JP3219015B2 - Load detector - Google Patents

Load detector

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JP3219015B2
JP3219015B2 JP07566397A JP7566397A JP3219015B2 JP 3219015 B2 JP3219015 B2 JP 3219015B2 JP 07566397 A JP07566397 A JP 07566397A JP 7566397 A JP7566397 A JP 7566397A JP 3219015 B2 JP3219015 B2 JP 3219015B2
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sensor
mounting
shaft member
magnetostrictive
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宏 松平
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、軸部材を介して上
方部材から下方部材に負荷される荷重を軸部材に生じる
歪から検出する荷重検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a load detecting device for detecting a load applied from an upper member to a lower member via a shaft member from a strain generated in the shaft member.

【0002】[0002]

【従来の技術】貨物を積載するトラック(車両)には、
積載量が明確に認識できるよう、自車にどれだけの荷重
の貨物が積載されたかを表示する機能を設けたものがあ
る。この機能には、トラックのサスペンション装置を構
成する部品の歪を検出する荷重センサを用いた荷重検出
装置が採用され、負荷される荷重にしたがって歪む部品
の特性を利用して同荷重を検出し、この結果を表示器な
どに表示する。
2. Description of the Related Art Trucks (vehicles) for loading cargo include:
In order to clearly recognize the load, some vehicles have a function of displaying how much load is loaded on the own vehicle. For this function, a load detection device using a load sensor that detects the distortion of the components that make up the truck suspension device is adopted, and the same load is detected using the characteristics of the component that is distorted according to the load applied, The result is displayed on a display or the like.

【0003】ところで、荷重検出装置は、正確な積載荷
重を得るために、高い測定感度が求められる。そこで、
トラックは、正確に荷重を測定する場所として、前輪側
の車軸を支えるサスペンション装置、例えばリーフ式ス
プリングサスペンションではリーフスプリングの端部と
シャーシとの間をつなぐシャックルピン、後輪側の車軸
を支えるサスペンション装置、例えばトラニオン式サス
ペンションではリーフスプリングの中間部とシャーシと
の間をつなぐトラニオンシャフトを選び、これらの部品
に荷重センサを設けることが行われている。
Incidentally, a load detecting device is required to have high measurement sensitivity in order to obtain an accurate load. Therefore,
A truck is a suspension device that supports the front axle, such as a shackle pin that connects between the end of the leaf spring and the chassis. In a device, for example, a trunnion type suspension, a trunnion shaft that connects a middle portion of a leaf spring and a chassis is selected, and a load sensor is provided on these components.

【0004】具体的には、実開平6−69759号公報
にも示されているように前輪側だと、荷重が負荷される
スプリングブラケット(上部部材)と荷重を受けるリー
フスプリングの端部とに嵌合されたシャックルピン(軸
部材)に軸方向に延びるセンサ取付孔を穿設し、このセ
ンサ取付孔の、スプリンブラケットとリーフスプリング
の端部とがなす隙間部分に対応する部位に荷重センサを
取り付けることが行われている。
Specifically, as shown in Japanese Utility Model Laid-Open No. 6-69759, when the front wheel is used, a spring bracket (upper member) to which a load is applied and an end of a leaf spring to which the load is applied are provided. A sensor mounting hole extending in the axial direction is formed in the fitted shackle pin (shaft member), and a load sensor is provided in a portion of the sensor mounting hole corresponding to a gap between the spring bracket and the end of the leaf spring. Installation has been done.

【0005】また同じく後輪側だと、荷重が負荷される
トラニオンブラケット(上部部材)と荷重を受けるロワ
サドルとに嵌合されたトラニオンシャフト(軸部材)に
軸方向に延びるセンサ取付孔を穿設し、このセンサ取付
孔の、トラニオンブラケットとロアサドルとがなす隙間
部分に対応する部位に荷重センサを取り付けることが行
われている。
On the rear wheel side, a sensor mounting hole extending in the axial direction is formed in a trunnion shaft (shaft member) fitted to a trunnion bracket (upper member) to which a load is applied and a lower saddle to which the load is applied. Then, a load sensor is mounted on a portion of the sensor mounting hole corresponding to a gap between the trunnion bracket and the lower saddle.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、本出願人
は、種々の実験を行った結果、軸部材に嵌合されている
上方部材から、同じく軸部材に嵌合されている下方部材
へ、荷重を負荷させると、軸部材には外周頂部における
上方部分との下方部材との隙間部分から斜め下方に向か
って大きな剪断応力が生じるとの知見を得た。
As a result of various experiments, the present applicant has found that a load is applied from an upper member fitted to a shaft member to a lower member also fitted to the shaft member. , A large shear stress is generated in the shaft member obliquely downward from the gap between the upper portion of the outer peripheral top and the lower member.

【0007】ところが、従来の荷重検出装置だと、荷重
センサが、上方部材であるスプリングブラケット,トラ
ニオンブラケットと、下方部材であるリーフスプリング
端,ロワサドルにとの隙間部分と対応する位置に配置さ
れて、応力が大きくなる部分から大きく外れた位置に取
り付けられているために、十分な感度が得られるはず
が、実際には十分な感度が得られなかった。
However, in the conventional load detecting device, the load sensor is disposed at a position corresponding to a gap between the spring bracket and the trunnion bracket as the upper member and the end of the leaf spring and the lower saddle as the lower member. Since the sensor is mounted at a position far away from the portion where the stress increases, sufficient sensitivity should be obtained, but in practice, sufficient sensitivity was not obtained.

【0008】このため、知見にもとづき十分な測定感度
が確保される荷重検出装置が求められている。本発明は
上記事情に着目してなされたもので、その目的とすると
ころは、センサの検出構造を変更せずに荷重センサの感
度を向上させることができる荷重検出装置を提供するこ
とにある。
For this reason, there is a demand for a load detecting device that ensures sufficient measurement sensitivity based on knowledge. The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a load detection device capable of improving the sensitivity of a load sensor without changing the detection structure of the sensor.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1の荷重検出装置では、荷重センサが、軸部材
を介して上方部材から下方部材へ荷重を負荷させたと
き、軸部材に生じる該軸部材の外周頂部における上方部
材と下方部材との隙間部分から斜め下方に向かって応力
が大きくなる部分の近くに配置される。しかも、荷重セ
ンサを取り付ける上下一対の取付片は、その斜め下方の
応力方向にならう向きで軸部材に取り付けられるので、
発生する応力がそのまま取付片を経て荷重センサに入力
しやすくなる。つまり、荷重センサは敏感に反応するよ
うになる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a load detecting device, wherein a load sensor applies a load to a shaft member from an upper member to a lower member via the shaft member. The shaft member is disposed near the portion where the stress increases obliquely downward from the gap between the upper member and the lower member at the top of the outer periphery of the shaft member. In addition, since the pair of upper and lower mounting pieces for mounting the load sensor are mounted on the shaft member in a direction following the stress direction obliquely downward,
The generated stress is easily input to the load sensor via the mounting piece as it is. That is, the load sensor reacts sensitively.

【0010】その結果、軸部材に生じる歪は、荷重セン
サにより、最も効果的に検出されるようになり、センサ
自体を変更せず、センサ取付構造だけで、荷重センサの
高い測定感度が期待できるようになる。
As a result, the strain generated in the shaft member can be most effectively detected by the load sensor, and high measurement sensitivity of the load sensor can be expected only by the sensor mounting structure without changing the sensor itself. Become like

【0011】請求項2に記載の荷重検出装置では、荷重
センサを軸部材に組み付けるときは、荷重センサを、そ
の上下一対の取付片が、段差している一対の取付段部の
側面と接するまでセンサ取付孔から挿入した後、各取付
片を取付段部の側面に接合するだけで、荷重センサは、
確実に感度の良い場所に位置決めて取り付けられる。
In the load detecting device according to the second aspect, when assembling the load sensor to the shaft member, the load sensor is moved until the pair of upper and lower mounting pieces come into contact with the side surfaces of the pair of mounting steps. After inserting from the sensor mounting hole, simply attach each mounting piece to the side surface of the mounting step, the load sensor is
It is reliably positioned and mounted in a sensitive location.

【0012】請求項3に記載の荷重検出装置では、軸部
材に作用する応力が最大で、かつ最大の応力が生ずる応
力方向となる部位に、取付片,取付段部を含み荷重セン
サ全体が配置されるので、一層、高い測定感度が得られ
る。
In the load detecting device according to the third aspect, the entire load sensor including the mounting piece and the mounting step is disposed at a position where the stress acting on the shaft member is the maximum and in the direction of the stress in which the maximum stress is generated. Therefore, higher measurement sensitivity can be obtained.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図1ないし図4に
示す一実施形態にもとづいて説明する。図1は、本発明
を適用した車両、例えば後二軸式のトラックを示し、1
はシャーシフレーム、2はキャブ、3は荷台である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to one embodiment shown in FIGS. FIG. 1 shows a vehicle to which the present invention is applied, for example, a rear two-axle truck.
Is a chassis frame, 2 is a cab, and 3 is a carrier.

【0014】トラックの前輪4は、サスペンション装
置、例えばリーフ式スプリングサスペンション5で懸架
されている。具体的には、車体前後方向に延びるリーフ
スプリング6の前後端が、シャックルピン7、シャック
ルリンク8などの部品を用いて、シャーシフレーム1に
据え付けてあるスプリングブラケット9に支持され、前
輪4を保持しているフロントアクスル10を支持させて
いる。なお、11はショックアブソーバを示す。
The front wheels 4 of the truck are suspended by a suspension device, for example, a leaf-type spring suspension 5. More specifically, front and rear ends of a leaf spring 6 extending in the vehicle front-rear direction are supported by a spring bracket 9 mounted on the chassis frame 1 using components such as a shackle pin 7 and a shackle link 8 to hold the front wheel 4. The front axle 10 is supported. In addition, 11 shows a shock absorber.

【0015】後・前輪15および後・後輪16は、サス
ペンション装置、例えばトラニオン式サスペンション1
7で懸架されている。具体的には、車体前後方向に延び
るリーフスプリング18の中間部が、ロワサドル19、
トラニオンシャフト20を介して、シャーシフレーム1
に据え付けてあるトラニオンブラケット21に支持さ
れ、後・前輪15および後・後輪16を保持しているリ
アアクスル17を支持させている。
A rear / front wheel 15 and a rear / rear wheel 16 are provided with a suspension device, for example, a trunnion type suspension 1.
It is suspended at 7. Specifically, an intermediate portion of the leaf spring 18 extending in the vehicle longitudinal direction is a lower saddle 19,
Through the trunnion shaft 20, the chassis frame 1
The rear axle 17 is supported by a trunnion bracket 21 installed on the rear axle 17 and holds the rear and front wheels 15 and the rear and rear wheels 16.

【0016】また前・後輪の各サスペンション装置に
は、それぞれ車軸に加わる荷重を検出する本発明の要部
となる荷重検出装置25が設けられている。具体的に
は、前輪側の荷重検出装置25は、前輪4を支えるリー
フ式スプリングサスペンション5の各部から、良好な荷
重測定が期待できる場所として、例えば図2に示される
ように両端部にフォークエンド状のスプリングブラケッ
ト9(本願の上方部材に相当)が嵌合され、中間部にブ
ッシュ6aを介してリーフスプリング6の目玉部6b
(本願の下方部材に相当)が嵌合された車両前側のシャ
ックルピン7(本願の軸部材に相当)を選んで、このシ
ャクルピン7に同ピン7の歪を検出する荷重センサ、例
えば圧縮型の磁歪センサ26を設けて、シャーシフレー
ム1の上側から加わる荷重をシャックルピン7の歪から
検出するようにしてある。
Each of the front and rear wheel suspension devices is provided with a load detecting device 25 which detects a load applied to the axle, which is a main part of the present invention. Specifically, the load detection device 25 on the front wheel side is provided with fork ends at both ends as shown in FIG. 2 as places where good load measurement can be expected from each part of the leaf-type spring suspension 5 supporting the front wheel 4. Spring bracket 9 (corresponding to the upper member of the present application) is fitted, and the center portion 6b of the leaf spring 6 is connected to the intermediate portion via the bush 6a.
A shackle pin 7 (corresponding to a shaft member according to the present invention) on the front side of the vehicle to which the lower member (corresponding to a lower member according to the present application) is fitted is selected, and a load sensor for detecting the strain of the shackle pin 7 is used. A magnetostrictive sensor 26 is provided to detect the load applied from above the chassis frame 1 from the strain of the shackle pin 7.

【0017】また後輪側の荷重検出装置25は、後二輪
を支えるトラニオン式サスペンション17の各部から、
良好な荷重測定が期待できる場所として、例えば図4に
示されるように一方の端部にトラニオンブラケット21
(本願の上方部材に相当)が嵌合され、他方の端部にリ
ーフスプリング18を支えるロワサドル19(本願の下
方部材に相当)が嵌合されたトラニオンシャフト20
(本願の軸部材に相当)を選んで、このトラニオンシャ
フト20に同シャフト20の歪を検出する荷重センサ、
例えば圧縮型の磁歪センサ27を設けて、シャーシフレ
ーム1の上側から加わる荷重をトラニオンシャフト20
の歪から検出するようにしてある。
Further, the load detecting device 25 on the rear wheel side is provided from each part of the trunnion type suspension 17 supporting the rear two wheels,
As a place where good load measurement can be expected, for example, as shown in FIG.
(Corresponding to an upper member of the present application), and a trunnion shaft 20 fitted with a lower saddle 19 (corresponding to a lower member of the present application) supporting the leaf spring 18 at the other end.
(Corresponding to the shaft member of the present application), and a load sensor for detecting the strain of the trunnion shaft 20 on the trunnion shaft 20;
For example, a compression type magnetostrictive sensor 27 is provided to apply a load applied from above the chassis frame 1 to the trunnion shaft 20.
Is detected from the distortion.

【0018】そして、本出願人が、種々の実験を行った
結果、軸部材に嵌合されている上方部材から、同じく軸
部材に嵌合されている下方部材へ、荷重を負荷させる
と、軸部材には外周頂部における上方部分との下方部材
との隙間部分から斜め下方に向かって大きな剪断応力が
生じるとの知見にもとづき、各磁歪センサ26,27に
は感度を高める工夫、具体的にはセンサ取付構造を改良
してある・なお、磁歪センサ26,27の取付構造は、
双方共、同じであるので、磁歪センサ26の取付構造だ
けを説明することにする。
As a result of various experiments by the present applicant, when a load is applied from the upper member fitted to the shaft member to the lower member similarly fitted to the shaft member, Based on the knowledge that a large shear stress is generated diagonally downward from the gap between the upper part and the lower part at the top of the outer periphery of the member, a device for increasing the sensitivity of each of the magnetostrictive sensors 26 and 27, specifically, The sensor mounting structure has been improved. The mounting structure of the magnetostrictive sensors 26 and 27 is
Since both are the same, only the mounting structure of the magnetostrictive sensor 26 will be described.

【0019】磁歪センサ26の取付構造が、図2および
図3に示されている。ここで、同磁歪センサ26の取付
構造について説明すれば、例えばシャクルピン7の軸心
部には、図2(a)〜(c)に示されるように端面から
軸方向に沿って延びるセンサ取付孔28が穿設してあ
る。
The mounting structure of the magnetostrictive sensor 26 is shown in FIGS. Here, the mounting structure of the magnetostrictive sensor 26 will be described. For example, as shown in FIGS. 2 (a) to 2 (c), a sensor mounting hole extending in the axial direction from the end face in the axial center of the shackle pin 7. 28 are drilled.

【0020】このセンサ取付孔28内には、シャックル
ピン7の外周頂部におけるスプリングブラケット9と目
玉部6bとの片側の隙間部分Lから軸方向にオフセット
した地点に上下一対の取付段部29a,29bが設けて
ある。
In this sensor mounting hole 28, a pair of upper and lower mounting steps 29a, 29b is provided at a position offset in the axial direction from a gap L on one side between the spring bracket 9 and the eyeball 6b at the top of the outer periphery of the shackle pin 7. Is provided.

【0021】詳しくは、上方側の取付段部29aは、セ
ンサ取付孔28を途中から小径に変えそのときに形成さ
れる段部を用いて、ピン外周頂部の隙間部分Lから軸方
向にオフセットした地点に形成してある。また下方側の
取付段部29bは、さらにその側面に段差を形成するこ
とによって、取付段部29aから軸方向にオフセットし
た地点に形成してある。
More specifically, the mounting step 29a on the upper side is axially offset from the gap L at the top of the outer periphery of the pin by using a step formed at this time by changing the sensor mounting hole 28 to a small diameter in the middle. It is formed at the point. Further, the lower mounting step 29b is formed at a point offset in the axial direction from the mounting step 29a by further forming a step on the side surface.

【0022】このオフセット構造により、各取付段部2
9a,29bの側面で形成されるセンサ据付面30a,
30bを、スプリングブラケット9からリーフスプリン
グ6へ荷重が負荷されたとき生じる剪断応力がシャック
ルピン7の外周頂部におけるスプリングブラケット9と
目玉部6bとの隙間部分Lから斜め下方に向かう経路、
すなわち仮想線δで示される主応力発生経路の近傍に配
置させている。
With this offset structure, each mounting step 2
9a, 29b, the sensor mounting surfaces 30a,
30b, a path in which a shear stress generated when a load is applied from the spring bracket 9 to the leaf spring 6 is directed obliquely downward from a gap L between the spring bracket 9 and the eyeball portion 6b at the outer peripheral top of the shackle pin 7;
That is, they are arranged near the main stress generation path indicated by the virtual line δ.

【0023】好ましくは、スプリングブラケット9から
荷重が負荷されたときピン外周頂部の隙間部分Lから斜
め下方に向かう剪断応力は、主に斜め下方45度に向か
う仮想線δの経路で発生しやすいので、この仮想線δの
近傍に上下一対のセンサ据付面30a,30bを配置す
るのが望ましい。
Preferably, when a load is applied from the spring bracket 9, the shear stress directed obliquely downward from the gap L at the top of the outer periphery of the pin is likely to occur mainly along the path of the virtual line δ directed obliquely downward at 45 degrees. It is desirable to dispose a pair of upper and lower sensor installation surfaces 30a and 30b near the virtual line δ.

【0024】このセンサ据付面30a,30bを用い
て、圧縮型の磁歪センサ26を仮想線δにならって据え
付けている。すなわち、磁歪センサ26の本体部は、例
えば磁歪材料(パーマロイ等の磁性材料)で形成され、
4個の小孔33が十字方向に設けられた薄板状のセンサ
板34と、小孔33間を十字状に巻回した駆駆コイル3
5および検出コイル36とを有している。
Using the sensor installation surfaces 30a and 30b, the compression type magnetostrictive sensor 26 is installed along the virtual line δ. That is, the main body of the magnetostrictive sensor 26 is formed of, for example, a magnetostrictive material (a magnetic material such as permalloy),
A thin sensor plate 34 in which four small holes 33 are provided in the cross direction, and a driving coil 3 in which the small holes 33 are wound in a cross shape.
5 and a detection coil 36.

【0025】またセンサ板34の上・下部からは、それ
ぞれ上下方向に一対の取付片38a,38bが突き出て
いて、これらのうち下方側の取付片38bが、上方側の
取付片38aよりも隙間部分Lから遠くなるようにセン
サ取付孔28の軸方向沿いにオフセットしてある。
From the upper and lower portions of the sensor plate 34, a pair of mounting pieces 38a and 38b protrude in the vertical direction, respectively, and the lower mounting piece 38b is more closely spaced than the upper mounting piece 38a. It is offset along the axial direction of the sensor mounting hole 28 so as to be far from the portion L.

【0026】そして、磁歪センサ26の上方側の取付片
38aは、図3に示されるように例えばセンサ取付孔2
8の入口から入射するレーザ溶接光を用いて、上方側の
センサ据付面30aに接合され、同じく下方側の取付片
38bは、同様にレーザ溶接光を用いて、下方側のセン
サ据付面30bに接合され、磁歪センサ26の全体を、
仮想線δ(剪断応力が大きくなる部分:主応力方向)の
近くの地点において、仮想線δにならう斜め下方の向き
の姿勢で取り付けている。なお、Xは溶接個所を示す。
The mounting piece 38a on the upper side of the magnetostrictive sensor 26 has, for example, a sensor mounting hole 2 as shown in FIG.
8 is joined to the upper sensor mounting surface 30a using the laser welding light incident from the entrance, and the lower mounting piece 38b is similarly connected to the lower sensor mounting surface 30b using the laser welding light. And the entire magnetostrictive sensor 26 is
At a point near the imaginary line δ (the portion where the shear stress increases: the main stress direction), the camera is attached in a diagonally downward orientation following the imaginary line δ. In addition, X shows a welding location.

【0027】こうした磁歪センサ26の取り付けによ
り、シャーシフレーム1からシャックルピン7を介し
て、リーフスプリング6へ負荷される荷重を高精度に検
出できるようにしてある。
By attaching the magnetostrictive sensor 26, the load applied to the leaf spring 6 from the chassis frame 1 via the shackle pin 7 can be detected with high accuracy.

【0028】すなわち、トラックの荷台3に貨物が積載
されるとする。すると、貨物の荷重は、シャーシフレー
ム1から、スプリングブラケット9、シャックルピン7
を順に経て、リーフスプリング6の目玉部6bへ伝わ
る。
That is, it is assumed that cargo is loaded on the truck bed 3. Then, the load of the cargo is transferred from the chassis frame 1 to the spring bracket 9 and the shackle pin 7.
, And transmitted to the eyeball portion 6b of the leaf spring 6.

【0029】このとき、シャックルピン7には、上方側
から負荷される荷重により、スプリングブラケット9と
目玉部6bとの間のピン部分に剪断応力が生じる。する
と、磁歪センサ26には、このときの引張り力あるいは
圧縮力が加わり、磁性材料の透磁率が変化し、加わる力
に比例した電流が検出コイル36から出力されて、荷重
を検出する。
At this time, due to the load applied to the shackle pin 7 from above, a shear stress is generated in the pin portion between the spring bracket 9 and the eyeball portion 6b. Then, a tensile force or a compressive force at this time is applied to the magnetostrictive sensor 26, the magnetic permeability of the magnetic material changes, and a current proportional to the applied force is output from the detection coil 36 to detect the load.

【0030】このとき、本出願人は、種々の実験から、
大きな剪断応力が生じるのは、シャックルピン7の外周
頂部における隙間部分Lから真下に向かってでなく、図
2中の仮想線δに示されるように同隙間部分Lから斜め
下方に向かう方向であるとの知見を得ている。
At this time, the present applicant has determined from various experiments that
A large shear stress is generated not in a direction directly below the gap L at the outer periphery top of the shackle pin 7 but in a direction obliquely downward from the gap L as shown by a virtual line δ in FIG. With the knowledge.

【0031】ここで、圧縮型の磁歪センサ26は、上下
一対の取付片38a,38bを隙間部分Lから斜め下向
きオフセットさせる構造によって、大きな剪断応力とな
る部分の近くで、仮想線δにならう向きの姿勢に取り付
けられているから、大きな剪断応力に伴う歪みが主応力
発生経路の方向からのそのまま取付片38a,38bを
通じて、センサ板34に入力される。
Here, the compression type magnetostrictive sensor 26 follows the imaginary line δ near a portion where a large shear stress is caused by a structure in which the pair of upper and lower mounting pieces 38a and 38b are offset obliquely downward from the gap L. Since the sensor plate 34 is mounted in the orientation, the distortion caused by the large shear stress is input to the sensor plate 34 through the mounting pieces 38a and 38b from the direction of the main stress generation path.

【0032】この結果、磁歪センサ26は負荷される荷
重に対して敏感に反応する。つまり、磁歪センサ26の
感度を高めることができ、センサの検出構造を変更せ
ず、センサ取付構造だけで、高い測定感度を得ることが
できる。特に磁歪センサ26の取付片38a,38bを
ピン外周頂部の隙間部分Lから斜め45度に向かう仮想
線δの近傍に配置すると、シャックルピン7に作用する
剪断応力が最大で、かつ最大の応力が生ずる応力方向と
なる地点に磁歪センサ26が取り付けられるので、一
層、高い測定感度が期待できる。
As a result, the magnetostrictive sensor 26 responds sensitively to the applied load. That is, the sensitivity of the magnetostrictive sensor 26 can be increased, and high measurement sensitivity can be obtained only by the sensor mounting structure without changing the detection structure of the sensor. In particular, when the mounting pieces 38a and 38b of the magnetostrictive sensor 26 are arranged near the imaginary line δ which goes obliquely 45 degrees from the gap L at the top of the outer periphery of the pin, the shear stress acting on the shackle pin 7 is the largest and the largest stress is Since the magnetostrictive sensor 26 is attached at a point in the direction of the generated stress, higher measurement sensitivity can be expected.

【0033】むろん、こうしたことはトラニオンシャフ
ト20に設けた磁歪センサ27についても同じである
(図4)。したがって、磁歪センサ26で、シャックル
ピン7,トラニオンシャフト20などの軸部材の歪か
ら、負荷される荷重を高精度で検出することができる。
Of course, the same applies to the magnetostrictive sensor 27 provided on the trunnion shaft 20 (FIG. 4). Therefore, the applied load can be detected with high accuracy from the distortion of the shaft members such as the shackle pin 7 and the trunnion shaft 20 by the magnetostrictive sensor 26.

【0034】このことは、図1に示されるようにシャッ
クルピン7に取り付けた磁歪センサ26と、トラニオン
シャフト20に取り付けた磁歪センサ27とを、演算器
39を介し、表示器40に接続して、前輪4の軸重に加
わる荷重と後二輪の軸重に加わる荷重から積載荷重(前
輪4の軸重に加わる荷重と後二輪の軸重に加わる荷重と
の総和)を表示する装置だと、高い測定結果が得られる
ようになる。
This means that the magnetostrictive sensor 26 attached to the shackle pin 7 and the magnetostrictive sensor 27 attached to the trunnion shaft 20 as shown in FIG. A device that displays the loaded load (sum of the load applied to the front wheel 4 axle load and the load applied to the rear two axle load) from the load applied to the axle load of the front wheel 4 and the load applied to the axle load of the rear two wheels, High measurement results can be obtained.

【0035】しかも、磁歪センサ26のオフセットして
いる上下一対の取付片38a,38bに対応して、セン
サ取付孔28内にオフセットした上下一対のセンサ据付
面30a,30bを形成したことにより、容易に磁歪セ
ンサ26を感度の良い場所に確実に取り付けることがで
きる。
Moreover, a pair of upper and lower sensor mounting surfaces 30a, 30b offset in the sensor mounting hole 28 are formed in correspondence with the pair of upper and lower mounting pieces 38a, 38b of the magnetostrictive sensor 26 which are offset. In addition, the magnetostrictive sensor 26 can be securely attached to a location with good sensitivity.

【0036】すなわち、磁歪センサ26をシャックルピ
ン7(あるいはトラニオンシャフト20)に組み付ける
ときは、磁歪センサ26をセンサ取付孔28の入口端か
ら入れ、オフセットしている取付片38a,38bを、
ずれている取付段部29a,29bのセンサ据付面30
a,30bと当接するまで挿入するだけで、センサ取付
孔28の軸方向の位置決めが行える。そして、この位置
決め後、各取付片38a,38bをセンサ据付面30
a,30bに接合するだけで、磁歪センサ26を応力が
大きくなる場所に確実に取り付けられるからである。
That is, when assembling the magnetostrictive sensor 26 to the shackle pin 7 (or the trunnion shaft 20), the magnetostrictive sensor 26 is inserted from the entrance end of the sensor mounting hole 28, and the offset mounting pieces 38a and 38b are
The sensor mounting surface 30 of the displaced mounting step portions 29a, 29b
The sensor mounting hole 28 can be positioned in the axial direction only by inserting the sensor mounting hole 28 until the sensor mounting hole 28 comes into contact with the a and 30b. After the positioning, the mounting pieces 38a and 38b are connected to the sensor mounting surface 30.
This is because the magnetostrictive sensor 26 can be securely attached to a place where the stress is increased simply by joining the magnetostrictive sensors 26a and 30b.

【0037】特に磁歪センサ26をレーザ溶接で固定す
る構造は、センサ取付孔28へ挿入するときから固定さ
れるまでの工程において、圧入してセンサ固定を行うの
とは異なり、センサ自体を変形させる方向の外力が全く
加わらないので、初期から高い精度が期待できる(圧入
式だと、初期に慣し荷重を加える必要がある)。しか
も、圧入式とは異なり、圧入するための機器が不要とな
る上、圧入のための高精度の孔開け加工が不要なので、
磁歪センサ26の取り付けに求められる機器が簡単です
む。
In particular, the structure in which the magnetostrictive sensor 26 is fixed by laser welding is different from press-fitting and fixing the sensor in the process from insertion into the sensor mounting hole 28 to fixing. Since no external force is applied in the direction, high accuracy can be expected from the beginning (in the case of the press-fit type, it is necessary to apply a customary load at the beginning). Moreover, unlike the press-fit type, there is no need for a press-fitting device, and there is no need for high-precision drilling for press-fitting.
The equipment required for mounting the magnetostrictive sensor 26 is simple.

【0038】なお、一実施形態では、シャフトピン7の
中央側、トラニオンシャフト20の中央側へ磁歪センサ
26の取付片38a,38bをオフセットした例を挙げ
たが、反対側、すなわち隙間部分Lからシャフトピン7
の端面側、トラニオンシャフト20の端面側へオフセッ
トさせても同様な効果を奏する。
In one embodiment, the mounting pieces 38a and 38b of the magnetostrictive sensor 26 are offset toward the center of the shaft pin 7 and the center of the trunnion shaft 20. Shaft pin 7
The same effect can be obtained by offsetting the end face side of the trunnion shaft 20 to the end face side.

【0039】また一実施形態では、磁歪センサを適用し
た例を挙げたが、これに限らず、他の荷重センサを用い
てもよい。また一実施形態では、トラックの積載荷重を
検出する構造に本発明を適用したが、これに限らず、他
の軸部材を介して上方部材からの荷重を下方部材に負荷
させる構造の荷重検出装置に適用してもよいことはもち
ろんである。
Further, in one embodiment, an example in which a magnetostrictive sensor is applied has been described. However, the present invention is not limited to this, and another load sensor may be used. In one embodiment, the present invention is applied to a structure for detecting the load of a truck. However, the present invention is not limited to this, and a load detection device having a structure for applying a load from an upper member to a lower member via another shaft member. Of course, it may be applied to.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上説明したように請求項1に記載の発
明によれば、荷重センサを、大きな応力となる部分の近
く、応力方向にならう向きの姿勢で取り付けるので、応
力発生経路から応力がそのまま取付片を経て荷重センサ
に入力しやすくなる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, since the load sensor is mounted near the portion where a large stress is applied and in a posture following the direction of the stress, the stress sensor is mounted from the stress generation path. Can be easily input to the load sensor via the mounting piece.

【0041】この結果、荷重センサは負荷される荷重に
対して敏感に反応するので、荷重センサの感度を高める
ことができ、センサの検出構造を変更せず、センサ取付
構造だけで、測定感度の向上を図ることができる。
As a result, since the load sensor responds sensitively to the applied load, the sensitivity of the load sensor can be increased, and the measurement sensitivity can be reduced only by the sensor mounting structure without changing the sensor detection structure. Improvement can be achieved.

【0042】請求項2に記載の発明によれば、請求項1
に記載の発明の効果に加え、荷重センサの上下一対のオ
フセットした取付片は、上下一対の取付段部の側面と当
接するまでセンサ取付孔に挿入するだけで、応力が大き
くなる場所までの軸方向の位置決めができるので、確実
に感度の良い場所に荷重センサを取り付けることができ
る。
According to the invention described in claim 2, according to claim 1
In addition to the effects of the invention described in the above, a pair of upper and lower offset mounting pieces of the load sensor are simply inserted into the sensor mounting hole until they come into contact with the side surfaces of the upper and lower mounting step portions, and the shaft until the stress becomes large is increased. Since the positioning in the direction can be performed, the load sensor can be surely attached to a place having high sensitivity.

【0043】請求項3に記載の発明によれば、請求項1
に記載の発明の効果に加え、取付片,取付段部を含みを
含み荷重センサ全体が、軸部材に作用する応力が最大
で、かつ最大の応力が生ずる応力方向となる部位に配置
されるので、一層、高い測定感度を得ることができる。
According to the invention described in claim 3, according to claim 1
In addition to the effects of the invention described in (1), the entire load sensor, including the mounting piece and the mounting step, is disposed at a position where the stress acting on the shaft member is the maximum and the stress is in the stress direction in which the maximum stress occurs. And higher measurement sensitivity can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の−実施形態の荷重検出装置が適用され
るトラック(車両)を示す図。
FIG. 1 is a view showing a truck (vehicle) to which a load detection device according to an embodiment of the present invention is applied.

【図2】同トラックのフロントサスペンションを構成す
るシャックルピンのうち、大きな応力が発生する部分に
磁歪センサ(荷重センサ)を取り付けた構造を説明する
ための図。
FIG. 2 is a view for explaining a structure in which a magnetostrictive sensor (load sensor) is attached to a portion of the shackle pin constituting the front suspension of the truck where a large stress is generated.

【図3】同磁歪センサの取付構造を詳しく説明するため
の斜視図。
FIG. 3 is a perspective view for explaining a mounting structure of the magnetostrictive sensor in detail.

【図4】トラックのリヤサスペンションを構成するトラ
ニオンシャフトのうち、大きな応力が発生する部分に磁
歪センサ(荷重センサ)を取り付けた構造を説明するた
めの図。
FIG. 4 is a diagram for explaining a structure in which a magnetostrictive sensor (load sensor) is attached to a portion of a trunnion shaft that forms a rear suspension of a truck where a large stress is generated.

【符号の説明】 7,20…シャックルピン,トラニオンシャフト(軸部
材) 9,21…スプリングブラケット,トラニオンブラケッ
ト(上部部材) 6b,19…リーフスプリングの目玉部,ロワサドル
(下部部材) 26,27…磁歪センサ(荷重センサ) 28…センサ取付孔 29a,29b…取付段部 30a,30b…センサ据付面(取付段部の側面) 38a,38b…上下一対の取付片 L…ピン外周頂部の隙間部分 δ…仮想線。
[Description of References] 7, 20: Shackle pin, trunnion shaft (shaft member) 9, 21: Spring bracket, trunnion bracket (upper member) 6b, 19: Eyeball portion of leaf spring, lower saddle (lower member) 26, 27 ... Magnetostrictive sensor (load sensor) 28 ... Sensor mounting holes 29a, 29b ... Mounting steps 30a, 30b ... Sensor mounting surface (side face of mounting steps) 38a, 38b ... A pair of upper and lower mounting pieces L ... Gap part at pin outer peripheral top δ ... virtual lines.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−102692(JP,A) 特開 平6−313740(JP,A) 特開 平8−313332(JP,A) 特開 平8−254456(JP,A) 実開 平6−69759(JP,U) 西独国特許出願公開3429348(DE, A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01L 1/12 G01G 19/12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-51-102692 (JP, A) JP-A-6-313740 (JP, A) JP-A 8-313332 (JP, A) JP-A 8- 254456 (JP, A) Japanese Utility Model Application Hei 6-69759 (JP, U) West German Patent Application Publication 3429348 (DE, A1) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01L 1/12 G01G 19 / 12

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 荷重が負荷される上方部材と荷重を受け
る下方部材とに嵌合され前記上方部材からの荷重を前記
下方部材に負荷させる軸部材の軸方向にセンサ取付孔を
穿設し、同センサ取付孔内に前記軸部材の歪を検出する
荷重センサを取り付けた荷重検出装置において、 前記荷重センサを前記上方部材と前記下方部材との隙間
部分から前記軸方向にオフセットさせて配置する一方、
前記荷重センサに設けられ上下方向に突出する上下一対
の取付片を介して前記荷重センサを前記軸部材に取り付
けるとともに、下方の取付片を上方の取付片よりも前記
隙間部分から前記軸方向に遠く配置したことを特徴とす
る荷重検出装置。
1. A sensor mounting hole is formed in an axial direction of a shaft member which is fitted to an upper member to which a load is applied and a lower member which receives the load and applies a load from the upper member to the lower member. In a load detection device having a load sensor for detecting distortion of the shaft member mounted in the sensor mounting hole, the load sensor is disposed so as to be offset in the axial direction from a gap between the upper member and the lower member. ,
The load sensor is attached to the shaft member via a pair of upper and lower mounting pieces provided on the load sensor and projecting in the vertical direction, and the lower mounting piece is farther in the axial direction from the gap than the upper mounting piece. A load detection device characterized by being arranged.
【請求項2】 前記センサ取付孔内には前記一対の取付
片に対応して形成された一対の取付段部を有し、前記各
取付片が前記各取付段部の側面に接合されることを特徴
とする請求項1に記載の荷重検出装置。
2. The sensor mounting hole has a pair of mounting steps formed corresponding to the pair of mounting pieces, and each of the mounting pieces is joined to a side surface of each of the mounting steps. The load detection device according to claim 1, wherein:
【請求項3】 前記上下一対の取付片が、前記軸部材の
外周頂部における前記隙間部分から斜め下方45度に向
かう仮想線の近傍に配置されることを特徴とする請求項
1に記載の荷重検出装置。
3. The load according to claim 1, wherein the pair of upper and lower mounting pieces are arranged near an imaginary line extending obliquely downward at 45 degrees from the gap portion at the outer peripheral top of the shaft member. Detection device.
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