JP6562185B1 - 車両の重量測定装置 - Google Patents

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Abstract

車両の重量測定装置は、移動体と、取付体と、移動体と取付体との間にわたって備えられるストッパーリングと、移動体と取付体との相対回転を阻止する回転阻止部と、を備える。ストッパーリングは、移動体と取付体とのいずれか一方に固定される固定部と、いずれか他方にて、移動体の移動を妨げることなく移動体と取付体との分離脱落を阻止する分離脱落阻止部とを有する。回転阻止部は、移動体と取付体とにわたって嵌合されるピンを含む。

Description

本発明は、車両の重量を測定する装置、例えば自動車の懸架装置に組込み、過積載を検出する車両の重量測定装置に関するものである。
自動車、特に、種々の荷物などを運搬するトラックやバンなどの商用車において、例えば、法定積載量を超えて道路を通行する不法な過積載が社会問題となっている。この理由は、一度にたくさんの荷物を運搬したほうが運送費を少なくできるからである。
しかし、このような過積載は次のような種々の問題を招く虞を有しており、避けなければならないものである。
(1)過積載により自動車の運動性能が低下したり、構成部品が破損したりする虞があるため、事故の原因となることがある。例えば、車軸(ハブ)の破損、タイヤの破損(バースト)、制動距離が長くなりブレーキが過熱して効きにくくなる、車両が横転し易くなるなど、事故等を招く要因を多数有している。
(2)過積載により道路の損傷が激しくなるため、道路のメンテナンス費用が掛かる。
このような過積載の防止が困難となっている原因は多々あるが、その内の一つには、積載重量が運転手あるいは同乗者などから容易に認識できないということにある。すなわち、従来、車両の荷重測定(積載重量測定)は、台秤に測定対象の車両を載せて行っていた。
しかし、台秤の設置は、施設が大がかりで広い設置スペースを必要とし、且つ、設置コストが嵩む。したがって、設置できる台秤の台数が制限され多くの車両を測定することなど物理的にも無理があった。
そこで、昨今では、特許文献1などに開示されているように、車両自体に搭載して荷重を測定することを可能とした簡易的な荷重測定装置が多々提案されている。
例えば、特許文献1に開示の先行技術は、圧縮歪を検出することにより荷重測定する簡易的な荷重測定装置である。この荷重測定装置は、ベースアッシーと、圧縮歪検出用センサ素子と、回路基板と、を有する。ベースアッシーは、車両の荷重が掛かることで伸縮する被荷重部材の異なる取付箇所に2つの溶着部分が溶着される。圧縮歪検出用センサ素子は、ベースアッシーにより支持され、車両に掛かる荷重の変化により2つの溶着部分が接近離間する方向にベースアッシーが伸縮することで出力が変化する。回路基板には、該圧縮歪検出用センサ素子の出力を増幅するアンプが実装される。
しかし、従来のこの種の重量測定装置にあっては、特許文献1に開示のように構成が複雑でかつ回路基板やアンプなどを備える必要があるためコスト高を招いていた。また、これら重量測定装置が衝撃を受け易い箇所に備えられるため、回路基板やアンプなどに支障を来す虞もあった。
そこで本願の発明者等は、懸架装置における車体との取付部近傍に組み込まれている軸受装置に着目し、懸架装置に掛かる圧縮方向荷重を計測し得る簡易かつ安価で耐久性に優れた車両の重量測定装置を提供することで上記問題点を解消することに成功し、先に出願をしている(特許文献2)。
具体的には、特許文献2の重量測定装置は懸架装置に一体に備えられる。懸架装置のコイルスプリングによって、ピストンがカラーに摺接しつつ軸方向に案内される。そして、ダイアフラムを押圧することによって油室内に充填されている測定流体に圧力を掛け、その圧力変化を圧力センサで検出する構成である。
日本国特開2001−330503号公報 日本国特開2017−227634号公報
特許文献2に開示の重量測定装置は、大きく分けて2つの機能ブロックから構成されている。
1つ目の機能ブロックは、測定流体(作動油)を充填した油圧室(油室)と、油室の一部を押圧変形可能に構成するダイアフラムと、油室と連通して備えられ、ダイアフラムの押圧による油室の圧力変化を検出する圧力センサと、からなる車両に固定される荷重検出部(取付体)である。
2つ目の機能ブロックは、スプリングの弾発力などにより、荷重に従って移動して前記ダイアフラムを押圧するピストン部(移動体)である。
この種の重量測定装置は、小型商用車を主な対象としている。
小型商用車は、前輪はストラット式あるいはダブルウイッシュボーン式などが使われることが多く、後輪はトレーリングアーム式やセミトレーリングアーム式、あるいはトーションビーム式などが多く利用される。
また、このダイアフラムや圧力センサは、後輪用の懸架装置に組み込まれる場合には、ボトムプレートに取り付けられ、前輪用の懸架装置に組み込まれる場合には、トッププレートに取り付けられる。
特許文献2のように、取付体と移動体とで構成されている重量測定装置の場合、車両に設置された後は、コイルスプリングの伸長力が軸方向に負荷されてアームに押し付けられた状態となるので、取付体と移動体とが分離脱落することはない。しかしながら、車両に設置される前には、取付体と移動体とに分離脱落してしまう虞があり、自動車組立工場への輸送などに不都合である。
また、重量測定装置が車両に設置された状態で、取付体と移動体とが相対的に回転してしまう場合がある。したがって、この回転によって、ダイアフラムとピストンとの摩耗が促進されてしまう虞がある。
そこで特許文献2では、上述したとおり、簡易かつ安価で耐久性に優れた車両の重量測定装置とするだけではなく、取付体と移動体との分離脱落防止と、取付体と移動体との相対回転防止と、を目的としている。
すなわち、特許文献2に開示の構成では、移動体を構成するピストンの外周部に、一部に切欠部が設けられたストッパーリングをボルト締結するとともに、ボルト締結したストッパーリングの切欠部を、取付体を構成するボトムプレート外周部の一部に設けた突出部に嵌め合わせている。これにより、移動体(ピストン)と取付体(ボトムプレート)との相対回転防止及び分離脱落防止を可能としている。
しかし、特許文献2に開示の構成では、ストッパーリングの切欠部を嵌め合わせるための突出部を、ピストンの外周部に設けなければならない。したがって、ピストン形状の複雑化を招き、成形コスト及び製品コストの高騰をも招くといった課題を有している。
さらに、このような構成の重量測定装置は、車両の懸架装置(サスペンション)、特にコイルスプリングやショックアブソーバと組み合わせて配置されるため、泥水や粉塵などに晒される苛酷な環境化での使用が想定される。
特に、後輪の場合、油室はボトムプレート(取付体)に備えられ、そのボトムプレートがアームに取り付けられるため、地面との距離が近い状態に常に置かれている。
この種の重量測定装置の場合、コイルスプリングなどからの荷重をダイアフラムに与え、油室内の圧力変化をセンサで検出するものである。したがって、取付体と移動体との対向面間には、移動体が移動するためのスペースを確保する必要がある。そのようなことから、取付体と移動体との対向面間には、移動体の移動を許容する移動許容隙間が形成されている。
しかし、泥水や粉塵・小石などの異物が、この移動許容隙間に侵入してしまうと、これら粉塵や小石などの異物が隙間に嵌ってしまい、移動体の鉛直方向への移動を妨げて、正確な重量測定がなし得ない場合もある。
また、取付体を構成するカラーと、移動体を構成するピストンと、の摺動領域には凹所が形成されており、この凹所に泥水や粉塵などが侵入すると排出できない構造となっている。そのため、泥水などがその凹所に溜まり、錆や腐食などが生じ、強度低下、機能欠損などの問題を生じさせる虞もある。
また、例えば、前輪用の重量測定装置は、スプリングなどからの荷重を、取付体(荷重検出部)のダイアフラムに与える必要がある。そのためには、移動体(ピストン部)を構成するピストンの動きを確保しなければならず、取付体を構成するカラーと、移動体を構成するピストンと、の間には隙間が設けられている。
ところが、この種の重量測定装置は、道路面と近い位置に備えられることから、水や塵・小石などと接する環境に晒されやすい。
上述したように取付体(荷重検出部)と移動体(ピストン部)との間に隙間を有する構成であるため、取付体(荷重検出部)と移動体(ピストン部)との間の隙間から水や塵・小石などが浸入し易く、かつ排出し難い、といった課題を有しており、水などが溜まってしまうと、錆や腐食などの発生を招き、強度が低下し、機能が欠損するといった虞がある。
また、本発明の車両の重量測定装置は、一例として上述した過積載防止の分野において利用されるだけではなく、例えば、積載荷重に応じて、積載重量に応じた変速制御を図り環境性(省燃費)を向上する分野であったり、重量配分を考慮したブレーキ制御を図り安全性を向上する分野であったり、あるいは、操舵雰囲気を一定に保つ制御を図り快適性を向上する分野などであっても利用可能であり、種々の分野において用いられるものであるため、上述の課題は重要な解決課題の一つである。
本発明は従来技術の有するこのような問題点を解決するためになされたものであり、その課題は、ピストン形状の簡素化を図りながら、取付体と移動体との分離脱落及び相対回転の双方を阻止し得る車両の重量測定装置を提供することにある。
また、取付体と移動体との間に必然的に形成される移動体の移動許容隙間からの異物侵入を阻止し得ることにある。
また、取付体と移動体との間から水などの異物の侵入を防止し得る車両の重量測定装置を提供することにある。
この目的を達成するために、第1の本発明は、スプリングの弾発力により移動する移動体と、
前記移動体の移動により、押圧変形可能なダイアフラムと、所定の測定流体を充填し、前記ダイアフラムの押圧により内部圧力が変化可能な油室と、前記油室内の圧力変化を検出し得る圧力センサと、を少なくとも含む取付体と、
前記移動体と前記取付体との間にわたって備えられるストッパーリングと、
前記移動体と前記取付体との相対回転を阻止する回転阻止部と、を備え、
前記ストッパーリングは、前記移動体と前記取付体とのいずれか一方に固定される固定部と、いずれか他方にて、前記移動体の移動を妨げることなく前記移動体と前記取付体との分離脱落を阻止する分離脱落阻止部とを有し、
前記回転阻止部は、前記移動体と前記取付体とにわたって嵌合されるピンを含むことを特徴とする車両の重量測定装置としたことである。
第2の本発明は第1の本発明において、前記取付体は、下面側が懸架装置のアームに当接して設置され、上面側に開口し、前記ダイアフラムによって開口領域を覆われることにより油室が形成される溝部を有したボトムプレート、を含み、
前記移動体は、懸架装置の長さ方向に移動可能に備えられるとともに、懸架装置のスプリングの弾発力により前記ダイアフラムを押圧可能なピストン、を含むことを特徴とする車両の重量測定装置としたことである。
第3の本発明は第2の本発明において、前記ストッパーリングは、前記ボトムプレートと前記ピストンとの外周を覆う円筒部と、前記円筒部の下面にて、前記ボトムプレートの外径よりも小径の内径を有する円環部とを含み、
前記円筒部の一部が、前記ピストンの外周に圧入固定されて固定部として機能し、
前記円環部が、前記ボトムプレートの下面にて前記移動体の移動を妨げることなく係止されることにより前記移動体と前記取付体との分離脱落を阻止する分離脱落阻止部として機能し、
前記回転阻止部は、前記ピストンに設けられた第一の嵌合孔と、前記ボトムプレートに設けられた第一の切欠溝と、前記第一の嵌合孔と前記第一の切欠溝とにわたって嵌合可能なピンと、で構成されていることを特徴とする車両の重量測定装置としたことである。
第4の本発明は第2の本発明において、前記ストッパーリングは、前記ボトムプレートと前記ピストンとの外周を覆う円筒部と、前記円筒部の下面にて、前記ボトムプレートの外径よりも小径の内径を有する円環部とを含み、
前記円筒部の一部が、前記ピストンの外周に圧入固定されて固定部として機能し、
前記円環部が、前記ボトムプレートの下面にて前記移動体の移動を妨げることなく係止されることにより前記移動体と前記取付体との分離脱落を阻止する分離脱落阻止部として機能し、
前記回転阻止部は、前記ピストンに設けられた第二の切欠溝と、前記ボトムプレートに設けられた第二の嵌合孔と、前記第二の切欠溝と前記第二の嵌合孔とにわたって嵌合可能なピンと、で構成されていることを特徴とする車両の重量測定装置としたことである。
第5の本発明は、スプリングの弾発力により移動する移動体と、
前記移動体の移動により、押圧変形可能なダイアフラムと、所定の測定流体を充填し、前記ダイアフラムの押圧により内部圧力が変化可能な油室と、前記油室内の圧力変化を検出し得る圧力センサと、を少なくとも含む取付体と、
前記移動体と前記取付体との間にわたって備えられるストッパーリングと、
前記移動体と前記取付体との相対回転を阻止する回転阻止部と、を備え、
前記ストッパーリングは、前記移動体と前記取付体とのいずれか一方に固定される固定部と、いずれか他方にて、前記移動体の移動を妨げることなく前記移動体と前記取付体との分離脱落を阻止する分離脱落阻止部とを有し、
前記回転阻止部は、前記ストッパーリングの固定部が固定されない前記移動体と前記取付体のいずれかと、前記ストッパーリングとにわたって嵌合されるピンを含むことを特徴とする車両の重量測定装置としたことである。
第6の本発明は、第1の本発明乃至第5の本発明のいずれかにおいて、前記移動体と前記取付体のそれぞれの対向面間に形成される移動許容隙間への異物の侵入を阻止する密封機構を備えたことを特徴とする車両の重量測定装置としたことである。
第7の本発明は、第6の本発明において、前記密封機構は、前記ストッパーリングと、前記取付体との間に備えられるシール部によって構成されていることを特徴とする車両の重量測定装置としたことである。
第8の本発明は、第7の本発明において、前記シール部は、前記ストッパーリングと一体に設けられて前記取付体に摺接していることを特徴とする車両の重量測定装置としたことである。
第9の本発明は、第7の本発明において、前記シール部は、前記取付体と一体に設けられて前記ストッパーリングに摺接していることを特徴とする車両の重量測定装置としたことである。
第10の本発明は、第6の本発明乃至第9の本発明のいずれかにおいて、前記取付体における取付面側に弾性プレートが備えられ、
前記密封機構は、前記弾性プレートの外周縁に設けられるとともに、ストッパーリングに摺接するシール部を備えていることを特徴とする車両の重量測定装置。
本発明によれば、ピストン形状の簡素化を図りながら、取付体と移動体との分離脱落及び相対回転の双方を阻止し得る車両の重量測定装置を提供することができる。また、取付体と移動体との間に必然的に形成される移動体の移動許容隙間からの異物侵入を阻止することができる。
また、本発明によれば、取付体と移動体との間から水などの異物の侵入を防止し得る車両の重量測定装置を提供し得る。
第一実施形態を示す概略断面図である。 第一実施形態の要部拡大図である。 第一実施形態を構成するボトムプレート(取付体)であって、(a)は平面図、(b)は(a)のI−I線断面図、(c)は斜視図であって、回転阻止部を構成するピンの概略を示す。 第一実施形態を構成するピストン(移動体)であって、(a)は平面図、(b)は(a)のII−II線断面図、(c)は斜視図であって、回転阻止部を構成するピンの概略を示す。 第一実施形態を示す分解斜視図である。 第二実施形態を示す概略断面図である。 第二実施形態の要部拡大図である。 第二実施形態を構成するボトムプレート(取付体)であって、(a)は平面図、(b)は(a)のIII−III線断面図、(c)は斜視図であって、回転阻止部を構成するピンの概略を示す。 第二実施形態を構成するピストン(移動体)であって、(a)は平面図、(b)は(a)のIV−IV線断面図、(c)は斜視図であって、回転阻止部を構成するピンの概略を示す。 第三実施形態を示す概略断面図である。 第三実施形態の要部拡大図である。 第三実施形態を構成するボトムプレート(取付体)であって、(a)は平面図、(b)は(a)のV−V線断面図、(c)は斜視図であって、回転阻止部を構成するピンの概略を示す。 第三実施形態を構成するストッパーリングであって、(a)は平面図、(b)は(a)のVI−VI線断面図、(c)は斜視図であって、回転阻止部を構成するピンの概略を示す。 トレーリングアーム式の懸架装置に適用した場合を示す概略斜視図である。 第四実施形態を示す概略断面図であって、(a)はピストン(移動体)とボトムプレート(取付体)とを組み合わせた状態の概略全体断面図、(b)は要部拡大断面図である。 第四実施形態を示す概略図であって、(a)は平面図、(b)は斜視図である。 第四実施形態のストッパーリングであって、(a)は概略平面図、(b)は(a)のA−A線断面図、(c)は概略斜視図である。 第四実施形態における車両の重量測定装置と懸架装置であるコイルスプリングとを組み合わせた状態を示す斜視図である。 第五実施形態を示す概略断面図であって、(a)はピストン(移動体)とボトムプレート(取付体)とを組み合わせた状態の概略全体断面図、(b)は要部拡大断面図である。 第五実施形態のボトムプレート(取付体)であって、(a)は平面図、(b)は(a)のA−A線断面図、(c)は概略斜視図である。 第六実施形態を示す概略断面図であって、(a)はピストン(移動体)とボトムプレート(取付体)とを組み合わせた状態の概略全体断面図、(b)は要部拡大断面図である。 第六実施形態の弾性プレートであって、(a)は平面図、(b)は(a)のA−A線断面図、(c)は概略斜視図である。 (a)は第七実施形態の要部拡大断面図、(b)は第八実施形態の要部拡大断面図である。 (a)は第九実施形態の要部拡大断面図、(b)は第十実施形態の要部拡大断面図、(c)は第十一実施形態の要部拡大断面図である。 第十二実施形態を示す概略断面図である。 第十二実施形態の移動体を構成するピストンであって、(a)は概略平面図、(b)は(a)のI−I線断面図、(c)は斜視図を示す。 第十三実施形態を示す概略断面図である。 第十三実施形態の移動体を構成するピストンであって、(a)は概略平面図、(b)は(a)のII−II線断面図、(c)は斜視図を示す。 第十四実施形態を示す概略断面図である。 第十四実施形態の移動体を構成するピストンであって、(a)は概略平面図、(b)は(a)のIII−III線断面図、(c)は斜視図を示す。
以下、本発明の車両の重量測定装置の一実施形態について、添付図面を参照して説明する。
本実施形態では、本発明の車両の重量測定装置を自動車の懸架装置(サスペンション)に用いた実施の一形態であって、自動車の後輪用の懸架装置、例えば図14に示すようにトレーリングアーム式の自動車の後輪用の懸架装置(サスペンション)に適用した実施の一例を想定している。尚、図14中で矢印は車両の後方を示す。
図1乃至図5は第一実施形態、図6乃至図9は第二実施形態、図10乃至図13は第三実施形態、図15乃至図18は第四実施形態、図19乃至図20は第五実施形態、図21乃至図22は第六実施形態、図23(a)は第七実施形態、図23(b)は第八実施形態、図24(a)は第九実施形態、図24(b)は第10実施形態、図24(c)は第十一実施形態を示す。なお、本実施形態は、本発明の一実施形態であって、何等これらに限定解釈されるものではなく本発明の範囲内で設計変更可能である。以下に述べる実施形態によれば、取付体と移動体との間に必然的に形成される移動体の移動許容隙間からの異物侵入を阻止することができる。
「第一実施形態」
図1乃至図5は本発明の第一実施形態を示す。本実施形態の車両の重量測定装置Wは、スプリング(コイルスプリング)80の弾発力により移動する移動体(ピストン部)17と、懸架装置(サスペンション)のアーム90側に取付固定される取付体(荷重検出部)1と、移動体(ピストン部)17と取付体(荷重検出部)1との間にわたって備えられるストッパーリング25と、移動体(ピストン部)17と取付体(荷重検出部)1との相対回転を阻止する回転阻止部31と、を備える。
取付体1は、下面側が懸架装置(サスペンション)のアーム90に当接して設置されるボトムプレート3と、ボトムプレート3の上面に備えられるカラー9と、ボトムプレート3とカラー9とによって挟まれて固定されるダイアフラム7と、ボトムプレート3とダイアフラム7との間で形成され、所定の測定流体(作動油)を充填してなる油室13と、ボトムプレート3の下面に備えられ、油室13内に充填されている測定流体の圧力変化を検出し得る圧力センサ15と、を含む。
本実施形態においてボトムプレート3は、圧力センサ15を連結する小径円筒部3aと、小径円筒部3aの上面から水平方向に連続して一体成形される円板状の第一面部3bと、第一面部3bの上面から段差状で、かつ第一面部3bよりも大径に一体成形される円環状の第二面部3cと、を有する。第二面部3cの外周には、第一の切欠溝35が形成されている。また、第一面部3bの上面には、下面方向に向けて凹設し、ダイアフラム7によって開口領域が覆われることにより油室13が形成される溝部5を設けている。
また、本実施形態においてカラー9は、溝部5の開口領域よりも大径に形成され、ダイアフラム7の外径寄りの面部を、溝部5の開口領域より外側の面部との間で挟み込んで密閉固定されている。図中の符号11は、シール部材(Oリング)を示す。また、図中の符号61は、ボトムプレート3の第一面部3b上に配設される軟質で平板円環状の弾性プレート(例えばゴムプレート)を示す。
本実施形態の取付体1は、ボトムプレート3に第一の切欠溝35を設けた点に特徴的構成を有する。取付体1のその他の形態は周知形態でよいため、他の形態の取付体を採用することも可能である。
移動体17は、ダイアフラム7と当接し、ダイアフラム7を鉛直方向(図中矢印Vで示す方向)に押圧可能なピストン19と、ピストン19と当接するとともに、図示しない懸架装置のコイルスプリング80の一端(下端)を受け、ピストン19を鉛直方向Vに押圧可能なスプリングシート21と、を含む。
ピストン19の下面(カラー対向面)と、カラー9の上面(ピストン対向面)と、の間に、ピストン19が鉛直方向Vに往復移動可能な移動許容隙間L3が形成されるように、ピストン19が配設されている(図2参照。)。
本実施形態においてピストン19は、円筒部19aの外周から水平方向に連続して一体成形されるフランジ部19bと、フランジ部19bの外径寄りに形成される第一の嵌合孔33と、を備える。
また、円筒部19aの下面には、パッド10を収容可能な下溝部23を凹設される。円筒部19aの下面は、下溝部23に嵌着して収容したパッド10を介して、ダイアフラム7に当接する。また、本実施形態では、ピストン19のフランジ部19bの外径は、ボトムプレート3の第二面部3cの外径よりも僅かに大径である。
本実施形態の移動体17は、ピストン19に第一の嵌合孔33を設けた点に特徴的構成を有している。移動体17のその他は周知形態でよいため、他の形態の移動体を採用することも可能である。
ストッパーリング25は、ピストン19とボトムプレート3との間にわたって備えられている。
本実施形態では、円筒状に形成され、ピストン19のフランジ部19bの外周に圧入固定される円筒部25aと、円筒部25aの下面から該円筒部25aの軸心中心方向に向けて連続して設けられ、ボトムプレート3の第二面部3cの外径よりも小径の内径で、該ボトムプレート3の第二面部3cの下面(段差部)に係止可能な円環部25bと、を有する。
また、円筒部25aの上面は、開放されている。円環部25bの内径D3は、ボトムプレート3の第一面部3bの外周面よりも大径に形成される。円環部25bの内径D3と、ボトムプレート3の第一面部3bの外周面と、の間に所定の隙間L1が形成される。
すなわち、ピストン19のフランジ部19bの外周に嵌合固定されている円筒部25aの一部が、固定部27として機能する。円環部25bが、ピストン19の移動方向(鉛直方向Vと同じ方向)での分離脱落を阻止する分離脱落阻止部29として機能する。
回転阻止部31は、本実施形態では、ピストン19とボトムプレート3とにわたってピン37を嵌合してなる構成を採用している。
回転阻止部31は、ピストン19のフランジ部19bに設けられた第一の嵌合孔33と、ボトムプレート3の第二面部3cに設けられた第一の切欠溝35と、第一の嵌合孔33と第一の切欠溝35とにわたって嵌合可能なピン37と、を有する。
第一の嵌合孔33は、ピストン19の外周寄りにて、上面から下面にわたり円筒状に貫通する。
第一の切欠溝35は、ボトムプレート3の第二面部3cにて、上面から下面にわたって平面視で半円状の長溝である。第一の切欠溝35は、第一の嵌合孔33と同軸である。
ピン37は、第一の嵌合孔33から突出する長さの円柱状に形成されて、第一の嵌合孔33に嵌合固定される。
なお、ピン37は角筒状に形成され、これに合わせて第一の嵌合孔33と第一の切欠溝35も同一の角筒状に形成される形態を採用することは可能であり、本発明の範囲内である。
第一の嵌合孔33と第一の切欠溝35とピン37とを組み合わせた構成からなる回転阻止部31は、複数設けることも可能である。
本実施形態によれば、次のような作用効果を奏する。
ストッパーリング25は、ピストン19の外周に圧入固定される円筒部25a(固定部27)によって、ピストン19とともに懸架装置の長さ方向(鉛直方向Vと同じ方向)に移動するが、ボトムプレート3の第二面部3cの下面に係止可能な円環部25b(分離脱落阻止部29)によって、ピストン19とボトムプレート3との分離脱落を阻止する。したがって、車両に設置される前であっても、簡易かつ安価な構成によって、ボトムプレート3側(取付体)とピストン19側(移動体)とに分離脱落してしまう虞もなくなるため、自動車組立工場への輸送などにおいても有用である。
また、本実施形態の回転阻止部31が、懸架装置に固定されるボトムプレート3の第一の切欠溝35に、ピストン19の第一の嵌合孔33に嵌合固定されているピン37が嵌合するため、ボトムプレート3(取付体)とピストン19(移動体)との相対回転が簡易かつ安価に阻止できる。
従って、重量測定装置Wが車両に設置された状態で、ボトムプレート3(取付体)とピストン19(移動体)とが相対的に回転してしまう虞もなく、ダイアフラム7とピストン19との摩耗も生じない。
従って、ピストン19に貫通する第一嵌合孔33を形成するだけで済み、ピストン形状が簡素化できる。
なお、本実施形態では、ストッパーリング25の固定部27を、ピストン19のフランジ部19bに圧入固定する実施の一形態を説明した。しかしながら、ストッパーリング25は、ピストン19にかしめ固定する形態であってもよく、本発明の範囲内で設計変更可能である。
さらに、ストッパーリング25の材料は、冷間圧延鋼板であってもよい。冷間圧延鋼板としては、SPCC材、SPCD材、SPCE材等が例示できる。
例えば、荷重測定装置は、図14に示されるように、自動車の車輪近くに設けられているため、泥水等の異物が荷重測定装置の内部に侵入した場合、錆や腐食等によって強度低下や機能欠損が生じる可能性がある。これらを防止するため、ストッパーリング25の冷間圧延鋼板の表面には、溶融亜鉛めっき、電気めっき、薄膜有機複合めっき等のめっきを形成されることが好ましい。
「第二実施形態」
図6乃至図9は本発明の第二実施形態を示し、本実施形態では回転阻止部31の他の実施の一形態を示す。なお、ストッパーリング25やその他の構成は第一実施形態と同じであるため、それらの説明は省略する。
回転阻止部31は、ピストン19に設けた第二の切欠溝39と、ボトムプレート3に設けた第二の嵌合孔41と、これら第一の切欠溝39と第二の嵌合孔41にわたって嵌合されるピン37と、を有する。すなわち、本実施形態では、第一実施形態で説明したボトムプレート3の第一の切欠溝35に代えて第二の嵌合孔41とし、且つ、ピストン19の第一の嵌合孔33に代えて第二の切欠溝39とした点で、第一実施形態と相違する。
第二の切欠溝39は、ピストン19のフランジ部19bの外径寄りに設けられた、上面から下面にわたって平面視で半円状の長溝である。第二の嵌合孔41は、ボトムプレート3の第二面部3cにて、上面から下面にわたり円筒状に貫通する。
第二の切欠溝39と第二の嵌合孔41とは同軸に設けられている。
なお、ピン37の構成は第一実施形態と同じである。
本実施形態の作用効果は第一実施形態と同じであるため説明は省略する。
また、ピストン19のフランジ部19bに設けた第二の切欠溝39に代えて、ボトムプレート3に設けた第二の嵌合孔41と同様の嵌合孔とすることも可能であり、本発明の範囲内である。
「第三実施形態」
図10乃至図13は本発明の第三実施形態を示し、本実施形態では回転阻止部31の他の実施の一形態を示す。なお、その他の構成は第一実施形態と同じであるため、その説明は省略する。
回転阻止部31は、ボトムプレート3の外周から軸心方向に向けて水平方向に円筒状に凹設した第三の嵌合孔43と、ストッパーリング25の円筒部25aに設けた挿通孔45と、第三の嵌合孔43に嵌合され、挿通孔45内にわたって配設されるピン47と、を有する。すなわち、本実施形態では、ボトムプレート3とピストン19とにわたってピン37で連結することによって、ボトムプレート3とピストン19との相対回転を阻止する第一実施形態や第二実施形態とは異なり、ボトムプレート3とストッパーリング25とにわたってピン47で連結することによって、ボトムプレート3とピストン19との相対回転を阻止する。
図11中、挿通孔45の径をD1とし、ピン47の外径をD2とし、D1とD2とは、D1>D2の関係を有する。
すなわち、ストッパーリング25は、円筒部25a(固定部27)が圧入固定されたピストン19とともに、鉛直方向Vに移動可能でなければならない。したがって、挿通孔45は、ピン47よりも大径に形成され、ピン47の周りに移動隙間(移動スペース)L2が形成されている。
移動隙間(移動スペース)L2は、少なくともピストン19(移動体17)の鉛直方向Vでの移動可能な距離と同程度とする。
なお、挿通孔45は、鉛直方向Vでピン47よりも大径に形成されていればよく、周方向ではピン47よりも僅かに大径に形成されているものであればよい。すなわち、挿通孔45は、ピン47が挿通可能で、かつ鉛直方向Vに移動可能な程度の孔径を有するものであれば、鉛直方向Vに長尺の長孔に形成されているものであってもよい。
本実施形態によれば、ピストン19の外周に圧入固定されるストッパーリング25の円筒部25aに設けた挿通孔45に挿通して配設するピン47が、ボトムプレート3の第三の嵌合孔43に嵌合固定されるようにした回転阻止部構成である。したがって、ボトムプレート3(取付体)とピストン19(移動体)との相対回転が簡易かつ安価に阻止できる。 従って、重量測定装置Wが車両に設置された状態で、ボトムプレート3(取付体)とピストン19(移動体)とが相対的に回転してしまう虞もなく、ボトムプレート3(取付体)とピストン19(移動体)との摩耗も生じない。
その他の作用効果は第一実施形態と同じであるため説明は省略する。
次に、密封機構51を備えた実施の一形態を、第四実施形態乃至第十一実施形態として説明する(図15乃至図24参照。)。密封機構51は、取付体(カラー9)と移動体(ピストン19)との間に形成されている移動許容隙間L3へ、異物が侵入することを阻止する
「第四実施形態」
図15乃至図18は第四実施形態を示す。本実施形態では、上記第一実施形態で説明した重量測定装置W(図1乃至図5参照。)において、ストッパーリング25に密封機構51を一体に設けている。
また、本実施形態では、第一実施形態を構成しているスプリングシート21の外径D4を、ピストン19のフランジ部19bの外径D5よりも僅かに大径に形成している。
本実施形態では、特徴的な構成である密封機構51の説明に留め、その他の構成及び作用効果にあっては第一実施形態の説明を援用する。
密封機構51は、例えばニトリルゴムなどにより、ストッパーリング25と一体に成形されるシール部である。密封機構51は、ストッパーリング25の円筒部25aの内面から円環部25b(分離脱落阻止部29)の内径D3をまわって円環部25bの下面を覆うように一体に固着されたベース部Bと、ベース部Bの円筒部25aの内面に固着された領域B1から傾斜状に突出して環状に設けられた鉛直方向に二連の第一シールリップ53,53と、ベース部Bの円環部25bの下面に固着された領域B2から傾斜状に突出して環状に設けられた第二シールリップ55と、を有する。
第一シールリップ53,53は、ボトムプレート3の第二面部3cの外側面に摺接(圧接)し、ストッパーリング25の円筒部25aの内面とボトムプレート3の第二面部3cの外側面との間の隙間L4をシールする。
第二シールリップ55は、ボトムプレート3の第一面部3bの外側面に摺接(圧接)し、ストッパーリング25の円環部25bの内径D3とボトムプレート3の第一面部3bの外側面との間の隙間L1をシールする。
本実施形態では、ストッパーリング25を組み込むことで、第一シールリップ53,53のリップ先端がボトムプレート3の第二面部3cの外側面に圧接され、かつ第二シールリップ55のリップ先端がボトムプレート3の第一面部3bの外側面に圧接されるように設計されている。
密封機構(シール部)51は、ポリアクリルゴム,シリコンゴム,ふっ素ゴムなど、シール材料として一般的に用いられている材料が任意に選択される。
なお、二連の第一シールリップ53,53の間隔は任意である。第一シールリップ53は、単一として用いられるものであってもよく、また三連以上で用いられるものであってもよい。
第二シールリップ55は、二連以上で用いるものであっても良い。
また、第一シールリップ53のリップ先端と第二シールリップ55のリップ先端が二股状に分岐されて構成するものであってもよい。
本実施形態によれば、第二シールリップ55を設け、ストッパーリング25の円環部25bの内径D3と、ボトムプレート3の第一面部3bの外側面と、の間の隙間L1をシールしたため、隙間L1から重量測定装置W内への異物の侵入を阻止できる。
従って、隙間L1よりも内方に位置する移動許容隙間L3への異物侵入が阻止される。
また、仮に、隙間L1を異物が通過したとしても、ストッパーリング25の円筒部25aの内面と、ボトムプレート3の第二面部3cの外側面と、の間の隙間L4を、鉛直方向に二連(二重)でシールする第一シールリップ53,53を設けているため、移動許容隙間L3への異物侵入が強固に阻止される。
従って、異物によって移動体の鉛直方向Vへの移動を妨げたりして正確な重量測定がなし得ないといった問題や、泥水などが凹所に溜まり、錆や腐食などが生じ、強度低下、機能欠損などを招くといった問題なども生じ得ない。
さらに、本実施形態では、スプリングシート21の外径D4を、ピストン19のフランジ部19bの外径D5よりも僅かに大径に形成し、ストッパーリング25の上端開口面25cがスプリングシート21の下面に密接している構成を採用している(図21参照)。このように、ストッパーリング25の上端開口面25cが、スプリングシート21の下面に密接して構成されていることにより、異物の侵入が阻止される。
そして、スプリングシート21とピストン19との接触領域、及び、固定部27として機能するストッパーリング25の円筒部25aとピストン19のフランジ部19bの外周とが嵌合固定されている領域に、それぞれシール部材(Oリング)57を設けて密封性の向上を図っている。
従って、重量測定装置Wの上方からの異物の侵入経路も全て密封する構成としているため、本実施形態の密封機構(シール部)51と相俟って移動許容隙間L3への異物侵入阻止効果がさらに向上する。
また、本実施形態によれば、密封機構51を構成する第一シールリップ53,53と第二シールリップ55とが、ストッパーリング25と一体に成形されている。したがって、固定部27として機能するストッパーリング25の円筒部25aを、ピストン19のフランジ部19bの外側面に圧入固定すれば、ピストン19とボトムプレート3との分離脱落を阻止すると同時に、所要隙間をシールして移動許容隙間L3への異物侵入を阻止することができる。従って、別途、移動許容隙間L3への異物侵入阻止処理を行う必要もなく手続が簡素化される。
なお、本実施形態の密封機構51は、第二実施形態や第三実施形態の重量測定装置Wにも適用可能である。
「第五実施形態」
図19乃至図20は第五実施形態を示す。本実施形態では、上記第二実施形態で説明した重量測定装置W(図6乃至図9参照。)において、ボトムプレート3に密封機構(シート部)51を一体に設けている。
また、本実施形態では、第二実施形態を構成しているスプリングシート21の外径D4を、ピストン19のフランジ部19bの外径D5よりも僅かに大径に形成している。
本実施形態では、特徴的な構成である密封機構51の説明に留め、その他の構成及び作用効果にあっては第一実施形態、第二実施形態及び第四実施形態の説明を援用する。
密封機構(シール部)51は、ボトムプレート3の第二面部3cの外側面及び下端面を覆うように一体に固着されたベース部Bと、外側面に固着されたベース部領域B3から傾斜状に突出して環状に設けられた鉛直方向に二連の第三シールリップ59,59と、を有する。
第三シールリップ59,59は、ストッパーリング25の円筒部25aの内面に摺接(圧接)し、ストッパーリング25の円筒部25aの内面と、ボトムプレート3の第二面部3cの外側面と、の間の隙間L4をシールする。
本実施形態では、ストッパーリング25を組み込むことで、第三シールリップ59,59のリップ先端が、ストッパーリング25の円筒部25aの内面に圧接されるように設計されている。
なお、二連の第三シールリップ59,59の間隔は任意である。第三シールリップ59は単一として用いられるものであってもよく、また三連以上で用いられるものであってもよい。
また、第三シールリップ59のリップ先端が二股状に分岐されて構成するものであってもよい。
本実施形態によれば、ストッパーリング25の円筒部25aの内面と、ボトムプレート3の第二面部3cの外側面と、の間の隙間L4を、鉛直方向Vに二連(二重)でシールする第三シールリップ59,59を設けているため、移動許容隙間L3への異物侵入が強固に阻止される。
従って、異物によって移動体の鉛直方向Vへの移動を妨げたりして正確な重量測定がなし得ないといった問題や、泥水などが凹所に溜まり、錆や腐食などが生じ、強度低下、機能欠損などを招くといった問題なども生じ得ない。
また、本実施形態によれば、密封機構51を構成する第三シールリップ59,59,59が、ボトムプレート3と一体に成形されている。したがって、ストッパーリング25の円筒部25aを、ピストン19のフランジ部19bの外側面に圧入固定すれば、ピストン19とボトムプレート3との分離脱落を阻止すると同時に、隙間L4をシールして移動許容隙間L3への異物侵入を阻止することができる。従って、別途、移動許容隙間L3への異物侵入阻止処理を行う必要もなく手続が簡素化される。
なお、本実施形態の密封機構51は、第一実施形態に示す重量測定装置Wに適用することも可能である。
「第六実施形態」
図21乃至図22は第六実施形態を示す。本実施形態では、上記第三実施形態で説明した重量測定装置W(図10乃至図13参照。)において、弾性プレート61に密封機構(シート部)51を一体に設けている。
また、本実施形態では、第三実施形態を構成しているスプリングシート21の外径D4を、ピストン19のフランジ部19bの外径D5よりも僅かに大径に形成するとともに、弾性プレート61を筒状に形成している。
本実施形態では、特徴的な構成である密封機構51の説明に留め、その他の構成及び作用効果にあっては第一実施形態、第三実施形態及び第四実施形態の説明を援用する。
本実施形態における弾性プレート61は、芯金63と、軟質性の被覆部65と、第四シールリップ67と、を有する。芯金63は、円環部63aと、円環部63aの外径から上方に向けて一体成形される円筒部63bと、を有する。軟質性の被覆部65は、この芯金63の全域を覆う。弾性プレート61は、芯金63と被覆部65とによって、下面61aと筒状側面61bとからなる有底円筒状に形成される。さらに弾性プレート61は、軟質性の被覆部65の筒状側面61bの内面から一体に突設される第四シールリップ67を有する。
なお、芯金63は、例えば、SPCCやSPCD等の冷間圧延鋼板等、通常、シール芯金として用いられる金属材料にプレス加工等の打ち抜き加工並びに塑性加工等を施して成形されている。
下面61aは、ボトムプレート3の第一面部3bよりも大径で、かつストッパーリング25よりも大径に形成される。下面61aは、ボトムプレート3の第一面部3b上に当接(密接)して配設されている(図21参照。)。
筒状側面61bは、ストッパーリング25の円筒部25aの外側面を囲むように配設されている(図21参照。)。
密封機構(シール部)51は、円筒部63bの内周面を被覆する被覆部領域から傾斜状に突出して環状に設けられた鉛直方向Vに三連の第四シールリップ67,67,67で構成されている。
第四シールリップ67は、ストッパーリング25の円筒部25aの外面に摺接(圧接)し、ストッパーリング25の円筒部25aの外面との間をシールする。
なお、三連の第四シールリップ67,67,67の間隔は任意である。第四シールリップ67は単一として用いられるものであってもよく、また四連以上で用いられるものであってもよい。
また、第四シールリップ67のリップ先端が二股状に分岐されて構成するものであってもよい。
本実施形態によれば、ストッパーリング25の円筒部25aの外面を鉛直方向Vに三連(三重)でシールする第四シールリップ67,67,67を設けているため、移動許容隙間L3への異物侵入が強固に阻止される。
従って、異物によって移動体の鉛直方向Vへの移動を妨げたりして正確な重量測定がなし得ないといった問題や、泥水などが凹所に溜まり、錆や腐食などが生じ、強度低下、機能欠損などを招くといった問題なども生じ得ない。
なお、本実施形態の密封機構(シール部)51とともに、第一実施形態の密封機構(シール部)51や第二実施形態の密封機構(シール部51)を併用することも可能であり、本発明の範囲内である。
また、本実施形態によれば、密封機構51を構成する第四シールリップ67,67,67が、弾性プレート61と一体に成形されている。したがって、ストッパーリング25の円筒部25aの外側面を覆うように弾性プレート61を配設すれば、弾性プレート61の配設と同時に、ストッパーリング25の円筒部25aの外側面と間の所要隙間をシールして移動許容隙間L3への異物侵入を阻止することができる。従って、別途、移動許容隙間L3への異物侵入阻止処理を行う必要もなく手続が簡素化される。
なお、本実施形態の密封機構51は、第一実施形態や第二実施形態の重量測定装置Wにも適用可能である。
「第七実施形態」
図23(a)は第七実施形態を示し、本実施形態では、上記第一実施形態乃至第三実施形態で説明した重量測定装置W(図1乃至図13参照。)において、ストッパーリング25及びボトムプレート3の双方に密封機構(シート部)51を一体に設けている。
また、本実施形態では、第一実施形態乃至第三実施形態を構成しているスプリングシート21の外径D4を、ピストン19のフランジ部19bの外径D5よりも僅かに大径に形成している。
本実施形態では、特徴的な構成である密封機構51の説明に留め、その他の構成及び作用効果にあっては第一実施形態乃至第四実施形態の説明を援用する。
密封機構(シール部)51は、本実施形態では、第四実施形態で説明した密封機構51(第一シールリップ53及び第二シールリップ55)と、第五実施形態で説明した密封機構51(第三シールリップ59)と、の組み合わせで構成されている。
第二シールリップ55は、ボトムプレート3の第一面部3bの外側面に摺接(圧接)する。第一シールリップ53,53は、鉛直方向Vで二連に形成され、ボトムプレート3の第二面部3cの外側面に摺接(圧接)する。第三シールリップ59,59は、鉛直方向Vで二連に形成され、ストッパーリング25の円筒部25aの内面に摺接(圧接)している。
また、第一シールリップ53は、隙間L1寄りでシールする。第三シールリップ59は、移動許容隙間L3寄りでシールしている。従って、ストッパーリング25の円筒部25aの内面と、ボトムプレート3の第二面部3cの外側面と、の間の隙間L4を四重にシールする。
本実施形態では、ストッパーリング25を組み込むことで、第一シールリップ53,53のリップ先端がボトムプレート3の第二面部3cの外側面に圧接されるとともに、第二シールリップ55のリップ先端がボトムプレート3の第一面部3bの外側面に圧接され、かつ第三シールリップ59,59のリップ先端がストッパーリング25の円筒部25aの内面に圧接されるように設計されている。
なお、二連の第一シールリップ53,53及び二連の第三シールリップ59,59のそれぞれの間隔は任意である。また、第一シールリップ53と第三シールリップ59はそれぞれ単一として用いられるものであってもよく、また三連以上で用いられるものであってもよい。また、第一シールリップ53と第三シールリップ59との間隔も任意である。
また、第一シールリップ53、第二シールリップ55及び第三シールリップ59のそれぞれのリップ先端が二股状に分岐されて構成するものであってもよい。
本実施形態によれば、第二シールリップ55が、ストッパーリング25の円環部25bの内径D3とボトムプレート3の第一面部3bの外側面との間の隙間L1をシールする。さらに、第一シールリップ53,53と第三シールリップ59,59とによって、ストッパーリング25の円筒部25aの内面と、ボトムプレート3の第二面部3cの外側面と、の間の隙間L4を四重にシールする。したがって、移動許容隙間L3への異物侵入が強固に阻止される。
従って、異物によって移動体の鉛直方向への移動を妨げたりして正確な重量測定がなし得ないといった問題や、泥水などが凹所に溜まり、錆や腐食などが生じ、強度低下、機能欠損などを招くといった問題なども生じ得ない。
なお、本実施形態の密封機構51とともに、第四シールリップ67,67,67を備えた第六実施形態の密封機構51(シール部)を併用することも可能で本発明の範囲内である。
「第八実施形態」
図23(b)は第八実施形態を示し、本実施形態では、上記第一実施形態乃至第三実施形態で説明した重量測定装置W(図1乃至図13参照。)において、ストッパーリング25に密封機構(シート部)51を一体に設けている。
なお、本実施形態では、第一実施形態乃至第三実施形態を構成しているスプリングシート21の外径D4を、ピストン19のフランジ部19bの外径D5よりも僅かに大径に形成している。
本実施形態では、特徴的な構成である密封機構(シール部)51の説明に留め、その他の構成にあっては第一実施形態乃至第四実施形態の説明を援用する。
密封機構(シール部)51は、第一実施形態で説明した第二シールリップ55,55と、ベース部Bの円筒部25aの内面に固着された領域B1の上端領域からピストン19の下面(カラー対向面)に向けて傾斜状に突出して環状に突設し、ピストン19の下面(カラー対向面)に摺接(圧接)する第五シールリップ69と、を有する。
第二シールリップ55は、ボトムプレート3の第一面部3bの外側面に摺接(圧接)する。第一シールリップ53,53は、鉛直方向Vで二連に形成され、ボトムプレート3の第二面部3cの外側面に摺接(圧接)する。第五シールリップ69は、ピストン19の下面(カラー対向面)に摺接(圧接)している。
従って、ストッパーリングの円環部25bの内径D3とボトムプレート3の第一面部3bの外側面との間の隙間L1と、ストッパーリング25の円筒部25aの内面とボトムプレート3の第二面部3cの外側面との間の隙間L4、及び移動許容隙間L3を四重にシールする。
本実施形態では、ストッパーリング25を組み込むことで、第一シールリップ53,53のリップ先端がボトムプレート3の第二面部3cの外側面に圧接されるとともに、第二シールリップ55のリップ先端が、ボトムプレート3の第一面部3bの外側面に圧接され、かつストッパーリング25の円筒部25aの上端開口面25cが、スプリングシート21の下面に密接したときに、第五シールリップ69のリップ先端がピストン19の下面(カラー対向面)に圧接されるように設計されている。
なお、第五シールリップ69は複数(二連以上)で用いられるものであってもよい。また、第五シールリップ69のリップ先端が二股状に分岐されて構成されてもよい。
本実施形態によれば、第二シールリップ55が、ストッパーリング25の円環部25bの内径D3とボトムプレート3の第一面部3bの外側面との間の隙間L1をシールするとともに、第一シールリップ53,53が、ストッパーリング25の円筒部25aの内面と、ボトムプレート3の第二面部3cの外側面との間の隙間L4をシールする。したがって、重量測定装置Wの下方(隙間L1方向)からの異物の侵入を阻止することができる。さらに、第五シールリップ69がピストン19の下面(カラー対向面)をシールするため、重量測定装置Wの上方(ストッパーリング25の上端開口面25cとスプリングシート21との間)からの異物侵入を阻止することができる。
従って、移動許容隙間L3への異物の侵入阻止が有効に図れるため、異物によって移動体の鉛直方向への移動を妨げたりして正確な重量測定がなし得ないといった問題や、泥水などが凹所に溜まり、錆や腐食などが生じ、強度低下、機能欠損などを招くといった問題なども生じ得ない。
なお、本実施形態の密封機構51とともに、第四シールリップ67,67,67を備えた第六実施形態の密封機構51(シール部)を併用することも可能で本発明の範囲内である。
「第九実施形態」
図24(a)は第九実施形態を示す。本実施形態では、上記第一実施形態乃至第三実施形態で説明した重量測定装置W(図1乃至図13参照。)において、ボトムプレート3に密封機構(シート部)51を一体に設けている。
なお、本実施形態では、第一実施形態乃至第三実施形態を構成しているスプリングシート21の外径D4を、ピストン19のフランジ部19bの外径D5よりも僅かに大径に形成している。
本実施形態では、特徴的な構成である密封機構51の説明に留め、その他の構成にあっては第一実施形態乃至第四実施形態の説明を援用する。
密封機構(シール部)51は、本実施形態では、第二実施形態で説明した密封機構51に、さらにシールリップが追加される。すなわち、密封機構(シール部)51は、第三シールリップ59,59と、ベース部Bの第二面部3cの下面に固着された領域B4からストッパーリング25の円環部25bの内面に向けて傾斜状に突設して環状に形成され、円環部25bの内面に摺接(圧接)する第六シールリップ71,71と、を有する。
本実施形態によれば、第三シールリップ59,59は、鉛直方向Vで二連に形成され、ストッパーリング25の円筒部25aの内面に摺接(圧接)する。第六シールリップ71,71は、水平方向Hで二連に形成され、ストッパーリング25の円環部25bの内面に摺接(圧接)している。
従って、ストッパーリング25の円筒部25aの内面とボトムプレート3の第二面部3cの外側面との間の隙間L4と、第二面部3cの下面とストッパーリング25の円環部25bの内面との間の隙間L5と、を四重にシールする。
本実施形態では、ストッパーリング25を組み込むことで、第三シールリップ59,59のリップ先端がストッパーリング25の円筒部25aの内面に圧接され、かつストッパーリング25の円筒部25aの上端開口面25cが、スプリングシート21の下面に密着したときに、第六シールリップ71,71のリップ先端がストッパーリング25の円環部25bの内面に圧接されるように設計されている。
なお、第六シールリップ71は単列で用いられるものであってもよい。また、第六シールリップ71のリップ先端が二股状に分岐されて構成するものであってもよい。
本実施形態によれば、第三シールリップ59,59が、ストッパーリング25の円筒部25aの内面と、ボトムプレート3の第二面部3cの外側面との間の隙間L4をシールするとともに、第六シールリップ71,71が、ストッパーリング25の円環部25bの内面とボトムプレート3の第二面部3cの下面との間の隙間L5をシールする。したがって、重量測定装置Wの下方(隙間L1方向)からの異物の侵入を阻止することができる。
従って、移動許容隙間L3への異物の侵入阻止が有効に図れるため、異物によって移動体の鉛直方向への移動を妨げたりして正確な重量測定がなし得ないといった問題や、泥水などが凹所に溜まり、錆や腐食などが生じ、強度低下、機能欠損などを招くといった問題なども生じ得ない。
なお、本実施形態の密封機構51とともに、第四シールリップ67,67,67を備えた第六実施形態の密封機構51(シール部)を併用することも可能で本発明の範囲内である。
「第十実施形態」
図24(b)は第十実施形態を示す。本実施形態では、上記第一実施形態乃至第三実施形態で説明した重量測定装置W(図1乃至図13参照。)において、ボトムプレート3に密封機構(シート部)51を一体に設けている。
なお、本実施形態では、第一実施形態乃至第三実施形態を構成しているスプリングシート21の外径D4を、ピストン19のフランジ部19bの外径D5よりも僅かに大径に形成している。
本実施形態では、特徴的な構成である密封機構51の説明に留め、その他の構成にあっては第一実施形態乃至第四実施形態の説明を援用する。
密封機構(シール部)51は、本実施形態では、第二実施形態で説明した密封機構51に、さらにシールリップが追加される。すなわち、密封機構(シール部)51は、第三シールリップ59,59と、ベース部Bの第二面部3cの外側面に固着された領域B3の上端領域からピストン19の下面(カラー対向面)に向けて傾斜状に突設して環状に形成され、ピストン19の下面(カラー対向面)に摺接(圧接)する第七シールリップ73と、を有する。
本実施形態によれば、第三シールリップ59,59は、鉛直方向Vで二連に形成され、ストッパーリング25の円筒部25aの内面に摺接(圧接)する。第七シールリップ73は、単列に形成され、ピストン19の下面(カラー対向面)に摺接(圧接)している。
従って、ストッパーリング25の円筒部25aの内面とボトムプレート3の第二面部3cの外側面との間の隙間L4と、移動許容隙間L3と、を三重にシールする。
本実施形態では、ストッパーリング25を組み込むことで、第三シールリップ59,59のリップ先端がストッパーリング25の円筒部25aの内面に圧接され、かつストッパーリング25の円筒部25aの上端開口面25cが、スプリングシート21の下面に密着したときに、第七シールリップ73のリップ先端がピストン19の下面(カラー対向面)に圧接されるように設計されている。
なお、第七シールリップ73は複列で用いられるものであってもよい。また、第七シールリップ73のリップ先端が二股状に分岐されて構成するものであってもよい。
本実施形態によれば、第三シールリップ59,59が、ストッパーリング25の円筒部25aの内面と、ボトムプレート3の第二面部3cの外側面と、の間の隙間L4をシールするため、重量測定装置Wの下方(隙間L1方向)からの異物の侵入を阻止することができる。
さらに、第七シールリップ73が、移動許容隙間L3をシールするため、重量測定装置Wの上方(ストッパーリング25の上端開口面25cとスプリングシート21との間)からの移動許容隙間L3への異物侵入を阻止することができる。
従って、移動許容隙間L3への異物の侵入阻止が有効に図れるため、異物によって移動体の鉛直方向への移動を妨げたりして正確な重量測定がなし得ないといった問題や、泥水などが凹所に溜まり、錆や腐食などが生じ、強度低下、機能欠損などを招くといった問題なども生じ得ない。
なお、本実施形態の密封機構51とともに、第四シールリップ67,67,67を備えた第六実施形態の密封機構51(シール部)を併用することも可能であり、本発明の範囲内である。
「第十一実施形態」
図24(c)は第十一実施形態を示す。本実施形態では、上記第一実施形態乃至第三実施形態で説明した重量測定装置W(図1乃至図13参照。)において、ボトムプレート3及び弾性プレート61の双方に密封機構(シート部)51,51を一体に設けている。
なお、本実施形態では、第一実施形態乃至第三実施形態を構成しているスプリングシート21の外径D4を、ピストン19のフランジ部19bの外径D5よりも僅かに大径に形成している。
本実施形態では、特徴的な構成である密封機構51の説明に留め、その他の構成にあっては第一実施形態乃至第四実施形態の説明を援用する。
密封機構(シール部)51は、本実施形態では、第二実施形態で説明した密封機構51に、さらにシールリップが追加される。すなわち、密封機構(シール部)51は、第三シールリップ59,59と、弾性プレート61の外径から、ボトムプレート3の第一面部3bの外側面に沿って鉛直方向で上方に一体に延びた弾性領域B5の外側面から、ストッパーリング25の円環部25bの内径D3に向けて傾斜状に突設して環状に形成され、円環部25bの内径D3に摺接(圧接)する第八シールリップ75と、を有する。
また、符号71は、円環部25bの内面に摺接(圧接)する上述した第九実施形態の第六シールリップ71,71と同じである。
なお、本実施形態の弾性プレート61は、第六実施形態で説明した弾性プレート61と同様に、芯金入りの弾性プレートとしてもよい。
本実施形態によれば、第三シールリップ59,59は、鉛直方向Vで二連に形成され、ストッパーリング25の円筒部25aの内面に摺接(圧接)し、第八シールリップ75は、単列に形成され、ストッパーリング25の円環部25bの内径D3に摺接(圧接)している。
従って、ストッパーリング25の円筒部25aの内面とボトムプレート3の第二面部3cの外側面との間の隙間L4と、ストッパーリング25の円環部25bの内径D3とボトムプレート3の第一面部3bの外側面との間の隙間L1と、を三重にシールする。
本実施形態では、ストッパーリング25を組み込むことで、第三シールリップ59,59のリップ先端がストッパーリング25の円筒部25aの内面に圧接され、かつストッパーリング25の円筒部25aの上端開口面25cが、スプリングシート21の下面に密着したときに、第六シールリップ71,71のリップ先端がストッパーリング25の円環部25bの内面に圧接されるとともに、第八シールリップ75のリップ先端が円環部25bの内径D3に圧接されるように設計されている。
なお、第八シールリップ75は複列で用いられるものであってもよい。また、第八シールリップ75のリップ先端が二股状に分岐されて構成するものであってもよい。
本実施形態によれば、第三シールリップ59,59が、ストッパーリング25の円筒部25aの内面と、ボトムプレート3の第二面部3cの外側面と、の間の隙間L4をシールするとともに、第八シールリップ75が、隙間L1をシールするため、重量測定装置Wの下方(隙間L1方向)からの異物の侵入を阻止することができる。
従って、移動許容隙間L3への異物の侵入阻止が有効に図れるため、異物によって移動体の鉛直方向への移動を妨げたりして正確な重量測定がなし得ないといった問題や、泥水などが凹所に溜まり、錆や腐食などが生じ、強度低下、機能欠損などを招くといった問題なども生じ得ない。
なお、本実施形態の密封機構51とともに、第四シールリップ67,67,67を備えた第六実施形態の密封機構51(シール部)を併用することも可能であり、本発明の範囲内である。
「その他の形態」
図示はしないが、移動体の鉛直方向Vの移動に支障を来たさない程度であれば、取付体と移動体との間に形成される移動許容隙間にシール部を備える実施の形態としてもよい。すなわち、例えば、取付体(カラー)のピストン対向面側にシール部を一体成形し、そのシールリップを移動体(ピストン)の対向面(下面)に摺接させる形態であってもよい。また、移動体(ピストン)のカラー対向面側にシール部を一体成形し、そのシールリップを取付体(カラー)のピストン対向面に摺接させる形態であってもよい。
また、移動許容隙間L3への水や粉塵などの異物の侵入阻止を図ることが可能なシール部(密封機構)構成を採用する形態であれば、本発明の範囲内で設計変更可能である。
なお、上記各実施形態は、前輪用の懸架装置に適用することも可能である。図示は省略するが、例えば、車両の車体本体のフレーム(クロスメンバ)に取付固定されるトッププレートを有する取付体(荷重検出部)と、ロア・アームを介してアクスル(車軸)に固定されるとともに、コイルスプリングの上端を受け、コイルスプリングの弾発力により移動する移動体(ピストン部)と、で構成される前輪用の車両の重量測定装置とすることも可能であって、仕様に応じて最適な形態が適用可能である。
以下の実施形態では、本発明の車両の重量測定装置を自動車の懸架装置(サスペンション)に用いた実施の一形態を示す。
また、以下の実施形態では、自動車の前輪用の懸架装置に適用した実施の一例を想定する。
以下、本発明の車両の重量測定装置の一実施形態について、添付図面を参照して説明する。図25乃至図26は第十二実施形態、図27乃至図28は第十三実施形態、図29乃至図30は第十四実施形態を示す。なお、本実施形態は、本発明の一実施形態であって、何等これに限定解釈されるものではなく本発明の範囲内で設計変更可能である。
「第十二実施形態」
図25乃至図26は本発明の第十二実施形態を示し、本実施形態の車両の重量測定装置は、スプリングの弾発力により移動する移動体(ピストン部)117と、車両側に取付固定される取付体(荷重検出部)101と、を有する。移動体117と取付体101との間に、油室113への異物侵入を防止する密封装置139が備えられる。
取付体101は、車両側に取り付け固定されるトッププレート103と、トッププレート103の下面に備えられるカラー109と、トッププレート103とカラー109とによって挟まれて固定されるダイアフラム107と、トッププレート103とダイアフラム107との間で形成され、所定の測定流体(作動油)を充填してなる油室113と、トッププレート103の上面に備えられ、油室113内に充填されている測定流体の圧力変化を検出し得る圧力センサ115と、を含む。
本実施形態においてトッププレート103は、上面側が車両側に固定され、かつ下面側に開口し、ダイアフラム107によって開口領域が覆われることにより油室113が形成される溝部105を設けている。
また、本実施形態においてカラー109は、溝部105の開口領域よりも大径に形成される。カラー109のダイアフラム107の外径寄りの面部を、溝部105の開口領域より外側の面部との間で挟み込んで密閉固定されている。図中符号111はシール部材(Oリング)を示す。
移動体117は、ダイアフラム107と当接し、ダイアフラム107を鉛直方向(図中矢印Vで示す方向)に押圧可能な第一のピストン119と、第一のピストン119と当接し、第一のピストン119を鉛直方向Vに押圧可能な第二のピストン129と、第二のピストン129と当接し、図示しない懸架装置のコイルスプリングの一端(上端)を受けるブッシュとの間に介在される軸受装置131と、を含む。
本実施形態において第一のピストン119は、パッド110を介してダイアフラム107に当接する。また、本実施形態において軸受装置131は、アッパーケース133とロアーケース135との間にスラストニードル軸受137を介在することで構成されている。
密封装置139は、第一のピストン119(移動体)とカラー109(取付体)との間に備えられている。
第一のピストン119は、第二のピストン129と当接する大径円筒部121と、大径円筒部121の上面にて、大径円筒部121よりも小径の円筒状に連続して垂直に立ち上げ形成された中間円筒部123と、中間円筒部123の上面にて、中間円筒部123よりも小径の円筒状に連続して垂直に立ち上げ形成された先端円筒部125とによって、上面(取付体との対向面)が段差状に形成されている。
先端円筒部125の上面には、パッド110を突出状に収容可能なパッド収容部125aが凹設されている。
大径円筒部121の上面と中間円筒部123の上面は、それぞれ、鉛直方向Vに対して直交する平坦状の水平面部(第一の水平面部121a、第二の水平面部123a)を有している。
先端円筒部125の立ち上り高さは、第一のピストン119が鉛直方向Vに所定距離移動可能な隙間127を、カラー109の下面109aと中間円筒部123の上面(第二の水平面部123a)との間に形成し得るように設定される。なお、中間円筒部123の上面が平坦状に形成されていない形態も本発明の範囲内である。
密封装置139としては、本実施形態では、ゴムや樹脂などの弾性材により、断面視で略V字状に形成された円環状のシール部材が想定される。
例えば、本実施形態の密封装置139は、第一のピストン119の大径円筒部121の上面(第一の水平面部121a)に固着される環状ベース部139aと、環状ベース部139aの内周から一体に連続して外方に向けて拡開状に形成され、カラー109の下面109aにその弾性をもって摺接される環状リップ部139bと、を有する。 環状ベース部139aは、中間円筒部123と略同一高さ(厚さ)をもつ。環状ベース部139aの内径側は、中間円筒部123の外周面123bに密接している。
すなわち、密封装置139は、この大径円筒部121の上面(第一の水平面部121a)とカラー109の下面109aとの間にて組み込まれ、第一のピストン119が移動可能な範囲において、環状リップ部139bが追従して上述した隙間127を常時密封可能な大きさ(高さ)及び弾性をもって形成されている。
本実施形態によれば、水などの異物が移動体117内に浸入したとしても、第一のピストン119における大径円筒部121の上面(第一の水平面部121a)とカラー109の下面109aとの間に組み込まれる密封装置139によって、隙間127が常時密封されている。したがって、取付体101の内部、すなわちダイアフラム107や油室113などが配されている取付体101の内部方向に、水などの異物が浸入することを防止することができる。
密封装置139は本実施形態に限定解釈されるものではなく、例えば、図示はしないが、環状リップ部が複数個に分岐され、それぞれの環状リップ部がカラー109の下面109aに密接する構造であってもよく、また周知のOリングなどであってもよく本発明の範囲内で適宜設計変更可能である。
さらに、本発明の範囲内であれば、径の異なる密封装置を複数個並設させることも可能である。
また、図示はしないが、密封装置139の環状ベース部139aが嵌合可能な環状の嵌合溝を、大径円筒部121の上面(第一の水平面部121a)に周設する形態を採用してもよい。また、環状リップ部139bが摺接可能な摺接溝を、カラー109の下面109aに周設する形態を採用してもよい。このように、本発明の範囲内で適宜設計変更が可能である。
また、上述した実施形態とは逆に、環状ベース部139aをカラー109の下面109aに固着し、環状リップ部109bを大径円筒部121の上面(第一の水平面部121a)に摺接する形態を採用することも可能であり、本発明の範囲内である。
なお、本実施形態では、第一のピストン119に中間円筒部123を有しているが、中間円筒部123を有していない形態であっても本発明の範囲内である。
「第十三実施形態」
図27乃至図28は本発明の第十三実施形態を示す。
本実施形態では、第一のピストン119における取付体101との対向面に、密封装置139の配設位置から下り傾斜状のテーパ面141が設けられている実施の一形態を示す。
本実施形態では、取付体101との対向面である大径円筒部121の上面(第一の水平面部121a)を、内径側端部(中間円筒部123寄りの端部)から外径側端部にわたって下り傾斜状のテーパ面141としている。なお、密封装置139の環状ベース部139aを強固に固着させるために、大径円筒部の上面における内径側端部に平坦面を残してテーパ面を形成してもよい。
本実施形態によれば、水などの異物が移動体117内に浸入したとしても、第一のピストン119のテーパ面141によって水などの異物の排出を早めることができる。したがって、密封装置139による隙間127に対する密封効果と共に、異物の侵入防止を有効に図ることができる。
その他の構成及び作用効果は第十二実施形態と同一であるため詳細な説明は省略する。
「第十四実施形態」
図29乃至図30は本発明の第十四実施形態を示す。
本実施形態では、第十三実施形態にて開示した第一のピストン119のテーパ面141に、内径側端部から外径側端部にわたって下り傾斜状の凹溝143が設けられている実施の一形態である。
凹溝143は、第一のピストン119のテーパ面141に、内径側端部から外径側端部にわたり、第一のピストン119のテーパ面141よりも急な下り傾斜状に凹設されている。
また、凹溝143は、大径円筒部121の上面周方向に間隔をあけて複数個放射状に設けられている。本実施形態において凹溝143は、同一形状で一定の間隔で複数個設けられているが、これに限らず、異なる凹溝形態のものを複数個設けるものであってもよく、また配設する間隔も任意に設定可能である。
本実施形態によれば、水などの異物が移動体117内に浸入したとしても、第一のピストン119のテーパ面141と、テーパ面141に設けられている凹溝143によって水などの異物の排出をさらに早めることができる。したがって、密封装置139による隙間127に対する密封効果と共に、異物の侵入防止を有効に図ることができる。
その他の構成及び作用効果は第十二実施形態及び第十三実施形態と同一であるため詳細な説明は省略する。
また、第十二実施形態にて図示した第一のピストン119における大径円筒部121の平坦状の第一の水平面部121aに、大径円筒部121の内径側端部から外径側端部にわたり下り傾斜状の凹溝143を設けることも本発明の範囲内である。
本出願は、2017年12月1日出願の日本特許出願2017−231570、2017年11月24日出願の日本特許出願2017−225502、2018年5月22日出願の日本特許出願2018−97767に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
本発明の車両の重量測定装置は、本実施形態に示す構成からなる懸架装置に限られず、他の構成からなる懸架装置にも利用可能である。また、本発明の車両の重量測定装置は、前輪用や後輪用の懸架装置に組み込まれる場合にも利用可能である。さらに、取付対象となる車両も限定されない。
また、本発明の車両の重量測定装置は、積載重量に応じた変速制御を図り環境性(省燃費)を向上する、重量配分を考慮したブレーキ制御を図り安全性を向上する、操舵雰囲気を一定に保つ制御を図り快適性を向上する分野においても利用可能である。
1 取付体
3 ボトムプレート
5 溝部
7 ダイアフラム
13 油室
15 圧力センサ
17 移動体
19 ピストン
25 ストッパーリング
27 固定部
29 分離脱落阻止部
31 回転阻止部
37,47 ピン
51 密封機構
101 取付体
103 トッププレート
105 溝部
107 ダイアフラム
109 カラー
113 油室
115 圧力センサ
117 移動体
119 ピストン(第一のピストン)
139 密封装置
141 テーパ面
143 凹溝

Claims (10)

  1. スプリングの弾発力により移動する移動体と、
    前記移動体の移動により、押圧変形可能なダイアフラムと、所定の測定流体を充填し、
    前記ダイアフラムの押圧により内部圧力が変化可能な油室と、前記油室内の圧力変化を検出し得る圧力センサと、を少なくとも含む取付体と、
    前記移動体と前記取付体との間にわたって備えられるストッパーリングと、
    前記移動体と前記取付体との相対回転を阻止する回転阻止部と、
    を備え、
    前記ストッパーリングは、前記移動体と前記取付体とのいずれか一方に固定される固定部と、いずれか他方にて、前記移動体の移動を妨げることなく前記移動体と前記取付体との分離脱落を阻止する分離脱落阻止部とを有し、
    前記回転阻止部は、前記移動体と前記取付体とにわたって嵌合されるピンを含む
    ことを特徴とする車両の重量測定装置。
  2. 前記取付体は、下面側が懸架装置のアームに当接して設置され、上面側に開口し、前記ダイアフラムによって開口領域を覆われることにより油室が形成される溝部を有したボトムプレート、を含み、
    前記移動体は、懸架装置の長さ方向に移動可能に備えられるとともに、懸架装置のスプリングの弾発力により前記ダイアフラムを押圧可能なピストン、を含む
    ことを特徴とする請求項1に記載の車両の重量測定装置。
  3. 前記ストッパーリングは、前記ボトムプレートと前記ピストンとの外周を覆う円筒部と、前記円筒部の下面にて、前記ボトムプレートの外径よりも小径の内径を有する円環部と、を含み、
    前記円筒部の一部が、前記ピストンの外周に圧入固定されて固定部として機能し、
    前記円環部が、前記ボトムプレートの下面にて前記移動体の移動を妨げることなく係止されることにより前記移動体と前記取付体との分離脱落を阻止する分離脱落阻止部として機能し、
    前記回転阻止部は、前記ピストンに設けられた第一の嵌合孔と、前記ボトムプレートに設けられた第一の切欠溝と、前記第一の嵌合孔と前記第一の切欠溝とにわたって嵌合可能なピンと、で構成されている
    ことを特徴とする請求項2に記載の車両の重量測定装置。
  4. 前記ストッパーリングは、前記ボトムプレートと前記ピストンとの外周を覆う円筒部と、前記円筒部の下面にて、前記ボトムプレートの外径よりも小径の内径を有する円環部と、を含み、
    前記円筒部の一部が、前記ピストンの外周に圧入固定されて固定部として機能し、
    前記円環部が、前記ボトムプレートの下面にて前記移動体の移動を妨げることなく係止されることにより前記移動体と前記取付体との分離脱落を阻止する分離脱落阻止部として機能し、
    前記回転阻止部は、前記ピストンに設けられた第二の切欠溝と、前記ボトムプレートに設けられた第二の嵌合孔と、前記第二の切欠溝と前記第二の嵌合孔とにわたって嵌合可能なピンと、で構成されている
    ことを特徴とする請求項2に記載の車両の重量測定装置。
  5. スプリングの弾発力により移動する移動体と、
    前記移動体の移動により、押圧変形可能なダイアフラムと、所定の測定流体を充填し、
    前記ダイアフラムの押圧により内部圧力が変化可能な油室と、前記油室内の圧力変化を検出し得る圧力センサと、を少なくとも含む取付体と、
    前記移動体と前記取付体との間にわたって備えられるストッパーリングと、
    前記移動体と前記取付体との相対回転を阻止する回転阻止部と、
    を備え、
    前記ストッパーリングは、前記移動体と前記取付体とのいずれか一方に固定される固定部と、いずれか他方にて、前記移動体の移動を妨げることなく前記移動体と前記取付体との分離脱落を阻止する分離脱落阻止部とを有し、
    前記回転阻止部は、前記ストッパーリングの固定部が固定されない前記移動体と前記取付体のいずれかと、前記ストッパーリングとにわたって嵌合されるピンを含む
    ことを特徴とする車両の重量測定装置。
  6. 前記移動体と前記取付体のそれぞれの対向面間に形成される移動許容隙間への異物の侵入を阻止する密封機構を備えた
    ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の車両の重量測定装置。
  7. 前記密封機構は、前記ストッパーリングと、前記取付体との間に備えられるシール部によって構成されている
    ことを特徴とする請求項6に記載の車両の重量測定装置。
  8. 前記シール部は、前記ストッパーリングと一体に設けられて前記取付体に摺接している
    ことを特徴とする請求項7に記載の車両の重量測定装置。
  9. 前記シール部は、前記取付体と一体に設けられて前記ストッパーリングに摺接している
    ことを特徴とする請求項7に記載の車両の重量測定装置。
  10. 前記取付体における取付面側に弾性プレートが備えられ、
    前記密封機構は、前記弾性プレートの外周縁に設けられるとともに、前記ストッパーリングに摺接するシール部を備えている
    ことを特徴とする請求項6乃至9のいずれか1項に記載の車両の重量測定装置。
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