JPH0611302A - 磁気変位センサおよびアブソーバ内蔵型ハイトセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気変位検出におけるリード線の処理を楽に
して耐久性を高め、高分解能で高精度な車高検出を可能
にするとともに、重量および組付工数の増加およびコス
ト高を防止する。 【構成】 車体に係止された外筒１と、外筒１と同軸的
に配設され絞りを有するピストン４を備えたロッド３
と、車軸に係止されオイルが充填されて外筒１内に介挿
され内周壁に磁気目盛２２Ｍが形成され磁気スケール２
２Ｓを配設した内筒２と、ロッド３のピストン上部の外
周壁に配設された磁気変位センサ５とから成るアブソー
バ内蔵型ハイトセンサ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、変位量や変位速度等の
測定に用いられる磁気変位センサおよび車両の車高制御
やサスペンション制御に用いられるアブソーバ内蔵型ハ
イトセンサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の磁気変位センサは、図４に示すよ
うに可動部材であるロッドＲの外周に磁気目盛Ｍを等間
隔に形成し、中空筒状体のシリンダＣ内に介挿するもの
で、磁気センサＳがシリンダＣに固着され、ロッドＲの
挿入量をロッドＲに形成された磁気目盛Ｍに基づき磁気
センサＳによって検出するものである。

【０００３】車両の車高センサ（以下単に第１のハイト
センサと言う）は、直線型のセンサが、大きさや防水の
面で構造設計が難しいため、市販車に採用されているの
は、図５に示すようにセンサ本体ＢをブラケットＢＫに
より車体フレーム（図示せず）側に固定し、リンク機構
Ｌの先端をサスペンションアーム（図示せず）に係止さ
れ、サスペンションアームの相対変位がリンク機構Ｌに
よって回転運動に変換され、センサ本体Ｂの回転軸に伝
達して検出するものである。

【０００４】車両のサスペンションにおけるアブソーバ
内蔵型の第２のハイトセンサとしては、図６に示すよう
にエアサスペンションを構成する外筒Ｇの内壁Ｉにリー
ドスイッチＬＳを高さ方向に４個並べるか、もしくはモ
ザイク状の磁石片を多数並べてダンパーを構成する内筒
Ｎの上端Ｕに配設したマグネットＭがどのリードスイッ
チをオンにするか、もしくはどの磁石片を検出するかに
より、車高の領域を検出するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の磁気変位セ
ンサは、ロッドＲに磁気目盛を形成し、磁気センサＳを
シリンダＣに配設するものであるため、ロッドＲを固着
し、シリンダＣを可動としてサスペンションの変位セン
サに適用する場合は、サスペンションのコイルバネの伸
縮を考慮する必要が有り、磁気センサＳのリード線の処
理や耐久性の点で問題があった。

【０００６】上記従来の第１のハイトセンサは、車両に
露出して別付けするものであるため、サイズおよび防水
面の問題を解決する必要があるうえに、重量および組付
工数が増加するとともに、コスト高になるという問題が
あった。

【０００７】上記従来の第２のハイトセンサは、アブソ
ーバの外筒内に配設するものであるため第１のハイトセ
ンサに比べ防水面の問題は多少緩和されるが、４個のリ
ードスイッチのオンオフ、もしくはモザイク状の磁石片
（最小５mm角）により車高の領域を検出するものである
ため、更に高分解能で精度良く車高を検出するという要
求に対して必ずしも充分でないという問題があった。

【０００８】そこで本発明者らは、上記従来の耐久性お
よびコストの問題点を解決するために、可動し得る中空
円筒の金属製シリンダの周壁に磁気目盛を形成して可動
し得る磁気スケールを構成し、磁気スケール内に介挿す
るロッドもしくはロッドと一体の部材に磁気センサを配
設するという技術的思想に着眼するとともに、かかる磁
気スケールをアブソーバの内筒を利用して配設するとい
う技術的思想に着眼し、磁気変位センサにおいてはリー
ド線の処理を楽にして耐久性を高め、ハイトセンサにお
いては高分解能で高精度な車高検出を可能にするととも
に、重量および組付工数の増加およびコスト高を防止す
るという目的を達成する本発明に到達した。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明（請求項１に記載
の第１発明）の磁気変位センサは、中空筒状体の金属製
シリンダより成り、その周壁に磁気的性質の異なる帯状
の磁気的変位部を規則的に配列した磁気目盛を形成した
磁気スケールと、磁気スケール内に相対動可能に介挿さ
れたロッドと、ロッド若しくはロッドと一体的に動く部
材の少なくともいずれか一方に配設され、磁気スケール
とロッドの相対的動きを磁気スケールに形成された磁気
目盛に基づき検出する磁気センサとから成るものであ
る。

【００１０】本発明（請求項２に記載の第２発明）のア
ブソーバ内蔵型ハイトセンサは、車体に係止された外筒
と外筒に同軸的に配設されピストンを備えたロッドと、
車軸に係止されるとともに、前記外筒内に介挿され、オ
イルが充填された中空筒状体であって、内外の少なくと
も一方の周壁に磁気的性質の異なる帯状の磁気的変位部
を規則的に配列した磁気目盛を形成した磁気スケールを
配設した内筒と、ロッド若しくはロッドと一体的に動く
部材の少なくともいずれか一方に配設され、内筒に対す
るロッドの相対的な移動量を磁気目盛に基づき検出する
磁気センサとから成るものである。

【００１１】本発明（請求項３に記載の第３発明）のア
ブソーバ内蔵型ハイトセンサは、車体に係止された外筒
と外筒に同軸的に配設されピストンを備えたロッドと、
車軸に係止されるとともに、前記外筒内に介挿され、オ
イルが充填された強磁性鋼又は非磁性鋼の中空筒状体で
あって、内外の少なくとも一方の周壁にレーザによって
直接改質又は異種金属を溶かし込むことにより磁気的性
質の異なる帯状の磁気的変位部を規則的に配列した磁気
目盛を形成した磁気スケールを配設した内筒と、ロッド
若しくはロッドと一体的に動く部材の少なくともいずれ
か一方に配設され、内筒に対するロッドの相対的な移動
量を磁気目盛に基づき検出する磁気センサとから成るも
のである。

【００１２】

【作用】上記構成より成る第１発明の磁気変位センサ
は、シリンダの周壁に磁気目盛を形成するとともにロッ
ド側に磁気センサを配設したので、シリンダを可動とす
ることが出来、このシリンダの移動量を磁気目盛により
検出するものである。

【００１３】上記構成より成る第２発明のアブソーバ内
蔵型ハイトセンサは、アブソーバの内筒の周壁に磁気目
盛が形成され外筒と一体的なロッド側に磁気センサを配
設したので、車高の変化に応じて内筒が相対的に動き、
この内筒の動き（車高の変化）を磁気目盛により検出す
るものである。

【００１４】上記構成より成る第３発明のアブソーバ内
蔵型ハイトセンサは、アブソーバの内筒の周壁にレーザ
により磁気目盛が形成され外筒と一体的なロッド側に磁
気センサを配設したので、車高の変化に応じて内筒が相
対的に動き、この内筒の動き（車高の変化）を磁気目盛
により検出するものである。

【００１５】

【発明の効果】上記作用を奏する第１発明の磁気変位セ
ンサは、シリンダの移動量をシリンダの内周壁に形成し
た磁気目盛により検出することが出来るので、固定され
たロッド側に配設された磁気センサよりリード線を取り
出すことができるためリード線の処理が楽になるととも
に、耐久性を向上するという効果を奏する。

【００１６】上記作用を奏する第２発明のアブソーバ内
蔵型ハイトセンサは、車高の変化をアブソーバの内周壁
に要求される精度に応じて形成した磁気目盛により精度
良く検出することが出来るので、サスペンションに別付
けする必要がないため重量および組付工数の増加が無
く、コストを低減するという効果を奏する。

【００１７】上記作用を奏する第３発明のアブソーバ内
蔵型ハイトセンサは、車高の変化をアブソーバの内周壁
に要求される精度に応じてレーザにより正確に形成した
磁気目盛により精度良く検出することが出来るので、サ
スペンションに別付けする必要がないため重量および組
付工数の増加が無く、コストを低減するという効果を奏
する。

【００１８】

【実施例】次に本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。

【００１９】（第１実施例）第１実施例は、第１発明の
磁気変位センサをアブソーバに適用した第２発明のアブ
ソーバ内蔵型のハイトセンサに関する。

【００２０】（第１実施例の構成）第１実施例のアブソ
ーバ内蔵型ハイトセンサは、車体に係止される外筒１
と、車軸に係止され外筒内に介挿され内周壁に磁気スケ
ールを形成してオイルが充填された内筒２と、外筒と同
軸的に固着されたロッド３と、ロッド３の先端に配設さ
れ内筒内に介挿されたピストン４と、ピストン４の外周
壁に配設された磁気センサ５とから成る。

【００２１】本実施例を適用したアブソーバは、ツイン
チューブ式ショックアブソーバで、外筒１は上部に車体
フレーム（図示せず）にリング状の固着部１１を上底部
１２に固着した中空円筒体１０で構成される。

【００２２】内筒２は、径の異なる２個の中空円筒体２
１、２２を同軸的に固着して二重筒構造で下底部２３に
車軸（図示せず）にリング状の固着部２４を固着すると
ともに、上底部２７にはパッキン２５およびロッドガイ
ド２６を配設して、オイルが充填されている。小さな径
の非磁性鋼より成る内筒２２の内周壁には、ほぼ全長に
亘り磁気改質部２mm、非改質部２mmのピッチで磁気目盛
２２Ｍが形成され、磁気スケール２２Ｓが構成されてい
る。

【００２３】ロッド３は、外筒１の上底部１２の中央に
固着され、外筒１と同軸的に配設され、内筒２のパッキ
ン２５およびロッドガイドを介して内筒２内に介挿され
ている。

【００２４】ピストン４は、ロッド３の先端に固着され
た移動方向に応じて作動する絞り部４１を有する部材４
０で内筒２２の内周壁上を摺動する。絞り部４１の開口
面積は、路面、運転状態および設定に応じて電気的に制
御し得るよう構成されている。

【００２５】磁気センサ５は、ピストン４の上部のロッ
ド３の外周壁に内筒２２の内周壁に近接して磁石５２と
ともに配設したホール素子５１により構成され、ロッド
内に介挿したリード線５３より信号を取り出すように構
成されている。

【００２６】上記磁気スケール２２Ｓを構成する内筒２
２は、ＳＵＳ３０４の非磁性鋼に炭酸ガスレーザ溶接機
により、アルゴン９５％酸素５％のアシストガスを毎分
３５リットル供給する中で、鉄を供給してレーザ照射し
て鉄がリッチで磁性の高い磁気目盛２２Ｍを構成する改
質部および非改質部を一定のピッチで形成する。

【００２７】レーザ改質部が形成された帯鋼を光輝焼鈍
炉（図示せず）内で６００℃で２４時間徐冷しレーザ改
質部の改質ビード部を軟化研削する。ビード研削された
帯鋼は、圧延機に３回通して例えば１．６mmの厚さに調
整して、上述と同様に軟化焼鈍する。

【００２８】焼鈍された圧延帯鋼は、電縫管製造機によ
り曲げられ管状とされ両端を電気的に溶着して造管し、
内外径所定の寸法のパイプに成形し、ＴＩＧ溶接機によ
り溶着部を溶接する。

【００２９】溶接されたパイプが、光輝焼鈍炉内で５５
０℃で２時間徐冷され溶接部の歪を取った後、さらにパ
イプ引抜機により、樹脂による前処理を行い油潤滑をし
て引き抜かれた後、上述と同様に軟化焼鈍される。

【００３０】軟化焼鈍された引抜きパイプは、さらにパ
イプ引抜機（図示せず）により同様にして最終的に上記
内外径寸法の９割程度の内外径寸法に引き抜かれ、光輝
焼鈍炉において１０５０℃で２時間保持した後１００℃
まで徐冷し、再び６００℃で２４時間焼鈍して、上記磁
気スケールを内周壁に形成した内筒２２が製造される。

【００３１】（第１実施例の作用）上述の構成より成る
第１実施例の磁気変位センサは、車軸が上下動し車高が
変化すると、ロッド３の外周に配設した磁気センサ５と
内筒２２の磁気目盛２２Ｍとの相対的位置関係が変化す
るので、車高の変化を磁気センサが検出し、電気的信号
としてロッド３を介してアブソーバ外に取り出すもので
ある。

【００３２】（第１実施例の効果）上記作用を奏する第
１実施例の磁気変位センサは、車軸の上下動に応じて内
筒２２に形成した磁気目盛の移動量を磁気センサ５によ
り検出するので、磁気目盛のピッチに応じて高分解能で
且つ高精度に車高の変化を検出することができるという
効果を奏する。第１実施例は、要求に応じた１mmまたは
それ以下のピッチで磁気目盛を形成することにより、要
求通りの分解能および精度での検出を可能にするという
効果を奏する。

【００３３】また第１実施例の磁気変位センサは、磁気
センサ５を固定されているロッドに配設したため、従来
装置のように移動するシリンダＣに配設した場合に比
べ、リード線、ケーブルの処理が容易であるとともに、
信頼性および耐久性が格段に向上するという効果を奏す
る。

【００３４】さらに第１実施例の磁気変位センサは、ツ
インチューブ式ショックアブソーバの既存の内筒の内周
壁に磁気目盛を形成したアブソーバ内蔵型であるため、
別部材の磁気スケールを追設する必要が無いので、重量
増が無く、省スペース、コストおよび組付工数を大幅に
改善するとともに、従来の外付装置のような、サイズ防
水面の配慮が不要であり、信頼性を向上するという効果
を奏する。また、第１実施例の磁気変位センサは内筒内
に内蔵されるので、防水性および信頼性が特に優れてい
る。

【００３５】（第２実施例）第２実施例のアブソーバ内
蔵型ハイトセンサは、モノチューブ式のショックアブソ
ーバに適用したもので、有底の中空筒状体６０で構成さ
れ車体に底部のリング状の固着部６１により固着され、
先端にピストン７１を固着したロッド７を同軸的に固着
した外筒６と、外周に第１実施例と同様に磁気目盛８２
が形成された中空筒状体８０で構成され車軸に底部のリ
ング状の固着部８１により係止して外筒６内に介挿され
オイルが充填された内筒８と、外筒６の下部幅広部６２
の内周壁６３のスペースを利用して配設された磁気セン
サ９とから成り、第１実施例と同様に車高の変化を内筒
８の外周に形成した磁気目盛８２に基づき、外筒６の内
周壁６３に配設した磁気センサ９により検出するもの
で、第１実施例と同様の作用効果を奏する。

【００３６】上記構成より成る第２実施例のハイトセン
サは、磁気センサ９を外筒６に配設したので、第１実施
例より一層リード線の処理が容易であるという作用効果
を奏する。

【００３７】上述の実施例は、説明のために例示したも
ので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無
く、特許請求の範囲の記載から当業者が認識する技術思
想に反しない限り変更および付加が可能である。

【００３８】第２実施例において内筒２の外周に磁気目
盛を形成したが、これは第１実施例と逆にレーザ改質部
（磁気目盛）を外側にして曲げて管状にして造管する
か、あるいは造管した後外周面を等ピッチでレーザ照射
して改質しても良い。

【００３９】また、磁気目盛は第１実施例のように全周
に設けるだけでなく、磁気センサの近傍のみに設けるも
のでも良く、また内筒の内周のみ、外周のみ、内外周両
方および内壁から外壁に貫通して設けることも可能であ
る。

【００４０】上述の実施例においては絶対車高センサ
（ハイトセンサ）について説明したが、本発明は、スト
ローク又はストローク速度検出センサ他に利用すること
も当然可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のハイトセンサを示す縦断
面図である。

【図２】第１実施例のハイトセンサの要部を示す一部欠
截断面図である。

【図３】第２実施例のハイトセンサを示す縦断面図であ
る。

【図４】従来の磁気変位センサを示す縦断面図である。

【図５】第１の従来のハイトセンサを示す斜視図であ
る。

【図６】第２の従来のハイトセンサを示す縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１、６ 外筒 ２、８ 内筒 ３、７ ロッド ４、７１ ピストン ５、９ 磁気センサ ２２Ｍ 磁気目盛 ２２Ｓ 磁気スケール ５１ ホール素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 度會 亜起 愛知県東海市荒尾町ワノ割１番地 愛知製 鋼株式会社内 (72)発明者 宇佐美 仁克 愛知県東海市荒尾町ワノ割１番地 愛知製 鋼株式会社内 (72)発明者 木戸 彰彦 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空筒状体の金属製シリンダより成り、
   その周壁に磁気的性質の異なる帯状の磁気的変位部を規
   則的に配列した磁気目盛を形成した磁気スケールと、 磁気スケール内に相対動可能に介挿されたロッドと、 ロッド若しくはロッドと一体的に動く部材の少なくとも
   いずれか一方に配設され、磁気スケールとロッドの相対
   的動きを磁気スケールに形成された磁気目盛に基づき検
   出する磁気センサとから成ることを特徴とする磁気変位
   センサ。
2. 【請求項２】 車体に係止された外筒と外筒に同軸的に
   配設されピストンを備えたロッドと、 車軸に係止されるとともに、前記外筒内に介挿され、オ
   イルが充填された中空筒状体であって、内外の少なくと
   も一方の周壁に磁気的性質の異なる帯状の磁気的変位部
   を規則的に配列した磁気目盛を形成した磁気スケールを
   配設した内筒と、 ロッド若しくはロッドと一体的に動く部材の少なくとも
   いずれか一方に配設され、内筒に対するロッドの相対的
   な移動量を磁気目盛に基づき検出する磁気センサとから
   成るアブソーバ内蔵型ハイトセンサ。
3. 【請求項３】 車体に係止された外筒と外筒に同軸的に
   配設されピストンを備えたロッドと、 車軸に係止されるとともに、前記外筒内に介挿され、オ
   イルが充填された強磁性鋼又は非磁性鋼の中空筒状体で
   あって、内外の少なくとも一方の周壁にレーザによって
   直接改質又は異種金属を溶かし込むことにより磁気的性
   質の異なる帯状の磁気的変位部を規則的に配列した磁気
   目盛を形成した磁気スケールを配設した内筒と、 ロッド若しくはロッドと一体的に動く部材の少なくとも
   いずれか一方に配設され、内筒に対するロッドの相対的
   な移動量を磁気目盛に基づき検出する磁気センサとから
   成るアブソーバ内蔵型ハイトセンサ。