JPH04305132A

JPH04305132A - 輪荷重センサ

Info

Publication number: JPH04305132A
Application number: JP6995491A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Obayashi; 大林　博明
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1991-04-02
Filing date: 1991-04-02
Publication date: 1992-10-28

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、輪荷重センサの改良
に関し、更に詳しくは、車体に結合したサスペンション
のアッパマウント部で、車輪に加わる方向の荷重を検出
する輪荷重センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】乗用車等の車体に結合したサスペンショ
ンのアッパマウントにおいて、車輪に加わる上下方向の
荷重を検出する装置として、従来は、図７に示す構成の
輪荷重センサ２０が用いられている。すなわち、サスペ
ンションのアッパマウント部１に、車体２に支持された
シェル１ａを設け、シェル１ａの内側に支えられたケー
シング４ｃ内にボールベアリング（転動体）１１を収容
したベアリング部４の中央開口４ｄに、ストラットロッ
ド３のねじ部３ａを挿通し、ストラットロッド３の上端
段部３ｂと中央開口４ｄ間および中央開口４ｄの上部と
ねじ部３ａの上端に締結したナット５間にそれぞれ起歪
体６ａ、６ｂを配置し、起歪体６ｂからナット５で締付
け、ストラットロッド３を、サスペンションのアッパマ
ウント部１に組み込んでいる。

【０００３】したがって、車体の荷重は起歪体６ａ、６
ｂに加わり圧縮変形され、起歪体内に歪が生じ、電気抵
抗が変化するから、標準の起歪体について荷重対電気抵
抗の関係を予め調べておけば、サスペンションに加わる
輪荷重が検出でき、ショックアブソーバ（Ｓｈｏｃｋ　
　Ａｂｓｏｒｂｅｒ）の減衰力の制御などに利用できる
。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の輪荷重センサ２０は、輪荷重の検知素子として、サ
スペンションアッパマウント部にストラットロッドの長
手方向に挟み込んだ形にケーシング４ｃの上下にそれぞ
れ起歪体を挿入するため、検知素子（起歪体）の厚み分
（０．５ｍｍ×２）だけストラット長が短かくなり、乗
り心地が悪くなる。

【０００５】また、サスペンションアッパマウント部の
取り付けは高さが上方へ持ち上ることになり、ボンネッ
トの高さが高くなり、所望の車体造形がしにくくなる。

【０００６】また、ストラットロッドのねじ部３ａに起
歪体を２個も組み込むため、製造工数が多くなる等の難
点があった。

【０００７】そこでこの発明は、荷重センサに対する（
ナット）締付加重に影響されること無く、ナット締め付
けによる荷重の影響も検出でき、正確で信頼性の高い荷
重計測を行うことができるのみならず、製造工数が少な
く、しかもボンネット高さが余りに高くならない輪荷重
センサを提供しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
め、この発明の輪荷重センサを、一実施例を示す図１に
対応づけて説明すると、車体２に結合するサスペンショ
ンのアッパマウント部１で車輪に加わる上下方向の荷重
を検出する輪荷重センサにおいて、サスペンションのア
ッパマウントに組み込まれるストラットロッド３を固定
するベアリング部４ａを、外周に外輪軌道部１０ｂを有
する円筒状内輪１０ａと、外輪軌道部１０ｂ上に配列し
た転動体１１で構成するとともに、円筒状内輪１０ａの
外壁面上、下にそれぞれ、内輪の中心軸を対称軸とする
対の歪検出手段を設けたものである。

【０００９】

【作用】以上のように、サスペンションのアッパマウン
ト部に組み込まれているストラットロッドを固定する円
筒状内輪の外輪軌道部上下の内輪外壁面にそれぞれ、内
輪の中心軸を軸対称とする対の歪検出手段を設けるため
、ナット締め付けによりストラットロッドに加わる荷重
も検出することができる。

【００１０】また、ストラット長が、所望の長さよりも
短くなることはない。

【００１１】さらにまた、歪検出手段が円筒状内輪の外
輪軌道部上、下の内輪外壁面に、内輪の中心軸を軸対象
として対に設けるため、直列接続などの方法により歪検
出手段の電気抵抗変化を容易に相殺でき、偏荷重の影響
を相殺することができる。

【００１２】

【実施例】以下、この発明の輪荷重センサの実施例を、
図１ないし図５を用いて説明する。

【００１３】本実施例の輪荷重センサは、図１に示すよ
うに、車体２に結合するサスペンションのアッパマウン
ト部１に組み込まれているストラットロッド３を固定す
るベアリング部４ａの円筒状内輪１０ａ外周の外輪軌道
部１０ｂ上、下の内輪壁面にそれぞれ、円筒状内輪１０
ａの中心軸を対称軸とする対の歪ゲージ（歪検出手段）
１６ａ、１６ａ；：１６ａ´、１６ａ´、および１６ｂ
、１６ｂ；１６ｂ´、１６ｂ´を設けた（図４参照のこ
と）ものである。

【００１４】このベアリング部４ａは、サスペンション
のアッパマウント部１の内側シェル１ｂに支持されたケ
ーシング４ｃ内に組み込まれており、図２に示すように
、ケーシング４ｃ内においてボールベアリング１１が転
動できるようにガイドする外輪軌道部１０ｂを備えた円
筒状内輪１０ａが収容され、円筒状内輪１０ａの内側開
口部内を、ストラットロッド３のねじ部３ａが回転可能
に挿通されている。また、ねじ部３ａのベアリング部４
ａのストラットロッドのねじ部３ａの挿通端側にはスペ
ーサを介してナット５が螺合し、このナット５を締め付
けることにより、ストラットロッド３をアッパマウント
部１に結合している。

【００１５】また、図１中の７はバンパーラバー、８は
サスペンションスプリングであり、９はバンパーラバー
７およびサスペンションスプリング８の上端が係合する
受部材である。

【００１６】さらに円筒状内輪１０ａの外周壁面には、
外輪軌道部１０ｂの上下にそれぞれ、図４に示すように
、２対の歪ゲージ１６ｂ、１６ｂ；１６ｂ´、１６ｂ´
および１６ａ、１６ａ、１６ａ´、１６ａ´が、円筒状
内輪１０ａの中心軸に対し軸対称に設けられている。そして、これら２対の歪ゲージ１６ｂ、１６ｂ；１６ｂ
´、１６ｂ´、および１６ａ、１６ａ；１６ａ´、１６
ａ´はそれぞれ、図５に示すように接続され、４組の歪
ゲージ対でブリッジを構成している。

【００１７】すると、円筒状内輪１０ａに偏荷重が加わ
っても、内輪１０ａの中心軸を対称軸とする歪ゲージ対
、例えば１６ｂ´、１６ｂ´において、歪は、仮に一方
の１６ｂ´においてΔε増えると、他方の対の１６ｂ´
にはΔε減るため、対の歪ゲージ１６ｂ´と１６ｂ´の
直列接続における抵抗変化は、互いに相殺されることに
なる。また、構造上のアンバランスにより、相殺されず
に抵抗変化が生じたとしても、外輪軌道部１０ｂに対し
１６ｂ´、１６ｂ´の下方の円周方向の同じ位置にある
歪ゲージ対１６ａ、１６ａにおいても同様の抵抗変化が
生じるため、上述したブリッジの出力端子には偏荷重の
影響による出力電圧は現われず、効果的に偏荷重の影響
をキャンセルすることができる。

【００１８】上述した歪ゲージ対１６ｂ、１６ｂ；１６
ｂ´、１６ｂ´の各歪ゲージに接続したリード線１７に
よって内輪１０ａの上端外周に設けた円板状の追加基板
１０ｃ上面の端子に導かれブリッジを形成する。また、
外輪軌道部１０ｂ下方の内輪壁面に設けた２対の歪ゲー
ジ１６ａ、１６ａ；１６ａ´、１６ａ´に接続されたリ
ード線は、図３の一部切欠き斜視図に示されるように、
内輪１０ｃの内壁面に沿って円筒軸と並行に形成した溝
１０ｄ内をガイドされて、追加基板１０ｃ上に導かれ、
上述した歪ゲージ対１６ｂ、１６ｂ；１６ｂ´、１６ｂ
´に接続したリード線１７は、ブリッジを形成するよう
に接続される。

【００１９】このようにして構成される本実施例の輪荷
重センサにおいて、車体２に結合するサスペンションの
アッパマウント部１における車輪の上下方向に作用する
荷重の伝達経路は、ストラットロッド３を経由するもの
と、スプリング８を経由するものの２つがある。

【００２０】そして、これら２つの経路で伝達される輪
荷重は、図７に示すように、ベアリングの内輪１０ａの
下部で合成され、１つになる。この輪荷重は、円筒状内
輪１０ａの下部を伝わって外輪軌道部１０ｂ、ボールベ
アリング１１を経由して車体２に伝達される。この力は
図７では、符号Ｆ３　で示される。

【００２１】一方、輪荷重センサは、ストラットロッド
３固定のため、ストラットロッド上端（ねじ部３ｂ）が
内輪１０ａを介して、ナット５で締め付けられているか
ら、このナットの締め付けに伴なう荷重も、円筒状内輪
１０ａに加えられるため、ベアリング部４ａの円筒状内
輪１０ａには、ナット５の締め付けに伴なう荷重と、車
輪から伝達される加重とが混在する。

【００２２】すなわち、ボールベアリング支持部よりも
上方の部材に作用する荷重をＦ１　、下方の部材に作用
する荷重をＦ２　とすると、Ｆ２　−Ｆ１　＝Ｆ３　の関係が成立する。

【００２３】したがって、Ｆ２　による歪と、Ｆ１　に
よる歪とを計測し、その差を演算することにより輪荷重
を求めることができる。

【００２４】

【発明の効果】以上のように、この発明の輪荷重センサ
によれば、従来より用いられている円筒状内輪１個をベ
アリング部に用い、当該円筒状内輪の外壁面に、内輪の
中心軸に対し軸対称に歪検出手段対を上、下に設けるこ
とにより、従来の輪荷重による２個の歪検出手段による
輪荷重検出センサに比べ、１個の部材により検出できる
ため、組み立て工程が極めて簡単になり、製造コストが
低減できる。

【００２５】また、歪検出手段の配置が正確になり、か
つ、ナット締め付けによるストラットロッドのねじ部方
向に逃げる荷重の影響をも考慮に入れた演算を行うこと
ができ、正確な輪荷重が計測できる。

【００２６】また、ベアリングを交換するだけでセンサ
の組み込みが完了でき、かつ寸法の変化も最小限のため
、従来設計のサスペンションにも容易に組み込むことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の輪荷重センサの要部断面
図である。

【図２】図１に示す輪荷重センサのベアリング部の構成
を示す要部断面図である。

【図３】図１に示す輪荷重センサのベアリング部内内輪
の一部切欠け要部斜視図である。

【図４】図２に示す内輪の外壁面上に配置する歪ゲージ
対の態様を示す要部斜視図である。

【図５】図３に示す内輪外壁面の歪ゲージ対のブリッジ
形成電気配線図である。

【図６】実施例の輪荷重センサによるサスペンションの
アッパマウント部における荷重伝達経路を示す要部断面
図である。

【図７】従来の輪荷重センサの要部断面図である。

【符号の説明】

１　　サスペンションのアッパマウント部２　　車体３　　ストラットロッド３ａ　　ねじ部４　　ベアリング部（従来例）４ａ　　ベアリング部（本発明）５　　ナット６ａ、６ｂ　　歪検出手段（従来例）７　　バンパーラバー８　　サスペンションスプリング９　　受部材１０ａ　　ベアリング部（実施例）の内輪１０ｂ　　ベ
アリング部内輪の外輪軌道部１１　　転動体（ボールベ
アリング）１６ａ、１６ａ´、１６ｂ、１６ｂ´、１６ｃ、１６ｃ
´　　歪ゲージ（実施例）２０　　輪荷重センサ（従来例）２０ａ　　輪荷重センサ（本発明）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　車体に結合するサスペンションのアッ
パマウント部で車輪に加わる上下方向の荷重を検出する
輪荷重センサにおいて、サスペンションのアッパマウン
トに組み込まれるストラットロッドを固定するベアリン
グ部を、外周に外輪軌道部を有する円筒状内輪と、外輪
軌道部上に配列した転動体で構成するとともに、円筒状
内輪の外壁面上、下にそれぞれ、内輪の中心軸を軸対称
とする対の歪検出手段を設けたことを特徴とする輪荷重
センサ。