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Die Erfindung betrifft eine Struktur gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Im allgemeinen wird die Zuladung auf einem Schwerlast-
Motorfahrzeug unter Verwendung einer auf einer Straße
installierten Zuladungsmeßvorrichtung gemessen. Diese
Vorrichtung ist jedoch in der Abmessung groß und in den
Einbaukosten hoch, so daß der Einbauraum und die Anzahl von
Vorrichtungen begrenzt sind. Nur eine Teilmenge aller
Fahrzeuge kann der Messung unterzogen werden. Daher war eine
solche Vorrichtung unzureichend, um eine übermäßige Zuladung
zu erfassen.
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Aus dem oben beschriebenen Grund wurde in den letzten
Jahren eine Zuladungsmeßvorrichtung auf einem Fahrzeug selbst
montiert. Zum Beispiel wurde ein "Eigengewichtsmeßgerät"
vorgeschlagen. Bei dem Eigengewichtsmeßgerät wird mit einem
Erfassungselement, wie einem magnetostriktiven Meßsensor, der
an der Fläche einer Achswelle (oder Achsgehäuse) angeschweißt
ist, die in einer Achse bei Einwirkung einer Last auf einer
Ladeträgerplattform auf die Achse erzeugte Verformung durch
das Erfassungselement erfaßt, um die Traglast für jedes
Fahrzeug zu messen.
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Jedoch kann das Eigengewichtsmeßgerät dieser Art einen
variierenden erfaßten Wert schaffen. Dies ist deshalb, da
entsprechend dem Zustand eines Fahrzeuges, das platziert ist,
wo z. B. die Straßenfläche schlecht ist und daher die Achsen
schräggestellt sind, die auf die Achsen einwirkenden Lasten
in unterschiedlichen Richtungen sind und die
Erfassungselemente unterschiedliche Verformungen vorsehen.
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Im allgemeinen sind, wo das Hinterrad in Längsrichtung
eines Schwerlastfahrzeuges angebracht ist, die Achsgehäuse in
zwei Reihen in Längsrichtung angeordnet. Daher ist, wie in
Fig. 5A gezeigt, eine Blattfeder 13 derart positioniert, daß
ihre beiden Enden an den entsprechenden oberen Seiten 12 (12a
und 12b) liegen und ihre Mitte an einem Lastträgerrahmen
(nicht gezeigt) einer Fahrzeugkarosserie befestigt ist.
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In diesem Fall variiert der Krümmungsgrad der Blattfeder
13 mit dem Gewicht, das auf einem Fahrzeug getragen wird, so
daß der relative Abstand zwischen den Achsgehäusen 12a und
12b variiert. Daher sind die Gleitplatten 5 (5a, 5b), die
jeweils eine Halbkugel im Querschnitt aufweisen, an der
oberen Fläche der Achsgehäuse 12a bzw. 12b angeordnet, so daß
die Enden der Blattfeder 13 an diesen Gleitplatten 5a und 5b
gleiten können.
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Fig. 5B zeigt eine Drehzapfen-Aufhängung einer
Hinterrad-Doppelachse eines Schwerlastfahrzeuges. Beide Enden
der Blattfeder 13 sind in Kontakt mit den Achsen 11 über die
entsprechende Gleitplatte 5 bzw. Abstandshalter 10. Die
Details sind in Fig. 8 gezeigt.
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Unter Berücksichtigung der obigen Struktur schlug der
Anmelder die folgende Befestigungsstruktur der
Zuladungsmeßvorrichtung für ein Fahrzeug vor, die in der japanischen
Patentanmeldung Nr. 6-28037 offenbart ist und in Fig. 6
gezeigt ist.
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Fig. 6A ist eine Bodenansicht der Gleitplatte 5 zum
Anbringen eines Erfassungselements, bei welcher eine
Basisplatte 6 angebracht ist. Fig. 6B ist eine
Querschnittsansicht von der Seite gesehen, bei welcher das
Erfassungselement 1 an der einen Seite angebracht ist und mit einem
Deckel 3 von oben abgedeckt ist. Fig. 6C ist eine
Querschnittsansicht von vorn gesehen. Identisch ist bei
dieser Ausführungsform die Gleitplatte aus Kohlenstoffstahl
hergestellt.
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Wie aus diesen Figuren ersichtlich ist, sind an beiden
inneren Enden der Gleitplatte 5 Einbaustellen 5f für die
Erfassungselemente 1 vorgesehen. Jede Einbaustelle 5f liegt
zwischen zwei Schrauben 5c zur Anbringung des Achsgehäuses
und ist aus einer rechteckigen flachen Nut 5f1, einer
schmalen tiefen Nut 5f2, die von der Mitte der Gleitplatte 5
zu der Mitte der flachen Nut 5f1 ausgebildet ist, und
mitteltiefen Nuten 5f3, die an beiden Seiten der tiefen Nut
5f2 ausgebildet sind.
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Die flache Nut 5f1 ist ein Abschnitt, in welchen ein
später beschriebener Deckel einzupassen ist, die mitteltiefe
Nut 5f3 ist ein Abschnitt, in welchen das Erfassungselement
einzupassen ist, und die tiefe Nut 5f2 ist ein Abschnitt, in
welchen ein später beschriebener abgeschrägter Keil
einzupassen ist.
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Wie aus den Fig. 6A-6C ersichtlich ist, ist ein schmaler
Gummi 7 an der Innenseite der Gleitplatte 5 von der
Einbaustelle 5f des Erfassungselements 1 angebracht, und eine
Basisplatte 6 ist in dem Mittelabschnitt des Gummis 7
eingepaßt. Eine Nut ist entlang der Mitte des Gummis 7
ausgebildet. Ein Leitungsdraht 2 des Erfassungselements 1 ist
in die Nut eingepaßt und darin mittels Klebstoff befestigt.
Das Ende des Leitungsdrahtes 2 ist an die Basisplatte 6
angeschlossen.
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In dem konkaven Abschnitt 5d an der Innenseite der
Gleitplatte 5 ist ein konkaver Vorsprung 9a ausgebildet, und
ein Kabel 8 ist in den konkaven Abschnitt eingepaßt. Ein
Deckel 9b ist von oben aufgeschraubt. Das Kabel 8, dessen
Ende an die Basisplatte 6 angeschlossen ist, dient zum
Weiterleiten der Summe der Werte, die durch die
Erfassungselemente 1 erfaßt werden, welche an beiden Enden
der Gleitplatte 5 angebracht sind, nach außen.
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Ein Beispiel des Erfassungselements 1, wie in Fig. 7A
gezeigt ist, ist aus einer Bodenplatte 1d und einer in deren
Mitte aufrechtstehenden, vertikalen Platte 1e
zusammengesetzt. Die vertikale Platte 1e ist mit vier Löchern
1e1 und Wicklungen 1c versehen, die in einem im Bündel
zurückgebundenen Format unter Verwendung der Löcher 1e1
miteinander verbunden sind. Ein Vorsprung 1e2, der von der
vertikalen Platte 1e gebildet wird, dient zum Befestigen des
Leitungsdrahtes 22 der Wicklung 1c.
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Fig. 7B zeigt einen abgeschrägten Keil 4 zum Befestigen
des Erfassungselements 1. Fig. 7C zeigt einen metallischen
Deckel, der die obere Seite der Einbaustelle 5f des
Erfassungselements 1 an der Gleitplatte 5 abdeckt.
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Der metallische Deckel 3 weist eine Nut 3a auf, die
teilweise an seiner Innenseite ausgebildet ist. Das Ende der
Vertikalen ist in die Nut 3a eingepaßt. Der Deckel 3 ist
geschweißt oder geklebt, um die Einbaustelle 5f des
Erfassungselements 1 der Gleitplatte 5 abzudecken. Das
Erfassungselement 1 ist in den Deckel 3 eingepaßt. Der
abgeschrägte Keil 4, wie in Fig. 7B gezeigt, ist in die
untere Seite des Erfassungselements 1 derart eingesetzt, daß
er befestigt ist, um an dem Boden des Erfassungselements 1
anzuliegen.
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Bei der oben beschriebenen Struktur liegt die
Einbaustelle 5f des Erfassungselements 1 zwischen den
Schraublöchern 5c der Gleitplatte 5, und das
Erfassungselement 1 ist unter Verwendung des Deckels 3 und
des abgeschrägten Keils 4 angeordnet und befestigt. Diese
Komponenten sind kompliziert in der Bearbeitung und hoch in
den Produktionskosten.
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Das Erfassungselement 1 ist durch Preßsitz des
abgeschrägten Keils 4 angebracht. Die Handhabung der
Preßsitzkraft ist jedoch so schwierig, daß eine geringe
Preßsitzkraft eine unzureichende Sensorcharakteristik
schafft, und auch eine zu große Preßsitzkraft schafft eine
plastische Änderung in dem Erfassungselement 1, was zu einer
unzureichenden Sensorcharakteristik führt.
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Bei der Zuladungsmeßvorrichtung in dem Fall einer wie in
Fig. 5B gezeigten Drehzapfenaufhängung ist, wie in Fig. 8
gezeigt, die Gleitplatte 5 mit dem darin montierten
Erfassungselement 1 über einen Abstandshalter 10 an der Achse
11 befestigt. Daher muß eine Komponente des Abstandshalters
10 zusätzlich zu dem Erfassungselement 1, dem Deckel 3 und
dem abgeschrägten Keil 4 vorgesehen sein. Speziell ist dort,
wo die Gleitplatte 5 an der Achse 11 zu sichern ist, damit
die Gleitplatte 5 die richtige Last von einer unebenen
Kontaktfläche zwischen der Gleitplatte 5 und der Achse 11
übertragen kann, der Abstandshalter 10 zum Ausgleichen der
Unebenheit erforderlich.
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Die JP-A-7-239266 offenbart eine Struktur zum Befestigen
eines Erfassungselements zum Messen der Last, bei welcher ein
Erfassungselement in einer Erfassungselement-Montagenut
eingepaßt ist, die zu einer Gleitplatte ausgerichtet ist, und
ein abgeschrägter Keil in die Nut eingesetzt ist, um das
Erfassungselement zu befestigen.
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Die vorliegende Erfindung entstand im Hinblick auf die
obigen Mängel, und beabsichtigt, eine Struktur zum Befestigen
eines Erfassungselements für die Zuladungsmessung eines
Motorfahrzeuges zu schaffen, welche die Anzahl an Komponenten
verringert und eine gute Empfindlichkeit schafft.
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Gemäß der Erfindung wird dies durch die Merkmale im
kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte
weitere Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen
beschrieben.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die
Erfassungselemente in der inneren gekrümmten Fläche der Gleitplatte in
einem vorbestimmten Winkel montiert, so daß, wenn die Last an
einem Fahrzeug über die Blattfeder auf die Gleitplatte
aufgebracht wird, die Gleitplatte und daher das darin
montierte Erfassungselement verformt werden, um eine Ausgabe
entsprechend der Last zu erzeugen.
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Die Erfassungselemente sind in der Gleitplatte derart
montiert, daß ein Deckel, welcher herkömmlich montiert wurde,
nicht erforderlich ist. Eine Platte zur genauen Übertragung
von Spannung, welche zwischen der Gleitplatte und der Achse
vorgesehen ist, ist auch nicht erforderlich. Ferner kann, da
die Erfassungselemente in der Gleitplatte vorgesehen sind,
die auf die Gleitplatte aufgebrachte Spannung leicht auf die
Erfassungselemente übertragen werden, so daß sie eine genaue
Ausgabe entsprechend der Last erzeugen können.
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Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform; Fig. 1A ist eine
Bodenansicht der Gleitplatte, Fig. 1B ist eine Seitenansicht,
die teilweise im Schnitt gezeigt ist, und Fig. 1C ist eine
Vorderansicht, die teilweise im Schnitt gezeigt ist.
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Fig. 2 zeigt ein Erfassungselement und eine
Gehäuseanordnung; Fig. 2A ist eine perspektivische Ansicht der
Gehäuseanordnung, in welcher ein Erfassungselement
untergebracht ist, und Fig. 2B ist eine Vorderansicht des
Erfassungselements.
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Fig. 3 ist eine Schnittansicht einer anderen
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Fig. 4 zeigt ein Erfassungselement und einen
abgeschrägten Keil; Fig. 4A ist eine perspektivische Ansicht,
die eine Ausführungsform des Erfassungselements zeigt, und
Fig. 4B ist eine perspektivische Ansicht des abgeschrägten
Keils.
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Fig. 5 zeigt eine Beziehung zwischen
Fahrzeugkomponenten; Fig. 5A ist eine perspektivische
Explosionsansicht, die eine Beziehung zwischen einer
Gleitplatte, Achse, Blattfeder, usw. in einem Fahrzeug zeigt,
und Fig. 5B ist eine Seitenansicht einer
Drehzapfenaufhängung.
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Fig. 6 zeigt einen Stand der Technik; Fig. 6A ist eine
Bodenansicht der Gleitplatte, Fig. 6B ist eine Seitenansicht
teilweise im Schnitt, und Fig. 6C ist eine Vorderansicht, die
teilweise im Schnitt gezeigt ist.
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Fig. 7 zeigt einen anderen Stand der Technik; Fig. 7A
ist eine perspektivische Ansicht des Erfassungselements nach
dem Stand der Technik, Fig. 7B ist eine perspektivische
Ansicht eines abgeschrägten Keils, und Fig. 7C ist eine
perspektivische Ansicht eines Deckels.
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Fig. 8 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines
herkömmlichen Befestigungszustands einer Gleitplatte.
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Nun wird mit Bezug auf die Zeichnungen eine Erläuterung
von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gegeben.
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Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform einer Struktur zum
Befestigen eines Erfassungselements für die Zuladungsmessung
eines Motorfahrzeuges gemäß der vorliegenden Erfindung. Fig.
1A ist eine Bodenansicht von einer inneren gekrümmten Fläche
15a einer Gleitplatte (Polster) 15 zum Befestigen des
Erfassungselements gesehen; Fig. 1B ist eine von der Seite
gesehene Schnittansicht, die teilweise geschnitten ist; und
Fig. 1C ist eine Schnittansicht von vorn gesehen.
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Fig. 2 zeigt ein Erfassungselement, das bei dieser
Ausführungsform verwendet wird. Fig. 2A ist eine
perspektivische Ansicht der Gehäuseanordnung, in welcher ein
Erfassungselement untergebracht ist, und Fig. 2B ist eine
Vorderansicht des Erfassungselements.
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Eine Erläuterung einer Ausführungsform des
Erfassungselements zum Messen der Zuladung wird gegeben. Fig. 2A zeigt
eine Gehäuseanordnung 20, in welcher ein magnetostriktives
Erfassungselement 21 aus magnetischem Material eingesetzt ist
und an einem zylindrischen Gehäuse 21a aus Stahl befestigt
ist. Wie in Fig. 2B gezeigt, ist das Erfassungselement 21
derart aufgebaut, daß Wicklungen 23a zum Antreiben und
Erfassen, die in einem im Bündel zurückgebundenen Format
durch vier Löcher 22a hindurch gewunden sind, und
Leitungsdrähte 23b sind durch Isolationsrohre 24
hindurchgeführt. Das Gehäuse 21a weist konvexe
Befestigungsabschnitte 21b an seiner Außenfläche auf.
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Mit Bezug auf Fig. 1 wird eine Erläuterung einer
Befestigungsstruktur eines Erfassungselements zum Messen der
Zuladung gegeben. In Fig. 1 ist die Gleitplatte 15 z. B. aus
Kohlenstoffstahl hergestellt. An jedem der beiden Ränder
einer inneren gekrümmten Fläche 15a der Gleitplatte 15 ist
ein Loch 15f vorgesehen, in welches das Erfassungselement 21
eingebaut ist. Das Einbauloch 15f liegt zwischen zwei
Schraubenlöchern 15c, das zum Befestigen der Gleitplatte 15
an dem Achsgehäuse verwendet wird. Ein konkaver Abschnitt 15d
ist an der inneren gekrümmten Fläche 15a der Gleitplatte 15
zwischen ihren beiden Enden ausgebildet. Eine Leitungsplatte
16 ist an dem konkaven Abschnitt 15d befestigt. Die
Leitungsplatte 16 ist an Leitungsdrähte 23b des
Erfassungselements 21 angeschlossen. Die Leitungsplatte 15
ist an einem mit Schraubenlöchern ausgestatteten Vorsprung
15a befestigt, der annähernd in der Mitte des konkaven
Abschnitts 15d vorsteht, der mittels Schrauben 19 an der
Leitungsplatte 16 befestigt ist. Eine Leitung 18 erstreckt
sich annähernd von der Mitte der Leitungsplatte 16. Die
Leitungsplatte 16, der Leitungsdraht 23b und das
Isolationsrohr 24 sind aus Kunststoff gegossen, der in den
konkaven Abschnitt 15d eingefüllt wird.
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Die Einbaulöcher 15f, die an der Gleitplatte 15
ausgebildet sind, können eine Form entsprechend der des zu
montierenden Erfassungselements 21 haben. Bei der
Ausführungsform in Fig. 1 muß, da die Gehäuseanordnung 20 mit
dem Erfassungselement montiert ist, das wie in Fig. 2 gezeigt
eingesetzt ist, das Einbauloch 15 eine zylindrische Form
haben. Bei dem Zylinder sind Befestigungsabschnitte
entsprechend der wie in Fig. 2 gezeigten Form ausgebildet.
Die Gehäuseanordnung 20 ist an die Gleitplatte 20 geschweißt,
wie es das Bedürfnis erfordert.
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Wie in Fig. 1B gezeigt, ist das Einbauloch 15f in einem
Montagewinkel von 200 bezüglich der Befestigungsebene 15e der
Gleitplatte 15 ausgebildet. In diesem Falle wird, da die
Gleitplatte 15 gekrümmt ist, keine Kraft auf den gekrümmten
Abschnitt in Vertikalrichtung, sondern in Schrägrichtung
bezüglich der Befestigungsebene 15e ausgeübt. Daher ist das
Erfassungselement 21 in einem Winkel von 200 angeordnet, so
daß die Kraft in Richtung senkrecht zu seiner Einsetzachse C
ausgeübt wird.
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Nebenbei wird angemerkt, daß der Einsetzwinkel nicht auf
200 begrenzt ist, sondern optional in einem Bereich von 20º ±
5º für die Zuladungsmessung bestimmt werden kann.
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Mit Bezug auf die Fig. 3 und 4 wird eine Erläuterung
einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
gegeben. Fig. 3 ist ein Hauptteil der Befestigungsstruktur
des Erfassungselements für ein Fahrzeug. Die Fig. 4A und 4B
zeigen die Struktur des Erfassungselements.
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In Fig. 3 ist die Gleitplatte 15 im wesentlichen
dieselbe wie bei der Ausführungsform in Fig. 1, jedoch
weichen die Formen eines Einbauloches F, in welches das
Erfassungselement 31 einzusetzen ist, und des
Erfassungselements 31 selbst von denen bei der
Ausführungsform aus Fig. 1 ab. An der inneren gekrümmten
Fläche 15a der Gleitplatte 15 ist wie bei der Ausführungsform
aus Fig. 1 ein Einbauloch 15F in einem Winkel von 200
bezüglich einer Befestigungsfläche 15e ausgebildet. Das
Erfassungselement 31 ist in das Einbauloch 15F eingesetzt und
durch einen abgeschrägten Keil 33 befestigt. Wie in Fig. 1
gezeigt, ist ein Leitungsdraht des Erfassungselements 31 an
eine Leitungsplatte angeschlossen, die mittig an der
Gleitplatte 15 angeordnet ist und nach außen geführt wird. Diese
Leitungsplatte und der Leitungsdraht sind unter Verwendung
von Harz befestigt.
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Das Erfassungselement 31 weist eine Struktur auf, wie in
Fig. 4A gezeigt ist. Speziell weist eine vertikale Platte
eine im wesentlichen rechteckige Frontform auf, bei welcher
Wicklungen 32a zum Antreiben und Erfassen durch vier in der
Front ausgebildete Löcher 31a hindurch gewunden sind. Der
vertikale Plattenabschnitt ist mit Vorsprüngen 31b, 31c und
einer Bodenplate 31d versehen. Die Vorsprünge 31b, 31c sind
in Kontakt mit der Innenwand des Einbaulochs 15F, die
Bodenplatte 31d ist in Kontakt mit der Fläche 33b des
abgeschrägten Keils 33, wie in Fig. 4B gezeigt ist, die
Fläche 33a ist in Kontakt mit der Innenwand des Einbaulochs
15F, und das Ende 33c des abgeschrägten Keils 33 ist in das
Einbauloch 15F derart eingesetzt, daß das Erfassungselement
31 in dem Einbauloch 15F gesichert ist. Der abgeschrägte Keil
33 weist ein Durchgangsloch 33d auf.
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Bei dieser Ausführungsform ist das Einbauloch 15F in der
Gleitplatte 15 derart vorgesehen, daß die Einsetzachse C des
Erfassungselements in einem Winkel von 20º bezüglich der
Befestigungsebene 15e platziert ist. In diesem Falle wird,
wie oben beschrieben, da die Gleitplatte 15 gekrümmt ist,
keine Kraft auf den gekrümmten Abschnitt in Vertikalrichtung,
sondern in Schrägrichtung bezüglich der Befestigungsebene 15e
ausgeübt, wie durch den Pfeil B in Fig. 3 angezeigt ist.
Daher ist das Erfassungselement 21 in einem Einsetzwinkel von
200 angeordnet, so daß die Kraft in Richtung im wesentlichen
senkrecht zu seiner Einsetzachse C ausgeübt wird.
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Es ist unnötig zu erwähnen, daß die
Erfassungsempfindlichkeit beibehalten werden kann, so lange
wie der Montagewinkel innerhalb eines Bereichs von 200 ± 50
wie bei der vorhergehenden Ausführungsform ist.
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Das Erfassungselement, das in die Gleitplatte eingesetzt
ist, ist durch Schweißen fixiert. Im Gegensatz zu dem Stand
der Technik ist zumindest der Deckel oder die Platte nicht
erforderlich, so daß die Anzahl von Komponenten verringert
werden kann.
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Daher kann das Erfassungselement fest angeordnet und
gesichert werden. Der Einsetzwinkel des Erfassungselements
Ermöglicht, daß die auf die gekrümmte Gleitplatte ausgeübte
Kraft wirksam auf das Erfassungselement übertragen wird.
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Das Erfassungselement kann in dem wie in Fig. 2
gezeigten Fall eingesetzt sein oder an der einen Seite seiner
rechteckigen Frontform wie in Fig. 4 gezeigt verjüngt sein.
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Wie bisher beschrieben, sind gemäß der vorliegenden
Erfindung die Erfassungselemente in der inneren gekrümmten
Fläche der Gleitplatte in einem vorbestimmten Winkel
montiert, so daß die Spannung, die in der Gleitplatte
auftritt, wenn die Last an einem Fahrzeug über die Blattfeder
auf die Gleitplatte aufgebracht wird, leicht auf die
Erfassungselemente übertragen werden. Daher kann eine Ausgabe
entsprechend der Last von den Erfassungselementen erzeugt
werden, und die Last kann mit sehr hoher Empfindlichkeit
erfaßt werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die
Erfassungselemente in der Gleitplatte montiert, so daß ein Deckel,
welcher herkömmlich montiert wurde, nicht erforderlich ist.
Eine Platte zur genauen Übertragung von Spannung, welche
zwischen der Gleitplatte und der Achse vorgesehen ist, ist
nicht erforderlich. Dies ermöglicht, daß die Anzahl von
Komponenten verringert werden kann.