は小さい。タイヤが回転して
磁性体３が、ヨーク部１１Aが配置された周方向位置に
合致すると、図１に示す状態となり、このとき、環状磁
路Ｆはほとんど磁性体で構成されるため、その磁束密度
は大ききなる。他方の起電力測定ユニット１９Ｂについ
ても同様である。

【００３３】図４（ａ）は、周方向力Tの作用するタイ
ヤ１を回転させたときに、一方の起電力測定ユニット１
９Ａの磁路Ｆに生起される磁束密度の変化を、縦軸に磁
束密度φＡ、横軸に時間ｔをとって示したグラフであ
り、図４（ｂ）は、同様に、他方の起電力測定ユニット
１９Ｂについて、縦軸に磁束密度φB、横軸に時間ｔを
とって示したものである。タイヤ１の回転に伴って、磁
性体３は、時刻ｔＡ、ｔＢにおいて、起電力測定ユニッ
ト１９Ａ、１９Ｂのそれぞれのヨーク部１１Ａ、１１Ｂ
に最も接近し、このとき、磁束密度φＡ、φＢはそれぞ
れのピーク値φＡｍａｘ、φＢｍａｘを現す。なお、こ
のグラフは測定された起電力を時間積分したものであ
る。この二つのグラフから、タイヤに作用する周方向の
力および半径方向の力を求める方法について次に説明す
る。

【００３４】図５は、タイヤ１を、周方向の力Tが作用
したときの状態で示す、図２に対応する正面図である。
図２に示すように、タイヤ１に周方向力が作用していな
い場合は、サイドウォール部２の内径側と外径側との間
でねじりが発生しないため、磁性体３は、タイヤ１の半
径方向に向いている。このタイヤ１に、周方向力Ｔが作
用すると、周方向力に比例して、タイヤのサイドウォー
ル部にねじれが発生るので、図５に示すように、磁性体
３は、周方向力の大きさに応じた角度θだけ半径方向に
対して傾斜する。

【００３５】磁性体が、ヨーク部１１Ａに対応する周方
向位置を通過するとき、前述の通り、その磁路Ｆに生起
される磁束密度は最大となるが磁性体が角度θだけ傾斜
して、ヨーク部１１Ａに接近した場合の磁路Ｆの最大の
磁束密度φＡｍａｘは、図２の傾斜しない場合に対す
る、磁性体３とヨーク部１１Ａの間のギャップの増加量
に応じて小さくなり、その程度は、傾斜角度よって一義
的に決まる。このことより、最大の磁束密度φＡｍａｘ
を測定することによりそのときの磁性体の傾斜角度を決
めることができ、よって、周方向の力を測定することが
できる。

【００３６】ただし、上述したことは、あくまでタイヤ
の断面形状が変化しない場合のことであり、タイヤが膨
らんで磁性体３とヨーク部１１Ａとのギャップが狭くな
れば磁路Ｆの磁束密度は上昇する。図６（ａ）、図６
（ｂ）はこの様子を示すタイヤの断面図であり、図６
（ａ）は、ギャップが大きい場合を示し、図６（ｂ）は
ギャップが小さい場合を示す。そして、このギャップの
大小は、タイヤの幅方向の膨らみに起因し、さらにこの
幅方向の膨らみは、タイヤに作用する垂直力の大きさに
依存する。

【００３７】さて、断面形状が変化しない場合、すなわ
ち、半径方向の力の作用がない場合は、ヨーク部１１A
とヨーク部１１Bは、タイヤ半径方向に対して逆向きに
傾斜して配置されているので、タイヤ周方向の力Tによ
り、磁性体３は、ヨーク部１１Aに対してはより平行な
方向に傾斜するが、ヨーク部Bに対しては傾きが大きく
なる方向に傾斜し、ちょうど、ヨーク部１１Aにあらわ
れる磁束密度の最大値φAｍａｘとヨーク部１１Ｂにあ
らわれる磁束密度の最大値φＢｍａｘとの差が、傾斜角
度に比例することになる。

【００３８】周方向の力に加えて、半径方向の力が作用
しても、磁性体３のそれぞれのヨーク部１１Ａ、１１Ｂ
への幅方向移動量は同じなので、φＢｍａｘとφＡｍａ
ｘとの両方が同量の磁束密度だけ増減するだけで、φＢ
ｍａｘとφＡｍａｘとの差は変わることがない。一方、
磁性体３の幅方向移動量は、ヨーク部１１Ａと１１Ｂと
の両方にたいして同量の磁束密度の変化をもたらすの
で、φＡｍａｘの増減分とφＢｍａｘの増減分との平均
が幅方向移動量に比例する。

【００３９】以上のことを、数式を用いて纏めると次の
ようになる。タイヤに周方向力と半径方向の力とが作用
している状態でのヨーク１１Ａおよびヨーク１１Ｂに生
起される磁束密度の最大値の、タイヤにこれらの力が作
用していない場合のそれぞれの磁束密度の最大値に対す
る増減を、それぞれ、ΔφＡｍａｘ、ΔφＢｍａｘと
し、磁性体３のタイヤ半径方向に対する傾斜角度をθ、
磁性体３の、タイヤに力が作用していない場合の位置か
らの幅方向移動量をｄとすると、ΔφＡｍａｘおよびΔ
φＢｍａｘはそれぞれ式（３）および式（４）で表わす
ことができる。 ΔφＡｍａｘ＝ｍ１・θ＋ｍ２・ｄ （３） ΔφＢｍａｘ＝−ｍ１・θ＋ｍ２・ｄ （４） ここで、ｍ１、ｍ２は比例定数である。式（３）と式
（４）との連立方程式を解くと、θとｄとは、そえぞ
れ、式（５）および式（６）に示す通り、これらを求め
ることができる。 θ＝（ΔφＡｍａｘ−ΔφＢｍａｘ）／２ （５） ｄ＝（ΔφＡｍａｘ＋ΔφＢｍａｘ）／２ （６） 以上の説明において、説明を分かりやすくするために、
ΔφＡｍａｘとΔφＢｍａｘとは、θとｄとに対してリ
ニアに変化すると仮定したが、リニアでない場合も、同
様な連立方程式により、一義的にθとｄとを決定するこ
とができる。

【００４０】さらに、上述の実施の形態に対しては、対
を成すヨーク部１１Ａ、１１Ｂを、タイヤの半径方向に
対して逆に傾斜させて配置することにより、それぞれに
生起する磁束密度の最大値から、一義的にθとｄとを決
定したが、この他にも、例えば、長さの異なる対を成す
ヨーク部をタイヤの中心軸線を通る平面上に配列し、こ
れらのヨーク部に生起する磁束密度の変化から、θとｄ
とを一義的に決定することができる。図７は、この場合
の、タイヤ１に対するヨーク部１１Ａ、１１Ｂの配置を
示す略線断面図である。

【００４１】ここで、サイドウォール部２に磁性体３を
設けるには、磁性体をフィルム状にしてサイドウォール
部２の表面に貼り付けるか、あるいはサイドウォールゴ
ムそのものを、サイドウォールゴムに粉体の磁性体を混
練して分散させたもので構成してもよい。また、タイヤ
のサイドウォール部２に設ける磁性体は、鉄などの透磁
率の高い軟質磁性材料を用いるの簡便であるが、このか
わりに、永久磁石に代表される硬質磁性材料を用いるこ
ともでき、この場合、硬質磁性材料そのものが磁路を形
成するので、ヨーク部を構成して電磁石をなす励磁用コ
イル１２Ａは設けなくてもよい。

【００４２】図８は、図１に示すヨーク部と異なる構成
のヨーク部を用いた例を示す、力の測定装置１０の略線
断面図であり、ヨーク部の鉄心に励磁用コイル１２Ａを
巻いて電磁石を形成するかわりに、鉄心の両端にそれぞ
れ永久磁石２１を取り付けて構成してものである。ここ
で、永久磁石２１は、ヨーク部の両端の設ける必要はな
く、ヨーク部の中央等、ヨーク部のいずれの位置に設け
てもよい。また、タイヤのサイドウォール部２に設ける
磁性体を硬質磁性材料よりなるものとした場合には、こ
の永久磁石をヨーク部に設ける必要がなくなることは前
述の通りである。

【００４３】さらに、サイドウォール部２に設ける磁性
体として、鉄の代わりに、ラジアルタイヤの半径方向に
配設されているカーカスコードとすることができ、この
コードがスチール製の場合は、これをそのまま磁性体３
として用いることができるが、コードが有機繊維であっ
ても、周方向に配列されたコードの内の少なくとも一本
のコードにコバルトめっきを施すことにより、繊維とゴ
ムとの接着を犠牲にすることなく、これを前記磁性体す
ることができる。

【００４４】図９は、本発明に係る第二の実施形態のタ
イヤに作用する力の測定装置２０を示す略線断面図であ
る。図中、ＩＮは、車両に装着されたタイヤ１の、車両
の中心側を示し、ＯＵＴは車両の外側を示すこと、ま
た、タイヤ１の車両の中心側のサイドウォール部２の、
周方向の一箇所に、タイヤの半径方向に延在する磁性体
３が設けられていることは、第一の実施形態のものと同
様である。

【００４５】力の測定装置２０は、二個の励磁ユニット
を具え、一方の励磁ユニット２９Ａは、鉄心よりなるヨ
ーク部２１Aと、この周囲に螺旋状に巻かれたインダク
タンスコイル２２Aと、励磁用コイル２２Aに交流電流を
流す定電流電源２４Aと、インダクタンスコイル２２Aの
インダクタンスを測定する電圧計２５Aを具えている。
他方の励磁ユニットも同様の構成をしているが、一方の
励磁ユニット２９Ａのヨーク部２１Ａの両端部は磁性体
３の両端部の半径方向位置にほぼ対応する位置に配置さ
れているの比べて、他方のユニットのヨーク部の両端部
の間隔は極めて小さく、両端部が互いにほぼ接するよう
に構成されている。なお、図６においては、一方の励磁
ユニット２９Ａのみを示す。

【００４６】一方の励磁ユニット２９Ａのヨーク部２１
Aとインダクタンスコイル２２Aとは環状をなす磁路Ｆを
形成し、また、ヨーク部２１Ａおよびインダクタンスコ
イル２２Aは車両の中心側のサイドウォール部２に近接
して配置され、定電流電源２４Aと電圧計２５Aは車体側
に配置されている。励磁ユニット２９Bについても同様
である。

【００４７】この力の測定装置２０において、一方の励
磁ユニット２９Ａのヨーク部２１Ａに対応する位置に、
磁性体３がくると、ヨーク部２１Ａを含む磁路Ｆの磁束
密度が高まる。このため、このインダクタンスが増加
し、よって電圧計２５Aによってその変化を読み取るこ
とができる。他方の励磁ユニットも同様に作用する。す
なわち、磁束密度の測定するため、第一の実施形態で
は、磁束密度の時間変化により生起される起電力を測定
したのに対し、第二の実施形態は、インダクタンスコイ
ル２２Ａに対するインダクタンスの大きさを測定するこ
とにより磁束密度を測定するものであり、この点だけ
が、第一の実施形態と異なっているが、その他に点につ
いては、第一の実施形態と全く同様であるので、他の点
についての説明は省略する。

【００４８】

【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明によれば、タイヤのサイドウォール部の周方向の
少なくとも一箇所に、ほぼ半径方向に延在する磁性体を
配設するとともに、車軸を通る平面内に延在し、前記サ
イドウォール部と交差する環状磁路を、少なくとも一つ
車体側に固定して形成しておき、前記磁性体が、環状磁
路の前記平面内に含まれたときの、環状磁路の磁束密度
と相関する量を測定し、測定したこの量を基に、タイヤ
の周方向に作用する力によって生じる、磁性体の傾斜角
度の変化を計算し、この傾斜角度から周方向の作用力を
求めるので、タイヤに作用する路面摩擦力や垂直力を、
タイヤの回転速度の情報を必要とすることなく求めるこ
とができ、簡易にかつ高精度に、これを測定することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るタイヤに作用する力の測定装置の
第一の実施形態を示す略線部分断面図である。

【図２】図１のII−II矢視を示す正面図である。

【図３】図１の力の測定装置の別の状態を示す略線部分
断面図である。

【図４】磁束密度の経時変化を示すグラフである。

【図５】図１のII−II矢視を示す正面図である。

【図６】タイヤの膨らみ具合による違いを示す説明図で
ある。

【図７】力の測定装置の別の形態を示す略線部分断面図
である。

【図８】力の測定装置の別の形態を示す略線部分断面図
である。

【図９】本発明に係るタイヤに作用する力の測定装置の
第二の実施形態を示す略線部分断面図である。

【符号の説明】

１ タイヤ ２ サイドウォール部 ３ 磁性体 １０、２０ 力の測定装置 １１A、１１B、２１A ヨーク部 １２A 励磁用コイル １３A 起電力測定用コイル １４A、２４A 電池 １５A、２５A 電圧計 １９A 起電力測定ユニット ２１ 永久磁石 ２２A インダクタンスコイル ２９A 励磁ユニット Ｆ 環状磁路

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｎ 19/02 Ｇ０１Ｍ 17/02 Ｂ (72)発明者 横井 隆 東京都小平市小川東町３−１−１ 株式会 社ブリヂストン技術センター内 (72)発明者 菊池 正美 東京都小平市小川東町３−１−１ 株式会 社ブリヂストン技術センター内 Ｆターム(参考） 2F051 AA01 AB05 BA00 3D046 BB23 BB28 BB29 HH29 HH46 HH51

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タイヤの周方向に作用する力を測定する
   方法であって、 タイヤの回転に伴い、タイヤのサイドウォール部の周方
   向の少なくとも一箇所に、ほぼ半径方向に延在する磁性
   体が、車体側に固定されて形成され、前記サイドウォー
   ル部と略タイヤ半径上の二点で交差する環状磁路を横断
   したときの、環状磁路の磁束密度と相関する量の変化を
   測定し、この測定値をもとに、タイヤの周方向に作用す
   る力によって生じる、磁性体の傾斜角度の変化を計算
   し、この傾斜角度から周方向の作用力を求めるタイヤに
   作用する力の測定方法。
2. 【請求項２】 前記環状磁路の磁束密度と相関する量
   を、この磁路の回りに螺旋状に巻いたコイルに誘導され
   る起電力の積分値とする請求項１に記載のタイヤに作用
   する力の測定方法。
3. 【請求項３】 前記環状磁路の磁束密度と相関する量
   を、この磁路の回りに螺旋状に巻いたコイルに印加する
   所定の交流電流に対するインダクタンスとする請求項１
   に記載のタイヤに作用する力の測定方法。
4. 【請求項４】 前記環状磁路を、長さおよびタイヤ半径
   方向に対する配置角度の一方もしくは両方が異なり、互
   いに近接して配設された二個の環状磁路とし、 前記、環状磁路の磁束密度と相関する量の変化の測定値
   をもとに、タイヤの半径方向に作用する力によって生じ
   る、磁性体のタイヤ幅方向の移動量を計算し、この移動
   量から半径方向の作用力を求める請求項１〜３のいずれ
   かに記載のタイヤに作用する力の測定方法。
5. 【請求項５】 請求項２もしくは請求項４のいずれかに
   記載のタイヤに作用する力の測定方法に用いる装置であ
   って、 車軸もしくはサスペンションを含む車体側に取り付けら
   れ、タイヤの半径方向に延在してタイヤのサイドウォー
   ル部表面に対向する両端面を有し、磁石を含む部材より
   なるヨーク部と、このヨーク部の回りに螺旋状に巻いた
   誘導起電力測定用のコイルとを具えてなるタイヤに作用
   する力の測定装置。
6. 【請求項６】 請求項３〜４のいずれかに記載のタイヤ
   に作用する力の測定方法に用いる装置であって、 車軸もしくはサスペンションを含む車体側に取り付けら
   れ、タイヤの半径方向に延在してタイヤのサイドウォー
   ル部表面に対向する両端面を有し、コイルを外周に螺旋
   状に巻きつけたヨーク部と、このコイルに所定の交流電
   流を印加する電源と、この交流電流に対するインダクタ
   ンスの大きさを測定するインダクタンス測定手段とを具
   えてなるタイヤに作用する力の測定装置。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかに記載のタイヤ
   に作用する力の測定方法に用いるタイヤであって、 サイドウォール部の周方向の少なくとも一箇所に、ほぼ
   半径方向に延在する磁性体を配設してなるタイヤ。