JPH063105A - ショックアブソーバに内蔵された車高検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ショックアブソーバに内蔵された車高検出装
置の検出能力を低下させることなく搭載性を改善し性能
の維持を保証する。 【構成】 一定間隔で磁気的特性が交互に変化する磁気
式スケール１１がシリンダ壁１に軸線方向に設置され、
磁気式スケール１１の磁気的特性を検出する磁気読取装
置７がシリンダの内部にてシリンダの内壁面に近接して
ピストン３に固定される。ショックアブソーバの伸縮に
伴うピストンとシリンダとの間の軸線方向の相対変位を
利用して車高を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車高を検出する装置に係
り、特にショックアブソーバの伸縮変位を磁気的に検出
する車高検出装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】ショックアブソーバの伸縮変位或いは伸
縮速度を磁気的に検出して車高を検出する車高検出装置
をショックアブソーバに組込むことが特開昭５６−３０
６０２号公報に開示されている。この公報によれば、車
高検出装置は軸線方向に一定間隔で交互に変化する磁気
的特性を有するスケール（以下、磁気式スケールとい
う）と該磁気式スケールの磁気的特性を検出する磁気読
取装置から構成され、磁気式スケールと磁気読取装置と
の間の隔たりを極力小さくして検出感度を高めるべく、
磁気式スケールがピストンロッドに軸線方向に形成さ
れ、磁気読取装置がピストンロッドに最も近接するシリ
ンダ上端部に取付けられる。

【０００３】しかしながら、一般にショックアブソーバ
はピストンにて車体に連結されシリンダにてサスペンシ
ョン・アームの如きサスペンション部材に連結されてい
るのに対し、磁気読取装置からの検出信号を受信し作動
制御を行う制御装置は車体に設置されているので、上述
の如き従来の構成によれば、上端にて車体に対し上下動
するシリンダに取付けられた磁気読取装置より制御装置
へ検出信号を伝達するための導線が互いに相対運動をす
る部材の間に掛渡されなければならない。従って配線の
処理が困難であるため車輌に対する搭載性が悪いという
問題があり、又これらの部材の相対運動に伴い導線が屈
伸し導線が疲労することに起因して破断する虞れがあ
る。

【０００４】又、かかる構成によれば、シリンダ上端部
とピストンロッドの間の外気に露呈された摺接部に磁界
が生ずるため、そこに磁粉が付着し、これによりシール
部材が破損され、ガス又はオイルの漏洩が発生したり、
又は磁気式スケールが損傷され正確な磁気特性変化が示
されず検出能力が低下したりする虞れがある。

【０００５】

【発明の解決しようとする課題】上述の如き従来技術の
不具合を解消すべく、本発明は、ショックアブソーバに
内蔵された車高検出装置であって、従来の技術に比して
実質的に検出能力を低下させることなく、搭載性を改善
し性能の維持を保証する改良された車高検出装置を提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かかる目的は、本発明に
よれば、シリンダと前記シリンダ内に摺動可能に嵌合す
るピストンとを含むショックアブソーバに内蔵された車
高検出装置にして、前記シリンダに設けられ前記シリン
ダの軸線方向に一定間隔で交互に変化する磁気的特性を
有する磁気式スケールと、前記シリンダの内部にて前記
シリンダの内壁面に近接し前記ピストンに担持され前記
磁気式スケールの前記磁気的特性を検出する磁気読取装
置とからなる車高検出装置により達成される。

【０００７】

【作用】かかる構成によれば、ショックアブソーバの作
動時に、ピストンがシリンダに対し相対的に往復動する
ことによって、シリンダ内部にてピストンと共に移動す
る磁気読取装置がシリンダに設置された磁気式スケール
に沿って移動し、磁気式スケールの磁気的特性をシリン
ダ内部より検出する。磁気読取装置は磁気式スケールに
近接してピストンに担持されるので実質的に従来と同程
度の検出感度が得られる。

【０００８】また磁気読取装置は車体に連結されるピス
トンに固定されているので、検出信号を車体に設置され
た制御装置に伝達するための導線は、ピストン内部を通
ってピストン上端より車体に至り制御装置に接続され得
る。このように互いに連結された部材に沿って配線を施
すことができるので、搭載性が向上し、またショックア
ブソーバが伸縮しても導線は屈伸しないので、導線が破
断することが確実に回避される。

【０００９】更に、磁気読取装置はシリンダ内部で磁気
式スケールに接近して設置されるので従来のようにシリ
ンダ上端部に磁粉が付着されることによりシール部材が
破損され流体の漏洩を惹起すということがない。

【００１０】

【発明が課題を解決するための補足説明】一般に車高検
出装置に用いられる磁気式スケールにはＮ極とＳ極とが
一定間隔で交互に並ぶスケール（以下、Ｎ−Ｓスケール
という）と、磁性体と非磁性体とが一定間隔で交互に並
ぶスケール（以下、磁性−非磁性スケールという）とが
ある。Ｎ−Ｓスケールに対して用いられる磁気読取装置
は、Ｎ−Ｓスケールより発生される磁界の大きさを検出
する。磁性−非磁性スケールに対して用いられる磁気読
取装置は、自身より磁界を発生させ磁性−非磁性スケー
ルを通過する磁束密度を検出する。本発明は、磁気式ス
ケール及び磁気読取装置の種類によって限定されるもの
ではなく、これらの設置位置を特定することを特徴とす
る。

【００１１】一般に車高検出装置に於ては検出感度を一
層高めることが望ましく、従って本明細書には本発明に
よる車高検出装置の検出感度を一層向上させるための幾
つかの好ましい形態が示されている。

【００１２】本発明の一つの実施例によれば、磁気式ス
ケールはシリンダ壁に直接形成され、これにより磁気読
取装置と磁気式スケールとの間の距離が低減される。

【００１３】また本発明の他の一つの実施例によれば、
Ｎ−Ｓスケールがシリンダの外壁に取付けられる構造に
於て、シリンダ壁自体にＮ−Ｓスケールに整合して磁性
−非磁性スケールが形成され、これによりＮ−Ｓスケー
ルより発生される磁束を効果的に磁気読取装置へ誘導す
るための磁路が形成される。

【００１４】また本発明の他の一つの実施例によれば、
磁性−非磁性スケールが使用される構造に於て、磁気読
取装置に内蔵された磁石より発生される磁束を誘導する
磁路が二つ設けられ、一方の磁路に感磁素子が設置され
他方の磁路は感磁素子を迂回するバイパス磁路として機
能し、感磁素子が磁性−非磁性スケールの磁性体部分に
向い合うときにのみ積極的に感磁素子に磁束が流れるよ
う構成される。

【００１５】また本発明の更に他の一つの実施例によれ
ば、本発明による車高検出装置の組付公差による検出性
能の悪化やバラつきを解消すべく、磁気読取装置はスプ
ール状に構成され、軸線の周りの全ての方向について磁
束を確実に検出し得るよう構成される。

【００１６】以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実
施例について詳細に説明する。

【００１７】

【実施例】図１は本発明の一つの実施例を示す概略的な
ショックアブソーバの部分断面図である。図１に於て、
符号１はシリンダ壁を示し、符号２はシリンダ壁１の内
部に郭定されるシリンダ室２を示し、符号３はシリンダ
室２に受入れられたピストン、特にそのロッド部を示し
ている。図示されていないがピストン３は図示の部分よ
り下方にシリンダ壁の内面に接するディスク部を有し、
該ディスク部に減衰力発生手段を有している。ピストン
３の内部には内部孔４が形成されている。ピストン３は
その側面の一部に半径方向に突出しシリンダ壁１の近傍
まで延在する凸部５を有している。凸部５は、径方向に
外方に突出する側壁部５ａと側壁部５ａの外端に接続し
シリンダ壁１の内面に近接しこれに実質的に平行に延在
する外壁部５ｂとを有し、凸部５の内部にはこれらの壁
部により郭定され内部孔４に接続する室６が形成されて
いる。室６には磁気読取装置７が取付けられている。磁
気読取装置７から導線１０が引出されており、該導線１
０は内部孔４を通って上方に延在している。導線１０は
図示されていないがピストン上端より車体に至り制御装
置へ接続される。

【００１８】シリンダ壁１の外面には軸線方向に延在す
る磁気式スケール１１が凸部５の内部に設置された磁気
読取装置７と軸線方向に整合するよう取付けられてお
り、該磁気式スケール１１は軸線方向に一定間隔で交互
にＮ極とＳ極を有している。磁気式スケール１１は図示
の如く複数の小さな棒磁石を互いに反撥し合う極同志が
向い合うようシリンダの軸線方向に直列に接続したもの
であってよい。或いは複数の小さな棒磁石をシリンダの
径方向にＮ極とＳ極の向きが交互に入換わるようシリン
ダの軸線方向に並列に接続したものであってもよい。磁
気式スケール１１はショックアブソーバの変位量が広範
囲に亙って検出されるようシリンダ壁１に沿って充分な
軸線方向長さに亙って延在することが好ましい。

【００１９】凸部５の内部に嵌合して固定された磁気読
取装置７は、磁性材より成りシリンダの径方向に平行に
延在する一対の腕８とそれらの内端の間に挾まれた感磁
素子９とから構成されコの字型をしている。磁気読取装
置７の腕８の外端は凸部５の外壁部５ｂの内面に当接し
ており、外壁部５ｂ、ピストン３とシリンダ壁１との間
の隙間、及びシリンダ壁１を介して磁気式スケール１１
に対向している。磁気読取装置７の一対の腕８の間隔
は、磁気式スケール１１の隣り合うＮ極とＳ極の間隔と
等しくされている。感磁素子９は、これを通過する磁束
密度を電気信号に変換するものであり、ホール素子や磁
気抵抗素子等であってよい。

【００２０】磁気式スケール１１は、Ｎ極から出てＳ極
へ入る複数の磁界のループを発生させており、図中矢印
で示される如く、磁気式スケール１１より実質的にシリ
ンダの径方向に放出される磁束がシリンダ壁１、シリン
ダ壁とピストン３との間の隙間、並びに凸部５の壁を通
過し、磁気読取装置７の一方の腕８を通って感磁素子９
に達する。感磁素子９は通過する磁束密度を電気信号に
変換する。感磁素子９を通過した磁束はもう一方の腕８
を通って最終的に磁気式スケール１１のＳ極に至る。感
磁素子９により発生される検出信号は導線９を通って車
体に取付けられた制御装置（図示せず）に伝達される。

【００２１】ショックアブソーバの作動によりピストン
３とシリンダ壁１とが相対的に摺動すると、これに伴い
ピストン３に固定された磁気読取装置７はシリンダ壁１
の内側で磁気式スケール１１に沿って軸線方向に移動す
る。感磁素子９を通過する磁束密度は磁気読取装置７の
検出位置に応じて変化し、従って検出信号は磁気読取装
置７が磁気式スケール１１に沿って移動することに応答
して周期的に変化する。よって基本的には検出信号の振
動数を数えることにより移動距離が求められる。また、
図には示されていないが、二つの磁気読取装置７をこれ
らが検出する信号の位相が９０度ずれるように磁気式ス
ケールに沿って軸線方向に並列に設置すれば、ピストン
の移動方向を検出することが可能である。

【００２２】一般に磁束密度は磁気式スケール１１と磁
気読取装置７との間を通過する間に低減されるが、この
実施例に於ては、ピストン３に凸部５を設けシリンダ壁
１の内表面に接近して磁気読取装置７が取付けられるの
で、磁気式スケール１１と磁気読取装置７との間の距
離、即ちシリンダ壁１の肉厚、シリンダ壁１の内表面と
ピストン３の外表面との間の間隙、及びピストン３の壁
の肉厚の総和Ｘ₁ は小さく、検出感度に影響を与えな
い。

【００２３】検出信号を伝送するための導線１０は、車
体に対し固定されているピストン２の内部を通されてお
り、よってショックアブソーバが運動しても屈曲せず、
又外界から保護されるので、検出信号の伝達が安全に行
われる。

【００２４】又、磁気読取装置と磁気式スケールの間に
於て磁界はシリンダ壁１を挾んで発生されるので、外界
の磁粉がシリンダ壁１に付着したとしてもシリンダ室２
には入り得ず、従ってショックアブソーバを損傷するこ
とがない。

【００２５】前述の如く、磁束密度は磁気式スケール１
１と磁気読取装置７との間を通過する間に減少するた
め、これらの間の距離を低減し検出感度を一層高めるこ
とが好ましい。図２及び図３には検出感度を更に高める
実施例が示されている。

【００２６】図２に示される実施例は、図１とほぼ同様
に構成されており、共通の構成部は同じ符号を用いて示
されている。図１に示される実施例と異る点は、磁気式
スケール４がシリンダ壁１の外表面に貼付けられるので
はなく、シリンダ壁１の壁に直接書込まれている点であ
る。この実施例に於ては、シリンダ壁１は保持力の大き
い磁性材より形成されており、その一部が軸線方向に一
定間隔で着磁されている。保持力の大きい磁性材として
は、Ｍn −Ａl −Ｃ磁石など、加工性及び機械強度に優
れ且或る程度の保持力を有する材料が使用され得る。こ
のように磁気式スケール１１がシリンダ壁１そのものに
設けられることにより、磁気式スケール１１と磁気読取
装置７との間の距離が図１に示す実施例より実質的にシ
リンダ壁１の肉厚分だけ少ない距離Ｘ₂ に低減され、従
って検出感度を向上することができる。

【００２７】図３に示される実施例も、基本的には、図
１の実施例と同様の構成を有し、共通の構成要素には共
通の符号が付けられている。この実施例の特徴は、Ｎ−
Ｓスケールである磁気式スケール１１と磁気読取装置７
との間に磁性−非磁性スケールが設けられていることで
ある。

【００２８】多くの場合、シリンダ壁１及びピストン３
は非磁性材により形成されており、非磁性材は透磁率が
低いためそれを通過する磁束密度は小さく磁気読取装置
７の検出感度が低下する。この問題を解消すべく、この
実施例に於ては非磁性体であるシリンダ壁１に磁性−非
磁性スケールが設けられており、該磁性−非磁性スケー
ルは磁気式スケール１１の磁極に対応する位置に磁性体
部分１ａを有し磁気式スケール１１の磁極間に対応する
位置に非磁性体部分１ｂを有している。

【００２９】このような磁性−非磁性スケールを有する
シリンダ壁１は例えば、ステンレス鋼（ＪＩＳ規格ＳＵ
Ｓ３０４）等の如き非磁性材から成る平板にＴＩＧ溶接
により一定間隔で純鉄の溶加材を溶け込ませることによ
り部分的に磁性化を行い磁性−非磁性スケールを形成
し、溶接後に焼鈍、圧延、研削を経て平滑にされた該平
板を円筒状に加工することより製造され得る。

【００３０】同様にして非磁性体であるピストン３の凸
部５の外壁部５ｂに於ても磁気読取装置７の腕８と当接
する部分に磁性体部分５ｂ′が設けられている。

【００３１】かかる構成により、磁気式スケール１１の
磁極より流出する磁束は、シリンダ壁１の磁性体部分１
ａを通って流れるのでここでは磁束密度は実質的に低減
されない。また、磁束は凸部５の外壁部５ｂに設けられ
た磁性体部分５ｂ′を通って磁気読取装置７に誘導され
るので、ここでも磁束密度は実質的に低減されない。か
くして磁気式スケール１１と磁気読取装置７との間に於
て磁束密度を低減する間隙は実質的に距離Ｘ₃ だけとな
り、磁気読取装置６の検出感度が改善される。

【００３２】以上に説明した本発明による車高検出装置
の実施例は、シリンダ側に取付けられた磁気式スケール
とピストン側に取付けられた磁気読取装置とが軸線方向
に整合して配置されなければならない。図１乃至図３に
示される構成によれば、車高検出装置を内蔵するショッ
クアブソーバが車輌に取付けられるまではピストン３が
シリンダ壁１に対し自由に回転し得るので磁気式スケー
ル１１と磁気読取装置７の位置関係が維持され得ず、従
って組付時に調整が必要となる。

【００３３】この問題を解消する一つの手段を図４に示
す。図４（ａ）には両端部に磁性体よりなる円板８′と
その中間に感磁素子９′とを有するスプール状の磁気読
取装置７′が示されている。円板８′は図１乃至図３に
於て示された腕８に相当する。かかる磁気読取装置７′
は全周方向に於て磁束密度を検出することが可能であ
る。図４（ｂ）に磁気読取装置７′を用いた車高検出装
置がショックアブソーバに組付けられた状態を示す。図
４（ｂ）に於てピストン３は拡径部５′を有し磁気読取
装置７′は拡径部５′内に設けられた室６′内にピスト
ン３と同軸に取付けられる。かかる構成によりピストン
３とシリンダ壁１との周方向の相対位置に拘らず、磁気
読取装置７′は磁気式スケール１１に向い合うので、こ
れらの位置関係を調整する必要がない。磁気読取装置を
このような形状に形成することは、上述の実施例に限ら
ず本発明による他の形態の磁気読取装置にも適用され得
る。かかる構成はシリンダ側に磁気読取装置を設ける従
来の構成では不可能に近い。

【００３４】以上に於てはピストンの内部に磁気読取装
置を固定する実施例について説明してきたが、本発明
は、かかる構成に限られず、磁気読取装置はシリンダの
内壁面に近接してピストンの壁面の外側に固定されても
よい。この場合には、ピストンの壁面に磁気読取装置か
ら引出される導線をピストン内部に取込むための孔と、
該孔を通ってシリンダ室内のオイルがピストン内部へ流
入することを防ぐシール手段とが設けられる。

【００３５】又、本発明が、減衰力を変更するための手
段（アクチュエータ等）を内蔵すべく拡径され中空にさ
れたピストンを有する減衰力可変式ショックアブソーバ
に適用される場合には、アクチュエータ等と共に磁気読
取装置をピストンの拡径部に内に組込むことができ構成
上有利である。

【００３６】以上に於ては、Ｎ−Ｓスケールを用いる車
高検出装置について本発明を説明してきたが、本発明は
磁性−非磁性スケールを用いる車高検出装置についても
全く同様に適用され得る。

【００３７】一般に知られている磁性−非磁性スケール
を用いる車高検出装置は図５に示される如く一定間隔で
交互に並ぶ磁性体部分２２と非磁性体部分２３とからな
る磁性−非磁性スケール２１と、該磁性−非磁性スケー
ル２１に垂直に配置され磁界を発生させるための磁石２
５と該磁石２５に同軸に配置される感磁素子２６とを有
する磁気読取装置２４から構成されている。磁性体部分
２２と非磁性体部分２３との透磁率の違いから、これら
を通過する磁束密度が異るので磁性−非磁性スケール２
１に沿って移動する磁気読取装置２４の検出信号が周期
的に変化し、これにより移動量が求められる。磁性−非
磁性スケール２１は前述の如く例えばＴＩＧ溶接により
非磁性体のシリンダ壁１の一部を軸線方向に一定間隔で
改質することにより形成されてよく、磁気読取装置２４
はシリンダ壁に形成される磁性−非磁性スケール２１に
対し軸線方向に整合し感磁素子２６がシリンダ壁に近接
するようにピストンに取付けられてよい。かかる構成に
よれば、磁気式スケールがシリンダと一体化して形成さ
れ得るので、磁気式スケールと磁気読取装置との間の距
離が低減でき有利である。

【００３８】しかしながら磁性−非磁性スケールを用い
る場合には、検出信号が磁性体部分２２と非磁性体部分
２３の透磁率の違いにより変化するので、Ｎ−Ｓスケー
ルを用いる場合に比して検出信号の変化が小さく、スケ
ールの読取りが困難である。

【００３９】この問題に対処するための磁気読取装置２
４が図６に示されている。図に於て磁気読取装置２４は
磁石２５と感磁素子２６の間にコの字型の磁性体部材２
７を有している。磁性体部材２７は平行に延在する第一
の腕２７ａと第二の腕２７ｂを有し、第一の腕２７ａが
磁石２５と感磁素子２６の間に挾まれて延在している。
第二の腕２７ｂの長さは実質的に第一の腕２７ａと感磁
素子２６の長さの総和に等しくされており、第二の腕２
７ｂは第一の腕２７ａが磁性−非磁性スケール２１の一
つの磁性体部分２２に向い合う位置にあるとき該磁性体
部分２２に二番目に近い非磁性部分２３に向い合うよう
にされている。

【００４０】かかる構成によれば、図６（ａ）のように
第一の腕２７ａが磁性体部分２２の位置にある場合に
は、磁石２５から発生される磁界は第二の腕２７ｂを通
って非磁性体部分２３へ流れるよりも第一の腕２７ａ及
び感磁素子２６を通って磁性体部分２２へ積極的に流れ
るので検出信号が増大する。これに対し、図６（ｂ）の
ように第一の腕２７ａが非磁性体部分２３の位置にある
場合には、磁石５から発生される磁界は第一の腕２７ａ
を通って非磁性体部分２３へ流れるよりも第二の腕２７
ｂを通って磁性体部分２２の方へ積極的に流れるので感
磁素子を通過する磁束密度が減少し検出信号が減少す
る。このように感磁素子２６を迂回して磁束を流すバイ
パス通路として第二の腕２７ｂを設け磁束の流れる方向
を積極的に変更することにより、感磁素子２６が磁性体
部分２７ａに対面する場合と非磁性体部分２７ｂに対面
する場合とで検出信号が明確に識別可能に変化する。か
かる構成の磁気読取装置は本発明に限らず磁性−非磁性
スケールを用いる従来の車高検出装置に於ても検出能力
を向上するべく適用され得る。

【００４１】以上に於ては本発明の幾つかの実施例につ
いて詳細に説明したが、本発明はこれらの実施例に限定
されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実
施例が可能である。

【００４２】

【発明の効果】以上の説明より明らかである通り、本発
明の構成によれば、検出感度を従来の水準に保ちつつ搭
載性を改善することができ、又ショックアブソーバのシ
ール部材に干渉せず、導線が破断することを確実に回避
することによって、ショックアブソーバの気密性並びに
車高検出装置の性能を長期間に亙り維持することがで
き、従来のように検出感度を高めるための代償として変
位検出装置の搭載性及びショックアブソーバの気密性並
びに車高検出装置の耐久性を犠牲にするということがな
い。

【００４３】又、一般に車高検出装置の検出信号を利用
するショックアブソーバは減衰力可変式のものであり、
そのピストンは内部に減衰力を変更するためのアクチュ
エータ並びに制御信号を伝えるための導線が取付けられ
るよう拡径され中空にされており磁気読取装置並びにそ
の検出信号を伝えるための導線を組込むのにも適してい
るので、本発明を適用することが構成上有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるショックアブソーバに内蔵された
車高検出装置の一つの実施例の要部を概略的に示す部分
縦断面図である。

【図２】本発明によるショックアブソーバに内蔵された
車高検出装置の他の実施例の要部を概略的に示す部分縦
断面図である。

【図３】本発明によるショックアブソーバに内蔵された
車高検出装置のもう一つの実施例の要部を概略的に示す
部分縦断面図である。

【図４】（ａ）は本発明に係る磁気読取装置の一つの形
態を示す斜視図であり、（ｂ）はその磁気読取装置がシ
ョックアブソーバのピストン内部に取付けられた状態を
一部破断して示す斜視図である。

【図５】本発明に用いられ得る磁気式スケールと磁気読
取装置の一つの形態を概略的に示す縦断面図である。

【図６】本発明に用いられ得る磁気式スケールと磁気読
取装置の他の形態を概略的に示す縦断面図であり、
（ａ）は磁束が感磁素子を通って流れる状態を示し
（ｂ）は磁束が感磁素子を迂回して流れる状態を示す。

【符号の説明】

１…シリンダ壁 ３…ピストン ５…凸部 ７…磁気読取装置 ８…腕 ９…感磁素子 １０…導線 １１…磁気式スケール

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダと前記シリンダ内に摺動可能に嵌
   合するピストンとを含むショックアブソーバに内蔵され
   た車高検出装置にして、前記シリンダに設けられ前記シ
   リンダの軸線方向に一定間隔で交互に変化する磁気的特
   性を有する磁気式スケールと、前記シリンダの内部にて
   前記シリンダの内壁面に近接し前記ピストンに担持され
   前記磁気式スケールの前記磁気的特性を検出する磁気読
   取装置とからなる車高検出装置。