JPH04181132A - 荷重センサ装置 - 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、サスペンションユニットの減衰力制御やその
他の制御を行うために、液圧緩衝器の作動に伴って発生
する荷重を検出する荷重センサ装置に関する。

（従来の技術） 従来、このような荷重を検出する荷重センサとしては、
例えば、実開昭６２−１３９０９号公報、及び、特開昭
６２−２９４１０号公報に記載されているようなものが
知られている。

この従来の荷重センサは、圧電素子またはひずみゲージ
が用いられ、これらをハーネスを介して車体側に設けた
信号処理回路に接続して使用している。尚、この信号処
理回路は、減衰力を調節するアクチュエータの制御を行
う制御回路内に設けてあったり、制御回路外に設けられ
てハーネスで制御回路と接続されていたりする。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の荷重センサにあっては
、荷重センサと信号処理回路間を接続するハーネスによ
り、荷重検出値にロスやノイズが発生し、センサ出力信
号に対するリアルな制御が難しいという問題があった。

本発明は、上述のような従来の問題に着目してなされた
もので、信号処理回路へ入力するまでにロスやノイズが
発生しないようにして荷重入力変動に対してリアルな制
御が可能な荷重センサ装置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） 上述のような目的を達成するために、本発明の荷重セン
サ装置では、荷重センサと信号処理回路とを一体に形成
することとした。

即ち、本発明の荷重センサ装置は、液圧緩衝器の作動に
伴って発生する荷重の入力伝達経路の途中に介装された
センサボディと、このセンサボディに設けられて、セン
サボディへの入力荷重に対応した信号を出力する荷重セ
ンサと、前記センサボディに一体に設けられ、前記荷重
センサからの信号を処理する信号処理回路を有した回路
部材とを設けた。

（作　用） 本発明の荷重センサ装置では、センサボディに荷重が入
力されると、荷重センサから入力荷重に対応した信号が
出力され、この出力信号は、センサボディと一体化され
た回路部材に設けられた信号処理回路で直ちに処理（例
えば、増幅処理や減衰処理あるいは反転処理等）された
後、コントローラに入力される。

従って、荷重センサと信号処理回路との間における、検
出値のロスやノイズの発生が防止される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面により詳述する。

まず、実施例の構成を説明する。

第１図は、本発明第１実施例の荷重センサを適用したサ
スペンションユニットＳ１の主要部を示す断面図である
。

この図に示すように、このサスペンションユニットＳ１
は、ストラットタイプのもので、図において１はピスト
ンロッドである。

また、このサスペンションユニットＳ１の緩衝器は、減
衰力可変型のもので、前記ピストンロッド１の上端には
、減衰力変更機構を作動させるためのモータアクチュエ
ータ２が取り付けられている。尚、このモータアクチュ
エータ２の駆動は、図外のコントローラから出力される
制御信号により制御される。

前記ピストンロッド１は、マウントインシュレータ３を
介して車体日に取り付けられている。

即ち、前記マウントインシュレータ３は、弾性体から成
るインシュレータ本体３ａが溶着された外側ブラケット
３ｂと内側ブラケット３Ｃを備えている。

そして、外側ブラケット３ｂが車体日に対し、ポルト４
．ナツト５により取り付けられている。

前記内側ブラケット３Ｃは、ピストンロッド１が取り付
けられる車体側部材を構成するものであり、この内側ブ
ラケット３Ｃに穿設された取付用穴３ｄにピストンロッ
ド１の上端に形成された小径部１ａを挿通させ、この小
径部１ａに形成されたねじ部１ｂにナツト６を螺合させ
て締結している。

また、前記小径部１ａの下部に形成された中間径部１ｃ
には荷重センサ７及びカラー８が装着され、両者は、中
間径部１Ｃの下端部に形成された段部１ｄと前記内側ブ
ラケット３Ｃとの間に挟持された状態で設けられている
。つまり、この実施例では、ピストンロッド１から内側
ブラケット３Ｃへ至る荷重伝達経路の途中に荷重センサ
装置７と荷重伝達部材としてのカラー８が直列に介装さ
れている。

また、前記カラー８の外周で、内側ブラケット３ｃと荷
重センサ装置７との間には、スラストベアリング９を介
してアッパスプリングシート１０が介在されている。

前記荷重センサ装置７は、第２図にその詳細を示すよう
に、センサ部材７ａと回路部材７ｂとで構成されている
。

前記センサ部材７ａは、センサボディ７０とひずみゲー
ジ（荷重センサ）７１とで構成されている。即ち、セン
サボディγ○は、円筒状に形成されると共に、内周面に
形成された環状溝７０ａによってその中央部分に肉薄状
のひずみ発生部７０ｂが形成されている。

また、前記ひずみゲージ７１は、それ自体のひずみによ
り抵抗が変化する周知構造のもので、前記ひずみ発生部
７０ｂの外周部でセンサボディ１゜の径方向に対向して
２箇所に貼付されている。

前記回路部材７ｂは、センサボディ７ｏと一体に設けら
れ、前記センサ部材７ａの外周を囲繞するケーシング７
２と、信号処理回路を有した信号処理回路基板７３とで
構成されている。

即ち、ケーシング７２は、上下に分割された環状の上部
ケーシング７２ａ及び下部ケーシング７２ｂで形成され
ていて、各ケーシング７２ａ、７２ｂの内周部を前記セ
ンサボディ７０の上下両端縁外周部にそれぞれ係合させ
、かつ、両ケーシング７２ａ、７２ｂの外周壁先端縁同
士を係合させることにより、センサボディ７０との間に
環状の中空部７２ｃが形成されている。

また、前記信号処理回路基板７３は、その基板形状が環
状に形成され、その外周縁部を前記下部ケーシング７２
ｂの外周壁側に係合させた状態で中空部７２ｃ内に収容
されている。そして、この信号処理回路基板７３には、
例えば、前述した特開昭６２〜２９４１０号公報に示さ
れている信号処理回路のように、信号を増幅したり逆に
減衰したりあるいは反転させたり、またはバイパスもし
くはローパス処理したりというような処理を行う図示を
省略した信号処理回路が設けられており、この信号処理
回路がひずみゲージ７１とコート７４で接続されている
。さらに、信号処理回路基板７３の外周部には、信号処
理回路からの出力を図外のコントローラに接続するハー
ネス１１が接続されている。

そして、前記コントローラでは、この検出値に基づいて
所定の演算や判定を行いその制御結果に基づいてモータ
アクチュエータ２に制御信号を出力して減衰力の制御が
なされる。

尚、この制御については、例えば前述した特開昭６２−
２９４　＋　０号公報に詳しいので説明を省略する。

次に、実施例の作用を説明する。

本実施例のサスペンションユニットＳ１では、ナツト６
により内側ブラケット３ｃを締結する際に、該内側ブラ
ケット３ｃとピストンロッド１の段部１ｄとの間にカラ
ー８及び荷重センサ装置７を共線めし、これにより、セ
ンサ部材７ａにセット荷重が与えられており、このセッ
ト荷重により、センサボディＹＯ及びひずみゲージ７１
に初期ひずみか発生した状態となっている。

゛　従って、荷重センサ装置７にあっては、このセット
荷重を基準値とし、検出荷重が基準値である場合には、
ピストンロッド１から荷重が入力されていない状態を示
す。

次に、ピストンロッド１に対し上向きの入力荷重（圧縮
荷重）が加わった場合、ピストンロッド１における段部
１ｄと内側ブラケット３ｃとの間がその間隔を狭める方
向に相対変位して、両者間に介装された荷重センサ装置
７のセンサ部材γａに加わる荷重が増加するので、この
増加分に応じてセンサ部材７ａの圧縮ひずみが基準値よ
り上回ることになり、この基準値との差に基づき、上向
きの荷重入力を定量的に検出する。

次に、ピストンロッド１に対し下向きの入力荷重（引っ
張り荷重）が加わった場合、ピストンロッド１における
段部１ｄと内側ブラケット３ｃとの間かその間隔を広げ
る方向に相対変位して、両者間に介装された荷重センサ
装置７のセンサ部材７ａに加わる荷重が減少するので、
この減少分に応じてセンサ部材７ａの圧縮ひずみか基準
値より下回ることになり、この基準値との差に基づき、
下向きの荷重入力を定量的に検出する。

そして、以上のようにして、荷重センサ装置７のひすみ
ゲージ７１で検出された荷重は、ひずみゲージ７１と一
体に設けられた回路部材７ｂの信号処理回路基板７３の
信号処理回路で直ちに信号処理された後、ハーネス１１
を介して図外のコントローラに入力されることになる。

以上説明したように、この実施例の荷重センサにあって
は、回路部材７ｂがセンサ部材７ａと一体化されている
ため、ひずみゲージア１と信号処理回路基板７３の信号
処理回路との間においては、荷重検出値のロスやノイズ
の発生がなく、このため、高精度な荷重の検出が可能と
なり、荷重入力の変動に対してリアルな減衰力制御が可
能になるという特徴を有している。

また、センサ部材７ａと回路部材７ｂとが一体化される
ことで、荷重検出構造がコンパクト化され、車床への組
み付けが容易になるというｖＦ徴を有している。

次に、第３図に示す第２実施例について説明する。

第３図は、本発明第２実施例の荷重センサを適用したサ
スペンションユニットＳ２の主要部を示す断面図である
。

この実施例は、ピストン２１を締結したスタッド２２か
らピストンロッド２３に至る荷重伝達経路の途中に荷重
センサ装ａ２４が介装されたものである。

即ち、この実施例では、シリンダ２５内を摺動するピス
トン２１がスタ・ンド２２の先端小径部２２ａにナツト
２６で締結され、また、スタッド２２の基端側は、その
端面に形成された大径穴２２ｂをピストンロッド２３の
先端部に螺合することによって連結されている。

また、前記スタッド２２及びピストンロット２３には、
その軸心部に貫通穴２２ｃ、２３ａが穿設されると共に
、ピストンロッド２３の先端面には貫通穴２３ａよりは
大径の環状穴２３ｂが形成され、また、スタッド２２に
おける大径穴２２ｂの底部には該大径穴２２ｂよりは小
径で環状穴２３ｂよりは大径の環状穴２２ｄが形成され
ている。

そして、前記荷重センサ装置２４は、その回路部材２４
ｂが前記ピストンロッド２３側の環状穴２３ｂからスタ
ッド２２側の環状穴２２ｄ内にかけて装着可能な円筒状
に形成され、該回路部材２４ｂの下端外周にはセンサ部
材２４ａのセンサボディ７５が一体に形成されていて、
このセンサ部材２４ａを環状穴２２ｄの底部とピストン
ロッド２３の先端面との間に挟持状態で介装されている
。

このセンサ部材２４ａは、円筒状に形成されると共に、
内周面に形成された環状溝７５ａによってその中央部分
に肉薄状のひずみ発生部７５ｂが形成された断面口字状
のセンサボディ７５と、ひずみ発生部７５ｂの内周部で
センサボディ７５の径方向に対向して２筒所に貼付され
たひずみゲージ（荷重センサ）７６とで構成されていて
、このひずみゲージ７６と回路部材２４ｂ間が環状溝ア
５ａ内においてコードγ７で連結された構造となってい
る。

次に、第２実施例の作用を説明する。

本実施例のサスペンションユニットＳ２では、スタッド
２２の大径穴２２ｂをピストンロッド２３の先端部に螺
合する際に、環状穴２２ｄの底部とピストンロッド２３
の先端面との間に荷重センサ装置２４を挟持し、これに
より、荷重センサ装置２４のセンサボディ７５にセット
荷重が与えられており、このセット荷重により、センサ
ボディ７５及びひずみゲージ７６に初期ひずみが発生し
た状態となっている。

従って、荷重センサ装置ｌ！！２４にあっては、このセ
ット荷重を基準値とし、検出荷重が基準値である場合に
は、スタッド２２から荷重が入力されていない状態を示
す。

次に、スタッド２２に対し上向きの荷重（圧縮荷重）か
加わった場合、環状穴２２ｄの底部とピストンロッド２
３の先端面との間がその間隔を狭める方向に相対変位し
て、両者間に介装された荷重センサ装！２４に加わる荷
重が増加するので、この増加分に応じてセンサボディ７
５の圧縮ひずみが基準値より上回ることになり、この基
準値との差に基づき、上向きの荷重を定量的に検出する
。

次に、スタッド２２に対し下向きの荷重（引っ張り荷重
）が加わった場合、環状穴２２ｄの底部とピストンロッ
ド２３の先端面との間がその間隔を広げる方向に相対変
位して、両者間に介装された荷重センサ装置２４に加わ
る荷重が減少するので、この減少分に応じてセンサボデ
ィ７５の圧縮ひずみが基準値より下回ることになり、こ
の基準値との差に基づき、下向きの荷重を定量的に検出
する。

以上、本発明の実施例を図面により詳述してきたが、具
体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発
明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があって
も本発明に含まれる。

例えば、実施例では、サスペンションユニットとしてス
トラットタイプのものを示したが、外周にスプリングを
有しない、単なる液圧緩衝器タイプのものであってもよ
い。

また、実施例では、荷重センサとしてひずみゲージを用
いたものを示したが、圧電素子等その他の構造の荷重セ
ンサを用いることができる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の荷重センサ装置にあって
は、信号処理回路を有した回路部材がセンサボディと一
体化した手段としたため、荷重センサと信号処理回路と
の間における荷重検出値のロスやノイズの発生が解消さ
れ、これにより、高精度な荷重の検出ができ、荷重入力
の変動に対してリアルな制御が可能になるという効果が
得られると共に、装置がコンパクト化され、車体等への
組み付けが容易になるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明第１実施例の荷重センサを連用したサス
ペンションユニットの主要部を示す断面図、第２図は第
１実施例の荷重センサを示す拡大断面図、第３図は本発
明第２実施例の荷重センサを適用したサスペンションユ
ニットの主要部を示す断面図である。 ７・・・荷重センサ装置 ７ｂ・・・回路部材 ７０・・・センサボディ ７１・・−ひすみゲージ（荷重センサ）２４・・−荷重
センサ装置 ２４ｂ・・・回路部材 ７５−・・センサボディ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）液圧緩衝器の作動に伴って発生する荷重の入力伝達
   経路の途中に介装されたセンサボディと、このセンサボ
   ディに設けられて、センサボディへの入力荷重に対応し
   た信号を出力する荷重センサと、 前記センサボディに一体に設けられ、前記荷重センサか
   らの信号を処理する信号処理回路を有した回路部材とを
   備えていることを特徴とする荷重センサ装置。