JPH02216022A - 車輪のサイドフォース測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）　　技術分野 本発明は、車軸のサイドフォース測定装置に関し、より
詳細には、車輪の車軸方向に作用するサイドフォースを
電気量に変換して測定する車軸のサイドフォース測定装
置に関するものである。

（ｂ）　　従来技術 例えば、特開昭６０−３８６３２号公報には、自動車の
車輪に加わる（発生する）車軸方向の力、すなわちサイ
ドフォースを測定する装置として、中心部に固定部を有
し、周囲に可動部を有する円盤状部材の所定の直径上に
Ｕ字状および逆Ｕ字状の貫通溝を設け、これらＵ字状お
よび逆Ｕ字状貫通溝の境部分に最も厚さの薄い部分がそ
れぞれ起歪部とされ、この起歪部の正面側および背面側
の同一位置にひずみゲージを添着し、さらに上記起歪部
のＵ字状および逆Ｕ字状貫通溝内に位置する部分にひず
みゲージを添着し、駆動軸と車軸との間を上記円盤状部
材、すなわち起歪部を介して連結した」二で、上記ひず
みゲージでホイートストンブリッジ（以下単に「ブリッ
ジ」という）を組み、このブリッジの出力端からサイト
フォースに対応した電気的出力を得るように構成した走
行性能測定装置が開示されている。そしてこの走行性能
測定装置においては、上記起歪部の正面側および背面側
に添着されたひずみゲージによって、サイドフォースを
検出するように構成されている。

しかしながら、上記従来装置には、次のような問題があ
った。

第］に、起歪部が形成された円盤状部材は、軸重（負荷
）に対して充分な剛性を付与するためにその車軸方向の
厚みが大となり、サイドフォース検出感度が低下すると
いう難点があるほか、円盤状部材の重量が増大し、測定
に悪影響を与えてしまうという問題がある。

第２に、サイトフォース検出用のひずみゲージは、上述
のように起歪部の正面および背面に添着され、起歪部の
曲げひずみを検出するように構成されているため、トル
ク、軸重等の他の成分の影響（干渉）を受は易いばかり
でなく、車軸中心と車軸の接地面との距離が変化すると
、サイドフォースの検出出力が変化する。従って、車輪
を他のものに変えた場合は勿論のこと、タイヤ圧が変化
しても、サイドフォースの測定結果に変動（誤差）が生
じるという大きな難点がある。

第３に、外乱として作用する１〜ルク、軸荷重等の影響
を除去するために、上記ブリッジの各辺を構成する上記
ひずみゲージの組合せが複雑で、その結果、配線処理が
厄介となるという問題がある。

第４に、起歪部を形成するために円盤状部材にＵ字状お
よび逆Ｕ字状の貫通溝を形成する必要があるが、このよ
うな貫通溝の機械加工は、熟練を要し、しかも所望の加
工精度を得ることは困難である。

（ｃ）　　目的 本発明は、上記従来装置の問題点を克服すべくなされた
もので、その目的とするところは、構成が簡素で製作が
容易であり、起歪片を有する起歪板の薄肉化、軽量化が
可能であると共に、車輪径が異なるものに取換えたり、
タイヤ圧が変化しても測定値に影響を与えず、その上正
規のオフセラ１〜を保持し得る車軸のサイドフォース測
定装置を提供することにある。

（ｄ）　　構成 本発明は、上述の目的を達成するために、車軸の車軸方
向に作用するサイドフォースを電気量に変換して測定す
るサイドフォース測定装置において、ディスクの中心部
に大きな円形孔が形成された車輪と、この車軸の上記円
形孔に嵌合され且つ正規の車輪と同じオフセットを保持
する状態で上記車輪に強固に固着された取付アダプタと
、全体形状が略円板状を呈し、上記取付アダプタと同心
的に重合され、所定半径の円周上に少なくとも４で割り
切れる数の孔が均一に形成されることによって互いに相
隣る上記孔間に放射方向に延びるスポーク状の起歪片が
複数形成され、車両の駆動軸へ取付ねじをもって着脱可
能とされた第１の起歪板と、全体形状が略円板状を呈し
、少なくとも上記第１の起歪板の上記起歪片と同一条件
の起歪片が形成され、上記第１の起歪板と同心的に重合
され且つ上記起歪片の内方近傍と外方近傍においてボル
トをもって上記第１の起歪板に強固に固定された第２の
起歪板と、上記第１、第２の起歪板の所定の起歪片を挟
んで対をなす上記孔の一方側の第１添着予定面および他
方側の第２添着予定面に車軸方向に対し４５°および１
３５°の方向に受感軸を向けてそれぞれ添着された第１
および第２のひずみゲージとを具備し、上記第１、第２
添着予定面に添着された第１のひずみゲージを、２つの
対向する第１および第２のブリッジ辺にそれぞれ回路接
続し、上記第１、第２添着予定面に添着された第２のひ
ずみゲージを、上記第１および第２のブリッジ辺にそれ
ぞれ隣接する第３および第４のブリッジ辺にそれぞれ回
路接続してサイドフォース検出用のホイートストンブリ
ッジを構成したものである。

以下、本発明に係る車軸のサイドフォース測定装置の一
実施例を添付図面に基づいて具体的に説明する。

第１図は、本発明に係る車輪のサイドフォース測定装置
の全体構成を一部破断して示す側面図、第２図は、第１
図に示す実施例の外観を理解しやすくするために第１図
をやや簡略化し、一部を破断した外観構成を示す側面図
、第３図は、第１図の正面図（ただし車軸を省略）であ
る。

第１図〜第３図において、１は車輪を駆動する車軸とし
ての駆動軸、２はブレーキドラム等から成るキャリパ−
１３は上記車軸（ただしタイヤ部分は省略）、３ａはこ
の車軸３のリム、４はこのリム３ａと溶接により一体化
された車軸３のディスク、第２図の２点鎖線で示す４ａ
は、詳しくは後述するが、本例では既にディスク４のう
ち、太きな円形状に繰り抜かれて、存在しない切断部、
５は環状をなす取付アダプタ、６はこの取付アダプタ５
と上記ディスク４とを強固に固着してなる溶接部、７お
よび８は共に略円板状を呈する第１および第２の起歪板
、９，１０および１１．１２はそれぞれ第１の起歪板７
および第２の起歪板８に設けられ、ひずみゲージ（図示
せず）が添着されるひずみゲージ添着予定面（以下「添
着予定面」という）、１３は上記第１、第２の起歪板７
，８に形成された環状溝が合わさって形成された断面矩
形状の環状空間、１４および１４ａはそ九ぞれ第２の起
歪板８に穿設された連通孔、１５および１５ａは上記連
通孔１４に連通し、第１の起歪板７を駆動軸１に固定す
る取付ねじとしてのハブボルト用の座繰り穴およびねじ
挿通孔、１６は駆動軸１の端面の突起を避けるための孔
、１７は上記連通孔１４ａに連通し、端子板１８を収納
する端子室、１８は上記端子板で、１８ａはこの端子板
１８に植設された４本のうち１本を代表として示す端子
、１８ｂは該端子板１８を第１の起歪板７の上記端子室
７１７に固定するビス、１９は、上記環状空間１３およ
び上記連通孔１４ならびに上記端子室１７に連通ずる配
線溝、２０は第２の起歪板８の中央部に形成された連結
部、２１はこの連結部２０の中心部に穿設された集線ス
ペース、２２はこの集線スペース２１と上記端子室１７
および座繰り穴１５とに通運する配線釘穴、２３は円板
状の外側カバー、２３ａは上記連通孔１４に連通する挿
通孔、２４は取付アダプタ５に緩く嵌合する円板状の内
側カバー、２５は上記外側カバー２３、第１および第２
の起歪板７，８を取付アダプタ５に同心状に一体的に連
結して検出器２６を構成するためのボルト、２７および
２７ａは共に第１、第２の起歪板７および８を連結する
ボルト、２８は上記駆動軸１の軸心を示し、２９は軸心
方向の車軸３の中心を示す。また、２９は車軸３のタイ
ヤセンター位置、２９ａは、正規のオフセットを示す。

３０は上記検出器２６、より詳しくは第２の起歪板８の
連結部２０と同心的に固定され、速度を検出するための
歯車、３１はこの歯車３０の回転速度、すなわち車軸３
の回転速度を検出する磁気センサ、３２は検出器２６か
らの信号を取出すスリップリング装置、３３は上記歯車
３０と同心的に回転自在に結合された回転部、３３ａは
この回転部３３の外周に設けられたスリップリング、３
４は上記回転に対する不動部に」二記信号を取出す防水
型コネクタより成る入出力端子、３５は上記スリップリ
ング装置３２自体の回転を防止する支持部材（図示せず
）を取付けるための雌ねじ部である。尚、以下の図面に
おいて、上記第１図〜第３図の同一部材には同一符号を
付して重複した説明は省略する。

第４図および第５図は、第１の起歪板７の構成を詳しく
示した図で、第４図は正面図、第５図は第４図のＡ−Ａ
’矢視方向断面図である。

第４図および第５図において、３６は第１の起歪板７と
第２の起歪板８との位置を正確に合わせるために、第１
の起歪板７の周縁部に植設された２個の位置決めピン、
３７は同−半径上に穿設され、第１図のボルト２５が挿
通される１６個の挿通孔、３８および３９はこの挿通孔
３７よりも少し内側の半径位置の周回方向に穿設された
断面凹状の環状溝、１９はこの環状溝３８から端子室１
７に連通ずる断面凹状の配線溝、４０はこの環状溝３８
．３９の内方に均等に配設された多数の孔としての３２
個の起歪月形成孔、４１はこの起歪月形成孔４０の相隣
れる両孔間に最小幅Ｓを有し、上記環状溝３８．３９間
に厚みｔを有して形成されるスポーク状の起歪片で、最
小幅Ｓに比べて厚みｔが大きくなるように形成されてい
る。４２は上記各起歪片４１のうち周回方向に１つ置き
に選ばれたトルク用起歪片、４３は同じく３つ置きに選
ばれたサイドフォース用起歪片である。

尚、各起歪片４１は時計回り方向から見える面と反時計
回り方向から見える面とを有するが、この例では前者を
第１添着予定面、後者を第２添着予定面と呼ぶことにす
る。従って、第１図に示した添着予定面９および１ｏは
、それぞれ第１添着予定面９および第２添着予定面１０
となる。Ａｌ。

Ａ２．Ａ３．　　・・・・、Ａ１６は各トルク用起歪片
４２の第１添着予定面に添着されたトルク検出用のひず
みゲージ、Ｂｌ、Ｂ２．Ｂ３．・・・・Ｂ１６は同じく
各トルク用起歪片４２の第２添着予定面に添着されたト
ルク検出用のひずみゲージ、ＥｌおよびＦｌは、サイド
フォース用起歪片４３の第１添着予定面に直交して（詳
しくは後述）添着されたサイドフォース検出用のひずみ
ゲージ、また、Ｂ２およびＦ２は同様に第２添着予定面
に添着されたサイドフォース検出用のひずみゲージで、
以下同様に、英文字の次の数字が奇数のひずみゲージは
第１添着予定面に、偶数のひずみゲージは第２添着予定
面にそれぞれ英文字ＥとＦのひずみゲージがサイドフォ
ース印加時に生ずるせん断ひずみを検出し得るようにそ
れぞれ車軸方向（または放射方向軸）に対して４５°お
よび１３５″′をなし且つ互いに直交するようにして対
を成し、Ｅｌ６およびＢ１６まで、添着されている。

４４および４５はそれぞれ環状溝３８．３９を挟んで外
方と内方に所定の直径を有する円周上に等配され、内周
に雌ねじが螺設された１６個のねし孔で、第１図のボル
ト２７および２７ａがそれぞれ螺合するように構成され
ている。４６は端子室１７の底部に設けられ、第１図の
端子板１８を取付けるビス１８ｂと螺合するねじ穴であ
る。

第６図および第７図は、第２の起歪板８の構成をさらに
詳しく示した図面で、第６図は正面図、第７図は第６図
のＢ−Ｂ’矢視方向断面図である。

第６図および第７図において、４７は上記位置決めピン
３６が嵌入されるピン孔、４８は上記第１の起歪板７の
挿通孔３７に対応する位置に穿設され、上記同様にポル
１〜２５が挿通される挿通孔、４９および５０は第１の
起歪板７と略同様に形成された環状溝、５１も第１の起
歪板７の起歪月形成孔４０と略同−に形成された起歪月
形成孔、５２および５３ならびに５４もそれぞれ第１の
起歪板７と略同−に形成された起歪片およびトルク用起
歪片ならびにサイドフォース用起歪片、Ｃ１゜Ｃ２，Ｃ
３，・・・・・、Ｃ１６およびＤｉ、Ｄ２．Ｄ３、・・
・・、Ｄｉ６も同様にそれぞ九トルク用起歪片５３の第
１添着予定面および第２添着予定面に添着されたトルク
検出用のひずみゲージ、Ｇ　３．およびＨｌ、Ｇ２およ
びＨ２、・・・・・・、Ｇ１６およびＨｌ６も第］の起
歪板７における英文字ＥおよびＦのひずみゲージと同様
に添着されたひずみゲージで、サイドフォース用起歪片
５４に添着されている。

ここで、第１添着予定面および第２添着予定面に、車軸
方向に対し例えば４５°の方向に受感軸を向けて添着さ
れたひずみゲージＦ１〜Ｆ１６、ひずみゲージＨ１〜Ｈ
１６の各１枚ずつを第１のυ・ずみゲージと称すること
とし、車軸方向に対し１３５°の方向に受感軸を受けて
添着されたひずみゲージＥ１〜Ｅ１６、ひずみゲージＧ
１〜Ｇ１６の各１枚ずつを第２のひずみゲージと称する
こととする。

５５および５６はそれぞれ座繰り穴５５ａおよび５６ａ
を有し、第１の起歪板７のねじ孔４４および４５に対応
する位置に穿設され、ボルト２７および２７ａがそれぞ
れ挿通される取付孔、５７は第２の起歪板８と第１図の
歯車３０を連結するボルト３０ａが挿通される取付孔で
ある。

第８図および第９図は、それぞれ第５図に示した第１添
着予定面９および第２添着予定面１０の部分を代表とし
てひずみゲージの添着状態を示す拡大断面図で、第８図
はトルク検出用のひずみゲージの添着状態、第９図はサ
イドフォース検出用のひずみゲージの添着状態をそれぞ
れ示している。

第８図において、５８は各起歪片４１の最小幅Ｓの位置
を示し、この例では、起歪月形成孔４０゜５１の中心と
略一致する起歪片４１の中心である。

５９はひずみゲージＡｌｌのベース、６０は上記曲げ応
力を検出する受歪部（いわゆるゲージグリッド）、６１
はゲージタブ、６２はゲージリードである。同図かられ
かるようにひずみゲージＡ１１の受歪部６０は中心５８
よりもＰだけ内方側の最大曲げ応力が発生する位置にな
るようにベース５９を第１予定面９に添着しである。尚
、上記位置が最大曲げ応力を発生することは本出願人が
実験的に確認している。

第９図において、６３はせん断芯力を検出する対のひず
みゲージＥ２．Ｆ２のベース、６４および６５はそれぞ
れひずみゲージＦ２の受歪部（ゲージグリッド）および
ゲージリード、６６および６７はそれぞれひずみゲージ
Ｅ２の受歪部およびゲージリードである。対のひずみゲ
ージＥ２．Ｆ２は中心５８上に互いが略直交するように
添着されている。

第１０図は、トルク検出用のブリッジ（ホイートストン
ブリッジ）の一実施例を示す回路図である。

同図において、６８〜７１は上記ブリッジの接続端子、
７２は第１の起歪板７の半周分に対応する部位に添着さ
れたひずみゲージＡ１〜Ａ８が直列接続された直列枝路
と第２の起歪板８の上記半周分に対応する部位に添着さ
れたひずみゲージＣ１〜Ｃ８が直列接続された直列枝路
とが共に接続端子６８．７０間に並列接続されて成る第
１辺、７３はこの第１辺７２と対向し、上記半周分の残
りの半周分に対応する部位に添着されたひずみゲ−ジＡ
９〜Ａ１，６の直列枝路とＣ９〜Ｃ１６の直列枝路とが
共に接続端子６９．７１間に並列接続されて成る第２辺
、７４および７５は共に第１辺７２および第２辺７３の
隣辺で、しかも互いに対向しており、このうち、７５は
それぞれ第１の起歪板７と第２の起歪板８の半周分のひ
ずみゲージＢ１〜Ｂ８の直列枝路とＤ１〜Ｄ８の直列枝
路とが接続端子６８．７１間に並列接続されて成る第３
辺、７５は第１の起歪板７と第２の起歪板８の残りの半
周分に対応する部位に添着されたひずみゲージＢ９〜Ｂ
１６の直列枝路とＤ９〜Ｄ１’６の直列枝路とが接続端
子６９．７０間に並列接続されて成る第４辺である。尚
、この例では接続端子６８．６９が上記ブリッジの出力
端子、接続端子７０．７１がブリッジ電源入力端子であ
る。

第１１図は、サイドフォース検出用のブリッジの一実施
例を示す回路図である。

同図において、７６〜７９は上記ブリッジの接続端子、
８０は第１の起歪板７の半周分に対応する部位に車軸方
向に対し１３５°の方向に受感軸を向けて添着された第
２のひずみゲージＥ１〜Ｅ８が直列接続された直列枝路
と第２の起歪板８の上記半周分に対応する部位に車軸方
向に対し１３５°の方向に受感軸を向けて添着された第
２のひずみゲージ０１〜Ｇ８が直列接続された直列枝路
とが共に接続端子７６．７８間に並列接続されて成る第
１辺、８１はこの第１辺と対向し、第１、第２の起歪板
７，８の上記半周分の残りの半周分に対応する部位に車
軸方向に対し１３５°の方向に受感軸を向は添着された
第２のひずみゲージＥ９〜Ｅ１６の直列枝路と第２のひ
ずみゲージ０９〜Ｇ１６の直列枝路とが共に接続端子７
９．７７間に並列接続されて成る第２辺２８２はそれぞ
れ第１の起歪板７と第２の起歪板８の半周分の第１のひ
ずみゲージＦ１〜Ｆ８の直列枝路と第１のひずみゲージ
Ｈ１〜Ｈ８の直列枝路とが接続端子７６．７９間に並列
接続されて成る第３辺、８３はこの第３辺の残りの半周
分に対応する第１のひずみゲージＦ９〜Ｆ１６の直列枝
路と第１のひずみゲージＨ９〜Ｈ１６の直列枝路とが接
続端子７７゜７８間に並列接続されて成る第４辺である
。尚、この例では接続端子７６．７７が上記ブリッジの
出力端子、接続端子７８．７９がブリッジ電源入力端子
である。

第１２図は、トルク検出動作を説明するために、第１添
着予定面９を有するトルク用起歪片４１の近傍を誇張し
て示す拡大平面図である。

同図において、８４ａおよび８４ｂは、力の作用方向お
よび反力の作用方向を示す矢印、８５はトルク用起歪片
４１の外方部、８６は同じく内方部、８７は例えば第１
予定面９上の曲げ応力の分布を示す線図である。

第１３図および第１４図は、サイドフォース検出動作を
説明するために第１図を模式的に示した模式図で、第１
４図は第１３図の一部を誇張して示す拡大模式図である
。

同図において、８８は車軸３を構成するタイヤ、８９は
地面、９０はサイドフォースの方向を示す矢印、９１は
サイドフォース用起歪片４３．５４に発生するせん断路
力の分布を示す線図である。

このように構成された本実施例の組立手順を簡略に説明
する。まず、第４図に示す４個の端子室１７にそれぞれ
端子板１８を第１図に示すようにビス１８ｂにて取付け
る。

次にひずみゲージを第４図および第６図に示す位置に、
より具体的には、トルク検出用は第８図に示す状態で、
サイドフォース検出用は第９図に示す状態で各々添着す
る。これらのひずみゲージの結線は、第１０図および第
１１図に示したように第１の起歪板７と第２の起歪板８
の半周分ずつの直列接続であるから、例えばひずみゲへ
ジＡ１−八８を代表として述べると、Ａ１からＡ２、Ａ
２からＡ３へとそれぞれのゲージリードを順次直列に結
線し、この結線されたゲージリードを環状溝３８内に沿
わせる。また、ひずみゲージＡ１の一方のゲージリード
およびひずみゲージＡ８の一方のゲージリードはそれぞ
れ最も近い配線溝１９内を沿わせて端子室１７の所定の
端子１８ａに接続する。つまり、第１０図の接続端子６
８〜７１および第１１図の接続端子７６〜７９は、合計
１６本ある端子１８ａの所定のものにそれぞれ接続する
。

一方、車軸３の一次加工を行う。すなわち、市販されて
いる一般的な車軸３は、第２図に示すようにディスク４
が一点鎖線で示す切断部４ａまで一体成形されているの
で、この切断部４ａを大きな円形状に切断して取り除き
、これによってできた孔に取付アダプタ５を嵌入し、溶
接部６にて溶接してディスク４と取付アダプタ５とを強
固に固着する。この二次加工によって正規のオフセット
（２９ａ）が保持できるのである。

次に、第１の起歪板７と第２の起歪板８とをボルト２７
，２７ａにて強固に連結する。この時、位置決めピン３
６とピン孔４７とによって位置決めがなされるので端子
室１７と連通孔１４ａおよび座繰り穴１５と連通孔１４
とが連通し、さらに、第１の起歪板７の環状溝３８と第
２の起歪板８の環状溝４９とによって環状空間１３が形
成され、第１の起歪板７の配線溝１９の開口部を第２の
起歪板８が塞ぐことによって配線穴が形成される。

従って第１の起歪板７および第２の起歪板８に配設され
たひずみゲージ（ブリッジ）の結線・配線はこの環状空
間１３および配線溝１９ならびに端子室１７を通して行
われる。

次に、起歪茸形成孔４０に異物等が侵入してひずみゲー
ジに悪影響を与えないように内側カバー２４を第１の起
歪板７の内側（駆動軸１側）に取付ける。

一方、スリップリング装置３２に磁気センサ３１を取付
けた上で、歯車３０と回転体３３とを連結し、歯車３０
の端部（駆動軸１側）に外側カバー２３を挿通し遊嵌状
態としておく。そして回転体３３内部から各スリップリ
ング３３ａに接続されたリード線（図示せず）を集線ス
ペース２１に一旦引き出し、ここから配線釘穴２２を通
して各端子室１７に必要本数だけ分配した上で、歯車３
０と連結部２０とをボルト３０ａで連結する。すなわち
ここで、第１の起歪板７、第２の起歪板８、歯車３０お
よびスリップリング装置３２が結合され、第２の起歪板
８と歯車３０の間に外側カバ２３が遊嵌された状態にな
っている。次にこの外側カバー２３を手で回転させて挿
通孔２３ａを端子室１７に合わせ、分配された上記リー
ド線を端子１８ａに接続する。

次に、上記挿通孔２３ａが座繰り穴１５に合うように外
側カバー２３を回転させた上で、重ねられた第１および
第２の起歪板７，８と外側カバー２３とをボルト２５で
アダプタ５に締付けて連結する。つまり、この段階で車
輪３と検出器２６およびスリップリング装置３２等とが
結合されたのである。

次に、ハブボルト（図示せず）を挿通孔２３ａ、連通孔
１４、座繰り穴１５、ねじ挿通孔１５ａに挿通して駆動
軸１に検出器２６（より詳しくは第１の起歪板７）を取
付けて、組立を完了する。尚、上記トルク検出用および
サイトフォース検出用のブリッジは、入出力端子３４、
スリップリング装置３２および上記リード線を介して接
続端子７０゜７１および７８．７９がブリッジ電源に接
続され、同様に接続端子６８．６９および７６．７７が
入出力端子３４から外部の測定器に接続されるものとす
る。

次に、このように組立てられた本実施例の動作を説明す
る。まずトルク検出動作については要旨ではないので簡
単に説明する。

第４図および第６図において、第１および第２の起歪板
７，８の外周側が固定されているとし、内周側が矢印８
４に示す時計方向に回転力が与えられるものとする。こ
のときの起歪片４１の変形の態様をひずみゲージＡｌｌ
およびＢｌｌが添着しであるものを代表として第１２図
に基づいて述べる。矢印８４ａの方向に力を受けて、起
歪片４１の内方部８６の第１添着予定面９側は圧縮され
、その反対面側は伸長する。従ってひずみゲージＡ１１
は抵抗値が減少し、ひずみゲージＢｌｌは抵抗値が増加
する。つまり、第１の起歪板７および第２の起歪板８の
第１添着予定面９に添着したひずみゲージＢ１〜Ｂ１６
およびＤ１〜Ｄ１６の抵抗値が増大し、第２添着予定面
に添着したひずみゲージＡ１〜Ａ１６およびＣ１〜Ｃ１
６の抵抗値が減少する。つ與り第１０図のブリッジにお
いては、第１辺および第２辺が抵抗値減少となり、第３
辺および第４辺が抵抗値増大となって、接続端子６８か
ら６９に向かって検出電流が流れる。また、回転力８４
の方向が逆になれば該検出電流の方向が逆になることは
いうまでもない。

次に、サイドフォース検出動作を述べる。

第１３図に示すように矢印９０の方向の力を駆動軸１が
受けたとする。尚、タイヤ８８は地面８９上を滑らない
ものとする。サイドフォース用起歪片４３．５４にはせ
ん断応力が発生し、線図９１に示すように中心５８近傍
が最大となる。そしてひずみゲージＥ２．Ｆ２の対およ
びＧ２．Ｈ２の対を代表として説明すると、ひずみゲー
ジＥ２゜Ｇ２が圧縮され、ひずみゲージＦ２．Ｈ２が伸
長する。つまり全体的には、Ｅ１〜Ｅ１６およびＣ１〜
Ｃ１６が圧縮され、Ｆ１〜Ｆ１６およびＨ１〜Ｈ１６が
伸長される。従って第１１図のサイドフォース検出用ブ
リッジは、第１辺８０および第２辺８１が抵抗値減少と
なり、第３辺８２および第４辺８３が抵抗値増大となる
。その結果、接続端子７６から７７へサイドフォースに
対応した検出電流が流れる。

次に他の力による影響の除去について述べる。

まず、矢印８４で示す方向の回転力を各サイ１〜フオー
ス用起歪片４３．５４が受けた場合、第１添着予定面の
ひずみゲージＥ２．Ｆ２の対は共に伸長し、反対側のひ
ずみゲージＥ１．．ＰＩ−の対は圧縮となる。また、同
様に、０２．Ｆ２の対は伸長し、Ｇｌ、Ｈｌの対は圧縮
される。このことを第１１図で見ると、第１辺８０にお
いてはＥｌとＦ２のペア、Ｇ１とＧ２のペア、第３辺８
２においてはＦｌとＦ２のペア、ＨｌとＦ２のペア等の
ように、各辺８０〜８３の各直列枝路には、抵抗値減少
と抵抗値増大となるひずみゲージが交互に配置されてペ
アをなし、これらの１一つのペア内において互いに打消
し合うので、全体としてブリッジに変化はない。つまり
、回転力８４の影響は電気的にキャンセルされる。また
、垂直方向■の輪荷重の影響についても、上記ペア内で
いずれも打消されるので影響を受けることはない。

尚、歯車３０は、車軸３の回転に伴って回転し、歯車３
０の歯の凹凸を磁気センサ３１が感知し、これを別途設
けられたカウンタ等によってパルス数として検出し、車
＠３の回転速度を測定する。

このように、本実施例によれば、第１および第２の二つ
の起歪板７，８をもって２枚構造とし、各起歪板７，８
の所定の直径を有する円周上に３２個の起歪茸形成孔４
０，５］を穿設して形成される起歪片４．１．５２から
、周回方向に１つ置きにトルク用起歪片４２．５３を選
び、さらに３つ置きにサイｌくフォース用起歪片４３．
５４を選び、それぞれ第１添着予定面９．ｌｉおよびそ
の反対側の第２添着予定面１０，１．２とに対をなして
、それぞれトルク検出用のひずみゲージおよびサイトフ
ォース検出用のひずみゲージを添着し、これらによって
それぞれ１−ルク検出用ホイートス１〜ンブリッジおよ
びサイドフォース検出用ホイー１〜ストンブリッジを構
成したから、トルク検出とサイドフォース検出とが同時
にしかも独立的に行えるという利点があり、さらに、上
記両ホイー１−ス１−ンブリッジは、第１および第２の
起歪板７，８に配設されたひずみゲージの半周分づつの
直列接続をもって該両ブリッジの各辺を構成したので、
各ひずみゲージに接続される入力側および出力側の多数
のゲージリードやり−ト線が可及的に短縮化でき、結線
および配線が極めて簡略化されるという利点がある。

また、キャリパ−２および駆動軸１等に手を加えること
なく、車軸３の二次加工によるだけで、検出器２６装着
後も車軸３の正規オフセットが保持できると共に他の車
両にもタイヤ交換作業と同様の要領で簡単に取り付は得
るという利点がある。

また、上記２枚構造を用いたことにより、輪荷重に対し
て、実質的に軽量化を図りつつ剛性を大きくし得るとい
う利点がある。

また、両起歪板７，８の構造（形状）が簡略なので、特
殊な工作機械を必要とせず、容易に且つ高精度に製作で
きるという利点がある。

また、サイドフォース検出動作に関しては、せん断力を
検出するように構成したので、車輪の直径が変化しても
その影響を受けることなく、高精度のサイドフォースが
測定できるという利点がある。

また、第１添着予定面に添着されたサイドフォース用ひ
ずみゲージ（例えばＥｌ、ＦｌおよびＧＬｌ（１）と第
２添着予定面に添着されたひずみゲージ（例えばＦ２．
Ｆ２およびＧ２．Ｆ２）とをブリッジの各辺においてペ
アをなすように構成したから、回転力、輪荷重および水
平方向の力の影響をすべて上記ペア内で打消し合い、こ
れらの干渉が除去できるという利点がある。

また、歯車３０および磁気センサ３１によって、１−ル
ク検出、サイドフォース検出と同時に独立して回転速度
が検出できるので、速度との相関関係が的確に把握でき
るという利点がある。

尚、本発明は、上述の実施例に何ら限定されることなく
、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施ができ
るものである。

例えば、起歪茸形成孔４０．５１は３２個に限ることな
く、４で割り切れる数であれば適宜、変更してもよい。

また、サイドフォース用起歪片４．３．５４は周回方向
に３つおきに選ぶことなく、２つおきでも４つおきでも
よい。

また、起歪月形成孔４．０．５１は円孔に限ることなく
、加工上の問題がなければ、角孔、長円孔あるいは扇形
状孔でもよい。

（ｅ）効果 以上詳述したところかられかるように本発明によれば、
簡単な穿孔加工を施こされた車輪と、オフセットが正規
に設定された取付アダプタと、多数の起歪片が形成され
た第１および第２の起歪板と、これら第１、第２の起歪
板の第１−１第２の添着予定面に車軸方向に対し４５°
および１３５゜の方向に受感軸を向けてそれぞれ添着さ
れた第１、第２のひずみゲージによって、組まれたブリ
ッジとから構成されているため、構成が簡素で製作が容
易であり、車輪に作用するサイドフォース以外のトルク
や軸荷重の影響を実用上皆無とすることができ、特に起
歪板のトータルの厚みを、従来のものより大幅に薄肉化
でき、その分車輪重量の転属化が図れ、車輪重量の増加
によるトルク測定誤差を極力減少させることができ、さ
らには正規のオフセットを保持でき、実車に近い状態で
正確なサイドフォースを測定し得る車輪のサイドフォー
ス測定装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る車輪のサイドフォース測定装置
の全体構成を一部破断して示す側面図、第２図は、第１
図に示す実施例を簡略化し、一部を破断して示す側面図
、第３図は、第１図の車軸を省略した検出器の構成を示
す正面図、第４図および第５図は、第１の起歪板の構成
を詳しく示した図で、このうち、第４図は正面図、第５
図は第４図のＡ−Ａ’矢視方向断面図、第６図および第
７図は、第２の起歪板の構成を詳しく示した図で、この
うち第６図は正面図、第７図は第６図のＢＢ′矢視方向
断面図、第８図および第９図は、それぞれ第５図に示し
た第１−添着予定面および第２添着予定面を代表として
ひずみゲージの添着状態を示す拡大断面図で、第８図は
トルク検出用のひずみゲージ、第９図はサイドフォース
検出用のひずみゲージの例、第１０図および第１１−図
は、それぞれトルク検出用のブリッジおよびサイドフォ
ース検出用のブリッジを示す回路図、第１２図は、トル
ク検出動作を説明するためにトルク用起歪片の近傍を拡
大して示す拡大正面図、第１３図は、サイトフォース検
出動作を説明するために第１図を模式的に示した模式図
、第１４図は、さらに第１３図の一部を拡大した拡大模
式図である。 １・・・・駆動軸、　　　　　　　２・・・・・・キャ
リパ−３・・・・・車軸、　　　　　　　　３ａ　・・
・・リム、４・・・・ディスク、　　　　　４ａ・・・
・切断部、５・・・・取付アダプタ、　　　６・・・・
溶接部、７・・・・・・第１の起歪板、 ８・・　第２の起歪板、 ９．１０，１１．１２・・・・・添着予定面、１３・　
・環状空間、 １４．１４ａ　　・・・・連通孔、 １５・・・・・ハブポル１へ用の座繰り穴、１５ａ・・
・・ねじ挿通孔、 １６　・孔、　　　　　　　１７・・・端子室、１８・
　・端子板、　　　　　　］−８８・・・・端子、１９
　・・・配線溝、　　　　　　２０・・・連結部、２１
・・集線スペース、 ２２・・・配線釘穴、 ２３・・・・・外側カバー ２３ａ・・・・・挿通孔、 ２４　・・・・内側カバー ２５．２７，２７ａ　、３０ａ　　　・ボルト、２６・
・・検出器、　　　　　２８・・　軸心、２９・・・・
車軸の中心、 ２９ａ・・・正規のオフセット、 ３０・　歯車、 ３１・・・・磁気センサ、 ３２・・・スリップリング装置、 ３７．４８・・・・・挿通孔、 ３８．３９，４９．５０　　・環状溝、４０．５１　　
・　起歪月形成孔、 ４１．４２，４３，５２，５３．５４　　・起歪片、 ５５・・・・・・取付孔、　　　　　５８　・・中心、
Ａ１−Ａ１６．Ｂｌ〜Ｂ１−６．Ｃ１〜Ｃ１６゜Ｄ１〜
Ｄ１６・・・・・トルク検出用ひずみゲージ、Ｅ１〜Ｅ
１６．Ｆｌ〜Ｆ］、６．Ｇｌ〜Ｇ１６゜Ｈ１〜８１６・
・・サイドフォース検出用ひずみゲージ。 ：Ｉ５

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）車輪の車軸方向に作用するサイドフォースを電気
   量に変換して測定するサイドフォース測定装置において
   、ディスクの中心部に大きな円形孔が形成された車輪と
   、この車輪の上記円形孔に嵌合され且つ正規の車輪と同
   じオフセットを保持する状態で上記車輪に強固に固着さ
   れた取付アダプタと、全体形状が略円板状を呈し、上記
   取付アダプタと同心的に重合され、所定半径の円周上に
   少なくとも４で割り切れる数の孔が均一に形成されるこ
   とによって互いに相隣る上記孔間に放射方向に延びるス
   ポーク状の起歪片が複数形成され、車両の駆動軸へ取付
   ねじをもって着脱可能とされた第１の起歪板と、全体形
   状が略円板状を呈し、少なくとも上記第１の起歪板の上
   記起歪片と同一条件の起歪片が形成され、上記第１の起
   歪板と同心的に重合され且つ上記起歪片の内方近傍と外
   方近傍においてボルトをもって上記第１の起歪板に強固
   に固定された第２の起歪板と、上記第１、第２の起歪板
   の所定の起歪片を挟んで対をなす上記孔の一方側の第１
   添着予定面および他方側の第２添着予定面に車軸方向に
   対し４５°および１３５°の方向に受感軸を向けてそれ
   ぞれ添着された第１および第２のひずみゲージとを具備
   し、上記第１、第２添着予定面に添着された第１のひず
   みゲージを、２つの対向する第１および第２のブリッジ
   辺にそれぞれ回路接続し、上記第１、第２添着予定面に
   添着された第２のひずみゲージを、上記第１および第２
   のブリッジ辺にそれぞれ隣接する第３および第４のブリ
   ッジ辺にそれぞれ回路接続してサイドフォース検出用の
   ホイートストンブリッジを構成したことを特徴とする車
   輪のサイドフォース測定装置。
2. （２）ホイートストンブリッジは、対をなす第１、第２
   添着予定面に添着され且つ上記第１、第２の起歪板の半
   周部に添着された第１のひずみゲージを該半周分ずつ２
   つの対向する第１および第２のブリッジ辺にそれぞれ回
   路接続し、上記対をなす第１、第２の添着予定面に添着
   され且つ上記第１、第２の起歪板の半周部に添着された
   第２のひずみゲージを該半周分ずつ上記第１および第２
   のブリッジ辺にそれぞれ隣り合う第３および第４のブリ
   ッジ辺にそれぞれ回路接続することにより構成したこと
   を特徴とする請求項（１）記載の車輪のサイドフォース
   測定装置。