JPH0670600B2 - 車輪の摩擦力計測装置及び車輪の摩擦係数計測装置 - Google Patents

車輪の摩擦力計測装置及び車輪の摩擦係数計測装置

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JPH0670600B2
JPH0670600B2 JP3302817A JP30281791A JPH0670600B2 JP H0670600 B2 JPH0670600 B2 JP H0670600B2 JP 3302817 A JP3302817 A JP 3302817A JP 30281791 A JP30281791 A JP 30281791A JP H0670600 B2 JPH0670600 B2 JP H0670600B2
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長生 宮崎
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日本電子工業株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、円形の回転物体(車
輪)に作用する摩擦現象に於ける摩擦力若しくは摩擦係
数を計測する車輪の摩擦力計測装置及び車輪の摩擦係数
計測装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】車輪に作用する摩擦力或は摩擦係数を計
測する装置として、西独国特許出願公開公報DE−A−
3226074、仏国特許公報FR−A−214553
2、特開昭62−110554等が知られる。これらの
公知例では摩擦力を計測するセンサーが車輪を支持する
サスペンション機構に取り付けられており、このため自
動車の前車輪等のステアリング機構を有する車輪の摩擦
力若しくは摩擦係数を計測する手段には適しないという
欠点がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の技術
が有する上記の問題点を除去し、ステアリング機構を有
する車輪の摩擦力若しくは摩擦係数を計測し得る車輪の
摩擦力計測装置及び車輪の摩擦係数計測装置を提供する
ことを目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに提案される請求項1に記載の本発明は、車輪の摩擦
力計測装置であって、車輪の回転軸を回転自在に軸支す
る軸受けに、該軸受けの測定すべき応力方向線上近傍に
応力センサーを設け、該応力センサーで前記軸受けに作
用する圧縮による応力歪を検出して車輪に作用する摩擦
力を計測するようにしたことを特徴とするものである。 請求項2に記載の本発明は、車輪の摩擦力計測装置であ
って、車輪の回転軸を回転自在に軸支する軸受けに、該
軸受けの測定すべき応力方向線上近傍に車軸に相対して
複数個の応力センサーを設置し、該応力センサーで前記
軸受けに作用する圧縮と減圧による応力歪とを検出し
て、その両検出信号より車輪に作用する摩擦力を算出す
るようにしたことを特徴とするものである。 請求項3に記載の本発明は、車輪の摩擦係数計測装置で
あって、車輪の回転軸を回転自在に軸支する軸受けに、
該軸受けの測定すべき応力方向線上近傍に応力センサー
を設け、該応力センサーで前記軸受けに作用する圧縮に
よる応力歪を検出して車輪に作用する摩擦力を計測する
車輪の摩擦力計測手段と、車輪に作用する応力を伝達す
るサスペンション機構の車体への懸架ポイントに圧力セ
ンサーを設け、該圧力センサーで車輪に作用する垂直荷
重を直接検出する車輪の垂直荷重計測手段とを備え、上
記両計測手段からの出力信号を演算処理手段で演算して
車輪に作用する摩擦現象の摩擦係数を算出するようにし
たことを特徴とするものである。 請求項4に記載の本発明は、車輪の摩擦係数計測装置で
あって、車輪の回転軸を回転自在に軸支する軸受けに、
該軸受けの測定すべき応力方向線上近傍に車軸に相対し
て複数個の応力センサーを設置し、該応力センサーで前
記軸受けに作用する圧縮と減圧による応力歪とを検出し
て、その両検出信号より車輪に作用する摩擦力を算出す
る車両の摩擦力計測手段と、車輪に作用する応力を伝達
するサスペンション機構の車体への懸架ポイントに圧力
センサーを設け、該圧力センサーで車輪に作用する垂直
荷重を直接検出する車輪の垂直荷重計測手段とを備え、
上記両計測手段からの出力信号を演算処理手段で演算し
て車輪に作用する摩擦現象の摩擦係数を算出するように
したことを特徴とするものである。
【0005】
【作用】請求項1の本発明では、車輪の回転軸を回転自
在に軸支する軸受けに、該軸受けの測定すべき応力方向
線上近傍に応力センサーを設け、車輪に作用する摩擦力
により前記軸受けに生じる圧縮による応力歪を該応力セ
ンサーで検出することにより車輪に作用する摩擦力を計
測することができる。 請求項2の本発明では、車輪の回転軸を回転自在に軸支
する軸受けに、該軸受けの測定すべき応力方向線上近傍
に車軸に相対して複数個の応力センサーを設置し、車輪
に作用する摩擦力により前記軸受けに生じる圧縮と減圧
による応力歪とを該応力センサーで検出し、その両検出
信号から摩擦力を算出することにより車輪に作用する摩
擦力を計測することができる。 請求項3の本発明では、車輪の回転軸を回転自在に軸支
する軸受けに、該軸受けの測定すべき応力方向線上近傍
に応力センサーを設け、該応力センサーで前記軸受けに
作用する圧縮による応力歪を検出することにより、車輪
に作用する摩擦力を計測する車輪の摩擦力計測手段と、
車輪に作用する応力を伝達するサスペンション機構の車
体への懸架ポイントに圧力センサーを設け、該圧力セン
サーで車輪に作用する垂直荷重を直接検出する車輪の垂
直荷重計測手段とを備えており、上記両計測手段からの
出力信号を演算処理手段で演算することにより車輪に作
用する摩擦現象の摩擦係数を算出することかできる。 請求項4の本発明は、車輪の回転軸を回転自在に軸支す
る軸受けに、該軸受けの測定すべき応力方向線上近傍の
車軸に相対して複数個の応力センサーを設置し、該応力
センサーで前記軸受けに作用する圧縮と減圧による応力
とを検出して、その両検出信号より車輪に作用する摩
擦力を算出する車両の摩擦力計測手段と、車輪に作用す
る応力を伝達するサスペンション機構の車体への懸架ポ
イントに圧力センサーを設け、該圧力センサーで車輪に
作用する垂直荷重を直接検出する車輪の垂直荷重計測手
段とを備えており、上記両計測手段からの出力信号を演
算処理手段で演算することにより車輪に作用する摩擦現
象の摩擦係数を算出することができる。 なお、本発明に於て応力方向線とは車輪に作用する摩擦
力の方向でしかも車軸の中心軸と交差する仮想的な線を
意味する。
【0006】
【実施例】ここに示すのは実施形態の一例であって、特
許請求の範囲はここに示す実施例に限定されるものでは
ない。 図1に、本発明の車輪の摩擦力計測装置の実施例に於け
る全体構成を示す。車輪の回転軸(車軸)1がインナー
レース2、ベアリング3、アウターレース4を介して軸
受け5に回転自在に軸支されている。2本の矢印6及び
7は、各々車輪に作用する摩擦力の向き並びに垂直抗力
の向きを表わしており、矢印6が応力方向線上にある。
軸受け5の応力方向線上に溝を設け、この溝よりも応力
方向線の方向に幾分寸法が大きい応力センサー8を押し
込んで設置する。これにより、応力センサー8はアウタ
ーレース4を外側から内側の方向へ、すなわち摩擦力に
抗する方向へ圧力を加えており、このため車輪に作用す
る摩擦力によって軸受け5はアウターレース4からの圧
力を応力センサー8に於て集中的に受ける。応力センサ
ー8には圧縮による応力歪を検出する歪ゲージ9が取着
されており応力センサー8に作用する圧力に比例して生
じる圧縮による応力歪を検出する。すなわち応力センサ
ー8により車輪に作用する摩擦力を計測することができ
る。
【0007】図2に、本発明の車輪の摩擦力計測装置の
もう一つの実施例に於ける全体構成を示す。本実施例で
は、軸受け5の応力方向線上に、前記応力センサー8と
車軸の中心に対して対称の位置にもう一つの応力センサ
ー10を設置する。応力センサー10は応力センサー8
と同様に軸受け5の応力方向線上に溝を設け、この溝よ
りも応力方向線の方向に幾分寸法が大きい応力センサー
10を押し込んで設置する。応力センサー10には減圧
による応力歪を検出する歪ゲージ11が取着されており
応力センサー10に作用する圧力に比例して生じる減圧
による応力歪を検出する。応力センサー8と応力センサ
ー10とが上記の要領で軸受け5に設置されるために、
車輪に作用する摩擦力によって軸受け5はアウターレー
ス4からの圧力を応力センサー8に於て集中的に増し、
応力センサー10に於て集中的に減じる。応力センサー
8及び10には圧縮及び減圧による応力歪を検出する歪
ゲージ9及び11が各々取着されており、応力センサー
8に生じる圧力の増加に比例して生じる圧縮並びに応力
センサー10に生じる圧力の減少に比例して生じる減圧
を各々検出する。応力センサー8の出力と応力センサー
10の出力との差を処理手段12に於て演算処理するこ
とにより、車輪に作用する摩擦力を算出する。なお、上
記歪ゲージ9及び11としては、金属抵抗線歪ゲージ又
は半導体歪ゲージの何れを用いてもよい。
【0008】図3に、本発明の車輪の摩擦係数計測装置
を自動車のストラット型のサスペンション機構を有する
車輪に適用した実施例に於ける全体構成を示す。車輪2
0は路面21上にあって、車体22にサスペンション2
3を介して取付られている。サスペンション23の上端
部(懸架ポイント)には、車輪20が支持する車体22
の荷重或はその反作用としての路面21が車輪20に作
用する垂直抗力が集中して作用している。この懸架ポイ
ントに圧力センサー24を設置する。これにより、前記
垂直荷重或は反作用としての垂直抗力を計測することが
できる。サスペンション23の構成部分で車輪20を回
転自在に支持する部分(スピンドル)に図1に示される
車輪20の摩擦力計測装置を設置する。これにより、路
面21が車輪20に作用する摩擦力を計測することがで
きる。圧力センサー24から出力される垂直荷重(Nと
表記する)と摩擦力計測装置から出力される摩擦力(F
と表記する)とから、演算手段25により次式μ=F/
Nに従って路面21と車輪20との間の摩擦現象に於け
る摩擦係数(μと表記する)を算出する。
【0009】図3に示される車輪の摩擦係数計測装置に
於て、図1に示される車輪の摩擦力計測装置の代わりに
図2に示される車輪の摩擦力計測装置を適用することも
できる。この場合の全体構成を図4に示す。なお、圧力
センサーの設置場所は、符号24’で示すようにサスペ
ンション23の懸架ポイントの近傍に設置してもよい。 以上に記述した実施例の何れも自動車の前車輪等のステ
アリング機構を有する車輪に実施することができる。ま
た、本発明は自動車或は車両に限定されずに車輪に作用
する摩擦現象に於ける摩擦力、或は摩擦係数を計測する
目的に広く実施することが可能であり、特許請求の範囲
は自動車或は車両に於ける車輪に限定されるものではな
【0010】
【効果】以上の説明から理解されるように本発明によれ
ば、車軸(回転軸)の部分に加わる力を直接応力センサ
ーに取り込むため、路面と車輪間に発生する摩擦力が正
確に測定できるばかりでなく、常に車軸と垂直方向(車
輪の進行方向)の摩擦力が捉えられ、このことによって
車両がステアリングを操作して旋回中であっても、正確
に車輪の摩擦力を捉えることができる特有の効果を奏
し、又本発明の車輪の摩擦力計測装置並びに車輪の摩擦
係数計測装置は、ステアリング機構を有する車輪にも実
施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の車輪の摩擦力計測装置の実施例を示す
全体構成のブロック図である。
【図2】本発明の車輪の摩擦力計測装置のもう一つの実
施例を示す全体構成のブロック図である。
【図3】本発明の車輪の摩擦係数計測装置の実施例を示
す全体構成のブロック図である。
【図4】本発明の車輪の摩擦係数計測装置のもう一つの
実施例を示す全体構成のブロック図である。
【符号の説明】
1 車軸 2 インナーレース 3 ベアリング 4 アウターレース軸受け 5 軸受け 6 摩擦力の向き 7 垂直抗力の向き 8 応力センサー 9 歪ゲージ 10 応力センサー 11 歪ゲージ 12 処理手段 20 車輪 21 路面 22 車体 23 サスペンション 24 圧力センサー 25 演算手段

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車輪の回転軸を回転自在に軸支する軸受け
    に、該軸受けの測定すべき応力方向線上近傍に応力セン
    サーを設け、該応力センサーで前記軸受けに作用する
    縮による応力歪を検出して車輪に作用する摩擦力を計測
    するようにしたことを特徴とする車輪の摩擦力計測装
    置。
  2. 【請求項2】車輪の回転軸を回転自在に軸支する軸受け
    に、該軸受けの測定すべき応力方向線上近傍に車軸に相
    対して複数個の応力センサーを設置し、該応力センサー
    で前記軸受けに作用する圧縮と減圧による応力歪とを検
    出して、その両検出信号より車輪に作用する摩擦力を算
    出するようにしたことを特徴とする車輪の摩擦力計測装
    置。
  3. 【請求項3】車輪の回転軸を回転自在に軸支する軸受け
    に、該軸受けの測定すべき応力方向線上近傍に応力セン
    サーを設け、該応力センサーで前記軸受けに作用する
    縮による応力歪を検出して車輪に作用する摩擦力を計測
    する車輪の摩擦力計測手段と、車輪に作用する応力を伝
    達するサスペンション機構の車体への懸架ポイントに圧
    力センサーを設け、該庄力センサーで車輪に作用する垂
    直荷重を直接検出する車輪の垂直荷重計測手段とを備
    え、上記両計測手段からの出力信号を演算処理手段で演
    算して車輪に作用する摩擦現象の摩擦係数を算出するよ
    うにしたことを特徴とする車輪の摩擦係数計測装置。
  4. 【請求項4】車輪の回転軸を回転自在に軸支する軸受け
    に、該軸受けの測定すべき応力方向線上近傍に車軸に相
    対して複数個の応力センサーを設置し、該応力センサー
    で前記軸受けに作用する圧縮と減圧による応力歪とを検
    出して、その両検出信号より車輪に作用する摩擦力を算
    出する車両の摩擦力計測手段と、車輪に作用する応力を
    伝達するサスペンション機構の車体への懸架ポイントに
    圧力センサーを設け、該圧力センサーで車輪に作用する
    垂直荷重を直接検出する車輪の垂直荷重計測手段とを備
    え、上記両計測手段からの出力信号を演算処理手段で演
    算して車輪に作用する摩擦現象の摩擦係数を算出するよ
    うにしたことを特徴とする車輪の摩擦係数計測装置。
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WO2008026305A1 (en) * 2006-08-25 2008-03-06 Ntn Corporation Sensor-equipped bearing for wheel

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JPH0245141A (ja) * 1988-08-05 1990-02-15 Matsushita Electric Works Ltd 積層板の製造方法

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