JPH02290521A - 車両用減衰力検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、車両のショックアブソーバのロッド内に取付
けられショックアブソーバに加わる減衰力を測定するこ
とにより路面状態を検知する車両用減衰力検出器に関す
る。

【従来技術】

従来、この種の検出器としては実公昭５７−４５５３９
号にて開示されているようにピエゾ素子（以下、ＰＺＴ
素子という）を検出部として、そのＰＺＴ素子に加わる
荷重の大小によりその荷重に応じた出力電荷が得られる
ものがある。 ところが、上記検出器においては得られる出カそのもの
が小さく、Ｓ／Ｎ比の小さいものであり、小さな突起に
対するショックアブソーバに加わる減衰力の測定におい
てはノイズレベルの出力シカ得ることができなかった。 ここで、ＰＺＴ素子の出力はそれに加えられる荷重と圧
電定数との積で決定されるため、ＰＺＴ素子の出力を増
加するにはＰＺＴ素子自身の荷重伝達率或いは圧電定数
を上昇させるか、又は、ＰＺＴ素子の枚数を並列に増や
すしかなかった。

【発明が解決しようとする課題】

上記の内、荷重伝達率の上昇はＰＺＴ素子自身の強度の
面で、そして、圧電定数の上昇は技術的な面で、更に、
ＰＺＴ素子の枚数を増やすことは構造的に複雑となり組
付け上の点でそれぞれ問題があった。 又、ＰＺＴ素子をショックアブソーバのロンド内に固定
する場合にネジで締め付けると偏荷重によりＰＺＴ素子
の出力が安定しないことがあり、最悪の場合にはＰＺＴ
素子が割れてしまうこともあった。更に、締め付ける場
合にＰＺＴ素子がネジと一緒に回転するとそのリード線
が捩れてショ一ト或いは断線する可能性もあった。 本発明は、上記の課題を解決するために成されたもので
あり、その目的とするところは、車両用減衰力検出器の
出力が所定の大きさとなるように自由に設定でき、ショ
ックアブソーバへの組付けも容易であり、その際に、車
両用減衰力検出器のＰＺＴ素子面に均一分布荷重を加え
られると共にＰＺＴ素子が回転することなくショックア
ブソーバのロッド内に収まる構造を備えた車両用減衰力
検出器を提供することである。

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するための発明の構成は、車両のショッ
クアブソーバのロッド内に取付けられショックアブソー
バに加わる減衰力を測定することにより路面状態を検知
する車両用減衰力検出器において、所定の出力を得るた
めに複数奇数枚のＰＺＴ素子を極性が互いに向き合うよ
うに積み重ね、前記ＰＺＴ素子間及び両端面に電極板を
配設し前記電極板の同一極性となる足同士を接続し、前
記両端面の電極板から正・負それぞれの電極を取り出す
ようにした出力部き、前記出力部の両端面及び周囲を絶
縁する絶縁部材と、前記出力部及び絶縁部材の積み重ね
方向の一端面に配設し偏荷重を防ぐ平面プレートと他端
面に配設し荷重を受けるリテーナとを挟み込み一体化す
ると共に廻り止めを兼ねて固定するクランブ部材と、前
記出力部の軸中心に近い位置にて前記リテーナと面当た
りにならないように当接させ前記ショックアブソーバの
ロッド内に締め付け固定する固定ネジ部材とを備えたこ
とを特徴とする。

【作用】

車両は走行中に路面から衝撃力を受ける。この衝撃力は
タイヤを通じてスプリングとショックアブソーバとで吸
収される。この時、ショックアブソーバに発生する力が
減衰力であり、この力がショックアブソーバのロッドに
伝達される。そして、ロッドに伝達された力はロッドを
歪ませるためロッド内部に固定された車両用減衰力検出
器もそれに応じて歪むことになる。この受ける衝撃力の
大きさによる歪みを車両用減衰力検出器はＰＺＴ素子の
圧電効果により即座に感知し検出する。このため、車両
用減衰力検出器はショックアブソーバのロッドと一体的
な剛体でロツドに加わる力に比例した力を受ける必要が
ある。従って、ＰＺＴ素子が破壊しない程度に出来る限
り大きい荷重で車両用減衰力検出器をショックアブソー
バのロッドに押し付けＰＺＴ素子に均一な分布荷重が加
わって固定される構造にしなければならない。 ここで、出力部は複数奇数枚のＰＺＴ・素子とその間及
び両端面に電極板が配設されるので所定の出力が得られ
、その電極板の同一極性となる足同士を接続し、正・負
それぞれの電極を両端面の電極板から取り出すことによ
り電極の取り出しが容易である。そして、絶縁部材によ
り出力部の両端面及び周囲を絶縁することでリークやシ
ョートが防止できる。更に、クランブ部材により上記出
力部及び絶縁部材の積み重ね方向の一端面の平面プレー
ト及び他端面のリテーナとを挟んで一体化され且つ、廻
り止めを兼ねて固定される。そして、固定ネジ部材によ
り出力部の軸中心に近い位置にてリテーナと面当たりに
ならないように当接されるのでリテーナと平面プレート
に挟まれた出力部に配設されたＰＺＴ素子面に均一分布
荷重を加えられると共にＰＺＴ素子等が回転することな
くショックアブソーバのロツド内に締め付け固定できる
。

【実施例】

以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。 先ず、本発明に係る車両用減衰力検出器に係る車両用減
衰力検出器の出力部の構成について第２図及び第３図を
参照して説明する。 第２図は本発明に係る車両用減衰力検出器に係る車両用
減衰力検出器の出力部であるＰＺＴ素子及び電極板の積
み重ね状態を示した斜視図、第３図は第２図において電
極板の足を曲げて極性毎に接続した状態を示した側面図
である。 １１ａ，ｌｌｂ，ｌｉｅはドーナツ形状の複数奇数枚で
ある３枚のＰＺＴ素子であり、これらのＰＺＴ素子１１
ａ．ｌｌｂ，−　　ｌｉｅのそれぞれの両面には銀ペー
ストが印刷されており、同じ極性同士が互いに向き合う
ように積み重ねられている。 つまり、ＰＺＴ素子１１ａの上面を正極とすると、その
下面は負極であるのでＰＺＴ素子１ｌｂの上面を負極と
し、その下面は正極であるので、ＰＺＴ素子１１ｃの上
面を正極、その下面は負極となっている。 そして、ＰＺＴ素子１１ａ，ｌｌｂ，ｌｌｃの３枚に対
してそれらの間及び両端面に配設される電極板の枚数は
［（ＰＺＴ素子の数）＋１〕枚となりこの場合には１２
ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄの４枚となる。これらの電
極板１２ａ，１２ｂ１２ｃ．１２ｄは薄い導通性の有る
金属板で、最上部の電極板１２ａは足１２１ａ，１２２
ａ．１２３ａとその円周方向で１２０゜毎に３ケ所設け
てあり、その電極板１２ａに対して電極板１２ｂの足１
２ｌｂ，１２２ｂ，１２３ｂは６０゛回転された状態で
電極板１２ａと同様にその円周方向で１２０“毎に３ケ
所設けてある。以下、電極板１２Ｃ，１２ｄも同様に回
転された状態で積み重ねられる。 又、電極板１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄはＰＺＴ素
子１１ａ，ｌｌｂ，ｌｌｃと同様に中心がドーナツ形状
に打ち抜かれている。 そして、ＰＺＴ素子１１ａ，ｆｌｂ，ｌｌｃと電極板１
２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを積み重ねた後、正・負
の同じ極性が同じ方向で互いに反対方向を向くように電
極板１２ａ，１２ｂ，１２Ｃ，１２ｄの足１２１ａ，１
２２ａ，１２３ａ，１２ｌｂ，１２２ｂ，１２３ｂ，　
　等が折り曲げられる。 つまり、上述のようにＰＺＴ素子１１ａの上面を正極と
し、電極板１２ａの足１２１ａ，１２２ａ，１２３ａを
下方向に折り曲げるとする。すると、電極板１２ｃも正
極で円周において同じ位置となるので、同様に、その足
１２１ｃ，１２２ｃ１２３ｃが下方向に折り曲げられる
。そして、電極板１２ｂと電極板１２ｄは負極で円周に
おいて足が同じ位置となり、正極の方向と反対方向であ
る上方向にそれぞれ折り曲げられる。 このようにして、足が折り曲げられると正・負の極性で
互い違いの方向に折り曲げられた足が合計６列となる。 そして、電極板１２ａ，１２Ｃの足の一列となる１２１
ａと１２１ｃ，１２２ａと１２２ｃ、１２３ａと１２３
ｃ，又、電極板１２ｂ，１２ｄの足の一列となる１２ｌ
ｂと１２１ｄ，１２２ｂと１２２ｄ，１２３ｂと１２３
ｄがそれぞれ側面電極板１３により溶接或いは半田付け
され一体的な出力部１０となる。この結果、両端面の電
極板１２ａは正の電極、１２ｄは負の電極となる。 次に、同実施例に係る車両用減衰力検出器のサブアッセ
ンブリを示した第４図を参照して説明する。尚、この出
力部１０は、ＰＺＴ素子がｌｌａ〜ｌｉｅの５枚と電極
板が１２ａ〜１２ｆの６枚とで構成されている。 出力部１０の両端面の電極板１２ａ．１２ｆにはそれぞ
れリード線１４が接続され、上述と同様に、一方が正極
で他方が負極となっている。又、出力部１０の両端面の
電極板１２ａ，１２ｆに接して絶縁体１５が両側に配設
されている。この絶縁体１５としては、分極されていな
いＰＺＴ素子或いはＡＩ２０３やＳｉ３Ｎ４等の絶縁物
でも良い。 更に、出力部１０の周囲を絶縁するために円筒状の絶縁
体１６が配設されている。円筒状の絶縁体１６は樹脂或
いはセラミックでも良く、その内面には出力部１０にお
ける電極板１２ａ〜１２ｆの足１２１ａ，１２２ａ，　
　等及び側面電極板１３の逃がしスペースが設けられて
いる。 そして、上記絶縁体１５の一方に接して金属から或る平
面プレート１７、他方に接してリテーナ１８が配設され
ている。平面プレート１７はＰＺＴ素子１１等と同様に
その中心がドーナツ形状に打ち抜かれている。又、リテ
ーナ１８においてもその中心に穴が明けられており、そ
の絶縁体１５と接していない側は帽子型凸状の球面を有
しており、その周辺には廻り止め用の溝穴１８１が少な
くとも１ケ所設けてある。 そして、クランプ部材１９は出力部１０、その両側の絶
縁体１５、円筒状の絶縁体１６、平面プレート１７及び
リテーナ１８をリテーナ１８の周辺に引っ掛けることに
より一体的に結合してサブアッセンブリを構成する。 第１図は同実施例に係る車両用減衰力検出器をショック
アブソーバのロツド内に取付けた状態を示した縦断面図
である。 第４図に示された車両用減衰力検出器のサブアッセンブ
リをショックアブソーバのロッド２１内に挿入させ、固
定ネジ部材２２をネジ込み固定する。尚、ロッド２１は
車両用減衰力検出器のサブアッセンブリを内臓するため
の筒で、一端は図示しない車体に取付けられ、他端はシ
ョックアブソーバ内部に封入される。 このように構成された車両用減衰力検出器においては、
絶縁体１５により出力部１０の出力がリークして減少す
ることを防ぎ、円筒状の絶縁体１６により出力部１０が
周辺の金属と接触してショートシたり、振動によって動
いたりすることを防ぐ。 又、平面プレート１７はショックアブソーバのロッド２
１内の座面２１１の凹凸によって出力部１０のＰＺＴ素
子１ｌに偏荷重が加わることを防ぐ。更に、リテーナ１
８は固定ネジ部材２２により締め付け荷重を受けるが、
固定ネジ部材２２と接するリテーナ１８の部位は球面状
をしており、リテーナ１８の球面半径の大きさは固定ネ
ジ部材２２の接する部分の球面半径より小さい。このよ
うな構成により、リテーナ１８と固定ネジ部材２２との
中心がずれていても出力部１０のＰＺＴ素子１１に偏荷
重が加わることを防ぐ。 又、このリテーナ１８にクランブ部材１９に一体的に設
けられた爪１９１が引っ掛かるような位置に溝穴１８１
を設けてふくことにより、固定ネジ部材２２を締め付け
の際にリテーナ１８が回転することを防ぎリード線ｌ４
が捩じれたりすることを防止できる。 尚、本発明におけるリテーナ１８の形状は帽子状凸状の
球面をしているが凹状の球面であっても良く、その場合
においては、リテーナ１８に当接する固定ネジ部材２２
の形状をリテーナ１８の凹状の球面半径より小さい球面
半径を持つ凸状とすれば良い。 又、上述の実施例においては、車両用減衰力検出器の内
部を他のリード線等が配設できるようにリテーナ１８及
び固定ネジ部材２２にもそれらの中心に穴を設けてドー
ナツ形状としているが、第５図に示したように、リテー
ナ１８と固定ネジ部材２２との間にボール２３を介して
押し付けるようにしても良い。

【発明の効果】

本発明は、所定の出力を得るために複数奇数枚のＰＺＴ
素子を極性が互いに向き合うように積み重ね、そのＰＺ
Ｔ素子間及び両端面に電極板を配設し電極板の同一極性
となる足同士を接続し、両端面の電極板から正・負それ
ぞれの電極を取り出すようにした出力部と、その出力部
の両端面及び周囲を絶縁する絶縁部材と、それらの積み
重ね方向の一端面に配設し偏荷重を防ぐ平面プレートと
他端面に配設し荷重を受けるリテーナとを挟み込み一体
化すると共に埠り止めを兼ねて固定するクランブ部材と
、上記出力部の軸中心に近い位置にてリテーナと面当た
りにならないように当接させショックアブソーバのロッ
ド内に締め付け固定する固定ネジ部材とを備えているの
で、所定の出力を得るためにＰＺＴ素子の枚数を増やし
ても構造が複雑とならないので組付けが容易である。又
、積み重ねられた出力部のＰＺＴ素子の枚数を奇数枚と
しているので、両端面の電極板から正・負それぞれの電
極を取り出すことが容易である。更に、この車両用減衰
力検出器はショックアブソーバのロッドに内臓する構造
であり車両用減衰力検出器に伝達される減衰力はロッド
に伝達される減衰力の一部であり車両用減衰力検出器の
出力部に発生する出力は小さなものであるので、その出
力部の両端面及び周囲を絶縁部材により絶縁して出力が
リークしＳ／Ｎ比が悪くなることを防いでいる。 そして、出力部及び絶縁部材の積み重ね方向の一端面を
平面プレート、他端面をリテーナにて挾みクランブ部材
にて一体化し廻り止めを兼ねて固定した後、固定ネジ部
材により出力部の軸中心に近い位置でリテーナと面当た
りにならないように当接させ固定させるので、車両用減
衰力検出器のＰＺＴ素子面に均一分布荷重を加えられる
と共にＰＺＴ素子が回転することなくショックアブソー
バのロツド内に収めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の具体的な一実施例に係る車両用減衰力
検出器をショックアブソーバのロッドに収めた状態を示
した縦断面図。第２図は同実施例に係る車両用減衰力検
出器のＰＺＴ素子及び電極板の積み重ね状態を示した斜
視図。第３図は同実施例に係る車両用減衰力検出器のＰ
ＺＴ素子及び電極板の積み重ね状態における電極板の足
の接続状態を示した側面図。第４図は同実施例に係る車
両用減衰力検出器のサブ・アツセンブリを示した縦断面
図。第５図は本発明に係る車両用減衰力検出器の他の実
施例を示した縦断面図である。 １０　出力部　１４　リード線　１５　絶縁体１６゜円
筒状の絶縁体　１７　平面プレート１８　リテーナ　１
９　クランブ部材 ロッド 固定ネジ部材

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 車両のショックアブソーバのロッド内に取付けられショ
   ックアブソーバに加わる減衰力を測定することにより路
   面状態を検知する車両用減衰力検出器において、 所定の出力を得るために複数奇数枚のピエゾ素子を極性
   が互いに向き合うように積み重ね、前記ピエゾ素子間及
   び両端面に電極板を配設し前記電極板の同一極性となる
   足同士を接続し、前記両端面の電極板から正・負それぞ
   れの電極を取り出すようにした出力部と、 前記出力部の両端面及び周囲を絶縁する絶縁部材と、 前記出力部及び絶縁部材の積み重ね方向の一端面に配設
   し偏荷重を防ぐ平面プレートと他端面に配設し荷重を受
   けるリテーナとを挟み込み一体化すると共に廻り止めを
   兼ねて固定するクランプ部材と、 前記出力部の軸中心に近い位置にて前記リテーナと面当
   たりにならないように当接させ前記ショックアブソーバ
   のロッド内に締め付け固定する固定ネジ部材と を備えたことを特徴とする車両用減衰力検出器。