JPH0287033A - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、車両のショックアブソーバに作用する減衰力
の検出に有効な車両用減衰力検出器に関する。

［従来の技術］ 従来より、圧電素子を応用して振動や歪等を検出する検
出器が知られている。このような検出器は、安定した検
出感度が得られるように、検出対象部分に取り付ける必
要がある。このような技術として、例えば、「振動検出
器」　（実公昭５７−４５５３９号公報）等が提案され
ている。すなわち、加圧された圧電素子を内蔵した有底
円筒状金属ケースの取付板に当接する取付座面の径を圧
電素子の直径と等しいか又は小さく構成し、取付トルク
の変化による感度変化、所謂、ベース歪感度変化を小さ
く、安定させるものである。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、実装性を考慮すると、検出器を検出対象に取
り付けるよりも、検出対象部分に直接組み込む方が有利
である。しかし、従来技術では、検出器を構成する圧電
素子、電極部材、加圧部材、押圧力の伝達部材を、発生
する歪を正確に測定可能な部分に精度良く固定すること
が極めて困難であるという問題点があった。

また、検出器の構成部品が一体化されておらず、取付時
の作業性が良くないという問題もあった。

さらに、加圧部材からの押圧力を伝達部材を介して圧電
素子に印加するに際し、検出器の構成部品の取付精度が
低いと、荷重が圧電素子に片当りするので、圧電素子が
破損することも考えられた。

なお、例えば、圧電素子への初期印加荷重が経時的に減
少すると、減衰力検出の信頼性が低下するという問題も
あった。

本発明は、検出精度に優れ、信頼性も高い車両用減衰力
検出器の提供を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するためになされた本発明は、シリンダ
および該シリンダと摺動自在に嵌合するピストンから成
るショックアブソーバの上記ピストンに連設されたピス
トンロッドの内部に、該ピストンロッドと螺合する加圧
部材で押圧固定される車両用減衰力検出器であって、 上記ピストンロッドの歪に応じた電荷を発生する圧電素
子と、 該圧電素子に対向して配設された電極部材と、該電極部
材と上記加圧部材との間に介在し、該加圧部材による押
圧力を伝達する伝達部材と、上記圧電素子、電極部材お
よび伝達部材を集屑する把持部材と、 を備えたことを特徴とする車両用減衰力検出器を要旨と
するものである。

ここで、例えば、上記加圧部材と上記ピストンロッドと
の螺合部に、上記加圧部材を、上記ピストンロッドに対
して所定位置で回動不能に固定する固定部を備えるよう
構成しても良い。

［作用］ 本発明の車両用減衰力検出器は、ショックアブソー式の
ピストンロッド内部にピストンロッドと螺合する加圧部
材で押圧固定され、ピストンロッドの歪に応じた電荷を
発生する圧電素子、この圧電素子に対向して配設された
電極部材およびこの電極部材と加圧部材との間に介在し
て加圧部材による押圧力を伝達する伝達部材を把持部材
で集屑するよう働く。

すなわち、減衰力検出に必要な、圧電素子、電極部材お
よび加圧部材による押圧力を伝達する伝達部材を把持部
材で集屑し、ショックアブソーバのピストンロッドに生
じた歪を圧電素子で正確に検出できるように、ショック
アブソーバと車両用減衰力検出器とを一体化したのであ
る。なお、例えば、加圧部材をピストンロッドに対して
所定位置で回動不能に固定し、初期印加荷重の経時的減
少を抑制すると好適である。

従って、本発明の車両用減衰力検出器は、ショックアブ
ソーバに作用する減衰力を、正確、かつ、高い信頼性で
検出するよう働く。

［実施例］ 次に本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。本発明の第１実施例であるピエゾタイプ減衰力セ
ンサを内蔵した減衰力可変型ショックアブソーバの縦断
面図を第３図に示す。

同図に示すように、減衰力可変型ショックアブソーバ１
は、シリンダ２の内部にピストン３が、軸方向（同図に
矢印Ａ、　　Ｂで示す。）に指動自在に嵌合している。

このピストン３は、ピストンロッド４の一端部に接続さ
れ、一方、ピストンロッド４の他端部はシャフト５に固
定されている。なお、シリンダ２はアウタシェル（外筒
）２ａに収容されており、アウタシェル２ａの下部はサ
スペンションブシュ２ｂを介して、車両のロワーアーム
２Ｃに、一方、シャフト５の上部は、ベアリング６、防
振ゴム７を介して車体８に、各々接続されている。

減衰力可変型ショックアブソーバ１の減衰力を変更する
ピエゾアクチュエータ１１、作用する減衰力を検出する
ピエゾタイプ減衰力センサ１２は、ピストンロッド４の
軸方向に穿設された中空部に内蔵されている。ピエゾタ
イプ減衰力センサ１２は、スクリュ１３で、ピストンロ
ッド４の中空部に押圧固定されている。

次に、本発明の特徴をなすピエゾタイプ減衰力センサ１
２の構造を、第１図、第２図に基づいて説明する。ピエ
ゾタイプ減衰力センサ１は、第１図、第２図に示すよう
に、ＰＺＴ等の圧電セラミックスから成り、円盤形状で
中央部に貫通孔を有する２個の圧電素子２１．２２を、
加圧して正電荷が発生する面を対向させて配設している
。両圧電素子２１．２２の正電荷発生面間には、銅等の
導電性金属で中央部に貫通孔を有する正電極板２３が介
装されている。圧電素子２１とスクリュ１３との間には
、中央部に貫通孔を有し、下面がスクリュ１３上面の凹
球面と略同−曲率である凸球面を成すリテーナ２４が配
設されている。なお、リテーナ２４の圧電素子２１と接
触する上面は、研磨され（１０点平均あらさで３．２ｚ
程度）でいる。

一方、圧電素子２１に対向する圧電素子２２の負電荷発
生面側には、銅等の導電性金属で中央部に貫通孔を有す
る負電極板２５が配設されている。

さらに、ピストンロッド４と負電極板２５との間には、
絶縁性樹脂やセラミック等の絶縁体から成り、円盤形状
で中央部に貫通孔を有するプレート２６が配設されてい
る。なお、プレート２６の負電極板２５と接触する面は
研磨され（１０点平均あらさて３．２ｚ程度）、圧電素
子２２の一部に集中応力が作用するのを防止している。

第１図に示すように、これら、圧電素子２１゜２２、正
電極板２３、リテーナ２４、負電極板２５、プレート２
６の外周部には、円筒状の絶縁性樹脂から成るスペーサ
２７が周設されており、各部材の横方向の位置ずれを防
止している。なお、スペーサ２７の内周面と圧電素子２
１．　２２、リテーナ２４、プレート２６の外周側面に
は高粘性で絶縁性の高いグリースが塗布されている。ま
た、これら、圧電素子２１．　２２、正電極板２３、リ
テーナ２４、負電極板２５、プレート２６およびリード
線２８は、クランプ２９で把持され、一体化されている
。なお、１対のリード線２日の各−端部は、正電極板２
３、負電極板２５に、各々接続され、他端部は、図示し
ない電子制御装置に接続され、負電極板２５はプレート
２６を介してピストンロッド４に接続され、即ち、ボデ
ィアースされている。

次に、ピエゾタイプ減衰力センサ１の作動を説明する。

車両が路面凹凸部を乗り越えると、ピストンロッド４に
圧縮力が作用する。この圧縮力の一部は、第１図に示す
ように、スクリュ１３とリテーナ２４との当接面を介し
て、ピエゾタイプ減衰力センサ１に作用する。この作用
力は、リテーナ２４から圧電素子２１．２２に伝達され
る。この伝達された作用力に応じた電荷が、圧電素子２
１．２２に発生し、正電極板２３．負電極板２５からリ
ード線２８を介して、図示しない電子制御装置のチャー
ジアンプ回路に蓄電さ・れる。従って、ピストンロッド
４に作用する減衰力が検出できるのである。なお、ピス
トンロッド４に、圧縮力による歪が生じていない場合で
も、圧電素子２１゜２２には、スクリュ１３の締め付け
により、所定の初期印加荷重が付与されている。この初
期印加荷重は、ピストンロッド４に、軸方向の引っ張り
、圧縮による歪が生じた場合に、その歪を、初期印加荷
重による歪からの変化として、安定した検出信号を得る
ためである。

なお本第１実施例において、ピエゾタイプ減衰力センサ
１２が車両用減衰力検出器に、圧電素子２１．２２が圧
電素子に、正電極板２３および負電極板２５が電極部材
に、リテーナ２４が伝達部材に、スペーサ２７およびク
ランプ２９が把持部材に、各々該当する。

以上説明したように本第１実施例によれば、ピエゾタイ
プ減衰力センサ１２の組立精度が高くてスペーサ２７お
よびクランプ２９で構成部品の位置ずれを防止している
ため、ピストンロッド４に発生する歪を正確に測定でき
るので、減衰力可変型ショックアブソーバ１に作用する
減衰力の検出精度を向上できる。

また、ピエゾタイプ減衰力センサ１２がクランブ２９で
一体化されているので、組立作業時の取扱が容易になる
。

さらに、スクリュ１３からの押圧力を球面接触によりリ
テーナ２４を介して圧電素子２１．　２２に印加してい
るため、圧電素子２１．２２に荷重が片当りしないので
、圧電素子２１．２２の破損を防止できる。

また、圧電素子２１．　２２、正電極板２３、負電極板
２５と、ピストンロッド４との間をスペーサ２７で電気
的に遮弊しているので、充分な絶縁を確保できる。

さらに、圧電素子２１．２２は、プレート２６を介して
ピストンロッド４に押圧固定されているので、ピストン
口・ノド４接触面の面精度が低くても、圧電素子２１．
２２の接触面の特定部位に応力が集中して作用するのを
防止できる。

また、プレート２６やリテーナ２４の圧電素子２１．２
２側接触面の面精度が高いので、ピストンロッド４を介
して圧電素子２１．２２に作用する荷重の片寄りを防止
できる。

また、本第１実施例では、負電極をボディアースしてい
たが、ノイズを避けるためにボディアースせず、例えは
、ポリカーボネート製の板、あるいは、ＰＺＴ等から成
る不活性のセラミックス板（ダミー素子）を負電極板２
５および後述の新たな負電極板の各々外側面に介装して
絶縁するよう構成しても良い。ただし、この場合には圧
電素子２１とリテーナ２４との間に新たに負電極板を介
在させ負リード線を接続する必要がある。

また、リテーナ２４の形状は、スクリュ１３の凹球面を
なす上面と球面接触可能な凸球面をなす下面を備えた形
状であれば良いので、例えは、第４図に示す、リテーナ
２４ａのような形状とすることもできる。

さらに、スクリュの形状は、リテーナの凸球面をなす下
面と球面接触可能な凹球面をなす上面を備えた形状であ
れば良いので、例えは、第５図に示す、スクリュ１３ａ
のような形状としても良い。

また、本第１実施例では、圧電素子は２個使用する構成
としたが、例えば、さらに多数の圧電素子を電極板と交
互に積層する構成とすることもできる。

次に、本発明第２実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。本第２実施例と第１実施例との相違点は、スクリュ
の緩み止め対策を施したことである。ピエゾタイプ減衰
力センサ４０は、第６図に示すように、２個の圧電素子
４１，４２、両圧電素子４１．４２の正電荷発生面間に
介装された正電極板４３、圧電素子４１とスクリュ３３
との間に介装されたリテーナ４４、圧電素子４２の負電
荷発生面側に配設された負電極板４５、ピストンロッド
３４と負電極板４５との間に介装されたプレート４６か
ら構成されている。なお、リテーナ４４と圧電素子４１
との接触面、プレート４６と負電極板２５との接触面は
、共に研磨され（１０点平均あらさで３．２ｚ程度）で
いる。これら、圧電素子４１．　４２、正電極板４３、
リテーナ４４、負電極板４５、プレート４６の外周部に
は、スペーサ４７が周設されると共に、これらの各部材
およびリード線４日は、クランプ４９で把持され、一体
止されている。

ここで、ピストンロッド３４のスクリュ３３が螺合して
いるねじ部３３ａには、その側部から中空部に向けて貫
通孔５０が穿設されている。ピエゾタイプ減衰力センサ
４ｏの組立時、圧電素子４１．４２にスクリュ４４の締
め付けにより、所定の初期印加荷重を付与した後、貫通
孔５ｏを通してポンチを打ち込んでねじ部３３ａに衝撃
を与え、ねじ山をつぶし、ねじっぷし部５１を設ける。

これにより、スクリュ３３が固定され、緩むのを防止で
きる。従って、車両走行に伴う振動等の影響を受けても
、組立時、スクリュ４４の締め付けにより圧電素子４１
．４２に付与した所定の初期印加荷重を、保持できる。

なお本第２実施例において、ピエゾタイプ減衰力センサ
４０が車両用減衰力検出器に、圧電素子４１．４２が圧
電素子に、正電極板４３および負電極板４５が電極部材
に、リテーナ４４が伝達部材に、スペーサ４７およびク
ランプ４９が把持部材に、ねじっぷし部５１が固定部に
、各々該当する。

以上説明したように本第２実施例によれば、第１実施例
の各効果に加えて以下のような効果を奏する。すなわち
、ねじつぶし部５１でスクリュ３３の回動を固定するた
め、スクリュ３３による初期印加荷重の時間経過に伴う
減少を防止できるので、圧電素子４１．４２から常時安
定した電荷が得られ、減衰力検出の経時変化、劣化に対
する信頼性をより一層向上できる。

また、貫通孔５０を通してスクリュ３３のねじ部３３ａ
をつぶすといった、簡単な加工で高い信頼性が得られる
。

なお、ピストンロッド３４を加工して、スクリュ３３の
ねじ部３３ａを露出させ、この露出したねじ部３３ａを
つぶすよう加工しても良い。

また、スクリュ３３として、緩み止めの薬剤が塗布され
たねじを使用することもできる。

さらに、スクリュ３３のねじ部３３ａに、緩み止めの接
着剤、樹脂等を貫通孔５０から注入した後、硬化させて
スクリュ３３の緩みを防止する構成としても良い。

［発明の効果］ 以上詳記したように本発明の車両用減衰力検出器は、減
衰力検出に必要な、圧電素子、電極部材および加圧部材
による押圧力を伝達する伝達部材を把持部材で集屑し、
ショックアブソーバのピストンロッドに生じた歪を圧電
素子で正確に検出できるように、ショックアブソーバと
車両用減衰力検出器とを一体化するよう構成されている
。このため、ピストンロッドに発生する歪を正確に把握
できるので、ショックアブソーバに作用する減衰力の検
出精度が飛躍的に向上すると１：１う優れた効果を奏す
る。

また、車両用減衰力検出器が一体化されているので、取
付時の作業性が向上する。

さらに、加圧部材からの押圧力を伝達部材を介して圧電
素子に印加しているため、圧電素子に荷重が片当りしな
いので、圧電素子の破損を防止できる。

なお、例えば、加圧部材とピストンロッドとの螺合部に
、加圧部材をピストンロッドに対して所定位置で回動不
能に固定する固定部を備えるよう構成すると、初期印加
荷重の経時的減少を防止できるので、減衰力検出の信頼
性が、より一層向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明第１実施例であるピエゾタイプＷｓカセ
ンサの縦断面図、第２図は同じくその構造を示す分解図
、第３図は同じくそのピエゾタイプ減衰力センサを内蔵
した減衰力可変型ショックアブソーバの構造を示す縦断
面図、第４図、第５図は同じくその他のピエゾタイプ減
衰力センサの主要部構造を示す部分説明図、第６図は本
発明第２実施例であるピエゾタイプ減衰力センサの縦断
面図である。 １・・・減衰力可変型ショックアブソーバ、４・・・ピ
ストンロッド、１２・・・ピエゾタイプ減衰力センサ。 ２１．２２・・・圧電素子、２３・・・正電極板、２４
・・・リテーナ、２５・・・負電極板、２６・・・プレ
ート、２７・・・スペーサ、２９・・・クランプ、５１
・・・ねじつぶし部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　シリンダおよび該シリンダと摺動自在に嵌合するピ
   ストンから成るショックアブソーバの上記ピストンに連
   設されたピストンロッドの内部に、該ピストンロッドと
   螺合する加圧部材で押圧固定される車両用減衰力検出器
   であって、 上記ピストンロッドの歪に応じた電荷を発生する圧電素
   子と、 該圧電素子に対向して配設された電極部材と、該電極部
   材と上記加圧部材との間に介在し、該加圧部材による押
   圧力を伝達する伝達部材と、上記圧電素子、電極部材お
   よび伝達部材を集層する把持部材と、 を備えたことを特徴とする車両用減衰力検出器。 ２　上記加圧部材と上記ピストンロッドとの螺合部が、
   上記加圧部材を上記ピストンロッドに対して所定位置で
   回動不能に固定する固定部を備えたことを特徴とする請
   求項１に記載の車両用減衰力検出器。