JPH0526520U - 緩衝器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 荷重検出精度を高めると共に、横力による軸
方向入力荷重の検出誤差の発生を防止できる緩衝器の提
供。 【構成】 ピストンロッド１の外周に形成された第１環
状段部１ｂとナット９により締結されるカラー６との間
に挟持状態で装着されたセンサボディ５０と、センサボ
ディに対し横力が作用する径方向に対向して配置された
弾性変形量を検出可能な一対のひずみゲージ５１ａ，５
１ｂと、一対のひずみゲージを直列に配したブリッジ回
路とを備え、センサボディの内周面とセンサボディが並
列に設けられる中間中径部１ｃの外周面との対向面に、
その一部分で相互に当接する周方向の当接部Ｔと、対向
面相互間に環状空間ｈが形成される離間部Ｈとを設け、
さらに、中間中径部の一部に当接部の直径より小径の小
径部１ｈを形成した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、緩衝器、特に、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、荷重を検出する荷重検出構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、このような荷重検出構造としては、例えば、特開昭６４−６０４１１号 公報に記載されているようなものが知られている。

【０００３】 この従来の緩衝器は、環状の荷重センサをアッパマウントインシュレータと直 列に重ね、この両者をピストンロッドに対しナットで同時に締結固定したもので 、荷重センサが検出するひずみ量によってピストンロッドに作用する軸方向入力 荷重を検出するようにしたものであった。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来の緩衝器にあっては、ピストンロッドにアッパ マウントインシュレータを締結する締結荷重が荷重センサにセット荷重として作 用するため、荷重センサの最大ひずみが過大になって検出精度が悪くなると共に 、大きな荷重が加わることから荷重センサ自体の剛性・強度を充分に高める必要 があり、このため、入力荷重に対するひずみ倍率を大きく取れなくなって検出精 度をさらに悪化させるという問題があった。

【０００５】 また、荷重センサの内周面全体がピストンロッドの外周面に当接する状態で装 着されている関係で、ピストンロッドに横力が作用した場合には、荷重センサ自 体にも曲げ応力を受け、これにより、軸方向入力荷重の検出に誤差が生じるとい う問題があった。

【０００６】 本考案は、上述のような従来の問題に着目してなされたもので、荷重検出精度 を高めると共に、横力による軸方向入力荷重の検出誤差の発生を防止することが できる緩衝器を提供することを目的とする。

【０００７】

【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、本考案請求項１記載の緩衝器では、車体 側部材に対し上端がナットで締結固定された車体側連結ロッドと、前記車体側部 材より下方の車体側連結ロッド外周に形成された環状の係止段部と、前記車体側 連結ロッドの外周でナットにより締結される締結部材と係止段部との間に挟持状 態で装着された環状のセンサボディと、該センサボディに対し車体側連結ロッド を中心に横力が作用する径方向に対向して配置された弾性変形量を検出可能な一 対のセンサと、該一対のセンサを直列に配したブリッジ回路とを備え、前記セン サボディの内周面と該センサボディが並列に設けられる車体側連結ロッドの外周 面との対向面に、その一部分で相互に当接する周方向の当接部と、対向面相互間 に環状空間が形成される離間部とが設けられた手段とした。

【０００８】 また、本考案請求項２記載の緩衝器では、上記構成に加え、センサボディが並 列に設けられる車体側連結ロッドの一部に、当接部の直径より小径の小径部を形 成した手段とした。

【０００９】

【作用】

本考案の緩衝器では、上述のように、センサボディには締結部材を介してナッ トによる締結時に初期荷重が付与されており、従って、センサにあっては、この 初期荷重を基準値とし、検出荷重が基準値である場合には、荷重が入力されてい ない状態を示す。

【００１０】 まず、車体側連結ロッドに対し上向きの入力荷重（圧縮荷重）が加わった場合 、センサボディが並列に設けられる車体側連結ロッド部分に圧縮ひずみが生じる ことで締結部材と係止段部との間がその間隔を狭める方向に相対変位して、両者 間に介装されたセンサボディ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。

【００１１】 次に、車体側連結ロッドに対し下向きの入力荷重（引っ張り荷重）が加わった 場合、車体側連結ロッドに引っ張りひずみが生じることで締結部材と係止段部と 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センサボディ に加わる圧縮荷重が減少するので、この減少分に応じてセンサの圧縮ひずみが基 準値より下回ることになり、この基準値との差に基づき、下向きの荷重入力を定 量的に検出する また、車体側連結ロッドに横力が作用した場合、該車体側連結ロッドにはその 締結部を中心とする曲げ応力が作用して曲がりを生じるが、この車体側連結ロッ ド側の曲がり分は離間部側の環状空間で吸収されるので、センサボディ自体には 曲げ応力が作用することはない。

【００１２】 このように、センサボディ自体には曲げ応力が作用しないので、車体側連結ロ ッドに横力が作用した場合は、センサボディの上下両座面となる締結部材と係止 段部との平行状態の崩れから、一方のセンサ側には横力のモーメントと同等の圧 縮力が加算され、他方のセンサ側には横力のモーメントと同等の引っ張り力が加 算されるため、両センサの直列加算抵抗値に変動はなく、従って、両センサを直 列に配したブリッジ回路により横力による入力荷重分が完全にキャンセルされ、 これにより軸方向入力荷重のみが検出されることになる。

【００１３】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面により詳述する。

【００１４】 まず、実施例の構成を説明する。

【００１５】 図１は、本考案実施例の緩衝器の主要部を示す断面図である。

【００１６】 この図に示すように、この緩衝器は、ストラットタイプのもので、図において１ は車体側連結ロッドとしてのピストンロッドである。尚、この緩衝器は、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、図示を省略したコントロー ルロッドを介して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。そして、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。

【００１７】 前記ピストンロッド１は、アッパマウントインシュレータ３を介して車体Ｂに 取り付けられている。即ち、前記アッパ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（車体側部材）３ｃを備えている。そして、外側ブラケット３ｂが車体Ｂに対 し、ボルト・ナット４により取り付けられている。

【００１８】 前記ピストンロッド１は、その上部に大径本体部１ａとの間に第１環状段部（ 係止段部）１ｂを形成して中間中径部１ｃが形成され、該中間中径部１ｃの上部 には第２環状段部１ｄを形成して先端小径部１ｅが形成されていて、該先端小径 部１ｅの上端にはねじ部１ｆが形成されている。

【００１９】 そして、前記ピストンロッド１の先端小径部１ｅに、カラー６，アッパスプリ ングシート７，内側ブラケット３ｃ，カラー８を順に装着し、最後にねじ部１ｆ にナット９を螺合させることにより、このナット９と第２環状段部１ｄとの間に 前記各部材を挟持した状態で締結されている。

【００２０】 また、前記中間中径部１ｃの外周には、前記ナット９で締結される締結部材と してのカラー６と第１環状段部１ｂとの間に挟持された状態で荷重センサ５が装 着されていて、この荷重センサ５は、センサボディ５０と一対のひずみゲージ（ センサ）５１ａ，５１ｂとで形成されている。

【００２１】 次に、図２にその詳細を示すように、前記センサボディ５０は起歪材により円 筒状に形成され、その内周面側に形成された環状溝５０ａによりその中央部分に 肉薄状のひずみ発生部５０ｂが形成され、従来よりも格段に小さな剛性・強度に 形成されている。そして、前記センサボディ５０の内周面と該センサボディ５０ が並列に設けられる中間中径部１ｃの外周面との対向面下端部には、両対向面が 相互に当接する周方向の当接部Ｔが設けられ、それ以外の対向面上部側には、該 対向面相互間に環状空間ｈが形成される離間部Ｈが設けられている。尚、この実 施例では、中間中径部１ｃ側に当接部Ｔの部分より径を小さくした小径部１ｈを 形成することにより、前記環状空間ｈを形成させている。

【００２２】 また前記センサボディ５０は、その上端が第２環状段部１ｄの上端面よりは僅 かに突出するようにその軸方向寸法が設定されることにより、ナット９の締結力 でその突出分だけ荷重センサ５に初期荷重が付与されている。

【００２３】 また、前記両ひずみゲージ５１ａ，５１ｂ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５０ａの外周部でセンサボディ５０ の径方向（横力の作用方向）に対向する位置にそれぞれ貼付されている。

【００２４】 図１に戻り、前記荷重センサ５のハーネス５２は、荷重センサ５とカラー６の スカート部６ａとの中空部内，カラー６の底部に形成された半径方向溝６ｂ，先 端小径部１ｅに形成された軸方向溝１ｊ及びカラー８の底部に形成された半径方 向溝８ａを経由して車体の上部まで引き出され、図外のコントローラに接続され る。そして、このコントローラでは、荷重センサ５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。

【００２５】 次に、図３は軸方向入力荷重検出回路を示している。この軸方向入力荷重検出 回路は、センサボディ５０の横力が作用する径方向に対向して配置された一対の ひずみゲージ５１ａ，５１ｂと３つの基準抵抗Ｒ₁ ，Ｒ₂ ，Ｒ₃ とでホイートス トンブリッジ回路を組むことにより、横力による軸直角方向の入力荷重をキャン セルして軸方向の入力荷重のみを検出するように構成されている。

【００２６】 即ち、この軸方向入力荷重検出回路では、直列に接続された両ひずみゲージ５ １ａ，５１ｂを１つのブロックとしてブリッジが組まれていることから、両ひず みゲージ５１ａ，５１ｂの直列加算抵抗値のみが検出され、このため、両抵抗値 の差異で検出される軸直角方向の入力荷重の有無に関係なく、両ひずみゲージ５ １ａ，５１ｂのひずみが同方向となる軸方向の入力荷重のみを検出することがで きる。尚、図３においてＥはＣ−Ｄ間に負荷された入力電圧、ｅはＡ−Ｂ間から の出力電圧である。

【００２７】 次に、実施例の作用を説明する。

【００２８】 本実施例の緩衝器では、上述のように、荷重センサ５にはナット９による締結 時に初期荷重が付与されており、従って、荷重センサ５にあっては、この初期荷 重を基準値とし、検出荷重が基準値である場合には、荷重が入力されていない状 態を示す。

【００２９】 （イ）圧縮荷重入力時 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における小径部１ｈに圧縮ひずみが生じることでカラー６と第１環 状段部１ｂ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５に加わる荷重が増加するので、この増加分に応じて荷重センサ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 の荷重入力を定量的に検出する。

【００３０】 （ロ）引っ張り荷重入力時 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における小径部１ｈに引っ張りひずみが生じることでカラー６ と第１環状段部１ｂ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５に加わる圧縮荷重が減少するので、この減少分に応じて荷 重センサ５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、下向きの荷重入力を定量的に検出する。

【００３１】 （ハ）横力入力時 ピストンロッド１に横力が作用した場合、該ピストンロッド１の中間中径部１ ｃには締結部Ｐを中心とする曲げ応力が作用し、中間中径部１ｃに曲がりを生じ るが、この中間中径部１ｃ側の曲がり分は離間部Ｈ側の環状空間ｈで吸収される ので、センサボディ５０自体には曲げ応力が作用することはない。

【００３２】 このように、センサボディ５０自体には曲げ応力が作用しないので、ピストン ロッド１に横力が作用した場合は、荷重センサ５の上下両座面となるカラー６の 下面と第１環状段部１ｂとの平行状態の崩れから、一方のひずみゲージ５１ａ側 には横力のモーメントと同等の圧縮力が加算され、他方のひずみゲージ５１ｂ側 には横力のモーメントと同等の引っ張り力が加算されるため、両ひずみゲージ５ １ａ，５１ｂの直列加算抵抗値に変動はなく、従って、両ひずみゲージ５１ａ， ５１ｂを直列に配したホイ−トストンブリッジ回路により横力による入力荷重分 が完全にキャンセルされ、これにより軸方向入力荷重のみが検出されることにな る。

【００３３】 以上説明したように、この実施例の緩衝器にあっては、横力の入力時であって も、横力による検出誤差の発生を防止し、これにより、軸方向入力荷重のみを検 出することができる。

【００３４】 また、実施例では、精密仕上げ加工を必要とするセンサボディ５０と中間中径 部１ｃとの当接部Ｔの範囲が少なくてすむため、加工コストを低減することがで きる。

【００３５】 また、実施例では、荷重センサ５のセット荷重を、ナット９によるアッパマウ ントインシュレータ３の締結荷重とは無関係に任意に設定可能であって、荷重セ ンサ５のセット荷重を最小限度に抑えることができることから、荷重センサ５の 最大ひずみ量が低く抑えられ、これにより、荷重検出精度を向上させることがで きると共に、以上のように必要以上の大きなセット荷重が加わることがないこと から、荷重センサ５自体の剛性・強度を低くでき、これにより、入力荷重に対す る荷重センサ５のひずみ倍率が大きくなって荷重検出精度をさらに向上させるこ とができる。

【００３６】 さらに、荷重センサ５が並列に装着されるピストンロッド１の中間中径部１ｃ に小径部１ｈを形成したことで、入力荷重に対するピストンロッド１自体のひず み倍率を大きくすることができ、これにより、荷重検出精度をさらに向上させる ことができるという特徴を有している。

【００３７】 以上、本考案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、本考案の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等 があっても本考案に含まれる。

【００３８】 例えば、実施例では、緩衝器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。

【００３９】 また、実施例では、センサとしてひずみゲージを用いたものを示したが、その 他の構造のセンサを用いることができる。

【００４０】 また、実施例では、中間中径部側に当接部より径を小さくした小径部を形成す ることによって、環状空間を形成させるようにしたが、センサボディの内径側を 大径とすることで環状空間を形成させることもできる。

【００４１】 また、実施例では、当接部を下端部に形成したが、中間部や上部であってもよ い。

【００４２】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案請求項１記載の緩衝器にあっては、車体側部材よ り下方の車体側連結ロッド外周に形成された環状の係止段部と車体側連結ロッド の外周でナットにより締結される締結部材との間に挟持状態で装着された環状の センサボディと、該センサボディに対し車体側連結ロッドを中心に横力が作用す る径方向に対向して配置された弾性変形量を検出可能な一対のセンサと、該一対 のセンサを直列に配したブリッジ回路とを備え、前記センサボディの内周面と該 センサボディが並列に設けられる車体側連結ロッドの外周面との対向面に、その 一部分で相互に当接する周方向の当接部と、対向面相互間に環状空間が形成され る離間部とが設けられた手段としたため、横力の入力時であっても、横力による 検出誤差の発生を防止し、これにより、軸方向入力荷重のみを検出することがで きるという効果が得られる。

【００４３】 また、センサボディのセット荷重を、ナットによる車体側部材の締結荷重とは 無関係に任意に設定可能であって、センサボディのセット荷重を最小限度に抑え ることができることから、センサボディの初期ひずみを任意に設定して、最大ひ ずみ量を低く抑え、これにより、荷重検出精度を向上させることができると共に 、センサボディへの入力を必要最小限に抑えることができてセンサボディ自体の 剛性・強度を低く設定できることから、入力荷重に対するひずみ倍率を大きくで き、これによっても、荷重検出精度を向上させることができるという効果が得ら れる。

【００４４】 また、請求項２記載の緩衝器にあっては、センサボディが並列に装着される車 体側連結ロッドの一部に小径部を形成したことで、入力荷重に対する車体側連結 ロッド自体のひずみ倍率を大きくすることができ、これにより、荷重検出精度を さらに向上させることができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案実施例の緩衝器の主要部を示す断面図で
ある。

【図２】実施例緩衝器の要部拡大断面図である。

【図３】実施例緩衝器の軸方向入力荷重検出回路であ
る。

【符号の説明】

１ ピストンロッド（車体側連結ロッド） １ｂ 第１環状段部（係止段部） １ｈ 小径部 ３ｃ 内側ブラケット（車体側部材） ９ ナット ５０ センサボディ ５１ａ ひずみゲージ（センサ） ５１ｂ ひずみゲージ（センサ） Ｈ 離間部 Ｔ 当接部 ｈ 環状空間

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体側部材に対し上端がナットで締結固
   定された車体側連結ロッドと、 前記車体側部材より下方の車体側連結ロッド外周に形成
   された環状の係止段部と、 前記車体側連結ロッドの外周でナットにより締結される
   締結部材と係止段部との間に挟持状態で装着された環状
   のセンサボディと、 該センサボディに対し車体側連結ロッドを中心に横力が
   作用する径方向に対向して配置された弾性変形量を検出
   可能な一対のセンサと、 該一対のセンサを直列に配したブリッジ回路とを備え、 前記センサボディの内周面と該センサボディが並列に設
   けられる車体側連結ロッドの外周面との対向面に、その
   一部分で相互に当接する周方向の当接部と、対向面相互
   間に環状空間が形成される離間部とが設けられたことを
   特徴とする緩衝器。
2. 【請求項２】 センサボディが並列に設けられる車体側
   連結ロッドの一部に、当接部の直径より小径の小径部を
   形成したことを特徴とする請求項１記載の緩衝器。