JP6692691B2 - Measuring device - Google Patents
Measuring device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6692691B2 JP6692691B2 JP2016101826A JP2016101826A JP6692691B2 JP 6692691 B2 JP6692691 B2 JP 6692691B2 JP 2016101826 A JP2016101826 A JP 2016101826A JP 2016101826 A JP2016101826 A JP 2016101826A JP 6692691 B2 JP6692691 B2 JP 6692691B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- strain
- main body
- hub
- measuring device
- wheel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 76
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 31
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 22
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 241000219122 Cucurbita Species 0.000 description 1
- 235000009852 Cucurbita pepo Nutrition 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Description
本発明は、計測装置に関し、より詳細には車両のタイヤを回転させるトルクおよび/または車軸方向に作用するスラスト力を電気量に変換して計測する計測装置に関するものである。 The present invention relates to a measuring device, and more particularly to a measuring device that converts a torque that rotates a tire of a vehicle and / or a thrust force that acts in an axle direction into an electric amount and measures the electric amount.
自動車等の車両の車輪(以下、「タイヤ」という)に作用するトルクを計測する装置には、計測専用に改造されたホイールセンサを取付けて計測する方法と、車両のハブと、タイヤが一体的に取り付けられているホイールとの間に、センサを挟み込んで計測する方法の2種類がある。
前者の計測装置は、価格が高く、複雑であり、取付けに多くの時間を要する、という難点がある。
後者のトルク計測装置は、価格が安く、既存のホイールを外して、間に挟み込むという簡易な取付方法である。
後者の従来のトルク計測装置を図23および図24を用いて説明する。
図23に示すように、車両のハブ101に埋め込まれたスタッドボルト101aに、センサ本体102に穿設されたボルト穴を挿通して、ハブナット103をねじ込むことにより、ハブ101にセンサ本体102を一体的に装着する。
A device that measures the torque acting on the wheels (hereinafter referred to as "tires") of a vehicle such as an automobile is equipped with a wheel sensor modified for measurement, a method for measuring the torque, a vehicle hub, and a tire are integrated. There are two methods of measuring by inserting a sensor between the sensor and the wheel attached to the.
The former measuring device has the drawbacks that it is expensive, complicated, and requires a lot of time to install.
The latter torque measuring device is inexpensive and is a simple mounting method in which an existing wheel is removed and sandwiched between them.
The latter conventional torque measuring device will be described with reference to FIGS. 23 and 24.
As shown in FIG. 23, the
次いで、タイヤ104が取付けられたホイール105を、センサ本体102に当接して、ホイール締付け用ボルト106を、ホイール105に穿設されたボルト穴を介して挿通し、センサ本体102に形成された雌ねじ穴にねじ込むことでホイール105(タイヤ104)をセンサ本体102に装着する。
センサ本体102の構造は、図24(a)、(b)、(c)に示すように、円板状を呈し、その周縁部近くには第1のフランジ107と、第2のフランジ108が形成され、第1のフランジ107には、スタッドボルト101aを挿通するための大径の座繰り穴と、ホイール締付け用ボルト穴113(この場合雌ねじ穴)が複数個(この場合、6個)形成されている。
第2のフランジ108には、ハブ締付け用ボルト穴112が形成されている。
第1のフランジ107と第2のフランジ108との間には、ハブ締付け用ボルト穴112とホイール締付け用ボルト穴113が設けられた位置よりも半径方向内側位置に、中空円筒部109が設けられている。
この中空円筒部109の外周面には、トルク検出用のひずみゲージ110が接着されている。
Next, the
As shown in FIGS. 24 (a), 24 (b), and 24 (c), the structure of the sensor
A hub fastening
A hollow
A
この従来技術に係るトルク計測装置で正しくひずみを検出するためには、応力集中の影響を受けないように、第1のフランジ107と第2のフランジ108との間に十分な距離を確保する必要がある。
そのため、センサ本体102の厚さが厚くなってしまう。センサ本体102が厚くなると、ホイール105が車体から大きく突出することになり、実際のホイール取付け状態と大きく異なってしまうため、正規のタイヤのオフセットが確保されず、従って、オフセット変化が測定に誤差を与えるような条件でトルク測定を行うときには、致命的な欠陥となる。
また、両側の第1のフランジ107と第2のフランジ108を、中空円筒部109で繋ぐ構造のため、中空円筒部109に応力が集中する。
In order to correctly detect strain with the torque measuring device according to this conventional technique, it is necessary to secure a sufficient distance between the
Therefore, the thickness of the
Further, since the
さらに、中空円筒部109が破損した場合、第1のフランジ107と第2のフランジ108とが分離せずに走行が続けられるようにするために、ストッパ111が必要であった。これは、センサ全体の厚さに対して、両側のフランジ107およびフランジ108が薄く、旋回走行時に中空円筒部109のフランジ付け根部分にモーメントによる応力集中が発生するため、旋回走行ができなかった。
一方、センサ本体の厚みを薄くする工夫を施した従来技術として、特開2010−266387号公報(以下、「特許文献1」という)に記載のものがある。
この特許文献1に係る駆動トルク計測装置においては、上述した図23、図24に示したセンサ本体102の中空円筒部109に相当する部分を改良したもので、円筒部の内部を形成する凹部を、第2フランジから第1フランジの中間部分に至るまで、深く形成し、ひずみゲージを円筒部の内部の第1フランジの側に寄せた位置に貼り付けるようにしている。
Further, when the hollow
On the other hand, as a conventional technique in which the thickness of the sensor body is thinned, there is one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2010-266387 (hereinafter referred to as "
In the drive torque measuring device according to
このような構成とすることで、円筒部(または円管部)の内周面の第1フランジ側では、若干ではあるが、応力集中の影響が現れているため、ひずみ量が大き目に計測される。従って、僅かに残った応力集中の影響を利用してひずみ量を増幅することにより、円筒部の内周側にひずみゲージを貼り付けていることによる計測精度の低下を打ち消して、精度良くひずみ量を計測することが可能である、としている。 With such a configuration, on the first flange side of the inner peripheral surface of the cylindrical portion (or the circular pipe portion), the effect of stress concentration appears, but the strain amount is measured to a large degree. It Therefore, by amplifying the strain amount by utilizing the effect of the slightly remaining stress concentration, the decrease in measurement accuracy due to the attachment of the strain gauge on the inner peripheral side of the cylindrical portion is canceled out, and the strain amount is accurately measured. It is possible to measure.
しかしながら、特許文献1の駆動トルク計測装置では、センサ本体の軸方向の寸法(厚さ)が必ずしも薄いとはいえず、ホイールが外側にセンサ本体の分だけ突出し、車幅が増加することとなり、正規のタイヤのオフセットからのずれが小さいとはいえず、オフセット変化が計測に誤差を与えるような条件でトルク計測を行うときには欠陥となり得る。
また、過大なトルクがセンサ本体に負荷されたとき、中空円筒部が破損されると、2つのフランジが空転することとたるため、ストッパが必須となり、その分、構造が複雑化し、コスト増の要因となっている。
また、上記特許文献1においては、センサ本体全体の厚さに対して、両側の第1フランジ、第2フランジが薄く、旋回走行時に中空円筒部のフランジ付け根部分にモーメントによる応力集中が発生するため、旋回走行ができない、という課題がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、第1の目的とするところは、本体部の軸方向の寸法を従来のものに比べて大幅に減少させ得る計測装置を提供することにある。
第2の目的とするところは、過大なトルクが負荷されても本体部が、破壊することはなく、上記従来技術では、必須であったストッパを設ける必要がなく、そのため、構造が簡素化され、コストの低減が可能な計測装置を提供することにある。
本発明の第3の目的とするところは、旋回走行が可能な計測装置を提供することにある。
However, in the drive torque measurement device of
Further, when the sensor body is subjected to excessive torque, if the hollow cylindrical portion is damaged, the two flanges will idle, so a stopper will be required, and the structure will be complicated and the cost will increase. It is a factor.
Further, in
The present invention has been made in view of the above circumstances, and a first object of the present invention is to provide a measuring device capable of significantly reducing the axial dimension of the main body as compared with a conventional device. ..
A second object is that the main body does not break even if an excessive torque is applied, and it is not necessary to provide a stopper, which was essential in the above-mentioned conventional technique, and therefore the structure is simplified. It is to provide a measuring device capable of reducing cost.
A third object of the present invention is to provide a measuring device capable of turning.
請求項1に記載した本発明に係る計測装置は、車両のタイヤに作用するトルクおよび/またはスラスト力を電気量に変換して計測する計測装置において、
車両のハブとタイヤのホイールとの間に装着される略円板状を呈する本体部は、
円板中心から所定半径の第1の仮想同心円上に、前記本体部を前記ハブに装着するためのハブ締付用ボルト穴と、前記タイヤホイールを前記本体部に装着するためのホイール締付け用ボルト穴とが交互に等角度をもって形成され、
前記ハブ締付け用ボルト穴と前記ホイール締付け用ボルト穴との中間角度位置であって、前記ハブ締付け用ボルト穴と前記ホイール締付け用ボルト穴との間を分離するように半径方向に長く伸びた少なくとも外方端と内方端が円弧状または一部に平面を含む円弧状を呈する分離穴が形成され、
前記分離穴の前記外方端の円弧状または一部に平面を含む円弧状内面と前記本体部の外周面との間に前記本体部の軸心方向厚みより薄い肉厚の起歪部が、前記第1の仮想同心円よりも大きな半径の第2の仮想同心円上に形成され、
前記起歪部の前記円弧状または一部に平面を含む穴の内周面側および/または外周面側にひずみゲージが添着されてなり、
前記ハブ締付け用ボルト穴に挿通されたハブ締付け用ボルトまたは前記ハブ締付け用ボルトとナットをもって、前記本体部を前記ハブに装着し、
前記ホイール締付け用ボルト穴に挿通されまたは螺合されるホイール締付け用ボルトまたは前記ホイール締付け用ボルトとナットをもって、前記ホイールを前記本体部に装着した状態で、走行中の前記タイヤに作用するトルクおよび/またはスラスト力を、前記起歪部に添着されたひずみゲージをもって計測し得るように構成したことを特徴としている。
The measuring device according to the present invention as set forth in
The main body, which has a substantially disk shape and is mounted between the vehicle hub and the tire wheel,
A hub tightening bolt hole for mounting the body portion on the hub and a wheel tightening bolt for mounting the tire wheel on the body portion on a first virtual concentric circle having a predetermined radius from the center of the disk. Holes are formed alternately at equal angles,
At least an intermediate angular position between the hub fastening bolt hole and the wheel fastening bolt hole, and extending at least in a radial direction so as to separate the hub fastening bolt hole and the wheel fastening bolt hole. A separation hole is formed in which the outer end and the inner end have an arc shape or an arc shape including a flat surface in a part,
Between the arcuate inner surface including a flat surface in the arcuate shape or a part of the outer end of the separation hole and the outer peripheral surface of the main body portion, a strained portion having a thickness smaller than the axial direction thickness of the main body portion, Formed on a second virtual concentric circle having a radius larger than that of the first virtual concentric circle,
A strain gauge is attached to an inner peripheral surface side and / or an outer peripheral surface side of a hole including a flat surface in the arc shape or a part of the strain generating portion,
With the hub tightening bolt or the hub tightening bolt and nut inserted through the hub tightening bolt hole, the main body is attached to the hub,
With a wheel fastening bolt or a wheel fastening bolt and nut that is inserted or screwed into the wheel fastening bolt hole, with the wheel attached to the main body portion, a torque that acts on the running tire and It is characterized in that the thrust force can be measured with a strain gauge attached to the strain-flexing portion.
請求項1に記載の発明によれば、車両のタイヤに作用するトルクおよび/またはスラスト力を電気量に変換して計測する計測装置において、
車両のハブとタイヤのホイールとの間に装着される略円板状を呈する本体部は、
円板中心から所定半径の第1の仮想同心円上に、前記本体部を前記ハブに装着するためのハブ締付用ボルト穴と、前記タイヤホイールを前記本体部に装着するためのホイール締付け用ボルト穴とが交互に等角度をもって形成され、
前記ハブ締付け用ボルト穴と前記ホイール締付け用ボルト穴との中間角度位置であって、前記ハブ締付け用ボルト穴と前記ホイール締付け用ボルト穴との間を分離するように半径方向に長く伸びた少なくとも外方端と内方端が円弧状または一部に平面を含む円弧状を呈する分離穴が形成され、
前記分離穴の前記外方端の円弧状または一部に平面を含む円弧状内面と前記本体部の外周面との間に前記本体部の軸心方向厚みより薄い肉厚の起歪部が、前記第1の仮想同心円よりも大きな半径の第2の仮想同心円上に形成され、
前記起歪部の前記円弧状または一部に平面を含む穴の内周面側および/または外周面側にひずみゲージが添着されてなり、
前記ハブ締付け用ボルト穴に挿通されたハブ締付け用ボルトまたは前記ハブ締付け用ボルトとナットをもって、前記本体部を前記ハブに装着し、
前記ホイール締付け用ボルト穴に挿通されまたは螺合されるホイール締付け用ボルトまたは前記ホイール締付け用ボルトとナットをもって、前記ホイールを前記本体部に装着した状態で、走行中の前記タイヤに作用するトルクおよび/またはスラスト力を、前記起歪部に添着されたひずみゲージをもって計測し得るように構成したことにより、
本体部の軸方向の寸法(厚さ)を、従来のものに比べ、大幅に減少させることが可能となり、そのため、正規のタイヤのオフセットに極力近づけることができ、より正確なトルクおよび/またはスラスト力を計測することが可能となる。
According to the invention as set forth in
The main body, which has a substantially disk shape and is mounted between the vehicle hub and the tire wheel,
A hub tightening bolt hole for mounting the body portion on the hub and a wheel tightening bolt for mounting the tire wheel on the body portion on a first virtual concentric circle having a predetermined radius from the center of the disk. Holes are formed alternately at equal angles,
At least an intermediate angular position between the hub fastening bolt hole and the wheel fastening bolt hole, and extending at least in a radial direction so as to separate the hub fastening bolt hole and the wheel fastening bolt hole. A separation hole is formed in which the outer end and the inner end have an arc shape or an arc shape including a flat surface in a part,
Between the arcuate inner surface including a flat surface in the arcuate shape or a part of the outer end of the separation hole and the outer peripheral surface of the main body portion, a strained portion having a thickness smaller than the axial direction thickness of the main body portion, Formed on a second virtual concentric circle having a radius larger than that of the first virtual concentric circle,
A strain gauge is attached to an inner peripheral surface side and / or an outer peripheral surface side of a hole including a flat surface in the arc shape or a part of the strain generating portion,
With the hub tightening bolt or the hub tightening bolt and nut inserted through the hub tightening bolt hole, the main body is attached to the hub,
With a wheel fastening bolt or a wheel fastening bolt and nut that is inserted or screwed into the wheel fastening bolt hole, with the wheel attached to the main body portion, a torque that acts on the running tire and Since the thrust force can be measured by a strain gauge attached to the strain-flexing portion,
The axial dimension (thickness) of the main body can be significantly reduced compared to the conventional one, so that the offset of the regular tire can be brought as close as possible, and more accurate torque and / or thrust can be obtained. It becomes possible to measure the force.
また、本発明によれば、過大なトルクおよび/またはスラスト力が負荷されたとしても、本体部が破壊することはなく、従って、ストッパのような部材を設ける必要がなく、その分構成の簡素化とコストの低減に結び付けることができる。
さらに、本発明によれば、モーメントに対して、強度的に強くなり、旋回走行が可能となり、スラスト力を検出できるため、旋回走行時の状態を把握することができる。
Further, according to the present invention, even if an excessive torque and / or thrust force is applied, the main body is not destroyed, and therefore, it is not necessary to provide a member such as a stopper, and the structure can be simplified accordingly. And cost reductions.
Further, according to the present invention, the strength becomes stronger against the moment, the turning traveling becomes possible, and the thrust force can be detected, so that the state at the time of turning traveling can be grasped.
以下、本発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施の形態および実施例は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また、実施の形態の中で、説明されている特徴の組合わせの全てが、発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図1〜図6は、本発明の第1の実施の形態に係る計測装置に関するものである。このうち、図1は、本発明の第1の実施の形態に係る計測装置の要部である本体部の構成を示すもので、(a)は、外方側(正面図)から見た外観構成を示す正面図、(b)は、正面中央縦断面図である。
図2は、図1に示す本体部を正面側から見た斜視図であり、図3は、図1に示す本体部を車両側(背面側)から見た斜視図であり、図4は、図1に示す本体部を略半分に破断して外観構成と断面構成を示す部分破断斜視図である。
図5は、図1に示す本体部に、トルクが負荷される前の形態を実線で示し、トルクが負荷された後の形態を点線で、それぞれ示すもので、(a)は、全体の様子を示す正面図、(b)は、図5(a)の本体部の一部を拡大して示す部分正面図である。
Hereinafter, the present invention will be described through the embodiments of the present invention, but the following embodiments and examples do not limit the invention according to the scope of the claims, and the description will be given in the embodiments. Not all combinations of the described features are essential to the solution of the invention.
1 to 6 relate to a measuring device according to a first embodiment of the present invention. Of these, FIG. 1 shows a configuration of a main body which is a main part of the measuring apparatus according to the first embodiment of the present invention, and (a) shows an appearance as seen from the outside (front view). The front view which shows a structure, (b) is a front center longitudinal cross-sectional view.
2 is a perspective view of the main body portion shown in FIG. 1 from the front side, FIG. 3 is a perspective view of the main body portion shown in FIG. 1 from the vehicle side (back side), and FIG. FIG. 2 is a partially cutaway perspective view showing the external structure and the cross-sectional structure of the main body shown in FIG.
FIG. 5 shows a form before torque is applied to the main body shown in FIG. 1 by a solid line and a form after torque is applied by a dotted line, and FIG. FIG. 5B is a partial front view showing a part of the main body of FIG. 5A in an enlarged manner.
図6は、図1に示す本体部に、スラスト力が負荷される前の形態を実線で示し、スラスト力が負荷されたときの形態を点線で示す底面図である。
図1〜図6において、第1の実施の形態に係る計測装置1の要部本体部2は、以下のように構成されている。
本体部2は、トルクおよび/またはスラスト力(「スラスト荷重」とも称されている)を検知して電気量に変換する一種の変換器(センサ)である。
本体部2は、略円板状を呈し、弾性変形する素材で形成されており、本体部2の軸穴9の中心から所定半径の第1の仮想同心円VC1上に、本体部2をハブ101(図14参照)に装着するためのハブ締付け用ボルト穴3と、このボルト穴3と同軸にハブナット103が嵌入され得る大きな直径の座繰り穴3aと、タイヤ104のホイール105(図14参照)を本体部2に装着するためのホール締付け用ボルト穴(雄ねじ穴)4とが、交互に等角度(この実施の形態にあっては、36度)間隔をもって形成されている。
FIG. 6 is a bottom view showing a form before a thrust force is applied to the main body portion shown in FIG. 1 by a solid line and a form when the thrust force is applied by a dotted line.
1 to 6, the
The
The
また、ハブ締付け用ボルト穴3とホイール締付け用ボルト穴4との中間角度位置であって、ハブ締付け用ボルト穴3とホイール締付け用ボルト穴4との間を分離する(または遮断する)ように、半径方向(放射方向)に長く伸びた少なくとも外方端と内方端が円弧状(円形の一部)を呈する分離穴5が形成されている。
より詳しくは、上記分離穴5の形状は、外方端側の大きな円弧、即ち大径円弧部5aと、内方端の小さな円弧、即ち小径円弧部5bと、上記2つの円弧、即ち、大径円弧部5aと小径円弧部5bの間を平行なスリットからなる連結部5cで連通してなる非対称のメガネ型に形成してなる。
尚、図示は省略したが、分離穴5の形状としては、外方端の円弧が大きく、内方端の円弧が小さく、2つの円弧の間がくびれをもって連結された瓢箪型を呈するようなものであってもよく、要は、隣接するハブ締付け用ボルト穴3とホイール締付け用ボルト穴4との間を、分離する機能と、外方端の円弧部、即ち、大径円弧部5aの外端内周面にひずみゲージSGが接着、蒸着、スパッタリング、融着等の手段により添着することができる機能を有していればよい。
Further, at an intermediate angular position between the hub
More specifically, the shape of the
Although illustration is omitted, the shape of the
本体部2の分離穴5の外方端の円弧状内面と、本体部2の外周面6bとの間に、本体部2の軸心方向厚さDよりも薄い肉厚の起歪部6が、上記第1の仮想同心円VC1よりも大きな半径の第2の仮想同心円VC2上に形成されている。
この起歪部6は、図1の本体部2にあっては、第1の起歪部6−1〜第10の起歪部6−10の10個が形成されている。
それぞれ起歪部6の外方端の大径円弧部5aの内周面、即ち、起歪部内周面6aと起歪部外周面6bにひずみゲージSGが添着されている。
本体部2の外周面は、外周全面に亘って、断面凹形状の段差11aが形成され、その中間部の凹んだ外周面の起歪部6と対応する部位、即ち、起歪部外周面6bに、ひずみゲージSGが添着されている。
本体部2の外周面の段差11aは、凹形溝の部分は、図1(b)に示すように、起歪部外周面6bとされ、凹形溝の両側は、やや大きな外径のリブ11、11が形成されている。
Between the arcuate inner surface at the outer end of the
In the
Strain gauges SG are attached to the inner peripheral surface of the large-diameter
On the outer peripheral surface of the
As shown in FIG. 1B, the
また、本体部2のハブ101と当接する面側、即ち図1(b)において右側には、互いに隣接する分離穴5に挟まれたハブ締付け用穴3の周りの部分のみを他の部分よりも高い平面として、ハブ101と本体部2との当接面7を形成してなる。
また、本体部2のホイール105と当接する面側、即ち、図1(b)の左面側には、互いに隣接する分離穴5に挟まれたホイール締付け用ボルト穴4の周りの部分のみを、他の部分よりも高い平面として、ホイール105と本体部2との当接面を形成してなる。
図1(a)、(b)に示す第1の実施の形態においては、トルクとスラスト力を計測し得るように構成されている。
トルク計測に際しては、図15または図16に示すように、分離穴5の大径円弧部5a、即ち、起歪部6の内周面6aに沿う方向(図15において左右方向)に受感軸を向けて曲げ検出型のひずみゲージSG1、SG2によってトルクを計測し得るように構成されている。
On the surface side of the
Further, on the surface side of the
In the first embodiment shown in FIGS. 1A and 1B, the torque and the thrust force can be measured.
When measuring the torque, as shown in FIG. 15 or FIG. 16, the sensing axis is in the direction along the large-diameter
また、スラスト力計測に際しては、図18および図19に示すように、本体部2の外周面の起歪部6に対応する起歪部外周面6bに、受感軸をタイヤの軸方向に沿うように向けてせん断検出型のひずみゲージSG(図18、図19においては、R31、R31´およびR32、R32´)を添着し、当該ひずみゲージSGによりタイヤの車軸方向に作用するスラスト力を計測し得るように構成されている。
上記のように構成された第1の実施の形態に係る計測装置でトルクおよびスラスト力を計測するに際しては、図14に示す分解斜視図における、ハブ101に対し、本体部2の当接面7を向けてハブ締付け用ボルト穴3にハブ締付け用ボルトとしてのスタッドボルト101aを挿通して、ハブ101と当接面7とを当接した状態で、スタッドボルト101aにハブナット103を螺合し、締付けることによって、本体部2をハブ101に装着する。
Further, in measuring the thrust force, as shown in FIGS. 18 and 19, the sensing axis is along the tire axial direction on the strain-flexing portion outer
When measuring the torque and the thrust force with the measuring device according to the first embodiment configured as described above, the
次いで、本体部2に対し、ホイール105の背面側を向けて、本体部2の当接面8と当接させて、ホイール105に穿設したボルト穴を介して、ホイール締付け用ボルト106を挿入し、本体部2のホイール締付け用ボルト穴(雌ねじ穴)4に螺合し、締付けることによって、ホイール105(タイヤ104)を本体部2に装着する。
尚、上記図14に示す実施の形態においては、ハブ締付け用ボルトとしてのスタッドボルト101aは、ハブ101に対し埋め込まれた(植設された)ものを用い、ハブナット103をスタッドボルト101aに螺合し、締付けることによって、本体部2を固定しているが、車両によっては、ハブ101に雌ねじ穴が形成されたものもあるので、その場合には、頭付きのボルトをホイール締付け用ボルトとして用い、当該雌ねじ穴に螺合し、締付けることによってホイール105を本体部2に装着するようにしてもよい。
また、図14に示す実施の形態においては、本体部2に雌ねじ穴4を形成し、この雌ねじ穴4に頭付きのホイール締付け用ボルト106を螺合するように構成されているが、これに代えて、ホイール締付け用ボルト穴4に頭無しのホイール締付け用ボルトを挿入且つ固定し、このホイール締付け用ボルトにナットを螺合し且つ締付けることでホイール105を本体部2に装着するようにしてもよい。
このようにして、ホイール105をハブ101に装着した状態を図13に示す。
上述のように、車両に装着された本発明に係る計測装置は、車両の走行に伴いタイヤに作用するトルクおよび車軸に作用するスラスト力を本体部2の起歪部6の内周面6aと外周面6bの変形量として検出し、この起歪部6に添着したひずみゲージをもって形成したホイートストンブリッジ回路によって電気信号に変換した出力信号を得る。
Next, with the rear surface side of the
In the embodiment shown in FIG. 14, the
Further, in the embodiment shown in FIG. 14, the internal threaded
FIG. 13 shows a state in which the
As described above, the measuring device according to the present invention mounted on a vehicle is configured to apply the torque acting on the tire and the thrust force acting on the axle as the vehicle travels to the inner
図示は省略したが、この出力信号は、送信機から電波としてアンテナより発信し、上記出力信号を、当該車両側(以下、「固定側」という)に設置した受信装置によって受信し、トルク測定およびスラスト力測定を行うことができる。
また、上記出力信号を、固定側のトルク測定装置に伝達するには、公知のスリップリング装置を用いるようにしてもよい。
次に、トルクおよびスラスト力の計測作用について説明する。
車両のハブ101に例えば、エンジンからの回転トルクが与えられると、そのトルクは、ハブ締付け用ボルト(スタッドボルト101a)とハブ締付け用ボルト穴3を介してホイール締付け用ボルト穴4に螺合しているホイール締付け用ボルト106に伝達され、タイヤ104へと伝達される。
その結果、ハブ締付け用ボルト穴3とホイール締付け用ボルト穴4との間の起歪部6に圧縮力または引張力が生じ、起歪部6の内周面6aおよび外周面6bに変形が生じる。
このときの本体部2の変形状況を図5(a)、(b)に示す。
Although not shown, this output signal is transmitted from an antenna as a radio wave from a transmitter, and the output signal is received by a receiving device installed on the vehicle side (hereinafter, referred to as “fixed side”) to measure torque. Thrust force measurement can be performed.
A known slip ring device may be used to transmit the output signal to the fixed torque measuring device.
Next, the measurement operation of torque and thrust force will be described.
For example, when rotational torque from an engine is applied to the
As a result, compressive force or tensile force is generated in the strain-flexing
The deformation state of the
即ち、図5(a)、(b)において、トルクが負荷される前の状態を実線で示し、トルクが負荷されたときの状態を点線をもって示している。
例えば、図5(b)をみると、ホイール締付けボルト穴4に反時計回りのトルクが矢印の方向に向かって、作用したとすると、隣接する手前(右側)の分離穴5が伸ばされ、左側の分離穴5が圧縮されるように変形することが分かる。
ここで、ハブ締付け用ボルト穴3は、ハブ101に固定されているため、殆ど回動はしないものとする。
例えば、図1と図5(a)、(b)を参照して説明すると、例えば、10個所の起歪部6−1〜起歪部6−10のうち、奇数番目の起歪部6−1、6−3、6−5、6−7、6−9が圧縮を受け、偶数番目の起歪部6−2、6−4、6−6、6−8、6−10が伸長していることが分かる。
That is, in FIGS. 5A and 5B, the state before the torque is applied is shown by the solid line, and the state when the torque is applied is shown by the dotted line.
For example, referring to FIG. 5 (b), if counterclockwise torque acts on the wheel
Here, since the hub tightening
For example, with reference to FIG. 1 and FIGS. 5A and 5B, for example, an odd-numbered strain-generating portion 6- of 10 strain-generating portions 6-1 to 6-10 1, 6-3, 6-5, 6-7, 6-9 are compressed, and the even strain elements 6-2, 6-4, 6-6, 6-8, 6-10 are expanded. I understand that.
そこで、ひずみゲージSGの組み方としては、図1と図7と図8を参照して説明すると、例えば、奇数番目の起歪部6−1、6−3、6−5、6−7、6−9にそれぞれ2素子添着されたひずみゲージR1(R1´)、R3(R3´)、R5(R5´)、R7(R7´)、R9(R9´)は、図8に「内周側ブリッジ回路」の同一辺か、または、その対辺に分けて回路接続されている。
そして、例えば、偶数番目の起歪部6−2、6−4、6−6、6−8、6−10にそれぞれ2素子ずつ添着されたひずみゲージR2(R2´)、R4(R4´)、R6(R6´)、R8(R8´)、R10(R10´)は、図8の「内周側ブリッジ回路」の隣接する一辺とその対辺にそれぞれ分けて接続し、ブリッジ回路入力端にブリッジ電源(入力電圧)を供給することで、その出力端からタイヤに作用するトルクに対応する出力(電圧または電流)を得ることができる。
Therefore, a method of assembling the strain gauge SG will be described with reference to FIGS. 1, 7, and 8, for example, odd-numbered strain-flexing portions 6-1, 6-3, 6-5, 6-7, 6 The strain gauges R1 (R1 '), R3 (R3'), R5 (R5 '), R7 (R7'), and R9 (R9 '), each of which has two elements attached to -9, are shown in FIG. The circuit is connected on the same side of the "circuit" or on the opposite side.
Then, for example, strain gauges R2 (R2 ') and R4 (R4') attached to the even strain elements 6-2, 6-4, 6-6, 6-8, and 6-10 by two elements each. , R6 (R6 ′), R8 (R8 ′), and R10 (R10 ′) are separately connected to the adjacent one side and the opposite side of the “inner circumference side bridge circuit” in FIG. 8 and bridged to the bridge circuit input end. By supplying the power source (input voltage), the output (voltage or current) corresponding to the torque acting on the tire can be obtained from the output end thereof.
次に、本体部2の外周面6bに、せん断検出型の2素子のひずみゲージSGを、図18および図19に示すように、受感軸をタイヤの車軸方向に沿うように向けて添着する。
一対のせん断検出型のひずみゲージR31とR31´は、図18に示すように、矢印方向にスラスト力が作用したとき、同じ抵抗変化をするのではなく、右側のひずみゲージR31は、縮み、左側のひずみゲージR31´は、伸びる、という反対の挙動を示す。
同様に、図19に示すひずみゲージR32とR32´は、図18に示す起歪部とは隣接する起歪部に添着したものであるが、図18とは反対の挙動を示す。
そこで、上記せん断検出型のひずみゲージを起歪部6の外周面6bに添着して、スラスト力を計測するブリッジ回路を組む場合は、同じ起歪部に添着された2枚のひずみゲージ、例えば、R31とR31´は、ブリッジ回路の隣接する一辺またはその対辺に分けて、回路接続している。その接続結果は、図12に示す通りである。
尚、図1に示す本体部2に対し、車両のハブ側を固定と仮定し、図6の矢印で示す方法にスラスト力が負荷されたときの形態を点線で示し、スラスト力が負荷されない状態を実線で示している。
Next, as shown in FIGS. 18 and 19, a shear detection type two-element strain gauge SG is attached to the outer
As shown in FIG. 18, the pair of shear detection type strain gauges R31 and R31 ′ do not undergo the same resistance change when thrust force acts in the direction of the arrow, but the strain gauge R31 on the right side contracts and the strain gauge R31 on the left side contracts. The strain gauge R31 ′ of 1 exhibits the opposite behavior of stretching.
Similarly, the strain gauges R32 and R32 ′ shown in FIG. 19 are attached to the strain-flexing portion adjacent to the strain-flexing portion shown in FIG. 18, but exhibit the behavior opposite to that in FIG.
Therefore, when the above-mentioned shear detection type strain gauge is attached to the outer
In addition, assuming that the hub side of the vehicle is fixed to the
従って、スラスト力の計測においては、起歪部6の内周面6aでも外周面6bのいずれでもひずみゲージを添着することが可能である。
但し、スラスト力計測においては、せん断検出型のひずみゲージを、車軸方向に受感軸を合わせて、添着すればよく、ブリッジを形成するに当たっては、図11および図12に示す通りに結線すればよい。
次に、本発明の第2の実施の形態に係る計測装置について、図7、図8および図9を用いて説明する。
この第2の実施の形態に係る計測装置においては、本体部2の構成は、第1の実施の形態と同じであるが、ひずみゲージの添着方法および結線方法が異なっている。
Therefore, in measuring the thrust force, it is possible to attach a strain gauge to either the inner
However, in the thrust force measurement, a shear detection type strain gauge may be attached by aligning the sensitive axis in the direction of the axle and forming a bridge by connecting as shown in FIGS. 11 and 12. Good.
Next, a measuring device according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 7, 8 and 9.
In the measuring device according to the second embodiment, the configuration of the
即ち、起歪部6の内周面6aに添着されるひずみゲージSGは、第1の実施の形態と同じであるが、起歪部6の外周面に添着されるひずみゲージの種類は異なっている。
即ち、本体部2に複数形成されたすべての起歪部6−1〜6−10の外周面6bに沿う方向に受感軸を向けて1つの起歪部6毎に、それぞれ2素子(または2枚)平行に曲げ検出型のひずみゲージR11(R11´)〜R20(R20´)を20枚(20素子)添着している。
複数のひずみゲージSGのうち、奇数番目の起歪部6−1、6−3、6−5、6−7、6−9に添着されたひずみゲージR11(R11´)、R13(R13´)、R15(R15´)、R17(R17´)R19(R19´)を、ブリッジ回路の一辺とその対辺にそれぞれ分けて接続し、偶数番目の起歪部6−2、6−4、6−6、6−8、6−10に添着されたひずみゲージR12(R12´)、R14(R14´)、R16(R16´)、R18(R18´)R20(R20´)を、ブリッジ回路の隣接する一辺およびその対辺にそれぞれ分けて接続する。
That is, the strain gauge SG attached to the inner
That is, two elements (or two elements) are provided for each strain-generating
Of the plurality of strain gauges SG, the strain gauges R11 (R11 ′) and R13 (R13 ′) attached to the odd-numbered strain producing sections 6-1, 6-3, 6-5, 6-7, 6-9. , R15 (R15 ′), R17 (R17 ′) and R19 (R19 ′) are separately connected to one side of the bridge circuit and the opposite side thereof, and the even strain generating units 6-2, 6-4, 6-6 are connected. , 6-8, 6-10 attached strain gauges R12 (R12 '), R14 (R14'), R16 (R16 '), R18 (R18') R20 (R20 ') to the adjacent side of the bridge circuit. And connect to the opposite side separately.
このようにして形成されたブリッジ回路は、図8および図9に示す通りとなる。
従って、この第2の実施の形態の計測装置は、起歪部6の内周面6aと外周面6bの両方に曲げ検出型のひずみゲージをもって、より正確なトルクを計測することができる。
次に、本発明の第3の実施の形態に係る計測装置を図10、図11および図12を参照して説明する。
この第3の実施の形態に係る計測装置30は、起歪部6の形態は、上述した第1および第2の実施の形態と同じであり、ひずみゲージの種類、添着方法が異なっている。
即ち、起歪部6の内周面6aと外周面6bに添着するひずみゲージは、共にせん断検出型のものを用い、添着方法は、起歪部6の内周面6aに添着する場合、図17に示すように、受感軸を軸方向に沿って2枚(または2素子)のひずみゲージSG(R21、R21´)を添着する。
The bridge circuit thus formed is as shown in FIGS. 8 and 9.
Therefore, the measuring device according to the second embodiment can measure the torque more accurately by using the bending detection type strain gauges on both the inner
Next, a measuring device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 10, 11 and 12.
In the measuring
That is, the strain gauges attached to the inner
さらに、起歪部6の外周面6bに添着させる場合、図18および図19に示すように、受感軸を軸方向に沿って、2枚(または、2素子)のひずみゲージSG(R31、R31´)、(R32、R32´)のように平行に添着する。
このように起歪部6の内周面6aに添着された複数のひずみゲージR21(R21´)〜R30(R30´)を、図11の「内周側ブリッジ回路」に示すように分けてブリッジ回路を形成する。
また、起歪部6の外周面6bに添着された複数のひずみゲージR31(R31´)〜R40(R40´)を、図12の「外周側ブリッジ回路」に示すように分けてブリッジ回路を形成する。
このように構成された第3の実施の形態に係る計測装置によれば、正確なスラスト力を計測することが可能となる。
Further, in the case of attaching the
In this way, the plurality of strain gauges R21 (R21 ') to R30 (R30') attached to the inner
Further, a plurality of strain gauges R31 (R31 ') to R40 (R40') attached to the outer
According to the measuring device according to the third embodiment configured as described above, it is possible to accurately measure the thrust force.
次に、本発明の第4および第5の実施の形態に係る計測装置について、図20および図21、図22(a)(b)(d)を参照して説明する。
図20は、本発明の第4の実施の形態に係る計測装置の本体部の起歪部の近傍を拡大して示す部分正面図であり、分離穴を形成する外方の円弧状部分を平面を含ませた構成としたものである。
図21は、本発明の第5の実施の形態に係る計測装置の本体部における起歪部の近傍を拡大し、且つ破断して示す部分拡大断面図であり、図22は、本発明の第5の実施の形態に係る計測装置の本体部の全体構成を示すもので、(a)は、正面図、(b)は、右側面図、(c)は、A−A線矢視方向断面図である。
第1〜第3の実施の形態の計測装置における分離穴5は、半径方向に長く伸び、少なくとも外方端と内方端が円弧状を呈するものを例示したが、必らずしも円弧に限られるものではなく、図20に示すように、起歪部内周面の頂部一部を平面に加工し平坦5dとしてもよく、平坦面5dを設けることにより、ひずみゲージの接着作業が容易となる。
Next, a measuring device according to the fourth and fifth embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 20 and 21, and FIGS. 22 (a) (b) (d).
FIG. 20 is a partial front view showing, in an enlarged manner, the vicinity of the strain-flexing part of the main body of the measuring device according to the fourth embodiment of the present invention. It is configured to include.
FIG. 21 is a partially enlarged cross-sectional view showing the vicinity of the strain-flexing portion in the main body portion of the measuring device according to the fifth embodiment of the present invention in an enlarged manner and broken away, and FIG. 5A and 5B show the overall configuration of the main body of the measuring device according to the fifth embodiment, wherein FIG. 7A is a front view, FIG. 9B is a right side view, and FIG. It is a figure.
The separation holes 5 in the measuring devices according to the first to third embodiments are illustrated to be long in the radial direction, and at least the outer end and the inner end have an arc shape, but they are necessarily arc shapes. As shown in FIG. 20, the top portion of the inner peripheral surface of the strain-flexing portion may be processed into a flat surface to form a
起歪部6の内周面は、第1〜第3の実施の形態に示すように、円弧面の場合、ドリルでの穴開け加工が容易という利点はあるが、図21に示すように、大径円弧部5aの頂部を平坦加工することは、一般的には円弧のより小さいドリルで穴を開けてエンドミルで加工することができ、然程難しい加工ではない。
また、図21に示す第5の実施の形態に係る計測装置は、本体部2の外周面のうち、起歪部6に対応する部分を、平坦面6cとするものであり、同時に、図20に示した第4の実施の形態の計測装置のように起歪部6の内周面に形成した円弧面の頂部を平坦部5dに形成している。
以上、本発明について、第1の実施の形態から第5の実施の形態に係る計測装置を、図面を用いて説明したが、以下に本発明の要旨とするところをまとめて説明する。
When the inner peripheral surface of the strain-flexing
Further, in the measuring apparatus according to the fifth embodiment shown in FIG. 21, a portion of the outer peripheral surface of the
Although the present invention has been described above with reference to the drawings of the measuring devices according to the first to fifth embodiments, the gist of the present invention will be summarized below.
即ち、本発明の要旨とするところは、
車両のタイヤ104(ホイール105)に作用するトルクおよび/またはスラスト力を電気量に変換して計測する計測装置において、
車両のハブ101とタイヤ104のホイール105との間に装着される略円板状を呈する本体部2は、
円板中心から所定半径の第1の仮想同心円VC1上に、前記本体部2を前記ハブ101に装着するためのハブ締付用ボルト穴3と、前記タイヤホイール105を前記本体部2に装着するためのホイール締付け用ボルト穴4とが交互に等角度をもって形成され、
前記ハブ締付け用ボルト穴3と前記ホイール締付け用ボルト穴4との中間角度位置であって、前記ハブ締付け用ボルト穴3と前記ホイール締付け用ボルト穴4との間を分離するように半径方向に長く伸びた少なくとも外方端と内方端が円弧状または一部平坦面5dを含む円弧状を呈する分離穴5が形成され、
前記分離穴5の前記外方端の円弧状または一部平面を含む円弧状内面と前記本体部2の外周面6bとの間に前記本体部2の軸心方向厚みより薄い肉厚の起歪部6が、前記第1の仮想同心円VC1よりも大きな半径の第2の仮想同心円VC2上に形成され、
前記起歪部6の前記大径の円弧部5aまたは一部に平面を含む穴の内周面側および/または外周面側にひずみゲージSGが添着されてなり、
前記ハブ締付け用ボルト穴3に挿通されたスタッドボルト101aまたは前記スタッドボルト101aと螺合するナットをもって、前記本体部2を前記ハブ101に装着し、
前記ホイール締付け用ボルト穴4に挿通されまたは螺合されるホイール締付け用ボルト106または前記ホイール締付け用ボルトとナットをもって、前記ホイール105を前記本体部2に装着した状態で、走行中のトルクおよび/またはスラスト力を、前記起歪部6に添着されたひずみゲージをもって計測し得るように構成したものである(請求項1に対応する)。
That is, the gist of the present invention is
In a measuring device for measuring torque and / or thrust force acting on a tire 104 (wheel 105) of a vehicle by converting it into an electric quantity,
The
A hub
At an intermediate angular position between the hub tightening
A strain strain having a wall thickness smaller than the axial thickness of the
A strain gauge SG is attached to an inner peripheral surface side and / or an outer peripheral surface side of a hole including a flat surface in the large-diameter
The
With the
上記のように構成された実施の形態によれば、第1に、本体部の軸方向の寸法(厚さ)を、従来のものに比べ、大幅に減少させる(具体的には、20cm程減少させる)ことが可能となり、そのため、正規のタイヤのオフセットに極力近づけることができ、より正確なトルクおよび/またはスラスト力を計測することが可能となる。
第2に、過大なトルクおよび/またはスラスト力が負荷されたとしても、本体部が破壊することはなく、従って、ストッパのような部材を設ける必要がなく、その分構成の簡素化とコストの低減に結び付けることができる。
さらに、第3に、モーメントに対して、強度的に強くなり、旋回走行が可能となり、スラスト力を検出できるため、旋回走行時の状態を把握することができる。
また、前記分離穴5の形状は、外方端の大きな円弧部5aと、内方端の小さな円弧部5bの2つの円弧の間を平行なスリット5cで連通してなる非対称のメガネ型に形成してなることが望ましい(請求項2に対応する)。
According to the embodiment configured as described above, firstly, the axial dimension (thickness) of the main body is significantly reduced as compared with the conventional one (specifically, it is reduced by about 20 cm). Therefore, the offset of the regular tire can be brought as close as possible, and more accurate torque and / or thrust force can be measured.
Secondly, even if an excessive torque and / or thrust force is applied, the main body is not destroyed, and therefore, it is not necessary to provide a member such as a stopper, which simplifies the configuration and reduces the cost. Can be linked to a reduction.
Furthermore, thirdly, since the strength becomes stronger against the moment, the turning traveling becomes possible, and the thrust force can be detected, the state at the time of turning traveling can be grasped.
Further, the shape of the
前記分離穴5の形状は、外方端の円弧部5aが大きく且つ端部の一部に平坦面5dを有し、内方端の円弧部5bが小さく、2つの円弧の間が連結部5cとしてのスリットをもって連結されたものであってもよい(請求項3に対応する)。
前記本体部2の前記ハブと当接する面側には、互いに隣接する前記分離穴5に挟まれた前記ハブ締付け用ボルト穴3の周りの部分のみを他の部分よりも高い平面として、前記ハブ101と前記本体部2との当接面7を形成することが望ましい(請求項4に対応する)。
前記本体部2の前記ホイールと当接する面側には、互いに隣接する前記分離穴5に挟まれた前記ホイール締付け用ボルト穴4の周りの部分のみを他の部分よりも高い平面として前記ホイールと前記本体部との当接面8を形成することが望ましい(請求項5に対応する)。
また、前記起歪部6の内側の前記分離穴5の円弧状の円弧面に沿う方向に受感軸を向けて添着されたひずみゲージSGにより曲げひずみを検出することで、前記タイヤに作用するトルクを計測するようにしてもよい(請求項6に対応する)。
The shape of the
On the surface side of the
On the side of the
Further, it acts on the tire by detecting a bending strain with a strain gauge SG attached with a sensitive axis oriented in a direction along the arcuate arc surface of the
前記起歪部6の内側の前記円弧状穴の円弧面に沿う方向に受感軸を向けて添着されたひずみゲージにより、せん断ひずみを検出することで、前記タイヤに作用するトルクを計測するようにしてもよい(請求項7に対応する)。
前記起歪部6の外側の外周面6bに受感軸を前記タイヤの軸方向に沿うように向けて添着されたせん断ひずみ検出型のひずみゲージにより、前記タイヤの軸方向に作用するスラスト力を計測するようにしてもよい(請求項8に対応する)。
前記本体部2に複数形成されたすべての前記起歪部6−1〜6−10の内側6aおよび/または外側の前記円弧状穴の円弧面または外周面に沿う方向に受感軸を向けて、1つの前記起歪部毎にそれぞれ2枚平行にひずみゲージを添着し、
複数のひずみゲージのうち、奇数番目の前記起歪部6−1〜6−10に添着されたひずみゲージR1(R1´)〜R10(R10´)をホイートストンブリッジ回路の一辺とその対辺にそれぞれ分けて接続し、偶数番目の起歪部に添着された前記ひずみゲージを前記ホイートストンブリッジ回路の隣接する一辺とその対辺にそれぞれ分けて接続し、前記ホイートストンブリッジ回路の入力端にブリッジ電源を供給することでその出力端から前記タイヤに作用するトルクに対応する出力を得るように構成してもよい(請求項9に対応する)。
The torque acting on the tire is measured by detecting the shear strain by a strain gauge attached with the sensitive axis in a direction along the arc surface of the arc-shaped hole inside the strain-flexing
A thrust force acting in the axial direction of the tire is applied by a shear strain detection type strain gauge attached to the outer
With the sensing axis oriented in a direction along the arc surface or the outer peripheral surface of the arc-shaped holes on the
Of the plurality of strain gauges, the strain gauges R1 (R1 ′) to R10 (R10 ′) attached to the odd-numbered strain generating units 6-1 to 6-10 are divided into one side of the Wheatstone bridge circuit and its opposite side, respectively. And connecting the strain gauges attached to the even-numbered strain-flexing parts separately to the adjacent side of the Wheatstone bridge circuit and its opposite side, and supplying a bridge power supply to the input end of the Wheatstone bridge circuit. Then, an output corresponding to the torque acting on the tire may be obtained from the output end (corresponding to claim 9).
前記本体部2に複数形成されたすべての前記起歪部6の内側または外側の前記円弧状穴の円弧面6aまたは外周面6bに沿う方向に受感軸を前記タイヤ104の軸方向に向けて、1つの前記起歪部6毎にそれぞれ2枚平行にせん断検出型のひずみゲージを添着し、
複数のひずみゲージのうち、同じ起歪部に添着された2枚の前記ひずみゲージの一方をホイートストンブリッジ回路の一辺とその対辺にそれぞれ分けて接続し、同じ起歪部に添着された2枚の前記ひずみゲージの他方を前記ホイートストンブリッジ回路の隣接する一辺とその対辺にそれぞれ分けて接続し、前記ホイートストンブリッジ回路の入力端にブリッジ電源を供給することでその出力端から前記タイヤに作用するスラスト力に対応する出力を得るように構成してもよい(請求項10に対応する)。
本体部2の外周全面に亘って、断面凹形状の段差11aを形成し、その中間部の凹んだ外周面の前記起歪部6と対応する外周面6bに前記ひずみゲージを添着するように構成してもよい(請求項11対応する)。
A sensing axis is directed in the axial direction of the
Of the plurality of strain gauges, one of the two strain gauges attached to the same strain generating portion is separately connected to one side of the Wheatstone bridge circuit and its opposite side, and two of the strain gauges attached to the same strain generating portion are connected. Thrust force acting on the tire from its output end by connecting the other side of the strain gauge to the adjacent side of the Wheatstone bridge circuit and its opposite side separately, and supplying bridge power to the input end of the Wheatstone bridge circuit. May be configured to obtain an output (corresponding to claim 10).
A
1、20、30、40、50 計測装置
2 本体部(変換器本体部)
3 ハブ締付け用ボルト穴
4 ホイール締付け用ボルト穴
5 分離穴
5a 大径円弧部
5b 小径円弧部
5c 連結部
6 起歪部
6a 起歪部内周面
6b 起歪部外周面(本体部の外周面)
7 ハブと本体部との当接面
8 本体部とホイールとの当接面
9 軸穴
11 リブ
11a 段差
SG ひずみゲージ
R1〜R10、R1´〜R10´ トルク検出用(内周面)ひずみゲージ
R11〜R20、R11´〜R20´ トルク検出用(外周面)ひずみゲージ
R21〜R30、R21´〜R30´ スラスト力検出用(内周面)ひずみゲージ
R31〜R40、R31´〜R40´ スラスト力検出用(外周面)ひずみゲージ
1, 20, 30, 40, 50
3 Hub tightening
7 Contact surface between hub and
Claims (11)
車両のハブとタイヤのホイールとの間に装着される略円板状を呈する本体部は、
円板中心から所定半径の第1の仮想同心円上に、前記本体部を前記ハブに装着するためのハブ締付用ボルト穴と、前記タイヤホイールを前記本体部に装着するためのホイール締付け用ボルト穴とが交互に等角度をもって形成され、
前記ハブ締付け用ボルト穴と前記ホイール締付け用ボルト穴との中間角度位置であって、前記ハブ締付け用ボルト穴と前記ホイール締付け用ボルト穴との間を分離するように半径方向に長く伸びた少なくとも外方端と内方端が円弧状または一部に平面を含む円弧状を呈する分離穴が形成され、
前記分離穴の前記外方端の円弧状または一部に平面を含む円弧状内面と前記本体部の外周面との間に前記本体部の軸心方向厚みより薄い肉厚の起歪部が、前記第1の仮想同心円よりも大きな半径の第2の仮想同心円上に形成され、
前記起歪部の前記円弧状または一部に平面を含む穴の内周面側および/または外周面側にひずみゲージが添着されてなり、
前記ハブ締付け用ボルト穴に挿通されたハブ締付け用ボルトまたは前記ハブ締付け用ボルトとナットをもって、前記本体部を前記ハブに装着し、
前記ホイール締付け用ボルト穴に挿通されまたは螺合されるホイール締付け用ボルトまたは前記ホイール締付け用ボルトとナットをもって、前記ホイールを前記本体部に装着した状態で、走行中のトルクおよび/またはスラスト力を、前記起歪部に添着されたひずみゲージをもって計測し得るように構成したことを特徴とする計測装置。 In a measuring device that measures torque and / or thrust force acting on a vehicle tire by converting it into an electric quantity,
The main body, which has a substantially disk shape and is mounted between the vehicle hub and the tire wheel,
A hub tightening bolt hole for mounting the body portion on the hub and a wheel tightening bolt for mounting the tire wheel on the body portion on a first virtual concentric circle having a predetermined radius from the center of the disk. Holes are formed alternately at equal angles,
At least an intermediate angular position between the hub fastening bolt hole and the wheel fastening bolt hole, and extending at least in a radial direction so as to separate the hub fastening bolt hole and the wheel fastening bolt hole. A separation hole is formed in which the outer end and the inner end have an arc shape or an arc shape including a flat surface in a part,
Between the arcuate inner surface including a flat surface in the arcuate shape or a part of the outer end of the separation hole and the outer peripheral surface of the main body portion, a strained portion having a thickness smaller than the axial direction thickness of the main body portion, Formed on a second virtual concentric circle having a radius larger than that of the first virtual concentric circle,
A strain gauge is attached to an inner peripheral surface side and / or an outer peripheral surface side of a hole including a flat surface in the arc shape or a part of the strain generating portion,
With the hub tightening bolt or the hub tightening bolt and nut inserted through the hub tightening bolt hole, the main body is attached to the hub,
With the wheel fastening bolts or the wheel fastening bolts and nuts that are inserted or screwed into the wheel fastening bolt holes, the torque and / or the thrust force during running are set in the state where the wheel is attached to the main body. A measuring device, characterized in that it can be measured with a strain gauge attached to the strain-flexing part.
複数のひずみゲージのうち、奇数番目の前記起歪部に添着されたひずみゲージをホイートストンブリッジ回路の一辺とその対辺にそれぞれ分けて接続し、偶数番目の起歪部に添着された前記ひずみゲージを前記ホイートストンブリッジ回路の隣接する一辺とその対辺にそれぞれ分けて接続し、前記ホイートストンブリッジ回路の入力端にブリッジ電源を供給することでその出力端から前記タイヤに作用するトルクに対応する出力を得るように構成したことを特徴とする請求項6または請求項7に記載の計測装置。 For each one of the strain-flexing portions, the sensing axis is directed in a direction along the arc surface or the outer peripheral surface of the arc-shaped holes inside and / or outside all the strain-flexing portions formed in the main body portion. Attach two strain gauges in parallel,
Of the plurality of strain gauges, the strain gauges attached to the odd-numbered strain generating section are separately connected to one side of the Wheatstone bridge circuit and the opposite side thereof, and the strain gauge attached to the even-numbered strain generating section is connected. The Wheatstone bridge circuit is connected separately to the adjacent side and its opposite side, and by supplying bridge power to the input end of the Wheatstone bridge circuit, an output corresponding to the torque acting on the tire is obtained from the output end. The measuring device according to claim 6 or 7, wherein the measuring device is configured as described above.
複数のひずみゲージのうち、同じ起歪部に添着された2枚の前記ひずみゲージの一方をホイートストンブリッジ回路の一辺とその対辺にそれぞれ分けて接続し、同じ起歪部に添着された2枚の前記ひずみゲージの他方を前記ホイートストンブリッジ回路の隣接する一辺とその対辺にそれぞれ分けて接続し、前記ホイートストンブリッジ回路の入力端にブリッジ電源を供給することでその出力端から前記タイヤに作用するスラスト力に対応する出力を得るように構成したことを特徴とする請求項8に記載の計測装置。 One of the flexures is formed with the sensing axis oriented in the axial direction of the tire in a direction along the arcuate surface or the outer peripheral surface of the arcuate holes inside or outside all the strain-flexing parts formed in the main body part. Attach two shear detection type strain gauges in parallel for each strained part,
Of the plurality of strain gauges, one of the two strain gauges attached to the same strain generating portion is separately connected to one side of the Wheatstone bridge circuit and its opposite side, and two of the strain gauges attached to the same strain generating portion are connected. Thrust force acting on the tire from its output end by connecting the other side of the strain gauge to the adjacent side of the Wheatstone bridge circuit and its opposite side separately, and supplying bridge power to the input end of the Wheatstone bridge circuit. The measuring device according to claim 8, wherein the measuring device is configured to obtain an output corresponding to.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016101826A JP6692691B2 (en) | 2016-05-20 | 2016-05-20 | Measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016101826A JP6692691B2 (en) | 2016-05-20 | 2016-05-20 | Measuring device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017207451A JP2017207451A (en) | 2017-11-24 |
JP6692691B2 true JP6692691B2 (en) | 2020-05-13 |
Family
ID=60416993
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016101826A Active JP6692691B2 (en) | 2016-05-20 | 2016-05-20 | Measuring device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6692691B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6907993B2 (en) | 2018-04-19 | 2021-07-21 | トヨタ自動車株式会社 | Acting force detector for rotating body |
JP7304327B2 (en) * | 2020-09-01 | 2023-07-06 | 公益財団法人鉄道総合技術研究所 | Lateral force measuring device and lateral force measuring method |
-
2016
- 2016-05-20 JP JP2016101826A patent/JP6692691B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017207451A (en) | 2017-11-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5083314B2 (en) | Tire acting force detection device | |
CN109642836B (en) | Torque sensor with radial elastic torque transmission | |
US8567240B2 (en) | Tire force detection apparatus | |
US20090038414A1 (en) | Sensor-Equipped Bearing for Wheel | |
US20140245838A1 (en) | Wheel operating force sensor | |
JP2017529499A (en) | Nut (especially wheel nut or axle nut), washer, control device for vehicle wheel nut or axle nut, and vehicle provided with the same | |
CN101326431B (en) | Wheel bearing with sensor | |
CN109661566B (en) | Torque sensor with sealing membrane | |
JP6692691B2 (en) | Measuring device | |
US20070227239A1 (en) | Brake-force-sensing device for vehicle running gears | |
WO2006075541A1 (en) | Axial force controlling nut assembly | |
US6640651B2 (en) | Torque detector | |
JP2007078615A (en) | Bearing with sensor for wheel | |
JP5455357B2 (en) | Tire acting force detection device | |
JP2009069104A (en) | Bearing with sensor for wheel | |
JP2013079885A (en) | Rotational angular velocity sensor or rotational angular acceleration sensor | |
CN115655544A (en) | Device for measuring torque and axial force | |
JP5355042B2 (en) | Wheel bearing with sensor | |
WO2009119068A1 (en) | Sensor-equipped bearing for wheel | |
JP5196180B2 (en) | Rolling bearing device with sensor | |
JP2010071657A (en) | Measuring device for rotation shaft | |
JP5072551B2 (en) | Wheel bearing with sensor | |
JP2010138958A (en) | Bearing for wheel with sensor | |
JP4889548B2 (en) | Wheel bearing with sensor | |
JP2008303892A (en) | Wheel bearing with sensor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190313 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200116 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200124 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200313 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200409 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200415 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6692691 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |