特開 2024-17089 検出装置および検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024017089

(43)【公開日】2024-02-08

(54)【発明の名称】検出装置および検出方法

(51)【国際特許分類】

   G01L 5/00 20060101AFI20240201BHJP

   B60B 3/16 20060101ALI20240201BHJP

【ＦＩ】

G01L5/00 103Z

B60B3/16 D

B60B3/16 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022119492

(22)【出願日】2022-07-27

(71)【出願人】

【識別番号】000003551

【氏名又は名称】株式会社東海理化電機製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小杉 正則

【テーマコード（参考）】

2F051

【Ｆターム（参考）】

2F051AA01

2F051AB06

2F051AC07

(57)【要約】

【課題】締結部材の回転角度の基準値を容易に設定することが可能な検出装置を提供する。
【解決手段】センサ装置１００（検出装置）は、Ｘ軸加速度およびＹ軸加速度を検出する加速度センサ１（センサ部）を備える。また、センサ装置１００は、Ｘ軸加速度およびＹ軸加速度に基づいて算出されたセンサ装置１００の回転角度と、Ｘ軸加速度およびＹ軸加速度の各々の初期値（基準加速度）に基づいて算出されたセンサ装置１００の回転角度の初期値との比較結果に基づいて、ナット２４０の締結状態を検出する信号処理部２（状態検出部）を備える。信号処理部２は、Ｘ軸加速度およびＹ軸加速度の各々が０値とみなせる値となった後に、加速度センサ１により検出された上記０値よりも大きな加速度を、加速度の初期値として規定する。
【選択図】図１１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

重力方向に対して交差する回転軸を有した回転体に所定の部材を締結する締結部材の締結状態を検出する検出装置であって、
前記締結部材により前記回転体に前記所定の部材が締結された状態で、前記回転体の回転軸に対して交差する平面に沿った少なくとも１つの軸における加速度を検出するセンサ部と、
前記センサ部により検出された加速度に基づく値と、加速度の基準値として規定された基準加速度に基づく値との比較結果に基づいて、前記締結部材の締結状態を検出する状態検出部と、を備え、
前記状態検出部は、前記少なくとも１つの軸の加速度の絶対値が０値とみなせる値となった後に、前記センサ部により検出された前記０値よりも大きな加速度の絶対値に基づく値を、前記基準加速度として規定する、検出装置。

【請求項2】

前記状態検出部は、
所定の時間毎に前記締結部材の前記少なくとも１つの軸の加速度を取得するとともに、
前記少なくとも１つの軸の加速度の絶対値が前記０値とみなせる値となった後に、前記センサ部により複数回検出された前記０値よりも大きな加速度の絶対値に基づく値の平均値を、前記基準加速度として規定する、請求項１に記載の検出装置。

【請求項3】

前記状態検出部は、
所定の時間毎に前記締結部材の前記少なくとも１つの軸の加速度を取得するとともに、
前記少なくとも１つの軸の加速度の絶対値が前記０値とみなせる値となった後に、前記所定の時間を長くする制御を行う、請求項１または２に記載の検出装置。

【請求項4】

前記状態検出部は、前記少なくとも１つの軸の加速度の絶対値が前記０値とみなせる値となった後に、前記所定の時間を徐々に長くする制御を行う、請求項３に記載の検出装置。

【請求項5】

前記センサ部は、車体にホイールを固定するナットに設けられている、請求項１または２に記載の検出装置。

【請求項6】

重力方向に対して交差する回転軸を有した回転体に所定の部材を締結する締結部材の締結状態を検出する検出方法であって、
前記締結部材により前記回転体に前記所定の部材が締結された状態で、前記回転体の回転軸に対して交差する平面に沿った少なくとも１つの軸における加速度を検出するセンサ部により、前記少なくとも１つの軸における加速度を検出する工程と、
前記少なくとも１つの軸に沿った加速度の絶対値が０値とみなせる値となった後に、前記センサ部により検出された前記０値よりも大きな加速度の絶対値に基づく値を、基準加速度として規定する規定工程と、
前記センサ部により検出された前記少なくとも１つの軸における加速度に基づく値と、前記基準加速度に基づく値との比較結果に基づいて、前記締結部材の締結状態を検出する工程と、を備える、検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、検出装置および検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特開２００５－３２９９０７号公報（特許文献１）には、タイヤあるいはホイールに取り付けられた検出器（Ｇセンサ）の検出値に基づいて、タイヤ（ホイールを締結するナット）の取り付け状態を検出する検出装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５－３２９９０７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記特許文献１に記載された検出装置では、ホイールに締結されたナットの緩み具合がＧセンサの検出値に基づいて検出されている。しかしながら、ナットが緩んだ時に生じるホイールの振動は、車両やタイヤの種類によって変わり得るものである。そこで、車両やタイヤ（回転体）の種類に拘わらずナット（締結部材）の緩み具合を検出するために、ナットの回転角度に基づく値の変化量に基づいてナットの緩み具合を検出することが考えられる。この場合、ナットの緩み具合を検出するためには、ナットの回転角度に基づく値の基準値（初期値）を設定することが必要である。そこで、ナット（締結部材）の回転角度に基づく値の基準値を容易に設定することが可能な検出装置および検出方法が望まれている。

【0005】

本開示は、かかる課題を解決するためになされたものであり、本開示の目的は、締結部材の回転角度に基づく値の基準値を容易に設定することが可能な検出装置および検出方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の第１の局面による検出装置は、重力方向に対して交差する回転軸を有した回転体に所定の部材を締結する締結部材の締結状態を検出する検出装置であって、締結部材により回転体に所定の部材が締結された状態で、回転体の回転軸に対して交差する平面において互いに交差する少なくとも１つの軸に沿った加速度を検出するセンサ部と、センサ部により検出された加速度に基づく値と、加速度の基準値として規定された基準加速度に基づく値との比較結果に基づいて、締結部材の締結状態を検出する状態検出部と、を備え、状態検出部は、少なくとも１つの軸に沿った加速度の絶対値が０値とみなせる値となった後に、センサ部により検出された０値よりも大きな加速度の絶対値に基づく値を、基準加速度として規定する。

【0007】

本開示の第１の局面による検出装置では、上記のように、少なくとも１つの軸に沿った加速度の絶対値が０値とみなせる値となった後に、センサ部により検出された０値よりも大きな加速度が、基準加速度として規制される。ここで、締結部材を締めるために締結部材を回転体から一旦外して地面に水平に置いた場合、センサ部の少なくとも１つの軸の加速度は０になる。そして、締結部材を締める作業が完了した後、回転体の回転が開始されることにより、締結部材に所定の大きさ以上の遠心加速度がかかる。したがって、締結部材を締める作業が完了して回転体の回転が開始された際の締結部材の加速度が、基準加速度として自動的に設定される。これにより、たとえばユーザが所定の操作を行うことにより締結部材の基準加速度が設定される場合に比べて、ユーザの手間を低減することができる。その結果、締結部材の加速度（回転角度に基づく値）の基準値を容易に設定することができる。

【0008】

本開示の第２の局面に従う検出方法は、重力方向に対して交差する回転軸を有した回転体に所定の部材を締結する締結部材の締結状態を検出する検出方法であって、締結部材により回転体に所定の部材が締結された状態で、回転体の回転軸に対して交差する平面に沿った少なくとも１つの軸における加速度を検出するセンサ部により、少なくとも１つの軸における加速度を検出する工程と、少なくとも１つの軸に沿った加速度の絶対値が０値とみなせる値となった後に、センサ部により検出された０値よりも大きな加速度の絶対値に基づく値を、基準加速度として規定する規定工程と、センサ部により検出された少なくとも１つの軸における加速度に基づく値と、基準加速度に基づく値との比較結果に基づいて、締結部材の締結状態を検出する工程と、を備える。

【0009】

本開示の第２の局面による検出方法では、上記のように、少なくとも１つの軸に沿った加速度の絶対値が０値とみなせる値となった後に、センサ部により検出された０値よりも大きな加速度が、基準加速度として規定される。これにより、締結部材の加速度（回転角度に基づく値）の基準値を容易に設定することが可能な検出方法を提供することができる。

【発明の効果】

【0010】

本開示によれば、締結部材の回転角度に基づく値の基準値を容易に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】一実施形態によるセンサ装置が設けられている車両を示す図である。

【図2】一実施形態によるナットの断面図である。

【図3】一実施形態によるセンサ装置の構成を示す図である。

【図4】一実施形態による信号処理部の機能ブロック図である。

【図5】一実施形態による車両のタイヤ（初期状態）の構成を示す正面図である。

【図6】遠心力が０の場合の加速度とホイールの回転角との関係を示す図である。

【図7】遠心力が６Ｇの場合の加速度とホイールの回転角との関係を示す図である。

【図8】一実施形態による車両のタイヤ（ナットが緩んだ状態）の構成を示す正面図である。

【図9】ナットが緩んだ状態で遠心力が６Ｇの場合の加速度とホイール角度との関係を示す図である。

【図10】図１０（Ａ）は、遠心力が６Ｇの場合の加速度の平均値とセンサ角度との関係を示す図である。図１０（Ｂ）は、遠心力が１０Ｇの場合の加速度の平均値とセンサ角度との関係を示す図である。

【図11】一実施形態によるセンサ装置を用いてナットの締結状態を検出する方法を示すフロー図である。

【図12】一実施形態によるセンサ装置を地面に水平に置いた状態を示す図である。

【図13】一実施形態の第１変形例によるナットの断面図である。

【図14】一実施形態の第２変形例によるナットの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

【0013】

図１は、本実施形態に係るセンサ装置１００（図２参照）が搭載される車両２００を示す図である。車両２００は、複数の車輪２１０を備える。また、車両２００は、後述の通信部３と通信可能でかつ図示しない表示部を備える通信端末２０１を備える。なお、センサ装置１００は、本開示の「検出装置」の一例である。

【0014】

車輪２１０は、ホイール２２０と、ホイール２２０に取り付けられるタイヤ２３０とを含む。ホイール２２０は、複数（図１では５つ）のナット２４０によりホイールハブ２５０ａ（図２参照）に締結されている。なお、ナット２４０の個数は上記の例に限られない。また、ホイールハブ２５０ａは、本開示の「所定の部材」および「車体」の一例である。また、ホイール２２０およびナット２４０は、それぞれ、本開示の「回転体」および「締結部材」の一例である。

【0015】

図２に示すように、ナット２４０は、ホイール２２０にボルト２５０を締結させる。具体的には、ホイール２２０には、ボルト２５０が挿入（貫通）される複数（５つ）のホイール穴２２１が設けられている。ナット２４０は、ホイール穴２２１に挿入された状態のボルト２５０（図２参照）をホイール２２０に締結する。なお、ボルト２５０は、ホイールハブ２５０ａに固定されている。

【0016】

図２は、ダブルタイヤの例を示しており、ホイール２２０は、内側ホイール２２２と外側ホイール２２３からなる。

【0017】

ナット２４０は、片面側が開放されている。また、ナット２４０には、ナットキャップ２４１が取り付けられている。センサ装置１００は、たとえばナットキャップ２４１に取り付けられていることによって、ナット２４０に間接的に設けられていてもよい。なお、ナット２４０は、本開示の「締結部材」の一例である。

【0018】

具体的には、ナットキャップ２４１は、天井部２４１ａと、側面部２４１ｂとを含む。側面部２４１ｂは、ボルト２５０のうちホイール穴２２１を貫通した部分を周状に取り囲むように設けられている。天井部２４１ａは、ボルト２５０の先端部２５１と（ボルト２５０の挿入方向に）対向するように設けられている。天井部２４１ａは、側面部２４１ｂと連続的に設けられている。なお、ナット２４０とホイール２２０との間には、ワッシャ２４３が設けられていてもよい。

【0019】

センサ装置１００は、ナットキャップ２４１の天井部２４１ａの内表面２４１ｃに取り付けられて（接着されて）いる。したがって、センサ装置１００は、ボルト２５０が収容されるナットキャップ２４１の空間Ｓ内に配置されている。

【0020】

また、センサ装置１００は、各車輪２１０に設けられる複数のナット２４０のうちの一部に設けられている。なお、センサ装置１００は、各車輪２１０に設けられる複数のナット２４０の全てに設けられていてもよい。

【0021】

図３に示すように、センサ装置１００は、加速度センサ１と、信号処理部２と、通信部３と、電源部４とを備える。なお、加速度センサ１および信号処理部２は、それぞれ、本開示の「センサ部」および「状態検出部」の一例である。

【0022】

図５に示すように、加速度センサ１は、ホイール２２０の図示しない回転軸（図５の紙面に垂直な方向に延びる軸）に対して直交する平面において互いに直交するＸ軸およびＹ軸の各々の加速度を検出する。加速度センサ１により検出される加速度は、正または負の大きさ（向き）を有する。図５に示すＸ軸およびＹ軸の各々を示す矢印は、それぞれ、Ｘ軸およびＹ軸の正方向を示す。なお、図５に示す紙面を見ると、Ｙ軸は、Ｘ軸に対して反時計回りに９０度回転した向きを正方向とする。

【0023】

また、図５に示すＺ方向は、鉛直方向（上下方向）を示す。また、車輪２１０が回転することにより、ナット２４０Ａには、車輪２１０の回転速度に応じた遠心加速度がかかる。本実施形態においては、説明を簡略化するため、重力加速度に対して遠心加速度が十分に大きな値であるものとして説明する（重力加速度を無視できるものとして説明する）。なお、図５において、５つのナット２４０のうち最もＺ１側に位置するナット２４０をナット２４０Ａと称している。なお、以下の説明では、センサ装置１００の向きが図５の状態の時、センサ装置１００の角度（回転角度）を０度としている。

【0024】

信号処理部２は、加速度センサ１の検出信号に基づいて、ナット２４０の状態（締結状態）を検出する。図４に示すように、信号処理部２は、２乗和平方根算出部２ａと、正規化部２ｂと、回転角度算出部２ｃと、締結状態検出部２ｄと、初期値設定部２ｅと、センシング周期設定部２ｆとを含む。なお、図４に示す２乗和平方根算出部２ａ、正規化部２ｂ、回転角度算出部２ｃ、締結状態検出部２ｄ、初期値設定部２ｅ、および、センシング周期設定部２ｆの各々は、信号処理部２の機能的特徴をブロック化したソフトウェアを示すものである。各機能についての詳細は後述する。

【0025】

通信部３は、信号処理部２の処理結果または処理結果に基づく情報を、無線通信により、車両２００の通信端末２０１（図１参照）に送信する。

【0026】

電源部４は、加速度センサ１、信号処理部２、および、通信部３の各々に電力を供給する。

【0027】

加速度センサ１は、ナット２４０によりホイール２２０にホイールハブ２５０ａが締結された状態で、Ｘ軸の加速度（ベクトル）であるＸ軸加速度（Ｘｇ）と、Ｙ軸の加速度（ベクトル）であるＹ軸加速度（Ｙｇ）とを検出する。なお、Ｘ軸加速度およびＹ軸加速度の各々は、Ｇ値（重力加速度を１Ｇとする値）により表される。

【0028】

図６は、車両２００の車速が０（ナット２４０に働く遠心力が０）の場合における、タイヤ２３０（ホイール２２０）の回転軸を中心とした回転角とＸ軸加速度およびＹ軸加速度の各々との関係を示すグラフである。この場合、Ｘ軸加速度およびＹ軸加速度の各々は、±１Ｇの範囲で正弦波状に変動する。これは、Ｘ軸およびＹ軸の各々には、Ｚ２方向にかかる重力加速度に基づく加速度成分のみが含まれるためである。なお、図６は、図５に示すナット２４０Ａに設けられたセンサ装置１００の結果を示す図である。

【0029】

図７は、所定の車速によってナット２４０に遠心加速度が６Ｇの遠心力が働く場合における、タイヤ２３０（ホイール２２０）の回転角とＸ軸加速度およびＹ軸加速度の各々との関係を示すグラフである。なお、本開示においては、Ｇ値によって遠心力の大きさを示す場合がある。図５に示すＹ軸の向きではＹ軸には遠心力の力成分が加わらないので、Ｙ軸加速度は図６の場合と変化がない。一方、Ｘ軸には遠心力の力成分が加わるので、Ｘ軸加速度は図６のＸ軸加速度に６Ｇが加えられた値となる。この場合のＸ軸加速度およびＹ軸加速度の２乗和平方根の波形は、Ｘ軸加速度の波形と同一となる。なお、図７では、分かりやすいように、Ｘ軸加速度の波形と２乗和平方根の波形とを僅かにずらして図示されている。また、図７は、図５に示すナット２４０Ａに設けられたセンサ装置１００の結果を示す図である。

【0030】

図８は、図５の状態からナット２４０が時計回りに１３５度回転した（緩んで反時計回りに２２５度回転した）状態を示す図である。図９は、図８の状態でナット２４０に６Ｇの遠心力が働く場合における、タイヤ２３０（ホイール２２０）の角度とＸ軸加速度およびＹ軸加速度の各々との関係を示すグラフである。この場合、Ｘ軸加速度およびＹ軸加速度の各々の波形の振幅は図７の場合と等しい一方、Ｘ軸加速度およびＹ軸加速度の各々の平均値は図７の場合と異なる。Ｘ軸加速度およびＹ軸加速度の各々の平均値は、ナット２４０（センサ装置１００）の回転角度を反映している。その一方、Ｘ軸加速度およびＹ軸加速度の２乗和平方根の波形は、図７の場合と同じであり、ナット２４０（センサ装置１００）の回転角度によって変化しない。なお、図９は、図８に示すナット２４０Ａに設けられたセンサ装置１００の結果を示す図である。

【0031】

図１０（Ａ）は、遠心力が６Ｇの場合における、センサ装置１００の角度（回転角度）に対する加速度の平均値を示すグラフである。図１０（Ｂ）は、遠心力が１０Ｇの場合における、センサ装置１００の角度（回転角度）に対する加速度の平均値を示すグラフである。図１０（Ａ）および（Ｂ）に示されるように、Ｘ軸加速度およびＹ軸加速度の各々の平均値の波形は、遠心力に対応する振幅を有する（縦軸のスケールは互いに異なる）一方、互いに同じ形状を有する。また、図１０（Ａ）および（Ｂ）の各々において、Ｘ軸加速度およびＹ軸加速度の各々の平均値の２乗和平方根は、遠心力に対応する一定値となる。したがって、Ｘ軸加速度およびＹ軸加速度の各々の平均値を上記２乗和平方根で除算した値は、遠心力の大きさに拘わらず等しくなる。

【0032】

本実施形態の信号処理部２（２乗和平方根算出部２ａ）は、Ｘ軸加速度（Ｘｇ）とＹ軸加速度（Ｙｇ）との２乗和平方根を算出する。また、信号処理部２（正規化部２ｂ）は、Ｘ軸加速度を上記２乗和平方根により除算することによりＸ軸正規化値を算出する。また、信号処理部２（正規化部２ｂ）は、Ｙ軸加速度を上記２乗和平方根により除算することによりＹ軸正規化値を算出する。

【0033】

そして、信号処理部２（回転角度算出部２ｃ）は、Ｘ軸正規化値およびＹ軸正規化値の両方に基づいて、ナット２４０（センサ装置１００）の回転角度を検出する。図１０を参照して、上記で説明したように、車速が一定値以上の場合、Ｘ軸正規化値およびＹ軸正規化値の値は、遠心力（車速）に拘わらずセンサ角度に基づいた値となる。したがって、Ｘ軸正規化値およびＹ軸正規化値を用いることにより、車速に拘わらずナット２４０の回転角度を検出することが可能である。また、信号処理部２（回転角度算出部２ｃ）は、所定時間毎（たとえば２０秒～１２０秒ごと）に、Ｘ軸加速度およびＹ軸加速度の情報を加速度センサ１から取得するとともにナット２４０の回転角度を算出する。なお、ナット２４０の回転角度は、本開示の「加速度に基づく値」の一例である。

【0034】

また、信号処理部２（締結状態検出部２ｄ）は、今回算出されたナット２４０の回転角度と、前回までのナット２４０の回転角度との差分に基づいて、ナット２４０の締結状態を検出する。信号処理部２（締結状態検出部２ｄ）は、上記差分が所定の許容範囲外であれば、ナット２４０が緩んでいる（固定されていない）と判断する。この場合、信号処理部２は、通信部３（図３参照）を通じて通信端末２０１（図１参照）にナット２４０が緩んでいることを通知する。これにより、通信端末２０１の図示しない表示部に警告が表示されてもよいし、通信端末２０１に警告音を発生させてもよい。一方、信号処理部２（締結状態検出部２ｄ）は、上記差分が所定の許容範囲内であれば、ナット２４０が固定されていると判断する。この場合、信号処理部２は、通信端末２０１への通知は行わない。また、上記の前回までの回転角度とは、前回の回転角度であってもよいし、前回を含む過去数回分の回転角度の平均値であってもよい。

【0035】

また、信号処理部２（締結状態検出部２ｄ）は、加速度センサ１により検出されたＸ軸加速度およびＹ軸加速度のうち絶対値が大きい方の今回の検出値および前回までの検出値の各々が±１Ｇの範囲内である場合に、ホイール２２０（タイヤ２３０）の回転が停止していると判定する。なお、前回までの検出値とは、前回の検出値であってもよいし、前回を含む過去数回分の検出値の平均値であってもよい。また、Ｘ軸加速度およびＹ軸加速度のいずれか一方に基づいて、ホイール２２０（タイヤ２３０）の回転の停止を判定してもよい。なお、Ｘ軸加速度およびＹ軸加速度の両方の今回の検出値および前回までの検出値の各々が±１Ｇの範囲内である場合に、ホイール２２０（タイヤ２３０）の回転が停止していると判定されてもよい。

【0036】

また、信号処理部２は、ホイール２２０（タイヤ２３０）の回転が停止していると判定した場合に、センサ装置１００によるセンシングの周期（上記所定時間）を長くする（たとえば３０分周期とする）処理を行う。

【0037】

また、信号処理部２は、加速度センサ１により検出されるＸ軸加速度およびＹ軸加速度の各々の情報を取得する。信号処理部２（初期値設定部２ｅ）は、Ｘ軸加速度およびＹ軸加速度の各々が０値とみなせる値となった後に、Ｘ軸加速度およびＹ軸加速度の少なくとも絶対値が大きい方の絶対値が０値よりも大きい所定の値（たとえば２Ｇ）以上になった際のＸ軸加速度およびＹ軸加速度を初期値に規定する。また、初期値は、本開示の「基準加速度」の一例である。なお、０値とみなせる値とは、０値を中心とした所定の範囲内（たとえば０±０．１Ｇ）の値を意味する。

【0038】

たとえば、ナット２４０のトルク締めの際に、ナット２４０がホイール２２０から一旦取り外されて地面に水平に置かれた場合、Ｘ軸加速度およびＹ軸加速度の各々は０になる。その後、ナット２４０がホイール２２０に取り付けられた後、車両２００が所定の速度以上で走行することによりナット２４０に３Ｇ以上の遠心加速度がかかる。この際のＸ軸加速度およびＹ軸加速度の各々が初期値として設定される。

【0039】

具体的には、信号処理部２（初期値設定部２ｅ）は、Ｘ軸加速度およびＹ軸加速度の各々が０値とみなせる状態が所定の時間以上（たとえば３０分以上）継続された後に、Ｘ軸加速度およびＹ軸加速度の少なくとも絶対値が大きい方の絶対値が上記所定の値以上になった際のＸ軸加速度およびＹ軸加速度の各々を初期値として設定する。これにより、Ｘ軸加速度およびＹ軸加速度の各々が加速度センサ１の誤検知により（瞬間的に）０になった場合に初期値の設定が行われるのを抑制することが可能である。

【0040】

詳細には、Ｘ軸加速度およびＹ軸加速度の各々が０となった後の複数回の検出において、Ｘ軸加速度およびＹ軸加速度の少なくとも絶対値が大きい方の絶対値が上記所定の値以上となった際に、該当する複数回の検出における、Ｘ軸加速度の平均値およびＹ軸加速度の平均値の各々が初期値として設定される。なお、上記の複数回の検出は、連続した複数回の検出であってもよい。

【0041】

また、信号処理部２（センシング周期設定部２ｆ）は、Ｘ軸加速度およびＹ軸加速度の各々が０になった後に、センシング周期を長くする制御を行う。たとえば、信号処理部２は、センシング周期を、２０～１２０秒から３０分（一定値）に変更する。

【0042】

また、信号処理部２（締結状態検出部２ｄ）は、現在のナット２４０（センサ装置１００）の回転角度と上記初期値に基づいて算出されたナット２４０（センサ装置１００）の回転角度との差分に基づいて、ナット２４０の締結状態を検出する。具体的には、信号処理部２（締結状態検出部２ｄ）は、上記差分が所定の許容範囲外となった場合に、ナット２４０が緩んでいる（固定されていない）と判断する。この場合、信号処理部２は、通信部３（図３参照）を通じてナット２４０が緩んでいることを通信端末２０１（図１参照）に通知する。これにより、通信端末２０１の図示しない表示部に警告が表示されてもよいし、通信端末２０１に警告音を発生させてもよい。

【0043】

（ナットの締結状態の検出方法）
次に、図１１のフロー図を参照して、ナット２４０の締結状態を検出する方法を説明する。

【0044】

まず、ステップＳ１において、ナット２４０（ナットキャップ２４１）を鉛直方向に直交する水平面９００に配置する工程（図１２参照）が行われる。これにより、加速度センサ１により検知されるＸ軸加速度およびＹ軸加速度の各々が０になる。次に、ステップＳ２において、信号処理部２は、Ｘ軸加速度およびＹ軸加速度の各々が０である（０値とみなせる）ことを示す情報を、加速度センサ１から取得する。次に、ステップＳ３において、信号処理部２（センシング周期設定部２ｆ）は、センシング周期を、たとえば、２０～１２０秒から３０分に変更する。

【0045】

次に、ステップＳ４において、信号処理部２は、加速度センサ１からの情報に基づいて、Ｘ軸加速度およびＹ軸加速度の各々が０である状態が所定の時間（たとえば３０分）以上継続していることを検知したとする。

【0046】

その後、ステップＳ５において、ナット２４０によりホイール２２０にホイールハブ２５０ａが締結された状態で、Ｘ軸加速度およびＹ軸加速度の少なくとも一方を上記所定の値（たとえば２Ｇ）以上にする工程が行われる。具体的には、ナット２４０によりホイール２２０にホイールハブ２５０ａが締結された状態で、所定の速度以上で車両２００を走行させることにより、ナット２４０に所定の大きさ以上の遠心加速度をかける。

【0047】

次に、ステップＳ６において、信号処理部２は、Ｘ軸加速度およびＹ軸加速度の少なくとも一方が上記所定の値以上であることを示す情報を取得する。

【0048】

次に、ステップＳ７において、信号処理部２（初期値設定部２ｅ）は、Ｘ軸加速度およびＹ軸加速度の少なくとも一方が上記所定の値以上であることが検知された際（ステップＳ６の情報を取得した際）のＸ軸加速度およびＹ軸加速度の各々を初期値として設定する。具体的には、信号処理部２（初期値設定部２ｅ）は、ステップＳ６の情報を取得した後の複数回（たとえば３回）のセンシングにおいて算出されたＸ軸加速度およびＹ軸加速度の各々の平均値を初期値として設定する。

【0049】

そして、ステップＳ８では、信号処理部２（締結状態検出部２ｄ）は、ステップＳ７において設定されたＸ軸加速度およびＹ軸加速度の各々の初期値に基づいて、ナット２４０の締結状態を検出する。具体的には、信号処理部２（締結状態検出部２ｄ）は、現在のＸ軸加速度およびＹ軸加速度に基づいて算出されるナット２４０の回転角度と、上記初期値に基づいて算出されるナット２４０の回転角度との差分に基づいて、ナット２４０の緩み具合を検出する。

【0050】

なお、上記ステップＳ１およびＳ５はユーザにより行われる工程であり、それ以外のステップは信号処理部２により行われる処理工程である。

【0051】

以上のように、本実施形態においては、Ｘ軸加速度およびＹ軸加速度の各々が０値とみなせる値となった後に、Ｘ軸加速度およびＹ軸加速度の少なくとも絶対値が大きい方の絶対値が０値よりも大きい所定の値以上となった際のＸ軸加速度およびＹ軸加速度の各々が初期値として設定される。これにより、Ｘ軸加速度およびＹ軸加速度の各々の初期値が自動的に設定されるので、ユーザの手間を低減することができる。その結果、Ｘ軸加速度およびＹ軸加速度の各々の初期値を容易に設定することができる。

【0052】

また、上記初期値を登録するための機械的なスイッチ等を設ける必要がないので、車両２００の部品点数を低減することができるとともに車両２００の構成を簡略化することができる。なお、上記初期値を登録するために、上記のような機械的スイッチや、磁力によってオンオフが切り替わるスイッチ等が車両に設けられていてもよい。

【0053】

なお、上記実施形態では、信号処理部２は、Ｘ軸加速度およびＹ軸加速度の各々が０値とみなせる状態になった後に、センシング周期を３０分（一定値）に設定する例を示したが、本開示はこれに限られない。信号処理部２は、Ｘ軸加速度およびＹ軸加速度の各々が０値とみなせる状態になった後に、センシング周期を徐々に長くしてもよい。たとえば、信号処理部２は、センシング周期を、１分、５分、３０分、２時間、６時間（以後、６時間ごと）に徐々に長くしてもよい。なお、上記実施形態では、Ｘ軸加速度およびＹ軸加速度の各々が０値とみなせる状態がたとえば３０分以上継続している場合に上記初期値の設定が行われる例を示したが、上記のようにセンシング周期が徐々に長くされる場合では、上記状態が５分以上継続している場合に上記初期値の設定が行われてもよい。

【0054】

また、上記実施形態では、加速度センサ１が、Ｘ軸加速度およびＹ軸加速度を検出する例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、加速度センサが、ホイール２２０の回転軸に対して直交する平面において互いに交差する３軸以上の加速度を検出してもよい。また、加速度センサは、Ｘ軸加速度およびＹ軸加速度のいずれか一方のみを検出してもよい。

【0055】

また、上記実施形態では、Ｘ軸加速度およびＹ軸加速度の各々が０となった後の複数回の検出におけるＸ軸加速度およびＹ軸加速度の各々の平均値を初期値として設定する例を示したが、本開示はこれに限られない。Ｘ軸加速度およびＹ軸加速度の各々が０となった後の１回のセンシングにおいて算出されたＸ軸加速度およびＹ軸加速度を初期値として設定してもよい。

【0056】

また、上記実施形態では、車両２００のホイール２２０に設けられるナット２４０の締結状態を検出する例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、エレベータのプーリやベルトコンベアの滑車、遊園地等に備えられるコーヒーカップおよびメリーゴーランド、および、公園等に備えられる回転式遊具などに取り付けられるナット等の締結部材の締結状態を検出してもよい。なお、上記の例のうち、重力に対して垂直な面に沿って回転する回転体の場合、遠心力が重力の影響を受けないので、遠心加速度が小さい場合でも締結部材の締結状態を検出を容易に行うことが可能である。

【0057】

また、上記実施形態では、ナット２４０にナットキャップ２４１が取り付けられている例を示したが、本開示はこれに限られない。図１３に示すように、センサ装置１００は、袋ナットであるナット３４０に取り付けられていてもよい。なお、ナット３４０は、本開示の「締結部材」の一例である。

【0058】

また、図１４に示す第２変形例では、ナット４４０は、片面側が開放されている一方でナットキャップを含まない。この例では、センサ装置１００は、ナット４４０の側面４４１（ホイール２２０と直交するように設けられる面）に設けられていてもよい。なお、ナット４４０は、本開示の「締結部材」の一例である。

【0059】

また、上記実施形態では、ナット２４０にセンサ装置１００が設けられる例を示したが、本開示はこれに限られない。センサ装置１００がボルト（ホイールハブとは別個のボルト）に設けられていてもよい。この場合のボルトは、本開示の「締結部材」の一例である。

【0060】

また、上記実施形態では、センサ装置１００に設けられる信号処理部２によってナット２４０の緩みを検出する例を示したが、本開示はこれに限られない。たとえば、車両２００に設けられるＥＣＵ（Electronic Control Unit)に通信部３を通じて加速度センサ１の検出値を送信し、ＥＣＵが上記検出値に基づいてナット２４０の緩みを検出してもよい。

【0061】

また、上記実施形態では、ナット２４０の回転角度の変化に基づいて、ナット２４０の締結状態（緩み具合）を検出する例を示したが、本開示はこれに限られない。Ｘ軸正規化値（Ｘ軸加速度）およびＹ軸正規化値（Ｙ軸加速度）の少なくとも一方の変化量と所定の閾値との比較に基づいてナット２４０の締結状態（緩み具合）を検出してもよい。この場合、Ｘ軸正規化値（Ｘ軸加速度）およびＹ軸正規化値（Ｙ軸加速度）は、本開示の「加速度に基づく値」の一例である。

【0062】

また、上記実施形態では、Ｘ軸加速度およびＹ軸加速度の各々が０値とみなせる値となったことに基づいて初期値の設定が行われる例を示したが、本開示はこれに限られない。Ｘ軸加速度およびＹ軸加速度のいずれか一方が０値とみなせる値となったことに基づいて初期値の設定が行われてもよい。また、Ｘ軸加速度およびＹ軸加速度が０値とみなせる値になったことを検知する代わりに、重力方向と平行なＺ軸方向の加速度が１Ｇになったことを検出することによって、初期値の設定が行われてもよい。また、Ｘ軸加速度、Ｙ軸加速度、および、Ｚ軸加速度の合成ベクトルが、重力加速度方向に１Ｇとなったことを検出することによって、初期値の設定が行われてもよい。

【0063】

また、上記実施形態では、Ｘ軸加速度（Ｙ軸加速度）の初期値が設定される例を示したが、本開示はこれに限られない。Ｘ軸加速度（Ｙ軸加速度）から算出したナット２４０の回転角度の初期値も設定されてよい。

【0064】

また、上記実施形態では、Ｘ軸とＹ軸とが互いに直交する例を示したが、本開示はこれに限られない。Ｘ軸とＹ軸とが互いに直交せずに交差していてもよい。

【0065】

また、上記実施形態では、Ｘ軸とＹ軸とが設けられる平面がホイール２２０の回転軸に対して直交する例を示したが、本開示はこれに限られない。上記平面が上記回転軸に対して直交せずに交差していてもよい。

【0066】

また、上記実施形態では、Ｘ軸正規化値およびＹ軸正規化値を用いてナット２４０の締結状態を検知する例を示したが、本開示はこれに限られない。Ｘ軸とＹ軸とが互いに直交している場合、Ｘ軸加速度とＹ軸加速度との逆三角関数を用いて、ナット２４０の締結状態を検知してもよい。逆三角関数は、逆正接関数（arctan）、逆正弦関数（arcsin）、逆余弦関数（arccos）、逆余接関数（arccot）、逆余割関数（arccsc）、および、逆正割関数（arcsec）を含む。また、Ｘ軸加速度とＹ軸加速度との比率に基づいて、ナット２４０の締結状態を検知してもよい。

【0067】

なお、上記実施形態において、１つのホイール２２０に対するセンサ装置１００の個数は、１以上であれば適宜変更してもよい。

【0068】

上述の実施の形態および上記変形例は、技術的に矛盾が生じない範囲で適宜組み合わせることもできる。

【0069】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0070】

１ 加速度センサ（センサ部），２ 信号処理部（状態検出部），１００ センサ装置（検出装置），２２０ ホイール（回転体），２４０、３４０、４４０ ナット（締結部材），２５０ａ ホイールハブ（所定の部材）（車体）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】