JPWO2018016236A1 - センシング装置付ホイール - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、この様な技術の場合、タイヤには経年劣化や空気圧変化が生じ易く、これに伴って、荷重の測定精度が低下し易いと言った問題がある。
しかしながら、この様な技術の場合、ホイールは(タイヤに比べて)剛性が非常に高い為、荷重が作用した場合の変形量が少なく、歪センサによる測定では、精度や感度を中心とする測定の信頼性を十分に確保する事が難しいと言う問題がある。
ホイールは、外径側にタイヤを装着可能な円筒状のリム部と、径方向外端部が前記リム部に結合されているディスク部と、を有する。
又、前記センシング装置は、変位取出し部材と、被検出部と、検出部と、を有する。
変位取出し部材の径方向一端部は前記ホイールの径方向一端側部分(一端部乃至一端寄り部分を含む)に(片持ち式に)支持される。変位取出し部材の径方向他端部は自由端である。
又、前記被検出部は、前記ホイールの径方向他端側部分(他端部乃至他端寄り部分を含む)と、前記変位取出し部材の径方向他端部と、のうちの何れか一方に設けられている(支持されている、又は、一体に形成されている)。
又、前記検出部は、前記ホイールの径方向他端側部分と、前記変位取出し部材の径方向他端部と、のうちの他方に設けられると共に、前記被検出部に対して近接配置される。
検出部と被検出部との位置関係が変化する事に伴って、検出部の出力を変化させる事が可能である。
この様な変位取出し部材としては、例えば、円周方向の少なくとも1箇所(好ましくは、複数箇所)に配置され、自身の径方向一端部を前記ホイールの径方向一端側部分に支持された疑似スポークを採用する事ができる。
ホイールは、外径側にタイヤを装着可能な円筒状のリム部と、径方向外端部が前記リム部に結合されているディスク部と、を有する。
又、前記センシング装置は、変位取出し部材と、被検出部と、検出部と、を有する。
変位取出し部材の径方向一端部は、前記ホイールの径方向一端側部分(一端部乃至一端寄り部分を含む、径方向中央位置よりも径方向外側に位置する部分)に支持される。変位取出し部材の径方向他端部は、自由端である。
又、前記被検出部は、前記ホイールの径方向他端側部分(他端部乃至他端寄り部分を含む、径方向中央位置よりも径方向内側に位置する部分)と、前記変位取出し部材の径方向他端部と、のうちの何れか一方に設けられている(支持されている、又は、一体に形成されている)。
又、前記検出部は、前記ホイールの径方向他端側部分と、前記変位取出し部材の径方向他端部と、のうちの他方に設けられると共に、前記被検出部に対して近接配置される。
前記検出部と前記被検出部との、前記ホイールの円周方向に関する位置関係が変化する事に伴って、前記検出部の出力を変化させる事が可能である。
この様な変位取出し部材としては、例えば、円周方向の少なくとも1箇所(好ましくは、複数箇所)に配置され、自身の径方向一端部を前記ホイールの径方向一端側部分に支持された疑似スポーク(スポークの如き外観を有する棒状部材)を採用する事ができる。
即ち、本発明の場合、例えば車輪に荷重が作用すると、この荷重に応じた分だけ、ホイールが弾性変形する。この結果、被検出部と検出部との位置関係が変化し、これに伴って、この検出部の出力が変化する。従って、この検出部の出力を利用して、前記荷重を求める事ができる。
特に、本発明の場合には、前記ホイールの径方向一端側部分に変位取出し部材の径方向一端部が片持ち式に支持されていると共に、前記ホイールの径方向他端側部分と前記変位取出し部材の径方向他端部とのうちの何れか一方に前記被検出部が設けられており、同じく他方に前記検出部が設けられている。この為、前記車輪に作用する荷重が変化した場合に生じる、前記被検出部と前記検出部との位置関係の変化量は、前記ホイールの径方向一端側部分と径方向他端側部分との位置関係の変化量と同様に大きくなり、前記検出部の出力の変化量も大きくなる。
又、本発明の場合、前記被検出部と前記検出部とは、前記変位取出し部材の存在に基づいて、互いに近接配置されている。この為、前記検出部の出力を大きくする事ができる。従って、本発明の場合には、前記荷重の測定の信頼性を確保し易くできる。
本発明の実施の形態の第1例について、図1〜7により説明する。
本例のセンシング装置付ホイールは、ホイール1と、センシング装置2とを備える。
尚、本発明を実施する場合には、回転角度検出手段として、上述の様なアブソリュート型のエンコーダの代わりに、ABSセンサ(磁気エンコーダ+磁気センサ)を採用(利用)する事もできる。
本発明の実施の形態の第2例について、図8〜10により説明する。
本例の場合には、被検出部材11と組み合わせて使用するセンサが、上述した実施の形態の第1例の場合と異なる。即ち、本例の場合には、使用するセンサを1個とし、このセンサ32の検出部を単一のコイル33としている。センサ32は、コイル33の外周面を被検出部材11の内周面に全周に亙り近接対向させた状態で、ホイール1を構成する取付部7aの軸方向内端部に接着等により外嵌固定されている。
従って、本例の場合、車輪支持用転がり軸受ユニット18には、接地荷重を求める為だけに使用する回転角度検出手段を設置する必要はない。
その他の構成及び作用は、上述した実施の形態の第1例の場合と同様である。
本発明の実施の形態の第3例について、図11により説明する。
本例の場合には、複数の疑似スポーク14、14を、ホイール1を構成する複数のスポーク8、8に対して、軸方向内側に重なる様に(軸方向外側から見た場合にこれら各スポーク8、8の後側に隠れる様に、言い換えれば軸方向に重畳して、更に言い換えれば円周方向に関して同相に)配置している。
この様な構成を有する本例の場合には、各疑似スポーク14、14の存在が軸方向外側から見たホイール1の意匠性に与える影響を十分に小さくする事ができる。
その他の構成及び作用は、上述した実施の形態の第1例又は第2例の場合と同様である。
本発明の実施の形態の第4例について、図12により説明する。
本例の場合には、ホイール1と、変位取出し部材10aとが、互いに別体の部品である。そして、ホイール1を構成するリム部5の内周面に、変位取出し部材10aの径方向外端部を、溶接、接着、圧入による摩擦力等により、結合固定している。
この様な本例の場合には、ホイール1と変位取り出し部材10aとが互いに別体の部品である為、既存のホイール1に本発明を適用できると言った利点がある。
その他の構成及び作用は、上述した実施の形態の第1〜3例の場合と同様である。
本発明の実施の形態の第5例について、図13により説明する。
本例のホイール1aの場合、リム部5aとディスク部6aとが互いに別体の部品である。ホイール1aは、リム部5aの内周面にディスク部6aの径方向外端部を溶接により結合固定する事で構成された、2ピース構造となっている。
尚、図示の例では、変位取り出し部材10とリム部5aとが一体に造られた場合を示しているが、変位取り出し部材10とリム部5aとは別体の部品であってもよい。
その他の構成及び作用は、上述した実施の形態の第1〜3例の場合と同様である。
本発明の実施の形態の第6例について、図14により説明する。
本例のホイール1aの場合も、上述した実施の形態の第5例の場合と同様の2ピース構造となっている。更に、本例の場合には、ホイール1aのディスク部6aと変位取出し部材10bとが互いに別体の部品である。そして、ホイール1aの径方向外端寄り部分であるディスク部6a(スポーク8、8)の径方向外端部に、変位取出し部材10b(疑似スポーク14、14)の径方向外端部を、溶接、接着、圧入による摩擦力等により、結合固定している。
その他の構成及び作用は、上述した実施の形態の第1〜3例の場合と同様である。
本発明の実施の形態の第7例について、図15により説明する。
本例のホイール1bの場合、リム部5bの軸方向外端部を構成するアウタリム34と、リム部5bの軸方向中間部及び内端部を構成するインナリム35と、ディスク部6bとが、それぞれ別体の部品である。そして、ホイール1bは、アウタリム34とインナリム35とディスク部6bとを、図示しない多数のピアスボルトにより互いに結合固定する事で構成された、3ピース構造となっている。
その他の構成及び作用は、上述した実施の形態の第1〜3例の場合と同様である。
本発明の実施の形態の第8例について、図16〜19により説明する。
本例の場合には、変位取出し部材として、円周方向に等間隔に離隔して放射方向に配置された複数本の疑似スポーク14a、14aを採用している。
但し、本例を実施する場合も、上述した各実施の形態の場合と同様の熱対策を講じる事もできる。
その他の構成及び作用は、上述した実施の形態の第1例の場合と同様である。
本発明の実施の形態の第9例について、図20により説明する。
本例の変位取出し部材10dは、複数本の疑似スポーク14a、14aと、これら各疑似スポーク14a、14aの径方向内端部同士を連結する円環状の環状連結部15aとを有する。変位取出し部材10dは、ホイール1とは別体に造られている。本例の場合、この様な変位取出し部材10dは、ホイール1を構成する各スポーク8、8よりも、軸方向内側にオフセットした位置に配置された状態で、環状連結部15aが、ホイール1を構成する取付部7cの軸方向内端部に、締り嵌め、接着、溶接等により外嵌固定されている。
その他の構成及び作用は、上述した実施の形態の第8例の場合と同様である。
本発明の実施の形態の第10例について、図21〜22により説明する。
本例は、前述した実施の形態の第1例の変形例である。
前述した実施の形態の第1例では、被検出部材11の変位を検出する為のセンサとして、それぞれがこの被検出部材11の径方向の変位を測定する為のセンサである、複数個の径方向変位検出用の変位センサ13、13のみを備えていた。
これに対し、本例の場合には、この様な複数個の径方向変位検出用の変位センサ13、13に加えて、それぞれが被検出部材11の軸方向の変位を検出する為のセンサである、複数個の軸方向変位検出用の変位センサ13b、13bを備えている。
但し、この様なアキシアル荷重によって生じる各径方向変位検出用の変位センサ13、13の出力信号の変化と、アキシアル荷重によって生じる各軸方向変位検出用の変位センサ13b、13bの出力信号の変化との間には、所定の関係がある。
従って、例えば、各径方向変位検出用の変位センサ13、13の出力信号を、各軸方向変位検出用の変位センサ13b、13bの出力信号を利用して補正する事により、この補正後の径方向変位検出用の変位センサ13、13の出力信号から、ラジアル荷重を求める事ができる。
その他の構成及び作用は、上述した実施の形態の第1例の場合と同様である。
本発明の実施の形態の第11例について、図23〜24により説明する。
本例の場合には、被検出部材11の円周方向複数箇所に於けるラジアル方向の変位及びアキシアル方向の変位を測定する為のセンサの構造が、上述した実施の形態の第10例の場合と異なる。
即ち、本例の場合には、これらのセンサとして、複数個ずつの径方向変位検出用の変位センサ13、13及び軸方向変位検出用の変位センサ13b、13b(図21〜22参照)の代わりに、複数個(本例の場合には5個)の検出用デバイス36を備えている。
本発明の実施の形態の第12例について、図25〜30により説明する。
本例のセンシング装置付ホイールは、ホイール101と、センシング装置102とを備える。
本発明の実施の形態の第13例について、図30〜32により説明する。
本例の場合には、変位取出し部材として、複数本(本例の場合には5本)の疑似スポーク115a、115aを採用している。これら各疑似スポーク115a、115aは、ホイール101を構成するリム部105の内周面と取付部107aの外周面との間の円周方向等間隔となる複数箇所(5箇所)で、且つ、円周方向に隣り合うスポーク108、108同士の間部分に、放射方向に配置されている。
その他の構成及び作用は、上述した実施の形態の第1例の場合と同様である。
2 センシング装置
3 タイヤ
4 車輪
5、5a、5b リム部
6、6a、6b ディスク部
7、7a、7b、7c 取付部
8 スポーク
9 取付孔
10、10a、10b、10c、10d 変位取出し部材
11、11a 被検出部材
12、12a、12b 検出部
13、13a、13b 変位センサ
14、14a 疑似スポーク
15、15a 環状連結部
16、16a 支持孔
17 ロータ
18 車輪支持用転がり軸受ユニット
19 外輪
20 ハブ
21 玉
22a、22b 外輪軌道
23 静止側フランジ
24 ハブ本体
25 内輪
26a、26b 内輪軌道
27 回転側フランジ
28 取付孔
29 シールリング
30 キャップ
31 取付孔
32 センサ
33 コイル
34 アウタリム
35 インナリム
36 検出用デバイス
37 基板
38 第一検出部
39 第二検出部
101 ホイール
102 センシング装置
103 タイヤ
104 車輪
105 リム部
106 ディスク部
107、107a 取付部
108 スポーク
109 取付面
110 取付孔
111 保持凹部
Claims (2)
- ホイールと、センシング装置と、を備える、センシング装置付ホイールであって
前記センシング装置は、変位取出し部材と、被検出部と、検出部と、を有しており、
前記変位取出し部材の径方向一端部は、前記ホイールの径方向一端側部分に支持され、
前記変位取出し部材の径方向他端部は、自由端であり、
前記被検出部は、前記ホイールの径方向他端側部分と、前記変位取出し部材の径方向他端部と、のうちの何れか一方に設けられており、
前記検出部は、前記ホイールの径方向他端側部分と、前記変位取出し部材の径方向他端部と、のうちの他方に設けられると共に、前記被検出部に対して近接配置され、
前記検出部と前記被検出部との位置関係が変化する事に伴って、前記検出部の出力が変化する
センシング装置付ホイール。 - 前記検出部と前記被検出部との、前記ホイールの円周方向に関する位置関係が変化する事に伴って、前記検出部の出力が変化する、
請求項1に記載のセンシング装置付ホイール。
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