JPH04175531A - エアサスペンションの変位センサ - 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、エアサスベンシランの相対変位を静電容量の
変化によって検出する変位センサに関する。

【従来技術】

従来、この種の変位センサとして、実開平第２−８２６
０４号公報に示された変位センサが知られている。 同公報に示す変位センサは、外周面を軸線方向に対して
一定の角度で傾斜させた筒状部材をショックアブソーバ
のピストンロッドに対して同軸状に固定するとともに、
当該ピストンロッドが挿入されるシリンダ側面には上記
筒状部材における外周面までの距離を検出するセンサを
備えて構成されている。ここで、同センサは上記筒状部
材の外周面に対面する電極を有しているとともに、上記
筒状部材に接続されており、当該電極と上記筒状部材の
局面とを一対の対面する電極として両電極間に生じる静
電容量をもとに上記距離を検出する。 かかる構成において、バネ上部材に対してバネ下部材が
相対的に変位するとピストンロッドもシリンダに対して
相対的に変位し、当該ピストンロッドとともに上記筒状
部材が移動する。 この筒状部材の移動量は、当該筒状部材の傾斜面と上記
センサの取り付は位置との距離に一義的に対応している
ため、同センサが当該距離に基づいて出力する電気信号
によって筒状部材の取り付ケラれたピストンロッドとシ
リンダの相対変位を検出することができる。

【発明が解決しようとする課題】

上述した従来の変位センサでは、筒状部材が移動すると
きに変化する同筒状部材の傾斜面とセンサの取り付は位
置との距離をセンサによって検出しているが、同距離の
変化範囲は狭いため、同距離に基づいて検出する上記相
対変位の検出精度を高くできなかった。 本発明は、上記課題に対処するためになされたもので、
より正確にバネ上部材とバネ下部材の相対変位を検出す
ることが可能な変位センサを提供することを目的とする
。

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明の構成
上の特徴は、バネ上部材とバネ下部材のいずれか一方に
固定されて他方に向けて開口した第１シェルと、同バネ
上部材とバネ下部材における他方に固定されて上記第１
シェルに向けて開口した第２シェルと、上記第１シェル
と第２シェルの周縁部を気密的に接続して内部に空気室
を形成するダイアプラムとを備えたニアサスベンジ讐ン
における上記第１シェルと上記第２シェルとの相対変位
を検出する変位センサであって、上記空気室内で上記第
１シェル側に固定されて上記第２シェルに向けて延設さ
れた長尺状の第１電極部材と、上記第２シェル側に設け
られて上記第１電極部材における上記延設方向と垂直な
側面に対して所定の間隔を隔てて対面する第２電極部材
と、上記第１電極部材と上記第２電極部材間に生じる静
電容量に基づいて画電極部材の対面面積を検出する検出
手段とを備えた構成としたことにある。 また、請求項２に記載の発明の構成上の特徴は、請求項
１に記載の変位センサにおいて、上記検出手段を、上記
空気室の周縁部に配設されて上記第１電極部材と上記第
２電極部材とを接続する第１コイルと、上記空気室の外
部にて上記第１コイルに近接して配設されて当該第１コ
イルと電磁銹導によって結合される第２コイルと、同第
２コイルに接続されて当該第２コイルと上記第１コイル
と上記画電極部材とからなる共振回路に同調して発振す
る発振回路と、同発振回路の発振信号を入力してその発
振周波数に基づいて上記画電極部材の対面面積を表す信
号に変換する変換回路とによって構成したことにある。 さらに、請求項３に記載の発明の構成上の特徴は、請求
項１または請求項２に記載の変位センサにおいて、上記
第１電極部材と上記第２電極部材との一方を、筒体で構
成するとともに、他方を、当該筒体中に挿入可能な形状
として構成したことにある。 そして、請求項４に記載の発明の構成上の特徴は、請求
項１〜請求項３に記載の変位センサにおいて、上記第１
電極部材と第２電極部材を、上記第２シェルにおける内
周面の周方向に沿う幅広の形状として構成したことにあ
る。 また、請求項５に記載の発明の構成上の特徴は、請求項
１に記載の変位センサにおいて、上記第２電極部材を、
上記第２シェルと一体的に構成したことにある。

【発明の作用】

上記のように構成した請求項１に記載の発明においては
、第１シェルと第２シェルが近接するように変位すると
、長尺状の第１電極部材は上記第２電極部材と対面しつ
つその長手方向に上記第２シェル内に向かって移動して
当該第１電極部材と第２電極部材の対面面積は増加し、
また、第１シェルと第２シェルが互いに離れるように変
位すると、長尺状の第１電極部材は上記第２電極部材と
対面しつつ上記第２シェル外へ出て行（ように移動して
当該第１電極部材と第２電極部材の対面面積は減少する
。かかる場合において、両電極間に生じる静電容量は両
電極間の対面面積に比例して変化するため、検出手段は
同静電容量に基づいて同静電容量に比例する上記第１電
極部材と第２電極部材の対面面積を検出する。 また、上記のように構成した請求項２に記載の発明にお
いては、空気室内外に配設される第１コイルと第２コイ
ルとが電磁誘導で結合されており、かつ、上記第１コイ
ルは上記第１電極部材と第２電極部材を接続しているた
め、上記第２コイルヒ接続された発振回路は、等測的に
第１電極部材と第２電極部材とから構成されるコンデン
サと、上記第１コイルと第２コイルで構成されるコイル
とからなるＬＣ並列共振回路に接続されたことにな従っ
て、上記第１シェルと第２シェルが相対的に変位して上
記画電極部材間に生じる静電容量が変化すると、上記Ｌ
Ｃ並列共振回路の共振周波数が変化し、当該共振回路に
同調して発振する発振回路の発振周波数が変化し、変換
回路は同発振周波数に基づいて両電極間の対面面積を表
す信号を出力することになる。 さらに、上記のように構成した請求項３に記載の発明に
おいては、筒体と同筒体内に挿入可能な両電極部材が局
面で対面し、上記のように構成した請求項４に記載の発
明においては、幅広とした両電極部材が幅広の面で対面
し、両電極部材は所定方向に変位して相対変位量に対応
した静電容量を生じる。 また、上記のように構成した請求項５に記載の発明にお
いては、上記第２電極部材と当該第２シェルとが一体的
に構成されており、上記第１シェルと第２シェルが相対
的に変位して上記第１電極部材が上記第２シェル内に進
入すると、同進入した置だけ第１電極部材と第２電極部
材との対面面積が増加して画電極部材間に生じる静電容
量が増加し、また、上記第１電極部材が上記第２シェル
外に出ていくと回出た量だけ第１電極部材と第２電極部
材との対面面積が減少して両電極間に生じる静電容量が
減少し、検出手段は同静電容量に基づいて両電極部材の
対面面積を検出する。

【発明の効果］ 本発明によれば、第１シェルと第２シェルとの相対変位
にともなって空気室内に設けた長尺状の第１電極部材が
第２電極部材と対面しつつその長手方向に変位するため
、両電極部材の対面面積が変化する範囲が大きく、同対
面面積に比例する静電容量に基づいて検出される当該対
面面積の検出精度が向上するとともに、当該対面面積で
表されるニアサスベンジ璽ンの相対変位も精度良く検出
できることになる。 また、請求項２に記載の発明においては、空気室内外を
リード線等で接続することなく空気室内に配設された第
１電極部材と第２電極部材との間に生じる静電容量を空
気室外で検出することができるため、空気室の気密性を
高度に保持することができる。 さらに、請求項３に震己載の発明においては、第１電極
部材と第２電極部材との一方を筒体として他方が同筒体
中に挿入されるようにしているため、画電極部材の周面
を有効に利用して対面面積を大きくすることができる。 また、請求項４に記載の発明においては、第１電極部材
と第２電極部材とを第２シェルにおける内周面の周方向
に沿う幅広の形状としたため、第２シェルの内部が狭い
ような場合にも各電極部材の表面積を広くすることが可
能となり、対面面積も大きくすることができる。 従って、かかる請求項３及び請求項４に記載の発明にお
いては、画電極部材間に生じる静電容量も増大し、計測
精度をより向上せしめることができる。 そして、請求項５に記載の発明においては、第２電極部
材を第２シェルと一体的に構成したため、部品点数を減
少させることができ、製造コストや組み付は時間等を低
減せしめることができる。 【実施例】 ！ユ」【血」Ｌ 以下、本発明の第１実施例を図面を用いて説明すると、
第２図はエアサスペンンヨンに本発明にかかる変位セン
サを装着した状態を示している。 同すスベンジ茸ンはシ曹ノクアブソーノ＜１１と空気バ
ネ１２とを一体的に形成して構成されており、同空気バ
ネ１２はシ璽ツクアブソーｌ＜ｌｌのピストンロッドｌ
ｌａとともに図示しないバネ上部材に固定される第１シ
ェル１２ａと、シ曹・ツクアブソーバ１１下部のシリン
ダ部１１ｂとともに図示しないバネ下部材に固定される
第２シェル１２ｂと、上記第１シェル１２８と第２シェ
ル１２ｂとを変位可能に接続して密閉された空気室１２
Ｃを形成せしめるダイアフラム１２ｄとによって構成さ
れている。かかるサスベンジ叢ンを備えた車両の車高は
、第１シェル１２ａと第２シェル１２ｂの相対変位によ
って検出可能であり、同相体変位を検出するために上記
空気室１２ｃ内に検出用電極１３が備えられている。 第１図は、検出用電極１３等を拡大して示しており、同
検出用電極１３は、第１シェル１２ａに固定されたピス
トン電極１３ａと、第２シェル１２ｂにステー１３ｂｌ
を介して固定されたシリンダ電極１３ｂとから構成され
ている。なお、ピストン電極１３ｍは表面をポリエチレ
ンで被覆したアルミ製の棒状体で構成され、シリンダ電
極１３ｂは外側を樹脂やセラミックス等の絶縁物で被覆
したアルミ製の筒体で構成されている。 ここで、画電極１３ａ、１３ｂ間のギャップは０．５ｍ
ｍにしてあり、第１シェル１２ａと第２シェル１２ｂが
相対変位するとピストン電極１３ａはシリンダ電極１３
ｂ内にて軸方向に変位して両電極１３ｍ、１３ｂの対面
面積が変化する。すなわち、第１シェル１２ａと第２シ
ェル１２ｂからなる空気バネ１２が最も伸びた状態から
徐々に縮んで行（と、ピストン電極１３ｇは徐々にシリ
ンダ電極１３ｂ内に挿入されていって両電極１３ｍ、１
３ｂの対面面積は徐々に増加し、空気バネ１２が最も縮
んだ状態となると同対面面積は最大となる。なお、ショ
ックアブソーバ１１は最大的１００ｍｍのストロークを
有し、かつｌＯ平年間約２億回の上下運動をするが、両
電極１３ａ、１３ｂは非接触であるため長年にわたって
正確に変位を測定することができる。 検出用電極１３におけるピストン電極１３ａはその上部
にて絶縁物のマウント１４ａを介してベース部材１４に
接続され、同ベース部材１４は第１シェル１２ａ上部に
設けた孔１２ａｌに嵌合固定されている。また、同ベー
ス部材１４内にはシールド板１４ｂによって上記ピスト
ン電極１３　ａの配設された空気室内部側と電磁的にシ
ールドされた電極側コイル１５８が備えら九でおり、同
電極側コイル１５ａの一端はリード線１４ｃｌを介して
上記ピストン電極１３ａに接続され、他の一端はリード
線１４ｃ２を介してシリンダ電極１３ｂに接続されてい
る。また、電極側コイル１５ａはモールド部材１４ｄに
よってベース部材１４に対して一体的に固定されている
。 同ベース部材１４が嵌合固定されている第１シェル１２
ａの空気室外部側には当該ベース部材１４と対面する位
置にケース部材１６が配設されており、同ケース部材１
６は変位測定回路１７と同回路１７に接続された回路側
コイル１５ｂ、１５Ｃを収容している。ここで、同回路
側コイル１５ｂ、１５ｃはその巻線の巻回軸を上記電極
側フィル１５ｍの巻線の巻回軸と路間−にするとともに
近接して配置されており、各コイル１５ａ〜１５Ｃは電
磁誘導によって相互に結合されるようになっている。 また、回路側コイル１５ｂ、１５ｃは上記第１シェル１
２ｍの孔１２ａ１方向にのみ開口面を有するシールド板
１６ａによって空気室外部側と電磁的にシールドされて
おり、リード線１６ｂを介して上記変位測定回路１７に
接続されている。 変位測定回路１７は、第３図に示すように発振回路１７
ｍとバイパスフィルタ１７ｂと周波数電圧変換回路１７
ｃとから構成されており、同発振回路１７ａは所定の周
波数の周期信号を出力し、同バイパスフィルタ１７ｂは
同周期信号を入力して所定のカットオフ周波数より高い
周波数の信号成分だけを通過せしめ、同周波数電圧変換
回路１７ｃは同バイパスフィルタ１７ｂを通過した信号
成分の周波数に応じた電圧を発生する。 なお、回路側コイル１５ｂ、１５ｃは上記発振回路１７
ｍに接続されており、かつ、回路側コイル１５ｂ、１５
ｃは電磁誘導によって電極側コイル１５ｍと結合されて
いるため、当該発振回路１７ａと各コイル１５　ａ　＝
　１５　ｃと検出用電極１３の等価回路は第４図に示す
ようになる。ここで、可変容量コンデンサＣは検出用電
極１３に対応しており、３つのフィル１５ａ〜１５ｃが
電磁誘導によって結合されて発振コイルを形成している
。 当該発振回路１７ｍはとをンジスタＴＲのエミッタ電圧
Ｅｖを出力しており、同エミッタ電圧ＥＶの波形は可変
容量コンデンサＣの容量に応じて第５図〜第７図に示す
波形となる。 すなわち、検出用電極１３におけるピストン電極１３　
ａとシリンダ電極１３ｔ）との対面面積がほぼ「０」で
静電容量もほぼ生じていない場合、エミッタ電圧Ｅｖの
波形は第５図に示すような波形となり、ピストン電極１
３ａがシリンダ電極ｌｓｂ中に徐々に挿入されていくと
第６図から第７図に示すような波形へと変化していく。 次に、上記構成からなる本実施例の作動を説明する。 ピストン電極１３１１とシリンダ電極１３ｂとの間に生
じる静電容量を無視すると、発振回路１７８には回路側
コイル１５ｂ、１５ｃだけが接続された状態となる。こ
の場合、エミッタ電圧Ｅｖの信号波形は第５図に示すよ
うになり、回路側コイル１５ｂ、１５Ｃに流れる電流に
よって電極側コイル１５ｍには電磁誘導による起電力が
生じる。 しかし、電極側コイル１５ａには検出用電極１３が接続
されており、等測的には第４図に示すようなＬＣ直列回
路を構成している。従って、電極側フィル１５ａに起電
力が生じると、各コイル１５ａ〜１５ｃのインダクタン
スと検出用電極１３の静電容量に応じた共振周波数の共
振信号が同ＬＣ直列回路に流れ、さらに当該共振信号が
電極側コイル１５ｍに流れると電磁誘導によって回路側
コイル１５ｂ、１５ｃにも対応する起電力が生じ、とを
ンジスタＴＲのエミッタ電圧Ｅｖには同起電力の影響が
生じる。 いま、第１シェル１２ｍと第２シェル１２ｂとがその伸
縮範囲において最も伸びた状態（最も相対変位量の大き
い状態）となっているとすると、ピストン電極１３８と
シリンダ電極１３ｂとの対面面積は最も小さ（なり、検
出用電極１３に生じる静電容量は非常に小さな値となる
。一方、上記共振周波数は検出用電極１３間に生じる静
電容量に反比例するため、同静電容量が小さいときは共
振周波数が高いものとなる。従って、この場合における
とをンジスタＴＲのエミッタ電圧Ｅｖの波形は、第６Ｗ
Ｊに示すような信号波形となる。 エミッタ電圧Ｅｖはバイパスフィルタ１７ｂに入力され
るが、第５図に示す周期信号の周波数はバイパスフィル
タ１７ｂにおける力・ノドオフ周波数よりも十分少さい
値となっているため、同周期信号はバイパスフィルタ１
７１）を通過することができない。 しかし、第６図に示す周期信号における上記共振周波数
に対応する高周波成分は同ノ１イパスフィルタ１７ｂを
通過して周波数電圧変換回路１７ｃ入力され、同周波数
電圧変換回路１７ｃは同共振周波数に対応した電圧を出
力する。 なお、上述したように第１シェル１２ａと第２シェル１
２ｂは最も伸びた状態となっているので、上記検出用電
極１３間に生じる静電容量は小さく、上記共振周波数は
高くなっており、周波数電圧変換回路１７ｃから出力さ
れる電圧も大きな値となっている。 これに対し、さらに第１シェル１２ａと第２シェル１２
ｂとが縮んで行くと、ピストン電極１３酋とシリンダ電
極１３ｂの対面面積が太き（なっていき、検出用電極１
３間に生じる静電容量も増加していく。同静電容量が増
加してい（と上記共振周波数は徐々に低下してくるため
、電極側コイル１５ａに流れる共振信号に対応して回路
側コイル１５ｂ、１５ｃに流れる信号成分の周波数も低
くなり、エミッタ電圧Ｅｖの信号波形は第７図に示すよ
うになる。 上述したように同エミッタ電圧Ｅｖの信号成分のうち共
振周波数に対応する高周波成分だけがバイパスフィルタ
１７ｂを通過して周波数電圧変換回路１７ｃに入力され
、同周波数電圧変換回路１７ｃは同共振周波数に対応す
る電圧の信号を出力する。従って、共振周波数の低下に
従い、周波数電圧変換回路１７ｃの出力電圧は徐々に低
下する。 ピストン電極１３ａとシリンダ電極１３ｂとの対面面積
は第１シェル１２ａと第２シェル１２に＋が縮むに従っ
て大きくなり、第１シェル１２ａと第２シェル１２ｂの
伸縮範囲において最も短くなったときに（最も相対変位
量の小さくなったときに）同対面面積が最大となる。 すなわち、第１シェル１２ａと第２シェル１２ｂが最も
伸びた状態（車高の最も高い状態）から最も短くなる状
態（車高の最も低い状態）まで変化するときに、ピスト
ン電極１３ａとシリンダ電極１３６）との対面面積は徐
々に太き（なり、共振周波数は高い周波数から低い周波
数へ変化する。 これにより、周波数電圧変換回路１７ｃの出力電圧は第
８図に示すように相対変位量に比例して変化し、同電圧
から画電極１３ｍ、１３ｂの対面面積が検出できるとと
もに、ひいては同対面面積に反比例する第１シェル１２
ａと第２シェル１２ｂの相対変位や車高も検出すること
ができる。 なお、第１シェル１２１１と第２シェル１２１）は一般
的に導電物寅で構成されており、外部のノイズを遮断す
るのでピストン電極１３ａとシリンダ電極１３ｂ間の静
電容量に電磁緩衝が生じるのを防止し、正確な測定がで
きる。また、シリンダ電極１３ｂ内にピストン電極１３
ｍが挿入されるため、走行時の振動によって画電極１３
ｂ、１３ａ間の距離が変化して静電容量が変化してしま
うのを抑制することもできる。さらに、空気室１２ｃに
はシリカゲルなどを備えたドライヤを介して空気が供給
されているため、空気室１２ｃ内では結露することがな
く、電極等が錆びることはない。 次に、第９図と第１θ図は、ベース部材１４と第１シェ
ル１２ａとの接続部における気密性を向上させるための
変形例を示している。 ベース部材１４の周縁部には金属製の固定部材１８が一
体的に形成されており、同固定部材１８の周縁部１８ａ
を第１シェル１２ａに溶接することによ１す、当該ベー
ス部材１４を第１シェル１２ａに固定している。また、
ベース部材１４の上面にはシールド板１４１）の周囲に
溝１４ｅが設けられており、間溝１４ｅにオーリング１
９を挿入しである。 ピストン電極１３ｍの上部は７ランジ部１３ｍ１をマウ
ント１４ａｌと締め具１４ａ２とによって挟み込んでマ
ウン）１４１１に固定しており、同電極１３ｇの頭頂部
にはネジ１３８２を介してリード線１４ｃｌの一端が接
続されている。同リード線１４ｃ１の他端は電極側コイ
ル１５ｍの一端に接続されており、当該リード線１４ｃ
ｌと同電極側コイル１５ｍはモールド部材１４ｄによっ
てベース部材１４に一体的に固定されて気密性ノ保持が
図られている。 電極側フィル１５ａの他端に接続されたリード線１４　
ｃ　２はベース部材１４に設けられた孔１４ｆを介して
空気室１２ｃに導かれており、当該孔１４ｆはリード線
１４Ｃ２を通した後でモールド部材１４ｇによって隙間
なく塞がれて気密性を保持しである。なお、同リード線
１４Ｃ２の他端はコネクタ１４Ｃ３を介してシリンダ電
極１３ｔ）に接続されている。 一方、ケース部材１６には孔１６ｃが形成されており、
変位測定回路１７に接続された出力用リード線１７ｄは
開孔１６ｃにはめ込まれたグロノ、ト１６ｄを介してケ
ース部材１６外側に引き出されている。 他の構成については、第１実施例のものと同様の構成と
なっている。 かかる構成において、空気室１２ｃ内は静止時に概ね１
０気圧程度となり、固定部材１８の周縁部１８ｍによっ
て第１シェル１２ａに固定されたベース部材１４は、同
第１シェル１２ａに設けられた孔１２ａｌ上に押し付け
られて開孔１２ａｌを塞ぐうえ、第１シェル１２８の内
面とオーリング１９とが圧接されて空気室１２ｃの気密
性を保持している。 ！」ＬＫＪＬ赳 次に、本発明の第２実施例を図面を用いて説明すると、
第１１図は本実施例にかかる変位センサを装着したエア
サスベンシランの概略構成を示しており、第１２図はそ
の拡大図を示している。 検出用電極２１は表面をポリエチレンで被覆したアルミ
製の棒状体で構成されており、同電極２１は上部に設け
られた雄ネジ２１ｇで絶縁物のマウント２２に設けられ
た雌ネジ２２ｍに螺合固定されるとともに、その接続部
位は樹脂２４ａで固定されている。 マウント２２は第１シェル１２ａに設けられた孔１２ｍ
１を塞ぐ位置にネジ２３で固定されており、電極２１の
頭頂部にネジ２１ｔ）で接続されたリード線２６ａが開
孔１２ｍ１を介して空気室１２ｃ外に引き出されている
。なお、上記孔１２ａｌは、同リード線２６ａを引き出
した後、モールド部材２４ｂによって塞がれている。 リード線２６ａは空気室１２ｃの外部にてケース部材２
８に配設された変位測定回路２７のコイル２６に接続さ
れており、同変位測定回路２７はステー２７ｄとケース
部材２８を介して第１シェル１２ｍに接続されている。 ここで、ケース部材２８と第１シェル１２８とシップク
アブソーバ１１は全て導電部材で構成されており、バネ
上部材とバネ下部材に対しては絶縁物質を介して接続さ
れている。 第１　’１図に示すように、検出用電極２１は空気室１
２ｃを構成する第１シェル１２ａと第２シェル１２ｂと
シ１ブクアブソーバ１１とによって包囲されており、か
つ、これらが全て導電物質で構成されているので、検出
用電極２１を一方の電極として、各シェル１２ｍ、１２
ｂとシ１ツクアブソーバ１１を他方の電極とすると、両
電極間には所定の静電容量が生じている。しかしながら
、検出用電極２１と各導電物質との距離の関係から、両
電極間に生じる静電容量は概ね検出用電極２１と第２シ
ェル１２ｂとの対面面積によって決定される。 変位測定回路２７は第１３図に示すように、検出用電極
２１と第２シェル１２ｂとから構成される可変容量コン
デンサを発振回路２７ｍに接続し、同発振回路２７ａの
出力する周期信号を周波数電圧変換回路２７ｂに入力し
、同周波数電圧変換回路２７ｂの出力する電圧信号を増
幅回路２７ｃに入力して増幅する構成となっている。 ここで、発振回路２７ａは、第１４図に示すように、検
出用電極２１と第２シェル１２ｂとで構成される可変容
量コンデンサＣ２０を含むＬＣ発振回路で構成されてお
り、同ＬＣ発振回路は、とをンジスタＴＲ２Ｇを備えた
増幅部２７ａ１と、コイルＬ２０と可変容量コンデンサ
Ｃ２０で構成されて上記増幅部２７８１におけるとをン
ジスタＴＲ２０のコレクタと電源入力端子Ｖｃｃとの間
に接続された同調部２７ａ２と、同同調部２７ａ２にお
けるコイルＬ２Ｇを利用して増幅部２７ａ１におけると
をンジスタＴ　Ｒ２Ｇのペースに正帰還をかける正帰還
路２７ａ３とを備えて構成されている。 上記構成において、第１シェル１２ａと第２シェル１２
ｔ）とが最も縮んだ状態のときには、検出用電極２１は
、第１ｉＶＩＪにて一点鎖線で示すように、同電極２１
が第２シェル１２１）内に最もたくさん挿入された位置
にある。 この状態では、検出用電極２１と第２シェル１２ｂの対
面面積は最大となっているため、両者間に生じている静
電容量も大きな値となっている。 同静電容量は発振回路２７ｇの同調部２７ａ２における
可変容量コンデンサＣ２０の静電容量となるので、ＬＣ
並列共振回路におけるコンデンサの静電容量が大きな値
となり、同共振回路の共振周波数は低い値となる。 増幅部２７ａ１ではとをンジスタＴＲ２０のコレクタに
対する電流供給路に上記ＬＣ並列共振回路が介装されて
いるとともに、同ＬＣ並列共振回路におけるコイルと電
磁銹導によって結合されたフィルによって上記とをンジ
スタＴＲ２０のベースに正帰還がかけられており、当該
発振回路２７ａは上記ＬＣ並列共振回路の共振周波数に
同調して発振する。 いま、上記ＬＣ並列共振回路におけるコンデンサの静電
容量が大きいため、正帰還路２７８３から引き出された
周期信号Ｖｏｕｔは第１５図に示す波形となる。 同周期信号Ｖｏｕｔが入力される周波数電圧変換回路２
７ｂは、第１５ｖ！Ｊに示す周期信号の周波数に対応し
た電圧値の信号を出力するが、上述したように同周期信
号Ｖｏｕ　ｔの周波数は低いため、当該周波数電圧変換
回路２７ｂが出力する信号の電圧値は低い値となってい
る。 増幅回路２７ｃは所定の増幅率に応じて上記電圧信号を
増幅するが、入力される電圧信号が低い電圧値となって
いるので当該増幅回路２７ｃから出力される信号も比較
的低い電圧値となる。 これに対し、第１シェル１２ａと第２シェル１２ｂとが
徐々に伸びていくと、検出用電極２１は徐々に第２シェ
ル１２ｂから出ていき、両シェル１２ｍ、１２ｂが最も
伸びた状態となったときには、第１１図に実線で示すよ
うに、検出用電極２１の先端がわずかに第２シェル内に
挿入された状態となる。 この状態では、検出用電極２１と第２シェル１２ｂの対
面面積は最も小さくなっているため、両者間に生じてい
る静電容量も非常に小さい。上述したように、同静電容
量によって同調部２７ａ２におけるＬＣ並列共振回路の
共振周波数は決定され、さらには発振回路２７＠におけ
る発振周波数も決まる。従って、第１シェル１２ｍと第
２シェル１２１）とが徐々に伸びていって同静電容量が
徐々に小さくなると、上記ＬＣ並列共振回路の共振周波
数が高くなっていき、発振回路２７ｍが出力する周期信
号Ｖｏｕｔの波形は第１６図に示す波形を経て最終的に
は第１７図に示す波形へと変化する。 周波数電圧変換回路２７ｂは、この周波数の高い周期信
号Ｖｏｕｔを入力して同周波数に対応した高い電圧値の
信号を出力し、増幅回路２７ｃは当該周波数電圧変換回
路２７ｂの出力信号を増幅する。従って、当該増幅回路
２７ｃから出力される信号は比較的高い電圧値となる。 このように、本実施例においても、第１シェル１２ａと
第２シェル１２ｂが比較的短い状態のときには検出用電
極２１と第２シェル１２ｂとの対面面積が大きくなって
おり、変位測定回路２７は小さな電圧値の信号を出力す
るし、逆に両シェル１２ａ、１２ｂが伸びた状態のとき
には検出用電極２１と第２シェル１２ｂとの対面面積が
小さくなっており、同変位測定回路２７は大きな電圧値
の信号を出力する。従って、同変位測定回路２７の出力
する信号の電圧値に基づいて検出用電極２１と第２シェ
ル１２ｂとの対面面積を検出できるとともに、第１シェ
ル１２ａと第２シェル１２ｂとの相対変位も検出可能と
なる。 １１１１上 次に、本発明の第３実施例を図面を用いて説明すると、
第１８図は本実施例にかかる変位センサを装着したエア
サスペンンｌンの概略構成を示しており、第１９図はそ
の拡大図を示している。 第１９図において、ピストン電極３１は、表面をポリエ
チレンで被覆したアルミ製の平板ヲシ譜ツクアブソーバ
１１と第２シェル１２ｔ）で挟まれた空間内に挿入可能
なように所定の曲率で湾曲せしめて構成されており、第
１８図に示すように一端を支持具３１ａによって第１シ
ェル１２８に固定されてショックアブソーバ１１と箪２
シェル１２ｂとに挾まれた空間内に向けて延設されてい
る。 当該ピストン電極３１と対をなすシリンダ電極３２は当
該ピストン電極３１が挿入可能なようにアルミ製の筒体
を所定の曲率で湾曲せしめるとともに外側を樹脂やセラ
ミックス等の絶縁物で被覆して構成され、上記ショック
アブソーバ１１と第２シェル１２ｂとに挟まれた空間内
にて開口面を上記第１シェル１２ａの側に向けてステー
３２ａで第２シェル１２ｂに固定されている。なお、ピ
ストン電極３１とシリンダ電極３２はともに第１れてい
る。 また、ピストン電極３１にはリード線３３ｍが接続され
、シリンダ電極３２にはリード線３３ｂが接続され、両
リード線３３ａ、３３ｂは第１シェル１２８に設けられ
た孔１２ａ２を介して空気室１２Ｃ外部に導かれてノ＼
−ネス３３ｃとなり、筐体３４に配設された変位測定回
路２７に接続されている。なお、両リード線３３ａ、３
３ｂには上記孔１２ａ２の径よりもわずかに大きく樹脂
で一体的に形成された穴埋め具３３ｄが固定され、同穴
埋め具３３ｄは空気室１２ｃ外部に向けて径が小さ（な
るようなテーパ面を備えている。一方、両リード線３３
ａ、３３ｂが引き出される孔１２ａ２は空気室１２ｃ内
側から外側に向けて徐々に径が小さくなるように壁面が
テーパ面となっており、上記穴埋め具３３ｄを空気室１
２ｃの内側から上記孔１２ａ２にはめ込んた後、接続部
をシール剤で密封するとともに固定している。 両リード線３３ｍ、３３ｂが接続される変位測定回路２
７は東１４図に示すものと同一の回路となっている。 上記構成において、第１シェル１２ａと第２シェル１２
ｂとが最も伸びた状体ではピストン電極３１の先端がわ
ずかにシリンダ電極３２内に挿入されており、第１シェ
ル１２ａと第２シェル１２ｂとが徐々に縮んでいくと、
ピストン電極３１がシリンダ電極３２内に挿入されてい
く。 本実施例においては、ショックアブソーバ１１と第２シ
ェル１２ｔ）とに挟まれた空間が狭いため、第１実施例
に示す円筒状のシリンダ電極１３ｂを同空間に装着する
ならば非常に径の小さなものとならざるを得ない。径が
小さくなるとピストン電極１３ｍとシリンダ電極１３ｂ
との対面面積もさほど大きくすることができず、両電極
間に生じる静電容量も大きくならない。 ところで、同静電容量は対面面積に比例的に変化すると
ともに両電極間の距離とは相反的に変化するため、両電
極間の距離が変化すれば上記静電容量は変動することに
なる。一方、両電極の径を変化させた場合にも両電極間
の距離はさほど変化しないので、振動などによって両電
極間の距離が変動したとすると両電極の対面面積が小さ
いほど同振動による静電容量の変動が大きくなる。従っ
て、両電極の対面面積が小さい場合は変位測定回路２７
における検出精度の劣化を免れない。 しかしながら、ピストン電極３１を円弧状とするととも
にシリンダ電極３２を同円弧状・とじたピストン電極３
１が挿入可能な湾曲した筒状とすることにより、第２シ
ェル１２ｂの内周面に沿って周方向に電極を幅広として
拡大することができ、両電極３１．３２の対面面積の向
上が図れる。 従って、第１シェル１２１１と第２シェル１２ｂとが最
も伸びた状態ではピストン電極３１の先端がシリンダ電
極３２に挿入されているだけなので、両電極３１．３２
間に生じる静電容量はさほど太き（ないものの、同第１
シェル１２ｍと第２シェル１２ｂが徐々に縮んでピスト
ン電極３１がシリンダ電極３２に挿入されてい（と、幅
広のピストン電極３１の表面とシリンダ電極３２の内面
とが対面しあって両者間に生じる静電容量が大きなもの
となる。これにより、振動などによって両電極３１．３
２間の距離が変化しても静電容量の変化は小さく、変位
測定回路２７において測定される両電極の対面面積の測
定精度が良くなる。 なお、上述した実施例では、電極部材を一定の径の棒状
としたり、あるいは一定幅の板状体としているため、相
対変位量と両電極部材の対面面積は正比例する関係にな
るが、棒状体の径を変えたり、板状体の幅を変えること
により、上記相対変位量と両電極部材の対面面積とを所
定の関数に従う関係とすることもできる。 例えば、通常の走行で生じる微振動によって第１シェル
と第２シェルとが相対変位する場合は、同相対変位に対
して過敏に車高制御を行なうと乗り心地が悪くなる。従
って、静止時における第１シェルと第２シェルとの相対
位置を中心とする所定の変位範囲については上記対面面
積が余り変化しないように電極の径を小さくしたり幅を
狭くしたりし、逆に、フルパウンド時やフルリバウンド
時には車高制御を敏感に行なうべく、上記対面面積が大
きく変化するように電極の径を大きくしたり幅を広くし
たりすればよい。 また、同様のことは第１電極部材と第２電極部材との間
に設ける誘電体を変えることによっても可能である。す
なわち、対面面積の変化を敏感に検出したいフルパウン
ド時やフルリバウンド時に対応する電極の両端部分には
高誘電率の誘電体を介在せしめ、電極の中間部分には低
銹電率の誘電体を介在せしめれば良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す変位センサの拡大断
面図、第２図は変位センサを空気バネ式のサスベンジ璽
ンに装着した状態を示す断面図、第３図は変位測定回路
のプロ・ツタ図、第４図は発振回路の回路図、第５図〜
第７図は発振回路の出力を示す波形図、第８図は周波数
電圧変換回路の出力を示す図、第９図は第１実施例の変
形例である変位センサを装着したエアサスペンションの
断面図、第１Ｏ図はその拡大断面図、第１１図は本発明
の第２実施例にかかる変位センサを装着したニアサスベ
ンジ璽ンの断面図、第１２図はその拡大断面図、第１３
図は変位測定回路のブロック図、第１４図は発振回路の
回路図、第１５図〜第１７図は発振回路の出力する波形
を示す図、第１８図は本発明の第３実施例にかかる変位
センサを装着したエアサスベンジ１ンの断面図、第１９
図はその拡大断面図である。 符　　号　　の　　説　　明 １２・・・空気バネ、１２ｍ・・・第１シェル、１２ｂ
・・・第２シェル、１２Ｃ・・・空気室、１２ｄ・・・
ダイアフラム、１３・・・検出用電極、１３ｍ・・・ピ
ストン電極、１３ｂ・・・シリンダ電極、１５３・・・
電極側コイル、１５ｂ、１５ｃ・・・回路側コイル、１
７・・・変位測定回路、１７ｍ・・・発振回路、１７ｂ
・・・バイパスフィルタ、１７ｃ・・・周波数電圧変換
回路、２１・・・検出用電極、２６・・・コイル、２７
・・・変位測定回路、２７ａ・・・発振回路、２７ｂ・
・・周波数電圧変換回路、２７ｃ・・・増幅回路、３１
・・・ピストン電極、３２・・・シリンダ電極。 出願人　　アイシン精機株式会社 出願人　　トヨタ自動車株式会社 代理人　　弁理士・長谷照−（外１名）第１図 【 第２図 コ路 第３図 第４図 晴間ｌμＳ１ 時１１１ｉ　（ａｓｌ ｉｌＲｆｆｌ　ｔｔｔｓｌ 第８図 第１０Ｗｉ 第１３図 第１４図 階間鷹！；ｅｃ１ １１１１ｆｌＩａｓＫ１ 第１８図 第１９図 ３２・・・ンリンダ電極

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）バネ上部材とバネ下部材のいずれか一方に固定さ
   れて他方に向けて開口した第１シェルと、同バネ上部材
   とバネ下部材における他方に固定されて上記第１シェル
   に向けて開口した第２シェルと、上記第１シェルと第２
   シェルの周縁部を気密的に接続して内部に空気室を形成
   するダイアフラムとを備えたエアサスペンションにおけ
   る上記第１シェルと上記第２シェルとの相対変位を検出
   する変位センサであって、 上記空気室内で上記第１シェル側に固定されて上記第２
   シェルに向けて延設された長尺状の第１電極部材と、 上記第２シェル側に設けられて上記第１電極部材におけ
   る上記延設方向と垂直な側面に対して所定の間隔を隔て
   て対面する第２電極部材と、上記第１電極部材と上記第
   ２電極部材間に生じる静電容量に基づいて両電極部材の
   対面面積を検出する検出手段と を備えたことを特徴とする変位センサ。
2. （２）上記検出手段を、上記空気室の周縁部に配設され
   て上記第１電極部材と上記第２電極部材とを接続する第
   １コイルと、上記空気室の外部にて上記第１コイルに近
   接して配設されて当該第１コイルと電磁誘導によって結
   合される第２コイルと、同第２コイルに接続されて当該
   第２コイルと上記第１コイルと上記両電極部材とからな
   る共振回路に同調して発振する発振回路と、同発振回路
   の発振信号を入力してその発振周波数に基づいて上記両
   電極部材の対面面積を表す信号に変換する変換回路とに
   よって構成したことを特徴とする請求項１に記載の変位
   センサ。
3. （３）上記第１電極部材と上記第２電極部材との一方を
   、筒体で構成するとともに、他方を、当該筒体中に挿入
   可能な形状として構成したことを特徴とする請求項１ま
   たは請求項２に記載の変位センサ。
4. （４）上記第１電極部材と第２電極部材を、上記第２シ
   ェルにおける内周面の周方向に沿う幅広の形状として構
   成したことを特徴とする請求項１〜請求項３に記載の変
   位センサ。（５）上記第２電極部材を、上記第２シェル
   と一体的に構成したことを特徴とする請求項１に記載の
   変位センサ。