JP2008233008A - Axle holding device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a practical axle holding device capable of improving the detection accuracy for a load applied to a shaft 12. <P>SOLUTION: A columnar deformation section 24 is disposed in the axle holding device 20. The columnar deformation section 24 grips a sensor 74 with two rods 76 and 78. In the columnar deformation section 24, compression amount is varied by approach or separation between a rod support section 72 and an arm section 60, and the axial load of the columnar deformation section 24 is detected. While, when the rod support section 72 and the arm section 60 relatively displace in the direction orthogonal to the axial direction of the columnar deformation section 24, misalignment on the contact surface between the rods 76 and 78 and sensor 74 is prevented by bending of the columnar deformation section 24 in the shearing direction, and reduction of the detection accuracy is prevented. In this case, the compression amount of the columnar deformation section 24 does not vary, and the effect of the relative displacement in the shearing direction is avoidable. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、車両の車輪軸に加わる荷重を検出する荷重センサを備えた車輪軸保持装置に関する。   The present invention relates to a wheel shaft holding device including a load sensor that detects a load applied to a wheel shaft of a vehicle.

車輪軸には、車輪が取り付けられており、車輪軸に加わる荷重を検出することにより、車輪に加わる荷重を取得することができる。下記特許文献1には、車輪軸に加わる荷重を検出する車輪軸保持装置が記載されている。この車輪軸保持装置は、サスペンション装置に支持される被支持体たる外周部と、軸受を有して車輪軸を回転可能に保持する内周部とが、連結体たるブリッジ部によって連結されて構成されている。そして、車輪軸と直角な方向における外周部と内周部との相対変位を荷重センサによって検出することにより、車輪軸に加わる上下方向や前後方向の荷重を検出するものとされている。
特開2004−360782号公報
A wheel is attached to the wheel shaft, and the load applied to the wheel can be acquired by detecting the load applied to the wheel shaft. Patent Document 1 listed below describes a wheel shaft holding device that detects a load applied to the wheel shaft. The wheel shaft holding device includes an outer peripheral portion that is a supported body supported by the suspension device and an inner peripheral portion that has a bearing and rotatably holds the wheel shaft by a bridge portion that is a connecting body. Has been. And the load of the up-down direction and the front-back direction which are added to a wheel shaft is detected by detecting the relative displacement of the outer peripheral part and inner peripheral part in the direction orthogonal to a wheel shaft with a load sensor.
Japanese Patent Laid-Open No. 2004-360782

しかしながら、上記特許文献1の車輪軸保持装置において、通常の走行において想定される範囲の荷重であっても、検出精度が低下する場合があることが判明した。その理由は、車輪軸には上下方向や前後方向の荷重だけでなく、車輪軸をそれと直角な軸線回りに回転させる荷重が加わる場合があり、その場合は、外周部と内周部とが軸方向に相対変位させられることにあると推測される。例えば、上記軸方向の相対変位によって荷重センサと外周部との間にずれが生じ、そのずれが精度低下の原因になる推測されるのである。
上記の例のように、従来の車輪軸保持装置には、検出精度を向上させる等、実用性を向上させるための観点から、未だ改良の余地がある。本発明は、そういった実情を鑑みてなされたものであり、より実用的な車輪軸保持装置を得ることを課題としてなされたものである。
However, in the wheel shaft holding device of Patent Document 1, it has been found that the detection accuracy may be lowered even with a load in a range assumed in normal traveling. The reason is that not only the load in the vertical direction and the longitudinal direction is applied to the wheel shaft, but also a load that rotates the wheel shaft around an axis perpendicular to the wheel shaft may be applied. It is assumed that there is relative displacement in the direction. For example, the relative displacement in the axial direction causes a shift between the load sensor and the outer peripheral portion, and it is estimated that the shift causes a decrease in accuracy.
As in the above example, the conventional wheel shaft holding device still has room for improvement from the viewpoint of improving practicality, such as improving detection accuracy. The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to obtain a more practical wheel shaft holding device.

上記課題を解決するために、本発明の車輪軸保持装置は、サスペンション装置に支持される被支持体と車輪軸を保持する車輪軸保持体との特定方向の相対変位を検出する荷重センサと、その特定方向において荷重センサと直列に配設された柱状伝達体とを備えたものとされ、かつ、その柱状伝達体が、それと同じ材料で長さが直径の2倍である円柱よりも弾性変形しやすいものにされたことを特徴とする。   In order to solve the above problems, a wheel shaft holding device of the present invention includes a load sensor that detects a relative displacement in a specific direction between a supported body supported by a suspension device and a wheel shaft holding body that holds the wheel shaft, The columnar transmission body is provided with a columnar transmission body arranged in series with the load sensor in the specific direction, and the columnar transmission body is more elastically deformed than a cylinder having the same material and a length twice the diameter. It is characterized by being made easy to do.

本発明の車輪軸保持装置においては、前記従来の車輪軸保持装置に比較して、車輪に加わる荷重の検出精度が向上する。
前記従来の車輪軸保持装置においては、荷重センサを狭持する部分の剛性が過大であるために、荷重センサに適切な荷重が加わらないことが一因であると推測される。それに対して、本発明の車輪軸保持装置においては、比較的容易に弾性変形する柱状伝達体を備えているため、荷重センサに適切な荷重が加わるようにすることができ、検出精度の低下を抑制することができる。すなわち、本発明により、より実用的な車輪軸保持装置が得られるのである。
In the wheel shaft holding device of the present invention, the detection accuracy of the load applied to the wheel is improved as compared with the conventional wheel shaft holding device.
In the conventional wheel shaft holding device, since the rigidity of the portion that holds the load sensor is excessive, it is estimated that one reason is that an appropriate load is not applied to the load sensor. On the other hand, the wheel shaft holding device of the present invention includes a columnar transmission body that is relatively easily elastically deformed, so that an appropriate load can be applied to the load sensor, which reduces the detection accuracy. Can be suppressed. That is, a more practical wheel shaft holding device can be obtained by the present invention.

発明の態様Aspects of the Invention

以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明(以下、「請求可能発明」という場合がある。)の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載,実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から一部の構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。   In the following, some aspects of the invention that can be claimed in the present application (hereinafter sometimes referred to as “claimable invention”) will be exemplified and described. As with the claims, each aspect is divided into sections, each section is numbered, and is described in a form that cites the numbers of other sections as necessary. This is for the purpose of facilitating the understanding of the claimable invention, and is not intended to limit the combinations of the constituent elements constituting the claimable invention to those described in the following sections. In other words, the claimable invention should be construed in consideration of the description accompanying each section, the description of the embodiments, etc., and as long as the interpretation is followed, another aspect is added to the form of each section. In addition, an aspect in which some constituent elements are deleted from the aspect of each item can be an aspect of the claimable invention.

なお、以下の各項において、(1)項が請求項1に、(2)項が請求項2に、(6)項が請求項3に、(28)項が請求項4に、(9)項が請求項5に、(10)項が請求項6に、(11)項が請求項7に、(12)項が請求項8に、(14)項が請求項9に、(17)項が請求項10に、(18)項と(19)項とを合わせたものが請求項11に、(20)項が請求項12に、(24)項が請求項13に、それぞれ相当する。   In the following paragraphs, (1) is in claim 1, (2) is in claim 2, (6) is in claim 3, (28) is in claim 4, (9) ) In claim 5, (10) in claim 6, (11) in claim 7, (12) in claim 8, (14) in claim 9, (17) ) Is equivalent to claim 10, the combination of (18) and (19) is equivalent to claim 11, (20) is equivalent to claim 12, and (24) is equivalent to claim 13. To do.

(1)サスペンション装置に支持される被支持体と、
車輪軸を保持する車輪軸保持体と、
それら被支持体と車輪軸保持体とを連結する連結体と、
(a)特定方向の荷重を検出する荷重センサと、(b)前記特定方向に延びる柱状をなし、前記特定方向において前記被支持体と前記車輪軸保持体との間に前記荷重センサと直列に配設され、前記特定方向における前記被支持体と前記車輪軸保持体との相対変位の少なくとも一部を前記荷重センサに伝達する柱状伝達体とを備え、その柱状伝達体が、それと同じ材料で長さが直径の2倍である円柱よりも弾性変形しやすいものである1以上の荷重検出装置と
を含むことを特徴とする車輪軸保持装置。
本車輪軸保持装置は、サスペンション装置に支持され、車輪が取り付けられる車輪軸を保持するものであり、車輪とともに車体に対して接近離間する。すなわち、車輪軸に加わる荷重(以後、特に必要がなければ「車輪軸荷重」と称する)をサスペンション装置に伝達する部分であり、本装置に荷重センサを組み込むことにより、比較的容易に車輪軸荷重を検出することができる。なお、車輪と車体とが接近離間する方向を、「車両における上下方向」、あるいは、単に「上下方向」と称する。また、車輪の進行方向を「車両における前後方向」あるいは、単に「前後方向」と称する。
車輪軸保持体は、車輪軸を回転可能に、あるいは、回転不能に保持するものである。つまり、車輪が車輪軸に相対回転不能に取り付けられる場合には、軸受を介して車輪軸を回転可能に保持する態様にされ、車輪が車輪軸に相対回転可能に取り付けられる場合には、車輪軸を固定的に保持する態様にされる。いずれの態様においても、車輪軸保持体が車輪軸荷重を受けることになる。
連結体は、被支持体と車輪軸保持体とを連結するものであり、適度の強度と弾性変形能とを有するものとされる。車輪軸荷重検出のために、被支持体と車輪軸保持体との適度の相対変位を許容することが必要なのである。その相対変位には、車輪軸の軸線と直交する方向の相対変位と、車輪軸の軸方向の相対変位と、車輪軸の軸線と直交する軸線回りの相対回転とのうち、検出したい荷重の種類と荷重検出装置の配設形態とで決まる少なくとも1つが含まれる。
荷重センサは、特定方向の荷重を検出するものとされ、荷重検出装置は荷重センサと柱状伝達体とが、特定方向において直列に配設されたものとされる。その荷重検出装置が、被支持体と車輪軸保持体との相対変位に応じて特定方向において伸縮させられると、荷重センサに加わる荷重が変化し、荷重センサの出力が変化する。その出力に基づいて荷重を取得することができる。すなわち、荷重検出装置において、車輪軸荷重に応じた被支持体と車輪軸保持体との相対変位が、荷重センサに加わる荷重の変化に変換され、荷重の検出が行われるのである。なお、被支持体と車輪軸保持体との相対変位量は、被支持体の荷重検出装置を支持する部分と、車輪軸保持体の荷重検出装置を支持する部分との相対変位量とする。荷重センサの出力が、被支持体と車輪軸保持体との相対変位に応じて変化することから、荷重検出装置を、被支持体と車輪軸保持体との相対変位量を検出するものと考えることもできる。
なお、荷重センサは、荷重を安定して検出するという観点から、ある程度大きな荷重が測定できるものとすることができる。さらに、例えば、車輪軸荷重の200分の1以上であることが望ましく、100分の1以上、50分の1以上とすることもできる。荷重センサには、例えば、セラミックセンサ(後述する)や,圧電センサ等を採用することができる。
ところで、従来の車輪保持装置において検出精度が低下する場合があるという問題があった。それは、荷重センサを狭持する部分の剛性が過大であるために、荷重センサに適切な荷重が加わらないことが一因であると推測される。例えば、被支持体と車輪軸保持体との相対変位に応じて適度に弾性変形できない場合等に検出精度の低下が生じると推測される。それに対して、本項の荷重検出装置は、比較的容易に弾性変形する柱状伝達体を備えているため、荷重センサに適切な荷重が加わるようにすることができ、検出精度の低下を抑制することができる。すなわち、本項の態様により、より実用的な車輪軸保持装置が得られるのである。
柱状伝達体は、それと材料が同じで長さが直径の2倍の円柱よりも弾性変形しやすいものとされる。上記円柱を、長さが直径の3倍,5倍,7倍のものとすることができ、その長さ−直径比(長さ/直径)が大きいほど弾性変形しやすくなる。なお、上記円柱は柱状伝達体と対比するためのものであり、断面形状が正円にされるが、柱状伝達体を円柱形状にすることが必須ではない。柱状伝達体の断面形状は、正円に限られず、例えば、楕円形,多角形,H形状等種々の形状とすることができる。また、柱状伝達体の断面形状および断面積が、軸方向において均一であることは不可欠ではなく、円錐台形状等のように軸方向において断面積が変化するものや、断面形状が変化するものとすることができる。すなわち、上記円柱よりも弾性変形しやすいものであればよいのである。柱状伝達体を構成する材料は、特に限定されないが、例えば、金属製のものとすることができる。
なお、柱状伝達体は、特定方向において、被支持体と車輪軸保持体との相対変位に応じて適度に弾性変形した際に、荷重センサに安定した荷重を加えられる程度の剛性ないし弾性変形能を有するものであることが望ましい。つまり、特定方向における相対変位に応じて柱状伝達体の圧縮量が適切に変化させられ、荷重センサに加わる荷重が適切に変化することで、被支持体と車輪軸保持体との相対変位の一部が荷重センサに伝達されるのである。
具体的には、例えば、比較的少ない相対変位によって比較的大きな荷重を発生させるために、柱状伝達体を、ヤング率(縦弾性係数と称する場合もある)が50GPa以上の材質のものとすることができ、また、90GPa以上、150GPa以上とさらに大きいものとすることができる。しかしながら、ヤング率が大きすぎると直角方向に撓みにくくなる。よって、柱状伝達体のヤング率は、他の設計事項、例えば、柱状伝達体の寸法(長さ、断面積)や、被支持体と車輪軸保持体との特定方向および直角方向における相対変位量の最大値、荷重センサの耐荷重等を考慮して決定される。
柱状伝達体は、1つの部材で形成されたものや、複数の部材で形成されたものとすることができる。例えば、複数の部材が、直列にあるいは並列に並べられたものとすることができる。さらに、複数の部材を直列に並べる場合に、複数の部材同士を隣接して並べることや、複数の部材のうちの2つのものの間に荷重センサを挟んで配設することもできる。また、柱状伝達体が、被支持体と車輪軸保持体との少なくとも一方と一体的に形成されていてもよい。
(2)前記柱状伝達体が、少なくとも前記車輪軸に加わる荷重が最大荷重を超えない範囲においては、前記特定方向に直角な直角方向における前記被支持体と前記車輪軸保持体との相対変位に応じて、前記荷重センサとの接触面においてその荷重センサとずれることなく前記直角方向に弾性的に撓むものである(1)項に記載の車輪軸保持装置。
まず、荷重センサに適切な荷重が加わらない要因として、被支持体と車輪軸保持体との直角方向の相対変位が悪影響する場合について説明する。
上述のように、荷重センサは特定方向、つまり、ある一方向の荷重を検出するものであるが、被支持体と車輪軸保持体との相対変位を一方向に限定することは難しく、特定方向と直角な直角方向に相対変位することを避け得ない。その場合には、荷重検出装置は、それの被支持体側の端部と車輪軸保持体側の端部とが上記直角方向において互いに逆向きに変位させられる。つまり、剪断方向の荷重を受けることになる。その剪断方向の荷重によって検出精度の低下が生じる傾向があることから、荷重センサと柱状伝達体とがそれらの接触面においてずれると検出精度が低下すると推測される。すなわち、剪断方向の剛性が過大であると検出精度が低下すると推測される。
それに対して、本項の柱状伝達体は、荷重センサと柱状伝達体との接触面におけるずれを防止できる程度に剪断方向の剛性が小さくされている、つまり、直角方向に撓みやすくされているため、荷重センサと柱状伝達体との接触面におけるずれの発生を防ぐという観点から、荷重センサの検出精度の低下を抑制することができる。すなわち、本項の態様は、より実用的な車輪軸保持装置とされているのである。
なお、被支持体と車輪軸保持体との直角方向の相対変位は、被支持体と車輪軸保持体との車輪軸にモーメントが加わった場合に大きくなる傾向がある。それは、被支持体と車輪軸保持体との相対回転の中心線と連結体との距離が、相対回転の中心線と路面との距離よりも小さいこと(例えば、4分の1から6分の1程度)が一因である。つまり、旋回時等に、車輪の接地部分に作用する軸方向の荷重の数倍の大きさの荷重が連結体に加わることになり、単純に、上下(前後)方向の荷重が加わる場合よりも、連結体の負担が大きくなるのである。
その被支持体と車輪軸保持体との相対回転によって、荷重検出装置の両端部が直角方向に相対変位させられる場合が多い。例えば、後の実施例で詳述するが、上下方向,前後方向等の荷重を検出するために、荷重検出装置が上下(前後)方向等を特定方向として配設された場合、被支持体と車輪軸保持体との相対回転によって、荷重検出装置の両端部が直角方向に相対変位させられる場合が多い。その相対変位量は、車輪軸と直交する方向における被支持体と車輪軸保持体との相対移動による変位量よりも大きくなる場合が多いのである。このような事情からも、被支持体と車輪軸保持体との相対回転による剪断方向の相対変位に撓みによって追随できることが重要である。
なお、荷重センサが、例えば、被支持体と車輪軸保持体との一方と、柱状伝達体との間に挟まれている場合に、荷重センサと、上記一方とが、それらの接触面においてずれる可能性がある。しかしながら、荷重センサと柱状伝達体との接触面におけるずれに対する抵抗力(摩擦力や接着力等)と、荷重センサと被支持体と車輪軸保持体との一方との上記抵抗力とが同程度の大きさであれば、柱状伝達体の撓み易さにより荷重センサと上記一方とのずれも防止できる。
車輪軸に加わる荷重が最大荷重を超えない範囲は、例えば、一般的な走行において想定される荷重の範囲とすることができ、衝突時や脱輪時等まで想定することを要しない。すなわち、柱状伝達体の剪断方向の剛性が、車両が正常に走行している状態において、想定される最大の荷重が車輪軸に加わっても荷重センサと柱状伝達体とがずれない程度にされていればよいのである。
なお、柱状伝達体の撓み量と比較してわずかであるが荷重センサもある程度上記直角方向に撓むので、その荷重センサの撓みや寸法の影響を考慮した上で、上記ずれが防止できればよい。つまり、検出精度の低下を防ぐには、荷重検出装置の全体が、荷重センサと柱状伝達体との接触面におけるずれが防止できる程度に撓むことができれば足りるのである。
(3)前記柱状伝達体が、少なくとも前記車輪軸に加わる荷重が最大荷重を超えない範囲においては、前記特定方向に直角な直角方向における前記被支持体と前記車輪軸保持体との相対変位に応じて、前記荷重センサとの接触面における前記荷重センサとのずれに対する抵抗力よりも小さい力によって、前記直角方向に弾性的に撓むものである(1)項または(2)項に記載の車輪軸保持装置。
本項の態様では、柱状伝達体が上記抵抗力よりも小さい力によって比較的容易に撓むものとされていることで、ずれの防止が担保されている。ずれに対する抵抗力は、例えば、摩擦,接着等によるものである。
(4)前記柱状伝達体が、前記荷重センサと前記被支持体との間に直列に配設された支持側伝達体と、前記荷重センサと前記車輪軸保持体との間に直列に配設された車輪側伝達体との少なくとも一方を含む(1)項ないし(3)項のいずれかに記載の車輪軸保持装置。
本項の態様には、柱状伝達体が、荷重センサの片側に配設される態様と、両側に配設される態様とが含まれる。柱状伝達体が荷重センサの片側に配設される態様では、構造が比較的シンプルになる。一方、柱状伝達体が荷重センサの両側に配設される態様では、詳細は後述するが、荷重センサと柱状伝達体との接触面を剥離させるモーメントが生じにくくなる。
(5)前記支持側伝達体と車輪側伝達体との少なくとも一方が、互いに別個に変形可能な状態で並列に並べられた複数の支柱体を含む(4)項に記載の車輪軸保持装置。
支持側伝達体等を、複数の支柱体で構成することにより、例えば、それらと材質,長さおよび断面形状が等しく、それらの総断面積と同じ断面積の1本の支柱体で構成する場合と比較して、撓みやすくなる。
(1) a supported body supported by the suspension device;
A wheel shaft holder for holding the wheel shaft;
A connecting body for connecting the supported body and the wheel shaft holding body;
(a) a load sensor for detecting a load in a specific direction; (b) a columnar shape extending in the specific direction; and in series with the load sensor between the supported body and the wheel shaft holder in the specific direction. And a columnar transmission body that transmits at least part of the relative displacement between the supported body and the wheel shaft holder in the specific direction to the load sensor, and the columnar transmission body is made of the same material as the columnar transmission body. A wheel shaft holding device including one or more load detection devices that are more easily elastically deformed than a cylinder whose length is twice the diameter.
The wheel shaft holding device is supported by a suspension device and holds a wheel shaft to which a wheel is attached, and approaches and separates from the vehicle body together with the wheel. In other words, it is a part that transmits the load applied to the wheel axle (hereinafter referred to as “wheel axle load” unless otherwise required) to the suspension device. Can be detected. The direction in which the wheel and the vehicle body approach and separate from each other is referred to as “vertical direction in the vehicle” or simply “vertical direction”. Further, the traveling direction of the wheels is referred to as “front-rear direction in the vehicle” or simply “front-rear direction”.
The wheel shaft holder holds the wheel shaft in a rotatable or non-rotatable manner. That is, when the wheel is attached to the wheel shaft so as not to rotate relative to the wheel shaft, the wheel shaft is rotatably held via a bearing. When the wheel is attached to the wheel shaft rotatably relative to the wheel shaft, Is fixedly held. In any aspect, the wheel shaft holder receives the wheel shaft load.
The connecting body connects the supported body and the wheel shaft holding body and has moderate strength and elastic deformability. In order to detect the wheel axle load, it is necessary to allow an appropriate relative displacement between the supported body and the wheel axle holder. The relative displacement includes the relative displacement in the direction perpendicular to the axis of the wheel axis, the relative displacement in the axial direction of the wheel axis, and the relative rotation around the axis perpendicular to the axis of the wheel axis. And at least one determined by the arrangement of the load detection device.
The load sensor detects a load in a specific direction, and the load detection device includes a load sensor and a columnar transmission body arranged in series in the specific direction. When the load detection device is expanded and contracted in a specific direction in accordance with the relative displacement between the supported body and the wheel shaft holder, the load applied to the load sensor changes and the output of the load sensor changes. A load can be acquired based on the output. That is, in the load detection device, the relative displacement between the supported body and the wheel shaft holder in accordance with the wheel shaft load is converted into a change in the load applied to the load sensor, and the load is detected. The relative displacement amount between the supported body and the wheel shaft holding body is the relative displacement amount between the portion of the supported body that supports the load detection device and the portion of the wheel shaft support body that supports the load detection device. Since the output of the load sensor changes according to the relative displacement between the supported body and the wheel shaft holder, the load detection device is considered to detect the relative displacement amount between the supported body and the wheel shaft holder. You can also.
Note that the load sensor can measure a certain large load from the viewpoint of stably detecting the load. Furthermore, for example, it is desirable that it is 1/200 or more of the wheel axle load, and it may be 1/100 or more and 1/50 or more. For example, a ceramic sensor (described later), a piezoelectric sensor, or the like can be used as the load sensor.
By the way, there is a problem that the detection accuracy may decrease in the conventional wheel holding device. This is presumed to be partly because an appropriate load is not applied to the load sensor because the rigidity of the portion sandwiching the load sensor is excessive. For example, it is presumed that the detection accuracy is lowered when the elastic deformation cannot be appropriately performed according to the relative displacement between the supported body and the wheel shaft holder. On the other hand, since the load detection device of this section includes a columnar transmission body that is relatively easily elastically deformed, an appropriate load can be applied to the load sensor, thereby suppressing a decrease in detection accuracy. be able to. That is, according to the aspect of this section, a more practical wheel shaft holding device can be obtained.
The columnar transmission body is more easily elastically deformed than a cylinder having the same material and a length twice the diameter. The cylinder may have a length three times, five times, or seven times the diameter, and the larger the length-diameter ratio (length / diameter), the easier the elastic deformation. In addition, although the said cylinder is for contrast with a columnar transmission body and a cross-sectional shape is made into a perfect circle, it is not essential for a columnar transmission body to be a column shape. The cross-sectional shape of the columnar transmission body is not limited to a perfect circle, and may be various shapes such as an ellipse, a polygon, and an H shape. In addition, it is not essential that the cross-sectional shape and cross-sectional area of the columnar transmission body are uniform in the axial direction, and the cross-sectional area changes in the axial direction, such as a truncated cone shape, and the cross-sectional shape changes. can do. That is, any material can be used as long as it is more elastically deformed than the cylinder. Although the material which comprises a columnar transmission body is not specifically limited, For example, a metal thing can be used.
The columnar transmission body is rigid or elastically deformable enough to apply a stable load to the load sensor when it is appropriately elastically deformed according to the relative displacement between the supported body and the wheel shaft holder in a specific direction. It is desirable to have. In other words, the amount of compression of the columnar transmission body is appropriately changed according to the relative displacement in a specific direction, and the load applied to the load sensor is appropriately changed, so that the relative displacement between the supported body and the wheel shaft holding body is reduced. The part is transmitted to the load sensor.
Specifically, for example, in order to generate a relatively large load with a relatively small relative displacement, the columnar transmission body is made of a material having a Young's modulus (sometimes referred to as a longitudinal elastic modulus) of 50 GPa or more. In addition, it can be made larger, such as 90 GPa or more and 150 GPa or more. However, if the Young's modulus is too large, it becomes difficult to bend in the right-angle direction. Therefore, the Young's modulus of the columnar transmission body depends on other design matters, such as the dimensions (length, cross-sectional area) of the columnar transmission body, and the relative displacement in the specific direction and the perpendicular direction between the supported body and the wheel shaft holder. The maximum value is determined in consideration of the load resistance of the load sensor and the like.
The columnar transmission body can be formed of one member or a plurality of members. For example, a plurality of members can be arranged in series or in parallel. Furthermore, when arranging a plurality of members in series, the plurality of members can be arranged adjacent to each other, or a load sensor can be disposed between two of the plurality of members. Moreover, the columnar transmission body may be formed integrally with at least one of the supported body and the wheel shaft holding body.
(2) In the range where the columnar transmission body does not exceed the maximum load at least, the relative displacement between the supported body and the wheel shaft holding body in the direction perpendicular to the specific direction. Accordingly, the wheel shaft holding device according to (1), wherein the contact surface with the load sensor is elastically bent in the perpendicular direction without shifting from the load sensor.
First, the case where the relative displacement in the perpendicular direction between the supported body and the wheel shaft holder is adversely affected will be described as a factor that prevents an appropriate load from being applied to the load sensor.
As described above, the load sensor detects a load in a specific direction, that is, a certain direction, but it is difficult to limit the relative displacement between the supported body and the wheel shaft holder in one direction. It is inevitable to make a relative displacement in the direction perpendicular to the right angle. In that case, the load detecting device has its end on the supported body side and the end on the wheel shaft holding body side displaced in opposite directions in the perpendicular direction. That is, it receives a load in the shear direction. Since the detection accuracy tends to decrease due to the load in the shear direction, it is estimated that the detection accuracy decreases when the load sensor and the columnar transmission body are displaced on their contact surfaces. That is, if the rigidity in the shear direction is excessive, it is estimated that the detection accuracy is lowered.
On the other hand, the columnar transmission body of this section has a shearing rigidity that is small enough to prevent displacement at the contact surface between the load sensor and the columnar transmission body, that is, it is easy to bend in the perpendicular direction. From the viewpoint of preventing the occurrence of deviation in the contact surface between the load sensor and the columnar transmission body, it is possible to suppress a decrease in detection accuracy of the load sensor. That is, the aspect of this term is a more practical wheel shaft holding device.
Note that the relative displacement in the direction perpendicular to the supported body and the wheel shaft holder tends to increase when a moment is applied to the wheel shafts of the supported body and the wheel shaft holder. That is, the distance between the center line of the relative rotation between the supported body and the wheel shaft holding body and the connecting body is smaller than the distance between the center line of the relative rotation and the road surface (for example, 1/4 to 6 minutes). (About 1) is one factor. In other words, when turning, a load several times larger than the axial load acting on the ground contact portion of the wheel is applied to the connected body, which is simpler than when a load in the vertical (front / rear) direction is applied. This increases the burden on the connected body.
In many cases, both ends of the load detection device are relatively displaced in the perpendicular direction by the relative rotation between the supported body and the wheel shaft holder. For example, as described in detail in a later embodiment, in order to detect a load in the vertical direction, the front-rear direction, etc., when the load detection device is disposed with the vertical (front-rear) direction or the like as a specific direction, In many cases, both ends of the load detection device are relatively displaced in the direction perpendicular to each other by the relative rotation with the wheel shaft holder. The relative displacement amount is often larger than the displacement amount due to the relative movement of the supported body and the wheel shaft holder in the direction orthogonal to the wheel shaft. From such circumstances, it is important that the relative displacement in the shearing direction due to the relative rotation between the supported body and the wheel shaft holder can be followed by bending.
When the load sensor is sandwiched between, for example, one of the supported body and the wheel shaft holder and the columnar transmission body, the load sensor and the above-mentioned one are shifted at their contact surfaces. there is a possibility. However, the resistance force (friction force, adhesive force, etc.) against the displacement at the contact surface between the load sensor and the columnar transmission body is approximately the same as the resistance force of one of the load sensor, the supported body, and the wheel shaft holder. If it is the magnitude | size of this, the shift | offset | difference of a load sensor and said one can also be prevented by the ease of bending of a columnar transmission body.
The range in which the load applied to the wheel shaft does not exceed the maximum load can be, for example, a range of loads assumed in general traveling, and does not need to be assumed until the time of collision, the time of wheel removal, or the like. In other words, the rigidity in the shear direction of the columnar transmission body is set such that the load sensor and the columnar transmission body do not shift even when the assumed maximum load is applied to the wheel axle when the vehicle is running normally. It only has to be done.
Although the load sensor is slightly bent in the right-angled direction to a certain extent compared with the amount of deflection of the columnar transmission body, it is only necessary to prevent the deviation in consideration of the influence of the deflection and dimensions of the load sensor. In other words, in order to prevent a decrease in detection accuracy, it is sufficient that the entire load detection device can be bent to such an extent that a shift in the contact surface between the load sensor and the columnar transmission body can be prevented.
(3) In the range where the load applied to the wheel shaft does not exceed the maximum load at least, the columnar transmission body has a relative displacement between the supported body and the wheel shaft holder in a direction perpendicular to the specific direction. Accordingly, the wheel shaft holding device according to (1) or (2), wherein the wheel shaft is elastically bent in the right-angle direction by a force smaller than a resistance force against a deviation from the load sensor at a contact surface with the load sensor. apparatus.
In the aspect of this item, prevention of deviation is ensured because the columnar transmission body is bent relatively easily by a force smaller than the resistance force. The resistance to displacement is due to, for example, friction or adhesion.
(4) The columnar transmission body is disposed in series between the load sensor and the wheel shaft holder, and the support-side transmission body disposed in series between the load sensor and the supported body. The wheel shaft holding device according to any one of items (1) to (3), including at least one of the wheel-side transmission body.
The aspect of this section includes an aspect in which the columnar transmission body is disposed on one side of the load sensor and an aspect in which the columnar transmission body is disposed on both sides. In the aspect in which the columnar transmission body is disposed on one side of the load sensor, the structure is relatively simple. On the other hand, in a mode in which the columnar transmission body is disposed on both sides of the load sensor, the moment for peeling off the contact surface between the load sensor and the columnar transmission body is unlikely to be described later.
(5) The wheel shaft holding device according to (4), wherein at least one of the support-side transmission body and the wheel-side transmission body includes a plurality of support columns arranged in parallel in a state that can be separately deformed.
By configuring the support-side transmission body, etc., with a plurality of support columns, for example, with a single support column having the same cross-sectional area as the total cross-sectional area of the same material, length and cross-sectional shape. Compared with, it becomes easy to bend.

(6)前記柱状伝達体が、前記直角方向における前記被支持体と前記車輪軸保持体との最大の相対変位量が、前記特定方向における前記被支持体と前記車輪軸保持体との最大の相対変位量よりも大きい場合であっても、前記直角方向における前記被支持体と前記車輪軸保持体との相対変位に応じて、前記荷重センサとの接触面においてその荷重センサとずれることなく前記直角方向に弾性的に撓むものである(1)項ないし(5)項のいずれかに記載の車輪軸保持装置。
被支持体、車輪軸保持体、連結体の構成によっては、被支持体と車輪軸保持体との直角方向における最大の相対変位量が、特定方向における最大の相対変位量よりも大きくなる場合があり、そのような場合に本項の柱状伝達体を採用することが効果的である。なお、最大の相対変位量は、例えば、一般的な走行において想定される値とすることができる。
また、柱状伝達体が、上記直角方向における最大の相対変位量が、上記特定方向における最大の相対変位量の2倍以上、5倍以上、10倍以上であっても、荷重センサとずれることなく前記直角方向に弾性的に撓むものであることが望ましい。
(7)前記柱状伝達体が、それの両端部を前記直角方向において互いに逆向きに相対変位させる向きの設定荷重が加えられた場合の前記直角方向における変形量が、前記両端部を軸方向において互いに逆向きに相対変位させる向きの前記設定荷重が加えられた場合の前記軸方向における変形量の10倍以上である(1)項ないし(6)項のいずれかに記載の車輪軸保持装置。
同じ大きさの荷重が加えられた場合に、柱状伝達体の軸方向において変形する場合と比較して、直角方向において変形しやすいほど荷重センサと柱状伝達体とのずれが生じにくくなる。なお、上記直角方向における変形量が、上記軸方向における変形量の20倍以上、40倍以上、80倍以上、160倍以上と大きい方が望ましい。
(8)前記柱状伝達体が、前記被支持体と前記車輪軸保持体との前記直角方向における相対変位量が最大になった状態において、前記直角方向に弾性的に撓ませる力(N)を前記相対変位量(mm)の最大値で除した値が3000N/mm以下になるものである(1)項ないし(7)項のいずれかに記載の車輪軸保持装置。
上記直角方向に弾性的に撓ませる力(N)を前記相対変位量(mm)の最大値で除した値(荷重−撓み比)が、2000N/mm以下、1000N/mm以下とされることが望ましい。
(9)前記1以上の荷重検出装置のうちの少なくとも1つのものが、前記荷重センサと前記柱状伝達体とがそれらの接触面において前記特定方向に離間することを防止する離間防止力が付与されたものであり、
前記柱状伝達体が、少なくとも前記車輪軸に加わる荷重が最大荷重を超えない範囲においては、前記直角方向に撓む際に前記柱状伝達体の端部に作用する曲げ応力の最大値が、前記離間防止力によって生じ得る抵抗曲げ応力の最大値よりも小さくなるものである(1)項ないし(8)項のいずれかに記載の車輪軸保持装置。
本項の態様は、撓みの要件の他に、接触面の剥離を防ぐ要件を加えるものである。被支持体と車輪軸保持体との直角方向における相対変位により、柱状伝達体に曲げモーメントが作用する。その曲げモーメントにより、柱状伝達体の端部に曲げ応力が作用し、中立軸の片側の部分が荷重センサに押し付けられ、反対側の部分が荷重センサから引き離される作用が生じる。一方、荷重検出装置には、荷重センサと柱状伝達体との接触面の離間を防ぐ力である離間防止力が、圧縮荷重、接着力等によって付与される。したがって、離間防止力による曲げ応力に抵抗する応力である抵抗曲げ応力が、曲げモーメントに依拠して柱状伝達体の端部を荷重センサから引き離す曲げ応力の最大値よりも大きければ、接触面の剥離を防止することができる。
(6) The columnar transmission body has a maximum relative displacement amount between the supported body and the wheel shaft holding body in the perpendicular direction, and the maximum relative displacement amount between the supported body and the wheel shaft holding body in the specific direction. Even if it is larger than the relative displacement amount, the contact surface with the load sensor does not deviate from the load sensor according to the relative displacement between the supported body and the wheel shaft holder in the perpendicular direction. The wheel shaft holding device according to any one of (1) to (5), which is elastically bent in a right angle direction.
Depending on the configuration of the supported body, wheel shaft holder, and coupling body, the maximum relative displacement amount in the perpendicular direction between the supported body and the wheel shaft holder body may be larger than the maximum relative displacement amount in the specific direction. In such a case, it is effective to employ the columnar transmission body of this section. The maximum relative displacement amount can be a value assumed in general traveling, for example.
Further, the columnar transmission body does not deviate from the load sensor even if the maximum relative displacement amount in the perpendicular direction is 2 times or more, 5 times or more, 10 times or more than the maximum relative displacement amount in the specific direction. It is desirable that it bends elastically in the perpendicular direction.
(7) The deformation amount in the perpendicular direction when the columnar transmission body is subjected to a set load in a direction in which both end portions thereof are relatively displaced in the opposite direction in the perpendicular direction is such that the both end portions are in the axial direction. The wheel shaft holding device according to any one of (1) to (6), wherein the wheel shaft holding device is at least 10 times the amount of deformation in the axial direction when the set loads in directions of relative displacement in opposite directions are applied.
When a load having the same magnitude is applied, the displacement between the load sensor and the columnar transmission body is less likely to occur as the deformation in the perpendicular direction is easier than in the case of deformation in the axial direction of the columnar transmission body. It is desirable that the deformation amount in the perpendicular direction is as large as 20 times, 40 times, 80 times, or 160 times the deformation amount in the axial direction.
(8) The force (N) that the columnar transmission body elastically bends in the perpendicular direction in a state where the relative displacement amount in the perpendicular direction between the supported body and the wheel shaft holder is maximized. The wheel shaft holding device according to any one of (1) to (7), wherein a value obtained by dividing the relative displacement (mm) by a maximum value is 3000 N / mm or less.
The value (load-deflection ratio) obtained by dividing the force (N) to bend elastically in the perpendicular direction by the maximum value of the relative displacement (mm) may be 2000 N / mm or less and 1000 N / mm or less. desirable.
(9) At least one of the one or more load detection devices is provided with a separation prevention force that prevents the load sensor and the columnar transmission body from separating in the specific direction on their contact surfaces. And
In the range where the columnar transmission body does not exceed the maximum load at least, the maximum value of the bending stress acting on the end of the columnar transmission body when the columnar transmission body is bent in the perpendicular direction is the separation distance. The wheel shaft holding device according to any one of (1) to (8), wherein the wheel shaft holding device is smaller than a maximum value of the resistance bending stress that can be generated by the prevention force.
The aspect of this section adds a requirement for preventing peeling of the contact surface in addition to the requirement for bending. A bending moment acts on the columnar transmission body due to the relative displacement in the perpendicular direction between the supported body and the wheel shaft holder. Due to the bending moment, bending stress acts on the end of the columnar transmission body, causing one side portion of the neutral shaft to be pressed against the load sensor and causing the other side portion to be separated from the load sensor. On the other hand, a separation preventing force, which is a force that prevents separation of the contact surface between the load sensor and the columnar transmission body, is applied to the load detection device by a compressive load, an adhesive force, or the like. Therefore, if the resistance bending stress, which is the stress that resists the bending stress due to the separation preventing force, is greater than the maximum bending stress that pulls the end of the columnar transmitter away from the load sensor depending on the bending moment, the contact surface peels off. Can be prevented.

(10)前記1以上の荷重検出装置のうちの少なくとも1つのものが、前記車輪軸と直交する方向のモーメントによって前記被支持体と前記車輪軸保持体とが相対回転させられる場合の相対回転中心線を含む平面に沿って配設された(1)項ないし(9)項のいずれかに記載の車輪軸保持装置。
本項以下の7項は、荷重検出装置の配設方向等について規定するものである。
荷重検出装置では、被支持体と車輪軸保持体との特定方向における相対変位によって荷重検出装置の圧縮量が変化させられる結果、車輪軸荷重が取得される。一方、被支持体と車輪軸保持体との直角方向における相対変位において、荷重検出装置は直角方向に撓むことができるため、被支持体と車輪軸保持体との直角方向における相対変位に追随することが可能であるとともに、その相対変位によっては圧縮量がほとんど変化しない。すなわち、荷重検出装置は、直角方向における相対変位による圧縮量の変化を回避することができるのである。
上述の特性を利用すれば、特定の中心線回りの被支持体と車輪軸保持体との相対回転による圧縮量の変化を回避することができる。すなわち、荷重検出装置を上記平面に沿って配設することにより、被支持体と車輪軸保持体とが相対回転する際に荷重検出装置が直角方向に撓むことで相対回転による圧縮量の変化を回避し得るのである。なお、連結体の剛性は比較的大きくされているため、被支持体と車輪軸保持体との相対回転は微少なものである。被支持体と車輪軸保持体との相対回転は、例えば、上下方向、前後方向の車輪軸荷重の取得に貢献しない場合が多いため、相対回転によって荷重検出装置の圧縮量が変化することはあまり好ましくない。よって、柱状伝達体の撓みによって相対回転による圧縮量の変化を回避できることは大きなメリットになる。
例えば、車輪軸の一方を上昇させ、他方を下降させるモーメントが加わった場合、被支持体と車輪軸保持体とが前後方向の中心線回りに相対回転させられる。その前後方向の中心線を含む平面に沿って荷重検出装置を配設することにより、その中心線回りに被支持体と車輪軸保持体とが相対回転した場合に、荷重検出装置が直角方向に撓むことで相対回転による圧縮量の変化を回避することができる。なお、荷重検出装置をある平面に沿って配設するとは、荷重検出装置の軸線がある平面に含まれた状態をいうものとする。
なお、相対回転中心線は、例えば、車輪軸と直交する直線とすることができる。また、相対回転中心線は、車輪軸の軸線と直交する方向の荷重が加わらない状態において、モーメントが加えられた場合の相対回転の中心にされることが望ましい。
(11)前記1以上の荷重検出装置のうちの少なくとも1つのものが、前記車輪軸と直交するとともに互いに異なる2つの方向のモーメントの各々によって、前記被支持体と前記車輪軸保持体とが相対回転させられる場合の2つの相対回転中心線の交点を通る直線に沿って配設された(1)項ないし(10)項のいずれかに記載の車輪軸保持装置。
前述のように、1の相対回転中心線を含む平面に沿って荷重検出装置を配設することにより、上記1の相対回転中心線回りの相対回転による圧縮量の変化を回避することができる。一方、2つの相対回転中心線の交点には、それら以外の相対回転中心線も通ることとなる。すなわち、上記交点を通る直線は、種々の相対回転中心線を含む平面上に含まれることとなる。よって、上記交点を通る直線上に荷重検出装置を配設することにより、種々の相対回転中心線回りの相対回転による圧縮量の変化を回避することができる。2つの相対回転中心線は、ある程度の角度をなして交差するものとすることができ、例えば、上下方向の直線および前後方向の直線にすることができる。
なお、荷重検出装置の特定方向は、車両における上下方向の成分と前後方向の成分との少なくとも一方を含む方向とすることができ、さらに、車輪軸の軸線方向の成分も含む方向とすることができる。
(12)前記1以上の荷重検出装置のうちの少なくとも1つのものが、前記車輪軸と直交する平面に沿って配設された(1)項ないし(10)項のいずれかに記載の車輪軸保持装置。
荷重検出装置は、車両における上下方向と前後方向との少なくとも一方の方向の荷重を検出するために用いられる場合が多い。その場合には、本項の態様のように、荷重検出装置が、車輪軸と直交する平面上に配設される態様が特に適している。すなわち、車輪軸の軸方向の成分を含まない方向に配設されているため、上下方向と前後方向との少なくとも一方の方向の荷重を検出することが容易なのである。なお、特定方向が互いに異なる2つの荷重検出装置を配設すれば、上下方向の荷重と前後方向の荷重とを別個に取得することができる。
(13)前記1以上の荷重検出装置のうちの少なくとも1つのものが、前記車輪軸と平行な方向の成分を含む方向を前記特定方向として配設された(1)項ないし(11)項のいずれかに記載の車輪軸保持装置。
車輪軸と平行な方向の成分を含む方向を特定方向とすれば、車輪軸の軸方向の成分を含む方向の荷重を取得することができる。
(14)前記1以上の荷重検出装置のうちの少なくとも1つのものが、前記車輪軸と平行な方向の成分を含む方向と、車両における上下方向と前後方向との少なくとも一方の成分とを含む方向である傾斜方向を前記特定方向として配設された(1)項ないし(11)項のいずれかに記載の車輪軸保持装置。
本項の態様によれば、車輪軸と平行な方向の成分と、上下方向と前後方向との少なくとも一方の成分とを含む方向の荷重を取得することができる。なお、本項の態様が、上記(10)項または(11)項に従属する場合には、相対回転による荷重検出装置の圧縮量の変化を回避できるため、特に好適である。
(15)当該車輪軸保持装置が、前記1以上の荷重検出装置として複数の荷重検出装置を含み、
それら複数の荷重検出装置のうちの2つのものが、互いに異なる方向を前記特定方向とするとともに、前記車輪軸から半径方向に離間し、かつ、前記車輪軸と平行な一平面に沿って配設された(14)項に記載の車輪軸保持装置。
本項の態様によれば、車輪軸の軸方向の荷重と、上下方向と前後方向との一方の荷重とを別個に取得することができる。
(16)当該車輪軸保持装置が、前記1以上の荷重検出装置として複数の荷重検出装置を含み、
それら複数の荷重検出装置のうちの2つのものが、それらの各々の特定方向と直交する平面が互いに直交する方向に配設された(1)項ないし(15)項のいずれかに記載の車輪軸保持装置。
本項の態様は、2つの荷重検出装置の特定方向が、直角にされているものである。例えば、一方の特定方向を上下方向とし、他方の特定方向を前後方向とすることができる。なお、本項の態様には、2つの荷重検出装置の軸線が、互いに直角に交差する場合と、直角に立体交差する場合(交わらない場合)とが含まれる。
(10) The relative rotation center when at least one of the one or more load detection devices is rotated relative to the supported body and the wheel shaft holder by a moment in a direction orthogonal to the wheel shaft. The wheel shaft holding device according to any one of items (1) to (9), which is disposed along a plane including a line.
The following 7 items define the installation direction of the load detection device and the like.
In the load detection device, the wheel shaft load is acquired as a result of the amount of compression of the load detection device being changed by the relative displacement of the supported body and the wheel shaft holder in a specific direction. On the other hand, since the load detection device can bend in the perpendicular direction in the relative displacement in the perpendicular direction between the supported body and the wheel shaft holder, it follows the relative displacement in the perpendicular direction between the supported body and the wheel axle holder. And the amount of compression hardly changes depending on the relative displacement. That is, the load detection device can avoid the change in the compression amount due to the relative displacement in the perpendicular direction.
By using the above-described characteristics, it is possible to avoid a change in the compression amount due to the relative rotation between the supported body around the specific center line and the wheel shaft holder. That is, by arranging the load detection device along the plane, when the supported body and the wheel shaft holder rotate relative to each other, the load detection device bends in a right angle direction, thereby changing the compression amount due to the relative rotation. Can be avoided. In addition, since the rigidity of the coupling body is relatively large, the relative rotation between the supported body and the wheel shaft holding body is very small. For example, the relative rotation between the supported body and the wheel shaft holder often does not contribute to the acquisition of the wheel shaft load in the vertical direction and the front-rear direction. It is not preferable. Therefore, it is a great merit that the change of the compression amount due to the relative rotation can be avoided by the deflection of the columnar transmission body.
For example, when a moment is applied to raise one of the wheel shafts and lower the other, the supported body and the wheel shaft holding body are relatively rotated around the center line in the front-rear direction. By arranging the load detection device along a plane including the center line in the front-rear direction, when the supported body and the wheel shaft holder rotate relative to each other around the center line, the load detection device moves in a right angle direction. It is possible to avoid a change in the compression amount due to relative rotation by bending. In addition, disposing the load detection device along a certain plane means a state where the axis of the load detection device is included in a certain plane.
The relative rotation center line can be, for example, a straight line orthogonal to the wheel axis. Further, it is desirable that the relative rotation center line be the center of relative rotation when a moment is applied in a state where a load in a direction orthogonal to the axis of the wheel shaft is not applied.
(11) At least one of the one or more load detection devices is configured such that the supported body and the wheel shaft holding body are relative to each other by respective moments in two directions orthogonal to the wheel shaft and different from each other. The wheel shaft holding device according to any one of (1) to (10), which is disposed along a straight line passing through an intersection of two relative rotation center lines when rotated.
As described above, by arranging the load detection device along a plane including one relative rotation center line, it is possible to avoid a change in the compression amount due to the relative rotation around the one relative rotation center line. On the other hand, other relative rotation center lines pass through the intersection of the two relative rotation center lines. That is, the straight line passing through the intersection point is included on a plane including various relative rotation center lines. Therefore, by arranging the load detection device on a straight line passing through the intersection point, it is possible to avoid changes in the compression amount due to relative rotation around various relative rotation center lines. The two relative rotation center lines can intersect at a certain angle, and can be, for example, a straight line in the vertical direction and a straight line in the front-rear direction.
The specific direction of the load detection device can be a direction including at least one of a vertical component and a front-rear component in the vehicle, and can also be a direction including an axial component of the wheel shaft. it can.
(12) The wheel shaft according to any one of (1) to (10), wherein at least one of the one or more load detection devices is disposed along a plane orthogonal to the wheel shaft. Holding device.
The load detection device is often used to detect a load in at least one of the vertical direction and the front-rear direction of the vehicle. In that case, an aspect in which the load detection device is disposed on a plane orthogonal to the wheel axis as in the aspect of this section is particularly suitable. That is, since the wheel shaft is arranged in a direction not including the axial component, it is easy to detect a load in at least one of the vertical direction and the front-rear direction. If two load detection devices having different specific directions are arranged, the load in the vertical direction and the load in the front-rear direction can be acquired separately.
(13) At least one of the one or more load detection devices is disposed with the direction including a component in a direction parallel to the wheel shaft as the specific direction. The wheel shaft holding device according to any one of the above.
If the direction including the component in the direction parallel to the wheel axis is set as the specific direction, the load in the direction including the component in the axial direction of the wheel axis can be acquired.
(14) A direction in which at least one of the one or more load detection devices includes a direction including a component in a direction parallel to the wheel axis and at least one of a vertical direction and a front-rear direction in the vehicle. The wheel shaft holding device according to any one of (1) to (11), wherein the tilt direction is arranged as the specific direction.
According to the aspect of this section, it is possible to acquire a load in a direction including a component in a direction parallel to the wheel axis and at least one component in the vertical direction and the front-rear direction. It should be noted that when the aspect of this section is subordinate to the above section (10) or (11), it is particularly preferable because the change in the compression amount of the load detection device due to relative rotation can be avoided.
(15) The wheel shaft holding device includes a plurality of load detection devices as the one or more load detection devices,
Two of the plurality of load detection devices have different directions as the specific direction, are spaced apart from the wheel shaft in the radial direction, and are arranged along a plane parallel to the wheel shaft. The wheel shaft holding device according to item (14).
According to the aspect of this section, it is possible to separately acquire the load in the axial direction of the wheel shaft and one load in the vertical direction and the front-rear direction.
(16) The wheel shaft holding device includes a plurality of load detection devices as the one or more load detection devices,
Two of the plurality of load detection devices are the wheels according to any one of items (1) to (15), wherein planes orthogonal to the specific direction of each of them are arranged in directions orthogonal to each other. Axle holding device.
In the aspect of this section, the specific directions of the two load detection devices are perpendicular to each other. For example, one specific direction can be the up-down direction, and the other specific direction can be the front-back direction. The aspect of this section includes a case where the axes of the two load detection devices intersect each other at right angles and a case where the axes intersect at right angles (when they do not intersect).

(17)前記被支持体が、互いに離間して配設されるとともにサスペンション装置に設けられた部材に取り付けられる複数の被取付部を含み、
前記連結体が、それら複数の被取付部の各々と前記車輪軸保持体とを連結する複数のブリッジ部を含み、
前記1以上の荷重検出装置の各々が、前記複数の被取付部のうちの1以上のものの各々と前記車輪軸保持体との間に配設された(1)項ないし(16)項のいずれかに記載の車輪軸保持装置。
本項の態様は、被支持体が複数の被取付部において、サスペンション装置に支持される態様である。それら被取付部と車輪軸保持体との間に荷重検出装置を配設することで、被支持体と車輪軸保持体との特定方向における相対変位に応じて荷重検出装置の圧縮量を効果的に変化させることができ、車輪軸荷重を取得することができる。車輪軸保持装置は、例えば、車輪のリムの内径よりも小さいものとすることができ、その場合には、車輪軸保持装置の配設が比較的容易になる。
本項の態様には、ブリッジ部が、被支持体と車輪軸保持体とを、上下方向の成分と前後方向の成分との少なくとも一方を含む方向に沿って連結する態様、車輪軸の軸方向に沿って連結する態様、上下方向の成分と前後方向の成分との少なくとも一方と、車輪軸の軸方向の成分とを含む方向に沿って連結する態様が含まれる。
本項の態様において、荷重検出装置を車輪軸保持体の外周に配置することができる。つまり、車輪軸を中心とする車輪軸保持体よりも大きな円周上に配置することができる。この場合、車輪軸保持体の外周に荷重検出装置の配設スペースを確保しやすくなる。なお、車輪軸からの離間距離が大きくなるほど被支持体と車輪軸保持体との相対回転に起因する相対変位量が大きくなる。
(18)前記複数の被取付部の各々が、前記車輪軸保持体から半径方向に離間して配設され、
前記複数のブリッジ部が、前記複数の被取付部の各々と前記車輪軸保持体とを半径方向に沿って連結するものである(17)項に記載の車輪軸保持装置。
本項の態様は、複数の被取付部が、車輪軸保持体を外周側から支持するものである。このような構造において、例えば、車輪軸保持装置の軸線方向の寸法をコンパクトにすることができるというメリットがある。しかし、ブリッジ部の軸方向の寸法が比較的小さい場合には、車輪軸に直交する軸線を中心とする被支持体と車輪軸保持体との相対回転を抑制しにくくなる。そういった場合に、荷重検出装置の直角方向への撓みによって、相対回転による圧縮量の変化を回避することが特に好適である。
(19)前記車輪軸保持体が、前記複数のブリッジ部によって前記複数の被取付部と連結される保持体本体と、その保持体本体に前記複数の被取付部のうちの互いに隣り合う2つのものの間に設けられ、前記1以上の荷重検出装置のうちの1つのものを、前記特定方向において前記互いに隣り合う2つの被取付部のうちの一方との間に狭持して押圧する車輪側押圧部とを含む(17)項または(18)項に記載の車輪軸保持装置。
本項の態様は、互いに隣り合う2つの被取付部の間に、荷重検出装置が配設されたものである。被取付部の間であればブリッジ部と干渉しにくく、荷重検出装置の配設が比較的容易になる。車輪側押圧部は、例えば、柱状伝達体を挿入する挿入穴を有するものとすることや、柱状伝達体や荷重センサと接触する面を有するものとすることができる。
(20)前記複数の被取付部の各々が、前記保持体本体よりも径の大きい一円周上に配設され、
前記車輪側押圧部が、前記保持体本体から半径方向外側に突出して形成されたものである(19)項に記載の車輪軸保持装置。
車輪側押圧部を保持体本体から半径方向外側に突出して形成することで、例えば、車輪側押圧部と被取付部との離間距離を適切にできる等、荷重検出装置を配設する自由度が大きくなる。
(21)前記車輪側押圧部が、前記複数の被取付部と同一平面上に配置された(20)項に記載の車輪軸保持装置。
本項の態様によれば、荷重検出装置を、車輪軸と直交する方向のモーメントによって被支持体と車輪軸保持体とが相対回転させられる場合の相対回転中心線を含み、車輪軸と直交する平面上に配設することができる。その作用効果については、上記(10)項,(11)項の態様と同様である。なお、本項は、上記(13)項,(14)項に従属しないものとする。
(22)前記複数の被取付部のうちの2つのものが、車両における上下方向と前後方向との一方に沿って並べられ、
前記車輪側押圧部が、それら2つの前記被取付部を結ぶ直線上まで延びて形成され、前記1以上の荷重検出装置のうちの1つのものを前記上下方向と前後方向との一方に沿って押圧するものである(20)項または(21)項に記載の車輪軸保持装置。
本項の態様によれば、比較的容易に荷重検出装置を上下方向と前後方向との一方に沿って配設することができ、上下方向の荷重と前後方向の荷重との一方を取得することができる。
(23)前記車輪側押圧部が、前記互いに隣り合う2つの被取付部と前記車輪軸線方向において離間して配設された(19)項または(20)項に記載の車輪軸保持装置。
本項の態様によれば、荷重検出装置を車輪軸の軸方向の成分を含む方向に配置することができる。その作用効果については、上記(13)項,(14)項の態様と同様である。なお、本項は、上記(12)項に従属しないものとする。
(24)前記車輪側押圧部が、前記保持体本体の外周部に半径方向外側向きに設けられたものであり、
前記被支持体が、両端部が前記複数の被取付部のうちの互いに隣り合う2つのものにそれぞれ連結されるとともに中間部において前記車輪側押圧部と対向し、前記1以上の荷重検出装置のうちの1つのものを、前記車輪側押圧部側に押圧する被支持側押圧部を含む(19)項に記載の車輪軸保持装置。
本項の態様は、被支持側押圧部と車輪側押圧部との間に荷重検出装置を挟んで押圧するものである。本項の態様によれば、比較的容易に、荷重検出装置を、前記「2つの相対回転中心線の交点」を通る直線に沿って配設することができる。その場合には、被支持側押圧部が、1以上の荷重検出装置のうちの1つのものを、車輪軸線を中心とする半径方向内側に押圧するものとされる。
(17) The supported body includes a plurality of attached portions that are disposed apart from each other and attached to a member provided in the suspension device;
The connecting body includes a plurality of bridge portions that connect each of the plurality of attached portions and the wheel shaft holding body,
Any one of the items (1) to (16), wherein each of the one or more load detection devices is disposed between each of the one or more of the plurality of attached portions and the wheel shaft holder. The wheel shaft holding device according to claim 1.
The mode of this section is a mode in which the supported body is supported by the suspension device at the plurality of mounted portions. By arranging a load detection device between the mounted portion and the wheel shaft holder, the amount of compression of the load detection device is effectively adjusted according to the relative displacement in a specific direction between the supported member and the wheel shaft holder. The wheel axle load can be acquired. For example, the wheel shaft holding device may be smaller than the inner diameter of the rim of the wheel. In this case, the wheel shaft holding device is relatively easily arranged.
In this aspect, the bridge portion connects the supported body and the wheel shaft holder along the direction including at least one of the vertical component and the front-rear component, and the axial direction of the wheel shaft. And a mode of connecting along a direction including at least one of a component in the vertical direction and a component in the front-rear direction and a component in the axial direction of the wheel shaft.
In the aspect of this section, the load detection device can be disposed on the outer periphery of the wheel shaft holder. That is, it can arrange | position on the larger periphery than the wheel-shaft holding body centering on a wheel shaft. In this case, it is easy to secure a space for arranging the load detection device on the outer periphery of the wheel shaft holder. In addition, the relative displacement amount resulting from the relative rotation of the supported body and the wheel shaft holder increases as the distance from the wheel shaft increases.
(18) Each of the plurality of attached portions is disposed radially away from the wheel shaft holder,
The wheel shaft holding device according to item (17), wherein the plurality of bridge portions connect each of the plurality of mounted portions and the wheel shaft holding body along a radial direction.
In this aspect, the plurality of attached portions support the wheel shaft holder from the outer peripheral side. In such a structure, for example, there is an advantage that the dimension of the wheel shaft holding device in the axial direction can be made compact. However, when the axial dimension of the bridge portion is relatively small, it is difficult to suppress the relative rotation between the supported body and the wheel shaft holder around the axis perpendicular to the wheel axis. In such a case, it is particularly preferable to avoid a change in the compression amount due to the relative rotation by bending the load detection device in a right angle direction.
(19) The wheel shaft holder is connected to the plurality of attached portions by the plurality of bridge portions, and two adjacent ones of the plurality of attached portions to the holder main body. A wheel side provided between the two and sandwiching and pressing one of the one or more load detection devices between one of the two attached portions adjacent to each other in the specific direction The wheel shaft holding device according to (17) or (18), including a pressing portion.
In the aspect of this section, the load detection device is disposed between two attached portions adjacent to each other. If it is between to-be-attached parts, it will be hard to interfere with a bridge | bridging part, and arrangement | positioning of a load detection apparatus will become comparatively easy. The wheel side pressing part can have, for example, an insertion hole into which the columnar transmission body is inserted, or a surface that contacts the columnar transmission body and the load sensor.
(20) Each of the plurality of attached portions is disposed on a circumference having a diameter larger than that of the holding body,
The wheel shaft holding device according to item (19), wherein the wheel side pressing portion is formed to protrude radially outward from the holding body main body.
By forming the wheel-side pressing portion to protrude radially outward from the holding body, for example, the distance between the wheel-side pressing portion and the attached portion can be appropriately adjusted. growing.
(21) The wheel shaft holding device according to (20), wherein the wheel-side pressing portion is arranged on the same plane as the plurality of attached portions.
According to the aspect of this section, the load detection device includes the relative rotation center line when the supported body and the wheel shaft holder are relatively rotated by the moment in the direction orthogonal to the wheel shaft, and is orthogonal to the wheel shaft. It can be arranged on a plane. The function and effect are the same as those in the above-mentioned items (10) and (11). This section shall not be subordinate to paragraphs (13) and (14) above.
(22) Two of the plurality of attached portions are arranged along one of a vertical direction and a front-rear direction in the vehicle,
The wheel-side pressing portion is formed to extend up to a straight line connecting the two attached portions, and one of the one or more load detection devices is arranged along one of the vertical direction and the front-rear direction. The wheel shaft holding device according to item (20) or (21), which is pressed.
According to the aspect of this section, the load detection device can be arranged along one of the vertical direction and the front-rear direction relatively easily, and one of the load in the vertical direction and the load in the front-rear direction is acquired. Can do.
(23) The wheel shaft holding device according to (19) or (20), wherein the wheel-side pressing portion is disposed apart from the two attached portions adjacent to each other in the wheel axis direction.
According to the aspect of this section, the load detection device can be arranged in the direction including the axial component of the wheel shaft. The function and effect are the same as those in the above-mentioned items (13) and (14). This section shall not be subordinate to the above section (12).
(24) The wheel side pressing portion is provided radially outward on the outer peripheral portion of the holding body main body,
The supported body is connected to two adjacent ones of the plurality of attached portions at both ends, and is opposed to the wheel-side pressing portion at an intermediate portion, and the one or more load detecting devices The wheel shaft holding device according to item (19), including a supported-side pressing portion that presses one of them to the wheel-side pressing portion side.
In the aspect of this section, the load detection device is sandwiched and pressed between the supported-side pressing portion and the wheel-side pressing portion. According to the aspect of this section, the load detection device can be disposed along the straight line passing through the “intersection of the two relative rotation center lines” relatively easily. In this case, the supported side pressing portion presses one of the one or more load detection devices inward in the radial direction with the wheel axis as the center.

(25)前記抵抗力が、(a)前記荷重センサと前記柱状伝達体との接触面における摩擦に依拠する力である摩擦依拠抵抗力と、(b)前記荷重センサと前記柱状伝達体とを互いに接着する力に依拠する力である接着力依拠抵抗力との少なくとも一方を含む(1)項ないし(24)項のいずれかに記載の車輪軸保持装置。
摩擦抵抗力は、例えば、前記1以上の荷重検出装置の接触面における静止摩擦係数と、前記1以上の荷重検出装置が前記被支持体と前記車輪軸保持体とに挟まれて受ける荷重とを乗じた値となる。
(26)前記1以上の荷重検出装置が、標準状態において、前記特定方向において予め圧縮させられた予圧縮状態で配設され、前記車輪軸に加わる荷重が最大荷重を超えない範囲においては、前記1以上の荷重検出装置が前記被支持体と前記車輪軸保持体とに挟まれて圧縮された状態が維持されるものである(1)項ないし(25)項のいずれかに記載の車輪軸保持装置。
本項の態様は、荷重検出装置に予荷重が加えられた状態で配設されたものである。荷重検出装置に加わる荷重は、被支持体と車輪軸保持体との相対変位によって増加あるいは減少するが、本項の態様では、荷重の減少量が想定される最大値であっても圧縮された状態が保たれるように予荷重が設定される。そのため、標準状態からの荷重検出装置の特定方向における圧縮量の減少量を検出できる。なお、標準状態は、例えば、車両が静止している状態や、車輪軸に荷重が加わらない状態とすることができる。
なお、被支持体と車輪軸保持体との相対変位によって荷重検出装置の特定方向における圧縮量が減少しても、前記車輪軸に加わる荷重が最大荷重を超えない範囲においては、前記荷重センサに加わる圧力の最低値が10MPa以上になるように、予荷重を加えることが望ましい。また、圧力の最低値が、20MPa,40MPa,80MPa,120MPa以上となるように予荷重を加えることもできる。予荷重が大きいと荷重センサと柱状伝達体とのずれを防ぎ易くなるが、荷重センサの耐荷重を考慮して決定することが望ましい。また、荷重センサに加わる圧力は、前記離間防止力として作用する。なお、荷重センサに加わる圧力に、荷重センサの特定方向に直交する断面の面積を乗じた値が、荷重センサに加わる荷重となる。
(27)前記荷重センサが、高強度セラミック材料中に、歪みによって電磁気的特性が変化する材料が分散させられて形成されたセラミックセンサである(1)項ないし(26)項のいずれかに記載の車輪軸保持装置。
高強度セラミック材料は、例えば、高純度のジルコニア、アルミナ等のファインセラミックスや、それらに各種の添加物を添加したものとすることができる。電磁気的特性は、例えば、電気抵抗率とすることができる。なお、歪みによって電磁気的特性が変化するという現象は、ピエゾ抵抗効果と称される場合がある。歪みによって電磁気的特性が変化する材料には、例えば、La0.75Sr0.25MnO3等のピエゾ抵抗効果を有する材料を採用することができる。その場合には、電磁気的特性として電気抵抗率が変化する態様となる。本セラミックセンサは、剪断方向の荷重を検知しないという特性を有するため、特定方向の荷重を検出しやすいという特徴がある。
(28)前記柱状伝達体が、標準状態において前記荷重センサに加わる圧力と、前記特定方向における前記被支持体と前記車輪軸保持体との相対変位量が最大になった状態で前記荷重センサに加わる圧力との差が5MPa以上になるものである(1)項ないし(27)項のいずれかに記載の車輪軸保持装置。
本項の態様は、柱状伝達体の軸方向の剛性について規定するものである。被支持体と前記車輪軸保持体との相対変位によって、荷重センサに加わる圧力を標準状態から最大で5MPa以上変化させることによって、荷重を安定して検出することができる。なお、柱状伝達体を、上記圧力の差が、10MPa以上、20MPa以上、40MPa以上、80MPa以上になるものとすることができる。なお、上記圧力の差に荷重センサの面積(特定方向と直交する方向の断面積等)を乗じた値が、荷重センサに加わる荷重の差となる。
標準状態の内容は、上記柱状伝達体が予圧縮された態様におけるものと同様である。
(29)前記柱状伝達体が、それの軸方向に荷重が加えられた場合に、その荷重を軸方向の変形量で除した値が10000N/mm以上になるものである(1)項ないし(28)項のいずれかに記載の車輪軸保持装置。
本項の態様によれば、柱状伝達体の軸方向の剛性を十分なものとすることができる。なお、柱状伝達体を、軸方向の荷重を軸方向の変形量で除した値が、20000N/mm以上、40000N/mm以上、80000N/mm以上のものとすることができる。
(25) The resistance force is (a) a friction-based resistance force that is a force that depends on friction at a contact surface between the load sensor and the columnar transmission body; and (b) the load sensor and the columnar transmission body. The wheel shaft holding device according to any one of items (1) to (24), including at least one of an adhesion force-based resistance force that is a force that depends on a force for bonding to each other.
The frictional resistance includes, for example, a static friction coefficient on the contact surface of the one or more load detection devices and a load received by the one or more load detection devices sandwiched between the supported body and the wheel shaft holder. Multiply value.
(26) In the standard state, the one or more load detection devices are arranged in a pre-compressed state that is pre-compressed in the specific direction, and the load applied to the wheel shaft does not exceed the maximum load, The wheel shaft according to any one of (1) to (25), wherein one or more load detecting devices are sandwiched between the supported body and the wheel shaft holder and maintained in a compressed state. Holding device.
The mode of this section is arranged with a preload applied to the load detection device. The load applied to the load detection device increases or decreases depending on the relative displacement between the supported body and the wheel shaft holder, but in the aspect of this section, the load is compressed even if the amount of decrease in load is assumed to be the maximum value. The preload is set so that the state is maintained. Therefore, it is possible to detect the amount of decrease in the compression amount in the specific direction of the load detection device from the standard state. The standard state can be, for example, a state where the vehicle is stationary or a state where no load is applied to the wheel shaft.
In addition, even if the amount of compression in a specific direction of the load detection device is reduced due to the relative displacement between the supported body and the wheel shaft holder, the load sensor is applied to the load sensor as long as the load applied to the wheel shaft does not exceed the maximum load. It is desirable to apply a preload so that the minimum value of applied pressure is 10 MPa or more. In addition, a preload can be applied so that the minimum pressure value is 20 MPa, 40 MPa, 80 MPa, 120 MPa or more. When the preload is large, it is easy to prevent the load sensor and the columnar transmission body from shifting, but it is desirable to determine the load sensor considering the load resistance. The pressure applied to the load sensor acts as the separation preventing force. A value obtained by multiplying the pressure applied to the load sensor by the area of the cross section perpendicular to the specific direction of the load sensor is the load applied to the load sensor.
(27) The load sensor according to any one of (1) to (26), wherein the load sensor is a ceramic sensor formed by dispersing a material whose electromagnetic characteristics change due to strain in a high-strength ceramic material. Wheel axle holding device.
The high-strength ceramic material can be, for example, fine ceramics such as high-purity zirconia and alumina, and various additives added thereto. The electromagnetic characteristics can be, for example, electrical resistivity. Note that the phenomenon that electromagnetic characteristics change due to strain may be referred to as a piezoresistive effect. A material having a piezoresistance effect such as La 0.75 Sr 0.25 MnO 3 can be used as the material whose electromagnetic characteristics change due to strain. In that case, the electrical resistivity changes as an electromagnetic characteristic. Since this ceramic sensor has a characteristic of not detecting a load in the shear direction, it has a feature that it is easy to detect a load in a specific direction.
(28) The columnar transmission body is applied to the load sensor in a state where the pressure applied to the load sensor in a standard state and the relative displacement between the supported body and the wheel shaft holder in the specific direction are maximized. The wheel shaft holding device according to any one of (1) to (27), wherein a difference from the applied pressure is 5 MPa or more.
The aspect of this term prescribes | regulates the rigidity of the axial direction of a columnar transmission body. The load can be stably detected by changing the pressure applied to the load sensor by a maximum of 5 MPa or more from the standard state by the relative displacement between the supported body and the wheel shaft holder. The columnar transmission body may have a pressure difference of 10 MPa or more, 20 MPa or more, 40 MPa or more, or 80 MPa or more. A value obtained by multiplying the pressure difference by the area of the load sensor (such as a cross-sectional area in a direction orthogonal to the specific direction) is a load difference applied to the load sensor.
The content of the standard state is the same as that in the aspect in which the columnar transmission body is pre-compressed.
(29) When a load is applied to the columnar transmission body in its axial direction, the value obtained by dividing the load by the amount of axial deformation is 10000 N / mm or more (1) to ( 28) The wheel shaft holding device according to any one of the above items.
According to the aspect of this section, the rigidity in the axial direction of the columnar transmission body can be made sufficient. Note that the columnar transmission body can have a value obtained by dividing the axial load by the axial deformation amount of 20000 N / mm or more, 40000 N / mm or more, or 80000 N / mm or more.

以下、本発明のいくつかの実施例およびその変形例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、本発明は、決して下記の実施例に限定されるものではなく、下記実施例の他、前記〔発明の態様〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。   Hereinafter, some embodiments of the present invention and modifications thereof will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the present invention is by no means limited to the following examples, and in addition to the following examples, there are various types based on the knowledge of those skilled in the art including the aspects described in the above [Aspect of the Invention] section. It can implement in the various aspect which gave the change and improvement of these.

図1,図2,図3に、請求可能発明の一実施例である車輪軸保持装置10の正面図、側面図を示す。なお、図2は、図1におけるA-A断面視、図1は、図2におけるB-B断面視、図3は正面図(一部断面)である。車輪軸保持装置10は、サスペンション装置に取り付けられ、車輪軸たるシャフト12を回転可能に保持するものである。シャフト12の一端側にはハブ14(図1)が設けられており、そのハブ14には、車輪のホイールを締結するためのハブボルト16が取り付けられている。
なお、図1,図3における上下方向,左右方向が、それぞれ車両の上下方向(Z軸方向),左右方向(Y軸方向)である。また、図2における上下方向,左右方向が、それぞれ車両の上下方向(Z軸方向),前後方向(X軸方向)である。
1, 2 and 3 are a front view and a side view of a wheel shaft holding device 10 which is an embodiment of the claimable invention. 2 is a cross-sectional view along AA in FIG. 1, FIG. 1 is a cross-sectional view along BB in FIG. 2, and FIG. 3 is a front view (partial cross-section). The wheel shaft holding device 10 is attached to the suspension device, and rotatably holds the shaft 12 serving as the wheel shaft. A hub 14 (FIG. 1) is provided on one end side of the shaft 12, and a hub bolt 16 for fastening a wheel of a wheel is attached to the hub 14.
1 and 3 are the vertical direction (Z-axis direction) and the horizontal direction (Y-axis direction) of the vehicle, respectively. Also, the vertical direction and the horizontal direction in FIG. 2 are the vertical direction (Z-axis direction) and the front-back direction (X-axis direction) of the vehicle, respectively.

車輪軸保持装置10は、概して円筒状を成す円筒部20(保持体本体の一種である)と、その円筒部20から半径方向外側に延びて形成され、円筒部20を支持する複数の支持体22(図2)と、円筒部20と複数の支持体22との相対変位が反映される複数の相対変位反映部24と、その複数の相対変位反映部24によって反映される相対変位に応じて変形させられる柱状変形部26とを含む。柱状変形部26は、荷重センサを備えており、圧縮変形量に基づいてシャフト12に加わる荷重を検出するものとされている。円筒部20,支持体22,相対変位反映部24は、金属材料たる鋼材によって形成されている。
円筒部20は、軸受の一種である玉軸受30を介してシャフト12を回転可能に保持するものとされている。玉軸受30は、複列アンギュラ玉軸受けとされており、それぞれ車輪側と車体側とにおいて、複数のベアリングボール32(以後、特に必要がなければ「ボール」と略記する)が2列に並べられて保持されている。円筒部20の内周部には、玉軸受30の2つの外側軌道面34が曲面状に形成されている。それら外側軌道面34により、複数のボール32の外周側への移動と、2列のボール列が互いに接近する向きの移動とが禁止される。
一方、シャフト12の外周部には、玉軸受30の2つの内側軌道面40が曲面状に形成されている。なお、シャフト12のハブ14側においては、シャフト本体42に一方の内側軌道面40が形成され、シャフト12の先端側(ハブ14が設けられた部分の反対側)には、軌道面形成リング44によって他方の内側軌道面40が形成されている。軌道面形成リング44は、シャフト本体42の先端部に形成された雄ねじと螺合する軸ナット46によって固定されている。上記2つの内側軌道面40により、複数のボール32の内周側への移動と、2列のボール列の互いに離間する向きの移動とが禁止される。
以上に述べた玉軸受30を介して、シャフト12が、円筒部20に相対回転可能かつ相対移動不能に保持されている。なお、円筒部20とシャフト12とに、玉軸受30の軌道面34,40が形成されることは不可欠ではなく、軌道面が形成された外輪および内輪を有する玉軸受を採用することもできる。
The wheel shaft holding device 10 includes a cylindrical portion 20 (which is a kind of holding body) that has a generally cylindrical shape, and a plurality of supports that are formed to extend radially outward from the cylindrical portion 20 and support the cylindrical portion 20. 22 (FIG. 2), a plurality of relative displacement reflecting portions 24 that reflect the relative displacement between the cylindrical portion 20 and the plurality of supports 22, and the relative displacement reflected by the plurality of relative displacement reflecting portions 24. And a columnar deformable portion 26 to be deformed. The columnar deforming portion 26 includes a load sensor and detects a load applied to the shaft 12 based on the amount of compressive deformation. The cylindrical portion 20, the support body 22, and the relative displacement reflecting portion 24 are formed of a steel material that is a metal material.
The cylindrical portion 20 is configured to rotatably hold the shaft 12 via a ball bearing 30 that is a kind of bearing. The ball bearing 30 is a double-row angular ball bearing, and a plurality of bearing balls 32 (hereinafter abbreviated as “balls” unless otherwise specified) are arranged in two rows on the wheel side and the vehicle body side, respectively. Is held. Two outer raceway surfaces 34 of the ball bearing 30 are formed in a curved shape on the inner peripheral portion of the cylindrical portion 20. The outer raceway surfaces 34 prohibit the movement of the plurality of balls 32 toward the outer periphery and the movement in the direction in which the two rows of balls approach each other.
On the other hand, two inner raceway surfaces 40 of the ball bearing 30 are formed in a curved shape on the outer peripheral portion of the shaft 12. On the hub 14 side of the shaft 12, one inner raceway surface 40 is formed on the shaft body 42, and on the tip side of the shaft 12 (opposite side of the portion where the hub 14 is provided), the raceway surface forming ring 44. Thus, the other inner raceway surface 40 is formed. The raceway surface forming ring 44 is fixed by a shaft nut 46 that engages with a male screw formed at the tip of the shaft body 42. The two inner raceway surfaces 40 prohibit the movement of the plurality of balls 32 toward the inner peripheral side and the movement of the two rows of balls in directions away from each other.
Through the ball bearing 30 described above, the shaft 12 is held by the cylindrical portion 20 so as to be relatively rotatable and relatively unmovable. In addition, it is not indispensable that the raceway surfaces 34 and 40 of the ball bearing 30 are formed on the cylindrical portion 20 and the shaft 12, and a ball bearing having an outer ring and an inner ring on which raceway surfaces are formed may be employed.

複数の支持体22(図2)は、本実施例において4つとされ、各々、シャフト12の軸線を中心とする一円周上に周方向において等間隔に配置されている。また、上下方向および前後方向と交差する方向に延び、上下方向および前後方向において対称的に配設されている。それら4つの支持体22は、互いに同様な構成であるため、1つのものを代表的に説明する。
支持体22は、ボルト穴50が形成された被締結部52と、その被締結部52と円筒部20とを連結するスポーク部54とを含む。被締結部52は、被取付部の一種であり、サスペンション装置に設けられた支持部材に締結され、サスペンション装置に支持される。スポーク部54は、ブリッジ部の一種であり、それの剛性が、シャフト12に加わった荷重に応じて、被締結部52と円筒部20とを適度に相対変位させる大きさにされている。その相対変位の大きさは、スポーク部54が弾性変形可能で、車両の走行に問題が生じない範囲内で、車輪軸荷重を検出しうる程度にされている。具体的には、シャフト12と直交する方向(例えば、上下方向,前後方向)における被締結部52と円筒部20との相対変位量が、3μm〜20μm程度、例えば、10μmとされる。
また、円筒部20には、それの外周部から半径方向外側に延びる複数のアーム部60(本実施例において4つ)が設けられている。それらアーム部60の各々は、4つの被締結部52に対して、円筒部20が相対変位する際に、その円筒部20と一体的に相対変位させられる。また、各アーム部60は、周方向において、4つの支持体22の互いに隣り合う2つのものの中央に位置させられている。そして、各アーム部60の先端部は、上下方向または前後方向において、互いに隣り合う2つの支持体22の端部と同程度の位置に位置させられている。
The plurality of support bodies 22 (FIG. 2) is four in this embodiment, and each of the support bodies 22 is arranged at equal intervals in the circumferential direction on a circle centered on the axis of the shaft 12. Moreover, it extends in a direction intersecting the vertical direction and the front-rear direction, and is disposed symmetrically in the vertical direction and the front-rear direction. Since the four supports 22 have the same configuration as each other, a single one will be representatively described.
The support 22 includes a fastened portion 52 in which a bolt hole 50 is formed, and a spoke portion 54 that connects the fastened portion 52 and the cylindrical portion 20. The fastened portion 52 is a kind of attached portion, fastened to a support member provided in the suspension device, and supported by the suspension device. The spoke part 54 is a kind of bridge part, and the rigidity thereof is sized to appropriately displace the fastened part 52 and the cylindrical part 20 in accordance with the load applied to the shaft 12. The magnitude of the relative displacement is set such that the wheel axle load can be detected within a range in which the spoke portion 54 can be elastically deformed and no problem occurs in the running of the vehicle. Specifically, the relative displacement amount of the fastened portion 52 and the cylindrical portion 20 in a direction orthogonal to the shaft 12 (for example, the vertical direction and the front-rear direction) is about 3 μm to 20 μm, for example, 10 μm.
The cylindrical portion 20 is provided with a plurality of arm portions 60 (four in this embodiment) extending radially outward from the outer peripheral portion thereof. Each of the arm portions 60 is integrally displaced relative to the four fastened portions 52 when the cylindrical portion 20 is relatively displaced. Moreover, each arm part 60 is located in the center of the two adjacent ones of the four support bodies 22 in the circumferential direction. And the front-end | tip part of each arm part 60 is located in the position comparable as the edge part of the two adjacent support bodies 22 in the up-down direction or the front-back direction.

複数の相対変位反映部24(図2,図3)は、被締結部52と円筒部20との相対変位を反映するものであり、被締結部52と円筒部20とのシャフト12の軸方向と直交する方向(例えば、上下方向,前後方向)の相対移動による相対変位と、シャフト12の軸方向と直交する軸線回りの相対回転による相対変位ととが反映される。複数の相対変位反映部24は、本実施例において、8つ設けられている。それらは、シャフト12を中心とする円筒部20よりも径の大きな円周上に配置されている。
それら相対変位反映部24の各々に、荷重検出装置の一種である柱状変形部26が配設されている。円筒部20の前後に位置し、上下方向(Z軸方向)に沿って配設された4つの柱状変形部26Zは、シャフト12に加わる上下方向の荷重を検出するものである。つまり、上下方向が特定方向とされている。一方、円筒部20の上側と下側とに位置し、左右方向に沿って配設された4つの柱状変形部26Xは前後方向(X軸方向)の荷重を検出するものである。つまり、前後方向が特定方向とされている。以後、上記のように、柱状変形部26の荷重検知方向を示すために符号の後に記号(X,Z)を付す場合がある。また、アーム部60等の他の構成要素についても、柱状変形部26に対応する記号(X,Z)を付す場合がある。
The plurality of relative displacement reflecting portions 24 (FIGS. 2 and 3) reflect the relative displacement between the fastened portion 52 and the cylindrical portion 20, and the axial direction of the shaft 12 between the fastened portion 52 and the cylindrical portion 20. The relative displacement due to relative movement in the direction orthogonal to the vertical direction (for example, the vertical direction and the front-rear direction) and the relative displacement due to relative rotation about the axis orthogonal to the axial direction of the shaft 12 are reflected. In the present embodiment, eight relative displacement reflecting units 24 are provided. They are arranged on a circumference larger in diameter than the cylindrical portion 20 centering on the shaft 12.
Each of the relative displacement reflecting portions 24 is provided with a columnar deformation portion 26 which is a kind of load detecting device. The four columnar deformation portions 26 </ b> Z that are positioned in front of and behind the cylindrical portion 20 and are arranged along the vertical direction (Z-axis direction) detect a vertical load applied to the shaft 12. That is, the vertical direction is the specific direction. On the other hand, the four columnar deformed portions 26X located on the upper side and the lower side of the cylindrical portion 20 and disposed along the left-right direction detect a load in the front-rear direction (X-axis direction). That is, the front-rear direction is the specific direction. Hereinafter, as described above, in order to indicate the load detection direction of the columnar deformable portion 26, a symbol (X, Z) may be added after the reference numeral. In addition, symbols (X, Z) corresponding to the columnar deformable portion 26 may be attached to other components such as the arm portion 60.

上記8つの相対変位反映部24および柱状変形部26は、いずれも同じ構成であるため、1つのものを図4に拡大して示し、代表的に説明する。相対変位反映部24は、柱状変形部26の一端側を支持するロッド支持部72と、柱状変形部26の他端側を支持するアーム部60とを含む。
柱状変形部26は、荷重センサたるセラミックセンサ74と、ロッド支持部72に支持された支持側ロッド76と、アーム部60に支持されたアーム側ロッド78とが直列に配設されて構成されている。それら2つのロッド76,78については後に詳述するが、2つのロッド76,78は、それぞれ円柱形状を成し、金属材料である鋼材によって形成されている。柱状変形部26は、被締結部52とアーム部60との間に狭持されて圧縮荷重を受けることで荷重を検出するものであるが、後に詳述するように、2つのロッド76,78を備えることによって、軸方向と直角な直角方向(剪断方向)に撓みやすいものとされている。
Since the eight relative displacement reflecting parts 24 and the columnar deforming part 26 have the same configuration, one is enlarged in FIG. 4 and will be described representatively. The relative displacement reflecting portion 24 includes a rod support portion 72 that supports one end side of the columnar deformable portion 26, and an arm portion 60 that supports the other end side of the columnar deformable portion 26.
The columnar deformable portion 26 is configured by arranging a ceramic sensor 74 as a load sensor, a support side rod 76 supported by the rod support portion 72, and an arm side rod 78 supported by the arm portion 60 in series. Yes. Although the two rods 76 and 78 will be described in detail later, the two rods 76 and 78 each have a cylindrical shape and are formed of a steel material that is a metal material. The columnar deformed portion 26 is sandwiched between the fastened portion 52 and the arm portion 60 and detects a load by receiving a compressive load. As described in detail later, the two rods 76 and 78 are used. By providing this, it is easy to bend in the perpendicular direction (shear direction) perpendicular to the axial direction.

図5に、セラミックセンサ74(以後、特に必要がなければ「センサ」と略記する)を示す。センサ74は、特開2002-310813号,前記特許文献1に記載されているものとほぼ同様であり、電気絶縁性セラミックス材料に圧力抵抗効果材料を電気的に連続につながるように分散させた材料によって形成された1層の圧力感知部80と、その圧力感知部80を挟む電気絶縁性セラミックス材料からなる2層の絶縁部82とを含む。また、圧力感知部80の互いに背向する2つの側面に、それぞれ電極84が配設され、その電極84に導電線86が接続されている。なお、本実施例において、電気絶縁性セラミックス材料に、12mol%のCeO2が添加されたZrO2が用いられている。また、圧力抵抗効果材料は、歪みによって電気抵抗率が変化する材料とされ、La0.75Sr0.25MnO3が用いられている。
このセンサ74は、圧力感知部80が2層の絶縁部82から受ける圧力に応じて電気抵抗率を変化させるものである。したがって、それら1層の圧力感知部80および2層の絶縁部82が積層された方向が、センサ74の荷重検知方向(前記特定方向の一種である)となる。なお、センサ74の寸法や感度等は、スポーク部54の剛性や柱状変形部26の剛性等を考慮に入れて決定される。なお、センサ74は、荷重検知方向に100MPaの圧力が加わった場合に、約1μmの変位を生じるようにされている。
また、センサ74は、支持側ロッド76等の軸線方向が荷重検知方向となるように配設されており、2層の絶縁部82において、それぞれ支持側ロッド76の先端面、アーム側ロッド78の先端面に面接触させられている。なお、2層の絶縁部82と、それぞれ支持側ロッド76の先端面、アーム側ロッド78の先端面とを接着することもできる。接着剤には、例えば、熱硬化型シート接着剤(エポキシ系)を用いることができる。
FIG. 5 shows a ceramic sensor 74 (hereinafter abbreviated as “sensor” unless otherwise required). The sensor 74 is substantially the same as that described in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-310813 and Patent Document 1, and is a material in which a pressure resistance effect material is dispersed in an electrically insulating ceramic material so as to be electrically connected continuously. And a two-layer insulating portion 82 made of an electrically insulating ceramic material sandwiching the pressure detecting portion 80. In addition, electrodes 84 are respectively disposed on the two side surfaces of the pressure sensing unit 80 facing away from each other, and conductive wires 86 are connected to the electrodes 84. In this example, ZrO 2 with 12 mol% of CeO 2 added is used as the electrically insulating ceramic material. Further, the pressure resistance effect material is a material whose electrical resistivity changes due to strain, and La 0.75 Sr 0.25 MnO 3 is used.
The sensor 74 changes the electrical resistivity in accordance with the pressure received by the pressure sensing unit 80 from the two-layer insulating unit 82. Therefore, the direction in which the one-layer pressure sensing unit 80 and the two-layer insulating unit 82 are stacked is the load detection direction of the sensor 74 (a kind of the specific direction). Note that the dimensions, sensitivity, and the like of the sensor 74 are determined in consideration of the rigidity of the spoke portion 54 and the rigidity of the columnar deformable portion 26. The sensor 74 is configured to generate a displacement of about 1 μm when a pressure of 100 MPa is applied in the load detection direction.
The sensor 74 is arranged so that the axial direction of the support side rod 76 and the like is the load detection direction. In the two-layer insulating portion 82, the tip surface of the support side rod 76 and the arm side rod 78 are respectively provided. It is in surface contact with the tip surface. It should be noted that the two-layer insulating portion 82 can be bonded to the distal end surface of the support side rod 76 and the distal end surface of the arm side rod 78, respectively. As the adhesive, for example, a thermosetting sheet adhesive (epoxy system) can be used.

アーム部60は、車輪側押圧部の一種であり、円筒部20側のアーム本体90と、そのアーム本体90の先端に締結された固定部材92とを含む。アーム本体90の先端面と、固定部材92のアーム本体90側の面とには、それぞれ、シャフト12を中心とする円周の接線方向に延び、断面がV字形状を成すV字溝94が形成されている。
アーム本体90および固定部材92の2つのV字溝94は、アーム側ロッド78が2つのV字溝94に挟まれた状態で固定部材92がアーム本体90に締結された場合に、アーム側ロッド78が強固に固定される寸法にされている。なお、2つのV字溝94とアーム側ロッド78とを、銀ろう等によってろう接(ろう付け等)することもできる。
本実施例において、互いに隣り合う2つの柱状変形部26の2つのアーム側ロッド78が、連続する1本のロッドにされているが、別個の2本のロッドとすることもできる。
The arm part 60 is a kind of wheel side pressing part, and includes an arm main body 90 on the cylindrical part 20 side and a fixing member 92 fastened to the tip of the arm main body 90. A V-shaped groove 94 extending in a tangential direction of the circumference around the shaft 12 and having a V-shaped cross section is formed on the distal end surface of the arm body 90 and the surface of the fixing member 92 on the arm body 90 side. Is formed.
The two V-shaped grooves 94 of the arm main body 90 and the fixing member 92 are arranged so that the arm-side rod is fixed when the fixing member 92 is fastened to the arm main body 90 with the arm-side rod 78 sandwiched between the two V-shaped grooves 94. 78 is dimensioned to be firmly fixed. Note that the two V-shaped grooves 94 and the arm side rod 78 can be brazed (brazed or the like) by silver brazing or the like.
In the present embodiment, the two arm-side rods 78 of the two columnar deformable portions 26 adjacent to each other are formed as one continuous rod, but may be two separate rods.

ロッド支持部72は、被支持側押圧部の一種であり、被締結部52にアーム部60の2つのV字溝94の中央を通る軸線上に位置して設けられた基体100を含む。その基体100には、上記2つのV字溝94の軸線と一直線上に並ぶ貫通穴102が設けられている。その貫通穴102は、アーム部60が延びる半径方向と直交する方向に配設されている。また、貫通穴102は、アーム部60に近い部分が比較的径が小さくされたロッド嵌合部104にされ、アーム部60から遠い部分が比較的径の大きな雌ねじ穴部106にされている。その雌ねじ穴部106には、支持側ロッド76の基端部をアーム部60側に押圧するボルト108が螺合させられている。なお、ボルト108は、ナット110によって緩みが防止されている。
また、ボルト108は、標準状態において、センサ74に設定された予荷重が加わるまで締め込まれた状態で配設されている。なお、標準状態は、本実施例において、車両が静止した状態(1G状態)とされているが、他の状態とすることもできる。例えば、シャフト12に荷重が加わっていない状態を標準状態とすることもできる。
なお、支持側ロッド76の基端部は、先端側の部分よりも径が大きくされ、ロッド嵌合部104と締まり嵌合させられている。
The rod support portion 72 is a type of supported-side pressing portion, and includes a base body 100 provided on the fastened portion 52 so as to be positioned on an axis passing through the center of the two V-shaped grooves 94 of the arm portion 60. The base body 100 is provided with through holes 102 aligned with the axis of the two V-shaped grooves 94. The through hole 102 is disposed in a direction perpendicular to the radial direction in which the arm portion 60 extends. Further, the through hole 102 has a portion close to the arm portion 60 as a rod fitting portion 104 having a relatively small diameter, and a portion far from the arm portion 60 has a female screw hole portion 106 having a relatively large diameter. A bolt 108 that presses the base end portion of the support side rod 76 toward the arm portion 60 is screwed into the female screw hole portion 106. The bolt 108 is prevented from loosening by the nut 110.
Further, the bolt 108 is disposed in a standard state in which the bolt 108 is tightened until a preload set in the sensor 74 is applied. In the present embodiment, the standard state is a state where the vehicle is stationary (1G state), but may be another state. For example, a state where no load is applied to the shaft 12 can be set as a standard state.
Note that the base end portion of the support side rod 76 has a larger diameter than the tip end portion, and is tightly fitted to the rod fitting portion 104.

作動を説明する。
本車輪軸保持装置10は、シャフト12に加わった荷重である車輪軸荷重に応じて、主にスポーク部54が弾性変形することで、円筒部20(アーム部60)と被締結部52(ロッド支持部72)との相対変位を許容するように構成されている。そして、アーム部60とロッド支持部72との相対変位によって柱状変形部26の圧縮変形量(以後、特に必要がなければ「圧縮量」と略記する)が変化させられるのに伴い、センサ74の出力信号が変化し、シャフト12に加わる荷重(あるいは、センサ74が受ける荷重)を取得することができる。
なお、車輪軸荷重の取得は、センサ74が導電線86を介して図示を省略する車輪軸荷重取得装置と電気的に接続され、その車輪軸荷重取得装置によってセンサ74の出力信号を処理することによってなされる。車輪軸荷重取得装置は、例えば、コンピュータ,増幅回路等の電気回路等を含むものとすることができる。
The operation will be described.
The wheel shaft holding device 10 mainly has a cylindrical portion 20 (arm portion 60) and a fastened portion 52 (rods) by elastically deforming the spoke portion 54 in accordance with a wheel shaft load that is a load applied to the shaft 12. It is configured to allow relative displacement with the support 72). As the amount of compressive deformation of the columnar deformable portion 26 is changed by the relative displacement between the arm portion 60 and the rod support portion 72 (hereinafter, abbreviated as “compressed amount” unless otherwise required), the sensor 74 The output signal changes and the load applied to the shaft 12 (or the load received by the sensor 74) can be acquired.
The wheel axle load is acquired by electrically connecting the sensor 74 to a wheel axle load obtaining device (not shown) via the conductive wire 86 and processing the output signal of the sensor 74 by the wheel axle load obtaining device. Made by. The wheel shaft load acquisition device may include, for example, an electric circuit such as a computer and an amplifier circuit.

以下に、円筒部20(アーム部60)と被締結部52(ロッド支持部72)とが相対変位した場合に、センサ74が受ける荷重について具体例を挙げて説明する。
例えば、路面の隆起を乗り越える場合等、シャフト12に、それを上昇させる向きの車輪軸荷重が加わった場合には、円筒部20とともにアーム部60が被締結部52に対して上昇する向きに相対変位させられる。
この場合、車両の前後方向に延びる2つのアーム部60Zの上側の柱状変形部26Zの圧縮量が増大させられ、上記2つのアーム部60Zの下側の柱状変形部26Zの圧縮量が減少させられる。つまり、上側のセンサ74が受ける荷重が増加し、下側のセンサ74が受ける荷重が減少する。なお、上側のセンサ74の荷重の増加量と、下側のセンサ74の荷重の減少量とは絶対値が等しくなる。そして、上下のセンサ74は荷重に応じた抵抗値を出力するため、その出力値に基づいて上昇させる向きの車輪軸荷重を取得することができる。なお、標準状態における抵抗値が基準とされ、その基準値からの出力値の変化量に基づいて車輪軸荷重が取得される。また、上側のセンサ74Zと下側のセンサ74Zとの出力値の変化量は正負が逆にされる。
この例では、4つのセンサ74Zによって上下方向の車輪軸荷重が検出されており、それらの平均的な荷重を取得することで、精度よく車輪軸荷重を取得することができる。なお、4つのセンサ74Zのうちの1以上のものによって車輪軸荷重を取得することもできる。
Below, a specific example is given and demonstrated about the load which the sensor 74 receives when the cylindrical part 20 (arm part 60) and the to-be-fastened part 52 (rod support part 72) carry out relative displacement.
For example, when a wheel shaft load is applied to the shaft 12 so as to raise the shaft 12 such as when overcoming a bump on the road surface, the arm portion 60 is relatively lifted with respect to the fastened portion 52 together with the cylindrical portion 20. Be displaced.
In this case, the compression amount of the columnar deformation portion 26Z on the upper side of the two arm portions 60Z extending in the longitudinal direction of the vehicle is increased, and the compression amount of the columnar deformation portion 26Z on the lower side of the two arm portions 60Z is decreased. . That is, the load received by the upper sensor 74 increases and the load received by the lower sensor 74 decreases. Note that the absolute value of the increase amount of the load of the upper sensor 74 and the decrease amount of the load of the lower sensor 74 are equal. Since the upper and lower sensors 74 output a resistance value corresponding to the load, it is possible to acquire the wheel shaft load in the direction of increasing based on the output value. Note that the resistance value in the standard state is used as a reference, and the wheel axle load is acquired based on the amount of change in the output value from the reference value. Further, the amount of change in the output values of the upper sensor 74Z and the lower sensor 74Z is reversed between positive and negative.
In this example, the wheel shaft load in the vertical direction is detected by the four sensors 74Z, and the wheel shaft load can be obtained with high accuracy by obtaining the average load thereof. The wheel axle load can also be acquired by one or more of the four sensors 74Z.

なお、被締結部52に対してアーム部60が上昇する向きに相対変位させられた場合に、円筒部20の上下の相対変位反映部24において、前後方向の荷重を検出する柱状変形部26Xの両端部が軸方向と直角な方向において互いに逆向きに、つまり、剪断方向に相対変位させられる。その際には、柱状変形部26Xが剪断方向に撓むことで、支持側ロッド76等とセンサ74との接触面におけるずれが防止され、検出精度の低下が防止される。また、柱状変形部26Xは、剪断方向の撓みによっては、それの荷重検知方向における圧縮量が増減せず、センサ74Xの出力に影響しない。なお、柱状変形部26Xの剛性については、後に詳述する。
また、センサ74は剪断方向の荷重を受けることになるが、本センサ74は剪断方向の荷重を検知しないという特性を有しているため、前後方向の荷重を検出するセンサ74Xの出力に影響しない。
なお、車輪のオフセットにより、シャフト12に、上下方向のモーメントが加わる場合があるが、それについては次の説明と同様である。
Note that when the arm portion 60 is relatively displaced with respect to the fastened portion 52 in the upward and downward relative displacement reflecting portions 24 of the cylindrical portion 20, the columnar deformation portion 26 </ b> X that detects the load in the front-rear direction is detected. Both ends are relatively displaced in directions opposite to each other in a direction perpendicular to the axial direction, that is, in the shearing direction. At that time, the columnar deforming portion 26X bends in the shearing direction, so that a shift in the contact surface between the support side rod 76 and the like and the sensor 74 is prevented, and a decrease in detection accuracy is prevented. Further, the columnar deformation portion 26X does not increase or decrease the amount of compression in the load detection direction depending on the bending in the shearing direction, and does not affect the output of the sensor 74X. The rigidity of the columnar deformed portion 26X will be described in detail later.
Although the sensor 74 receives a load in the shear direction, the sensor 74 has a characteristic of not detecting the load in the shear direction, and therefore does not affect the output of the sensor 74X that detects the load in the front-rear direction. .
Note that a vertical moment may be applied to the shaft 12 due to wheel offset, which is the same as in the following description.

例えば、旋回が行われている場合等、シャフト12に、上下方向のモーメントが加わった場合には、円筒部20が被締結部52に対して相対回転させられる。その相対回転の中心線である相対回転中心線は、4つの被締結部52の中心位置を通り前後方向に延びる直線である前後中心線(X)となる。
円筒部20が被締結部52に対して前後中心線回りに相対回転させられると、上下方向に延びる2つのアーム部60Xが、ロッド支持部72に対してシャフト12の軸線方向に相対変位させられる。その際には、前述と同様に、柱状変形部26Xが剪断方向に撓むことで、支持側ロッド76等とセンサ74との接触面におけるずれが防止され、検出精度の低下が回避される。また、柱状変形部26Xの荷重検知方向における圧縮量はほとんど変化しない。すなわち、本実施例において、各柱状変形部26Xが、前後中心線を含む平面に沿って配設されており、前後中心線回りの相対回転による圧縮量の変化が回避されているのである。センサ74は剪断方向の荷重を受けることになるが、前述と同様に、前後方向の荷重を検出するセンサ74Xの出力に影響しない。
一方、左右方向に延びる2つのアーム部60Zも相対回転させられるが、回転軸線となる前後中心線(X)からの距離が小さいため、その相対回転による柱状変形部26Zの剪断方向の撓みは、柱状変形部26Xと比較してわずかである。したがって、上述と同様に、センサ74Zの出力は相対回転に影響されない。
For example, when a vertical moment is applied to the shaft 12 such as when turning is performed, the cylindrical portion 20 is rotated relative to the fastened portion 52. The relative rotation center line that is the center line of the relative rotation becomes a front-rear center line (X) that is a straight line that passes through the center positions of the four fastened portions 52 and extends in the front-rear direction.
When the cylindrical portion 20 is rotated relative to the fastened portion 52 around the front-rear center line, the two arm portions 60X extending in the vertical direction are relatively displaced relative to the rod support portion 72 in the axial direction of the shaft 12. . At that time, as described above, the columnar deforming portion 26X bends in the shearing direction, so that the contact surface between the support-side rod 76 and the sensor 74 and the sensor 74 is prevented from being displaced, and a decrease in detection accuracy is avoided. Further, the amount of compression in the load detection direction of the columnar deformable portion 26X hardly changes. That is, in this embodiment, each columnar deformation portion 26X is disposed along a plane including the front and rear center lines, and a change in the compression amount due to relative rotation around the front and rear center lines is avoided. The sensor 74 receives a load in the shear direction, but does not affect the output of the sensor 74X that detects the load in the front-rear direction, as described above.
On the other hand, the two arm portions 60Z extending in the left-right direction are also relatively rotated. It is slight compared with the columnar deformed portion 26X. Therefore, as described above, the output of the sensor 74Z is not affected by the relative rotation.

なお、例えば、上下方向の荷重と前後中心線(X)回りに相対回転させる向きの荷重とが複合的に加わった場合であっても、上述の柱状変形部26Zの撓み、荷重センサ74Zの特性により、相対回転による圧縮量の変化が回避され、上下方向の荷重を検出することができる。
シャフト12に前後方向の荷重が加わった場合と、前後方向のモーメントが加わった場合については、それぞれ、シャフト12に上下方向の荷重が加わった場合と、上下方向のモーメントが加わった場合と同様であるため説明を省略する。
Note that, for example, even when the load in the vertical direction and the load in the direction of relative rotation about the front and rear center line (X) are combined, the deflection of the columnar deformable portion 26Z and the characteristics of the load sensor 74Z are applied. Thus, the change in the compression amount due to the relative rotation is avoided, and the load in the vertical direction can be detected.
The case where a longitudinal load is applied to the shaft 12 and the case where a longitudinal moment is applied are the same as the case where the vertical load is applied to the shaft 12 and the case where a vertical moment is applied, respectively. Since there is, explanation is omitted.

本実施例において、前後中心線(X)とスポーク部54との距離が、前後中心線と路面との距離の5分の1程度にされている。そのため、旋回時のモーメントを受けるスポーク部54には、車輪の接地部に入力された横力の数倍の荷重が加わることになる。また、スポーク部54は、円筒部20と被締結部52とを径方向に沿って連結するとともに、軸方向の寸法が比較的小さくされており、相対変位反映部24において、上下方向や前後方向への相対変位よりも、相対回転による相対変位の方が大きくなる。このような事情から、前後(上下)軸線回りの相対回転による圧縮量の変化が回避できることで、シャフト12の軸線と直交する方向の荷重を容易に検出できる。
また、前後(上下)軸線回りの相対回転による圧縮量の変化が回避できることで、少ないセンサ数で荷重を測定することが可能である。
In the present embodiment, the distance between the front / rear center line (X) and the spoke portion 54 is set to about one fifth of the distance between the front / rear center line and the road surface. Therefore, a load several times the lateral force input to the ground contact portion of the wheel is applied to the spoke portion 54 that receives a moment during turning. The spoke portion 54 connects the cylindrical portion 20 and the fastened portion 52 along the radial direction, and has a relatively small axial dimension. The relative displacement due to relative rotation is larger than the relative displacement toward. Under such circumstances, the load in the direction orthogonal to the axis of the shaft 12 can be easily detected by avoiding the change in the compression amount due to the relative rotation around the front and rear (up and down) axes.
Further, since it is possible to avoid a change in the compression amount due to relative rotation around the front and rear (up and down) axis, it is possible to measure the load with a small number of sensors.

また、シャフト12に前後方向のモーメントが加わった場合には、相対回転中心線は、4つの被締結部52の中央を通り上下方向に延びる直線、つまり、上下中心線(Z)となる。前後中心線と上下中心線との交点を、中心Oと称する。その中心Oは、4つの被締結部52から等距離の位置であって、それらと同一平面上に位置している。また、本実施例において、中心Oは、シャフト12の軸線上に位置している。そして、8つの柱状変形部26は、シャフト12の軸線と直交し、中心Oを通る平面に沿って配設されている。   When a longitudinal moment is applied to the shaft 12, the relative rotation center line becomes a straight line extending in the vertical direction through the centers of the four fastened portions 52, that is, the vertical center line (Z). The intersection of the front-rear center line and the vertical center line is referred to as the center O. The center O is equidistant from the four fastened portions 52 and is located on the same plane as them. In the present embodiment, the center O is located on the axis of the shaft 12. The eight columnar deformation portions 26 are disposed along a plane that is orthogonal to the axis of the shaft 12 and passes through the center O.

上述のように、本車輪軸保持装置10において、アーム部60と被締結部52とが、柱状変形部26の荷重検知方向と直角な方向へ相対変位しても、その影響を回避することができる。しかしながら、従来、剪断方向の相対変位量が大きくなると、後述する悪影響が生じる虞があった。
ここで、前記特許文献1に記載された従来の車輪軸保持装置の車輪軸荷重測定結果について説明する。図6に、シャフト12に取り付けられたハブ14に、上方に向かう車輪軸荷重を想定される最大の荷重まで増加させた後に減少させ、次に、下方に向かう車輪軸荷重を想定される最大の荷重まで増加させた後に減少させた場合の、センサ74の出力値の変化を模式的に示す。なお、荷重は上下方向ともオフセット入力とされ、被支持体と車輪軸保持体とが、上下方向に相対変位させられるとともに、前後中心線回りに相対回転させられるようにされている。
この測定結果では、センサ74の出力に、楕円状のヒステリシスが生じる傾向があった。なお、車輪軸荷重の最大値を十分小さくして同様な測定を行った場合には、ヒステリシスが生じないという傾向があった。ヒステリシスが生じた場合には、センサ74の出力値に対応する車輪軸荷重の値に幅ができ、検出精度が低下することとなる。このヒステリシスが生じる原因は、剪断方向の相対変位によってセンサ74の取付状態に何らかの変化が生じたためであると推測される。具体的には、例えば、剪断方向の相対変位によってセンサと外周部(あるいは内周部)とが、それらの接触面においてずれて、センサ74に加わる荷重が変化するためではないかと推測される。
As described above, in the wheel shaft holding device 10, even if the arm portion 60 and the fastened portion 52 are relatively displaced in a direction perpendicular to the load detection direction of the columnar deformable portion 26, the influence can be avoided. it can. However, conventionally, when the amount of relative displacement in the shear direction is large, there is a possibility that an adverse effect described later may occur.
Here, the wheel shaft load measurement result of the conventional wheel shaft holding device described in Patent Document 1 will be described. In FIG. 6, the hub 14 attached to the shaft 12 is increased after the wheel load on the upper side is increased to the assumed maximum load and then decreased, and then the wheel shaft load on the lower side is assumed to be the highest possible load. The change of the output value of the sensor 74 at the time of decreasing after making it increase to a load is shown typically. The load is input as an offset in both the vertical direction, and the supported body and the wheel shaft holder are relatively displaced in the vertical direction and are relatively rotated around the front-rear center line.
In this measurement result, elliptical hysteresis tends to occur in the output of the sensor 74. In addition, when the same measurement was performed with the maximum value of the wheel axle load sufficiently small, there was a tendency that hysteresis did not occur. When hysteresis occurs, the wheel axle load value corresponding to the output value of the sensor 74 is widened, and the detection accuracy is lowered. The cause of this hysteresis is presumed to be that some change occurred in the mounting state of the sensor 74 due to the relative displacement in the shear direction. Specifically, for example, it is assumed that the sensor and the outer peripheral portion (or the inner peripheral portion) are displaced at their contact surfaces due to the relative displacement in the shear direction, and the load applied to the sensor 74 changes.

そこで、本実施例において、剪断方向の相対変位の影響を低減すべく、上述したように2つのロッド76,78が設けられて柱状変形部26が比較的撓みやすくされている。それら2つのロッド76,78について詳細に説明する。なお、剪断方向に撓むのは、支持側ロッド76のロッド支持部72から延び出した部分(支持側伝達体の一種である)と、アーム側ロッド78のアーム部60から延び出した部分(車輪側伝達体の一種である)とであるので、ロッド76,78の撓みや剛性等に関する説明において、ロッド76,78(支持側ロッド76,アーム側ロッド78)と記載した場合は、それぞれの上記延び出した部分を指すものとする。   Therefore, in the present embodiment, in order to reduce the influence of the relative displacement in the shearing direction, the two rods 76 and 78 are provided as described above so that the columnar deformable portion 26 is relatively easily bent. The two rods 76 and 78 will be described in detail. It should be noted that the bending in the shearing direction is that a portion extending from the rod support portion 72 of the support side rod 76 (a kind of support side transmitting body) and a portion extending from the arm portion 60 of the arm side rod 78 (wheel side). Therefore, when the rods 76 and 78 (the support side rod 76 and the arm side rod 78) are described in the description of the bending and rigidity of the rods 76 and 78, the above-mentioned extension It shall refer to the part that has been taken out.

ロッド76,78の軸方向に伸縮変形する際の剛性は、本実施例において、次の関係を満たすものとされる。すなわち、「ロッド76,78とセンサ74との直列剛性」と「被締結部52と円筒部20との間の上下(前後)方向の剛性(つまり、4つのスポーク部54の上下(前後)方向の剛性)」との比が、設定された比になるようにされる。例えば、当該比を「1:20」とすることができる。その場合には、センサ74に、シャフト12に加わる上下(前後)方向の荷重の21分の1の荷重が加わることになる。なお、上記の比は、必要に応じて変化させることができ、例えば、センサ74の受圧面積の変更等によってそれの耐荷重が変更された場合には、上記比を1:10〜1:200等にしてセンサ74が受ける荷重を調節することができる。   The rigidity of the rods 76 and 78 when expanding and contracting in the axial direction satisfies the following relationship in this embodiment. That is, “the series rigidity of the rods 76, 78 and the sensor 74” and “the rigidity in the vertical (front / rear) direction between the fastened part 52 and the cylindrical part 20 (that is, the vertical (front / rear) direction of the four spoke parts 54). Ratio) ”is set to a set ratio. For example, the ratio can be set to “1:20”. In that case, a load that is 1/21 of the load in the vertical (front-rear) direction applied to the shaft 12 is applied to the sensor 74. The ratio can be changed as necessary. For example, when the load resistance is changed by changing the pressure receiving area of the sensor 74, the ratio is 1:10 to 1: 200. For example, the load received by the sensor 74 can be adjusted.

さらに具体的に説明すると、標準状態において荷重センサ74に加わる荷重である予荷重と、締結部52と円筒部20との間の上下(前後)方向の相対変位量が最大になった場合に荷重センサ74に加わる荷重との差が、設定範囲内の値になるようにされる。設定範囲は、例えば、車輪軸荷重の最大値の21分の1の荷重を含む範囲(±5%程度)等とすることができる。ここで、上下(前後)方向の最大相対変位量をZmとし、ロッド76,78がそれぞれ最大相対変位量Zmの半分ずつ軸方向に変形した場合には、次式の関係が得られる。なお、理解を容易にするために、センサ74を無視することとする。
Zm/2=Wa・L/(A・E) ・・・ (1)
なお、Waはロッド76,78に加わる荷重の増加量の最大値、L,A,Eは、それぞれロッド76,78の長さ,断面積,ヤング率である。このWaが設定範囲内の値になるように、各要素を調整することができる。
More specifically, the load is applied when the preload, which is a load applied to the load sensor 74 in the standard state, and the relative displacement in the vertical (front-rear) direction between the fastening portion 52 and the cylindrical portion 20 are maximized. The difference from the load applied to the sensor 74 is set to a value within the set range. The setting range can be, for example, a range (about ± 5%) including a load that is 1/21 of the maximum value of the wheel axle load. Here, when the maximum relative displacement amount in the vertical (front-rear) direction is Zm, and the rods 76 and 78 are each deformed in the axial direction by half of the maximum relative displacement amount Zm, the following relationship is obtained. In order to facilitate understanding, the sensor 74 is ignored.
Zm / 2 = Wa · L / (A · E) (1)
Wa is the maximum amount of increase in load applied to the rods 76 and 78, and L, A and E are the length, cross-sectional area and Young's modulus of the rods 76 and 78, respectively. Each element can be adjusted so that Wa becomes a value within the set range.

ロッド76,78の軸方向と直角な直角方向(剪断方向)への撓み剛性について説明する。
図7に、柱状変形部26が剪断方向に撓んだ状態を、誇張して模式的に示す。本実施例において、ロッド76,78は、材料および直径が互いに等しいものとされ、また、それぞれ軸方向において直径が均一にされている。さらに、支持側ロッド76のロッド支持部72から延び出した部分の長さLと、アーム側ロッド78のアーム部60から延び出した部分の長さLとが互いに等しくされている。その結果、支持側ロッド76の撓み形状とアーム側ロッド78の撓み形状とは、互いに等しくなり、また、図の左右方向において点対称となる。
そのため、想定される剪断方向の最大の撓み量をδmとすると、ロッド76,78の撓み量は、最大撓み量δmの半分のδm/2となる。なお、理解を容易にするために、センサ74を無視することとする。
ここで、ロッド76,78を長さLの片持ち梁とみなすと、その撓み量δは、次式によって求められる。
δ=WL3/(3EI) ・・・ (1−1)
なお、Wは剪断方向の荷重、Lは梁の長さ、Eはヤング率、Iは断面二次モーメントである。
上記式(1−1)に、撓み量「δm/2」と、剪断方向の撓み量を最大にする荷重である最大荷重「Wm」を代入し、Wmについて解く。
δm/2=WmL3/(3EI) ・・・ (1−2)
Wm=δm・(3EI/2L3) ・・・ (1−3)
上記式(1−3)において、剪断方向の最大荷重Wmの意味するところは、ロッド76,78を「δm/2」だけ撓ませるのに必要な荷重である。その最大荷重Wmは、ロッド76,78の各々とセンサ74との接触面のずれに対する抵抗力Rによってもたらされる。すなわち、荷重Wmが抵抗力Rよりも小さければロッド76,78とセンサ74との接触面はずれず、被締結部52とアーム部60との剪断方向の相対変位に応じて柱状変形部26が剪断方向に撓むことができるのである。逆に、荷重Wmが抵抗力R以上になる場合は、ロッド76,78とセンサ74との接触面がずれて荷重の測定精度の低下を招く虞がある。したがって、次式が得られる。
R>Wm ・・・ (1−4)
Described below is the bending rigidity in the direction perpendicular to the axial direction of the rods 76 and 78 (shear direction).
FIG. 7 schematically shows an exaggerated state where the columnar deformable portion 26 is bent in the shearing direction. In the present embodiment, the rods 76 and 78 are made of the same material and the same diameter, and are made uniform in diameter in the axial direction. Further, the length L of the portion extending from the rod support portion 72 of the support side rod 76 and the length L of the portion extending from the arm portion 60 of the arm side rod 78 are equal to each other. As a result, the bent shape of the support side rod 76 and the bent shape of the arm side rod 78 are equal to each other, and are point symmetric in the left-right direction of the drawing.
Therefore, assuming that the maximum amount of bending in the shearing direction is assumed to be δm, the amount of bending of the rods 76 and 78 is δm / 2 which is half of the maximum amount of bending δm. In order to facilitate understanding, the sensor 74 is ignored.
Here, assuming that the rods 76 and 78 are cantilever beams having a length L, the deflection amount δ thereof is obtained by the following equation.
δ = WL 3 / (3EI) (1-1)
W is the load in the shear direction, L is the length of the beam, E is the Young's modulus, and I is the moment of inertia of the cross section.
The bending amount “δm / 2” and the maximum load “Wm”, which is the load that maximizes the bending amount in the shearing direction, are substituted into the above equation (1-1) and solved for Wm.
δm / 2 = WmL 3 / (3EI) (1-2)
Wm = δm · (3EI / 2L 3 ) (1-3)
In the above equation (1-3), the meaning of the maximum load Wm in the shearing direction is a load necessary to bend the rods 76 and 78 by “δm / 2”. The maximum load Wm is caused by the resistance force R against the displacement of the contact surface between each of the rods 76 and 78 and the sensor 74. That is, if the load Wm is smaller than the resistance force R, the contact surfaces of the rods 76 and 78 and the sensor 74 do not deviate, and the columnar deformation portion 26 shears according to the relative displacement in the shear direction between the fastened portion 52 and the arm portion 60. It can bend in the direction. On the other hand, when the load Wm is equal to or greater than the resistance force R, the contact surfaces of the rods 76 and 78 and the sensor 74 may be displaced, leading to a decrease in load measurement accuracy. Therefore, the following equation is obtained.
R> Wm (1-4)

上記抵抗力Rは、ロッド76,78の各々とセンサ74との間の摩擦力に依拠するものであり、次式によって表される。
R=μP ・・・ (1−5)
なお、μは静止摩擦係数、Pは最低圧縮荷重である。圧縮荷重は、標準状態において予荷重P0にされているが、アーム部60とロッド支持部72とが離間する向きに相対変位した場合には、予荷重P0よりも小さくなる。そのため、最低圧縮荷重Pは、次式のように、想定される最小の大きさにされる。
P=P0−Ps ・・・ (1−6)
P0は予荷重、Psは想定される圧縮荷重の最大の減少量である。
なお、ロッド76,78とセンサ74とを接着すれば、抵抗力Rは剪断方向の接着強度となる。
The resistance force R depends on the frictional force between each of the rods 76 and 78 and the sensor 74, and is expressed by the following equation.
R = μP (1-5)
Note that μ is a coefficient of static friction and P is a minimum compression load. The compressive load is set to the preload P0 in the standard state, but becomes smaller than the preload P0 when the arm portion 60 and the rod support portion 72 are relatively displaced in a direction away from each other. Therefore, the minimum compressive load P is set to the minimum size assumed as in the following equation.
P = P0−Ps (1-6)
P0 is the preload, and Ps is the maximum reduction amount of the assumed compressive load.
If the rods 76 and 78 and the sensor 74 are bonded, the resistance force R becomes the bonding strength in the shear direction.

本実施例において、ロッド76,78は、以上の条件を満たしており、剪断方向の相対変位の影響を低減するものとされている。なお、上記の条件はセンサ74を無視した場合の条件であるが、センサ74を考慮した場合の条件と比較して若干厳しい条件となるので、上記無視した場合の条件が満たされていれば、センサ74を考慮した場合の条件も満たされる。
本実施例において、センサ74が、ロッド支持部72とアーム部60とから等距離の位置に配置されている。すなわち、支持側ロッド76の撓み代と、アーム側ロッド78の撓み代とが等しくなるようにされている。そのため、ロッド76,78とセンサ74との接触面を離間させる曲げ応力が生じないというメリットがある。
In the present embodiment, the rods 76 and 78 satisfy the above conditions and reduce the influence of relative displacement in the shear direction. The above condition is a condition when the sensor 74 is ignored. However, since the condition is slightly more severe than the condition when the sensor 74 is considered, if the condition when the ignore is satisfied, The conditions when the sensor 74 is considered are also satisfied.
In the present embodiment, the sensor 74 is disposed at an equidistant position from the rod support portion 72 and the arm portion 60. That is, the bending allowance of the support side rod 76 and the bending allowance of the arm side rod 78 are made equal. Therefore, there is an advantage that bending stress that separates the contact surfaces of the rods 76 and 78 and the sensor 74 does not occur.

なお、軸方向の剛性と、剪断方向の剛性とを考慮すると、式(1)および式(1−3)から、次式が得られる。
(δm/Zm)・(Wa/Wm)=L2・A/(3I) ・・・ (2−1)
さらに、ロッド76,78が円柱形状であることから、次式を式(1−6)に代入する。
A=πd2/4、I=πd4/64 ・・・ (2−2)
(δm/Zm)・(Wa/Wm)=16L2/(3d2) ・・・ (2−3)
本実施例において、相対変位反映部24における剪断方向の最大の相対変位量δmは、軸方向の最大の相対変位量Zmの約20倍とされている。また、柱状変形部26に加わる軸方向の荷重の最大増加量Waは、剪断方向の荷重の最大値Wmの4倍以上とされている。したがって、式(2−3)の両辺の各々の値は80以上となり、次式が得られる。
16L2/(3d2)≧80 ・・・ (2−4)
L≧3.9d ・・・ (2−5)
すなわち、本実施例において、各ロッド76,78の長さLは、直径dの3.9倍以上とされている。また、柱状伝達体全体の長さ(2L)は、直径の7.8倍以上にされている。
In consideration of the rigidity in the axial direction and the rigidity in the shearing direction, the following expression is obtained from Expression (1) and Expression (1-3).
(Δm / Zm) · (Wa / Wm) = L 2 · A / (3I) (2-1)
Further, since the rods 76 and 78 have a cylindrical shape, the following expression is substituted into the expression (1-6).
A = πd 2/4, I = πd 4/64 ··· (2-2)
(Δm / Zm) · (Wa / Wm) = 16L 2 / (3d 2 ) (2-3)
In the present embodiment, the maximum relative displacement amount δm in the shear direction in the relative displacement reflecting section 24 is about 20 times the maximum relative displacement amount Zm in the axial direction. Further, the maximum load Wa of the axial load applied to the columnar deformable portion 26 is set to be four times or more of the maximum load Wm in the shear direction. Therefore, the values of both sides of the formula (2-3) are 80 or more, and the following formula is obtained.
16L 2 / (3d 2 ) ≧ 80 (2-4)
L ≧ 3.9d (2-5)
That is, in the present embodiment, the length L of each of the rods 76 and 78 is 3.9 times the diameter d or more. Further, the length (2L) of the entire columnar transmission body is set to be 7.8 times or more of the diameter.

式(2−3)を利用し、WaとWmとが等しいとすると、次式が得られる。
(δ/Z)=16L2/(3d2) ・・・ (2−6)
δは剪断方向の相対変位量、Zは軸方向の相対変位量である。
式(2−6)のLに3.9dを代入すると、右辺は約81となる。
すなわち、本実施例において、各ロッド76,78は、剪断方向に設定荷重が加えられた場合の変形量δを、軸方向に同じ設定荷重が加えられた場合の変形量Zで除した値である剪断方向撓み比が81以上になり、非常に撓みやすくされている。
また、本実施例において、各ロッド76,78は、抵抗力Rを剪断方向の最大の相対変位量で除した値である剪断方向変位−荷重比が1000(N/mm)以下になるものとされている。
具体例としては、各ロッド76,78を、長さLが9mm(2つで18mm)、直径dが2mm、ヤング率Eが200GPaのものとすることができる。この例では、剪断方向の最大の相対変位量δmが200μm(大きめに見積もった値である)になった状態において、抵抗力Rが、剪断方向の最大荷重Wmの1.5倍以上になるように充分に大きくされている。なお、センサ74の面積は4mm2、抵抗力Rはおよそ100Nである。
Assuming that Wa and Wm are equal using Expression (2-3), the following expression is obtained.
(Δ / Z) = 16L 2 / (3d 2 ) (2-6)
δ is the relative displacement in the shear direction, and Z is the relative displacement in the axial direction.
Substituting 3.9d for L in equation (2-6), the right side is approximately 81.
That is, in this embodiment, each of the rods 76 and 78 is a value obtained by dividing the deformation amount δ when the set load is applied in the shear direction by the deformation amount Z when the same set load is applied in the axial direction. A certain shear direction deflection ratio is 81 or more, which makes it very easy to bend.
In this embodiment, the rods 76 and 78 each have a shear direction displacement-load ratio of 1000 (N / mm) or less, which is a value obtained by dividing the resistance force R by the maximum relative displacement amount in the shear direction. Has been.
As a specific example, each of the rods 76 and 78 may have a length L of 9 mm (two 18 mm), a diameter d of 2 mm, and a Young's modulus E of 200 GPa. In this example, in the state where the maximum relative displacement amount δm in the shear direction is 200 μm (which is a larger estimated value), the resistance force R is sufficient to be 1.5 times the maximum load Wm in the shear direction. Has been enlarged to. The area of the sensor 74 is 4 mm 2 and the resistance force R is about 100N.

上記とは別の実施例について説明する。
上記実施例は、センサ74が2つのロッド76,78に挟まれていたが、センサ74の一方の側に柱状伝達体たるロッドを配設する態様とすることもできる。
図8,図9,図10に、請求可能発明の一実施例である車輪軸保持装置200の正面図、側面図を示す。なお、図9は、図8,図10におけるA-A断面視、図8は、図9におけるB-B断面視、図10は正面図(一部断面)である。車輪軸保持装置200は、上記実施例の車輪軸保持装置10と多くの部分が同様に構成されているため、共通する構成には上記実施例と同じ符号を付して説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。本車輪軸保持装置200の作動は、上記車輪軸保持装置10と同様であるので、説明を省略する。
An embodiment different from the above will be described.
In the above embodiment, the sensor 74 is sandwiched between the two rods 76 and 78. However, a rod as a columnar transmission body may be disposed on one side of the sensor 74.
8, 9, and 10 are a front view and a side view of a wheel shaft holding device 200 that is an embodiment of the claimable invention. 9 is a sectional view taken along the line AA in FIGS. 8 and 10, FIG. 8 is a sectional view taken along the line BB in FIG. 9, and FIG. 10 is a front view (partial section). Since the wheel shaft holding device 200 is configured in the same way as the wheel shaft holding device 10 of the above embodiment, the common components are denoted by the same reference numerals as those of the above embodiment, and the description thereof is omitted. The explanation will focus on the part. Since the operation of the wheel shaft holding device 200 is the same as that of the wheel shaft holding device 10, the description thereof is omitted.

車輪軸保持装置200は、複数の相対変位反映部210(本実施例において8つ)を備えている。それらのうちの1つのものを図11に拡大して示し、代表的に説明する。
相対変位反映部210は、柱状変形部220と、ロッド支持部72と、アーム部222とを含む。柱状変形部220は、荷重センサたるセラミックセンサ230と、ロッド支持部72に支持された円柱形状の支持側ロッド232とが直列に配設されて構成されている。
支持側ロッド232は、円柱形状を成し、先端面においてセンサ230の絶縁部82と面接触させられ、基端部においてロッド支持部74のロッド嵌合部104に圧入されている。本実施例において、支持側ロッド232は、上記実施例のものと比較して、直径が小さいものとされている。ロッドの直径を小さくすると剛性が低くなり、比較的容易に弾性変形しやすいため、センサの耐荷重が小さい場合に好適である。
セラミックセンサ230(以後、特に必要がなければ「センサ」と略記する)は、上記実施例のセンサ74と同じ構造を有し、寸法が小さくされたものである。センサ230は、アーム部222の先端部に、各層が周方向と直交する向きに配設されている。詳細には、アーム部222の先端部には、周方向を向く2つの側方部の各々に凹部240が形成されており、その凹部240の、周方向と直交する凹部壁面242に、センサ230の2層の絶縁部82の一方において面接触した状態にされている。なお、本実施例において、センサ230は、上記実施例のものと比較して、受圧面積が小さくされており、耐荷重が比較的小さいものとされている。
The wheel shaft holding device 200 includes a plurality of relative displacement reflecting units 210 (eight in the present embodiment). One of them is shown enlarged in FIG. 11 and will be described representatively.
The relative displacement reflecting part 210 includes a columnar deforming part 220, a rod support part 72, and an arm part 222. The columnar deformable portion 220 is configured by arranging a ceramic sensor 230 as a load sensor and a columnar support side rod 232 supported by the rod support portion 72 in series.
The support side rod 232 has a cylindrical shape, is brought into surface contact with the insulating portion 82 of the sensor 230 at the distal end surface, and is press-fitted into the rod fitting portion 104 of the rod support portion 74 at the proximal end portion. In this embodiment, the support side rod 232 has a smaller diameter than that of the above embodiment. When the diameter of the rod is reduced, the rigidity is lowered and the elastic deformation is relatively easily made. Therefore, it is suitable when the load resistance of the sensor is small.
The ceramic sensor 230 (hereinafter abbreviated as “sensor” unless otherwise required) has the same structure as the sensor 74 of the above-described embodiment, and has a reduced size. In the sensor 230, each layer is disposed at the tip of the arm portion 222 in a direction orthogonal to the circumferential direction. Specifically, a recess 240 is formed in each of two side portions facing in the circumferential direction at the distal end portion of the arm portion 222, and the sensor 230 is formed on the recess wall surface 242 perpendicular to the circumferential direction of the recess 240. One of the two insulating layers 82 is in surface contact. In the present embodiment, the sensor 230 has a smaller pressure receiving area and a relatively lower load resistance than that of the above embodiment.

支持側ロッド232の軸方向に伸縮する際の剛性については、上記実施例と同様の関係を満たすものとされる(例えば、前記比が1:120等)。また、支持側ロッド232の長さを「2L」とすれば、式(1)と同様の式が成り立つ。   About the rigidity at the time of extending-contracting in the axial direction of the support side rod 232, the relationship similar to the said Example shall be satisfy | filled (for example, said ratio is 1: 120 etc.). Further, if the length of the support side rod 232 is “2L”, the same formula as the formula (1) is established.

支持側ロッド232の軸方向と直角な直角方向(剪断方向)への撓み剛性について説明する。
図12に、柱状変形部220が剪断方向に撓んだ状態を、誇張して模式的に示す。なお、「支持側ロッド232」は、「ロッド支持部74から延び出した部分」が撓むことから、支持側ロッド232と記載した場合に、撓みや剛性等に関しては、ロッド支持部74から延び出した部分を指すものとする。
本実施例において、支持側ロッド232の、ロッド支持部74から延び出した部分は、軸方向において材質および直径が均一にされている。そのため、想定される剪断方向の最大の相対変位量をδmとすると、支持側ロッド232は、ロッド支持部74側の半分と、センサ230側の半分とが、それぞれ全体の相対変位量δmの半分「δm/2」ずつ撓むこととなる。また、ロッド支持部74側の撓み形状とセンサ230側の撓み形状とは、互いに等しくなり、また、図の左右方向において点対称となる。
The bending rigidity in the right-angle direction (shear direction) perpendicular to the axial direction of the support side rod 232 will be described.
FIG. 12 schematically shows an exaggerated state where the columnar deformable portion 220 is bent in the shearing direction. The “support side rod 232” bends “the portion extending from the rod support portion 74”. Therefore, when the “support side rod 232” is described as the support side rod 232, the bend and rigidity are extended from the rod support portion 74. It shall refer to the part that was taken out.
In this embodiment, the portion of the support side rod 232 that extends from the rod support portion 74 has a uniform material and diameter in the axial direction. Therefore, assuming that the maximum relative displacement amount in the shearing direction is assumed to be δm, the support-side rod 232 has a half on the rod support portion 74 side and a half on the sensor 230 side, each half of the total relative displacement amount δm. It will be bent by “δm / 2”. Further, the bending shape on the rod support portion 74 side and the bending shape on the sensor 230 side are equal to each other, and are point-symmetric in the left-right direction in the figure.

ここで、支持側ロッド232の半分を長さLの片持ち梁とみなすと、上記実施例の式(1−1)〜式(1−6)が成り立つ。なお、図12において、支持側ロッド232の先端部とセンサ230とをそれらの接触面においてずらす力を破線の白矢印で示す。その接触面をずらす力の大きさは、最大荷重Wmと同じ大きさとなる。   Here, when the half of the support side rod 232 is regarded as a cantilever having a length L, Expressions (1-1) to (1-6) of the above embodiment are established. In FIG. 12, the force for shifting the tip of the support side rod 232 and the sensor 230 on their contact surfaces is indicated by a broken white arrow. The magnitude of the force for shifting the contact surface is the same as the maximum load Wm.

以上の条件は、支持側ロッド232とセンサ230との接触面におけるずれを防ぐという観点のものであるが、さらに、本実施例において、以下に説明するように、上記接触面の剥離を防ぐという観点からも条件が設定されている。
図13に示すように、支持側ロッド232のセンサ230側の半分であるセンサ側部250には、剪断方向の荷重Wmによって、センサ側部250をセンサ230との接触部分を中心に回転させるモーメントMw(次式)が作用している。
Mw=Wm・L ・・・ (3−1)
そのモーメントMwにより、曲げ応力が発生し、支持側ロッド232の端部をセンサ230に押し付ける圧縮応力σcと引き離す引張応力σtとが生じる。ここでは、圧縮応力σcは問題とならないため、引張応力σtについて述べる。引張応力σtは、次式によって得られる。
σt=Mw/Z=Wm・L/Z ・・・ (3−2)
なお、Zは支持側ロッド232の断面係数である。
一方、支持側ロッド232とセンサ230とには、離間防止力たる圧縮荷重Pが作用している。この圧縮荷重Pによる支持側ロッド232の端部をセンサ230に押し付ける応力σp(抵抗曲げ応力の最大値に相当する)は次式によって得られる。
σp=P/A ・・・ (3−3)
そして、圧縮荷重Pによる圧縮応力σpが、モーメントMwによる引張応力σtよりも大きければ、接触面の剥離を防ぐことができる。
σp>σt ・・・ (3−4)
The above conditions are from the viewpoint of preventing the displacement of the contact surface between the support side rod 232 and the sensor 230, and further, in this embodiment, as described below, the contact surface is prevented from peeling off. Conditions are also set from a viewpoint.
As shown in FIG. 13, the sensor side portion 250, which is a half of the support side rod 232 on the sensor 230 side, has a moment for rotating the sensor side portion 250 around the contact portion with the sensor 230 by the load Wm in the shear direction. Mw (following formula) is acting.
Mw = Wm · L (3-1)
Due to the moment Mw, a bending stress is generated, and a compressive stress σc that presses the end of the support side rod 232 against the sensor 230 and a tensile stress σt that separates are generated. Here, since the compressive stress σc is not a problem, the tensile stress σt will be described. The tensile stress σt is obtained by the following equation.
σt = Mw / Z = Wm · L / Z (3-2)
Z is a section modulus of the support side rod 232.
On the other hand, a compressive load P, which is a separation preventing force, acts on the support side rod 232 and the sensor 230. The stress σp (corresponding to the maximum value of the resistance bending stress) for pressing the end of the support side rod 232 against the sensor 230 by the compressive load P is obtained by the following equation.
σp = P / A (3-3)
If the compressive stress σp due to the compressive load P is larger than the tensile stress σt due to the moment Mw, peeling of the contact surface can be prevented.
σp> σt (3-4)

本実施例において、支持側ロッド232は、式(1−4)と式(3−4)とを満たすものとされている。その結果、ロッド支持部72とアーム部222との剪断方向の相対変位量が、想定された最大の相対変位量以下の全ての状態において、支持側ロッド232はセンサ230とずれることなく剪断方向に撓むことができ、また、支持側ロッド232とセンサ230との接触面の剥離を防止することができる。   In the present embodiment, the support side rod 232 satisfies the expressions (1-4) and (3-4). As a result, in all states where the relative displacement amount in the shear direction between the rod support portion 72 and the arm portion 222 is equal to or less than the assumed maximum relative displacement amount, the support side rod 232 does not deviate from the sensor 230 in the shear direction. The contact surface between the support-side rod 232 and the sensor 230 can be prevented from being bent.

また、本実施例において、支持側ロッド232は、式(2−1)〜式(2−3)および式(2−6)も満たすものとされている。また、式(2−4),式(2−5)については、荷重の最大値(Wa,Wm)等の値の違いはあれど、同様な関係を満たしており、支持側ロッド232の長さ(2L)が、直径の約7.8倍以上にされている。さらに、本実施例において、前記剪断方向撓み比が81以上にされ、非常に撓みやすくされている。さらにまた、本実施例において、前記剪断方向変位−荷重比が500(N/mm)以下になるものとされている。
具体例としては、支持側ロッド232を、全体の長さ2Lが24mm、直径dが1mm、ヤング率Eが200GPaのものとすることができる。この例では、剪断方向の最大の相対変位量δmが100μmになった状態において、接触面の離間を防ぐ力による抵抗曲げ応力の最大値σpが、曲げ応力σtの1.5倍以上になるように充分に大きくされている。なお、センサ230の面積は1mm2、最低の圧縮荷重はおよそ150Nにされている。
In the present embodiment, the support side rod 232 also satisfies the expressions (2-1) to (2-3) and (2-6). In addition, the expressions (2-4) and (2-5) satisfy the same relationship although there are differences in the values of the maximum load (Wa, Wm) and the like. (2L) is about 7.8 times the diameter or more. Furthermore, in this embodiment, the bending ratio in the shear direction is 81 or more, which makes it very easy to bend. Furthermore, in this embodiment, the shear direction displacement-load ratio is 500 (N / mm) or less.
As a specific example, the support side rod 232 may have a total length 2L of 24 mm, a diameter d of 1 mm, and a Young's modulus E of 200 GPa. In this example, in the state where the maximum relative displacement amount δm in the shearing direction is 100 μm, the maximum value σp of the resistance bending stress due to the force that prevents the contact surfaces from separating is sufficiently 1.5 times the bending stress σt. Has been enlarged to. The sensor 230 has an area of 1 mm 2 and a minimum compressive load of about 150 N.

上記とはさらに別の実施例(傾斜配置型)について説明する。
上記2つの実施例において、柱状変形部は、シャフト12の軸線に直交する平面上に配置されていた。つまり、シャフト12の軸線方向(Y)の成分を含まない方向(XまたはZ)が、セラミックセンサの特定方向たる圧力感知方向とされていた。
それに対して、本実施例において、柱状変形部が、シャフト12の軸線に傾斜して配置されている。つまり、シャフト12の軸線方向(Y)の成分と、上下方向(Z)または前後方向(X)の成分とを含む方向が、セラミックセンサの特定方向たる圧力感知方向とされるのである。そのため、シャフト12の軸線方向(Y)における円筒部20と被締結部52との相対変位を検出することができる。つまり、軸線方向(Y)の車輪軸荷重を検出することができる。
Another embodiment (inclined arrangement type) different from the above will be described.
In the above two embodiments, the columnar deformed portion is disposed on a plane orthogonal to the axis of the shaft 12. That is, the direction (X or Z) not including the component in the axial direction (Y) of the shaft 12 is the pressure sensing direction as the specific direction of the ceramic sensor.
On the other hand, in the present embodiment, the columnar deformed portion is disposed so as to be inclined with respect to the axis of the shaft 12. That is, the direction including the component in the axial direction (Y) of the shaft 12 and the component in the vertical direction (Z) or the front-rear direction (X) is the pressure sensing direction that is a specific direction of the ceramic sensor. Therefore, the relative displacement between the cylindrical portion 20 and the fastened portion 52 in the axial direction (Y) of the shaft 12 can be detected. That is, the wheel shaft load in the axial direction (Y) can be detected.

図14,図15に、請求可能発明の一実施例である車輪軸保持装置300の正面断面図、正面図(一部断面)を示す。車輪軸保持装置300は、上記実施例の車輪軸保持装置10と多くの部分が同様に構成されているため、共通する構成には上記実施例と同じ符号を付して説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。   14 and 15 are a front sectional view and a front view (partial cross section) of a wheel shaft holding device 300 which is an embodiment of the claimable invention. Since the wheel shaft holding device 300 is configured in the same way as the wheel shaft holding device 10 of the above embodiment, the same reference numerals as those of the above embodiment are attached to the common components, and the description thereof is omitted. The explanation will focus on the part.

本実施例において、車輪軸保持装置300は、複数の相対変位反映部310(本実施例において8つ)を備えている(図15)。それらのうちの1つのものを図16,図17に拡大して示し、代表的に説明する。
相対変位反映部310は、柱状変形部320と、ロッド支持部322と、アーム部324とを含む。柱状変形部320は、荷重センサたるセラミックセンサ330と、ロッド支持部322に支持された円柱形状の支持側ロッド334と、アーム部324に支持された円柱形状のアーム側ロッド336とが直列に配設されて構成されている。セラミックセンサ330(以後、特に必要がなければ「センサ」と略記する)は、上記実施例のセンサ74と同様のものである。
In the present embodiment, the wheel shaft holding device 300 includes a plurality of relative displacement reflecting portions 310 (eight in the present embodiment) (FIG. 15). One of them is shown enlarged in FIGS. 16 and 17 and will be described as a representative.
The relative displacement reflecting part 310 includes a columnar deforming part 320, a rod support part 322, and an arm part 324. The columnar deforming portion 320 includes a ceramic sensor 330 as a load sensor, a columnar support side rod 334 supported by the rod support portion 322, and a columnar arm side rod 336 supported by the arm portion 324 in series. It is installed and configured. The ceramic sensor 330 (hereinafter abbreviated as “sensor” unless otherwise required) is the same as the sensor 74 of the above embodiment.

アーム部324は、車輪側押圧部の一種であり、互いに隣り合う2つの支持体22の中央に位置するとともに、円筒部20から半径方向外側に延びている。また、アーム部324の軸方向における厚さ寸法は、支持体22よりも大きくされており、アーム部324は、支持体22からハブ14側にはみ出して配設されている。そのはみ出した部分の外周部には、周方向に突出するロッド受部340が設けられている。そのロッド受部340には、アーム側ロッド336の端部と締まり嵌合するロッド嵌入穴342が設けられており、そのロッド嵌入穴342にアーム側ロッド336が嵌入されている。   The arm part 324 is a kind of wheel-side pressing part, and is located at the center of the two support bodies 22 adjacent to each other, and extends radially outward from the cylindrical part 20. Further, the thickness of the arm portion 324 in the axial direction is larger than that of the support body 22, and the arm portion 324 is disposed so as to protrude from the support body 22 toward the hub 14. A rod receiving portion 340 protruding in the circumferential direction is provided on the outer peripheral portion of the protruding portion. The rod receiving portion 340 is provided with a rod insertion hole 342 that is tightly fitted to the end of the arm side rod 336, and the arm side rod 336 is inserted into the rod insertion hole 342.

ロッド支持部322は、被締結部52の外周部に設けられ、アーム部324が延びる向きと同じ向きに立設された基体350を備えている。その基体350には、ロッド受部340のロッド嵌入穴342と同一軸線上に並び、ロッド嵌入穴342よりも径の大きな貫通穴352が設けられている。その貫通穴352には、支持側ロッド334を保持する円柱形状のホルダ354が圧入されている。ホルダ354には、支持側ロッド334の端部と締まり嵌合するロッド嵌入穴356が設けられており、そのロッド嵌入穴356に支持側ロッド334が嵌入されている。
なお、ホルダ354を貫通穴352に圧入する際には、柱状変形部320に加わる予荷重が設定された範囲内の大きさになるようにホルダ354の挿入量が調節されている。
The rod support portion 322 includes a base body 350 that is provided on the outer peripheral portion of the fastened portion 52 and is erected in the same direction as the arm portion 324 extends. The base body 350 is provided with a through hole 352 arranged on the same axis as the rod insertion hole 342 of the rod receiving portion 340 and having a diameter larger than that of the rod insertion hole 342. A cylindrical holder 354 that holds the support side rod 334 is press-fitted into the through hole 352. The holder 354 is provided with a rod insertion hole 356 that is tightly fitted to the end of the support side rod 334, and the support side rod 334 is inserted into the rod insertion hole 356.
When the holder 354 is press-fitted into the through hole 352, the amount of insertion of the holder 354 is adjusted so that the preload applied to the columnar deformable portion 320 is within a set range.

上述のように、本実施例において、柱状変形部320がシャフト12の軸線方向(Y軸)に傾斜して配置されている。具体的には、円筒部20の左右に設けられた4つの相対変位反映部310Zについては、柱状変形部320Zが軸線方向(Y軸)と上下方向(Z軸)との2つの成分を有する方向に配置されている。そして、4つの柱状変形部320Zは、軸線との傾斜角度(例えば、45度程度)の大きさが同じにされている。
また、左側と右側との各々において、2つの柱状変形部320Zは、シャフト12の軸線から半径方向に離間し、その軸線と平行な一平面に沿って配設されている。詳細には、アーム部324の先端部を通り、軸線(Y軸)および上下方向(Z軸)に平行な一平面に沿って配設されている。その一平面において、2つの柱状変形部320Zは、互いに直角に交差する方向に配置されている。
なお、円筒部20の上下に設けられた4つの相対変位反映部310Xについても同様であり、4つの相対変位反映部310Zの説明において、上下方向(Z軸)を前後方向(X軸)に読み替えることとする。
As described above, in the present embodiment, the columnar deformable portion 320 is disposed to be inclined in the axial direction (Y axis) of the shaft 12. Specifically, for the four relative displacement reflecting portions 310Z provided on the left and right sides of the cylindrical portion 20, the columnar deformable portion 320Z has two components, an axial direction (Y-axis) and a vertical direction (Z-axis). Is arranged. The four columnar deforming portions 320Z have the same inclination angle (for example, about 45 degrees) with the axis.
Further, in each of the left side and the right side, the two columnar deforming portions 320Z are spaced apart from the axis of the shaft 12 in the radial direction, and are disposed along one plane parallel to the axis. Specifically, the arm portion 324 is disposed along a plane parallel to the axis (Y-axis) and the vertical direction (Z-axis) through the tip portion. In one plane, the two columnar deforming portions 320Z are arranged in a direction intersecting at right angles to each other.
The same applies to the four relative displacement reflecting portions 310X provided above and below the cylindrical portion 20. In the description of the four relative displacement reflecting portions 310Z, the vertical direction (Z axis) is read as the front and rear direction (X axis). I will do it.

作動について説明する。
図18〜図20に、円筒部20の前後方向に設けられた2つの柱状変形部320Zのうちの上側のものの変位を模式的に示す。また、下側の柱状変形部320Zの圧縮量の変化も参考のため示す。なお、柱状変形部320Zと水平面とのなす角、つまり、傾斜角度をθとする。
アーム部324が、ロッド支持部322に対してZa上昇させられた場合(図18)は、柱状変形部320Zの圧縮量の変化は「Za・sinθ」となる。なお、上側の柱状変形部320Zの圧縮量は増加するので正の変化になり、下側の柱状変形部320Zの圧縮量は減少するので負の変化になる。また、剪断方向の成分(Za・cosθ)は、柱状変形部320Zを剪断方向に撓ませるように作用し、荷重検知方向の圧縮量の変化にほとんど影響しない。
アーム部324が、ロッド支持部322に対して、シャフト12の軸線方向にYa接近させられた場合(図19)は、柱状変形部320Zの圧縮量の変化は「Ya・cosθ」となる。なお、上下の柱状変形部320Zの圧縮量が増加するので、上下とも正の変化になる。
円筒部20が被締結部52に対して前後中心線(X)回りにαラジアン相対回転させられた場合(図20)は、前後中心線から柱状変形部320Zの先端までの距離をJとすると、その先端部の変位Qxはα・Jとなる。柱状変形部320Zの先端部は概ね軸線方向に変位させられるため、柱状変形部320Zの圧縮量の変化はQxと等しくなる。なお、上側の柱状変形部320Zが正の変化になり、下側の柱状変形部320Zが負の変化になる。
また、前後中心線(X)回りの相対回転によって、円筒部20の上下に配置された柱状変形部320Xの圧縮量も変化させられる。ここで、前後中心線から柱状変形部320Xの先端までの距離をJのC倍、つまりCJとする。また、前後中心線と柱状変形部320Xの先端とを結ぶ直線と、シャフト12の軸線との成す角度をβとする。そして、柱状変形部320Xの先端部の変位はα・CJとなり、その変位の軸方向の成分であるYxをα・CJ・sinβとする。その軸方向の成分Yxによる柱状変形部320Xの圧縮量の変化は「Yx・cosθ」となる。
円筒部20が被締結部52に対して上下中心線(Z)回りに相対回転させられた場合は、前後中心線(X)回りに相対回転させられた場合と同様に考えられる。つまり、柱状変形部320Xの先端部の変位Qzが圧縮量の変化と等しくなる。また、上下中心線回りの相対回転によって、円筒部20の前後に配置された柱状変形部320Zの圧縮量も変化させられる。柱状変形部320Zの圧縮量の変化は「Yz・cosθ」となる。
The operation will be described.
18 to 20 schematically show the displacement of the upper one of the two columnar deforming portions 320 </ b> Z provided in the front-rear direction of the cylindrical portion 20. In addition, a change in the compression amount of the lower columnar deformable portion 320Z is also shown for reference. Note that an angle formed by the columnar deformable portion 320Z and the horizontal plane, that is, an inclination angle is defined as θ.
When the arm portion 324 is raised by Za relative to the rod support portion 322 (FIG. 18), the change in the compression amount of the columnar deformable portion 320Z is “Za · sin θ”. Note that the compression amount of the upper columnar deformable portion 320Z increases and thus changes positive, and the compression amount of the lower columnar deformable portion 320Z decreases and negatively changes. Further, the component in the shear direction (Za · cos θ) acts so as to bend the columnar deformable portion 320Z in the shear direction, and hardly affects the change in the compression amount in the load detection direction.
When the arm portion 324 is moved closer to the rod support portion 322 in the axial direction of the shaft 12 (FIG. 19), the change in the compression amount of the columnar deformable portion 320Z becomes “Ya · cos θ”. In addition, since the amount of compression of the upper and lower columnar deforming portions 320Z increases, the upper and lower sides are positively changed.
When the cylindrical portion 20 is rotated by α radians around the front-rear center line (X) with respect to the fastened portion 52 (FIG. 20), the distance from the front-rear center line to the tip of the columnar deformable portion 320Z is J. The displacement Qx of the tip is α · J. Since the tip end portion of the columnar deformable portion 320Z is displaced substantially in the axial direction, the change in the compression amount of the columnar deformable portion 320Z is equal to Qx. The upper columnar deformed portion 320Z has a positive change, and the lower columnar deformed portion 320Z has a negative change.
Further, the amount of compression of the columnar deforming portion 320X disposed above and below the cylindrical portion 20 is also changed by relative rotation around the front and rear center line (X). Here, the distance from the front-rear center line to the tip of the columnar deformable portion 320X is C times J, that is, CJ. Further, an angle formed by a straight line connecting the front and rear center line and the tip of the columnar deformable portion 320X and the axis of the shaft 12 is β. The displacement of the tip of the columnar deforming portion 320X is α · CJ, and Yx, which is the axial component of the displacement, is α · CJ · sinβ. The change in the compression amount of the columnar deformed portion 320X due to the axial component Yx is “Yx · cos θ”.
The case where the cylindrical portion 20 is relatively rotated around the vertical center line (Z) with respect to the fastened portion 52 is considered the same as the case where the cylindrical portion 20 is relatively rotated around the longitudinal center line (X). That is, the displacement Qz of the tip end portion of the columnar deformable portion 320X becomes equal to the change in the compression amount. In addition, the amount of compression of the columnar deforming portion 320Z disposed before and after the cylindrical portion 20 is also changed by the relative rotation around the vertical center line. The change in the compression amount of the columnar deformable portion 320Z is “Yz · cos θ”.

以上に述べた関係に基づけば、図21に模式的に示された8つの柱状変形部320の圧縮量の変化Uz1〜Ux4は次式で表される。
Uz1= Za・sinθ+Qx+Ya・cosθ+Yz・cosθ ・・・(4−1)
Uz2=−Za・sinθ−Qx+Ya・cosθ+Yz・cosθ ・・・(4−2)
Uz3= Za・sinθ+Qx+Ya・cosθ−Yz・cosθ ・・・(4−3)
Uz4=−Za・sinθ−Qx+Ya・cosθ−Yz・cosθ ・・・(4−4)
Ux1= Xa・sinθ+Qz+Ya・cosθ+Yx・cosθ ・・・(4−5)
Ux2=−Xa・sinθ−Qz+Ya・cosθ+Yx・cosθ ・・・(4−6)
Ux3= Xa・sinθ+Qz+Ya・cosθ−Yx・cosθ ・・・(4−7)
Ux4=−Xa・sinθ−Qz+Ya・cosθ−Yx・cosθ ・・・(4−8)
Based on the relationship described above, changes Uz 1 to Ux 4 in compression amounts of the eight columnar deformable portions 320 schematically shown in FIG. 21 are expressed by the following equations.
Uz 1 = Za · sinθ + Qx + Ya · cosθ + Yz · cosθ (4-1)
Uz 2 = −Za · sin θ−Qx + Ya · cos θ + Yz · cos θ (4-2)
Uz 3 = Za · sinθ + Qx + Ya · cosθ−Yz · cosθ (4-3)
Uz 4 = −Za · sin θ−Qx + Ya · cos θ−Yz · cos θ (4-4)
Ux 1 = Xa · sinθ + Qz + Ya · cosθ + Yx · cosθ (4-5)
Ux 2 = −Xa · sin θ−Qz + Ya · cos θ + Yx · cos θ (4-6)
Ux 3 = Xa · sinθ + Qz + Ya · cosθ−Yx · cosθ (4-7)
Ux 4 = −Xa · sin θ−Qz + Ya · cos θ−Yx · cos θ (4-8)

また、前後中心線回りの相対回転時の柱状変形部320Xの先端部の変位の軸方向の成分Yxをα・CJ・sinβとしたが、α・Jは柱状変形部320Xの先端部の変位Qxであることから次式を得る。
Yx=Qx・C・sinβ ・・・(4−9)
C・sinβをγとすると次式が得られる。
Yx=γQx ・・・(4−10)
上下中心線回りの相対回転時の柱状変形部320Zの先端部の変位の軸方向の成分Yzも同様に次式で表される。
Yz=γQz ・・・(4−11)
In addition, the axial component Yx of the displacement of the tip of the columnar deformable portion 320X at the time of relative rotation around the front-rear center line is α · CJ · sinβ, where α · J is the displacement Qx of the tip of the columnar deformable portion 320X. Therefore, the following equation is obtained.
Yx = Qx · C · sinβ (4-9)
When C · sin β is γ, the following equation is obtained.
Yx = γQx (4-10)
Similarly, the axial component Yz of the displacement of the tip of the columnar deformable portion 320Z during relative rotation around the vertical center line is also expressed by the following equation.
Yz = γQz (4-11)

式(4−10)、式(4−11)を式(4−1)〜式(4−8)に代入する。
Uz1= Za・sinθ+Qx+Ya・cosθ+γQz・cosθ ・・・(5−1)
Uz2=−Za・sinθ−Qx+Ya・cosθ+γQz・cosθ ・・・(5−2)
Uz3= Za・sinθ+Qx+Ya・cosθ−γQz・cosθ ・・・(5−3)
Uz4=−Za・sinθ−Qx+Ya・cosθ−γQz・cosθ ・・・(5−4)
Ux1= Xa・sinθ+Qz+Ya・cosθ+γQx・cosθ ・・・(5−5)
Ux2=−Xa・sinθ−Qz+Ya・cosθ+γQx・cosθ ・・・(5−6)
Ux3= Xa・sinθ+Qz+Ya・cosθ−γQx・cosθ ・・・(5−7)
Ux4=−Xa・sinθ−Qz+Ya・cosθ−γQx・cosθ ・・・(5−8)
The expressions (4-10) and (4-11) are substituted into the expressions (4-1) to (4-8).
Uz 1 = Za · sinθ + Qx + Ya · cosθ + γQz · cosθ (5-1)
Uz 2 = −Za · sin θ−Qx + Ya · cos θ + γQz · cos θ (5-2)
Uz 3 = Za · sinθ + Qx + Ya · cosθ−γQz · cosθ (5-3)
Uz 4 = −Za · sin θ−Qx + Ya · cos θ−γQz · cos θ (5-4)
Ux 1 = Xa · sinθ + Qz + Ya · cosθ + γQx · cosθ (5-5)
Ux 2 = −Xa · sin θ−Qz + Ya · cos θ + γQx · cos θ (5-6)
Ux 3 = Xa · sinθ + Qz + Ya · cosθ−γQx · cosθ (5-7)
Ux 4 = −Xa · sin θ−Qz + Ya · cos θ−γQx · cos θ (5-8)

式(5−1)〜式(5−8)に基づいて、Za,Xa,Yaが求められる。
Za=(Uz1−Uz2+Uz3−Uz4)/(4sinθ)−(Ux1+Ux2−Ux3−Ux4)/(4γsinθ・cosθ) ・・・(5−9)
Xa=(Ux1−Ux2+Ux3−Ux4)/(4sinθ)−(Uz1+Uz2−Uz3−Uz4)/(4γsinθ・4cosθ) ・・・(5−10)
Ya=(Uz1+Uz2+Uz3+Uz4+Ux1+Ux2+Ux3+Ux4)/(8cosθ) ・・・(5−11)
Based on Expressions (5-1) to (5-8), Za, Xa, and Ya are obtained.
Za = (Uz 1 −Uz 2 + Uz 3 −Uz 4 ) / (4sinθ) − (Ux 1 + Ux 2 −Ux 3 −Ux 4 ) / (4γsinθ · cosθ) (5-9)
Xa = (Ux 1 −Ux 2 + Ux 3 −Ux 4 ) / ( 4 sin θ) − (Uz 1 + Uz 2 −Uz 3 −Uz 4 ) / (4γsin θ · 4 cos θ) (5-10)
Ya = (Uz 1 + Uz 2 + Uz 3 + Uz 4 + Ux 1 + Ux 2 + Ux 3 + Ux 4 ) / (8 cos θ) (5-11)

図示を省略する車輪軸荷重取得装置により、8つの柱状変形部320の出力に基づいてそれぞれの圧縮量の変化Uが取得し、式(5−9)〜式(5−11)に基づいて、相対変位量Za,Xa,Yaを求めることができる。なお、柱状変形部320の圧縮量の変化Uは、センサ330に加わる荷重の変化と等価であることから、センサ330の出力からセンサ330に加わる荷重を取得し、その荷重から車輪軸荷重の上下方向、前後方向、軸方向の成分を取得することもできる。   The wheel shaft load acquisition device (not shown) acquires the change U of each compression amount based on the outputs of the eight columnar deformation portions 320, and based on the equations (5-9) to (5-11), Relative displacement amounts Za, Xa, Ya can be obtained. Since the change U in the compression amount of the columnar deformable portion 320 is equivalent to the change in the load applied to the sensor 330, the load applied to the sensor 330 is acquired from the output of the sensor 330, and the wheel shaft load is increased or decreased from the load. It is also possible to acquire components in the direction, the front-rear direction, and the axial direction.

上記とはさらに別の実施例(軸線直交型)を説明する。
上記全ての実施例において、柱状変形部がシャフト12の軸線と立体交差する直線上に配設されていた。それに対して、柱状変形部を、シャフト12の軸線と交差(例えば、直交)する直線上に配設することもできる。
図22,図23に、請求可能発明の一実施例である車輪軸保持装置400の正面図、側面図を示す。なお、図23は、図22におけるA-A断面視、図22は、図23におけるB-B断面視である。車輪軸保持装置400は、上記実施例の車輪軸保持装置10と多くの部分が同様に構成されているため、共通する構成には上記実施例と同じ符号を付して説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
Another embodiment (axial orthogonal type) different from the above will be described.
In all the embodiments described above, the columnar deformed portion was disposed on a straight line that three-dimensionally intersects the axis of the shaft 12. On the other hand, the columnar deformable portion may be disposed on a straight line that intersects (for example, orthogonally) the axis of the shaft 12.
22 and 23 show a front view and a side view of a wheel shaft holding device 400 which is an embodiment of the claimable invention. 23 is a sectional view taken along the line AA in FIG. 22, and FIG. 22 is a sectional view taken along the line BB in FIG. Since the wheel shaft holding device 400 is configured in the same way as the wheel shaft holding device 10 of the above embodiment, the same reference numerals are used for the common components and the description thereof is omitted, and is different. The explanation will focus on the part.

本実施例において、車輪軸保持装置10は、概して円筒状を成す円筒部20(保持体本体の一種である)と、その円筒部20から外周側に広がる矩形ないし円形のフランジ部410とを含む。それら円筒部20およびフランジ部410は、金属材料たる鋼材によって形成されている。
フランジ部410には、円筒部20の外周に沿って細長く延びた扁平な断面形状を成し、そのフランジ部410をシャフト12の軸方向に貫通する扁平穴414が複数形成されている。なお、本実施例において、扁平穴414は、円筒部20の上下側および前後側に4つ設けられており、シャフト12の軸線を中心とする一円周上に等間隔に配設されている。それら4つの扁平穴414によって、フランジ部410が概ね外周部412と内周部413とに区画される。
In the present embodiment, the wheel shaft holding device 10 includes a cylindrical portion 20 (which is a kind of holding body) that is generally cylindrical, and a rectangular or circular flange portion 410 that extends from the cylindrical portion 20 to the outer peripheral side. . The cylindrical portion 20 and the flange portion 410 are formed of a steel material that is a metal material.
The flange portion 410 has a flat cross-sectional shape that is elongated along the outer periphery of the cylindrical portion 20, and a plurality of flat holes 414 that penetrate the flange portion 410 in the axial direction of the shaft 12 are formed. In the present embodiment, four flat holes 414 are provided on the upper and lower sides and the front and rear sides of the cylindrical portion 20, and are arranged at equal intervals on a circumference around the axis of the shaft 12. . By these four flat holes 414, the flange portion 410 is roughly partitioned into an outer peripheral portion 412 and an inner peripheral portion 413.

フランジ部410において、互いに隣り合う2つの扁平穴414の間に挟まれた4つの部分がそれぞれスポーク部416とされ、それらスポーク部416によって外周部と内周部とが適度な剛性で連結されている。各スポーク部416の半径方向外側の部分は、ボルト穴50が形成された被締結部418とされ、各被締結部418は、サスペンション装置に設けられた部材に締結されて支持される。なお、シャフト12と直交する方向(例えば、上下方向,前後方向)における被締結部418と円筒部20との相対変位量は、3μm〜20μm程度、例えば、10μmとされる。
なお、本スポーク部416と前記スポーク部54とは概ね同様の剛性にされている。
In the flange portion 410, four portions sandwiched between two flat holes 414 adjacent to each other are defined as spoke portions 416, and the outer peripheral portion and the inner peripheral portion are connected with appropriate rigidity by the spoke portions 416. Yes. A radially outer portion of each spoke portion 416 is a fastened portion 418 in which a bolt hole 50 is formed, and each fastened portion 418 is fastened and supported by a member provided in the suspension device. The relative displacement amount between the fastened portion 418 and the cylindrical portion 20 in the direction orthogonal to the shaft 12 (for example, the vertical direction and the front-rear direction) is about 3 μm to 20 μm, for example, 10 μm.
The main spoke portion 416 and the spoke portion 54 have substantially the same rigidity.

フランジ部410の扁平穴414が形成された部分に、外周部412と内周部413との相対変位が反映される相対変位反映部419が設けられている。相対変位反映部419は、本実施例において4つとされ、それぞれ4つの被締結部418の互いに隣り合うものの間に配設されている。それら4つの相対変位反映部419は、いずれも同様な構成であるので、1つのものを拡大して図24に示し、代表的に説明する。なお、図24は、図22のC-C断面の一部である。
相対変位反映部419は、フランジ部410の外周部412と内周部413との間に狭持されて圧縮荷重を受ける柱状の柱状変形部420と、柱状変形部420の半径方向外側の端部を支持するロッド支持部422と、扁平穴414の内周側の壁部に設けられて柱状変形部420の半径方向内側の端部を支持する車輪側支持部424とを含む。柱状変形部420は、荷重センサたるセラミックセンサ430と、ロッド支持部422に支持された円柱形状の支持側ロッド434と、扁平穴414の内周側の壁部に支持された円柱形状の内周側ロッド436とが直列に配設されて構成されている。セラミックセンサ430(以後、特に必要がなければ「センサ」と略記する)は、前記実施例のセンサ74と同様のものである。また、ロッド434,436は、前記実施例のロッド76,78と同様のものである。
A relative displacement reflecting portion 419 that reflects the relative displacement between the outer peripheral portion 412 and the inner peripheral portion 413 is provided in a portion where the flat hole 414 of the flange portion 410 is formed. In the present embodiment, there are four relative displacement reflecting portions 419, and each of the four to-be-fastened portions 418 is disposed between adjacent ones. Since these four relative displacement reflecting portions 419 have the same configuration, one is enlarged and shown in FIG. 24 as a representative example. FIG. 24 is a part of the CC cross section of FIG.
The relative displacement reflecting portion 419 includes a columnar columnar deformable portion 420 that is sandwiched between the outer peripheral portion 412 and the inner peripheral portion 413 of the flange portion 410 and receives a compressive load, and an end portion on the radially outer side of the columnar deformable portion 420. And a wheel side support portion 424 provided on a wall portion on the inner peripheral side of the flat hole 414 and supporting an end portion on the radially inner side of the columnar deformable portion 420. The columnar deformation portion 420 includes a ceramic sensor 430 as a load sensor, a columnar support side rod 434 supported by the rod support portion 422, and a columnar inner periphery supported by a wall portion on the inner periphery side of the flat hole 414. A side rod 436 is arranged in series. The ceramic sensor 430 (hereinafter abbreviated as “sensor” unless otherwise required) is the same as the sensor 74 of the above embodiment. The rods 434 and 436 are the same as the rods 76 and 78 of the above embodiment.

ロッド支持部422は、被支持側押圧部の一種であり、扁平穴414の外周側の部分であって、2つの被締結部418と連結された基体440を備えている。その基体440には、それの中央をシャフト12の軸線を中心とする円の径方向に貫通する貫通穴442が設けられている。その貫通穴442には、支持側ロッド434を保持する円柱形状のホルダ450が圧入されている。ホルダ450には、支持側ロッド434を挿入する挿入穴452が設けられている。その挿入穴452は、円筒部20側の部分の径が大きくされ、柱状変形部420の軸方向に直角な方向の撓みを許容する撓み許容部454とされている。また、挿入穴452の奥の部分は、支持側ロッド434の端部と締まり嵌合するロッド嵌入部456とされており、そのロッド嵌入部456に支持側ロッド434の端部が嵌入されている。なお、ホルダ450を貫通穴442に圧入する際には、柱状変形部420に加わる予荷重が設定された範囲内の大きさになるようにホルダ450の挿入量が調節されている。
車輪側支持部424は、車輪側押圧部の一種であり、扁平穴414の内周側の壁部に設けられた内周側ロッド436の端部と締まり嵌合するロッド嵌入穴460を含む。そのロッド嵌入穴460に内周側ロッド436の端部が嵌入されている。
The rod support part 422 is a kind of supported side pressing part, and is a part on the outer peripheral side of the flat hole 414, and includes a base body 440 connected to two fastened parts 418. The base body 440 is provided with a through hole 442 that penetrates the center of the base body 440 in the radial direction of a circle centering on the axis of the shaft 12. A cylindrical holder 450 that holds the support side rod 434 is press-fitted into the through hole 442. The holder 450 is provided with an insertion hole 452 for inserting the support side rod 434. The insertion hole 452 is a bendable portion 454 that has a larger diameter at the cylindrical portion 20 side and allows the columnar deformable portion 420 to bend in a direction perpendicular to the axial direction. Further, the back portion of the insertion hole 452 is a rod insertion portion 456 that is tightly fitted to the end portion of the support side rod 434, and the end portion of the support side rod 434 is inserted into the rod insertion portion 456. . When the holder 450 is press-fitted into the through hole 442, the insertion amount of the holder 450 is adjusted so that the preload applied to the columnar deformable portion 420 has a size within a set range.
The wheel-side support portion 424 is a kind of wheel-side pressing portion, and includes a rod insertion hole 460 that is tightly fitted to an end portion of the inner peripheral side rod 436 provided on the inner peripheral side wall portion of the flat hole 414. The end of the inner peripheral side rod 436 is inserted into the rod insertion hole 460.

柱状変形部420は、相対変位反映部419において、シャフト12の軸線と直交して配設されている。すなわち、柱状変形部420は、シャフト12の軸線と直交する方向が前記特定方向として配設されているのである。また、柱状変形部420は、シャフト12の軸線と直交し、4つのスポーク部416の中心を通る平面に沿って配設されている。そのため、柱状変形部420は、シャフト12に互いに異なる方向(例えば、上下方向と前後方向)のモーメントの各々によって、円筒部20と基体440とが、相対回転させられる場合の2つの相対回転中心線の交点である中心Oを通る直線に沿って配設されている。   The columnar deforming portion 420 is disposed orthogonal to the axis of the shaft 12 in the relative displacement reflecting portion 419. That is, the columnar deforming portion 420 is disposed with the direction perpendicular to the axis of the shaft 12 as the specific direction. Further, the columnar deforming portion 420 is disposed along a plane that is orthogonal to the axis of the shaft 12 and passes through the centers of the four spoke portions 416. Therefore, the columnar deformable portion 420 has two relative rotation center lines when the cylindrical portion 20 and the base body 440 are relatively rotated by each of moments in directions different from each other (for example, the vertical direction and the front-back direction). Are arranged along a straight line passing through the center O which is the intersection of the two.

作動を説明する。
本車輪軸保持装置400は、シャフト12に加わった荷重に応じて、主にスポーク部416が変形することで、円筒部20と基体440とのわずかな相対変位を許容するように構成されている。そして、円筒部20と基体440との相対変位によって柱状変形部420の圧縮変形量(以後、特に必要がなければ「圧縮量」と略記する)が変化させられるのに伴い、センサ430の出力信号が変化し、シャフト12に加わる荷重を取得することが可能になる。なお、シャフト12に加わる荷重は、例えば、センサ430の出力信号を前述の車輪軸荷重取得装置等(図示省略)で処理することによって取得される。
The operation will be described.
The wheel shaft holding device 400 is configured to allow a slight relative displacement between the cylindrical portion 20 and the base body 440 by mainly deforming the spoke portion 416 in accordance with the load applied to the shaft 12. . As the amount of compressive deformation of the columnar deformable portion 420 is changed by the relative displacement between the cylindrical portion 20 and the base 440 (hereinafter, abbreviated as “compressed amount” unless otherwise required), the output signal of the sensor 430 is changed. Changes, and the load applied to the shaft 12 can be acquired. Note that the load applied to the shaft 12 is acquired by, for example, processing the output signal of the sensor 430 with the above-described wheel shaft load acquisition device or the like (not shown).

以下に、円筒部20と基体440とが相対変位した場合に、センサ430が受ける荷重について具体例を挙げて説明する。
例えば、路面の隆起を乗り越える場合等、シャフト12に、それを上昇させる向きの荷重が加わった場合には、円筒部20が被締結部52に対して上昇する向きに相対変位させられる。この場合、円筒部20の上側の柱状変形部420Zの圧縮量が増大させられ、円筒部20の下側の柱状変形部420Zの圧縮量が減少させられる。つまり、上側のセンサ430が受ける荷重が増加し、下側のセンサ430が受ける荷重が減少する。なお、上側のセンサ430の荷重の増加量と、下側のセンサ430の荷重の減少量とは絶対値が等しくなる。そして、上下のセンサ430は荷重に応じた出力値を示すため、その出力値に基づいてシャフト12を上昇させる向きの荷重を取得することができる。
この例では、2つのセンサ430によって上下方向の荷重が検出されており、それらの平均的な値を取得することで、精度よく荷重を取得することができる。なお、2つのセンサ430のうちの一方によって荷重を取得することもできる。
Below, a specific example is given and demonstrated about the load which the sensor 430 receives when the cylindrical part 20 and the base | substrate 440 carry out relative displacement.
For example, when a load is applied to the shaft 12 so as to raise the shaft 12 such as when overcoming a bump on the road surface, the cylindrical portion 20 is relatively displaced so as to rise with respect to the fastened portion 52. In this case, the compression amount of the columnar deformation portion 420Z on the upper side of the cylindrical portion 20 is increased, and the compression amount of the columnar deformation portion 420Z on the lower side of the cylindrical portion 20 is decreased. That is, the load received by the upper sensor 430 increases and the load received by the lower sensor 430 decreases. The absolute value of the increase amount of the load of the upper sensor 430 and the decrease amount of the load of the lower sensor 430 are equal. Since the upper and lower sensors 430 indicate an output value corresponding to the load, the load in the direction in which the shaft 12 is raised can be acquired based on the output value.
In this example, the load in the vertical direction is detected by the two sensors 430, and the load can be obtained with high accuracy by obtaining an average value thereof. Note that the load can be acquired by one of the two sensors 430.

なお、被締結部52に対して円筒部20が上昇する向きに相対変位させられた場合に、円筒部20の前後に位置する相対変位反映部419Xにおいて、前後方向の荷重を検出する柱状変形部420Xの両端部が軸方向と直角な方向において互いに逆向きに、つまり、剪断方向に相対変位させられる。その際には、柱状変形部420Xが剪断方向に撓むことで、支持側ロッド76等とセンサ74との接触面におけるずれが防止され、検出精度の低下が防止される。また、柱状変形部420Xは、剪断方向の撓みによっては、それの荷重検知方向における圧縮量が増減せず、センサ430Xの出力に影響しない。
また、センサ430は剪断方向の荷重を受けることになるが、本センサ430は剪断方向の荷重を検知しないという特性を有しているため、前後方向の荷重を検出するセンサ430Xの出力に影響しない。
なお、車輪のオフセットにより、シャフト12に、上下方向のモーメントが加わる場合があるが、それについては次の説明と同様である。
In addition, when the cylindrical portion 20 is relatively displaced with respect to the fastened portion 52, the columnar deformable portion that detects the load in the front-rear direction in the relative displacement reflecting portion 419X positioned in the front-rear direction of the cylindrical portion 20. Both ends of 420X are relatively displaced in directions opposite to each other in a direction perpendicular to the axial direction, that is, in the shearing direction. At that time, the columnar deforming portion 420X bends in the shearing direction, so that a shift in the contact surface between the support side rod 76 and the like and the sensor 74 is prevented, and a decrease in detection accuracy is prevented. Further, the columnar deforming portion 420X does not increase or decrease the amount of compression in the load detection direction depending on the bending in the shearing direction, and does not affect the output of the sensor 430X.
Although the sensor 430 receives a load in the shear direction, the sensor 430 has a characteristic that it does not detect the load in the shear direction, and therefore does not affect the output of the sensor 430X that detects the load in the front-rear direction. .
Note that a vertical moment may be applied to the shaft 12 due to wheel offset, which is the same as in the following description.

例えば、旋回が行われている場合等、シャフト12に、上下方向のモーメントが加わった場合には、円筒部20が被締結部52に対して相対回転させられる。その相対回転の中心線である相対回転中心線は、4つの被締結部52の中央を通り前後方向に延びる直線である前後中心線(X)となる。
円筒部20が被締結部52に対して前後中心線回りに相対回転させられると、上下の相対変位反映部419Zにおいて、ロッド支持部422と車輪側支持部424とが、シャフト12の軸線方向に相対変位させられる。その際には、前述と同様に、柱状変形部420Zが剪断方向に撓むことで、支持側ロッド434等とセンサ430との接触面におけるずれが防止され、検出精度の低下が回避される。また、柱状変形部420Zの荷重検知方向における圧縮量はほとんど変化しない。すなわち、本実施例において、各柱状変形部420Zが、前後中心線を含む平面に沿って配設されており、前後中心線回りの相対回転による圧縮量の変化が回避されているのである。センサ430は剪断方向の荷重を受けることになるが、前述と同様に、前後方向の荷重を検出するセンサ430Zの出力に影響しない。
For example, when a vertical moment is applied to the shaft 12 such as when turning is performed, the cylindrical portion 20 is rotated relative to the fastened portion 52. The relative rotation center line that is the center line of the relative rotation is a front-rear center line (X) that is a straight line that passes through the centers of the four fastened portions 52 and extends in the front-rear direction.
When the cylindrical part 20 is rotated relative to the fastened part 52 around the front-rear center line, the rod support part 422 and the wheel-side support part 424 are moved in the axial direction of the shaft 12 in the upper and lower relative displacement reflecting parts 419Z. Relative displacement. At that time, as described above, the columnar deforming portion 420Z bends in the shearing direction, so that a shift in the contact surface between the support side rod 434 and the sensor 430 is prevented, and a decrease in detection accuracy is avoided. Further, the amount of compression in the load detection direction of the columnar deformable portion 420Z hardly changes. That is, in this embodiment, each columnar deforming portion 420Z is disposed along a plane including the front and rear center lines, and a change in compression amount due to relative rotation around the front and rear center lines is avoided. The sensor 430 receives a load in the shear direction, but does not affect the output of the sensor 430Z that detects the load in the front-rear direction, as described above.

なお、例えば、上下方向の荷重と上下方向のモーメントとが複合的に加わった場合であっても、上述の柱状変形部420Zの撓み、荷重センサ430Zの特性により、相対回転による圧縮量の変化が回避され、上下方向の荷重を検出することができる。
シャフト12に前後方向の荷重が加わった場合と、前後方向のモーメントが加わった場合については、それぞれ、シャフト12に上下方向の荷重が加わった場合と、上下方向のモーメントが加わった場合と方向が異なる以外は同様であるため説明を省略する。
Note that, for example, even when a vertical load and a vertical moment are applied in combination, the amount of compression due to relative rotation varies depending on the deflection of the columnar deforming portion 420Z and the characteristics of the load sensor 430Z. It is avoided and the load in the vertical direction can be detected.
When the longitudinal load is applied to the shaft 12 and when the longitudinal moment is applied, the direction is different depending on whether the vertical load is applied to the shaft 12 or the vertical moment is applied, respectively. Since it is the same except for the difference, the description is omitted.

以上のように、本車輪軸保持装置400において、円筒部20と基体440との接近離間する方向の相対変位に応じて、柱状変形部420の軸方向における圧縮量が変化させられることで、シャフト12に加わる荷重が検出される。一方、円筒部20と基体440との剪断方向の相対変位に応じて柱状変形部420が撓むことで、支持側ロッド434等とセンサ430との接触面におけるずれが防止され、検出精度の低下が抑制される。   As described above, in the wheel shaft holding device 400, the amount of compression in the axial direction of the columnar deformable portion 420 is changed according to the relative displacement in the direction in which the cylindrical portion 20 and the base body 440 approach and separate from each other. The load applied to 12 is detected. On the other hand, the columnar deformable portion 420 bends in accordance with the relative displacement in the shear direction between the cylindrical portion 20 and the base 440, thereby preventing displacement at the contact surface between the support-side rod 434 and the sensor 430 and lowering the detection accuracy. Is suppressed.

本実施例において、ロッド434,436の剛性は、最初の実施例と同様な方法により決定される。なお、ロッド434,436の軸方向と直角な直角方向(剪断方向)への撓み剛性は、それぞれ、ロッド嵌入部456、ロッド嵌入穴460に挿入された部分を除いた部分、つまり、直角方向の変位が許容されている部分で評価するものとする。   In this embodiment, the rigidity of the rods 434 and 436 is determined by the same method as in the first embodiment. The bending rigidity of the rods 434 and 436 in the right-angle direction (shear direction) perpendicular to the axial direction is the portion excluding the rod insertion portion 456 and the portion inserted into the rod insertion hole 460, that is, the right-angle direction. Assume that the part where displacement is allowed is evaluated.

さらに別の実施例(相対回転中心通過・傾斜型)について説明する。
上記車輪軸保持装置400では、柱状変形部420が、シャフト12の軸線と直交し、軸線方向(Y)の成分を含まない直線上に配設されていた。それに対して、図25〜27に示すように、柱状変形部420を、シャフト12の軸線と交差するとともに、軸線方向(Y)の成分を含む直線上に配設することもできる。
本実施例において、車輪軸保持装置500は、車輪軸保持装置400と大部分の構成が共通しているため、同様の部品には同じ符号を付して説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。なお、上記車輪軸保持装置400と比較して、円筒部20が軸方向に長くされている。
Still another embodiment (relative rotation center passing / tilting type) will be described.
In the wheel shaft holding device 400, the columnar deforming portion 420 is disposed on a straight line that is orthogonal to the axis of the shaft 12 and does not include a component in the axial direction (Y). On the other hand, as shown in FIGS. 25 to 27, the columnar deformable portion 420 can be disposed on a straight line that intersects the axis of the shaft 12 and includes a component in the axial direction (Y).
In the present embodiment, the wheel shaft holding device 500 has the same configuration as that of the wheel shaft holding device 400. Therefore, the same parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. explain. In addition, compared with the wheel shaft holding device 400, the cylindrical portion 20 is elongated in the axial direction.

本車輪軸保持装置500において、図25〜図27に示すように、円筒部20の上下(Z)および前後(X)の4箇所にそれぞれ相対変位反映部510および柱状変形部420が配設されている。それら4つの相対変位反映部510および柱状変形部420は、同様の構成であるため、1つのものを拡大して図28に示し、代表的に説明する。
相対変位反映部510は、外周側から柱状変形部420の端部を支持するロッド支持部520(被支持側押圧部の一種である)を備えている。そのロッド支持部520は、基体522と、ホルダ450とを備えている。基体522は、扁平穴414の外周側に位置するとともに、2つの被締結部418と連結されている。また、基体522には、シャフト12の軸線方向においてハブ14側に延び出した庇部526が設けられている。
その庇部526には、ホルダ450が圧入される貫通穴528が設けられている。その貫通穴528は、円筒部20と被締結部418との上下中心線(Z)回りの相対回転軸線と、前後中心線(X)回りの相対回転軸線との交点である中心Oを通る直線Nを中心軸線とするものとされている。なお、中心Oは、シャフト12の軸線上に位置する。
また、相対変位反映部510は、内周側から柱状変形部420の端部を支持する車輪側支持部530(車輪側押圧部の一種である)を備えている。その車輪側支持部530は、円筒部20の外周部であって、直線Nが通過する部分に設けられている。その車輪側支持部530には、内周側ロッド436の端部と締まり嵌合するロッド嵌入穴532が、直線Nに沿って設けられており、そのロッド嵌入穴532に内周側ロッド436の端部が嵌入されている。
In the wheel shaft holding device 500, as shown in FIGS. 25 to 27, the relative displacement reflecting portion 510 and the columnar deforming portion 420 are disposed at four locations, the top and bottom (Z) and the front and rear (X) of the cylindrical portion 20, respectively. ing. Since the four relative displacement reflecting portions 510 and the columnar deforming portion 420 have the same configuration, one is enlarged and shown in FIG. 28 as a representative example.
The relative displacement reflecting portion 510 includes a rod support portion 520 (a type of supported side pressing portion) that supports the end portion of the columnar deformable portion 420 from the outer peripheral side. The rod support portion 520 includes a base body 522 and a holder 450. The base 522 is located on the outer peripheral side of the flat hole 414 and is connected to the two fastened portions 418. In addition, the base 522 is provided with a flange 526 that extends toward the hub 14 in the axial direction of the shaft 12.
The flange portion 526 is provided with a through hole 528 into which the holder 450 is press-fitted. The through hole 528 is a straight line passing through the center O that is the intersection of the relative rotation axis around the vertical center line (Z) between the cylindrical portion 20 and the fastened portion 418 and the relative rotation axis around the front and rear center line (X). N is assumed to be a central axis. The center O is located on the axis of the shaft 12.
Further, the relative displacement reflecting portion 510 includes a wheel side support portion 530 (a kind of wheel side pressing portion) that supports the end portion of the columnar deformation portion 420 from the inner peripheral side. The wheel side support portion 530 is provided at the outer peripheral portion of the cylindrical portion 20 and through which the straight line N passes. The wheel side support portion 530 is provided with a rod insertion hole 532 that is tightly fitted to the end portion of the inner circumferential side rod 436 along the straight line N. The rod insertion hole 532 has a rod insertion hole 532 attached to the inner circumferential side rod 436. The end is inserted.

作動について説明する。
本車輪軸保持装置500において、円筒部20と基体522との相対変位は、上記車輪軸保持装置400と同様である。しかし、上記車輪軸保持装置400と異なり、柱状変形部420が、上下方向(Z)または前後方向(X)の成分に加え、軸線方向(Y)の成分を含む方向に配設されているため、例えば、上下方向と軸線方向との成分を含む荷重が同時に検出されることになる。そのため、各方向別の荷重を取得することが望ましい。
円筒部20の上下の相対変位反映部510Zは、上下方向の荷重と軸線方向の荷重とを検出する。なお、前後方向の荷重は検出されない。つまり、柱状変形部420Zが剪断方向に撓むことで、相対変位反映部510Zにおける前後方向の相対変位によって圧縮量が増減せず、センサ430の出力が影響されない。以下に、上下の相対変位反映部510Zによって上下方向および軸線方向の荷重を取得する方法について説明する。
The operation will be described.
In the wheel shaft holding device 500, the relative displacement between the cylindrical portion 20 and the base body 522 is the same as that of the wheel shaft holding device 400. However, unlike the wheel shaft holding device 400, the columnar deformation portion 420 is disposed in a direction including the component in the axial direction (Y) in addition to the component in the vertical direction (Z) or the front-rear direction (X). For example, a load including components in the vertical direction and the axial direction is detected at the same time. Therefore, it is desirable to acquire a load for each direction.
The upper and lower relative displacement reflecting portions 510Z of the cylindrical portion 20 detect the vertical load and the axial load. Note that the load in the front-rear direction is not detected. That is, since the columnar deforming portion 420Z bends in the shearing direction, the amount of compression does not increase or decrease due to the relative displacement in the front-rear direction in the relative displacement reflecting portion 510Z, and the output of the sensor 430 is not affected. Hereinafter, a method of acquiring the load in the vertical direction and the axial direction by the vertical relative reflection reflecting portion 510Z will be described.

シャフト12に上下方向(Z)の荷重、例えば、シャフト12を上昇させる向きの荷重が加わった場合には、上側の相対変位反映部510Zの柱状変形部420Zの圧縮量が増加し、下側の柱状変形部420Zの圧縮量が減少する。
ここで、直線Nとシャフト12の軸線とが交差する角度をθとし、上下方向における相対変位量をZaとすると、図29に示すように、上側の柱状変形部420Zの圧縮量の増加量は「Za・sinθ」、下側の柱状変形部420Zの圧縮量の増加量は「−Za・sinθ」(つまり、Za・sinθ減少する)となる。なお、上記相対変位の際に、柱状変形部420Zが剪断方向にZa・cosθ分撓むが、出力に影響しない。
一方、シャフト12に軸線方向(Y)の荷重、例えば、シャフト12を軸線方向においてハブ14側に移動させる向きの荷重が加わった場合には、上下の相対変位反映部510Zの柱状変形部420Zの圧縮量が増加する。そして、軸線方向における相対変位量をYaとすると、図30に示すように、上下の柱状変形部420Zの圧縮量の増加量は「Ya・cosθ」となる。
なお、円筒部20と被締結部418とが、上下中心線,前後中心線等の回りに相対回転させられた場合には、柱状変形部420Zが剪断方向に撓み、荷重検知方向の圧縮量はほとんど増減しない。よって、円筒部20と被締結部418との相対回転によってセンサ430の出力は影響されない。
When a load in the vertical direction (Z), for example, a load in the direction of raising the shaft 12, is applied to the shaft 12, the amount of compression of the columnar deformed portion 420Z of the upper relative displacement reflecting portion 510Z increases, and the lower side The amount of compression of the columnar deformed portion 420Z decreases.
Here, assuming that the angle at which the straight line N intersects the axis of the shaft 12 is θ and the relative displacement amount in the vertical direction is Za, as shown in FIG. 29, the amount of increase in the compression amount of the upper columnar deformed portion 420Z is “Za · sin θ”, the amount of increase in the compression amount of the lower columnar deforming portion 420Z is “−Za · sin θ” (that is, Za · sin θ decreases). During the relative displacement, the columnar deformed portion 420Z bends in the shear direction by Za · cos θ, but does not affect the output.
On the other hand, when a load in the axial direction (Y), for example, a load in a direction to move the shaft 12 toward the hub 14 in the axial direction is applied to the shaft 12, the columnar deformation portion 420Z of the upper and lower relative displacement reflecting portions 510Z. The amount of compression increases. Then, assuming that the relative displacement amount in the axial direction is Ya, as shown in FIG. 30, the amount of increase in the compression amount of the upper and lower columnar deformed portions 420Z is “Ya · cos θ”.
When the cylindrical portion 20 and the fastened portion 418 are relatively rotated around the vertical center line, the front-rear center line, etc., the columnar deformation portion 420Z bends in the shear direction, and the amount of compression in the load detection direction is Almost no increase or decrease. Therefore, the output of the sensor 430 is not affected by the relative rotation between the cylindrical portion 20 and the fastened portion 418.

そうすると、上下の柱状変形部420Zの圧縮量の増加量U1,U2はそれぞれ次式によって表される。
U1=Za・sinθ+Ya・cosθ ・・・(4−1)
U2=−Za・sinθ+Ya・cosθ ・・・(4−2)
これらをZa,Yaについて解くと次式が得られる。
Za=(U1−U2)/(2sinθ) ・・・(4−3)
Ya=(U1+U2)/(2cosθ) ・・・(4−4)
すなわち、上下のセンサ430Zの出力に基づいて圧縮量の増加量U1,U2が取得され、それら圧縮量の増加量U1,U2から上下方向(Z)および軸線方向(Y)の相対変位量Za,Yaが求められる。それら相対変位量Za,Yaに基づいて上下方向および軸線方向の荷重を取得することができる。
なお、上下のセンサ430Zの出力に基づいて上下の柱状変形部420Zに加わる圧縮荷重を求め、上記式(4−3),式(4−4)と同様な式によって、上記圧縮荷重の上下方向(Z)および軸線方向(Y)の成分を求め、所定の係数を乗ずることにより、上下方向および軸線方向の荷重を取得することができる。
Then, the increase amounts U1 and U2 of the compression amount of the upper and lower columnar deformed portions 420Z are respectively expressed by the following equations.
U1 = Za · sin θ + Ya · cos θ (4-1)
U2 = −Za · sin θ + Ya · cos θ (4-2)
When these are solved for Za and Ya, the following equation is obtained.
Za = (U1-U2) / (2sinθ) (4-3)
Ya = (U1 + U2) / (2cosθ) (4-4)
That is, the increase amounts U1 and U2 of the compression amount are acquired based on the outputs of the upper and lower sensors 430Z, and the relative displacement amounts Za, in the vertical direction (Z) and the axial direction (Y) are obtained from the increase amounts U1 and U2 of the compression amount. Ya is determined. Based on these relative displacement amounts Za and Ya, loads in the vertical direction and the axial direction can be acquired.
The compressive load applied to the upper and lower columnar deformed portions 420Z is obtained based on the output of the upper and lower sensors 430Z, and the vertical direction of the compressive load is calculated by the same formulas as the formulas (4-3) and (4-4). By obtaining the components in (Z) and the axial direction (Y) and multiplying them by a predetermined coefficient, the load in the vertical direction and the axial direction can be acquired.

本車輪軸保持装置500において、フランジ410に対して、円筒部20をシャフト12の軸線と直交する直線回りに相対回転させられる場合は、各柱状変形部420が剪断方向に撓むことによって、センサ430の出力に相対回転が影響しないようにされている。すなわち、本実施例において、各柱状変形部420が、フランジ410と円筒部20(シャフト12)との上下方向および前後方向の相対回転軸線の交点である中心Oを通る直線上に配設されているため、それらの相対回転によって荷重検知方向の圧縮量が増減しないようにされているのである。
また、本実施例の柱状変形部420は、前記実施例の柱状変形部26と同様に、ロッド434,436とセンサ430とがそれらの接触面においてずれないように、ロッド434,436の剛性等が決定されている。
In the wheel shaft holding device 500, when the cylindrical portion 20 can be rotated relative to the flange 410 about a straight line orthogonal to the axis of the shaft 12, each columnar deformable portion 420 bends in the shearing direction, thereby Relative rotation does not affect the output of 430. In other words, in this embodiment, each columnar deforming portion 420 is disposed on a straight line passing through the center O that is the intersection of the relative rotational axes of the flange 410 and the cylindrical portion 20 (shaft 12) in the vertical direction and the front-rear direction. Therefore, the amount of compression in the load detection direction is not increased or decreased by their relative rotation.
Further, the columnar deforming portion 420 of the present embodiment is similar to the columnar deforming portion 26 of the above-described embodiment in that the rods 434 and 436 have rigidity and the like so that the rods 434 and 436 and the sensor 430 do not shift on their contact surfaces. Has been determined.

上記とはさらに別の実施例(複数ロッド並列型)について説明する。
上記全ての実施例において、支持側ロッド等が1本のロッド部材によって構成されていたが、支持側ロッド等を複数のロッド部材によって構成することもできる。
図31に、車輪軸保持装置600を示す。本車輪軸保持装置600は、多くの部分が前記車輪軸保持装置400と共通するため、同様の構成については同じ符号を付して説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
Another embodiment (multiple rod parallel type) different from the above will be described.
In all the embodiments described above, the support side rod and the like are configured by one rod member, but the support side rod and the like can also be configured by a plurality of rod members.
FIG. 31 shows a wheel shaft holding device 600. Since many portions of the wheel shaft holding device 600 are the same as those of the wheel shaft holding device 400, the same components are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and different portions are mainly described.

本車輪軸保持装置600には、複数の相対変位反映部610および柱状変形部620が設けられており、本実施例において、上下および前後の4箇所に設けられている。それら4つの相対変位反映部610および柱状変形部620は、それぞれ同様な構成であるため、1つのものを図31に拡大して示し、代表的に説明する。
柱状変形部620は、複数のロッド部材622が並列に並べられた並列ロッド部624と、センサ430とが直列に配設されて成る。図32に、並列ロッド部624をそれの軸線方向から眺めた図を示す。複数のロッド部材622は、本実施例において3本とされ、互いに相対移動可能に並べられている。また、各ロッド部材622は、支柱体の一種であり、それぞれ円柱形状を成し、金属材料である鋼材によって形成されている。
並列ロッド部624には、複数のロッド部材622の端部を覆う桶状の受部材630が配設されている。受部材630は、円板部632と環状壁部634とを備え、円板部632において複数のロッド部材622の端部と面接触するとともに、環状壁部634において複数のロッド部材622の端部を包囲している。なお、本実施例において、環状壁部634と複数のロッド部材622との間にクリアランスが設けられているが、クリアランスを設けない態様とすることもできる。また、受部材630は、円板部632の環状壁部634と反対側の面において、センサ430と面接触させられている。なお、受部材630を設けることは不可欠ではなく、複数のロッド部材622とセンサ430とを直接面接触させることもできる。さらに、複数のロッド部材622と受部材630とを接着すること、受部材630とセンサ430とを接着することもできる。
The wheel shaft holding device 600 is provided with a plurality of relative displacement reflecting portions 610 and columnar deforming portions 620, and in the present embodiment, provided at four locations, up and down and front and rear. Since the four relative displacement reflecting portions 610 and the columnar deforming portion 620 have the same configuration, one is enlarged in FIG. 31 and will be described representatively.
The columnar deformable portion 620 includes a parallel rod portion 624 in which a plurality of rod members 622 are arranged in parallel and a sensor 430 arranged in series. FIG. 32 shows a view of the parallel rod portion 624 as viewed from the axial direction thereof. The plurality of rod members 622 are three in this embodiment, and are arranged so as to be able to move relative to each other. Moreover, each rod member 622 is a kind of support body, has a cylindrical shape, and is formed of a steel material that is a metal material.
The parallel rod portion 624 is provided with a bowl-shaped receiving member 630 that covers end portions of the plurality of rod members 622. The receiving member 630 includes a disk portion 632 and an annular wall portion 634, and makes surface contact with the ends of the plurality of rod members 622 in the disk portion 632, and ends of the plurality of rod members 622 in the annular wall portion 634. Besiege. In this embodiment, a clearance is provided between the annular wall portion 634 and the plurality of rod members 622. However, it is also possible to adopt a mode in which no clearance is provided. The receiving member 630 is in surface contact with the sensor 430 on the surface of the disc portion 632 opposite to the annular wall portion 634. It is not essential to provide the receiving member 630, and the plurality of rod members 622 and the sensor 430 can be brought into direct surface contact. Further, the plurality of rod members 622 and the receiving member 630 can be bonded, and the receiving member 630 and the sensor 430 can be bonded.

相対変位反映部610は、被支持側押圧部たるロッド支持部636と、車輪側押圧部たる車輪側支持部638とを含む。
ロッド支持部636は、基体440と、その基体440の貫通穴442に圧入されたホルダ640とを含む。ホルダ640は、一端部が閉塞された有底円筒状を成しており、筒状部642と底部644とを備えている。筒状部642は、内径が複数のロッド部材622から十分に離間する大きさにされており、複数のロッド部材622の剪断方向の変位を許容するものとされている。底部644は、複数のロッド部材622の外周側の端部と面接触させられている。なお、複数のロッド部材622の外周側の端部と、筒状部642の内周壁との間には樹脂リング646が配設され、複数のロッド部材622の端部が筒状部642の中央に位置するようにされている。
車輪側支持部638は、扁平穴414の内周部413側の壁面に形成され、並列ロッド部624と直交する当接面とされており、センサ430と面接触させられている。
The relative displacement reflecting part 610 includes a rod support part 636 that is a supported side pressing part and a wheel side support part 638 that is a wheel side pressing part.
The rod support portion 636 includes a base body 440 and a holder 640 that is press-fitted into the through hole 442 of the base body 440. The holder 640 has a bottomed cylindrical shape with one end closed, and includes a cylindrical portion 642 and a bottom portion 644. The cylindrical portion 642 has an inner diameter that is sufficiently separated from the plurality of rod members 622 and allows displacement of the plurality of rod members 622 in the shearing direction. The bottom portion 644 is brought into surface contact with the outer peripheral end portions of the plurality of rod members 622. A resin ring 646 is disposed between the outer peripheral end of the plurality of rod members 622 and the inner peripheral wall of the cylindrical portion 642, and the ends of the plurality of rod members 622 are the center of the cylindrical portion 642. To be located.
The wheel side support portion 638 is formed on the wall surface on the inner peripheral portion 413 side of the flat hole 414, is a contact surface orthogonal to the parallel rod portion 624, and is in surface contact with the sensor 430.

本実施例における作動等は、前記車輪軸保持装置400の場合と同様である。
複数のロッド部材622の剛性について、説明する。
複数のロッド部材622の軸方向に伸縮変形する際の剛性は、前述と同様に、次の関係を満たすものとされる。すなわち、「並列ロッド部624とセンサ430との直列剛性」と「4つのスポーク部416の上下(前後)方向の剛性」との比が、設定された比になるようにされる。また、標準状態において荷重センサ74に加わる荷重である予荷重と、締結部52と円筒部20との荷重検知方向における相対変位量が最大になった場合に荷重センサ74に加わる荷重との差が、設定範囲内の値になるようにされる。なお、仮に、並列ロッド部624の長さ、複数のロッド部材622の断面積の合計、材質を、前記2つのロッド76,78と同じにすると、軸方向の剛性がそれらロッド76,78を直列に並べたものの剛性と等しくなる。なお、並列ロッド部624の長さは、2つのロッド76,78を直列に並べた場合の長さ「2L」とする。
The operation and the like in this embodiment are the same as those of the wheel shaft holding device 400.
The rigidity of the plurality of rod members 622 will be described.
As described above, the rigidity of the plurality of rod members 622 when expanding and contracting in the axial direction satisfies the following relationship. That is, the ratio between “the series rigidity of the parallel rod portion 624 and the sensor 430” and “the rigidity in the vertical (front-rear) direction of the four spoke portions 416” is set to a set ratio. Further, there is a difference between a preload that is a load applied to the load sensor 74 in the standard state and a load applied to the load sensor 74 when the relative displacement amount in the load detection direction between the fastening portion 52 and the cylindrical portion 20 is maximized. The value is within the setting range. If the length of the parallel rod portion 624, the total cross-sectional area of the plurality of rod members 622, and the material are the same as those of the two rods 76 and 78, the rigidity in the axial direction makes the rods 76 and 78 in series. It becomes equal to the rigidity of those arranged in a row. The length of the parallel rod portion 624 is “2L” when the two rods 76 and 78 are arranged in series.

複数のロッド部材622の軸方向と直角な直角方向(剪断方向)への撓み剛性について説明する。
複数のロッド部材622は、前記支持側ロッド232と同様に、接触面におけるずれを防止する条件となる式(1−4)と、接触面の剥離を防止する条件となる式(3−4)とを満たすものとされる。なお、各ロッド部材622に加わる圧縮荷重P3は、全体の圧縮荷重Pの3分の1ずつとなるので、前記式(1−5),式(1−6),式(3−3)において、圧縮荷重PをP3(P3=P/3)に置き換えることが必要である。また、予荷重P0、想定される最大の圧縮荷重の減少量Psもそれぞれ3分の1になる。
本実施例において、支持側ロッド等を複数のロッド部材622にすることで、長さ、材質および断面積の合計が同じ1本の支持側ロッド等に比較して撓みやすく、剪断方向のずれを防止しやすくなる。また、接触面の剥離を防止しやすくなる。
具体例としては、ロッド部材622を、全体の長さ2Lが18mm、直径dが0.8mm、ヤング率Eが200GPaのものとすることができる。この例では、剪断方向の最大の相対変位量δmが100μmになった状態において、接触面の離間を防ぐ力による抵抗曲げ応力の最大値σpが、曲げ応力σtの2倍以上になるように充分に大きくされている。なお、センサ430の面積は4mm2、最低の圧縮荷重はおよそ150N(3本のロッド部材622で450N)にされている。
The bending rigidity of the plurality of rod members 622 in the perpendicular direction (shear direction) perpendicular to the axial direction will be described.
The plurality of rod members 622, like the support-side rod 232, is an expression (1-4) that is a condition for preventing displacement on the contact surface, and an expression (3-4) that is a condition for preventing peeling of the contact surface. It is assumed that The compression load P3 applied to each rod member 622 is one third of the total compression load P. Therefore, in the above formulas (1-5), (1-6), and (3-3) It is necessary to replace the compressive load P with P3 (P3 = P / 3). Also, the preload P0 and the assumed maximum compression load decrease Ps are each one third.
In the present embodiment, the support side rods and the like are made into a plurality of rod members 622, so that the total of the length, material, and cross-sectional area is easy to bend as compared to one support side rod or the like, and the shear direction deviation is reduced. It becomes easy to prevent. Moreover, it becomes easy to prevent peeling of the contact surface.
As a specific example, the rod member 622 may have an overall length 2L of 18 mm, a diameter d of 0.8 mm, and a Young's modulus E of 200 GPa. In this example, when the maximum relative displacement amount δm in the shear direction is 100 μm, the maximum resistance bending stress σp due to the force that prevents the contact surface from separating is sufficiently larger than twice the bending stress σt. Has been enlarged to. The sensor 430 has an area of 4 mm 2 and a minimum compressive load of approximately 150 N (450 N for the three rod members 622).

前記5つの実施例において、並列ロッド部624を採用することができる。また、第1実施例のように、センサの両側に並列ロッド部624を配設してもよい。   In the five embodiments, the parallel rod portion 624 can be employed. Moreover, you may arrange | position the parallel rod part 624 on both sides of a sensor like 1st Example.

前記6つの実施例において、第1〜第3実施例のロッド支持部を、第4実施例と同様なホルダ450によって支持側ロッドを支持するものとすることができる。逆に、第4〜第5実施例のロッド支持部を、第1実施例と同様に支持側ロッドの基端部をロッド嵌合部104に圧入させるものとすることができる。また、第4〜第5実施例のロッド支持部を、ボルトによって支持側ロッドを軸方向に圧入するものとすることもできる。   In the six embodiments, the support rods of the rod support portions of the first to third embodiments can be supported by the holder 450 similar to that of the fourth embodiment. Conversely, in the fourth to fifth embodiments, the base end portion of the support side rod can be press-fitted into the rod fitting portion 104 as in the first embodiment. Moreover, the rod support part of 4th-5th Example can also press-fit a support side rod to an axial direction with a volt | bolt.

請求可能発明の実施例である車輪軸保持装置を示す正面断面図である。It is front sectional drawing which shows the wheel-axis holding | maintenance apparatus which is an Example of claimable invention. 上記車輪軸保持装置の側面図である。It is a side view of the said wheel shaft holding | maintenance apparatus. 上記車輪軸保持装置の正面図である。It is a front view of the said wheel shaft holding | maintenance apparatus. 上記車輪軸保持装置の相対変位反映部を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the relative displacement reflection part of the said wheel shaft holding | maintenance apparatus. 上記車輪軸保持装置セラミックセンサを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the said wheel shaft holding | maintenance apparatus ceramic sensor. 従来の車輪軸保持装置に現れたヒステリシスを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the hysteresis which appeared in the conventional wheel shaft holding | maintenance apparatus. 上記車輪軸保持装置の柱状変形部を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the columnar deformation part of the said wheel shaft holding | maintenance apparatus. 上記とは別の車輪軸保持装置を示す正面断面図である。It is front sectional drawing which shows the wheel shaft holding | maintenance apparatus different from the above. 上記車輪軸保持装置の側面図である。It is a side view of the said wheel shaft holding | maintenance apparatus. 上記車輪軸保持装置の正面図である。It is a front view of the said wheel shaft holding | maintenance apparatus. 上記車輪軸保持装置の相対変位反映部を拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the relative displacement reflection part of the said wheel shaft holding | maintenance apparatus. 上記車輪軸保持装置の柱状変形部を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the columnar deformation part of the said wheel shaft holding | maintenance apparatus. 上記車輪軸保持装置の柱状変形部を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the columnar deformation part of the said wheel shaft holding | maintenance apparatus. 上記とはさらに別の車輪軸保持装置を示す正面断面図である。It is front sectional drawing which shows another wheel shaft holding | maintenance apparatus different from the above. 上記車輪軸保持装置の正面図である。It is a front view of the said wheel shaft holding | maintenance apparatus. 上記車輪軸保持装置の相対変位反映部を拡大して示す正面図である。It is a front view which expands and shows the relative displacement reflection part of the said wheel shaft holding | maintenance apparatus. 上記車輪軸保持装置の相対変位反映部を拡大して示す側面図である。It is a side view which expands and shows the relative displacement reflection part of the said wheel shaft holding | maintenance apparatus. 上記車輪軸保持装置の上下方向の相対変位による柱状変形部の圧縮量の変化を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the change of the compression amount of the columnar deformation part by the relative displacement of the up-down direction of the said wheel shaft holding | maintenance apparatus. 上記車輪軸保持装置の軸方向の相対変位による柱状変形部の圧縮量の変化を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the change of the compression amount of the columnar deformation part by the relative displacement of the axial direction of the said wheel shaft holding | maintenance apparatus. 上記車輪軸保持装置の相対回転による柱状変形部の圧縮量の変化を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the change of the compression amount of the columnar deformation part by the relative rotation of the said wheel shaft holding | maintenance apparatus. 上記車輪軸保持装置の柱状変形部の配置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows arrangement | positioning of the columnar deformation part of the said wheel shaft holding | maintenance apparatus. 上記とはさらに別の車輪軸保持装置を示す正面断面図である。It is front sectional drawing which shows another wheel shaft holding | maintenance apparatus different from the above. 上記車輪軸保持装置の側面図である。It is a side view of the said wheel shaft holding | maintenance apparatus. 上記車輪軸保持装置の相対変位反映部を拡大して示す側面図である。It is a side view which expands and shows the relative displacement reflection part of the said wheel shaft holding | maintenance apparatus. 上記とはさらに別の車輪軸保持装置を示す正面断面図である。It is front sectional drawing which shows another wheel shaft holding | maintenance apparatus different from the above. 上記車輪軸保持装置の正面図である。It is a front view of the said wheel shaft holding | maintenance apparatus. 上記車輪軸保持装置の側面図である。It is a side view of the said wheel shaft holding | maintenance apparatus. 上記車輪軸保持装置の相対変位反映部を拡大して示す正面断面図である。It is front sectional drawing which expands and shows the relative displacement reflection part of the said wheel shaft holding | maintenance apparatus. 上記車輪軸保持装置の上下方向の相対変位による柱状変形部の圧縮量の変化を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the change of the compression amount of the columnar deformation part by the relative displacement of the up-down direction of the said wheel shaft holding | maintenance apparatus. 上記車輪軸保持装置の軸方向の相対変位による柱状変形部の圧縮量の変化を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the change of the compression amount of the columnar deformation part by the relative displacement of the axial direction of the said wheel shaft holding | maintenance apparatus. 上記とはさらに別の車輪軸保持装置の相対変位反映部を示す正面断面図である。It is front sectional drawing which shows the relative displacement reflection part of another wheel shaft holding | maintenance apparatus different from the above. 上記車輪軸保持装置の並列ロッド部を軸方向から眺めた図である。It is the figure which looked at the parallel rod part of the said wheel shaft holding | maintenance apparatus from the axial direction.

符号の説明Explanation of symbols

<第1実施例> 10:車輪軸保持装置 12:シャフト(車輪軸) 20:円筒部(保持体本体) 22:支持体 24:相対変位反映部 26:柱状変形部(荷重検出装置) 30:玉軸受(軸受) 52:被締結部(被取付部) 54:スポーク部(ブリッジ部) 60:アーム部(車輪側押圧部) 72:ロッド支持部(被支持側押圧部) 74:セラミックセンサ(荷重センサ) 76:支持側ロッド 78:アーム側ロッド <第2実施例> 200:車輪軸保持装置 210:相対変位反映部 220:柱状変形部(荷重検出装置) 222:アーム部(車輪側押圧部) 230:セラミックセンサ(荷重センサ) 232:支持側ロッド <第3実施例> 300:車輪軸保持装置 310:相対変位反映部 320:柱状変形部(荷重検出装置) 322:ロッド支持部(被支持側押圧部) 324:アーム部(車輪側押圧部) 330:セラミックセンサ(荷重センサ) 334:支持側ロッド 336:アーム側ロッド 340:ロッド受部 <第4実施例> 400:車輪軸保持装置 410:フランジ部 412:外周部 413:内周部 414:扁平穴 416:スポーク部(ブリッジ部) 418:被締結部(被取付部) 419:相対変位反映部 420:柱状変形部(荷重検出装置) 422:ロッド支持部(被支持側押圧部) 424:車輪側支持部(車輪側押圧部) 430:セラミックセンサ(荷重センサ) 434:支持側ロッド 436:内周側ロッド <第5実施例> 500:車輪軸保持装置 510:相対変位反映部 530:車輪側支持部(車輪側押圧部) <第6実施例> 600:車輪軸保持装置 610:相対変位反映部 620:柱状変形部(荷重検出装置) 622:ロッド部材(支柱体) 624:並列ロッド部(柱状伝達体) 636:ロッド支持部(被支持側押圧部) 638:車輪側支持部(車輪側押圧部)   <First embodiment> 10: Wheel shaft holding device 12: Shaft (wheel shaft) 20: Cylindrical portion (main body of holding body) 22: Support body 24: Relative displacement reflecting portion 26: Columnar deformation portion (load detecting device) 30: Ball bearing (bearing) 52: Fastened part (attached part) 54: Spoke part (bridge part) 60: Arm part (wheel side pressing part) 72: Rod support part (supported side pressing part) 74: Ceramic sensor ( (Load sensor) 76: Support side rod 78: Arm side rod <Second embodiment> 200: Wheel shaft holding device 210: Relative displacement reflecting portion 220: Columnar deformation portion (load detection device) 222: Arm portion (wheel side pressing portion) 230: Ceramic sensor (load sensor) 232: Support side rod <Third embodiment> 300: Wheel shaft holding device 310: Relative displacement reflecting unit 320: Columnar deformation part (load detection device) 322: Rod support part (supported side pressing part) 324: Arm part (wheel side pressing part) 330: Ceramic sensor (load sensor) 334: Support side rod 336: Arm side rod 340: Rod receiving portion <Fourth embodiment> 400: Wheel shaft holding device 410: Flange portion 412: Outer peripheral portion 413: Inner peripheral portion 414: Flat hole 416: Spoke portion (bridge portion) 418: Fastened portion (attached) 419: Relative displacement reflecting part 420: Columnar deformed part (load detecting device) 422: Rod support part (supported side pressing part) 424: Wheel side supporting part (wheel side pressing part) 430: Ceramic sensor (load sensor) 434: Support side rod 436: Inner circumference side rod <Fifth embodiment> 500: Wheel shaft holding device 5 0: Relative displacement reflecting portion 530: Wheel side supporting portion (wheel side pressing portion) <Sixth embodiment> 600: Wheel shaft holding device 610: Relative displacement reflecting portion 620: Columnar deforming portion (load detecting device) 622: Rod member (Post body) 624: Parallel rod part (columnar transmission body) 636: Rod support part (supported side pressing part) 638: Wheel side support part (wheel side pressing part)

Claims (13)

サスペンション装置に支持される被支持体と、
車輪軸を保持する車輪軸保持体と、
それら被支持体と車輪軸保持体とを連結する連結体と、
(a)特定方向の荷重を検出する荷重センサと、(b)前記特定方向に延びる柱状をなし、前記特定方向において前記被支持体と前記車輪軸保持体との間に前記荷重センサと直列に配設され、前記特定方向における前記被支持体と前記車輪軸保持体との相対変位の少なくとも一部を前記荷重センサに伝達する柱状伝達体とを備え、その柱状伝達体が、それと同じ材料で長さが直径の2倍である円柱よりも弾性変形しやすいものである1以上の荷重検出装置と
を含むことを特徴とする車輪軸保持装置。
A supported body supported by the suspension device;
A wheel shaft holder for holding the wheel shaft;
A connecting body for connecting the supported body and the wheel shaft holding body;
(a) a load sensor for detecting a load in a specific direction; (b) a columnar shape extending in the specific direction; and in series with the load sensor between the supported body and the wheel shaft holder in the specific direction. And a columnar transmission body that transmits at least part of the relative displacement between the supported body and the wheel shaft holder in the specific direction to the load sensor, and the columnar transmission body is made of the same material as the columnar transmission body. A wheel shaft holding device including one or more load detection devices that are more easily elastically deformed than a cylinder whose length is twice the diameter.
前記柱状伝達体が、少なくとも前記車輪軸に加わる荷重が最大荷重を超えない範囲においては、前記特定方向に直角な直角方向における前記被支持体と前記車輪軸保持体との相対変位に応じて、前記荷重センサとの接触面においてその荷重センサとずれることなく前記直角方向に弾性的に撓むものである請求項1に記載の車輪軸保持装置。   In the range where the columnar transmission body is at least a load applied to the wheel shaft does not exceed the maximum load, according to the relative displacement between the supported body and the wheel shaft holder in a right angle direction perpendicular to the specific direction, 2. The wheel shaft holding device according to claim 1, wherein the wheel shaft holding device is elastically bent in the right-angle direction without shifting from the load sensor on a contact surface with the load sensor. 3. 前記柱状伝達体が、前記直角方向における前記被支持体と前記車輪軸保持体との最大の相対変位量が、前記特定方向における前記被支持体と前記車輪軸保持体との最大の相対変位量よりも大きい場合であっても、前記直角方向における前記被支持体と前記車輪軸保持体との相対変位に応じて、前記荷重センサとの接触面においてその荷重センサとずれることなく前記直角方向に弾性的に撓むものである請求項1または2に記載の車輪軸保持装置。   In the columnar transmission body, the maximum relative displacement between the supported body and the wheel shaft holder in the perpendicular direction is the maximum relative displacement between the supported body and the wheel shaft holder in the specific direction. Even when the load sensor is larger than the load sensor, the contact surface with the load sensor does not deviate from the load sensor according to the relative displacement between the supported body and the wheel shaft holder in the perpendicular direction. The wheel shaft holding device according to claim 1 or 2, wherein the wheel shaft holding device is elastically bent. 前記柱状伝達体が、標準状態において前記荷重センサに加わる圧力と、前記特定方向における前記被支持体と前記車輪軸保持体との相対変位量が最大になった状態で前記荷重センサに加わる圧力との差が5MPa以上になるものである請求項1ないし3のいずれかに記載の車輪軸保持装置。   The pressure applied to the load sensor in the standard state by the columnar transmission body, and the pressure applied to the load sensor in a state where the relative displacement between the supported body and the wheel shaft holder in the specific direction is maximized. The wheel shaft holding device according to any one of claims 1 to 3, wherein the difference is 5 MPa or more. 前記1以上の荷重検出装置のうちの少なくとも1つのものが、前記荷重センサと前記柱状伝達体とがそれらの接触面において前記特定方向に離間することを防止する離間防止力が付与されたものであり、
前記柱状伝達体が、少なくとも前記車輪軸に加わる荷重が最大荷重を超えない範囲においては、前記直角方向に撓む際に前記柱状伝達体の端部に作用する曲げ応力の最大値が、前記離間防止力によって生じ得る抵抗曲げ応力の最大値よりも小さくなるものである請求項1ないし4のいずれかに記載の車輪軸保持装置。
At least one of the one or more load detection devices is provided with a separation preventing force that prevents the load sensor and the columnar transmission body from separating in the specific direction on their contact surfaces. Yes,
In the range where the columnar transmission body does not exceed the maximum load at least, the maximum value of the bending stress acting on the end of the columnar transmission body when the columnar transmission body is bent in the perpendicular direction is the separation distance. The wheel shaft holding device according to any one of claims 1 to 4, wherein the wheel shaft holding device is smaller than a maximum value of the resistance bending stress that can be generated by the prevention force.
前記1以上の荷重検出装置のうちの少なくとも1つのものが、前記車輪軸と直交する方向のモーメントによって前記被支持体と前記車輪軸保持体とが相対回転させられる場合の相対回転中心線を含む平面に沿って配設された請求項1ないし5のいずれかに記載の車輪軸保持装置。   At least one of the one or more load detection devices includes a relative rotation center line when the supported body and the wheel shaft holder are relatively rotated by a moment in a direction orthogonal to the wheel shaft. The wheel shaft holding device according to any one of claims 1 to 5, wherein the wheel shaft holding device is disposed along a plane. 前記1以上の荷重検出装置のうちの少なくとも1つのものが、前記車輪軸と直交するとともに互いに異なる2つの方向のモーメントの各々によって、前記被支持体と前記車輪軸保持体とが相対回転させられる場合の2つの相対回転中心線の交点を通る直線に沿って配設された請求項1ないし6のいずれかに記載の車輪軸保持装置。   At least one of the one or more load detection devices rotates the supported body and the wheel shaft holder relative to each other by moments in two directions orthogonal to the wheel shaft and different from each other. The wheel shaft holding device according to any one of claims 1 to 6, wherein the wheel shaft holding device is disposed along a straight line passing through an intersection of two relative rotation center lines. 前記1以上の荷重検出装置のうちの少なくとも1つのものが、前記車輪軸と直交する平面に沿って配設された請求項1ないし7のいずれかに記載の車輪軸保持装置。   The wheel shaft holding device according to any one of claims 1 to 7, wherein at least one of the one or more load detection devices is disposed along a plane orthogonal to the wheel shaft. 前記1以上の荷重検出装置のうちの少なくとも1つのものが、前記車輪軸と平行な方向の成分を含む方向と、車両における上下方向と前後方向との少なくとも一方の成分とを含む方向である傾斜方向を前記特定方向として配設された請求項1ないし7のいずれかに記載の車輪軸保持装置。   An inclination in which at least one of the one or more load detection devices includes a direction including a component in a direction parallel to the wheel axis and a direction including at least one of a vertical direction and a front-rear direction in the vehicle. The wheel shaft holding device according to any one of claims 1 to 7, wherein a direction is set as the specific direction. 前記被支持体が、互いに離間して配設されるとともにサスペンション装置に設けられた部材に取り付けられる複数の被取付部を含み、
前記連結体が、それら複数の被取付部の各々と前記車輪軸保持体とを連結する複数のブリッジ部を含み、
前記1以上の荷重検出装置の各々が、前記複数の被取付部のうちの1以上のものの各々と前記車輪軸保持体との間に配設された請求項1ないし9のいずれかに記載の車輪軸保持装置。
The supported body includes a plurality of attached portions that are disposed apart from each other and attached to a member provided in the suspension device;
The connecting body includes a plurality of bridge portions that connect each of the plurality of attached portions and the wheel shaft holding body,
The each of the one or more load detection devices is disposed between each of the one or more of the plurality of attached portions and the wheel shaft holder. Wheel shaft holding device.
前記複数の被取付部の各々が、前記車輪軸保持体から半径方向に離間して配設され、
前記複数のブリッジ部が、前記複数の被取付部の各々と前記車輪軸保持体とを半径方向に沿って連結するものであり、
前記車輪軸保持体が、前記複数のブリッジ部によって前記複数の被取付部と連結される保持体本体と、その保持体本体に前記複数の被取付部のうちの互いに隣り合う2つのものの間に設けられ、前記1以上の荷重検出装置のうちの1つのものを、前記特定方向において前記互いに隣り合う2つの被取付部のうちの一方との間に狭持して押圧する車輪側押圧部とを含む請求項10に記載の車輪軸保持装置。
Each of the plurality of attached portions is disposed radially away from the wheel shaft holder,
The plurality of bridge portions connect each of the plurality of attached portions and the wheel shaft holder along a radial direction,
The wheel axle holder is connected to the plurality of attached portions by the plurality of bridge portions, and between the two adjacent ones of the plurality of attached portions to the holder body. A wheel-side pressing part that is provided and presses one of the one or more load detection devices between one of the two attached parts adjacent to each other in the specific direction. The wheel shaft holding device according to claim 10.
前記複数の被取付部の各々が、前記保持体本体よりも径の大きい一円周上に配設され、
前記車輪側押圧部が、前記保持体本体から半径方向外側に突出して形成されたものである請求項11に記載の車輪軸保持装置。
Each of the plurality of attached portions is disposed on one circumference having a diameter larger than that of the holding body,
The wheel shaft holding device according to claim 11, wherein the wheel side pressing portion is formed to protrude radially outward from the holding body main body.
前記車輪側押圧部が、前記保持体本体の外周部に半径方向外側向きに設けられたものであり、
前記被支持体が、両端部が前記複数の被取付部のうちの互いに隣り合う2つのものにそれぞれ連結されるとともに中間部において前記車輪側押圧部と対向し、前記1以上の荷重検出装置のうちの1つのものを、前記車輪側押圧部側に押圧する被支持側押圧部を含む請求項11に記載の車輪軸保持装置。
The wheel side pressing portion is provided radially outward on the outer peripheral portion of the holding body main body,
The supported body is connected to two adjacent ones of the plurality of attached portions at both ends, and faces the wheel-side pressing portion at an intermediate portion, and the one or more load detecting devices The wheel shaft holding device according to claim 11, comprising a supported-side pressing portion that presses one of them to the wheel-side pressing portion side.
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